JPH0365012A - 監視装置 - Google Patents

監視装置

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JPH0365012A
JPH0365012A JP2088103A JP8810390A JPH0365012A JP H0365012 A JPH0365012 A JP H0365012A JP 2088103 A JP2088103 A JP 2088103A JP 8810390 A JP8810390 A JP 8810390A JP H0365012 A JPH0365012 A JP H0365012A
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monitoring device
operating
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JP2088103A
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English (en)
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Erich Zerbian
エーリツヒ、ツエルビアン
Paul Froehlich
パウル、フレーリツヒ
Siegfried Neumann
ジークフリート、ノイマン
Richard Freitag
リヒアルト、フライターク
Hans-Joachim Jaehne
ハンスヨアヒム、イエーネ
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006—Calibration or setting of parameters
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電流検出装置に関係して作用し過電流の際に
電流回路を開閉するための開閉装置と、実際値を目標値
と比較しかつ評価し得るプロセッサおよび目標値メモリ
と、トリップ状態指示手段とを有する監視装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
上記形式の公知の監視装置（ドイツ連邦共和国特許出願
公開第３３１１２４０号明細書）では、確かに、しきい
値の形式の際に熱的写像を考慮に入れ、またはセット可
能なカウンタ状態によるしきい値評価にトリップ階級に
関係して影響する手段が設けられている。また、多数の
しきい値を考慮に入れ得る選択スイッチと、開閉状態を
指示する発光ダイオードとが設けられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、公知の監視装置を、簡単な構成で多面
的にできるかぎり高い便利さで使用できるように改良す
ることである。
〔課題を解決するための手段〕
この８１８は、本発明によれば、追加的な運転条件によ
る故障、統計的な運転データおよび保守指示を求めるた
めの装置と、これらのデータを指示するための運転ディ
スプレイとが組み込まれていることにより簡単な仕方で
解決される。
〔作用効果〕
これによりたとえば電動機分岐に対する現在のデータが
いつでも得られ、追加的な接続ケーブルまたは追加的な
入力モジュールを介して追加的なセンサを必要とせずに
、１つの指示において次々とコントロールされ得る。監
視装置が個々の要求に簡単な仕方でマツチングし得るよ
うに、監視装置に運転ディスプレイに指示可能な所望の
パラメータを入力するための人力キーが設けられている
と有利である。この場合、データはメモリに格納可能で
あり、それに従って監視装置の始動が可能である。故障
設備における損傷を回避するため、さらに、変流器負荷
可能性、保護量、定格電流およびトリップ階級の許容さ
れない対応付けの際に開閉装置のスイッチオンを阻止す
るための装置が設けられていると有利である。防爆構造
の電動機の保護装置ではトリップ電流が通常の電動機と
異なっているので、阻止装置が追加的に防爆規定に関係
していると有利である。過電流がたとえば短絡電流範囲
内に位置し得る許容されない高い値をとるかぎり、遮断
の際に通常電流に対して設計されている保護装置は場合
