(57)【要約】  本発明は、複数の電力供給コンポーネントを有している、電力供給をする装置に関するものである。電力供給コンポーネントは通信インターフェースをそれぞれ有しており、この通信インターフェースと通信経路とを介して共通の分析・制御ユニットと接続されている。分析・制御ユニットは、電力供給コンポーネントの負荷管理を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力供給コンポーネントを有している、電力供給装置において、前記電力供給コンポーネント（２，３，４，５，６）は通信インターフェース（Ｓ）をそれぞれ有しており、前記通信インターフェースと通信経路（１０，９）とを介して共通の分析・制御ユニット（７）と接続されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電力供給コンポーネントは集信装置（８）と前記通信経路（９）とを介して前記分析・制御ユニット（７）と接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記分析・制御ユニット（７）には、前記通信経路（１０，９）を介して、それぞれの前記電力供給コンポーネント（２，３，４，５，６）に関する状態メッセージを含む信号を供給可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記電力供給コンポーネント（２，３，４，５，６）には、前記分析・制御ユニット（７）から、それぞれの前記電力供給コンポーネントの動作状態に影響を与える制御信号および／または制御プログラムが供給され得ることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記分析・制御ユニット（７）は、前記電力供給コンポーネントの状態メッセージを記憶しておく役目をする記憶装置（７ｃ）を備えていることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記電力供給コンポーネントは、それぞれの前記電力供給コンポーネントの状態メッセージを記憶しておく役目をする記憶装置（２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ）をそれぞれ備えていることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記電力供給コンポーネントの前記記憶装置はそれぞれリングメモリであることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記分析・制御ユニット（７）は前記電力供給コンポーネントの負荷管理を制御することを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記分析・制御ユニット（７）はパーソナルコンピュータ、プログラミング装置、内蔵プログラマブル制御部、または遠隔制御ユニットであることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記分析・制御ユニット（７）は前記電力供給機（１）に制御信号を供給し、それに基づいて前記電力供給機の作動形態が切り換えられ、もしくは再プログラミングされることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記分析・制御ユニット（７）は前記電力供給機（１）に制御信号を供給し、それに基づいて前記電力供給機の作動形態が電力供給動作モードから充電装置動作モードへ切り換えられることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記電力供給コンポーネントは、前記分析・制御ユニット（７）によって切換動作を制御可能なスイッチを有していることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記スイッチが切り換えられると前記電力供給コンポーネントは第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換えられることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電力供給コンポーネントを有している、電力供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力供給機は、通常、独立型装置として作動する。電力供給機は、簡単な警報接点を装備しているのが普通である。それにより、電力供給の状態に現在支障がないのか、それとも支障があるのかが表示される。
【０００３】
