DE69115330T2

DE69115330T2 - Mehrfachsteuerungssysteme

Info

Publication number: DE69115330T2
Application number: DE1991615330
Authority: DE
Inventors: David Aaron Moss; David Copplestone Payne
Original assignee: WHITECROFT PLC
Current assignee: WHITECROFT PLC
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2011-04-05
Also published as: DE69115330D1; GB9008176D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrpunkt-Steuersystem für Beleuchtungen und dergleichen, und findet besondere Anwendung bei der Steuerung von Beleuchtungssystemen.
Kostensparende Beleuchtungs-Steuersysteme werden benutzt, um Elektrizität durch Steuern der Beleuchtung in einer Anlage als Antwort auf zeitabgestimmte Arbeitsmuster, Umgebungslicht und dergleichen zu sparen; und sie müssen ihrer Natur gemäß eine vernünftige Amortisation aufweisen, d.h., die zu erzielenden Einsparungen müssen stets in einen Ausgleich mit den Kosten des Steuersystems gebracht werden.
Ein typisches Beleuchtungs-Steuersystem arbeitet auf dem Rundfunk- bzw. Punkt-zu-Mehrpunkt-Betriebsprinzip mit einem zentralen Einsteller bzw. Kontrollei, der Signale an eine Folge von Empfängereinheiten sendet, wobei alle Einheiten in gleicher Weise auf das Steuersignal antworten, beispielsweise um eine Last (beispielsweise eine Lampe oder eine Gruppe von Lampen) ein- oder auszuschalten. In einem adressierbaren System sind die Steuersignale codiert und die Empfängereinheiten sind so beschaffen, daß sie nur ansprechen, wenn die Codierung des Steuersignals mit derjenigen Codierung zusammenpaßt, auf das ein gegebener Empfänger zum Akzeptieren des Signals programmiert worden ist. Auf diese Weise können individuelle Empfängereinheiten getrennt über einen gemeinsamen Funkverkehrsbus angesteuert werden. Diese Einrichtung ermöglicht es, ein Standardsystem so spezifisch zu gestalten, daß es den Anforderungen einer gegebenen Anlage entspricht, und sie ermöglicht es, das Ansprechen gegebener Empfängereinheiten im System zu ändern, um Abänderungen am System oder der Anlage zu erlauben.
Solche adressierbaren Funk-Mehrpunkt-Steuersysteme bedingen, daß jede Empfängereinheit programmiert wird, um einen individuellen Code oder einen Satz von Codes zu empfangen, und dies wird gewöhnlich an einem Satz von Schaltern beim Empfänger durchgeführt. Dies erfordert jedoch für die manuelle Betätigung der Schalter den Zugang zu jeder Einheit sowohl während der Errichtung des Systems als auch bei irgendwelchen nachfolgenden Änderungen an der Codierkonfiguration. Im Falle von Beleuchtungs-Steuersystemen sind die Empfängereinheiten aber nicht immer leicht zugänglich (typischerweise ist eine Empfängereinheit physisch einem Beleuchtungskörper oder einer Gruppe von Beleuchtungskörpern in der Decke oder im Dach eines Gebäudes zugeordnet), so daß das Einrichten oder spätere Andern sehr zeitaufwendig sein kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein adressierbares Mehrpunkt- Steuersystem zu schaffen, bei dem die Empfängereinheiten fernprogrammiert oder fernumprogrammiert werden kann, um unterschiedlichen Steuersignalcodierungen in einer wirtschaftlich kostenwirksamen Weise zu entsprechen. Es gibt Ortsnetze, bei denen die Steuersoftware abgeändert werden kann, um das Ansprechen individueller; intelligenter Endgeräte oder Einheiten im Netz neu zu programmieren, doch stellt dies keine kostenwirksame Lösung dar, um Einsparungen bei der Steuerung von Beleuchtungssystemen und dergleichen zu erzielen.
Die Druckschrift GB 2156556-A (PHILLIPS) offenbart ein System, bei dem die Adresse im Innern desselben innerhalb einer Schaltungseinheit durch Aktualisieren eines Zeitgebers erzeugt und dieses Inkrement als Antwort auf ein Signal gesperrt wird, das von einer weiter vorne in der Kette befindlichen Empfängereinheit empfangen wird. Dies führt zur Erzeugung von sequentiellen Adressen.
Die Druckschrift GB 2180972-A (PHILLIPS) offenbart ein System, bei dem jede Einheit das an eine nachfolgende Einheit weitergeleitete Signal modifiziert. Keines der Systeme wird als besonders geeignet für ein Beleuchtungs-Steuersystem beschrieben.
