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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Energieflusses
zwischen einem Energieversorgungsnetz und einer daran angeschlossenen
elektrischen Einrichtung, insbesondere zwischen einem Niederspannungs-Energieversorgungsnetz und
einem elektrischen Verbraucher.
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Es
sind so genannte Hausbus-Systeme bekannt, bei denen über ein
Steuernetzwerk gattungsgemäße Vorrichtungen
angesteuert werden, die den einzelnen elektrischen Verbrauchern
in einem Haushalt zugeordnet sind, beispielsweise Kühlschrank, Heizung,
Beleuchtung oder Jalousien. Grundsätzlich können an den jeweiligen Anwendungsfall
angepasste Datenprotokolle festgelegt werden. Ein Beispiel für ein solches
Hausbus-System ist
der European Installation Bus EIB, dessen Busprotokoll durch die EIB-Association
festgelegt wurde.
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Die
an das Steuernetzwerk anzuschließenden Vorrichtungen benötigen für deren
Betrieb eine Energieversorgung. In der Regel wird diese Energie aus
dem Energieversorgungsnetz entnommen, an das auch der der Vorrichtung
zugeordnete Verbraucher angeschlossen ist. Kommt es zu einer Unterbrechung
der Energieversorgung, beispielsweise durch einen Ausfall des Energieversorgungsnetzes,
sind die Vorrichtungen über
das Steuernetzwerk nicht ansprechbar. Für viele Anwendungen stellt
dies kein Problem dar, weil auch die den Vorrichtungen zugeordneten
elektrischen Verbraucher nicht mehr mit Energie versorgt werden.
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Bei
einem Wieder-Zurverfügungstehen
der Energieversorgung werden alle Verbraucher mehr oder weniger
gleichzeitig eingeschaltet, was in einigen Fällen zu erhöhten Einschaltströmen und
damit zum Ansprechen von Sicherungen führen kann, was wiederum zu
einem Ausfall des Energieversorgungsnetzes führen kann. Um dies zu verhindern
könnte
in einer Steuerzentrale des Steuernetzwerkes eine Ablaufsteuerung
abgespeichert sein, die nach dem Wieder-Zurverfügungstehen der Energieversorgung
abläuft
und das Zuschalten der Verbraucher regelt. Dies erfordert aber einen
Mehraufwand in der Steuerung und ist verhältnismäßig unflexibel.
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Die
US 2003/0225482 A1 zeigt
eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Insbesondere soll die Steuerung der angeschlossenen Verbraucher
auch für
den Zustand nach einem Ausfall des Energieversorgungsnetzes individuell
und flexibel möglich
sein, vor allem das Verhalten der Vorrichtung und damit der Verbraucher nach
dem Wieder-Zurverfügungstehen
der Energieversorgung mit einfachen Mitteln bestimmt werden.
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Diese
Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere
Ausführungsarten
der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.
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Die
Aufgabe ist dadurch gelöst,
dass die Energieversorgung insbesondere eines Steuerteils der Vorrichtung
unabhängig
ist von der Energieversorgung der an die Vorrichtung angeschlossenen
elektrischen Einrichtung, und dass die für den Betrieb des Steuerteils
der Vorrichtung erforderliche Energie aus dem Steuernetzwerk entnehmbar
ist. Damit verbunden ist nicht nur der Vorteil, dass der Betrieb
der Vorrichtung nicht davon abhängig
ist, ob das Energieversorgungsnetz intakt ist oder nicht; dies allein
wäre auch
durch einen elektrochemischen Energiespeicher wie beispielsweise
eine Batterie herbeizuführen, was
allerdings einen regelmäßigen Austausch
der Batterie und damit Aufwand erfordern würde. Außerdem ist der Einsatz von
elektrochemischen Energiespeichern in einigen explosionsgefährdeten
Bereichen nicht zulässig,
solche Energiespeicher unterliegen Alterungsprozessen und haben
grundsätzlich eine
begrenzte Kapazität.
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Vorteilhaft
ist vielmehr weiterhin, dass auch bei einem lang andauernden Ausfall
oder Abschalten des Energieversorgungsnetzes auf die Vorrichtung steuerungstechnisch
zugegriffen werden kann, ohne Abhängigkeit vom Ladezustand eines
lokalen Energiespeichers. Der sich anbahnende Ausfall des Energieversorgungsnetzes
kann von der Vorrichtung aufgrund von entsprechenden Prüfkritierien,
welche an dem Amplituden-, Frequenz- und/oder Phasenverlauf anknüpfen, rechtzeitig
detektiert werden, und es kann der Abschaltvorgang besonders kritischer
elektrischer Einrichtungen frühzeitig
und vor allem regelbasiert eingeleitet werden.
