EP2463886A1 - Method for displaying device parameter values of industrial switch devices - Google Patents

Method for displaying device parameter values of industrial switch devices Download PDF

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EP2463886A1
EP2463886A1 EP10194702A EP10194702A EP2463886A1 EP 2463886 A1 EP2463886 A1 EP 2463886A1 EP 10194702 A EP10194702 A EP 10194702A EP 10194702 A EP10194702 A EP 10194702A EP 2463886 A1 EP2463886 A1 EP 2463886A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
display
setting
value
adjusting
parameter values
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10194702A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Freyermuth
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.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Eaton Industries 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 Eaton Industries GmbH filed Critical Eaton Industries GmbH
Priority to EP10194702A priority Critical patent/EP2463886A1/en
Priority to CN201180067288.9A priority patent/CN103348436B/en
Priority to PCT/EP2011/072544 priority patent/WO2012080211A1/en
Priority to EP11797312.3A priority patent/EP2652765B1/en
Publication of EP2463886A1 publication Critical patent/EP2463886A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C10/00—Adjustable resistors
    • H01C10/14—Adjustable resistors adjustable by auxiliary driving means

Definitions

  • the invention relates to a method for displaying device parameter values on industrial switching devices, in which the setting of the switching device parameters can be carried out by means of remote control and which additionally have devices with which these parameter values can be read directly on the switching device. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.
  • switching device parameters are transmitted directly to the switching device, e.g. adjusted via potentiometer or tap changer.
  • Such switching devices are well known and available from many manufacturers. If such a switching device is combined with an electronic module with which these switching device parameters can be changed by remote adjustment, there may be differences between the actual setting of these parameters and the parameter values readable on the device itself.
  • circuit breakers increasingly have a communication interface via which the currently set device parameter values can also be overwritten.
  • the values may only be changed in such a way that an unsafe condition is not possible, ie, for example, an overcurrent setting can only be reduced compared with the values that can be read on the switching device itself. This ensures in the devices of the prior art that the switching device triggers in any case at the latest when reaching the readable on the device limit.
  • the display showed the setpoint value of a device parameter transmitted by the remote setting, it could happen that the value is displayed faster than it is set in the setting device when changing the setpoint value due to the speed of electronic displays. In particular, this risk is given when combining the electromechanical adjustment of a parameter with an electronic display. It is also conceivable that the adjuster fails. In this case, the new setting value may be shown on the display while the device setting has not changed from the original setting. If the new setpoint is remotely set to a value higher than the old one, then in these cases, an inadmissible, unsafe operating condition would occur until the setting of the unit is as shown on the display.
  • the object of the invention is to specify a method for ensuring the conformity of a currently set parameter value of an industrial switchgear with the display of this value on the device itself, wherein the switchgear parameter is adjustable by means of an adjustment on the device itself and additionally via remote adjustment, and wherein the display of the parameter value through a separate display.
  • the invention is based on the object to provide a device for carrying out the method.
  • the invention proposes to read the parameter value to be displayed on the display from the setting device of the device.
  • the adjusting device has for this purpose a device for reading the set value.
  • the transmission of the parameter value from the setting device to the display can take place with a constant frequency, as well as a single message only if the parameter value is changed.
  • the invention proposes, when setting a switching device parameter via an electromechanical device, to provide a servomotor to the setting device of the switching device parameter on the device itself, which is actuated during the remote adjustment of the corresponding parameter value and accordingly adjusts the setting device.
  • the switching device may of course have more than one adjustment of switching device parameters, of which one or more of these devices according to the invention may be equipped with a servomotor. It is also conceivable that only one or more parameters are implemented remotely adjustable on a switching device, with other parameters are adjustable only on the device itself.
  • the invention relates to all possible combinations of remotely adjustable and only on the device self-adjustable switchgear parameters as well as the tracking and display of these parameter values.
  • the servomotor consists of a micro or nano-engine. Since such motors are very small, their use is particularly suitable for switches with several parameters to be set, in which so several adjustment for switching device parameters on the device itself eg in the form of tap changers or potentiometers are available.
  • PCB motors as servomotors.
  • These are piezomotors that can be integrated directly into a printed circuit board.
  • piezo motors of this kind piezoelectric components which, upon application of a suitable electrical voltage, perform mechanical oscillations are coupled to a resonator, which in turn rests against a movable element.
  • the resonator converts the oscillations of the piezoelectric component into preferably elliptical oscillations of the contact area of the resonator with a rotor.
  • the movable member preferably moves in a first direction when a first voltage is applied to the piezoelectric device in a first direction, when a second voltage is applied at a second frequency to the piezoelectric device in a preferably opposite second direction.
  • a PCB motor can perform the adjustment of the adjustment of the switching device parameter without an additional gear.
  • connection of a PCB motor with the adjusting device of a switchgear parameter is realized on the device itself by means of a slip clutch.
  • Fig. 1 is a block diagram for interconnecting a Ferneinstellvoroplasty 1 for setting the Weg Benöparamater an industrial switchgear with the setting device 20 for the switchgear parameters on the device itself and the display 15.
