WO2020108968A1 - Schaltgeräteanordnung - Google Patents

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WO2020108968A1
WO2020108968A1 PCT/EP2019/080817 EP2019080817W WO2020108968A1 WO 2020108968 A1 WO2020108968 A1 WO 2020108968A1 EP 2019080817 W EP2019080817 W EP 2019080817W WO 2020108968 A1 WO2020108968 A1 WO 2020108968A1
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switching
switching device
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Oliver Fenker
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Liebherr-Components Biberach Gmbh
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    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/1462—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • H05K7/1474—Mounting of modules, e.g. on a base or rail or wall

Definitions

  • the present invention relates to a switching device arrangement comprising a plurality of switching devices which are jointly mounted on a mounting rail, in particular a top hat rail, the switching devices being connected to a bus system comprising at least one data bus and / or power bus for transmitting control signals and / or energy supplies .
  • Control cabinets for large-scale systems such as wind turbines or for handling or lifting systems such as cranes, construction cranes, ports or offshore cranes regularly include a large number of switching devices that can be mounted on a common top-hat rail, for example by sliding or snapping on, and performing various switching functions can.
  • Such switching devices can be used, for example, to switch and / or protect the circuits of the main circuit.
  • Alternative or additional switching devices can be used to map the logic of the control circuit. It is also possible that a switching device for the main circuit has additional contacts for connection in the control circuit.
  • power electronic construction parts can also be accommodated via which the systems or handling equipment mentioned, which are connected to the control cabinet, can be supplied and controlled with electrical power.
  • the assembly of the switchgear mentioned is relatively laborious despite the fact that it is simply pushed or snapped onto the top hat rail, since the switchgear still has to be wired to one another.
  • the control circuit hard wiring of the logic or part of the logic is usually implemented, although there may also be additional logic in the form of a programmable controller.
  • the hard-wired logic of the control circuit is not only very complex and prone to errors, in particular due to its many connection points, but also not very flexible, so that it only changes with great effort, for example when reconfiguring or retrofitting the system or the crane can be.
  • the hard-wired logic of the control circuit usually requires that additional switching elements have to be attached to individual switching devices for the main and control circuit. This is a major problem for the service, as it leads to switching devices being used in many different versions in the field.
  • switching devices which can be connected to a bus system and which can be connected via a bus connection device to a bus system via which the switching devices can be controlled or parameterized.
  • the document EP 1 258 957 B1 shows a switching device system for building technology, in which the switching devices which can be pushed on a top-hat rail each comprise plug contacts on the right and left in order to be connected to one another.
  • the switching devices can be addressed from a base module via a bus system.
  • the switching devices comprise further plug connections for connecting further wiring or power supply lines.
  • the document DE 197 48 429 A1 describes a bus-compatible switching device that can be pushed onto a top-hat rail. Similar to the previously described EP 1 258 957 B1, the switching device comprises a plurality of plug contacts in order to be able to be connected to an energy bus, a data bus and an auxiliary energy bus. The switching device itself is divided into several sub-modules, on which the various plug contacts for the bus systems are implemented.
  • the object of the present invention is to create an improved switchgear arrangement and an improved control cabinet with such a switchgear arrangement, which avoid the disadvantages of the prior art and further develop the latter in an advantageous manner.
  • a further simplified assembly and reconfigurability of the switching device arrangement is to be achieved, the system also being intended to remain compatible with older or different switching devices.
  • Bus system at least partially integrated into the mounting rail, in particular a top hat rail, the switchgear bus connections for connection to the bus system having in the mounting rail. This further simplifies assembly, since the switchgear is automatically connected to the bus system when it is attached or pushed onto the top-hat rail.
  • the switching devices can still have conventional contacts for the main circuit, while the connection to the control circuit is via the bus system, so that the commands for controlling the switching device can be transmitted via the bus system.
  • Said mounting profile rail can include, in a further development of the invention, in particular special electrically insulated rail sections, in which different bus system components can be accommodated.
  • at least the power bus of the bus system, via which the switching devices can be supplied with power can be integrated in the mounting profile rail.
  • a voltage supply line and a ground potential or GND connection can be integrated in different, electrically insulated rail sections.
  • a data bus can also be integrated in the mounting profile rail. If the aforementioned energy bus is integrated into the mounting profile rail at the same time, the data bus and the energy bus can be accommodated in different, electrically insulated rail sections. For example, the aforementioned voltage supply and ground connection lines can be accommodated in opposite fold or edge sections of the rail, while the data supply bus can be accommodated in a central, for example lower, bottom section of the top-hat rail. Depending on the design of the bus system, it would in principle also be possible to combine energy supply and data transmission in a common bus line.
  • the bus system for controlling and / or supplying power to the switching devices can also comprise a wireless bus line, in particular a radio bus, for transmitting data and / or control signals between the switching devices and / or to be transmitted wirelessly, in particular by radio, from the switching devices to a control module and / or vice versa.
