DE19611161A1

DE19611161A1 - Schaltungsanordnung zum programmgesteuerten Überwachen und/oder Steuern einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage

Info

Publication number: DE19611161A1
Application number: DE19611161A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl Ing Zeise; Norbert Werding
Original assignee: AEG EWS Stromversorgungen Soernewitz GmbH
Current assignee: AEG SVS Power Supply Systems Soernewitz GmbH
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-09-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum programmgesteuerten Überwachen und/oder Steuern einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der DE 41 34 298 A1 bekannt. Die bekannte Schaltungsanordnung weist eine Überwachungseinrichtung mit einer daran angeschlossenen Unterstation auf. Die Überwachungseinrichtung enthält für die Realisierung der Steuerungs- und Überwachungsfunktionen der Sicherheitsbeleuchtungsanlage einen anwendungsspezifischen Schaltkreis und zusätzlich einen Mikroprozessor. Im wesentlichen sind die Arbeitsmöglichkeiten der Steuerung festgelegt und können nachträglich nur in engen Grenzen durch ein Programm gestaltet werden. Möglichkeiten eines Ausbaus des System, beispielsweise durch zusätzliche Leuchten, oder eines Schutzes der elektrotechnischen Komponenten gegen Feuer werden nicht angesprochen.

Aus der DE 43 18 364 A1 ist ebenfalls eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage bekannt. Jede Leuchte ist an einer Peripheriebaugruppe angeschlossen, die Impulse senden und empfangen kann.

Die Peripheriebaugruppen sind wiederum mit Sende- und Empfangseinrichtungen verbunden, die von einer mit einem Mikroprozessor ausgerüsteten Baugruppe Signale empfangen können. Eine Verbindung aller vorgenannten Baugruppen für einen Datenaustausch und ein Schutz der elektronischen Bauteile gegen Feuer sind nicht erwähnt.

Sicherheitsbeleuchtungsanlagen gewähren eine (zumindest vorübergehende) Notbeleuchtung aus einer Batterie, wenn das Stromnetz ausgefallen oder gestört ist. Sie dienen dem Schutz menschlichen Lebens auf Rettungswegen und sind nach der Norm DIN VDE 0108 beispielsweise vorgeschrieben in Arbeitsräumen mit besonderer Gefährdung, in Ausstellungsräumen, Geschäftshäusern, Gasstätten und Hotels, in Großgaragen, Schulen und in Hochhäusern.

Die Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage lassen sich sowohl in Dauerschaltung betreiben - d. h. die Leuchten werden bei ungestörtem Netz über einen Dauerlichttransformator oder direkt über das Netz gespeist - als auch in Bereitschaftsschaltung.

Im letztgenannten Fall sind die Leuchten bei ordnungsgemäßer Netzversorgung ausgeschaltet und geben nur bei einer Netzstörung, versorgt durch eine Batterie, Licht ab.

In dem Aufsatz
Scharf, Achim: Kommunikation über Klingeldrähte und Stromleitungen im Haus; VDI-Nachrichten, 16.04.1993 wird der grundlegende Aufbau eines Local Operating Networks (LON) beschrieben. Ein LON setzt sich aus verschiedenen, mit Mikroprozessoren ausgerüsteten Baugruppen, den Netzknoten, zusammen. Die Netzknoten können untereinander über ein gemeinsames Bussystem - beispielsweise realisiert durch Zweidrahtleitungen, Koaxialkabel oder durch das bestehende Stromnetz - Daten austauschen. Es lassen sich mehr als 30 000 Netzknoten miteinander über das Bussystem verbinden, ohne daß ein zentraler Server für das Gesamtnetz notwendig wäre. Die im LON realisierten Netzknoten übertragen Statusinformationen und Kommandos über das Netz. Jeder Netzknoten kann auf diese Informationen zugreifen und dadurch weitere Aktionen steuern.

Jeder Netzknoten ist mit einem Neuron-Chip ausgerüstet, der die Kommunikationsabwicklung und Datenspeicherung sichert und Ein-/Ausgabekanäle bereitstellt. Die Programmierung der Software für das LON läßt sich mit einem Personal Computer durchführen. Dieser ist über eine mit einem Neuron-Chip ausgerüstete Baugruppe an das Bussystem - und damit auch an das Netz - angeschlossen und bildet so einen eigenen Netzknoten.

Als Beispiele für Nutzungen eines LONs im Wohnbereich sind die Temperaturüberwachung zur gezielten Einschaltung eines Ventilators im Sommer, die Steuerung einer Gegensprechanlage und eines Aufzugs in einem mehrstöckigen Haus und ferner Nutzungen bei Heiz- und Lüftungssystemen, Klimaanlagen, ferngesteuerten Dimmern für die zentrale Verstellung der Beleuchtung sowie bei Sicherheits- und Alarmsystemen genannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Überwachen und/oder Steuern einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage zu schaffen, die zum einen einfach und kostengünstig zur Anpassung an nachträgliche Anforderungen beliebig nachrüstbar ist und bei der zum andern die Steuerungs- und Überwachungselektronik auf kostengünstige Weise gegen Feuer geschützt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung zum programmgesteuerten Überwachen und/oder Steuern einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage nach dem Anspruch 1 gelöst.