  • switchgear parameters can be, for example, thresholds for overload or a short-circuit current release and can either via the Ferneinstellvortechnisch 1 on the industrial switchgear are transmitted, or set directly on site at the adjuster 20, usually using a manual adjustment aid 5 such as a screwdriver.
  • the setting acts directly on the setting device 20.
  • the value of the parameter for the display in the display 15 is read out of the setting device 20 and transmitted to the display 15.
  • the setting device 20 has a device for reading out values.
  • This device may be an integral part of the adjustment device 20.
  • the value can only be read out once with a value change or with a certain frequency.
  • the frequency can be selected so that a reading is substantially continuous and is forwarded to the display 15, so that the change in value is traceable on the display 15.
  • Fig. 2 the front panel 10 is shown with the adjustment field for a switchgear parameters of an electrical switching device.
  • a screwdriver which can be inserted into a slot 25 of the adjusting knob 21, the adjusting knob 21 can be rotated, thereby changing values for a switchgear parameter.
  • a display 15 is shown, on which the parameter value currently set on the setting device 20 can be read.
  • Fig. 3 is a schematic diagram of a device for tracking a trim potentiometer or a switch for setting a switchgear parameter by means of a PCB motor in section. While the current setting value can be read directly on the display 15 when setting a switchgear parameter by means of the adjusting knob 21 directly on the device, this can be done remotely Setting value for devices according to the prior art, the set value of the position of the adjustment knob 21 and the actual device setting differ. In the inventive device according to Fig. 3 is adjusted at a remote setting of a new setting value, the existing position of the knob 21 to the new value. The parameter value for display on the display 15 is read from the setting device 20.
  • a further circuit board 40 for the motor plane is provided, which is equipped with electrical piezo elements 50, 60 on both sides.
  • the piezoelectric elements 50 of a first, the front panel 10 of the switch side facing act on a first rotor plate 22 on the knob 21 and serve to track the knob 21 in a remote adjustment of the parameter value.
  • the piezoelements 60 of the second side facing away from the front panel 10 of the switch act on a setting of a trim potentiometer 80, which in turn acts on components on a further printed circuit board 100 for the switching device parameter electronics.
  • the second rotor plate 70 has a mechanical interface 75 to the trimming potentiometer.
  • the adjusting knob 21 is connected via retaining lugs 28 with the second rotor plate 70 so that both rotor plates 22, 70 are pressed against the electrical piezo elements.
  • the knob 21 and the second rotor plate 70 together form the rotor of the motor.
  • the piezo elements 50, 60 are firmly connected to the printed circuit board 40.
  • the friction is sufficient by the pressing force, which is generated by the retaining lugs 28, the first rotor plate 22 and the second rotor plate 70 from.
  • the PCB motor is driven by the electronics of the switching device 100 via a motor driver until the setting switch or the setting potentiometer 80 corresponds to the new value.
  • This is read out in a first variant of the setting device 20 and forwarded to the display 15, and is then readable locally on the device.
  • a second variant of the set value with a certain frequency substantially continuously read from the setting device 20 and forwarded to the display 15, so that the adjustment process can be followed on the display 15.
  • the display can be designed as an e-paper.
  • e-paper known display techniques are called, with which attempts to imitate ink or ink on paper.
  • E-paper reflects the light like normal paper. Texts or images are permanently displayed on some of these display techniques without the need for a sustain voltage. However, the ad can be changed at a later time.
  • the advantage of using an e-paper as a display of an industrial switchgear is that the device does not need to have its own power supply. The energy required to change the display can be provided with the transmission of the new display value.
  • the adjustment knob 21 is operated by an operator with a slightly higher force than would be necessary if there were no device according to the invention for tracking a trim potentiometer or a switch for setting a switchgear parameter.
  • the rotor plates 22, 70 slide over the piezo elements 50, 60 away.
  • the described two-sided construction of the piezo motor can alternatively also be carried out on one side by omitting the piezo elements 60 or piezo elements 50.
  • the pressure force of the corresponding rotor plate 70 or 22 must be ensured in other ways. This can be done for example by the provision of a spring to the front panel 10 or the circuit board 100 out.
  • the size of the possible power transmission is at least halved. According to the invention, in this case too, the adjusting knob 21 is tracked so that the parameter value which can be read on the display corresponds to the parameter value currently set by the remote setting.
  • a trimming potentiometer instead of a trimming potentiometer, another suitable adjusting element, such as e.g. a tap changer, be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

The method involves adjusting switching device parameters by an adjusting device (20) at an industrial switching device in remote manner. Parameter values are displayed by a separate display (15). The parameter values displayed in the display are read from the adjusting device of the industrial switching device. The adjusted parameter values with constant frequency are output to the display during change of the parameter values by the adjusting device of the industrial switching device. The adjusting device is provided with a device for reading adjusting values. An independent claim is also included for a device for executing a method for securing compliance of actual adjustable parameter values of an industrial switching device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von Geräteparameterwerten an Industrieschaltgeräten, bei denen die Einstellung der Schaltgeräteparameter mittels Fernbedienung vorgenommen werden kann und die zusätzlich über Vorrichtungen verfügen, mit denen unmittelbar am Schaltgerät diese Parameterwerte abgelesen werden können. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for displaying device parameter values on industrial switching devices, in which the setting of the switching device parameters can be carried out by means of remote control and which additionally have devices with which these parameter values can be read directly on the switching device. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.

