DE3836644A1 - Unabhaengiges notbeleuchtungs-system mit selbstdiagnose - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein unabhängiges Notbeleuchtungs- System einer weiterentwickelten Type, gekennzeichnet durch einen Satz Schaltkreise, ausgestattet mit einem Mikroprozessor und aus­ gelegt für die Ausführung einer Vielzahl von Funktionen, vor allem einschließend eine vollständige Selbstdiagnose mit Informationsdar­ stellung für die Zusammenfassung der Information und der Zusammen­ fassung der Versorgung.

Die Tatsache, daß unabhängige Einrichtungen verschiedener fester und/oder tragbarer Typen zur Notbeleuchtung verwendet werden, ist derzeit bekannt. Eine Forderung für das Vorhandensein unabhängiger Notbeleuchtungen wurde durch gesetzliche Vorschriften festgelegt, und betraf Arbeitsplätze, die Lagerung von Gefahrengut, Einheiten für die Strom-Erzeugung und -Übertragung, unterirdische oder ge­ schlossene Parkplatz-Anlagen, zur Unterbringung und für öffentli­ che Veranstaltungen oder Tagungen genutzte Gebäude, Schulen, Kran­ kenhäuser etc. Einige Einrichtungen können getrennt von Räu­ men untergebracht werden, in denen die Lampen installiert sind, an­ dere werden an geeigneten Stellen nächst der Deckenleuchten instal­ liert, deren Funktion sicherzustellen sie ausgelegt sind, andere wiederum können innerhalb der Deckenleuchten selbstangeordnet sein und die Beleuchtung sicherstellen, wenn Ausfälle in der Stromver­ sorgung auftreten. Alle diese Einrichtungen haben das gemeinsame Merkmal, daß sie den Notbetrieb aufnehmen, sobald ein Netzausfall auftritt, ob nun mit Lampen für Dauerbeleuchtung oder mit Lampen für nicht-kontinuierliche und nur Notbleuchtung ausgestattet. Bei Notfal-Situationen wird Strom von geeigneten Batterien zur Verfü­ gung gestellt, die im allgemeinen wiederaufladbar sind.

Die Probleme, jederzeit über den Ladezustand der Batterien und die Zuverlässigkeit der Stromkreise Kenntnis zu haben, und die Einsetz­ barkeit der Ausrüstung im Ernstfall beurteilen zu können, wurden in dem bekannten Stand der Technik nicht einer Lösung zugeführt.

Periodische Inspektionen zur Überprüfung des Zustands sind mit Ar­ beiten verbunden, die nicht immer bequem sind, einer Auslese bedür­ fen, und in jedem Fall für den Ausführenden beschwerlich sind, der sehr oft das einwandfreie Arbeiten einer Anzahl separater unabhän­ giger Anlagen an unterschiedlichen Orten unter den verschiedensten Umweltbedingungen zu überprüfen hat.

Gegenstand der Erfindung ist daher, ein Notbeleuchtungs-System ei­ ner weiterentwickelten Type vorzusehen, welches durch die Verwen­ dung eines geeigneten Mikroprozessors zur Überwachung des Batterie- Ladestroms und der Spannung als auch für die Fehlersuche in Strom­ kreis und den Leuchtstoffröhren oder den Glühlampen, mit der Pro­ grammierung und Durchführung einer Funktionsprüfung über einen pro­ grammierbaren Zeitraum, mit einer visuellen Darstellung sowie der Programmierung und Ausführung einer individuellen Prüfung in pro­ grammierbaren zeitlichen Abständen verwendet werden kann. Ein ande­ rer Gegenstand ist, daß die Resultate der periodischen Fehlersuch- Tests sowie der individuellen Tests auf eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit übertragen werden, die über Fernbedienung akti­ viert werden kann, und so ausgelegt ist, Steuerbefehle zu empfangen und an die individuellen Notstrom-Anlagen zu übertragen.