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Beim
Wieder-Zurverfügungstehen
der Energieversorgung kann die Vorrichtung die angeschlossenen elektrischen
Einrichtungen regelbasiert nacheinander zuschalten, um dadurch beispielsweise eine
erforderliche Reihenfolge der einzelnen elektrischen Einrichtungen
zu gewährleisten.
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Dies
ist insbesondere bei Datenverarbeitungseinrichtungen besonders vorteilhaft,
bei denen beispielsweise vor dem Einschalten eines Computers das
Peripheriegerät
eingeschaltet werden muss, damit der Computer beim Hochfahren das
Peripheriegerät
ordnungsgemäß erkennt.
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Datenverarbeitungseinrichtungen,
wie beispielsweise Personal Computer, sind häufig über ein Daten-Netzwerk miteinander
vernetzt. Über
das Daten-Netzwerk
werden die Daten gemäß einem
standardisierten Protokoll ausgetauscht, beispielsweise gemäß dem Ethernet
Protokoll. In vielen Anwendungsfällen
sind die Daten-Netzwerke hierarchisch aufgebaut mit einem oder mehreren
Netzwerkknoten, an denen so genannte Client-Computer angeschlossen sind, bei denen
es sich üblicherweise
um Arbeitsplatzrechner handelt, oder so genannte Server-Computer,
die in der Regel eine höhere
Leistungsfähigkeit
aufweisen als die Client-Computer.
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In
vielen Anwendungsfällen
sind die Client-Computer räumlich
beabstandet voneinander lokalisiert, beispielsweise in unterschiedlichen
Räumen
eines Gebäudes,
in unterschiedlichen Gebäuden
an einem Standort und/oder auch an unterschiedlichen Standorten.
Insbesondere in einem Unternehmensumfeld kann es dabei vorkommen,
dass die Datenverarbeitungseinrichtungen mehrere hundert oder sogar
mehrere tausend Kilometer voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Nicht
nur bei Datenverarbeitungseinrichtungen sondern allgemein bei elektrischen
Einrichtungen kann es insbesondere aus Gründen der Energieeinsparung
oder auch zum Schutz der Einrichtungen beispielsweise gegen Blitzeinschlag
in das Energieversorgungsnetz oder sonstige Überspannung wünschenswert
sein, die elektrischen Einrichtungen außerhalb vorgebbarer Tageszeiten,
während
einer Betriebsruhe, einer Urlaubsabwesenheit oder ereignisbedingt
von dem Energieversorgungsnetz zu trennen.
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Das
Steuernetzwerk, über
welches die Vorrichtung die Steuersignale von dem Controller erhält, kann
dabei hinsichtlich des Protokolls und/oder der Topographie wie ein
herkömmliches
Daten-Netzwerk aufgebaut sein. Eine die Schnittstelle zu dem Steuernetzwerk
bildende Schnittstelleneinheit in der Vorrichtung bildet dabei eine
Art Client innerhalb des Steuernetzwerks. Die Schnittstelleneinheit
und weitere Komponenten der Vorrichtung können beispielsweise auf einer
Platine der Vorrichtung angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Vorrichtung
in einem gegenüber
der elektrischen Einrichtung separaten Gehäuse angeordnet.
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Vorzugsweise
besitzt die Vorrichtung in dem Steuernetzwerk eine eindeutige und
nur einmal vergebene Datenadresse. Auch die an die Vorrichtung anschließbare elektrische
Einrichtung kann eine eindeutige und vorzugsweise nur einmal im
Steuernetzwerk vergebene Datenadresse aufweisen, sodass dem Controller
auch bekannt ist, welche elektrische Einrichtung von der Vorrichtung
gesteuert mit Energie versorgt wird. Die Adressen der Vorrichtung und/oder
der elektrischen Einrichtung können
so aufgebaut sein, dass eine gruppenweise Zuordnung der anschließbaren elektrischen
Einrichtungen möglich ist,
beispielsweise eine Zuordnung zur Gattung Computer, Drucker, Monitor
usw. Dadurch können
beispielsweise Monitore oder Drucker außerhalb vorgebbarer Betriebszeiten
von der Energieversorgung getrennt werden, während die zugehörigen Computer
weiterhin mit Energie versorgt werden, beispielsweise um im Rahmen
eines netzweiten Updates während
der Nachtzeit eine Aktualisierung der auf dem Computer gespeicherten
Anwendungsprogramme zu aktualisieren.
