DE68916190T2 - Automat zur technischen Verwaltung eines Gebäudes unter Verwendung einer Zweidrahtleitung zur Übertragung von Daten und Energie. - Google Patents

Automat zur technischen Verwaltung eines Gebäudes unter Verwendung einer Zweidrahtleitung zur Übertragung von Daten und Energie.

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DE68916190T2 DE1989616190 DE68916190T DE68916190T2 DE 68916190 T2 DE68916190 T2 DE 68916190T2 DE 1989616190 DE1989616190 DE 1989616190 DE 68916190 T DE68916190 T DE 68916190T DE 68916190 T2 DE68916190 T2 DE 68916190T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein Gebäudeleitsystem mit mehreren im Gebäude verteilten Daten-Empfangs- und -Sendemodulen, insbesondere Meßwertgebermodulen und/oder Stellgliedmodulen sowie einem Zentraleinheitsmodul, die über ein symmetrisches Zweidrahtnetz zur asynchronen Übertragung von binären Daten miteinander verbunden sind.
  • Technische Gebäudeausrüstungen werden immer komplexer, und die Steuerung bestimmter Funktionen wie z.B. Heizung oder Beleuchtung ist häufig automatisiert. Bekannte Steuerungen sind für eine bestimmte Anwendung oder Installation ausgelegt und können nur schwer angepaßt oder erweitert werden. Sie erfordern zahlreiche elektrische Verbindungen, die häufig die Ursache von Bränden darstellen.
  • Es wurde bereits vorgeschlagen, Standardausführungen von speicherprogrammierbaren Steuerungen für Gebäudeleitfünktionen einzusetzen, der Einsatz solcher aufwendigen und kostenintensiven Systeme läßt sich jedoch nur im Dienstleistungsbereich sowie in besonderen Anwendungsfällen rechtfertigen.
  • Andere Systeme, wie z.B. die in der DE-A-3.329.049 beschriebene Lösung, erlauben den Anschluß einer Zentraleinheit an verschiedene Stellglied- und Meßwertgebermodule. Diese Systeme erfordern jedoch den Einsatz einer Zentraleinheit, deren Empfangs- und Übertragungsstandard von dem der einzelnen Module abweicht. Die Zentraleinheit wählt die Module nämlich durch Modulation der Spannung auf der Übertragungsleitung an, während die Module ihre Anwortsiguale durch Modulation des Stromes an die Zentraleinheit übertragen. In einer anderen Druckschrift, JP-A-58.19064, wird eine Anordnung beschrieben, in der die Signalübertragung durch Kurzschließen der Übertragungsleitung erfolgt, die jedoch keinen modularen Aufbau durch Anschluß mehrerer Sende- und Empfangsmodule an die Übertragungsleitung erlaubt.
  • Es besteht also ein Bedarf für ein Gebäudeleitsystem, das auch in bereits vorhandenen Gebäuden leicht zu installieren ist und sämtliche automatisierten Funktionen mit hoher Anpassungsfähigkeit gewährleistet, ohne daß der Einsatz komplizierter und kostenintensiver Vorrichtungen oder zahlreicher Leitungsverbindungen erforderlich wären.
  • Die erfindungsgemäße Steuerung entspricht diesen Anforderungen und ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul einen Datensender und einen Datenempfänger aufweist und die Steuerung einen an das genannte Zweidrahtnetz angeschlossenen Stromversorgungsblock umfaßt, um die genannten an dieses Netz angeschlossenen Module mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei der Stromversorgungsblock eine strombegrenzte Spannungsquelle umfaßt, die vom Netz übertragenen Binärdaten auf zwei zwischen den beiden genannten Drähten anliegende Spannungspegel moduliert werden, der niedrige Spannungspegel einem Kurzschließen des Netzes durch eines der Sendemodule entspricht, der hohe Spannungspegel die Energieversorgung der Module ermöglicht und jedes Modul einen mit dem Sender und dem Empfänger des Moduls verbundenen Mikroprozessor aufweist, so daß die über das genannte Zweidrahtnetz übertragenen Informationen ununterbrochen abgefragt werden und jede Sigualaussendung verhindert wird, wenn das Übertragungsnetz nicht frei ist.
