EP1888373A1 - Multiplexing-system for controlling loads in boots or recreational vehicles - Google Patents

Multiplexing-system for controlling loads in boots or recreational vehicles

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Publication number
EP1888373A1
EP1888373A1 EP06723118A EP06723118A EP1888373A1 EP 1888373 A1 EP1888373 A1 EP 1888373A1 EP 06723118 A EP06723118 A EP 06723118A EP 06723118 A EP06723118 A EP 06723118A EP 1888373 A1 EP1888373 A1 EP 1888373A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
input
load
output
bus
load output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP06723118A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fred ZÖLLS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ellenberger and Poensgen GmbH
Original Assignee
Ellenberger and Poensgen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ellenberger and Poensgen GmbH filed Critical Ellenberger and Poensgen GmbH
Publication of EP1888373A1 publication Critical patent/EP1888373A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/0315—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for using multiplexing techniques

Definitions

  • the invention relates to a multiplexing system for switching electrical loads, in particular for use in a boat or caravan.
  • switching refers in the narrower sense a control by which the load circuit is binary between an "A ⁇ s" state and an "on” state adjustable, in a broader sense but also a control in which the load circuit continuously or in several Stages between a minimum state and a maximum state is als- or zuueruerbar
  • Multiplexing systems of the type mentioned above are already widely used in the commercial vehicle sector. Such multiplexing systems are particularly often based on the so-called CAN bus technology, as defined in particular by the standard SAE J1939 and - for use in the marine sector - by the standard NMEA 2000.
  • Special requirements are to be set for a multiplexing system designed for the marine application, in particular for a sports or leisure boat.
  • a multiplexing system designed for the marine application, in particular for a sports or leisure boat.
  • such a system should be particularly robust and failsafe given the relatively harsh conditions at sea or inland waters.
  • such a system should be easy to repair in the event of a possibly still occurring damage, in particular with on-board resources, and / or at least to ensure a manual emergency operation.
  • such a system should be made compact and flexibly adaptable to be able to be used for a variety of different functions even under the typically narrow in a sports or recreational boat space.
  • the system should be comparatively easy to implement and thus inexpensive to produce.
  • Corresponding requirements are also subject to a intended for use in a caravan, especially RV or caravan, multiplexing system.
  • the invention has for its object to provide a multiplexing system for switching electrical loads, which is particularly suitable for use in a boat or caravan.
  • the multiplexing system (hereinafter referred to as system) comprises at least two bus devices, which are connected to each other via a bus line for mutual data exchange and each of which has a number of inputs and / or has a number of load outputs.
  • Each input is in this case for supplying an input signal with a signal generator, in particular a mechanical button or switch, connectable, whereas each load output provides a switchable output voltage for an electrical load circuit to be connected.
  • the system further comprises control means for associating the inputs with corresponding load outputs, the control means being configurable such that any load output can be assigned to the or each input by a logical link such that the load output is switched by the input signal applied to the associated input.
  • These control means are formed according to the invention by a number of base modules of identical construction with respect to their hardware, one of which is assigned to each bus device and in particular forms part of the latter.
  • the system described above allows the realization of a particularly flexible and customizable installation for a variety of switching functions with a particularly simple design.
  • the modular structure of the system which manifests itself in particular in the use of the same basic modules for each bus device, contributes to this.
  • the or each base module comprises in an expedient embodiment a configuration memory in which a configuration associated with the bus device is stored.
  • a “Configuration” refers to a collection of configuration data, including in particular logical links of the type mentioned above.
  • the configuration associated with each bus device is user-configurable and modifiable.This process of creating or changing a configuration is hereinafter referred to as "configuration”.
  • a particularly simple and flexible control logic is achieved in that the said logic operations are stored based on output, i. that the logical connection assigning a specific input to a specific load output is always stored in the configuration of that bus device to which this load output is assigned. In other words, each input or the associated bus device transmits the corresponding input signal "blindly" to the bus line. The evaluation and assignment of this input signal is carried out only by the bus device to which the corresponding load output belongs achieved at the same time simplified configuration effort.
  • each input is further assigned a configurable switching rule, by which the switching behavior of the input is defined, by which therefore the effect of the present at this input input signal and / or its change is determined to the state of the associated load output.
  • the switching rule virtually defines a "switch type", eg, pushbutton, toggle, changeover switch, etc. for the input, which results in a specific logical treatment of the input signal an input to be configured, a list of available switching rules or "switch types" offered for selection. Examples of such switching rules are described in more detail below.
  • the switching rule associated with an input is preferably in turn output-based, i. within the configuration of the bus device to which the load output associated with that input belongs.
  • the output-related deposit of the switching rules again serves to simplify the control logic.
  • a differentiated selection of suitable switching rules can easily be assigned for different load output types, which ensures that only those switching rules are assigned to an input, which are also suitable for the associated load output.
  • bus devices and the bus line connecting them expediently form a CAN bus system, in particular according to the relevant standards SAE J1939 and / or NMEA 2000.
  • the communication between the bus devices is expediently carried out via the respective assigned base modules, each of which is provided with a CAN bus for this purpose.
  • Bus interface has.
  • the or each base module in a preferred embodiment has a parallel interface, via whose individual ports inputs and / or load outputs can be addressed directly.
  • the basic module advantageously additionally comprises one or more serial interfaces. The latter are used in particular for communication with optionally existing further functional modules of the same bus device.
  • Such a function module can optionally control further inputs or outputs of the bus device or another one intrinsic function, eg. As current measurement, overload detection or wire break detection perceive.
  • Such a functional module can also serve as a control unit for a system-external function, eg with sensors, such as a brightness or motion detector, interact, control a display or a screen, be designed for communication with a remote control or a telecommunications or data network, etc.
  • sensors such as a brightness or motion detector
  • a display or a screen be designed for communication with a remote control or a telecommunications or data network, etc.
  • At least one bus device comprises a USB interface via which a computer equipped with a configuration software, in particular PC, can be connected.
  • each bus device (reference device) is assigned a further bus device as a partner device.
  • a backup copy of the configuration of the reference device is stored in the partner device.
  • the partner device monitors the configuration of the reference device, automatically detects a loss of configuration (due to a replacement of the reference device, for example), and restores the configuration of the reference device from the backup copy. In this way it is possible to easily replace any of the bus devices without compromising the system's functionality or requiring reconfiguration.
  • the assignment of reference devices and partner devices in the course of the configuration is arbitrary.
  • At least one load output is assigned an electronic overload cut-off, which is configurable with regard to an overload threshold triggering the switch-off process.
  • a threshold value generator for specifying this overload threshold value is preferably formed by an electronically configurable component which non-volatile stores the overload threshold value, so that the overload shutdown remains functional even in the event of a possible failure of the control electronics of the bus device.
  • a passive, electronically trimmable resistor is provided as a threshold value transmitter. As “passive”, an electrical component is then if it works as intended without its own power supply. Such a resistor is manufactured eg by the company Microbridge Technologies Inc. under the name “Rejuster”.
  • At least one load output is expediently secured against overload by a flat-type fuse or a circuit breaker compatible therewith.
  • a load output has correspondingly a slot for a Flachsteckêt or a circuit breaker, which is connected to the switching element of the load output in series.
  • at least one load output additionally or alternatively has an auxiliary slot for a flat fuse or a compatible circuit breaker connected in parallel with the switching element of the load output, so that the switching element can be plugged in by plugging in the flat fuse of the circuit breaker in the auxiliary slot can be bridged.
  • the load circuit connected to the load output is simply switched by inserting or removing the flat fuse or circuit breaker.
  • Such an auxiliary slot is associated, in particular, with those load outputs which are provided for the connection of a safety-relevant load circuit, for example for supplying the position lamps of a boat.
  • each load output is furthermore designed to signal back a status signal to the base module.
  • the status signal characterizes, in particular, the switching state of the switching element assigned to the load output.
  • the status signal contains information about fault conditions of the load circuit connected to the load output, in particular wire breakage and / or overload or short circuit.
  • the load output in this embodiment comprises a load circuit monitoring circuit. The latter is in particular designed such that it detects a fault condition independent of the switching state of the load output.
  • At least one input is associated with a contact cleaning circuit.
  • the contact cleaning circuit is designed such that upon actuation of the signal transmitter connected to the input, a current pulse is output to the signal generator, which destroys a possible oxide layer on the switching contacts thereof.
  • the contact cleaning circuit is designed in particular as a capacitor circuit.
  • the system includes a number of control outputs.
  • One or more such control outputs are assigned to an input or at least assigned by configuring the system.
  • the control outputs are used to control control lamps in order to be able to visualize the switching processes connected to an input for control purposes.
  • a control signal which can be tapped off at such a control output is uniquely linked to the status signal of that load output to which the input associated with the control output is assigned.
  • each control output is assigned a dimmer circuit by means of which the strength of the control signal is continuously or stepwise controllable.
  • the voltage amplitude of the control signal is controlled by the dimmer circuit as a "strength" of the control signal
  • the dimmer circuit can preferably be controlled jointly by a central signal transmitter for all control outputs.
  • FIG. 1 is a simplified schematic block diagram of a multiplexing
  • System for switching electrical loads comprising as bus devices two panel modules for connection to a switching panel, three power modules for controlling electrical load circuits and a CAN bus connecting these bus rates,
  • FIG. 2 is a simplified block diagram of an input of a bus device according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 2 shows a control output of a bus device according to FIG. 1
  • FIG. 4 shows a load output of a bus device according to FIG. 2
  • Fig. 5 is a schematic simplified block diagram of a base module
  • Fig. 1 shows schematically simplified a multiplexing system 1 (hereinafter referred to as system 1) for switching electrical loads, which is intended in particular for use in a sports or leisure boat or a caravan (caravan, motorhome, etc.).
  • system 1 a multiplexing system 1 for switching electrical loads, which is intended in particular for use in a sports or leisure boat or a caravan (caravan, motorhome, etc.).
  • the system 1 comprises by way of example five bus devices, including a first panel module 2a, a second panel module 2b and three power modules 3a, 3b, 3c.
  • the system 1 further comprises a bus line 4 connecting these bus devices.
  • the panel modules 2 a, 2 b each serve for connection to an associated switching panel 5 a, 5 b of the boat or vehicle.
  • Each power module 3a, 3b, 3c is used to supply electrical power to a number of electrical load circuits 6, into each of which one or more peripheral devices 7, i. electrical consumers such as position lights, interior lighting, household appliances, etc. or sockets are connected.
  • Each bus device (ie, panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c) exchanges data with each other bus device via the bus line 4.
  • This data exchange is based hereby on the so-called CAN bus technology, as defined in particular by the relevant standards SAE J1939 and NMEA 2000.
  • the bus line 4 is preferably designed according to this technology as a shielded, twisted pair (twisted-pair), which is terminated at both end points by 120 ⁇ terminating resistors 8.
  • Each panel module 2 a, 2 b or power module 3 a, 3 b, 3 c is connected to the bus line 4 by means of a CAN bus interface 9.
  • the CAN bus interface 9 is integrated in a base module 10, which is part of each bus device.
  • each bus device i.e., panel module 2a, 2b and power module 3a, 3b, 3c
  • each bus device has a number of inputs 11, load outputs 12 and / or control outputs 13.
  • Each input 11 is used to input a switching signal corresponding input signal 5E into the system 1.
  • the input 11 is in the assembled state via a signal line 14 with a signal generator 15, e.g. in the form of a mechanical button or switch connected.
  • a number of such signal generator 15 are provided in particular in the context of each switching panel 5a, 5b.
  • Each panel module 2a, 2b is correspondingly provided with a sufficiently large number of inputs 11 in order to be able to contact the signal transmitters 15 of a conventional switching panel 5a, 5b of average size. In preferred dimensioning about thirty inputs per panel module 2a, 2b are provided.
  • the power modules 3a, 3b, 3c may be provided with a number of inputs 11 (not explicitly shown).
  • Load outputs 12 are used to feed an output voltage Ua in the connected to this load output 12 load circuit 6, each load output 12 is provided for switching this output voltage Ua with a switching element 16.
  • Load outputs 12 are provided primarily as part of the power modules 3a, 3b, 3c.
  • each panel module 2a, 2b is also provided with some, in particular two, load outputs 12.
  • each panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c is connected to a supply network 17a, 17b of the boat or vehicle.
  • the power module 3a is designed to output an output voltage Ua of 230 volts AC (230 V / AC) and connected to the voltage of this type corresponding supply network 17a.
  • the power modules 3b, 3c and the load outputs 12 of the panel modules 2a, 2b are provided for the output of 24 volts DC (24 V / DC) and connected to the corresponding 24-volt supply network 17b.
  • the load outputs 12 of the various power modules 3a, 3b and 3c are preferably designed for different output loads (eg 5A, 10A or 20 A maximum load).
  • each load output 12 of each bus device is switched by a control signal S.
  • Each load output 12 reports a status signal Z, which contains information about the switching state of the load output 12, back to the base module 10.
  • the control outputs 13 serve to control control lamps 18, which in turn are provided in particular in the context of the switching panels 5a, 5b.
  • a signal generator 15 of each switching panel 5 a, 5 b is assigned a control lamp 18 in order to indicate a switching state or a fault state corresponding to this signal generator 15.
  • each panel module 2a, 2b has a number of inputs 11 corresponding number of control outputs 13, each of which is wired via a control line 19 for outputting a control signal K with the associated pilot light 18.
  • the panel module 2a is additionally provided with a USB (Universal Serial Bus) interface 20, via which a control computer 21 can be connected to the multiplexing system 1.
  • the control computer 21 is in particular provided with a configuration software P by means of which the system 1 can be configured in a manner described in more detail below.
  • applications for functional analysis of the system configuration or for fault diagnosis are furthermore preferred implemented.
  • a virtual image of a switching panel 5a or 5b is further implemented on the control computer 21, which can at least partially replace the physical switching panels 5a, 5b.
  • each input 11 - as indicated in Fig. 2 on the basis of a simplified block diagram of an input 11 - associated with a contact cleaning circuit 30.
