DE19615469A1

DE19615469A1 - Schaltschrankklimatisierungsanlage

Info

Publication number: DE19615469A1
Application number: DE19615469A
Authority: DE
Inventors: Markus Hain; Heinrich Strackbein
Original assignee: Rittal Werk Rudolf Loh GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: DE19615469C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltschrankklimatisierungsanlage mit einem oder mehreren Schaltschränken und darin enthaltenen Kühlgeräten und diesen zugeordneten Steuereinheiten.

Bei einer in der EP 0 381 592 A2 angegebenen Schaltschrankklimatisierungsanlage sind mehrere Verteilungseinheiten für Kühlflüssigkeit vorgesehen, die aus einem gemeinsamen Tank versorgt werden. Dabei wird die Zuführung der Kühlflüssigkeit über eine Steuereinheit bestimmt. Hierbei geht es nicht um die Steuerung verschiedener, eigenständiger Kühlgeräte.

In der DE 43 37 692 A1 ist eine Klimatisierungsanlage für elektronische Geräte angegeben, bei der eine Kühlleistung sowohl von n als auch n+1 Kühleinheiten erzeugt werden kann. Um für jede Kühleinheit eine ausreichende Reserve aufrechtzuerhalten werden n + 1 Kühleinheiten betrieben. Bei einer Störung kann die Kühlung mit n Kühleinheiten sichergestellt werden. Bei dieser bekannten Klimatisierungsanlage ist die Steuerung auf einen bestimmten Fall beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltschrankklimatisierungsanlage der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, die mit einfachen Steuerungs maßnahmen bei mehreren vorhandenen Kühlgeräten eine vielfältige Organisation der Klimatisierungsanlage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hiernach ist also vorgesehen, daß die Steuereinheiten der Kühlgeräte über jeweilige Schnittstellen an eine gemeinsame BUS-Strecke angeschlossen sind. Auf diese Weise wird ein einfacher, übersichtlicher Informationsaustausch zwischen den einzelnen Steuereinheiten der Kühlgeräte ermöglicht, wobei alle Kühlgeräte miteinander vernetzt sind. Die Steuereinheiten können z. B. ohne großen Aufwand im wesentlichen als Mikrocontroller-Steuerungen mit gegebenenfalls erforderlichen Beschaltungen aufgebaut sein. Mit dieser Auslegung der Klimatisierungsanlage kann unterschiedlichen Situationen auf einfache Weise Rechnung getragen werden, wobei ohne weiteres auch Prioritäten vorgegeben werden können. Die Organisation der an den BUS angeschlossenen Teilnehmer kann über ein Programm bzw. Proto koll vorgegeben werden.

Ist vorgesehen, daß an die BUS-Strecke ein externer Rechner angeschlossen ist, und daß in dem externen Rechner Auswerteprogramme, Prüfprogramme und/oder Steuerprogramme für die Kühlgeräte vorgesehen sind, so besteht die Möglichkeit, von einem externen Arbeitsplatz aus z. B. Überwachungs-, Steuer- und Einstell maßnahmen auszuführen, wobei auch eine übersichtliche Darstellung und Hand habung geboten werden.

Die Organisation der Steuerung wird dadurch einfach, daß eine Steuereinheit als Master und die übrigen Steuereinheiten als Slave eingerichtet sind, daß allen Steuereinheiten Adressen mit einer Kennung für Master bzw. Slave zugeordnet sind und daß die Steuereinheiten parallel an die BUS-Strecke angeschlossen sind.

Die Zustände der einzelnen Kühlgeräte und der Schaltschränke werden mit einfachen Maßnahmen kontrollierbar, und es können gegebenenfalls geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen werden, wenn vorgesehen ist, daß in den Schalt schränken Melder für die Schaltschrank-Innentemperatur, das Erreichen eines Sollwerts, den Schließzustand einer Schaltschranktür und/oder Störzustände vorgesehen sind und daß vom Slave zum Master Informationen bezüglich der Schaltschrank-Innentemperatur, des Schließzustands der Schaltschranktür und/oder der Störzustände übertragbar sind.

