DE19615469C2

DE19615469C2 - Schaltschrankklimatisierungsanlage

Info

Publication number: DE19615469C2
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: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: DE19615469A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltschrankklimatisierungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltschrankklimatisierungsanlage ist in Styppa, Heinrich, Schaltschrank-Klimatisierung, 1992, Verlag Moderne Industrie, Landsberg/Lech, Seiten 35 bis 37 angegeben. Bei dieser bekannten Schaltschrankklimatisierungs anlage ist in einem Schaltschrank ein Kühlgerät mit einer zugeordneten Steuer einheit vorgesehen, und die Steuereinheit ist mit einer Leitwarte, die einen Leitrechner aufweist, über eine serielle Verbindung gekoppelt, während das Kühlgerät selbst über zwei weitere Leitungen mit der Leitwarte verbunden ist, von denen über die eine eine Sammelstörmeldung und über die andere ein Steuerspannungsausfall gemeldet werden. Wie mehrere Kühlgeräte an die Leit warte angeschlossen werden sollen, geht aus dieser Entgegenhaltung nicht hervor, vielmehr ist von der Überwachung der Funktionsfähigkeit nur eines Kühlgerätes die Rede.

In der DE-Z: Knörr, Roland, Programmierbare Gebäudeinstallation, ETZ, Bd. 113 (1992), Heft 11, Seiten 638 bis 648 ist ein BUS-System für die Gebäudeinstal lation gezeigt, das programmierbar ist und im Master-Slave-Betrieb steuerbar ist. Anforderungen, die an die Steuerung einer Schaltschrankklimatisierungsanlage zu stellen sind, zeigt diese Druckschrift nicht.

In der DE 38 11 189 C2 ist ein Kühlgerät für einen Schaltschrank und ein Ver fahren zur Klimaregelung offenbart. Das Kühlgerät ist mit verschiedenen Fühlern sowie mit einer Steuereinheit bzw. Regelungseinrichtung ausgerüstet. Über den Informationsaustausch zwischen verschiedenen Kühlgeräten sind in dieser Druckschrift keine näheren Ausführungen gemacht.

Bei einer in der EP 0 381 592 A2 angegebenen Schaltschrankklimatisierungs anlage sind mehrere Verteilungseinheiten für Kühlflüssigkeiten 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 auf recht zu erhalten, 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 gattungsgemäße Schaltschrank klimatisierungsanlage bereit zu stellen, die mit einfachen Steuerungsmaßnahmen bei mehreren vorhandenen Kühlgeräten eine vielfältige Organisation der Klimati sierungsanlage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Mit die sen Maßnahmen ist bei einfachem Aufbau ein Informationsaustausch zwischen den einzelnen Kühlgeräten ermöglicht, wobei zwischen den Kühlgeräten mittels der Organisation der Steuereinheiten in Master und Slaves die einzelnen Kühl geräte in Abstimmung aufeinander und in Abhängigkeit von jeweiligen Betriebs bedingungen geeignet mit einem Programm betrieben werden können. Dadurch ergeben sich vielfältige Anpassungsmöglichkeiten an jeweilige Bedingungen.

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 Einstellmaßnahmen auszuführen, wobei auch eine übersichtliche Darstel lung und Handhabung geboten werden.

Ist vorgesehen, dass zwischen den Kühlgeräten ein allgemeiner Status über tragbar ist, mit der Information, dass ein Sollwert eines Kühlgerätes erreicht ist, eine Schaltschranktür offen ist und/oder ein Störzustand eines Kühlgerätes vor liegt, so können die einzelnen Kühlgeräte 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 dem Master und den Slaves als weitere Informationen einzelne Fehlermeldungen der Kühlgeräte, Be triebsdaten, weitere gemessene Temperaturen, Sollwerte und/oder Einstellpara meter 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 ein schalten, 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 Störzustandes eines Gerätes zu allen ande ren 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 Küh lung 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 weiter betreiben 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 übergeordnete Steuereinrichtugnen weitergebbar sind und dass Einstell- und Betriebsparameter 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 einer in einem oder mehreren Schaltschränken enthaltenen Kühleinrichtung und zugeordneter Steuer einrichtung, die über eine Schnittstelleneinrichtung an eine Infor mationsübertragungs-Strecke angeschlossen ist, und mit in den Schalt schränken vorgesehenen Meldern zumindest für die Schaltschrank-Innen temperatur, das Erreichen eines Sollwertes, den Schließzustand einer Schaltschranktür oder Störzustände, dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Kühlgeräte (A, B, C), denen jeweilige Steuereinheiten (5.1, 5.2, 5.3) zugeordnet sind, in einem oder mehreren Schaltschränken ange ordnet sind,
dass die Steuereinheiten (5.1, 5.2, 5.3) über jeweilige Schnittstellen parallel an die als eine gemeinsame BUS-Strecke (6) ausgebildete In formationsübertragungsstrecke angeschlossen sind,
dass eine beliebige der Steuereinheiten, die gleichermaßen als Mikrocontroller-Steuerungen ausgebildet sind, als Master und die übrigen Steuereinheiten als Slave eingerichtet sind,
wobei allen Steuereinheiten (5.1, 5.2, 5.3) Adressen mit einer Kennung für Master bzw. Slave zugeordnet sind und
dass vom Slave zum Master Informationen bezüglich der Schaltschrank- Innentemperatur, des Schließzustands der Schaltschranktür bzw. der Störzustände übertragbar 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 einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kühlgeräten (A, B, C) ein allgemeiner Status über tragbar ist, der mindestens eine Information des Inhalts trägt, dass ein Sollwert eines Kühlgeräts(A, B, C) erreicht ist, eine Schaltschranktür offen ist oder ein Störzustand eines Kühlgeräts (A, B, C) vorliegt.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die BUS-Strecke (6) zwischen dem Master und den Slaves als weitere Informationen zumindest einzelne Fehlermeldungen der Kühlge räte (A, B, C), Betriebsdaten, weitere gemessene Temperaturen, Soll werte oder Einstellparameter der Kühlgeräte (A, B, C) austauschbar sind.

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

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Steuereinheiten (A, B, C) zur unterschiedlichen Reak tion auf über die BUS-Strecke (6) ausgetauschte Informationen unter schiedlich programmierbar sind.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlgeräte (A, B, C) über die BUS-Strecke (6) wahlweise zu unterschiedlichen Gruppen zusammenfaßbar sind und
dass die Reaktion auf die ausgetauschten Informationen gruppenindi viduell festlegbar ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem externen Rechner (PC) zumindest Betriebsdaten, Statistiken, Störzustände oder Temperaturverläufe in den Schaltschränken auswert bar sind,
dass Informationen verknüpfbar und an übergeordnete Steuereinrichtun gen weitergebbar sind und
dass Einstell- und Betriebsparameter für die Kühlgeräte (A, B, C) vor gebbar sind.

9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die BUS-Strecke (6) mittels einer Koppeleinrichtung (7) an ein Stan dard-BUS-System ankoppelbar ist.