WO1998024274A1 - Einrichtung zur überwachung, steuerung und regelung von unterflurfeuern einer flughafenbefeuerungsanlage - Google Patents

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Flughafenbefeuerungsanlage weist jedes Unterflurfeuer zumindest eine Lampe (10) auf. Das Unterflurfeuer hat eine Sender/Empfängereinrichtung (3) mit einem Microcontroller, die über eine Energieversorgungsleitung (6) und einen Router (8) an eine Zentrale (2), die ein Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner aufweist, angeschlossen ist; von der Zentrale ist die Sender/Empfängereinrichtung (3) mit Steuerungsbefehlen beaufschlagbar. Um eine derartige Flughafenbefeuerungsanlage bzw. deren Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung der Unterflurfeuer mit möglichst geringem technisch-konstruktiven und wirtschaftlichen Aufwand auszugestalten, ist der Microcontroller jedes Unterflurfeuers Bestandteil eines LON (1), das darüber hinaus applikationsspezifische Komponenten, z.B. Schalt- und Überwachungselemente, aufweist.

Description

Beschreibung

Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Flughafenbefeuerungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Flughafenbefeuerungsanlage, bei der jedes Unterflurfeuer zumindest eine Lampe aufweist, der jeweils eine Sender/Empfänger- einrichtung mit einem Microcontroller zugeordnet ist, die über eine Energieversorgungsleitung und einen Router an eine Zentrale, die ein Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner aufweist, angeschlossen und von dort mit Steuerungsbefehlen beaufschlagbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, unter Zugrundelegung des vorstehend angegebenen Standes der Technik eine Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Flughafenbefeuerungsanlage zur Verfügung zu stellen, mittels der eine große Anzahl von Lampen in Unterflurfeuern in besonders günstiger Weise, aber dennoch zentral unter Verzicht auf zusätzliche Leitungen gesteuert, überwacht und geregelt werden kann, wobei ein hoher Anspruch an die sicherheitsrelevante Übertragungstechnik und die hardwaremäßige Baugleichheit der dezentral eingesetzten Komponenten gestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Microcontroller der Unterflurfeuer Bestandteile eines LON (lokal operierendes Netz) sind, das applikationsspezifische Komponenten, z.B. Schalt- und Überwachungselemente, aufweist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist besonders günstig auf Kleinflughäfen, Heliports, mobilen Flughafenausrüstungen, Feldflughäfen, Landeplätzen u.dgl. einsetzbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Microcontroller als One-Chip-Controller ausgebildet, was zu erheblichen Einsparungen hinsichtlich des technisch-konstruktiven sowie des wirtschaftlichen Aufwands führt.

Der Microcontroller weist vorteilhafterweise einen EEPROM, einen RAM, drei CPU, einen Clocking- und Control-Block mit Clock/Timer-Elementen, einen Applikations-Input/Output-Block und einen Kommunikationsport auf, wobei der EEPROM, der RAM, die drei CPU, der Applikations-Input/Output-Block und der

Kommunikationsport mittels eines internen Adreßbusses und eines internen Datenbusses und der EEPROM, der RAM, die drei CPU, der Applikations-Input/Output-Block, der Kommunikationsport und der Clocking- und Control-Block mittels einer Ti- ming- und Steuerleitung miteinander verbunden sind.

Zweckmäßigerweise hat der EEPROM des Microcontrollers 512 Bytes, wobei in ihm Netzwerkparameter und Applikationsprogramme abspeicherbar sind.

Die drei CPU des Microcontrollers sollten vorteilhaft jeweils als 8-Bit-CPU ausgebildet sein.

Hierdurch ist es möglich, eine der drei CPU des Microcontrol- lers für Applikationsprogramme einzusetzen.

Die beiden anderen CPU des Microcontrollers können zur LONTALK-Protokollverarbeitung eingesetzt werden, wobei die verarbeitbaren Protokolle alle sieben Schichten des Referenz- modells nach ISO/OSI aufweisen.

Der Applikations-Input/Output-Block ist vorteilhafterweise als Parallelinterface zu einem externen Microprozessor mit acht Daten- und drei Steuerleitungen einsetzbar. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat der Applikati- ons-Input/Output-Block des Microcontrollers ein 16-Bit-Lade- register, eine Zähleinrichtung, einen Zwischenspeicher (Latch) , eine Taktquelle (Clock Source) , vier 20 mA-Sink Cur- rent-Stifte vier, einen programmierbare Pull-ups und ggf. weitere Elemente.

Der Kommunikationsport des Microcontrollers hat vorteilhafterweise fünf Netzwerkinterfacestifte, mittels denen er an ein Grundbandmedium, z.B. an eine verdrillte Zweiaderleitung, oder an einen externen Transceiver angeschlossen werden kann.

Der Microcontroller kann einen Niedrigspannungsdetektor und - resetkreis aufweisen, mittels dem ein fehlerhafter Betrieb oder Störungen des EEPROM verhindert werden können, falls die angelegte Spannung kleiner als 4,1 VDL +/- 300mV Toleranz ist.

Sofern der Microcontroller keinen ROM aufweist, ist es zweck- mäßig, wenn er ein externes Speicherinterface hat. Der RAM des Microcontrollers kann dann vorteilhafte 2048 Bytes aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat der Microcontroller einen RAM mit 1024 oder 2048 Bytes und einen ROM mit 10240 Bytes.

