Schaltschranksteuerungs- und Überwachungssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltschranksteuerungs- und Überwachungs- system mit mindestens einem Schaltschrank, einer Steuerungs- und Überwachungseinrichtung und mit einem Bedienungs- und Informationssystem, das für eine Fernbedienung ausgebildete Benutzerkomponenten sowie Datenverarbeitungs-, Datenübertragungs- und Speicherkomponenten aufweist sowie eine Benutzerführungseinrichtung und eine Konfigurierungseinrichtung beinhaltet.
Ein derartiges Schaltschranksteuerungs- und Überwachungssystem ist in der EP 1 260 001 B1 angegeben, wobei dieses im Rahmen einer Schaltschrankklimati-
sierungseinrichtung ausgebildet ist und sich auf die Überwachung und Steuerung eines Schaltschrankkühlgerätes bezieht, das mit einem Server versehen ist und ü- ber ein Netz von einer entfernten Stelle aus bedienbar ist. Die Bedieneinheit, die z.B. einen Personalcomputer aufweist, bietet übersichtliche Bedienungsmöglichkei- ten über einen herkömmlichen Netzbrowser, der dem Personalcomputer zugeordnet ist. In dem entfernten, der Kühlgerätesteuerung zugeordneten Server können verschiedenerlei Daten abgelegt sein, beispielsweise Dokumente, die den Aufbau und die Bedienung des Kühlgerätes betreffen, so dass derartige Daten auch auf der Bedienoberfläche des Personalcomputers sichtbar gemacht und genutzt werden kön- nen, um z.B. Einstellungen des Kühlgerätes zu überprüfen und erforderlichenfalls in entsprechender Weise neu einzustellen. Hierbei hat der Nutzer vielfältige Einstellmöglichkeiten, wobei er unter Umständen vielerlei Systemvoraussetzungen berücksichtigen müssen.
Eine von den Steuerungs- und Überwachungsmöglichkeiten des Schaltschrankes an sich weiterreichende, d.h. nicht nur auf eine Kühlgerätesteuerung und auch nicht nur auf eine Klimatisierungseinrichtung beschränkte Steuerungs- und Überwachungseinrichtung für einen Schaltschrank ist in der insoweit grundlegenderen WO 97/34345 offenbart. Bei dieser bekannten Steuerungs- und Überwachungs- einrichtung sind zum Steuern und Überwachen eines Schaltschrankes verschiedene Überwachungs- und Steuerungsbaugruppen für Zustände von Einbaueinheiten und/oder Anbaueinheiten des Schaltschrankes an eine zentrale Steuerungseinrichtung zum Datenaustausch teilweise über Zwischeneinheiten angeschlossen. Die Klimatisierungseinrichtung umfasst verschiedene Klimatisierungskomponenten, u.a. Wärmetauscher, Lüfter, Kühlgeräte, eine oder mehrere Heizungen und/oder Kundenlüfter, die der Kunde nach Belieben anschließen kann. Femer sind eine Reihe unterschiedlicher Sensoren vorhanden, wie Feuchte- oder Kondensfühler, Türendschalter, Temperaturfühler, Vibrationssensor, Rauchsensor, Messwandler für Strom und/oder Spannung und des Weiteren Versorgungseinrichtungen für eine netzge-
speiste oder z.B. batteriegepufferte Versorgung. Außerdem sind Programmier- und Anschlusseinheiten für eine Fernwartung sowie lokale Anzeigeeinheiten vorgesehen. Diese Steuerungs- und Überwachungseinrichtung in Verbindung mit einem Schaltschrank lässt es zu, den Schaltschrank an viele verschiedene Einsatzbedin- gungen ganz unterschiedlicher Art, wie z.B. in einer Atmosphäre hoher Temperatur oder in Feuchträumen oder in Vandalismus gefährdeter Umgebung einzusetzen, wobei die jeweiligen Einstellungen aber entsprechende Kenntnisse voraussetzen und am besten von einem Fachmann vorgenommen werden können.
Des Weiteren existieren Patente und Patentanmeldungen der Anmelderin, die auf verschiedene Zusammenschaltungen derartiger Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen von Schaltschränken ausgerichtet sind und z.B. eine Master-/Slave- einrichtung betreffen, bei der eine Steuerungs- und Überwachungseinheit als Master beispielsweise über ein lokales Netz mit weiteren, als Slave arbeitenden Steuerungs- und Überwachungseinheiten gegebenenfalls über größere Entfernungen zusammengeschlossen ist.
