DE102022000706B4 - CEE power plug with mobile radio-based measuring and monitoring system - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Integration einer elektronischen Komponente (9) in einen CEE-Netzstecker, welcher sich aus einem Steckergesicht (15) mit einem Anschlussbereich und einer Haube (16) mit Zugentlastung (17), die über eine mechanische Trennstelle miteinander verbunden sind, zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass diese als hohler Adapter (12) ausgeführt ist, welche• an beiden Enden (13, 14) je passende Gegenstücke der Trennstellen (19) von Steckergesicht (15) und Haube (16) des zur Erweiterung vorgesehenen CEE-Netzsteckers aufweist und daher zwischen Gesicht und Haube (16) des CEE-Netzsteckers formschlüssig montierbar ist,• in dem Bereich, welcher zur Haube (16) zeigt, über eine weitere Vorrichtung verschlossen ist, welche zusammen mit der Elektronikkomponente (9) einen neuen Anschlussbereich (21) für das Geräteanschlusskabel (2) bildet, wobei dieser Anschlussbereich (21) innerhalb des Adapters (12) über elektrische Leiter (22) mit dem ursprünglichen Anschlussbereich (18) kontaktierbar ist und diesen funktional ersetzt, sodass die elektrische Funktion der erweiterten Steckvorrichtung im Vergleich zum CEE-Netzstecker erhalten bleibt und• einen Bauraum (20) mit galvanischem Zugang zu den hindurchgeführten elektrischen Leitern, beispielsweise, aber nicht nur, für elektronische Baugruppen, schafft,sodass das Steckergesicht (15) und die Haube (16) mit Zugentlastung (17) unverändert bleiben können.Device for integrating an electronic component (9) into a CEE mains plug, which consists of a plug face (15) with a connection area and a hood (16) with strain relief (17), which are connected to one another via a mechanical separation point, characterized in that it is designed as a hollow adapter (12), which• has matching counterparts of the separation points (19) of the plug face (15) and hood (16) of the CEE mains plug intended for extension at both ends (13, 14) and can therefore be mounted in a form-fitting manner between the face and hood (16) of the CEE mains plug,• is closed in the area facing the hood (16) by a further device, which together with the electronic component (9) forms a new connection area (21) for the device connection cable (2), wherein this connection area (21) within the adapter (12) can be contacted with the original connection area (18) via electrical conductors (22) and functionally replaces it, so that the electrical function of the extended plug device is retained in comparison to the CEE mains plug and• creates an installation space (20) with galvanic access to the electrical conductors passed through, for example, but not only, for electronic assemblies, so that the plug face (15) and the cover (16) with strain relief (17) can remain unchanged.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die dargestellte Erfindung betrifft Netzstecker nach der Norm IEC60309, wie sie zum Anschluss von elektrischen Betriebsmitteln an das Energieversorgungsnetz genutzt werden und allgemein aus dem Stand der Technik bekannt sind. Diese genormten, auch als CEE-Netzstecker bezeichneten Netzanschlussstecker kommen besonders dort zum Einsatz, wo Verbraucher mit hoher elektrischer Anschlussleistung eingesetzt werden. Dies ist vor allem im Rahmen der industriellen und gewerblichen Fertigung, im Handel, seltener auch im Heimgebrauch der Fall. Die genannten Netzstecker bieten den Verbrauchern typischerweise einen dreiphasigen Anschluss an das Energieversorgungsnetz zusammen mit Neutralleiter und Schutzleiter, können aber allgemein durch unterschiedliche Bauformen ein sehr breites Spektrum unterschiedlicher Anschlussleistungen und Anschlussarten abdecken.The invention described relates to power plugs according to the IEC60309 standard, as they are used to connect electrical equipment to the power supply network and are generally known from the prior art. These standardized power plugs, also known as CEE power plugs, are used in particular where consumers with a high electrical connection load are used. This is primarily the case in industrial and commercial manufacturing, in retail, and more rarely in home use. The power plugs mentioned typically offer consumers a three-phase connection to the power supply network together with a neutral conductor and protective conductor, but can generally cover a very wide range of different connection loads and connection types thanks to different designs.
Stand der Technik und ProblemstellungState of the art and problem
Elektrische Energie ist ein kostbares und begrenztes Gut. Je nach Erzeugungsart können dabei klimaschädliche Gase entstehen, die es zu vermeiden gilt. Durch hohe Erzeugungskosten ist elektrische Energie teuer und damit ein wichtiger Kostenfaktor für viele industrielle Prozesse.Electrical energy is a precious and limited commodity. Depending on the type of generation, it can produce climate-damaging gases that must be avoided. Due to high production costs, electrical energy is expensive and therefore an important cost factor for many industrial processes.
Die elektrische Energie als eine der elektrischen Kenngrößen eines Verbrauchers zu erfassen ist deshalb für die ganzheitliche Betrachtung von Prozessketten immer wichtiger geworden. Die dafür erforderlichen Messprinzipien sind nach dem allgemeinen Stand der Technik und der Physik bekannt und werden in Form von vielen marktverfügbaren Geräten, wie z.B. Stromzählern, seit langer Zeit angewendet.Recording electrical energy as one of the electrical parameters of a consumer has therefore become increasingly important for the holistic consideration of process chains. The measurement principles required for this are known from the general state of the art and physics and have been used for a long time in the form of many devices available on the market, such as electricity meters.
Neben der reinen Erfassung der elektrischen Energie als Messwert, ist auch die vollautomatische Übertragung, Datenverarbeitung, Analyse und Überwachung der aufgenommenen elektrischen Kenngrößen, sowie eine Weitergabe und Verarbeitung der Daten in Drittsystemen relevant. So können z.B. Kenngrößen wie „Energie je Fertigungseinheit“ einer Gestehungskette von Produkten bestimmt, oder Anomalien im Betriebsverhalten von Maschinen frühzeitig erkannt und behoben werden.In addition to the pure recording of electrical energy as a measured value, the fully automatic transmission, data processing, analysis and monitoring of the recorded electrical parameters, as well as the forwarding and processing of the data in third-party systems, are also relevant. For example, parameters such as "energy per production unit" of a product production chain can be determined, or anomalies in the operating behavior of machines can be detected and remedied at an early stage.