  • a wireless bus line in particular a radio bus
  • the switching devices can include bus connections in the form of wireless transmission and / or reception modules in order to receive data and / or control signals and / or to feed them into the bus system.
  • the switching devices each have a mounting profile that is complementary and / or compatible with the mounting rail, at least in sections, which is provided, for example, on the underside of the switching devices can be.
  • the aforementioned assembly profile of the switching devices is designed to hold the respective switching device in a form-fitting manner on the mounting profile rail and / or to be able to be pushed thereon and / or to be latched thereon.
  • the mounting profile of the switching device can have a hollow throat on the underside of the switching devices with, for example, claw-like edges, which have opposite edge sections of the mounting profile rail, which can be designed, for example, to be able to grip around.
  • the switching devices mentioned can advantageously have bus connections in the area of the mounting profiles mentioned, in particular on the underside of the switching devices, for example in the form of contact springs, by means of which the Bus line can be contacted.
  • the switching devices can be addressed in various ways or variably.
  • the switching devices can receive their address through programming, for example when picking the switching cabinet or the switching device arrangement.
  • the switching devices can include a programmable address module, which can advantageously be controlled or programmed via the bus system mentioned.
  • the switching devices can include receiving devices for equipment identification, the so-called BMK, so that the switching devices can be equipped with equipment identification modules.
  • equipment identification modules can communicate the equipment identification in a wired and / or wireless manner, in particular via radio, to the respective switching device and / or transmit it to another device in the control cabinet via the bus system.
  • the commands for the control can be transmitted via the bus system to which the respective switching device is connected.
  • the supply for the respective switching device can also be ensured via the bus system, which can take place both through the bus system integrated in the mounting profile rail and via the wireless bus system.
  • the switching devices can also have separate connections, in particular supply connections with different voltage levels.
  • commands and / or setting values can also be transmitted to the switching devices via the bus system mentioned.
  • safety-related feedback about the respective state of the switching device via the bus system mentioned be it via the in the Mounting profile rail integrated bus line or the wireless bus.
  • Such safety-related feedback can be, for example, information as to whether the switching device is tightened or not tightened, triggered or not triggered, or which setting values apply.
  • operating parameters can also be transmitted via the bus system, for example the number of previous switching cycles and / or a degree of wear and / or a remaining service life and / or voltage and / or current and / or frequency values in individual phases of the main circuit, and / or an asymmetry of the phases and / or a phase shift with respect to one another.
  • control commands and / or feedback mentioned can be processed by a programmable control, which can be accommodated in the control cabinet together with the switching devices, but can also be placed outside if necessary.
  • Said controller can also be connected to said bus system and can be, for example, a processor-controlled and / or programmable logic controller module.
  • Fig. 1 two switching devices pushed onto a top-hat rail, on the one hand
  • Fig. 2 a partially sectioned view of the connections of a Wegge device to the wired bus system, which is integrated in the mounting rail, and
  • Fig. 3 a schematic overall view of a control cabinet with a
  • Switchgear arrangement according to the preceding figures and one thus communicating control device, which is also arranged in the switch cabinet.
  • a control cabinet 1 can comprise a main circuit 15, which can include power electronic components 16 such as, for example, frequency converters, current regulators, rectifiers and the like.
  • the main circuit 15 mentioned can supply the drive of a large-scale plant, such as a crane, a handling crane or harbor crane, or another lifting device, or can also be connected to another large-scale plant, such as a wind turbine.
  • a switchgear assembly 2 is also housed in the control cabinet 1, which has a plurality of switching devices 3, which are mounted on one or more mounting rails 4 in the form of a top-hat rail.
  • the switching devices 3 mentioned can in particular be provided to switch and / or protect the circuits of the main circuit 15, so that the switching devices 3 mentioned each comprise an actuator system for switching the connected circuit or fuse elements or other function modules which are required for controlling the circuit can.
  • the switching devices mentioned 3 can have control modules for controlling the actuators mentioned and / or for collecting data from sensor elements, the control modules mentioned being, for example, hard-wired logic modules or can also include processor-controlled and / or programmable function modules.
  • further switching devices 3 can be provided on one of the ge mounting rails 4, which map the logic of the control circuit and include corresponding function blocks.
  • a control device 17 can also be accommodated in the control cabinet 1, which sends control commands to the switching devices 3 mentioned. det and receives the aforementioned data and / or signals from the switching devices.
  • the switching devices 3 pushed or snapped onto the mounting rail 4 are connected to a bus system 5 via which the switching devices 3 receive control commands from the control device 17 and vice versa operating parameters such as the number of Transmit switching cycles, voltage and / or current and / or frequency values, degree of wear and / or remaining service life to the control device 17.
