Beschreibung

Elektrisches Feldgerät mit einer Anzeigevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Feldgerät mit einer ein- und ausschaltbaren Anzeigevorrichtung.

Elektrische Feldgeräte werden in der Automatisierungstechnik heutzutage in vielen Bereichen eingesetzt. Beispielsweise werden sie zur Prozessautotnatisierung, zur automatischen

Steuerung von chemischen oder verfahrenstechnischen Prozessen oder auch zur Steuerung und überwachung von elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt. Dabei befinden sich die elektrischen Feldgeräte zumeist in der Nähe des jeweiligen automatisierten Prozesses. Im Falle von elektrischen Feldgeräten für elektrische Energieversorgungsnetze sind die elektrischen Feldgeräte meist in Schaltschränken in unmittelbarer Nähe von elektrischen Leistungsschaltern angeordnet. Feldgeräte der oben angegebenen Art sind beispielsweise als SIPROTEC-Schutz- und Leitgeräte der Firma Siemens landläufig bekannt. Sie werden zum Steuern und überwachen elektrischer Energieversorgungsnetze eingesetzt. Elektrische Schutzgeräte führen hierbei automatisch bestimmte Reaktionen auf unterschiedliche Zustände des elektrischen Energieversorgungsnet- zes durch, um das Energieversorgungsnetz und seine Komponenten zu schützen.

Die bekannten elektrischen Feldgeräte haben eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise in Form eines Flüssigkristall-Anzei- geelementes (auch LCD = liquid cristal display genannt) , das von hinten mit einer Hintergrundbeleuchtung derart angestrahlt wird, dass ein Betrachter von der Vorderseite des Flüssigkristall-Anzeigeelementes auf dem Anzeigeelement angezeigte Informationen ablesen kann. Bei den auf diese Weise

angezeigten Informationen kann es sich beispielsweise um grafische Darstellungen der Schaltzustände der von dem elektrischen Feldgerät gesteuerten Schalter handeln oder auch um von dem elektrischen Feldgerät aufgenommene Messwerte, die den momentanen Zustand des elektrischen Energieversorgungsnetzes angeben.

Zur Bedienung weisen die elektrischen Schutzgeräte zusätzlich eine Eingabetastatur auf, über die beispielsweise Einstellun- gen an dem elektrischen Feldgerät vorgenommen, Parameter verändert oder Schalthandlungen für einen an das jeweilige elektrische Feldgerät angeschlossenen Leistungsschalter vorgenommen werden können.

üblicherweise sind die elektrischen Feldgeräte der SIPROTEC- Reihe derart eingestellt, dass die Hintergrundbeleuchtung des Anzeigeelementes im Normalzustand ausgeschaltet ist. Erst wenn eine Taste der Eingabetastatur des elektrischen Feldgerätes betätigt wird, wird automatisch die Hintergrundbeleuch- tung des Anzeigeelementes eingeschaltet, um die mit dem Anzeigeelement dargestellten Informationen sichtbar zu machen. Die Hintergrundbeleuchtung bleibt so lange eingeschaltet, wie Eingaben über die Eingabetastatur des elektrischen Feldgerä-. tes vorgenommen werden und schaltet sich bei Nichtbetätigung der Eingabetastatur nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer automatisch wieder aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Feldgerät der oben angegebenen Art vorzuschlagen, bei dem die Anzeigevorrichtung hinsichtlich ihrer Ablesbarkeit besonders komfortabel ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes elektrisches Feldgerät gelöst, das einen Anwesenheitssensor

aufweist, der zum Einschalten der Anzeigevorrichtung elektrisch mit dieser verbunden ist. Konkret bedeutet das, dass das Feldgerät einen Anwesenheitssensor aufweist, der derart eingerichtet ist, dass er die Anwesenheit einer Person in der Umgebung des Feldgerätes erkennt und bei Anwesenheit der Person an einem Ausgang ein Anwesenheitssignal abgibt, und der Anwesenheitssensor ausgangsseitig derart mit der Anzeigevorrichtung in Verbindung steht, dass die Anzeigevorrichtung bei vorliegendem Anwesenheitssignal eingeschaltet wird.