  • Die über das gesamte Gebäude verteilten Meßwertgeber und Schaltgeräte der Steuerung werden lediglich über ein Zweidrahtnetz bzw. eine Zweidrahtleitung verbunden, die sowohl die Datenübertragung als auch die Energieversorgung der Module gewährleisten. Jedes Modul verfügt über eine Adresse für den Empfang und das Aussenden von Informationen. Ein Temperatur-Meßwertgebermodul ist z.B. so ausgelegt, daß das Uberschreiten eines bestimmten Temperatur-Grenzwertes angezeigt wird, während ein Fernschalter zur Beleuchtungssteuerung z.B. einen Befehl zum Ein- und Ausschalten von Leuchten empfängt. Jedes Modul überwacht ununterbrochen die über das Zweidrahtnetz oder den Bus übertragenen Daten bzw. Bits und wählt die es betreffenden Informationen aus. Die Zweidrahtverbindung ist selbst in alten Gebäuden einfach realisieren, und die Installation der Steuerung stellt keinerlei Problem dar, wenn die Energieversorgung der Module erfindungsgemäß über das gleiche Zweidrahtnetz erfolgt.
  • Der Ruhezustand entspricht dem am häufigsten auftretenden Normalzustand des Netzes, und der Übertragungsmodus wird so gewählt, daß im Ruhezustand ein Strom zur Verfügung steht, der die Energieversorgung der Module erlaubt. Diese Energieversorgung wird während der Zeitabschnitte, in denen das Netz kurzgeschlossen ist, unterbrochen, und zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung für die Modulelektronik verfügen die Module über eine Hilfsenergiequelle, die z.B. durch einen Kondensator gebildet wird.
  • Die Energieversorgung für die Steuerung ist in die zentrale Steuereinheit oder Schalttafel integriert, in besonderen Anwendungsfällen ist jedoch auch eine Trennung der beiden Funktionen möglich. Diese Energieversorgung umfaßt eine Spannungsquelle, die den Strom z.B. auf den doppelten Wert der Stromaufnahme aller Module begrenzt, um bei kurzgeschlossenem Netz einen angemessenen Spannungsabfall zu bewirken. Die Versorgungsspannung beträgt z.B. 15 Volt bei einer Kurzschlußstrombegrenzung auf 300 mA. Das Netz ist so ausgelegt, daß der Spannungsabfall bei einem Kurzschluß an einem beliebigen Punkt des Netzes überall maximal einem Viertel der Versorgungsspannung entspricht. Im allgemeinen ist die Länge des Übertragungsnetzes ausreichend gering, so daß praktisch keine Probleme in diesem Zusammenhang auftreten.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung wir der Energieverbrauch durch Verwendung von Komponenten mit geringer Stromaufnahme sowie durch eine Bereitschaftsstellung der Module während der Ruhephasen reduziert. Diese Bereitschaftsstellung wird durch den Empfang eines Signals, z.B. des "Start"-Signals einer Information, sowie zyklisch zur Ausführung der dem Modul zugeordneten Aufgaben, insbesondere zur Aussendung von Informationen unterbrochen. Die Ausgangsbefehle werden vorteilhafterweise als Impulse ausgegeben, und die Meßwertgeber nehmen lediglich während der Ablesephasen Energie auf. Diese nicht notwendigerweise miteinander kombinierten Ausführungsdetails tragen zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs der Steuerung bei, wodurch die Netzstruktur vereinfacht werden kann.