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Dies
ist auch anwendbar für
ein übergeordnetes
System, an das mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen angeschlossen
sind, die wiederum den Energiefluss einer Vielzahl von elektrischen
Einrichtungen steuern. Es können
gruppenweise bestimmte elektrische Einrichtungen ausgeschaltet werden,
beispielsweise die Steckdosen in Küchenräumen innerhalb eines Gebäudes, auch
wenn diese an unterschiedlichen Vorrichtungen angeschlossen sind.
Die entsprechenden Steuersignale werden über das Steuernetzwerk den
Vorrichtungen zugeführt.
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In
einer besonderen Ausführungsart
der Erfindung weist die Vorrichtung einen Energiespeicher auf, der über das
Steuernetzwerk und/oder über
das Energieversorgungsnetz aufladbar ist, und der zur Deckung eines
vorübergehend über den
vom Steuernetzwerk bereitstellbaren Energiebetrag hinausgehenden
Energiebedarfs der Vorrichtung entladbar ist. Dies ist insbesondere
vorteilhaft, wenn beim Ansteuern eines Stellelements oder Schaltelements
der Vorrichtung und/oder zugehöriger
Schaltvorgänge
ein kurzzeitig sehr hoher Leistungsbedarf entsteht. Durch den lokalen
Energiespeicher der Vorrichtung können auch unerwünschte Rückwirkungen
solcher Schaltvorgänge
auf das Steuernetzwerk verhindert werden.
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Bei
dem Energiespeicher kann es sich auch um einen elektrochemischen
Energiespeicher handeln; vorzugsweise werden aber solche Energiespeicher
eingesetzt, insbesondere elektrostatische Energiespeicher, die keinen
nennenswerten Alterungsprozessen unterliegen und/oder einen geringen
Innenwiderstand aufweisen.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist der Leistungsteil der Vorrichtung einen Energiespeicher auf,
der über
das Energieversorgungsnetz aufladbar ist und zur Deckung des Energiebedarfs
für den
Betrieb eines Stellelements zum Steuern des Energieflusses zwischen
dem Energieversorgungsnetz und der elektrischen Einrichtung entladbar
ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Leistung des
Stellelements erheblich ist. Eine Steuerung des Energieflusses ist
in diesem Fall selbst dann noch möglich, wenn das Energieversorgungsnetz
nicht mehr oder nicht mehr uneingeschränkt zur Verfügung steht.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist die Vorrichtung mindestens einen Steckplatz für eine Steckverbindung
mit einer Energieversorgungsleitung der elektrischen Einrichtung
auf. Bei dem Steckplatz kann es sich beispielsweise um eine entsprechend
den jeweiligen nationalen Standards übliche Steckdose für eine Niederspannungs-Energieversorgungsleitung
handeln. Als Niederspannung ist dabei die übliche Versorgungsspannung
der elektrischen Einrichtungen zu verstehen, also beispielsweise
110 V, 230 V oder 380 V. Dadurch ist keinerlei Umbau an der elektrischen
Einrichtung vorzunehmen, sondern die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird lediglich zwischen die elektrische Einrichtung und das Niederspannungs-Energieversorgungsnetz
geschaltet.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist die Vorrichtung ein Stellelement auf, insbesondere ein Schaltelement,
mittels dem der Energiefluss zwischen dem Energieversorgungsnetz
und der elektrischen Einrichtung entsprechend den über das
Steuernetzwerk empfangenen Steuersignalen unterbrochen und wieder
hergestellt werden kann. Die Unterbrechung erfolgt dabei vorzugsweise
auf allen Phasen der Energieversorgungsleitung. Vorzugsweise erfolgt
die Unterbrechung durch eine vollständige galvanische Trennung,
beispielsweise mittels eines elektromagnetisch betätigbaren
Schalters wie etwa ein Relais. Zusätzlich kann eine Sicherung vorgesehen
sein, insbesondere in Reihe mit der galvanischen Trennung geschaltet
sein, beispielsweise eine Schmelzsicherung oder eine wieder rücksetzbare elektronische
Sicherung gegen Überstrom
oder Überspannung.