Bei elektrischen Schaltgeräten, wie z.B. Leistungsschaltern, werden immer häufiger einzelne Funktionen auf elektronische Weise gelöst. So werden z.B. klassische Fehleroder Überstromauslöser auf Basis von Bimetallen durch elektronische Schaltungen ersetzt. Solche Schalter werden beispielsweise von der Anmelderin unter der Produktbezeichnung NZM1 bis NZM4 angeboten. Die Vorteile einer elektronischen Lösung sind der einfache Aufbau, die besseren Einstellmöglichkeiten und vor allem, bei vermehrter Forderung der Vernetzbarkeit der einzelnen Komponenten einer Schaltanlage, die Fernablesbarkeit und Steuer- bzw. Einstellbarkeit über eine elektronische Schnittstelle wie ein Bus-System oder ein Netzwerk.In electrical switching devices, such. Circuit breakers, more and more individual functions are solved electronically. Thus, e.g. classic fault or overcurrent releases based on bimetals replaced by electronic circuits. Such switches are offered for example by the applicant under the product name NZM1 to NZM4. The advantages of an electronic solution are the simple structure, the better adjustment options and above all, with increased demand of the networkability of the individual components of a switchgear, the remote readability and control or adjustability via an electronic interface such as a bus system or a network.

Bei klassischen Schaltgeräten werden Schaltgeräteparameter direkt am Schaltgerät z.B. über Potentiometer oder Stufenschalter eingestellt. Solche Schaltgeräte sind wohlbekannt und von vielen Herstellern verfügbar. Wird nun ein solches Schaltgerät mit einem Elektronikmodul kombiniert, mit dem diese Schaltgeräteparameter mittels Ferneinstellung veränderbar sind, kann es Differenzen zwischen der tatsächlichen Einstellung dieser Parameter und den am Gerät selbst ablesbaren Parameterwerten geben.In conventional switching devices, switching device parameters are transmitted directly to the switching device, e.g. adjusted via potentiometer or tap changer. Such switching devices are well known and available from many manufacturers. If such a switching device is combined with an electronic module with which these switching device parameters can be changed by remote adjustment, there may be differences between the actual setting of these parameters and the parameter values readable on the device itself.

Im Stand der Technik sind z.B. aus der DE 19 522 126 A1 rein elektronische Leistungsschalter bekannt. Bei solchen Schaltern werden Schaltparameter über Halbleiter eingestellt. Die Anzeige der Geräteparameter erfolgt dabei über elektronische Anzeigemittel, sogenannte Displays.In the prior art, for example, from the DE 19 522 126 A1 purely electronic circuit breakers known. In such switches, switching parameters are set via semiconductors. The display of the device parameters takes place via electronic display means, so-called displays.

Insbesondere weisen Leistungsschalter vermehrt eine Kommunikationsschnittstelle auf, über die auch die aktuell eingestellten Geräteparameterwerte überschrieben werden können. Dabei dürfen die Werte aber nur so verändert werden, dass ein unsicherer Zustand nicht möglich ist, also zum Beispiel eine Überstromeinstellung nur gegenüber den am Schaltgerät selbst ablesbaren Werten verringert werden kann. Damit wird bei den Geräten nach dem Stand der Technik sichergestellt, dass das Schaltgerät auf jeden Fall spätestens bei Erreichen des am Gerät selbst ablesbaren Grenzwertes auslöst.In particular, circuit breakers increasingly have a communication interface via which the currently set device parameter values can also be overwritten. However, the values may only be changed in such a way that an unsafe condition is not possible, ie, for example, an overcurrent setting can only be reduced compared with the values that can be read on the switching device itself. This ensures in the devices of the prior art that the switching device triggers in any case at the latest when reaching the readable on the device limit.

Würde das Display den von der Ferneinstellung übermittelten Sollwert eines Geräteparameter anzeigen, könnte es bei einer Änderung des Sollwertes wegen der Schnelligkeit elektronischer Displays vorkommen, dass der Wert schneller im Display angezeigt wird, als er in der Einstelleinrichtung eingestellt ist. Insbesondere ist dieses Risiko bei der Kombination der elektromechanischen Einstellung eines Parameters mit einem elektronischen Display gegeben. Es ist auch vorstellbar, dass die Einstelleinrichtung versagt. In diesem Fall könnte der neue Einstellwert am Display angezeigt werden, während sich die Geräteeinstellung gegenüber der ursprünglichen Einstellung nicht verändert hat. Wenn der neue Sollwert via Ferneinstellung auf einen höheren als den alten Wert eingestellt wird, würde in diesen Fällen ein nicht erlaubter, unsicherer Betriebszustand auftreten, bis die Einstellung des Gerätes der im Display angezeigten entspricht.If the display showed the setpoint value of a device parameter transmitted by the remote setting, it could happen that the value is displayed faster than it is set in the setting device when changing the setpoint value due to the speed of electronic displays. In particular, this risk is given when combining the electromechanical adjustment of a parameter with an electronic display. It is also conceivable that the adjuster fails. In this case, the new setting value may be shown on the display while the device setting has not changed from the original setting. If the new setpoint is remotely set to a value higher than the old one, then in these cases, an inadmissible, unsafe operating condition would occur until the setting of the unit is as shown on the display.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Sicherstellung der Übereinstimmung eines aktuell eingestellten Parameterwertes eines Industrieschaltgerätes mit der Anzeige dieses Wertes am Gerät selbst anzugeben, wobei der Schaltgeräteparameter mittels einer Einstelleinrichtung am Gerät selbst und zusätzlich via Ferneinstellung einstellbar ist, und wobei die Anzeige des Parameterwertes durch ein separates Display erfolgt.The object of the invention is to specify a method for ensuring the conformity of a currently set parameter value of an industrial switchgear with the display of this value on the device itself, wherein the switchgear parameter is adjustable by means of an adjustment on the device itself and additionally via remote adjustment, and wherein the display of the parameter value through a separate display.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 3.The object is achieved by a method having the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the method will become apparent from the dependent claims 2 to 3.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.Furthermore, the invention is based on the object to provide a device for carrying out the method.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 4 oder 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen 5 bis 8 und 10 bis 11.According to the invention this object is achieved by a device having the features of claims 4 or 9. Advantageous embodiments will become apparent from the subclaims 5 to 8 and 10 to 11.