Mit dieser Schaltungsanordnung wird die Überwachung und Steuerung dezentral über ein intelligentes Netz vorgenommen. Die Netzknoten sind durch jeweils eine - mit mindestens einem Mikroprozessor ausgerüstete - Baugruppe realisiert. Durch den Mikroprozessor in Verbindung mit weiteren geeigneten elektronischen Baugruppen ist es möglich, Netzknoten zu schaffen, die zwar mit den anderen für einen Datenaustausch gekoppelt sind, aber trotzdem - unabhängig von den anderen Netzknoten - zumindest einige (wichtige) Funktionen (autark) ausführen können.

Als ein Netz, in das die Netzknoten integriert sind, eignet sich beispielsweise das weiter oben erwähnte Local Operating Network (LON). Alle Netzknoten sind für einen Datenaustausch miteinander verbunden, beispielsweise durch ein Bussystem. Jede Baugruppe muß einen Chip mit einem Mikroprozessor enthalten, damit ein Datenaustausch zwischen den möglicherweise unterschiedlich aufgebauten Baugruppen möglich ist. Bereits auf dem Markt befindliche elektronische Geräte, beispielsweise Drucker oder Personal Computer, lassen sich über den erwähnten, entsprechend angepaßten Chip in das Netz einfügen, so daß auf diese Weise unterschiedlich aufgebaute Netzknoten geschaffen werden.

Wenn die an den Netzknoten realisierten Funktionen auf das jeweils dort benötigte Maß reduziert werden, wird der Geräteaufwand begrenzt, so daß die elektronischen Komponenten platzsparend untergebracht werden können.

Durch den modularen Aufbau kann die Sicherheitsbeleuchtungsanlage nach und nach gemäß den (wachsenden) Anforderungen des Nutzers einfach und kostengünstig ausgebaut werden.

Im Falle eines LONs ist eine besonders hohe Kommunikationssicherheit gegeben, da die Steuer- und Überwachungsaufgaben sehr nahe an der gewünschten Stelle verwirklicht werden können, beispielsweise an einer Unterverteilung, die z. B. die Steuerung und Überwachung der Sicherheitsleuchten einer Etage eines Gebäudes übernimmt. Die Störanfälligkeit ist sehr gering, da jeder Netzknoten autark arbeitet und daher auch bei Störungen der Verbindung (für den Datenaustausch) zwischen den Netzknoten funktioniert. Der modulare Aufbau der Schaltungsanordnung bietet den Vorteil, daß sich Sicherheitsbeleuchtungsanlagen zur Kosteneinsparung nur mit den unbedingt erforderlichen Funktionen ausrüsten lassen. Das LON besitzt keine Kapazitätsgrenze. Ein zusätzlicher Zentralrechner, der (als Server) das Netz verwalten müßte, ist nicht erforderlich.

Bisherige Mikroprozessorsteuerungen benötigen eine Leitung für das Bussystem, das den Datenaustausch zwischen den Netzknoten gewährleistet. Mittels eines LONs lassen sich weitere Übertragungswege für die Daten nutzen, beispielsweise das bestehende Niederspannungsnetz in Gebäuden. In einem solchen Fall kann eine eigene Leitung für ein Bussystem entfallen. Möglich ist außerdem ein Datenaustausch zwischen den Netzknoten durch Infrarot- oder Funksignale.

Es können mehrere Sicherheitsbeleuchtungsanlagen ohne zusätzlichen gerätetechnischen Aufwand miteinander vernetzt werden, beispielweise Zentralbatterieanlagen mit Gruppenbatterieanlagen und Einzelbatterieleuchten. An jeder Stelle dieses Gesamtnetzes lassen sich (unter Zwischenschaltung des erwähnten Chips) Drucker, Personal Computer (als eine Ein- und Ausgabeeinheit) und eine Servicestation anschließen. Infolgedessen kann eine derartige vernetzte Anlage mit lediglich einem Drucker oder einem Personal Computer auskommen. Der Computer kann an einer beliebigen Stelle in das Netz integriert und folglich überall innerhalb des betreffenden, mit der Sicherheitsbeleuchtungsanlage ausgerüsteten Gebäudekomplexes aufgestellt werden. Die Sicherheitsbeleuchtungsanlage kann eine Zentralbatterieanlage, eine Gruppenbatterieanlage oder ein System von Einzelbatterieleuchten sein. Der Unterschied der beiden vorgenannten Anlagen liegt in der Anzahl der angeschlossenen Leuchten für die Sicherheitsbeleuchtung.

Für eine Eingabe- oder eine Ausgabeeinheit für die Sicherheitsbeleuchtungsanlage kann ein eigener Netzknoten vorhanden sein.

Durch eine Aufteilung der Sicherheitsbeleuchtungsanlage in Teilsysteme ist es möglich, nur einen Teil der Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage einzuschalten. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn nur in einem Teil eines Gebäudes eine Netzstörung (beispielsweise durch einen Kurzschluß) aufgetreten ist. Die unabhängig voneinander arbeitenden Teilsysteme mit ihren Leuchten können bei einer Netzstörung entweder von einer Zentralbatterieanlage oder von einer eigenen (dezentral arbeitenden) Überwachungsbaugruppe auf Batteriebetrieb umgeschaltet werden. Ein solches Teilsystem umfaßt beispielsweise die Sicherheitsbeleuchtung einer gesamten Etage eines Gebäudes. Dieses Teilsystem ließe sich von einer Unterverteilung versorgen.

