DE69419861T2

DE69419861T2 - Elektronisches steuergerät

Info

Publication number: DE69419861T2
Application number: DE69419861T
Authority: DE
Inventors: Peter Vivers
Original assignee: Alstom UK Ltd
Current assignee: UK Grid Solutions Ltd
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: US5672943A; GB9408354D0; GB9308656D0; EP0647335A1; DE69419861D1; GB2277621B; CA2139102A1; CA2139102C; WO1994025906A1; EP0647335B1; GB2277621A

Description

Diese Erfindung betrifft elektronische Steuer- und Regelvorrichtungen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, programmierbare elektronische Industrie-Steuer-, -Regel- und - Sicherheitsvorrichtungen.
Solche Steuer-, Regel- und Sicherheitsvorrichtungen können z. B. in Form einer Steuereinheit oder eines solche Steuereinheiten enthaltenden Systems für industrielle Niederspannungssteuergeräte sein. Das System kann typischerweise Motorsteuerzentren für die gruppenweise Steuerung von Wechselstrommaschinen in einem Spannungsbereich von z. B. 380-660 V aufweisen oder es kann Steuer- oder Regeleinheiten für die Steuerung von Gleichstrommaschinen mit fester Geschwindigkeit in einem Bereich von z. B. 110-300 V haben. Solche Steuer-, Regel- und Sicherheitsvorrichtungen im Rahmen dieser Erfindung können auch für andere installierte Einrichtungen wie z. B. Niederspannungs-Luftleistungsschalter dienen.
Solche bekannten programmierbaren elektronischen Industrie- Steuer-, -Regel- und -Sicherheitsvorrichtungen, die auf einer Eins-zu-Eins-Basis individuellen Teilen der installierten Einrichtung (Motoren, Verteilertafeln usw.) zugeordnete Steuer- oder Regeleinheiten ausweisen, enthalten gewöhnlich die für diese Einrichtungen spezifischen Parameter lokal in "onboard"- bzw. Bord- Softwarespeichern, die in die Steuer- oder Regelgeräte eingebaut sind. Das bedeutet, daß eine signifikante Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß Parameter falsch eingegeben werden, wenn die elektronische Steuer- oder Regel-Vorrichtung ausfällt und ein Ersatz installiert wird. Selbst wo die Parameter dieser Einrichtung über eine serielle Verbindung mit Ferneingabe in sie erfolgen können, muß ihre eindeutige Adresse noch lokal gesetzt werden.
IEC-Spezifikationen sprechen bei oben genannte installierte Einrichtungen beliebigen Typs von Funktionseinheiten. Wir kön nen zweckmäßigerweise die oben beschriebenen und jeder solchen Funktionseinheit zugeordneten programmierbaren industriellen elektronischen Industrie-Steuer-, -Regel- und -Sicherheitsvorrichtungen beliebigen Typs als Steuereinheiten bezeichnen. Wo eine Anzahl von Funktionseinheiten an verschiedenen Standorten sind, jede der Funktionseinheiten eine der spezifischen Funktionseinheit zugeordnete Steuereinheit an ihrem eindeutigen Standort aufweist und die Funktionseinheiten alle mit einer programmierbaren Logiksteuerung oder in einem Computersystem verbunden sind, ist daher dann die erste für die richtige Arbeitsweise der Funktionseinheiten erforderliche Information, daß die richtige Adresse jeder Funktionseinheit an ihrem Standort gehalten wird. Wie oben erwähnt ist bisher die jede solche Standortadresse einer Funktionseinheit in Software in der zugeordneten Steuereinheit enthalten gewesen; weiterhin ist es notwendig gewesen, daß ein Fachmann an diesem Standort anwesend war, um die richtige Adresse in die Software der Steuereinheit einzugeben. Wenn daher eine Steuereinheit an einem bestimmten Standort ausfiel und durch eine neue Steuereinheit ersetzt wurde, war ein Fachmann notwendig, um Software mit allen Parametern, die in der alten Steuereinheit vorhanden waren, in die neue Steuereinheit einzugeben. Daher werden unerwünschte Ergebnisse auftreten, wenn irgendwelche Parameter aufgrund von menschlichem Versagen falsch in die neue Steuereinheit eingegeben werden. Insbesondere wenn die falsche Adresse eingegeben wird, wird die Folge katastrophal sein, die z. B. darin bestehen könnte, daß die falsche Funktionseinheit in einem verbundenen System von Einheiten in einer Industrieanlage dadurch in Funktion versetzt wird, daß ihr Motor durch ihre neue Steuereinheit gestartet wird. Solche Probleme sind nicht weniger wahrscheinlich, und vielleicht sogar wahrscheinlicher, wenn die Steuereinheiten in einem von den verteilten Funktionseinheiten entfernten Steuerzentrum in einer Gruppe zusammengefaßt sind.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme zu überwinden.
In der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 468 803 ist ein System beschrieben, in dem ein einer Leistungsfunktionseinheit, in diesem Fall einem Gabelstapler, zugeordnetes Steuergerät dazu ausgelegt ist, die Leistungseinheit betreffende Betriebsdaten aus einem auf dieser Einheit angeordneten ROM-Merker (ROM tag) zu lesen und die Einheit dementsprechend zu steuern. Das Steuergerät, das selbst auch auf der Leistungseinheit angeordnet ist, und das ROM wirken daher so zusammen, daß eine eigenständige Anpassungseinheit für die Leistungseinheit gebildet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine elektronische Steuervorrichtung für die Steuerung von elektrischen Leistungseinrichtungen von einer zentralen logischen Steuereinrichtung mehrere elektrische Leistungsfunktionseinheiten, eine entsprechende Anzahl von mit den jeweiligen elektrischen Leistungsfunktionseinheiten verbundenen, austauschbaren Steuereinheiten und eine entsprechende Anzahl von physisch zu den jeweiligen elektrischen Leistungsfunktionseinheiten zugeordneten und mit den jeweiligen Steuereinheiten verbundenen nichtflüchtigen Speichern, die eine logische Adresse für die Identifizierung der jeweiligen elektrischen Leistungsfunktionseinheiten bei der zentralen logischen Steuereinrichtung mittels der jeweiligen Steuereinheiten enthalten, wobei die logische Adresse für die jeweilige Steuereinheit und jede Austauschsteuereinheit zugänglich ist.