Gemaß der vorliegenden Erfindung weist ein adressierbares Mehrpunkt Steuersystem für Beleuchtungen und dergleichen einen zentralen Kontroller auf, der durch einen Bus an eine Vielzahl von Empfängereinheiten angeschlossen ist, wobei jede Einheit so programmiert ist, daß sie eine zugehörige Last als Antwort auf Steuersignale steuert, die vom zentralen Kontroller über den Bus übertragen werden und an die betreffende Einheit gerichtet sind, wobei
- die Einheiten seriell an den Bus angeschlossen sind;
- jede Einheit mit einem programmierbaren Speicher versehen ist;
- jede Einheit mit einern anfänglich offenen, fembetätigten Abwärtsstreckenbus-Trennschalter versehen ist; und
- der zentrale Kontroller so ausgelegt ist, daß er Adreßcodes und Trennschalter-Betätigungssignale auf den Bus sendet;
wodurch der Speicher jeder Einheit sequentiell durch den zentralen Kontroller in der seriellen Reihenfolge der Einheiten angesteuert und angewiesen werden kann, seinen Adreßcode zu speichern, und dann dem Trennschalter befohlen wird, sich zu schließen und dadurch die nächste Einheit in der Folge in die Lage versetzt, vom zentralen Kontroller angesteuert zu werden.
Das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich daher von den Systemen der oben zitierten Druckschriften dadurch, daß der Zugang bzw. die Ansteuerung der Einheiten sequentiell erfolgt und daß jede angewiesen wird, ihren Adreßcode zu speichern. Die Adreßcodes müssen nicht sequentieller Natur sein, und weiter kann mehreren Einheiten für den Gruppenbetrieb die gleiche Adresse erteilt werden. Wenngleich dieses System auf das Programmieren oder Umprogramnueren von Empfängereinheiten in der Reihenfolge beschränkt ist, in welcher sie seriell an den Bus angeschlossen sind, bringt es dennoch beträchtliche Installations- und Betriebsvorteile im Vergleich zu den früher zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen benutzten adressierbaren Mehrpunkt-Systemen mit sich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein kontinuierlicher bzw. durchgehender Signalbus und ein serieller Konfigurationsbus vorgesehen, wobei der zentrale Kontroller so ausgelegt ist, daß er adressierte Steuersignale auf den Signalbus und Adreßcodes sowie Trennschalter-Betätigungssignale über den Konfigurationsbus sendet; und daß die Empfängereinheiten:
- jeweils getrennt an den Signalbus angeschlossen sind;
- seriell an den Konfigurationsbus angeschlossen sind;
- jeweils ihren programmierbaren Speicher operativ an den Konfigurationsbus angeschlossen haben;
- jeweils ihren Trennschalter so angeordnet haben, daß nur der Konfigurationsbus abgetrennt wird.
Bei dieser Ausführungsform kann nur der Konfigurationsbus durch den Abwärtsstreckenschalter in seiner Empfängereinheit abgetrennt werden, und dies gewährleistet, daß ein Versagen einer einzelnen Empfängereinheit nicht alle anderen seriell stromabwärts der defekten Einheit befindlichen Empfängereinbeiten außer Betrieb setzen würde, weil die normalen Befehlssignale über den Signalbus gesendet werden.
Die oben genannten sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind beispielshalber in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines adressierbaren Mehrpunkt- Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt; und
Fig. 2 ein Blockschaltbild zeigt, das die Konfiguration einer Empfängereinheit veranschaulicht.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, besteht ein adressierbares Mehrpunkt-Steuersystem aus einem zentralen Kontroller 1, der so ausgelegt ist, daß er adressierte Steuersignale an einen Signalbus 2 sowie programmierende und abwärtsstreckenseitige Trennschalter-Steuersignale an einen Konfigurationsbus 3 übermittelt. Empfängereinheiten R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5;, etc. sind jeweils getrennt an den Signalbus 2 angeschlossen und seriell mit dem Konfigurationsbus 3 verbunden. Jede Empfängereinheit besitzt einen programmierbaren Speicher 4, der betriebsmäßig bzw. operativ an den Konfigurationsbus und an einen Lastkontroller 5 angeschlossen ist, der zum Empfangen von Steuersignalen über den Signalbus 2 und zum Steuern bzw. Ansteuern einer Last 6 angeschlossen ist.