  • This contact cleaning circuit 30 is designed to output a surge I to the signal generator 15 upon actuation of the signal generator 15, in particular by emptying a capacitor, which destroys an oxide layer which may be present.
  • each control output 13 is assigned a dimmer circuit 31, by means of which the amplitude of the control signal K, and via this the brightness of the activated control lamp 18, can be regulated stepwise.
  • the dimmer circuits 31 of all control outputs 13 are preferably jointly controllable by a central controller of a switching panel 5a or 5b, in order to be able to adapt the brightness of the control lamps 18 to the room lighting conditions and the personal perception of a user. Alternatively, it can also be provided to drive the dimmer circuits 31 through a daylight sensor or coupled to the position signal. Headlight light of the boat or vehicle to switch.
  • the core component of the load output 12 shown in greater detail in FIG. 4 is the switching element 16, which is an electrical power switch, in particular a so-called PROFET, and which interposes the supply network 17a or 17b and the load circuit 6 for connecting the load circuit 6 is.
  • the switching element 16 is here protected by a Flachsteckêt or a compatible protection switch 32 against overload.
  • the circuit breaker 32 is detachably mounted on a the switching element 16 directly upstream slot 33.
  • the slot 33 and the switching element 16 are bridged by a bypass 34 in which an unoccupied in normal operation auxiliary slot 35 is arranged, in which the circuit breaker 32 and a flat plug fuse is alternatively inserted.
  • the bypass 34 is thus interrupted in normal operation, but allows emergency operation of the load output 12 by (for example, in the event of failure of the switching element 16), the load output 12 can be manually switched by plugging the circuit breaker 32 from the slot 33 into the auxiliary slot 35.
  • the load output 12 comprises a control logic 36, to which the control signal S is fed from the base module 10.
  • the control logic 36 controls the switching element 16 by delivering a control signal S corresponding to the control signal S 'on or. Deviating from this, the control logic 36 switches off the load output 12 when an error state is detected by an associated load circuit monitoring circuit 37.
  • the Lastniküberwachungs- circuit 37 is designed to recognize overload or short circuit and line break as a fault condition.
  • the load circuit monitoring circuit 37 comprises three comparators 38, 39 and 40, to whose measurement input a measurement signal M proportional to the current flowing through the switching element 16 is applied. The measured signal M is output via a current mirror output 41 of the switching element 16.
  • the switching element 16 acts thereby simultaneously as an ammeter.
  • a maximum threshold voltage Rmax is applied at the reference input of the comparator 40.
  • the comparator 40 detects a short circuit within the load circuit 6, in which case the current flow through the switching element 16 diverges and as a result the measuring signal M exceeds the maximum threshold voltage Rmax.
  • the output voltage of the comparator 40 switching under these circumstances is supplied to the control logic 36 as a warning signal W '.
  • the third comparator 39 serves as an electronic overload detection by an adjustable voltage is applied as the overload threshold R to the reference input of this comparator 39.
  • the comparator 39 responds when the measurement signal M exceeds the overload threshold R due to a current increase in the load circuit 6.
  • the s output voltage of the comparator 39 is supplied as a warning signal W "of the control logic 36.
  • a passive electronically trimmable resistor 42 is provided as a threshold value for specifying the overload threshold R.
  • the resistor 42 is trimmed by a trim signal T output from the control logic 36 (or directly from the base module 10), i. adjusted in terms of its resistance characteristic value.
  • the resistor 42 keeps its resistance characteristic after the adjustment of its own, whereby the overload threshold R is still output even if the trim signal T is not available at a 5 failure of the electronics.
  • control logic 36 is further connected directly to the load circuit connection of the load output 12 via a test line 43.
  • the status signal Z returned by the control logic 36 to the base module 10 contains, in addition to the current switching state of the switching element 16 (ON / OFF), an error message differentiated by type of fault (short circuit, overload, wire break).
  • the basic modules 10 assigned to the panel modules 2a, 2b or power modules 3a, 3b, 3c are of identical hardware construction. Core of each base module 10 - as shown in more detail in Fig. 5 - forms a controller 50. The control 30 ler 50 accesses for data exchange with the base modules 10 of the other bus devices to the CAN bus interface 9. Each base module 10 is further equipped with a (in particular twenty ports) parallel interface 51 and a number of (in particular three) serial interfaces 52. The ports of the parallel Interface 51 are primarily intended to directly address individual inputs 11, load outputs 12 or control outputs 13. Using the parallel interface 51, it is thus possible to design particularly simple and therefore cost-effective bus devices.
  • the serial interfaces 52 are primarily used for communication with further, separately controller-controlled function modules of the same bus device (not shown in detail).
  • Such functional modules can, for example, address additional inputs 11, load outputs 12 or control outputs 13 or take over separate data transmission, monitoring or display functions.
  • Such a function module controls, for example, a sensor (in particular a motion sensor, temperature sensor, etc.) and fulfills the function of a motion detector, an alarm system, etc.
  • Another example of such a function module is a data transmission module that is used for communication with a remote control or a mobile radio network , etc., and thus enables remote control of the system 1 and / or the transmission of messages by the system 1.
  • a functional module for controlling a display can be provided.
  • each base module 10 comprises a configuration memory 53 in which a configuration C of that bus device (i.e., panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c) to which the base module 10 belongs is stored.
  • a configuration C of that bus device i.e., panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c
  • the inputs 11 of the system 1 are assigned to the load outputs 12 in such a way that a specific switching state of the assigned load output 12 is caused by the input signal E present at a specific input 11 or by its change.
  • the assignment is made by a number of logic operations L, which each link one or more inputs 11 to a load output 12.
  • These links L are assigned to the output, ie in the configuration C of that panel module 2 a, 2 b or power module 3 a, 3 b, 3 c, whose component is the corresponding load output 12.
  • each input 11 can be assigned to any load output 12 of any bus device.
  • the configuration C of a bus device furthermore comprises a number of switching rules A, by which the value of the input signal E present at an input 11 and / or its change with the switching state of the corresponding load output 12 (or with the control signal S output to this load output 12). is correlated.
  • Each switching rule A is assigned to an input 11 and defines a "switch type" for this input 11.
  • the switching rule A is also preferably associated with the output, ie in the configuration C of that bus device whose component is the load output 12 linked to the input 11
  • Switching rule A further includes a preferably fixed default state (or the default state), which determines the switching state of the associated load output 12 directly after activating the system 1.
  • the "switch type" associated with an input 11 can in principle be defined as a "pushbutton” or "switch.”
  • a pulse-like, i. twice change of the input signal E for example OFF -> ON -> OFF
  • a simple change of the input signal E is evaluated as a switching command.
  • Toggle Several inputs 11 associated with a common load output 12 as “toggle” supply a control signal S which changes state with each pulse-like change of any associated input signal E.
  • the "toggle” link of N to the same load output 12 associated inputs 11 is equivalent to the definition of each of these inputs 11 as a "button”.
  • the load output 12 associated with "toggle” inputs 11 is "OFF". After activating the system 1, the load output 12 is thus initially switched off in any case.
  • Switches Several associated with a common load output 12 as a “changeover switch” inputs 11 provide a control signal S, the state changes with each change of any associated input signal E. This kind of Linkage is equivalent to the definition of all relevant inputs 11 as a “switch.” A load output 12 associated with “toggle switch” inputs 11 is “OFF” in the default state.
  • On / off switch If only one single input 11 defined as a "switch” is linked to a load output 12, then the control signal S follows the state of the input signal E.
  • the "on / off switch” can be referred to as “opener” or be operated as a "make”, wherein the input signal E and control signal S in the former case in the opposite direction, in the latter case are correlated in the same direction.
  • an input 11 can also be defined as a “switch” ("changeover switch” or “on / off switch”) if it is actually connected in the physical installation to a signal transmitter 15 designed as a push-button as a “momentary switch", thus activating or deactivating the associated load output 12 only and as long as the associated signal generator 15 is actuated.
  • switch switch
  • this type of link is particularly for controlling a horn or a door opener.
  • Main switch An input 11 defined as a “main switch” overwrites all other inputs 11 which are linked to the same load output 12. This is preferably not a logical AND operation. Rather, each associated with the "main switch” input 11 load output 12 is placed on restarting the "main switch” in the respective assigned ground state. If z. B. a load output 12, which is otherwise operated only on “toggle switch” or “toggle”, turned off by a "master switch”, it remains after restarting A load output 12 connected to an "on / off switch", on the other hand, follows the state of the "on / off” after the "main switch” is switched on again -Schalters ".
  • Locking An input 11 defined as a “lock” forcibly switches off the assigned load output 12 when activated so that the load output 12 can not be activated by any other associated input 11.
  • a virtual input can also be linked to a load output 12.
  • a virtual input can be addressed for example by a remote control.
  • a load output 12 can also be linked to a virtual "always on” or “always off” input.
  • Such a linked load output 12 is always switched on or switched off 5 accordingly. This link can only be overwritten by an input 11 defined as a "main switch”.
  • Each load output 12 or at least part of the load outputs 12 is preferably assigned a configurable time function.
  • the time function optionally acts as a delay circuit in that a switching command generated by a change in an input signal E is only forwarded to the switching element 16 of the load output 12 after a configurable delay time.
  • the delay circuit optionally acts unidirectionally, i. only in the case of a switch-on command or only in the case of a switch-off command or bidirectionally, i. when switching on and off.
  • the time function acts as a "stairway circuit" in that it automatically resumes a switching state change of the assigned load output 12 after a configurable delay time, in particular automatically switches off the load output 12 again.
  • Each control output 13 is preferably permanently assigned to an input 11.
  • the voltage applied to this control output 13 control signal K is determined by the status signal Z, which outputs the associated with this input 11 load output 12.
  • the control signal K of a control output 13 always reflects the actual neuter switching or fault state of that load output 12 again, which is operated by the associated input 11.
  • the control signal K is eg coded such that when the load output 12, the LED lights green, with switched load output 12, the LED is turned off, when detected line break the LED flashes green, and that when detected overload the LED red lights or red flashes.
  • each panel module 2a, 2b and power module 3a, 3b, 3c assigned to a partner device.
  • a backup copy C of the configuration C of the first-mentioned bus device (reference device) is stored in the configuration memory 53 of the base device 10 of this partner device.
  • the partner device is configured to monitor the reference device and, upon detection of a configuration loss, to automatically restore the configuration C of the reference device based on the backup copy C.
  • the assignment of a partner device to a panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c is freely selectable in the configuration of the system 1. In this way, any bus device can be replaced without system 1 having to be reconfigured thereby.
  • the bus devices and the base modules 10 arranged in these are designed to be moisture-protected for marine use.
  • the basic modules 10 are in protection class IP00, the bus devices in protection class IP54.

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Abstract

The invention relates to a multiplexing system (1) which is particularly suitable for using in a boot or recreation vehicle (1) and which is used to switch an electric load. The multiplexing-system (1) comprises at least two bus devices (2a,2b,3a-3c) which are connected via a bus line (4), whereby each one comprises a number of inputs (11) and/or a number of load outputs (12). Each input (11) can be connected to the signal emitter (15) in order to guide an input signal (E), during which each load output (12), which is used to output an output voltage (Ua), can be connected to an electric load circuit (6) and a switch element (16) which is used to switch the output voltage (Ua). Said system (1) also comprises control means which are used to control the or each load output (12) according to the input signal (E) which is arranged on an associated input (11), which can be configured in such a way that the or each input (11) can be allocated to any particular load output (12) by logical interlinking (L). Said control means are formed from a plurality of hardware-sided identical base modules (10), form which, respectively, one is associated with each bus device (2a,2b,3a-3c).

Description

Beschreibung description
MULTIPLEXING-SYSTEM ZUR STEUERUNG VON LASTEN IN BOOTEN ODERMULTIPLEXING SYSTEM FOR CONTROLLING LOADS IN BOAT OR
WOHNFAHRZEUGENRESIDENTIAL VEHICLES
Die Erfindung bezieht sich ein Multiplexing-System zum Schalten elektrischer Lasten, insbesondere zum Einsatz in einem Boot oder Wohnfahrzeug.The invention relates to a multiplexing system for switching electrical loads, in particular for use in a boat or caravan.
Als Multiplexing-System wird allgemein ein elektrisches Installationssystem verstanden, das es ermöglicht, eine Mehrzahl elektrischer Lastkreise über einen gemeinsamen Steuerkanal zu schalten. Der Begriff „ Schalten" bezeichnet im engeren Sinn eine Ansteuerung, durch welche der Lastkreis binär zwischen einem „Aιιs"-Zustand und einem „Ein"-Zustand stellbar ist, im weiteren Sinn aber auch eine Ansteuerung, bei welcher der Lastkreis kontinuierlich oder in mehreren Stufen zwischen einem Minimalzustand und einem Maximalzustand auf- oder zusteuerbar istAs a multiplexing system is generally understood an electrical installation system, which makes it possible to switch a plurality of electrical load circuits via a common control channel. The term "switching" refers in the narrower sense a control by which the load circuit is binary between an "Aιιs" state and an "on" state adjustable, in a broader sense but also a control in which the load circuit continuously or in several Stages between a minimum state and a maximum state is auf- or zuueruerbar
Multiplexing-Systeme der oben genannten Art werden im Nutzfahrzeugbereich bereits vielfach eingesetzt. Derartige Multiplexing-Systeme beruhen insbesondere häufig auf der so genannten CAN-Bus-Technologie, wie sie insbesondere durch den Standard SAE J1939 sowie - für den Einsatz im marinen Bereich - durch den Standard NMEA 2000 definiert ist.Multiplexing systems of the type mentioned above are already widely used in the commercial vehicle sector. Such multiplexing systems are particularly often based on the so-called CAN bus technology, as defined in particular by the standard SAE J1939 and - for use in the marine sector - by the standard NMEA 2000.