によっては損傷するおそれがある。そのために保護装置
による電流回路の阻止および開路のため、また上位の電
力開閉器による開閉過程のレリーズのための装置が組み
込まれていると有利である。任意の標準的な制′ａ機能
を実行し得るように、そのつどの目標値設定に対して種
々の出力機能を対応付けるための装置が設けられている
と有利である。この場合、それぞれ所望の出力機能が目
標値としてプロセッサに予め与えられる。このような出
力機能は直接始動、逆始動、星形−三角形始動、ダーラ
ンダー始動、極切換、弁作動、スライダー作動、平滑始
動およびラッチされた開閉装置の作動である。低圧開閉
装置の状態に関する現在の情報を他の場所で得るために
は、これまで各個の信号に対して導線が１つの場所から
他の場所へ引かれなければならず、このことは高い故障
確率をもたらした。このことを回避するため、なかんず
く、２つの隔てられたユニットの間の相互のデータ伝達
のための１つまたはそれ以上の直列に動作するインタフ
ェースが組み込まれていると有利である。パラメータ設
定を外部からも、たとえば接続されているＰＣを介して
行い得るように、ユニットが場所的に隔てられていると
有利である。生ずる問題の迅速な処理を達成するため、
ユニットが隔てられているプロセッサであると有利であ
る。上位のプロセッサにおいてそれから予め定められた
プログラムが監視装置自体において上位のプロセッサの
知識なしに変更されることを保証するため、入力キー機
能のレリーズが場所的に隔てられているユニットに対す
るインタフェース端子に関係して行われると有利である
。予め定められたメニューを簡単かつ確実な仕方で処理
し得るため、入力キーが予め定められたメニューに相応
して１つのレリーズキー、２つのスライドキーおよび１
つの帰還キーから戒っていると有利である。キーにうっ
かりして接触しても設定されたパラメータの変更に通ぜ
ず、また監視装置の一目瞭然の段階的な始動が行われ得
ることが保証されている。場所的に隔てられているユニ
ットに対するインタフェースが入力キーにより機能的に
接続されるならば、上位のプロセッサからの入力が簡単
な仕方で可能になる。現場の操作要素からの個々の配線
を省略し得るように、監視装置に差し込み端子を介して
離された操作モジュールが接続可能であると有利である
。その場合、操作モジュールは任意の個所に配置され得
る。操作モジュールが作動状態指示として発光ダイオー
ドを有するならば、この場所における状態に関する大ま
かな情報が可能である。そのつどの目標設定への出力機
能のマツチングを簡単な仕方で操作モジュールにおいて
もわかるようにするため、操作モジュールが、出力機能
に相応して交換可能な標識が対応付けられている操作キ
ーを有すると有利である。外部に位置する安全装置、た
とえばリミットスイッチなどを監視装置の機能に含める
ため、運転条件による故障検出として監視装置に対する
レリーズ入力端が設けられていると有利である０個々の
データに迅速に反応し得るように、相互データ伝達の送
信および受信データが複数のデータブロックに分けられ
ており、また個々のデータブロックの伝達順序が必要な
時間的優先順位に相応して行われることは有利である。
伝達を完全に二重に行い得るように、データ伝達の制御
が基本プロセッサにより行われ、またそのために基本プ
ロセッサが別のプロセッサに１つのバイトクロックおよ
び１つのブロックを与えることは有利である。
〔実施例〕
図面には本発明による監視装置の原理的構成が示されて
いる。
図面に示されている監視装置は基本モジュールｌ、操作
モジュール２および場合によっては使用される拡張モジ
ュール３から戒っている。拡張モジュールは基本モジュ
ールと一緒にのみ作動し得る。それらは主として現場制
御およびプロセスパラメータの信号マツチングのための
ハードウェアと保護駆動のための出力リレーとを含んで
いる。
変流器４は、基本モジュール１に通ずる電流検出導線５
を介して電流を検出する役割をする。変換器４は電力用
開閉器６、保護装置７およびたとえば電動機８に接続さ
れている。拡張モジュール３も操作モジュール２も、接
続ミスが排除されるように、多重差し込み接続部９およ
び多重導線を介して互いに接続されている０通信バスは
