WO2008116754A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zur spiegelung von parametersätzen für betriebsgeräte von digital gesteuerten beleuchtungsanlagen - Google Patents

Schaltungsanordnung und verfahren zur spiegelung von parametersätzen für betriebsgeräte von digital gesteuerten beleuchtungsanlagen Download PDF

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Gotthard Schleicher
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B47/10—Controlling the light source

Definitions

  • the invention relates to control gear with digital control input, which are operated in a lighting system with digital control.
  • DALI Digital Addressable Lighting Interface
  • a DALI control unit or a DALI gateway can query the status of lamps or operating devices of a luminaire or set the state.
  • DALI can be operated as an "island system" with a maximum of 64 operating devices or as a subsystem via DALI gateways in modern building automation systems.
  • DALI uses a serial, asynchronous data protocol with a transfer rate of 1200 bps.
  • the Steuerlei ⁇ device in the operating device is galvanically isolated and the control input of the operating device is usually polarity reversal.
  • control gear is defective in lighting systems with eg DALI control technology, it often happens suggest that if a device defect occurs, not always the failed operating device is replaced, but only if several operating devices have failed. In that case, an automated and unambiguous assignment of the short addresses and the other lighting system parameters in the respective operating devices by the lighting control system is no longer possible since the clear assignment of the mounting or lighting position is missing. So if at least two operating devices are defective, it is no longer recognizable for the control unit which of the new operating devices should receive which parameter set. An automatic configuration of the lighting system after replacement of operating devices can therefore only work if only one operating device has been replaced and all other operating devices are not defective.
  • the digital interface is operated by the microcontroller of the operating device itself.
  • the communication to the digital interface takes place via a galvanic isolation, eg via optocouplers or I 2 C couplers or a similar device with galvanic isolation.
  • a galvanic isolation eg via optocouplers or I 2 C couplers or a similar device with galvanic isolation.
  • All digital interface parameters with which the operating device is programmed are stored a second time in the interface circuit, which is preferably galvanically isolated from the actual operating device circuit.
  • the interface of ⁇ lensc simply listening 'permanently on the control line and stores all of the operating device-related data and Pa ⁇ parameters, such as the short address and Radiome ⁇ ter decreases.
  • the actual circuit (control, half-bridge, etc.) of the operating device is destroyed during a device defect , the programmed parameters in the operating device itself are usually no longer able to be read out. However, if they are stored in the control input, they can be read out, for example, with a special device designed for the service of lighting systems. This device can then transfer the data directly to the new replacement device one to one.
  • a complete Neukonfigura ⁇ tion during commissioning of the system is avoided and the on ⁇ wall at the device replacement is only slightly larger.
  • the interface circuit may include a very low-power and low-cost microcontroller with permanent memory.
  • the interface circuit can also be realized with an FPGA logic with corresponding memory.
  • the interface circuit is galvanically isolated from the operating device.
  • a unidirectional or bidirectional communication via the galvanic isolation are conceivable.
  • operating parameters such as the operating hours of the device, the burning time of the connected lamp and the maximum temperature that occurred during the previous operating time. It is also possible to store internal error conditions that can provide important information about the history of the failure in the event of a device defect.
  • Opto - couplers or I 2 C couplers with corresponding insulation properties or other components can be used for galvanic isolation. It is conceivable that one of the two optical couplers used for communication with the digital interface can be used.
  • the service device is integrated in the control unit or the gateway of the digital interface. This has the advantage that the defective operating device can still be read out when installed, and the data and parameters can be restored immediately after replacement of this device. So one device after the other can be replaced without having to reconfigure the entire system.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Schaltungsanordnung zur Spiegelung von Parametersätzen für Betriebsgeräte von digital gesteuerten Beleuchtungsanlagen mit mindestens einem Steuereingang und einem Steuerausgang zur Steuerung des mit der Schaltungsanordnung verbundenen Betriebsgerätes, wobei die Schaltungsanordnung zur Steuerung durch ein digitales Steuergerät konfiguriert ist und einem Speicherteil enthält, der die dem Betriebsgerät zugewiesene Adresse und programmierbare Parameter und/oder individuelle Geräteparameter speichert, und diese Daten über ein externes Servicegerät ausgelesen oder Daten von einem externen Servicegerät im Speicher der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung abgespeichert werden können.