Zur optimalen Installation und zum übersichtlichen und zweckmäßigen Aufbau der gesamten Stromversorgung des Gebäudes sind derartige Unterverteilungen, die von einer Hauptverteilung versorgt werden, zweckmäßig. Die Unterverteilungen speisen direkt die angeschlossenen Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage; in ihnen werden spezielle Funktionen (Schalthandlungen und Überwachungen) vorgenommen, die weiter unten noch ausführlich erläutert werden. Derartige Unterverteilungen lassen sich mittels eines LONs sehr platzsparend ausführen. Es ist daher nicht erforderlich, für die Unterverteilung - zur Erfüllung von Brandschutzbestimmungen - einen eigenen fest gemauerten Raum mit einer Brandschutztür vorzusehen. Durch die Unterbringung der Unterverteilungen in feuerfesten Gehäusen können sie in der Nähe der zugehörigen Teilsysteme montiert werden; dadurch wird die Länge der zu verlegenden Kabel erheblich reduziert.

Je nach länderspezifischen Bauordnungen, den Vorschriften zum Brandschutz und der Verwendung der Gebäude werden spezifische Anforderungen an die Beständigkeit gegenüber Feuer (Feuerwiderstandsklasse) gestellt. Diese Anforderungen lassen sich durch ein feuerfestes Gehäuse - anstelle eines eigenen Raumes - erfüllen. Die Sicherheitsbeleuchtung läßt sich mittels der Unterverteilungen gezielt in denjenigen Etagen (unabhängig von den anderen Etagen) einschalten, in denen eine Netzstörung aufgetreten ist. Mit Hilfe eines Personal Computers, der an das Netz angeschlossen ist und einen eigenen Netzknoten bildet, können besonders einfach (über ein laufendes Programm) Eingaben vorgenommen und aus einer Überwachung hervorgehende Werte angezeigt werden.

Mit Hilfe der Visualisierung lassen sich zum schnelleren Auffinden etwaige Störungen und ausgefallene Leuchten räumlich darstellen, beispielsweise auf einem eingeblendeten Grundriß.

Gemäß der Ausführungsform nach dem Anspruch 2 weist die Schaltungsanordnung zum einen einen Ladegleichrichter auf, der für die Aufladung und die Ladungserhaltung der Batterie sorgt, und zum andern einen Netzknoten, der den Ladegleichrichter steuert und/oder überwacht. Die Überwachung und Steuerung des Ladegleichrichters bezieht sich beispielsweise auf die richtige Einstellung der Ladeerhaltungsspannung und des zugehörigen Stromes oder der Ladespannung und des Ladestromes im Anschluß an einen Netzausfall.

Denkbar ist in diesem Zusammenhang eine Schnelladung der Batterie im Anschluß an eine Netzstörung. Dazu wird die Batterie zunächst unmittelbar nach Netzwiederkehr mit erhöhter Ladespannung aufgeladen. Nach Erreichen eines voreingestellten Wertes für die Batteriespannung oder nach Ablauf einer voreingestellten Ladezeit wird eine niedrigere Spannung für eine Ladeerhaltung eingestellt. Die Schnelladung kann durch den Netzknoten gesteuert werden.

Die Funktionen der Sicherheitsbeleuchtungsanlage lassen sich durch einzelne Netzknoten realisieren, dabei ist es auch möglich, daß in einem Netzknoten mehrere Funktionen realisiert sind. Es ist damit eine stufenweise Erweiterung des Netzes um zusätzliche Funktionen besonders einfach möglich.

Wenn nach Anspruch 4 in der Unterverteilung nur diejenigen Steuerungs- und Überwachungsfunktionen realisiert sind, die für das zugehörige Teilsystem der Sicherheitsbeleuchtungsanlage erforderlich sind, kann die Unterverteilung besonders platzsparend ausgeführt werden. Sie läßt sich dann leicht in einem kleinen feuerfesten Gehäuse (Schrank) unterbringen.

Gemäß Anspruch 5 werden alle diejenigen Netzknoten innerhalb des feuerfesten Gehäuses untergebracht, die weder eine Signalgebung betreffen, beispielsweise in Form einer Sirene oder einer Warnblinklampe, noch eine Eingabe von Daten, beispielsweise in Form einer Tastatur; diese Funktionen lassen sich nämlich durch Netzknoten realisieren, die außerhalb des Gehäuses angebracht werden.

Das Gehäuse läßt sich also derart gestalten, daß nur kleine und schmale Durchbrüche für wenige Kabel (für die Spannungsversorgung und das Bussystem) vorhanden sind.

Die Hauptfunktionen können durch Netzknoten realisiert werden, die im Gehäuse gegen Feuer gesichert sind.

Selbst wenn die nach außen aus dem Gehäuse herausführende Leitung des Bussystems durch einen Brand zerstört ist, können die Hauptfunktionen weiterhin ausgeführt werden.

Eigene Brandschutzmaßnahmen für das Bussystem sind folglich nicht unbedingt erforderlich.