  • the named bus system 5 can have a data bus 6, which can be integrated in the mounting profile rail 4.
  • the corresponding bus line can be embedded, for example, in a central section 4m of the mounting rail 4.
  • a respective switching device 3 on its underside has a bus connection 8, for example in the form of a contact or loop spring, which is suitably arranged with respect to the mounting profile 9 of the switching device 3 so that it is held in a form-fitting manner Position on the mounting rail 4 of the wired bus connection 8 comes to rest on the data bus 6.
  • a connection between the switching devices 3 and the control device 17 can also include a wireless data bus 6, in particular in the form of a radio bus.
  • the switching devices 3 can comprise wireless bus connections 14, which can be designed in particular as radio transmission and / or reception modules, cf. FIG. 1.
  • the control device 17 mentioned can also include a wireless bus connection 18, which can have a corresponding radio transmission and / or reception device in order to be able to communicate with the switching devices 3 via a radio connection.
  • the control device 17 can also have a wired bus connection 19, which is connected to the data bus 6, which is provided in the mounting rail 4.
  • an energy bus 7 can also be integrated in the mounting profile rail 4.
  • a voltage supply line 10 and a ground potential line 11 can be embedded or integrated or attached thereto, where in said voltage supply and ground potential lines 10 and 11 in sections of the profile rail 4 that are electrically insulated from one another are integrated, for example in opposite edge sections 4I and 4r or fold webs of the rail 4, cf. Figure 1.
  • the sections mentioned for the voltage supply and ground potential lines 10 and 11 of the mounting rail 4 are advantageously also electrically isolated from the section 4m of the mounting rail 4, in which the aforementioned data bus 6 is integrated.
  • Said data bus 6 can, for example, be integrated in a bottom section or middle section of the profile rail 4 in order to be separated from the two supply and ground lines provided on the edge.
  • the respective switching device 3 in the area of its mounting profile 9, which can be positively plugged onto the mounting profile rail 4, comprises voltage and ground connections 12 and 13 at a suitable point, which can be designed, for example, as contact pins or springs. in order to be able to contact the supply and ground lines 12 and 13 provided on the profile rail 4, cf. Figure 2.
  • the respective switching devices 3 can obtain their address, for example, by programming during order picking, the programming being able to take place via the data bus connection mentioned.
  • at least one of the switching devices 3 can also comprise a receiving device 20, in which a device identifier BMK or a device identifier module can be added.
  • a device identifier BMK or a device identifier module can be added.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltgeräteanordnung umfassend mehrere Schaltgeräte, die gemeinsam auf einer Montage-Profilschiene, insbesondere Hutschiene, montiert sind, wobei die Schaltgeräte an ein Bussystem umfassend zumindest einen Datenbus und/oder Energiebus zum Übertragen von Steuersignalen und/oder zum Energieversorgen angeschlossen sind, wobei das Bussystem zumindest teilweise in die Montage-Profilschiene integriert ist und die Schaltgeräte Busanschlüsse zum Anschließen an das Bussystem in der Montageprofilschiene aufweisen.

Description

Schaltgeräteanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltgeräteanordnung umfassend mehrere Schaltgeräte, die gemeinsam auf einer Montage-Profilschiene, insbesondere Hut schiene, montiert sind, wobei die Schaltgeräte an ein Bussystem umfassend zu mindest einen Datenbus und/oder Energiebus zum Übertragen von Steuersignalen und/oder Energieversorgen angeschlossen sind.
Schaltschränke für großtechnische Anlagen wie beispielsweise Windkraftanlagen oder für Umschlag- oder Hubanlagen wie beispielsweise Krane, Baukrane, Hafen oder Offshore-Krane, umfassen regelmäßig eine Vielzahl von Schaltgeräten, die auf einer gemeinsamen Hutschiene beispielsweise durch Aufschieben oder Aufras ten montiert werden können und verschiedene Schaltfunktionen ausführen können. Solche Schaltgeräte können beispielsweise verwendet werden, um die Schaltkreise des Hauptstromkreises zu schalten und/oder abzusichern. Alternative oder zusätz liche Schaltgeräte können dazu verwendet werden, die Logik des Steuerstromkrei ses abzubilden. Ebenso ist es möglich, dass ein Schaltgerät für den Hauptstrom kreis zusätzliche Kontakte zum Anschluss im Steuerstromkreis aufweist. In den zuvor genannten Schaltschränken können auch leistungselektronische Bau teile untergebracht sein, über die die genannten Anlagen oder Umschlaggeräte, die an den Schaltschrank angeschlossen sind, mit elektrischer Leistung versorgt und gesteuert werden können.
