DE202005019524U1

DE202005019524U1 - Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Sensoren und/oder Aktoren

Info

Publication number: DE202005019524U1
Application number: DE200520019524
Authority: DE
Original assignee: RAUMCOMP AG; RAUMCOMPUTER AG
Current assignee: RAUMCOMPUTER ENTWICKLUNGS- UND VERTRIEBS GMBH, DE
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2015-12-15

Abstract

Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Sensoren und/oder Aktoren, umfassend eine Anschlussleiste (4) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit wenigstens einem Sensor und/oder wenigstens einem Aktor sowie eine Steuerplatine (11) zur Vermittlung von Zuordnungen zwischen Sensoren und Aktoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleiste (4) in einem Anschlussleistengehäuse (2) aufgenommen ist und mithilfe einer lösbaren Steckverbindung (9, 10) elektrisch mit der Steuerplatine (11) verbunden ist, wobei die Steuerplatine (11) in einem separaten Steuerplatinengehäuse (3) aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Sensoren und/oder Aktoren, umfassend eine Anschlussleiste zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit wenigstens einem Sensor und/oder wenigstens einem Aktor sowie eine Steuerplatine zur Vermittlung von Zuordnungen zwischen Sensoren und Aktoren.
Solche Vorrichtungen sind bereits in verschiedenen Zusammenhängen bekannt.
Es gehört insoweit zum Stand der Technik, Steuergeräte für elektrische Aktoren vorzusehen.
Es werden hierfür sogenannte Twisted-Pair-Kabel verwendet, bei denen üblicherweise acht Adern jeweils paarweise verdrillt für die Datenübertragung eingesetzt werden. Solche Kabel sind sowohl im Telekommunikationsbereich wie auch in der Datenübertragung bekannt.
Neben den genannten Steuergeräten sind außerdem Klemmsysteme bekannt, welche aus elektrisch untereinander verbundenen Ein- und Ausgangsklemmen aufgebaut sind und denen üblicherweise eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) zugeordnet ist. Durch Einklemmen einzelner Kabel in die entsprechenden Klemmen wird dabei der Kontakt dadurch hergestellt, dass ein Schneide-/Klemmmechanismus die Kabelmantelung erfasst und so weit einschneidet, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Klemme und dem Kabel entsteht. Bei mehrmaligem Umverdrahten eines Kabels kann dieses folglich leicht beschädigt werden und einen Austausch erfordern.
Solche Ethernet- und Bussysteme können bekanntermaßen auch zur Steuerung alltäglicher Aufgaben, wie etwa zum Schalten von Lampen oder Rollladenmotoren oder auch zum Messen von Temperaturen, eingesetzt werden. Die flexible Haustechnik erfordert es in zunehmendem Maße, dass solche an sich einfachen Aufgaben automatisiert werden. Gerade in größeren Gebäuden wie Geschäfts- und Bürogebäuden, in Messe- oder Markthallen ist es von großem Nutzen, wenn vorhandene Infrastruktur den Bedürfnissen individuell anpassbar ist. So kann beispielsweise eine in Parzellen eingeteilte Messehalle durch den Einsatz der genannten Haustechnik dahingehend flexibel eingesetzt werden, dass ein Messestand etwa auch zwei oder drei Parzellen umfassen kann. Dabei werden bereits vorhandene Ressourcen der Infrastruktur aller beteiligten Parzellen zusammengezogen und gemeinsam verwaltet. Konkret werden im Beispiel also automatisch drei Sicherungen freigeschaltet, lediglich eine Stromrechnung geschrieben und die Beleuchtung des ganzen Messestands kann nach entsprechender Programmierung mit einem einzigen Lichtschalter einheitlich gesteuert werden.
Allerdings existieren in der Haustechnik und den mittelbar damit verbundenen Technikbereichen unterschiedlichste elektrische Steckverbindungssysteme. Entsprechend würde es regelmäßig der aufwändigen Adaption der Steckverbinder eines Systems bedürfen, um diese an die vorhandenen Gegebenheiten und die Wünsche des Benutzers anzupassen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Aktoren und/oder Sensoren zu schaffen, welche in Bezug auf die Verwendung verschiedener Steckverbindungssysteme eine besonders große Flexibilität aufweist.
Dies gelingt mithilfe der Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Sensoren und Aktoren gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