Die Erfindung schlägt vor, den im Display anzuzeigenden Parameterwert aus der Einstelleinrichtung des Gerätes auszulesen. Die Einstellvorrichtung weist dazu eine Einrichtung zum Auslesen des eingestellten Wertes auf. Dabei kann die Übermittlung des Parameterwertes aus der Einstelleinrichtung an das Display mit einer konstanten Frequenz erfolgen, als auch als Einmalmeldung nur dann, wenn der Parameterwert geändert ist.The invention proposes to read the parameter value to be displayed on the display from the setting device of the device. The adjusting device has for this purpose a device for reading the set value. In this case, the transmission of the parameter value from the setting device to the display can take place with a constant frequency, as well as a single message only if the parameter value is changed.

Weiterhin schlägt die Erfindung vor, bei der Einstellung eines Schaltgeräteparameters über eine elektromechanische Einrichtung einen Stellmotor an der Einstelleinrichtung des Schaltgeräteparameters am Gerät selbst vorzusehen, der bei der Ferneinstellung des entsprechenden Parameterwertes angesteuert wird und die Einstelleinrichtung entsprechend nachführt. Dabei kann das Schaltgerät natürlich mehr als eine Einstelleinrichtung von Schaltgeräteparametern aufweisen, wovon eine oder auch mehrere dieser Einrichtungen erfindungsgemäß mit einem Stellmotor ausgerüstet sein können. Ebenso ist es denkbar, dass an einem Schaltgerät nur ein oder mehrere Parameter ferneinstellbar ausgeführt sind, wobei andere Parameter nur am Gerät selbst einstellbar sind. Die Erfindung bezieht sich auf alle möglichen Kombinationen von ferneinstellbaren und nur am Gerät selbst einstellbaren Schaltgeräteparametern sowie auf die Nachführung und Anzeige dieser Parameterwerte.Furthermore, the invention proposes, when setting a switching device parameter via an electromechanical device, to provide a servomotor to the setting device of the switching device parameter on the device itself, which is actuated during the remote adjustment of the corresponding parameter value and accordingly adjusts the setting device. Of course, the switching device may of course have more than one adjustment of switching device parameters, of which one or more of these devices according to the invention may be equipped with a servomotor. It is also conceivable that only one or more parameters are implemented remotely adjustable on a switching device, with other parameters are adjustable only on the device itself. The invention relates to all possible combinations of remotely adjustable and only on the device self-adjustable switchgear parameters as well as the tracking and display of these parameter values.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Stellmotor aus einem Mikro- oder Nano-Motor. Da solche Motoren sehr klein sind, bietet sich ihr Einsatz besonders bei Schaltern mit mehreren einzustellenden Parametern an, bei denen also mehrere Einstelleinrichtungen für Schaltgeräteparameter am Gerät selbst z.B. in Form von Stufenschaltern oder Potentiometern vorhanden sind.In an advantageous embodiment, the servomotor consists of a micro or nano-engine. Since such motors are very small, their use is particularly suitable for switches with several parameters to be set, in which so several adjustment for switching device parameters on the device itself eg in the form of tap changers or potentiometers are available.

Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von sogenannten PCB-Motoren als Stellmotoren erwiesen. Dabei handelt es sich um Piezomotoren, die direkt in eine Leiterplatte integriert werden können. Bei solchen Piezomotoren werden piezoelektrische Bauelemente, die beim Anliegen einer geeigneten elektrischen Spannung mechanische Schwingungen ausführen, an einen Resonator angekoppelt, welcher seinerseits wieder an einem bewegbaren Element anliegt. Der Resonator setzt die Schwingungen des piezoelektrischen Bauelements in vorzugsweise elliptische Schwingungen des Kontaktbereichs des Resonators mit einem Läufer um. Das bewegbare Element bewegt sich vorzugsweise bei Anliegen einer ersten Spannung mit einer ersten Frequenz an dem piezoelektrischen Bauelement in eine erste Richtung, bei Anliegen einer zweiten Spannung mit einer zweiten Frequenz an dem piezoelektrischen Bauelement in eine vorzugsweise entgegengesetzte zweite Richtung. Auf diese Art kann die Nachführung der Einstelleinrichtung eines Schaltgeräteparameters am Gerät sehr exakt und für das menschliche Ohr geräuschlos mit besonders niedrigem Energieverbrauch kostengünstig realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist, dass ein solcher PCB-Motor die Verstellung der Einstelleinrichtung des Schaltgeräteparameters ohne ein zusätzliches Getriebe durchführen kann.The use of so-called PCB motors as servomotors has proved to be particularly advantageous. These are piezomotors that can be integrated directly into a printed circuit board. In piezo motors of this kind, piezoelectric components which, upon application of a suitable electrical voltage, perform mechanical oscillations are coupled to a resonator, which in turn rests against a movable element. The resonator converts the oscillations of the piezoelectric component into preferably elliptical oscillations of the contact area of the resonator with a rotor. The movable member preferably moves in a first direction when a first voltage is applied to the piezoelectric device in a first direction, when a second voltage is applied at a second frequency to the piezoelectric device in a preferably opposite second direction. In this way, the tracking of the adjustment of a switchgear parameter on the device can be realized very accurately and noiseless for the human ear with very low energy consumption. It is particularly advantageous that such a PCB motor can perform the adjustment of the adjustment of the switching device parameter without an additional gear.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Verbindung eines PCB-Motors mit der Einstelleinrichtung eines Schaltgeräteparameters am Gerät selbst mittels einer Rutschkupplung realisiert.In a further advantageous embodiment, the connection of a PCB motor with the adjusting device of a switchgear parameter is realized on the device itself by means of a slip clutch.

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.Further advantages, features and expedient developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.

Von den Abbildungen zeigt:

Fig. 1
Blockdiagramm
Fig. 2
Draufsicht auf eine Frontplatte eines elektrischen Schalters mit Einstellfeld und Knopffront
Fig. 3
Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Nachführung eines Trimmpotentiometers oder eines Schalters zur Einstellung eines Schaltgeräteparameters mittels eines PCB-Motors im Schnitt
From the pictures shows:
Fig. 1
block diagram
Fig. 2
Top view of a front panel of an electric switch with Einstellfeld and button front
Fig. 3
Schematic representation of a device for tracking a trim potentiometer or a switch for setting a switchgear parameter by means of a PCB motor in section

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm zur Verschaltung einer Ferneinstellvorrichtung 1 zur Einstellung der Schaltgeräteparamater eines Industrieschaltgerätes mit der Einstelleinrichtung 20 für die Schaltgeräteparameter am Gerät selbst und dem Display 15. Solche Schaltgeräteparameter können beispielsweise Schwellwerte für eine Überlast- oder eine Kurzschlussstromauslösung sein und können entweder über die Ferneinstellvorrichtung 1 an das Industrieschaltgerät übermittelt werden, oder unmittelbar vor Ort an der Einstelleinrichtung 20, üblicherweise unter Benutzung eines Handeinstellhilfsmittels 5 wie z.B. eines Schraubendrehers eingestellt werden. Dabei wirkt die Einstellung unmittelbar auf die Einstelleinrichtung 20. Der Wert des Parameters für die Anzeige im Display 15 wird aus der Einstelleinrichtung 20 ausgelesen und an das Display 15 übermittelt. Dazu weist die Einstelleinrichtung 20 eine Einrichtung zum Auslesen von Werten auf. Diese Einrichtung kann integraler Bestandteil der Einstelleinrichtung 20 sein. Der Wert kann einmalig nur bei einer Wertveränderung, oder mit einer bestimmten Frequenz ausgelesen werden. Dabei kann die Frequenz so gewählt werden, dass eine Auslesung im Wesentlichen kontinuierlich erfolgt und an das Display 15 weitergeleitet wird, so dass die Wertveränderung am Display 15 verfolgbar ist. Fig. 1 is a block diagram for interconnecting a Ferneinstellvorrichtung 1 for setting the Schaltgeräteparamater an industrial switchgear with the setting device 20 for the switchgear parameters on the device itself and the display 15. Such switchgear parameters can be, for example, thresholds for overload or a short-circuit current release and can either via the Ferneinstellvorrichtung 1 on the industrial switchgear are transmitted, or set directly on site at the adjuster 20, usually using a manual adjustment aid 5 such as a screwdriver. In this case, the setting acts directly on the setting device 20. The value of the parameter for the display in the display 15 is read out of the setting device 20 and transmitted to the display 15. For this purpose, the setting device 20 has a device for reading out values. This device may be an integral part of the adjustment device 20. The value can only be read out once with a value change or with a certain frequency. In this case, the frequency can be selected so that a reading is substantially continuous and is forwarded to the display 15, so that the change in value is traceable on the display 15.