Dadurch ist die elektrische Einrichtung zuverlässig gegen Überspannungen geschützt, die
im Energieversorgungsnetz beispielsweise infolge eines Blitzeinschlages
auftreten können.
Außerdem
ist der Energieverbrauch der angeschlossenen elektrischen Einrichtung
gegenüber
dem Stand-by-Betrieb nochmals reduziert.
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In
einer besonderen Ausführungsart
ist die Energieversorgung mehrerer elektrischer Einrichtungen von
der Vorrichtung steuerbar. Hierzu weist die Vorrichtung vorzugsweise
für jede
anschließbare elektrische
Einrichtung, beispielsweise für
jeden Steckplatz, einen Leistungsteil auf, mittels dem die Energieversorgung
der anschließbaren
elektrischen Einrichtungen individuell steuerbar ist. Dadurch kann beispielsweise
bei einer Arbeitsplatzstation mit einem Computer, einem Monitor
und einem Drucker, die mit einer gemeinsamen Vorrichtung verbunden sind,
während
der Nachtzeit der Monitor und der Drucker vollständig von der Energieversorgung
getrennt werden, während
der Computer weiterhin mit Energie versorgt wird, sodass über ein
parallel bestehendes Daten-Netzwerk Wartungsarbeiten oder eine Softwareaktualisierung
durchgeführt
werden können. In
entsprechender Weise kann beispielsweise die Steckdose für ein Bügeleisen
während
einer Urlaubsabwesenheit abgeschaltet werden, während der Gefrierschrank durchgehend
in Betrieb ist.
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Dabei
können
die mehreren Leistungsteile jeweils von einem individuell zugeordneten
Steuerteil angesteuert werden, oder es können Gruppen von Leistungsteilen
oder sogar alle Leistungsteile der Vorrichtung von einem einzigen
Steuerteil angesteuert werden.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist die Vorrichtung einen Überspannungsschutz
für die anschließbaren elektrischen
Einrichtungen auf. Dadurch können
Schäden
an den angeschlossenen elektrischen Einrichtungen auch in jenem
Betriebszustand verhindert werden, in dem die Energieversorgung
zu den elektrischen Einrichtungen durchgeschaltet ist. Der Überspannungsschutz
kann beispielsweise durch spannungsabhängige Widerstände realisiert
sein, die bei einer Überspannung
in einen niederohmigen Zustand übergehen
und die Überspannungen
dadurch ableiten.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist die Vorrichtung eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für die anschließbare elektrische
Einrichtung auf. Abhängig
von der Dimensionierung der unterbrechungsfreien Stromversorgung
und dem Leistungsbedarf der angeschlossenen elektrischen Einrichtungen
können
Unterbrechungen in der Energieversorgung im Bereich von wenigen
Sekunden bis zu einigen zehn Minuten oder auch Stunden und Tage
abgepuffert werden. Soweit die erfindungsgemäße Vorrichtung auch noch über eine
Datenleitung mit der angeschlossenen elektrischen Einrichtung verbunden
ist, kann beim Auftreten einer Unterbrechung der Energieversorgung
außerdem
die elektrischen Einrichtung in einen sicheren Betriebszustand überführt werden,
beispielsweise in einen Stand-by-Betrieb oder gesteuert heruntergefahren
werden und anschließend
ausgeschaltet werden. Dies gilt insbesondere für datentechnische elektrische
Einrichtungen und elektrische Einrichtungen mit elektrischem Motorantrieb.
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In
einer besonderen Ausführungsart
der Erfindung können
mehrere angeschlossene elektrische Einrichtungen nach vorgebbaren
Regeln wieder eingeschaltet werden, nachdem die Energieversorgung wieder
gewährleistet
ist, insbesondere kann die Energieversorgung gesteuert von dem Controller
mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wieder an die elektrische Einrichtung durchgeschaltet werden. Durch
die vorgebbaren Regeln kann beispielsweise gewährleistet werden, dass eine
erste elektrische Einrichtung vor einer zweiten elektrischen Einrichtung
wieder mit Energie versorgt wird, beispielsweise ein Computer hochgefahren
wird.