電力供給機は、典型的な場合、入力側の高い電圧レベル、たとえば２３０Ｖ交流電圧または４００Ｖ交流電圧を、低い電圧レベル、たとえば２４Ｖの直流電圧へ変換する。それによってセンサ、電子制御部、バルブ、ポンプといった電力消費部を、それぞれ個々の電力消費部について独自の電力供給機を必要とすることなく、適切な電圧で作動させることができる。このような種類の電力供給機は、たとえば製造工学や自動化工学において広範囲に用いられている。
【０００４】
ドイツ特許出願第１０３５５６１３．３号明細書には、電力供給機のための診断ユニット、ならびに診断ユニットを装備した電力供給機が記載されている。この診断ユニットは、監視されるべき少なくとも１つのパラメータが比較値から許容されないほど逸脱していないかどうか、電力供給機を出力側で監視する。比較値からの許容されない誤差が生じた場合、診断ユニットは、１つのタイムスロットにおける許容されない誤差の時間的近辺で、電力供給機の入力側で測定値を検出する。そして診断ユニットは、これに帰属する測定値を記憶装置に保存しておく。それにより、監視されるべきパラメータの、たとえば出力電圧の、電源側の障害によって引き起こされた誤差を、疑問の余地なく記録することができる。このようにして、電力供給機を作動させるための仕様に基づく要求事項を満たしていないのは、電力供給機ではなくその上位にある電力網であるということを、電力供給機の運営者に知らせることができる。入力側および出力側での電源部の不具合、ならびに電力供給側の装置の不具合を、問題なくただちに少ないコストで検出し、照会し、分析することができる。１つの実施形態では、診断ユニットは記憶装置から読み出しをするための通信インターフェースを有している。このインターフェースを介して記憶装置から測定値を読み出して、たとえばこれに接続されたパーソナルコンピュータで、適当なソフトウェアにより評価をすることができる。診断ユニットの通信インターフェースを介しての遠隔操作も可能である。この場合、接続されたパーソナルコンピュータにオンライン測定値を送信し、評価をすることができる。さらには、新しいファームウェアや監視されるべきパラメータの新しい数値を、診断ユニットの制御ユニットにロードすることも可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、公知の電力供給機の作動形態を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載された構成要件を備える電力供給機によって解決される。本発明の有利な実施形態および発展例は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明の利点は、特に、電力供給機のすべてのコンポーネントの通信能力により、電力供給機のすべての内部パラメータを評価し、記録し、調整し、制御することができるという点にある。それにより、電力供給機のすべての内部パラメータが考慮される、電力供給管理を具体化することが可能である。
【０００８】
電力供給コンポーネントが集信装置を介して共通の分析・制御ユニットと接続されていると、集信装置と分析・制御ユニットの間の通信経路が、電力供給コンポーネントと集信装置の間の接続部とは異なる形態に具体化されていてよいという利点が得られる。たとえば電力供給コンポーネントと集信装置の間の接続部は、ケーブルを使用して具体化されるバスであってよいのに対して、集信装置はたとえば、無線伝送区間などの無線通信経路を介して分析・制御ユニットと接続されていてよい。
【０００９】
分析・制御ユニットは、電力供給コンポーネントに関わる状態メッセージを恒久的に保存ないし記録しておくために設けられた記憶装置を有しているのが好ましい。記憶されている値は、電力供給装置を後で厳密に分析するために利用され、たとえば動作障害が起きた場合の分析に利用される。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態では、電力供給コンポーネントもそれぞれ記憶装置を備えている。リングメモリの形態で具体化されていてよいこれらの記憶装置は、それぞれの電力供給コンポーネントに関わるパラメータを、定義されたタイムスロットの時間のあいだ記憶しておき、分析・制御ユニットから呼び出しがあったときにこれを提供する。
【００１１】
