DE19912427A1 - Signalübertragungssystem der Gebäudesystemtechnik - Google Patents

Abstract

Signalübertragungssystem der Gebäudesystemtechnik für Informationstelegramme, bei dem Anwendergeräte mit Anwenderfunktionen über Schnittstellen aufweisende Koppelelemente (4) mit einem Informationsnetz (6; 7) verbindbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß anwenderseitig zur Schnittstelle der Koppelelemente (4) bei entsprechend durchsichtiger Gestaltung unter oder über einen Bedienkörper (2) ein Träger (3) für Anweisungen anordenbar ist, unter dem das Koppelelement (4) zum Informationsnetz (6; 7) anordenbar ist, wobei der Bedienkörper (2) mit dem Koppelelement (4) elektrisch in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Signalübertragungssystem der Gebäudesystemtechnik für Informationstelegramme, bei dem Anwendergeräte mit Anwenderfunktionen, beispielsweise aus der Gattungsfunktion Aktor und/oder Sensor und/oder Auswertung, über Schnittstellen aufweisen Koppelelemente mit einem Infor­ mationsnetz verbindbar sind.

Vor der digitalen Signalübertragungstechnik über Bussysteme hat man in der elektrischen Installationstechnik eine Si­ gnalübertragung dahingehend vorgenommen, daß man Schalthand­ lungen vor Ort über sogenannte Fernschalter auf entfernter angeordnete Anwendereinrichtungen, wie Leuchten, übertragen hat. Insoweit wurde die Handlung "Schalten" als Signal zu ei­ nem Anwendergerät mit der Anwenderfunktion "Beleuchten" über ein Informationsnetz übertragen.

In der Ausprägung als digitales Signalübertragungssystem sind Busankoppler bekannt, die Anwendergeräte mit dem Bus verbin­ den (EP-B-0 365 696). Ein derartiger Busankoppler weist Bau­ teile für die physikalische Verbindung zum Bus und für die Übertragung von Informationstelegrammen sowie solche für Kom­ munikation und für anwenderbezogene Intelligenz auf. Hieran können dann sogenannte Anwendergeräte oder Endgeräte ange­ schlossen werden. Je Anschlußstelle wird hierbei ein Busan­ koppler mit umfassenden Funktionen bereitgestellt.

Nach einem anderen bekannten digitalen Signalübertragungssy­ stem für korrespondierende Endgeräte werden funktionsunabhän­ gige Universal-Schnittstellen verwandt, die zusammen mit dem Bus Bestandteil der Grundinstallation sind. Auf diese Univer­ sal-Schnittstellen werden externe funktionsbestimmende Gerä­ teadapter aufgesetzt, die entsprechend mit umfangreichen Funktionen bereitzustellen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Signalübertra­ gungssystem der Gebäudesystemtechnik zu entwickeln, das bausatzartig die benötigten Koppelelemente bereitzustellen erlaubt und das weder auf der Anwenderseite noch auf der Netz- bzw. Busseite umfangreiche Funktionen generell erfor­ dert.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch ein Si­ gnalübertragungssystem der Gebäudesystemtechnik nach An­ spruch 1. Anwenderseitig zur Schnittstelle der Koppelelemente läßt sich hierbei bei entsprechend durchsichtiger Gestaltung unter oder über einen Bedienkörper ein Träger für optische Anweisungen anordnen, unter dem das Koppelelement zum Infor­ mationsnetz anordenbar ist. Der Bedienkörper ist hierbei mit dem Koppelelement elektrisch verbunden, sei es durch Leitung oder anderweitig.

