EP2981838A1 - Funktionselektronikmodul, betriebsverfahren für ein funktionselektronikmodul und system mit einem funktionselektronikmodul - Google Patents

Funktionselektronikmodul, betriebsverfahren für ein funktionselektronikmodul und system mit einem funktionselektronikmodul

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Publication number
EP2981838A1
EP2981838A1 EP14715904.0A EP14715904A EP2981838A1 EP 2981838 A1 EP2981838 A1 EP 2981838A1 EP 14715904 A EP14715904 A EP 14715904A EP 2981838 A1 EP2981838 A1 EP 2981838A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
output
functional
signal
module
gateway
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14715904.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunter WAKAN
Sascha DREIFERT
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.)
Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Original Assignee
Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Weidmueller Interface GmbH and Co KG filed Critical Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Publication of EP2981838A1 publication Critical patent/EP2981838A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H04L12/6418—Hybrid transport
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836—Fault-finding or characterising
    • G01R31/2849—Environmental or reliability testing, e.g. burn-in or validation tests
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
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    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283—Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
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    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN

Definitions

  • Functional electronic module operating method for a functional electronic module and system with a functional electronic module
  • the invention relates to a functional electronic module for mounting on a carrier rail with at least one input and / or at least one output, wherein the functional electronic module is adapted to autonomously process a present at the at least one input signal and / or at the at least one output Output signal self-sufficient, wherein the functional electronics module has a communication module which is adapted to detect the signal applied to the input and / or output at the output signals and output via a first interface in digital form.
  • the invention further relates to an operating method for such a functional electronic module and to a system having at least one functional electronic module.
  • Functional electronic modules are usually used in control cabinets and can be designed, for example, as measuring signal converters (also called signal converters), as overcurrent or overvoltage protection devices, as relay or opto-coupler modules and / or as power supply units.
  • signal converters also called signal converters
  • the said functional electronics modules differ in that they perform their function independently of a higher-level control device.
  • processing of signals applied to the at least one input takes place internally in the functional electronic module and leads to an output at the at least one output without the involvement of a higher-level automation controller.
  • a signal is to be understood as meaning both low-voltage and current signals which are usually used for measurement and control purposes and, for example, in the range from 0 to 10 V (volts) or in the range from 4 to 20 mA ( Milliamps).
  • Such signals are e.g. at voltage, current, temperature, resistance u.
  • signals means power-transmitting currents.
  • a small signal processing signal converter is in this sense as well as a functional electronic module such as an overvoltage protection, in which at inputs and outputs power-transmitting alternating current, such as mains current, is applied, which is derived or limited after detection of an overvoltage.
  • the integrated communication module provides signals processed by the functional electronics module in digital form for monitoring and maintenance purposes, thereby providing, for example, monitoring of input / output values (low voltage and current signals and power transferring supply voltages as well as supply currents) and the correct function of the functional electronics modules or If necessary, an adjustment of operating parameters can be easily automated or carried out in a remote maintenance.
  • Function monitoring can minimize downtime of a system in the event of a system component failure, since a time-consuming error search is no longer necessary. However, a failure itself can not be prevented.
  • An operating method for a self-contained signal processing functional electronics module which is suitable for mounting on a mounting rail and has at least one input and / or at least one output, is characterized by the following steps: a signal is received at the at least one input, autonomously processed and output at the at least one output. The signal present at the input and / or output at the output is also output in digital form via a first interface by a communication module of the functional electronic module. A service life of a system component is then determined on the basis of the signal present at the input and / or output at the output and / or on the basis of measured operating parameters of the functional electrical system. determined by nikmoduls. The system component whose service life is determined may be the functional electronics module itself and / or a device connected to the input or the output of the functional electronic module.
  • the functional electronics module can be used to determine a still-to-be-expected lifetime of a plant component-the functional electronics module itself or a connected device. If an imminent end of life is imminent, a warning message may be issued, after which the plant component can be replaced before there is a defect that would lead to a plant failure.
  • this valuable additional functionality can be implemented without much additional effort, since a measurement and digitization of the signals present at the input and / or output at the output and / or other operating parameters necessary for determining the lifetime is already provided.
  • the lifetime is determined in the functional electronic module itself.
  • the acquired information about the processed signals can be transmitted via the first interface to a higher-level gateway, whereupon the service life within the gateway is determined.
  • a higher-level gateway whereupon the service life within the gateway is determined.
  • the signal present at the input and / or the signal output at the output or an absolute value of a change in one of these signals are integrated to determine the lifetime, whereby the value of the integral results in a stress and thus the service life of the integral Plant component is determined.
  • an absolute and / or relative change of the signal applied to the input and / or of the signal output at the output can be considered to determine the lifetime.
  • the signal itself for example, a flowing current, or its change can be decisive for the stress of the device or the functional electronic module itself.
  • functional electronic modules which are called Power units are formed, for example, the current flowing at the output both a measure of the stress on the components of the functional electronic module itself and for connected devices.
  • a functional electronic module according to the invention of the aforementioned type is configured to receive signals and / or measured operating parameters of the functional electronic module which are present at the input and / or measured operating parameters of the functional electronics module and / or one with the at least one input or the at least one input. least one output connected device to capture. This results in the advantages mentioned in connection with the method.
  • the operating parameters include a temperature measured within the functional electronic module and / or a voltage measured within the functional electronic module and / or a current flowing within the functional electronic module.
  • the operating parameters of the functional electronics module are also output via the first interface in digital form.
  • the first interface is bus-capable and in particular a CAN (Controller Area Network-Bus interface.) In this way, a plurality of functional electronic modules can be interconnected via a bus system, whereby the additional installation effort required by the communication capability of the functional electronic modules, kept as small as possible.
  • the functional electronic module is designed as a signal converter, wherein a signal applied to the input signal is mapped to the output.
  • the functional electronic module is also advantageously designed as a power supply unit, in which a low voltage for the power supply of components of a control cabinet is provided at the output.
  • a signal output at the output or an absolute value of a signal change can be integrated in a function electronic module in the form of a signal converter, whereby a value of the integral is used to determine the service life of the connected device.
  • a functional electronic module embodied as a power supply unit
  • a current flowing at the output can be integrated, with a value derived from the value of the integral being used. followed stress and thus the life of the functional electronics module or the connected device is determined.
  • An inventive system comprises at least one such functional electronics module and a gateway having a first interface which is connected to the first interface of the communication module.
  • the gateway is set up to determine the service life of the functional electronic module and / or of a device connected to the input and / or output of the functional electronic module from data transmitted by the functional electronic module.
  • the advantage described in connection with the method or the functional electronics module that the functional electronic module has, in addition to the signal processing also results in the determination of the lifetime, whereby the reliability of the system is increased.
  • a further advantage of the evaluation of the information in the gateway is that an evaluation can take place superordinate for a plurality of functional electronic modules, whereby an additional computing and / or memory requirement for the individual functional electronic modules is eliminated.
  • the system comprises a plurality of functional electronics modules connected to the gateway, wherein the gateway is configured to receive data from the plurality of functional electronic modules, to combine them with one another and to determine the service life of the device therefrom.
  • the gateway has a second interface for connecting a network line for connection to a superordinate data network, in particular an Ethernet.
  • a network line for connection to a superordinate data network, in particular an Ethernet.
  • the gateway can have a separate housing for mounting on a mounting rail, so that it can be used together with the functional electronics modules in a control cabinet or the like. the plant can be arranged.
  • the gateway can also be integrated into a functional electronic module, with a connection being made via internal first interfaces.
  • such an integrated gateway then additionally has a bus-capable first interface for connection to further functional electronic modules.
  • Figures 1 to 3 are each an exemplary illustration of a control box with a plurality of functional electronic modules
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a functional electronic module in a first exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a measured current profile at an output of a
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of a functional electronic module in a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of an analysis unit of a functional electronic module
  • Figure 8 is a schematic block diagram of a gateway in a first embodiment.
  • FIG. 1 shows an exemplary construction of a switchbox 1, in which a plurality of functional electronic modules 10 are arranged on different mounting rails 2.
  • the functional electronics modules 10 are provided for clarity, only a few with reference numerals.
  • the functional electronics modules 10 can assume different functions within the control box 1.
  • signal converters 10a are used as functional electronic modules 10 in FIG Switch box 1 for use, as well as power supply units 1 0b, uninterruptible power supply units 10c, overvoltage modules 10d and overcurrent fuses 1 0e.
  • This list is purely exemplary and not exhaustive.
  • the design of functional electronic modules described below according to the application can be transferred to other types of functional electronic modules known and used in the control cabinet technology.
  • all functional electronics modules 1 0 are characterized in that they can perform their function within the control box 1 independently and independently of a higher-level control.
  • Several functional electronic modules 1 0 are each connected via a local bus 3 to a likewise mounted on the support rail 2 gateway 20, which is formed in this example as a single gateway 20 a having only one terminal for the local bus 3.
  • a single gateway 20 a having only one terminal for the local bus 3.
  • one of these single gateways 20a per support rail 2 is provided.
  • This assignment of the functional electronic modules to a single gateway 20a, which is located on the same support rail 2, is not mandatory.
  • the local bus 3 could also lead to a further mounting rail 2 across.
  • the local bus 3 as a wired bus is looped from one to the respectively adjacent functional electronics module 10 and finally to the connection of the respective single gateway 20a.
  • the wired local bus 3 is coupled by a feeder unit 1 1 to corresponding bus lines 4 in the support rail 2.
  • a power supply for the functional electronic modules 1 0 done via corresponding arranged in the support rail 2 lines or conductors.
  • the functional electronics modules 10 are each equipped with a communication module, which is connected to the local bus 3 via a first interface. Information can be transmitted from the functional electronics modules 10 to the gateway 20 via the communication module and the first interface. The gateway 20 transmits this information to a second interface which is connected via a network line 5, preferably an Ethernet line, to a network switch 6 operating as a distributor. The switch 6 is then connected via a further network line 5 to a superordinate data network.
  • FIG. 2 shows in the same way as in FIG. 1 another example of a control cabinet 1 with a plurality of functional electronic modules 10 (10a, 10b, 10c, 110d, 110e).
  • the functional electronics modules 10 have first interfaces which are connected via a wired local bus 3 or via bus lines 4 integrated into the wire rail 2 via gateways 20 to a network line 5 and thus to a superordinate data network.
  • the present case only one gateway 20 is provided, which is designed as a multiple gateway 20b.
  • the functional electronics modules 10 are looped over a plurality of strings of the local bus 3 to each of a plurality of, in this example four, connections of the multiple gateways 20b.
  • the multiple gateway 20b combines the functions of the single gateways 20a and the switch 6, further reducing the extra wiring and assembly overhead.
  • FIG. 3 a further example of a control cabinet 1 with a plurality of functional electronic modules 110 is again shown in the same way as in FIG.
  • a plurality of gateways 20, one for each support rail 2 are provided in the present case, but in this embodiment they are designed as chain gateways 20c.
  • Each chain gateway 20c comprises two second interfaces for a network line 5, the chain gateways 20c being interconnected in the manner of a chain (daisy-chain).
  • each of the chain gateways 20c has a 2-way network switch, fed through the information either for own processing the other components of the chain gateway 20c be passed to a next gateway 20 for relaying via the second port.
  • FIG. 4 shows in more detail the structure of a signal converter 10a as an example of a functional electronic module 10 in the form of a block diagram.
  • the functional electronics module 1 0 can be divided into two modules, a functional unit 1 10 and a communication module 1 20.
  • the functional unit 1 1 0 takes over the necessary functions for autonomous signal and power processing.
  • the functional unit 1 1 0 has an input 1 1 1, for example embodied as a voltage signal input for an input voltage range from 0 to 1 0V.
