NO844336L - Kontrollsystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et kontrollsystem, hovedsakelig for elektrisk utstyr i bygningsteknologien, f.eks. utstyr for å kontrollere flere elektriske fyringsanordninger.

De elektriske fyringssystemer som i dag er i bruk i bygnin-ger og leiligheter baserer seg på hver sin elektriske fyringsanordning, dvs separat kontroll av en radiator, vanlig-vis ved hjelp av en termostat. Fyringsanordningen blir så koplet på full effekt, inntil en innstilt temperatur er nådd og termostaten slår av varmen. Strømmen blir slått på igjen etter en tid, når temperaturen har falt under den innstilte verdi.

Det hefter noen alvorlige ulemper ved dette konvensjonelle kontrollsystem. Overflatetemperaturen av det elektriske fyringsutstyr og radiatorene har en tendens til å bli svært høy under fyringsperioden; hvis termostaten f.eks. er anordnet under en gardin eller hvis det legges tøy til tørk på radiatoren, kan det endog oppstå brannfare.

Videre er omtalte fyringsanordning uøkonomisk på grunn av dens høye overflatetemperatur. Fyringen registrerer ikke på noen måte ute-temperatur eller temporær lufting og andre spesielle forhold som momentant kan forårsake en rask og of-te unødig endring i fyringseffekten.

Videre er reguleringen av samtidig virkende elektriske fyringsanordninger utilstrekkelig utformet i dag. Når flere fyringsanordninger virker samtidig, er deres topp-kraftforbruk høyt og dette må det tas hensyn til i forbindelse med forsyningsnettet og det krever ekstra utgifter i forbindelse med elektriske kraftreserver.

I tillegg er konvensjonelle kontrollsystemer for elektrisk fyring forskjellige i konstruksjon og drivemåte, slik at hver operasjon generelt har sitt eget, separate kontrollsystem, som er uavhengig av det øvrige utstyr.

Dette medfører økte utgifter i forbindelse med konstruksjo-nen av kontrollsystemer og dessuten praktiske uleiligheter.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å eliminere de

ovennevnte ulemper. Et spesielt formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et kontrollsystem, som gjør det mulig å ut-forme utstyr for flere elektriske anordninger, især anordninger for bygningsteknologi og spesielt kontroll av elektrisk fyringsutstyr med elektriske fyringsanordninger på en sentralisert, effektiv og økonomisk fordelaktig måte. Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny type av et kontrollsystem som er driftsmessig pålitelig, rimelig i anskaffelse og lett å holde vedlige for kontroll av det aktuelle utstyr.

De trekk som karakteriserer oppfinnelsen er angitt i de et-terfølgende krav.

Oppfinnelsen baserer seg på et system som styres av en vertsdatamaskin og hvor hver enkelt elektriske anordning styres av en styrt datamaskin med en spesiell, kjedelignen-de koplingsmodus. Ifølge oppfinnelsen går datakanalen, dvs styrelinjen, fra vertsdatamaskinen, gjennom alle styrte datamaskiner, dvs fra vertsdatamaskinen til første styrte datamaskin, videre til neste datamaskin og videre til neste datamaskin osv, hvor de styrte datamaskiner er innrettet for å kontrollere/styre eksempelvis strømmen, hensiktsmessig fyringsstrøm-forsyningen til hver enkelt fyringsanordning under vertsdatamaskinens styring. Dette type kjedetil-pasning og gruppering mellom vertsdatamaskin og styrte datamaskiner muliggjør automatisk koding av de styrte datamaskiner, dvs nummerering av datamaskinene for kommunikasjon med vertsdatamaskinen ifølge programmet. Samtidig blir in-stallasjonen av de styrte datamaskiner og deres innbyrdes forbindelse til enhver tid korrekt utført; en spesiell datakanal-nummerkode for den relevante datamaskin til vertsdatamaskinen er ikke nødvendig. De styrte datamaskiner kan videre koples i enhver rekkefølge til vertsdatamaskinen.