  • Die Erfindung kann auch in einem Netz eingesetzt werden, dessen Module vollständig oder teilweise über eine lokale Energieversorgung verfügen und daher nicht über die Zweidrahtverbindung gespeist werden. Die Energieversorgung für die Übertragungsfünktion des Moduls erfolgt dabei weiterhin über das Zweidrahtnetz, die übrigen Funktionen, wie z.B. die Meßfünktionen werden jedoch über eine vom Zweidrahtnetz insbesondere durch eine optoelektronische Schaltung galvanisch getrennte Verbindung gespeist.
  • Die Modulation erfolgt durch Kurzschließen der das Zweidrahtnetz bildenden Versorgungsleitung, wobei dies vorteilhafterweise gemäß dem asynchronen Übertragungsstandard mit genormter Geschwindigkeit geschieht. Dieser Standard wird deswegen gewählt, weil er universell ist und sein Ruhezustand dem Versorgungspegel der Module entspricht. Er ist mit einen geringen Anschlußaufwand verbunden.
  • Jedes Modul kann nur dann in den Sendemodus übergehen, wenn die Leitung frei ist, so daß eine ständige Abfrage der Leitung und eine Sendeunterdrückung für den Fall erforderlich ist, daß bereits ein anderes Modul Signale aus sendet. Erfolgt die Aussendung von Informationen durch zwei Module gleichzeitig, so muß zwangsläufig ein Modul dem anderen den Vortritt gewähren, und diese Priorität erhält erfindungsgemäß dasjenige Modul, das als erstes ein 0-Bit entsprechend einem Kurzschluß der Übertragungsleitung aussendet, während das andere Modul ein 1-Bit aussendet. Die Priorität wird also beim ersten Byte der übertragenen Information vergeben. Bei Übertragung eines auf 1 stehenden Bits fragt das Modul während der Aussendung oder zumindest zu deren Beginn den Signalzustand der Leitung ab. Ergibt die Abfrage, daß der Signalzustand durch ein Kurzschließen der Leitung zwangsweise auf 0 gesetzt ist, so bedeutet dies, daß ein anderes Modul zur gleichen Zeit mit einer Signalaussendung begonnen hat, und das erstgenannte Modul unterbricht sein Signal, um die Übertragung des anderen, ein 0-Bit übertragenden Senders nicht zu stören. Der Sender, der sein Signal unterbrochen hat, setzt die Abfrage der Leitung fort, um zu erfassen, wann sie erneut frei ist, und seine Information dann zu übertragen. Die mit Priorität behandelte Information wird so nicht durch die andere Information verfälscht, und ihre Übertragung muß selbst dann nicht wiederholt werden, wenn der Empfänger dasjenige Modul ist, das gleichzeitig mit der Aussendung seiner Information begonnen hatte.
  • Die Module der Steuerung sind als Standardmodule ausgeführt und werden bei der Zuordnung zu einem Meßwertgeber oder Stellglied durch entsprechende Programmierung anwendungsspezifisch eingestellt. Dabei kann es sich mehr oder weniger um Standardprogramme halten, d.h. das gleiche Programm kann ggf. für sämtliche Temperaturfühler oder Einbruchsmelder des Gebäudes verwendet werden. Die zentrale Steuereinheit oder Schalttafel erlaubt die Überwachung und Steuerung der gesamten Installation und weist insbesondere Anzeige-, Melde-, Programmier-, und/oder Fernbetätigungsvorrichtungen auf.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
