WEHRMANN, Sven (Brahmsweg 17, Hilden, 40724, DE)
HENKE, Ralf (Vochemer Str. 30, Brühl, 50321, DE)
WEHRMANN, Sven (Brahmsweg 17, Hilden, 40724, DE)
Patentansprüche
1. Steuer- und Schaltschrank für eine Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionsbezogene Verdrahtung baulich in einem uniformen Steuergerät (1 ) zusammengefasst wird, welches in einen Ausschnitt der Schaltfeldtür (2) eingebaut ist, und nach aussen das Bedienpanel (3) und nach innen eine Serie von Schnittstellen (4) aufweist.
2. Steuer- und Schaltschrank nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Schnittstelle (4) des Steuergerätes (1 ) mit einer eigenen Elektronikplatine verbunden ist, wobei die länglichen Schnittstellenstecker bzw Schnittstellensteckkupplungen senkrecht zur Schaltfeldtür in das
Schaltschrankinnere verlaufen, und die jeweiligen, den Schnittstellen zugeordneten Elektronikkarten vertikal in das Schaltgerät eingeschoben sind.
3. Steuer- und Schaltschrank nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Frontpanel eine Basisplatine eingebaut ist, die die Kontaktaufnahmen der Schalter einerseits und der internen Verdrahtung zu den schnittstellenbezogenen Elektronikkarten andererseits aufnimmt.
4. Steuer- und Schaltschrank nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Basisplatine mehrere öffnungen in einem regelmäßigen und festgelegten Rastermaß angeordnet sind.
5. Steuer- und Schaltschrank nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Frontpanel an der Aussen- d.h. Bedienseite als funktionsprogrammierbares Touchscreenpanel ausgestaltet ist. In |
Steuer- und Schaltschrank
Die Erfindung betrifft einen Steuer- und Schaltschrank für eine Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 .
Innerhalb eines solchen Steuer- und Schaltschrankes sind kleine Schaltgeräte, Schaltschütze, Thyristoren etc, die wiederum die Schaltgeräte und -antriebe von Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen ansteuern. Einen solchen Steuer- und Schaltschrank nennt man in der Mittelspannungsschaltanlagentechnik auch Schaltfeld. D.h. jedem Schaltfeld wird wenn möglich ein solcher Steuer- und Schaltschrank zugewiesen. An den Bedienelementen eines solchen Schaltschrankes sind neben Tast- oder Verriegelungsschaltern auch Rückmeldeanzeigen, d.h. ggfs auch Alarmzustandsmelder platziert.
Bisher müssen bei Ausführung einer konventionellen Steuerung alle benötigten
Komponenten einzeln in die Schaltfeldtür eingebaut und verdrahtet werden. Bei einer sogenannten Doppel-Sammelschienenanlage sind dies bis zu 18 Schaltgeräte. Die Ausführung erfolgte gemäß VDE 0670 Teill 600-1000 sowie diversen anderen Normen wie z. B. VDE 0100. Die daraus resultierenden Nachteile dieser bisherigen Verfahrensweise sind hoher Konstruktions-, Montage-, Verdrahtungs- und
Dokumentationsaufwand. Weiterhin ist die Gefahr von möglichen Fehlern bei der Verdrahtung gegeben, da diese nicht uniform gefertigt wird.
Die Ansteuerung und Parametrierung der Alarmmeldungen ist bei dieser bekannten Verfahrensweise unflexibel. änderungen können nur durch Austausch bestehender Hardware realisiert werden. Eine überwachungs-, sowie Watchdogfunktion existiert bei der bekannten Bauform nicht. Die sich daraus ergebende Variantenvielfalt aufgrund individueller Lösungen ist nahezu unendlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steuer- und Schaltschrank der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass die genannten Nachteile vermieden, und ansonsten mit einem minimalen Aufwand und einer gegebenen Anzahl vorfertigbarer Verdrahtungselemente, eine maximale Vielfalt von individuellen Funktionslösungen erzielt werden kann.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Steuer- und Schaltschrank der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Mit der Erfindung können im Ergebnis gemäß dem eingangs genannten Beispiel alle 18 Schaltgeräte in einem Gehäuse verwirklicht werden, und dies bei minimalem Montageaufwand bei einer Serienfertigung.
Der Kern der Erfindung besteht dabei darin, dass die funktionsbezogene Verdrahtung baulich in einem uniformen Steuergerät zusammengefasst wird, welches in einen Ausschnitt der Schaltfeldtür eingebaut ist, und nach aussen das Bedienpanel und nach innen eine Serie von Schnittstellen aufweist.
Dieses Steuergerät macht die übliche Verdrahtung in der Schaltfeldtür obsolet. Die Schnittstellen werden mit elektrischen Steckverbindungen zu den einzelnen Schaltgeräten im Schaltfeld direkt verbunden.