Erfindungsgemäß kann die Verwendung verschiedener Stecksysteme dadurch gewährleistet werden, dass eine Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Aktoren und Sensoren eine Anschlussleiste umfasst, welche mithilfe einer lösbaren Steckverbindung mit einer Steuerplatine verbunden ist. Der Anschlussleiste sind Steckverbinder zugeordnet, welche zu den Geräten der Haustechnik, also den Sensoren und Aktoren, passen. Sollen nun Sensoren und Aktoren mit anderen Steckverbindern betrieben werden, so wäre nach herkömmlicher Vorgehensweise eine entsprechend angepasste Vorrichtung einzusetzen. Die Erfindung sieht an dieser Stelle abweichend davon jedoch vor, lediglich die Anschlussleiste gegen eine Anschlussleiste mit dem gewünschten Steckverbindungssystem auszutauschen. Es stellt somit einen Vorteil sowohl für den Hersteller als auch für den Benutzer dar, wenn letzterer sich auch nach dem Erwerb der Vorrichtung noch für andere Steckverbindungssysteme entscheiden kann. Anschlussleiste und Steuerplatine sind dazu in separaten Gehäuseteilen untergebracht, welche miteinander so kombinierbar sind, dass die Anschlussleiste bei deren mechanischer Verbindung mit dem Steuerplatinengehäuse gleichzeitig auch elektrisch mit der Steuerplatine verbunden ist. Es wird auf diese Weise eine Normierung der unterschiedlichen Steckverbindungssysteme herbeigeführt, wobei die verbundenen Aktoren und/oder Sensoren über die Steuerplatine mit einem IP-basierten Netzwerk verbunden werden, ohne dass hierfür in jedem Element ein kompletter IP-Stack implementiert werden muss. Jedes Device besitzt eine eineindeutige Adresse, welche selbsttätig von der Vorrichtung eingelesen wird. Im Device gespeicherte Informationen werden auf Existenz geprüft und an eine externe Verwaltungsinstanz übergeben.
Dabei kann die Anschlussleiste aus mehreren Steckverbindungssegmenten aufgebaut sein, wobei vorzugsweise jedes der Segmente direkt mit der Steuerplatine verbindbar ist. Dies ermöglicht die Kombination verschiedener Steckverbindungstypen, welche einzeln oder in der Gesamtheit eines Gehäuses mit der Steuerplatine zu kombinieren sind.
Es kann sich ein Energiebus anbieten, welcher sich aufgrund der Konformität der Energieversorgung aller Segmente durch eine Verbindung dieser einzelnen Segmente realisieren lässt. Dabei wird die Energie an einer Stelle, etwa von einem Netzteil, zugeführt und an alle Komponenten verteilt.
Um einer möglichen Beschädigung der Steckverbindungen zwischen Anschlussleiste und Steuerplatine vorzubeugen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die beiden Gehäuseteile mechanisch miteinander zu verbinden, vorzugsweise aber zu verschrauben. Hierdurch ist befördert, dass die Anschlussleiste, etwa beschwert durch eine Vielzahl von Kabeln, im senkrecht aufgehängten Zustand der Vorrichtung sich nicht etwa löst, sondern an dem Steuerplatinengehäuse befestigt bleibt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die zwischen den Sensoren und/oder den Aktoren bestehenden Zuordnungen programmierbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, ohne mechanische Eingriffe die Funktionalität der aus diesen Endgeräten bestehenden Infrastruktur zu verändern. Die Gebäudesteuerung lässt sich dann ohne Umverdrahtung nach Belieben den Anforderungen anpassen.
Mit Vorteil weist die Vorrichtung einen Busanschluss, einen Ethernet- und/oder einen Internetanschluss auf, über den Schaltbefehle und/oder Informationen mit der höheren Verwaltungsinstanz ausgetauscht werden.
Mit besonderem Vorteil weist die Vorrichtung eine Standardprogrammierung bezüglich der Netzwerkeinstellungen auf, welche nach einer Umprogrammierung über ein Webinterface insbesondere mithilfe dieses Webinterfaces oder mithilfe eines Resetschalters wiederherstellbar ist.
Nachdem ein Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Haustechnik stattfinden dürfte, ist es von Vorteil, wenn zumindest das Steuerplatinengehäuse bestimmungsgemäß auf einer Hutschiene montierbar ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung verlaufen die in den Steckverbindungssegmenten der Anschlussleiste eingesteckten Kabel der Endgeräte zunächst näherungsweise parallel entlang einer Gehäusefläche des Steuerplatinengehäuses. Dies bedeutet, dass keine Steckverbindungen in den Raum hineinragen, welche im Weg sein könnten oder auf diese Weise leichter beschädigt werden könnten.
Durch die parallele Verlegung ist es ferner möglich, an der Gehäusewand des Steuerplatinengehäuses Mittel zur Fixierung der entlang der Gehäusewand verlaufenden Kabel vorzusehen. So tritt zu dem Aspekt der geringen Raumtiefe der Aspekt der Zugentlastung hinzu.