  • Fig. 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuerung für ein Gebäudeleitsystem;
  • Fig. 2 ein Informationsbyte der Steuerung aus Fig. 1;
  • Fig. 3 die von zwei verschiedenen Modulen gleichzeitig ausgesandten Informationen;
  • Fig. 4 eine Teilansicht der Darstellung aus Fig. 1 mit der Energieversorgung eines Moduls;
  • Fig. 5 die schematische Darstellung eines Meßwertgebers mit Eigenstromversorgung einer Steuerung gemäß Fig. 1;
  • Fig. 6 eine Ausführungsvariante des Energieversorgungsblocks der Steuerung gemäß Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt eine Steuerung eines Gebäudeleitsystems mit einem Zweidraht-Datenübertragungsnetz 10, 12, über das verschiedene Einzelmodule 14, 16, 18 und ein Zentraleinheitsmodul 15 miteinander verbunden sind. Die Module 14 bis 18, die selbstverständlich in beliebiger Anzahl vorhanden sein können, sind im Gebäude verteilt und bestehen beispielsweise aus Temperaturfühlern zur Steuerung einer Heizungsanlage, Stellgliedern oder Schützen zur Motorsteuerung für das Öffnen und Schließen von Türflügeln, Bewegungsmeldern, Einbruchsmeldern usw. Die Zentraleinheit 15 umfaßt einen Energieversorgungsblock 19, der die einzelnen Module 14, 16, 18 über die Leiter 10, 12 speist. Der Energieversorgungsblock besteht aus einer Spannungsquelle, die eine bestimmte Spannung U von beispielsweise 15 Volt liefert und strombegrenzend wirkt, so daß der Kurzschlußstrom des Netzes 10, 12 auf einen Wert von etwa dem Zweifachen der gesamten Stromaufnahme aller Module 14, 16, 18 begrenzt wird. Dieser Kurzschlußstrom beträgt beispielsweise etwa 300 mA, kann jedoch je nach Kenndaten der Steuerung auch einen deutlich höheren bzw. niedrigeren Wert annehmen. Die Strombegrenzung des Energieversorgungsblocks 19 erfolgt auf jede geeignete Art und Weise.
  • Eine besondere Ausgestaltung des Energieversorgungsblocks 19 ist in Fig. 6 dargestellt. Der Block 19 weist einen über jedes geeignete Mittel auf bekannte Art gespeisten Spannungsregler 84 sowie einen diesem Spannungsregler 84 nachgeschalteten Strombegrenzer 86 auf, der dazu dient, den Kurzschlußstrom auf einen bestimmten Wert zu begrenzen. Solange der Strom einen bestimmten Wert von z.B. 250 mA nicht überschreitet, verhält sich der Energieversorgungsblock also wie eine Spannungsquelle und liefert eine feste Gleichspannung U an das Netz. Wird das Netz kurzgeschlossen, fällt die geregelte Spannung sprungartig ab, der Strom wird jedoch durch den Strombegrenzer 86 begrenzt, so daß sich die gesamte Schaltung dann wie eine Stromquelle verhält.
  • Die Module 14, 16, 18 sind identisch, und lediglich das Modul 16 wird im folgenden näher beschrieben. Das Modul 16 ist über eine Verbindung 20 an den Leiter 10 sowie über eine Verbindung 22 an den Leiter 12 angeschlossen. Die Verbindung 20 speist über eine Diode 24 einerseits einen Verstärker 26 und andererseits über eine Anpaßschaltung 30 einen Mikroprozessor 28. Die Verbindung 22 liegt im Anschlußpunkt 32 an Masse, und ein Kondensator 34 zur Energiespeicherung ist zwischen den Ausgang der Diode 24 und Masse geschaltet. Die Verbindung 20 