Herkömmlicherweise ist die Montage der genannten Schaltgeräte trotz an sich ein fachem Aufschieben bzw. Aufrasten auf die Hutschiene relativ mühsam, da die Schaltgeräte noch untereinander verdraht werden müssen. Mithilfe des Steuer stromkreises wird üblicherweise eine Hart-Verdrahtung der Logik bzw. eines Teils der Logik umgesetzt, wobei es auch eine zusätzliche Logik in Form einer program mierbaren Steuerung geben kann. Die genannte hart verdrahtete Logik des Steuer stromkreises ist jedoch nicht nur sehr aufwändig und fehleranfällig, insbesondere durch ihre vielen Anschlusspunkte, sondern auch wenig flexibel, sodass sie bei spielsweise bei einer Umkonfigurierung bzw. Umrüstung der Anlage bzw. des Krans nur mit großem Aufwand nachträglich verändert werden kann. Hinzu kommt, dass die hart verdrahtete Logik des Steuerstromkreises üblicherweise erfordert, dass zusätzliche Schaltelemente an einzelnen Schaltgeräten für den Haupt- und Steuerstromkreis angebracht werden müssen. Dies ist ein größeres Problem für den Service, da es dazu führt, dass Schaltgeräte in sehr vielen unterschiedlichen Ausführungen im Feld verwendet werden.
Um zumindest eine gewisse Vereinfachung zu erreichen, wurde deshalb bereits vorgeschlagen, an ein Bussystem anschließbare Schaltgeräte zu verwenden, die über eine Busanschlusseinrichtung an ein Bussystem anschließbar sind, über das die Schaltgeräte gesteuert bzw. parametrisiert werden können. Beispielsweise zeigt die Schrift EP 1 258 957 B1 ein Schaltgerätesystem für die Gebäudetechnik, bei dem die auf einer Hutschiene aufschiebbaren Schaltgeräte rechts und links jeweils Steckkontakte umfassen, um miteinander verbunden zu werden. Die Schaltgeräte können dabei von einem Basismodul her über ein Bussystem adressiert werden. Zusätzlich zu den Steckkontakten an den aufeinander schiebbaren Seitenflächen umfassen die Schaltgeräte weitere Steckanschlüsse zum Anschließen weiterer Verdrahtungs- bzw. Energieversorgungsleitungen. In ähnlicher Weise beschreibt die Schrift DE 197 48 429 A1 ein busfähiges Schalt gerät, das auf eine Hutschiene aufschiebbar ist. Ähnlich wie bei der zuvor be schriebenen EP 1 258 957 B1 umfasst das Schaltgerät mehrere Steckkontakte, um an einen Energiebus, einen Datenbus sowie einen Hilfsenergiebus angeschlossen werden zu können. Das Schaltgerät selbst ist dabei in mehrere Teilmodule unter gliedert, an denen die verschiedenen Steckkontakte für die Bussysteme realisiert sind.
Auch wenn die genannten busfähigen Schaltgeräte bereits eine gewisse Vereinfa chung bei der Montage mit sich bringen, bleibt trotzdem ein signifikanter Montage aufwand sowie eine gewisse Fehleranfälligkeit beim Anschließen der diversen Steckkontakte. Zudem verbleibt die Problematik, dass nur miteinander kompatible Schaltgeräte vom selben Hersteller bzw. Typus verwendet werden können, da ein Anordnen eines älteren Schaltgeräts, welches nicht busfähig ist, die Signal kette zwischen den Schaltgeräten unterbricht.
Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schaltgeräteanordnung sowie einen verbesserten Schaltschrank mit einer solchen Schaltgeräteanordnung zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll eine weiter vereinfachte Montage und Umkonfigurierbarkeit der Schaltgerä teanordnung erreicht werden, wobei das System auch mit älteren oder typverschie denen Schaltgeräten kompatibel bleiben soll.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch eine Schaltgeräteanordnung nach Anspruch 1 sowie einen Schaltschrank gemäß Anspruch 13 gelöst. Bevorzug te Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird also vorgeschlagen, zumindest einen Teil des Bussystems in die Hutschie ne zu verlegen und die Schaltgeräte durch Kontaktieren mit der Hutschiene an das genannte Bussystem bzw. dessen Teil anzuschließen. Erfindungsgemäß ist das Bussystem zumindest teilweise in die Montage-Profilschiene, insbesondere Hut schiene, integriert, wobei die Schaltgeräte-Busanschlüsse zum Anschließen an das Bussystem in der Montage-Profilschiene aufweisen. Hierdurch wird die Montage weiter vereinfacht, da die Schaltgeräte beim Aufstecken bzw. Aufschieben auf die Hutschiene automatisch an das Bussystem angeschlossen werden.
Die Schaltgeräte können immer noch herkömmliche Kontakte für den Hauptstrom kreis aufweisen, während die Anbindung an den Steuerstromkreis über das Bus system erfolgt, sodass die Befehle für die Steuerung des Schaltgeräts über das Bussystem übertragen werden können.