Es hat sich mithin als vorteilhaft erwiesen, die Kabel als Modularkabel auszugestalten. Solches Kabel ist als Meterware verfügbar und besitzt den Vorteil, dass die Kabel bandförmig nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann einem vor Ort tätigen Arbeiter, der die Kabel in dem auszustattenden Haus verlegt, kein Fehler durch ein Vertauschen der Kabelstränge bei Anklemmen an einen Steckverbinder unterlaufen. Darüber hinaus ist die Herstellung der Klemmverbindung zwischen Kabel und Stecker erheblich erleichtert.
Ein wesentlicher Effekt der Erfindung ist die Möglichkeit, den Einsatz einfacher und kostengünstiger Sensoren und Aktoren zu ermöglichen. Daher stellt es einen Vorteil dar, wenn diese verwaltet werden können, ohne dass dabei im Einzelnen auf ihre Geräteeigenschaften eingegangen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwaltet die Geräte unabhängig von diesen Informationen. Die verwendeten allgemeinen Informationen, etwa Typendaten oder Standortin formationen, welche von der Vorrichtung ableitbar sind, werden der übergeordneten Verwaltungsinstanz zur Verfügung gestellt.
Insofern ist es auch sinnvoll, nicht mit jedem einzelnen Gerät eine dauernde Verbindung aufzubauen, sondern regelmäßig die Anschlüsse auf Ereignisse, welche insbesondere das Hinzufügen oder das Entfernen von Endgeräten oder das Auftreten von Schaltereignissen darstellen, scannen. Dadurch ist ein Plug'n'Play-Betrieb der einzelnen Geräte ermöglicht, wobei Informationen wie der Gerätetyp, seine Funktion, die Kanalanzahl und der Stromverbrauch erfasst und auf Integrität und Plausibilität geprüft werden. Basierend auf dem 1-Wire-Protokoll der Firma Dallas/Maxim werden Sicherungs- und Applikationsprotokolle eingesetzt und eine Geräte-API realisiert.
Ebenfalls selbsttätig überwacht werden mit Vorteil auch die Anschlüsse selbst, um etwaige Spannungsschwankungen an den Aktoren, Kurzschlüsse oder ähnliches rechtzeitig zu erkennen und weiterzumelden.
Es hat sich zudem als besonders vorteilhaft erwiesen, einzelne Anschlüsse hardware- und/oder auch softwaremäßig, vorzugsweise einzeln, abschaltbar zu gestalten.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Steuerung elektrischer Verbraucher wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Darstellung von schräg oben und
2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung.
1 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Ansicht von schräg oben. Die Vorrichtung 1 ist in einem Gehäuse aufgenommen, welches in ein Anschlussleistengehäuse 2 und ein Steuerplatinengehäuse 3 unterteilt ist. Das Anschlussleistengehäuse 2 ist lösbar mit dem Steuerplatinengehäuse 3 verbunden, wobei sowohl eine lösbare elektrische Verbindung als auch eine lösbare mechanische Verbindung herstellbar ist. Die mechanische Verbindung wird mithilfe einer Verschraubung 7 realisiert, welche das Anschlussleistengehäuse 2 durchgreift und die beiden Gehäuseteile aneinander hält. Auf diese Weise können verschieden ausgestaltete Anschlussleisten 4 mitsamt dem Anschlussleistengehäuse 2 gegeneinander ausgetauscht werden, ohne dass der Rest der Vorrichtung davon betroffen ist. Dies bringt neben dem Vorteil der Austauschbarkeit auch den Vorteil, dass nur ein Steuerteil vorzuhalten ist, um trotzdem jeder Variante von Anschlusstypen gerecht zu werden.
Das Anschlussleistengehäuse enthält ferner eine Anschlussleiste 4, welche aus einer Mehrzahl von Steckverbindungssegmenten aufgebaut ist. Sie dient zur Verbindung der Vorrichtung 1 mit verschiedenen Schaltelementen und Verbrauchern.
2 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Schnittdarstellung. Im Steuerplatinengehäuse 3 ist die Steuerplatine 11 aufgenommen, welche über eine Signalleitung mit einer Anschlussplatine 12 verbunden ist. Die Anschlussplatine 12 ist im Anschlussgehäuse 2 aufgenommen und steuert die Kommunikation zwischen Verbrauchern und Schaltelementen einerseits und der Steuerplatine 11 andererseits. Das Anschlussleistengehäuse 2 wird von einem Pfostenstecker 10 durchgriffen, mittels welchem die Signalverbindung zur Steuerplatine 11 über eine in das Steuerplatinengehäuse eingelassene Pfostenbuchse 9 realisiert wird.
Die Anschlussleiste 4 ist so ausgerichtet, dass die darin eingesteckten Stecker 13 der zu den Endgeräten führenden Kabel 14 zur Gehäuseoberfläche zumindest nahezu parallel verlaufen. Die ebenfalls entlang der Gehäuseoberfläche geführten Kabel 14 sind mit Mitteln zur Fixierung an dem Gehäuse gehalten.