Ein derartiges Signalübertragungssystem kann mit einem kon­ ventionellen Informationsnetz bzw. Leitungsnetz ebenso wie mit einem Bus arbeiten. Der Bedienkörper kann aus einem durchsichtigen Material mit integrierter Elektronik ausge­ führt sein, so daß prinzipiell jeder beliebige Punkt auf der Fläche durch Software bestimmten Funktionen zugeordnet werden kann. Es lassen sich hierbei beliebige Flächengeometrien, beispielsweise Linien, festlegen. Der Träger für optische An­ weisungen unter dem Bedienkörper faßt Flächen des Bedienkör­ pers optisch mit Hinweisen an einen Benutzer zusammen. So kann im einfachsten Fall für einen sogenannten Ausschalter entweder ein entsprechendes Symbol oder die Beschriftung Ein/Aus in einem zugeordneten Feld geschrieben sein. Das Kop­ pelelement kann im einfachsten Fall hierbei ein Fernschalter sein oder als Koppelelement für digitale Informationstele­ gramme ausgelegt sein, dem Funktionen eines Busankopplers im gewünschten Ausmaß durch seinen Aufbau vorgegeben sind.

Alle Schalter und Taster, die Bedienoberflächen aufweisen, waren bisher funktionell fest an die mechanische Oberfläche gebunden. So hat beispielsweise ein einpoliger Schalter eine feste mechanische Wippe mit zwei Betätigungsebenen, Oben und Unten. Entsprechendes gilt für alle weiteren Bedienoberflä­ chen, die derzeit verwendet werden. Ein Serienschalter mit zwei Wippen kann nur zu einem Einfachtaster umfunktioniert werden, wenn die komplette Funktionseinheit ausgewechselt wird. Die Funktion ist bisher an eine feste mechanische Ober­ fläche gebunden auch bei einer großen Gestaltungsvielfalt. Diese gewachsene herkömmliche Technik ist für flexible Gebäu­ deinstallationstechniken, wie sie beispielsweise das Bussy­ stem der European Installation Bus Association, ElBA, dar­ stellt, ein großes Hindernis. So hat fast jedes Land charak­ teristisch gestaltete Bedienoberflächen. Durch das Signal­ übertragungssystem hier lassen sich die verschiedenartigsten herkömmlichen Installationsschalter und Steuer- und Meßsta­ tionen in ihrer ausufernden Gestaltungsvielfalt einfach be­ herrschen, und zwar sowohl über herkömmliche Fernschalter als auch über Koppelelemente aus der Bustechnik.

Erfindungsgemäß wird ein universell verwendbarer Bedienkörper vorgesehen, wobei unter oder über dem Bedienkörper ein Träger für optische Anweisungen anordenbar ist. So kann man einen undurchsichtigen Träger für optische Anweisungen unter einem durchsichtigen Bedienkörper anordnen oder einen optisch durchsichtigen Träger für optische Anweisungen über einen un­ durchsichtigen Bedienkörper. Verständlicherweise können auch beide Körper zumindest entsprechend teilweise optisch durch­ sichtig gestaltet oder einen Körper aus durchsichtigem Mate­ rial aufweisen.

Das Signalübertragungssystem kann einen Bedienkörper nach Art einer Schaltmatte aufweisen und das Koppelelement kann nach Art eines Fernschalters ausgeführt sein, wobei der Fernschal­ ter durch elektrische Signale zu betätigen ist und als Infor­ mationsnetz ein energieführendes Leitungsnetz dient, das an- oder ausgeschaltet wird. Herkömmliche Fernschalter reagieren beispielsweise auf elektrische Schaltsignale von Installati­ onsschaltern.

Das Signalübertragungssystem kann vorteilhaft einen digital arbeitenden Bedienkörper aufweisen, der als Sensor und bzw. oder als Auswerteeinrichtung ausgebildet ist. Das Koppelele­ ment kann für digitale Informationstelegramme ausgelegt sein, das mit einem Bus der Informationstechnik zusammenarbeitet.

Nach einer Weiterbildung ist zwischen Bedienkörper und Träger für optische Anweisungen ein Display angeordnet, das mit dem Koppelelement zu seiner Beaufschlagung verbunden ist. Dadurch lassen sich eine Vielfalt von optischen Anweisungen und Rück­ meldungen zusätzlich und variabel einspielen.

Nach einer weiteren Weiterbildung kann das Koppelelement mit einem Aktor verbindbar ausgeführt sein. Weiter kann das Kop­ pelelement mit dem Display verbunden sein. Es lassen sich dann vom Bus her Befehle zum Aktor geben, die kommentiert werden können.