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In
einer besonderen Ausführungsart
weist die Vorrichtung eine Messeinrichtung zum mindestens qualitativen
Messen des Energieflusses über
die Vorrichtung in die elektrische Einrichtung auf. Eine nur qualitative
Messung kann beispielsweise eine Klassifizierung des Betriebszustandes
der angeschlossenen elektrischen Einrichtung in „ausgeschaltet”, „Stand-by” und „in Betrieb” umfassen.
Der gemessene Energiefluss kann von der Vorrichtung über das
Steuernetzwerk an den Controller übermittelt werden. Dadurch
ist bei dem Controller die Information vorhanden, welche der an
den Vorrichtungen angeschlossenen elektrische Einrichtungen in Betrieb sind
oder sich im Stand-by-Modus befinden. Die entsprechenden Informationen
können
auch protokolliert werden und gegebenenfalls an einen Administrator
weitergeleitet werden. Auf diese Weise kann auch ein unberechtigter
Betrieb der elektrischen Einrichtung ermittelt werden, wenn beispielsweise
ein Energieverbrauch an einer angeschlossenen elektrischen Einrichtung
außerhalb
der Betriebszeit oder einer Urlaubsabwesenheit registriert wird. Über die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist es außerdem
möglich, gesteuert
vom Controller die betreffende Einrichtung von der Energieversorgung
zu trennen.
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Die
Vorrichtung weist ein manuell betätigbares Steuerelement auf,
bei dessen Betätigung
die angeschlossene elektrische Einrichtung mit Energie versorgt
wird, unbeachtlich der von dem Controller empfangenen Steuersignale.
Dadurch kann beispielsweise in dringenden Fällen auf eine elektrische Einrichtung
zugegriffen werden, auch wenn der Controller vorgegeben hat, die
Energieversorgung zu trennen. Bei dem Steuerelement kann es sich
im einfachsten Fall um eine Taste handeln. Es können auch zusätzliche
Sicherheitsmaßnahmen
vorgesehen sein, damit das Steuerelement nur von einer hierzu autorisierten
Person betätigt
werden kann, beispielsweise kann das Steuerelement die Eingabe eines Codes
erfordern oder eines Kennworts, mittels dem die betätigende
Person zu einer entsprechenden Handlung autorisiert ist.
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Vorzugsweise
ist das Steuernetzwerk galvanisch getrennt und/oder unabhängig von
der Energieversorgung der elektrischen Einrichtung, wobei allerdings
die Energiespeicher einer unterbrechungsfreien Stromversorgung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
von der Energieversorgung der elektrischen Einrichtung gespeist
sein können.
Selbst bei einer galvanischen Trennung ist eine Speisung des Steuernetzwerks
durch die Energieversorgung der elektrischen Einrichtung möglich, beispielsweise
durch kontaktlose Übertragung
von Energie durch elektromagnetische Kopplung.
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Vorzugsweise
ist das Steuerteil der Vorrichtung galvanisch getrennt von dem Leistungsteil.
In einer Ausführungsart
besteht keine ohmsche oder elektrisch leitende Verbindung zwischen
dem Steuerteil und dem Leistungsteil. Möglich ist eine Signalkopplung
zwischen dem Steuerteil und dem Leistungsteil über kapazitive, induktive oder
optische Koppler, oder auch über
ein Relais oder dergleichen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2 zeigt
eine alternative Anordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen,
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3 zeigt
eine weitere mögliche
Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen,
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4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung,
und
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5 zeigt
eine detailreichere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum
Steuern des Energieflusses zwischen einem elektrischen Energieversorgungsnetz 70 und einer
daran angeschlossenen elektrischen Einrichtung 2, insbesondere
zwischen einem Niederspannungs-Energieversorgungsnetz und einem
elektrischen Verbraucher. Die Vorrichtung 1 weist einen über eine
Anschlussleitung 78 mit dem Energieversorgungsnetz 70 verbundenen
Leistungsteil 22 auf, der außerdem mit der elektrischen
Einrichtung 2 über eine
Energieversorgungsleitung 72 verbunden ist. Weiterhin weist
die Vorrichtung 1 einen über ein Steuernetzwerk 16 mit
einem Controller 14 verbindbaren und den Leistungsteil 22 steuernden
Steuerteil 24 auf. Die Vorrichtung 1 besitzt in
dem Steuernetzwerk 16 eine dem Controller 14 bekannte
Datenadresse und das Steuerteil 24 empfängt unter Verwendung dieser
Datenadresse über
das Steuernetzwerk 16 Steuersignale zum Steuern des Energieflusses. Umgekehrt
kann die Vorrichtung 1 über
das Steuernetzwerk 16 Daten an den Controller 14 senden,
beispielsweise betreffend den Status der angeschlossenen elektrischen
Einrichtung 2 oder eine Bestätigung für erhaltene Steuersignale.