1: Vorrichtung
2: Anschlussleistengehäuse
3: Steuerplatinengehäuse
4: Anschlussleiste
5: Systembus
6: Resettaster
7: Verschraubung
8: Signalleitung
9: Pfostenbuchse
10: Pfostenstecker
11: Steuerplatine
12: Anschlussplatine
13: Stecker
14: Kabel
15: Mittel zur Fixierung

Claims

Vorrichtung zur Vernetzung elektrischer Sensoren und/oder Aktoren, umfassend eine Anschlussleiste (4) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit wenigstens einem Sensor und/oder wenigstens einem Aktor sowie eine Steuerplatine (11) zur Vermittlung von Zuordnungen zwischen Sensoren und Aktoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleiste (4) in einem Anschlussleistengehäuse (2) aufgenommen ist und mithilfe einer lösbaren Steckverbindung (9, 10) elektrisch mit der Steuerplatine (11) verbunden ist, wobei die Steuerplatine (11) in einem separaten Steuerplatinengehäuse (3) aufgenommen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleiste (4) aus wenigstens zwei Steckverbindungssegmenten hergestellt ist, welche vorzugsweise jeweils separat mithilfe lösbarer Steckverbindungen elektrisch mit der Steuerplatine (11) verbunden sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleiste (4) eine Stromversorgung aufweist, welche über einen Energiebus die einzelnen Steckverbindungssegmente energieversorgt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussleistengehäuse (2) mechanisch mit dem Steuerplatinengehäuse (3) verbunden, vorzugsweise verschraubt ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnungen zwischen Sensoren und/oder Aktoren programmierbar sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Busanschluss, einen Ethernet- und/oder einen Internetanschluss aufweist, und über diesen Anschluss (5) Schaltbefehle und/oder Informationen die Zuordnungen zwischen der Vorrichtung und einer höheren Verwaltungsinstanz austauschbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Programmierung von Parametern, insbesondere von Netzwerkparametern, mithilfe eines Webinterfaces durchführbar und mithilfe eines Webinterfaces und/oder eines Resetschalters (6) löschbar und auf gespeicherte Werksvorgaben rücksetzbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Steuerplatinengehäuse (3) auf einer Hutschiene montierbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungssegmente in dem Anschlussleistengehäuse (2) so angeordnet sind, dass die darin eingesteckten Kabel (14) zunächst entlang einer Gehäusefläche des Steuerplatinengehäuses (3) verlaufen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerplatinengehäuse (3) Mittel zur Fixierung (15) der entlang des Steuerplatinengehäuses (3) verlaufenden Kabel (14) aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (14) ein bandförmiges Kabel, insbesondere ein Modularkabel, ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren und Aktoren unabhängig von ihren Geräteeigenschaften, vorzugsweise anhand von Typen- und Standortdaten, verwaltbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlussleiste (4) auftretende Ereignisse, insbesondere das Hinzufügen oder Entfernen von Sensoren und/oder Aktoren oder an den Sensoren auftretende Schaltereignisse, selbsttätig erkennbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Anschlussleiste (4) selbsttätig überwachbar sind, wobei insbesondere Änderungen der Versorgungsspannung, Kurzschlüsse und/oder Überströme erkennbar sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Anschlussleiste hardware- und/oder softwareseitig, vorzugsweise einzeln, ein- und ausschaltbar sind.