DE19736181A1 - Einrichtung zur Datenübertragung mit einer Transpondereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Datenübertragung zwischen einem ortsfesten Objekt und einem relativ hierzu bewegbaren Objekt unter Benutzung einer Sende- und Empfangseinheit und einer Transpondereinheit.

Die beispielsweise zur Warensicherung oder Identifizierung Gegenständen eingesetzten Transpondereinheiten (vgl. US 5 557 280, 5 537 105, 5 532 686 und 5 547 461) enthalten im wesentlichen eine Empfangsspule sowie eine Verarbeitungs- und Speicherschaltung, die aus der Empfangsspule sowohl mit einer Betriebsenergie als auch mit übertragenen Signalen versorgt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Transpondereinheiten in der Technik der elektrischen Energieverteilung anzuwenden und insbesondere für Schalt­ anlagen und in diesen benutzte Ausrüstungen wie Schaltgeräte­ kombinationen und Leistungsschalter nutzbar zu machen.

Insbesondere steht die Erfindung mit der Parametrierung bzw. Programmierung von Schutzeinrichtungen in Verbindung, die den genannten Schaltgerätekombinationen oder Leistungsschaltern zugeordnet sind. Sofern nicht von der einfachsten Möglichkeit Gebrauch gemacht wird, die Schutzparameter einer Schutz- oder Auslöseeinheit an dieser selbst mittels hierfür vorgesehener Einstellorgane wie Drehknöpfe oder Kodierschalter zu wählen, stehen für den genannten Zweck Fernsteuersysteme zur Verfügung, die sowohl als Vorort-Bediensystem (DE 44 45 079 A1) ausgebildet oder als übergeordnete Netzwerksteuerung ausgebildet sein können. Eine Eigenschaft aller dieser Systeme besteht darin, daß sich die Schutz- oder Auslöseeinheit in einem aktivierten Zustand befinden muß, d. h. der Auslöseeinheit muß die zu ihrem Betrieb erforderliche Energie zugeführt werden. Dies ist bei den erwähnten Ausrüstungen in der Regel nur dann der Fall, wenn sie mit dem speisenden Netz verbunden sind. Darüber hinaus ist es bei den am häufigsten eingesetzten Auslöseeinheiten erforderlich, daß über die Hauptstrombahnen der erwähnten Ausrüstungen ein ausreichender Strom fließt, um mittels der Stromwandler eine Hilfsenergie zum Betrieb der Auslöseeinheit zu gewinnen. Daher ist es in der Regel nicht möglich, eine Änderung von Parametern oder anderen Eigenschaftswerten vorzunehmen, wenn die Ausrüstung nicht mit dem speisenden Netz verbunden ist bzw. sich außerhalb einer Schaltanlage befindet. Durch die Erfindung soll diese Beschränkung behoben werden.

Gemäß der Erfindung wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß das ortsfeste Objekt eine Auslöseeinheit eines Leistungsschalters ist und daß die Transpondereinheit mit der Auslöseeinheit verbunden ist, wobei die Auslöseeinheit einen durch die Transpondereinheit adressierbaren Schreib-Le­ sespeicher für den Betrieb der Auslöseeinheit betreffende Daten enthält.

Die Erfindung stellt für den Benutzer der genannten Schalt­ geräte und Schaltanlagen eine erhebliche Erleichterung dar, weil der bisher zum Datenaustausch mit den Auslöseeinheiten der Schaltgeräte erforderliche Aufwand entfällt. Insbesondere können Daten aus der Auslöseeinheit abgefragt und in der Auslöseeinheit hinterlegt werden, ohne zuvor die Auslöseeinheit durch Zuführung einer Hilfsenergie zu aktivieren. Daher wird die Einrichtung und betriebliche Unterhaltung von Schaltgeräten und Schaltanlagen bedeutend erleichtert.

Die Erfindung ist vorteilhaft in der Weise zu verwirklichen, daß dem Schreib-Lesespeicher der Auslöseeinheit eine durch die Transpondereinheit zu speisende Energieversorgungseinheit zugeordnet ist. Eine Hilfsenergiequelle wird dadurch vollständig vermieden. Dieser Anordnung kommt es entgegen, daß in der Regel die Auslöseeinheit von Leistungsschaltern wenigstens mit einer Teilfläche an der Frontseite des Leistungsschalters zugänglich ist und daher eine ungehinderte Einwirkung der zur Datenübertragung einsetzten Magnetfelder gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften sind dadurch zu erzielen, daß eine weitere Transpondereinheit in dem Leistungsschalter angeordnet ist, daß in der weiteren Transpondereinheit den Leistungsschalter betreffende Daten gespeichert sind. Hier­ durch wird erreicht, daß in dem Leistungsschalter problemlos Daten auch dann hinterlegt werden können, wenn die Auslöse­ einheit - gleichgültig ob beabsichtigt oder zufällig - nicht im Leistungsschalter eingebaut ist. Ferner kann durch Vergleich mit den Daten in der Transpondereinheit des Leistungsschalters verhindert werden, daß die Auslöseeinheit auf unzulässige Auslöseparameter eingestellt wird.