Kontrollsystemet ifølge oppfinnelsen tillater eksempelvis

sentralisert innstilling og overvåkning av fyringsstrømmen. Systemet gjør det dessuten eksempelvis mulig å varme opp et temperaturfølerøst område i rommet og dermed nøyaktig, rom-orientert kontroll. Videre gir systemet sentralisert måling av kraftforbruket og observasjon og overvåking av ut-effek-ten. Videre tilveiebringes bestillings-utført, maksimalt strømforsynt installasjon og operasjon i hver av de elektriske elementer, samtidig som det tas hensyn til det totale strømbehov og det elektriske nettets kapasitet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i detalj under henvisning til noen utførelseseksempler og vedlagte tegning, hvor

fig. 1 illustrerer en av kontrollsystemets anvendelser iføl-ge oppfinnelsen.

I fig. 1 ses det elektriske fyringsutstyr, hvorav bare de tre første elektriske fyringsanordninger 1, 2, 3 er illust-rert. Kontrollsystemet omfatter vertsdatamaskinen 10 og de

styrte datamaskiner 11, 12, 13, som er innrettet for å styre hver av fyringsanordningene 1, 2, 3. Datakanalen 14, dvs styrelinjeparet, forbinder vertsdatamaskinen 10 med første styrte datamaskin 11 og videre med den andre styrte datamaskin 12, som er nevnt ovenfor som følgende etter den første og videre til den neste styre datamaskin 13. Datakanalen 14 går således fra vertsdatamaskinen 14 på kjedemaner gjennom alle styrte datamaskiner 11, 12, 13.

De styrte datamaskiner 11, 12, 13 er innrettet for å styre tilførselen av fyringsstrøm 16 fra det elektriske nettverk til hver av de nevnte fyringsanordninger under kontroll av vertsdatamaskinen. Hver av fyringsanordningene 1, 2,3 er videre utstyrt med temperaturfølere 4, 5, 6 som måler overflatetemperaturen av fyringsanordningen og temperaturfølere 7, 8, 9 som måler nevnte romtemperatur. Romtemperaturføler-ne er beliggende atskilt fra fyringsanordningen, slik at signalene som temperaturfølerne avgir til de styrte datamaskiner svarer til den faktiske temperaturen i det aktuelle rom. I den anvendelse som er vist her er første styrte datamaskin 11 i tillegg utstyrt med en termostat 50 og den-nes kontroll-potensiometer 51 for regulering av romtemperaturen. Vertsdatamaskinen 10 omfatter en ekstern føler 15 som måler den eksterne temperaturen.

I fig. 1 er den styrte datamaskin 23 dessuten koplet til tredje fyringsanordning 3 ved hjelp av kontrollkanalen 17. Den styrte datamaskin 13 styrer fyringsanordningen 3 og

den styrte fyringsanordning 2 3 med de data som mottas ved sending av overflatetemperaturer fra følerne 6 , 29 og ved kontroll av vertsdatamaskinen 10.

I systemet ifølge oppfinnelsen som vist i figuren, vil vertsdatamaskinen 10 etter at systemet er koplet sammen kode de styrte datamaskiner 11, 12, 13 for hver fyringsanordning 1, 2 hhv 3, slik at numret av første styrte datamaskin 11

f. eks. er I, numret av andre styrte datamaskin 12 er II, numret av tredje styrte datamaskin 13 er III o.s.v. Deretter blir ordrene som gis til hver styrt datamaskin 11, 12, 13 kodet med tilsvarende koder I, II, III. Deretter kjører vertsdatamaskinen gjennom alle fyringsanordninger 1, 2, 3 og kopler hver av dem etter tur til full strøm via tilsvarende datamaskiner 11, 12, 13 og måler strømforbruket av hver anordning, slik at fyringseffekten lagres i dens lagerenhet.

Styringen av fyringsanordningenes 1, 2, 3 fyringseffekt ut-føres hensiktsmessig ved styring av antallet halvbølger som tilføres fyringsanordningen pr. tidsenhet. Eksempelvis oppnås full vekselstrøm ved 50 Hz ved å sende 100 halvbølger i sekundet til den aktuelle fyringsanordning, 30% strøm oppnås ved at 30 halvbølger i sekundet sendes til fyringsanordningen .