Es gibt bereits viele Systeme, die im Rahmen der Digitalisierung industrieller Prozesse angeboten werden und Möglichkeiten zur Erfassung der elektrischen Energie und vieler weiterer elektrischer Kenngrößen wie z.B. Strom, Spannung, Phasenwinkel, Frequenz und Leistungsfaktor der angebundenen Stromkreise bieten. Die dafür benötigten Komponenten sind, insbesondere dann, wenn sie für die Überwachung vieler paralleler Messstellen ausgelegt sind, sehr komplex und befinden sich typischerweise in der Elektroinstallation von Gebäuden. Dafür sind üblicherweise große unerwünschte Eingriffe in die Elektroinstallation erforderlich. Für den Betrieb werden oft viele weitere Systemkomponenten wie Datenserver oder Zugangspunkte benötigt, sodass sich eine Installation auf Grund der Kosten häufig erst ab einer hohen Anzahl an Messpunkten oder ab einer gewissen Höhe der anfallenden Energiekosten amortisiert. Sollen solche Systeme in Bestandsanlagen nachgerüstet werden, führt dies oft zu noch höheren Kosten und es ist mit langen Ausfallzeiten für angeschlossene Verbraucher zu rechnen. Die oft veraltete Elektroinstallation von Bestandsgebäuden erlaubt oft keine wirtschaftliche Nachrüstung von Messsystemen auf der Ebene der Einzelverbrauchererfassung.There are already many systems that are offered as part of the digitalization of industrial processes and offer options for recording electrical energy and many other electrical parameters such as current, voltage, phase angle, frequency and power factor of the connected circuits. The components required for this are very complex, especially when they are designed to monitor many parallel measuring points, and are typically located in the electrical installation of buildings. This usually requires major unwanted interventions in the electrical installation. Many other system components such as data servers or access points are often required for operation, so that an installation often only pays for itself when there is a large number of measuring points or when the energy costs are above a certain level. If such systems are to be retrofitted in existing systems, this often leads to even higher costs and long downtimes for connected consumers can be expected. The often outdated electrical installation of existing buildings often does not allow for cost-effective retrofitting of measuring systems at the level of individual consumer recording.
Diese hohen technischen Einstiegshürden sowie die hohen Kosten führen dazu, dass die beschriebenen Messlösungen häufig nur für große Konzerne mit hohen Energiekosten und einer sehr hohen Anzahl an Messpunkten wirtschaftlich umsetzbar sind. Für kleinere Betriebe oder zur Nachrüstung an einzelnen Maschinen sind sie selten geeignet.These high technical barriers to entry and the high costs mean that the measurement solutions described are often only economically viable for large corporations with high energy costs and a very high number of measuring points. They are rarely suitable for smaller companies or for retrofitting individual machines.
In einer Produktion sind oft wenige Verbraucher und Produktionsmaschinen für den Großteil des Energieverbrauchs verantwortlich. Es kann sich also trotzdem ein erhebliches Einsparpotential ergeben, oder es ist aus Gründen der Betriebssicherheit und Ausfallerkennung wichtig, wenn eine Überwachung und Optimierung dieser Maschinen auf Basis eines Messsystems erfolgt.In a production facility, a few consumers and production machines are often responsible for the majority of energy consumption. This means that there can still be significant savings potential, or it may be important for reasons of operational safety and failure detection if these machines are monitored and optimized using a measuring system.
Anstelle von Messmitteln, die rein auf Gebäudeseite installiert werden, existieren im Rahmen des niederschwelligen Einsatzes von Messtechnik an klassischen Schutzkontakt-Haushaltssteckdosen schon seit längerem Zwischensteckadapter, die zwischen Stecker des Verbrauchers und der Anschlussdose gesteckt werden können. Diese verfügen über Messtechnik zur Erfassung der elektrischen Kenngrößen des angeschlossenen Verbrauchers, wie in
Im Umfeld der CEE-Anschlusstechnik sind die zu erfassenden Ströme und Leistungen deutlich größer als bei Steckvorrichtungen für den Heimgebrauch. Typischerweise muss auch Messtechnik für drei anstatt einer Phase vorhanden sein. Dies führt zu einem deutlich erhöhten Platzbedarf für die messtechnischen Baugruppen als dies bei einphasigen Schutzkontaktsteckern aus dem Haushaltsbereich der Fall ist. Dies ist auch der Grund, warum im Umfeld des CEE-Netzsteckers für eine flexible Messlösung oft auf kabelgebundene Zwischenstecklösungen aus diskreten Komponenten gesetzt wird, bei denen die benötigten Baugruppen z.B. in einem Kleinverteiler mit ausreichend Bauraum untergebracht sind. Diese Kleinverteilerlösung wird dann mit Anschlusskabeln und CEE-Netzsteckern versehen und zwischen Netz und Verbraucher zwischengesteckt. Da es sich bei der Messtechnik dieser käuflich verfügbaren Lösungen oft nur um die Zusammenstellung handelsüblicher Module handelt, sind die resultierenden Gesamtaufbauten nachteilig groß und teuer.In the context of CEE connection technology, the currents and powers to be recorded are significantly higher than with plug devices for domestic use. Typically, measurement technology must also be available for three phases instead of one. This leads to a significantly larger space requirement for the measurement components than is the case with single-phase protective contact plugs from the household sector. This is also the reason why, in the context of the CEE power plug, a flexible measurement solution is often based on wired intermediate plug solutions made of discrete components, in which the required components are accommodated, for example, in a small distributor with sufficient installation space. This small distributor solution is then provided with connection cables and CEE power plugs and plugged in between the network and the consumer. Since the measurement technology of these commercially available solutions often only involves the compilation of commercially available modules, the resulting overall structures are disadvantageously large and expensive.
In
Auch die Integration der Messtechnik in einen zwischensteckbaren Messadapter, der dadurch gekennzeichnet ist, dass dieser zur Herstellung des elektrischen Anschlusses einen CEE-Stecker und eine CEE-Buchse, die über ein gemeinsames Gehäuse fest miteinander verbunden sind, aufweist, ist aus
Neben der reinen Erfassung von Energie oder anderen elektrischen Kenngrößen, ist auch die Überwachung örtlich verteilter und mobiler Betriebsmittel in Echtzeit relevant, um Anomalien im Betriebsverhalten sofort zu erkennen, Alarme auszulösen und korrigierend eingreifen zu können. Eindrückliche Beispiele hierfür sind Ausfälle in der Veranstaltungstechnik und auf Messen, die oft durch überlastete Stromkreise ausgelöst werden, Wasserschäden durch ausgefallene Hebeanlagen oder verdorbene Lebensmittel durch ausgefallene Kühlwägen. Werden mehrere Messadapter mit nicht ortsfesten unterschiedlichen Betriebsmitteln verwendet, kann dies zu einem organisatorischen Problem führen, da Messgeräte Verbrauchern zugeordnet werden müssen. Durch die Steckbarkeit von Adaptern besteht aber kein fester Bezug zwischen Messmittel und Gerät, wodurch beim Auf- und Abbau von Anlagen sowie durch den Ortswechsel leicht Vertauschungen der Messmittel erfolgen können und Zuordnungsfehler in den Messdaten die Folge sind.In addition to the pure recording of energy or other electrical parameters, the monitoring of locally distributed and mobile equipment in real time is also relevant in order to immediately recognize anomalies in operating behavior, trigger alarms and be able to intervene to correct them. Impressive examples of this are failures in event technology and at trade fairs, which are often caused by overloaded circuits, water damage caused by faulty lifting systems or spoiled food caused by faulty refrigerated trucks. If several measuring adapters are used with different, non-stationary equipment, this can lead to an organizational problem, as measuring devices have to be assigned to consumers. However, because adapters can be plugged in, there is no fixed connection between the measuring device and the device, which means that when systems are set up and dismantled or when they are moved, the measuring devices can easily be mixed up, resulting in assignment errors in the measurement data.