Ist weiterhin vorgesehen, daß vom Master zu allen Slaves ein allgemeiner Status übertragbar ist mit der Information, daß ein Sollwert eines Kühlgeräts erreicht ist, eine Schaltschranktür offen ist und/oder ein Störzustand eines Kühlgeräts vorliegt, so können die einzelnen Slaves in Abstimmung aufeinander in einer in einer jeweiligen Situation geeigneten Weise betrieben werden.

Die Überwachung und Ansteuerung der einzelnen Kühlgeräte ist dadurch noch genauer möglich, daß über die BUS-Strecke zwischen den einzelnen Kühlgeräten als weitere Informationen einzelne Fehlermeldungen der Kühlgeräte, Betriebsdaten, weitere gemessene Temperaturen, Sollwerte und/oder Einstellparameter der Kühlgeräte austauschbar sind. Dadurch, daß alle Kühlgeräte parallel betreibbar sind, kann eine einfache Steuerungsart gewählt werden, bei der sich z. B. alle anderen Kühlgeräte einschalten, wenn ein Gerät auf Kühlung schaltet. Liegt bei einer Steuereinheit die Meldung vor, daß eine Tür offen ist, können alle Geräte abgeschaltet werden. Ebenso wird auch die Meldung eines Störzustands eines Geräts zu allen anderen weitergegeben und führt bei einem parallelen Betrieb in allen Kühlgeräten z. B. zum Schalten eines Störmelderelais.

Die Anpassung einzelner Kühlgeräte an besondere Bedingungen, z. B. die Kühlung wichtiger elektronischer Baueinheiten, wird dadurch auf einfache Weise ermöglicht, daß die einzelnen Steuereinheiten zur unterschiedlichen Reaktion auf ausgetauschte Informationen unterschiedlich programmierbar sind.

Um z. B. eine Gruppe von Kühlgeräten geeignet weiterbetreiben zu können, wenn dies bei einem Kühlgerät nicht mehr möglich ist, wie z. B. bei einem nicht leicht behebbaren Fehler oder einer offenen Schranktür, ist es vorteilhaft, daß die Kühlgeräte wahlweise zu unterschiedlichen Gruppen zusammenfaßbar sind und daß die Reaktion auf die ausgetauschten Informationen gruppenindividuell festlegbar ist.

Vielfältige Überwachungs-, Eingriffs und Steuerungsmöglichkeiten über den externen Rechner werden dadurch ermöglicht, daß in dem externen Rechner Betriebsdaten, Statistiken, Störzustände und/oder Temperaturverläufe in den Schaltschränken auswertbar sind, daß Informationen verknüpfbar und an über geordnete Steuereinrichtungen weitergebbar sind und daß Einstell- und Be triebsparameter für die Kühlgeräte vorgebbar sind.

Der Datenaustausch und die Steuerung über entfernte Stationen werden dadurch einfach realisierbar, daß die BUS-Strecke mittels einer Koppeleinrichtung an ein Standard-BUS-System ankoppelbar ist.

Die angegebenen Maßnahmen ermöglichen somit auf einfache Weise eine vielfältig variable Organisation der Schaltschrankklimatisierungsanlage, wobei sowohl mehrere Kühlgeräte und zugeordnete Steuereinrichtungen nur eines Schaltschranks als auch Kühlgeräte mit den zugehörigen Steuereinrichtungen verschiedener Schaltschränke untereinander in der beschriebenen Weise organisiert sein können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug nahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltschrankklimatisierungsanlage mit mehreren Kühlgeräten A,B,C, die sich in nur einem Schaltschrank befinden können oder aber auf mehrere Schaltschränke verteilt sind. Die Kühlgeräte A, B und C weisen jeweils eine Steuereinheit 5.1, 5.2 bzw. 5.3 z. B. in Form eines Mikrocontrollers sowie eine BUS-Schnittstelle 4.1, 4.2 bzw. 4.3 auf, mit der die jeweilige Steuereinheit 5.1, 5.2, 5.3 an eine BUS-Strecke 6 angeschaltet ist. An die Steuereinheiten 5.1, 5.2, 5.3 sind über jeweilige Eingänge beispielhaft ein Störmelder 1, ein Türendschalter-Anschluß 2 und eine SPS-Schnittstelle 3 angeschlossen. Im Bedarfsfall können auch mehr oder weniger Eingänge der Steuereinheiten 5.1, 5.2, 5.3 belegt sein, um geeignete Daten an die Steuereinheit zu übertragen. Entsprechend können an den Steuereinheiten 5.1, 5.2, 5.3 auch verschiedene Ausgangsanschlüsse vorgesehen sein, um das zuge ordnete Kühlgerät in geeigneter Weise steuern zu können. Die Anschlüsse können auch zum bidirektionalen Datenaustausch ausgelegt sein.

