EP0893941B1 - Verfahren und Anlage zum Betreiben und Überwachen diskontinuierlich betriebener elektrischer Verbraucher über deren Versorgungsleitungen - Google Patents

Verfahren und Anlage zum Betreiben und Überwachen diskontinuierlich betriebener elektrischer Verbraucher über deren Versorgungsleitungen Download PDF

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EP0893941B1
EP0893941B1 EP98113454A EP98113454A EP0893941B1 EP 0893941 B1 EP0893941 B1 EP 0893941B1 EP 98113454 A EP98113454 A EP 98113454A EP 98113454 A EP98113454 A EP 98113454A EP 0893941 B1 EP0893941 B1 EP 0893941B1
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EP
European Patent Office
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voltage
operating
power
waves
information
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EP98113454A
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EP0893941A3 (de
EP0893941A2 (de
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Rolf Prof. Dr.-Ing. Grohmann
Frank Dipl.-Ing. Friedrich
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Elektrobau Oschatz GmbH and Co KG
Original Assignee
Elektrobau Oschatz GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/21—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel
    • H05B47/22—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel with communication between the lamps and a central unit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission

Definitions

  • the invention relates both to a method and a system or a circuit arrangement with or the consumer to be discontinued, in particular lighting devices, control and monitor to let.
  • the invention is particularly suitable for urban or street lighting systems in which Daily recurring periods are present in which all consumers, in particular all lighting equipment, are switched off.
  • Street lighting systems usually belong Relatively many single lights, the different Locations of the city are arranged. Dependent on the place of installation As a rule, different requirements arise in terms of brightness and brightness during the lighting time. For example, it may be in Residential areas may well be desirable, the brightness of the Street lighting in certain periods, for example after 24 o'clock, to lessen. On the other hand it can busy intersections or elsewhere be quite appropriate, the lighting always with full To operate power. In addition, areas can occur in which the lighting is only in shortened or restricted Is to operate periods.
  • the lamps of a street lighting according to the special requirements to be able to control.
  • Existing cable networks carry that but usually not bill.
  • the street lighting will divided into more or less large areas by a central control room or an automatic switch be switched on and off.
  • the individual consumers are on the lines of a supply network connected in parallel with each other. With the switching of a Circuit will thus all consumers simultaneously on or off. Separate control lines, with which individual consumers are addressed individually could be, especially in Altinstallationen in the Usually not available.
  • Street lighting usually contains discharge lamps, the already in the absence of a single mains voltage half-wave extinguished. After extinguishing need Discharge lamps usually take a few minutes to get them have ignited again and shine with full power. The temporary extinction of street lighting can but can not be accepted.
  • DE 44 13 513 A1 discloses a method and a Device for controlling and monitoring electrical Consumers known in DC networks.
  • the to DC power supply used source of power has on the output side electronic switches with which the voltage supply to the consumer briefly interrupted can be. Through a series of short-term Power interruptions will be the desired consumer told what action to take. Is the Consumer is a stepper motor, it will increase the number of notified steps to be followed, which then after End of the power interruptions.
  • This principle finds its limits when the end the operation or action of the consumer at the time his programming is not yet predictable and get another transfer of information during the Operation of the consumer forbids. For example, can usually can not be accurately predicted when a Turn off street lighting. This depends on the Lighting conditions, which vary depending on the weather.
  • From DE-A-41 36 673 is a light switch with a Pulse generator known to the multiple lamps or groups of lamps can be assigned.
  • the lamps or groups of lamps contain electronic modules that the number of Pulses that the pulse generator immediately at power give, count by the number of pulses one activate selected lamp or lamp group.
  • the Signal transmission takes place in each case when switching on a desired lamp or group of lamps, i. even if already burning other lamps or groups of lamps.
  • These Type of lamp selection for switching on and off is suitable not for lighting systems, the high-pressure gas discharge lamps contain. Hidden impulses would be here for Extinguishing already burning high pressure gas discharge lamps to lead.
  • EP-A-0 038 877 also discloses the transfer data during operation of a lamp. To do this Parts of a half-wave or whole half-waves or wave trains hidden. Within these power interruptions so generated for example, information transmitted by means of a high-frequency signal.
  • US-A-5 107 184 discloses the controller a lamp ballast with regard to lamp brightness by hiding operating voltage pulses. This method is not suitable for controlling High-pressure gas discharge lamps because they are sensitive to Voltage fluctuations or interruptions react.
  • WO-A-97/06655 discloses a ballast which during operation by influencing individual half-waves dimmed or otherwise influenced. This is also apparent from US-A-4,348,582.
  • the information transmission made over the wires, over the the operating power (AC operating voltage) to the individual consumers in the network is limited to periods in which all consumers are switched off or switched off can. These periods, so-called breaks, are in street lighting, for example, times of day, too which the existing natural lighting with security No additional artificial lighting required. there is ensured by appropriate circuitry measures, that the transmission of information from permanent to be operated lighting systems, for example Illuminations in tunnels or underpasses, separated and is kept away.
  • pauses allow encryption the information to be transmitted by lowering or Hiding individual half-waves or half-wave groups.
  • the network is essentially at this time idle. Consumers, usually one are mixed ohmic-inductive load, are switched off. As a result, the voltage conditions are also in extended networks relatively well manageable and the Hiding individual voltage half-waves or periods can be done low power.
  • the information is preferably as a binary signal transmit, wherein a binary value, for example by a or more lowered voltage half-waves and another Binary value due to one or more unchanged voltage half-waves be marked.
  • a binary value for example by a or more lowered voltage half-waves and another Binary value due to one or more unchanged voltage half-waves be marked.
  • an odd Number of voltage half-waves preferably one only hide, with after each hide one even number of unchanged half-waves is sent.
  • the other binary value is then preferred also by an even number of voltage half-waves characterized. This causes hidden Voltage halfwaves always alternate in polarity. With any binary sequence is achieved the hidden ones that identify a particular binary value Voltage half-waves (these indicate either Zero or one) are alternately positive and negative. On this way, DC components in the network suppressed.
  • the number of for a binary value influenced voltage halfwaves One smaller than the number of unaffected halfwaves for the other binary value.
  • the voltage and time window is preferably placed in such a period in which the effect of the influence, in particular suppression, the half-wave of the AC mains voltage best detectable is.
  • the time window preferably immediately after the next expected peak value of the mains voltage placed.
  • These time windows can be determined by voltage zero crossings the AC mains voltage are detected.
  • capacitive networks can have individual zero crossings fail or be delayed greatly. This is especially true for zero crossings before hidden voltage periods. In this case, as the zero crossing time preferably the time taken for the zero crossing would have been expected.
  • the zero crossings can be generated by a generator, which is used by the actually existing zero crossings synchronized becomes. This generator can in a microprocessor software will be realized.
  • At least some consumers switch-on and other Information such as times when the Performance is to be reduced or increased, or interim shutdown and reconnect times, but not Transmit end times.
  • the lighting works thus in the dark timergesteurt (programmatically) during the beginning and end of the entire operating cycle ambient light-controlled (event-controlled). On This way will prevent a lighting switches off programmatically, although the natural brightness, For example, due to dense clouds, not sufficient.
  • the shutdown of all consumers for example simply by switching off the mains AC voltage respectively.
  • the control of the consumers (lamps) is thus mixed by transmitted information and by switching off the transmitted power.
  • the system is preferably hierarchically structured.
  • individual consumers are assigned several addresses.
  • each consumer has a single address, via which he can be addressed separately is.
  • consumer groups can have group addresses be associated with which consumers as a group can be addressed.
  • the consumers preferably via a common address in total accessible, for example, all consumers at the same time to turn on or one and the same information to be able to transfer all consumers. With it reduced the effort to transfer information considerably. For example, all consumers, one and the same On and off time and same other conditions to be grouped together. This applies, for example, to the illumination of a square, a shopping arcade, a street train or a Crossing or several intersections.
  • control signals via the existing power line to slave modules sent, which are present in all consumers. Consumers are via individual and group addresses of Master module from unidirectionally addressable.
  • the information transfer takes place preferably by hiding or changing half-waves while selected Periods, especially during breaks.
  • a lighting system 1 is schematized illustrates to which a three-phase line network 2 belongs. This will be from a not further illustrated Power source 3, for example a transformer station, via a serving for switching lights 4 Master module 5 fed.
  • Power source 3 for example a transformer station
  • Master module 5 fed.
  • the switch unit 6 contains electronic controllable valves or switches, for example triacs, can switch the individual half-waves.
  • the consumer 4 for example switched against a neutral wire N.
  • a slave module 12 is connected upstream, in turn connected to one of the phase lines L1 *, L2 *, L3 * is, which are controlled via the switching unit 6.
  • the Phase lines L1 *, L2 *, L3 * carry AC operating voltage and feed the slave modules 12 with this. Furthermore carry information from the slave modules 12 be read and at least to turn on the consumer 4 can lead.
  • Fig. 2 is the hierarchical order of Appendix 1 seen.
  • the master module 5 transmits over the phase lines L1 *, L2 *, L3 * network synchronous information to the Slave modules 12, which have different individual addresses can.
  • the slave modules 12 can not Send information back so that both the information flow as well as the energy flow is unidirectional.
  • the individual address of each slave module is hardware-technical established.
  • the individual address can by Wire bridges or switches adjustable or in one stored electronic memory.