Ein weiterer Gegenstand ist, daß ein Mikroprozessor-Schaltkreis zur Ausführung der periodischen Funktionsprüfungen an den angeschlosse­ nen Lampen, und für die Programmierung und Ausführung der individu­ ellen Prüfung in programmierbaren Abständen, die eine Anzeige der defekten Lampen und die Deaktivierung einer oder mehrerer Lampen vorsieht, in der Batterie-Einheit eingeschlossen ist.

Diese und andere Gegenstände der Erfindung, die nachfolgend aus­ führlicher beschrieben sind, werden durch ein System gemäß der Er­ findung erzielt, welches ein intelligentes unabhängiges Notbeleuch­ tungs-System mit den besonderen Merkmalen der Selbstdiagnose, Dis­ play-Programmierung, der Zusammenfassung der Steuerung und der Ver­ sorgung, und der Fernaktivierung umfaßt. Der Mikroprozessor-Schalt­ kreis mit der Programm-Steuerfunktion emittiert und empfängt Signa­ le, welche, nachfolgend einer geeigneten Verstärkung, die verschie­ denen Komponenten des Systems erreichen, und diese Signale werden durch elektronische Impulse erzeugt, welche aufgrund deren Stärke, Polarität, Wellenform und Amplitude etc. die Operation der internen Mikro-Schaltkreise der "Öffnung von Passagen" und "Durchlauf" durch die gewünschten Pfade in einer vorbestimmten Reihenfolge auslösen oder sperren. Die Augangs- und Eingangssignale steuern zeitlich ab­ gestimmte und aufeinanderfolgende Operationen, die in der Hauptsa­ che den System-Funktionen zugeordnet sind und durch entsprechendes Programmieren des Mikroprozessors gesteuert werden.

Ein Beispiel dieser Erfindung wird nun nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 schematisch die Komponenten des unabhängigen Notbeleuch­ tungs-Systems, ausgestattet mit Selbdiagnose, Program­ mierung und ein auf die Lampen bezogenes Display;

Fig. 2 schematisch die Komponenten des Systems unter Einbezie­ hung der zentralisierten Steuerung einer oder mehrerer Lampen;

Fig. 3 die Komponenten des Systems, die der zentralen Batterie- Einheit für das Laden, die Diagnose und die dafür vor­ gesehene, zentral zusammengefaßte programmierbare Überprü­ fung zugeordnet sind.

Mit der Transformator- und Gleichrichter-Einheit 1 bzw. 2 transfor­ miert das System die Netz-Wechselspannung in eine Gleichspannung mit einer geeigneten Größe.

Ein gesteuerter elektronischer Schalter 3 führt die Funktion des Ein- und Ausschaltens des Stromkreises aus, wenn so angesteuert, und das Arbeiten des Spannungsreglers 4 stabilisiert die Gleichspannung auf einem vorbestimmten Wert.

Die Fähigkeit des Systems auf Signale zu dem aus einer Reihe Transi­ storen bestehenden elektronischen Schalter anzusprechen, ermöglicht es, die gesamte Noteinrichtung zu aktivieren und zu deaktivieren.

Die Batterie-Auflade-Steuereinheit 5 mit Mikroprozessor-Steuerung 17 bestimmt jederzeit Ladespannung und -strom der Batterie 9. Durch die Steuerung der Spannung und des Stroms im Verhältnis zum Batterie-La­ dezustand, kann die Batterie-Kapazität maximal genutzt und die Bat­ terie-Lebensdauer verlängert werden.

Die Spannungs- und Strom-Istwerte werden vom Mikroprozessor auf der Basis des gespeicherten Programms festgelegt.

Die Einheit 6 ist der Stromkreis, der die Notversorgung von der Bat­ terie 9 zur Leuchtstoffröhre 10 nach dem Einstecken des Inverters 8 zum Wechsel vom Gleichstrom zum Hochfrequenz-Wechselstrom für diese Leuchtstoffröhre 10 bewirkt.

In der Einheit ist auch ein Minimum-Schaltkreis 7 eingeschlossen, der die Batterie 9 schützt, wenn die Spannung unter das Sicherheits-Mini­ mum abfällt.