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Bei
der Energieversorgungsleitung 72 kann es sich um das übliche Netzanschlusskabel
der elektrischen Einrichtung 2 handeln, das in eine entsprechende
Steckbuchse oder Steckdose an der Vorrichtung 1 einsteckbar
ist. Über
die Anschlussleitung 78
ist die Vorrichtung 1 mit
dem Energieversorgungsnetz 70 verbunden, bei dem es sich
um das zweiphasige oder dreiphasige Niederspannungsversorgungsnetz
handelt.
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Die
Energieversorgung für
den Betrieb des Steuerteils 24 der Vorrichtung 1 ist
unabhängig
von dem Energieversorgungsnetz 70, insbesondere wird die
für den
Betrieb des Steuerteils 24 der Vorrichtung 1 erforderliche
Energie aus dem Steuernetzwerk 16 entnommen. Wie in der 1 gestrichelt
angedeutet, können
an das Steuernetzwerk 16 weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen
angeschlossen sein, die ihre Steuersignale vom dem Controller 14 erhalten,
und die ebenfalls über
eine Anschlussleitung an das Energieversorgungsnetz 70 angeschlossen
sind.
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Die 2 zeigt
eine Anordnung, bei welcher mehrere Vorrichtungen 1 über ein
Daten-Netzwerk 12 mit Bustopologie miteinander sowie mit
dem Server 10 und dem Controller 14 verbunden
sind. Die Topologie des Steuernetzwerkes 16, über das
der Controller 14 mit den Vorrichtungen 1 verbunden
ist, ist dagegen sternförmig,
wobei ein aktiver Verteiler 18, beispielsweise ein so genannter
Hub oder ein Switch, zwischen dem Controller 14 und den
Vorrichtungen 1 eingeschaltet ist. Die Energieversorgung
der Vorrichtungen 1 erfolgt über das Steuernetzwerk 16.
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Sowohl
das Daten-Netzwerk 12 als auch das Steuernetzwerk 16 können auch
eine Ringtopologie aufweisen.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
zwei weitere Vorrichtungen 1 über jeweils eine Energieversorgungsleitung 74, 76 mit
elektrischen Einrichtungen 4, 6 verbunden, bei
denen es sich beispielsweise um datentechnische Einrichtungen wie einen
Monitor und einen Drucker handelt. Auch die weiteren Vorrichtungen 1 sind
an das Steuernetzwerk 16 angeschlossen und mit dem Controller 14 verbunden.
Der Controller 14 kann über
das Steuernetzwerk 16 Steuersignale an die Vorrichtungen 1 senden,
beispielsweise dahingehend, dass die Vorrichtungen 1 die
Energieversorgung der elektrischen Einrichtungen 2, 4, 6 unterbrechen,
wobei die Unterbrechung vorzugsweise vollständig mit galvanischer Trennung
erfolgt, beispielsweise durch Verwendung eines Relais.
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Der
Controller 14 kann hierzu die elektrischen Einrichtungen 2, 4, 6 individuell über die
jeweils zugehörige
erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und
die diesen Vorrichtungen 1 zugeordneten Datenadressen ansprechen,
wobei die zugehörige
Steuerung vorzugsweise eine gruppenweise Ansteuerung der zugehörigen Vorrichtungen 1 ermöglicht und
es daher nicht erforderlich ist, die einzelnen Adressen der den
abzuschaltenden elektrischen Einrichtungen 2, 4, 6 zugeordneten
Vorrichtungen 1 einzugeben oder diese anderweitig individuell
zu identifizieren.
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Die
elektrischen Einrichtungen 2, 4, 6 sind darüber hinaus
an einem Daten-Netzwerk 12 angeschlossen,
an dem auch der Controller 14 angeschlossen ist. Weiterhin
ist ein Server-Computer 10 an das Daten-Netzwerk 12 angeschlossen,
der auch eine Steuerung des Controllers 14 übernehmen kann.
