LÜBBEN, Bernd (Schwohenend 50, Korschenbroich, 41352, DE)
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Gebäudeleittechnik- oder Gefahrenmeldeanlage mit einer zweiadrigen Ringbusleitung zur Spannungsversorgung und zur Kommunikation mit Busteilnehmern, die je eine Bus- teilnehmerschaltung umfassen, welche an die Adern der Ringbusleitung jeweils über eine Verpolschutzbrücke angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbusleitung durch jeden Busteilnehmer über die Ver- polschutzbrücke (BRl) und eine weitere Verpolschutz- brücke (BR2) verläuft, dass die Busteilnehmerschaltung zwischen den parallelgeschalteten Gleichspannungsanschlüssen der beiden Brücken liegt, und dass die Zweige beider Brücken aus zunächst im Sperrzustand befindlichen FETs (Tl bis T8) bestehen, über deren in Stromflussrichtung gepolte, parasitäre Dioden die Bus- teinehmerschaltung zunächst ihre VersorgungsSpannung erhält, die Spannungen und deren Vorzeichen auf den vier angeschlossenen Busadern misst und dann, wenn an genau einer der Verpolschutzbrücken eine Versorgungs- Spannung anliegt, diejenigen beiden FETs, deren parasitäre Dioden stromdurchflossen sind und zwei in der anderen Brücke sich diagonal gegenüberliegende FETs durchlässig schaltet.
2. Gebäudeleittechnik- oder Gefahrenmeldeanlage mit einer zweiadrigen Ringbusleitung zur Spannungsversorgung und zur Kommunikation mit Busteilnehmern, die je eine Busteilnehmerschaltung umfassen, welche an die Adern der Ringbusleitung jeweils über eine Verpolschutzbrücke angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbusleitung durch jeden Busteilnehmer über die Ver- polschutzbrücke (BRl) und eine weitere Verpolschutz- brücke (BR2) verläuft, dass die Busteilnehmerschaltung zwischen den parallelgeschalteten Gleichspannungs- anschlüssen der beiden Brücken liegt, und dass die Zweige beider Brücken aus zunächst im Sperrzustand be- findlichen FETs (Tl bis T8) bestehen, über deren in Stromflussrichtung gepolte, parasitäre Dioden die Bus- teinehmerschaltung zunächst ihre Versorgungs- spannungerhält , die Spannungen und deren Vorzeichen auf den vier angeschlossenen Busadern misst und wenn an beiden Brücken (BRl, BR2) eine Versorgungsspannung anliegt alle FETs (Tl bis T8) im Sperrzustand hält.
3. Gebäudeleittechnik- oder Gefahrenmeldeanlage mit einer zweiadrigen Ringbusleitung zur Spannungsversorgung und zur Kommunikation mit Busteilnehmern, die je eine Busteilnehmerschaltung umfassen, welche an die Adern der Ringbusleitung jeweils über eine Verpolschutzbrücke angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbusleitung durch jeden Busteilnehmer über die Ver- polschutzbrücke (BRl) und eine weitere Verpolschutz- brücke (BR2) verläuft, dass die Busteilnehmerschaltung zwischen den parallelgeschalteten Gleichspannungs- anschlüssen der beiden Brücken liegt, und dass die Zweige beider Brücken aus zunächst im Sperrzustand be- findlichen FETs (Tl bis T8) bestehen, über deren in Stromflussrichtung gepolte, parasitäre Dioden die Bus- teinehmerschaltung zunächst ihre VersorgungsSpannung erhält, die Spannungen und deren Vorzeichen auf den vier angeschlossenen Busadern misst und wenn an beiden Brücken (BRl, BR2) eine Versorgungsspannung anliegt, die Ringbusleitungen durch Ansteuern der entsprechenden FETs polrichtig schließt.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Busteilnehmerschaltung einen Energiespeicher umfasst .
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Busteilnehmerschaltung einen Datenspeicher umfasst, einen Wegfall der Versorgungs- Spannung als Fehler speichert und diesen Fehler der Zentrale meldet, sobald der Busteilnehmer wieder mit der Zentrale verbunden ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Busteilnehmer Melder sind. |
Gebäudeleittechnik- oder Gefahreπmeldeanlage
Die Erfindung betrifft eine Gebäudeleittechnik- oder Gefah- renmeldeanlage mit einer zweiadrigen Ringbusleitung zur Spannungsversorgung und zur Kommunikation mit Busteilnehmern, die je eine Busteilnehmerschaltung umfassen, welche an die Adern der Ringbusleitung jeweils über eine Ver- polschutzbrücke angeschlossen ist.