符号１゜を付されており、また基本モジュール１の端子
１１に接続されている。基本モジュール１はさらに２つ
のスライドキー１２と、１つのレリーズキー２４と、パ
ラメータの入力のための１つの帰還キー２５と、入力さ
れた値を表示し得る運転ディスプレイ１３とを含んでい
る。操作モジュール２はＬＥＤ１７、オンキー１４、オ
フキー１５および検査およびリセットキー１６を有する
。
基本モジュール１に、作動電流により検出される追加的
な作動条件による故障、たとえば電動機巻線内の限界値
上方または下方超過、運転時間またはロック時間超過が
対応付けられている。しかし固有故障、ハードウェアま
たはソフトウェア故障によるＣＰＵ故障ならびに通信バ
スまたは供給電圧の故障も検出され得る。さらに、場合
によっては差し迫っている故障に関する警告、過負荷警
告または非対称警告が行われ得る。ここで指示はディス
プレイ１３またはＬＥＤ１７を介して操作モジュール２
内で行われ得る。しかし、それらはバス１０を介して任
意の個所、たとえば開閉盤にも伝達され得る。すべての
故障報知の際に特有の指示と平行して集合指示が行われ
てよい。故障報知は故障原因の除去の後にも持続する。
リセットキー１６の操作により初めて故障報知が消去さ
れる。限界値を求めるためには、電流センサにより検出
されたｉｔ流を介して、変流器の変流比を考慮に入れて
、電流実効値が計算される０次いで電動機温度の過上昇
が実効電流と時間との関数として求められる０次いで電
動機温度は実際値対目標値の比の相対値として百分率で
指示され得る。類似の仕方で非対称が求められ、また指
示され得る。
統計的な作動データを求めるためには、電動機始動およ
びスイッチオン準備の回数がカウントされ得る。また、
過負荷によるトリップの時間をカウントして、和を指示
または評価することも可能である。トリップの際に最後
に流れた′ｒ！ｌ流は記憶され、その後に指示され得る
。
停止時間およびその他のコストと結び付く循環的な保守
、すなわち保護装置の接点材料の検査を回避するため、
保守指示が求められ得る。保護装置の遮断の際にはたと
えば保護装置のＡＣ３Ｗ流のに倍の電流が流れる。係数
には下式で表される。
Ｋ−流れる遮断電流／ＡＣ３１を流 にの種々の値に、固定値メモリ（ＲＯＭ）に記憶されて
いるしきい値テーブルに従って、重み係数が対応付けら
れている。重み係数はすべての開閉サイクルに対して累
算され、また最大値に関連付けられる。オペレータはこ
の基準値を保護装置の寿命の値として指示し得る。電動
機運転時間は下記の方法で求められ得る。
アンドゲートを介して指令“電動機運転”およびマイク
ロコントローラのサイクル時間、たとえば１０秒が取り
入れられる。カウンタに“°クロック”および“電動機
運転”の和が読入れられ、それから第２図のフローダイ
アダラムに従って全運転時間の指示が求められ得る。
保護装置、変流器およびトリップ階級の誤った対応付け
を回避するため、基本モジュールの固定値メモリに下記
のデータが格納されている。
（１）　　ＩＫＫ機保護装置の形式およびＡＣ３１１流
。ＡＣ３を流はＤＩＮ５７６６０．部分１０２に定義さ
れている。
（２）変流器の形式および動作範囲、すなわち変流器の
確実な動作の仕方が保証されている下側定格電流から上
側定格電流まで。
（３）　　ｉｔ流負負荷すなわち電動機定格電流とＡＣ
３電流との比を１００倍した値からトリップ階級に関係
してトリップｉｔ流と定格電流との比および最大相対ト
リップ時間を求める下記または類似のテーブル。相対ト
リップ時間はｔＥ時間とトリップ電流対定格電流の比と
の積と比率６との比よりも大きくまたはそれに等しい。
１−時間≦最　相対トリップ時間×６ １　Ａ／　Ｉ　Ｎ マイクロコントローラがこれらのデータをユーザーの入
力と、第３図によるフローダイアグラムに示されている
仕方で結び付ける。
さらに基本モジュールｌ内には保護装置７による電流回
路の開路を阻止するための装置が設けられている。この
装置は、保護装置の遮断能力を既に超過している１ｔ＠
、たとえば短絡電流のオーダーの′Ｉ！１流が１ｉ流検
出により検出されるときに有効になる。電流を遮断する
ため、ここではたとえば、直列に接続されている電力用
開閉器６を遮断し、またそれによって電流回路を切り離
すため、電力用開閉器６の動作電流トリップ装置１８と