Die genannte Montage-Profilschiene kann in Weiterbildung der Erfindung insbe sondere elektrisch voneinander isolierte Schienenabschnitte umfassen, in dem ver schiedene Bussystem-Komponenten untergebracht sein können. In Weiterbildung der Erfindung kann zumindest der Energiebus des Bussystems, über den eine Energieversorgung der Schaltgeräte erfolgen kann, in der Montage-Profilschiene integriert sein.
Insbesondere können eine Spannungsversorgungsleitung und ein Massepotential- bzw. GND-Anschluss in verschiedene, elektrisch voneinander isolierte Schienenab schnitte integriert sein.
Alternativ oder zusätzlich zu dem genannten Energiebus kann auch ein Datenbus in die Montageprofilschiene integriert sein. Ist gleichzeitig der genannte Energiebus in die Montageprofilschiene integriert, können der Datenbus und der Energiebus in verschiedenen, elektrisch voneinander isolierten Schienenabschnitten unterge bracht sein. Beispielsweise können die vorgenannten Spannungsversorgungs- und Masseanschlussleitungen in gegenüberliegenden Falz- bzw. Randabschnitten der Schiene untergebracht sein, während der Datenversorgungsbus in einem zentralen, beispielsweise tieferliegenden Bodenabschnitt der Hutschiene untergebracht sein kann. Je nach Ausbildung des Bussystems wäre es grundsätzlich auch möglich, Energie versorgung und Datenübermittlung in einem gemeinsamen Busstrang zusammen zufassen.
Alternativ oder zusätzlich zu einem drahtgebundenen Bus, insbesondere Datenbus in der Montage-Profilschiene kann das Bussystem zum Steuern und/oder Energie versorgen der Schaltgeräte aber auch einen drahtlosen Busstrang, insbesondere einen Funkbus umfassen, um Daten und/oder Steuersignale zwischen den Schalt geräten und/oder von den Schaltgeräten auf ein Steuermodul und/oder umgekehrt drahtlos, insbesondere per Funk zu übertragen.
Die Schaltgeräte können hierbei Busanschlüsse in Form von drahtlosen Sende- und/oder Empfangsmodulen umfassen, um Daten und/oder Steuersignale zu emp fangen und/oder in das Bussystem einzuspeisen.
Um die Schaltgeräte in einfacher Weise an der genannten Montage-Profilschiene montieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Schaltgeräte jeweils ein zu der Montage-Profilschiene zumindest abschnittsweise komplementäres und/oder kom patibles Montageprofil aufweisen, das beispielsweise an der Unterseite der Schalt geräte vorgesehen sein kann. Das genannte Montageprofil der Schaltgeräte ist da zu ausgebildet, das jeweilige Schaltgerät formschlüssig an der Montage- Profilschiene zu halten und/oder darauf aufschiebbar zu sein und/oder darauf auf rastbar zu sein. Beispielsweise kann das Montageprofil des Schaltgeräts eine Hohl kehle an der Unterseite der Schaltgeräte mit beispielsweise klauenartigen Rand stegen aufweisen, die gegenüberliegende Randabschnitte der Montageprofilschie ne, die beispielsweise erhaben ausgebildet sein können, umgreifen zu können.
Um den in die Montageschiene integrierten Teil des Bussystems kontaktieren zu können bzw. die Schaltgeräte daran anzuschließen, können die genannten Schalt geräte vorteilhafterweise im Bereich der genannten Montageprofile, insbesondere an der Unterseite der Schaltgeräte, Busanschlüsse aufweisen, beispielsweise in Form von Kontaktfedern, mittels derer die Busleitung kontaktiert werden kann. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Schaltgeräte in verschiede ner Weise oder variabel adressiert werden. Insbesondere können die Schaltgeräte durch eine Programmierung beispielsweise bei der Kommissionierung des Schalt schranks bzw. der Schaltgeräteanordnung ihre Adresse erhalten. Die Schaltgeräte können dementsprechend einen programmierbaren Adressbaustein umfassen, der vorteilhafterweise über das genannte Bussystem angesteuert bzw. programmiert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich können die Schaltgeräte Aufnahmeeinrichtungen für eine Betriebsmittelkennzeichnung, die sogenannte BMK umfassen, sodass die Schaltge räte mit Betriebsmittelkennzeichnungsmodulen bestückt werden können. Solche Betriebsmittelkennzeichnungsmodule können die Betriebsmittelkennzeichnung drahtgebunden und/oder drahtlos, insbesondere über Funk, dem jeweiligen Schalt gerät mitteilen und/oder über das Bussystem an ein anderes Gerät des Schalt schranks übermitteln.
Durch die genannte Anbindung der Schaltgeräte an ein Bussystem brauchen diese an sich nur noch Kontakte für den Hauptstromkreis aufweisen. Die Befehle für die Steuerung können über das Bussystem übertragen werden, an welches das jewei lige Schaltgerät angeschlossen ist.