  • the input 1 1 1 is connected to an analog / digital (A / D) converter 1 1 2, which converts the voltage applied to the input 1 1 1 voltage signal into a digital signal, which is output to a digital transmission line 1 13.
  • the A / D converter 1 12 is connected to a digital / analog (D / A) converter 1 14, which acts on an output 1 1 5 of the functional electronic module 10 with an analog signal.
  • This can be, for example, an analog current signal with a value range of 4 to 20 mA.
  • a conversion of the analog low-voltage signal at the input 1 1 1 in an analog output current signal at the output 1 1 5 takes place in the illustrated functional unit 1 10, ie via the detour of the digital transmission link 1 1 3.
  • the digital transmission link 1 1 3 can thereby electrically isolating elements 1 3 'have, for example, opto-coupler. In this way, a complete galvanic and non-reactive separation between the input 1 1 1 and the output 1 1 5 guaranteed.
  • the digital transmission link 1 1 3 is also connected to an input of a microcontroller 121 within the communication module 1 20. the.
  • the microcontroller 121 is set up to process the data transmitted on the digital transmission link 1 13, to evaluate it if necessary and to store it between them.
  • an optional external memory 122 is connected to the microcontroller 121.
  • the communication module 120 has a first interface 123, via which information can be exchanged with a gateway 20 (compare FIGS. 1, 2).
  • the first interface 123 is provided in various configurations.
  • the interface 123 is designed as an internal interface 123a.
  • the internal first interface 123a is provided for internal connection to an integrated gateway 20.
  • the interface 123 is designed as a bus-capable interface 123b, for example in the form of a CAN bus.
  • a connection to an externally routed local bus 3, 4 is provided for connection to a separately designed gateway 20, as illustrated in the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2.
  • a maintenance interface 124 also called service interface 124, is optionally provided on the communication module 120.
  • an adjustment of internal settings of the microcontroller 121 or the programs executed by it as well as an update of these programs can take place via the service interface 124.
  • the service interface 124 may be designed, for example, as a USB interface, to which a laptop of a service technician can be connected on site to the control box 1.
  • the data transmitted on the digital transmission link 1 13 can be read in by the gateway 20 and correspondingly viewed in the superordinate data network to which the gateway 20 is connected.
  • logging and / or monitoring of the signals processed by the functional unit 110 of the functional electronic module 10 can take place.
  • the conversion unit makes it possible to change the existing between the input 1 1 1 and the output 1 15 functional context.
  • any functional combination can be be realized.
  • plateaus used as limit values can be provided or non-linear, for example, quadratic, exponential or logarithmic functional relationships can be set.
  • an output value of a sensor that is non-linear to the physical quantity measured by the sensor is linearized.
  • the signals applied by a functional electronic module 10 to the input 1 1 1 and / or output at the output 1 1 5 are present in digital form on the digital transmission link 1 13 and processed by the microcontroller 121 within the communication module 1 20 can be used to determine a probable lifetime of the functional electronics module 1 0 and / or a device connected to the input 1 1 1 or the output 1 1 5 connected device.
  • This is based on the idea that with appropriate consideration of the signals at the input or output 1 1 1, 1 1 5 valuable information about the expected life is obtained, which can be evaluated by the functional electronics module 1 0 or from the functional electronics module 10 for evaluation the gateway 20 (see Figures 1 to 3) can be transmitted and evaluated there.
  • FIGS. 4 to 7 examples are presented below in which a functional electronics module 10 serves to estimate the service life of a connected device.
  • the function electronics module 10 considered is a galvanically isolating switch (relay) with which a connected device can be switched on or off depending on a level on a digital input. From the type of operation is such a galvanically isolating relay in principle, a signal converter 1 0a, since a signal at an input 1 1 1 (for example, a digital signal with logic zero and logic one corresponding to 0 and 5 volts) into a switching signal for switching a device is transmitted at mains voltage.
  • a signal converter 1 0a since a signal at an input 1 1 1 (for example, a digital signal with logic zero and logic one corresponding to 0 and 5 volts) into a switching signal for switching a device is transmitted at mains voltage.
  • the functional electronic module 10 at the output 1 15 has a possibility for time-dependent current measurement.
  • a device at the output 1 1 5 is an electromagnetic actuated valve, hereinafter abbreviated solenoid valve, considered, which opens when outputting a voltage at the output 1 15 and 1 1 5 closes when the voltage at the output.
  • a time dependence of the current profile at the output 1 1 5 resulting during the switch-on process is shown by way of example as a curve 30.
  • the value of the current I is indicated on the vertical axis as a function of time t on the horizontal axis.
  • the output 1 15 of the functional electronic module 10 is switched by appropriate setting of the input 1 1 1.
  • the course of the current I depending on the time t, allows conclusions about the correct function of the solenoid valve.
  • a malfunction in the mode of operation manifests itself in a shift in the times ti and t 2 .
  • Such a disturbance is indicative of signs of wear within the valve which, in turn, signal an end to the life of the valve and, at some point, should cause it to replace the solenoid before an actual malfunction has occurred.
  • the illustrated current profile is measured by the functional electronics module 10, possibly with each switching operation of the solenoid valve, and the characteristic time points ti and / or t 2 are determined.
  • the determined times can be determined within the microcontroller 1 21 of the functional electronics module 10 and also evaluated. It can be stored, for example, limiting values for maximum tolerable time ti and t 2, when exceeded, a warning message via the first interface 1 is output 23a / b.
  • the evaluation only has to be provided in the gateway 20. It is also a mixture of both embodiments possible, for example by taking place within each functional electronics module 1 0 an evaluation of the measured current for determining the times ti and t 2 , wherein via the interface 123a, 1 23b, the determined times t- ⁇ , t 2 for further evaluation to the gateway 20 are transmitted.
  • the time dependency of the current profile is fundamentally dependent on the wear of the solenoid valve, but may also be influenced by other parameters.
  • a viscous medium which is processed by the solenoid valve, for example, a change in the temperature and thus in the viscosity of the medium can lead to a changed opening and / or closing behavior.
  • the limits for the times ti and t 2 are stored as a function of temperature and a measured temperature of the medium in the region of the solenoid valve is taken into account in the evaluation of the times t- 1 , t 2 .
  • the functional electronics module 10 which controls the solenoid valve and also with another functional electronic module, such as a measuring amplifier, which evaluates a temperature sensor with which the temperature of the medium is determined.
  • the life of devices that are steplessly or quasi steplessly controlled with an analog signal can be determined.
  • An example of such a device is a proportional valve, for example for shutting off a pipe with a large pipe cross section, the gate valve can be moved continuously between a fully open and a fully closed position. If such a proportional valve via a designed as a signal converter 1 0a functional electronic module 10 actuated, it can be provided that over the entire lifetime of the proportional valve, the covered by the slide actuation path is detected and added up. The life of such a proportional valve typically results from the distance traveled by the slider, since the life of a significant wear of bearings and guides of the slider is determined.
  • the absolute value of changes in the signal at the output 1 1 5 is continuously integrated.
  • This integrated value provides a measure of the proportional valve usage so far and can be compared to thresholds, similar to the case previously described, to generate a warning signal indicating an early end to the life of the proportional valve.
  • a warning signal provision may also be made for constantly outputting a usage value which indicates the percentage of an expected service life achieved so far.
  • an actual value detection is often provided in order to have a feedback on the proper functioning of the device.
  • This signal can be recorded and evaluated by another functional electronic module 10.
  • a comparison of the drive signal of the device and the actual value signal of the device immediately show an improper function. However, it may also be provided to consider the temporal response of the device. It is then determined, for example, how fast a setpoint to be taken is actually reached by the actual value. Limit values can also be provided here or it can be provided that a warning signal is output when there is a change in the time response.
  • a warning signal may be issued if the measured values differ by more than a certain percentage from the original value over time.
  • a history is preferably created in which measured values are logged at regular time intervals in order to be able to retroactively assess a device's behavior and to have the option of adapting limit values for future cases.
  • a vibration sensor for example a structure-borne sound sensor, is coupled to a mechanical system component. The sensor is connected to a functional electronic module designed as a signal converter.
  • the sensor signal received by the signal converter is above a predetermined level, this indicates a wear in the case of the mechanical system component, which, for example, suggests close bearing damage.
  • a device connected to the functional electronics module is to be understood accordingly as the combination of the mechanical system component and the sensor.
  • FIG. 6 shows in more detail the structure of a power supply unit 10 b as a further example of a functional electronic module 10 in the form of a block diagram.
  • the functional electronics module 10 can be subdivided into two units, a functional unit 110 and a communication module 1 20.
  • the functional unit 1100 has a power supply unit 1 1 6 having a low voltage of e.g. 24 V connected to the power supply of further functional modules 1 0 applied.
  • the communication module 120 essentially corresponds to the communication module described in the first exemplary embodiment in FIG.
  • the power supply 1 1 6 has a voltage output 1 1 7, which is connected to an analog input of the microcontroller 121. Via the voltage output 1 1 7 the output voltage U present at the outputs 1 15 can be measured.
  • a current measuring sensor 1 1 8 is provided in the functional unit 1 1 0, which serves to determine an output current I at the output 1 15 and which is also connected to an analog input of the microcontroller 1 21.
  • the current measuring sensor 1 1 8 may e.g. be realized by a Hall sensor or a shunt.
  • a temperature sensor 1 1 9 is arranged on the power supply 1 1 6, which is also read by the microcontroller 121. The temperature sensor 1 1 9 serves to determine an operating temperature T of the power supply 1 1 6 and is preferably in thermal contact with a power semiconductor or with an associated heat sink and / or (bulk) electrolytic capacitors of the power supply 1 1 6.
  • the operating parameters determined in this way the output voltage U, the output current I and the operating temperature T of the power supply unit 1 16, can be read in by the gateway 20 and correspondingly in the Parent data network to which the gateway 20 is connected can be viewed.
  • the power supply unit 10b it is provided to use this operating parameter to calculate a current load state of the power supply unit 1 1 6 and from this to determine the expected service life of the power supply unit 1 1 6 and thus of the functional electronic module 10.
  • the influence of the operating parameters on the service life can be stored in the form of empirical data, which was obtained individually for this type of functional electronic module 10, in the storage unit 12 of the communication module 1 20.
  • an evaluation of the measured operating parameters of the power supply unit 1 1 6 can be carried out in the functional electronic module 10 itself as well as within the gateway 20.
  • the current I supplied by the power supply unit is particularly relevant.
  • the previous load experienced by a power supply unit which indicates the percentage of the anticipated service life which has already elapsed, can be obtained, for example, as a first approximation from an integration of the supplied power, that is to say the total amount of charge so far delivered.
  • the current level is not necessarily linear in the load that experiences a power supply. Higher delivered currents, for example, lead to a significantly higher heating of a power supply, which in turn has a negative effect on the service life. This can be taken into account, for example, by including the measured temperature T. It is also possible to first offset the measured value of the current I with a non-linear weighting function, for example to square it or to calculate it with a higher power function or power series or an exponential function, and to integrate the value then obtained.
  • the lifetime of certain devices powered by the power supply unit 16 is also dependent on the current that has flowed. For such devices, the integrated current, again possibly after application of a predetermined weighting function, serve as a measure for the calculation of a still expected life of the device.
  • FIG. 7 shows an analysis device 130, which can be integrated in the power supply unit 10b and determines the properties of a smoothing capacitor 1 161 of the power supply unit 16.
  • the analysis unit 130 may measure a capacitance value C and a substitute series resistance ESR of the capacitor 1 161 in operation. For this purpose, the voltage Uc dropping across the capacitor 1 161 is picked up and fed to the analysis unit 130.