Jeder Empfänger weist einen Abwärtsstreckenschalter S&sub1;, S&sub2;, S&sub3;, S&sub4;, S&sub5; auf, der angeschlossen ist, um den Konfigurationsbus so zu schalten, daß irgendeine gegebene Empfängereinheit von den seriell stromabwärts von ihr gelegenen Empfängereinheiten abgetrennt wird. Die Abwärtsrichtung schalter sind fembetätigbar als Antwort auf Steuersignale, die vom zentralen Kontroller 1 über den Konfigurationsbus 3 ausgegeben werden.
Im Betrieb werden beim Aktivieren des Systems alle Empfängereinheiten in einen Zustand versetzt bzw. initialisiert, der bereitsteht, Konfigurationsinformationen über den Konfigurationsbus 3 zu empfangen, wobei der Abwärtsrichtungs-Trennschalter 7 geöffnet ist, so daß der Konfigurationsbus 3 unterbrochen ist und es nur der ersten Empfängereinheit in der Folge der Empfänger ermöglicht, Konfigurationsinformationen zu empfangen.
Der zentrale Kontroller 1 kann dann eine Mitteilung über den Konfigurationsbus 3 senden, die der ersten Empfängereinheit ihren individuellen Code erteilt. Im Falle des Mehrfachfunktionsbetriebs kann mehr als nur ein einzelner akzeptierbarer Code verwendet werden. Die Empfängereinheit speichert die Codes intern im Speicher 4 und wechselt dann auf den normalen Betriebsmodus, in welchem sie nicht länger auf Eingaben auf den Konfigurationsbus anspricht; und sie schließt dann ihren zugehörigen Abwärtsstrecken-Trennschalter S. Dies ermöglicht es den auf den Konfigurationsbus 3 liegenden Signalen, die zweite Empfängereinheit R&sub2; zu erreichen, die in der gleichen Weise konfiguriert sein kann. Auf diese Weise können alle Empfängereinheiten sequentiell jeweils mit ihren eigenen individuellen Codes konfiguriert werden. Wenn diese Folge bzw. Sequenz zum Abschluß gebracht ist, sprechen alle Empfängereinheiten aufihre eigenen Codes an, ihe über den Signalbus 2 empfangen werden, um ihre zugehörigen Lasten 6 zu steuern bzw. anzusteuern.
Um zusätzliche Sicherheit zu schaffen, kann der Signalbus und/oder der Konfigurationsbus als Ring konfiguriert werden, mit einem Rückanschluß an den zentralen Kontroller 1, wie in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie für den Konfigurationsbus 3 dargestellt ist. Der zentrale Kontroller kann dann feststellen, ob alle Empfängereinheiten konfiguriert worden sind. Im Falle einer Unterbrechung in einem Bus oder beim Versagen einer Empfängereinheit tritt diese Konfiguration nicht auf, so daß ein Alarm eingeleitet werden kann. Der zentrale Kontroller kann dann in der umgekehrten Richtung konfigurieren, um die Wirkung eines solchen Versagens zu minimieren.
Es ist auch möglich, die Konfigurationssequenz als einen Integritätstest zu benutzen, ohne die individuellen Codes der Empfängereinheiten zu verfälschen. Um den Zwang zum Rekonfigurieren des Systems nach jedem Abschalten zu beseitigen, können die Codes in einem nicht flüchtigen bzw. Festwertspeicher gespeichert werden. Wenn beispielsweise jeder Speicher 4 ein EPROM wäre, müßte die Konfiguration nur ein einziges Mal bei der Bestellung des Systems nach erfolgreicher Beendigung des Integritätstests durchgeführt werden. Jedes nachfolgende Umprogrammie ren des Systems, entweder insgesamt oder nur bei individuellen Empfängereinheiten, könnte durch Löschen der Speicher und entsprechendes Umprogrammieren erreicht werden.
Wenn einrnal die Konfiguration eines Systems abgeschlossen worden ist, kann der Konfigurationsbus 3 für Rückmeldungen von seiten einer Empfängereinheit an den zentralen Kontroller 1 benutzt werden, beispielsweise für Mitteilungsbestätigungen oder Statusanzeigen.
Es können auch zusätzliche spezielle Empfängereinheiten verwendet werden, um lokale Lastschalter oder Sensoren und Statussignale an den zentralen Kontroller über den Konfigurationsbus zu überwachen, entweder in Bezug auf Statusänderungen, oder wenn sie durch den zentralen Kontroller abgefragt werden.