  • the group addresses, the selected slave module groups are software addresses, preferably programmable, if necessary also remote programmable are. If necessary, the group addresses like the Individual addresses also set or fixed by hardware become. It is more advantageous, however, this through Set the programming of the individual slave modules whereby after construction and installation of the lighting system 1 without manual access to individual slave modules 12 this software address can be assigned. These are addressed on the basis of their individual address, after which the software address is communicable.
  • the master module 5 and a slave module 12 are shown in FIG. 3 separately illustrated.
  • the master module 5 is input side with a feeding AC or three-phase network N, L1, L2, L3 and via this with the energy source 3 (Fig. 1) connected.
  • the master module 5 via the line network N, L1 *, L2 *, L3 * with inputs of the Slave modules 12 connected.
  • a light sensor 14 which is connected to a control input of the Master module 5 is connected.
  • Centerpiece of the Master Module 5 is a computer module 15 that receives signals from a real-time clock 16, of voltage sensors 17, for example, the monitor lines L1 *, L2 *, L3 *, and get current sensors 18 that are in just this Lines capture the currents. Belongs to the master module 5 also a power supply module 19, the operating voltage for all modules of the master module 5 provides.
  • the computer module 15 controls a main switch 21, which in a power path 22 between the network N, L1, L2, L3 and the network N, L1 *, L2 *, L3 * is located.
  • the main switch 21 are a power section 23 and a parallel switch 24 connected downstream.
  • the power section 23 contains electronic controllable switches (valves, triacs) that when not be ignited, can hide individual network half-waves. Parallel to this, the parallel switch 24 is arranged, for example, a three-phase contactor for bridging contains the triacs.
  • the slave modules 12 each have a programmable Circuit 26, which from a power supply 27th is powered and operates a switching unit 28, the On and off the consumer 4, for example Gas discharge lamps 4, serves.
  • the programmable circuit 26 and controlled by this switching unit 28th can be constructed as shown in FIG. After that, the programmable Circuit 26 through a Einchipmikrorechner 31 be formed, the input side to the power network N, L1 *, L2 *, L3 * is connected. To capture Net zero crossings can in this case the illustrated in Fig. 5 Serve circuit.
  • the single-chip microcomputer 31 is with a dedicated input to the output of a Zero crossing detector circuit 32 connected. To this includes a Grfordmaschine 33, the input side a corresponding phase line L1 *, L2 * or L3 * connected is.
  • the master module 5 takes over the power control and functional control of the resources, i. the consumer 4 and can therefore also as Powercontrol- and Service Manager (PCS Manager).
  • PCS Manager Powercontrol- and Service Manager
  • the slave module can also be called a PCS controller.
  • Fig. 4 are on the Einchipmikrorechner 31 on the output side, a relay 35, the Power flow controls the consumer 4, as well as a triac 36 or another electronic switch, with the power of the consumer 4 influenced is.
  • This is a corresponding ballast 37 upstream, which is a power switching allowed.
  • slave module 12 (PCS controller) shown in FIG. takes over the Einchipmikrorechner 31 except the Control of the relay 35 and the triac 36, the signal evaluation and signal storage to the consumer 4 after switching on self-sufficient without further programming through the PCS manager.
  • In the present embodiment is a street lighting system based on, based on their local situation and the existing municipal functional units into five groups. These are Road junction, main street, side street, theater square and school. This results in five software addresses, to realize with them different lighting tasks are. In other words, all consumers are 4 each assigned to one of the five groups, all of them Consumers of the respective group the same software address exhibit.
  • the intersection areas are assigned to the group address 1 of the highest priority.
  • the associated group consumers 4 are a * t up from work over the entire switching time of t at full power.
  • the group address is 1.
  • the second highest priority is the main road and assigned to the school. These therefore receive the group or software addresses 2 and 3.
  • the consumers of the group address 2 shine over the entire time, with between 22.oo h and 2.oo h reduced-power operation is set or programmed.
  • the consumers of Group address 3 are meanwhile switched off, whereby before and after in a reduced performance Go over to operation.
  • the computer module 15 of the PCS manager at time t a, the front of a switch-on time t a * (Fig. 6), or a time point E a (Fig. 7) either by agreement between the programmed time and the real time clock 16, or triggered by a signal from the light sensor 14 indicating that the existing brightness has fallen below or approaches a threshold G ( Figure 7).
  • the computer module 15 if it has been triggered by a sensor signal, checks whether twilight is to be expected according to the time of day. If yes includes the computer module 15 to a in Fig. 6, indicated at time t on the main switch 21 and checks the terminal voltages by the voltage sensor 17.
  • the single-chip microcontrollers 31 After closing of the main switch 21 and through-connection of the power unit 23 is initially operating voltage to the PCS controllers 12 are provided. As a result, the single-chip microcontrollers 31 perform a power-on reset while blocking the outputs via the relay 35 and the triac 36. Thereafter, the single-chip microcomputer 31 waits for the signals sent from the PCS manager 5.
  • the PCS manager 5 If the PCS manager 5 does not detect any irregularities in the operating voltage and the operating currents when the lighting system is switched off, it opens the initially closed parallel switch 24 and transmits with the power unit 23 all programming commands stored in its program memory to all groups or software addresses.
  • the programming commands include information about the on-time E a and other group-specific on and off times as well as group-specific start and end times for phases with reduced-power operation.
  • the Power section 23 connected to the downstream network L1 *, L2 *, L3 * reaching AC voltage, as explained later, so modulates that the slave modules 12 or PCS controller the required operating information received.
  • group addresses set in a programming, preferably already made and not changed be successively, the group addresses and the associated data sent. For example, be first sent the group address 1, causing all slave modules 12 Group 1 and the following Data stream received. Thereafter, the group address becomes 2 sent, after which their slave modules through a data stream be programmed. This process continues until all group addresses have been processed.
  • the slave modules 12 are now in timer mode. In this they are not further on signal reception, but work unaffected from the outside, in a way self-sufficient, you have received Time program.
  • the PCS controllers 12 carry the im Single-chip microcomputer 31 stored time and RAM Command sequences such that the relay 35 and the triac 36 the connected lights 4 in the operating states switch "on", "off” or "reduced power". Of the Timer mode is retained until the timer program has been processed, the operating voltage is switched off or a new power-on reset takes place.
  • the switching off of the operating voltage for the end shutdown of the lighting system is preferably carried out as a function of the existing natural brightness. If this reaches the limit value G in the morning, as shown in FIG. 7, this is detected by the computer module 15 on the basis of the signal of the light sensor 14. The computer module 15 then opens the main switch 21 and / or the power unit 23 and the parallel switch 24. The consumer 4 are thereby at the time A a dead.
  • brightness values may also occur during the day which are below the limit value G and require additional illumination. If such an event occurs before 4.00 pm or any other time-dependent time limit Z, the computer module recognizes that it is an "unscheduled" twilight or darkness and not the onset of the night. The consumers are therefore turned on at the time E b unprogrammed by the model module 15 sends the command address, which responds to all slave modules 12, and subsequently a power-on command. At the end of the dark phase, the computer module 15 detects the reaching or exceeding of the brightness limit value G with the light sensor 14 and switches off the consumers 4 again.
  • the signal transmission works as follows:
  • the information transfer from the master module 5 to the slave modules 12 takes place during the break in operation, i.e. when switched off consumers 4 as shown in FIG the alternating voltage present on a line (underground network) are used to identify the binary value "High" (logical "1") voltage half-waves are hidden. Preferably while only a single half-wave hidden, However, if necessary, several, preferably one odd number are hidden.
  • On the sent logical "1" (hidden half wave) follows an unchanged one Voltage period, which has no information content wearing. After this voltage period, for example, becomes a logical "O" sent, resulting in an unchanged voltage period is signaled.
  • the next logical "1" is turn a hidden half-wave, which now due the meantime transmitted even number of Half-waves is a hidden negative half-wave, while the first sent logical "1" is a hidden one positive half-wave was.
  • the inserted voltage period serves, also at longer sequences of logical ones a synchronization the slave module 12 to reach the AC line voltage and a non-zero voltage RMS value transferred as well as power supply to the slave modules 12 to to reach.
  • FIG. 10 The detection of the hidden or attenuated voltage half-waves takes place as shown in FIG. 10 or 11.
  • FIG. 10 voltage profiles in a mainly ohmic-inductive network are plotted over time t. If, after a few voltage halfwaves have been transmitted, a voltage half-wave is faded out from a time t 0 , the existing currents I are not zero at this time because of the phase offset between current and voltage. By induction effect on the existing inductors thus results in a voltage waveform with a true zero crossing.
  • the circuit according to FIG. 5 derives therefrom U SYNC , which identifies the zero crossings and represents an evaluable image of the mains voltage.
  • t 2 within the hidden half-wave can therefore be checked whether the existing voltage is below a limit U S or outside a predetermined voltage window. If this is the case, the examined half wave is detected as hidden.
  • the situation is different in a capacitive network.
  • This is, for example, an extensive cable network that operates essentially at idle.
  • the conditions are indicated in FIG. 11. If the network half-wave is suppressed at a time t 0, the thyristors or triacs of the power unit 23 become high-impedance for this purpose. They essentially extinguish at the zero crossing of the current when it falls below the holding current value of the respective thyristor or triac.
  • the master module 5 is thus relatively high-impedance on the output side.
  • the present at the loads or slaves 12 voltage can now, as indicated by the voltage waveform on the line L1 *, only relatively slowly decay.