  • a current measuring resistor 1 162 is arranged, via which the current flowing through the capacitor 1 161 current l c can be measured.
  • the tapped potentials are, after filtering in passively or also digitally executed filters 131 and 132 and optionally after amplification in a differential amplifier 133 or 134, fed to an analog / digital converter with two inputs 135.
  • the filters 131, 132 are preferably narrow-band bandpass filters with a pass frequency at a switching frequency of the power supply unit 16.
  • the output of the analog / digital converter 135 is evaluated by the microcontroller 121.
  • the height of a ripple voltage applied to the capacitor 1 161 is set in relation to the level of the current amplitude measured at the current measuring resistor 1 162 and from this a value for the equivalent series resistance (ESR) of the capacitor 1 161 is determined. In this case, effective and / or amplitude values of current or voltage can be used. From a time course of the charging and discharging process on the capacitor 1 161, a value for the capacitance of the capacitor 1 161 can also be calculated in conjunction with the measured current profile at the current measuring resistor 1 162.
  • the measured equivalent series resistance ESR but also the value of the capacitance C, are strongly age-dependent. Exceeds the replacement series resistance ESR a predetermined limit, this indicates an early end of the life of the capacitor 1 161 out.
  • a comparison can be made with an absolute limit value, with a relative limit value (compared with a value of the series resistance at the first startup of the power supply unit 10b.)
  • a temperature compensation is advantageous.
  • a temperature T measured within the power supply unit 1 1 6, preferably in the region of the capacitor 11 1, is taken into account when taking into account the measured properties (ESR, C).
  • either the predetermined limit values can be specified as a function of temperature.
  • FIG. 8 shows the structure of a gateway 20 in a block diagram.
  • the central component of the gateway 20 is a microcontroller 201, which is connected to an optional external memory 202.
  • the microcontroller 201 has a first interface 203, which is formed at the gateway 20 corresponding to the interfaces 1 23a and 123b of the communication module 1 20 as an internal first interface 203a and / or bus-capable interface 203b.
  • the bus-capable first interface 203b can be present in multiple execution in order to supply separate strands of functional modules 10 with separate local bus lines 3, 4, as shown in FIG.
  • a service interface 204 is connected to the microcontroller 201, which in turn serves in particular to connect the microcontroller 201 to a laptop of a service technician on site at the control box 1 in order to update the gateway 20 and / or to provide a fault diagnosis.
  • a second interface 205 is provided on the gateway 20, with which the gateway 20 can be coupled via the network line 5 to the superordinate data network.
  • the second interface is an Ethernet interface.
  • a plurality of interfaces 205 are arranged on the gateway 20, which are interconnected with each other via an integrated switch. Such a gateway 20 is shown for example in the embodiment of Figure 2.
  • the gateway stores 20 configuration parameters connected functional electronics modules 1 0 in the additional memory 202.
  • Such configuration parameters may be, for example, the functional Relation between the input and the output of a signal converter 10b, which is stored in a programmable conversion unit. If the signal converter 10b is replaced due to a defect, a newly inserted signal converter 10b is recognized by the gateway and set up its programmable conversion unit accordingly, so that the desired functional relationship is immediately implemented in the new signal converter 10b, without any intervention on the parent data network is necessary ,
  • this can be integrated into a functional electronic module 10.
  • a connection to the communication module 120 of the functional electronics module 10 then preferably takes place via the respective first interface 123a or 203a.
  • the bus-capable first interface 203b of the gateway 20 may be present and guided outward on the functional electronics module 10 in order to be able to connect further functional electronics modules 10 which do not have an integrated gateway 20 via their bus-capable first interface 123b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Funktionselektronikmodul (10) zur autarken Signalverarbeitung, das zur Montage auf eine Tragschiene (2) geeignet ist und mindestens einen Eingang (111) und/oder mindestens einen Ausgang (115) aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: - Empfangen eines Signals an dem mindestens einen Eingang (111); - Autarkes Verarbeiten des Signals; - Ausgeben eines Signals an dem mindestens einen Ausgang (115); - Erfassen des an dem Eingang (111) anliegenden und/oder an dem Ausgang (115) ausgegebenen Signals und Ausgeben des Signals in digitaler Form über eine erste Schnittstelle (123) durch ein Kommunika- tionsmodul (120) des Funktionselektronikmoduls (10); und - Bestimmen einer Lebensdauer einer Anlagenkomponente anhand des an dem Eingang (111) anliegenden und/oder an dem Ausgang (115) ausgegebenen Signals und/oder anhand von gemessenen Betriebsparametern des Funktionselektronikmoduls (10). Die Erfindung betrifft weiterhin ein zur Durchführung des Verfahrens ge- eignetes Funktionselektronikmodul (10) und ein System aus mindestens einem derartigen Funktionselektronikmodul (10) und einem Gateway (20).

Description

Funktionselektronikmodul, Betriebsverfahren für ein Funktionselektronikmodul und System mit einem Funktionselektronikmodul
Die Erfindung betrifft ein Funktionselektronikmodul zur Montage auf einer Trag- schiene mit mindestens einem Eingang und/oder mindestens einem Ausgang, wobei das Funktionselektronikmodul dazu eingerichtet ist, ein an dem mindestens einen Eingang anliegendes Signal autark zu verarbeiten und/oder an dem mindestens einen Ausgang ein Signal autark auszugeben, wobei das Funktionselektronikmodul ein Kommunikationsmodul aufweist, das dazu eingerichtet ist, an dem Eingang anliegende und/oder an dem Ausgang ausgegebene Signale zu erfassen und über eine erste Schnittstelle in digitaler Form auszugeben. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Betriebsverfahren für ein derartiges Funktionselektronikmodul und ein System mit mindestens einem Funktionselektronikmodul.
Funktionselektronikmodule werden üblicherweise in Schaltschränken eingesetzt und können beispielsweise als Messsignalwandler (auch Signalkonverter genannt), als Überstrom- oder Überspannungsschutzeinrichtungen, als Relaisoder Opto-Kopplermodule und/oder als Stromversorgungseinheiten ausgebildet sein. Von Modulen, die im Zusammenhang mit einer zentralen Automatisierungssteuerung arbeiten, unterscheiden sich die genannten Funktionselektronikmodule darin, dass sie ihre Funktion unabhängig von einer übergeordneten Steuereinrichtung ausführen. Beispielsweise erfolgt bei einem als Signalkonverter ausgebildeten Funktionselektronikmodul eine Verarbeitung von an dem mindestens einen Eingang anliegenden Signalen intern im Funktionselektronikmodul und führt zu einer Ausgabe an dem mindestens einen Ausgang ohne Beteiligung einer übergeordneten Automatisierungssteuerung.
Im Rahmen der Anmeldung sind dabei unter einem Signal sowohl Kleinspan- nungs- als auch Stromsignale zu verstehen, die üblicherweise zu Mess- und Steuerungszwecken verwendet werden und beispielsweise im Bereich von 0 bis 10 V (Volt) oder im Bereich von 4 bis 20 mA (Milli-Ampere) liegen. Solche Signale liegen z.B. an Spannungs-, Strom-, Temperatur-, Widerstands- u.
Messbrückeneingängen an. Ebenso sind unter dem Ausdruck Signale leis- tungsübertragende Ströme zu verstehen. Ein Kleinsignale verarbeitender Signalkonverter ist in diesem Sinne ebenso ein Funktionselektronikmodul wie beispielsweise ein Überspannungsschutz, bei dem an Ein- und Ausgängen ein leistungsübertragender Wechselstrom, beispielsweise Netzstrom, anliegt, wobei nach Detektion einer Überspannung diese abgeleitet bzw. begrenzt wird.
Die autarke Funktionsweise der Funktionselektronikmodule ermöglicht einen robusten, störunanfälligen Betrieb eines mit diesen Modulen ausgestatteten
Systems. Das integrierte Kommunikationsmodul stellt von dem Funktionselektronikmodul verarbeitete Signale in digitaler Form für Überwachungs- und Wartungszwecke bereit, wodurch beispielsweise eine Überwachung von Eingangs-/ Ausgangswerten (Kleinspannungs- als auch Stromsignale und leistungsüber- tragende Versorgungspannungen als auch Versorgungsströme) und der korrekten Funktion der Funktionselektronikmodule oder ggf. eine Einstellung von Betriebsparametern unaufwändig automatisiert bzw. in einer Fernwartung erfolgen kann. Eine Funktionsüberwachung kann Ausfallzeiten einer Anlage bei einem Ausfall einer Anlagenkomponente minimieren, da eine zeitintensive Feh- lersuche entfällt. Allerdings kann ein Ausfall selbst nicht verhindert werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Funktionselektronikmodul, ein Betriebsverfahren für ein Funktionselektronikmodul und ein System mit einem Funktionselektronikmodul bereitzustellen, bei denen Ausfälle ei- ner Anlage, in der das Funktionselektronikmodul verwendet wird, möglichst verhindert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Funktionselektronikmodul sowie ein Betriebsverfahren für und ein System mit mindestens einem Funktionselektronik- modul mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Betriebsverfahren für ein Funktionselektronikmodul zur autarken Signalver- arbeitung, das zur Montage auf eine Tragschiene geeignet ist und mindestens einen Eingang und/oder mindestens einen Ausgang aufweist, zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Es wird ein Signal an dem mindestens einen Eingang empfangen, autark verarbeitet und an dem mindestens einen Ausgang ausgegeben. Das an dem Eingang anliegende und/oder an dem Ausgang aus- gegebene Signal wird zudem in digitaler Form über eine erste Schnittstelle durch ein Kommunikationsmodul des Funktionselektronikmoduls ausgegeben. Dann wird eine Lebensdauer einer Anlagenkomponente anhand des an dem Eingang anliegenden und/oder an dem Ausgang ausgegebenen Signals und/oder anhand von gemessenen Betriebsparametern des Funktionselektro- nikmoduls bestimmt. Die Anlagenkomponente, deren Lebensdauer bestimmt wird, kann dabei das Funktionselektronikmoduls selbst sein und/oder ein mit dem Eingang bzw. dem Ausgang des Funktionselektronikmoduls verbundenes Gerät.