Description

Be s ehre ibung
[1] Schaltungsanordnung und Verfahren zur Spiegelung von Parametersätzen für Betriebsgeräte von digital gesteuerten Beleuchtungsanlagen.
Technisches Gebiet
[2] Die Erfindung bezieht sich auf Betriebsgeräte mit digitalem Steuereingang, die in einer Lichtanlage mit digitaler Steuerung betrieben werden.
[3] Ein sehr verbreitetes digitales Lichtsteuerprotokoll ist das sog. DALI-Protokoll . DALI steht für Digital Adressable Lighting Interface und ist ein Steuerprotokoll zur Steuerung digitaler, lichttechnischer Betriebsgeräte in Gebäuden (z.B. elektronischer Transformatoren, EVGs, elektronischer Leistungsdimmer, etc.) . Jedes Betriebsgerät, das über eine DALI-Schnittstelle verfügt, kann über DALI-Kurzadressen einzeln angesteuert werden. Durch einen bidirektionalen Datenaustausch kann ein DALI-Steuergerät bzw. ein DALI-Gateway den Status von Leuchtmitteln bzw. von Betriebsgeräten einer Leuchte abfragen bzw. den Zustand setzen. DALI kann als "Inselsystem" mit maximal 64 Betriebsgeräten betrieben werden oder als Subsystem über DALI-Gateways in modernen Gebäudeautomationssystemen. DALI verwendet ein serielles, asynchrones Datenprotokoll mit einer Übertragungsrate von 1200 Bit/s. Die Steuerlei¬ tung im Betriebsgerät ist galvanisch getrennt und der Steuereingang des Betriebsgerätes ist üblicherweise ver- polungssicher .
Stand der Technik
[4] Werden in Beleuchtungsanlagen mit z.B. DALI - Steuerungstechnologie Betriebsgeräte defekt, kommt es häufig vor, dass bei einem auftretenden Gerätedefekt nicht immer gleich das ausgefallene Betriebsgerät getauscht wird, sondern erst, wenn mehrere Betriebsgeräte ausgefallen sind. Dann ist eine automatisierte und eindeutige Zuord- nung der Kurzadressen und der anderen Beleuchtungsanlagenparameter in den jeweiligen Betriebsgeräten durch das Lichtsteuersystem nicht mehr möglich, da die eindeutige Zuordnung der Montage- bzw. Leuchtenposition fehlt. Wenn also mindestens zwei Betriebsgeräte defekt sind, ist für das Steuergerät nicht mehr erkennbar, welches der neuen Betriebsgeräte welchen Parametersatz erhalten soll. Eine automatische Konfigurierung der Beleuchtungsanlage nach erfolgtem Tausch von Betriebsgeräten kann also nur funktionieren, wenn nur ein Betriebsgerät getauscht wurde und alle anderen Betriebsgeräte nicht defekt sind.
[5] Die Anlage muss also nach dem Tausch mehrerer Be¬ triebsgeräte erneut durch Personal in Betrieb genommen werden. Dies ist sehr zeitintensiv und daher kostspielig. Die Alternative wäre bei jedem Defekt eines Betriebsgerä- tes dieses sofort zu tauschen. Dies ist bei grosseren An¬ lagen aber auch sehr kostspielig, da für den Tausch lediglich eines Betriebsgerätes die Anfahrt und die Ar¬ beitszeit eines Fachmannes, also z.B. eines Elektrikers zu bezahlen ist.
[6] Bei bisherigen Geräten nach dem Stand der Technik wird die digitale Schnittstelle durch den MikroController des Betriebsgerätes selber bedient. Die Kommunikation zur digitalen Schnittstelle erfolgt über eine galvanische Trennung, z.B. über Optokoppler oder I2C-Koppler oder ei- ne ähnliche Einrichtung mit galvanischer Trennung. [7] Tritt nun ein Defekt im Betriebsgerät auf, so sind die im Gerät gespeicherten Daten meistens nicht mehr aus¬ lesbar, da sie in der Steuerung des eigentlichen Betriebsgerätes gespeichert sind. Wird nun das defekte Ge- rät gegen ein neues ausgetauscht, so sind im neuen Gerät keinerlei Daten gespeichert. Daher weiß das digitale Steuergerät bei mehr als einem defekten Betriebsgerät nicht mehr, welches Betriebsgerät vorher welche Funktion hatte, und welcher im Steuergerät gespeicherte Parameter- satz zu welchem neuen Betriebsgerät gehört.
Aufgabe
[8] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungs¬ anordnung und ein Verfahren für digital gesteuerte Betriebsgeräte vorzuschlagen, das oben genannte Nachteile nicht mehr aufweist.
Darstellung der Erfindung
[9] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schnittstelle mit einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 11.