Gemäß Anspruch 6 können die elektronischen Baugruppen der Netzknoten und die von den Netzknoten gesteuerten und/oder überwachten Schalter innerhalb des feuerfesten Gehäuses der Unterstation durch zusätzliche Maßnahmen thermisch geschottet werden. Dadurch wird ein besonders hoher Brandwiderstand erreicht: das Gehäuse sorgt in erster Linie für mechanische Stabilität und für einen Schutz vor Flammen; die zusätzliche thermische Isolierung erhält - bei einem Brand im Gebäude - die Funktionstüchtigkeit der elektronischen Bauteile und der Schalter. Als Maßnahme zur thermischen Schottung eignet sich beispielsweise ein besonders gut (innerhalb des äußereren Gehäuses zusätzlich eingebautes) wärmeisoliertes Gehäuse, in dem sich die elektronischen Bauelemente und die Schalter befinden. Die elektronischen Bauelemente (einschließlich des Mikroprozessors) eines Netzknotens lassen sich - in an sich bekannter Weise - auf einer Leiterplatte unterbringen.

Den Schaltern der Netzknoten sind Sicherungen zuzurechnen. Aus den vorstehenden Ausführungen wird klar, daß die thermisch zu schottenden Elemente nur eine geringe Ausdehnung haben. Wichtige Grundfunktionen der Sicherheitsbeleuchtung bleiben somit auch im Falle eines Brandes ausführbar.

Besonders vorteilhaft im Hinblick auf einen Brandschutz ist es, wenn alle Netzknoten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage in Unterverteilungen realisiert werden, die in feuerfesten Gehäusen untergebracht sind.

Günstig ist eine automatische Überprüfung der Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungseinrichtung mittels mindestens eines Netzknotens.

In einem solchen Fall muß kein umständlicher Kontrollgang von Überwachungspersonal vorgenommen werden. Selbst eine tägliche Überprüfung ist somit einfach durchzuführen.

Zusätzlich ist möglich, daß gemäß Anspruch 9 eine Baugruppe, die beispielsweise einen eigenen Netzknoten bildet, Ergebnisse der Überprüfung speichert.

Wenn ein Netzknoten einen Drucker enthält, ist es möglich, daß Ergebnisse der Überprüfungen als Protokoll gespeichert werden, so daß eine ordnungsgemäße Dokumentation von (vorgeschriebenen) Kontrollen der Sicherheitsbeleuchtungsanlage (für den Fall rechtlicher Auseinandersetzungen) möglich ist.

Es ist von Vorteil, gemäß Anspruch 13 einen Netzknoten vorzusehen, der den Betriebszustand der Batterie überwacht und Störungen im Stromkreis der Batterie erfaßt. Als Batterie eignet sich beispielsweise eine Hintereinanderschaltung mehrerer Akkumulatoren.

Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der durch einen Netzknoten die Entladespannung der Batterie überwacht wird und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes ein Abschalten der an die Batterie angeschlossenen Leuchten hervorgerufen wird. Ein derartiger Tiefentladeschutz bietet den Vorteil, daß die Leuchten (zur Schonung der Batterie) ausgeschaltet werden, wenn beispielsweise ein Wert von 1,7 V/Zelle bei einer Bleibatterie und ein Wert von 0,96 V/Zelle bei einer Nickel-Cadmium-Batterie unterschritten wird. Derartige Batterie sind aus mehreren Zellen zusammengesetzt.

Günstig ist eine Ausführungsform, bei der mindestens ein Netzknoten die Spannung an dem Netzknoten zugeordneten Verbrauchern erfaßt. Bei Unterschreiten eines Grenzwertes spricht eine Umschalteinrichtung an, die eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie und den an die Umschalteinrichtung angeschlossenen Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage bewirkt. Auf diese Weise werden bei einem Kurzschluß an einem Verbraucher die Leuchten an die Batterieversorgung gelegt.

Zur Energieeinsparung ist es sinnvoll, daß gemäß Anspruch 17 mit Hilfe eines Netzknotens in Dauerlichtschaltung betriebene Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage zeitabhängig oder in Abhängigkeit von der Stärke des einfallenden Tageslichts automatisch ein- und abgeschaltet werden.

Es ist möglich, daß mindestens eine Baugruppe einen Lüfter zur Belüftung der Batterie während und/oder nach einem Ladevorgang einschaltet. Während eines Ladevorganges entsteht unter Umständen explosives Wasserstoffgas, welches vorteilhafterweise mit Hilfe eines Lüfters fortgeblasen wird.

Die Sicherheitsbeleuchtungsanlage kann so ausgelegt werden, daß die Leuchten nur zu bestimmten Zeiten, in denen eine Notbeleuchtung überhaupt sinnvoll ist, (im Falle einer Netzstörung) auf eine Batterieversorgung umschaltbar sind, beispielsweise eine Zeitlang nach der Betätigung eines Treppenhauslichtschalters oder nach der Betätigung eines Lichtschalters für die allgemeine Raumbeleuchtung oder nur während der Einschaltzeit einer Raumbeleuchtung. Damit soll vermieden werden, daß die Sicherheitsbeleuchtung aus der Batterie gespeist wird, obwohl sich niemand in den Räumen aufhält.

Es kann auch an mindestens einen Netzknoten ein Bewegungsmelder geschaltet sein, der dafür sorgt, daß nur bei einem Ansprechen des Bewegungsmelders die Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage bei einer Netzstörung auf eine Batterieversorgung umschaltbar sind.