ist außerdem an den Eingang 36 des als Empfänger wirkenden Verstärkers 26 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Anschluß 38 des Mikroprozessors 28 verbunden ist. Ein z.B. als Halbleiter ausgeführter Schalter 40 ist an einen Anschluß 42 des Mikroprozessors 28 angeschlossen und verbindet in seiner Einschaltstellung die Verbindungsleitungen 20 und 22 durch Kurzschließen der Leiter 10, 12. Der Mikroprozessor 28 weist einen oder mehrere Ausgänge 44 sowie einen oder mehrere Eingänge 46 auf, die zur Ansteuerung von Stellgliedern wie z.B. fernbetätigten Schaltern bzw. zur Aufhahme von durch Geber gelieferten Meßsignalen dienen. Die Anschlüsse 38 und 42 des Mikroprozessors 28 sind an eine Komparatorschaltung 48 angeschlossen, die die an den beiden Anschlüssen anliegenden Signale kontinuierlich vergleicht und den Anschluß 50 des Mikroprozessors mit einem Kollisionssignal beaufschlagt. Jedes Modul 16 ist in der Lage, durch Schließen des Schalters 40 und Kurzschließen der Leiter 10, 12 Signale auszusenden, die ein Brücken der aus den genannten Leitern bestehenden Zweidrahtleitung und ein Abfallen der Spannung auf einen niedrigen Pegel bewirken. Die Modulation erfolgt gemäß dem asynchronen Übertragungsstandard mit genormter Geschwindigkeit, wobei der Ruhezustand dem hohen Versorgungsspannungspegel der Module 14, 16, 18 entspricht. Der Kondensator 34 ist in der Lage, die Spannungsversorgung der Module über den Zeitraum hinweg aufrechtzuerhalten, in dem die Zweidrahtleitung 10, 12 durch eines der Module 14, 16, 18 zwangsweise auf 0 gesetzt ist.
  • Die Steuerung besitzt folgende Funktionsweise:
  • Im Ruhezustand hält der Energieversorgungsblock 19 die Zweidrahtleitung 10, 12 auf einem hohen Spannungspegel von beispielsweise 15 Volt entsprechend einem auf 1 stehenden Bit der über die Leitung bzw. das Netz 10, 12 übertragenen digitalen Signale. Die Module 14, 16, 18 werden über diese Leitung gespeist und die Kondensatoren 34 aufgeladen. Die Übertragung einer Information, z.B. durch das Modul 16, wird durch seinen Mikroprozessor 28 gesteuert, der das Schließen des Schalters 40 veranlaßt, um die Zweidrahtleitung 10, 12 kurzzuschließen und zwangsweise auf eine Spannung von annähernd 0 Volt entsprechend einem 0-Bit zu setzen. Jede über die Leitung 10, 12 übertragene Information enthält eine dem jeweiligen Modul 14, 16, 18 zugeordnete Adresse, und jedes Modul fragt die über die Leitung 10, 12 übertragenen Informationen ununterbrochen ab. Erkennt der Mikroprozessor 28 die seinem Modul zugeordnete Adresse, so führt er die Operationen entsprechend der empfangenen Information aus. Diese Operationen werden über die Ausgänge 44 an die vom betreffenden Modul angesteuerten Stellglieder bzw. Meßwertgeber weitergeleitet. Über das Zentraleinheitsmodul 15 bzw. die Schalttafel kann die Funktionsweise der Steuerung überwacht werden und eine zentrale Fernsteuerung mit Anzeige oder Empfang der Informationen von den einzelnen Modulen erfolgen. Zu diesem Zweck ist die Zentraleinheit 15 mit einem Sender und einem Empfänger ausgestattet, die denen der Module 14, 16, 18 entsprechen.