An CEE-Anschlussfeldern können diese Messadapter ebenfalls nur eingeschränkt eingesetzt werden, da sich diese wegen Größe oder Aufbau nicht direkt in eine Anschlussdose stecken lassen, durch die Länge im gesteckten Zustand andere Anschlussdosen verdecken, oder durch den entstehenden Hebel in Verbindung mit den schweren Geräteanschlusskabeln herausrutschen oder sogar brechen. Deshalb muss der Aufbau zur Herstellung einer sicheren elektrischen Verbindung oft um unerwünschte zusätzliche Adapterkabel erweitert werden.These measuring adapters can also only be used to a limited extent on CEE connection panels, as they cannot be plugged directly into a connection box due to their size or design, cover other connection boxes due to their length when plugged in, or cause problems due to the resulting lever in connection with the heavy devices. te connection cables slip out or even break. Therefore, the setup often has to be expanded to include unwanted additional adapter cables in order to create a secure electrical connection.
Durch dieses Vorgehen, weitere Steckverbindungen in den elektrischen Anschlussstrang eines Verbrauchers einzufügen, werden zusätzliche Fehlerquellen eingebracht. Abgesehen von höheren Kosten sollten elektrische Steckverbindungen bei hohen Strömen auf ein Minimum reduziert werden, da diese Steckverbindungen starken Belastungen unterliegen. Durch Verschleiß und Alterung kann sich der Kontakt verschlechtern und dies kann bekanntlich zur Erwärmung der Kontaktstelle bis hin zum Brand führen. Auf Grund der beschriebenen Nachteile ist es vorteilhaft die messtechnischen Komponenten im direkten Umfeld der Steckvorrichtung zu platzieren.This approach of adding additional plug connections to the electrical connection line of a consumer introduces additional sources of error. Apart from higher costs, electrical plug connections should be kept to a minimum for high currents, as these plug connections are subject to heavy loads. Wear and age can cause the contact to deteriorate, and this can lead to the contact point heating up and even causing a fire. Due to the disadvantages described, it is advantageous to place the measurement components in the immediate vicinity of the plug device.
Ein anderer messtechnischer Ansatz im Umfeld eines CEE-Netzsteckers wird in
In
In
Eine optische Signalisierung kann nach
Aus
Aus
Derzeit ist keine Messlösung bekannt, welche in der Lage ist, elektrische Kenngrößen zu erfassen und zu überwachen, sowie diese über eine Mobilfunkverbindung an eine Datensenke zur Analyse und Auswertung zu übertragen, einstellbare Betriebszustände zu melden und auch direkt am Messmittel lokal zu signalisieren und gleichzeitig in typische CEE-Netzstecker-Systeme integrierbar ist, ohne dass die zu erweiternden Steckvorrichtungen in ihrer Bauform wesentlich verändert oder neugestaltet werden müssen.Currently, no measuring solution is known that is capable of recording and monitoring electrical parameters, transmitting them via a mobile phone connection to a data sink for analysis and evaluation, reporting adjustable operating states and also signaling them locally directly on the measuring device and at the same time being able to be integrated into typical CEE power plug systems without the plug devices to be expanded having to be significantly changed or redesigned.
LösungsansatzSolution approach
Eine Lösung für dieses Problem ergibt sich durch Integration eines mobilfunkgestützten Mess- und Überwachungssystems für elektrische Kenngrößen in bestehende CEE-Netzstecker-Systeme (
Dadurch, dass CEE-Netzstecker anders als viele Schuko-Stecker lösbar mit dem Geräteanschlusskabel (2) eines Betriebsmittels (3) verbunden sind, ist durch den Austausch des CEE-Netzsteckers gegen einen CEE-Messstecker sowohl die Installation als auch die Zuordnung des Messmittels zum Verbraucher in Sekunden möglich, ohne dass eine Installation und Einrichtung durch spezielles Fachpersonal erfolgen müssen.Because CEE mains plugs, unlike many Schuko plugs, are detachably connected to the device connection cable (2) of an operating device (3), replacing the CEE mains plug with a CEE measuring plug makes it possible to install and assign the measuring device to the consumer in seconds, without the need for installation and setup to be carried out by specially trained personnel.
Durch die Tatsache, dass der CEE-Messstecker aber direkt mit dem Anschlusskabel des Verbrauchers verbunden ist, bewegt er sich mit dem Verbraucher mit und ist auch immer dann mit Energie versorgt und für den Messbetrieb bereit, wenn der Verbraucher selbst über die CEE-Anschlussdose (10) mit dem Energieversorgungsnetz (4) verbunden ist.However, due to the fact that the CEE measuring plug is directly connected to the consumer's connection cable, it moves with the consumer and is always supplied with energy and ready for measuring operation when the consumer itself is connected to the energy supply network (4) via the CEE connection box (10).
Die direkte Verwendung von Mobilfunk (5) als Kommunikationstechnologie sorgt dafür, dass der ortsveränderliche Betrieb von Verbrauchern unter voller Nutzung der Datenverbindung und aller verbundenen Mess- und Überwachungsfunktionen möglich ist. Weiterhin entfällt der aufwändige Prozess, die CEE-Messstecker mit lokaler Infrastruktur in jeglicher Form verbinden zu müssen. Es ist Stand der Technik, SIM-Karten ab Werk fest in elektronischen Geräten zu verbauen, sodass auch das Einlegen einer SIM-Karte und die Verwaltung der Mobilfunkverbindung durch den Nutzer entfällt. Durch die sofort zur Verfügung stehende Datenverbindung beschränkt sich die Einrichtung des CEE-Messsteckers auf das Zuordnen zu einem Nutzerkonto auf einem sogenannten Datenendpunkt (6), welcher als Cloud-Dienst ausgeprägt sein kann, und für die CEE-Messstecker und Nutzer von überall über eine Internetverbindung (7) erreichbar ist.The direct use of mobile communications (5) as a communication technology ensures that mobile consumers can operate while making full use of the data connection and all associated measurement and monitoring functions. Furthermore, the complex process of having to connect the CEE measuring plugs to local infrastructure in any form is no longer necessary. It is state of the art to install SIM cards permanently in electronic devices at the factory, so that the user does not have to insert a SIM card and manage the mobile connection. Because the data connection is immediately available, setting up the CEE measuring plug is limited to assigning it to a user account on a so-called data endpoint (6), which can be designed as a cloud service and is accessible to the CEE measuring plugs and users from anywhere via an Internet connection (7).
Die Digitalisierung von bestehenden Verbrauchern kann somit erfolgen, ohne dass Geräte ersetzt oder in die Gebäudeinfrastruktur eingegriffen werden muss und ohne dass funktionale Abstriche in den Mess- und Überwachungsfunktionen erfolgen müssen. Dies ist nachhaltig und reduziert Kosten. Die beschriebene und in
Die CEE-Messstecker können durch die Verknüpfung über das Internet an unterschiedlichsten Standorten betrieben, aber gemeinsam über einen Datenendpunkt verwaltet werden. Auch eine Anbindung an Drittsysteme wie z.B. ein Leitwarten-System ist über eine digitale Schnittstelle zum Datenendpunkt (8) über das Internet möglich.The CEE measuring plugs can be operated at different locations by linking them via the Internet, but can be managed together via a data endpoint. A connection to third-party systems such as a control room system is also possible via a digital interface to the data endpoint (8) via the Internet.