Insbesondere ist es möglich,
dass der Server-Computer 10 über das Daten-Netzwerk 12 an den
Controller 14 die Instruktion sendet, eine, mehrere oder
alle elektrischen Einrichtungen 2, 4, 6 von
der Energieversorgung zu trennen. Dies kann beispielsweise durch
eine entsprechende Administrationssoftware erfolgen oder durch eine
mit Administratorrechten ausgestattete Bedienperson, die sich an
dem Server-Computer 10 oder
an einem der Client-Computer mit Administratorrechten in das Daten-Netzwerk 12 einbucht.
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Die 3 zeigt
eine weitere mögliche
Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1,
wobei in diesem Ausführungsbeispiel
das Daten-Netzwerk 12 und das Steuernetzwerk 16 in
einem gemeinsamen Netzwerk integriert sind, sodass eine separate Verdrahtung
für das
Steuernetzwerk 16 nicht erforderlich ist. Das gemeinsame
Netzwerk 12, 16 ist mit einer Bustopologie realisiert,
wobei die elektrischen Einrichtungen 2, 4, 6 linear über ein
gemeinsames Kabel, das den Bus bildet, verbunden sind. Das Kabel
kann hierzu an der jeweiligen elektrischen Einrichtung 2, 4, 6 sowie
an dem Controller 14 geteilt werden und eine erste Anschlussleitung 20a kann der
vorhandenen Netzwerkkarte der elektrischen Einrichtung 2 zugeführt werden,
während
eine zweite Anschlussleitung 20b der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zugeführt wird.
Für beide
Anschlussleitungen 20a, 20b können eigene Anschlusselemente, beispielsweise
Stecker, vorgesehen sein.
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Die 1 bis 3 zeigen
Ausführungsbeispiele
mit in Reinform ausgeführten
Netzwerktopologien. Erfindungsgemäß kann insbesondere für das Steuernetzwerk 16 auch
eine Mischform aus Ringtopologie, Sterntopologie und Bustopologie
verwendet werden.
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Die 4 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1,
die insgesamt drei Leistungsteile 22a, 22b, 22c aufweist,
die ihrerseits jeweils den Energiefluss zwischen dem Energieversorgungsnetz 70 und
einer dem jeweiligen Leistungsteil 22a, 22b, 22c individuell
zugeordneten Steckdose 26a, 26b, 26c steuert.
Alle drei Leistungsteile 22a, 22b, 22c werden dabei
von einem gemeinsamen Steuerteil 24 der Vorrichtung 1 gesteuert,
der mit dem Steuernetzwerk 16 verbunden ist. Die Auswahl
der Steckdosen 26a, 26b, 26c erfolgt
gemäß den vom
Controller 14 gesendeten und vom Steuerteil 24 empfangenen
Steuersignalen.
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Dabei
kann das Steuersignal des Controllers 14 die zu schaltende
Steckdose 26a, 26b, 26c unmittelbar bestimmen,
beispielsweise durch eine zugehörige
eindeutige Adresse, die jedenfalls innerhalb der Vorrichtung 1 nur
einmal vergeben wird. Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Steuersignal
des Controllers 14 die zu schaltende Steckdose 26a, 26b, 26c auch
nur mittelbar bestimmen, beispielsweise vorgeben, dass alle Drucker
abgeschaltet werden sollen. Die Vorrichtung 1 hat in diesem
Fall soviel Steuerintelligenz, um zu erkennen, an welcher Steckdose 26a, 26b, 26c Drucker
angeschlossen sind, oder dies ist unveränderlich festgelegt, woraufhin
die Vorrichtung 1 die entsprechende Steckdose 26a, 26b, 26c abschaltet.
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Die 5 zeigt
eine detailreichere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Mittels des Steuerteils 24 ist die Vorrichtung 1 über das Steuernetzwerk 16 mit
dem Controller 14 verbunden. Der Datenaustausch erfolgt
bidirektional, d. h. es sind sowohl von dem Controller 14 Steuerdaten
zu empfangen als auch Daten von der Vorrichtung 1 an den Controller 14 zu übertragen.
