УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ИЛИ УСТАНОВКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, СОДЕРЖАЩАЯ ОДНО ТАКОЕ УСТРОЙСТВО
DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING ELECTRIC DEVICE OR PLANT AND ELECTRIC PLANT COMPRISING SUCH DEVICE

Уровень техники
Изобретение относится к устройству для контроля электрического устройства или установки, содержащей по меньшей мере один контролирующий модуль, содержащий соединитель для соединения по меньшей мере одного входа или выхода, причем контролирующий модуль содержит по меньшей мере одну внутреннюю схему переключения, соединенную с по меньшей мере одним входом или выходом.
Также изобретение относится к электрической установке, содержащей по меньшей мере одну электрическую панель или шкаф, по меньшей мере одно электрическое устройство, по меньшей мере один контролирующий модуль.
Также изобретение относится к способу контроля электрического устройства или установки, содержащей по меньшей мере один контролирующий модуль, по меньшей мере один концентратор и локальный диспетчер или компьютер.
Предшествующий уровень техники
Контролирующие устройства электрических устройств или установок известного уровня техники содержат концентраторы с винтовыми клеммами, размещенные в электрических панелях. Это включает в себя межпроводное кабельное соединение между концентратором и сложными электрическими устройствами. Сложное межпроводное кабельное соединение является длинным за счет возможного расстояния в шкафу между концентратором и электрическими устройствами, контролируемыми или управляемыми. В этих устройствах ошибки в проводке являются частыми из-за плотности проводки и трудности визуального доступа в конструкции шкафа.
Краткое изложение существа изобретения
Задача изобретения заключается в обеспечении контролирующего устройства и способа, обеспечивающего быструю и надежную проводку электрической установки.
Контролирующее устройство электрического устройства или установки согласно изобретению, содержащее по меньшей мере один контролирующий модуль, содержащий соединитель для соединения по меньшей мере одного входа или выхода, причем контролирующий модуль содержит по меньшей мере одну внутреннюю схему переключения, соединенную с по меньшей мере одним входом или выходом, содержит концентратор, содержащий входные-выходные соединители для соединения входов-выходов с по меньшей мере одним контролирующим модулем, средство обработки для обработки данных входов-выходов, и схему сообщения для сообщения данных относительно входов-выходов, причем схема обработки выполнена с возможностью обрабатывать или передавать состояния каждого входа-выхода концентратора.
Соединитель контролирующего модуля и соединители концентратора предпочтительно являются стандартными соединителями одного типа.
Согласно предпочтительному варианту выполнения, устройство содержит по меньшей мере одно электрическое соединение между соединителем по меньшей мере одного контролирующего модуля и входным-выходным соединителем концентратора, причем соединение содержит опорную линию, линию электроснабжения, первую входную линию соединителя концентратора, вторую входную линию соединителя концентратора и выходную линию соединителя концентратора.
Предпочтительно, по меньшей мере один контролирующий модуль связан с модульным электрическим устройством для передачи состояний электрического устройства концентратору или для приема исполнительных команд для приведения в действие электрического устройства от концентратора.
Предпочтительно, по меньшей мере один контролирующий модуль представляет собой автономный контролирующий модуль для передачи состояний или данных от датчиков физических величин, внутренних или внешних по отношению к модулю.
В особом варианте выполнения автономный контролирующий модуль содержит средство вычисления или измерения электроэнергии с возможностью испускания импульсов, характерных для электроэнергии, причем импульсы получены замыканием цепи между общей линией или линией электроснабжения и входной линией входного-выходного соединителя концентратора.
Предпочтительно, указанная схема обработки концентратора принимает импульсы и преобразует некоторое количество импульсов за единицу времени в значение электроэнергии, передаваемой по системе питания.
Предпочтительно, концентратор имеет вытянутую форму и выполнен с возможностью закрепления между рядами опор в форме рельса для элементов модульного оборудования.