Jeder Microcontroller hat eine eindeutige, unverlierbar abgelegte Identifikationsnummer, mittels der der jeweilige Lam- penfunktionszustand mit einer Adresse verknüpfbar ist, die vorzugsweise 48 Bit hat und für die 6 Bytes des EEPROM einsetzbar sind. Zweckmäßigerweise sollte der Microcontroller einen Servicestift aufweisen, so daß eine wirksame Netzwerkeinrichtung möglich ist.

Jedes Unterflurfeuer sollte eine Lampenhelligkeits-Regel- Schaltung aufweisen, die einen vorgegebenen Lampenstrom- Sollwert über ein Pulsweitenmodulationsele ent einstellt und den sich einstellenden Istwert nachregelt.

Vorteilhafterweise ist diese Lampenhelligkeits-Regelschaltung zur Lastabhängigkeits- und Leitungslängenkompensation der Abfallspannung oder des Spannungsabfalls ausgebildet.

Vorteilhafterweise ist ein Schaltnetzteil vorgesehen, das als Trennelement einen Ringkernübertrager aufweist, der im Zusammenwirken mit dem Pulsweitenmodulationselement die übertragene Leistung bestimmt.

Desweiteren ist zweckmäßigerweise jedes Unterflurfeuer mit einer Trennschaltung versehen, die bei unzulässigen Strömen eine schnelle Trennung herbeiführt und nach Störungsbehebung, z.B. durch Lampenaustausch, diese Trennung aufhebt.

Es ist eine Meßschaltung vorgesehen, über die eine Trennung und eine Wiederanschaltung vom Microcontroller erfaßbar ist.

Vorteilhafterweise sind mittels der Meßschaltung alle Lampen- fuktionen erfaßbar und in den Microcontroller eingebbar, in dem die Lampenistwerte mit den Lampensollwerten vergleichbar sind.

Sofern Niedervolt-Halogenlampen für die Unterflurfeuer eingesetzt werden, ist es zweckmäßig, wenn jedes Unterflurfeuer eine Versorgungschaltung aufweist, mittels der der La pen- ström an die VersorgungsSpannung anpaßbar ist. Vorteilhafterweise sollte jedes Unterflurfeuer eine Stellerschaltung aufweisen, mittels der ein Signal generierbar ist, mittels dem der wahre Funktionszustand der Lampe, z.B. Lampendefekt, Leitungsbruch oder Kurzschluß, rückmeldbar ist.

Jedes Unterflurfeuer sollte desweiteren mit einer weiteren Versorgungsschaltung für den Microcontroller versehen sein, mittels der gewährleistet ist, daß bei Fehlern im Lampenkreis eine differenzierte Meldung an das LON abgesetzt werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mittels des Microcontrollers Funktionsdaten über den Zustand der Einzelschaltungen an die Zentrale meldbar, was zu beträchtlichen Einsparungen bei Wartung und Reparatur führt.

Zur weiteren Erleichterung der Wartung und der Reparatur ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Unterflurfeuer über eine lösbare Verbindung, insbesondere über eine vorzugsweise als Schukosteckverbindung ausgebildete druckwassergeschützte er- ste Steckverbindung an einem Kabel mit der Hauptenergieversorgungsleitung verbunden sind.

Die Lampe des Unterflurfeuers kann eine interne zweite Steckverbindung aufweisen, die vorzugsweise als zweipolige FAA- Steckverbindung ausgebildet ist, und mittels dem sie an ihr vorgeschaltete Elemente des Unterflurfeuers angeschlossen ist.

Die einzelnen Unterflurfeuer sind zweckmäßigerweise aus ihrem Sitz im Untergrund heraushebbar und mittels der ersten Steckverbindung von der Hauptenergieversorgungsleitung trennbar.

Die Zugehörigkeit einzelner Unterflurfeuer zu vorgebbaren Unterflurfeuergruppen oder Unterflurfeuerketten, wobei die je- weilige Zugehörigkeit über die Energieversorgungsleitung kon- figurierbar ist, sichert eine große Variabilität und Anpassungsfähigkeit der Flughafenbefeuerungsanlage an unterschiedliche Anforderungen.

Die Kommunikation auf der Energieversorgungsleitung sollte im C-Band nach CENELEC durchführbar sein, so daß den in Europa geltenden Normen entsprochen werden kann.

Die Unterflurfeuer sind in vorteilhafter Weise parallel an der Energieversorgungsleitung angeschaltet.

Zur Vereinfachung des Aufbaus der Unterflurfeuer sind die Microcontroller sowie die weiteren der Lampe vorgeschalteten Schalt- und Überwachungskomponenten des Unterflurfeuers auf einer Platine angeordnet, die an die Form eines Gehäuses des Unterflurfeuers angepaßt und stoß- und rüttelfest im Unterflurfeuer befestigt ist.