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Die
Vorrichtung 1 weist außerdem
einen Energiespeicher 94 auf, im dargestellten Ausführungsbeispiel
einen elektrostatischen Speicher in Form eines Kondensators. Dieser
Energiespeicher 94 wird vorzugsweise über das Steuernetzwerk 16 mit
einem vergleichsweise geringen Ladestrom aufgeladen, und gibt seine
Energie vor allem bei Schaltvorgängen der
Vorrichtung 1 ab, wobei der Entladestrom in der Regel größer ist
als der Ladestrom.
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Die
Vorrichtung 1 weist einen Überspannungsschutz 80 auf,
sowie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung 82. Die
unterbrechungsfreie Stromversorgung 82 kann beim Auftreten
eines Energieausfalls über
eine nicht dargestellte Datenleitung ein Triggersignal an die elektrische
Einrichtung 2 senden, damit diese in einen sicheren Betriebszustand überführt wird,
beispielsweise eine datentechnische Einrichtung heruntergefahren
und ausgeschaltet wird, um so einen Datenverlust zu verhindern.
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung 82 kann hierbei
des Weiteren auch die für
das Überführen der
elektrischen Einrichtung 2 in einen sicheren Betriebszustand
notwendige Energie bereitstellen.
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Von
außerhalb
der Vorrichtung 1 kann ein Schaltelement 88 manuell
betätigt
werden, beispielsweise ein Taster oder ein Schalter, mittels dem
die Steckdose 24 und damit die angeschlossene elektrische
Einrichtung 2 mit Energie versorgt wird oder von dem Energieversorgungsnetz 70 getrennt
wird, unbeachtlich der vom Controller 14 über das
Steuernetzwerk 16 an den Steuerteil 24 gesendeten
Steuersignale und dem Zustand des Leistungsteils 22. Hierzu
kann im Wesentlichen ein Schaltelement 88 zu dem Leistungsteil 22 elektrisch
parallel geschaltet werden, insbesondere zu einem Stellelement 28 oder Schaltelement
des Leistungsteils 22, und/oder ein weiteres Schaltelement
zu dem Leistungsteil 22 elektrisch in Reihe geschaltet
werden.
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Die
Vorrichtung 1 weist weiterhin eine Messeinrichtung 92 auf,
mittels welcher der Energiefluss von dem Energieversorgungsnetz 70 über die
Vorrichtung 1 zu der elektrischen Einrichtung 2 mindestens
qualitativ gemessen werden kann. Insbesondere kann die Messeinrichtung 92 eine
Unterscheidung vornehmen, ob die elektrische Einrichtung 2 vollständig abgeschaltet
ist, sich im Stand-by-Modus befindet oder in Betrieb ist. Alternativ
oder ergänzend kann
die Messeinrichtung 92 auch den Energieverbrauch der elektrischen
Einrichtung 2 quantitativ messen. Hierzu können auch
Sensoren in der Vorrichtung 1 angeordnet sein oder an diese
angeschlossen sein. Das Ausgangssignal der Messeinrichtung 92 kann über das
Steuerteil 24 und das Netzwerk 16 an den Controller 14 übermittelt
werden. Für
einen Verwalter oder Administrator ist daher auch an einem entfernten
Ort ermittelbar, ob die elektrische Einrichtung 2 ordnungsgemäß in Betrieb
ist, sich im Stand-by-Modus befindet oder vollständig ausgeschaltet ist. Durch
die genaue Ermittlung des Energieverbrauchs der elektrischen Einrichtung 2 und
die Übermittlung
des Messwertes an den Controller 14 kann darüber hinaus
eine Fernüberwachung oder
sogar eine Ferndiagnose betreffend die elektrische Einrichtung 2 durchgeführt werden,
beispielsweise wenn ein gegenüber
dem Nennwert erhöhter oder
reduzierter Energieverbrauch auftritt.
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Neben
den Sensoren zur Messung des Energieflusses können auch andere physikalische
Größen sensorisch
von der Vorrichtung 1 erfasst werden, insbesondere Temperatur,
Rauchentwicklung, Feuchtigkeit, Schall und dergleichen. Auch diesbezügliche Sensorsignale
können über das
Steuernetzwerk 16 an den Controller 14 übertragen
werden und bei Überschreiten
von vorgebbaren Grenzwerten einen Alarm auslösen. Die Messwerte der Sensoren können auch
lediglich in der Vorrichtung 1 abgespeichert werden, und über das
Steuernetzwerk 16 abgerufen werden.