  • the decay can be accelerated if the power unit 23 produces a lead-off connection, for example, to the neutral conductor N. This can be done with a resistance to the neutral and / or via suitable switch. Nevertheless, a certain time remains from t 0 , in which the decaying voltage is not zero. However, the amount of decaying voltage in the time window t 1 , t 2 has fallen below the magnitude of the threshold voltage, so that the hidden mains half-wave is recognized as such.
  • the zero crossing t 0 at the slave module 12 can not be recognized as a voltage zero crossing when the mains half-waves are hidden, as can be seen from FIG. 11.
  • the slave module 12 must poll the time window t 1 , t 2 at a fixed distance from the zero crossing t 0 .
  • the circuit of FIG. 5 serves this purpose. Via the Graetz bridge 33 and the downstream network, pulses are generated at each regular zero crossing in which the voltage, which is otherwise limited to Z voltage, becomes zero for a short time.
  • the microprocessor 31 recognizes these zero crossings on the basis of the short zero pulses.
  • each detected zero crossing determines on the basis of the known duration of a network half-wave the next time at which the next zero crossing is to be expected. If such a zero crossing does not occur, after a short tolerance period of, for example, 100 ⁇ s, a zero crossing event t 0 is assumed and a timer is started which runs for a few milliseconds up to t 1 . If t 1 is reached, the time window begins in which the existing voltage is examined for whether it falls below the threshold voltage U S.
  • a service interval is processed with each single defective slave module 12 or any defective consumer 4 can be detected.
  • the operating mode service operation differs from timer operation in that the sending of the timer command sequence is omitted and exclusively the command address sent with a service command becomes.
  • all Luminaires 4 are switched on and off briefly one after the other.
  • the current sensors 18 (FIG. 3) determine whether and how much power is fed into the grid L1 *, L2 *, L3 * and thus how much power the relevant slave module 12 and the concerned consumers 4.
  • the current sensor 18 can thus simply the function of the lamp as a yes-no-Aaussage be determined.
  • a Operating state is the service at the hardware address intended.
  • the hardware address single address
  • the addressed slave module 12 switches the assigned and via the hardware address addressed light 8 via the Relay 35 in the on state until the PCS manager 1 a power-on reset is triggered.
  • the computer module In this Time, the computer module 15, the current profile of the lamp accurately measure and evaluate.
  • the results can be sent to a serial or at a parallel interface provided and additionally or alternatively in a memory filed or otherwise displayed. Moreover, it is a special test of individual consumers 4 and slave modules 12 possible. For example, by sending the command address, the single or hardware address and a third command codes a check of other functions of the Slavemodule 12, for example, the ability to reduce power possible. By applying the test modes mentioned is a complete check of all connected equipment possible. In the service interval, it is recommended that the individual Switch on and off consumers 4 only briefly, by the total time of the service interval at the maximum Hardware address count to a reasonable amount of time too limit.
  • a security feature can also provided that all consumers turn on 4, if after expiration of a waiting time (eg 5 min.) after the Switching on the mains voltage no meaningful or recognizable Command sequences have been sent.
  • the operating regime can be modified to that effect be that each slave module 12 after successful Programming by a command individually in the Timer mode changes.
  • the master module must be programming Make sure that until reaching the programmed Switch on the programming of the remaining other slave modules 12 completed with certainty is.
  • a facility for operating multiple distributed Consumer 4, for example, a street lighting system 1, has a central master module 5, each consumer 4 has a slave module 12.
  • the master module 5 is used to program the slave modules 12, which after successful programming the individual consumers 4 control independently.
  • the programming of the slave modules 12 takes place during breaks with consumers switched off 4 by modulation of the AC operating voltage.
  • the Modulation preferably includes hiding individual or more halfwaves to identify a Binary value during low or unchanged halfwaves mark another binary value. On hidden halfwaves preferably follows a filling period without information content, the maintenance of the operating voltage and enabling the synchronization of the slave modules 12 serves.

Description

Die Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren als auch eine Anlage bzw. eine Schaltungsanordnung, mit dem bzw. der sich diskontinuierlich zu betreibende Verbraucher, insbesondere Beleuchtungseinrichtungen, steuern und überwachen lassen. Die Erfindung ist insbesondere für Stadt- oder Straßenbeleuchtungsanlagen anwendbar, bei denen täglich wiederkehrend Zeiträume vorhanden sind, in denen alle Verbraucher, insbesondere alle Beleuchtungseinrichtungen, abgeschaltet sind.
Zu Straßenbeleuchtungsanlagen gehören in der Regel relativ viele Einzelleuchten, die an unterschiedlichen Stellen der Stadt angeordnet sind. Abhängig vom Aufstellort ergeben sich in der Regel unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Helligkeit sowie des Helligkeitsverlaufs während der Leuchtzeit. Beispielsweise kann es in Wohngebieten durchaus erwünscht sein, die Helligkeit der Straßenbeleuchtung in bestimmten Zeiträumen, beispielsweise nach 24 Uhr, zu vermindern. Dagegen kann es an verkehrsreichen Kreuzungen oder an anderweitigen Stellen durchaus zweckmäßig sein, die Beleuchtung stets mit voller Leistung zu betreiben. Außerdem können Gebiete vorkommen, in denen die Beleuchtung nur in verkürzten oder eingeschränkten Zeiträumen zu betreiben ist.
Es ist deshalb zu wünschen, die Lampen einer Straßenbeleuchtung den speziellen Anforderungen entsprechend steuern zu können. Vorhandene Leitungsnetze tragen dem jedoch meist nicht Rechnung. Die Straßenbeleuchtung wird in mehr oder weniger große Gebiete aufgeteilt, die von einer zentralen Warte oder einem automatischen Schalter ein- und ausgeschaltet werden. Die einzelnen Verbraucher (Leuchten) sind an den Leitungen eines Versorgungsnetzes zueinander parallelgeschaltet. Mit dem Schalten eines Stromkreises werden somit alle Verbraucher gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet. Gesonderte Steuerleitungen, mit denen einzelne Verbraucher individuell angesprochen werden könnten, sind insbesondere bei Altinstallationen in der Regel nicht vorhanden.
Aus der DE 706 270 ist ein Verfahren bekannt, über Netzleitungen Information zu Verbrauchern zu übertragen. Um dies zu bewirken, wird die Kurvenform der Netzspannung verändert. Gegebenenfalls werden ganze Netzspannungshalbwellen ausgeblendet.
Straßenbeleuchtungen enthalten in der Regel Entladungslampen, die bereits bei Fehlen einer einzigen Netzspannungshalbwelle verlöschen. Nach dem Verlöschen benötigen Entladungslampen in der Regel einige Minuten, bis sie wieder gezündet haben und mit voller Leistung leuchten. Das zeitweilige Verlöschen von Straßenbeleuchtungen kann jedoch nicht hingenommen werden.
Eine weitere Problematik bei ausgedehnten elektrischen Anlagen, insbesondere Straßenbeleuchtungen, liegt in dem gemischt ohmsch-induktiv-kapazitiven Verhalten des Netzes. Lange Kabelstrecken stellen beträchtliche Kapazitäten dar, während die Last meist gemischt ohmsch-induktiv ist. Werden an dem Einspeisepunkt, an dem in das Netz Leistung eingespeist wird, Spannungshalbwellen ausgeblendet, kann der Spannungsverlauf an jedem einzelnen Verbraucher nicht einheitlich präzise vorhergesagt werden. Es können sich dadurch Probleme mit der Übertragungssicherheit der Daten ergeben.
Aus der DE 44 13 513 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ansteuerung und Überwachung von elektrischen Verbrauchern in Gleichstromnetzen bekannt. Die zur Speisung des Gleichstromnetzes verwendete Speisequelle weist ausgangsseitig elektronische Schalter auf, mit denen die Spannungszufuhr zu dem Verbraucher kurzzeitig unterbrochen werden kann. Durch eine Folge von kurzzeitigen Spannungsunterbrechungen wird dem gewünschten Verbraucher mitgeteilt, welche Aktion er ausführen soll. Ist der Verbraucher ein Schrittmotor, wird ihm die Anzahl der auszuführenden Schritte mitgeteilt, die dieser dann nach Ende der Spannungsunterbrechungen ausführt.
Dieses Prinzip findet seine Grenzen, wenn das Ende des Betriebs oder der Aktion des Verbrauchers zum Zeitpunkt seiner Programmierung noch nicht vorhersehbar ist und sich eine weitere Informationsübertragung während des Betriebs des Verbrauchers verbietet. Beispielsweise kann in der Regel nicht genau vorhergesagt werden, wann eine Straßenbeleuchtung auszuschalten ist. Dies hängt von den Beleuchtungsverhältnissen ab, die wetterabhängig schwanken.
Aus der DE-A-41 36 673 ist ein Lichtschalter mit einem Impulsgenerator bekannt, dem mehrere Lampen oder Lampengruppen zugeordnet werden können. Die Lampen bzw Lampengruppen enthalten Elektronikmodule, die die Anzahl von Impulsen, die der Impulsgenerator unmittelbar beim Einschalten abgibt, zählen, um anhand der Impulszahl eine ausgewählte Lampe oder Lampengruppe zu aktivieren. Die Signalübertragung erfolgt jeweils beim Einschalten einer gewünschten Lampe oder Lampengruppe, d.h. auch dann wenn bereits andere Lampen oder Lampengruppen brennen. Diese Art der Lampenauswahl zum Ein- und Ausschalten eignet sich nicht für Beleuchtungsanlagen, die Hochdruckgasentladungslampen enthalten. Ausgeblendete Impulse würden hier zum Verlöschen bereits brennender Hochdruckgasentladungslampen führen.