An ein für den marinen Anwendungsbereich, insbesondere für ein Sport- oder Freizeitboot, konzipiertes Multiplexing-System sind besondere Anforderungen zu richten. Insbesondere sollte ein solches System angesichts der vergleichsweise rauen Einsatzbe- dingungen auf See oder einem Binnengewässer besonders robust und ausfallsicher sein. Zudem sollte ein solches System bei einem gegebenenfalls dennoch auftretenden Schadensfall einfach, insbesondere mit Bordmitteln, reparierbar sein und/oder zumin- destens einen manuellen Notbetrjeb gewährleisten. Zudem sollte ein solches System kompakt ausgebildet und flexibel anpassbar sein, um auch unter den bei einem Sport- oder Freizeitboot typischerweise beengten Platzverhältnissen für eine Vielzahl verschiedener Funktionen einsetzbar zu sein. Dabei sollte das System gleichzeitig vergleichsweise unaufwändig realisierbar und damit preisgünstig herstellbar sein. Entsprechenden Anforderungen unterliegt auch ein für den Einsatz in einem Wohnfahrzeug, insbesondere Wohnmobil oder Wohnanhänger, vorgesehenes Multiplexing- System.Special requirements are to be set for a multiplexing system designed for the marine application, in particular for a sports or leisure boat. In particular, such a system should be particularly robust and failsafe given the relatively harsh conditions at sea or inland waters. In addition, such a system should be easy to repair in the event of a possibly still occurring damage, in particular with on-board resources, and / or at least to ensure a manual emergency operation. In addition, such a system should be made compact and flexibly adaptable to be able to be used for a variety of different functions even under the typically narrow in a sports or recreational boat space. At the same time, the system should be comparatively easy to implement and thus inexpensive to produce. Corresponding requirements are also subject to a intended for use in a caravan, especially RV or caravan, multiplexing system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Multiplexing-System zum Schalten elektrischer Lasten anzugeben, das für den Einsatz in einem Boot oder Wohnfahrzeug besonders geeignet ist.The invention has for its object to provide a multiplexing system for switching electrical loads, which is particularly suitable for use in a boat or caravan.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Da- nach umfasst das Multiplexing-System (nachfolgend kurz als System bezeichnet) mindestens zwei Busgeräte, die über eine Busleitung zum gegenseitigen Datenaustausch miteinander verbunden sind und von denen jedes eine Anzahl von Eingängen und/oder eine Anzahl von Lastausgängen aufweist. Jeder Eingang ist hierbei zur Zuführung eines Eingangssignals mit einem Signalgeber, insbesondere einem mechanischen Taster oder Schalter, verbindbar, wohingegen jeder Lastausgang eine schaltbare Ausgangsspannung für einen anzuschließenden elektrischen Lastkreis liefert. Das System umfasst weiterhin Kontrollmittel zur Zuordnung der Eingänge zu korrespondierenden Lastausgängen, wobei die Kontrollmittel derart konfigurierbar sind, dass dem oder jedem Eingang durch eine logische Verknüpfung ein beliebiger Lastausgang zuordenbar ist, so dass der Lastausgang durch das an den zugeordneten Eingang angelegte Eingangssignal geschaltet wird. Diese Kontrollmittel sind erfindungsgemäß durch eine Anzahl von hinsichtlich ihrer Hardware identisch aufgebauten Basismodulen gebildet, von denen jeweils eines einem jeden Busgerät zugeordnet ist und insbesondere Bestandteil des Letzteren bildet.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. According to the multiplexing system (hereinafter referred to as system) comprises at least two bus devices, which are connected to each other via a bus line for mutual data exchange and each of which has a number of inputs and / or has a number of load outputs. Each input is in this case for supplying an input signal with a signal generator, in particular a mechanical button or switch, connectable, whereas each load output provides a switchable output voltage for an electrical load circuit to be connected. The system further comprises control means for associating the inputs with corresponding load outputs, the control means being configurable such that any load output can be assigned to the or each input by a logical link such that the load output is switched by the input signal applied to the associated input. These control means are formed according to the invention by a number of base modules of identical construction with respect to their hardware, one of which is assigned to each bus device and in particular forms part of the latter.
Das vorstehend beschriebene System ermöglicht die Realisierung einer besonders flexiblen und anpassbaren Installation für unterschiedlichste Schaltfunktionen bei gleichzeitig besonders einfachem Aufbau. Zur Vereinfachung trägt hierbei vor allem der mo- dulare Aufbau des Systems bei, der sich insbesondere in der Verwendung gleicher Ba- sismodule für jedes Busgerät äußert.The system described above allows the realization of a particularly flexible and customizable installation for a variety of switching functions with a particularly simple design. To simplify matters, the modular structure of the system, which manifests itself in particular in the use of the same basic modules for each bus device, contributes to this.
Das bzw. jedes Basismodul umfasst in zweckmäßiger Ausführung einen Konfigurationsspeicher, in welchem eine dem Busgerät zugeordnete Konfiguration hinterlegt ist. AIs „Konfiguration" wird eine Sammlung von Konfigurationsdaten bezeichnet, die insbesondere logische Verknüpfungen der vorstehend genannten Art umfasst. Die einem jeden Busgerät zugeordnete Konfiguration ist benutzerseitig erstellbar und veränderbar. Dieser Prozess der Erstellung oder Änderung einer Konfiguration ist nachfolgend als „Konfigurierung" bezeichnet.The or each base module comprises in an expedient embodiment a configuration memory in which a configuration associated with the bus device is stored. A "Configuration" refers to a collection of configuration data, including in particular logical links of the type mentioned above.The configuration associated with each bus device is user-configurable and modifiable.This process of creating or changing a configuration is hereinafter referred to as "configuration".
Durch die Verteilung der Konfigurationsdaten auf die in jedem Busgerät installierten Basismodule wird eine dezentrale Systemsteuerung geschaffen, bei der alle Busgeräte im Wesentlichen gleichberechtigt als „Master" miteinander kommunizieren. Durch diese dezentrale Ausführung der Kontrollmittel wird - insbesondere im Vergleich zu einem zentralen „Master-Slave"-Steuerkonzept - eine besonders hohe Ausfallsicherheit erzielt. Insbesondere ist hierdurch eine zumindest eingeschränkte Funktion des Systems auch dann noch sichergestellt, wenn ein Busgerät ausfällt.By distributing the configuration data to the base modules installed in each bus device, a decentralized system control is created, in which all bus devices communicate with one another essentially as a "master." This decentralized execution of the control means, especially in comparison to a central master slave "Control concept - achieved a particularly high reliability. In particular, this at least a limited function of the system is still ensured even if a bus device fails.
Eine besonders einfache und flexible Steuerlogik wird dadurch erreicht, dass die besagten logischen Verknüpfungen ausgangsbezogen gespeichert sind, d.h. dass die einen bestimmten Eingang einem bestimmten Lastausgang zuordnende logische Verknüpfung stets in der Konfiguration desjenigen Busgeräts hinterlegt ist, dem dieser Lastausgang zugeordnet ist. Mit anderen Worten übermittelt ein jeder Eingang bzw. das zugehörige Busgerät das entsprechende Eingangssignal „blind" in die Busleitung. Die Auswertung und Zuordnung dieses Eingangssignals erfolgt erst durch das Busgerät, dem der entsprechende Lastenausgang zugehört. Durch die ausgangsbezogene Signalbehandlung wird eine besonders große Flexibilität bei gleichzeitig vereinfachtem Konfigurierungsaufwand erzielt.A particularly simple and flexible control logic is achieved in that the said logic operations are stored based on output, i. that the logical connection assigning a specific input to a specific load output is always stored in the configuration of that bus device to which this load output is assigned. In other words, each input or the associated bus device transmits the corresponding input signal "blindly" to the bus line.The evaluation and assignment of this input signal is carried out only by the bus device to which the corresponding load output belongs achieved at the same time simplified configuration effort.
Um komplexe Schaltungen realisieren zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass mehrere Eingänge demselben Lastausgang zugeordnet werden können. Umgekehrt können aber auch mehrere Lastausgänge demselben Eingang zugeordnet sein. Letzte- res ist insbesondere schon durch die rein ausgangsbezogene Verwaltung der logischen Verknüpfungen sichergestellt. In vorteilhafter Ausführung ist jedem Eingang weiterhin eine konfigurierbare Schaltregel zugeordnet, durch welche das Schaltverhalten des Eingangs definiert ist, durch welche also die Auswirkung des an diesem Eingang anliegenden Eingangssignals und/oder dessen Änderung auf den Zustand des zugeordneten Lastausgangs bestimmt ist. Mit anderen Worten wird durch die Schaltregel virtuell ein „Schaltertyp", z. B. Taster, Toggle, Wechselschalter, etc. für den Eingang festgelegt, der eine bestimmte logische Behandlung des Eingangssignals zur Folge hat. Bevorzugt wird im Zuge der Konfigurierung des Systems zu einem zu konfigurierenden Eingang eine Liste verfügbarer Schaltregeln oder „Schaltertypen" zur Auswahl angeboten. Beispiele für derartige Schaltre- geln sind nachfolgend näher beschrieben.In order to be able to realize complex circuits, it is preferably provided that a plurality of inputs can be assigned to the same load output. Conversely, however, several load outputs can be assigned to the same input. The latter is ensured in particular by the purely output-based management of the logical links. In an advantageous embodiment, each input is further assigned a configurable switching rule, by which the switching behavior of the input is defined, by which therefore the effect of the present at this input input signal and / or its change is determined to the state of the associated load output. In other words, the switching rule virtually defines a "switch type", eg, pushbutton, toggle, changeover switch, etc. for the input, which results in a specific logical treatment of the input signal an input to be configured, a list of available switching rules or "switch types" offered for selection. Examples of such switching rules are described in more detail below.
Die einem Eingang zugeordnete Schaltregel ist bevorzugt wiederum ausgangsbezogen hinterlegt, d.h. innerhalb der Konfiguration desjenigen Busgeräts, dem der mit diesem Eingang verknüpfte Lastausgang zugehört. Die ausgangsbezogene Hinterlegung der Schaltregeln dient wiederum der Vereinfachung der Steuerlogik. Insbesondere können hierdurch im Zuge der Konfigurierung einfach für verschiedene Lastausgangstypen eine jeweils differenzierte Auswahl geeigneter Schaltregeln zugeordnet werden, wodurch sichergestellt ist, dass einem Eingang nur solche Schaltregeln zugeordnet werden, die auch für den verknüpften Lastausgang geeignet sind.The switching rule associated with an input is preferably in turn output-based, i. within the configuration of the bus device to which the load output associated with that input belongs. The output-related deposit of the switching rules again serves to simplify the control logic. In particular, in the course of the configuration, a differentiated selection of suitable switching rules can easily be assigned for different load output types, which ensures that only those switching rules are assigned to an input, which are also suitable for the associated load output.
Die Busgeräte und die diese verbindende Busleitung bilden zweckmäßigerweise ein CAN-Bussystem, insbesondere nach den diesbezüglichen Standards SAE J1939 und/oder NMEA 2000. Die Kommunikation zwischen den Busgeräten erfolgt hierbei zweckmäßigerweise über die jeweils zugeordneten Basismodule, von denen jedes zu diesem Zweck eine CAN-Bus-Schnittstelle aufweist.The bus devices and the bus line connecting them expediently form a CAN bus system, in particular according to the relevant standards SAE J1939 and / or NMEA 2000. The communication between the bus devices is expediently carried out via the respective assigned base modules, each of which is provided with a CAN bus for this purpose. Bus interface has.
Um besonders einfache Busgeräte realisieren zu können, weist das bzw. jedes Basismodul in bevorzugter Ausführung eine parallele Schnittstelle auf, über deren einzelne Ports Eingänge und/oder Lastausgänge direkt ansprechbar sind. Das Basismodul um- fasst vorteilhafterweise zusätzlich eine oder mehrere serielle Schnittstellen. Letztere dienen insbesondere zur Kommunikation mit optional vorhandenen weiteren Funktionsmodulen desselben Busgeräts. Ein derartiges Funktionsmodul kann wahlweise weitere Eingänge oder Ausgänge des Busgeräts ansteuern oder eine sonstige eine systeminterne Funktion, z. B. Strommessung, Überlastdetektion oder Drahtbrucherkennung, wahrnehmen. Ein derartiges Funktionsmodul kann aber auch als Steuereinheit für eine systemexterne Funktion dienen, z.B. mit Sensoren, wie einem Helligkeits- oder Bewegungsmelder, zusammenwirken, ein Display oder einen Bildschirm ansteuern, zur Kommunikation mit einer Fernbedienung oder einem Telekommunikations- oder Datennetzwerk ausgebildet sein, etc.In order to be able to realize particularly simple bus devices, the or each base module in a preferred embodiment has a parallel interface, via whose individual ports inputs and / or load outputs can be addressed directly. The basic module advantageously additionally comprises one or more serial interfaces. The latter are used in particular for communication with optionally existing further functional modules of the same bus device. Such a function module can optionally control further inputs or outputs of the bus device or another one intrinsic function, eg. As current measurement, overload detection or wire break detection perceive. However, such a functional module can also serve as a control unit for a system-external function, eg with sensors, such as a brightness or motion detector, interact, control a display or a screen, be designed for communication with a remote control or a telecommunications or data network, etc.
Zur Konfigurierung des Systems sowie für eine vereinfachte Funktions- bzw. Fehleranalyse umfasst mindestens ein Busgerät eine USB-Schnittstelle, über welche ein mit einer Konfigurierungssoftware ausgestatteter Rechner, insbesondere PC, anschließbar ist.To configure the system and for a simplified functional or fault analysis, at least one bus device comprises a USB interface via which a computer equipped with a configuration software, in particular PC, can be connected.