In Fig. 2 ist die Frontplatte 10 mit dem Einstellfeld für einen Schaltgeräteparameter eines elektrischen Schaltgerätes dargestellt. Mit Hilfe eines Schraubendrehers, der in einen Schlitz 25 des Einstellknopfes 21 eingeführt werden kann, kann der Einstellknopf 21 gedreht und damit Werte für einen Schaltgeräteparameter verändert werden. Weiterhin ist ein Display 15 dargestellt, auf dem der aktuell an der Einstelleinrichtung 20 eingestellte Parameterwert ablesbar ist.In Fig. 2 the front panel 10 is shown with the adjustment field for a switchgear parameters of an electrical switching device. With the aid of a screwdriver, which can be inserted into a slot 25 of the adjusting knob 21, the adjusting knob 21 can be rotated, thereby changing values for a switchgear parameter. Furthermore, a display 15 is shown, on which the parameter value currently set on the setting device 20 can be read.

Fig. 3 ist eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Nachführung eines Trimmpotentiometers oder eines Schalters zur Einstellung eines Schaltgeräteparameters mittels eines PCB-Motors im Schnitt. Während bei Einstellung eines Schaltgeräteparameters mittels des Einstellknopfes 21 direkt am Gerät der aktuelle Einstellwert unmittelbar am Display 15 ablesbar ist, kann bei einer Ferneinstellung dieses Einstellwertes bei Geräten nach dem Stand der Technik der eingestellte Wert von der Stellung des Einstellknopfes 21 und der tatsächlichen Geräteeinstellung abweichen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird bei einer Ferneinstellung eines neuen Einstellwertes die vorhandene Stellung des Einstellknopfes 21 auf den neuen Wert nachgestellt. Der Parameterwert zur Anzeige auf dem Display 15 wird aus der Einstelleinrichtung 20 ausgelesen. Fig. 3 is a schematic diagram of a device for tracking a trim potentiometer or a switch for setting a switchgear parameter by means of a PCB motor in section. While the current setting value can be read directly on the display 15 when setting a switchgear parameter by means of the adjusting knob 21 directly on the device, this can be done remotely Setting value for devices according to the prior art, the set value of the position of the adjustment knob 21 and the actual device setting differ. In the inventive device according to Fig. 3 is adjusted at a remote setting of a new setting value, the existing position of the knob 21 to the new value. The parameter value for display on the display 15 is read from the setting device 20.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 3 sieht zur Nachführung des Einstellknopfes 21 auf den aktuellen Skalenwert neben einer Leiterplatte 40 für die Schalterparameterelektronik 100 eine weitere Leiterplatte 40 für die Motorebene vor, die auf beiden Seiten mit elektrischen Piezoelementen 50, 60 bestückt ist. Die Piezoelemente 50 einer ersten, der Frontplatte 10 des Schalters zugewandten Seite, wirken auf eine erste Läuferplatte 22 am Einstellknopf 21 und dienen der Nachführung des Einstellknopfes 21 bei einer Ferneinstellung des Parameterwertes. Die Piezoelemente 60 der zweiten, der Frontplatte 10 des Schalters abgewandten Seite, wirken auf eine Einstellung eines Trimmpotentiometers 80, das seinerseits auf Bauelemente auf einer weiteren Leiterplatte 100 für die Schaltgeräteparameterelektronik wirkt. Dabei weist die zweite Läuferplatte 70 eine mechanische Schnittstelle 75 zum Trimmpotentiometer auf. Der Einstellknopf 21 ist über Haltenasen 28 mit der zweiten Läuferplatte 70 so verbunden, dass beide Läuferplatten 22, 70 an die elektrischen Piezoelemente gepresst werden.The device according to the invention Fig. 3 For tracking the setting knob 21 to the current scale value, in addition to a circuit board 40 for the switch parameter electronics 100, a further circuit board 40 for the motor plane is provided, which is equipped with electrical piezo elements 50, 60 on both sides. The piezoelectric elements 50 of a first, the front panel 10 of the switch side facing act on a first rotor plate 22 on the knob 21 and serve to track the knob 21 in a remote adjustment of the parameter value. The piezoelements 60 of the second side facing away from the front panel 10 of the switch act on a setting of a trim potentiometer 80, which in turn acts on components on a further printed circuit board 100 for the switching device parameter electronics. In this case, the second rotor plate 70 has a mechanical interface 75 to the trimming potentiometer. The adjusting knob 21 is connected via retaining lugs 28 with the second rotor plate 70 so that both rotor plates 22, 70 are pressed against the electrical piezo elements.

Der Einstellknopf 21 und die zweite Läuferplatte 70 bilden zusammen den Läufer des Motors. Die Piezoelemente 50, 60 sind fest mit der Leiterplatte 40 verbunden. Zur Kraftübertragung auf die Läuferplatte 22, 70 reicht die Reibung durch die Andruckkraft, die durch die Haltenasen 28, die erste Läuferplatte 22 und die zweite Läuferplatte 70 erzeugt wird, aus.The knob 21 and the second rotor plate 70 together form the rotor of the motor. The piezo elements 50, 60 are firmly connected to the printed circuit board 40. To transmit power to the rotor plate 22, 70, the friction is sufficient by the pressing force, which is generated by the retaining lugs 28, the first rotor plate 22 and the second rotor plate 70 from.