して形式される離された出力リレーが設けられる。保護
装置−電力用開閉器の最適化された遮断特性を達成する
ため、限界値Ｋがユーザーにより設定される。限界（＋
ＩＫはたとえば遮断すべき電流と電動機定格電流との比
である。いまこの係数Ｋが遮断時点で超過されると、遮
断命令は保護装置ではなく電力用開閉器６の動作電流ト
リップ装置１８に与えられる。またこの比較計算は監視
装置のプロセッサを介して行われ得る。
第４図に示されている機能ツリーは入力キー１２、レリ
ーズキー２４および帰還キー２５を介しての監視装置の
設定の一例を示すものである。第４図中に示されている
小箱は一方では機能内容を、他方では、前者に対してず
らされて、機能値を示す、ディスプレイ１３には一般に
状態が指示される。これらは準備指示または作動指示ま
たは故障指示である。導線２６中のキー２４．２５が同
時に押されると、機能２７ないし３３を含んでいる機能
平面に達する０機能２７は出力機能に対するブロックに
対応付けられており、２８は過負荷に相当し、２９は出
力リレーの特性であり、３ｏは１ｉ流限界値であり、３
１は通信の機能であり、ブロック３２は指示に相当し、
また３３は診断に相当する。いま導線２６中のキー２４
および２５が同時に押されると、スライドキー１２が機
能平面内でレリーズされる。それによってスライドキー
１２を押すことにより相応の機能グループが選択される
。たとえば出力ｍ能２７において再びレリーズキー２４
が押されると、制御１！能に到達する。
レリーズキー２４を新たに押すことにより、格納されて
いる制御機能が呼び出される。復帰のためには、レリー
ズキー２４もしくは帰還キー２５を押すという２つの可
能性が生ずる。レリーズキー２４の利用により上記の選
択された制御機能がメモリに受は渡される。小箱“制御
機能”から、前方スライドキー１２を多重回押すことに
よりブロック“運転時間、ロック時間または操作レリー
ズ”に到達する。相応の移行が機能ブロック２８ないし
３１において達成され得る。ブロック３２および３３は
単に指示の役割をする。こうして状態指示からレリーズ
キーを押すことにより指示ブロック３２に到達すると、
前方スライドキー１２によ゛り単に診断にシフトされ得
る。
２つの場所的に隔てられたユニットの間で相互にデータ
を伝送するために直列に動作するインタフェースを設け
ることにより、各信号に対して１つの場所から他の場所
へ固有の導線を引かなくてもよいという利点が得られる
。データバスを介して互いに接続されている多くのプロ
セッサが同時に動作し得るので、検出およびトリップの
迅速性が顕著に高められるという利点も得られる。この
ことは、基本プロセッサ１９が別のプロセッサ２０によ
り補われているときにも達成される。基本プロセッサ１
９はここでは内部直列インタフェース２１を介してプロ
セッサ２０と接続され得る。
さらに、差し込み接続部９により操作モジュールにも拡
張モジュールにも接続されている内部直列インタフェー
ス２２．２３が設けられ得る。
バスシステムとしてはたとえば文献ｒｓＩＭＡＴＩＣＳ
５（産業用バスシステム５ＩＮＥＣＬ　　１）Ｊ　１９
８６年出版から公知のバスシステムが適していることが
実証されている。
両プロセッサはデータを互いに交換し得る。データ伝送
の形式はさまざまな優先順位を考慮に入れ得る。伝送デ
ータ内のさまざまな優先順位の考慮はさまざまな送信頻
度により解決される。そのための前提条件は、データが
相応にグループ化して送受信され得ることである。２つ
のプロセッサの間の直列データ伝送は通常の仕方でいわ
ゆる“ハンド−シェイク”法により行われる。その際に
、まさにデータを受信し終わったプロセッサが制御導線
を介して送信器に、送信されたデータが受信されている
ことを通知する。同じことが逆のデータ方向に対しても
当てはまる。送受信データは時間的にコーデイネートさ
れずに不規則的に進行する。従って、優先順位に関係す
るデータのグループ化／段階化のために必要なタイムフ
レームは可能でない、１つのフレームを形式する第２の
可能性は開始および停止文字の使用である。これらの文
字が一義的であるように、それらは伝送データとしては
排除されなければならない。そのために伝送データのコ
ード化が必要である。このことは総データの上昇および