Den styrte datamaskin vil i sitt program beregne den totale energi som forbrukes av fyringsanordningen, f. eks. ved bruk av nedenstående formel.

hvor er antallet halvbølger som sendes til fyringselementet, NQer det totale antall halvbølger,<p>makser den totale effekt, t den totale tid og E den totale energi som fyringselementet forbruker. Forholdet N-j^/Nq gir således drifts-kraftnivået av fyringselementet i forhold til dets totale kraft. Om ønsket kan den strøm som forbrukes av fyringselementet også beregnes i vertsdatamaskinen. Registrering og overvåkning av strømmen kan hensiktsmessig utføres i vertsdatamaskinen .

I figuren er de styrte datamaskiner 11, 12, 13 av fyringsanordningene 1, 2, 3 innrettet slik at de gir fyringsanordningenes overflatetemperatur og signalene som svarer til de relevante romtemperaturer til vertsdatamaskinen, som i sin tur er innrettet for beregning og overføring til de styrte datamaskiner av overflatetemperaturenes interne innstillingsverdier og fyringsanordningens maksimale kraft. Vertsdatamaskinen utfører ovennevnte beregninger av overflatetemeratur-innstillingsverdiene og den maksimale strøm og tar hensyn til ekstern temperatur, romtemperatur, totalt strømforbruk og høyeste strømforbruk for hver fyringsanordning og utsty-rets kapasitet.

De styrte datamaskiner 11, 12, 13 er hensiktsmessig innrettet slik at de beregner den totale strøm som brukes av tilsvarende fyringsanordninger. Den totale kraft kan beregnes ved fullt strømforbruk for hele perioden; de styrte datamaskiner er innrettet for å sende signalene som tilsvarer den beregnede totalkraft til vertsdatamaskinen 10. Vertsdatamaskinen beregner og mater ut det totale fyringsutsty-rets momentankraft og også den totale energi. Om ønsket kan vertsdatamaskinen ordne remvisning av hvert fyringselements energiforbruk i ønskede tidsenheter, f.eks. i løpet av en

dag, måned eller et år.

Vertsdatamaskinen kan videre kontrollere/styre fyringsanordningen ved hjelp av de styrte datamaskiner, f.eks. ved at det tas hensyn til en dagsrytme; nattetemperaturen kan falle 0 - 9°C. Videre kan vertsdatamaskinen kontrollere den maksimalt tillatte temperatur på fyringsanordningens overflate i hvert rom, f.eks. 40°C på et barneværelse og 80°C i andre rom. Vertsdatamaskinen kan også registrere en svikt i en fyringsanordning, styrt datamaskin og/eller termostat. Videre kan vertsdatamaskinen programmeres for å bøte på en rask temperaturendring.

De styrte datamaskiner kan forsynes med et program slik at de opererer uavhengig, f.eks. på en rom-orientert tempera-turinnstillings-basis (eksempelvis 22°C), hvis vertsdatamaskinen eller dataoverføringskanalen svikter.

Videre kan kontrollsystemet utstyres med et element og en anordning for den styrte datamaskin, slik at temperaturinn-stillingen kan leses av på vertsdatamaskinen. Dette letter den mest nøyaktige installasjon og regulering av utstyret.

Mens vertsdatamaskinen og de styrte datamaskiner kommuniserer 1 overensstemmelse med datamaskinprogrammer, er de styrte datamaskiner hensiktsmessig innstilt for tilbakeføring av de signaler som gis til vertsdatamaskinen, dvs styrekommandoer. Videre er de styrte datamaskiner 11, 12, 13 hensiktsmessig anordnet for utgang fra deres egne styreprogrammer etter at koding er utført og tilbakeført, slik at vertsdatamaskinen deretter kan gi styreinstrukser til de styrte datamaskiner, f.eks. om romtemperaturinnstilling, overflatetemperatur-innstilling, innstilling for kraftforbruk osv. Videre er vertsdatamaskinen programmert for ifølge sitt program å ford-re måledata, som romtemperatur, overflatetemperatur, fyringseffekt, lokal temperaturinnstilling m.v.