Vorteilhafterweise weist jedes Unterflurfeuer ein Modulteil auf, welches den Microcontroller und die der Lampe des Unterflurfeuers vorgeschalteten Schalt- und Überwachungskomponenten aufweist. Dieses Modulteil ermöglicht in Störungsfällen eine schnelle Wiederinstandsetzung, da es in einfacher Weise austauschbar ist.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn das Modulteil jedes Unterflurfeuers mittels der druckwassergeschützten ersten Steckverbindung an die Hauptenergieversorgungsleitung und mittels der internen zweiten Steckverbindung an die Lampe des Unter- flurfeuers anschließbar ist.

Um Störungen hinsichtlich des empfangenen Signals zu unterdrücken, ist es zweckmäßig, wenn das Modulteil jedes Unterflurfeuers ein metallisches geerdetes Gehäuse aufweist. Wenn die Platine sichelförmig ausgebildet ist, kann sie um die Lampe des Unterflurfeuers herum angeordnet werden, wodurch sich eine flache Ausgestaltung des Unterflurfeuers ergibt.

Um zu verhindern, daß Feuchtigkeit in das Modulteil eindringt und zu Störungen des Unterflurfeuers führt, ist es vorteilhaft, wenn das Modulteil wasserdicht eingegossen ist, wobei dann für die beiden Steckverbindungen jeweils ein Kabel- schwänz vorgesehen ist.

Das Modulteil wird vorteilhafterweise neben bzw. um die Lampe des Unterflurfeuers herum angeordnet, wobei das Gehäuse an die sichelförmige Ausgestaltung der Platine angepaßt werden kann.

Bei der vorstehend geschilderten Einrichtung können bei ausreichender Lichtausbeute 65-Watt-Lampen eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung führt dazu, daß ein nahezu potentialfreier Betrieb des Unterflurfeuers mit minimalem Energieverbrauch möglich ist, wobei im Standby-Betrieb ein sehr geringer Energieverbrauch auftritt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine prinzipielle Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Flughafenbefeuerungsanlage; FIG 2 ein Blockschaltbild eines Modulteils sowie einer Lampe eines Unterflurfeuers; FIG 3 die räumliche Anordnung von Unterflurfeuern, wobei mehrfach zugeordnete Unterflurfeuer vorgesehen sind; FIG 4 einen Microcontroller eines Unterflurfeuers der erfindungsgemäßen Einrichtung; FIG 5 eine Prinzipdarstellung des Unterflurfeuers sowie dessen Anschlusses an die Energieversorgungsleitung; FIG 6 eine Draufsicht auf ein Modulteil der erfindungsgemäßen Einrichtung; FIG 7 eine Unteransicht des in FIG 6 dargestellten Modulteils; FIG 8 eine Draufsicht auf ein Unterflurfeuer der erfindungs- gemäßen Einrichtung;

FIG 9 eine Schnittdarstellung eines Unterflurfeuers der erfindungsgemäßen Einrichtung; und FIG 10 eine Draufsicht auf ein modifiziertes Unterflurfeuer der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Eine in Fig 1 prinzipiell dargestellte Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern einer Flughafenbefeuerungsanlage gliedert sich auf in eine Datenkommunikation innerhalb eines LON (Lokal Operating Network) 1, in die Steuerung und Überwachung mittels einer im dargestellten Ausführungsbeispiel als PC 2 ausgebildeten Zentrale und die Funktion eines in FIG 2 im einzelnen dargestellten Modulteils 3, von denen jedes Unterflurfeuer 4 eines aufweist.

Die Datenkommunikation zwischen dem Modulteil 3 des Unterflurfeuers 4 und dem die Zentrale bildenden PC 2 wird im LON realisiert.

Alle sieben ISO/OSI-Protokollschichten werden erfüllt, da sie in den in der Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern eingesetzten Microprozessoren hard- und softwaremäßig implementiert sind. Es ist möglich, verschiedene miteinander kombinier- und mischbare Kommunikationsmedien zu wählen, wobei beispielsweise Lichtwellenleiter, verdrillte Zweidrahtleitungen (TWP) 5, das Energieversorgungsnetz 6 und Funkstrecken 7 als Kommuni- kationsmedien einsetzbar sind.

Dem Übertragungsverfahren liegt ein differentieller Manchester-Code mit einer Bit-Synchronisation, die an das jeweilige Kommunikationsmedium anpaßbar ist, zugrunde. Ein CSMA-Ver- fahren mit Zugriffsprioritäten realisiert die Kollisionsvermeidung. Für wichtige Meldungen können Prioritäten vergeben werden .

Der Übergang zwischen den unterschiedlichen eingesetzten Kom- munikationsmedien wird mittels Routern 8 realisiert.

Während die Datenkommunikation innerhalb von Betriebsgebäuden bevorzugt über verdrillte Zweidrahtleitungen 5 erfolgt, da dort eine hohe Übertragungsrate benötigt wird, sind im Be- reich der Niederspannungshauptverteilungen Router 8 installiert, mittels denen Datenprotokolle in ein oder mehrere Versorgungsnetze 6 einkoppelbar sind. Somit kann bei räumlich weitläufig angeordneten Niederspannungsnetzen mit evtl . zwischengeschalteten Mittelspannungstransformatoren eine sternförmige Einspeisung in die Verteilerebene erfolgen.

Im Modulteil 3 des Unterflurfeuers 4 vorgesehene, in FIG 2 dargestellte Übertrager 9 zur Energieversorgungsleitung 6 sowie die Router 8 über die verdrillten Zweidrahtleitungen 5 zum LON 1 arbeiten im für Europa zugelassenen C-Band nach CENELEC .