Der wesentliche Vorteil eines erfindungsgemäßen elektrischen Feldgerätes besteht darin, dass das elektrische Feldgerät über den Anwesenheitssensor erkennt, wenn eine Person sich in seiner Umgebung aufhält und nur dann die Anzeigevorrichtung des elektrischen Feldgerätes eingeschaltet wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Anzeigevorrichtung auch dann abgelesen werden kann, wenn sich eine Person in einer gewissen Entfernung vom elektrischen Feldgerät aufhält, ohne über die Eingabevorrichtung Einstellungen an dem elektrischen Feldgerät vorzunehmen.

Außerdem kann so erreicht werden, dass die Lebensdauer der Anzeigevorrichtung gegenüber einer dauerhaft eingeschalteten - also nicht ein- und ausschaltbaren - Anzeigevorrichtung verlängert wird. Ferner wird nur die absolut notwendige Wärmemenge von der Anzeigevorrichtung abgegeben, da die Anzeigevorrichtung im Normalbetrieb weiterhin ausgeschaltet ist. Dies stellt insbesondere deshalb einen Vorteil dar, weil die von einer dauerhaft eingeschalteten Anzeigevorrichtung abgegebene Wärmemenge von dem Feldgerät nach außen abgeführt werden müsste. Da elektrische Feldgeräte jedoch zumeist derart aufgebaut sind, dass sie auch unter widrigen Umweltbedingungen, d.h. beispielsweise bei Regen oder hoher Luftfeuchtig-

keit, im freien Gelände eingesetzt werden können, besitzen sie normalerweise keine aktiven Kühlvorrichtungen, wie beispielsweise Lüfter, die entsprechende Lüftungsöffnungen in dem elektrischen Feldgerät voraussetzen würden. Daher ist jede innerhalb des elektrischen Feldgerätes abgegebene Wärmemenge über passive Kühlvorrichtungen nach außen abzuführen, so dass eine ständig eingeschaltete Anzeigevorrichtung wärmetechnisch für das Feldgerät problematisch sein kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des elektrischen Feldgerätes sieht vor, dass der Anwesenheitssensor und die Anzeigevorrichtung derart zusammenwirken, dass die Anzeigevorrichtung erst dann eingeschaltet wird, wenn der Anwesenheitssensor eine vorgegebene Anwesenheits-Zeitdauer lang die Anwesenheit einer Person am elektrischen Feldgerät erkannt hat. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine lediglich kurz an dem elektrischen Feldgerät vorbeigehende Person, die der Anzeigevorrichtung keinerlei Beachtung schenken würde, nicht zum Einschalten der Anzeigevorrichtung führt, während eine Per- son, die gezielt an dem elektrischen Feldgerät stehen bleibt, ein Einschalten der Anzeigevorrichtung auslöst. Die zur Auslösung des Einschaltens vorgesehene Anwesenheits-Zeitdauer kann beispielsweise im Bereich von einer halben bis drei Sekunden vorgegeben sein.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Feldgerätes sieht außerdem vor, dass der Anwesenheitssensor und die Anzeigevorrichtung derart zusammenwirken, dass die Anzeigevorrichtung nach dem Einschalten eine vorgegebene Verharrungs-Zeitdauer lang im eingeschalteten Zustand verharrt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Anzeigevorrichtung nicht sofort erlischt, wenn die Person am elektrischen Feldgerät nicht mehr erkannt wird, sondern noch eine weitere Weile nachläuft. Dies ist beispielsweise dann

von Vorteil, wenn sich die Person in einer Entfernung befindet, in der der Anwesenheitssensor nicht mehr absolut zuverlässig die Person detektieren kann, oder sich die Person zunächst von dem elektrischen Feldgerät wieder entfernt hat, sich dann aber noch einmal umdreht, um eine bestimmte Information auf die Anzeigevorrichtung nochmals zu überprüfen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Feldgerätes sieht vor, dass der Anwesenheitssensor ein Passiv-Infrarot-Sensor ist. Solche Sensoren sind bereits vielseitig erprobt und reagieren auf die örtliche änderung von Infrarotquellen, wie beispielsweise der Körperwärme einer sich in ihrer Umgebung aufhaltenden bzw. bewegenden Person.