Utførelseseksemplet er ment som en illustrasjon av oppfin nelsen uten å begrense denne på noen måte og anvendelsen av oppfinnelsen kan varieres innenfor rammen av de etterfølgen-de krav.

Claims (8)

1. Kontrollsystem for overvåkning og styring av utstyr som består av elektriske anordninger (1, 2, 3), til hvilket system det hører en vertsdatamaskin (10) og hvor hver elektriske anordning hovedsakelig er utstyrt med en styrt datamaskin (11, 12, 13), hvilke styrte datamaskiner er organisert for å styre tilsvarende elektriske anordninger under styring av vertsdatamaskinen, karakterisert ved at vertsdatamaskinen (10) og de styrte datamaskiner (11, 12, 13) er tilpasset hverandre slik at databanen (14) går fra vertsdatamaskinen til første styrte datamaskin, fra denne til den andre styrte datamaskin, fra denne til etterfølgen-de styrte datamaskin osv til hver styrt datamaskin gjennom foregående styrte datamaskin, hvorpå hver styrte datamaskin er innrettet slik at den behandler de styresignaler som blir gitt den og til etterfølgende styrte datamaskin av vertsdatamaskinen og at den gir de styresignaler som er tiltenkt dem til den etterfølgende styrte datamaskin og de styrte datamaskiner som følger etter denne.

2. Kontrollsystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at systemet er innrettet for å kontrollere bygningsteknologisk utstyr som består av utstyr som elektriske fyringsanordninger (1, 2, 3), når hvert fyringsutstyr hovedsakelig er utstyrt med en styrt datamaskin (11, 12, 13) .

3. Kontrollsystem som angitt i krav 2, karakterisert ved at dét i hver fyringsanordning (1, 2, 3) er anordnet en temperaturføler (4, 5, 6) for måling av fyringsanordningens overflatetemperatur og en temperaturfø-ler (7, 8, 9) for måling av romtemperaturen.

4. Kontrollsystem som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at vertsdatamaskinen (10) eller i det minste en styrt datamaskin (11) er utstyrt med en ekstern temperaturføler (15) for måling av den eksterne temperatur.

5. Kontrollsystem som angitt i et av kravene 2-4, karakterisert ved at systemet omfatter en styrt fyringsenhet (23) som er koplet til en styrt datamaskin (13) ved hjelp av datakanal (17) overføring, og at den styrte fyringsenhet er utstyrt med en temperaturføler (29) som måler overflatetemperaturen av den styrte fyringsenhet som er koplet til den styrte datamaskin.

6. Kontrollsystem som angitt i et av karavene 2-5, karakterisert ved at de styrte datamaskiner (11,12,13) er innrettet slik at de avgir signaler som svarer til tilsvarende romtemperaturer og overflatetemperaturer for tilsvarende fyringsanordninger (1,2,3) til vertsdatamaskinen (10) og at vertsdatamaskinen er innrettet for å beregne og sende ut innstillingsverdier og maksimalkraft til de styrte datamaskiner.

7. Kontrollsystem som angitt i et av kravene 2-6, karakterisert , ved at de styrte datamaskiner (11,12,13) er innrettet for å beregne den totale kraft som skal brukes av tilsvarende fyringsanordning og sende tilsvarende signal til vertsdatamaskinen.

8. Kontrollsystem som angitt i et av kravene 2-7, karakterisert ved at hver styrte datamaskin (11,12,13) er innrettet slik at den styrer tilsvarende fyringsanordning (1,2,3) på basis av de signaler den mottar fra de uavhengige, tilsvarende overflatetemperaturfølere (4, 5,6) og fra tilsvarende romtemperaturfølere (7,8,9), hvorpå kontakten med vertsdatamaskinen blir brutt.