Das Steuergerät lässt sich daher uniform fertigen, was bei einer Serienproduktion ein enormer Vorteil ist. Der Vorteil liegt dabei nicht nur in der Fertigungsoptimierung allein,
sondern auch in der damit erzielbaren hohen konstanten und daher reproduzierbaren Qualität.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist jede Schnittstelle des Steuergerätes mit einer eigenen Elektronikplatine verbunden, wobei die länglichen Schnittstellenstecker bzw
Schnittstellensteckkupplungen senkrecht zur Schaltfeldtür in das Schaltschrankinnere verlaufen, und die jeweiligen, den Schnittstellen zugeordneten Elektronikkarten vertikal in das Schaltgerät eingeschoben sind.
Dies führt zu einer sehr kompakten Bauweise einer maximalen Anzahl von funktionsbezogenen Schnittstellen, wobei die vertikale Anreihung der Elektronikkarten eine optimalen Kühlumströmung derselben erzielt.
D.h. bei der Montage kann der Steuer- und Schaltschrank zunächst uniform hergestellt werden. Sodann reduziert sich aber die ansonsten aufwändige Innenverkabelung deutlich. Die Funktionsapplikation kann der Monteur dann lediglich mit dem noch nicht eingebauten erfindungsgemäßen Steuergerät an einem Montagetisch vornehmen.
Hernach wird das erfindungsgemäße Steuergerät nur noch in den Schaltschrank eingesetzt und die Flachkabel an die Steckleisten der Schnittstellen angeschlossen. Die letzten noch notwendigen Kabel können als vorgefertigte Kabelbäume verwendet werden. Die jeweilige Kundenspezifische Funktion wird durch die Umlegung von Dip-
Schalter auf den Elektronikkarten vorgenommen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass parallel zum Frontpanel eine Basisplatine eingebaut ist, die die Kontaktaufnahmen der Schalter einerseits und der internen Verdrahtung zu den schnittstellenbezogenen Elektronikkarten andererseits aufnimmt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass in der Basisplatine mehrere öffnungen in einem regelmäßigen und festgelegten Rastermaß angeordnet sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Frontpanel an der Aussen- d.h. Bedienseite als funktionsprogrammierbares Touchscreenpanel ausgestaltet ist. In
dieser Ausgestaltungsform werden zumindest Teilweise die üblichen Tastschalter durch programmierbare und auf den den Touchscreen frei platzierbare Tastflächen ersetzt. Dies hat den Vorteil, dass zunächst bei uniformer Ausgestaltung des Schalt- und Steuerschrankes im Nachhinein durch Programmierung die letztlichen Schaltfunktionen und Ausgestaltungen des Schaltfeldes in Bezug auf die
Schaltelemente frei programmierbar und an die jeweiligen Kundenapplikation anpassbar ist.
Es ist somit nur noch 1 Türausschnitt notwendig. Zur Realisierung aller Einzellösungen werden aufgrund der intelligenten Modularität nur noch 6 Varianten benötigt. Die
Verdrahtung erfolgt wie bereits erwähnt über einen standardisierten Kabelbaum. Alle Anschlüsse werden über Steckverbindungen realisiert. Der Platzbedarf in der Tür reduziert sich auf ca. ein drittel gegenüber der heutigen Lösung. Die Alarmmeldungen sind individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall frei konfigurierbar. Bei Ausfall des Gerätes wird eine Systemmeldung generiert und für eine externe Visualisierung bereitgestellt. Parametrierte Test -Algorithmen erlauben jederzeit einen Check der Anzeigeelemente.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Figur 1 zeigt nur schematisch die zusammengefasste Steuerung für den Schaltschrank.
Bei bekannten Enrichtungen werden allen herangeführten Kabel und Kabelbäume hinter der Schaltschrank- oder Schaltfeldtür in Kabelstränge verteilt, weil die einzelnen Schaltgeräte, Schaltschütze auf der Fläche der Tür verteilt angeordnet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät werden diese einzelnen Schaltelemente alle in ein Schaltgerät zusammengefasst. Dieses weist dann aussen die Schnittstellen 4 zum Anschließen der Kabelstränge auf. Alle einzelnen Steuergeräte, Schaltschütze Relais etc befinden sich innerhalb dieses Steuergrätes. Die Verkabelungen auf der Innenseite der Schaltschrank- oder Schaltfeldtür entfallen ganz.
Das Steuergerät 1 ist in eine hier nicht weiter dargestellte Schaltfeldtür eingebaut. Diese enthält einen Ausschnitt durch den das Bedienpanel sichtbar und bedienbar angeordnet ist.