Wenn der Träger für optische Anweisungen durchscheinend aus­ geführt ist und das Koppelelement auf seiner Seite zum Träger für optische Anweisungen Leuchtkörper, insbesondere LED, auf­ weist, kann man im einfachsten Fall die Erkennbarkeit der Zeichen auf dem Träger für optische Anweisungen erhöhen oder zusätzliche Informationen geben. So kann man durch eine ent­ sprechende Ansteuerung der Leuchtdioden zu erkennen geben, welche Bedienfelder aktuell in einem Wirkzusammenhang stehen.

Die universelle Verwendbarkeit des Signalübertragungssystems kann durch ein Koppelelement mit einem Rechneranschluß erhöht werden.

Die Gestaltungsmöglichkeiten werden weiter erhöht, wenn ein Koppelelement derart ausgebildet ist, daß es mit einem Aktor verbunden werden kann und mit dem Bedienkörper sowie mit dem Display.

Schließlich kann jeweils ein Koppelelement mit einer Schnitt­ stelle zum Bus und ein Koppelelement mit einem Rechneran­ schluß ausgeführt sein, wobei ein Aktor mit beiden Koppelele­ menten verbunden werden kann. Das jeweilige Koppelelement kann dann dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend einge­ setzt werden, ohne daß ein Koppelelement mit allen Funktionen ausgeführt zu sein braucht. Hierbei kann vorteilhaft das Kop­ pelelement mit dem Busanschluß mit dem Bedienkörper und mit dem Display verbindbar sein und das Koppelelement mit dem Rechneranschluß nur mit dem Bedienkörper zu verbinden sein.

Der Bedienkörper kann mit der Gattungsfunktion Sensor und/oder Auswertung ausgeführt sein und das Koppelelement für die Funktionen ausgelegt sein, die für die Übertragungsfunk­ tion für die Informationstelegramme erforderlich sind, soweit sie im Bedienkörper nicht enthalten sind. Wesentlich ist, daß die Koppelelemente des Signalübertragungssystems dafür ausge­ legt sind, durch busseitige Informationstelegramme Anwender­ funktionen und/oder Auswertefunktionen zu definieren. Man kommt dann mit weniger ausgestalteten Einzelelementen aus und kann dennoch umfassend den vielfältigsten Anforderungen ent­ sprechen.

Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob sche­ matisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

In Fig. 1 ist nach Art einer Explosionsdarstellung ein Bedien­ körper in elektrischer Verbindung mit einem Koppelelement in der Ausführung als Fernschalter angeordnet, zwischen denen ein Träger für optische Anweisungen angeordnet ist. Über dem Bedienkörper ist ein Rahmenkörper angeordnet.

In Fig. 2 ist in der Darstellungsweise nach Fig. 1 ein Koppele­ lement in Digitaltechnik für Informationstelegramme ausge­ legt, das an einen Bus anzuschließen ist.

In Fig. 3 ist in der Anordnung nach Fig. 2 noch ein Display hinzugekommen, das im Ausführungsbeispiel zwischen Bedienkör­ per und Träger für optische Anweisungen anzuordnen ist.

In Fig. 4 ist in der Darstellung nach Fig. 3 zusätzlich ein Ak­ tor angeordnet, der mit dem Koppelelement zu verbinden ist.

In Fig. 5 ist in der Darstellung nach Fig. 2 anstelle des Kop­ pelelements mit einem Anschluß an einen Bus ein Koppelelement mit einem Rechneranschluß angeordnet.

In Fig. 6 ist in der Darstellung nach Fig. 5 ein Display zwi­ schen Bedienkörper und Träger für optische Anweisungen ange­ ordnet und ein Aktor mit dem Koppelelement mit Rechneran­ schluß angeschlossen.

In Fig. 7 in eine Anordnung nach Fig. 4 bzw. nach Fig. 6 wieder­ gegeben, bei der jedoch zwei Koppelelemente eingesetzt sind, nämlich ein Koppelelement mit einer Schnittstelle zum Bus und ein Koppelelement mit einer Schnittstelle zu einem Rechner.