本発明の上記以外の有利な特性は、図面を参照した一例の説明から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、電力供給をする装置の第１実施例のブロック図を示している。図示した装置は、複数の電力供給コンポーネント２，３，４，５，６を含む電力供給機１を有している。これらの電力供給コンポーネントは基本装置２、バッファモジュール３、無停電電力供給モジュール４、冗長モジュール５、および診断モジュール６である。基本装置２は交流電源につながれており、調整された２４Ｖの供給直流電圧を出力側で提供する。バッファモジュール３は、電源が一時的に停電したときのつなぎの役目をする。無停電電力供給モジュール４は、電源が長時間のあいだ停電したときのつなぎの役目をする。冗長モジュール５は、たとえば基本装置２に障害が起こったときや、電力供給の負荷が高くなった場合などに有効となる。診断モジュール６は、監視されるべきパラメータが比較値から許容されないほど逸脱していないかどうか、電力供給機１の出力側の監視をする役目を果たす。
【００１３】
基本装置２は記憶装置２ａを有している。バッファモジュール３は記憶装置３ａを備えている。無停電電力供給モジュール４には記憶装置４ａが属している。冗長モジュール５は記憶装置５ａを装備している。診断モジュール６は記憶装置６ａを含んでいる。これらの記憶装置２ａ，３ａ，４ａ，５ａおよび６ａは、それぞれリングメモリの形態で具体化されており、それぞれのコンポーネントの状態を表すデータを、所定のタイムスロットの時間にわたって記憶する。
【００１４】
これらのデータは所定の時間インターバルが経過した後に、または外部の分析・制御ユニット７から呼び出されたときに、それぞれのコンポーネントのインターフェースＳへ周期的に出力されてバス１０に送られる。
【００１５】
このバスは、イーサネット（登録商標）、プロフィバス、ＩＥＣバス、またはＣＡＮバスであり得る。その別案として、インターフェースＳはインターネットへのインターフェース、ＧＳＭインターフェース、ＵＭＴＳインターフェース、ＵＳＢインターフェース、無線インターフェース、または赤外線インターフェースであってもよい。
【００１６】
外部の分析・制御ユニット７は、パーソナルコンピュータであるのが好ましい。このパーソナルコンピュータはキーボード７ａ、プロセッサ７ｂ、記憶装置７ｃ、およびディスプレイ７ｄを有している。分析・制御ユニット７は、バス１０を介して伝送される電力供給機１の個々のコンポーネント２，３，４，５および６のデータを受信して分析する。したがって、分析・制御ユニット７は電力供給機１のすべての内部パラメータについて常に情報をうけており、したがって電力供給管理を行うことができる。このとき分析・制御ユニットは、バス１０を介して電力供給機１のそれぞれのコンポーネント２，３，４，５または６に伝送され、各コンポーネントの作動形態に影響を与えるコマンド信号ないし制御信号または制御プログラムを出力する。さらにプロセッサユニット７ｂは、後で評価をするのに必要なときに提供することができるように、電力供給機１の内部パラメータに対応するデータが記憶装置７ｃの記憶領域に恒久的に保存ないし記録されるように働く。さらにプロセッサユニット７ｂは、電力供給モニタリングを行うために、個々の電力コンポーネントの状態に関する情報を各設備のサービス人員に与えるグラフや表がディスプレイ７ｄに英数字および／またはグラフィックの形態で表示されるように働く。
【００１７】
個々の電力供給コンポーネントからバス１０を介して分析・制御ユニット７に伝送される状態メッセージの例としては、次のようなものがある：
【００１８】
基本装置２は、測定された出力電流や測定された出力電圧、基本装置の状態に障害があるか障害がないかに関する情報、短絡事故が生じているかどうか関する情報、過負荷事故が生じているかどうかに関する情報、基本装置の内部の環境パラメータに関する情報、たとえばそこで発生している温度や湿度に関する情報、ならびにその他の目標値と実際値に関する情報を分析・制御ユニット７に知らせる。
【００１９】
バッファモジュール３は、目下の充電状態、バッファモジュールの状態に障害があるか障害がないかに関する情報、バッファモジュールが目下有効なのか無効なのか、もしくはスタンバイ状態であるのかに関する情報、ならびにその他の目標値と実際値を分析・制御ユニット７に知らせる。
【００２０】
無停電電力供給モジュール４は、バッファに障害があるかあるか障害がないかに関する情報、モジュールが使用中であるかそれともスタンバイ動作であるかに関する情報、たとえば蓄電池の充電状態に関する情報、蓄電池の交換時期がきているかどうかの情報、残りのバッファ時間や電池保護に関する信号（過放電保護、断線、電極の間違い．．．）、およびバッファ時間の長さなどを分析・制御ユニット７に知らせる。
【００２１】
冗長モジュール５は、電力供給機に障害があるか障害がないか、短絡事故が生じているかどうか、過負荷事故が生じているかどうか、高すぎる合計の電流が生じていて、そのために冗長動作が不可能になっているかどうかを分析・制御ユニット７に知らせる。
