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Diese Erfindung betrifft ein zentralisiertes System zur Überwachung der Funktionen
peripherer Vorrichtungen, das insbesondere für Notbeleuchtungslampen verwendet
wird.
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Telematische Systeme verbreiten sich in zunehmendem Maß in Haushalts- und
Büroumgebungen, um Steuercodes, Daten und Informationen einer Mehrzahl peripherer
Vorrichtungen (Lampen, Fernseher, Chronothermostate, elektronische Prozessoren)
zuzuführen, deren Betrieb auf der Grundlage von zuvor von dem Benutzer
vorgegebenen Anweisungen programmiert ist oder die angeschaltet werden, wenn spezielle
Ereignisse auftreten.
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Ein Beispiel eines bekannten Signalisierungssystems ist in GB-A-2182791 offenbart.
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In dieser Hinsicht sind Vorgehensweisen bekannt, um Notlampen bei einem Ausfall
der Versorgungsspannung zu aktivieren und um Chronothermostaten,
Beleuchtungssysteme, elektronische Prozessoren und Radio- und Fernsehempfänger zu
programmieren.
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Bekannt sind auch Systeme für die Diagnose oder Selbstdiagnose des Betriebs
derartiger Installationen (die mittels Mikroprozessoren Verifikationstests an den peripheren
Vorrichtungen ausführen und die Verbindung mit einer visuellen Wiedergabe der
erhaltenen Informationen handhaben können) sowie Verfahren zur Überwachung und
Energieversorgungszentralisierung, Systeme, um den Betrieb peripherer
Vorrichtungen freizugeben und zu unterbinden und Vorgehensweisen zum ferngesteuerten
Einschalten, Ausschalten und Programmieren.
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All diese Betriebsvorgänge können an der gesamten Installation, einer vorgegebenen
Gruppe peripherer Vorrichtungen oder an jeder Vorrichtung einzeln ausgeführt
werden, um zu jedem Zeitpunkt Kenntnis von deren Zuverlässigkeit zu erhalten und
deren Wirksamkeit im Bedarfsfall zu gewährleisten. Die Ergebnisse dieser
Überprüfungen können dann mittels Hilfsvorrichtungen, die der elektronischen Steuereinheit
hinzugefügt werden können (Drucker, Prozessor, Modem), auf Papier gedruckt oder
über die Telefonleitung zugeführt werden.
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Bei normalen Systembetriebszuständen kann eine elektronische Steuereinheit mittels
periodisch ausgeführter Abfrageoperationen mit jeder peripheren Vorrichtung
kommunizieren. Wenn eine oder mehrere Vorrichtungen der Installation nicht erreicht
werden können, wird diese Abnormalität durch Wiedergabe einer Fehlernachricht auf
dem Monitor der Steuereinheit signalisiert.
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Beispielsweise offenbart Dokument GB-A-2258571 alle Merkmale des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
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Zentralisierte Funktionsüberwachungssysteme der bekannten Art nehmen jedoch,
aufgrund der Komplexität der Verkabelung, die zu den verschiedenen Vorrichtungen
die Versorgung übertragende Drähte und Busverbindungsleitungen zum Übertragen
von Informationen und Daten zwischen den Systemschaltkreisblöcken und dem
Mikroprozessor umfasst, einen Arbeitsraum ein, bei dem es vorteilhaft wäre, ihn zu
reduzieren.
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Zusätzlich machen die Komplexität der Installation und die beträchtliche Anzahl von
Verbindungsdrähten, die zwischen dem Versorgungsnetz, der Steuereinheit und den
peripheren Vorrichtungen verlegt werden müssen, eine derartige
Schaltkreisanordnung teuer, kompliziert und länglich (im Sinne der Arbeitszeit).