Он предпочтительно содержит средство опоры для поддержания концентратора, причем средство опоры выполнено с возможностью закрепления на опорных рельсах модульного оборудования.
Предпочтительно, концентратор содержит средство адресации и средство идентификации каждого входа-выхода соединителей концентратора.
Электрическая установка согласно изобретению, содержащая по меньшей мере одну электрическую панель или шкаф, по меньшей мере одно электрическое устройство, по меньшей мере один контролирующий модуль, содержит по меньшей мере одно контролирующее устройство, которое определено выше, содержащее по меньшей мере один концентратор, к которому присоединены контролирующие модули.
Установка предпочтительно содержит диспетчер, соединенный по сети с по меньшей мере одним концентратором.
Способ контроля электрического устройство или установки согласно изобретению, содержащей по меньшей мере один контролирующий модуль, по меньшей мере один концентратор и диспетчер или локальный компьютер, содержит этап испытания, на котором:
- приводят в действие контролирующий модуль,
- составляют и передают концентратором блок данных сообщения, содержащий идентификацию,
- адреса концентратора,
- контактного блока концентратора,
- входа или выхода контактного блока и
- состояния или изменения состояния входа или выхода,
- устанавливают связь в диспетчере или локальном компьютере приведенного в действие входа или выхода или контактного блока, соответствующую предварительно записанному типу устройства в таблице диспетчера или локального компьютера, и
- сохраняют действие контролирующего модуля и атрибуты идентификации.
Согласно первому альтернативному варианту выполнения, Способ содержит этап, на котором подготавливают отчет об испытании, содержащий набор действий контролирующих модулей и атрибутов идентификации.
Согласно первому альтернативному варианту выполнения, способ содержит этап, на котором подготавливают монтажные схемы, содержащие набор действий контролирующих модулей и атрибутов идентификации.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
- фиг. 1 представляет схему контролирующего устройства электрического устройства или установки согласно варианту выполнения изобретения;
- фиг. 2 представляет контролирующее устройство согласно варианту выполнения изобретения, показывающее конструкцию модулей;
- фиг. 3 представляет общую схему установки, содержащей устройство согласно варианту выполнения изобретения;
- фиг. 4 представляет установку, содержащую контролирующие устройства согласно варианту выполнения изобретения;
- фиг. 5 представляет вид концентратора контролирующего устройства электрического устройства или установки согласно варианту выполнения изобретения;
- фиг. 6 представляет вид контролирующего устройства согласно варианту выполнения изобретения;
- фиг. 7 представляет блок-схему способа согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов выполнения
Устройство для контроля электрического устройства или установки содержит по меньшей мере один контролирующий модуль, содержащий соединитель для соединения по меньшей мере одного входа или выхода, причем контролирующий модуль содержит по меньшей мере одну внутреннюю схему переключения, соединенную с по меньшей мере одним входом или выходом.
В варианте выполнения на фиг. 1 контролирующие модули 1, 2 и 3 содержат соединители, соответственно 4A, 4B, 4C, соединенные внутренним образом с возможностью переключения схем, например, электрических контактов 5, 6, 7 или полупроводников 8, способных размыкать или замыкать электрическую схему. Устройство согласно варианту выполнения изобретения на фиг. 1 содержит концентратор 9, содержащий входные-выходные соединители 10A, 10B, 10C для соединения входов-выходов контролирующего модуля 1, 2, 3. Схема 11 обработки обрабатывает данные входов-выходов, а схема 12 сообщения сообщает данные относительно входов-выходов. Таким образом, схема обработки может обрабатывать или передавать состояния каждого входа-выхода концентратора.
Предпочтительно, соединители 4A, 4B, или 4C модулей 1, 2, 3 и соединители 10A, 10B, 10C концентратора 9 представляют собой стандартные соединители одного типа. Таким образом, концентратор и модули содержат один и тот же тип соединителя. Они соединены друг с другом соединениями или шнурами одного типа, обеспечивая быструю равномерную проводку.