  • Jedes Modul 14, 16, 18 überwacht ununterbrochen die Zeidrahtleitung und sendet nur dann ein Signal aus, wenn die Leitung 10, 12 frei ist. Ein auf 0 stehendes Bit entsprechend einem Kurzschluß in der Leitung 10, 12 hat Priorität vor einem auf 1 stehenden Bit entsprechend der Versorgungsspannung der Module. Durch Verhinderung einer gleichzeitigen Aussendung von Informationen durch mehrere über die Leitung 10, 12 miteinander verbundene Module wird eine Verfälschung der Meßwerte ausgeschlossen. Wird von zwei Sendern, die eine freie Leitung erfaßt haben, gleichzeitig eine Information ausgesandt, so wird die Übertragung durch die beiden Informationen gestört. Das Übertragungsprotokoll vergibt in diesem Fall die Priorität an eine der Informationen, und zwar wird sie demjenigen Modul gewährt, das als erstes ein 0-Bit über die Leitung überträgt, während das andere Modul ein auf 1 stehendes Bit aus sendet. Dies hat zwangsläufig zur Folge, daß ein sendendes Modul, insbesondere bei Aussendung eines auf 1 stehenden Bits, den Signalzustand der Übertragungsleitung ununterbrochen überwachen muß. Wenn dieses Modul feststellt, daß die Leitung 10, 12 zwangsweise auf 0 gesetzt ist, so bedeutet dies, daß ein anderer Sender zur gleichen Zeit mit einer Signalaussendung begonnen hat. Dasjenige Modul, das als erstes ein Bit mit Signalzustand 1 aussendet, unterbricht dann sein Signal, um die Übertragung des anderen, gleichzeitig ein 0-Bit übertragenden Moduls nicht zu stören. Das Modul, das sein Signal unterbrochen hat, setzt die Abfrage der Leitung fort und überträgt seine Information, wenn die Leitung frei ist. Aus der Darstellung in Fig. 3 geht insbesondere hervor, daß die von einem der Module übertragene Information 52 als erste ein 0-Bit 54 aufweist, während die von einem anderen Modul gleichzeitig übertragene Information 56 einen hohen Signalpegel 58 besitzt. Da das letztgenannte Modul als erstes ein auf 1 stehendes Bit überträgt, unterbricht es sein Signal, und die übertragene Information 60 entspricht der Information 52. Das mit der Priorität ausgestattete Signal 52 wird durch diese Kollision nicht beeinträchtigt, und seine Übertragung muß nicht wiederholt werden. Die Kollision wir durch die Komparatorschaltung 48 erfaßt, deren Eingänge mit den am Anschluß 38 des Mikroprozessors ankommenden und über den Anschluß 44 ausgegebenen Signalen beaufschlagt werden. Stellt der Komparator 48 eine Abweichung zwischen den empfangenen und den ausgesandten Signalen fest, beaufschlagt er den Anschluß 50 mit einem Kollisionssignal, woraufhin der Mikroprozessor die Priorität und damit die Fortsetzung oder Unterbrechung der Signalübertragung festlegt.
  • Die durch einen Kontakt 62 in Fig.4 schematisch dargestellten Meßwertgeber bzw. Stellglieder können über die Übertragungsleitung 10, 12 gespeist werden, wobei es vorteilhaft ist, ihren Energieverbrauch zu reduzieren, um das Übertragungsnetz nicht überdimensionieren zu müssen. Der Kontakt 62 ist einerseits an die Anpaßschaltung 30 und andererseits über einen Widerstand 66 an einen Ausgang 64 des Mikroprozessors 28 angeschlossen. Der Eingang 46 des Mikroprozessors ist mit dem Anschlußpunkt zwischen dem Widerstand 66 und dem Kontakt 62 verbunden. In der Ausschaltstellung des Kontakts 62 empfängt der Eingang 46 ein 0-Signal, während er durch das Schließen des Kontakts 62 auf einen höheren Signalpegel gesetzt wird. Der Ausgang 64 befindet sich normalerweise auf dem hohen Signalpegel von z.B. +5 Volt, und das Schließen oder Öffnen des Kontakts 62 hat keinen Stromfluß zur Folge, so daß die Stromaufnahme des Meßwertgebers null ist. Will der Mikroprozessor den Zustand des Meßwertgebers 62 abfragen, legt er den Ausgang 64 auf Signalpegel 0, wodurch bei geschlossenem Schalter 62 ein Stromfluß über den Widerstand 66 erfolgt. Diese Stromaufnahme erfolgt nur während der Abfragephase, und der Mikroprozessor legt den Ausgang 64 wieder auf den hohen Signalpegel, sobald er das über den Eingang 46 zugeführte Meßsignal erfaßt hat. Auf diese Weise wird der Energieverbrauch erheblich reduziert.