Dadurch, dass keine Wartung der Hardware erfolgen muss und Updates direkt über die Mobilfunkverbindung durchgeführt werden, können die CEE-Messstecker bezogen auf die Funktionen und die Sicherheit immer auf dem aktuellen Stand gehalten werden, ohne dass dem Nutzer dabei hohe Betriebskosten entstehen.Because the hardware does not require maintenance and updates are carried out directly via the mobile phone connection, the CEE measuring plugs can always be kept up to date in terms of functions and safety without the user incurring high operating costs.
Da die Messtechnik und Elektronik (9) über den CEE-Messstecker zu einer festen Komponente des Verbrauchers werden, können weitere Funktionen realisiert werden die dem Nutzer einen Mehrwert über das reine Messen und Erfassen elektrischer Kenngrößen hinaus bieten und bei klassischen Systemen auf Infrastrukturseite nur schwer umsetzbar sind. Dazu zählen eine regelbasierte Ausfallüberwachung, ein Betriebsstundenzähler auf Verbraucherebene, aber auch ein Standorttracking bei mobilen Verbrauchern. Durch eine zusätzliche optische oder akustische Signalisierung (11) direkt am CEE-Messstecker lassen sich nicht nur Alarme bei unzulässigen Betriebszuständen direkt anzeigen und ermöglichen ein schnelles Eingreifen, sondern es kann auch eine Funktion zum Wiederfinden von Verbrauchern durch ein gezieltes Auslösen von optischen oder akustischen Signalen über den Datenendpunkt realisiert werden.Since the measurement technology and electronics (9) become a fixed component of the consumer via the CEE measuring plug, additional functions can be implemented that offer the user added value beyond the pure measurement and recording of electrical parameters and are difficult to implement in classic systems on the infrastructure side. These include rule-based failure monitoring, an operating hours counter at the consumer level, but also location tracking for mobile consumers. Additional optical or acoustic signaling (11) directly on the CEE measuring plug not only allows alarms in the event of impermissible operating states to be displayed directly and enables rapid intervention, but a function for finding consumers can also be implemented by specifically triggering optical or acoustic signals via the data endpoint.
Es ist bisher keine Lösung bekannt, die diese dargestellten funktionalen Kriterien eines Mess- und Überwachungssystems direkt in einen CEE-Netzstecker integriert.There is currently no known solution that integrates these functional criteria of a measuring and monitoring system directly into a CEE power plug.
Technische Problemstellung und LösungTechnical problem and solution
Grundsätzlich zerfallen die technischen Problemstellungen die der Erfindung zu Grunde liegen in zwei Bereiche. Zum einen sind dies die funktionalen Aspekte des Mess- und Überwachungssystems im CEE-Netzstecker, die die beschriebenen anwendungsbezogenen Probleme lösen sollen, zum anderen ist dies die allgemeine elektromechanische Integration der funktional erforderlichen elektronischen Baugruppen in einen generischen CEE-Netzstecker, der dadurch zum CEE-Messstecker (1) erweitert wird.Basically, the technical problems underlying the invention are divided into two areas. Firstly, these are the functional aspects of the measuring and monitoring system in the CEE power plug, which are intended to solve the application-related problems described, and secondly, this is the general electromechanical integration of the functionally required electronic components in a generic CEE Mains plug, which is thereby extended to a CEE measuring plug (1).
Die Grundidee der Erfindung auf mechanischer Seite stellt eine spezielle Gehäuseerweiterung (12), im Folgenden Adapter genannt, dar, sodass eine bestehende CEE-Steckvorrichtung nach dem Stand der Technik (
Da die CEE-Netzstecker in verschiedenen Ausführungen von verschiedenen Herstellern existieren, kennzeichnet diese Lösung zur Schaffung eines CEE-Messsteckers, dass eine Übertragung auf beliebige Ausführungsformen von CEE-Steckvorrichtungen lediglich durch eine geringfügige Anpassung des Adapters und seiner Trennstellen (13, 14) erfolgen kann.Since the CEE mains plugs exist in different designs from different manufacturers, this solution for creating a CEE measuring plug is characterized by the fact that a transfer to any design of CEE plug devices can be achieved only by a slight adaptation of the adapter and its separation points (13, 14).
Für die Erfindung wurde der Aufbau käuflich verfügbarer CEE-Steckvorrichtungen analysiert und bauliche Besonderheiten identifiziert, die modellübergreifend vorhanden sind. Diese sind typischerweise nicht vergossen, verklebt oder umspritzt, sondern das Geräteanschlusskabel (2) ist lösbar mit der CEE-Steckvorrichtung verbunden. Der Aufbau einer Steckvorrichtung unterteilt sich typischerweise in Steckergesicht (15), Haube (16), Zugentlastung (17) und den Anschlussbereich (18) für die Geräteanschlussleitung. CEE-Steckvorrichtungen weisen bezogen auf die Außenkontur fast immer einen radialsymmetrischen Aufbau mit Schraub- oder Bajonettverschluss als Trennstelle (19) auf, die das Steckergesicht von der Haube abtrennt.For the invention, the structure of commercially available CEE plug devices was analyzed and structural features identified that are present across all models. These are typically not cast, glued or molded, but the device connection cable (2) is detachably connected to the CEE plug device. The structure of a plug device is typically divided into the plug face (15), cover (16), strain relief (17) and the connection area (18) for the device connection cable. CEE plug devices almost always have a radially symmetrical structure with a screw or bayonet lock as a separation point (19) in relation to the outer contour, which separates the plug face from the cover.
Zur Schaffung des benötigten Bauraums für die Messtechnik (20) wird bei einer generischen CEE-Steckvorrichtung ein Hohlkörperelement (12) formschlüssig zwischen Steckergesicht und Haube eingefügt, der selbst an den beiden Enden die Gegenstellen für die Trennstellen der zu Grunde liegenden CEE-Steckvorrichtung aufweist und damit ein Adapterstück bildet. Der Adapter selbst ermöglicht durch definierte Führung und Aufhängungskonzepte dann, dass die Betriebselektronik unabhängig vom zu Grunde liegenden CEE-Stecker und der damit verbundenen Ausführung der Trennstellen des Adapters, ggfs. mit kleinen Anpassungen, wiederverwendet werden kann.To create the required installation space for the measuring technology (20) in a generic CEE plug device, a hollow body element (12) is inserted in a form-fitting manner between the plug face and the cover, which itself has the counterparts for the separation points of the underlying CEE plug device at both ends and thus forms an adapter piece. The adapter itself then enables the operating electronics to be reused independently of the underlying CEE plug and the associated design of the separation points of the adapter, if necessary with small adjustments.