Der die Zentrale bildende PC 2 übernimmt die zentrale Konfiguration, Steuerung und Überwachung der unter Umständen meh- rere Lampen 10 aufweisenden Leuchten der Unterflurfeuer 4 über die Modulteile 3 derselben. Es ist möglich, mehrere PC 2 ohne Hierarchie an verschiedenen Orten in das LON zu integrieren, die dann redundant arbeiten und sich gegenseitig überwachen können.

Ein Fernzugriff über Modemverbindungen oder ISDN ist möglich.

Nach der wahllosen Installation der Modulteile 3 wird mit dem PC 2 jedes Modulteil 3 bezüglich seiner Zugehörigkeit zu in FIG 3 dargestellten Unterflurfeuerketten 11, 12, 13, 14, 15, 16 konfiguriert. Die entsprechenden Daten werden in die jeweiligen Modulteile 3 der Unterflurfeuer 4 geladen, wo sie unverlierbar gespeichert werden. Aufgrund der einander überschneidenden Unterflurfeuerketten 11, 12, 13, 14 sind Unter- flurfeuer 4A vorgesehen, die unterschiedlichen Unterflurfeuerketten sowie Unterflurfeuerkettengruppen zugehörig sind.

Eine grafische Oberfläche auf dem PC 2 übernimmt die Darstellung der Modulteile 3, wobei verschiedene Farben der Symbole der Modulteile 3 die unterschiedlichen Betriebs- und Fehlerzustände der Modulteile 3 mit ihren angeschlossenen Lampen 10 signalisieren.

Eine Historienfunktion ermöglicht die Erfassung der Ein- schaltdauer aller Modulteile 3 und der ihnen zugeordneten

Lampen 10 und gibt automatisch Wartungshinweise zum Austausch von Leuchtmitteln. Hierbei wird die Lampenarbeit zugrundegelegt, da sich bei Betrieb unterhalb der Nenndaten eine Lebensdauerverlängerung ergibt. Alle Historien- und Wartungsda- ten werden in einer aus dem System der Einrichtung ausgebbaren Datei abgelegt. Betriebszeiten, Stör- und Auswahlmeldungen der Modulteile 3 lassen sich mit einem PC 2 frei in Gruppen und nach Prioritäten geordnet zusammenfassen; diese können über Datenverkehr mit anderen Leitwartenrechnern weiter- verarbeitet und den Wartungbetrieben automatisch zugeleitet werden .

Mit einem PC 2 kann von jedem Modulteil 3 das Montagedatum der jeweiligen Lampe 10 und die aufgelaufene Gesamtbetriebszeit nach der Arbeitshistorie ermittelt werden.

Zum Austausch von defekten Modulteilen 3 steht eine „Service- Terminal"-Funktion zur Verfügung, mit der dem neuen Modulteil 3 von einem PC 2 die Daten des defekten Modulteils 3 zugewiesen werden, so daß die Arbeit innerhalb der Flughafenbefeuerungsanlage sich ausschließlich auf das Wechseln des Modulteils 3 beschränkt.

Alle Modulteile 3 lassen sich durch den PC 2 zu Testzwecken mit variablen Beleuchtungsstärken einzeln ansteuern.

Ein Leitrechner kann über einen PC 2 frei programmierbare Szenarien bezüglich der Ansteuerung der Unterflurfeuerketten 11, 12, 13, 14, 15, 16 abrufen; der PC 2 kann jedoch gleichzeitig als Leitrechner fungieren. Die Rechnerkopplung zu Fremdsystemen wird beispielsweise durch eine RS 232- Schnittstelle realisiert.

Das in FIG 2 in seinem Blockschaltbild dargestellte Modulteil 3 dient zur Steuerung und Überwachung jeweils einer Leuchte bzw. Lampe 10 eines Unterflurfeuers 4.

Im Serienlampenkreis mit der Lampe 10 ist eine Trennschaltung 17 vorgesehen, die bei unzulässigen Strömen eine schnelle

Trennung des ihr nachgeordneten Lampenkreisteils und der ihr ebenfalls nachgeordneten Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 sicherstellt. Die Trennschaltung 17 schaltet nach einer Störungsbehebung, z.B. mittels eines Lampenaustausches, den La - penkreis wieder zu. Die Abtrennung des der Trennschaltung 17 nachgeordneten Lampenkreises wird über eine Meßschaltung 18 von einem Microcontroller 19 erfaßt, da eine unzulässige Abweichung des Istwertes vom Sollwert über eine Verbindungsleitung 20 im Microcontroller 19 vorliegt. Mittels des Übertragers 9 steht diese unzulässige Abweichung in der Energieversorgungsleitung 6 bzw. im LON 1 zur Verfügung. Die gleiche Funktion gilt für die Rückkehr des Lampenkreises aus der Störung, z.B. nach Beendigung des Lampenaustausches .

Eine Versorgungsschaltung 21 paßt die Lampenspannung beim Einsatz von Niedervolt-Halogenlampen an die Versorgungsspannung an. In einem derartigen Lampenkreis kann dann eine Potentialtrennung vorgesehen sein.

