DE10207513A1

DE10207513A1 - Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung

Info

Publication number: DE10207513A1
Application number: DE2002107513
Authority: DE
Inventors: Markus Hain; Heinrich Strackbein
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2022-02-23
Also published as: GB2389974B; GB2389974A; DE10207513B4; FR2836565B1; FR2836565A1; GB0303962D0; DE20221939U1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung für den Schaltschrank an sich betreffende Funktionen mit einer zentralen Steuerungseinheit (13) und daran über eine Datenübertragungseinrichtung (30, 31, 32) angeschlossenen Funktionseinheiten (40), an die jeweils mehrere Sensoren (42, 44, 46) und/oder Aktoren (42) angeschlossen oder anschließbar sind. Bei einfacher Ausbildung werden vielfältige Ausgestaltungsmöglichkeiten dadurch geboten, dass die zentrale Steuerungseinheit (13) in einen in dem Schaltschrank vorhandenen, an sich von dem Schaltschrank unabhängigen Funktionen dienenden Server (10) in dessen Gehäuse integriert ist und einerseits mit einer Netzanschlusseinheit (11) des Servers (10) an ein Datennetz (20) und andererseits mit einem eigenen Busadapter (12) an einen schaltschrankinternen Feldbus (30) angeschlossen ist und dass die Funktionseinheiten (40) ebenfalls Busadapter (12) aufweisen, mit denen sie an den Feldbus (30) angeschlossen sind (Fig.).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung für den Schaltschrank an sich betreffende Funktionen mit einer zentralen Steuerungseinheit und daran über eine Datenübertragungseinrichtung angeschlossenen Funktionseinheiten, an die jeweils mehrere Sensoren und/oder Aktoren angeschlossen oder anschließbar sind.
Eine derartige Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung ist in der DE 196 09 689 A1 angegeben. Bei dieser bekannten Einrichtung ist eine zentrale Steuerungseinrichtung vorgesehen, an die verschiedene Funktionseinheiten in Form entsprechender Schnittstellen mit daran angeschlossenen Sensoren und/oder Aktoren angeschlossen sind, mit denen den Schaltschrank selbst betreffende Messgrößen, wie Temperatur, Feuchte, Rauch, offene Schranktür und dgl. erfassbar und andererseits Aktoren, wie Klimatisierungskomponenten, Relais und dgl. ansteuerbar sind, um auf die Sensorsignale zu reagieren. Damit kann beispielsweise die Schaltschrank-Klimatisierung durch entsprechende Steuerung oder Regelung vorgenommen werden, so dass der Schaltschrank ohne aufwändige Umbaumaßnahmen an vielseitige Einsatzbedingungen angepasst werden kann, wie beispielsweise den Einsatz in feuchter Atmosphäre oder bei unterschiedlichen Temperaturen. Für einen Netzwerkanschluss ist eine Netzwerkanschlusseinheit erforderlich. Eine derartige Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinheit ist in einem Gehäuse untergebracht, das seinerseits in den Schaltschrank z. B. als Einschub mit einer Höhe von einer Höheneinheit eingebaut ist und vielfältige Anschlusssteckverbindungen aufweist.
Bei einer in der DE 197 10 016 C1 gezeigten Schaltschrank-Überwachungsanlage ist mindestens eine in einem Schaltschrank befindliche Steuereinrichtung über ein übergeordnetes Netz, an das auch in dem Schaltschrank befindliche Server angeschlossen sind, mit einem Leitrechner verbunden. Zusätzlich führt von der Steuereinrichtung eine Busverbindung zu dem Leitrechner, so dass zwischen dem Leitrechner und der Steuereinrichtung auch bei Netzausfall eine Verbindung besteht und mit dem Leitrechner ein geeignetes Signal an die Steuereinrichtung abgegeben werden kann, um z. B. den Server mittels der Steuereinrichtung rückzusetzen oder ab- und wieder einzuschalten. Neben den Überwachungs- und Steuerungsaufgaben für die eigentlichen, den Schaltschrank selbst betreffenden Funktionen übernimmt dabei die Steuereinrichtung auch eine Überwachungs- und Steuerungsfunktion für die separaten Server, wobei sowohl die Steuereinrichtung als auch die Server an das Netz angeschlossen sind.