Das Signalübertragungssystem im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist einen Rahmenkörper 1 auf, der die Kombination an­ zuordnender Einzelelemente abdeckt, die auf Putz oder unter Putz in einem Gebäude montiert werden kann. Im Ausführungs­ beispiel ist ein durchsichtiger Bedienkörper 2 über einem Träger für optische Anweisungen, 3, angeordnet. Der Bedien­ körper 2 ist mit einem unter dem Träger für optische Anwei­ sungen 3 angeordneten Koppelelement 4 in der Ausprägung als Fernschalter über die Verbindungsleitung 5 elektrisch leitend verbunden. Als Informationsnetz dient ein Leitungsnetz 6.

Der Bedienkörper 2 kann ein Körper aus glasartigem Material mit integrierter Elektronik sein, so daß jeder beliebige Punkt auf der Bedienfläche einem Programm zugeordnet werden kann, wobei jedem Bedienpunkt auch Parameterwerte zugeordnet werden können, so daß man auch von einer Parametrierung spre­ chen kann. Hierbei können beliebige Flächengeometrien, z. B. Linien, festgelegt werden. Im Ausführungsbeispiel sind auf dem Bedienkörper die Bedienflächen A, B, C, D, E und F ge­ staltet. Unter dem Bedienkörper 2 ist der Träger 3 für opti­ sche Anweisungen angeordnet, der eine Designebene aufweist, die in Zuordnung zum Bedienkörper frei gestaltet werden kann. So kann ein Anwender Flächen bzw. Bereiche erkennen, die er auf dem Bedienkörper zu betätigen hat, um eine erkennbare Funktion auszuführen. Im Ausführungsbeispiel wäre das die Funktion Ein-/Ausschalten. Wenn der Träger für optische An­ weisungen, 3, unter dem Bedienkörper angeordnet werden soll, braucht er nicht durchscheinend zu sein, so daß man in der Materialauswahl frei ist. Beispielsweise kann Papier, Metall, Holz oder Keramik eingesetzt werden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Bedienkörper 2 mit einem Koppelelement 4 in der Ausprägung zur Verarbeitung di­ gitaler Informationstelegramme und zum Informationsaustausch mit einem Bus 7 als Informationsnetz verbunden. Der Bedien­ körper 2 kann im Zusammenspiel mit dem Träger 3 für optische Anweisungen dann eine große Auswahl aus der Vielfalt der bei einem Bussystem verfügbaren Funktionen bereitstellen. Das Koppelelement 4 kann auch für Zusatzfunktionen ausgelegt sein und beispielsweise Leuchtkörper 8 als Statusanzeige aufwei­ sen, wofür sich beispielsweise LED-Elemente eignen. Das Kop­ pelelement 4 kann auch mit einer Leuchteinrichtung 9 zur Hin­ tergrundbeleuchtung versehen sein. Über den Bus 7, beispiels­ weise den Bus der European Installation Bus Association, EIBA, können in beiden Richtungen Befehle geführt werden. Über Bus kann auch die Parametrierung der Bedienfläche auf dem Bedienkörper 2 vorgenommen werden. Im Ausführungsbeispiel ist das Koppelelement 4 auch mit einem Anschluß für eine Energieleitung 10 versehen. Wenn der Bus 7 als Bus der EIBA ausgeführt ist, führt er zwar auch einen Energieanteil für Bordelektronik von Koppelelement und Bedienkörper, durch die Energieleitung 10 kann jedoch erhöhtem Energiebedarf entspro­ chen werden. So kann eine Leuchteneinrichtung 9 für stärkere Hintergrundbeleuchtung erhöhten Energiebedarf haben.