Eine besonders einfache Installation und Reparatur des Systems wird durch einen bevorzugt vorgesehenen Sicherungsformalismus erzielt. Im Rahmen dieses Sicherungsformalismus ist jedem Busgerät (Bezugsgerät) ein weiteres Busgerät als Partnergerät zugewiesen. Infolge dieser Zuweisung wird eine Sicherheitskopie der Konfiguration des Bezugsgeräts in dem Partnergerät hinterlegt. Das Partnergerät überwacht hierbei die Konfiguration des Bezugsgeräts, erkennt automatisch einen Konfigurationsverlust (beispielsweise infolge eines Austauschs des Bezugsgeräts) und stellt in diesem Fall die Konfiguration des Bezugsgeräts anhand der Sicherheitskopie wieder her. Auf diese Weise ist es möglich, jedes der Busgeräte einfach zu ersetzen, ohne dass hierdurch die Funktionstüchtigkeit des Systems beeinträchtigt oder eine Neukonfiguration erforderlich würde. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Zuordnung von Bezugsgeräten und Partnergeräten im Zuge der Konfigurierung frei wählbar ist.A particularly simple installation and repair of the system is achieved by a preferably provided Sicherungsformalismus. As part of this safety formalism, each bus device (reference device) is assigned a further bus device as a partner device. As a result of this assignment, a backup copy of the configuration of the reference device is stored in the partner device. The partner device monitors the configuration of the reference device, automatically detects a loss of configuration (due to a replacement of the reference device, for example), and restores the configuration of the reference device from the backup copy. In this way it is possible to easily replace any of the bus devices without compromising the system's functionality or requiring reconfiguration. Appropriately, it is provided that the assignment of reference devices and partner devices in the course of the configuration is arbitrary.
In bevorzugter Ausführung ist mindestens einem Lastausgang eine elektronische Ü- berlastabschaltung zugeordnet, die hinsichtlich eines den Abschaltvorgang auslösenden Überlastschwellwerts konfigurierbar ist. Ein Schwellwertgeber zur Vorgabe dieses Überlastschwellwerts ist vorzugsweise durch ein elektronisch konfigurierbares Bauteil gebildet, das den Überlastschwellwert nicht-flüchtig vorhält, so dass die Überlastabschaltung auch bei einem etwaigen Ausfall der Steuerelektronik des Busgeräts funktionstüchtig bleibt. Als Schwellwertgeber ist insbesondere ein passiver, elektronisch trimmbarer Widerstand vorgesehen. Als „passiv" wird ein elektrisches Bauteil dann be- zeichnet, wenn es bestimmungsgemäß ohne eigene Stromversorgung funktioniert. Ein derartiger Widerstand wird z.B. von der Firma Microbridge Technologies Inc. unter der Bezeichnung „Rejuster" hergestellt.In a preferred embodiment, at least one load output is assigned an electronic overload cut-off, which is configurable with regard to an overload threshold triggering the switch-off process. A threshold value generator for specifying this overload threshold value is preferably formed by an electronically configurable component which non-volatile stores the overload threshold value, so that the overload shutdown remains functional even in the event of a possible failure of the control electronics of the bus device. In particular, a passive, electronically trimmable resistor is provided as a threshold value transmitter. As "passive", an electrical component is then if it works as intended without its own power supply. Such a resistor is manufactured eg by the company Microbridge Technologies Inc. under the name "Rejuster".
Alternativ oder zusätzlich ist zweckmäßigerweise mindestens ein Lastausgang durch eine Flachstecksicherung oder einen hierzu kompatiblen Schutzschalter gegen Überlast gesichert. Ein solcher Lastausgang weist entsprechend einen Steckplatz für eine Flachstecksicherung oder einen Schutzschalter auf, der dem Schaltelement des Lastausgangs in Serie geschaltet ist. Um bei einem Ausfall der Systemelektronik einen ma- nuellen Notbetrieb sicherzustellen, weist mindestens ein Lastausgang zusätzlich oder alternativ einen Hilfssteckplatz für eine Flachstecksicherung oder einen damit kompatiblen Schutzschalter auf, der dem Schaltelement des Lastausgangs parallel geschaltet ist, so dass das Schaltelement durch Einstecken der Flachstecksicherung bzw. des Schutzschalters in den Hilfssteckplatz überbrückt werden kann. In letzterem Fall wird der an den Lastausgang angeschlossene Lastkreis einfach durch Einstecken oder Herausziehen der Flachstecksicherung bzw. des Schutzschalters geschaltet. Ein solcher Hilfssteckplatz ist insbesondere solchen Lastausgängen zugeordnet, die zum An- schluss eines sicherheitsrelevanten Lastkreises, beispielsweise zur Versorgung der Positionslampen eines Boots, vorgesehen sind.Alternatively or additionally, at least one load output is expediently secured against overload by a flat-type fuse or a circuit breaker compatible therewith. Such a load output has correspondingly a slot for a Flachstecksicherung or a circuit breaker, which is connected to the switching element of the load output in series. In order to ensure a manual emergency operation in the event of a system electronics failure, at least one load output additionally or alternatively has an auxiliary slot for a flat fuse or a compatible circuit breaker connected in parallel with the switching element of the load output, so that the switching element can be plugged in by plugging in the flat fuse of the circuit breaker in the auxiliary slot can be bridged. In the latter case, the load circuit connected to the load output is simply switched by inserting or removing the flat fuse or circuit breaker. Such an auxiliary slot is associated, in particular, with those load outputs which are provided for the connection of a safety-relevant load circuit, for example for supplying the position lamps of a boat.
Für eine einfache Überwachung der Funktion des System sowie gegebenenfalls eine vereinfachte Fehlerdiagnose ist in bevorzugter Ausführung der Erfindung weiterhin jeder Lastausgang dazu ausgebildet, ein Statussignal an das Basismodul rückzumelden. Das Statussignal kennzeichnet hierbei insbesondere den Schaltzustand des dem Last- ausgang zugeordneten Schaltelements. Zusätzlich oder alternativ enthält das Statussignal eine Information über Fehlerzustände des an den Lastausgang angeschlossenen Lastkreises, insbesondere Drahtbruch und/oder Überlast bzw. Kurzschluss. Zur Feststellung eines solchen Fehlerzustandes umfasst der Lastausgang in dieser Ausführung eine Lastkreisüberwachungsschaltung. Letztere ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie einen Fehlerzustand unabhängig von dem Schaltzustand des Lastausgangs erkennt. Um zu vermeiden, dass ein eingangsseitig an das System angeschlossener Signalgeber aufgrund von Oxidbildung an den Schaltkontakten Schaltfehler verursacht (insbesondere ausfällt), ist vorteilhafterweise mindestens einem Eingang eine Kontaktreinigungsschaltung zugeordnet. Die Kontaktreinigungsschaltung ist derart ausgebildet, s dass bei Betätigung des mit dem Eingang verbundenen Signalgebers ein Stromstoß auf den Signalgeber ausgegeben wird, der eine etwaige Oxidschicht auf den Schaltkontakten desselben zerstört. Die Kontaktreinigungsschaltung ist insbesondere als Kondensatorschaltung ausgebildet.For a simple monitoring of the function of the system and optionally a simplified fault diagnosis, in a preferred embodiment of the invention, each load output is furthermore designed to signal back a status signal to the base module. In this case, the status signal characterizes, in particular, the switching state of the switching element assigned to the load output. Additionally or alternatively, the status signal contains information about fault conditions of the load circuit connected to the load output, in particular wire breakage and / or overload or short circuit. In order to detect such a fault condition, the load output in this embodiment comprises a load circuit monitoring circuit. The latter is in particular designed such that it detects a fault condition independent of the switching state of the load output. In order to avoid that an input side connected to the system signal generator due to oxide formation on the switch contacts switching error causes (in particular fails), advantageously at least one input is associated with a contact cleaning circuit. The contact cleaning circuit is designed such that upon actuation of the signal transmitter connected to the input, a current pulse is output to the signal generator, which destroys a possible oxide layer on the switching contacts thereof. The contact cleaning circuit is designed in particular as a capacitor circuit.
0 Zusätzlich zu Eingängen und Lastausgängen umfasst das System in einer bevorzugten Ausführung eine Anzahl von Kontrollausgängen. Ein oder mehrere solcher Kontrollausgänge sind hierbei einem Eingang fest zugeordnet oder zumindest durch Konfigurierung des System zuordenbar. Die Kontrollausgänge dienen zur Ansteuerung von Kontrolllampen, um die mit einem Eingang verbundenen Schaltvorgänge zu Kontrollzwe- 5 cken visualisieren zu können. Ein an einem solchen Kontrollausgang abgreifbares Kontrollsignal ist hierbei in eindeutiger Weise mit dem Statussignal desjenigen Lastausgangs verknüpft, welchem der dem Kontrollausgang zugehörigen Eingang zugeordnet ist.0 In addition to inputs and load outputs, in a preferred embodiment, the system includes a number of control outputs. One or more such control outputs are assigned to an input or at least assigned by configuring the system. The control outputs are used to control control lamps in order to be able to visualize the switching processes connected to an input for control purposes. A control signal which can be tapped off at such a control output is uniquely linked to the status signal of that load output to which the input associated with the control output is assigned.
20 Um die Leuchtstärke der mit einem jeden Kontrollausgang verbindbaren Kontrolllampen an die Raumlichtverhältnisse anpassen zu können und/oder bedarfsweise den Energieverbrauch solcher Kontrolllampen anpassen zu können, ist jedem Kontrollausgang zweckmäßigerweise eine Dimmerschaltung zugeordnet, mittels welcher die Stärke des Kontrollsignals kontinuierlich oder stufenweise steuerbar ist. Bei dem Kontrollsignal20 In order to adjust the luminosity of connectable with each control output control lamps to the room lighting conditions and / or to adjust the energy consumption of such control lamps, if necessary, each control output is assigned a dimmer circuit by means of which the strength of the control signal is continuously or stepwise controllable. At the control signal
2s handelt es sich bevorzugt um ein Gleichstromsignal. Als „Stärke" des Kontrollsignals wird hierbei die Spannungsamplitude des Kontrollsignals durch die Dimmerschaltung gesteuert. Die Dimmerschaltung ist bevorzugt durch einen zentralen Signalgeber für alle Kontrollausgänge gemeinsam steuerbar.2s is preferably a direct current signal. In this case, the voltage amplitude of the control signal is controlled by the dimmer circuit as a "strength" of the control signal The dimmer circuit can preferably be controlled jointly by a central signal transmitter for all control outputs.
so Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 in einem schematisch vereinfachten Blockschaltbild ein Multiplexing-Thus, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show: 1 is a simplified schematic block diagram of a multiplexing
System zum Schalten elektrischer Lasten, welches als Busgeräte zwei Paneelmodule zum Anschluss an ein Schaltpaneel, drei Power-Module zur Ansteuerung von elektrischen Lastkreisen sowie einen diese Busge- rate verbindenden CAN-Bus umfasst,System for switching electrical loads, comprising as bus devices two panel modules for connection to a switching panel, three power modules for controlling electrical load circuits and a CAN bus connecting these bus rates,
Fig. 2 in einem vereinfachten Blockschaltbild einen Eingang eines Busgeräts gemäß Fig. 1,2 is a simplified block diagram of an input of a bus device according to FIG. 1, FIG.
Fig. 3 in Darstellung gemäß Fig. 2 einen Kontrollausgang eines Busgeräts gemäß Fig. 1 , Fig. 4 in Darstellung gemäß Fig. 2 einen Lastausgang eines Busgeräts gemäß2 shows a control output of a bus device according to FIG. 1, FIG. 4 shows a load output of a bus device according to FIG. 2
Fig. 1 undFig. 1 and
Fig. 5 in einem schematisch vereinfachten Blockschaltbild ein Basismodul, dasFig. 5 is a schematic simplified block diagram of a base module, the
Bestandteil eines jeden Busgeräts gemäß Fig. 1 bildet.Part of each bus device of FIG. 1 forms.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
Fig. 1 zeigt schematisch vereinfacht ein Multiplexing-System 1 (nachfolgend kurz System 1 ) zum Schalten elektrischer Lasten, das insbesondere zum Einsatz in einem Sport- oder Freizeitboot oder einem Wohnfahrzeug (Wohnanhänger, Wohnmobil, etc.) vorgesehen ist.Fig. 1 shows schematically simplified a multiplexing system 1 (hereinafter referred to as system 1) for switching electrical loads, which is intended in particular for use in a sports or leisure boat or a caravan (caravan, motorhome, etc.).
Das System 1 umfasst beispielhaft fünf Busgeräte, darunter ein erstes Paneelmodul 2a, ein zweites Paneelmodul 2b sowie drei Power-Module 3a,3b,3c. Das System 1 umfasst weiterhin eine diese Busgeräte verbindende Busleitung 4. Die Paneelmodule 2a,2b dienen jeweils zum Anschluss an ein zugehöriges Schaltpaneel 5a, 5b des Bootes bzw. Wohnfahrzeugs. Jedes Power-Modul 3a,3b,3c dient zur elektrischen Versorgung einer Anzahl elektrischer Lastkreise 6, in die jeweils ein oder mehrere Peripheriegeräte 7, d.h. elektrische Verbraucher wie Positionslichter, Innenraumbeleuchtung, Haushaltsgeräte, etc. oder Steckdosen geschaltet sind.The system 1 comprises by way of example five bus devices, including a first panel module 2a, a second panel module 2b and three power modules 3a, 3b, 3c. The system 1 further comprises a bus line 4 connecting these bus devices. The panel modules 2 a, 2 b each serve for connection to an associated switching panel 5 a, 5 b of the boat or vehicle. Each power module 3a, 3b, 3c is used to supply electrical power to a number of electrical load circuits 6, into each of which one or more peripheral devices 7, i. electrical consumers such as position lights, interior lighting, household appliances, etc. or sockets are connected.
Jedes Busgerät (d.h. Paneelmodul 2a,2b oder Power-Modul 3a,3b,3c) tauscht mit jedem anderen Busgerät über die Busleitung 4 Daten aus. Dieser Datenaustausch beruht hierbei auf der so genannten CAN-Bus-Technologie, wie sie insbesondere durch die einschlägigen Standards SAE J1939 und NMEA 2000 definiert ist. Die Busleitung 4 ist entsprechend dieser Technologie bevorzugt als geschirmte, verdrillte Zweipolleitung (twisted-pair) ausgebildet, die an beiden Endpunkten durch 120Ω- Abschlusswiderstände 8 abgeschlossen ist. Jedes Paneelmodul 2a,2b oder Power- Modul 3a, 3b, 3c ist mittels einer CAN-Bus-Schnittstelle 9 mit der Busleitung 4 verbunden. Die CAN-Bus-Schnittstelle 9 ist in ein Basismodul 10 integriert, das Bestandteil eines jeden Busgeräts ist.Each bus device (ie, panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c) exchanges data with each other bus device via the bus line 4. This data exchange is based hereby on the so-called CAN bus technology, as defined in particular by the relevant standards SAE J1939 and NMEA 2000. The bus line 4 is preferably designed according to this technology as a shielded, twisted pair (twisted-pair), which is terminated at both end points by 120Ω terminating resistors 8. Each panel module 2 a, 2 b or power module 3 a, 3 b, 3 c is connected to the bus line 4 by means of a CAN bus interface 9. The CAN bus interface 9 is integrated in a base module 10, which is part of each bus device.