Auf diese Weise können Informationen, die dem Funktionselektronikmodul vorliegen, genutzt werden, um eine noch zu erwartende Lebensdauer einer Anlagenkomponente - des Funktionselektronikmoduls selbst oder eines angeschlossenen Geräts - zu bestimmen. Deutet sich ein bevorstehendes Ende der Lebenszeit an, kann eine Warnmeldung ausgegeben werden, woraufhin die Anlagenkomponente getauscht werden kann, bevor ein Defekt vorliegt, der zu einem Anlagenausfall führen würde. Insbesondere bei einem Funktionselektronikmodul, das über die eingangs genannte Kommunikationsfähigkeit verfügt, kann diese wertvolle Zusatzfunktionalität ohne großen zusätzlichen Aufwand implementiert werden, da eine für die Lebensdauerermittlung notwendige Messung und Digitalisierung der am Eingang anliegenden und/oder an dem Ausgang ausgegebenen Signale und/oder sonstiger Betriebsparameter bereits vorgesehen ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Bestimmung der Lebensdauer in dem Funktionselektronikmodul selbst. Alternativ können die er- fassten Informationen über die verarbeiteten Signale über die erste Schnittstelle an ein übergeordnetes Gateway übermittelt werden, woraufhin die Lebensdauer innerhalb des Gateways bestimmt wird. Ein Vorteil dabei ist, dass im Ga- teway unterschiedliche Informationen von verschiedenen Funktionselektronikmodulen zusammengeführt werden können und diese Informationen gemeinsam in die Bestimmung der Lebensdauer einfließen können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Be- Stimmung der Lebensdauer das am Eingang anliegende und/oder das am Ausgang ausgegebene Signal oder ein Absolutwert einer Änderung eines dieser Signale aufintegriert, wobei aus dem Wert des Integrals eine erfolgte Beanspruchung und damit die Lebensdauer der Anlagenkomponente bestimmt wird. Weiter kann zur Bestimmung der Lebensdauer eine absolute und/oder relative Änderung des am Eingang anliegenden und/oder des am Ausgang ausgegebenen Signals betrachtet werden. Je nach angeschlossenem Gerät kann entweder das Signal selbst, beispielsweise ein fließender Strom, oder auch dessen Änderung maßgeblich für die Beanspruchung des Geräts oder auch des Funktionselektronikmoduls selbst sein. Bei Funktionselektronikmodulen, die als Stromversorgungseinheiten ausgebildet sind, ist beispielsweise der am Ausgang fließende Strom sowohl ein Maß für die Beanspruchung der Bauelemente des Funktionselektronikmoduls selbst als auch für angeschlossene Geräte. Ein erfindungsgemäßes Funktionselektronikmodul der eingangs genannten Art ist dazu eingerichtet ist, an dem Eingang anliegende und/oder an dem Ausgang ausgegebene Signale und/oder gemessene Betriebsparameter des Funktionselektronikmoduls zur Bestimmung einer Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls und/oder eines mit dem mindestens einen Eingang oder dem mindes- tens einen Ausgang verbundenen Geräts zu erfassen. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Funktionselektronikmoduls umfassen die Betriebsparameter eine innerhalb des Funktionselektronikmoduls gemes- sene Temperatur und/oder eine innerhalb Funktionselektronikmoduls gemessene Spannung und/oder einen innerhalb des Funktionselektronikmoduls fließenden Strom. Bevorzugt werden die Betriebsparameter des Funktionselektronikmoduls ebenfalls über die erste Schnittstelle in digitaler Form ausgegeben. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Funktionselektronikmoduls ist die ers- te Schnittstelle busfähig und insbesondere eine CAN (Controller Area Network-Bus Schnittstelle. Auf diese Weise können mehrere Funktionselektronikmodule über ein Bussystem miteinander verbunden werden, wodurch der zusätzliche Installationsaufwand, den die Kommunikationsfähigkeit der Funktionselektronikmodule bedingt, möglichst klein gehalten wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Funktionselektronikmodul als Signalkonverter ausgebildet, wobei ein an dem Eingang anliegendes Signal auf den Ausgang abgebildet wird. Ebenfalls vorteilhaft ist das Funktionselektronikmodul als Stromversorgungseinheit ausgebildet, bei der an dem Ausgang eine Kleinspannung zur Stromversorgung von Komponenten eines Schalt- schranks bereitgestellt wird.
Zur Bestimmung der Lebensdauer kann bei einem als Signalkonverter ausgebildeten Funktionselektronikmodul ein am Ausgang ausgegebenes Signal oder ein Absolutwert einer Signaländerung aufintegriert werden, wobei aus dem Wert des Integrals eine erfolgte Beanspruchung und damit die Lebensdauer des angeschlossenen Geräts ermittelt wird. Bei einem als Stromversorgungseinheit ausgebildeten Funktionselektronikmodul kann ein an dem Ausgang fließender Strom aufintegriert werden, wobei aus dem Wert des Integrals eine er- folgte Beanspruchung und damit die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls oder des angeschlossenen Geräts ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, anhand von Betriebsparametern des Funktionselektronikmoduls eine Kapazität und/oder ein Serienwiderstand eines Glättungskon- densators der Stromversorgungseinheit zu bestimmen wird und anhand der Kapazität und/oder des Serienwiderstands die Lebensdauer der Stromversorgungseinheit zu ermitteln.
Ein erfindungsgemäßes System umfasst mindestens ein derartiges Funktions- elektronikmodul und ein Gateway, das eine erste Schnittstelle aufweist, die mit der ersten Schnittstelle des Kommunikationsmoduls verbunden ist. Dabei ist das Gateway dazu eingerichtet, aus von dem Funktionselektronikmodul übermittelten Daten die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls und/oder eines mit dem Ein- und/oder Ausgang des Funktionselektronikmoduls verbunde- nen Geräts zu ermitteln. Grundsätzlich ergibt sich auch bei dem System der im Zusammenhang mit dem Verfahren bzw. dem Funktionselektronikmodul geschilderte Vorteil, die dem Funktionselektronikmodul vorliegen Informationen zusätzlich zur Signalverarbeitung auch zur Lebensdauerermittlung einzusetzen, wodurch die Zuverlässigkeit der Anlage erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Auswertung der Informationen im Gateway ist, dass eine Auswertung übergeordnet für mehrere Funktionselektronikmodule erfolgen kann, wodurch ein zusätzlicher Rechen- und/oder Speicherbedarf bei den einzelnen Funktionselektronikmodule entfällt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das System mehrere mit dem Gateway verbundene Funktionselektronikmodule, wobei das Gateway dazu eingerichtet ist, von den mehreren Funktionselektronikmodulen Daten zu empfangen, miteinander zu kombinieren und daraus die Lebensdauer des Geräts zu ermitteln. Hier ergibt sich der weitere Vorteil, unterschiedliche Informationen von verschiedenen Funktionselektronikmodulen zusammenführen zu können und diese Informationen gemeinsam in die Bestimmung der Lebensdauer einfließen lassen zu können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Systems weist das Gateway eine zweite Schnittstelle zum Anschluss einer Netzwerkleitung zur Verbindung mit einem übergeordneten Datennetzwerk, insbesondere einem Ethernet, auf. Auf diese Weise können Warn- oder Diagnosemeldungen des Gateways einfach in einem übergeordneten Leitstand der Anlage ausgegeben und weiterverarbeitet werden. Das Gateway kann ein separates Gehäuse zur Montage auf einer Tragschiene aufweisen, so dass es zusammen mit den Funktionselektronikmodulen in einem Schaltschrank o.ä. der Anlage angeordnet werden kann. Alternativ kann das Gateway auch in ein Funktionselektronikmodul integriert wein, wobei eine Verbindung über interne erste Schnittstellen erfolgt. Bevorzugt weist ein solches integriertes Gateway dann zusätzlich eine busfähige erste Schnittstelle zur Verbindung mit weiteren Funktionselektronikmodulen auf.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von mehreren Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Figuren 1 bis 3 jeweils eine beispielhafte Darstellung eines Schaltkastens mit einer Mehrzahl von Funktionselektronikmodulen;
Figur 4 ein schematisches Blockschaltbild eines Funktionselektronikmoduls in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 5 ein gemessener Stromverlauf an einem Ausgang eines
Funktionselektronikmoduls zur Erläuterung einer Lebenszeitbestimmung;
Figur 6 ein schematisches Blockschaltbild eines Funktionselektronikmoduls in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 7 ein schematisches Blockschaltbild einer Analyseeinheit eines Funktionselektronikmoduls;
Figur 8 ein schematisches Blockschaltbild eines Gateways in einem ersten Ausführungsbeispiel.
In Figur 1 ist ein beispielhafter Aufbau eines Schaltkastens 1 dargestellt, bei dem eine Mehrzahl von Funktionselektronikmodulen 10 auf verschiedenen Tragschienen 2 angeordnet ist.
Von den Funktionselektronikmodulen 10 sind der Übersichtlichkeit halber nur einige mit Bezugszeichen versehen. Die Funktionselektronikmodule 10 können dabei verschiedene Funktionen innerhalb des Schaltkastens 1 einnehmen. Beispielhaft kommen Signalkonverter 10a als Funktionselektronikmodule 10 im Schaltkasten 1 zur Anwendung, ebenso wie Stromversorgungseinheiten 1 0b, unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheiten 10c, Überspannungsmodule 10d und Überstromsicherungen 1 0e. Diese Aufzählung ist rein beispielhaft und nicht abschließend. Die nachfolgend erläuterte anmeldungsgemäße Ausgestal- tung von Funktionselektronikmodulen kann im Rahmen der Anmeldung auf weitere aus der Schaltschranktechnik bekannte und benutzte Typen von Funktionselektronikmodulen übertragen werden. Alle eingesetzten Funktionselektronikmodule 1 0 zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie autark und unabhängig von einer übergeordneten Steuerung ihre Funktion innerhalb des Schaltkas- tens 1 ausführen können.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind stromführende Kabel, die zu den Funktionselektronikmodulen 1 0 oder zu weiteren Komponenten des Schaltkastens 1 geführt sind bzw. diese Komponenten untereinander verbinden, nicht darge- stellt. Ebenso sind Kabel, die beispielsweise von den Stromversorgungseinheiten 1 0b bzw. von den unterbrechungsfreien Stromversorgungseinheiten 1 0c zu weiteren Funktionselektronikmodulen 1 0 geführt sind, nicht dargestellt.
Mehrere Funktionselektronikmodule 1 0 sind jeweils über einen lokalen Bus 3 mit einem ebenfalls auf der Tragschiene 2 montierten Gateway 20 verbunden, das in diesem Beispiel als Einfach-Gateway 20a ausgebildet ist, das nur einen Anschluss für den lokalen Bus 3 aufweist. Im dargestellten Beispiel ist je eines dieser Einfach-Gateways 20a pro Tragschiene 2 vorgesehen. Diese Zuordnung der Funktionselektronikmodule zu je einem Einfach-Gateway 20a, das sich auf derselben Tragschiene 2 befindet, ist nicht zwingend. Der lokale Bus 3 könnte natürlich auch übergreifend zu einer weiteren Tragschiene 2 führen.
Vorliegend ist der lokale Bus 3 als drahtgebundener Bus von einem zum jeweils benachbarten Funktionselektronikmodul 1 0 und schließlich dem An- schluss des jeweiligen Einfach-Gateways 20a geschleift.
Grundsätzlich sind hier auch andere Übertragungswege für den lokalen Bus möglich. Ein Beispiel ist bei der zweiten Tragschiene 2 von unten dargestellt. Bei dieser Tragschiene 2 wird der drahtgebundene lokale Bus 3 durch eine Einspeiseeinheit 1 1 auf entsprechende Busleitungen 4 in der Tragschiene 2 gekoppelt. Vorteilhafterweise kann neben den dargestellten Busleitungen 4 auch eine Stromversorgung für die Funktionselektronikmodule 1 0 über entsprechende in der Tragschiene 2 angeordnete Leitungen bzw. Leiterbahnen erfolgen. Die Funktionselektronikmodule 1 0 sind jeweils mit einem Kommunikationsmodul ausgerüstet, die über eine erste Schnittstelle mit dem lokalen Bus 3 verbunden ist. Über das Kommunikationsmodul und die erste Schnittstelle können Informationen von den Funktionselektronikmodulen 1 0 zu dem Gateway 20 übertragen werden. Das Gateway 20 überträgt diese Informationen auf eine zweite Schnittstelle, die über eine Netzwerkleitung 5, bevorzugt eine Ethernet- Leitung, mit einem als Verteiler arbeitenden Netzwerk-Switch 6 verbunden ist. Der Switch 6 ist dann über eine weitere Netzwerkleitung 5 mit einem übergeordneten Datennetzwerk verbunden.