[10] Es wird vorgeschlagen, alle Parameter der digitalen Schnittstelle der Betriebsgeräte nicht mehr nur im Be¬ triebsgerät selber, sondern auch noch in einer vorgelagerten Schnittstellenschaltung zu speichern. Die Schnittstellenschaltung ist bevorzugt vor den Koppelelementen angeordnet, ist also vom eigentlichen Betriebsgerät gal¬ vanisch getrennt. Bei einem Gerätedefekt liegt in den we¬ nigsten Fällen ein Defekt im Steuereingang vor, sondern fast immer ein Defekt im eigentlichen Schaltungskern des Betriebsgerätes. Die Schnittstellenschaltung wird nach einem Gerätedefekt daher mit hoher Wahrscheinlichkeit noch funktionsfähig sein. Um die Beleuchtungsanlage nach einem Defekt von mehr als einem Betriebsgerät ohne eine komplette Neukonfiguration wieder in Betrieb nehmen zu können, wird daher folgendes Verfahren vorgeschlagen:
[11] Alle digitalen Schnittstellenparameter, mit denen das Betriebsgerät programmiert wird, werden in der Schnittstellenschaltung, die bevorzugt galvanisch von der eigentlichen Betriebsgeräte-Schaltung getrennt ist, ein zweites Mal gespeichert. Dazu , lauscht' die Schnittstel¬ lenschaltung permanent auf der Steuerleitung und speichert alle an das Betriebsgerät gerichteten Daten und Pa¬ rameter, wie z.B. die Kurzadresse und die Betriebsparame¬ ter, ab. Wird bei einem Gerätedefekt die eigentliche Schaltung (Steuerung, Halbbrücke etc.) des Betriebsgerä¬ tes zerstört, sind die programmierten Parameter im Betriebsgerät selbst meist nicht mehr auszulesen. Sind sie jedoch im Steuereingang hinterlegt, können sie etwa mit einem speziellen, für den Service von Beleuchtungsanlagen konzipierten Gerät, ausgelesen werden. Dieses Gerät kann dann die Daten direkt in das neue Austauschgerät eins zu eins übertragen. Somit wird eine komplette Neukonfigura¬ tion bei Inbetriebnahme der Anlage vermieden und der Auf¬ wand beim Gerätetausch ist nur geringfügig größer.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
[12] Verschiedene Realisierungen sind dazu möglich:
[13] Die Schnittstellenschaltung kann einen sehr leistungsschwachen und kostengünstigen MikroController mit permanenten Speicher enthalten. [14] Die Schnittstellenschaltung kann aber auch mit einer FPGA - Logik mit entsprechendem Speicher realisiert werden .
[15] Diese werden vom Controller des Betriebsgerätes pro- grammiert . In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schnittstellenschaltung vom Betriebsgerät galvanisch getrennt. Dabei sind prinzipiell eine unidirektionale oder eine bidirektionale Kommunikation über die galvanische Trennung denkbar. Dabei können nicht nur Parameter und Adressen der digitalen Schnittstelle an die Schnittstel¬ lenschaltung übermittelt werden, sondern auch Betriebsparameter wie die Betriebsstunden des Gerätes, die Brenndauer der angeschlossenen Lampe und die Maximaltemperatur die während der bisherigen Betriebszeit aufgetreten ist. Auch können interne Fehlerzustände gespeichert werden, die bei einem Gerätedefekt wichtige Informationen über die Vorgeschichte des Ausfalls liefern können.
[16] Für die galvanische Trennung können Optokoppler oder I2C - Koppler mit entsprechenden Isolationseigenschaften oder andere Komponenten eingesetzt werden. Es wäre denkbar, dass einer der beiden für die Kommunikation mit der digitalen Schnittstelle eingesetzten Optokoppler verwendet werden kann.
[17] Die gespeicherten Parameter können dann mit dem Ser- vicegerät über die DALI - Schnittstelle ausgelesen werden und das Ersatzgerät mit exakt diesen Parameter program¬ miert werden. Anschließend wird das neue Betriebsgerät an der gleichen Stelle wie das defekte montiert und ange¬ schlossen . [18] Diese Vorgehensweise sichert einen einfachen Aus¬ tausch von beliebig vielen defekten Betriebsgeräten, ohne dass dadurch die Notwendigkeit entstehen würde, die Lichtanlage nach Austausch der Betriebsgeräte neu zu kon- figurieren.
[19] In einer weiteren Ausführungsform ist das Servicegerät in das Steuergerät oder den Gateway der digitalen Schnittstelle integriert. Dies hat den Vorteil, dass das defekte Betriebsgerät noch im eingebauten Zustand ausge- lesen werden kann, und die Daten und Parameter sofort nach Austausch dieses Gerätes wieder zurückgespeichert werden können. So kann ein Gerät nach dem anderen ausgetauscht werden, ohne die gesamte Anlage neu konfigurieren zu müssen.
[20] Damit diese Vorgehensweise gut funktioniert, müssen die Betriebsgeräte lediglich eine eindeutige Identifika¬ tion haben, die dem Steuergerät sowie der Fachkraft be¬ kannt ist. Damit kann das Steuergerät der Fachkraft mit¬ teilen, welches Gerät auszutauschen ist. Sobald die Fach- kraft dieses ausgetauscht hat, gibt sie eine Rückmeldung an das Steuergerät, z.B. durch einen Knopfdruck. Dann kann das Steuergerät der Fachkraft das nächste auszutau¬ schende Betriebsgerät mitteilen.