Zur Kommunikation mit dem angeschlossenen Schaltpaneel 5a,5b bzw. Lastkreis 6 weist jedes Busgerät (d.h. Paneelmodul 2a,2b und Power-Modul 3a,3b,3c) eine Anzahl von Eingängen 11 , Lastausgängen 12 und/oder Kontrollausgängen 13 auf.For communication with the connected switch panel 5a, 5b or load circuit 6, each bus device (i.e., panel module 2a, 2b and power module 3a, 3b, 3c) has a number of inputs 11, load outputs 12 and / or control outputs 13.
Jeder Eingang 11 dient zur Eingabe eines einem Schaltzustand entsprechenden Ein- gangssignals 5E in das System 1. Zur Erzeugung des Eingangssignals E ist der Eingang 11 im Montagezustand über eine Signalleitung 14 mit einem Signalgeber 15, z.B. in Form eines mechanisches Tasters oder Schalters, verbunden. Eine Anzahl derartiger Signalgeber 15 sind insbesondere im Rahmen eines jeden Schaltpaneels 5a, 5b vorgesehen. Jedes Paneelmodul 2a,2b ist entsprechend mit einer hinreichend großen Anzahl von Eingängen 11 versehen, um die Signalgeber 15 eines üblichen Schaltpaneels 5a,5b mittlerer Größe kontaktieren zu können. In bevorzugter Dimensionierung sind etwa dreißig Eingänge pro Paneelmodul 2a,2b vorgesehen. Zum Anschluss von weiteren, separaten Signalgebern, z.B. Lichtschaltern, können ferner auch die Power- Module 3a,3b,3c mit einer Anzahl von Eingängen 11 versehen sein (nicht explizit dar- gestellt).Each input 11 is used to input a switching signal corresponding input signal 5E into the system 1. To generate the input signal E, the input 11 is in the assembled state via a signal line 14 with a signal generator 15, e.g. in the form of a mechanical button or switch connected. A number of such signal generator 15 are provided in particular in the context of each switching panel 5a, 5b. Each panel module 2a, 2b is correspondingly provided with a sufficiently large number of inputs 11 in order to be able to contact the signal transmitters 15 of a conventional switching panel 5a, 5b of average size. In preferred dimensioning about thirty inputs per panel module 2a, 2b are provided. For connection of further separate signalers, e.g. Light switches, also the power modules 3a, 3b, 3c may be provided with a number of inputs 11 (not explicitly shown).
Lastausgänge 12 dienen zur Einspeisung einer Ausgangsspannung Ua in den an diesen Lastausgang 12 angeschlossenen Lastkreis 6, wobei jeder Lastausgang 12 zum Schalten dieser Ausgangsspannung Ua mit einem Schaltelement 16 versehen ist. Lastausgänge 12 sind vor allem als Bestandteil der Power-Module 3a,3b,3c vorgesehen. Zur Versorgung der Schaltpaneele 5a, 5b sowie in deren Nähe angeordneter Lastkreise 6 ist ferner auch jedes Paneelmodul 2a,2b mit einigen, insbesondere zwei Lastausgängen 12 versehen. Zur Speisung der Lastausgänge 12 ist jedes Paneelmodul 2a,2b oder Power-Modul 3a,3b,3c an ein Versorgungsnetz 17a, 17b des Bootes bzw. Wohnfahrzeugs angeschlossen. Das Power-Modul 3a ist dabei zur Ausgabe einer Ausgangsspannung Ua von 230 Volt Wechselstrom (230 V/AC) ausgebildet und an das diesem Spannungstyp entsprechende Versorgungsnetz 17a angeschlossen. Die Power-Module 3b, 3c sowie die Lastausgänge 12 der Paneelmodule 2a, 2b sind dagegen zur Ausgabe von 24 Volt Gleichstrom (24 V/DC) vorgesehen und an das entsprechende 24- Volt- Versorgungsnetz 17b angeschlossen. Die Lastausgänge 12 der verschiedenen Power- Module 3a, 3b und 3c sind bevorzugt für verschiedene Ausgangslast (z. B. 5A, 10A bzw. 20 A Maximallast) konzipiert.Load outputs 12 are used to feed an output voltage Ua in the connected to this load output 12 load circuit 6, each load output 12 is provided for switching this output voltage Ua with a switching element 16. Load outputs 12 are provided primarily as part of the power modules 3a, 3b, 3c. For supplying the switching panels 5a, 5b as well as load circuits 6 arranged in their vicinity, each panel module 2a, 2b is also provided with some, in particular two, load outputs 12. To power the load outputs 12, each panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c is connected to a supply network 17a, 17b of the boat or vehicle. The power module 3a is designed to output an output voltage Ua of 230 volts AC (230 V / AC) and connected to the voltage of this type corresponding supply network 17a. The power modules 3b, 3c and the load outputs 12 of the panel modules 2a, 2b, however, are provided for the output of 24 volts DC (24 V / DC) and connected to the corresponding 24-volt supply network 17b. The load outputs 12 of the various power modules 3a, 3b and 3c are preferably designed for different output loads (eg 5A, 10A or 20 A maximum load).
Das Schaltelement 16 jedes Lastausgangs 12 eines jeden Busgeräts wird durch ein Steuersignal S geschaltet. Jeder Lastausgang 12 meldet ein Statussignal Z, das eine Information über den Schaltzustand des Lastausgangs 12 enthält, an das Basismodul 10 zurück.The switching element 16 of each load output 12 of each bus device is switched by a control signal S. Each load output 12 reports a status signal Z, which contains information about the switching state of the load output 12, back to the base module 10.
Die Kontrollausgänge 13 dienen zur Ansteuerung von Kontrolllampen 18, die wiederum vor allem im Rahmen der Schaltpaneele 5a, 5b vorgesehen sind. In der exemplarischen Installation gemäß Fig. 1 ist jeweils einem Signalgeber 15 eines jeden Schaltpaneels 5a,5b eine Kontrolllampe 18 zugeordnet, um einen mit diesem Signalgeber 15 korrespondierenden Schaltzustand oder einen Fehlerzustand anzuzeigen. Zur Ansteuerung der Kontrollampen 18 weist jedes Paneelmodul 2a,2b eine der Anzahl der Eingänge 11 entsprechende Anzahl von Kontrollausgängen 13 auf, deren jeder über eine Kontrollleitung 19 zur Ausgabe eines Kontrollsignals K mit der zugehörigen Kontrollampe 18 verdrahtet ist.The control outputs 13 serve to control control lamps 18, which in turn are provided in particular in the context of the switching panels 5a, 5b. In the exemplary installation according to FIG. 1, in each case a signal generator 15 of each switching panel 5 a, 5 b is assigned a control lamp 18 in order to indicate a switching state or a fault state corresponding to this signal generator 15. For controlling the control lamps 18, each panel module 2a, 2b has a number of inputs 11 corresponding number of control outputs 13, each of which is wired via a control line 19 for outputting a control signal K with the associated pilot light 18.
Das Paneelmodul 2a ist zusätzlich mit einer USB (Universal Serial Bus)-Schnittstelle 20 versehen, über welche ein Steuerrechner 21 an das Multiplexing-System 1 anschließ- bar ist. Der Steuerrechner 21 ist insbesondere mit einer Konfigurierungssoftware P versehen, mittels welcher das System 1 in nachfolgend näher beschriebener Art und Weise konfiguriert werden kann. Auf dem Steuerrechner 21 sind bevorzugt weiterhin Anwendungen zur Funktionsanalyse der Systemkonfiguration bzw. zur Fehlerdiagnose implementiert. Optional ist auf dem Steuerrechner 21 femer eine virtuelle Abbildung eines Schaltpaneels 5a oder 5b implementiert, das die physikalischen Schaltpaneele 5a,5b zumindest teilweise ersetzen kann.The panel module 2a is additionally provided with a USB (Universal Serial Bus) interface 20, via which a control computer 21 can be connected to the multiplexing system 1. The control computer 21 is in particular provided with a configuration software P by means of which the system 1 can be configured in a manner described in more detail below. On the control computer 21, applications for functional analysis of the system configuration or for fault diagnosis are furthermore preferred implemented. Optionally, a virtual image of a switching panel 5a or 5b is further implemented on the control computer 21, which can at least partially replace the physical switching panels 5a, 5b.
Um Funktionsstörungen durch Oxidierung der Schaltkontakte der Signalgeber 15 zu verhindern, ist jedem Eingang 11 - wie in Fig. 2 anhand eines vereinfachten Blockschaltbilds eines Eingangs 11 angedeutet - eine Kontaktreinigungsschaltung 30 zugeordnet. Diese Kontaktreinigungsschaltung 30 ist dazu ausgebildet, bei Betätigung des Signalgebers 15, insbesondere durch Entleerung eines Kondensators, einen Stromstoß I an den Signalgeber 15 auszugeben, der eine gegebenenfalls vorhandene Oxidschicht zerstört.In order to prevent malfunction by oxidation of the switching contacts of the signal generator 15, each input 11 - as indicated in Fig. 2 on the basis of a simplified block diagram of an input 11 - associated with a contact cleaning circuit 30. This contact cleaning circuit 30 is designed to output a surge I to the signal generator 15 upon actuation of the signal generator 15, in particular by emptying a capacitor, which destroys an oxide layer which may be present.
Jedem Kontrollausgang 13 ist - wie in Fig. 3 angedeutet - eine Dimmerschaltung 31 zugeordnet, durch welche die Amplitude des Kontrollsignals K, und hierüber die Hellig- keit der angesteuerten Kontrolllampe 18 stufenweise regulierbar ist. Die Dimmerschal- tungen 31 aller Kontrollausgänge 13 sind bevorzugt gemeinsam durch einen zentralen Regler eines Schaltpaneels 5a oder 5b ansteuerbar, um die Helligkeit der Kontrolllampen 18 an die Raumlichtverhältnisse und das persönliche Empfinden eines Benutzers anpassen zu können. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Dimmerschaltun- gen 31 durch einem Tageslichtsensor anzusteuern oder gekoppelt mit dem Positionsbzw. Scheinwerferlicht des Bootes oder Wohnfahrzeugs zu schalten.As indicated in FIG. 3, each control output 13 is assigned a dimmer circuit 31, by means of which the amplitude of the control signal K, and via this the brightness of the activated control lamp 18, can be regulated stepwise. The dimmer circuits 31 of all control outputs 13 are preferably jointly controllable by a central controller of a switching panel 5a or 5b, in order to be able to adapt the brightness of the control lamps 18 to the room lighting conditions and the personal perception of a user. Alternatively, it can also be provided to drive the dimmer circuits 31 through a daylight sensor or coupled to the position signal. Headlight light of the boat or vehicle to switch.
Kernbestandteil des in Fig. 4 näher dargestellten Lastausgangs 12 ist das Schaltelement 16, bei dem es sich um einen elektrischen Leistungsschalter, insbesondere einen so genannten PROFET, handelt, und das zur Beschaltung des Lastkreises 6 dem Versorgungsnetz 17a bzw. 17b und dem Lastkreis 6 zwischengeschaltet ist. Das Schaltelement 16 ist hierbei durch eine Flachstecksicherung oder einen damit kompatiblen Schutzschalter 32 gegen Überlast geschützt. Der Schutzschalter 32 ist auf einem dem Schaltelement 16 direkt vorgeschalteten Steckplatz 33 lösbar aufgesteckt. Der Steckplatz 33 und das Schaltelement 16 sind durch einen Bypass 34 überbrückt, in dem ein im Normalbetrieb unbesetzter Hilfssteckplatz 35 angeordnet ist, in den der Schutzschalter 32 bzw. eine Flachstecksicherung alternativ einsteckbar ist. Der Bypass 34 ist somit im Normalbetrieb unterbrochen, ermöglicht aber einen Notbetrieb des Last- ausgangs 12, indem (beispielsweise bei einem Ausfall des Schaltelements 16) der Lastausgang 12 durch Umstecken des Schutzschalters 32 von dem Steckplatz 33 in den Hilfssteckplatz 35 manuell geschaltet werden kann.The core component of the load output 12 shown in greater detail in FIG. 4 is the switching element 16, which is an electrical power switch, in particular a so-called PROFET, and which interposes the supply network 17a or 17b and the load circuit 6 for connecting the load circuit 6 is. The switching element 16 is here protected by a Flachstecksicherung or a compatible protection switch 32 against overload. The circuit breaker 32 is detachably mounted on a the switching element 16 directly upstream slot 33. The slot 33 and the switching element 16 are bridged by a bypass 34 in which an unoccupied in normal operation auxiliary slot 35 is arranged, in which the circuit breaker 32 and a flat plug fuse is alternatively inserted. The bypass 34 is thus interrupted in normal operation, but allows emergency operation of the load output 12 by (for example, in the event of failure of the switching element 16), the load output 12 can be manually switched by plugging the circuit breaker 32 from the slot 33 into the auxiliary slot 35.