Soll das Koppelelement 4 leitungslos zu einem Informations­ netz anschließen, kann es mit einer Einrichtung 1 für lei­ tungslose Übertragung, nach Fig. 5, allein oder zusätzlich versehen werden. Das Koppelelement 4 nach Fig. 5 ist auch mit einem Rechneranschluß, also einer sogenannten RS-232- Schnittstelle versehen. Die Einrichtung 11 für leitungslose Übertragung kann mit Funk, RF, und/oder mit Infrarot, IR, ar­ beiten. Wenn das Koppelelement 4, wie im Beispiel nach Fig. 5, nicht an einen Bus mit Energieversorgung angeschlossen ist, kann die Bordnetz durch eine Batterie 13 oder durch eine Ein­ richtung 15 für externe Spannungsversorgung bereitgestellt werden. Die Einrichtung 15 kann insbesondere als Niederspan­ nungs-Versorgung ausgeführt sein.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist in Verbindung mit einem Koppelelement 4 in der Ausprägung für Busankopplung ein Dis­ play 16 als alphanumerische Anzeige eingesetzt. Das Display 16 läßt sich vorteilhaft zwischen dem Bedienkörper und dem Träger 3 für optische Anzeige anordnen. Über das Display 16 kann eine Nutzerführung vorgenommen werden, das bei bestimm­ ten Bedienflächen auf dem Bedienkörper 2 ein Programm ablau­ fen läßt. Es ist über eine entsprechende Anschlußleitung 5 mit dem Koppelelement 4 an einer dafür vorgesehenen Schnitt­ stelle verbunden. Der Bedienkörper 2 kann auch für weitere Funktionen ausgelegt sein, beispielsweise als Bewegungsmelder oder als Temperatursensor. Der Bedienkörper 2 kann auch in der verschiedenartigsten Geometrie ausgebildet sein.

Bei einer dezentralen Elektroinstallation ist es vorteilhaft, Aktoren möglichst nahe an einem Verbraucher zu installieren, um mit wenig Leitungsmaterial auszukommen und in der Ausfüh­ rung flexibel zu bleiben. Entsprechend günstig kann ein Aktor 17 an einem Anschluß 18, also an einer entsprechenden Schnittstelle, am Koppelelement 4 angeschlossen werden, wie es in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4, 6 und 7 veran­ schaulicht ist. Der Aktor 17 kann vom Koppelelement 4, entwe­ der in der Ausprägung für Busanschluß oder für leitungslose Übertragung oder für Rechneranschluß angesteuert werden, um Funktionen auszuführen, die zu Verbrauchern über die Schnitt­ stelle 19 zugeführt werden.

Wenn die Einrichtung 11 für leitungslose Übertragung im Kop­ pelelement 4 jeweils als bidirektionale Einheit ausführt ist, also für Senden und für Empfangen, läßt sich eine dezentrale Installation besonders günstig so aufbauen, daß der Aktor 17 nahe am Verbraucher installiert wird.

In Fig. 7 sind die wichtigsten Elemente des Signalübertra­ gungssystems veranschaulicht. Es arbeitet mit zwei Koppelele­ menten 4, das in der Zeichnung obere in der Ausprägung für Busanschluß und das untere in der Ausprägung mit Rechneran­ schluß 12 sowie im Ausführungsbeispiel auch mit Einrich­ tung 11 für leitungslose Übertragung.

Das Signalübertragungssystem kann auch einfache Standardin­ stallationsprogramme mit Schaltern und Tastern ersetzen. Hierzu genügen die Systemelemente: Rahmen 1, Bedienkörper 2 und Träger 3 für optische Anweisungen. Über ein Koppelele­ ment 4 in der einfachen Ausprägung als Fernschalter können sie über ein herkömmliches Leitungsnetz arbeiten. Derartige Fernschalter werden auch als Stromstoßrelais bezeichnet. Eine Orientierungsanzeige 20 nach Fig. 1 kann aus der Standardtech­ nik übernommen werden. Die Orientierungsanzeige 20 kann mit einem Lichtschein durch einen entsprechend durchlässigen Trä­ ger 3 für optische Anzeigen hindurch ein entsprechendes Feld im Bedienkörper 2 aufscheinen.