Dann werden die Leuchten - im Falle einer Netzstörung - nur dann auf die Batterieversorgung umgeschaltet, wenn eine Person in dem betreffenden Gebäude ist.

Schließlich ist es möglich, daß an mindestens einen Netzknoten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage ein Außen- oder ein Innenlichtsensor geschaltet ist und daß nur bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes für die von dem Sensor erfaßte Lichtstärke Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage bei einer Netzstörung auf eine Versorgung über die Batterie umschaltbar sind.

Es ist vorteilhaft, daß durch mindestens einen Netzknoten eine Isolationsüberwachung zwischen Masse und Plus- und Minuspol in dem Verbrauchernetz der Sicherheitsbeleuchtung automatisch durchgeführt wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand dreier Zeichnungen, aus denen sich weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild für eine zentrale Überwachungsbaugruppe einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage,

Fig. 2 eine Sicherheitsbeleuchtungsanlage mit drei Teilsystemen und

Fig. 3 eine Sicherheitsbeleuchtungsanlage mit zwei Unterverteilungen und mehreren Kommunikationsbaugruppen.

Eine Sicherheitsbeleuchtungsanlage nach Fig. 1 weist Netzknoten (1) mit daran angeschlossenen Leuchten in Bereitschaftsschaltung (BS) und in Dauerschaltung (DS) auf.

Die Leuchten in Bereitschaftsschaltung (BS) sind nur dann eingeschaltet, wenn die Netzversorgung gestört ist, während die anderen Leuchten auch bei vorhandener Netzversorgung Licht abgeben.

Die Netzknoten (1) sind elektronische Baugruppen mit eigener Intelligenz. Sie übernehmen insbesondere die Überwachung der angeschlossenen Leuchten und der Spannungen. Dazu sind sie mit einem Chip ausgerüstet, der einen Mikroprozessor enthält und einen Knoten eines Local Operating Network (LON) bildet. Den Netzknoten (1) ist eine Umschalteinrichtung (2) mit Netzvorrangschaltung vorgeschaltet.

Die Umschalteinrichtung (2) ermöglicht, gesteuert von den Netzknoten (1), den Wechsel zwischen Netz- und Batteriebetrieb der Leuchten zu Beginn und am Ende einer Netzstörung.

Eine aufladbare Batterie (3) - als Zentralbatterie der Sicherheitsbeleuchtungsanlage - weist mehrere in Reihe geschaltete Zellen auf, die zusammen eine Spannung von ca. 230 V zur Verfügung stellen. Die Batteriespannung und der Batterieladekreis werden über ein Steuersystem (4) überwacht, das ähnlich wie die Netzknoten (1) einen Chip (C) enthält, der einen weiteren Knoten des LONs darstellt. Die Überwachungs- und Steuerungsfunktionen der gesamten Sicherheitsbeleuchtungsanlage werden über dieses mit Eingabetasten und einer Anzeige ausgestattete Steuersystem (4) programmiert.

An das Steuersystem (4) ist ein Modem angeschlossen, so daß (ausgewählte) Störungsmeldungen über das Telefonnetz an eine Überwachungsstation in der Ferne übermittelt werden können (Störfernmeldungen).

Eine Netzstörung, die das Einschalten der Leuchten der Sicherheitsbeleuchtungsanlage hervorruft, liegt zum einen vor, wenn die Netzversorgung ausfällt, und zum andern, wenn die Verbraucherspannung sinkt, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses im Verbraucher. Über das Steuersystem (4) wird daher die Verbraucherspannung überwacht. Zusätzlich wird der Verbraucherstrom gemessen.

Ein Ladegleichrichter (5) versorgt die Zentralbatterie.

Dazu wird der Zentralbatterie bei ungestörtem Netz eine geringe Ladespannung (beispielsweise 2,23 V/Zelle bei Bleibatterien und 1,40 V/Zelle bei Nickel-Cadmium-Batterien) zugeführt. Nach Beendigung einer Netzstörung wird zur raschen Aufladung der mehr oder weniger stark entleerten Zentralbatterie auf Starkladung umgeschaltet (beispielsweise 2,4 V/Zelle bei Bleibatterien und 1,55 V/Zelle bei Nickel-Cadmium-Batterien).

Eine Störung des Ladegleichrichters (5) und die Stärke des Ladestroms werden dem Steuersystem (4) übermittelt.

Die Zentralbatterie ist mit der Umschalteinrichtung (2) verbunden. In der Verbindungsleitung wird von dem Steuersystem (4) im Falle einer Netzstörung der Entladestrom erfaßt und überwacht.

Bei einer Netzstörung werden bei Erreichen eines Wertes von 0,96 V/Zelle bei einer aus NiCd-Zellen bestehenden Zentralbatterie bzw. eines Wertes von 1,7 V/Zelle bei einer aus Pb-Batterien bestehenden Zentralbatterie die Leuchten abgeschaltet (Tiefentladeschutz).

Nach Netzwiederkehr werden stets die in Dauerschaltung (DS) betriebenen Leuchten auf Netzbetrieb umgeschaltet und die in Bereitschaftsschaltung (BS) arbeitenden Leuchten abgeschaltet. Dabei beginnt die Starkladung der Zentralbatterie.