Eine Stellerschaltung 22 ermöglicht eine Einflußnahme auf das Niveau des durch den Ausgang fließenden Stromes bei Abschluß des Lampenkreises durch die Lampe 10. Die Stellerschaltung 22 erhält ihre Stellgröße über eine Verbindungsleitung 23 vom Microcontroller 19, in dem ein ständiger Vergleich des anstehenden Sollwertes mit dem Lampenstromistwert durchgeführt wird. Bei dieser Vorgehensweise wird nicht nur der rückgeführte Lampenstromistwert kontrolliert, sondern auch der wahre Funktionszustand der Lampe 10 wird über den Übertrager 9 in die Energieversorgungsleitung 6 bzw. das LON 1 gemeldet.

Der Microcontroller 19 enthält die unverlierbar abgelegte Netzwerkadresse des Modulteils 3; der Lampenfuktionszustand wird dort mit dieser versehen, so daß eine Identifikation in dem die Zentrale bildenden PC 2 ermöglicht ist.

Eine von dem durch die Trennschaltung 17, die Versorgungsschaltung 21, die Stellerschaltung 22 und die Meßschaltung 18 gebildeten Lampenserienkreis getrennt arbeitende zweite Ver- sorgungsschaltung 24 dient zur Energieversorgung des Micro- Controllers 19 sowie des Übertragers 9 und stellt somit sicher, daß bei Fehlern im Lampenserienkreis, also auch bei einer Trennung desselben, eine differenzierte Meldung an das LON 1 bzw. an die Energieversorgungsleitung 6 abgesetzt wird.

Der Soll-Funktionsbetriebszustand, den der Microcontroller 19 vom Übertrager 9 aus dem Versorgungsnetz 6 bzw. dem LON 1, z.B. vom PC 2, als Anweisung erhält, kann der Microcontroller 19 über eine Verbindungsleitung 26 zu quittieren, er muß die Anweisung ausführen und den wahren Zustand der Funktionsdaten dann über eine Verbindungsleitung 25 und den Übertrager 9 in das LON 1 mit Adresse zu melden.

Das in FIG 2 prinzipiell dargestellte Modulteil 3 dient im Falle der erfindungsgemäßen Flughafenbefeuerungsanlage als Sender/Empfängereinrichtung des Unterflurfeuers 4 und steht über das LON 1, Router 8 sowie die verdrillten Zweidrahtleitungen 5 mit dem als Zentrale fungierenden PC 2, der ein entsprechendes Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner auf- weist, in Verbindung.

Der Microcontroller 19 des Modulteils 3 ist als One-Chip- Controller ausgebildet. Der Microcontroller 19 hat einen EEPROM 27, einen RAM 28, drei CPU 29, 30, 31, einen Clocking- und Control-Block 32, einen Applikations-Input/Output-Block

33 und einen Kommunikationsport 34, welcher über den in FIG 2 beschriebenen Übertrager 9 mit dem LON in Verbindung treten kann.

Der EEPROM 27, der RAM 28, die drei CPU 29, 30, 31, der Ap- plikations-Input/Output-Block und der Kommunikationsport 34 sind mittels eines internen 16-Bit-Adreßbusses 35 und mittels ein^s internen 8-Bit-Datenbusses 36 aneinander angeschlossen. Der EEPROM 27, der RAM 28, die drei CPU 29, 30, 31, der Ap- plikations-Input/Output-Block 33, der Kommunikationsport 34 und der Clocking- und Control-Block 32 sind mittels einer Ti- ming- und Steuerleitung 37 miteinander verbunden.

Der EEPROM 27 des Microcontrollers 19 weist mindestens 512 Bytes auf. In ihm sind Netzwerkparameter und Applikationsprogramme abspeicherbar.

Die drei CPU 29, 30, 31 des Microcontrollers 19 sind jeweils als 8-Bit-CPU ausgebildet. Die erste CPU 29 wird für Applikationsprogramme eingesetzt.

Die beiden anderen CPU 30, 31 des Microcontrollers 19 dienen zur LONTALK-Protokollverarbeitung.

Der Applikations-Input/Output-Block 33 des Microcontrollers 19 hat elf Input/Output-Anschlüsse 38 bis 45 bzw. 46, 47, 48, von denen acht 38 bis 45 als Daten- und drei 46, 47, 48 als Steuerleitungen einsetzbar sind, wenn der Applikations-

Input/Output-Block 33 als Parallelinterface zu einem externen Microprozessor eingesetzt wird.

Der Applikations/Input/Output-Block 33 hat ein 16-Bit-Lade- register, eine Zähleinrichtung, einen Zwischenspeicher

(Latch) , eine Taktquelle (Clock Source) , vier 20mA Sink Cur- rent-Stifte, vier programmierbare Pull-ups und ggf. weitere Elemente .

Der Kommunikationsport 34 des Microcontrollers 19 weist fünf

Netzwerkinterfacestifte 49 auf, mittels denen er an ein Grundbandmedium, z.B. eine verdrillte Zweidrahtleitung, oder an einen externen Transceiver anschließbar ist. Der Clocking- und Control-Block 32 hat einen Kontrollblock 50, einen Clock/Timer-Block 51; der Microcontroller kann desweiteren einen Niedrigspannungsdetektor- und -resetkreis 52 aufweisen.