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein zentralisiertes System zur
Überwachung der Funktionen von peripheren Vorrichtungen bereitzustellen, das die
zuvor genannten Nachteile beseitigt, das heißt, das es ermöglicht, eine Installation in
einem kleineren Arbeitsbereich als der bekannten Technik aufgrund des Umstandes
zusammenzusetzen, dass ein kleineres Verkabelungsvolumen verwenden kann,
während gleichzeitig die Funktionen, die Verbindungen, die technische Leistung und die
Möglichkeit, das System zu erweitern, gewährleistet und aktuelle elektrische
Regelungen eingehalten werden, die typische Charakteristika bekannter zentralisierter
Systeme sind.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das genannte zentralisierte
System an vorhandenen elektrischen Installationen installieren zu können, ohne
dabei weder das System noch die vorhandene Installation modifizieren zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein zentralisiertes System zur
Überwachung der Funktionen peripherer Vorrichtungen bereitzustellen, das von einfacher
und wirtschaftlicher Bauform ist, ohne dabei komplizierte oder teure
Vorgehensweisen verwenden zu müssen, was durch Verwendung standardisierter
Schaltkreisanordnungen und bekannter elektrischer und elektronischer Komponenten erreicht
wird.
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Diese und weitere Aufgaben werden durch ein zentralisiertes System zur
Überwachung der Funktionen peripherer Vorrichtungen gemäß Anspruch 1 erreicht.
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Vorteilhafterweise umfasst das zentralisierte System der vorliegenden Erfindung eine
elektronische Steuereinheit, die den Betrieb einer Mehrzahl peripherer Vorrichtungen
elektrischer oder elektronischer Bauformen (Lampen, Chronothermostate, Fernseher,
Elektronikprozessore) überwacht, um deren Betriebszustand zu prüfen, um den
Ladungspegel intern vorhandener Speicherbatterien zu prüfen und die Freigabe oder
Sperrung ihrer Funktionen (Einschalten, Programmieren, Ausschalten) gesteuert
vorzugeben.
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Kommunikation zwischen der elektronischen Steuereinheit und den peripheren
Vorrichtungen wird erreicht, indem ein Träger zur Übertragung digitaler
Informationen und Daten über die (220 Volt-) Leitung des Versorgungsnetzes des
zentralisierten Systems verwendet wird.
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Diese Charakteristik ermöglicht es, das System zu installieren, indem die peripheren
Vorrichtungen einfach in geeignete Stromanschlüsse eingesteckt werden, ohne dass
dabei eine Kommunikationsleitung oder spezielle ausgelegte Digitalbusse ergänzt
werden müssen.
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Außerdem umfasst die elektronische Steuereinheit in sich alle
Systemsteuerfunktionen und ist in der Lage, die installierten Vorrichtungen zu erkennen, wodurch die
Konfiguration des Systems beim Einbau äußerst vereinfacht wird. In dieser Hinsicht
wird jede Vorrichtung unzweideutig identifiziert. Dies ermöglicht es, dass getrennte
Installationen und Systeme die gleiche Leitung des Versorgungsnetzes teilen können.
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Der Umstand schließlich, zum Übertragen der digitalen Signale (Informationen und
Daten) die tatsächlich vorhandenen Drähte der Leitung verwenden zu können, die
die elektrische Versorgung zu dem System überträgt, indem das bekannte Verfahren
der Trägerübertragung verwendet wird, macht die Verkabelung des gesamten
Systems einfach und die Installation der peripheren Vorrichtungen wirtschaftlich.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung und der beigefügten Zeichnung ersichtlich, die als nicht
einschränkendes Beispiel bereitgestellt ist und deren Fig. 1 ein Blockdiagramm des zentralisierten
Systems zur Überwachung der Funktionen peripherer Vorrichtungen gemäß der
vorliegenden Erfindung wiedergibt.