Über das Bussystem kann auch die Versorgung für das jeweilige Schaltgerät si chergestellt werden, was sowohl durch das in die Montage-Profilschiene integrierte Bussystem als auch über das drahtlose Bussystem erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich können die Schaltgeräte aber auch separate Anschlüsse, insbesondere Versorgungsanschlüsse mit verschiedenen Spannungsebenen aufweisen.
Über das genannte Bussystem können insbesondere aber auch Befehle und/oder Einstellwerte an die Schaltgeräte übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise sicherheitsgerichtete Rückmeldungen über den jeweiligen Zustand des Schaltgeräts über das genannte Bussystem, sei es über den in die Montage-Profilschiene integrierten Busstrang oder den drahtlosen Bus, übertragen werden. Solche sicherheitsgerichteten Rückmeldungen können beispielsweise In formationen darüber sein, ob das Schaltgerät angezogen oder nicht angezogen, ausgelöst oder nicht ausgelöst ist, oder welche Einstellwerte gelten. Weiterhin kön nen auch Betriebsparameter über das Bussystem übertragen werden, beispielswei se die Anzahl der bisherigen Schaltspiele und/oder ein Abnutzungsgrad und/oder eine Restlebensdauer und/oder Spannungs- und/oder Strom- und/oder Frequenz werte in einzelnen Phasen des Hauptstromkreises, und/oder eine Asymmetrie der Phasen und/oder eine Phasenverschiebung zueinander.
Die genannten Steuerbefehle und/oder Rückmeldungen können von einer pro grammierbaren Steuerung bearbeitet werden, die zusammen mit den Schaltgeräten in dem Schaltschrank aufgenommen sein kann, gegebenenfalls aber auch außer halb platziert sein kann. Die genannte Steuerung kann ebenfalls an das genannte Bussystem angeschlossen sein und beispielsweise ein prozessorgesteuertes und/oder speicherprogrammierbares Steuerungsmodul sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : zwei auf eine Hutschiene aufgeschobene Schaltgeräte, die einerseits
Busanschlüsse zum Anschließen an einen in die Hutschiene integrierten Bus sowie drahtlose Busanschlüsse zum Verbinden mit einem Funkbus system aufweisen, und
Fig. 2: eine teilweise geschnittene Darstellung der Anschlüsse eines Schaltge räts an das drahtgebundene Bussystem, das in der Montage- Profilschiene integriert ist, und
Fig. 3: eine schematische Gesamtansicht eines Schaltschranks mit einer
Schaltgeräteanordnung gemäß den vorhergehenden Figuren sowie einer damit kommunizierenden Steuervorrichtung, die ebenfalls im Schalt schrank angeordnet ist.
Wie Figur 3 zeigt, kann ein Schaltschrank 1 einen Hauptstromkreis 15 umfassen, der leistungselektronische Bauteile 16 wie beispielsweise Frequenzumrichter, Stromsteller, Gleichrichter und dergleichen umfassen kann. Der genannte Haupt stromkreis 15 kann den Antrieb einer großtechnischen Anlage wie beispielsweise eines Krans, eines Umschlagkrans oder Hafen krans, oder eines anderen Hubzeugs versorgen, oder auch an eine andere großtechnische Anlage wie beispielsweise eine Windkraftanlage angebunden sein.
Wie Figur 3 weiterhin zeigt, ist in dem Schaltschrank 1 ferner eine Schaltgerätean ordnung 2 untergebracht, die eine Vielzahl von Schaltgeräten 3 aufweist, welche auf einer oder mehreren Montage-Profilschienen 4 in Form einer Hutschiene mon tiert sind. Die genannten Schaltgeräte 3 können insbesondere vorgesehen sein, die Schaltkreise des Hauptstromkreises 15 zu schalten und/oder abzusichern, sodass die genannten Schaltgeräte 3 jeweils eine Aktorik zum Schalten des angebundenen Stromkreises oder Sicherungselemente oder andere Funktionsbausteine, die für die Steuerung des Stromkreises benötigt werden, umfassen können. Zusätzlich können die genannten Schaltgeräte 3 Steuerungsbausteine zum Ansteuern der genannten Aktorik und/oder zum Sammeln von Daten von Sensorelementen aufweisen, wobei die genannten Steuerungsbausteine beispielsweise hart verdrahtete Logikbaustei ne sein können oder auch prozessorgesteuerte und/oder speicherprogrammierbare Funktionsbausteine umfassen können.
Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Schaltgeräte 3 auf einer der ge nannten Montage-Profilschienen 4 vorgesehen sein, die die Logik des Steuer stromkreises abbilden und entsprechende Funktionsbausteine umfassen.