Die EP-A-0 038 877 offenbart ebenfalls die Übertragung von Daten während des Betriebs einer Lampe. Dazu werden Teile einer Halbwelle oder ganze Halbwellen bzw. Wellenzüge ausgeblendet. Innerhalb dieser so erzeugten Spannungsunterbrechungen werden Informationen beispielsweise mittels eines Hochfrequenzsignals übertragen.
Des Weiteren offenbart die US-A-5 107 184 die Steuerung eines Lampenvorschaltgeräts hinsichtlich der Lampenhelligkeit durch Ausblenden von Betriebsspannungsimpulsen. Dieses Verfahren eignet sich nicht für die Steuerung von Hochdruckgasentladungslampen, weil diese empfindlich auf Spannungsschwankungen oder Unterbrechungen reagieren.
Die WO-A-97/06655 offenbart ein Vorschaltgerät, das während des Betriebs durch Beeinflussung einzelner Halbwellen gedimmt oder sonstwie beeinflusst werden kann. Dies geht auch aus der US-A-4 348 582 hervor.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung zu schaffen, in der Verbraucher ohne Zuhilfenahme von gesonderten Signalübertragungsleitungen fernsteuerbar oder fernprogrammierbar sind.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 sowie mit der Anlage nach Anspruch 7 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Informationsübertragung über die Leitungen vorgenommen, über die die Betriebsleistung (Betriebs-Wechselspannung) zu den einzelnen Verbrauchern in dem Netz übertragen wird. Die Informationsübertragung zu den Verbrauchern bzw. dort angeordneten speziellen Empfängern, sogenannten SlaveModulen, wird auf Zeiträume begrenzt, in denen alle Verbraucher ausgeschaltet sind oder ausgeschaltet werden können. Diese Zeiträume, sogenannte Betriebspausen, sind bei Straßenbeleuchtungen beispielsweise Tageszeiten, zu denen die vorhandene natürliche Beleuchtung mit Sicherheit keine zusätzliche künstliche Beleuchtung erfordert. Dabei wird durch geeignete schaltungstechnische Maßnahmen sichergestellt, dass die Informationsübertragung von permanent zu betreibenden Beleuchtungsanlagen, beispielsweise Beleuchtungen in Tunneln oder Unterführungen, getrennt und ferngehalten wird.
Die Beschränkung der Informationsübertragung ausschließlich auf Betriebspausen gestattet den sicheren flacker- und flimmerfreien Betrieb einzelner Leuchten. Insbesondere wird sichergestellt, dass die Netzspannung in erforderlicher Höhe kontinuierlich an den einzelnen Verbrauchern anliegt. So wird vermieden, dass diese unbeabsichtigt verlöschen und erst wieder gezündet werden müssen, was zu einem temporären Ausfall der betreffenden Leuchte führt.
Die Beschränkung der Informationsübertragung auf Betriebspausen ermöglicht andererseits die Verschlüsselung der zu übertragenden Information durch Absenken oder Ausblenden einzelner Halbwellen oder von Halbwellengruppen. Das Netz befindet sich zu diesem Zeitraum im Wesentlichen im Leerlauf. Die Verbraucher, die in der Regel eine gemischt ohmsch-induktive Last darstellen, sind abgeschaltet. Dadurch werden die Spannungsverhältnisse auch in ausgedehnten Netzen relativ gut überschaubar und das Ausblenden einzelner Spannungshalbwellen oder Perioden kann leistungsarm erfolgen.
Die Information wird vorzugsweise als Binärsignal übertragen, wobei ein Binärwert beispielsweise durch ein oder mehrere abgesenkte Spannungshalbwellen und ein anderer Binärwert durch ein oder mehrere unveränderte Spannungshalbwellen gekennzeichnet werden. Hier hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, beispielsweise eine ungerade Anzahl von Spannungshalbwellen, vorzugsweise eine einzige auszublenden, wobei nach jedem Ausblenden eine gerade Anzahl von unveränderten Halbwellen gesendet wird. Außerdem ist der jeweils andere Binärwert dann vorzugsweise ebenfalls durch eine gerade Anzahl von Spannungshalbwellen gekennzeichnet. Dies führt dazu, dass ausgeblendete Spannungshalbwellen in der Polarität immer abwechseln. Bei einer beliebigen Binärfolge wird erreicht, dass die einen bestimmten Binärwert kennzeichnenden ausgeblendeten Spannungshalbwellen (diese kennzeichnen entweder Null oder Eins) abwechselnd positiv und negativ sind. Auf diese Weise werden Gleichspannungsanteile in dem Netz unterdrückt. Vorzugsweise ist jedenfalls die Anzahl der für einen Binärwert beeinflussten Spannungshalbwellen um Eins kleiner als die Anzahl der unbeeinflussten Halbwellen für den anderen Binärwert.
Obwohl auch eine lediglich graduelle Beeinflussung der Spannungswerte der Halbwellen zum Kennzeichnen bestimmter Binärwerte möglich ist, wird es als vorteilhaft angesehen, für den einen Binärwert Spannungshalbwellen ganz auszublenden, während Spannungshalbwellen des anderen Binärwerts unverändert belassen werden. Die Informationscodierung kann auf diese Weise einfach durch in der Leitung liegende elektronische Schalter erreicht werden.
Seitens der Verbraucher wird, sobald der betreffende Verbraucher nicht eingeschaltet ist, die Netzspannung auf ausgeblendete Halbwellen überwacht. Zur Erkennung ausgeblendeter oder abgeschwächter Halbwellen sind Spannungs- und Zeitfenster festgelegt. Das Spannungs- und Zeitfenster wird vorzugsweise in einen solchen Zeitraum gelegt, in dem die Wirkung der Beeinflussung, insbesondere Ausblendung, der Halbwelle der Netzwechselspannung am besten erfassbar ist. Dazu wird das Zeitfenster bevorzugt unmittelbar nach den nächsten zu erwartenden Scheitelwert der Netzspannung gelegt. Diese Zeitfenster können an Hand der Spannungsnulldurchgänge der Netzwechselspannung erfasst werden. Bei kapazitiven Netzen können jedoch einzelne Nulldurchgänge ausfallen oder stark verzögert werden. Dies gilt insbesondere für Nulldurchgänge vor ausgeblendeten Spannungsperioden. In diesem Fall wird als Nulldurchgangszeitpunkt vorzugsweise der Zeitpunkt angenommen, für den der Nulldurchgang zu erwarten gewesen wäre. Die Nulldurchgänge können mit einem Generator erzeugt werden, der von den tatsächlich vorhandenen Nulldurchgängen synchronisiert wird. Dieser Generator kann in einem Mikroprozessor softwaretechnisch realisiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden zumindest einigen Verbrauchern Einschaltzeitpunkte und sonstige Informationen, wie beispielsweise Zeitpunkte, zu denen die Leistung vermindert oder erhöht werden soll, oder Zwischenabschalt- und Wiedereinschaltzeitpunkte, nicht aber Endabschaltzeitpunkte übertragen. Die Beleuchtung arbeitet somit bei Dunkelheit timergesteurt (programmgesteuert) während Anfang und Ende des gesamten Betriebszyklusses umgebungslichtgesteuert (ereignisgesteuert) erfolgt. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich eine Beleuchtung programmgesteuert abschaltet, obwohl die natürliche Helligkeit, beispielsweise infolge dichter Bewölkung, nicht ausreicht. Das Abschalten aller Verbraucher kann beispielsweise einfach durch Ausschalten der Netzwechselspannung erfolgen. Die Steuerung der Verbraucher (Lampen) erfolgt somit gemischt durch übertragene Information und durch Abschalten der übertragenen Leistung.
Die Anlage ist vorzugsweise hierarchisch gegliedert. Dazu sind einzelnen Verbrauchern mehrere Adressen zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform weist jeder Verbraucher eine Einzeladresse auf, über die er gesondert ansprechbar ist. Außerdem können Verbrauchergruppen Gruppenadressen zugeordnet sein, mit denen die Verbraucher als Gruppe angesprochen werden können. Schließlich sind die Verbraucher vorzugsweise über eine gemeinsame Adresse insgesamt ansprechbar, um beispielsweise alle Verbraucher zugleich einschalten zu können oder ein und dieselbe Information an alle Verbraucher übertragen zu können. Damit reduziert sich der Aufwand zur Informationsübertragung erheblich. Beispielsweise können alle Verbraucher, die ein und dieselbe Ein- und Ausschaltzeit sowie gleiche sonstige Bedingungen aufweisen, zu einer Gruppe zusammengefasst sein. Dies gilt beispielsweise für die Beleuchtung eines Platzes, einer Einkaufspassage, eines Straßenzugs oder einer Kreuzung bzw. mehrerer Kreuzungen.