Um derartige Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen für Schaltschränke bzw. Racks, die flexible Einsatzmöglichkeiten eines oder mehrerer zusammen ge- schlossener Schaltschränke ermöglichen, geht es auch vorliegend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltschranksteuerungs- und Überwachungssystem bereitzustellen, das einem Anwender auf einfache Weise flexible individuelle und auf seinen Bedarf optimal abgestimmte Einsatzmöglichkeiten eines Schaltschrankes oder einer Schaltschrankanordnung bietet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass das Bedienungs- und Informationssystem weiterhin in einer Anbietereinrichtung eine Planungseinrichtung zum wahlweisen Zusammenstellen mindestens
eines Schaltschrankes mit Schaltschrankkomponenten zu einer individuellen Nutzeranlage beinhaltet, in der Angebotsdaten von verschiedenen Schaltschränken und Schaltschrankkomponenten enthalten sind, aus denen eine ausgewählte Anordnung aus mindestens einem, Schaltschrank und von Schaltschrankkomponenten betref- fende Planungsdaten extrahierbar sind.
Das so ausgestaltete Bedienungs- und Informationssystem erlaubt es einem Nutzer, eine auf seine individuellen Erfordernisse genau abgestimmte Nutzeranlage zusammenzustellen, die dann, nach Erstellung der Anlage für diese einfache Bedien- und Überwachungsmöglichkeiten bietet. Da die Daten anbieter- bzw. werkseitig in Abhängigkeit von dem Nutzer zusammengestellter Komponenten innerhalb eines Schaltschrankes und/oder mehrerer Schaltschränke zu Planungsdaten verrechnet werden, sind diese genau auf die zusammengestellte individuelle Nutzeranlage zugeschnitten: Sie bieten dem Nutzer ohne überflüssige Zusatzdaten die Möglichkeit, über die Benutzerführungseinrichtung und entsprechend abgestimmte Bedienoberfläche seines Sichtgerätes und seiner Eingabegeräte bei der erstellten Anlage gewünschte Einstellungen auf einfache Weise vorzunehmen.
Hierbei werden die Bedienmöglichkeiten für den Nutzer weiterhin dadurch verein- facht, dass die Datenverarbeitungskomponenten zum Verknüpfen der Planungsdaten und auf deren Grundlage zum Erstellen von Konfigurierungsdaten mittels der Konfigurierungseinrichtung ausgebildet sind, wobei die Konfigurierungsdaten individuelle Anlagedaten umfassen. Die Konfigurierungsdaten ergeben dabei eine automatisch genau abgestimmte Schnittstelle für die Steuerung und Überwachung der individuel- len Nutzeranlage.
Eine weitere Vereinfachung für den Nutzer ergibt sich dadurch, dass die Anlagedaten bei der Steuerung und Überwachung der physikalischen Zustände des mindestens einen Schaltschranks mit den Betriebs- und Überwachungskomponenten einbezogen
sind. Wegen der automatischen Einbeziehung der Anlagedaten oder gegebenenfalls der diese einschließenden Konfigurierungsdaten braucht der Nutzer diese im Einzelnen nicht selbst einzugeben, sondern kann diese z.B. mittels der ihm zur Verfügung gestellten Software in die Steuerungs- und Überwachungseinrichtung einlesen.
Hierbei ist die Ausgestaltung günstig, dass die Konfigurierungsdaten auf die Nutzeranlage zugeschnittene Parameterdaten umfassen, die Einstelldaten und/oder Leistungsdaten der Komponenten beinhalten.
Die Bedienung der individuellen Nutzeranlage wird weiterhin dadurch erleichtert, dass die Datenverarbeitungskomponenten zum Erstellen von Steuerungs- und Überwachungsdaten in einer Überwachungs- und Steuerungsdatenerstellung der Anbietereinrichtung ausgebildet sind, die einer Steuerungs- und Überwachungseinrichtung der 'entsprechend den Planungsdaten erstellten individuellen Nutzeranlage zum Steuern und Überwachen derselben zuführbar sind. Durch die so automatisch erstellten Steuerungs- und Überwachungsdaten kann der Nutzer seine Anlage leicht selbst in Betrieb nehmen, wobei er über die Benutzerführungseinrichtung gewünsch- tenfalls auch leicht Änderungen von Parametereinstellungen (z.B. Schwellenwerte, Alarmgrenzen) ändern kann.
Verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten, dem Nutzer die Daten zur Verfügung zu stellen, bestehen darin, dass die anbieterseitig erstellten Steuerungs- und Überwachungsdaten einem Nutzer zum Einlesen in die Steuerungs- und Überwachungseinrichtung seiner Nutzeranlage auf einem handhabbaren Datenträger oder abrufbar aus einem Speicher der Anbietereinrichtung zur Verfügung gestellt sind.