An die BUS-Strecke 6, die z. B. aus einer zweiadrigen, abgeschirmten Leitung bestehen kann, ist außerdem ein externer Rechner PC angeschlossen, mit dem Daten über die BUS-Strecke 6 empfangen und gesendet werden können. Ferner kann die BUS-Strecke 6 mittels einer Koppeleinrichtung 7 an Standard-BUS- Systeme 8 angekoppelt werden, um eine Überwachung oder Steuerung über eine entfernte Station, z. B. einen Zentralrechner, zu ermöglichen.

Die BUS-Strecke 6 dient zur Vernetzung der Kühlgeräte A,B,C untereinander und dem gegebenenfalls angeschlossenen externen Rechner PC sowie einer eventuellen externen Station über die Koppeleinrichtung 7 und das Standard-BUS-System 8. Über die BUS-Schnittstellen 4.1, 4.2, 4.3 wird eine Verbindung zwischen allen Steuereinheiten 5.1, 5.2, 5.3 der Kühlgeräte A,B,C hergestellt, so daß die Steuereinheiten 5.1, 5.2, 5.3 untereinander Informationen austauschen können.

Die Anzahl der an die BUS-Strecke 6 anschließbaren Kühlgeräte A,B,C und gegebenenfalls externen Geräte PC ist in weiten Grenzen wählbar und nicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur beschränkt. Die Organisation der Kühlgeräte A,B,C mit den Steuereinheiten 5.1, 5.2, 5.3 ist derart, daß ein Gerät als Master fungiert und die übrigen Geräte als Slave arbeiten. Alle Kühlgeräte A,B,C erhalten eine Adresse, die auch eine Kennung für den Master und die Slaves enthält. Die BUS-Schnittstellen können auf der Basis einer RS-485 Schnittstelle aufgebaut sein.

Vom Slave zum Master können z. B. folgende Informationen übertragen werden: Schaltschrank-Innentemperatur, Erreichen des Sollwerts, eine Schaltschranktür offen und/oder ein Störzustand liegt vor. Vom Master zu den Slaves kann der allgemeine Status übertragen werden, der folgende Informationen beinhalten kann: Erreichen des Sollwerts in einem Kühlgerät, eine Schaltschranktür ist offen und/oder bei einem Gerät liegt ein Störzustand vor. Als weitere Informationen können über das BUS-System ausgetauscht werden: detaillierte Fehlermeldungen aller Kühlgeräte bzw. Störungsmelder in den Schaltschränken, Betriebsdaten, alle gemessenen Temperaturen und/oder Sollwerte bzw. Einstellparameter. Die einzel nen Kühlgeräte A,B,C können je nach Programmierung unterschiedlich auf die aus getauschten Informationen reagieren, wodurch unterschiedlichen Bedingungen Rechnung getragen werden kann. Beispielsweise können Kühlgeräte für besonders empfindliche elektronische Baueinheiten nach festen Vorgaben gemäß einer entsprechenden Programmierung der zugehörigen Steuereinheit betrieben werden.