Claims

Ansprüche
1. Schaltungsanordnung zur Spiegelung von Parametersätzen für Betriebsgeräte von digital gesteuerten Be¬ leuchtungsanlagen mit mindestens einem Steuereingang und einem Steuerausgang zur Steuerung des mit der Schaltungsanordnung verbundenen Betriebsgerätes, wobei die Schaltungsanordnung zur Steuerung durch ein digitales Steuergerät konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung einen Speicherteil enthält, der die dem Betriebsgerät zuge- wiesene Adresse und programmierbare Parameter und/oder individuelle Geräteparameter speichert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgespeicherten Daten und Parame¬ ter über ein Servicegerät ausgelesen oder Daten und Parameter von einem Servicegerät abgespeichert werden können .
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie in das Betriebsgerät integ¬ riert und von diesem galvanisch getrennt ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennung über Optokoppler oder I2C-Koppler realisiert wird.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennung über andere geeignete galvanische Trennmittel reali¬ siert wird.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Mik- rocontroller mit permanenten Speicher enthält.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine FPGA-
Logik mit permanentem Speicher enthält.
8. Servicegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es an die digitale Schnittstelle eines Betriebs¬ gerätes anschließbar ist und Daten aus dem Speicher der Schaltungsanordnung oder des Betriebsgerätes auslesen kann, sowie im Servicegerät gespeicherte Daten in den Speicher der Schaltungsanordnung oder des Betriebsgerätes schreiben kann.
9. Servicegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein externes Gerät ist.
10. Servicegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es in das digitale Steuergerät oder in einen Ga¬ teway integriert ist.
11. Verfahren zur Spiegelung von Parametersätzen für Be- triebsgeräte von digital gesteuerten Beleuchtungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Schnittstelle des Betriebsgerätes einen permanenten Speicher enthält und die vom Beleuchtungsanlagensteu¬ ergerät zugewiesene Adresse sowie sämtliche für das Betriebsgerät relevanten Parameter bei der ersten Ü- bertragung bzw. bei Änderungen in den Speicher der Schnittstelle geschrieben werden, und dieser Speicher von einem Servicegerät für Lese- und Schreibvorgänge zugänglich ist.
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