Zur Ansteuerung des Schaltelements 16 umfasst der Lastausgang 12 eine Steuerlogik 36, der das Steuersignal S von dem Basismodul 10 zugeführt ist. Im Normalbetrieb steuert die Steuerlogik 36 das Schaltelement 16 durch Abgabe eines dem Steuersignal S entsprechenden Steuersignals S' auf oder zu. Abweichend hiervon schaltet die Steuerlogik 36 den Lastausgang 12 ab, wenn durch eine zugeordnete Lastkreisüber- wachungsschaltung 37 ein Fehlerzustand erkannt wird. Die Lastkreisüberwachungs- schaltung 37 ist dazu ausgebildet, Überlast bzw. Kurzschluss sowie Leitungsbruch als Fehlerzustand zu erkennen. Die Lastkreisüberwachungsschaltung 37 umfasst hierzu drei Komparatoren 38,39 und 40, an deren Messeingang ein zu dem durch das Schaltelement 16 fließenden Strom proportionales Messsignal M angelegt ist. Das Messsig- nal M wird über einen Stromspiegelausgang 41 des Schaltelements 16 ausgegeben. Das Schaltelement 16 wirkt der hierdurch gleichzeitig als Strommesser.For controlling the switching element 16, the load output 12 comprises a control logic 36, to which the control signal S is fed from the base module 10. In normal operation, the control logic 36 controls the switching element 16 by delivering a control signal S corresponding to the control signal S 'on or. Deviating from this, the control logic 36 switches off the load output 12 when an error state is detected by an associated load circuit monitoring circuit 37. The Lastkreisüberwachungs- circuit 37 is designed to recognize overload or short circuit and line break as a fault condition. For this purpose, the load circuit monitoring circuit 37 comprises three comparators 38, 39 and 40, to whose measurement input a measurement signal M proportional to the current flowing through the switching element 16 is applied. The measured signal M is output via a current mirror output 41 of the switching element 16. The switching element 16 acts thereby simultaneously as an ammeter.
Durch Anlegung einer Minimalschwellspannung Rmin an den Referenzeingang des Komparators 38 ist dieser zur Erkennung eines Leitungsbruchs, d.h. eines elektrisch unterbrochenen Lastkreises 6 ausgebildet. Im Falle eines Leitungsbruchs kommt der Stromfluss durch das Schaltelement 16 zum Erliegen, wodurch der stromproportionale Messwert M die Minimalschwellspannung Rmin unterschreitet und der Komparator 38 anspricht. Die Ausgangsspannung des Komparators 38 wird als Warnsignal W der Steuerlogik 36 zugeführt.By applying a minimum threshold voltage Rmin to the reference input of the comparator 38, it is for detecting a line break, i. an electrically interrupted load circuit 6 is formed. In the event of a line break, the current flow through the switching element 16 comes to a standstill, whereby the current-proportional measured value M falls below the minimum threshold voltage Rmin and the comparator 38 responds. The output voltage of the comparator 38 is supplied as a warning signal W of the control logic 36.
An den Referenzeingang des Komparators 40 ist eine Maximalschwellspannung Rmax angelegt. Der Komparator 40 detektiert hierdurch einen Kurzschluss innerhalb des Lastkreises 6, indem in diesem Fall der Stromfluss durch das Schaltelement 16 divergiert und hierdurch das Messsignal M die Maximalschwellspannung Rmax überschrei- tet. Die Ausgangsspannung des unter diesen Umständen schaltetenden Komparators 40 ist als Warnsignal W' der Steuerlogik 36 zugeführt. Der dritte Komparator 39 dient als elektronische Überlasterkennung, indem an den Referenzeingang dieses Komparators 39 eine einstellbare Spannung als Überlastschwellwert R angelegt ist. Der Komparator 39 spricht an, wenn das Messsignal M aufgrund eines Stromanstiegs im Lastkreis 6 den Überlastschwellwert R übersteigt. Die s Ausgangsspannung des Komparators 39 ist als Warnsignal W" der Steuerlogik 36 zugeführt.At the reference input of the comparator 40, a maximum threshold voltage Rmax is applied. As a result, the comparator 40 detects a short circuit within the load circuit 6, in which case the current flow through the switching element 16 diverges and as a result the measuring signal M exceeds the maximum threshold voltage Rmax. The output voltage of the comparator 40 switching under these circumstances is supplied to the control logic 36 as a warning signal W '. The third comparator 39 serves as an electronic overload detection by an adjustable voltage is applied as the overload threshold R to the reference input of this comparator 39. The comparator 39 responds when the measurement signal M exceeds the overload threshold R due to a current increase in the load circuit 6. The s output voltage of the comparator 39 is supplied as a warning signal W "of the control logic 36.
Als Schwellwertgeber zur Vorgabe des Überlastschwellwertes R ist ein passiver elektronisch trimmbarer Widerstand 42 vorgesehen. Der Widerstand 42 wird durch ein von der o Steuerlogik 36 (oder direkt von dem Basismodul 10) ausgegebenes Trimmsignal T getrimmt, d.h. hinsichtlich seines Widerstandskennwertes eingestellt. Als passives, d.h. von einer Stromversorgung unabhängiges Bauteil, behält der Widerstand 42 seinen Widerstandskennwert nach der Einstellung von sich aus bei, wodurch der Überlastschwellwert R auch dann noch ausgegeben wird, wenn das Trimmsignal T bei einem 5 Ausfall der Elektronik nicht zur Verfügung steht.As a threshold value for specifying the overload threshold R, a passive electronically trimmable resistor 42 is provided. The resistor 42 is trimmed by a trim signal T output from the control logic 36 (or directly from the base module 10), i. adjusted in terms of its resistance characteristic value. As a passive, i. From a power supply independent component, the resistor 42 keeps its resistance characteristic after the adjustment of its own, whereby the overload threshold R is still output even if the trim signal T is not available at a 5 failure of the electronics.
Um einen Fehlerzustand innerhalb des Lastkreises 6, insbesondere Leitungsbruch, auch bei abgeschaltetem Lastausgang 12 (d.h. sperrend angesteuertem Schaltelement 16) erkennen zu können, ist die Steuerlogik 36 ferner über eine Prüfleitung 43 direkt mit 0 dem Lastkreisanschluss des Lastausgangs 12 verschaltet.In order to be able to detect an error state within the load circuit 6, in particular line break, even when the load output 12 is switched off (i.e., switching element 16 which is blocked), the control logic 36 is further connected directly to the load circuit connection of the load output 12 via a test line 43.
Das von der Steuerlogik 36 an das Basismodul 10 zurückgegebene Statussignal Z enthält im Fehlerfall zusätzlich zu dem aktuellen Schaltzustand des Schaltelements 16 (EIN/AUS) eine nach Fehlerart (Kurzschluss, Überlast, Drahtbruch) differenzierte Feh- 25 lermeldung.In the event of a fault, the status signal Z returned by the control logic 36 to the base module 10 contains, in addition to the current switching state of the switching element 16 (ON / OFF), an error message differentiated by type of fault (short circuit, overload, wire break).
Die den Paneelmodulen 2a,2b oder Power-Modulen 3a,3b,3c zugeordneten Basismodule 10 sind hardwaretechnisch identisch aufgebaut. Kern eines jeden Basismoduls 10 - wie es in Fig. 5 näher dargestellt ist - bildet ein Controller 50. Der Control- 30 ler 50 greift zum Datenaustausch mit den Basismodulen 10 der anderen Busgeräte auf die CAN-Bus-Schnittstelle 9 zu. Jedes Basismodul 10 ist des Weiteren mit einer (insbesondere zwanzig Ports umfassenden) parallelen Schnittstelle 51 sowie mit einer Anzahl von (insbesondere drei) seriellen Schnittstellen 52 ausgestattet. Die Ports der parallelen Schnittstelle 51 sind primär dazu vorgesehen, einzelne Eingänge 11 , Lastausgänge 12 oder Kontrollausgänge 13 direkt anzusprechen. Unter Verwendung der parallelen Schnittstelle 51 lassen sich somit besonders einfache, und damit kostengünstige Busgeräte konzipieren. Die seriellen Schnittstellen 52 dienen vorrangig zur Kommunikation mit weiteren, separat controllergesteuerten Funktionsmodulen desselben Busgeräts (nicht näher dargestellt). Derartige Funktionsmodule können beispielsweise weitere Eingänge 11 , Lastausgänge 12 oder Kontrollausgänge 13 ansprechen oder gesonderte Datenübermittlungs-, Überwachungs- oder Anzeigefunktionen übernehmen. Ein derartiges Funktionsmodul steuert beispielsweise einen Sensor (insbesondere Bewegungs- sensor, Temperatursensor, etc.) an und erfüllt die Funktion eines Bewegungsmelders, einer Alarmanlage, etc. Ein weiteres Beispiel eines solchen Funktionsmodul ist ein Datenübertragungsmodul, das zur Kommunikation mit einer Fernbedienung oder einem Mobilfunknetz, etc. ausgebildet ist und somit eine Fernsteuerung des Systems 1 und/oder die Aussendung von Meldungen durch das System 1 ermöglicht. Wiederum zusätzlich oder alternativ kann ein Funktionsmodul zur Ansteuerung eines Displays vorgesehen sein.The basic modules 10 assigned to the panel modules 2a, 2b or power modules 3a, 3b, 3c are of identical hardware construction. Core of each base module 10 - as shown in more detail in Fig. 5 - forms a controller 50. The control 30 ler 50 accesses for data exchange with the base modules 10 of the other bus devices to the CAN bus interface 9. Each base module 10 is further equipped with a (in particular twenty ports) parallel interface 51 and a number of (in particular three) serial interfaces 52. The ports of the parallel Interface 51 are primarily intended to directly address individual inputs 11, load outputs 12 or control outputs 13. Using the parallel interface 51, it is thus possible to design particularly simple and therefore cost-effective bus devices. The serial interfaces 52 are primarily used for communication with further, separately controller-controlled function modules of the same bus device (not shown in detail). Such functional modules can, for example, address additional inputs 11, load outputs 12 or control outputs 13 or take over separate data transmission, monitoring or display functions. Such a function module controls, for example, a sensor (in particular a motion sensor, temperature sensor, etc.) and fulfills the function of a motion detector, an alarm system, etc. Another example of such a function module is a data transmission module that is used for communication with a remote control or a mobile radio network , etc., and thus enables remote control of the system 1 and / or the transmission of messages by the system 1. In addition or alternatively, a functional module for controlling a display can be provided.
Jedes Basismodul 10 umfasst schließlich einen Konfigurationsspeicher 53, in dem eine Konfiguration C desjenigen Busgeräts (d.h. Paneelmoduls 2a,2b bzw. Power- Moduls 3a,3b,3c), dem das Basismodul 10 zugehört, hinterlegt ist.Finally, each base module 10 comprises a configuration memory 53 in which a configuration C of that bus device (i.e., panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c) to which the base module 10 belongs is stored.
Durch die Konfigurationen C der Busgeräte werden die Eingänge 11 des Systems 1 den Lastausgängen 12 derart zugeordnet, dass durch das an einem bestimmten Eingang 11 anliegende Eingangssignal E bzw. durch dessen Änderung ein bestimmter Schaltzustand des zugeordneten Lastausgangs 12 hervorgerufen wird. Die Zuordnung erfolgt durch eine Anzahl von logischen Verknüpfungen L, die jeweils einen oder mehrere Eingänge 11 mit einem Lastausgang 12 verknüpfen. Diese Verknüpfungen L sind ausgangsbezogen hinterlegt, d.h. in der Konfiguration C desjenigen Paneelmoduls 2a,2b oder Power-Moduls 3a,3b,3c enthalten, dessen Bestandteil der korrespon- dierende Lastausgang 12 ist. Im Zuge der Konfigurierung des Systems 1 kann jeder Eingang 11 einem beliebigen Lastausgang 12 eines beliebigen Busgeräts zugeordnet werden. Die Konfiguration C eines Busgeräts umfasst weiterhin eine Anzahl von Schaltregeln A, durch welche der Wert des an einem Eingang 11 anliegenden Eingangssignal E und/oder dessen Änderung mit dem Schaltzustand des korrespondierenden Lastausgangs 12 (bzw. mit dem an diesen Lastausgang 12 ausgegebenen Steuersignal S) kor- reliert wird. Jede Schaltregel A ist einem Eingang 11 zugeordnet und definiert für diesen Eingang 11 einen „Schaltertyp". Die Schaltregel A ist bevorzugt ebenfalls ausgangsbezogen hinterlegt, d.h. in der Konfiguration C desjenigen Busgeräts enthalten, dessen Bestandteil der mit dem Eingang 11 verknüpfte Lastausgang 12 ist. Eine Schaltregel A umfasst weiterhin einen bevorzugt fest vorgegebenen Grundzustand (o- der Default-Zustand), der den Schaltzustand des zugehörigen Lastausgangs 12 direkt nach dem Aktivieren des Systems 1 festlegt.Due to the configurations C of the bus devices, the inputs 11 of the system 1 are assigned to the load outputs 12 in such a way that a specific switching state of the assigned load output 12 is caused by the input signal E present at a specific input 11 or by its change. The assignment is made by a number of logic operations L, which each link one or more inputs 11 to a load output 12. These links L are assigned to the output, ie in the configuration C of that panel module 2 a, 2 b or power module 3 a, 3 b, 3 c, whose component is the corresponding load output 12. As part of the configuration of the system 1, each input 11 can be assigned to any load output 12 of any bus device. The configuration C of a bus device furthermore comprises a number of switching rules A, by which the value of the input signal E present at an input 11 and / or its change with the switching state of the corresponding load output 12 (or with the control signal S output to this load output 12). is correlated. Each switching rule A is assigned to an input 11 and defines a "switch type" for this input 11. The switching rule A is also preferably associated with the output, ie in the configuration C of that bus device whose component is the load output 12 linked to the input 11 Switching rule A further includes a preferably fixed default state (or the default state), which determines the switching state of the associated load output 12 directly after activating the system 1.
Bei der Definition einer Schaltregel A kann der einem Eingang 11 zugeordnete „Schaltertyp" grundsätzlich als „Taster" oder „Schalter" definiert werden. Bei einem als „Tas- ter" definierten Eingang 11 wird eine pulsartige, d.h. zweifache Änderung des Eingangssignals E (z.B. AUS -> EIN -> AUS) als Schaltbefehl gewertet. Bei einem als „Schalter" definierten Eingang 11 wird eine einfache Änderung des Eingangssignals E (AUS -> EIN oder EIN -> AUS) als Schaltbefehl gewertet.In the definition of a switching rule A, the "switch type" associated with an input 11 can in principle be defined as a "pushbutton" or "switch." In the case of an input 11 defined as a "pushbutton", a pulse-like, i. twice change of the input signal E (for example OFF -> ON -> OFF) is evaluated as switching command. In the case of an input 11 defined as a "switch", a simple change of the input signal E (OFF -> ON or ON -> OFF) is evaluated as a switching command.