Es sind Gebäudeleittechnik- und Gefahrenmeldeanlagen mit zweiadrigem Ringbus bekannt, an den die Busteilnehmer, z.B. Gefahrenmelder, parallel angeschlossen sind. Bei einer Unterbrechung des Ringbusses verbleiben zwei Stichleitungen, die unabhängig voneinander betrieben werden können. Im Kurzschlussfall kann das betroffene Segment über separate
Trenner, die von der Zentrale der Gebäudeleittechnik- oder Gefahrenmeldeanlage gesteuert werden, herausgetrennt werden, so dass z.B. verkürzte aber funktionsfähige Stichleitungen weiter zur Verfügung stehen.
Im Folgenden umfasst der Begriff "Meldeanlage" sowohl Gebäudeleittechnik- als auch Gefahrenmeldeanlagen.
Im Zug der Montage einer solchen Meldeanlage müssen die Busteilnehmer an den Ringbus angeschlossen und die Trenner in den Ringbus eingeschleift werden. Es sind Busteilnehmer bekannt, die über einen Verpolschutz verfügen und daher schnell anzuschließen sind. Die Trenner dagegen müssen mit korrekter Polung angeschlossen werden.
Farbkodierte Leitungen vereinfachen die Montage der Trenner nur bedingt, da es keine weltweit einheitliche Norm für die Farbkodierung gibt. Daher ist häufig, insbesondere bei der Erweiterung bestehender Anlagen, ein zeitaufwändiges Aus- messen der einzelnen Adern unerlässlich.
Es sind weiterhin Meldeanlagen bekannt, bei denen Trenner, meist in Form von Relais oder FETs, in die Busteilnehmer integriert sind. Solche Busteilnehmer werden in Reihe in den Ringbus geschaltet, wobei auf korrekte Polung geachtet werden muss. Durch die Integration wird der Montageaufwand zwar reduziert, aber die einzelnen Adern müssen weiterhin zeitaufwendig ausgemessen werden. Solche Meldeanlagen sind aus DE 36 14 692 Al, DE 43 22 841 Al, CH 651 688 A5 und EP 468 097 A2 bekannt.
Eine Busteilnehmerschaltung die für eine Meldeanlage der einleitend genannten Gattung verwendbar ist, ist aus der DE 198 50 869 Al bekannt. Diese Busteilnehmerschaltung hat zwei Trenner, mittels derer je zwei Adern der Ringbusleitung verbindbar sind. Daher muss der Busteilnehmer bei beidseitiger Speisung trotz der Verpolschutzbrücken mit gleichnamiger Polung an den Bus angeschlossen werden, so dass auch in diesem Fall die einzelnen Adern ausgemessen werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage von Gebäudeleittechnik- und Gefahrenmeldeanlagen zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder Busteilnehmer zwei Verpolschutzbrücken umfasst, mittels derer er in den Ringbus eingeschleift wird. Die Verpol- schutzbrücken bestehen aus zunächst im Sperrzustand befind- liehen FETs. Die Gleichspannungsanschlüsse der beiden
Brücken sind parallel geschaltet und zwischen den Gleich-
Spannungsanschlüssen ist eine Busteilnehmerschaltung. Die Busteilnehmerschaltung misst die Spannungsverhältnisse und deren Polung an den WechselSpannungseingängen der Brücken und gewährleistet durch Ansteuern der FETs die Funktion des Busteilnehmers und des Ringbusses. Durch einen symmetrischen Aufbau sind die Busteilnehmer sehr schnell zu montieren. Ein- und Ausgang werden erst im Betrieb festgelegt und es ist somit unerheblich, welche Leitung an welches Klemmenpaar angeschlossen wird. Weiter sind keine zusätz- liehen Bauteile zur Realisierung einer Trennfunktion notwendig, da durch Schalten der FETs der ausgangsseitigen Brücke in den Sperrzustand das dahinter befindliche Bussegment abgetrennt werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass im laufenden Betrieb die Speisung des Busteil- nehmers über seinen vormaligen Ausgang erfolgen kann. Dies kann z.B. notwendig sein, wenn der Ringbus in zwei Stichleitungen aufgetrennt wird.
Gemäß Patentanspruch 1 erhält die Busteilnehmerschaltung ihre VersorgungsSpannung zunächst über parasitäre Dioden zweier sich in einer Brücke diagonal gegenüberliegender FETs. Anschließend misst die Busteilnehmerschaltung die Spannungsverhältnisse an den Wechselspannungseingängen der Brücken. Wenn an genau einer Brücke eine Spannung anliegt, werden die FETs, deren parasitäre Dioden stromdurchflossen sind und zwei in der anderen Brücke sich diagonal gegenüberliegende FETs durchlässig geschaltet. Dadurch wird die VersorgungsSpannung an den nächsten Busteilnehmer weitergeschaltet, oder der Ringbus geschlossen, wenn der Ausgang des Busteilnehmers mit der Zentrale der Meldeanlage verbunden ist .