Von den Funktionselektronikmodulen 10 abgegebene Informationen werden so mit geringem zusätzlichem Aufwand in dem übergeordneten Datennetzwerk zur Auswertung und/oder Protokollierung und/oder Überwachung verfügbar. Dieses ist möglich, ohne das grundlegende Änderungen an der Verdrahtung, dem Auf- bau und auch der Betriebsweise des Schaltschranks 1 notwendig wären. Insbesondere arbeitet der Schaltschrank 1 nach wie vor autark und ist nicht von dem Vorhandensein und der korrekten Funktion einer übergeordneten Steuereinrichtung, beispielsweise einer Automatisierungssteuerung, abhängig. In Figur 2 ist in gleicher Weise wie in Figur 1 ein weiteres Beispiel eines Schaltschranks 1 mit einer Mehrzahl von Funktionselektronikmodulen 1 0 (1 0a, 1 0b, 10c, 1 0d, 1 0e) dargestellt. Wiederum weisen die Funktionselektronikmodule 1 0 erste Schnittstellen auf, die über einen drahtgebundenen lokalen Bus 3 bzw. über in die Drahtschiene 2 integrierte Busleitungen 4 über Gateways 20 mit ei- ner Netzwerkleitung 5 und damit mit einem übergeordneten Datennetzwerk verbunden sind.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist vorliegend nur ein Gateway 20 vorgesehen, das als Mehrfach-Gateway 20b ausgebildet ist. Die Funktionselektronikmodule 1 0 sind über mehrere Stränge des lokalen Bus 3 zu je einem von mehreren, hier beispielhaft vier, Anschlüssen des Mehrfach- Gateways 20b geschleift. Das Mehrfach-Gateway 20b kombiniert die Funktionen der Einfach-Gateways 20a und des Switch 6, wodurch der zusätzliche Verdrahtungs- und Montageaufwand weiter verringert wird.
In Figur 3 ist in wiederum gleicher Weise wie in Figur 1 ein weiteres Beispiel eines Schaltschranks 1 mit einer Mehrzahl von Funktionselektronikmodulen 1 0 dargestellt. Wie bei dem in Figur 1 dargestellten Gateway 20 sind vorliegend mehrere Gateways 20, eines für jede Tragschiene 2, vorgesehen, die jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel als Ketten-Gateways 20c ausgebildet sind. Jedes Ketten- Gateway 20c umfasst dabei zwei zweite Schnittstellen für eine Netzwerkleitung 5, wobei die Ketten-Gateways 20c in Art einer Kette (daisy-chain) untereinander verbunden sind. Bei Verwendung eines paketorientierten Netzwerks als übergeordnetes Datennetzwerk, beispielsweise dem Ethernet, wird dieses dadurch möglich, dass jedes der Ketten-Gateways 20c einen 2-fach Netzwerk- Switch aufweist, über den Informationen entweder zur eigenen Verarbeitung den weiteren Komponenten des Ketten -Gateways 20c zugeführt werden oder über den zweiten Anschluss zur Weitergabe an ein nächstes Gateway 20 geleitet werden.
In Figur 4 ist der Aufbau eines Signalkonverters 1 0a als Beispiel eines Funkti- onselektronikmoduls 1 0 in Form eines Blockschaltbilds genauer dargestellt.
Das Funktionselektronikmodul 1 0 lässt sich in zwei Baugruppen unterteilen, eine Funktionseinheit 1 10 und ein Kommunikationsmodul 1 20. Die Funktionseinheit 1 1 0 übernimmt die für die autarke Signal- und Stromverarbeitung notwendigen Funktionen. Bei dem vorliegenden Signalkonverter 1 0a weist die Funkti- onseinheit 1 1 0 einen Eingang 1 1 1 , beispielsweise ausgestaltet als Spannungs- Signaleingang für einen Eingangsspannungsbereich von 0 bis 1 0 V auf. Der Eingang 1 1 1 ist mit einem Analog/Digital (A/D)-Wandler 1 1 2 verbunden, der das am Eingang 1 1 1 anliegende Spannungssignal in ein Digitalsignal umwandelt, das auf eine digitale Übertragungsstrecke 1 13 ausgegeben wird.
Über diese digitale Übertragungsstrecke 1 1 3 ist der A/D-Wandler 1 12 mit einem Digital/Analog (D/A)-Wandler 1 14 verbunden, der einen Ausgang 1 1 5 des Funktionselektronikmoduls 10 mit einem analogen Signal beaufschlagt. Dieses kann beispielsweise ein analoges Stromsignal mit einem Wertebereich von 4 bis 20 mA sein. Eine Umsetzung des analogen Kleinspannungssignals am Eingang 1 1 1 in ein analoges Ausgangsstromsignal am Ausgang 1 1 5 erfolgt bei der dargestellten Funktionseinheit 1 10, also über den Umweg der digitalen Übertragungsstrecke 1 1 3. Die digitale Übertragungsstrecke 1 1 3 kann dabei galvanisch trennende Elemente 1 1 3' aufweisen, beispielsweise Opto-Koppler. Auf diese Weise ist eine vollständige galvanische und rückwirkungsfreie Trennung zwischen dem Eingang 1 1 1 und dem Ausgang 1 1 5 gewährleistet.
Die digitale Übertragungsstrecke 1 1 3 ist darüber hinaus mit einem Eingang eines Mikrokontrollers 121 innerhalb des Kommunikationsmoduls 1 20 verbun- den. Der Mikrokontroller 121 ist dazu eingerichtet, die auf der digitalen Übertragungsstrecke 1 13 übertragenen Daten aufzuarbeiten, ggf. auszuwerten und zwischen zu speichern. Zu letzterem Zweck ist mit dem Mikrokontroller 121 ein optionaler externer Speicher 122 verbunden.
Das Kommunikationsmodul 120 weist eine erste Schnittstelle 123 auf, über die Informationen mit einem Gateway 20 (vgl. Figuren 1 , 2) ausgetauscht werden können. Die erste Schnittstelle 123 ist in verschiedenen Ausgestaltungen vorgesehen. In einer ersten Ausgestaltung ist die Schnittstelle 123 als interne Schnittstelle 123a ausgebildet. Wie nachfolgend noch erläutert wird, ist die interne erste Schnittstelle 123a zur internen Verbindung mit einem integrierten Gateway 20 vorgesehen. In einer zweiten Ausgestaltung ist die Schnittstelle 123 als busfähige Schnittstelle 123b ausgebildet, beispielsweise in Form eines CAN-Busses. In dieser Ausgestaltung ist eine Verbindung mit einem extern ge- führten lokalen Bus 3,4 zur Verbindung mit einem separat ausgeführten Gateway 20 vorgesehen, wie es in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 dargestellt ist.
Weiterhin ist eine Wartungsschnittstelle 124, auch Service-Schnittstelle 124 genannt, optional am Kommunikationsmodul 120 vorgesehen. Über die Service-Schnittstelle 124 kann insbesondere eine Einstellung interner Einstellungen des Mikrokontrollers 121 bzw. der von ihm ausgeführten Programme sowie eine Aktualisierung (Update) dieser Programme erfolgen. Die Service- Schnittstelle 124 kann beispielsweise als USB-Schnittstelle ausgebildet sein, an die ein Laptop eines Servicetechnikers vor Ort am Schaltkasten 1 angeschlossen werden kann.
Über die erste Schnittstelle 123 können die auf der digitalen Übertragungsstrecke 1 13 übertragenen Daten von dem Gateway 20 eingelesen und entspre- chend in dem übergeordneten Datennetz, mit dem das Gateway 20 verbunden ist, eingesehen werden. Somit kann eine Protokollierung und/oder Überwachung der von der Funktionseinheit 1 10 des Funktionselektronikmoduls 10 verarbeiteten Signale erfolgen. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, zwischen dem Ausgang des A/D-Wandlers 1 12 und dem Eingang des D/A-Wandlers 1 14 innerhalb der digitalen Übertragungsstrecke 1 13 eine programmierbare Umrecheneinheit anzuordnen. Die Umrecheneinheit ermöglicht, den zwischen dem Eingang 1 1 1 und dem Ausgang 1 15 bestehenden Funktionszusammenhang abzuändern. Anstelle eines üblicherweise bestehenden linearen Funktionszusammenhangs können so beliebige Funktionszusammen- hänge realisiert werden. Insbesondere können als Grenzwerte genutzte Plateaus vorgesehen sein oder nicht-lineare, beispielsweise quadratische, expo- nentielle oder logarithmische Funktionszusammenhänge eingestellt werden.
Auf diese Weise kann z.B. ein Ausgangswert eines Sensors, der nicht-linear zu der vom Sensor gemessenen physikalischen Größe ist, linearisiert werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, die programmierbare Umrecheneinheit derart mit dem Mikrokontroller 121 zu koppeln, dass der Funktionszusammenhang über den Mikrokontroller 121 und damit über das Gateway 20 und aus dem überge- ordneten Datennetzwerk eingestellt werden kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die von einem Funktionselektronikmodul 1 0 am Eingang 1 1 1 anliegenden und/oder an dem Ausgang 1 1 5 ausgegebenen Signale, die auf der digitalen Übertragungsstrecke 1 13 in digitaler Form vorliegen und von dem Mikrokontroller 121 innerhalb des Kommunikationsmoduls 1 20 verarbeitet werden können, zur Bestimmung einer voraussichtlichen Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls 1 0 und/oder eines mit dem Eingang 1 1 1 oder dem Ausgang 1 1 5 verbundenen Geräts zu erfassen. Diesem liegt die Idee zugrunde, dass bei entsprechender Betrachtung der Signale am Ein- bzw. Ausgang 1 1 1 , 1 1 5 wertvolle Informationen über die zu erwartende Lebensdauer gewonnen wird, die vom Funktionselektronikmodul 1 0 ausgewertet werden kann oder vom Funktionselektronikmodul 10 zur Auswertung an das Gateway 20 (vgl. Figuren 1 bis 3) übertragen und dort ausgewertet werden kann. Im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 7 werden nachfolgend Beispiele vorgestellt, bei denen ein Funktions- elektronikmodul 10 der Abschätzung der Lebensdauer eines angeschlossenen Geräts dient.
Bei einem ersten Beispiel wird als Funktionselektronikmodul 1 0 ein galvanisch trennender Schalter (Relais) betrachtet, mit dem ein angeschlossenes Gerät ab- hängig von einem Pegel auf einem digitalen Eingang ein- bzw. ausgeschaltet werden kann. Von der Art der Funktionsweise her ist ein solches galvanisch trennendes Relais im Prinzip auch ein Signalwandler 1 0a, da ein Signal an einem Eingang 1 1 1 (beispielsweise ein Digitalsignal mit logisch null und logisch eins entsprechend 0 und 5 Volt) in ein Schaltsignal zum Schalten eines Geräts bei Netzspannung übertragen wird.
Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Lebensdauerüberwachung weist das Funktionselektronikmodul 10 am Ausgang 1 15 eine Möglichkeit zur zeitabhängigen Strommessung auf. Als Gerät am Ausgang 1 1 5 wird ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, nachfolgend abgekürzt Magnetventil genannt, betrachtet, das bei Ausgabe einer Spannung am Ausgang 1 15 öffnet und beim Wegfall der Spannung am Ausgang 1 1 5 schließt. In der Figur 5 ist beispielhaft eine sich beim Einschaltvorgang ergebende Zeitabhängigkeit des Stromverlaufs am Ausgang 1 1 5 als Kurve 30 dargestellt. Der Wert des Stromes I ist auf der vertikalen Achse als Funktion der Zeit t auf der horizontalen Achse angegeben. Zu einem Zeitpunkt t = 0 wird durch entsprechendes Setzen des Eingangs 1 1 1 der Ausgang 1 15 des Funktionselektronikmoduls 10 geschaltet. Aufgrund der induktiven Last, die das angeschlossene Ventil darstellt, steigt der Strom für Zeiten t > 0 zunächst monoton an, durchläuft dann ein lokales Maximum bei einer Zeit t = t um bis zu einem Zeitpunkt t = t2 wieder zu fallen und danach monoton weiter bis zum Nominalwert ln anzusteigen. Die Umkehr der Steigung des Stroms I zum Zeitpunkt t = ti und der Wiederanstieg zum Zeitpunkt t = t2 können Bewegungsphasen eines Ankers innerhalb des Magnetventils zugeordnet werden. Zum Zeitpunkt t = t-ι befindet sich der Anker in Bewegung, während der Zeitpunkt t = t2 dem Anschlagen des Ankers in der Öffnungsstellung des Magnetventils entspricht. Der Verlauf des Stroms I, abhängig von der Zeit t, lässt Rückschlüsse auf die korrekte Funktion des Magnetventils zu. Insbesondere zeigt sich eine Störung der Funktionsweise in einer Verschiebung der Zeitpunkte ti und t2. Eine solche Störung lässt auf Abnutzungserscheinungen innerhalb des Ventils schließen, die wiederum ein Ende der Lebensdauer des Ventils ankündigen und ab einem be- stimmten Punkt Anlass geben sollten, das Magnetventil auszutauschen, bevor eine tatsächliche Störung eingetreten ist.