Mit Bezugsziffer 11 ist ein Datenbus für den Informationsaustausch zwischen den Stromkreis-Blöcken des Systems und dem Mikroprozessor 12 bezeichnet. Der Mikroprozessor 12′ der als Steuer-Programmierer wirkt, ist in den Datenfluß entlang der Datensammelschiene (Bus) einbezogen.

Insbesondere der Mikroprozessor fragt aufeinanderfolgend die ver­ schiedenen Stromkreis-Blöcke ab, vergleicht die aufgenommenen Ant­ worten mit den gespeicherten Daten und führt die geeigneten Strate­ gien auf der Basis der Ergebnisse dieser Vergleiche aus. Dieser Mi­ kroprozessor 12 wirkt in einem Schaltkreis, der eine Schnittstelle 15 für den Austausch von Eingabe- und Ausgabedaten, einen Oszilla­ tor-Zeitgeber 13, der eine Arbeitsfrequenz für den Mikroprozessor ausgibt, und ein stabilisiertes Versorgungssystem 14 mit integrier­ ten Schaltkreisen einschließt. Die Eingänge zu diesem Mikroprozes­ sor schließen auch ein Resetsignal ein, das auf sachdienlich das Pro­ gramm wieder startet, wenn eine Unterbrechung oder größere Verän­ derung in der Versorgungsspannung auftritt. Von der Schnittstelle 15 ausgehend steht eine Sichtanzeige 16 der LED- oder LCD-Type in Verbindung, die die erforderliche Information nach außerhalb des Systems ausgibt. In der Fig. 2 sind die Notbeleuchtungs-Punkte oder Lampen durch die entsprechenden Schnittstellen 19, 19′, 19′′, 19′′′ mit einem gemeinsamen Bus verbunden. Diese Schnittstellen beste­ hen aus Analog-Digital-Umwandlern, die Schaltkreis-Statusinforma­ tionen in kodierte Digitalimpulse (bits) umwandeln, die dann vom Mikroprozessor gelesen werden können. Die Schnittstelle ist für die Ausführung der Reserve-Funktion ausgelegt, d. h., von geeigne­ ten Betätigern. Von dem gemeinsamen Bus 18 bietet eine Datenaus­ tausch-Schnittstelle 20 eine Verbindung zur zentralen Steuer-Ein­ heit 21, die im wesentlichen aus dem Mikroprozessor 12′, dem Zeit­ geber 13′ und der Versorgung 14′ besteht, die wiederum an ein Sicht­ anzeige-System 16′ ausgibt. Die zentrale Steuer-Einheit 21 kann mit­ tels eines daran angeschlossenen Telefons der Modem-Type oder ei­ nes Funkempfängers 27 aktiviert werden, die damit Betriebsanweisun­ gen über ein Telefon oder eine Funkverbindung 28 von einem Fern­ steuerungs-System 29 empfängt, das gleichfalls ein Telefon-Modem oder ähnlich oder ein Funkgerät sein kann. In Fig. 3 verbindet das intelligente System alle Beleuchtungspunkte 21, 21′ oder den Batte­ rie-Diagnose-Schaltkreis 23 mit der Schnittstelle 22 der neuen zen­ tralen Steuerung 26 über den gemeinsamen Bus 18′ und den neuen Da­ ten-Bus 24.

Die zentrale Steuer-Einheit 26, die mit einem Mikroprozessor 12′′ ausgerüstet ist, schließt einen RAM-Speicher 24′, einen ROM-Spei­ cher 25, einen Zeitgeber-Schaltkreis 13′′ und eine Mikroprozessor- Versorgung 14′′ ein. Die Zustands-Parameter für die verschiedenen Betriebsbedingungen des Systems und der individuellen Stromkreis- Blöcke sind im ROM-Speicher gespeichert. Diese Parameter beziehen sich entweder auf die optimalen Betriebsbedingungen oder verschie­ dene Fehler-Situationen. Diese werden bereits gespeichert, wenn der Schaltkreis konstruiert wird, da sie auf zeitlich weit zurück­ liegenden während der Entwicklung bei Laborversuchen und im prak­ tischen Einsatz festgestellten Daten basieren.