Neben dem definierten Ein- und Ausschalten sowie der Leistungsreduzierung ist eine Funktionsprüfung angeschlossener Verbraucher (z.B. Hochdruckentladungslampen) möglich. Die Funktionstüchtigkeit kann überwacht und protokolliert werden. Mit der exakten Steuerbarkeit der Beleuchtungsanlage lassen sich erhebliche Energieeinsparungen und somit letztendlich auch eine Reduktion der CO2-Emission erreichen. Außerdem ist es möglich, durch Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Leuchten die Sicherheit im Verkehrsbereich zu erhöhen und den mit turnusmäßigen Wartungsarbeiten verbundenen Aufwand zu reduzieren.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage werden in einem strahlenförmigen Netz, ausgehend von einem Mastermodul, Steuersignale über die vorhandene Netzleitung zu Slavemodulen gesendet, die in allen Verbrauchern vorhanden sind. Die Verbraucher sind über Einzel- und Gruppenadressen vom Mastermodul aus unidirektional adressierbar. Die Informationsübertragung erfolgt dabei vorzugsweise durch Ausblenden oder Verändern von Halbwellen während ausgewählter Zeiträume, insbesondere während Betriebspausen.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen und ergeben sich aus der Zeichnung und/oder der nachfolgenden Beschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Grundstruktur eines sternförmigen Netzes mit einem Mastermodul und mehreren Verbrauchern, in schematisierter ausschnittsweiser Darstellung,
  • Fig. 2 die Anlage nach Fig. 1, an Hand ihrer Kommandohierarchie, in einem Blockschaltbild,
  • Fig. 3 die Anlage nach Fig. 1, mit einem Mastermodul und einem Slavemodul, in ausschnittsweiser Darstellung als Blockschaltbild,
  • Fig. 4 die Anlage nach Fig. 3, in einer abgewandelten Ausführungsform,
  • Fig. 5 ein Slavemodul, in ausschnittsweiser vereinfachter Prinzipdarstellung,
  • Fig. 6 ein Steuerschema für verschiedene Verbrauchergruppen, dargestellt als Diagramm,
  • Fig. 7 ein Beleuchtungsprofil, wie es an Hand vorhandener Daten erwartet wird und wie es aufgrund konkreter Bedingungen tatsächlich eintreten kann, in schematischer Darstellung,
  • Fig. 8 die Codierung einer Bitfolge durch Modulation einer Netzwechselspannung, in schematischen Diagrammen,
  • Fig. 9 eine abgewandelte Form der Codierung einer Bitfolge durch Modulation der Netzwechselspannung, in schematisierter diagrammartiger Darstellung,
  • Fig. 10 die Spannungsverhältnisse an einem Slavemodul bei einer ausgeblendeten Halbwelle und induktivem Netz und
  • Fig. 11 die Spannungsverhältnisse an einem Slavemodul bei kapazitivem Netz.
    • In Fig. 1 ist eine Beleuchtungsanlage 1 schematisiert veranschaulicht, zu der ein dreiphasiges Leitungsnetz 2 gehört. Dieses wird aus einer nicht weiter veranschaulichten Leistungsquelle 3, beispielsweise einer Trafostation, über einen zum Schalten von Beleuchtungen 4 dienenden Mastermodul 5 gespeist. Zu dem Mastermodul gehört eine Schalteinheit 6, die von einer Steuereinheit 7 gesteuert wird. Die Schaltereinheit 6 enthält dabei elektronisch steuerbare Ventile oder Schalter, beispielsweise Triacs, die Einzelhalbwellen schalten können.
    An einzelne Leitungen 8, 9, 10 des dreiphasigen Leitungsnetzes 2 sind die Verbraucher 4 beispielsweise gegen einen Null-Leiter N geschaltet. Jedem Verbraucher 4 ist jeweils ein Slavemodul 12 vorgeschaltet, der seinerseits an eine der Phasenleitungen L1*, L2*, L3* angeschlossen ist, die über die Schalteinheit 6 gesteuert sind. Die Phasenleitungen L1*, L2*, L3* führen Betriebs-Wechselspannung und speisen die Slavemodule 12 mit dieser. Außerdem tragen sie Informationen, die von den Slavemodulen 12 gelesen werden und mindestens zum Einschalten der Verbraucher 4 führen können.
    Aus Fig. 2 ist die hierarchische Ordnung der Anlage 1 ersichtlich. Das Mastermodul 5 sendet über die Phasenleitungen L1*, L2*, L3* netzsynchron Informationen an die Slavemodule 12, die unterschiedliche Einzeladressen aufweisen können. Die Slavemodule 12 können jedoch keine Information rücksenden, so dass sowohl der Informationsfluss als auch der Energiefluss unidirektional ist.
    Die Einzeladresse jedes Slavemoduls ist hardwaretechnisch festgelegt. Die Einzeladresse kann dabei durch Drahtbrücken oder Schalter einstellbar oder in einem elektronischen Speicher abgelegt sein.
    Die Gruppenadressen, die ausgewählten Slavemodulgruppen zugeordnet sind, sind Softwareadressen, die vorzugsweise programmierbar, bedarfsweise auch fernprogrammierbar sind. Bedarfsweise können die Gruppenadressen wie die Einzeladressen auch hardwaremäßig eingestellt oder festgelegt werden. Vorteilhafter ist es jedoch, diese durch Programmierung der einzelnen Slavemodule festzulegen, wodurch nach Aufbau und Installation der Beleuchtungsanlage 1 ohne manuellen Zugriff zu einzelnen Slavemodulen 12 diesen eine Softwareadresse zugeordnet werden kann. Diese werden an Hand ihrer Einzeladresse angesprochen, wonach die Softwareadresse mitteilbar ist.
    Zusätzlich ist eine festgelegte Kommandoadresse vorhanden, mit der alle Slavemodule 12 gleichzeitig angesprochen werden können.
    Das Mastermodul 5 und ein Slavemodul 12 sind in Fig. 3 gesondert veranschaulicht. Das Mastermodul 5 ist eingangsseitig mit einem speisenden Wechsel- bzw. Drehstromnetz N, L1, L2, L3 und über dieses mit der Energiequelle 3 (Fig. 1) verbunden. Ausgangsseitig ist das Mastermodul 5 über das Leitungsnetz N, L1*, L2*, L3* mit Eingängen der Slavemodule 12 verbunden.
    Zur ereignisabhängigen Steuerung des Mastermoduls 5 dient ein Lichtsensor 14, der mit einem Steuereingang des Mastermoduls 5 verbunden ist. Kernstück des Mastermoduls 5 ist ein Rechnermodul 15, das Signale von einer Echtzeituhr 16, von Spannungssensoren 17, die beispielsweise die an den Leitungen L1*, L2*, L3* vorhandenenen Spannungen überwachen, und Stromsensoren 18 erhält, die in eben diesen Leitungen die Ströme erfassen. Zu dem Mastermodul 5 gehört außerdem ein Stromversorgungsmodul 19, das Betriebsspannung für alle Baugruppen des Mastermoduls 5 bereitstellt. Das Rechnermodul 15 steuert einen Hauptschalter 21, der in einem Leistungsweg 22 zwischen dem Netz N, L1, L2, L3 und dem Netz N, L1*, L2*, L3* liegt. Dem Hauptschalter 21 sind ein Leistungsteil 23 und ein Parallelschalter 24 nachgeschaltet. Der Leistungsteil 23 enthält elektronisch steuerbare Schalter (Ventile, Triacs), die, wenn sie nicht gezündet werden, einzelne Netzhalbwellen ausblenden können. Parallel dazu ist der Parallelschalter 24 angeordnet, der beispielsweise einen dreiphasigen Schütz zur Überbrückung der Triacs enthält.
    Die Slavemodule 12 weisen jeweils einen programmierbaren Schaltkreis 26 auf, der von einer Stromversorgung 27 gespeist wird und eine Schalteinheit 28 bedient, die dem Ein- und Ausschalten der Verbraucher 4, beispielsweise von Gasentladungslampen 4, dient. Der programmierbare Schaltkreis 26 und die von diesem gesteuerte Schalteinheit 28 können gemäß Fig. 4 aufgebaut sein. Danach kann der programmierbare Schaltkreis 26 durch einen Einchipmikrorechner 31 gebildet sein, der eingangsseitig an das Leistungsnetz N, L1*, L2*, L3* angeschlossen ist. Zur Erfassung von Netznulldurchgängen kann dabei die in Fig. 5 veranschaulichte Schaltung dienen. Der Einchipmikrorechner 31 ist mit einem dafür vorgesehenen Eingang an den Ausgang einer Nulldurchgangsdetektorschaltung 32 angeschlossen. Zu dieser gehört eine Grätzbrücke 33, die eingangsseitig an eine entsprechende Phasenleitung L1*, L2* oder L3* angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist an die Grätzbrücke 33 ein Spannungsteiler mit einer spannungsbegrenzenden Z-Diode angeschlossen. Lediglich während des Spannungsnulldurchgangs der Netzspannung und in dessen unmittelbarer Nähe bricht die Spannung über der Z-Diode DZ zusammen, was von dem Mikrorechner 31 als Nulldurchgang erkannt wird.
    Das Mastermodul 5 übernimmt die Leistungssteuerung und Funktionskontrolle der Betriebsmittel, d.h. der Verbraucher 4 und kann deshalb auch als Powercontrol- und Servicemanager (PCS-Manager) bezeichnet werden. Das Slavemodul kann auch als PCS-Controller bezeichnet werden.
    Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind an dem Einchipmikrorechner 31 ausgangsseitig ein Relais 35, das den Leistungsfluß dem Verbraucher 4 steuert, sowie ein Triac 36 oder ein anderweitiger elektronischer Schalter angeschlossen, mit dem die Leistung des Verbrauchers 4 beeinflußbar ist. Diesem ist dazu ein entsprechendes Vorschaltgerät 37 vorgeschaltet, das eine Leistungsumschaltung gestattet.