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In der genannten Figur gibt das Bezugszeichen 10 die elektronische Steuereinheit an,
die über die elektrische Leitung 90 des Versorgungsnetzes 30 mit einer Reihe
peripherer Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, verbunden ist, die
Chronothermostaten, Beleuchtungslampen, elektronische Prozessoren oder elektronische
Sender- oder Empfängervorrichtungen sein können. Die Anzahl der Vorrichtungen
20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F kann gemäß den Anforderungen eines Benutzers
variieren. Unter Berücksichtigung der tatsächlichen Einschränkungen, die durch die
physikalische Konstruktion des Systems und des Leistungs-Preis-Verhältnisses
repräsentiert sind, ist die maximale Anzahl von Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D,
20E, 20F, die angeschlossen werden können, jedoch auf 255 festgelegt (diese Zahl
ist mit dem Umstand verbunden, zusammen mit der Steuereinheit 10 im Rahmen
einer digitalen Signalübertragung in Bits pro Sekunde eine Zahl zu bilden, die eine
Vielfache von 2 ist). Die Steuereinheit 10 ist vorteilhafterweise mit einem
Flüssigkristallbildschirm, einem Drucker und einer Tastatur ausgestattet, die von dem Benutzer
zum Einlippen von Steuerbefehlen verwendet werden kann. Das gesamte
zentralisierte System kann in ein anderes System mit weiter reichenden Funktionen
integriert sein, um eine Fernüberwachung der peripheren Vorrichtungen 20, 20A, 20B,
20C, 20D, 20E, 20F über die Telefonleitung 40 bereitzustellen, die mit der
Steuereinheit 10 verbunden ist. Die Verbindung ist mittels zweier Anschlüsse pro serieller
Leitung (des standardmäßigen RS232-Typs) hergestellt, die an der Rückseite der
elektronischen Steuereinheit 10 angeordnet sind, die auf diese Weise mit elektronischen
Prozessoren 70 und Druckern 80 über das Modem 50, 50A kommunizieren kann.
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Die elektronische Steuereinheit 10 ist auch mit einer wiederaufladbaren Nickel-
Kadmium-Speicherbatterie ausgestattet, die beim Fehlen von Spannung an dem
Versorgungsnetz 30 für 3 Stunden Unabhängigkeit sorgt. Es sollte beachtet werden,
dass im speziellen Fall eines zentralisierten Systems zur Überwachung von
Notbeleuchtungslampen jede Lampe für eine Notbeleuchtung sorgen kann, auch wenn die
Kommunikation mit der Steuereinheit 10 unterbrochen oder Spannung an dem
Versorgungsnetz
30 fehlt (vorausgesetzt, dass die genannte Lampe nicht zuvor von der
Steuereinheit 10 in Folge eines von dem Benutzer über die Tastatur vorgegebenen
Steuerbefehls in einen nicht betriebsfähigen Zustand versetzt wurde).
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Jede periphere Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F ist mit zwei LEDs
ausgestattet, die den Betriebszustand des Systems angeben. Die erste LED (grünes
Licht) gibt das Vorhandensein von Spannung an dem Versorgungsnetz 30 an und die
zweite LED (zweifarbig) gibt den korrekten Betrieb jeder peripheren Vorrichtung 20,
20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F an, wobei Fehler bei Funktionsüberprüfungen an dem
System (durch die elektronische Steuereinheit 10 bereitgestellt) und
Kommunikationsschwierigkeiten zwischen den peripheren Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D,
20E, 20F und der Steuereinheit 10 aufgezeichnet werden.
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Das zentralisierte System arbeitet wie folgt:
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Der Benutzer installiert die Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F und die
Steuereinheit 10 in deren endgültigen Positionen und veranlasst unter Verwendung
der Tastatur der Steuereinheit 10 den Erkennungsprozess.
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In diese Hinsicht unterstützt die Steuereinheit 10 den Benutzer beim Ausführen der
erforderlichen Funktionen, indem auf dem Bildschirm Auswahlmenüs wiedergegeben
werden, die eine logische Zuordnung zwischen den Steuerbefehlen, die ausgeführt
werden können, und den zu betätigenden Tasten repräsentieren. In dieser Hinsicht
wird auf dem Schirm in Übereinstimmung mit der zu betätigenden Taste ein Name
wiedergegeben, der die Funktion angibt, mit der sie verbunden ist. Zugriff auf die
Tastatur der elektronischen Steuereinheit 10 kann für eine nicht autorisierte Person
verhindert werden, indem ein geeigneter, an der Rückseite des Gehäuses
vorhandener Kombinationsschlüssel verwendet wird. In der Steuereinheit 10 befindet sich eine
Uhr, die die von dem Benutzer eingestellte Zeit für eine 12 Monate überschreitende
Periode aufrecht erhält, wobei die Konfigurationsdaten in einem Permanentspeicher
unbestimmbar verbleiben.