Контролирующее устройство содержит электрические соединения 13, соединенные между соединителями 4A, 4B, или 4C модуля 1, 2, 3 и входными-выходными соединителями 10A, 10B, 10C концентратора 9. Соединение 13 содержит опорную линию 0, линию 14 электроснабжения, первую входную линию 15 соединителя концентратора, вторую входную линию 16 соединителя концентратора и выходную линию 17 соединителя 10А концентратора. Проводники этой линии показаны принимающими соединители концентратора в качестве опорных.
Принимая соединитель контролирующих модулей в качестве опорного, соединения между соединителями предпочтительно содержат два выхода 15 и 16, передающие информацию из модуля в концентратор, вход 17, передающий информацию из концентратора в модуль, и две линии электроснабжения 0 и 14, одна из которых действует в качестве отсчета 0. Подача питания между двумя линиями составляет предпочтительно 24В постоянного тока. Подача питания обеспечивается схемой 18 подачи питания, питающей схемой обработки и набором соединителей концентратора.
Контролирующие модули могут быть связаны с модульным электрическим устройством 19 для передачи состояний электрического устройства концентратору или для приема исполнительных команд для приведения в действие электрического устройства от концентратора. Модуль 1 связан с электрическим устройством 19, например, прерывателем цепи, для передачи сигналов, характерных для разомкнутого или замкнутого состояния в ответ на электрическую неисправность. В этом случае, при замыкании переключатель 5, механически соединенный с устройством расцепления прерывателя цепи, может передавать на проводники 15 сигнал на размыкание в ответ на информацию об электрической неисправности, и при замыкании переключатель 6, механически соединенный с электрическими контактами прерывателя цепи, может передавать на проводники 16 сигнал на размыкание в ответ на информацию ручной или автоматической команды. Модуль 2 связан с электрическим устройством 20, например, прерывателем схемы, для передачи сигналов, характерных для разомкнутого или замкнутого состояния при электрической неисправности. Переключатель 7, механически соединенный с электрическими контактами соединителя 15, может передавать информацию о размыкании главных контактов проводнику. На линии 17 соединения порядок команд может проходить через соединитель 10 от концентратора с возможностью подачи команды размыкания или замыкания соединителя. Схема 21 локального управления обрабатывает порядок команд с возможностью подачи команды катушке 22 соединителя. Порядки команд катушки также могут достигать катушки 22 или схемы 21 локального управления через клеммы 23 или 24. Таким образом, контролирующие модули могут быть вспомогательным прерывателем схемы или модулями переключения, модульными удаленными устройствами управления соединителей, реле, удаленными переключателями управления, управляемыми переключателями или управляемыми прерывателями цепи.
Контролирующие модули могут быть автономными для передачи состояний или информации о состояниях датчиков физических величин, внутренних или внешних по отношению к указанному модулю. Автономный контролирующий модуль 3 содержит средство измерения или вычисления электроэнергии с возможностью передачи импульсов, характерных для электроэнергии. В этом случае, импульсы получаются замыканием цепи между общей линией 0 или линией 14 электроснабжения и входной линией 15, 16 входного-выходного соединителя 10C концентратора 9. В варианте выполнения на фиг. 1 при каждом импульсе полупроводник 8 замыкает схему переключения между линиями 14 и 15. Время между каждым началом импульса является характерным для электроэнергии, распределяемой электрическими проводниками 26, локальная схема 25 обработки принимает сигналы тока и напряжения от проводников 26 и вычисляет электроэнергию с возможностью определения продолжительности или частоты импульсов. Такой модуль также может передавать другие электрические величины, например, ток, напряжение, фазу, мощность или коэффициент мощности. Автономный контролирующий модуль 3 может иметь два измеряющих канала и передавать первые импульсы, характерные для первой электроэнергии на линии 15, и вторые импульсы, характерные для второй электроэнергии на линии 16. В этом случае, второй полупроводник соединяется между линией 14 и линией 16. Схема 11 обработки концентратора принимает импульсы и преобразует несколько импульсов за единицу времени в значение электроэнергии. Преобразованные значения подаются посредством установки параметров от диспетчера или локального компьютера.