Wie Figur 3 ferner zeigt, kann in dem Schaltschrank 1 ferner eine Steuervorrichtung 17 untergebracht sein, welche Steuerbefehle an die genannten Schaltgeräte 3 sen- det und die eingangs genannten, gesammelten Daten und/oder Signale von den Schaltgeräten her erhält.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, sind die auf die Montage-Profilschiene 4 aufge schobenen bzw. aufgerasteten Schaltgeräte 3 hierfür an ein Bussystem 5 ange bunden, über das die Schaltgeräte 3 von der Steuervorrichtung 17 her Steuerbefeh le erhalten und umgekehrt Betriebsparameter wie Zahl der Schaltspiele, Span- nungs- und/oder Strom- und/oder Frequenzwerte, Abnutzungsgrad und/oder Rest lebensdauer an die Steuervorrichtung 17 übermitteln.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, kann das genannte Bussystem 5 einen Datenbus 6 aufweisen, der in die Montage-Profilschiene 4 integriert sein kann. Beispielsweise kann die entsprechende Busleitung beispielsweise in einen mittleren Abschnitt 4m der Montage-Profilschiene 4 eingebettet sein. Um die genannte Datenbusleitung kontaktieren zu können, kann ein jeweiliges Schaltgerät 3 an seiner Unterseite ei nen Busanschluss 8 beispielsweise in Form einer Kontakt- oder Schleiffeder um fassen, die bezüglich des Montageprofils 9 des Schaltgeräts 3 passend so ange ordnet ist, dass in der formschlüssig gehaltenen Stellung auf der Montage- Profilschiene 4 der drahtgebundene Busanschluss 8 an dem Datenbus 6 zu liegen kommt.
Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen in die Montage-Profilschiene 4 einge betteten Datenbus 6 kann eine Verbindung zwischen den Schaltgeräten 3 und der Steuervorrichtung 17 aber auch einen drahtlosen Datenbus 6 insbesondere in Form eines Funkbus umfassen. Flierzu können die Schaltgeräte 3 drahtlos arbeitende Busanschlüsse 14 umfassen, die insbesondere als Funksende- und/oder Emp- fangsmodule ausgebildet sein können, vgl. Figur 1. Die genannte Steuervorrichtung 17 kann ebenfalls einen drahtlos arbeitenden Busanschluss 18 umfassen, der eine entsprechende Funk-Sende- und/oder Empfangseinrichtung aufweisen kann, um über eine Funkverbindung mit den Schaltgeräten 3 kommunizieren zu können. Die Steuervorrichtung 17 kann ferner auch einen drahtgebundenen Busanschluss 19 aufweisen, der an den Datenbus 6 angebunden ist, welcher in der Montage- Profilschiene 4 vorgesehen ist.
Wie die Figuren 1 und 2 ferner zeigen, kann in die Montage-Profilschiene 4 ferner auch ein Energiebus 7 integriert sein. Insbesondere können in weiteren Abschnitten der Montage-Profilschiene 4 eine Spannungsversorgungsleitung 10 und eine Mas sepotential-Leitung 11 eingebettet bzw. integriert oder daran angebracht sein, wo bei die genannten Spannungsversorgungs- und Massepotential-Leitungen 10 und 11 in elektrisch voneinander isolierte Abschnitte der Profilschiene 4 integriert sind, beispielsweise in gegenüberliegende Randabschnitte 4I und 4r bzw. Falzstege der Schiene 4, vgl. Figur 1. Die genannten Abschnitte für die Spannungsversorgungs und Massepotential-Leitungen 10 und 11 der Profilschiene 4 sind vorteilhafterweise auch von dem Abschnitt 4m der Montage-Profilschiene 4 elektrisch isoliert, in wel chem der zuvor genannte Datenbus 6 integriert ist. Der genannte Datenbus 6 kann beispielsweise in einen Bodenabschnitt oder mittleren Abschnitt der Profilschiene 4 integriert sein, um von den beiden randseitig vorgesehenen Versorgungs- und Masseleitungen separiert zu sein.
Wie Figur 2 zeigt, umfasst das jeweilige Schaltgerät 3 im Bereich seines Montage profils 9, welches auf die Montage-Profilschiene 4 formschlüssig aufsteckbar ist, an passender Stelle Spannungs- und Masseanschlüsse 12 und 13, die beispielsweise als Kontaktstifte oder -federn ausgebildet sein können, um die an der Profilschiene 4 vorgesehenen Versorgungs- und Masseleitungen 12 und 13 kontaktieren zu kön nen, vgl. Figur 2.