In der DE 199 11 824 A1 ist eine weitere Schaltschrank-Überwachungsanlage gezeigt, bei der eine Basisüberwachungseinrichtung einerseits über eine ihr zugeordnete Schnittstelle an ein Datennetz und andererseits über einen Feldbus mit weiteren Überwachungseinrichtungen verbunden ist, die ihrerseits keine Netzschnittstelle aufweisen. Sowohl die Basisüberwachungseinrichtung als auch die weiteren Überwachungseinrichtungen weisen jeweils mehrere Sensoranschlüsse und mindestens einen Ansteueranschluss zum Ansprechen von Aktoren auf. Die Basisüberwachungseinrichtung und die weiteren Überwachungseinrichtungen sind jeweiligen Schaltschränken zugeordnet, um Schaltschrankfunktionen zu überwachen, zu steuern und/oder zu regeln. Um die Sensoren und/oder Aktoren an die jeweiligen Überwachungseinrichtungen anzuschließen, müssen auch hierbei die einzelnen Überwachungseinrichtungen mit einer entsprechenden Vielzahl von Anschlüssen und Anzeigeelementen ausgerüstet sein, die üblicherweise an einem Gehäuse der Überwachungseinrichtung vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei vielen Anschlussmöglichkeiten einen vereinfachten Aufbau ergibt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass die zentrale Steuerungseinheit in einen in dem Schaltschrank vorhandenen, an sich von dem Schaltschrank unabhängigen Funktionen dienenden Server in dessen Gehäuse integriert ist und einerseits mit einer Netzanschlusseinheit des Servers an ein Datennetz und andererseits mit einem eigenen Busadapter an einen schaltschrankinternen Feldbus angeschlossen ist und dass die Funktionseinheiten ebenfalls Busadapter aufweisen, mit denen sie an den Feldbus angeschlossen sind.
Mit diesen Maßnahmen wird sowohl ein eigenes Gehäuse für die zentrale Steuerungseinheit als auch eine relativ aufwändige Schnittstelle zum Zugang an das Datennetz eingespart, wobei zudem weitere mechanische und elektrische Baugruppen des Servers vorteilhaft genutzt werden können, wie z. B. Aufnahmen für die Platine der zentralen Steuerungseinheit, Gleichspannungsversorgung oder auch Kühlelemente. Zudem werden über die dezentrale Anordnung der Funktionseinheiten über den Bus und den gruppenweisen Anschluss der Sensoren und/oder Aktoren an die Funktionseinheiten der Verdrahtungsaufwand gering und die Montage vereinfacht.
Eine Aufrechterhaltung von Überwachungs- und Steuerungsfunktionen wird dabei dadurch begünstigt, dass die Funktionseinheiten unterschiedlich für verschiedene Funktionen ausgebildet sind und jeweils mit Verarbeitungseinheiten ausgestattet sind, die auf die unterschiedlichen Funktionen abgestimmt und zum Aufrechterhalten derselben bei Ausfall des Servers ausgebildet sind. Die Funktionseinheiten können dabei autonom eine Art Notfunktion aufrecht erhalten.
Dabei besteht eine vorteilhafte Ausbildung zur Gewährleistung einer sicheren Funktion und für einen einfachen Aufbau darin, dass die Verarbeitungseinheiten zum jeweiligen Erkennen der an sie angeschlossenen Sensoren und/oder Aktoren und zur Einbindung einer Kennung derselben in von ihr auf den Feldbus aufgegebene und zum Erkennen von diesem erhaltene Daten ausgebildet sind.
Für einen sicheren Betrieb und einfachen Aufbau sind weiterhin die Maßnahmen vorteilhaft, dass die Funktionseinheiten an eine gemeinsame Gleichspannungsversorgung angeschlossen sind, während die zentrale Steuerungseinheit an die Gleichspannungsversorgung des Servers angeschlossen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt in Blockdarstellung wesentliche Komponenten einer Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung 1 mit Verbindungsleitungen und einem zur Integration genutzten Server 10.