Der letztere verhindert einen fehlerbehafteten Betrieb oder falsche EEPROM-Werte, falls die angelegte Spannung unterhalb einer MindestSpannung liegt.

Der Kontrollblock 50 des Serviceblocks 32 hat einen Reset- und einen Service-Anschluß.

Der Clock/Timer-Block 51 hat einen Anschluß, über den Standardtakteingaben in Höhe von 20 MHz, 10 MHz, 5 MHz, 2,5 MHz, 1,25 MHz und 625 kHz möglich sind.

Es sind zwei programmierbare 16-Bit-Zähler bzw. -Timer vorgesehen.

Bei der dargestellten Ausführungsform des Microcontrollers 19 ist dieser an ein externes Speicherinterface 53, welches in der FIG 4 lediglich durch das entsprechende Referenzzeichen dargestellt ist, anschließbar. Bei dieser Ausführungsform weist der RAM 28 des Microcontrollers 19 2048 Bytes auf.

Bei einer weiteren, in FIG 4 nicht dargestellten Ausführungsform des Microcontrollers 19 ist kein Anschluß an ein externes Speicherinterface vorgesehen; der RAM 28 des Microcontrollers 19 weist 1024 Bytes und ein zusätzlich im Microcon- troller 19 vorgesehener ROM weist 10240 Bytes auf.

Im Microcontroller 19 jedes Modulteils 3 ist eine eindeutige unverlierbar abgelegte Identifikationsnummer vorhanden, mittels der eine Netzwerk-Adresse der jeweiligen Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 verknüpfbar ist; die Identifikationsnummer hat 48 Bit; hierfür sind 6 Bytes des EEPROM 27 einsetzbar.

Der Microcontroller 19 verfügt darüber hinaus über einen Ser- vicestift.

In FIG 5 ist der Anschluß eines Unterflurfeuers 4 an die Energieversorgungsleitung 6 dargestellt. An der Energieversorgungsleitung 6 ist eine Muffe bzw. ein Abzweig 54 vorgese- hen, dessen abzweigender Kabelabschnitt 55 über eine als

Schukosteckverbindung ausgebildete druckwassergeschützte erste Steckverbindung 56 mit dem Modulteil 3 des Unterflurfeuers 4 verbunden ist. Hierzu weist das Modulteil 3 einen Ka-~ beiabschnitt 57 auf, an dessen freiem Ende der modulteilsei- tige erste Stecker 56 vorgesehen ist.

An seiner der Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 zugewandten Seite weist das Modulteil 3 ebenfalls einen Kabelabschnitt 58 auf, an dessen freiem Ende eine unterflurfeuerinterne zweite Steckverbindung 59 vorgesehen ist, mittels der das Modulteil 3 an die Lampe 10 anschließbar ist. Die zweite Steckverbindung 59 ist als zweipolige FAA-Steckverbindung ausgebildet.

Aufgrund der in einfacher Weise lösbaren Steckverbindungen 56, 59, mittels denen das Modulteil 3 einerseits an die Energieversorgungsleitung 6 und andererseits an die Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 angeschlossen ist, ist bei etwaigen War- tungs-, Reparatur- oder Austauscharbeiten in leichter Weise eine Trennung des Modulteils 3 bzw. der Lampe 10 aus dem Un- terflurfeuer 4 möglich.

In den FIG 6 und 7 sind eine Draufsicht und eine Unteransicht einer die Funktionselemente des Modulteils 3 aufweisenden Platine 60 dargestellt. Die Platine 60 hat eine gekrümmte Ausgestaltung, so daß sie, wie sich aus den FIG 6 und 7 er- gibt, mehr oder weniger sichelförmig ausgebildet ist. Aufgrund dieser sichelförmigen Ausbildung der Platine 60 kann das Modulteil 3 praktisch im gleichen Niveau wie die Lampe 10 des Unterflurfeuers 4 um die Lampe 10 herum angeordnet wer- den. Hierdurch ergibt sich eine insgesamt besonders flache Ausgestaltung des Unterflurfeuers 4.

Die Platine 60 mit den auf ihr angeordneten Funktionselementen ist vorteilhafterweise mit einem metallischen Gehäuse 61 versehen, welches in FIG 8 lediglich prinzipiell durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Darüber hinaus kann die Platine 60 mit den an ihr angeordneten Funktionselementen in Kunststoff eingegossen sein, um jedwede Störungen aufgrund von Feuchtigkeit o.dgl. sicher auszuschließen.

Aus dem metallischen Gehäuse 61 der Platine 60 bzw. des Modulteils 3 stehen die Kabelenden 57, 58 vor, mittels denen das Modulteil 3 einerseits an die Lampe 10 des in FIG 8 dargestellten Unterflurfeuers 4 und andererseits an die in FIG 8 nicht dargestellte Energieversorgungsleitung 6 anschließbar ist .

Das Unterflurfeuer 4 hat ein Gehäuse 62 , welches aus seinem Sitz im Untergrund heraushebbar und durch die erste Steckver- bindung 56 von der Energieversorgungsleitung 6 trennbar ist.

Als Lampe 10 kann z.B. eine 45-Watt-Lampe eingesetzt werden.