Wie eingangs erläutert, können die jeweiligen Schaltgeräte 3 ihre Adresse bei spielsweise durch Programmieren bei der Kommissionierung erhalten, wobei die Programmierung über die genannte Datenbusverbindung erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eines der Schaltgeräte 3 auch eine Aufnahmeein richtung 20 umfassen, in der eine Betriebsmittelkennzeichnung BMK bzw. ein Be triebsmittelkennzeichnungsbaustein aufgenommen werden kann. Durch Bestücken der Schaltgeräte 3 mit solchen Betriebsmittelkennzeichnungsbausteinen BMK kann dem Schaltgerät drahtgebunden oder über Funk die Betriebsmittelkennzeichnung mitgeteilt werden, wobei auch eine Anzeige der Betriebsmittelkennzeichnung vor gesehen sein kann.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltgeräteanordnung umfassend mehrere Schaltgeräte (3), die gemein sam auf einer Montage-Profilschiene (4), insbesondere Hutschiene, montiert sind, wobei die Schaltgeräte (3) an ein Bussystem (5) umfassend zumindest einen Datenbus (6) und/oder Energiebus (7) zum Übertragen von Steuersig nalen und/oder zum Energieversorgen angeschlossen sind, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bussystem (5) zumindest teilweise in die Montage- Profilschiene (4) integriert ist und die Schaltgeräte (3) Busanschlüsse (8) zum Anschließen an das Bussystem (5) in der Montageprofilschiene (4) auf- weisen.
2. Schaltgeräteanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schaltgeräte (3) jeweils ein zu der Montage-Profilschiene (4) zumindest ab schnittsweise komplementäres und/oder kompatibles Montageprofil (9) zum formschlüssigen Verbinden, insbesondere Aufschieben und/oder Aufrasten auf die Montage-Profilschiene (4) aufweisen, wobei die genannten Busan schlüsse (8) der Schaltgeräte (3) zum Anschließen an das Bussystem in der Montage-Profilschiene im Bereich des genannten Montageprofils (9) ange ordnet sind.
3. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Montage-Profilschiene (4) elektrisch voneinander isolierte Schienenab schnitte (41, 4r, 4n) umfasst, in denen verschiedene Bussystem- Komponenten untergebracht sind.
4. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest der Energiebus (7) in der Montage-Profilschiene (4) integriert ist.
5. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Spannungsversorgungsleitung (10) und eine Massepotentialleitung (11 ) in verschiedenen, elektrisch voneinander isolierten Schienenabschnitten der Montage-Profilschiene (4) untergebracht sind und die Schaltgeräte (2) von einander beabstandete, an den Abstand der genannten Spannungsversor- gungs- und Massepotentialleitungen (10, 11 ) angepasste Spannungsan schlüsse (12) und Masseanschlüsse (13) aufweisen.
6. Schaltgeräteanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die ge nannten Spannungsversorgungs- und Massepotentialleitungen (10, 11 ) in gegenüberliegenden Randabschnitten der Montage-Profilschiene (4) ange ordnet sind.
7. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der genannte Datenbus (6) separat vom Energiebus (7) in die Montage- Profilschiene (4) integriert ist.
8. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Datenbus (6) einen drahtlos kommunizierenden Signalbus (6a) umfasst und die Schaltgeräte (1 ) drahtlos arbeitende Busanschlüsse (14) umfassend jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung aufweisen.
9. Schaltgeräteanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Signalbus (6a) ein Funkbus ist und die drahtlosen Busanschlüsse (14) je weils eine Funksende- und/oder Empfangseinrichtung umfassen.
10. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltgeräte (3) jeweils ein programmierbares Adressmodul aufweisen, in das insbesondere über das Bussystem (5) eine Adresse für das jeweilige Schaltgerät (3) einspeicherbar ist.
11. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltgeräte (3) jeweils eine Aufnahmeeinrichtung für ein Betriebsmittel kennzeichnungsmodul aufweisen, welches Betriebsmittelkennzeichnungs modul zum Übermitteln einer Betriebsmittelkennzeichnung ausgebildet ist.
12. Schaltgeräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der Schaltgeräte (3) einen Anschluss für einen Hauptstrom- kreis (15) aufweist und zumindest ein Aktorik-Element zum Schalten des ge nannten Hauptstromkreises (15) besitzt, welches Aktorik-Element von einem Steuerbaustein über den Datenbus (6) ansteuerbar und/oder parametrisier- bar ist.
13. Schaltschrank, in dem eine Schaltgeräteanordnung (2), die gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, aufgenommen ist.
14. Schaltschrank nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in dem Schalt schrank neben der Schaltgeräteanordnung (2) eine Steuervorrichtung zum Steuern der Schaltgeräteanordnung (2) und/oder einer an den Schaltschrank anschließbaren Anlage aufgenommen ist.
15. Schaltschrank nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Schaltschrank zusätzlich zu der Schaltgeräteanordnung (2) eine Leis tungselektronik zum Ansteuern einer an den Schaltschrank anschließbaren Anlage wie Kran oder Windkraftanlage aufgenommen ist.
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