Es wird ein Motorsteuersystem bereitgestellt, das eine Steuervorrichtung wie oben dargelegt enthält, und in dem die elektrischen Leistungsfunktionseinheiten durch Elektromotoren gebildet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuersystem vorgesehen, das eine elektronische Steuervorrichtung wie oben dargelegt und die zentrale logische Steuereinrichtung enthält. Die elektrischen Leistungsfunktionseinheiten können durch Elektromotoren oder elektrische Leistungsschalter gebildet werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung, verkörpert in einem Motorsteuerzentrum, wird nun beispielhalber unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
In dieser Zeichnung ist ein Motorsteuerzentrum für die integrierte Steuerung von (in diesem Beispiel) drei Motoren M1, M2 und M3 gezeigt. Diese Motoren können von dem Steuerungszentrum und voneinander entfernt liegen. Sie werden von einer 3- Phasen-Stromquelle über Schütze 11, 21 und 31 gespeist. Die Schütze wiederum werden durch Steuereinheiten 13, 23 und 33, die als CCUs (contactor control unit, Schützsteuereinheit) bekannt sind, gesteuert. Bei einem konventionellen System dieser Art enthalten die CCUs Speicher, in die die Standortadressen, effektiv die Kennung, der jeweiligen Funktionseinheiten, in diesem Fall der Motoren M1, M2 und M3, gespeichert sind. Wenn, wie oben erklärt, eine CCU ausfällt und ersetzt wird, muß in ihr mindestens die Adresse des Motors gespeichert werden und dies ist der Umstand, unter dem Fehler, möglicherweise mit sehr ernsten Konsequenzen, auftreten können.
Bei dem Steuerzentrum der begleitenden Zeichnung werden getrennte nichtflüchtige Speicher 15, 25 oder 35 zusammen mit jeder CCU verwendet. Dieser Speicher ist physisch jeder Einrichtung statt jeder Steuereinheit zugeordnet, so daß die Steuereinheit (CCU) entfernt und ersetzt werden kann, ohne in irgendeiner Form den nichtflüchtigen Speicher zu beeinträchtigen. Die Speicher 15, 25 und 35 werden (von der Anmelderin) daher als einrichtungszugeordnete Speichermodule (Plant Associated Memory Moduls) ('PAMMs') genannt.
Eine Schnittstelle 40 trennt die dauernd einander zugeordneten Elemente zur Rechten, im wesentlichen die Funktionseinheiten M1, usw. und die PAMMs 15 usw. vom Rest der Steueranlage und insbesondere von den CCUs 13, 23 und 33.
Das PAMM (z. B. 15) für jede CCU (z. B. 13) sitzt im dem Verkabelungs-/Aufstellbereich des Motorsteuerzentrumschranks. So wie die Anlagensteuerverkabelung 42 fest ist, ist auch das PAMM fest. Das PAMM und die Steuerverkabelung sind mit der CCU über Steckverbinder (Stecker und Buchse) (17, 19, 27, 29 und 37, 39) verbunden. Dies erlaubt es, die Platte, die die CCU enthält, in der üblichen Weise für Wartung oder Reparaturen zu entfernen. Wenn die Ersatzplatte nun eingesetzt wird, wird die CCU die Adresse, den Status und die Konfiguration für diesen Standort in dem System annehmen.
Wie oben impliziert, kann der nichtflüchtige Speicher (PAMM) Daten über und oberhalb der Adresse der Funktionseinheit speichern; vorzugsweise erfolgt dies auch. Daher kann er mit der Konfiguration der Funktionseinheit und auch ihrem Status geladen werden. Die PAMM kann weiterhin andere, sich auf die Installation beziehende Parameter enthalten, d. h. eine Speicherung der im Laufe einer bestimmten Zeit aufgetreten Fehler und Betriebsmessungen und gerätespezifischen Daten (history), z. B. bezüglich Leistungsverlusten und damit verbundenen Temperaturbedingungen. All diese Daten können in den nichtflüchtigen Speicher geladen werden und, wenn die Steuereinheit in ihre Platte oder ihr Chassis eingesteckt wird, automatisch an die Steuereinheit übertragen werden.
Die Motoren in der vorliegenden Ausführungsform werden nicht, wie es zunächst erscheinen könnte, über eine weitere Steckverbindung an der Schnittstelle gespeist, sondern weisen entfernbare Anschlüsse auf, die eine semipermanente Verbindung bereitstellen.
Die Steuereinheiten 13, 23, 33 werden in Abhängigkeit von einer programmierbaren Logiksteuerung (PLC - nicht gezeigt) über eine feste Steuerverkabelung 42 gesteuert, wobei die Steuerung die Adreßinformation für jede Funktionseinheit (Motor) enthält und die ausgewählten Einheiten dementsprechend steuert und überwacht.
Es ist zu erkennen, daß die Erfindung es erlaubt, daß das Ersetzen der Steuereinheit eine einfach Wartungsmaßnahme ist, die zur Eingabe der richtigen Standortadresse in die Software der neuen Steuereinheit keine weiteren menschlichen Fertigkeiten als sonst notwendig erfordert.