Die elektrische Verbindung des Geräteanschlusskabels wird bei CEE-Steckvorrichtungen typischerweise über einen Anschlussbereich (18) im Steckergesicht hergestellt, wobei verschiedene Kontaktierungsformen der Leiter wie Schraubklemmen oder Federklemmen Stand der Technik sind. Da dieser Bereich nun vom Adapter verdeckt wird und nicht mehr für den Nutzer zugängig ist, wird ein weiterer, neuer Anschlussbereich (21) geschaffen, welcher dem Nutzer wieder zugänglich ist. Zu diesem Zweck ist der Adapter an dem Ende, welches zur Steckerhaube weist durch einen Deckel verschlossen, welcher zusammen mit den elektrischen Baugruppen im Adapterinneren einen neuen Anschlussbereich ausbildet. Alter und neuer Anschlussbereich sind elektrisch miteinander verbunden (22), sodass der Stromfluss zwischen Geräteanschlussleitung und Steckerkontakten (23) weiterhin ungehindert erfolgen kann. Dies kann im einfachsten Fall über elektrische Leiter realisiert sein, die zwischen den beiden Anschlussbereichen verlaufen.The electrical connection of the device connection cable in CEE plug devices is typically made via a connection area (18) in the plug face, with various forms of contact for the conductors such as screw terminals or spring terminals being state of the art. Since this area is now covered by the adapter and is no longer accessible to the user, another, new connection area (21) is created which is again accessible to the user. For this purpose, the adapter is closed at the end facing the plug hood with a cover which, together with the electrical components inside the adapter, forms a new connection area. The old and new connection areas are electrically connected to one another (22) so that the current flow between the device connection cable and the plug contacts (23) can continue unhindered. In the simplest case, this can be achieved using electrical conductors that run between the two connection areas.
Innerhalb des Adapters ist ein geschützter Bereich entstanden in dem elektronische Baugruppen untergebracht werden können und wo gleichzeitig ein direkter galvanischer Zugang zu den elektrischen Leitern besteht, ohne dass die zu Grunde liegende CEE-Steckvorrichtung in irgendeiner Form verändert wurde. Gleichzeitig wird erreicht, dass eine Energieversorgung eingebrachter Baugruppen sichergestellt ist und messtechnische Aufgaben an den Leitern erfolgen können.A protected area has been created within the adapter in which electronic components can be housed and where there is direct galvanic access to the electrical conductors without the underlying CEE plug device being modified in any way. At the same time, this ensures that the power supply to the components installed is ensured and that measurement tasks can be carried out on the conductors.
Die Betriebselektronik ist im Gesamtaufbau vollständig gegen Nutzereingriffe geschützt, da die Trennstelle zum Steckergesicht (13) und der Deckel mit neu geschaffenem Anschlussbereich (21) für den Nutzer nicht lösbar mit dem Adapter verbunden sind. Die für den Endanwender lösbare Trennstelle (14) befindet sich zwischen dem neu eingefügten Adapter und der Haube, wo der Endnutzer den Anschluss des Geräteanschlusskabels analog zum bisherigen Anschlussvorgang nun am neu geschaffenen Anschlussbereich (21) vornehmen kann. Die Haube der ursprünglichen CEE-Steckvorrichtung (16) bleibt zu diesem Zweck lösbar mit dem eingefügten Adapter (12) und dessen neuer Trennstelle (14) verbunden, sodass auch ein Wideranschließen des CEE-Messsteckers möglich bleibt.The operating electronics are completely protected against user intervention in the overall structure, as the separation point to the plug face (13) and the cover with the newly created connection area (21) are connected to the adapter in a way that the user cannot detach. The separation point (14) that can be detachable by the end user is located between the newly inserted adapter and the cover, where the end user can now connect the device connection cable to the newly created connection area (21) in a similar way to the previous connection process. For this purpose, the cover of the original CEE plug device (16) remains detachably connected to the inserted adapter (12) and its new separation point (14), so that the CEE measuring plug can also be reconnected.
Die Erfindung erfüllt den elektromechanischen Retrofit-Charakter des Mess- und Überwachungssystems und erreicht damit die beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Anpassbarkeit und Geschwindigkeit bei der Erschließung verschiedener CEE-Steckertypen für die Erweiterung mit Mess- und Überwachungsfunktionen. Dadurch, dass keine externen mechanischen Schnittstellen am CEE-Messstecker existieren, bleibt der Stecker im Betrieb vollständig geschlossen, was den Schutz gegen Umgebungseinflüsse im Inneren erhält, wodurch eine hohe Sicherheit und lange Produktlebenszyklen, sowie ein wartungsfreier Betrieb möglich sind.The invention fulfils the electromechanical retrofit character of the measuring and monitoring system and thus achieves the described advantages in terms of adaptability and speed in developing different CEE plug types for the extension with measuring and monitoring functions. Because no Since there are no external mechanical interfaces on the CEE measuring plug, the plug remains completely closed during operation, which maintains protection against environmental influences inside, thus enabling high levels of safety and long product life cycles, as well as maintenance-free operation.
Funktional löst die Integration eines Mess- und Überwachungssystems in einen CEE-Netzstecker die bereits beschriebenen Probleme und Defizite herkömmlicher Messtechnik, insbesondere im Bereich mobiler Betriebsmittel und einem niederschwelligen Zugang zu kompakten messtechnischen Systemen mit Mehrwertfunktionen auf Verbraucherebene.Functionally, the integration of a measuring and monitoring system into a CEE power plug solves the problems and deficits of conventional measuring technology already described, especially in the area of mobile equipment and low-threshold access to compact measuring systems with added value functions at the consumer level.
Die Installation der Messtechnik durch Tausch des CEE-Netzsteckers stellt einen technisch einfachen und schnellen Vorgang dar, in dem das Betriebsmittel nur für kurze Zeit seine Funktion unterbrechen muss. Die technisch niederschwellige Installation des CEE-Messsteckers wird durch den einfachen Einrichtungsvorgang unterstützt. Die direkte Integration von Mobilfunk (5) in das Messsystem erlaubt das Herstellen einer Kommunikationsverbindung zum Datenendpunkt (6) ohne vorausgegangene Konfigurationsschritte durch den Nutzer. Nach dem Herstellen der Energieversorgung durch Einstecken des CEE-Messsteckers wird automatisch eine Kommunikationsverbindung aufgebaut und diese steht sofort für den weiteren Einrichtungsvorgang zur Verfügung. Der Nutzer führt z.B. über eine Webapplikation (26) einmalig einen niederkomplexen Anlernvorgang des CEE-Messsteckers an sein Nutzerprofil durch. Damit sind alle zwingend erforderlichen Teile des Einrichtungsvorgangs abgeschlossen und das System kann mit der Übertragung von Messdaten beginnen. Der dazu verwendete Datenendpunkt ist z.B. als cloudbasiertes Backendsystem ausgeführt, das alle benötigten Funktionen der Bereiche Nutzerverwaltung, Datenspeicherung, Datenanalyse und Datenbereitstellung umsetzt und diese auch über digitale Schnittstellen (8) über das Internet zur Verfügung stellt, sodass auch die Datenanbindung von Drittsystemen möglich ist.Installing the measuring technology by replacing the CEE power plug is a technically simple and quick process in which the equipment only has to interrupt its function for a short time. The technically low-threshold installation of the CEE measuring plug is supported by the simple setup process. The direct integration of mobile communications (5) into the measuring system allows a communication connection to be established to the data endpoint (6) without prior configuration steps by the user. After the power supply has been established by plugging in the CEE measuring plug, a communication connection is automatically established and is immediately available for the further setup process. The user carries out a one-time, low-complexity teaching process of the CEE measuring plug to his user profile, for example via a web application (26). This completes all of the mandatory parts of the setup process and the system can begin transmitting measurement data. The data endpoint used for this purpose is designed as a cloud-based backend system, for example, which implements all the required functions in the areas of user management, data storage, data analysis and data provision and also makes these available via digital interfaces (8) over the Internet, so that the data connection of third-party systems is also possible.