【００２２】
診断モジュール６も、目下の動作状態や診断モジュール６の機能性に関わるメッセージ信号を分析・制御ユニット７に送る。
【００２３】
分析・制御ユニット７は、バス１０を介して、個々のコンポーネントにたとえば次のような制御信号を送り返す：
−基本装置２の出力電圧を調整する制御信号
−基本装置２の電流制限を調整する制御信号
−基本装置２の過負荷挙動を調整する制御信号
−特性曲線の切換を惹起する制御信号
−無停電電力供給機４の充電池の充電に関わる制御信号
−無停電電力供給機４のバッファ動作と充電動作の切換に関わる制御信号
−バッファ動作のときの電流制限に関わる制御信号
−充電池テストパラメータに関わる制御信号、その他
【００２４】
図２は、電力供給をする装置の第２実施例のブロック図を示している。図２に示す装置は、電力供給機１の電力供給コンポーネント２，３，４，５，６と分析・制御ユニット７との間に集信装置８が配置されていることによってのみ、図１に示す装置と異なっている。この集信装置８は、バス１０を介して、電力供給コンポーネント２，３，４，５，６と接続されている。さらに集信装置８は、通信経路９を介して、外部の分析・制御ユニット７と接続されている。
【００２５】
この第２実施例の利点は、特に、電力供給コンポーネントと集信装置８の間に設けられる接続部が、集信装置８と分析・制御ユニット７の間に設けられる接続部９とは異なる態様で具体化されていてよいという点にある。たとえば、電力供給コンポーネント２，３，４，５，６と集信装置８の間に設けられた接続部は配線されたバス回線であるのに対して、集信装置８と分析・制御ユニット７の間の通信経路９はたとえば無線伝送区間またはインターネットである。このことは、分析・制御ユニット７を集信装置８から遠く離れた距離のところに設けることを可能にし、すなわち電力供給機１からも遠く離れた距離で設けることを可能にする。
【００２６】
このように本発明に基づく電力供給をする装置は、通信インターフェースをそれぞれ有する複数の電力供給コンポーネントを有している。これらの電力供給コンポーネントは、この通信インターフェースを介して、外部の分析・制御ユニットと直接、もしくは集信装置を介して接続されている。分析・制御ユニットは、オンライン動作が行われるように電力供給機のすべてのパラメータを監視し、たとえば不具合の発生が認識されると、電力供給機の動作モードを変更する。たとえば分析・制御ユニットは冗長動作、非常動作、または負荷配分を制御する。オンライン動作の一環として伝えられる電力供給機の個々のコンポーネントのパラメータが、分析・制御ユニットの記憶装置に記録され、後で電力供給機の詳細な分析をするために必要に応じて利用される。本発明に基づく電力供給管理は、電力供給システム全体の利用性と信頼度を高め、それにより、電力供給システムが組み込まれている自動化システムや製造システムの利用性と信頼度も高める。
【００２７】
各図面を参照して説明した実施例の別案として、分析・制御ユニット７はパーソナルコンピュータではなく、プログラミング装置、内蔵プログラマブル制御部、または遠隔制御ユニットであってもよい
【００２８】
本発明による装置は分析・制御装置７に制御信号を生起させ、それに基づいて、たとえば電力供給動作モードから充電動作モードへ電力供給機１の作動形態を切り換えたり、再プログラミングすることを可能にするという利点がある。このような切換は純粋にソフトウェアで行うことができ、あるいは分析・制御ユニット７によって切換動作が制御される、各電力供給コンポーネントに配置されたスイッチを利用して行うことができる。このようなスイッチが図１と図２に図示されており、符号２ｂが付されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】電力供給をする装置の第１実施例を示すブロック図である。
【図２】電力供給をする装置の第２実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  電力供給機
２  基本装置
２ａ  記憶装置
３  バッファモジュール
３ａ  記憶装置
４  電力供給モジュール
４ａ  記憶装置
５  冗長モジュール
５ａ  記憶装置
６  診断モジュール
６ａ  記憶装置
７  分析・制御ユニット
７ａ  キーボード
７ｂ  プロセッサユニット
７ｃ  記憶装置
７ｄ  ディスプレイ
８  集信装置
９  接続部
１０  バス
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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