    Bei dem aus Figur 4 ersichtlichen Slavemodul 12 (PCS-Controller) übernimmt der Einchipmikrorechner 31 außer der Ansteuerung des Relais 35 und des Triacs 36 die Signalauswertung und Signalspeicherung, um den Verbraucher 4 nach dem Einschalten autark ohne weitere Programmierung durch den PCS-Manager zu steuern.
    Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Straßenbeleuchtungsanlage zugrundegelegt, die sich auf Grund ihrer örtlichen Lage und der vorhandenen kommunalen Funktionseinheiten in fünf Gruppen einordnen lässt. Diese sind Straßenkreuzung, Hauptstraße, Nebenstraße, Theaterplatz und Schule. Es ergeben sich somit fünf Softwareadressen, mit denen unterschiedliche Beleuchtungsaufgaben zu realisieren sind. Mit anderen Worten, alle Verbraucher 4 sind jeweils einer der fünf Gruppen zugeordnet, wobei alle Verbraucher der jeweiligen Gruppe die gleiche Softwareadresse aufweisen.
    Wie in Fig. 6 dargestellt, werden die Kreuzungsbereiche der Gruppenadresse 1 mit höchster Priorität zugeordnet. Die der Gruppe zugehörigen Verbraucher 4 sollen über die gesamte Schaltzeit von tein* bis taus mit voller Leistung arbeiten. Die Gruppenadresse ist 1.
    Die zweithöchste Priorität wird der Hauptstraße und der Schule zugeordnet. Diese erhalten daher die Gruppen- bzw. Softwareadressen 2 und 3. Die Verbraucher der Gruppenadresse 2 leuchten über die gesamte Zeit, wobei zwischen 22.oo h und 2.oo h leistungsreduzierter Betrieb eingestellt oder programmiert ist. Die Verbraucher der Gruppenadresse 3 sind währenddessen ausgeschaltet, wobei sie vorher und nachher in einen leistungsreduzierten Betrieb übergehen.
    Mit noch niedrigerer Priorität werden die Verbraucher der Gruppenadresse 4 (Nebenstraße) betrieben. Sie werden verzögert eingeschaltet und nachts von 22.oo h bis 4.oo h leistungsreduziert betrieben.
    Die Verbraucher der Gruppenadresse 5 arbeiten weitgehend leistungsreduziert, wobei die Beleuchtung lediglich beim Öffnen und Schliessen des Theaters sowie in den Morgenstunden auf volle Leistung geschaltet wird. Das Ausschalten erfolgt einheitlich für alle Gruppenadressen.
    Das dargestellte Betriebsregime wird wie folgt erreicht:
    Das Rechnermodul 15 des PCS-Managers wird zu einem Zeitpunkt tein, der vor einem Einschaltzeitpunkt tein* (Fig. 6) liegt, bzw. einem Zeitpunkt Ea (Fig. 7) entweder durch Übereinstimmung zwischen programmierter Zeit und der Echtzeituhr 16 oder durch ein Signal von dem Lichtsensor 14 ausgelöst, das anzeigt, dass die vorhandene Helligkeit unter einen Grenzwert G (Fig. 7) gefallen ist oder sich diesem annähert. Das Rechnermodul 15 prüft, wenn es durch ein Sensorsignal ausgelöst worden ist, ob gemäß der Tageszeit mit Dämmerung zu rechnen ist. Falls ja schließt das Rechnermodul 15 zu einem in Fig. 6 angedeuteten Zeitpunkt tein den Hauptschalter 21 und überprüft die Anschlußspannungen mittels des Spannungssensors 17. Nach Schließen des Hauptschalters 21 und Durchschaltung des Leistungteiles 23 ist zunächst Betriebsspannung an den PCS-Controllern 12 vorhanden. Dies hat zur Folge, dass die Einchipmikrorechner 31 einen Power-On-Reset durchführen und dabei die Ausgaben über das Relais 35 und den Triac 36 sperren. Danach wartet der Einchipmikrorechner 31 auf die von dem PCS-Manager 5 gesendeten Signale.
    Sofern der PCS-Manager 5 keine Unregelmäßigkeiten in der Betriebsspannung und den Betriebsströmen bei abgeschalteter Beleuchtungsanlage feststellt, öffnet er den zunächst geschlossenen Parallelschalter 24 und sendet mit dem Leistungsteil 23 alle in seinem Programmspeicher abgelegten Programmierbefehle an alle Gruppen bzw. Softwareadressen. Zu den Programmierbefehlen gehören Informationen über die Einschaltzeit Ea sowie weitere gruppenspezifische Ein- und Ausschaltzeiten sowie gruppenspezifische Anfangs- und Endzeiten für Phasen mit leistungsreduziertem Betrieb.
    Zur Adress- und Informationsübertragung wird mit dem Leistungsteil 23 die an das nachgeschaltete Netz L1*, L2*, L3* gelangende Wechselspannung, wie später erläutert, so moduliert, dass die Slavemodule 12 oder PCS-Controller die erforderlichen Betriebsinformationen erhalten. Sind Gruppenadressen in einer Programmierung festgelegt, die vorzugsweise bereits vorgenommen ist und auch nicht geändert werden soll, werden nacheinander die Gruppenadressen und die zugehörigen Daten gesendet. Beispielsweise wird zuerst die Gruppenadresse 1 gesendet, wodurch alle Slavemodule 12 der Gruppe 1 angesprochen werden und den nachfolgenden Datenstrom erhalten. Danach wird die Gruppenadresse 2 gesendet, wonach deren Slavemodule durch einen Datenstrom programmiert werden. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis alle Gruppenadressen abgearbeitet sind.
    Ist der Programmiervorgang abgeschlossen, wird die Kommandoadresse gesendet, mit der alle PCS-Controller 12 gleichzeitig angesprochen werden. Auf die Kommandoadresse folgt ein Befehlscode, der alle PCS-Controller 12 (Slaves) veranlasst, vom Empfangsmodus in den Timermodus zu wechseln, in dem sie programmgesteuert arbeiten. Damit ist der Sendevorgang beendet und das Rechnermodul 15 des PCS-Managers 5 schliesst den Parallelschalter 24.
    Die Slavemodule 12 sind nun im Timermodus. In diesem sind sie nicht weiter auf Signalempfang, sondern arbeiten von außen unbeeinflusst, gewissermaßen autark, ihr erhaltenes Zeitprogramm ab. Die PCS-Controller 12 führen die im RAM des Einchipmikrorechners 31 abgelegten Zeit- und Befehlsfolgen derart aus, dass das Relais 35 und der Triac 36 die angeschlossenen Leuchten 4 in die Betriebszustände "ein", "aus" oder "leistungsreduziert" schalten. Der Timermodus bleibt solange erhalten, bis das Timerprogramm abgearbeitet ist, die Betriebsspannung abgeschaltet wird oder ein erneuter Power-On-Reset erfolgt.
    Das Ausschalten der Betriebsspannung zur Endabschaltung der Beleuchtungsanlage erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der vorhandenen natürlichen Helligkeit. Erreicht diese, wie in Fig. 7 dargestellt, morgens den Grenzwert G, wird dies von dem Rechnermodul 15 an Hand des Signals des Lichtsensors 14 erkannt. Das Rechnermodul 15 öffnet daraufhin den Hauptschalter 21 und/oder das Leistungsteil 23 sowie den Parallelschalter 24. Die Verbraucher 4 werden dadurch zum Zeitpunkt Aa spannungslos.
    Wie aus Fig. 7 hervorgeht, können z.B. durch extreme Witterungsbedingungen auch tagsüber Helligkeitswerte auftreten, die unter dem Grenzwert G liegen und eine zusätzliche Beleuchtung erfordern. Tritt ein solches Ereignis vor 16.oo Uhr oder einer anderweitigen, datumsabhängig festlegbaren Zeitgrenze Z auf, erkennt das Rechnermodul, dass es sich um eine "außerplanmäßige" Dämmerung oder Dunkelheit und nicht um den Anbruch der Nacht handelt. Die Verbraucher werden deshalb zum Zeitpunkt Eb unprogrammiert eingeschaltet, indem das Mstermodul 15 die Kommandoadresse, die alle Slavemodule 12 anspricht, und nachfolgend einen Einschaltebefehl sendet. Zum Ende der Dunkelphase erfasst das Rechnermodul 15 mit dem Lichtssensor 14 das Erreichen oder die Überschreitung des Helligkeitsgrenzwertes G und schaltet die Verbraucher 4 wieder ab.
    Die Signalaussendung funktioniert wie folgt:
    Die Informationsübertragung von dem Mastermodul 5 zu den Slavemodulen 12 erfolgt während der Betriebspause, d.h. bei abgeschalteten Verbrauchern 4 gemäß Fig. 8. Von der auf einer Leitung vorhandenen Wechselspannung (U-Netz) werden zur Kennzeichnung des Binärwerts "High" (logisch "1") Spannungshalbwellen ausgeblendet. Vorzugsweise wird dabei lediglich eine einzige Halbwelle ausgeblendet, bedarfsweise können jedoch auch mehrere, vorzugsweise eine ungerade Anzahl ausgeblendet werden. Auf die gesendete logische "1" (ausgeblendete Halbwelle) folgt eine unveränderte Spannungsperiode, die keinen Informationsgehalt trägt. Nach dieser Spannungsperiode wird bspw. eine logische "O" gesendet, was durch eine unveränderte Spannungsperiode signalisiert wird. Die nächste logische "1" ist wiederum eine ausgeblendete Halbwelle, die nun aufgrund der zwischenzeitlich übertragenen geraden Anzahl von Halbwellen eine ausgeblendete negative Halbwelle ist, während die erste gesendete logische "1" eine ausgeblendete positive Halbwelle war.