Zur Nachführung der Stellung des Einstellknopfes 21 nach der Ferneinstellung eines neuen Einstellwertes wird durch die Elektronik des Schaltgerätes 100 der PCB-Motor über einen Motortreiber so lange angesteuert, bis der Einstellschalter oder das Einstell-Potentiometer 80 dem neuen Wert entspricht. Dieser wird bei einer ersten Variante aus der Einstelleinrichtung 20 ausgelesen und an das Display 15 weitergeleitet, und ist so dann vor Ort am Gerät ablesbar. Bei einer zweiten Variante wird der Einstellwert mit einer bestimmten Frequenz im Wesentlichen kontinuierlich aus der Einstelleinrichtung 20 ausgelesen und an das Display 15 weitergeleitet, so dass der Einstellvorgang am Display 15 verfolgt werden kann.To track the position of the adjusting knob 21 after remotely setting a new set value, the PCB motor is driven by the electronics of the switching device 100 via a motor driver until the setting switch or the setting potentiometer 80 corresponds to the new value. This is read out in a first variant of the setting device 20 and forwarded to the display 15, and is then readable locally on the device. In a second variant of the set value with a certain frequency substantially continuously read from the setting device 20 and forwarded to the display 15, so that the adjustment process can be followed on the display 15.

Das Display kann als e-Paper ausgeführt sein. Als e-Paper werden bekannte Anzeigetechniken bezeichnet, mit denen versucht wird, Tinte bzw. Farbe auf Papier nachzuahmen. E-Paper reflektiert das Licht wie normales Papier. Texte oder Bilder werden bei manchen dieser Anzeigetechniken dauerhaft angezeigt, ohne dass dafür eine Erhaltungsspannung erforderlich ist. Die Anzeige kann jedoch zu einem späteren Zeitpunkt geändert werden. Es sind verschiedene Technologien für solche e-Paper im Stand der Technik bekannt, so dass hier auf deren Darstellung verzichtet werden kann. Der Vorteil des Einsatzes eines e-Papers als Display eines Industrieschaltgerätes liegt darin, dass das Gerät keine eigene Energieversorgung aufweisen muss. Die für die Änderung der Anzeige benötigte Energie kann mit der Übermittlung des neuen Anzeigewertes zur Verfügung gestellt werden.The display can be designed as an e-paper. As e-paper known display techniques are called, with which attempts to imitate ink or ink on paper. E-paper reflects the light like normal paper. Texts or images are permanently displayed on some of these display techniques without the need for a sustain voltage. However, the ad can be changed at a later time. There are various technologies known for such e-paper in the art, so that can be dispensed with their representation here. The advantage of using an e-paper as a display of an industrial switchgear is that the device does not need to have its own power supply. The energy required to change the display can be provided with the transmission of the new display value.

Bei Handbetätigung wird der Einstellknopf 21 mit einer etwas höheren Kraft, als sie notwendig wäre, wenn keine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nachführung eines Trimmpotentiometers oder eines Schalters zur Einstellung eines Schaltgeräteparameters vorhanden wäre, durch einen Bediener betätigt. Dabei rutschen die Läuferplatten 22, 70 über die Piezoelemente 50, 60 hinweg.In manual operation, the adjustment knob 21 is operated by an operator with a slightly higher force than would be necessary if there were no device according to the invention for tracking a trim potentiometer or a switch for setting a switchgear parameter. The rotor plates 22, 70 slide over the piezo elements 50, 60 away.

Der beschriebene zweiseitige Aufbau des Piezomotors kann alternativ auch einseitig erfolgen, indem die Piezoelemente 60 oder Piezoelemente 50 weggelassen werden. In diesem Fall muss auf andere Weise die Andruckkraft der entsprechenden Läuferplatte 70 oder 22 gewährleistet werden. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen einer Feder zur Frontplatte 10 oder zur Leiterplatte 100 hin erfolgen. Dabei ist zu beachten, dass die Größe der möglichen Kraftübertragung mindestens halbiert wird. Erfindungsgemäß wird auch in diesem Fall der Einstellknopf 21 so nachgeführt, dass der am Display ablesbare Parameterwert dem aktuell durch die Ferneinstellung eingestellten Parameterwert entspricht.The described two-sided construction of the piezo motor can alternatively also be carried out on one side by omitting the piezo elements 60 or piezo elements 50. In this case, the pressure force of the corresponding rotor plate 70 or 22 must be ensured in other ways. This can be done for example by the provision of a spring to the front panel 10 or the circuit board 100 out. It should be noted that the size of the possible power transmission is at least halved. According to the invention, in this case too, the adjusting knob 21 is tracked so that the parameter value which can be read on the display corresponds to the parameter value currently set by the remote setting.

Statt eines Trimmpotentiometers kann auch ein anderes geeignetes Einstellelement, wie z.B. ein Stufenschalter, vorgesehen werden.Instead of a trimming potentiometer, another suitable adjusting element, such as e.g. a tap changer, be provided.