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Bei Beendigung des Erkennungsprozesses (basierend auf der Übertragung digitaler
Signale mittels Trägerübertragung über die Leitung 90 des 220 Volt
Versorgungsnetzes 30), derem Ausführungsdauer von der Größe des Systems abhängt, gibt die
elektronische Steuereinheit 10 auf dem Schirm die Anzahl identifizierter peripherer
Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F und eine Liste der entsprechenden
Identifikationscodes wieder. Der Erkennungsprozess interferiert nicht mit dem Betrieb
einer bereits an der gleichen Leitung 90 des Versorgungsnetzes 30 installierten
Installation und die beim Ersetzen, Entfernen oder Hinzufügen von Vorrichtungen 20,
20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F zu einer bereits eingebauten Installation und Betreiben
involvierten Operationen ausgeführt werden, indem einfache Steuerbefehle von dem
Benutzer über die Tastatur der Steuereinheit 10 eingetippt werden.
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Die Informationen und Daten, die sukzessive zwischen der elektronischen
Steuereinheit 10 und den peripheren Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F
ausgetauscht werden (wobei wiederum eine Trägerübertragung digitaler Signale über die
Leitung 90 des 220 Volt Versorgungsnetzes 30 verwendet wird), sind für die
Implementierung der folgenden Funktionen vorgesehen:
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- Verifikation des Betriebszustandes der peripheren Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C,
20D, 20E, 20F;
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- Verifikation des Ladungszustands der Speicherbatterie; die jeder peripheren
Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F zugeordnet ist;
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- unbedingtes Einschalten von Lampen (im Fall einer Notbeleuchtungsinstallation);
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- Freigeben oder Sprerren eines Notlampenbetriebs (im Fall einer
Notbeleuchtungsinstallation).
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Es sollte angemerkt werden, dass in diesem Fall ein Notlampenbetrieb unabhängig
und auch implementiert ist, wenn die Kommunikation mit der Steuereinheit 10
unterbrochen ist, da die Trägerübertragung digitaler Signale lediglich die Verwaltung der
Notbeleuchtungsinstallation betrifft.
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Der Betriebszustand der peripheren Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F
wird von der elektronischen Steuereinheit 10 entweder automatisch oder bei der
speziellen Anforderung des Benutzers (durch Tastatursteuerbefehle) überprüft. Die
Zeitdauer zwischen zwei automatischen Verifikationstests und der Zeitpunkt, zu dem
der fest ausgeführt wird, sind Parameter, die von dem Benutzer über die Tastatur
der Steuereinheit 10 eingestellt werden.
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Beim Einstellen dieser Parameter müssen aktuelle nationale und internationale
Regelungen, die das Umfeld betreffen, in dem das System verwendet wird, beachtet
werden.
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Während des Überprüfens wird bewirkt, dass die peripheren Vorrichtungen 20, 20A,
20B, 20C, 20D, 20E, 20F für etwa eine Minute arbeiten. Die elektronische
Steuereinheit 10 erfasst beliebige Fehleranzeichen und signalisiert diese entweder auf dem
Bildschirm oder mittels Papierausdruck dem Benutzer. Das von der Steuereinheit 10
erzeugte Dokument gibt sowohl den Tag als auch den Zeitpunkt an, an dem die
Überprüfung durchgeführt wurde, den Typ eines Fehlers und die Identifikation der
Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, bei der die Abnormalität festgestellt
wurde (jede Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F wird durch eine
unzweideutige Adresse identifiziert, die deren Position relativ zu einer Referenzstelle in
einem Gesamtdiagramm der Installation identifiziert). Die gleiche periphere
Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F stellt eine lokale Angabe des Fehlers bereit,
indem sie bewirkt, dass eine rote LED blinkt.