    Die eingefügte Spannungsperiode dient dazu, auch bei längeren Folgen von logischen Einsen eine Synchronisation der Slavemodule 12 zur Netzwechselspannung zu erreichen und einen von Null verschiedenen Spannungseffektivwert zu übertragen sowie Stromversorgung der Slavemodule 12 zu erreichen.
    Wie in Fig. 9 veranschaulicht, ist es gleichermaßen möglich, die Bedeutung ausgeblendeter Halbwellen auf "Low" (logisch "0") festzulegen. Auf jeden Low-Pegel folgend, wird eine unveränderte Spannungsperiode eingefügt, die keine Information trägt.
    Die Erfassung der ausgeblendeten oder abgeschwächten Spannungshalbwellen erfolgt wie aus Fig. 10 oder 11 ersichtlich. In Fig. 10 sind Spannungsverläufe in einem hauptsächlich ohmsch-induktiven Netz über der Zeit t aufgetragen. Wird nach Übertragung einiger Spannungshalbwellen ab einem Zeitpunkt t0 eine Spannungshalbwelle ausgeblendet, sind zu diesem Zeitpunkt die vorhandenen Ströme I wegen des Phasenversatzes zwischen Strom und Spannung nicht Null. Durch Induktionswirkung an den vorhandenen Induktivitäten ergibt sich somit ein Spannungsverlauf mit einem echten Nulldurchgang. Die Schaltung nach Fig. 5 ermitelt daraus USYNC, die die Nulldurchgänge kennzeichnet und ein auswertbares Abbild der Netzspannung darstellt.
    In einem Zeitfenster t1, t2 innerhalb der ausgeblendeten Halbwelle kann deshalb geprüft werden, ob die vorhandene Spannung unterhalb einer Grenze US oder außerhalb eines vorgegebenen Spannungsfensters liegt. Falls dies der Fall ist, wird die untersuchte Halbwelle als ausgeblendet erkannt.
    Anders liegen die Verhältnisse in einem kapazitiven Netz. Dies ist bspw. ein ausgedehntes Kabelnetz, das im Wesentlichen im Leerlauf betrieben wird. Die Verhältnisse sind in Fig. 11 angedeutet. Wird zu einem Zeitpunkt t0 die Netzhalbwelle ausgeblendet, werden dazu die Tyristoren oder Triacs des Leistungsteils 23 hochohmig. Sie löschen im Wesentlichen im Nulldurchgang des Stromes, wenn dieser unter den Haltestromwert des jeweiligen Tyristors oder Triacs absinkt. Das Mastermodul 5 ist somit ausgangsseitig relativ hochohmig. Die an den Verbrauchern oder Slaves 12 vorhandene Spannung kann nunmehr, wie mit dem Spannungsverlauf auf der Leitung L1* angedeutet, nur relativ langsam abklingen. Das Abklingen kann beschleunigt werden, wenn der Leistungsteil 23 eine Ableitverbindung bspw. zum Null-leiter N herstellt. Dies kann bei einem Widerstand zum Nulleiter und/oder über geeignete Schalter geschehen. Dennoch bleibt eine gewisse Zeit von t0 an, in der die abklingende Spannung nicht Null ist. Jedoch hat der Betrag der abklingenden Spannung in dem Zeitfenster t1, t2 den Betrag der Schwellspannung unterschritten, so dass die ausgeblendete Netzhalbwelle als solche erkannt wird.
    Im kapazitiven Netz ist der Nulldurchgang t0 an dem Slavemodul 12 bei ausgeblendeten Netzhalbwellen nicht als Spannungsnulldurchgang erkennbar, wie aus Fig. 11 ersichtlich wird. Das Slavemodul 12 muss das Zeitfenster t1, t2 jedoch in festgelegtem Abstand zu dem Nulldurchgang t0 abfragen. Dazu dient die Schaltung nach Fig. 5. Über die Graetzbrücke 33 und das nachgeschaltete Netzwerk werden bei jedem regulären Nulldurchgang Impulse erzeugt, in dem die ansonsten auf Z-Spannung begrenzte Spannung kurzzeitg Null wird. Der Mikroprozessor 31 erkennt diese Nulldurchgänge an Hand der kurzen Nullimpulse. Von jedem erkannten Nulldurchgang ausgehend, bestimmt er an Hand der bekannten Dauer einer Netzhalbwelle den nächsten Zeitpunkt, zu dem der nächste Nulldurchgang zu erwarten ist. Bleibt ein solcher Nulldurchgang aus, wird nach einer kurzen Toleranzzeit von bspw. 100µs ein Nulldurchgangsereignis t0 angenommen und ein Timer gestartet, der einige Millisekunden bis zu t1 läuft. Ist t1 erreicht, beginnt das Zeitfenster, in dem die vorhandene Spannung darauf untersucht wird, ob sie unter die Schwellspannung US fällt.
    Mit dem vorbeschriebenen System können die Verbraucher 4 nicht nur gezielt und einzeln hinsichtlich ihrer Einschaltpunkte, gegebenenfalls hinsichtlich ihrer Ausschaltpunkte sowie hinsichtlich leistungsreduzierter Betriebszeiten programmiert werden, sondern es ist auch ein Einzelservice und eine Funktionskontrolle sämtlicher Verbraucher 4 möglich:
    In einer Betriebspause bspw. am Tag, in der Mittagsstunde oder am Nachmittag wird anstelle des Timermodus zunächst ein Serviceintervall abgearbeitet mit dem jedes einzelne defekte Slavemodul 12 oder jeder defekte Verbraucher 4 erkannt werden kann. Die Betriebsart Servicebetrieb unterscheidet sich vom Timerbetrieb dadurch, dass das Senden der Timerbefehlsfolge entfällt und ausschliesslich die Kommandoadresse mit einem Servicebefehl gesendet wird. Beim Service für alle Lampen werden durch die PCS-Controller 12 beginnend mit der Hardwareadresse 1 alle Leuchten 4 nacheinander kurzzeitig ein- und ausgeschaltet. Die Stromsensoren 18 (Fig.3) ermitteln dabei, ob und wieviel Strom in das Netz L1*, L2*, L3* gespeist wird und somit wieviel Strom das betreffende Slavemodul 12 und der betreffende Verbraucher 4 aufnehmen. Über den Stromsensor 18 kann somit einfach die Funktion der Lampe als Ja-Nein-Aaussage ermittelt werden. Für die genaue Bestimmung eines Betriebszustands ist der Service an der Hardwareadresse vorgesehen. Bei diesem wird zusätzlich zur Kommandoadresse die Hardwareadresse (Einzeladresse), sowie der entsprechende Servicebefehl gesendet. Das angesprochene Slavemodul 12 (PCS-Controller) schaltet die ihm zugeordnete und über die Hardwareadresse adressierte Leuchte 8 über das Relais 35 solange in den Ein-Zustand, bis von dem PCS-Manager 1 ein Power-On-Reset ausgelöst wird. In dieser Zeit kann das Rechnermodul 15 den Stromverlauf der Leuchte exakt messen und auswerten.
    Die Ergebnisse können nach Bedarf an einer seriellen oder an einer parallelen Schnittstelle zur Verfügung gestellt und zusätzlich oder alternativ in einem Speicher abgelegt oder sonstwie angezeigt werden. Darüberhinaus ist eine Sonderprüfung einzelner Verbraucher 4 und Slavemodule 12 möglich. Beispielsweise ist durch Aussenden der Kommandoadresse, der Einzel- bzw. Hardwareadresse und eines dritten Befehlscodes eine Prüfung sonstiger Funktionen der Slavemodule 12 bspw. der Fähigkeit zur Leistungsreduktion möglich. Durch Anwendung der genannten Prüfmodi ist eine komplette Überprüfung aller angeschlossenen Betriebsmittel möglich. Im Serviceintervall empfiehlt es sich die einzelnen Verbraucher 4 nur kurzzeitig ein- und auszuschalten, um die Gesamtzeit des Serviceintervalls bei der maximalen Hardwareadressenzahl auf einen angemessenen Zeitraum zu begrenzen. Werden im Serviceintervall Unregelmäßigkeiten an einer Hardwareadresse, bspw. unsicheres oder ungewöhnliches Zündverhalten einer Gasentladungslampe festgestellt, erfolgt vom PCS-Manager der Service an dieser Hardwareadresse, um den Fehler exakt zu bestimmen. Fehlerbilder, wie verzögertes Zünden, zeitweiliges Verlöschen usw. sind somit an Hand der registrierten elektrischen Reaktion eines Slavemoduls 12 klar erkennbar.
    Weiterhin besteht die Möglichkeit, über die Kommandoadresse und einen vierten Befehlscode alle Verbraucher unmittelbar ohne vorherige Programmierung einzuschalten. Dies kann bei einem in Fig. 7 veranschaulichten Beleuchtungsverlauf erforderlich werden. Bei einer unerwarteten Verdunklung zu Tageszeiten (starke Gewitter, Sonnenfinsternis und ähnliches), die von dem Lichtsensor 14 erfasst wird, werden alle Verbraucher 4 eingeschaltet. Die Ausführung des vierten Befehlscodes, das sofortige Einschalten aller Verbraucher, erfolgt analog dem Servicebetrieb, indem von dem PCS-Manager 5 nur die Kommandoadresse mit den zugehörigen Einschaltbefehl an die PCS-Controller 12 bzw. Slavemodule übertragen wird.