両プロセッサにおける高い処理コストに通ずる。
本発明による方法はデータブロックの伝送のための時間
的フレームを形成する。データブロックは多くのバイト
により形式される（第５図）、最後から２番目のバイト
はブロック番号を有し、最後のバイトはデータセキュリ
ティのためのチエツク−サムを有する。送信および受信
ブロックは等しい長さである。基本プロセッサ１９はバ
イトの送信の際に別のプロセッサ２０に対するバイト−
クロックを形式する。それはブロック終端の到達の際に
別のプロセッサ２０に対するブロック終端−クロックを
発生する（第６図）、各ブロック終端−クロックの前お
よび間にバイト−クロック中の休止が行われる。それに
よってブロック同期が保証される。この休止中に、受信
されたデータが検査され、また処理される。
バイト−クロックは、基本プロセッサ１９がすべての考
えられる作動条件のもとにクロック周期Ｔｐ（第７図）
の間にバイトを送信および受信し得ることが保証されて
いるように選定される。このブロック形式により、優先
順位により分類されたデータ伝送が可能である。第８図
にはこの伝送が例示されている。送信および受信方向に
対してブロック長さだけが共通である。ブロック編成お
よびブロック順序は任意に選定可能である。伝送は全二
重である（第６図）、伝送速度は最大可能なバイト−ク
ロックから定まる。
データ受信のための必要とされるデータバッファは１つ
のデータブロックに相当する。フ゛ロックの大きさは、
最小のデータメモリ（バッファメモリ）において優先順
位要求が満足されているように選定される。
本発明による監視装置によれば、最適にマツチング可能
でパラメータ設定可能な電動機保護、電動機電流指示お
よび診断機能を有するインテリジェントな現場装置が得
られる。この機能を変換するため多数のデータが計算機
から与えられる。既に存在する操作および監視装置を共
同利用するため、配線およびエネルギー費用の低減をも
たらし、また枝路の便利でフレキシブルな始動および保
守を可能にする標準化された通信インタフェースが用い
られる。また本発明による監視装置は上位の自動化装置
とも共同動作し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の基本コンセプトを示す図、第２図は作
動時間を求めるためのフローダイアダラム、第３図は第
３Ａ図ないし第３Ｆ図の関係を示す図、第３Ａ図ないし
第３Ｆ図は保護装置、変流器、定格電流およびトリップ
階級のインテリジェントなコープイネ−ジョンに対する
フローダイアダラムを横に示された例と共に示す図、第
４図は第４Ａ［ないし第４Ｄｒｊ！Ｊの関係を示す図、
第４八図ないし第４Ｄ図は指示の助けのもとに監視装置
を設定するための機能ツリー、第５図はデータブロック
の伝送のためのブロック構成を示す図、第６図はブロッ
ク制御の原理を示す図、第７図はブロック制御の進行を
示す図、第８図はブロック編成および送信列を示す図で
ある。 １・・・基本モジュール ２・・・操作モジュール ３・・・拡張モジュール ４・・・変流器 ５・・・電流検出導線 ６・・・電力開閉器 ７・・・保護装置 ８・・・電動機 ９・・・多重差し込み接続部 １０・・・通信バス １１・・・端子 １２・・・スライドキー １３・・・ディスプレイ １４・・・オンキー １５・・・オフキー １６・・・検査およびリセットキー １７・・・発光ダイオード １９・・・基本プロセッサ ２０・・・プロセッサ ２４・・・レリーズキー ２５・・・帰還キー 「ＩＧ２ ＩＧ　３Ｂ １−１（ｊ　４に プロ・ソウ０ プロ・ツク２ ブロック４ プロ・ツク１ ブロック３ ブロック５ ＩＧ Ｉ０５ 「ＩＧ６ 「ＩＧ７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）電流検出装置に関係して作用し過電流の際に電流回
    路を開閉するための開閉装置と、実際値を目標値と比較
    しかつ評価し得るプロセッサおよび目標値メモリと、ト
    リップ状態指示手段とを有する監視装置において、追加
    的な運転条件による故障、統計的な運転データおよび保
    守指示を求めるための装置（１９、２０）と、これらの
    データを指示するための運転ディスプレイ（１３）とが