  • Die Meßwertgeber bzw. Stellglieder können selbstverständlich über eine Eigenstromversorgung z.B. in Form einer Hilfsenergiequelle verfügen, und diese Lösung eignet sich besonders für Meßwertgeber und Stellglieder, die mit dem elektrischen Leitungsnetz zusammenwirken. Das Stellglied kann ein Motor-Steuerschütz sein, dessen Elektromagnet über das elektrische Leitungsnetz gespeist und über die Steuerung des Energieleitsystems angesteuert wird. Fig. 5 zeigt einen Meßwertgeber mit Hilfsenergiequelle, in diesem konkreten Beispiel eine Strom-Meßeinrichtung für ein Dreiphasennetz R, S, V. Jeder Phase ist ein als Ringwandler 68, 70, 72 ausgeführter Stromwandler zugeordnet, um ein Signal zu liefern, das dem entsprechenden Phasenstrom proportional ist. Die von den Ringwandlern 68, 70, 72 zugeführten Signale werden über die Leiter 74 (drei Zweidrahtleitungen) an eine mikroprozessorbestückte Verarbeitungsschaltung 76 übertragen. Ein Energieversorgungsblock 78 der Verarbeitungsschaltung 76 wird über eine (Sechsdraht-) Verbindung 80 durch die Stromwandler 68, 70, 72 gespeist. Der Ausgang der Verarbeitungsschaltung 76 ist über eine in Reihe liegende optoelektronische Verbindung 82 mit dem Eingang 46 des Mikroprozessors des Moduls 16 verbunden. Dieses Modul 16 überträgt die den Strömen in den Phasen R, S, V proportionalen Signale über die Zweidrahtleitung 10, 12 an die anderen mit dem Zweidrahtnetz verbundenen Module.
  • Die Energie zur Signalverarbeitung wird so dem Dreiphasennetz R, S, V entnommen, während das Datenübertragungsmodul 16 auf die oben beschriebene Art über die Zweidrahtleitung 10, 12 gespeist wird. Die optoelektronische Verbindung 82 sorgt für eine galvanische Trennung der dem Dreiphasennetz R, S, V zugeordneten Meßkreise von den an das Zweidrahtnetz 10, 12 angeschlossenen Signalübertragungskreisen. Die Funktionsfähigkeit der Datenübertragung bleibt auch bei einem Spannungsausfall im Dreiphasennetz R, S, V aufrechterhalten. Die Eigenstromversorgung der Meßeinrichtung führt nicht zu einer Komplizierung der Installation und erlaubt eine Reduzierung der über die Zweidrahtverbindung 10, 12 übertragenen Energie. Uber einen Meßwertgeber des in Fig. 5 dargestellten Typs kann ein Stellglied, z.B. ein über das Dreiphasennetz R, S, V gespeister Motor-Schutzschalter fernbetätigt werden. Die Meßwerte und/oder Schaltbefehle werden über die Zweidrahtleitung 10, 12 übertragen, die die Verbindung zwischen Meßwertgeber und Stellglied darstellt.
  • Die Module 14, 16, 18 sind vorzugsweise als Standardmodule ausgeführt und werden bei der Installation der Steuerung, insbesondere bei der Zuordnung eines Moduls zu einer bestimmten Funktion anwendungsspezifisch eingestellt. Dabei wird jedes Modul entsprechend der ihm zugeordneten Funktion programmiert und erhält eine gewisse Autonomie. Die Zentraleinheit der Steuerung umfaßt zusätzliche Funktionen, z.B. zur Anzeige oder zentralen Zusammenführung der Daten für eine Steuerung der gesamten Installation von einer Leitzentrale aus. Selbstverständlich können der Energieversorgungsblock 19 oder auch bestimmte Funktionsbaugruppen wie z.B. die Anzeigevorrichtung von der Zentraleinheit 15 getrennt werden. Die Verbindung über ein Zweidrahtnetz 10, 12 ist ausgesprochen flexibel und erlaubt eine beliebige Verteilung der Module innerhalb des Gebäudes.