Der dargestellte Stromverlauf wird von dem Funktionselektronikmodul 1 0 gemessen, ggf. bei jedem Schaltvorgang des Magnetventils, und es werden die charak- teristischen Zeitpunkte ti und/oder t2 ermittelt. Die ermittelten Zeitpunkte können innerhalb des Mikrokontrollers 1 21 des Funktionselektronikmoduls 10 bestimmt und auch ausgewertet werden. Es können beispielsweise Grenzwerte für maximal tolerierbare Zeiten ti und t2 hinterlegt sein, bei deren Überschreiten eine entsprechende Warnmeldung über die erste Schnittstelle 1 23a/b ausgegeben wird. In ei- ner alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, den gemessenen Stromverlauf gemäß Figur 5 über die Schnittstelle 123a/b an ein angeschlossenes Gateway 20 zu übertragen und die genannte Auswertung des Stromverlaufs und den Vergleich mit einem hinterlegten Grenzwert innerhalb des Gateways 20 durchzuführen. Vorteilhaft ist hier, dass in einem größeren System, in dem mehrere derar- tige Funktionselektronikmodule 1 0, die Magnetventile ansteuern, vorhanden sind, die Auswerteeinrichtung nur einfach in dem Gateway 20 vorgesehen werden muss. Es ist auch eine Mischung beider Ausgestaltungen möglich, beispielsweise indem innerhalb eines jeden Funktionselektronikmoduls 1 0 eine Auswertung des gemessenen Stroms zur Bestimmung der Zeitpunkte ti und t2 stattfindet, wobei über die Schnittstelle 123a, 1 23b die ermittelten Zeiten t-ι , t2 zur weiteren Auswertung an das Gateway 20 übertragen werden.
In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, weitere Messgrößen, die innerhalb einer Anlage erfasst werden, zu ermitteln und einen Wert für eine Lebensdauer bzw. einen sich ankündigendes Ende eines Lebenszyklus auf der Basis mehrerer gemessener Werte zu bestimmen. Bei dem in Figur 5 gezeigten Beispiel ist die Zeitabhängigkeit des Stromverlaufs zwar grundsätzlich von der Abnutzung des Magnetventils abhängig, kann jedoch auch von anderen Parametern beeinflusst werden. Bei einem viskosen Medium, das von dem Magnetventil verarbeitet wird, kann beispielsweise eine Änderung in der Temperatur und damit in der Viskosität des Mediums zu einem veränderten Öffnungs- und/oder Schließverhalten führen. Von daher kann vorgesehen sein, dass die Grenzwerte für die Zeiten ti und t2 temperaturabhängig hinterlegt sind und eine gemessene Temperatur des Mediums im Bereich des Magnetventils bei der Auswertung der Zeiten t-ι , t2 mitberücksichtigt wird. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, eine Auswertung zumindest teilweise in dem Gateway 20 vorzunehmen, das mit dem Funktionselektronikmodul 10 gekoppelt ist, das das Magnetventil ansteuert und ebenso mit einem weiteren Funktionselektronikmodul, beispielsweise einen Messverstärker, der einen Temperatursensor auswertet, mit dem die Temperatur des Mediums ermittelt wird. Das in Figur 5 wiedergegebene Beispiel betraf ein digital arbeitendes Magnetventil, das nur die Zustände„offen" und„geschlossen" einnehmen kann. In einer weiteren Ausgestaltung kann auch die Lebensdauer von Geräten, die stufenlos bzw. quasi stufenlos mit einem Analogsignal angesteuert werden, ermittelt werden. Ein Beispiel für ein derartiges Gerät ist ein Proportionalventil, zum Beispiel zum Absperren einer Leitung mit einem großen Leitungsquerschnitt, dessen Absperrschieber kontinuierlich zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Position verfahren werden kann. Wird ein derartiges Proportionalventil über ein als Signalkonverter 1 0a ausgestaltetes Funktionselektronikmodul 10 angesteuert, kann vorgesehen sein, dass über die gesamte Lebenszeit des Proportionalventils die vom Schieber zurückgelegte Betätigungsstrecke erfasst und aufsummiert wird. Die Lebensdauer eines derartigen Proportionalventils ergibt sich typischerweise anhand der zurückgelegten Strecke des Schiebers, da die Lebensdauer maßgeblich von einem Verschlei ß von Lagerungen und Führungen des Schiebers bestimmt wird.
Um die zurückgelegte Strecke zu ermitteln, kann vorgesehen sein, dass der Absolutwert von Änderungen des Signals am Ausgang 1 1 5 ständig aufintegriert wird. Dieser aufintegrierte Wert stellt ein Maß für die bisher erfolgte Benutzung des Proportionalventils dar und kann ähnlich wie bei dem zuvor geschilderten Fall mit Grenzwerten verglichen werden, um ein Warnsignal zu generieren, das ein baldiges Ende der Lebenszeit des Proportionalventils andeutet. Anstelle eines Warnsignals kann auch vorgesehen sein, ständig ein Benutzungswert auszuge- ben, der den bisher erreichten prozentualen Anteil an einer erwarteten Lebensdauer angibt.
Bei derartigen Geräten, bei denen ein Eingangssignal zu einer Positionsänderung beispielsweise eines Schiebers führt, ist häufig auch eine Istwert-Erfassung vor- gesehen, um eine Rückmeldung über ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Geräts vorliegen zu haben. Dieses Signal kann von einem weiteren Funktionselektronikmodul 10 aufgenommen und ausgewertet werden. Ein Vergleich des Ansteuersignais des Geräts und des Istwert-Signals des Geräts zeigen unmittelbar eine nicht ordnungsgemäße Funktion an. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, das zeitliche Antwortverhalten des Geräts zu betrachten. Es wird dann beispielsweise ermittelt, wie schnell ein einzunehmender Sollwert tatsächlich vom Istwert erreicht wird. Auch hier können Grenzwerte vorgesehen sein oder es kann vorgesehen sein, dass ein Warnsignal dann ausgegeben wird, wenn sich eine Änderung in dem Zeitverhalten ergibt.
Auch bei zuvor genannten ermittelten Werten, beispielsweise den Zeiten ti und t2 aus Figur 5, kann neben einer Grenzwertüberwachung auch eine Überwachung der zeitlichen Änderung dieser Parameter erfolgen. So kann beispielsweise ein Warnsignal ausgegeben werden, wenn sich die gemessenen Werte im Laufe der Zeit um mehr als ein bestimmter Prozentsatz vom Ursprungswert unterscheiden. Bevorzugt wird im Funktionselektronikmodul 1 0 und/oder im Gateway 20 eine Historie angelegt, in der gemessene Werte in regelmäßigen Zeitabständen protokolliert werden, um ein Verhalten eines Geräts rückwirkend beurteilen zu können und um die Möglichkeit zu haben, Grenzwerte für zukünftige Fälle anzupassen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Vibrationssensor, z.B. ein Körperschallsensor mit einer mechanischen Anlagenkomponente gekoppelt. Der Sensor ist mit einem als Signalkonverter ausgebildeten Funktionselektronikmodul verbunden. Liegt das von dem Signalkonverter empfangene Sensorsignal über ei- nem vorgegebenen Pegel, deutet dieses auf einen Verschlei ß bei der mechanischen Anlagenkomponente hin, der z.B. auf einen baldigen Lagerschaden schließen lässt. Im Rahmen der Anmeldung ist unter einem mit dem Funktionselektronikmodul verbundenen Gerät entsprechend dann die Kombination aus der mechanischen Anlagenkomponente und dem Sensor zu verstehen.
In Figur 6 ist der Aufbau einer Stromversorgungseinheit 1 0b als ein weiteres Beispiel eines Funktionselektronikmoduls 1 0 in Form eines Blockschaltbilds genauer dargestellt. Wiederum lässt sich das Funktionselektronikmodul 10 in zwei Einheiten unterteilen, eine Funktionseinheit 1 1 0 und ein Kommunikationsmodul 1 20. Vorliegend weist die Funktionseinheit 1 1 0 ein Netzteil 1 1 6 auf, das zwei Ausgänge 1 1 5 mit einer Kleinspannung von z.B. 24 V zur Stromversorgung angeschlossener weiterer Funktionsmodule 1 0 beaufschlagt. Das Kommunikationsmodul 120 entspricht im Wesentlichen dem in dem ersten Ausführungsbeispiel in Figur 3 beschriebenen Kommunikationsmodul.
Das Netzteil 1 1 6 weist einen Spannungsausgang 1 1 7 auf, der mit einem Analogeingang des Mikrokontrollers 121 verbunden ist. Über den Spannungsaus- gang 1 1 7 kann die an den Ausgängen 1 15 anliegende Ausgangspannung U gemessen werden. Zudem ist ein Strommesssensor 1 1 8 in der Funktionseinheit 1 1 0 vorgesehen, der der Bestimmung eines Ausgangsstroms I an dem Ausgang 1 15 dient und der ebenfalls mit einem Analogeingang des Mikrokontrollers 1 21 verbunden ist. Der Strommesssensor 1 1 8 kann z.B. durch einen Hallsensor oder einen Shunt realisiert sein. Weiterhin ist an dem Netzteil 1 1 6 ein Temperatursensor 1 1 9 angeordnet, der ebenfalls von dem Mikrokontroller 121 ausgelesen wird. Der Temperatursensor 1 1 9 dient der Ermittlung einer Betriebstemperatur T des Netzteils 1 1 6 und steht bevorzugt mit einem Leistungshalbleiter bzw. mit einem damit verbundenen Kühlkörper und/ oder (Bulk-) Elektrolytkondensatoren des Netzteils 1 1 6 in thermischen Kontakt.
Über die erste Schnittstelle 123 können die so bestimmten Betriebsparameter, die Ausgangspannung U, der Ausgangsstrom I und die Betriebstemperatur T des Netzteils 1 16, von dem Gateway 20 eingelesen und entsprechend in dem übergeordneten Datennetz, mit dem das Gateway 20 verbunden ist, eingesehen werden.