    組み込まれていることを特徴とする監視装置。 ２）運転ディスプレイ（１３）に指示可能な所望のパラ
    メータを入力するための入力キー（１２、２４、２５）
    が設けられていることを特徴とする請求項１記載の監視
    装置。 ３）変流器負荷可能性、保護量、定格電流およびトリッ
    プ階級の許容されない対応付けの際に開閉装置（７）の
    スイッチオンを阻止するための装置（１９）が設けられ
    ていることを特徴とする請求項１記載の監視装置。 ４）阻止装置（１９）が追加的に防爆規定に関係してい
    ることを特徴とする請求項３記載の監視装置。 ５）保護装置（７）による電流回路の阻止および開路の
    ため、また上位の電力開閉器（６）による開閉過程のレ
    リーズのための装置（１９）が組み込まれていることを
    特徴とする請求項１ないし３の１つに監視装置。 ６）そのつどの目標値設定に対して種々の出力機能を対
    応付けるための装置（２０）が設けられていることを特
    徴とする請求項１ないし５の１つに記載の監視装置。 ７）出力機能が直接始動、逆始動、星形−三角形始動、
    ダーランダー始動、極切換、弁作動、スライダー作動、
    平滑始動およびラッチされた開閉装置の作動であること
    を特徴とする請求項６記載の監視装置。 ８）２つの隔てられたユニットの間の相互のデータ伝達
    のための１つまたはそれ以上の直列に動作するインタフ
    ェース（１０、２１、２２、２３）が組み込まれている
    ことを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の監視
    装置。 ９）ユニットが場所的に隔てられていることを特徴とす
    る請求項８記載の監視装置。 １０）ユニットが隔てられているプロセッサ（１９、２
    ０）であることを特徴とする請求項８または９記載の監
    視装置。 １１）入力キー機能（１２）のレリーズが場所的に隔て
    られているユニットに対するインタフェース端子（２１
    、１０）に関係して行われることを特徴とする請求項１
    ないし１０の１つに記載の監視装置。 １２）入力キーが予め定められたメニューに相応して１
    つのレリーズキー（２４）、２つのスライドキー（１２
    ）および１つの帰還キー（２５）から成っていることを
    特徴とする請求項１ないし１１の１つに記載の監視装置
    。 １３）場所的に隔てられているユニットに対するインタ
    フェース（２１、１０）が入力キー（１２）により機能
    的に接続されていることを特徴とする請求項２または５
    記載の監視装置。 １４）監視装置に差し込み端子を介して離された操作モ
    ジュール（２）が接続可能であることを特徴とする請求
    項１ないし１３の１つに記載の監視装置。 １５）操作モジュール（２）が作動状態指示として発光
    ダイオード（１７）を有することを特徴とする請求項１
    ４記載の監視装置。 １６）操作モジュールが、出力機能に相応して交換可能
    な標識が対応付けられている操作キー（１４、１５、１
    ６）を有することを特徴とする請求項１４記載の監視装
    置。 １７）運転条件による故障検出として監視装置に対する
    レリーズ入力端が設けられていることを特徴とする請求
    項１ないし１６の１つに記載の監視装置。 １８）相互データ伝達（１９、２０）の送信および受信
    データが複数のデータブロックに分けられており、また
    個々のデータブロックの伝達順序が必要な時間的優先順
    位に相応して行われることを特徴とする請求項８ないし
    １０の１つに記載の監視装置。 １９）データ伝達の制御が基本プロセッサ（１９）によ
    り行われ、またそのために基本プロセッサ（１９）が別
    のプロセッサ（２０）にバイトクロックおよびブロック
    を与えることを特徴とする請求項１０ないし１８の１つ
    に記載の監視装置。
JP2088103A 1989-04-03 1990-04-02 監視装置 Pending JPH0365012A (ja)

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