Claims (9)

1. Steuerung für ein Gebäudeleitsystem mit mehreren im Gebäude verteilten Modulen (14, 16, 18), insbesondere Meßwertgebermodulen und/oder Stellgliedmodulen (16, 18) sowie einem Zentraleinheitsmodul (14), die über ein symmetrisches Zweidrahtnetz (10,12) zur asynchronen Übertragung von binären Daten miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul einen Datensender und einen Datenempfanger aufweist und die Steuerung einen an das genannte Zweidrahtnetz (10, 12) angeschlossenen Stromversorgungsblock (19) umfaßt, um die genannten an dieses Netz angeschlossenen Module (14, 16, 18) mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei der Stromversorgungsblock (19) eine strombegrenzte Spannungsquelle umfaßt, die vom Netz übertragenen Binärdaten auf zwei zwischen den beiden genannten Drähten anliegende Spannungspegel moduliert werden, der niedrige Spannungspegel einem Kurzschließen des Netzes durch eines der Sendemodule (14, 16, 18) entspricht, der hohe Spannungspegel die Energieversorgung der Module ermöglicht und jedes Modul (14, 16, 18) einen mit dem Sender und dem Empfänger des Moduls verbundenen Mikroprozessor (28) aufweist, so daß die über das genannte Zweidrahtnetz (10, 12) übertragenen Informationen ununterbrochen abgefragt werden und jede Signalaussendung verhindert wird, wenn das Übertragungsnetz nicht frei ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul über ein für seine Energieversorgung während der Zeitabschnitte mit kurzgeschlossenem Netz (10, 12) ausreichendes Energiespeichersystem (34) verfügt.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zentraleinheit (15) den genannten Energieversorgungsblock (19) umfaßt.
4. Steuerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der asynchrone Übertragungsstandard einen Ruhezustand aufweist, der dem Spannungspegel für die Energieversorgung der Module entspricht.
5. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul (14, 16, 18) einen Komparator (48) zum Vergleich der vom Sender (42) dem Moduls ausgesandten mit den vom Empfänger (26, 38) des Moduls empfangenen Signalen umfaßt, wobei der genannte Komparator die Signalaussendung unverzüglich unterbricht, wenn das ausgesandte Signal den hohen und das empfangene Signale den niedrigen Pegel führen, so daß die Signalaussendung des Moduls mit dem prioritären niedrigen Pegel störungsfrei erfolgt.
6. Steuerung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul einen Meßwertgeber und/oder ein Stellglied (62), die über das genannte Netz (10, 12) gespeist werden, sowie einen Mikroprozessor (28) mit einem Ausgang (64) umfaßt, der an den genannten Meßwertgeber und/oder das genannte Stellglied angeschlossen ist, um diese ausschließlich während des Zeitraums der durch den Mikroprozessor durchgeführten Abfrage des Meßwertgebers bzw. der Weitergabe des Steuerbefehls an das Stellglied mit Energie zu versorgen.
7. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul einen Meßwertgeber und/oder ein Stellglied, die über eine Hilfsenergiequelle (68, 70, 72) gespeist werden, sowie eine über das genannte Zweidrahtnetz (10, 12) gespeiste Empfangs- und Sendeeinheit (16) umfaßt.
8. Steuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul einen Mikroprozessor umfaßt, der einen über eine optoelektronische Verbindung (82) mit dem genannten Meßwertgeber verbundenen Eingang und/oder einen über eine isolierende optoelektronische Verbindung mit dem genannten Stellglied verbundenen Ausgang aufweist.
9. Steuerung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede über das Netz übertragene Information die Adresse des ihr zugeordneten Moduls enthält.
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