Der Server 10, in der Regel ein Personalcomputer (PC), ist in einem Einbaugehäuse 10.1 in einem Schaltschrank untergebracht und mit einer Netzanschlusseinheit 11 an ein übergeordnetes Netz, z. B. Ethernet oder anderes lokales Netz (LAN) 20 mittels einer Verbindungsleitung 21 angeschlossen. Der Server besitzt, wie an sich üblich, eine zentrale Recheneinheit (CPU) und eine ihm im Schaltschrank oder außerhalb desselben über das lokale Netz 20 zugeordnete Systemkonsole, über die er konfigurierbar ist und Daten ausgegeben und eingegeben werden können.
Die Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung 1 dient zum Erfassen von Zuständen in dem Schaltschrank, wie Temperatur, Feuchte, Rauch, offene Tür oder Zugangsberechtigung eines Benutzers und zur Ansteuerung von Aktoren, wie Lüfter, Verriegelungen oder Alarmmeldern, sowie der Auswertung und Verarbeitung der entsprechenden Überwachungsdaten und Steuerdaten, um Alarmmeldungen abzugeben und Steuerungs- und/oder Regelungsaufgaben zur Aufrechterhaltung gewünschter Zustände in dem Schaltschrank auszuführen. Um den Schaltschrank an jeweilige Einsatzbedingungen flexibel anpassen zu können, sind die Vorgaben für die Überwachungsaufgaben und Steuerungs- bzw. Regelungsaufgaben in einer zentralen Steuerungseinheit 13 der Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung 1 konfigurierbar und mittels Software programmierbar.
Die zentrale Steuerungseinheit 13 ist in den Server 10 integriert und in dem Gehäuse 10.1 untergebracht. Die zentrale Steuerungseinheit 13 der Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung 1 ist unter Ausnutzung der Netzanschlusseinheit 11 des Servers 10 an das Netz 20 angeschlossen und weist andererseits einen eigenen Busadapter 12 auf, mit dem sie an einen in dem Schaltschrank ausgebildeten Feldbus 30 (Systembus, z. B. Ethernet, I²C, CAN) angeschlossen ist. Der Anschluss an den Feldbus 30 erfolgt über eine in dem Servergehäuse 10.1 aufgenommene PC-Karte und über einen Busanschluss 31. Zum Auswerten und Verarbeiten der Überwachungs- und Steuerungsdaten ist eine Verarbeitungseinheit der Steuerungseinheit 13 vorzugsweise auf der zentralen Recheneinheit des Servers 10 ausgebildet, wodurch die Umsetzung der Daten zur Ausgabe und zum Empfangen über die Netzanschlusseinheit 11 mit relativ einfachen Maßnahmen durchführbar ist. Die Konfigurierung der Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung 1 kann dadurch auch auf einfache Weise über die Systemkonsole des Servers 10 erfolgen.
Zum Anschluss der Sensoren und Aktoren sind bezüglich der Steuerungseinheit dezentral Funktionseinheiten 40 als Erweiterungseinheiten der Steuerungseinheit 13 an den Feldbus 30 über jeweilige Busanschlüsse 32, 33, 34 sowie jeweilige Busadapter 41.2, 43.2 bzw. 47.2 angeschlossen. Die Funktionseinheiten 40besitzen jeweilige Steckverbindungen für verschiedene Sensoren 42, 44, 46 sowie Aktoren 42.1, 45, die in geeigneten Gruppen mittels der Funktionseinheiten 40 zusammengefasst sind. Auf diese Weise können die Funktionseinheiten 40 mit den ihnen zugeordneten Sensoren 42, 44, 46 und Aktoren 42.1, 45 vorteilhaft an geeigneten Stellen des Schaltschrankes angeordnet werden, wodurch sehr vielfältige Anschlussmöglichkeiten bei geringem Verdrahtungsaufwand erreicht werden und über den Feldbus 30 auch je nach Anwendungsfall durch den Benutzer ohne Schwierigkeiten Ergänzungen oder Änderungen vorgenommen werden können. Die zentrale Steuerungseinheit 13 ist dabei äußerst einfach gestaltet und bietet ihrerseits vielfältige Nutzungsmöglichkeiten.