Ein vorteilhafter Aufbau der Anlage ergibt sich dadurch, dass eine Steuerungs- und Überwachungseinrichtung pro Nutzeranlage vorhanden ist.
Ein weiterer vorteilhafter Aufbau besteht darin, dass pro Steuerungs- und Überwachungseinrichtung mehrere Steuerungs- und Überwachungskomponenten vorhanden sind. Die Steuerungs- und Überwachungskomponenten können dabei z.B. Kühlgeräte, andere Klimatisierungseinheiten, Sensoreinheiten, Energieversorgungsein- heiten oder Stellglieder sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass bei Vorhandensein mehrerer Schaltschränke in einer Nutzeranlage mehrere Steuerungs- und Überwachungseinheiten in der Überwachungs- und Steuerungseinrichtung miteinander ver- netzt sind. Die Steuerungs- und Überwachungseinheiten einzelner Schaltschränke können auf diese Weise über insbesondere ein lokales Netz zu einer gemeinsamen Steuerungs- und Überwachungseinrichtung zusammengefasst werden, wobei z.B. eine Steuerungs- und Überwachungseinheit als Master und die anderen als Slaves ausgebildet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltschranksteuerungs- und Überwachungssystem in schemati- scher Blockdarstellung,
Fig. 2 ein benutzerseitiges Bedienelement,
Fig. 3 eine benutzerseitige Sichtanzeige für eine Anlagekonfiguration mit ei- nem Bedienelement nach Fig. 2,
Fig. 4 eine andere Darstellung auf einer Sichtanzeige nach Fig. 3,
Fig. 5 eine benutzerseitige Sichtanzeige für einen Steuerungs- und Überwachungsbetrieb und
Fig. 6 die Sichtanzeige nach Fig. 5 mit einer anderen Darstellung im Steuerungs- und Überwachungsbetrieb.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Schaltschranksteuerungs- und Überwachungssystem weist eine an ein z.B. öffentlich zugängliches Netz NW ange- schlossene werkseitige bzw. anbieterseitige Anbietereinrichtung RS auf, über die ein ebenfalls über das Netz NW angeschlossener kundenseitiger Nutzer N Angebotsdaten abrufen kann, um sich eine eigene Anlage aus einem oder mehreren Schaltschränken und gegebenenfalls einzusetzenden Schaltschrankkomponenten individuell zusammenzustellen. Hat der Nutzer N sich eine individuelle Anlage zusammen- gestellt und dies bestätigt, so wird diese Nutzeranlage NA, NA1 entsprechend seinem Auftrag geliefert und installiert und z.B. ebenfalls an das öffentlich zugängliche oder ein unternehmensinternes Netz angeschlossen oder in einem lokalen Netz eingebunden, so dass der Nutzer N seine mindestens eine Nutzeranlage NA, NA1 auch von einem entfernten Ort aus überprüfen und bedienen kann.
Zum Bereitstellen der Angebotsdaten weist die Anbietereinrichtung RS eine Planungseinrichtung PS auf, in der die verschiedenen von ihm angebotenen Schaltschränke, Racks, Schaltschrankkomponenten und dgl. z.B. in Form von Katalogen oder anderen Darstellungen elektronisch hinterlegt sind. Dabei sind den Schalt- schränken bzw. Komponenten außer ihren Abbildungen und Bestelldaten auch Informationen über ihre Eigenschaften, Abmessungen und gegebenenfalls physikalische Werte, wie Leistungsbedarf oder zur Verfügung stellbare Leistung zugeordnet. Mit diesen Angebotsdaten kann sich der Kunde individuell eine Nutzeranlage in Echtzeit (on-line) zusammenstellen. Die Planungseinrichtung PS ist beispielsweise
so ausgebildet, dass der Kunde auch seine räumlichen Bedingungen eingeben kann und individuelle Wünsche bzw. Anforderungen interaktiv einbringen kann. Beispielsweise können die geometrischen Abmessungen seiner Räumlichkeiten, Eigenschaften der Raumklimatisierung, wie z.B. Abführung der Verlustwärme über die Decke und Zuführung von Kühlluft über den Boden oder Nutzung des Raums eingegeben werden. Bei der Planung können auch derartige kundenseitigen Vorgaben mit berücksichtigt werden.