In einer Ausgestaltung der Stromversorgungseinheit 1 0b ist vorgesehen, anhand dieser Betriebsparameter einen aktuellen Belastungszustand des Netzteils 1 1 6 zu berechnen und daraus die erwartete Lebensdauer des Netzteils 1 1 6 und damit des Funktionselektronikmoduls 1 0 zu ermitteln. Der Einfluss der Betriebsparameter auf die Lebensdauer kann dabei in Form von empirischen Daten, die individuell für diesen Typ von Funktionselektronikmodul 10 gewonnen wurden, im Spei- eher 1 22 des Kommunikationsmoduls 1 20 hinterlegt sein. Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 5 ausgeführt, kann eine Auswertung der gemessenen Betriebsparameter des Netzteils 1 1 6 in dem Funktionselektronikmodul 1 0 selbst, als auch innerhalb des Gateways 20 erfolgen. Zur Ermittlung der voraussichtlichen Lebensdauer eines Netzteils 1 16 ist insbesondere der vom Netzteil gelieferte Strom I relevant. Die bisherige Belastung, die ein Netzteil erfahren hat und die den prozentualen Anteil der bereits verstrichenen voraussichtlichen Lebensdauer angibt, kann beispielsweise in erster Annäherung aus einer Aufintegration des gelieferten Stroms, also der bislang insgesamt gelie- ferten Ladungsmenge, gewonnen werden. Die Stromhöhe geht jedoch nicht unbedingt linear in die Belastung ein, die ein Netzteil erfährt. Höhere gelieferte Ströme führen beispielsweise zu einer deutlich höheren Erwärmung eines Netzteils, die sich wiederum negativ auf die Lebensdauer auswirkt. Dieses kann beispielsweise durch Miteinbeziehung der gemessenen Temperatur T berücksichtigt werden. Es ist auch möglich, den gemessenen Wert des Stroms I zunächst mit einer nichtlinearen Wichtungsfunktion zu verrechnen, beispielsweise zu quadrieren oder mit einer höheren Potenzfunktion oder Potenzreihe oder einer Exponentialfunktion zu verrechnen, und den dann erhaltenen Wert aufzuintegrieren. Die Lebensdauer bestimmter vom Netzteil 1 16 versorgter Geräte ist ebenfalls von dem geflossenen Strom abhängig. Für derartige Geräte kann der aufintegrierte Strom, wiederum ggf. nach Anwendung einer vorgegebenen Wichtungsfunktion, als Maß für die Berechnung einer noch zu erwartenden Lebensdauer des Geräts dienen.
Im Hinblick auf die Lebensdauer des Netzteils 1 1 6 sind Glättungskondensatoren, die im Primär- und/oder im Sekundärkreis eingesetzt werden, besonders kritische Bauelemente. Zur Abschätzung einer Lebensdauer ist daher eine integrierte Messung von Parametern derartiger Kondensatoren vorteilhaft. In Figur 7 ist eine Analyseeinrichtung 130 gezeigt, die in der Stromversorgungseinheit 10b integriert sein kann und die Eigenschaften eines Glättungskondensa- tors 1 161 des Netzteils 1 16 bestimmt. Die Analyseeinheit 130 kann einen Kapazitätswert C und einen Ersatz- Serienwiderstand ESR des Kondensators 1 161 im Betrieb messen. Dazu werden die über dem Kondensator 1 161 abfallende Spannung Uc abgegriffen und der Analyseeinheit 130 zugeführt. Weiterhin ist in Reihenverschaltung mit dem Kondensator 1 161 im Netzteil 1 16 ein Strommesswiderstand 1 162 angeordnet, über den der durch den Kondensator 1 161 fließende Stroms lc gemessen werden kann.
Die abgegriffenen Potentiale werden nach Filterung in passiv oder auch digital ausgeführten Filtern 131 und 132 und ggf. nach einer Verstärkung in einem Diffe- renzverstärker 133 bzw. 134 einen Analog-/Digitalwandler mit zwei Eingängen 135 zugeführt. Die Filter 131 , 132 sind bevorzugt schmalbandige Bandpassfilter mit einer Durchlassfrequenz bei einer Schaltfrequenz des Netzteils 1 16. Der Ausgang des Analog-/Digitalwandlers 135 wird vom Mikrokontroller 121 ausgewertet. Über die dargestellte Schaltung wird die Höhe einer am Kondensator 1 161 anliegenden Rippelspannung ins Verhältnis zur Höhe der am Strom messwiderstand 1 162 gemessenen Stromamplitude gesetzt und daraus ein Wert für den Ersatzserienwiderstand (ESR) des Kondensators 1 161 ermittelt. Dabei können Effektiv- und/oder Amplitudenwerte von Strom bzw. Spannung verwendet werden. Aus ei- nem Zeitverlauf des Lade- und Entladevorgangs am Kondensator 1 161 kann in Verbindung mit dem gemessenen Stromverlauf am Strom messwiderstand 1 162 auch ein Wert für die Kapazität des Kondensators 1 161 berechnet werden.
Insbesondere der gemessene Ersatzserienwiderstand ESR, aber auch der Wert der Kapazität C, sind im starken Maße alterungsabhängig. Überschreitet der Ersatzserienwiderstand ESR einen vorgegebenen Grenzwert, deutet dieses auf ein baldiges Ende der Lebenszeit des Kondensators 1 161 hin. Auch hier kann wieder ein Vergleich mit einem absoluten Grenzwert, mit einem relativen Grenzwert (verglichen mit einem Wert des Serienwiderstands bei erster Inbetriebnahme der Stromversorgungseinheit 10b erfolgen. Alternativ ist wiederum denkbar eine Änderungsrate eines der Parameter (ESR; C) zu betrachten und eine sich beschleunigende Änderung als Anlass für die Ausgabe eines entsprechenden Warnsignals, das ein möglicherweise bevorstehendes Lebenszeitende angibt, erfolgen. Da die gemessenen Eigenschaften, der Ersatzserienwiderstand ESR und/oder die Kapazität C des Kondensators 1 1 61 im hohen Maße temperaturabhängig sind, ist eine Temperaturkompensation vorteilhaft. Bei einer solchen Temperaturkompensation wird eine innerhalb des Netzteils 1 1 6, bevorzugt im Bereich des Kondensators 1 1 61 gemessene Temperatur T bei einer Berücksichtigung der gemessenen Eigenschaften (ESR, C) mit in Betracht gezogen.
Dazu können entweder die vorgegebenen Grenzwerte temperaturabhängig vorgegeben werden. Alternativ ist es möglich, die gemessenen Parameter an- hand von empirisch ermittelten Funktionszusammenhängen oder Tabellen auf Werte bei einer Normtemperatur umzurechnen und die Grenzwerte für die Normtemperatur vorzugeben.
Figur 8 zeigt den Aufbau eines Gateways 20 in einem Blockschaltbild. Zentrale Komponente des Gateways 20 ist ein Mikrokontroller 201 , der in Verbindung mit einem optionalen externen Speicher 202 steht. Der Mikrokontroller 201 weist eine erste Schnittstelle 203 auf, die am Gateway 20 korrespondierend zu den Schnittstellen 1 23a und 123b des Kommunikationsmoduls 1 20 als interne erste Schnittstelle 203a und/oder busfähige Schnittstelle 203b ausgebildet ist. Die busfähige erste Schnittstelle 203b kann in mehrfacher Ausführung vorhanden sein, um mit separaten lokalen Busleitungen 3, 4 verschiedene Stränge von Funktionsmodulen 1 0 zu versorgen, wie dieses in Fig. 1 dargestellt ist.
Zudem ist mit dem Mikrokontroller 201 eine Serviceschnittstelle 204 verbunden, die wiederum insbesondere der Verbindung des Mikrokontrollers 201 mit einem Laptop eines Servicetechnikers vor Ort am Schaltkasten 1 dient, um das Gateway 20 zu aktualisieren und/oder eine Fehlerdiagnose zu stellen.
Darüber hinaus ist eine zweite Schnittstelle 205 am Gateway 20 vorgesehen, mit der das Gateway 20 über die Netzwerkleitung 5 mit dem übergeordneten Datennetzwerk gekoppelt werden kann. Bevorzugt ist die zweite Schnittstelle eine Ethernet-Schnittstelle. Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Schnittstellen 205 am Gateway 20 angeordnet sind, die untereinander über einen integrierten Switch miteinander verbunden sind. Ein derartiges Gateway 20 ist beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 gezeigt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gateway 20 Konfigurationsparameter angeschlossene Funktionselektronikmodule 1 0 in dem zusätzlichen Speicher 202 ablegt. Solche Konfigurationsparameter können beispielsweise den Funktions- Zusammenhang zwischen dem Ein- und dem Ausgang eines Signalkonverters 10b betreffen, der in einer programmierbaren Umrecheneinheit abgelegt ist. Falls der Signalkonverter 10b aufgrund eines Defekts ausgetauscht wird, wird ein neu eingesetzter Signalkonverter 10b vom Gateway erkannt und seine programmierbare Umrecheneinheit entsprechend eingerichtet, so dass der gewünschte Funktionszusammenhang bei dem neuen Signalkonverter 10b umgehend umgesetzt wird, ohne dass ein Eingriff über das übergeordnete Datennetzwerk notwendig ist.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Gateway 20 kann dieses in ein Funktionselektronikmodul 10 integriert sein. Eine Verbindung zu dem Kommunikationsmodul 120 des Funktionselektronikmoduls 10 erfolgt dann bevorzugt über die jeweilige erste Schnittstelle 123a bzw. 203a. Optional kann zusätzlich die busfähige erste Schnittstelle 203b des Gateways 20 vorhanden und am Funktionselektronikmodul 10 nach außen geführt sein, um weitere Funktionselektronikmodule 10, die kein integriertes Gateway 20 aufweisen, über deren busfähige erste Schnittstelle 123b anschließen zu können.
Bezugszeichenliste
1 Schaltkasten
2 Tragschiene
3 lokaler Bus
4 lokaler Bus (über Tragschiene 2)
5 Netzwerkleitung für übergeordnetes Datennetzwerk (Ethernet)
10 Funktionselektronikmodul
10a Signalkonverter
10b Stromversorgungseinheit
10c unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheit
10d Überspannungsmodul
10e Überstromsicherung
1 10 Funktionseinheit
1 1 1 Eingang
1 12 A/D-Wandler
1 13 digitale Datenübertragungsstrecke
1 13' galvanisch trennende Elemente
1 14 D/A-Wandler
1 15 Ausgang
1 16 Netzteil
1 17 Spannungsausgang
1 18 Strommesssensor
1 19 Temperatursensor
120 Kommunikationsmodul
121 Mikrokontroller
122 externer Speicher
123a erste Schnittstelle (interner Anschluss)
123b erste Schnittstelle (busfähig)
124 Serviceschnittstelle
130 Analyseeinheit
131 , 132 Filter
133, 134 Verstärker
135 A/D-Wandler 20 Gateway
20a Einfach-Gateway
20b Mehrfach-Gateway
20c Ketten -Gateway
201 Mikrokontroller
202 externer Speicher
203a erste Schnittstelle (interner Anschluss)
203b erste Schnittstelle (busfähig)
204 Serviceschnittstelle
205 zweite Schnittstelle
30 Stromverlaufskurve

Claims

Ansprüche
Betriebsverfahren für ein Funktionselektronikmodul (10) zur autarken Signalverarbeitung, das zur Montage auf eine Tragschiene (2) geeignet ist und mindestens einen Eingang (1 1 1 ) und/oder mindestens einen Ausgang (1 15) aufweist, mit den folgenden Schritten:
- Empfangen eines Signals an dem mindestens einen Eingang (1 1 1 );
- Autarkes Verarbeiten des Signals;
- Ausgeben eines Signals an dem mindestens einen Ausgang (1 15);
- Erfassen des an dem Eingang (1 1 1 ) anliegenden und/oder an dem
Ausgang (1 15) ausgegebenen Signals und Ausgeben des Signals in digitaler Form über eine erste Schnittstelle (123) durch ein Kommunikationsmodul (120) des Funktionselektronikmoduls (10); und
- Bestimmen einer Lebensdauer einer Anlagenkomponente anhand des an dem Eingang (1 1 1 ) anliegenden und/oder an dem Ausgang (1 15) ausgegebenen Signals und/oder anhand von gemessenen Betriebsparametern des Funktionselektronikmoduls (10).