Vorteilhafterweise kann ferner die Anzeigevorrichtung des elektrischen Feldgerätes ein Flüssigkristall-Anzeigeelement aufweisen. LCD-Elemente oder Flüssigkristall-Anzeigeelemente zeichnen sich durch ihre flache Bauweise aus und verbrauchen vergleichsweise wenig elektrische Energie zur Darstellung der Informationen.

In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine hinter dem Flüssigkristall-Anzeigeelement angeordnete Hintergrundbeleuchtung vom Anwesenheitssensor einschalt- bar ist. Auf diese Weise werden zwar auf dem LCD-Element dauerhaft Informationen angezeigt; die Hintergrundbeleuchtung, die in diesem Fall das Bauteil darstellt, das die meiste elektrische Energie benötigt und die größte Wärmemenge freisetzt, wird aber nur zeitweise bzw. nach Bedarf eingeschal- tet.

Ein weitere vorteilhafte Ausführungsform des elektrischen Feldgerätes sieht ferner vor, dass der Anwesenheitssensor derart ausgebildet ist, dass er die Anzeigevorrichtung erst

dann einschaltet, wenn eine Person im Nahbereich des elektrischen Feldgerätes erkannt worden ist. Als Nahbereich des elektrischen Feldgerätes kann beispielsweise ein Bereich zwischen 0 bis 5 m angesehen werden. Dies kann als typischer Be- reich betrachtet werden, in dem eine Bedienperson stehen bleiben würde, um Informationen von der Anzeigevorrichtung eines elektrischen Feldgerätes abzulesen. Durch diese Ausbildung kann verhindert werden, dass für den Fall, dass mehrere elektrische Feldgeräte nah beieinander angeordnet sind, alle Anzeigevorrichtungen der elektrischen Feldgeräte eingeschaltet werden, selbst wenn die anwesende Person lediglich an einem einzigen elektrischen Feldgerät interessiert ist. Durch entsprechende Auswahl der Empfindlichkeit des Anwesenheitssensors kann erreicht werden, dass immer nur die Anzeigevor- richtung desjenigen Feldgerätes eingeschaltet ist, dem die anwesende Person am nächsten steht .

Schließlich ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Feldgerätes vorgesehen, dass der Anwesenheitssensor an der Gerätefront des elektrischen Feldgerätes angeordnet ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass- auch bei einem in einer Wand oder einen Schaltschrank eingebauten elektrischen Feldgerät der Anwesenheitssensor eine sichere Erkennung einer anwesenden Person durch- führen kann, ohne durch dazwischen liegende Bleche oder Wände gestört zu werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Frontansicht eines elektrischen Schutzgerätes,

Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung der Ansteuerung einer Anzeigevorrichtung des elektrischen Feldgerätes und

Figur 3 eine schematische Darstellung mehrerer in Schalt- schränke eingebauter elektrischer Feldgeräte von oben gesehen.

Figur 1 zeigt ein elektrisches Feldgerät 1 mit einer Eingabevorrichtung in Form einer Eingabetastatur 2 und einer Anzei- gevorrichtung 3. Bei dem elektrischen Feldgerät kann es sich beispielsweise um ein Leit- oder Schutzgerät handeln, wie es bei der Steuerung und überwachung von elektrischen Energieversorgungsnetzen eingesetzt wird. Auf der Anzeigevorrichtung 3 des elektrischen Schutzgerätes 1 ist lediglich beispielhaft ein Abzweig eines elektrischen Energieversorgungsnetzes mit einem Schaltersymbol 4 angezeigt, dass die Stellung eines mit dem elektrischen Feldgerät 1 verbundenen Leistungsschalters symbolisiert. In dem Fall gemäß Figur 1 ist dieser mit dem elektrischen Feldgerät 1 verbundene Leistungsschalter in sei- ner geöffneten Stellung. Anstelle des Abzweigs und des Schaltersymbols können mit der Anzeigevorrichtung 3 auch beliebige andere Symbole und Grafiken, Einstellungs- und Statuswerte des elektrischen Feldgerätes sowie Messwerte, die von dem elektrischen Feldgerät aufgenommen worden sind, angezeigt werden. Solche Messwerte könnten z.B. Strom- und Spannungsmesswerte einer elektrischen Energieversorgungsleitung sein.