Es erweist sich in diesem Zusammenhang als zweckmäßig, für einen Datenaustausch zwischen der mit dem Leistungsschalter verbundenen Transpondereinheit und der in der Auslöseeinheit befindlichen Transpondereinheit eine galvanische Verbindungseinrichtung vorzusehen. Dies kann durch die Steckvorrichtungen geschehen, die zur Verbindung von Auslöseeinheiten und Leistungsschaltern gebräuchlich sind.

In Schaltanlagen mit einschiebbaren Schaltgerätekombinationen oder Leistungsschaltern (DE 43 13 661 A1, DE 44 20 582 C2) ist es wesentlich, daß in eine Schaltzelle bzw. einen Einschubrahmen nur ein Schaltgerät mit dem zugeordneten Verbraucher angepaßten Betriebsdaten eingesetzt werden kann. Hierzu ist es bereits bekannt, mechanische Kodierungen vorzusehen, die eine Sperre gegen das Einschieben bzw. Einfahren eines Schaltgerätes mit nicht dem Verbraucher entsprechenden Eigenschaften darstellen. Im Rahmen der Erfindung ist die gleiche Schutzwirkung durch eine mit dem betreffenden Einschubrahmen bzw. dem ortsfesten Teil der Schaltzelle verbundene Transpondereinheit zu erreichen, in deren Speichereinheit ein dem zugehörigen Verbraucher zugeordneter Datensatz abgelegt ist. Wird nun ein Schaltgerät in die Schaltzelle bzw. den Einschubrahmen eingebracht, dessen Leistungsdaten nicht den Anforderungen gemäß den in der ortsfesten Transpondereinheit gespeicherten Daten entsprechen, so kann das betreffende Schaltgerät nicht in Betrieb genommen werden und es erfolgt eine Fehlermeldung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 veranschaulicht das grundsätzliche Zusammenwirken einer Sende- und Empfangseinheit, einer Transpondereinheit und einer Auslöseeinheit.

In der Fig. 2 ist schematisch die Anordnung von Transpondereinheiten in einer Schaltanlage dargestellt.

In der Fig. 1 sind in der Form eines Blockschaltbildes die für die Erfindung wesentlichen Elemente hinsichtlich ihres prinzipiellen Aufbaus und ihres Zusammenwirkens dargestellt. Mit 1 ist eine Sende- und Empfangseinheit bezeichnet, die Bedienungsfelder 2 und 3 für das Senden und Empfangen von Daten aufweist. Der eigentliche Sender bzw. Empfänger ist in bekannter Weise als Antenne 4 ausgebildet, die als Schwing­ kreis aus einer Induktivität 5 und einer Kapazität 6 veranschaulicht ist. Zum Senden von Daten wird die Antenne 4 durch einen Generator 7 angeregt, der durch das Bedienfeld 2 gesteuert ist. Die Bestandteile der Sende- und Empfangs­ einheit 1 sind lediglich schematisch dargestellt, da die für ihrem Betrieb geeigneten Modulations-, Codierungs- und Sendeverfahren in der Technik der Transponder allgemein bekannt sind und daher im vorliegenden Zusammenhang von einer näheren Beschreibung abgesehen werden kann.

Mit einer Auslöseeinheit 8 eines in der Fig. 1 nicht gezeigten Leistungsschalters ist eine Transpondereinheit 10 verbunden. Die Transpondereinheit 10 enthält gleichfalls eine Antenne 11, die wiederum als Schwingkreis aus einer Induktivität 12 und einer Kapazität 13 dargestellt ist. Ferner ist ein Speicher- und Steuerschaltkreis 14 vorgesehen, der die Antenne 11 mittels einer Transistorschaltung 15 beaufschlagt.

Mit der Antenne 11 steht außerdem eine Energieversorgungs­ schaltung 16 in Verbindung, die in vereinfachter Darstellung eine Gleichrichterbrückenschaltung 17 und einen Speicher­ kondensator 18 umfaßt. Die Energieversorgungsschaltung 16 versorgt sowohl dem Steuerschaltkreis 14 als auch einen Schreib-Lesespeicher 20 in der Auslöseeinheit 8 mit der benötigten Betriebsenergie. Hierzu ist in der Auslöseeinheit 8 eine Energieversorgungseinheit 21 vorgesehen. Als Schreib-Le­ sespeicher 20 in der Auslöseeinheit 8 kann zweckmäßig ein Mikrocontroller eingesetzt werden. Die Betriebsenergie eines solchen Bauelementes, die zum Auslesen und zum Speichern von Daten benötigt wird, ist außerordentlich gering und kann daher in der beschriebenen Weise aus der Transpondereinheit 10 bereitgestellt werden. Der Datenaustausch zwischen dem Steuerschaltkreis 14 und dem Schreib-Lesespeicher 20 ist durch einen Doppelpfeil 22 veranschaulicht.