    Es ist darüber hinaus auch möglich, eine festgelegte Reaktion der Slavemodule 12 für den Fall vorzusehen, dass eine an den Slavemodulen 12 ankommende Bitfolge nicht interpretierbar ist. Als Sicherheitsfunktion kann auch vorgesehen werden, dass alle Verbraucher 4 einschalten, wenn nach Ablauf einer Wartezeit (bspw. 5 min.) nach dem Einschalten der Netzspannung keine sinnvollen oder erkennbaren Befehlsfolgen gesendet worden sind.
    Außerdem kann das Betriebsregime dahingehend abgewandelt werden, dass jedes Slavemodul 12 nach erfolgter Programmierung durch einen Befehl individuell in den Timermodus wechselt. Das Mastermodul muss die Programmierung dabei so vornehmen, dass bis zum Erreichen der programmierten Einschaltzeitpunkte die Programmierung der verbleibenden anderen Slavemodule 12 mit Sicherheit abgeschlossen ist.
    Eine Anlage zum Betreiben mehrerer verteilt angeordneter Verbraucher 4, bspw. eine Straßenbeleuchtungsanlage 1, weist ein zentrales Mastermodul 5 auf, wobei jeder Verbraucher 4 ein Slavemodul 12 aufweist. Das Mastermodul 5 dient der Programmierung der Slavemodule 12, die nach erfolgter Programmierung die einzelnen Verbraucher 4 eigenständig steuern. Die Programmierung der Slavemodule 12 erfolgt in Betriebspausen bei ausgeschalteten Verbrauchern 4 durch Modulation der Betriebswechselspannung. Die Modulation beinhaltet vorzugsweise das Ausblenden einzelner oder mehrerer Halbwellen zur Kennzeichnung eines Binärwerts während wenig oder unveränderte Halbwellen den anderen Binärwert kennzeichnen. Auf ausgeblendete Halbwellen folgt vorzugsweise ein Füllperiode ohne Informationsgehalt, die der Aufrechterhaltung der Betriebsspannung und der Ermöglichung der Synchronisation der Slavemodule 12 dient.

    Claims (11)

    1. Verfahren zur Ansteuerung von Verbrauchern und zur Übertragung von Information an diese in einem Wechselspannungs-Leistungsübertragungsnetz über die Betriebs-Wechselspannung, dadurch gekennzeichnet, dass
      Betriebspausen vorgesehen werden, in denen alle Verbraucher (4) ausgeschaltet sind und in denen die Betriebs-Wechselspannung wenigstens zeitweilig an dem Leistungsübertragungsnetz angelegt wird,
      wobei zur Informationsübertragung in den Betriebspausen einzelne Halbwellen oder Halbwellengruppen der Betriebswechselspannung in ihrer Amplitude im ganzen verändert werden,
      wobei die Information ausschließlich in den Betriebspausen als Binärsignal übertragen wird, wobei zur Übertragung eines Binärwerts die Amplitude einer ungeraden Anzahl von Halbwellen abgesenkt oder zu Null gemacht wird,
      zur Übertragung eines anderen Binärwerts Halbwellen auf einen anderen Wert verändert werden oder unverändert belassen werden, deren Anzahl um Eins größer ist als die Anzahl der beeinflussten Halbwellen des anderen Binärwerts, und
      wobei nach Übertragung veränderter Halbwellen des einen Binärwerts nicht beeinflusste Spannungszüge mit einer geraden Halbwellenzahl, an das Leistungsübertragungsnetz gelegt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verbrauchern in den Betriebspausen in einem zeitlich festgelegten Abstand nach jedem Nulldurchgangszeitpunkt der Betriebsspannung getestet wird, ob die Betriebsspannung in einem festgelegten Spannungsfenster oder wenigstens über einem Schwellwert Us liegt, wobei die Binärwerte des Signals danach unterschieden werden, ob der Betriebsspannungswert zu dem Messzeitpunkt bzw. in einem Messzeitraum (t1, t2) in dem Spannungsfenster oder über dem Schwellwert (US) liegt oder nicht.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Nulldurchgangszeitpunkt der Zeitpunkt angenommen wird, zu dem die Spannung des Leistungsübertragungsnetz tatsächlich wenigstens nahezu Null beträgt, und falls ein solcher Zeitpunkt ausbleibt, wird als Nulldurchgangszeitpunkt der Zeitpunkt angenommen, zu dem der Nulldurchgang bei unveränderter Betriebs-Wechselspannung hätte erfolgen müssen.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Information an die Verbraucher Schaltzeiten und/oder Schaltbefehle übertragen weden, die bei den Verbrauchern mittels Schalteinrichtungen mit Echtzeituhr zum Einschalten und/oder zum Ausschalten und/oder zum Beeinflussen der umgesetzten Leistung verwendet werden, wobei das Endabschalten der diskontinuierlich zu betreibenden Verbraucher vorzugsweise durch Abschalten der Betriebs-Wechselspannung bewirkt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Verbraucher einzeln, in Gruppen und/oder insgesamt ansprechbar sind, und dass die Ansteuersignale sowohl an Hand aktuell erfasster Daten als auch an Hand festgelegter gespeicherter Daten erzeugt werden.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingeschalteten einzelnen Verbrauchern (4) Spannungs- und Stromwerte und/oder Leistungswerte überwacht werden, um Einzelfunktionsprüfungen durchzuführen.
    7. Anlage, insbesondere zur Stadt- bzw. Straßenbeleuchtung,
      mit wenigstens einer Leistungsversorgungseinrichtung (3), die eine Betriebswechselspannung mit einer zur Versorgung der Anlage (1) ausreichenden Leistung abgibt,
      mit einem Leitungsnetz (N, L1, L2, L3; N, L1*, L2*, L3*), das von der Leistungsversorgungseinrichtung (3) mit Betriebsspannung versorgbar ist,
      mit Verbrauchern (4), die an das Leitungsnetz (N, L1, L2, L3; N, L1*, L2*, L3*) angeschlossen sind und über das Leitungsnetz (N, L1, L2, L3; N, L1*, L2*, L3*) mit Betriebsleistung versorgbar sind,
      mit einem Mastermodul (5), mit dem die von der Leistungsversorgungseinrichtun (3) abgegebene Wechselspannung modulierbar ist, um während der Betriebspausen, in denen alle Verbraucher (4) ausgeschaltet sind, Schaltinformation zu übertragen,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (5) einen Modulator (23) enthält, der zur binären Informationsübertragung die Amplitude einer ungeraden Zahl von Spannungshalbwellen absenkt oder zu Null macht, um ein einen der Binärwerte kennzeichnendes Signal zu erzeugen, und der zur Kodierung des anderen Binärwertes eine Zahl von auf einen anderen Wert veränderte oder unverändert belassene Spannungshalbwellen sendet, deren Anzahl um Eins größer ist als die ungerade Zahl des anderen Binärwertes, und der nach ein oder mehreren veränderten Halbwellen eine gerade Anzahl unveränderter Halbwellen als Füllperioden ohne Informationsgehalt erzeugt und
      mit Slavemodulen (12), die den Verbrauchern (4) zugeordnet sind und die jeweils durch von dem Mastermodul gesendeten Schaltinformation ansteuerbar und/oder programmierbar sind.
    8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (5) mit einem speisenden ein- oder mehrphasigen Netz sowie über das Leistungsübertragungsnetz mit den Slavemodulen (12) verbunden ist, dass das Mastermodul eine oder mehrere Rechnereinheiten (15), wenigstens einen Lichtsensor (14), Spannungs- und/oder Stromsensoren (17, 18) und/oder wenigstens ein einen Modulator bildendes Leistungsteil (23) aufweist und dass die Slavemodulen (12) jeweils wenigstens eine Rechnereinheit (31) aufweisen, die über ein Spannungsversorgungsmodul aus der Betriebs-Wechselspannung gespeist sind und die mit einer Echtzeituhr verbunden sind.
    9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Leistungsversorgungseinrichtung (3) abgegebene Wechselspannung eine Mehrphasen-Wechselspannung ist und dass das Mastermodul (5) alle Phasen der Mehrphasen-Wechselspannung mit der gleichen Information moduliert.
    10. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltinformation wenigstens einen Einschaltzeitpunkt beinhaltet und dass jedes Slavemodul (12) eine interne Schalteinrichtung zum Schalten des Verbrauchers (4) zu dem programmierten Zeitpunkt aufweist, wobei das Slavemodul (12) nach erfolgter Programmierung des Verbrauchers (4) oder nach Empfang eines Freigabekommandos vorzugsweise gegen den Empfang weiterer Informationen gesperrt ist.
    11. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mastermodul (5) eine Einrichtung (15) zur Erzeugung eines Signals enthält, das die gemäß der Jahres- und/oder Tageszeit zu erwartende natürliche Helligkeit beschreibt, dass das Mastermodul (12) eine Speichereinrichtung enthält, in der Informationen über Lichtbedarf an unterschiedlichen Verbrauchern ablesbar sind, und dass das Mastermodul (5) wenigstens einen Sensor (14) zur Erfassung aktueller Bedingungen aufweist.
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