Bei der in FIG 8 dargestellten Unterflurleuchte sind zwei Lampen 10 vorgesehen, so daß ebenfalls zwei Modulteile 3 eingesetzt werden können.

Das in FIG 9 im Schnitt dargestellte Unterflurfeuer hat eine Lampe 10, die über das Modulteil 3 gesteuert wird. Das Modul- teil 3 ist in Vertikalrichtung etwas unterhalb der Lampe 10 angeordnet. Es ist über die Kabelenden 57, 58, die aus dem Modulteil 3 hinausragen, einerseits an die in FIG 9 nicht dargestellte Energieversorgungsleitung 6 und andererseits über eine Schukosteckverbindung 59 mit der Lampe 10 verbun- den.

Das in FIG 10 dargestellte Unterflurfeuer weist lediglich eine Lampe 10 auf, die als Rundumabstrahlleuchte ausgebildet ist. Der Anschluß des Modulteils 3 an die in FIG 10 nicht dargestellte Energieversorgungsleitung 6 erfolgt über das Kabelende 59, der Anschluß des Modulteils 3 an die Lampe 10 erfolgt über das Kabelende 58. Das Gehäuse 62 des Unterflurfeuers ist, wie bei der Ausführungsform gemäß FIG 8, mittels Schraubverbindungen 63 mit dem Untergrund in einen lösbaren Eingriff bringbar.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Überwachung, Steuerung und Regelung von Unterflurfeuern (4) einer Flughafenbefeuerungsanlage, bei der jedes Unterflurfeuer (4) zumindest eine Lampe (10) aufweist, der jeweils eine Sender/Empfängereinrichtung (3) mit einem Microcontroller (19) zugeordnet ist, die über eine Energieversorgungsleitung (6) und einen Router (8) an eine Zentrale (2), die ein Sende/Empfangsteil und einen Steuerrechner auf- weist, angeschlossen und von dort mit Steuerungsbefehlen beaufschlagbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Microcontroller (19) der Unterflurfeuer (4) Bestandteile eines LON (1) sind, das applikationsspezifische Komponenten, z.B. Schalt- und Überwachungselemente, aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Microcontroller (19) als One-Chip-Controller ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , bei der der Microcon- troller (19) einen EEPROM (27), einen RAM (28), drei CPU (29,

30,31), einen Clocking- und Control-Block (32) mit einem Con- trollblock (50) und einem Clock/Timer-Block (51), einen Ap- plikations-Input/Output-Block (33) und einen Kommunikationsport (34) aufweist, wobei der EEPROM (27), der RAM (28), die drei CPU (29,30,31), der Applikations-Input/Output-Block (33) und der Kommunikationsport (34) mittels eines internen Adreßbusses (35) und eines internen Datenbusses (36) und der EEPROM (27), der RAM (28), die drei CPU (29,30,31), der Ap- plikations-Input/Output-Block (33), der Kommunikationsport (34) und der Clocking- und Control-Block (32) mittels einer Timing- und Steuerleitung (37) miteinander verbunden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der der EEPROM (27) des Microcontrollers (19) mindestens 512 Bytes aufweist und in ihm Netzwerkparameter und Applikationsprogramme abspeicherbar sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4 , bei der die drei CPU (29, 30, 31) des Microcontrollers (19) jeweils als 8-Bit-CPU ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der eine CPU (29) des Microcontrollers (19) für Applikationsprogramme eingesetzt ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die beiden anderen CPU (30, 31) des Microcontrollers (19) zur LONTALK-Protokollverarbeitung eingesetzt sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der der Applikations-Input/Output-Block (33) des Microcontrollers

(19) elf Input/Output-Anschlüsse (38-45,46,47,48) aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Applikations-

Input/Output-Block (33) als Parallelinterface zu einem externen Microprozessor mit acht Daten- und drei Steuerleitungen einsetzbar ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der der Applikations-Input/Output-Block (33) des Microcontrollers (19) ein 16-Bit-Laderegister, eine Zähleinrichtung, einen Zwischenspeicher, eine Taktquelle, vier 20 mA-Sink Current- Stifte, vier programmierbare Pull-ups und ggf. weitere Ele- mente aufweist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei der der Kommunikationsport (34) des Microcontrollers (19) fünf Netzwerkinterfacestifte (49) aufweist, mittels denen er an ein Grundbandmedium oder an einen externen Transceiver anschließbar ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, bei der der Microcontroller (19) einen Niedrigspannungsdetektor- und -resetkreis (52) aufweist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, bei der der Microcontroller (19) an ein externes Speicherinterface (53) anschließbar ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, bei der der RAM (28) des Microcontrollers (19) 2048 Bytes aufweist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, bei der der Microcontroller (19) einen RAM mit 1024 oder 2048 Bytes und einen ROM mit 10240 Bytes aufweist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, deren Microcontroller (19) jeweils eine eindeutige, unverlierbar abgelegte Identifikationsnummer aufweisen, mittels der der jeweilige Lampenfunktionszustand mit einer Adresse verknüpf- bar ist, die vorzugsweise 48 Bit hat und für die 6 Bytes des EEPROM (27) einsetzbar sind.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, deren Microcontroller (19) einen Servicestift aufweist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die eine Lampenhelligkeits-Regelschaltung aufweist, die einen vorgegebenen Lampenstrom-Sollwert über ein Pulsweitenmodulationselement einstellt und den sich einstellenden Istwert nachregelt.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, deren Lampenhelligkeits- Regelschaltung zur Lastabhängigkeits- und Leitungslängenkom- pensation der Spannung ausgebildet ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, die ein Schaltnetzteil aufweist, das als Trennelement einen Ringkernübertrager aufweist, der im Zusammenwirken mit dem Pulsweitenmodulationselement die übertragene Leistung bestimmt.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die eine Trennschaltung (17) aufweist, die bei unzulässigen Strömen eine schnelle Trennung herbeiführt und nach Störungsbehebung, z.B. durch Lampenaustausch, die Trennung aufhebt.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, die eine Meßschaltung (18) aufweist, über die eine Trennung und eine Wiederanschaltung vom Microcontroller (19) erfaßbar ist.