Alle Kühlgeräte A,B,C der Schaltschrankklimatisierungsanlage 10 können über das BUS-System gruppenweise zusammengefaßt und gruppenindividuell gesteuert werden. Auf diese Weise kann z. B. eine Gruppe von Kühlgeräten geeignet weiter betrieben werden, wenn festgestellt wird, daß bei einem Kühlgerät ein nicht behebbarer Fehler vorliegt oder eine Schranktür offen ist. Die Kühlgeräte der Gruppe können dabei parallel oder wiederum individuell voneinander abweichend betrieben werden.

Der externe Rechner PC kann z. B. folgende Aufgaben übernehmen: Auswertung von Betriebsdaten und Statistiken, Auswertung von Störzuständen, Auswertung von Temperaturverläufen im Schaltschrank, Verknüpfung von Informationen und Weitergabe an übergeordnete Steuersysteme und/oder Vorgabe von Einstell parametern für die Kühlgeräte A,B,C.

Mit den beschriebenen Maßnahmen ist somit bei einem einfachen Aufbau eine vielfältige Steuerung und übersichtliche Organisation der Schaltschrank klimatisierungsanlage geboten.

Claims

1. Schaltschrankklimatisierungsanlage mit einem oder mehreren Schalt schränken und darin enthaltenen Kühlgeräten (A,B,C) und diesen zuge ordneten Steuereinheiten (5.1, 5.2, 5.3), die über jeweilige Schnittstellen (4.1, 4.2, 4.3) an eine gemeinsame BUS-Strecke (6) angeschlossen sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an die BUS-Strecke (6) ein externer Rechner (PC) angeschlossen ist, und
daß in dem externen Rechner (PC) Auswerteprogramme, Prüfprogramme und/oder Steuerprogramme für die Kühlgeräte (A,B,C) vorgesehen sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuereinheit als Master und die übrigen Steuereinheiten als Slave eingerichtet sind,
daß allen Steuereinheiten (5.1, 5.2, 5.3) Adressen mit einer Kennung für Master bzw. Slave zugeordnet sind und
daß die Steuereinheiten (5.1, 5.2, 5.3) parallel an die BUS-Strecke (6) angeschlossen sind.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Schaltschränken Melder für die Schaltschrank-Innentemperatur, das Erreichen eines Sollwerts, den Schließzustand einer Schaltschranktür und/oder Störzustände vorgesehen sind und
daß vom Slave zum Master Informationen bezüglich der Schaltschrank- Innentemperatur, des Schließzustands der Schaltschranktür und/oder der Störzustände übertragbar sind.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlgeräten ein allgemeiner Status übertragbar ist mit der Information, daß ein Sollwert eines Kühlgeräts (A,B,C) erreicht ist, eine Schaltschranktür offen ist und/oder ein Störzustand eines Kühlgeräts (A,B,C) vorliegt.

6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß über die BUS-Strecke (6) zwischen dem Master und den Slaves als weitere Informationen einzelne Fehlermeldungen der Kühlgeräte (A,B,C), Betriebsdaten, weitere gemessene Temperaturen, Sollwerte und/oder Einstellparameter der Kühlgeräte (A,B,C) austauschbar sind.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kühlgeräte (A,B,C) parallel betreibbar sind.

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Steuereinheiten (A,B,C) zur unterschiedlichen Reaktion auf ausgetauschte Informationen unterschiedlich programmierbar sind.

9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlgeräte (A,B,C) wahlweise zu unterschiedlichen Gruppen zusammenfaßbar sind und
daß die Reaktion auf die ausgetauschten Informationen gruppenindividuell festlegbar ist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem externen Rechner (PC) Betriebsdaten, Statistiken, Störzustände und/oder Temperaturverläufe in den Schaltschränken auswertbar sind,
daß Informationen verknüpfbar und an übergeordnete Steuereinrichtungen weitergebbar sind und
daß Einstell- und Betriebsparameter für die Kühlgeräte (A,B,C) vorgebbar sind.

11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die BUS-Strecke (6) mittels einer Koppeleinrichtung (7) an ein Standard- BUS-System ankoppelbar ist.