Bei der Anzeigevorrichtung 3 des elektrischen Feldgerätes kann es sich beispielsweise um ein Flüssigkristall-Anzeige- element handeln, wie sie gängigerweise in vielen elektrischen Geräten Anwendung finden. Dabei kann das Flüssigkristall-Anzeigeelement zur einfarbigen oder mehrfarbigen Darstellung von Informationen eingerichtet sein. Neben der Verwendung von Flüssigkristall-Anzeigelementen sind jedoch auch andere An-

Zeigeelemente, wie entsprechend kleine Plasma- oder Röhrenbildschirme, denkbar.

Das elektrische Feldgerät weist außerdem einen Anwesenheits- sensor 5 auf, der sich ebenfalls in der Frontplatte des elektrischen Feldgerätes 1 befindet. über den Anwesenheitssensor 5 kann die Anwesenheit einer Person in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes 1 erkannt werden und je nach erkannter Anwesenheit einer Person die Anzeigevorrichtung 3 ein- oder ausgeschaltet werden. Als Anwesenheitssensoren können beispielsweise Passiv-Infrarot-Sensoren, die eine Bewegung von Wärmequellen detektieren, aber auch jegliche andere Arten von Wärmeerkennungs- oder Bewegungsmeldern eingesetzt werden .

Anhand von Figur 2 soll die Funktionsweise des elektrischen Feldgerätes 1 näher erläutert werden. Figur 2 zeigt hierzu ein schematisches Blockschaltbild, mit dem die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 3 erläutert werden soll. Erkennt der Anwesenheitssensor 5 die Anwesenheit einer Person in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes, so gibt er an seinem Ausgang 6 ein Anwesenheitssignal A ab. Dieses Anwesenheitssignal A wird einer Ansteuerungseinrichtung 7 für die Anzeigevorrichtung 3 übermittelt. In dem Beispiel gemäß Figur 2 besteht die Anzeigevorrichtung 3 aus einem LCD- oder Flüssigkristall-Anzeigeelement 8, dessen Anzeigebereich von einer Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 9 angestrahlt werden kann. Bei vorliegendem Anwesenheitssignal A wird über die Ansteuerungseinrichtung 7 die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 9 der Anzeigevorrichtung 3 eingeschaltet, so dass die von dem

Flüssigkristall-Anzeigeelement 8 dargestellten Informationen für einen Betrachter sichtbar werden. Hierbei kann die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 9 entweder sofort bei Erkennen einer Person in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes

eingeschaltet werden oder mit einer gewissen Zeitverzögerung, wenn feststeht, dass sich die Person über eine vorgegebene Anwesenheits-Zeitdauer, wie beispielsweise 1 Sekunde, in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes aufhält. Hierzu kann entweder der Anwesenheitssensor derart ausgestaltet sein, dass er das Anwesenheitssignal A erst dann abgibt, wenn die Person in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes während dieser vorgegebenen Anwesenheits-Zeitdauer erkannt worden ist, oder der Anwesenheitssensor 5 gibt sofort bei Erkennen einer Person in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes 1 ein Anwesenheitssignal A ab und die Ansteuerungseinrichtung 7 der Anzeigevorrichtung 3 steuert die Anzeigevorrichtung 3 erst nach Ablauf der vorgegebenen Anwesenheits-Zeitdauer an, sofern das Anwesenheitssignal A dann immer noch vorliegt.