Die Anordnung der Auslöseeinheit 8 und der Transpondereinheit 10 geht schematisch aus der Fig. 2 hervor. Ein in der Fig. 2 gezeigter Einschubrahmen 23 kann als Bestandteil einer Energieversorgungsanlage in einen Schaltschrank oder eine mehrfeldrige Schaltanlage eingebaut sein. In dem Einschubrahmen 23 befindet sich ein Leistungsschalter 24, der die Auslöseeinheit 8 mit der darin befindlichen Transponder­ einheit 10 enthält. Zwei weitere Transpondereinheiten 25 und 26 ergänzen die Anordnung gemäß der Fig. 1 zu einem umfassenden Sicherheits- und Überwachungssystem zum Schutz gegen eine Reihe möglicher Fehlbedienungen. Hierzu ist die Transpondereinheit 25 mit dem Leistungsschalter 24 verbunden und stellt Daten bereit, die das Zusammenwirken von Leistungsschalter 24 und Auslöseeinheit 8 betreffen.

Insbesondere kann die Transpondereinheit 25 als Träger von Daten über den Bemessungsstrom des Leistungsschalters 24 ausgebildet sein. Mit Rücksicht auf die räumliche Nähe der Transpondereinheit 25 zu der Auslöseeinheit 8 ist eine direkt (galvanische) Verbindungseinrichtung 27 vorgesehen, die insbesondere als Bestandteil einer für den Einbau der Auslöseeinheit 8 in den Leistungsschalter 24 ohnehin vorgesehenen Steckvorrichtung ausgebildet sein kann.

Die verbleibende Transpondereinheit 26 ist mit dem Ein­ schubrahmen 23 verbunden und dient als Speicher von Daten, die das Zusammenwirken des Leistungsschalters 24 mit einem angeschlossenen Verbraucherstromkreis betreffen. Durch ein Symbol 30 für einen Sende- bzw. Empfangsvorgang ist angedeutet, daß die Transpondereinheiten 26 und 10 drahtlos miteinander in Verbindung treten können, was im Hinblick auf die herausnehmbare Anordnung des Leistungsschalters 24 vorteilhaft ist.

Die Transpondereinheiten 25 und 26 sind ebenso wie die in der Auslöseeinheit 8 befindliche Transpondereinheit 10 durch das Schreib-Lesegerät 1 adressierbar. Hierdurch sind nicht nur in den betreffenden Transpondereinheiten gespeicherte Daten zur Prüfung auslesbar, sondern nach Prüfung einer Zugangsbe­ rechtigung auch veränderbar. Auf diese Weise ist die Konfigurierung einer Schaltanlage hinsichtlich aller relevanten Daten, wie Bemessungsstrom und sämtliche Aus­ löseparameter, ohne Verbindung der betroffenen Komponenten mit einem speisenden Netz einstellbar.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Datenübertragung zwischen einem ortsfesten Objekt und einem relativ hierzu bewegbaren Objekt unter Benutzung einer Sende- und Empfangseinheit (1) und einer Transpondereinheit (10:), dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Objekt eine Auslöseeinheit (8) eines Leistungsschalters (24) ist und daß die Transpondereinheit (10) mit der Auslöseeinheit (8) verbunden ist, wobei die Auslöseeinheit (8) einen durch die Transpondereinheit (10) adressierbaren Schreib-Lesespeicher (20) für den Betrieb der Auslöseeinheit (8) betreffende Daten enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schreib-Lesespeicher (20) der Auslöseeinheit (8) eine durch die Transpondereinheit (10) zu speisende Energieversorgungseinheit (21) zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Transpondereinheit (25) in dem Leistungsschalter (24) angeordnet ist und daß in der weiteren Transpondereinheit (25) den Leistungsschalter (24) betreffende Daten gespeichert sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Datenaustausch zwischen der mit dem Leistungs­ schalter (24) verbundenen Transpondereinheit (25) und der in der Auslöseeinheit (8) befindlichen Transpondereinheit (10) eine galvanische Verbindungseinrichtung (27) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Leistungsschalter (24) aufnehmender Einschubrahmen (23) gleichfalls mit einer Transpondereinheit (26) versehen ist und daß in dieser Transpondereinheit (26) Daten einer den Einschubrahmen (23) aufnehmenden Schaltanlage gespeichert sind.