Eine Schaltung (6) für eine Phasenüberwachung überprüft die Netzspannung in den drei Phasen, und mit Hilfe eines Umschalters für eine Phasenauswahl wird im Falle einer Störung - soweit möglich - eine Verbindung der Sicherheitsbeleuchtungsanlage zu derjenigen Phase des Netzes hergestellt, bei der eine ungestörte Netzspannung anliegt. Über Kabel wird die Wechselspannung der Phase sowohl an den Ladegleichrichter (5) geführt als auch - über die Umschalteinrichtung (2) - an die in Dauerschaltung (DS) betriebenen Leuchten.

Ein Lüfter (7) bläst während der Dauer einer Starkladung bis zum Ablauf von einer Stunde danach über die Zellen der Zentralbatterie, damit sich kein explosives Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff bilden kann. Eine Störung des Lüfters (7) wird dem Steuersystem (4) gemeldet.

Fig. 2 veranschaulicht die wesentlichen Elemente einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage mit drei Teilsystemen mit jeweils einer elektronischen Umschalteinrichtung (8, 9, 10). Die Umschalteinrichtungen (8, 9, 10) bilden Netzknoten des LON.

Für jedes Stockwerk eines Gebäudes ist jeweils ein Teilsystem vorgesehen. Die zugehörigen Umschalteinrichtungen (8, 9, 10) übernehmen auf dem ihnen zugeordneten Stockwerk die Überwachung und Steuerung von Leuchten (15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage, insbesondere sorgen sie bei einer Netzstörung für die Umschaltung auf eine Versorgung aus einer Zentralbatterie. Im Keller befindet sich eine Gebäudeeinspeisung (11) für die Netzspannung, welche über einen Gleichrichter an die Zentralbatterie geführt ist (wie in Fig. 1 dargestellt). Von der Gebäudeeinspeisung (11) führt ein Kabelstrang in die einzelnen Stockwerke, in denen jeweils eine Abzweigung (12, 13, 14) für die Versorgung der angeschlossenen Verbraucher vorhanden ist.

Die Abzweigungen (12, 13, 14) mit den ihnen zugeordneten Umschalteinrichtungen (8, 9, 10) bilden drei Unterverteilungen der Sicherheitsbeleuchtungsanlage.

An die Umschalteinrichtungen (8, 9, 10) sind Leuchten (15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtung angeschlossen, die bei Störung der Netzversorgung von der Zentralbatterie versorgt werden und damit eine Notbeleuchtung sicherstellen. Es können an jede Umschalteinrichtung (8, 9, 10) mehrere Leuchten (15, 16, 17) angeschlossen sein.

Die Umschalteinrichtungen (8, 9, 10) ermöglichen - im Falle einer Netzstörung - einen Wechsel auf Batteriebetrieb. Ferner enthalten sie Einrichtungen zur automatischen Überprüfung der angeschlossenen Leuchten (15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage auf Funktionstüchtigkeit. Wenn die Netzversorgung nur in einem einzigen Stockwerk gestört ist, beispielsweise durch einen Kurzschluß, wird auch nur in dem betreffenden Stockwerk durch die zugehörige Umschalteinrichtung (8, 9, 10) auf Batteriebetrieb umgeschaltet. Jedem Stockwerk ist also ein Tellsystem der Sicherheitsbeleuchtungsanlage zugewiesen. An die Umschalteinrichtung (10) im obersten Stockwerk ist zusätzlich ein Personal Computer (PC) angeschlossen, der einen eigenen Netzknoten des LON bildet. Das LON erlaubt den Anschluß des Personal Computers (PC) an einen beliebigen Netzknoten.

Im Keller sind in der Nähe der Gebäudeeinspeisung (11) in einem Schaltschrank verschiedene elektronische Baugruppen (18, 19, 20, 21) als Netzknoten des LON verknüpft. Die Baueinheiten (18, 19, 20, 21) dienen der Bedienung, der Überwachung, der Anzeige und dem Speichern der Ergebnisse der Überwachung. Dabei ist jeder Baugruppe (18, 19, 20, 21), und damit jedem Netzknoten, eine dieser Funktionen zugeordnet. Weitere Funktionen lassen sich durch beliebig viele an das LON anschließbare zusätzliche Baugruppen realisieren. Nicht dargestellt ist ein Anzeigemodul, das im Erdgeschoß in einem Pförtnerraum als eigene Baugruppe angebracht ist und die Betriebszustände "Störung", "Batteriebetrieb" und "Netzbetrieb" anzeigt.

So kann jederzeit zentral beobachtet werden, ob in der Sicherheitsbeleuchtungsanlage eine Störung aufgetreten ist, ob Leuchten gerade von der Zentralbatterie gespeist werden oder ob ein ungestörter Netzbetrieb vorliegt.

Eine umfassende Anzeige der Betriebszustände ist am angeschlossenen Personal Computer (PC) möglich, in dem ein Programm läuft, mit dem auch Parameter der Sicherheitsbeleuchtungsanlage (im Sinne einer Bedienung) verstellt werden können.

In Fig. 3 ist eine Zentralbatterieanlage (22) zu sehen, mit der zwei Unterverteilungen (23 24) zu einem LON verbunden sind. Diese Unterverteilungen können mittels eines LONs so platzsparend ausgeführt werden, daß sie in einem feuerfesten Gehäuse untergebracht werden können.