Die Funktionen des Systems können in zwei Gruppen unterschieden werden, jene die auf dem Datenendpunkt ausgeführt werden und jene, die der CEE-Messstecker eigenständig und lokal ausführen kann und damit auch ohne dauerhafte Kommunikationsverbindung funktionstüchtig sind.The functions of the system can be divided into two groups, those that are carried out on the data endpoint and those that the CEE measuring plug can carry out independently and locally and are therefore functional even without a permanent communication connection.
Die Anzeige und Speicherung von Messdaten, die Konfiguration und das Vorhalten von Einstellparametern erfolgt ausschließlich über den Datenendpunkt. Zum Zweck der Einstellung kann der Nutzer z.B. über eine Webapplikation Parameter verändern.The display and storage of measurement data, the configuration and the provision of setting parameters are carried out exclusively via the data endpoint. For setting purposes, the user can change parameters, for example, via a web application.
Der CEE-Messstecker gleicht bei bestehender Kommunikationsverbindung regelmäßig alle lokal gespeicherten Konfigurationsparameter mit dem Datenendpunkt ab. Falls ein Kommunikationsausfall besteht, ist dadurch sichergestellt, dass ein lokales Arbeiten und Messen erfolgen kann, aber bei bestehender Verbindung immer die aktuellsten Einstellparameter verwendet werden. Aufgenommene Messwerte und Einstellparameter werden gepuffert, sodass eine Toleranz gegenüber kurzzeitigen Kommunikationsausfällen besteht.When a communication connection is established, the CEE measuring plug regularly compares all locally stored configuration parameters with the data endpoint. If communication fails, this ensures that local work and measurements can be carried out, but that the most current setting parameters are always used when the connection is established. Recorded measured values and setting parameters are buffered so that there is tolerance to short-term communication failures.
Zur Aufnahme der elektrischen Kenngrößen verfügt der CEE-Messstecker über Messmittel, die die Ströme und Spannung aller Phasen auf kleinem Bauraum überwachen. Es können alle gängigen Kenngrößen wie z.B. Spannung, Strom, Wirk- und Blindleistung, Phasenwinkel, Energie und Netzfrequenz ermittelt werden.To record the electrical parameters, the CEE measuring plug has measuring devices that monitor the currents and voltages of all phases in a small installation space. All common parameters such as voltage, current, active and reactive power, phase angle, energy and mains frequency can be determined.
Neben der reinen Aufnahme der elektrischen Kenngrößen kann das Mess- und Überwachungssystem Betriebszustände, die sich über eine Kombination der verschiedenen Messgrößen definieren, kontinuierlich überwachen. Dabei werden die Betriebszustände von der Betriebssoftware des CEE-Messsteckers auf zuvor vom Datenendpunkt übermittelte Regeln hin überprüft. Findet eine oder mehrere Regelverletzungen statt, kann dies in Form einer Alarmmeldung über die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden. Zusätzlich findet eine lokale Signalisierung der Regelverletzung am CEE-Messstecker statt (11). Dies hat den Vorteil, dass unzulässige Betriebszustände auch bei ausgefallener Datenverbindung nicht nur weiterhin überwacht, sondern auch wirksam signalisiert werden können.In addition to simply recording the electrical parameters, the measuring and monitoring system can continuously monitor operating states that are defined by a combination of the various measured variables. The operating software of the CEE measuring plug checks the operating states for rules previously transmitted by the data endpoint. If one or more rule violations occur, this can be transmitted in the form of an alarm message via the communication interface. In addition, the rule violation is signaled locally on the CEE measuring plug (11). This has the advantage that impermissible operating states can not only continue to be monitored, but can also be effectively signaled, even if the data connection fails.
Das Messsystem ruft bei bestehender Mobilfunkverbindung vom Datenendpunkt die aktuelle Uhrzeit ab und gleicht diese mit einem internen lokalen Zeitgeber ab, sodass Messungen zwischen verschiedenen, auch räumlich verteilten CEE-Messsteckern, zeitlich synchronisiert erfolgen. Weiterhin wird eine industrieübliche Mittelwertbildung über festgelegte Zeitintervalle durchgeführt, sodass insgesamt eine gute Vergleichbarkeit der aufgenommenen Messwerte und eine qualitativ hochwertige Datenanalyse möglich ist.If there is an existing mobile phone connection, the measuring system retrieves the current time from the data endpoint and compares it with an internal local timer so that measurements between different CEE measuring plugs, even those that are spatially distributed, are carried out in a synchronized manner. In addition, an industry-standard averaging is carried out over defined time intervals so that overall the recorded measured values can be compared well and high-quality data analysis is possible.
AusführungsformenEmbodiments
-
1 zeigt eine Systemübersicht, in der die Systemkomponenten schematisch dargestellt sind die am Betrieb eines mobilfunkgestützten Mess- und Überwachungssystems in einem CEE-Netzstecker nach Anspruch 1 funktional beteiligt sind.1 shows a system overview in which the system components are schematically shown which are functionally involved in the operation of a mobile radio-based measuring and monitoring system in a CEE power plug according toclaim 1.