Ferner enthält die Anbietereinrichtung RS eine Konfigurierungseinrichtung KS, mit der die bei der Planung gewonnenen Daten in Konfigurierungsdaten umgesetzt werden. Die Konfigurierungseinrichtung KS ist dabei beispielsweise so ausgebildet, dass sie Eigenschaften der den Planungsdaten zugrunde liegenden Komponenten miteinander verknüpft, um eine entsprechend den Kundenanforderungen möglichst wirksame Zusammenstellung der Komponenten gegebenenfalls im Datenaustausch mit der Planungseinrichtung PS bereitzustellen und auch physikalische Parameter geeignet zu wählen. Beispielsweise kann es in einem Raum, in dem sich Personen aufhalten, zweckmäßig sein, während der Arbeitszeiten möglichst leise Lüfter zu betreiben,, während zu anderen Tageszeiten ein möglichst geringer Energieverbrauch in den Vordergrund gestellt wird. Für eine solche Umsetzung der Planungs- daten in Konfigurationsdaten sind in der Konfigurierungseinrichtung KS entsprechende Programme vorgesehen, die auf die Kundenanforderungen reagieren.
Ferner ist in der Anbietereinrichtung RS eine Einrichtung zur Überwachungs- und Steuerungsdatenerstellung ÜSS angeordnet. Mit Hilfe der Überwachungs- und Steu- erungsdatenerstellung ÜSS werden Überwachungs- und Steuerungsdaten erzeugt, die nach Abschluss der Erstellung der Planungsdaten und Konfigurierungsdaten dem Nutzer z.B. gespeichert auf einem handhabbaren Datenträger (z.B. CD, Speicherkarte, Memory-Stick) oder in einer anbieterseitigen Speichereinrichtung zum Zugriff über
das Netz NW entsprechend der Zusammenstellung der individuellen Nutzeranlage NA, N1 zur Verfügung gestellt werden.
Entsprechend der Zusammenstellung der individuellen Nutzeranlage NA, NA1 durch den Nutzer N wird die Nutzeranlage NA bzw. NA1 aufgebaut und entweder über das Netz NW oder über einen anderen Datenübertragungsweg, je nach Wunsch des Nutzers N, an eine Bedieneinrichtung des Nutzers N angeschlossen. Die Nutzeranlage NA weist dabei z.B. mehrere Schaltschränke G1 ... Gn auf, die verschiedene Funktionen erfüllen können, beispielsweise Server aufnehmen können, mit einer Versorgungseinrichtung für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ausgerüstet sein können und/oder eine Kühleinrichtung beinhalten können. Ferner weisen die Nutzeranlagen NA, NA1 jeweils eine Steuerungs- und Überwachungseinrichtung L)S bzw. ÜS1 auf, die auch miteinander in Datenaustauschverbindung stehen können, beispielsweise über den Nutzer N, d.h. dessen Datenverarbeitungsanlage. Die Steu- erungs- und Überwachungseinrichtung US, ÜS1 ist dabei beispielsweise aus mehreren Steuerungs- und Überwachungseinheiten aufgebaut, die z.B. über ein lokales Netz miteinander in Verbindung stehen. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn jedem Schaltschrank G1 ... Gn bzw. G11 , G21 jeweils eine eigene Steuerungs- und Überwachungseinheit zugeordnet ist. In der so aufgebauten Steuerungs- und Überwa- chungseinrichtung US, ÜS1 ist dann der Aufbau beispielsweise in der Weise vorgenommen, dass eine der Steuerungs- und Überwachungseinheiten als Master ausgebildet ist und die übrigen als Slaves, die dem Master ihre Daten zur Verfügung stellen, wobei der Master die Hauptsteuerungsfunktion übernimmt und je nach Programmierung auf die einzelnen Steuerungs- und Überwachungseinheiten einwirken kann. Ist nur ein Schaltschrank vorhanden, ist es zweckmäßig, nur eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinrichtung einzusetzen, der die Daten der verschiedenen, in dem Schaltschrank vorhandenen Überwachungs- und Steuerungskomponenten zugeführt werden bzw. mit der die Daten bei bidirektionaler Verbindung ausgetauscht werden, wie z.B. in der eingangs erwähnten WO97/34345 dargestellt.