Das Signalübertragungssystem kommt auch bei umfangreichen An­ forderungen mit den beschriebenen wenigen Grundelementen aus: 1 Rahmen,
2 Bedienkörper,
3 Träger für optische Anweisungen,
4 Koppelelement
16 Display
17 Aktor

Mit diesen Grundelementen und gleichbleibenden mechanischen Bedienelementen, nämlich dem Bedienkörper 2 und dem Träger für optische Anweisungen, 3, können vielfältigste Funktionen realisiert werden und bei freier Wahl und Gestaltung an Be­ dienflächen die bisher übliche Vielfalt von Bedienelementen auf Bedienkörper und Träger für optische Anweisungen zurück­ geführt werden. Eine derartige Gestaltungsmöglichkeit mit zwei Elementen läßt kein herkömmliches Installationssystem zu.

Claims (10)

1. Signalübertragungssystem der Gebäudesystemtechnik für In­ formationstelegramme, bei dem Anwendergeräte mit Anwender­ funktionen über Schnittstellen aufweisende Koppelelemente (4) mit einem Informationsnetz (6; 7) verbindbar sind, da­ durch gekennzeichnet, daß anwenderseitig zur Schnittstelle der Koppelelemente (4) bei entsprechend durchsichtiger Gestaltung unter oder über einem Bedienkör­ per (2) ein Träger (3) für optische Anweisungen anordenbar ist, unter dem das Koppelelement (4) zum Informationsnetz (6; 7) anordenbar ist, wobei der Bedienkörper (2) mit dem Kop­ pelelement (4) elektrisch in Verbindung steht.

2. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienkörper (2) nach Art einer Schaltmatte und das Koppelelement (4) nach Art ei­ nes Fernschalters ausgeführt ist, wobei der Fernschalter durch elektrische Signale zu betätigen ist, und daß das In­ formationsnetz ein energieführendes Leitungsnetz (6) ist.

3. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienkörper (2) als digital arbeitend ausgebildet ist und das Koppelelement (4) für digitale Informationstelegramme ausgelegt ist und daß das Informationsnetz ein Bus (7) der Informationstechnik ist.

4. Signalübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bedienkörper (2) und Träger (3) für optische Anweisungen ein Display (16) an­ geordnet ist, das mit dem Koppelelement (4) zu seiner Beauf­ schlagung in Verbindung steht.

5. Signalübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (4) mit einem Aktor (17) verbindbar ist.

6. Signalübertragungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (3) für optische Anweisungen durchscheinend ausgeführt ist und das Koppelelement (4) auf seiner Seite zum Träger (3) für optische Anweisungen Leuchtkörper (8), insbesondere LED, auf­ weist.

7. Signalübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (4) mit einem Rechneranschluß (12) versehen ist.

8. Signalübertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (4) mit einem Aktor (17) verbindbar ist, wobei das Koppelelement (4) außer mit dem Bedienkörper (2) auch mit einem Display (16) verbindbar ist.

9. Signalübertragungssystem nach Anspruch 5 und 7, da­ durch gekennzeichnet, daß jeweils ein Koppelelement (4) mit einer Schnittstelle zum Bus und ein Koppelelement (4) mit einem Rechneranschluß (12) ausgeführt ist und daß ein Aktor (17) mit beiden Koppelelementen verbun­ den ist, wobei das Koppelelement mit dem Busanschluß (7) mit dem Bedienkörper (2) und mit dem Display (16) und das Koppe­ lelement mit dem Rechneranschluß (12) nur mit dem Bedienkör­ per (2) verbunden ist.

10. Signalübertragungssystem nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienkörper (2) mit der Gattungsfunktion Sensor und/oder Auswertung ausgeführt ist und daß das Koppe­ lelement (4) für die Funktionen ausgelegt ist, die für die Übertragungsfunktion für die Informationstelegramme erforder­ lich sind, soweit sie im Bedienkörper (2) nicht enthalten sind, wobei die Koppelelemente (4) des Signalübertragungssy­ stems dafür ausgelegt sind, durch busseitige Informationste­ legramme Anwenderfunktionen und/oder Auswertefunktionen zu definieren.