Die Zentralbatterieanlage (22) weist als einen Netzknoten eine zentrale Überwachungseinheit (25) für einen zentralen Schaltschrank und die Leuchten der Sicherheitsbeleuchtung auf.

Die Zentralbatterieanlage (22) wird über eine komfortable, einen weiteren Netzknoten bildende Bedieneinheit (26) programmiert. Die Programmierung betrifft beispielsweise die Auswahl der Größen und der Grenzwerte, die mit der Sicherheitsbeleuchtungsanlage überwacht werden sollen. Eine Druckerschnittstelle (27) der Zentralbatterieanlage (22) ermöglicht den Anschluß eines Druckers für die Ausgabe von Überwachungsergebnissen. Zusätzlich sind in der Zentralbatterieanlage (22) fünf Netzknoten (28, 29, 30, 31, 32) für die Leuchtenüberwachung untergebracht.

Alle Netzknoten sind an ein gemeinsames Bus-System (33) angeschlossen.

Mit diesem Bus-System sind ferner insgesamt sechs weitere Überwachungsbaugruppen (34, 35, 36, 37, 38, 39) verbunden, die gleichmäßig auf die beiden Unterverteilungen (23, 24) aufgeteilt sind. An der Unterverteilung (23) ist ein Netzknoten mit einer Druckerschnittstelle (40) angebracht, an der ein Drucker (41) angeschlossen ist. An dem Bus-System (33) befindet sich zusätzlich ein Netzknoten mit einem damit verbundenen Personal Computer (PC). Es handelt sich um einen Arbeitsplatz für die Anzeige von Überwachungsergebnissen und die Bedienung der Sicherheitsbeleuchtungsanlage.

Ferner ist an dem Bus-System (33) eine PC-Schnittstelle (42) vorhanden, an der ein weiterer Personal Computer (43) angeschlossen ist, der für die Verbindung zur Gebäudeleittechnik (Klima, Lüftung, Sanitäranlagen) eingesetzt wird. Auch diese PC-Schnittstelle (42) bildet einen eigenen Netzknoten.

Ferner gibt es an dem Bus-System (33) eine RS232-Schnittstelle (44) und eine Schnittstelle (45) mit potentialfreien Kontakten. An beide Schnittstellen (44, 45) ist gemeinsam eine zentrale Steuerungseinheit (ZLT) für die Gebäudeleittechnik angeschlossen.

Schließlich weist das Bus-System (33) ein Modem (46) auf, mit Hilfe dessen Daten über das Telefonnetz und ein weiteres Modem (47) an einen daran angeschlossenen Personal Computer (48) übermittelt werden.

Alle genannten, an das Bus-System (33) angeschlossenen elektronischen Baugruppen weisen einen Neuron-Chip auf, der in der Fig. 3 jeweils als ein kleines, unmittelbar mit dem Bus-System (33) verbundenes Rechteck dargestellt ist, und bilden damit Netzknoten des LONs.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum programmgesteuerten Überwachen und/oder Steuern einer Sicherheitsbeleuchtungsanlage mit

1 einer elektronischen Einrichtung, die
- 1.1 einen Mikroprozessor enthält, und mit
2 einer Batterie, die
- 2.1 bei einer Netzstörung die Spannungsversorgung für die Leuchten (15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage übernimmt,

dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält

3 Netzknoten mit jeweils mindestens einem Mikroprozessor,
- 3.1 wobei die Netzknoten für einen Datenaustausch untereinander zu einem Netz gekoppelt sind und
- 3.2 dieses Netz durch weitere, jeweils einen Mikroprozessor enthaltende Netzknoten beliebig erweiterbar ist, ohne daß für die Erweiterung eine schaltungstechnische Anpassung der Netzknoten des bestehenden Netzes erforderlich ist, und
4 mindestens ein Teilsystem mit
- 4.1 einer Unterverteilung (23, 24) mit
  - 4.1.2 einer Umschalteinrichtung (2) für einen Wechsel zwischen Netz- und Batteriebetrieb der an ihr angeschossenen Leuchte(n) (15, 16, 17) und mit
  - 4.1.3 einer elektronische Baugruppe,
    - 4.1.3.1 durch die zumindest eine Steuerungsfunktion für die Umschalteinrichtung realisiert wird und die
    - 4.1.3.2 mindestens einen Mikroprozessor, welcher Bestandteil eines Netzknotens des Netzes ist, enthält, wobei
5 die Unterverteilung (23, 24) in einem Gehäuse eingebaut ist,
- 5.1 welches vorgebbare Anforderungen an eine Beständigkeit gegen Feuer erfüllt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Ladegleichrichter (5) für die Aufladung und die Ladungserhaltung der Batterie (3) enthält und daß dieser Ladegleichrichter (5) von mindestens einem Netzknoten gesteuert und/oder überwacht wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Steuerungs- und Überwachungsfunktionen durch Netzknoten (18, 19, 20, 21) realisiert sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterverteilung nur diejenigen Steuerungs- und Überwachungsfunktionen mittels mindestens eines Netzknotens realisiert sind, die für das zugehörige Teilsystem erforderlich sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete daß nur diejenigen Steuerungs- und Überwachungsfunktionen einer jeden Unterverteilung, die eine Signalisierung optischer oder akustischer Art oder eine Dateneingabe betreffen, außerhalb des Gehäuses der jeweiligen Unterverteilung realisiert sind und daß mit dem Innern des Gehäuses eine Verbindung für eine Datenübermittlung besteht.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente der Netzknoten einer Unterverteilung und die von diesen Netzknoten gesteuerten und/oder überwachten Schalter innerhalb des Gehäuses durch zusätzliche Maßnahmen thermisch geschottet sind.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Steuerungs- und Überwachungsfunktionen der Sicherheitsbeleuchtungsanlage durch Netzknoten realisiert sind, die Bestandteile von Unterverteilungen (23, 24) sind und daß jede Unterverteilung (23, 24) in einem Gehäuse eingebaut ist, welches die vorgebbaren Anforderungen an eine Beständigkeit gegen Feuer erfüllt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen Netzknoten enthält, welcher einer automatischen Überprüfung von Leuchten (15, 16, 17) für die Sicherheitsbeleuchtung auf ihre Funktionsfähigkeit dient.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzknoten Ergebnisse der Überprüfung speichert.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Netzknoten einen Druck er enthält, der die Ergebnisse der Überprüfung druckt.

11. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung bei ungestörtem Netz nur von einer Netzphase des Versorgungsnetzes versorgt wird, daß mindestens ein Netzknoten alle Netzphasen auf eine Netzstörung überprüft und, erforderlichenfalls durch Umschalten, dafür sorgt, daß auch im Falle einer Netzstörung in einer oder in zwei Netzphasen die Versorgung der Schaltungsanordnung stets über eine nicht gestörte Netzphase erfolgt.

12. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Netzknoten im Anschluß an eine Netzstörung nach Netzwiederkehr eine rasche Ladung der Batterie (3) mit erhöhter Ladespannung veranlaßt und daß nach Erreichen eines voreingestellten Wertes für die Batteriespannung oder nach Ablauf einer voreingestellten Ladezeit eine niedrigere Spannung für eine Ladeerhaltung eingestellt wird.

13. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Netzknoten den Betriebszustand der Batterie (3) überwacht und Störungen im Stromkreis der Batterie (3) erfaßt.

14. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Netzknoten während einer Versorgung der Leuchten (1, 15, 16, 17) aus der Batterie (3) die Entladespannung der Batterie (3) überwacht und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes ein Abschalten der von der Batterie (3) versorgten Leuchten (1, 15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage bewirkt.

15. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Netzknoten die Spannung an dem Netzknoten zugeordneten Verbrauchern erfaßt und daß bei Unterschreiten eines Grenzwertes die Umschalteinrichtung (2) anspricht, die eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie (3) und den an die Umschalteinrichtung (2) angeschlossenen Leuchten (1) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage bewirkt.

16. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens einen Netzknoten im Falle einer Netzstörung eine Ausgabe von mindestens einer akustischen und/oder optischen Störungsmeldung bewirkt wird.

17. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe mindestens eines Netzknotens in Dauerlichtschaltung (DS) betriebene Leuchten (1) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage zeitabhängig oder in Abhängigkeit von der Stärke des einfallenden Tageslichts automatisch ein- und abgeschaltet werden.

18. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Netzknoten einen Lüfter (7) zur Belüftung der Batterie (3) während und/oder nach einem Ladevorgang einschaltet.

19. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens einen Netzknoten die Spannung an mit der Batterie (3) verbundenen Unterverteilungen (8, 9, 10, 23, 24) erfaßt wird und daß bei Unterschreiten eines Grenzwertes in mindestens einer Unterverteilung (8, 9, 10, 23, 24) eine Umschalteinrichtung der betreffenden Unterverteilung(en) (8, 9, 10, 23, 24) selbsttätig auf Batteriebetrieb umschaltet.

20. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Leuchten (1, 15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtung durch mindestens einen Netzknoten nach der Betätigung eines Treppenhauslichtschalters oder eines Lichtschalters für die allgemeine Raumbeleuchtung nur während der Einschaltzeit oder für die Dauer einer vorbestimmten Zeitspanne bei einer Netzstörung auf eine Versorgung über die Batterie (3) umschaltbar sind.

21. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Netzknoten ein Bewegungsmelder geschaltet ist und daß nach einem Ansprechen des Bewegungsmelders die Leuchten (1, 15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage nur während einer vorbestimmten Zeitspanne bei einer Netzstörung auf eine Versorgung über die Batterie (3) umschaltbar sind.

22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Netzknoten ein Außen- oder ein Innenlichtsensor geschaltet ist und daß nur bei Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes für die von dem Sensor erfaßte Lichtstärke Leuchten (1, 15, 16, 17) der Sicherheitsbeleuchtungsanlage bei einer Netzstörung auf eine Versorgung über die Batterie (3) umschaltbar sind.

23. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch mindestens einen Netzknoten in dem Verbrauchernetz der Sicherheitsbeleuchtung eine Isolationsüberwachung zwischen Masse und Plus- und Minuspol automatisch durchgeführt wird.

24. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Netzknoten eine Schnittstelle der Gebäudeleittechnik ist.

25. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle eine RS232-Schnittstelle ist.

26. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle eine V24-Schnittstelle ist.

27. Schaltungsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle durch potentialfreie Kontakte gebildet ist.