Автономные контролирующие модули также могут быть датчиками физических величин, например, света или температуры, или датчиками положения.
Концентратор на фиг. 1 содержит средство 27 адресации с возможностью различения каждого концентратора, соединенного с таким же диспетчером. Каждый вход-выход соединителей 10A, 10B, 10C концентратора дополнительно идентифицируется для передачи в блоках данных сообщения.
Фиг. 2 представляет контролирующее устройство согласно варианту выполнения изобретения, показывающее конструкцию модулей и концентратора. Модули размещены на рельсах. Концентратор размещен проходящим параллельно относительно модулей, размещенных на рельсах. Соединители модулей и концентратора предпочтительно по существу обращены друг к другу, чтобы уменьшать длины соединительных проводов 13 и плотность проводки установок.
Фиг. 3 представляет общую схему установки, содержащую устройство 3 с модулями, содержащими концентраторы 9. В этой схеме концентраторы питаются центральным источником 18A питания, общим для нескольких концентраторов. Этот источник питания предпочтительно представляет собой 24-вольтный источник питания постоянного тока или выпрямленный источник питания. Источник питания распределяется на соединители концентраторов с возможностью питания или смещения контролирующих модулей. На этой фигуре схемы 12 сообщения каждого концентратора 9 содержат два соединителя 28 сообщения для обеспечения связанной проводки 29 схем сообщения. Эти соединители относятся, например, к RJ45 типу.
Фиг. 4 представляет установку, содержащую контролирующие устройства согласно варианту выполнения изобретения. Установка содержит электрическую панель или шкаф 30, принимающий модульные электрические устройства 31, размещенные на опорных рельсах 32. Концентраторы 9 имеют вытянутую форму и выполнены закрепляемыми между рядами опор в форме рельса для элементов модульного оборудования. Контролирующие модули 1, 2, 3 также размещены на рельсах 32 и соединены с концентраторами. Концентраторы предпочтительно поддерживаются механическими опорами 33, прикрепленными к рельсам 32. Электрическая установка также содержит диспетчер 34, соединенный по сети 29 с модулями 9 концентратора.
Концентратор 9 связывает состояния и характеристики входов/выходов электрического оборудования по линиям или сети 29 сообщения, например, ModBus SL или другого типа (TCP, LON, KNX, Ethernet, CAN...) с диспетчером 34. Концентратор также может содержать USB порт, непосредственно соединяемый с персональным компьютером и передавать информацию из модулей как по сети. Таким образом, испытание соединений соединителей может быть выполнено на персональном компьютере, присоединенном к сетевому соединению концентратора 9. Таким образом, испытание может быть выполнено даже без физического доступа к соединителям контролирующих модулей.
На этой фиг. 4 блоки модульного оборудования установлены в электрическом шкафу в несколько рядов на симметричных рельсах с контролирующими модулями. Концентратор 9 размещен над каждой линией блоков оборудования и контролирующих модулей так, чтобы быть как можно ближе и ограничивать длины проводов.
Фиг. 5 представляет вид концентратора 9 согласно варианту выполнения изобретения. Этот концентратор вытянутой формы содержит 11 входных-выходных соединителей 10, выполненных с возможностью соединять 11 контролирующих модулей посредством стандартных соединений. Он содержит соединитель 35 источника питания 24-вольтного типа, средство 27 адресации, например, колесики для присваивания различного адреса каждому из концентраторов, и соединитель 36 сообщения по сети.