Claims

1. Elektronische Steuervorrichtung für die Steuerung von elektrischen Leistungseinrichtungen von einer zentralen logischen Steuereinrichtung, enthaltend:

mehrere elektrische Leistungsfunktionseinheiten (M1, M2, M3),

eine entsprechende Anzahl von mit den jeweiligen elektrischen Leistungsfunktionseinheiten verbundenen, austauschbaren Steuereinheiten (13, 23, 33), und

eine entsprechende Anzahl von physisch zu den jeweiligen elektrischen Leistungsfunktionseinheiten zugeordneten und mit den jeweiligen Steuereinheiten verbundenen nichtflüchtigen Speichern (15, 25, 35), die eine logische Adresse für die Identifizierung der jeweiligen elektrischen Leistungsfunktionseinheiten bei der zentralen logischen Steuereinrichtung über die jeweiligen Steuereinheiten enthalten,

wobei die logische Adresse für die jeweilige Steuereinheit und eine Austauschsteuereinheit zugänglich ist.

2. Motorsteuersystem enthaltend eine elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die elektrischen Leistungsfunktionseinheiten durch Elektromotoren gebildet werden.

3. Steuersystem enthaltend eine elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und die zentrale logische Steuereinrichtung.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, bei dem die elektrischen Leistungsfunktionseinheiten durch Elektromotoren gebildet werden.

5. Steuersystem nach Anspruch 3, bei dem die elektrischen Leistungsfunktionseinheiten durch elektrische Leistungsschalter gebildet werden.