Zur näheren Bestimmung der Schaltregel A sind folgende Optionen als Auswahl vorgesehen:For a more detailed determination of the switching rule A, the following options are provided as a selection:
„Toggle": Mehrere mit einem gemeinsamen Lastausgang 12 als „Toggle" verknüpfte Eingänge 11 liefern ein Steuersignal S, das bei jeder pulsartigen Änderung eines belie- bigen zugehörigen Eingangssignals E den Zustand wechselt. Die „Toggle"-Verknüpfung von N mit dem selben Lastausgang 12 verknüpften Eingängen 11 ist äquivalent zu der Definition eines jeden dieser Eingänge 11 als „Taster". Im Grundzustand ist der mit „Toggle"-Eingängen 11 verknüpfte Lastausgang 12 „AUS". Nach dem Aktivieren des Systems 1 ist der Lastausgang 12 also zunächst in jedem Fall ausgeschaltet."Toggle": Several inputs 11 associated with a common load output 12 as "toggle" supply a control signal S which changes state with each pulse-like change of any associated input signal E. The "toggle" link of N to the same load output 12 associated inputs 11 is equivalent to the definition of each of these inputs 11 as a "button". In the default state, the load output 12 associated with "toggle" inputs 11 is "OFF". After activating the system 1, the load output 12 is thus initially switched off in any case.
„Wechselschalter": Mehrere mit einem gemeinsamen Lastausgang 12 als „Wechselschalter" verknüpfte Eingänge 11 liefern ein Steuersignal S, das bei jeder Änderung eines beliebigen zugehörigen Eingangssignals E den Zustand wechselt. Diese Art der Verknüpfung ist äquivalent mit der Definition aller betreffenden Eingänge 11 als „Schalter". Ein mit „Wechselschalter"-Eingängen 11 verknüpfter Lastausgang 12 ist im Grundzustand „AUS"."Switches": Several associated with a common load output 12 as a "changeover switch" inputs 11 provide a control signal S, the state changes with each change of any associated input signal E. This kind of Linkage is equivalent to the definition of all relevant inputs 11 as a "switch." A load output 12 associated with "toggle switch" inputs 11 is "OFF" in the default state.
„Ein/Aus-Schalter": Wird mit einem Lastausgang 12 nur ein einziger als „Schalter" definierter Eingang 11 verknüpft, so folgt das Steuersignal S dem Zustand des Eingangssignals E. Wahlweise kann der „Ein/Aus-Schalter" als „Öffner" oder als „Schließer" betrieben werden, wobei Eingangssignal E und Steuersignal S in ersterem Fall gegensinnig, in letzterem Fall gleichsinnig korreliert werden."On / off switch": If only one single input 11 defined as a "switch" is linked to a load output 12, then the control signal S follows the state of the input signal E. Alternatively, the "on / off switch" can be referred to as "opener" or be operated as a "make", wherein the input signal E and control signal S in the former case in the opposite direction, in the latter case are correlated in the same direction.
Ein Eingang 11 kann insbesondere auch dann als „Schalter" („Wechselschalter" oder „Ein/Aus-Schalter") definiert werden, wenn er in der physikalischen Installation tatsächlich mit einem als Taster ausgebildeten Signalgeber 15 verbunden ist. Ein derart verknüpfter Eingang 11 wirkt als „momentary switch", aktiviert bzw. deaktiviert den zugehö- rigen Lastausgang 12 also nur und solange der zugehörige Signalgeber 15 betätigt wird. Zweckmäßig ist diese Art der Verknüpfung insbesondere zur Ansteuerung einer Hupe oder eines Türöffners.In particular, an input 11 can also be defined as a "switch" ("changeover switch" or "on / off switch") if it is actually connected in the physical installation to a signal transmitter 15 designed as a push-button as a "momentary switch", thus activating or deactivating the associated load output 12 only and as long as the associated signal generator 15 is actuated. Appropriately, this type of link is particularly for controlling a horn or a door opener.
„Aktivieren-Taster","Deaktivieren-Taster": Hierbei werden ein Eingang 11 als „Akti- vieren-Taster" und im Regelfall ein anderer Eingang 11 als „Deaktivieren-Taster" mit demselben Lastausgang 12 verknüpft. Das zugehörige Steuersignal S wird bei einer pulsartigen Änderung des dem erstgenannten Eingang 11 zugeordneten Eingangssignals E aktiviert und bleibt solange aktiviert, bis eine pulsartige Änderung des an dem letztgenannten Eingang 11 anliegenden Eingangssignals E erfolgt."Activate button", "Disable button": An input 11 as "Activate button" and as a rule, another input 11 as "Disable button" are linked to the same load output 12. The associated control signal S becomes at a pulse-like change of the first input 11 associated input signal E is activated and remains activated until a pulse-like change of the voltage applied to the latter input 11 input signal E.
„Hauptschalter": Ein als „Hauptschalter" definierter Eingang 11 überschreibt alle anderen Eingänge 11 , die mit demselben Lastausgang 12 verknüpft sind. Dabei handelt es sich bevorzugt nicht um eine logische UND-Verknüpfung. Vielmehr wird jeder mit dem „Hauptschalter"-Eingang 11 verknüpfte Lastenausgang 12 bei Wiedereinschalten des „Hauptschalters" in den jeweils zugewiesenen Grundzustand versetzt. Wird z. B. ein Lastausgang 12, der sonst nur über „Wechselschalter" oder über „Toggle" bedient wird, durch einen „Hauptschalter" ausgeschaltet, so bleibt er nach dem Wiedereinschalten des „Hauptschalters" zunächst ausgeschaltet, bis er durch eine andere Verknüpfung wieder aktiviert wird. Ein Lastausgang 12, der mit einem „Ein/Aus-Schalter" verknüpft ist, folgt dagegen nach dem Wiedereinschalten des „Hauptschalters" dem Zustand des „Ein/Aus-Schalters"."Main switch": An input 11 defined as a "main switch" overwrites all other inputs 11 which are linked to the same load output 12. This is preferably not a logical AND operation. Rather, each associated with the "main switch" input 11 load output 12 is placed on restarting the "main switch" in the respective assigned ground state. If z. B. a load output 12, which is otherwise operated only on "toggle switch" or "toggle", turned off by a "master switch", it remains after restarting A load output 12 connected to an "on / off switch", on the other hand, follows the state of the "on / off" after the "main switch" is switched on again -Schalters ".
„Verriegelung": Ein als „Verriegelung" definierter Eingang 11 schaltet den zugeordneten Lastausgang 12 bei Aktivierung zwangsweise ab, so dass der Lastausgang 12 durch keinen anderen zugeordneten Eingang 11 aktivierbar ist."Locking": An input 11 defined as a "lock" forcibly switches off the assigned load output 12 when activated so that the load output 12 can not be activated by any other associated input 11.
Anstelle eines physikalischen Eingangs 11 kann auch ein virtueller Eingang mit einem Lastausgang 12 verknüpft werden. Ein derartiger virtueller Eingang kann beispielsweise durch eine Fernbedienung angesprochen werden. Weiterhin kann ein Lastausgang 12 auch mit einem virtuellen „Immer ein" bzw. „Immer aus"-Eingang verknüpft werden. Ein derart verknüpfter Lastausgang 12 ist entsprechend stets eingeschaltet bzw. ausge- 5 schaltet. Diese Verknüpfung kann nur durch einen als „Hauptschalter" definierten Eingang 11 überschrieben werden.Instead of a physical input 11, a virtual input can also be linked to a load output 12. Such a virtual input can be addressed for example by a remote control. Furthermore, a load output 12 can also be linked to a virtual "always on" or "always off" input. Such a linked load output 12 is always switched on or switched off 5 accordingly. This link can only be overwritten by an input 11 defined as a "main switch".
Jedem Lastausgang 12 oder zumindest einem Teil der Lastausgänge 12 ist bevorzugt eine konfigurierbare Zeitfunktion zugeordnet. Die Zeitfunktion wirkt wahlweise als Ver- o zögerungsschaltung, indem ein durch eine Änderung eines Eingangssignals E erzeugter Schaltbefehl erst nach einer konfigurierbaren Verzögerungszeit an das Schaltelement 16 des Lastausgangs 12 weitergegeben wird. Die Verzögerungsschaltung wirkt wahlweise unidirektional, d.h. nur bei einem Einschalt-Befehl oder nur bei einem Aus- schalt-Befehl oder bidirektional, d.h. beim Ein- und Ausschalten. In einer weiteren Opti- 5 on wirkt die Zeitfunktion als „Treppenhausschaltung", indem sie eine Schaltzustands- änderung des zugeordneten Lastausgangs 12 nach einer konfigurierbaren Verzögerungszeit selbsttätig wieder zurücknimmt, insbesondere den Lastausgang 12 selbsttätig wieder ausschaltet.Each load output 12 or at least part of the load outputs 12 is preferably assigned a configurable time function. The time function optionally acts as a delay circuit in that a switching command generated by a change in an input signal E is only forwarded to the switching element 16 of the load output 12 after a configurable delay time. The delay circuit optionally acts unidirectionally, i. only in the case of a switch-on command or only in the case of a switch-off command or bidirectionally, i. when switching on and off. In a further option, the time function acts as a "stairway circuit" in that it automatically resumes a switching state change of the assigned load output 12 after a configurable delay time, in particular automatically switches off the load output 12 again.
o Jeder Steuerausgang 13 ist bevorzugt einem Eingang 11 fest zugeordnet. Das an diesem Steuerausgang 13 anliegende Kontrollsignal K ist dabei durch das Statussignal Z bestimmt, das der mit diesem Eingang 11 verknüpfte Lastausgang 12 ausgibt. Mit anderen Worten spiegelt das Kontrollsignal K eines Kontrollausgangs 13 stets den tat- sächlichen Schalt- oder Fehlerzustand desjenigen Lastausgangs 12 wieder, der durch den zugeordneten Eingang 11 bedient wird. Bei Ansteuerung einer zweifarbigen LED als Kontrolllampe 18 ist das Kontrollsignal K z.B. derart kodiert, dass bei eingeschaltetem Lastausgang 12 die LED grün leuchtet, bei ausgeschaltetem Lastausgang 12 die LED ausgeschaltet ist, bei erkanntem Leitungsbruch die LED grün blinkt, und dass bei festgestellter Überlast die LED rot leuchtet oder rot blinkt.Each control output 13 is preferably permanently assigned to an input 11. The voltage applied to this control output 13 control signal K is determined by the status signal Z, which outputs the associated with this input 11 load output 12. In other words, the control signal K of a control output 13 always reflects the actual neuter switching or fault state of that load output 12 again, which is operated by the associated input 11. When controlling a two-color LED as a control lamp 18, the control signal K is eg coded such that when the load output 12, the LED lights green, with switched load output 12, the LED is turned off, when detected line break the LED flashes green, and that when detected overload the LED red lights or red flashes.
Um einen einfachen Austausch beliebiger Busgeräte zu ermöglichen, ist jedem Paneelmodul 2a, 2b und Power-Modul 3a,3b,3c ein Partnergerät zugewiesen. In dem Kon- figurationsspeicher 53 des Basisgeräts 10 dieses Partnergeräts ist hierbei eine Sicherheitskopie C der Konfiguration C des erstgenannten Busgeräts (Bezugsgeräts) hinterlegt. Das Partnergerät ist dazu ausgebildet, das Bezugsgerät zu überwachen und bei Erkennung eines Konfigurationsverlusts, die Konfiguration C des Bezugsgeräts anhand der Sicherheitskopie C automatisch wiederherzustellen. Die Zuordnung eines Partner- geräts zu einem Paneelmodul 2a,2b oder Power-Modul 3a, 3b, 3c ist bei der Konfigurierung des Systems 1 frei wählbar. Auf diese Weise kann ein beliebiges Busgerät ersetzt werden, ohne dass das System 1 hierdurch neu konfiguriert werden müsste.In order to enable a simple exchange of any bus devices, each panel module 2a, 2b and power module 3a, 3b, 3c assigned to a partner device. A backup copy C of the configuration C of the first-mentioned bus device (reference device) is stored in the configuration memory 53 of the base device 10 of this partner device. The partner device is configured to monitor the reference device and, upon detection of a configuration loss, to automatically restore the configuration C of the reference device based on the backup copy C. The assignment of a partner device to a panel module 2a, 2b or power module 3a, 3b, 3c is freely selectable in the configuration of the system 1. In this way, any bus device can be replaced without system 1 having to be reconfigured thereby.