Фиг. 6 представляет полный вид контролирующего устройства согласно варианту выполнения изобретения. На этой фигуре устройство содержит опоры 33 для поддержания и крепления концентратора 9. Опоры 33 выполнены прикрепляемыми к опорным рельсам 32 блоков модульного электрического оборудования. В этом случае, опоры 33 имеют форму перемычек, которые, тем самым, обеспечивают их закрепленными и также действуют в качестве желоба для кабелей. Опоры в форме перемычек могут быть прикреплены к любому типу одиночного или двойного профильного алюминиевого или стального рельса посредством вспомогательных приспособлений.
Контролирующее устройство согласно вариантам выполнения изобретения позволяет электромонтеру упростить проводку, предотвратить риск возникновения неисправности и исключить сложные траекторий проводки в желобах. Электромонтеру не нужно программировать концентратор, он просто должен присвоить адрес концентратора регулированием двух селекторных переключателей и соединить соединения 13 между концентратором и контролирующими модулями 1, 2, 3, 37. Соединение проводами может быть выполнено без схемы проводки, так как присваивание атрибутов функций может быть выполнено позже в диспетчере выбором из заданных таблиц. Схема электропроводки может дополнительно быть автоматически создана после присваивания функции.
Фиг. 6 показывает достаточно короткие соединения 13 для ограничения количества проводки. Ее соединения выполняются стандартными кабелями. Кабели также могут иметь другие длины для соединения контролирующих модулей с концентраторами, расположенными дальше или на других рядах. Например, концентратор может быть установлен горизонтально или вертикально в оболочке, например для того, чтобы быть обеспечивать возможность распределять несколько рядов, когда несколько контролирующих модулей являются небольшими по сравнению с несколькими блоками электрического оборудования. Предпочтительно, соединители кабелей формуют литьем с герметизированной оболочкой так, чтобы гарантировать стандартную установку и расстояния утечки между их соединениями и соединениями другого электрического оборудования.
Фиг. 7 представляет блок-схему способа согласно изобретению. Способ контроля электрического устройства или установки, содержащей по меньшей мере один контролирующий модуль, по меньшей мере один концентратор и диспетчер, содержит этап испытания. На этом этапе испытания, на этапе 40 запускают определение связей между контролирующими модулями и/или электрическими устройствами, связанными с контролирующими модулями, и каналами концентраторов, материализованными входными-выходными соединителями 10. На этапе 41 настраивают имена электрического устройства и контролирующих модулей.
При выполнении испытания электрического устройства и контролирующих модулей приведение в действие модулей выполняется на этапе 42. Далее, на этапе 43 выполняют составление и передачу блока данных сообщения концентратором, содержащим идентификацию адреса концентратора, контактного блока концентратора, входа или выхода контактного блока и состояния или изменения состояния входа или выхода. Далее, информация в блоке данных отображается на компьютерном мониторе. Когда компьютер подает команду приведения в действие на этапе 44, на этапе 45 проверяют, что контролирующий модуль и/или соответственное электрическое устройство имеет своевременно принятую и выполненную команду. На этапе 46 выполняет связь в диспетчере приведенного в действие входа или выхода или контактного блока, соответствующую типу устройства, предварительно записанного в таблице диспетчера. Далее, на этапе 47 сохраняют действие контролирующего модуля и атрибутов идентификации.
Согласно первому особому варианту выполнения изобретения, способ содержит этап 48, на котором подготавливают отчет об испытании, содержащий набор действий контролирующих модулей и атрибутов идентификации.
Согласно второму особому варианту выполнения изобретения, способ содержит этап 49, на котором подготавливают монтажные схемы, содержащие набор действий контролирующих модулей и атрибутов идентификации.
На этап 50 обеспечивают записанные и сохраненные детали и характеристики установки.
При выполнении установки и испытания концентраторы могут связываться с диспетчером, образующим часть установки, или с компьютером, временно соединенным с сетью, например, персональным компьютером. В последнем случае данные далее записываются в диспетчере для обеспечения работы установки.