Entfernt sich die Person aus der Umgebung des elektrischen Feldgerätes 1, so gibt der Anwesenheitssensor 5 kein Anwesenheitssignal A mehr an die Ansteuerungseinrichtung 7 ab. In diesem Fall kann entweder die Anzeigevorrichtung 3 sofort ausgeschaltet werden, indem beispielsweise die Hintergrundbeleuchtungseinheit 9 ausgeschaltet wird, oder die Anzeigevorrichtung 3 kann noch für eine vorbestimmte Verharrungs-Zeitdauer eingeschaltet bleiben, um beispielsweise der Person, die sich in der Umgebung des elektrischen Feldgerätes befand, auch aus einer größeren Entfernung die Möglichkeit zu geben, eine Information auf der Anzeigevorrichtung 3 nochmals zu überprüfen.

Figur 3 zeigt eine Ansicht von oben, in der mehrere elektri- sehe Feldgeräte 10a bis 10h in nur schematisch angedeuteten Schaltschränken 11 und 12 angeordnet sind. Eine Bedienperson 13 befindet sich in der Nähe der elektrischen Feldgeräte 10d und 10e, um beispielsweise Messwerte, die von deren Anzeigevorrichtungen 3 angezeigt werden, zu überprüfen. Die Anwesen-

heitssensoren 5 der elektrischen Feldgeräte 10a bis 10h sind bezüglich ihrer Empfindlichkeit derart eingestellt, dass lediglich die Anzeigevorrichtungen der elektrischen Feldgeräte 10d und 10e, in deren unmittelbarem Nahbereich sich die Be- dienperson 13 befindet, eingeschaltet werden. Die übrigen Anzeigevorrichtungen 3 der elektrischen Feldgeräte 10a bis 10c und 10f bis 10h bleiben ausgeschaltet, da sich die Bedienperson 13 nicht in ihrem Nahbereich befindet. Der Nahbereich kann dabei je nach Anordnung der elektrischen Feldgeräte zwi- sehen Null und wenigen Metern, beispielsweise 5 m, festgelegt werden. In dem in Figur 3 dargestellten Beispiel könnte beispielsweise ein Nahbereich zur Erkennung der Anwesenheit einer Person 13 in der Umgebung der elektrischen Feldgeräte 10a bis 10h auf einen Meter festgelegt sein, da die elektri- sehen Feldgeräte vergleichsweise nah beieinander angeordnet sind. So wird erreicht, dass tatsächlich nur die Anzeigevorrichtungen 3 derjenigen Feldgeräte, denen sich die Bedienperson 13 auf einen Meter oder weniger genähert hat, eingeschaltet werden. Die übrigen Anzeigevorrichtungen bleiben ausge- schaltet, so dass in den Feldgeräten, die nicht von der Bedienperson 13 betrachtet werden, keine zusätzliche Wärme durch eingeschaltete Anzeigevorrichtungen erzeugt wird. Dies trägt sehr vorteilhaft zum Wärmehaushalt der elektrischen Feldgeräte bei und verhindert beispielsweise eine überhitzung der empfindlichen elektrischen und elektronischen Komponenten im Inneren der elektrischen Feldgeräte.

Um ein ungewolltes Einschalten der Anzeigevorrichtungen der elektrischen Feldgeräte 10a bis 10h für denjenigen Fall zu verhindern, dass die Bedienperson nur rasch an den elektrischen Feldgeräten vorbeigeht, ohne jedoch den Anzeigevorrichtungen nähere Betrachtung zu schenken, können die Anwesenheitssensoren mit den Anzeigevorrichtungen der jeweiligen elektrischen Feldgeräte derart zusammenwirken, dass nur dann

eine Anzeigevorrichtung eines elektrischen Feldgerätes eingeschaltet wird, wenn sich die Bedienperson während einer vorgegebenen Anwesenheits-Zeitdauer beispielsweise 1 Sekunde im Nahbereich der elektrischen Feldgeräte aufhält.