Die Busgeräte und die in diesen angeordneten Basismodule 10 sind für den marinen Einsatz feuchtigkeitsgeschützt ausgebildet. Insbesondere sind die Basismodule 10 in der Schutzklasse IP00, die Busgeräte in der Schutzklasse IP54 ausgebildet. The bus devices and the base modules 10 arranged in these are designed to be moisture-protected for marine use. In particular, the basic modules 10 are in protection class IP00, the bus devices in protection class IP54.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
(Multiplexing-)System a,b Paneelmodul a,b,c Power-Modul(Multiplexing) system a, b panel module a, b, c power module
Busleitung a,b SchaltpaneelBus line a, b switch panel
Lastkreisload circuit
Peripheriegerätperipheral
Abschlusswiderstandterminator
CAN-Bus-Schnittstelle 0 Basismodul 1 Eingang 2 Lastausgang 3 Kontrollausgang 4 Signalleitung 5 Signalgeber 6 Schaltelement 7a,b Versorgungsnetz 8 Kontrolllampe 9 Kontrollleitung 0 USB-Schnittstelle 1 Steuerrechner 0 Kontaktreinigungsschaltung 1 Dimmerschaltung 2 Schutzschalter 3 Steckplatz 4 Bypass 5 Hilfssteckplatz 6 Steuerlogik 7 Lastkreisüberwachungsschaltung 8 Komparator 9 Komparator 0 Komparator 1 Stromspiegelausgang 2 Widerstand 3 PrüfleitungCAN bus interface 0 Basic module 1 Input 2 Load output 3 Control output 4 Signal line 5 Signal transmitter 6 Switching element 7a, b Power supply 8 Control lamp 9 Control line 0 USB interface 1 Control computer 0 Contact cleaning circuit 1 Dimmer circuit 2 Circuit breaker 3 Slot 4 Bypass 5 Auxiliary slot 6 Control logic 7 Load circuit monitoring circuit 8 comparator 9 Comparator 0 Comparator 1 Current mirror output 2 Resistor 3 Test lead
50 Controller50 controllers
51 parallele Schnittstelle51 parallel interface
52 serielle Schnittstelle52 serial interface
53 Konfigurationsspeicher53 Configuration memory
A SchaltregelA switching rule
C KonfigurationC configuration
C SicherheitskopieC backup
E EingangssignalE input signal
I StromstoßI surge
K KontrollsignalK control signal
L VerknüpfungL shortcut
M MesssignalM measurement signal
P KonfigurierungssoftwareP configuration software
R ÜberlastschwellwertR overload threshold
Rmin MinimalschwellspannungRmin minimum threshold voltage
Rmax MaximalschwellspannungRmax maximum threshold voltage
S1S1 SteuersignalS 1 S 1 control signal
T TrimmsignalT trim signal
Ua AusgangsspannungUa output voltage
W1W1W" WarnsignalW 1 W 1 W "Warning signal
Z Statussignal Z status signal

Claims

Ansprüche claims
1. Multiplexing-System (1 ) zum Schalten elektrischer Lasten, insbesondere zum Ein- satz in einem Boot oder Wohnfahrzeug, mit mindestens zwei über eine Busleitung1. Multiplexing system (1) for switching electrical loads, in particular for use in a boat or caravan, with at least two via a bus line
(4) verbundenen Busgeräten (2a,2b,3a-3c), deren jedes eine Anzahl von Eingängen (11) und/oder eine Anzahl von Lastausgängen (12) aufweist, - wobei jeder Eingang (11 ) zur Zuführung eines Eingangssignals (E) mit einem Signalgeber (15) verbindbar ist, und - wobei jeder Lastausgang (12) zur Ausgabe einer Ausgangsspannung (Ua) an einen elektrischen Lastkreis (6) anschließbar ist und ein Schaltelement (16) zum Schalten der Ausgangsspannung (Ua) umfasst, sowie mit Kontrollmitteln zur Ansteuerung des oder jedes Lastausgangs (12) nach Maßgabe des an einem zugeordneten Eingang (11) anliegenden Eingangssignals (E), wobei die Kontrollmittel derart konfigurierbar sind, dass dem oder jedem Eingang (11 ) durch eine logische Verknüpfung (L) ein beliebiger Lastausgang (12) zuordenbar ist, und wobei diese Kontrollmittel durch eine Anzahl von hardware- seitig identischen Basismodulen (10) gebildet sind, von denen jeweils eines einem jeden Busgerät (2a,2b,3a-3c) zugeordnet ist.(4) connected bus devices (2a, 2b, 3a-3c) each having a number of inputs (11) and / or a number of load outputs (12), each input (11) being adapted to supply an input signal (E) with a signal generator (15) is connectable, and - wherein each load output (12) for outputting an output voltage (Ua) to an electrical load circuit (6) can be connected and a switching element (16) for switching the output voltage (Ua) includes, as well Control means for controlling the or each load output (12) in accordance with the applied to an associated input (11) input signal (E), wherein the control means are configurable such that the or each input (11) by a logic operation (L) any Load output (12) can be assigned, and wherein said control means are formed by a number of hardware side identical base modules (10), one of which is assigned to each bus device (2a, 2b, 3a-3c).
2. System (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes Basisgerät (10) einen Konfigurationsspeicher (53) zur Speicherung einer dem zugehörigen Busgerät (2a,2b,3a-3b) zugeordneten Konfiguration (C) um- fasst.2. System (1) according to claim 1, characterized in that each base unit (10) a configuration memory (53) for storing a the associated bus device (2a, 2b, 3a-3b) associated configuration (C).
3. System (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einem Busgerät (2a,2b,3a-3c) zugeordnete Konfiguration (C) diejenigen logischen Verknüpfungen (L) enthält, die auf die diesem Busgerät (2a,2b,3a-3c) zugehörigen Lastausgänge (12) bezogen sind. 3. System (1) according to claim 2, characterized in that the bus device (2a, 2b, 3a-3c) associated configuration (C) contains those logic operations (L) on the said bus device (2a, 2b, 3a -3c) associated load outputs (12) are related.
4. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Eingänge (11) demselben Lastausgang (12) zuordenbar sind.4. System (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of inputs (11) the same load output (12) can be assigned.
s 5. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Eingang (11) eine konfigurierbare Schaltregel (A) zuordenbar ist, durch welche nach Maßgabe des anliegenden Eingangssignals (E) und/oder dessen Änderung ein an den zugeordneten Lastausgang (12) auszugebendes Steu- o ersignal (S) bestimmt ist.5. System (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that each input (11) a configurable switching rule (A) can be assigned, by which in accordance with the applied input signal (E) and / or its change on the associated load output (12) to be issued control o ersignal (S) is determined.
6. System (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einem Eingang (11) zugeordnete Schaltregel (A) stets innerhalb der Kon- 5 figuration (C) desjenigen Busgeräts (2a,2b,3a-3c) hinterlegt ist, dessen Bestandteil der diesem Eingang (11) zugeordnete Lastausgang (12) ist.6. System (1) according to claim 5, characterized in that the one input (11) associated switching rule (A) is always within the Kon-5 figuration (C) of that bus device (2a, 2b, 3a-3c) is deposited, whose Part of this input (11) associated load output (12).
7. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,7. System (1) according to one of claims 1 to 6, characterized
2o dass die Busgeräte (2a,2b,3a-3c) und die Busleitung (4) als CAN-Bus-System ausgebildet sind.2o that the bus devices (2a, 2b, 3a-3c) and the bus line (4) are designed as a CAN bus system.
8. System (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, 25 dass jedes Basismodul (10) eine CAN-Bus-Schnittstelle (9) aufweist.8. System (1) according to claim 7, characterized in that each base module (10) has a CAN bus interface (9).
9. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Basisgerät (10) eine parallele Schnittstelle (51) zur Kommunikation mit 30 einem oder mehreren Eingängen (11) und/oder Lastausgängen (12) des zugehörigen Busgeräts (2a,2b,3a-3c) umfasst. 9. System (1) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that each base unit (10) has a parallel interface (51) for communicating with one or more inputs (11) and / or load outputs (12) of the associated bus device (2a, 2b, 3a-3c).
10. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Busgerät (2a,2b,3a-3c) ein zusätzliches elektronisches Funktionsmodul zur Realisierung einer Datenübermittlungs-, Überwachungs- oder s Anzeigefunktion, insbesondere zur Ansteuerung eines Sensors, Senders bzw.10. System (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one bus device (2a, 2b, 3a-3c) an additional electronic function module for the realization of a data transmission, monitoring or s display function, in particular for controlling a Sensors, transmitter or
Empfängers oder Displays, umfasst.Receiver or displays.
11. System (1 ) nach einem der Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, o dass das Basismodul (10) mindestens eine serielle Schnittstelle (52), insbesondere zur Kommunikation mit einem oder mehreren Funktionsmodulen, aufweist.11. System (1) according to any one of claims 10, characterized in that the base module (10) has at least one serial interface (52), in particular for communication with one or more functional modules.
12. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet,12. System (1) according to one of claims 1 to 11, characterized
15 dass mindestens einem Eingang (11 ) eine Kontaktreinigungsschaltung (30) zugeordnet ist, die zur Reinigung der Schaltkontakte eines zugeordneten Signalgebers (15) durch Applikation eines Stromstoßes (I) bei einem Schaltvorgang ausgebildet ist.15 that at least one input (11) is associated with a contact cleaning circuit (30), which is designed for cleaning the switching contacts of an associated signal generator (15) by application of a current surge (I) in a switching operation.
2o2o
13. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Busgerät (2a,2b,3a-3c) eine USB-Schnittstelle (20) aufweist, über welche ein mit einer Konfigurierungssoftware (P) ausgestatteter Steuerrechner (21) zur Konfigurierung der Busgeräte (2a,2b,3a-3c) anschließbar ist.13. System (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one bus device (2a, 2b, 3a-3c) has a USB interface (20) via which a with a configuration software (P) equipped control computer (21) for configuring the bus devices (2a, 2b, 3a-3c) can be connected.
2525
14. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Busgerät (2a,2b,3a-3c) ein weiteres Busgerät (2a,2b,3a-3c) als Partnergerät zugewiesen ist, in welchem eine Sicherheitskopie (C) der Konfiguration so (C) des erstgenannten Busgeräts (2a,2b,3a-3c) hinterlegt ist, wobei das Partnergerät (2a,2b3a-3c) dazu ausgebildet ist, die Konfiguration (C) des erstgenannten Busgeräts (2a,2b,3a-3c) bei Austausch desselben oder einem sonstigen Konfigurationsverlust anhand der Sicherheitskopie (C) automatisch wiederherzustellen. 14. System (1) according to any one of claims 1 to 13, characterized in that each bus device (2a, 2b, 3a-3c), a further bus device (2a, 2b, 3a-3c) is assigned as a partner device, in which a backup copy (C) of the configuration so (C) of the former bus device (2a, 2b, 3a-3c) is deposited, wherein the partner device (2a, 2b3a-3c) is adapted to the configuration (C) of the first-mentioned bus device (2a, 2b , 3a-3c) when replacing it or any other configuration loss using the backup copy (C) automatically restore.
15. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Lastausgang (12) eine elektronische, hinsichtlich eines vorgegebenen Überlastschwellwerts (R) konfigurierbare Überlastabschaltung s (36,38) zugeordnet ist.15. System (1) according to one of claims 1 to 14, characterized in that at least one load output (12) is associated with an electronic, with respect to a predetermined overload threshold (R) configurable overload cut-off s (36,38).
16. System (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlastschwellwert (R) durch ein als Schwellwertgeber (42) wirkendes o elektronisch konfigurierbares Bauteil nicht-flüchtig vorgegeben ist.16. System (1) according to claim 15, characterized in that the overload threshold (R) by a threshold as an encoder (42) acting o electronically configurable component is non-volatile specified.
17. System (1 ) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen passiven, elektronisch trimmbaren Widerstand (42) als Schwellwertgeber.17. System (1) according to claim 16, characterized by a passive, electronically trimmable resistor (42) as a threshold value transmitter.
1515
18. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lastausgang (12) einen dem Schaltelement (16) in Serie geschalteten Steckplatz (33) für eine Flachstecksicherung oder einen damit kompa- 20 tiblen Schutzschalter (32) aufweist.18. System (1) according to one of claims 1 to 17, characterized in that at least one load output (12) has a switching element (16) connected in series slot (33) for a Flachstecksicherung or a compatible 20-sensitive circuit breaker (32 ) having.
19. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltelement (16) mindestens eines Lastausgangs (12) ein Hilfss- 25 teckplatz (35) für eine Flachstecksicherung oder einen damit kompatiblen Schutzschalter (32) parallel geschaltet ist, so dass das Schaltelement (16) durch Einstecken der Flachstecksicherung bzw. des Schutzschalters (32) in den Hilfssteckplatz (35) elektrisch überbrückbar ist.19. System (1) according to one of claims 1 to 18, characterized in that the switching element (16) at least one load output (12) an auxiliary 25 teckplatz (35) connected in parallel for a Flachstecksicherung or a compatible circuit breaker (32) is, so that the switching element (16) by plugging the Flachstecksicherung or the circuit breaker (32) in the auxiliary slot (35) is electrically bridged.
30 20. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lastausgang (12) ein den Schaltzustand des Schaltelements (16) kennzeichnendes Statussignal (Z) an das Basismodul (10) rückmeldet. 20 20. System (1) according to one of claims 1 to 19, characterized in that each load output (12) a the switching state of the switching element (16) characterizing status signal (Z) reports back to the base module (10).
21. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lastausgang (12) eine Lastkreisüberwachungsschaltung (37) umfasst, die zur Erkennung eines Fehlerzustands durch Leitungsbruch und/oder Kurz- schluss in dem an den Lastausgang (12) angeschlossenen Lastkreis (6) ausgebildet ist, wobei der Lastausgang (12) bei Erkennung eines Fehlerzustands ein diesen Fehlerzustand kennzeichnendes Statussignal (Z) an das Basismodul (10) abgibt.21. System (1) according to any one of claims 1 to 20, characterized in that each load output (12) comprises a load circuit monitoring circuit (37) for detecting an error condition by line break and / or short circuit in which the load output (12 formed load circuit (6), wherein the load output (12) on detection of a fault condition outputs a state of this fault signal status signal (Z) to the base module (10).
22. System (1 ) nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Eingang (11) mindestens ein Kontrollausgang (13) zuord- enbar oder fest zugeordnet ist, an welchem ein Kontrollsignal (K) zur Ansteuerung einer Kontrolllampe (18) abgreifbar ist, wobei das Kontrollsignal (K) durch das22. System (1) according to claim 20 or 21, characterized in that at least one input (11) at least one control output (13) assigned assignable or fixed, on which a control signal (K) for controlling a control lamp (18) can be tapped, wherein the control signal (K) by the
Statussignal (Z) desjenigen Lastausgangs (12) bestimmt ist, mit welchem dieser Eingang (11 ) verknüpft ist.Status signal (Z) of that load output (12) is determined, with which this input (11) is linked.
23. System (1 ) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kontrollausgang (12) eine Dimmerschaltung (31) zugeordnet ist, mittels welcher die Stärke des Kontrollsignals (K) kontinuierlich oder stufenweise steuerbar ist. 23. System (1) according to claim 22, characterized in that each control output (12) is associated with a dimmer circuit (31) by means of which the strength of the control signal (K) is continuously or stepwise controllable.
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