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls (10) selbst bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Lebensdauer eines mit dem Eingang (1 1 1 ) und/oder dem Ausgang (1 15) des Funktionselektronikmoduls (10) verbundenen Geräts bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Lebensdauer innerhalb des Funktionelektronikmoduls (10) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die erfassten Daten Signale über die erste Schnittstelle (123) an ein übergeordnetes Gateway (20) übermittelt werden und die Lebensdauer innerhalb des Gateways (20) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zur Bestimmung der Lebensdauer das am Eingang (1 1 1 ) anliegende und/oder das am Ausgang (1 15) ausgegebene Signal oder ein Absolutwert einer Änderung eines dieser Signale aufintegriert wird, wobei aus dem Wert des Integrals eine erfolgte Beanspruchung und damit die Lebensdauer der Anlagenkomponente bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zur Bestimmung der Lebensdauer eine absolute und/oder relative Änderung des am Eingang (1 1 1 ) anliegenden und/oder des am Ausgang (1 15) ausgegebenen Signals erfasst wird.
8. Funktionselektronikmodul (10) zur Montage auf einer Tragschiene (2) mit mindestens einem Eingang (1 1 1 ) und/oder mindestens einem Ausgang (1 15), wobei das Funktionselektronikmodul (10) dazu eingerichtet ist, ein an dem mindestens einen Eingang (1 1 1 ) anliegendes Signal autark zu verarbeiten und/oder an dem mindestens einen Ausgang (1 15) ein Signal autark auszugeben, wobei das Funktionselektronikmodul (10) ein Kommunikationsmodul (120) aufweist, das dazu eingerichtet ist, an dem Eingang (1 1 1 ) anliegende und/oder an dem Ausgang (1 15) ausgegebene Signale zu erfassen und über eine erste Schnittstelle (123) in digitaler Form auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselektronikmodul (10) dazu eingerichtet ist, an dem Eingang (1 1 1 ) anliegende und/oder an dem Ausgang (1 15) ausgegebene Signale und/oder gemessene Betriebsparameter des Funktionselektronikmoduls (10) zur Bestimmung einer Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls (10) und/oder eines mit dem mindestens einen Eingang (1 1 1 ) oder dem mindestens einen Ausgang (1 15) verbundenen Geräts zu erfassen.
9. Funktionselektronikmodul (10) nach Anspruch 8, bei dem die Betriebsparameter eine innerhalb des Funktionselektronikmoduls (10) gemessene Temperatur und/oder eine innerhalb Funktionselektronikmoduls (10) gemessene Spannung und/oder einen innerhalb des Funktionselektronikmoduls (10) fließenden Strom umfassen.
10. Funktionselektronikmodul (10) nach Anspruch 8 oder 9, bei dem zusätzlich Betriebsparameter des Funktionselektronikmoduls (10) über die erste Schnittstelle (123, 123a, 123b) in digitaler Form ausgegeben werden.
1 1 . Funktionselektronikmodul (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem die erste Schnittstelle (123b) busfähig ist und insbesondere eine CAN-Bus Schnittstelle ist.
12. Funktionselektronikmodul (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , ausgebildet als Signalkonverter (10a), bei dem ein an dem Eingang (1 1 1 ) an- liegendes Signal auf den Ausgang (1 15) abgebildet wird, wobei ein am Ausgang (1 15) ausgegebenes Signal oder ein Absolutwert einer Signaländerung aufintegriert wird, wobei aus dem Wert des Integrals eine erfolgte Beanspruchung und damit die Lebensdauer des angeschlossenen Geräts ermittelt wird.
13. Funktionselektronikmodul (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ausgebildet als Stromversorgungseinheit (1 Ob), bei der an dem Ausgang (1 15) eine Kleinspannung zur Stromversorgung von Komponenten eines Schalt- schranks (1 ) bereitgestellt wird.
14. Funktionselektronikmodul (10) nach Anspruch 13, bei dem ein an dem
Ausgang (1 15) fließender Strom aufintegriert wird, wobei aus dem Wert des Integrals eine erfolgte Beanspruchung und damit die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls (10) oder des angeschlossenen Geräts ermittelt wird.
15. Funktionselektronikmodul (10) nach Anspruch 13 oder 14, aufweisend mindestens einen Glättungskondensator, wobei anhand von Betriebsparametern des Funktionselektronikmoduls (10) eine Kapazität und/oder ein Serienwiderstand des Glättungskondensators bestimmt wird und anhand der Kapazität und/oder des Serienwiderstands die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls (10) ermittelt wird.
16. Funktionselektronikmodul (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, bei dem die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls (10) und/oder des verbundenen Geräts innerhalb des Funktionselektronikmoduls (10) ermittelt wird.
17. System aus mindestens einem Funktionselektronikmodul (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 16 und einem Gateway (20), wobei das Gateway (20) eine erste Schnittstelle (203, 203a, 203b) aufweist, die mit der ersten Schnittstelle (123, 123a, 123b) des Kommunikationsmoduls (120) verbunden ist, und wobei das Gateway (20) dazu eingerichtet ist, aus von dem Funktionselektronikmodul (10) übermittelten Daten die Lebensdauer des Funktionselektronikmoduls (10) und/oder eines mit der ersten Schnittstelle (123) diesem verbundenen Geräts zu ermitteln.
18. System nach Anspruch 17, aufweisend mehrere mit dem Gateway (20) verbundene Funktionselektronikmodule (10), wobei das Gateway (20) dazu eingerichtet ist, von den mehreren Funktionselektronikmodulen (10) Daten zu empfangen, miteinander zu kombinieren und daraus die Lebensdauer des Geräts zu ermitteln.
19. System nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Gateway (20) eine zweite Schnittstelle (205) zum Anschluss einer Netzwerkleitung (5) zur Verbindung mit einem übergeordneten Datennetzwerk, insbesondere einem Ethernet, aufweist.
20. System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das Gateway (20) in ein Funktionselektronikmodul (10) integriert ist, wobei eine Verbindung über interne erste Schnittstellen (123a, 203a) erfolgt.
21 . System nach Anspruch 20, bei dem das integrierte Gateway (20) zusätzlich eine busfähige erste Schnittstelle (203b) zur Verbindung mit weiteren Funktionselektronikmodulen (10) aufweist.
22. System nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , bei dem das Gateway (20) ein separates Gehäuse zur Montage auf einer Tragschiene (2) aufweist.
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SI (1) SI2982018T1 (de)
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104320497A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 四川省绵阳西南自动化研究所 一种ip网络接口与can总线接口转换装置
DE102014119728A1 (de) * 2014-12-30 2016-06-30 Finetek Co., Ltd. Multifunktionaler Signalisolationswandler
CN106936677B (zh) 2015-12-31 2020-06-26 华为技术有限公司 一种模块化ups系统及功率设备的数据传输方法
US20170322262A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 The Paper Battery Company, Inc. System and method for estimating state of health of capacitive device
US10140783B2 (en) 2017-02-15 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Enhanced central gateway for vehicle networking
DE102018204779A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladegerät
DE102019216197A1 (de) * 2019-10-21 2021-04-22 Ellenberger & Poensgen Gmbh Schalteinheit zur Montage auf einer Tragschiene
EP4114157A1 (de) * 2021-07-01 2023-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung für ein redundantes steuerungssystem

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2855466A1 (de) * 1978-12-19 1980-07-03 Licentia Gmbh Ausgleichsregler
DE4008560C2 (de) * 1989-03-17 1995-11-02 Hitachi Ltd Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Restlebensdauer eines Aggregats
JP3373349B2 (ja) * 1995-06-09 2003-02-04 三菱電機株式会社 整流器制御装置
US7630861B2 (en) * 1996-03-28 2009-12-08 Rosemount Inc. Dedicated process diagnostic device
US6519546B1 (en) * 1996-11-07 2003-02-11 Rosemount Inc. Auto correcting temperature transmitter with resistance based sensor
US6141231A (en) * 1999-07-09 2000-10-31 Lucent Technologies Inc. Board mountable power supply module with current sharing circuit and a method of current sharing between parallel power supplies
US6157555A (en) * 1999-11-09 2000-12-05 International Business Machines Corporation Current limiter responsive to changing parallel power supply capacity
US7773715B2 (en) * 2002-09-06 2010-08-10 Rosemount Inc. Two wire transmitter with isolated can output
US7336065B1 (en) * 2003-01-10 2008-02-26 Power Measurement Ltd. Energy device with an extended dynamic range on current readings
JP4758339B2 (ja) * 2004-05-13 2011-08-24 三菱電機株式会社 状態把握方法
US7479772B2 (en) * 2005-02-25 2009-01-20 The Regents Of The University Of Colorado Active current sharing multiphase DC-DC converter
RU85742U1 (ru) * 2006-06-26 2009-08-10 Абб Текнолоджи Аг Определение и указание обгорания контактов в силовом выключателе
JP5209924B2 (ja) * 2006-10-03 2013-06-12 国立大学法人 筑波大学 動作補助装置及び動作補助装置の保守管理システム
DE202006018584U1 (de) * 2006-12-06 2008-04-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung mit einer modular aufgebauten Messwandlerschaltung
DE102006055396A1 (de) * 2006-11-22 2008-05-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Signaltrenneinheit für eine Zwei-Leiter-Prozessregelschleife
KR100998577B1 (ko) * 2007-08-29 2010-12-07 주식회사 와튼 전력변환장치의 노화상태 진단장치 및 이의 진단방법
US9217653B2 (en) * 2007-09-13 2015-12-22 Rosemount Inc. High performance architecture for process transmitters
CA2645384A1 (en) * 2008-11-27 2010-05-27 Smt Research Ltd. System, apparatus, method and sensors for monitoring structures
WO2010095259A1 (ja) * 2009-02-23 2010-08-26 三菱電機株式会社 開閉装置の余寿命診断方法及び装置
CN101667729B (zh) * 2009-10-14 2015-03-25 中兴通讯股份有限公司 一种直流电源的均流方法和装置
US8351229B2 (en) * 2010-03-24 2013-01-08 The Aerospace Corporation Current sharing power system
US8566651B2 (en) * 2010-11-15 2013-10-22 LifeSafety Power Inc. Apparatus and method for a networked power management system for security and life safety applications
DE102011010041B4 (de) * 2011-02-07 2019-04-25 Göpel electronic GmbH Modularer CAN-SWITCH
EP2501010A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines modularen elektrischen Systems
US9194376B2 (en) * 2011-05-24 2015-11-24 General Electric Company System and method for estimating remaining life for a device
DE102011076708A1 (de) * 2011-05-30 2012-12-06 Endress + Hauser Process Solutions Ag Funkeinheit mit einer Versorgungsschaltung zur Spannungsversorgung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Funkeinheit
DE202011050987U1 (de) * 2011-08-15 2011-10-13 Zippy Technology Corp. Redundantes Energieversorgungssystem
US9891679B2 (en) * 2011-12-22 2018-02-13 Astec International Limited Single phase redundant power supply systems for reducing phase current imbalances

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2014162016A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20160054381A1 (en) 2016-02-25
WO2014161861A1 (de) 2014-10-09
EP2982018A1 (de) 2016-02-10
DE102013113800A1 (de) 2014-10-09
EP2982018B1 (de) 2021-06-02
SI2982018T1 (sl) 2021-11-30
ES2880648T3 (es) 2021-11-25
DE202013101455U1 (de) 2014-07-09
WO2014162016A1 (de) 2014-10-09

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