Bezogen auf die mechanischen Komponenten stellen
Nach einer weiteren Ausführungsform nach Anspruch 3 findet die lokale Signalisierung unzulässiger Betriebszustände direkt am CEE-Messstecker über optische oder akustische Signalgeber statt. Diese befinden sich geschützt auf der Betriebselektronik im Adapterinneren und nur deren Signale werden über das geschlossene Gehäuse nach Außen und damit an den Nutzer weitergeleitet. Für die Ausleitung optischer Signale aus dem Adapterinneren wird das Adaptergehäuse aus transluzentem Material hergestellt. Zusätzlich kann eine Wandstärkenreduktionen (25) in den relevanten Bereichen um die Signalquelle erfolgen, um die ausgekoppelte Lichtmenge zu erhöhen, Absorptionsverluste zu reduzieren und eine individuelle Kontrastierung im Signalbereich zu schaffen.According to a further embodiment according to
In einer Ausführung des Netzsteckers nach Anspruch 4 wird eine Funktion ergänzt, die ein einfaches Auffinden von CEE-Messsteckern ermöglicht. Über den Datenendpunkt und die Mobilfunkschnittstelle wird ein Steuerbefehl an den CEE-Messstecker gesendet, wodurch eine optische oder akustische Signalisierung am CEE-Messstecker ausgelöst wird. So hat der Nutzer die Möglichkeit den ausgewählten CEE-Messstecker auch in größeren Installationen zu identifizieren.In an embodiment of the power plug according to
Eine weitere Ausführung des CEE-Messsteckers nach Anspruch 3 ist besonders vorteilhaft, in der zur Strommessung auf induktive Stromwandler zurückgegriffen wird. Das nichtinvasive Messverfahren im Bereich großer Ströme erlaubt einen einfacheren und skalierbaren Aufbau der Strommesstechnik, da der Messbereich lediglich durch Tausch der Wandler angepasst werden kann, ohne dass Änderungen an den leistungsführenden Bereichen der Leiterkarte erfolgen müssen. Dadurch wird eine noch größere Flexibilität und schnellere Anpassbarkeit der Retrofit-Messlösung an unterschiedliche CEE-Steckvorrichtungen mit unterschiedlichen Leistungsbereichen ermöglicht.Another version of the CEE measuring plug according to
Die Mobilfunk-Kommunikationsschnittstelle der Erfindung ist nach einer weiteren Ausführungsform des Anspruch 3 so gestaltet, dass Schmalband-Mobilfunktechnologien wie NB-IoT oder LTE CAT-M1 zum Einsatz kommen. Diese weisen erhebliche Vorteile hinsichtlich Energieverbrauch und Hindernisdurchdringung auf, was sich als besonders vorteilhaft für den flexiblen und flächendeckenden Einsatz des CEE-Messsteckers und den Betrieb unter sonst schwierigen Empfangsbedingungen erweist.According to a further embodiment of
In einer weiteren Ausführung des CEE-Messsteckers nach Anspruch 3 kann dieser eigenständig die Betriebsstunden der angeschlossenen Verbraucher erfassen. Zu diesem Zweck kann über die Kommunikationsschnittstelle und den Datenendpunkt ein Schwellwerte für elektrische Kenngrößen wie z.B. die Gesamtleistung oder einzelne Leiterströme eingestellt werden, woraufhin direkt im CEE-Messstecker die Betriebszeit summiert und übertragen wird. Es erfolgt eine Unterscheidung zwischen mindestens zwei Zuständen, wobei im Zustand „Eingesteckt“ die Zeit erfasst wird in welcher der Verbraucher mit dem Versorgungsnetz verbunden und ist und im Zustand „Aktiv“ jene Zeitdauer, in welcher der Verbraucher den eingestellten Schwellwert überschreitet.In a further embodiment of the CEE measuring plug according to
In einer weiteren Ausführung des CEE-Messsteckers nach Anspruch 3 werden positionsrelevante Messdaten erfasst und zum Datenendpunkt übertragen. Diese Daten können in einer einfachen Ausführung die Position selbst beinhalten, beispielsweise indem der Netzstecker über einen entsprechenden Empfänger zur satellitenbasierten Positionsbestimmung verfügt. Da CEE-Geräte oft in Innenräumen betrieben werden, in denen satellitenbasierte Positionsbestimmung möglich ist, können auch indirekte positionsrelevante Daten erfasst und anschließend im Datenendpunkt ausgewertet werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist die Erfassung der eindeutigen Kennung der umgebenden Mobilfunkzellen über die Mobilfunk-Kommunikationsschnittstelle. Mit einem nachgelagerten Abgleich dieser Daten mit einer Datenbank auf dem Datenendpunkt, welche die Standortdaten der Mobilfunkzellen beinhaltet, kann so ebenfalls die grobe Position des CEE-Messsteckers ermittelt werden.In a further embodiment of the CEE measuring plug according to
In einer letzten Ausführungsform der Erfindung wird das Mess- und Überwachungssystem nach Anspruch 3 um einen Temperatursensor (24) erweitert. Es ist bekannt, dass die Steckerkontakte (23), welche die elektrische Verbindung zwischen CEE-Netzstecker und CEE-Buchse herstellen, dem Verschleiß unterliegen. Dabei erhöht sich der Übergangswiderstand der elektrischen Verbindung und es kann durch den Stromfluss zu einer unzulässigen Erwärmung der Kontaktstellen kommen. Dieser Effekt kann sich bis zum Brandfall verstärken. Durch die Installation eines Temperatursensors in der Nähe der Anschlussstelle kann eine unzulässig starke Erwärmung erkannt und an den Nutzer gemeldet werden, noch bevor es zum Brandfall kommt. Dabei ist es nicht nötig, dass sich der Temperatursensor unmittelbar an den Stecker-Pins befindet, da sich eine Erwärmung über die metallischen elektrischen Leiter bis in den Gehäuseadapter (12) hinein fortsetzt und dort durch das träge Erwärmungsverhalten ebenfalls durch Temperatursensoren erfassbar ist.In a final embodiment of the invention, the measuring and monitoring system according to
Zusammenfassung der VorteileSummary of benefits
Die kompakte Integration eines Mess- und Überwachungssystems direkt in einen CEE-Netzstecker ermöglicht den niederschwelligen Einstieg in die Erfassung von elektrischen Kenngrößen und die Überwachung angeschlossener, auch nicht ortsfester Betriebsmittel durch den einfachen und schnellen Tausch des CEE-Netzsteckers. Dabei ist sowohl ein Nachrüsten als auch ein Erstausrüsten von Betriebsmitteln möglich, um Maschinen zu digitalisieren und beispielsweise Energiekosten zu sparen oder andere Prozessparameter und relevante Kenngrößen zu ermitteln.The compact integration of a measuring and monitoring system directly into a CEE power plug enables a low-threshold entry into the recording of electrical parameters and the monitoring of connected, even non-stationary, equipment by simply and quickly replacing the CEE power plug. This allows both retrofitting and initial equipment to digitize machines and, for example, save energy costs or determine other process parameters and relevant parameters.
Durch die Erfindung kann das Mess- und Überwachungssystem im Retrofit-Verfahren auf nahezu beliebige marktverfügbare CEE-Steckvorrichtungen angepasst werden, wodurch eine zeit- und kostenintensive Neuentwicklung dieser Bestandteile vermieden wird. So können schnell verschiedene Ausführungsformen und Leistungsklassen der CEE-Steckvorrichtungen zu Messsteckern erweitert werden, wodurch auch ein schneller Marktzugang möglich ist. Durch die Erweiterung von normativ zertifizierten CEE-Steckvorrichtungen ist auch eine kostenoptimierte Rezertifizierung der erweiterten Steckvorrichtung möglich, da viele Tests und Prüfungen auf Grund der eingesetzten Gleichteile entfallen können. Dadurch lässt sich die hohe Gesamtkomplexität des Aufbaus drastisch reduzieren und es lässt sich eine hohe Qualität der resultierenden Steckvorrichtung erzielen, wobei sicherheitsrelevante und normative Anforderungen weiterhin erfüllt werden können.The invention allows the measuring and monitoring system to be adapted to almost any CEE plug device available on the market using a retrofit process, thus avoiding the time-consuming and costly development of these components. This means that different designs and performance classes of the CEE plug devices can be quickly expanded to become measuring plugs, which also enables faster market access. By expanding normatively certified CEE plug devices, cost-optimized recertification of the expanded plug device is also possible, as many tests and inspections can be omitted due to the identical parts used. This drastically reduces the overall complexity of the structure and enables the resulting plug device to be of high quality, while still being able to meet safety-relevant and normative requirements.