23. Einrichtung nach Anspruch 22, mittels deren Meßschaltung (18) alle Lampenfunktionen erfaßbar und in den Microcontroller (19) eingebbar sind, in dem die Lampenistwerte mit den Lampensollwerten vergleichbar sind.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, die eine Versorgungsschaltung (21) aufweist, mittels der beim Einsatz von Niedervolt-Halogenlampen der Lampenstrom an die Versorgungsspannung anpaßbar ist.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, die eine Stellerschaltung (22) aufweist, mittels der ein Signal generierbar ist, mittels dem der wahre Funktionszustand der Lampe (10) , aber auch ein Leitungsbruch oder Kurzschluß, rückmeld- bar ist.

26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, die eine zweite Versorgungsschaltung (24), die dem Microcontroller (19) zugeordnet ist, aufweist, mittels der gewährleistet ist, daß bei Fehlern im Lampenkreis eine differenzierte Meldung an das LON (1) absetzbar ist.

27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei der mittels des Microcontrollers (19) Funktionsdaten über den Zustand der Einzelschaltungen an die Zentrale (2) meldbar sind.

28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei der die einzelnen Unterflurfeuer (4) über eine lösbare Verbindung, insbesondere über eine vorzugsweise als Schukosteckverbindung ausgebildete druckwassergeschützte erste Steckverbin- düng (56) an einem Kabelabschnitt (55) mit der Hauptenergieversorgungsleitung (6) verbunden sind.

29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei der die Lampe (10) des Unterflurfeuers (4) mittels einer internen zweiten Steckverbindung (59) , vorzugsweise einer zweipoligen FAA-Steckverbindung, an ihr vorgeschaltete Elemente des Unterflurfeuers (4) angeschlossen ist.

30. Einrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die einzel- nen Unterflurfeuer (4) aus ihrem Sitz im Untergrund heraushebbar und mittels der ersten Steckverbindung (56) von der Energieversorgungsleitung (6) trennbar sind.

31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, bei der die Zugehörigkeit einzelner Unterflurfeuer (4;4A) zu vorgebbaren Unterflurfeuergruppen oder Unterflurfeuerketten (11, 12,13,14,15,16) über die Energieversorgungsleitung (6) festlegbar ist.

32. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, bei der die Kommunikation auf der Energieversorgungsleitung (6) im C- Band nach CENELEC durchführbar ist.

33. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, deren Unterflurfeuer (4) an der Energieversorgungsleitung (6) angeordnet sind.

34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, bei der der Microcontroller (19) sowie die weiteren der Lampe (10) vorgeschalteten Schalt- und Überwachungselernente (17,18,19, 21,22,24,9) des Unterflurfeuers (4) auf einer Platine (60) angeordnet sind, die an die Form eines Gehäuses (62) des Unterflurfeuers (4) angepaßt und stoß- und rüttelfest im Unter- flurfeuer (4) befestigt ist.

35. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, bei der jedes Unterflurfeuer (4) ein Modulteil (3) aufweist, welches den Microcontroller (19) und die der Lampe (10) des Unter- flurfeuers (4) vorgeschalteten Schalt- und Überwachungskomponenten (17,18,21,22,24,9) aufweist.

36. Einrichtung nach Anspruch 35, bei der das Modulteil (3) jedes Unterflurfeuers (4) mittels der druckwassergeschützten ersten Steckverbindung (56) an die Energieversorgungsleitung (6) und mittels der internen zweiten Steckverbindung (59) an die Lampe (10) des Unterflurfeuers (4) anschließbar ist.

37. Einrichtung nach Anspruch 35 oder 36, bei der das Modul- teil (3) jedes Unterflurfeuers (4) ein metallisches geerdetes

Gehäuse (61) aufweist.

38. Einrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, bei der die Platine (60) sichelförmig ausgebildet ist.

39. Einrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, bei der das Modulteil (3) wasserdicht eingegossen ist und für die beiden Steckverbindungen (56,59) jeweils ein Kabelschwanz bzw. Kabelabschnitt (57,58) vorgesehen ist.

40. Einrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 39, bei der das Modulteil (3) neben der bzw. um die Lampe (10) des Unterflurfeuers etwa in deren Niveau angeordnet ist.

41. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, bei der als Lampen (10) 45-Watt-Lampen eingesetzt werden.