Der Mikroprozessor steuert die verschiedenen Schaltkreis-Blöcke in einem Zyklus, speichert die eingekommenden Daten in den RAM-Spei­ cher, vergleicht diese mit den im ROM-Speicher gespeicherten Daten, und setzt eine geeignete Strategie, d. h. Deaktivierung von Beleuch­ tungs-Stellen, Ausgabe eines Alarm-Signals etc. in Gang, wenn ein Fehler entdeckt wird.

In der Fig. 3 ist, wie bei der Situation in Fig. 2, eine Verbin­ dung zur Sichtanzeige-Vorrichtung 16′′ und eine Verbindung zu einem Empfänger 27′ vorhanden, der über 28′ mit einer Fernsteuerungs-Sta­ tion 29′, abgesetzt von der Einheit 26, verbunden ist. Die zentra­ le Batterie-Einheit und die zugeordneten Schaltkreise sind in ei­ nem geschlossenen Kasten 30 für elektrische Ausrüstungen unterge­ bracht. Neben dem Aufladen der Batterie bewirken diese Schaltkrei­ se eine Diagnose der Batterien durch das Analysieren der Spannungs- Funktion auf spezifiche Strom-Impulse.

Diese Erfindung löst die gestellten Aufgaben, und erhöht insbeson­ dere die Sicherheit und die Zuverlässigkeit dieses Notbeleuchtungs- Systems beträchtlich, während gleichzeitig die Belastungen bei der Durchführung der Prüfung und der vorbeugenden Wartung wesentlich reduziert werden.

Diese Erfindung, die in einer schematischen und vereinfachten Wei­ se dargestellt ist, sollte so verstanden werden, daß sie um weite­ re Varianten erweitert werden kann, die jedoch alle in den Schutz­ bereich der anliegenden Ansprüche fallen.

Claims (5)

1. Unabhängiges Notbeleuchtungs-System mit Selbstdiagnose, dessen Betriebsweise programmiert, angezeigt und wenn geeignet, mit der elektrischen Versorgung zentral zusammengefaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen Mikroprozessor- Schaltkreis einschließt, der in einem Stromkreis-System angeordnet ist, wobei die Eingangs- und Ausgangs-Signale dieses Schaltkreises die zeitliche Folge und die Reihenfolge steuern, welche die Steuer- Funktionen, die Prüf-Programmierung und die Diagnose des Beleuch­ tungs-Systems über geeignete Schnittstellen beeinflussen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Resultate aus den periodischen Fehler-Tests und un­ abhängigen Tests auf eine zentrale Steuereinheit übetragen werden, die für die Ausgabe von Befehlen zur Aktivierung/Deaktivierung von Beleuchtungsanlagen befähigt ist.

3. System nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die individuellen Beleuchtungsanlagen durch eine zentral angeordnete Batterie-Einheit versorgt werden, die mit einem programmierbaren Lade-Stromkreis, einen Schaltkreis zur Bestimmung der Lade-Bedingungen und für die Früherkennung des Auftretens eines fehlerhaften Zustands ausgeschaltet ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß diese zentrale Batterie-Einheit mit einem Mikroprozes­ sor-Schaltkreis ausgestattet ist, der die Funktionen der Program­ mierung und der funktionellen Prüfung der angeschlossenen Ausrüs­ tung in einer programmierbaren Zeitfolge und die Funktionen der Programmierung und Durchführung unabhängiger Tests in programmier­ baren Abständen zur Erfassung defekter Ausrüstungen und zur Deak­ tivierung einer oder mehrerer Beleuchtungseinheiten hat.

5. System nach allen vorhergehenden Ansprüchen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das System mittels über Funk oder über eine Telefon-Verbindung empfangener Betriebsanweisungen ferngesteu­ ert aktiviert werden kann.