Es ist auch möglich, mehrere PCB-Motoren einschließlich Steuerelektronik auf einer Leiterplatte zu integrieren. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass nur ein Motortreiber benötigt wird, indem dessen Ausgänge elektrisch umschaltbar auf die entsprechenden Piezoelemente der einzelnen Motoren verdrahtet werden. Die Nachführung der Parameteränderungen kann in diesem Fall zeitlich nacheinander erfolgen, indem die entsprechenden Motoren nacheinander auf den einen Motortreiber geschaltet werden. Auch in diesem Fall ist durch das Auslesen und Weiterleiten an das Display 15 der aktuellen Einstellwerte aus der Einstelleinrichtung 20 sichergestellt, dass der am Display 15 ablesbare Parameterwert dem tatsächlich eingestellten entspricht.It is also possible to integrate several PCB motors including control electronics on a printed circuit board. It is particularly advantageous that only one motor driver is required by the outputs are wired electrically switchable to the corresponding piezo elements of the individual motors. In this case, the tracking of the parameter changes can take place one after the other by successively switching the corresponding motors to the one motor driver. In this case too, the read-out and forwarding to the display 15 of the current setting values from the setting device 20 ensure that the parameter value readable on the display 15 corresponds to the actually set value.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
FerneinstelleinrichungFerneinstelleinrichung
55
Handeinstelleinrichtungmanually setting
1010
Frontplattefront panel
1515
Displaydisplay
2020
Einstelleinrichtungadjustment
2121
Einstellknopfadjustment
2222
erste Läuferplattefirst runner plate
2525
Schlitzslot
2828
Haltenaseretaining nose
4040
Leiterplatte für MotorebeneCircuit board for motor level
5050
Piezoelement auf der ersten Seite der Leiterplatte (40)Piezo element on the first side of the printed circuit board (40)
6060
Piezoelement auf der zweiten Seite der Leiterplatte (40)Piezo element on the second side of the printed circuit board (40)
7070
zweite Läuferplattesecond runner plate
7575
mechanische Schnittstellemechanical interface
8080
Trimmpotentiometertrimming potentiometer
100100
Leiterplatte für SchalterparameterelektronikPrinted circuit board for switch parameter electronics

Claims (11)

Verfahren zur Sicherstellung der Übereinstimmung eines aktuell eingestellten Parameterwertes eines Industrieschaltgerätes mit der Anzeige dieses Wertes am Gerät selbst, wobei der Schaltgeräteparameter mittels einer Einstelleinrichtung (20) am Gerät selbst und zusätzlich via Ferneinstellung einstellbar ist, und wobei die Anzeige des Parameterwertes durch ein separates Display (15) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der im Display (15) angezeigte Parameterwert aus der Einstelleinrichtung (20) des Gerätes ausgelesen wird.Method for ensuring the conformity of a currently set parameter value of an industrial switching device with the display of this value on the device itself, wherein the switching device parameter can be set by means of an adjusting device (20) on the device itself and additionally via remote adjustment, and wherein the display of the parameter value by a separate display ( 15),
characterized in that
the parameter value displayed in the display (15) is read from the setting device (20) of the device. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (20) des Gerätes den eingestellten Parameterwert nur bei einer Veränderung des Wertes an das Display (15) ausgibt.Method according to claim 1,
characterized in that
the setting device (20) of the device outputs the set parameter value only if the value changes to the display (15). Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (20) des Gerätes den eingestellten Parameterwert mit einer konstanten Frequenz an das Display (15) ausgibt.Method according to claim 1,
characterized in that
the setting device (20) of the device outputs the set parameter value to the display (15) at a constant frequency. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (20) am Gerät selbst eine Einrichtung zum Auslesen des Einstellwertes aufweist.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the adjusting device (20) on the device itself has a device for reading out the setting value. Vorrichtung gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (20) am Gerät selbst aus einer elektromechanischen Einrichtung besteht, wobei die Einrichtung über einen Stellmotor einstellbar ist.Device according to claim 4,
characterized in that
the adjusting device (20) on the device itself consists of an electromechanical device, wherein the device is adjustable via a servomotor. Vorrichtung gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stellmotor ein PCB-Motor ist.Device according to claim 5,
characterized in that
the servomotor is a PCB motor. Vorrichtung gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stellmotor über eine Rutschkupplung mit der Einstelleinrichtung (20) verbunden ist.Device according to claim 6,
characterized in that
the servomotor is connected via a slip clutch with the adjusting device (20). Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Bestückung des Industrieschaltgeräts mit mehreren Motoren höchstens ein Motortreiber weniger vorgesehen ist, als Motoren vorhanden sind, und die Ausgänge mindestens einer dieser Motortreiber elektrisch umschaltbar auf die entsprechenden Piezoelemente (50, 60) mehrerer Motoren verdrahtet sind.Device according to one of claims 5, 6 or 7,
characterized in that
when a multi-motor industrial equipment is provided, at most one motor driver is less than there are motors, and the outputs of at least one of these motor drivers are electrically switchable to the corresponding piezo elements (50, 60) of multiple motors. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinrichtung (20) am Gerät selbst aus einer elektronischen Einrichtung besteht.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the adjusting device (20) on the device itself consists of an electronic device. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Display (15) aus einem e-Paper besteht.Device according to one of claims 4 to 9,
characterized in that
the display (15) consists of an e-paper. Vorrichtung gemäß Anspruch 10
dadurch gekennzeichnet, dass
das Industrieschaltgerät über keine eigene Energieversorgung verfügt.Apparatus according to claim 10
characterized in that
the industrial switchgear does not have its own power supply.
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