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Die Ladungszustandsüberprüfung der Speicherbatterie, die jeder peripheren
Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F zugeordnet ist, ist bei der Ausführung mit der
Überprüfung ihres Betriebszustandes vergleichbar, erfordert aber eine längere
Ausführungsdauer, weil es erforderlich ist, zu verifizieren, dass die installierten
Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F eine Unabhängigkeit im Sinne elektrischer
Energie aufweisen, die dem Typenschild entspricht.
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Während dieses Tests befindet sich die Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E,
20F in Betrieb und ein zugeordneter Mikroprozessor überprüft den Zustand der
Speicherbatterie, wobei jede Abnormalität aufgezeichnet wird. Bei Beendigung des Tests
erhält die elektronische Steuereinheit 10 die Ergebnisse von jeder peripheren
Vorrichtung 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F und gibt diese auf dem Schirm wieder. Es
ist auch möglich, einen Papierausdruck zu erzeugen, der das Datum und den
Zeitpunkt, die gefundenen Fehler und eine Identifikation der Vorrichtungen 20, 20A,
20B, 20C, 20D, 20E, 20F zeigt, die diese hervorgerufen haben. Eine weitere visuelle
Identifikation der fehlerhaften peripheren Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D,
20E, 20F wird durch die Vorrichtungen 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F selbst
durch das Blinken der roten LED bereitgestellt. Der Benutzer kann die Frequenz der
automatischen Überprüfungen einstellen (von 1 bis 99 Wochen) und den Zeitpunkt
ihrer Ausführung oder deren unmittelbare Ausführung mittels eines geeigneten
Steuerbefehls anfordern, der in die elektronische Steuereinheit 10 einzugeben ist.
Die Charakteristika des zentralisierten Systems zur Überwachung der Funktionen
peripherer Vorrichtungen gemäß dieser Erfindung sind aus der vorherigen Beschreibung
ebenso wie ihre Vorteile ersichtlich.
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Diese umfassen insbesondere:
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- Flexibilität, Einfachheit und Geschwindigkeit der Installation und Verkabelung der
elektrischen und elektronischen Vorrichtungen, die zu dem System gehören;
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- Verringerung der Anzahl von Verbindungsdrähten verglichen mit der bekannten
Technik, da das digitale Signal über die gleiche Leitung geführt wird, die die
elektrische Versorgung zu dem System überträgt;
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- Vielseitigkeit der Systemverwendung bei vorhandenen Installationen, ohne dass
dabei Modifikationen der elektrischen Installation erforderlich sind;
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- Einfachheit der Integration mit anderen elektrischen Systemen und Zuverlässigkeit
im Sinne einer einfachen Verwendung (aufgrund des Verfahrens, installierte
periphere Vorrichtungen zu erkennen, und folglich der schnellen Konfiguration) und einer
unzweideutigen Identifikation der fehlerhaften Vorrichtung, die
Diagnosefehlernachrichten folgt;
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- Zeitersparnis beim Einbau der Installation verglichen mit der bekannten Technik;
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- Zeitersparnis bei den Vorgehensweisen, die beim Überprüfen und Überwachen der
Operation und der Unabhängigkeit der mit der Installation verbundenen
Vorrichtungen involviert sind, verglichen mit der bekannten Technik;
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- Erfüllen aktueller internationaler und nationaler elektrischer Sicherheitsregelungen;
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- niedrigere Kosten als die bekannte Technik.
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Wie bereits festgestellt, kann das zentralisierte System der vorliegenden Erfindung in
ein System mit weiter reichenden Funktionen integriert oder es kann eine
Fernüberwachung der peripheren Vorrichtungen erreicht werden, indem eine Telefonleitung
verwendet wird, die mit der elektronischen Steuereinheit verbunden ist, mit der
elektronische Prozessoren und Drucker über Modems verbunden sind.
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Schließlich können viele Modifikationen des zentralisierten Systems der vorliegenden
Erfindung vorgenommen werden, ohne dabei die Prinzipien der Neuheit der
erfinderischen Idee zu verlassen, und es ist ersichtlich, dass bei der praktischen
Implementierung der Erfindung die Materialien, Formen und Abmessungen der dargestellten
Einzelheiten anforderungsgemäß nach Belieben gewählt und durch andere technische
Äquivalente ersetzt werden können.