Durch die direkte Integration einer Mobilfunk-Kommunikationsschnittstelle in den CEE-Messstecker wird der Einrichtungsaufwand des Messsystems auf ein Minimum reduziert. Die Unabhängigkeit von standortbezogener Infrastruktur ermöglicht maximale Flexibilität und Mobilität beim Einsatz der Verbraucher und des Messbetriebs, ohne dass an neuen Betriebsorten eine weitere Einrichtung erfolgen muss. Trotzdem wird z.B. durch die verwendeten neuen Schmalband-Mobilfunkstandards die Datenkommunikation unter schwierigen Bedingungen möglich, wie sie an typischen Betriebsorten von CEE-Verbrauchern wie z.B. Gebäudekellern vorherrschen.By directly integrating a mobile communications interface into the CEE measuring plug, the setup effort for the measuring system is reduced to a minimum. The independence from location-specific infrastructure enables maximum flexibility and mobility in the use of consumers and measuring operations without the need for additional setup at new operating locations. Nevertheless, the new narrowband mobile communications standards used make data communication possible under difficult conditions, such as those that prevail at typical operating locations of CEE consumers, such as building basements.
Die direkte Integration der Mobilfunkverbindung erlaubt weiterhin eine komfortable automatische Erfassung und Übertagung der elektrischen Kenngrößen und eine Überwachung der Betriebszustände der angeschlossenen Verbraucher, sowie eine Alarmierung der Nutzer, ohne dass dafür lokale Infrastruktur benötigt wird. Die Tatsache, dass das Messsystem kompakt und direkt in den Netzstecker integriert ist, erlaubt eine einfache Zuordnung der Messdaten zu einem Gerät und ermöglich Mehrwertfunktionen wie sie bei klassischen Zählern auf Infrastrukturseite sonst nicht sinnvoll umsetzbar sind. Dazu zählen die beschriebenen Funktionen wie die Ortung, Identifikation oder die Alarmfunktionen mit lokaler Signalisierung direkt am Anschlussstecker selbst.The direct integration of the mobile phone connection also allows convenient automatic recording and transmission of electrical parameters and monitoring of the operating status of the connected consumers, as well as alerting users, without the need for local infrastructure. The fact that the measuring system is compact and integrated directly into the power plug allows easy assignment of the measurement data to a device and enables added value functions that would otherwise not be sensibly implemented with classic meters on the infrastructure side. These include the functions described, such as location, identification or alarm functions with local signaling directly on the connection plug itself.
Dadurch, dass die Messtechnik direkt über die Versorgungsspannung des CEE-Netzsteckers mit Energie versorgt wird, sind keine Energiespeicher, die ein typisches Verschleißteil darstellen, im Gerät nötig. Zusammen mit der geschlossenen Bauform des Retrofit-Adapters, die den Schutz der Betriebskomponenten und die elektrische Sicherheit gewährleistet, ist eine lange Produktlebensdauer und ein wartungsfreier Betrieb der CEE-Messstecker erreichbar.Because the measuring technology is supplied with energy directly via the supply voltage of the CEE power plug, no energy storage devices, which are a typical wearing part, are required in the device. Together with the closed design of the retrofit adapter, which ensures the protection of the operating components and electrical safety, a long product life and maintenance-free operation of the CEE measuring plugs can be achieved.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- CEE-Netzstecker mit integriertem mobilfunkgestütztem Mess- und Überwachungssystem (CEE-Messstecker)CEE power plug with integrated mobile radio-based measuring and monitoring system (CEE measuring plug)
- 22
- GeräteanschlusskabelDevice connection cable
- 33
- Betriebsmittel bzw. VerbraucherOperating resources or consumers
- 44
- EnergieversorgungsnetzEnergy supply network
- 55
- MobilfunkverbindungMobile connection
- 66
- DatenendpunktData endpoint
- 77
- InternetverbindungInternet connection
- 88th
- Digitale Schnittstelle zum DatenendpunktDigital interface to the data endpoint
- 99
- Messtechnik und Betriebselektronische Baugruppen des Mess- und ÜberwachungssystemsMeasurement technology and operational electronic components of the measurement and monitoring system
- 1010
- CEE-AnschlussdoseCEE connection box
- 1111
- Optische oder akustische SignalisierungOptical or acoustic signaling
- 1212
- Eingefügte Retrofit-Gehäuseerweiterung bzw. Adapter (Längsschraffur)Inserted retrofit housing extension or adapter (longitudinal hatching)
- 1313
- Trennstelle zwischen Steckergesicht und AdapterSeparation point between plug face and adapter
- 1414
- Trennstelle zwischen Adapter und SteckerhaubeSeparation point between adapter and connector cover
- 1515
- SteckergesichtConnector face
- 1616
- SteckerhaubePlug cover
- 1717
- ZugentlastungStrain relief
- 1818
- Ursprünglicher Anschlussbereich im Steckergesicht des unveränderten CEE-SteckersOriginal connection area in the plug face of the unchanged CEE plug
- 1919
- Trennstelle zwischen Gesicht und Haube des unveränderten CEE-SteckersSeparation point between face and hood of the unchanged CEE plug
- 2020
- Geschaffener Bauraum im Inneren des AdaptersCreated installation space inside the adapter
- 2121
- Deckel für den Adapter mit neuem elektrischen Anschlussbereich (Karoschraffur)Cover for the adapter with new electrical connection area (checkered pattern)
- 2222
- Elektrische Verbindung zwischen ursprünglichem und neuem AnschlussbereichElectrical connection between original and new connection area
- 2323
- Steckerkontakte bzw. Stecker-PinsPlug contacts or plug pins
- 2424
- TemperatursensorTemperature sensor
- 2525
- Wandstärkenreduktion für die Ausleitung optischer SignaleWall thickness reduction for the output of optical signals
- 2626
- Webapplikation für Konfiguration, Datenanalyse und VisualisierungWeb application for configuration, data analysis and visualization
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022000706.1A DE102022000706B4 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | CEE power plug with mobile radio-based measuring and monitoring system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022000706.1A DE102022000706B4 (en) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | CEE power plug with mobile radio-based measuring and monitoring system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022000706A1 DE102022000706A1 (en) | 2023-08-31 |
DE102022000706B4 true DE102022000706B4 (en) | 2024-05-16 |
Family
ID=87557281
Family Applications (1)
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