Die Funktionseinheiten 40 sind z. B. als Temperaturüberwachungs- und Steuerungseinheit 41, als Ein-/Ausgabesteuerung 43 und/oder Kartenleser 47 ausgebildet und weisen als Sensoren Temperatursensoren 42 und mit der Temperaturregelung oder -steuerung zusammenhängende Aktoren 42.1, mindestens einen Türsensor 44 und mindestens eine Türverriegelung 45 sowie einen Rauchmelder 46 bzw. eine Kartenleseeinheit 47.1 auf. In den einzelnen Funktionseinheiten 40 sind jeweilige Verarbeitungseinheiten 41.1, 43.1 bzw. 47.1 insbesondere mit Mikrocontrollern vorgesehen, mit denen bereits eine Vorverarbeitung der Daten und Umsetzung zur Übertragung über die jeweiligen Busadapter 41.2, 43.2, 47.2 einerseits und Betätigung der Aktoren 42.1, 45 erfolgt und zudem eine autonome Überwachung bzw. Steuerung oder Regelung in Verbindung mit den ihnen jeweils zugeordneten Sensoren bzw. Aktoren ermöglicht wird, wenn die zentrale Steuerungseinheit 13 bzw. der Server 10 ausfällt.
Die Funktionseinheiten 40 sind an eine ihnen gemeinsam zugeordnete Gleichspannungsversorgung 50 angeschlossen, während die zentrale Steuerungseinheit 13 über die Gleichspannungsversorgung des Servers mit Energie versorgt wird.

Claims

1. Schaltschranküberwachungs- und -steuerungseinrichtung für den Schaltschrank an sich betreffende Funktionen mit einer zentralen Steuerungseinheit (13) und daran über eine Datenübertragungseinrichtung (30, 31, 32) angeschlossenen Funktionseinheiten (40), an die jeweils mehrere Sensoren (42, 44, 46) und/oder Aktoren (42) angeschlossen oder anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die zentrale Steuerungseinheit (13) in einen in dem Schaltschrank vorhandenen, an sich von dem Schaltschrank unabhängigen Funktionen dienenden Server (10) in dessen Gehäuse integriert ist und einerseits mit einer Netzanschlusseinheit (11) des Servers (10) an ein Datennetz (20) und andererseits mit einem eigenen Busadapter (12) an einen schaltschrankinternen Feldbus (30) angeschlossen ist und
dass die Funktionseinheiten (40) ebenfalls Busadapter (12) aufweisen, mit denen sie an den Feldbus (30) angeschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten (40) unterschiedlich für verschiedene Funktionen ausgebildet sind und jeweils mit Verarbeitungseinheiten (41.1, 43.1) ausgestattet sind, die auf die unterschiedlichen Funktionen abgestimmt und zum Aufrechterhalten derselben bei Ausfall des Servers (10) ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheiten (41.1, 43.1) zum jeweiligen Erkennen der an sie angeschlossenen Sensoren und/oder Aktoren und zur Einbindung einer Kennung derselben in von ihr auf den Feldbus (30) aufgegebene und zum Erkennen von diesem erhaltene Daten ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten (40) an eine gemeinsame Gleichspannungsversorgung (50) angeschlossen sind, während die zentrale Steuerungseinheit (13) an die Gleichspannungsversorgung des Servers (10) angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die zentrale Steuerungseinheit (13) zur Auswertung und Verarbeitung von Überwachungs- und Steuerungsdaten eine zentrale Recheneinheit des Servers (10) nutzt und
dass die zentrale Steuerungseinheit (13) über eine Systemkonsole des Servers (10) konfigurierbar ist.