Da dem Nutzer N die Daten seiner individuell zusammengestellten Nutzeranlage NA bzw. NA1, wie vorstehend beschrieben, zur Verfügung gestellt sind, kann er nach Aufbau der Nutzeranlage diese der betreffenden Steuerungs- und Überwachungseinrichtung US, ÜS1 z.B. von seiner Bedieneinrichtung bzw. Arbeitsstation aus in Verbindung mit seiner Bedienoberfläche zuführen, wobei ihm eine Benutzerführungseinrichtung an die Hand gegeben ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Daten (Steuerungs- und Überwachungsdaten) von dem Kunden unmittelbar am Ort der Steuerungs- und Überwachungseinrichtung US, ÜS1 zugeführt werden. Jedenfalls ist nach Zuführung der Steuerungs- und Überwachungsdaten die betref- fende Steuerungs- und Überwachungseinrichtung genau entsprechend dem individuellen Aufbau der Nutzeranlage NA, NA1 auf diese abgestimmt, so dass der Nutzer N über seine Bedienoberfläche eine Fernwartung bzw. Fernbedienung ohne unnötige Zusatzinformationen gezielt vornehmen kann.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für ein nutzerseitiges Bedienelement BE in Form eines auf der Sichtanzeige des Nutzers N dargestellten Bedienknopfes aus mehreren Elementen, die verschiedenen Funktionen zugeordnet sind. Um die Konfiguration seiner Nutzeranlage NA, NA1 durchzuführen, benutzt er z.B. den dargestellten Knopf "Kon- figurator starten" und kann dann verschiedene Komponenten auch hinsichtlich ihrer Funktion und Wirkungen auf seiner Sichtanzeige darstellen.
Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Sichtanzeige BS beim Betrieb des Konfigurators, wobei Angaben zur Anlage in einem Anlagefeld AF, eine bildliche Darstellung der betreffenden Komponenten in einem Bilddarstellungsfeld BD und physikalische Ei- genschaften in einem Einstellfeld EF auf der Benutzersichtanzeige BS, auf der auch das Bedienelement BE dargestellt ist, angezeigt werden.
Fig. 4 zeigt eine andere Darstellung auf der Benutzersichtanzeige BS im Kon- figuratorbetrieb, wobei auf dem (gegenüber der Fig. 3 vergrößerten) Bilddar-
Stellungsfeld BE eine Anordnung mehrerer Schaltschränke in einem Raum des Kunden, etwa Rechnerraum, dargestellt sind.
Die Fig. 5 und 6 zeigen verschiedene Darstellungen auf der Benutzersichtanzeige BS während einer Überprüfung oder Bedienung im Steuerungs- und Überwachungsbetrieb der bereits erstellten Nutzeranlage NA, NA1. Der Nutzer kann auf seiner Bedienoberfläche seine Räumlichkeiten mit der Nutzeranlage NA bzw. NA1 darstellen und z.B. die Bedingungen in einem der Schaltschränke G1 ... Gn sich anzeigen lassen, wobei vorliegend eine (an sich bekannte) Fenstertechnik gewählt ist. Auch kön- nen einzelne Komponenten innerhalb eines Racks oder Schranks überprüft werden. Gewünschtenfalls können andere Einstellungen vorgenommen werden. Auch ist z.B. eine Überwachung des gesamten Raums über eine in diesem installierte Netzkamera oder über in diesem installierte andere Sensoren, etwa Temperatur- und/oder Feuchtesensoren möglich. In Abhängigkeit von den erfassten Zuständen kann dann durch Fernbedienung von dem Nutzer geeignet reagiert werden.
Mit dem angegebenen Aufbau wird eine Steuerung und Überwachung der Ein- zelkomponenten in einem Gesamtsystem in Abhängigkeit voneinander ermöglicht, so dass Gesichtspunkte einer hohen Sicherheit und Wirtschaftlichkeit erfüllt werden. Dabei wird eine Optimierung des Aufbaus bereits mit Beginn der Planung und über die Konfiguration bei einfacher Fernbedienung erreicht. Modulare Klimatisierungskonzepte und darüber hinaus andere Steuerungs- und Überwachungskonzepte können durch Überwachung und Steuerung der einzelnen Komponenten bewirkt werden. Beispielsweise können Steuerungsmaßnahmen bezüglich folgender Funktionen und ihre Überwachung verwirklicht werden:
Analyse der Temperaturverläufe innerhalb der Schaltschränke bzw. Racks, Überwachung der Klimatisierungskomponenten bzw. Kühlgeräte einschließlich Rück- kühlanlagen, Vorlauf, Rücklauf, Druck; Zutrittskontrolle; Überwachung des Betriebs-
zustandes der unterbrechungsfreien Stromversorgung; Analyse der Betriebsstunden von Lüftern und Anlagen der unterbrechungsfreien Stromversorgung (präventive Wartung); aktive Führung der Energieversorgung bzw. des Energieverbrauchs, wobei gegebenenfalls vorhandene Steckdosen platze individuell überwacht und gesteuert werden können; Videoüberwachung eines Serverraumes und Dokumentation und Analyse aufgetretener Fehler mit Datum und Uhrzeit.