Claims

1. Adressierbares Mehrpunkt-Steuersystem für Beleuchtungen und dergleichen, mit einem zentralen Kontroller (1), der durch einen Bus (3) an eine Vielzahl von Empfängereinheiten (R&sub1;...R&sub5;) angeschlossen ist, wobei jede Einheit so programmiert ist, daß sie eine zugehörige Last als Antwort auf Steuersignale steuert, die vom zentralen Kontroller über den Bus übertragen werden und an die betreffende Einheit gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Einheiten (R&sub1;...R&sub5;) seriell an den Bus (3) angeschlossen sind;

- jede Einheit mit einem programmierbaren Speicher (4) versehen ist;

- jede Einheit mit einem anfänglich offenen, fembetätigten Abwärtsstreckenbus-Trennschalter (S1...S5) versehen ist; und

- der zentrale Kontroller (1) so ausgelegt ist, daß er Adreßcodes und Trennschalter-Betätigungssignale auf den Bus sendet;

wodurch der Speicher jeder Einheit sequentiell durch den zentralen Kontroller in der seriellen Reihenfolge der Einheiten angesteuert und angewiesen werden kann, seinen Adreßcode zu speichern, und dann dem Trennschalter befohlen wird, sich zu schließen und dadurch die nächste Einheit in der Abfolge in die Lage versetzt, vom zentralen Kontroller angesteuert zu werden.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein durchgehender Signalbus (2) und ein serieller Konfigurationsbus (3) vorgesehen sind; daß der zentrale Kontroller (1) so ausgelegt ist, daß er adressierte Steuersignale auf den Signalbus und Adreßcodes sowie Trennschalter-Betätigungssignale über den Konfigurationsbus sendet; und daß die Empfängereinheiten (R&sub1;...R&sub5;):

- jeweils getrennt an den Signalbus angeschlossen sind;

- seriell an den Konfigurationsbus angeschlossen sind;

- jeweils ihren programmierbaren Speicher (4) operativ an den Konfigurationsbus angeschlossen haben;

- jeweils ihren Trennschalter (S1...S5) so angeordnet haben, daß nur der Konfigurationsbus abgetrennt wird.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Bus (2, 3) als Ring konfiguriert ist, mit einem Rückanschluß an den zentralen Kontroller (1).

4. Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Speicher (4) jeder Empfängereinheit (R&sub1;...R&sub5;) operativ an einen Lastkontroller (5) angeschlossen ist; daß der Lastkontroller operativ an einen Signalbus (2) angeschlossen und so konfiguriert ist, daß er eine Last (6) steuert, wodurch eine gegebene Last als Antwort auf Steuersignale gesteuert werden kann, die vom zentralen Kontroller über den Signalbus gesendet und an die Empfängereinheit für die betreffende Last adressiert werden.

5. Steuersystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß jeder programmierbare Speicher (4) ein nicht flüchtiger Speicher ist.