In der Ausführung gemäß Patentanspruch 2 hält die Busteilnehmerschaltung alle FETs im Sperrzustand, wenn sie eine Speisespannung an den WechselSpannungseingängen beider
Brücken feststellt. Dadurch wird ein Potentialausgleich zwischen den beiden Speisespannungen verhindert.
In Deutschland ist vorgeschrieben, dass ein Ringbus einer Gebäudeleittechnik- oder Gefahrenmeldeanlage im Normalbe- trieb nur von einer Seite gespeist wird. In anderen Ländern, z.B. Großbritannien, erfolgt die Speisung eines Ringbusses z.B. einer Brandmeldeanlage grundsätzlich von beiden Seiten, um Spannungsverluste möglichst gering zu halten. Dieser Fall wird in Anspruch 3 berücksichtigt. Hier wird die beidseitige Speisung als "korrekt" erkannt und die entsprechenden FETs werden geschlossen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 4 verfügt der Busteilnehmer über eine autarke Stromversorgung oder einen Energiespeicher z.B. in Form eines Goldcapkondensators . Dies ermöglicht einen schnellen Wiederaufbau des Ringbusses nach einem Kurzschluss.
In der Ausführung gemäß Patentanspruch 5 verfügt die Bus- teilnehmerschaltung über einen Speicher. In dem Speicher kann die Busteilnehmerschaltung z.B. Betriebszustände, Feh- ler im Bus oder Anweisungen der Zentrale speichern.
In der weiteren vorteilhaften Ausführungsform nach Patentanspruch 6 sind einige der Busteilnehmer Melder. Dies ermöglicht Umgebungs- und Funktionszustände zu überwachen und an eine Zentrale zu melden. Solche Melder können z.B. Ge- fahrenmelder, insbesondere Brandmelder sein. Die zu überwachenden Funktionszustände können z.B. diejenigen von Türen, Schlössern, Fenstern oder Rauchabzügen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung erläutert . Es zeigt :
Figur 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm.
Figur 1 zeigt einen Busteilnehmer, der über eine zweiadrige Busleitung zur Gleichspannungsversorgung und zur Kommunikation mit einer Zentrale in eine Meldeanlage eingebunden ist. Der Busteilnehmer hat zwei Klemmenpaare Al, A2 und Bl, B2 mittels derer er in Reihe in das Bussystem geschaltet wird. Die Klemmenpaare (Anschlüsse) A und B sind mit den WechselSpannungseingängen je eines Brückengleichrichters BRl und BR2 verbunden. Die Gleichspannungsausgänge der beiden Brückengleichrichter BRl und BR2 sind parallel verbunden. Parallel zu diesen Ausgängen der beiden Brückengleichrichter BRl und BR2 liegt auch die Busteilnehmerschaltung. Die Brückengleichrichter bestehen aus je vier FETs (BRl aus Tl, T2 , T3 und T4 ; BR2 aus T5, T6 , T7 und T8) . Zur Verdeutlichung der Funktionsweise sind die parasitären Diodenstrecken der FETs (Tl bis T8) als Dioden Dl bis D8 zusätzlich eingezeichnet. Die Klemmen Al, A2 , Bl und B2 sind über Dioden D9, DlO, Dil, D12 und Widerstände Rl, R2 , R3 , R4 jeweils mit Masse verbunden. Die Busteilnehmer- Schaltung ermittelt jeweils über die Anschlüsse M_A1, M_A2 ,
M_B1 und M_B2 den Spannungsabfall an den Widerständen Rl, R2, R3 und R4. In Abhängigkeit von den Meßergebnissen werden die FETs (Tl bis T8) angesteuert. Erfolgt z.B. die Speisung nur über das Klemmenpaar Al, A2 werden zunächst nähmlich diejenigen FETs, deren parasitäre Diodenstrecken stromdurchflossen sind d.h. entweder Tl und T3 oder T2 und T4, durchlässig geschaltet. Anschließend wird der Bus durch passendes Ansteuern (vgl. Figur 3) der FETs T5 bis T8 zu dem Anschluss B weitergereicht .
In Figur 2 ist schematisch eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Spannungsverhältnisse und die Vorzeichen an den Klemmenpaaren Al, A2 und Bl, B2 statt wie in Fig. 1 über die Widerstände Rl bis R4 mittels vier Optokopplern Ol, 02, 03, 04 bestimmt wird. Jeder Anschluss A, B ist mit zwei an- tiparallel geschalteten LEDs (A mit LEDl und LED2 , B mit
LED3 und LED4) verbunden. Die LEDs (LEDl bis LED4) sind Bestandteile je eines Optokopplers Ol, 02, 03 und 04. Von den Ausgängen der Optokoppler Ol bis 04 ist jeweils einer mit Masse und der andere über einen Widerstand (Ol über R5, 02 über R6 , 03 über R7 und 04 über R8) mit den positiven Gleichspannungsausgängen der Brückengleichrichter BRl und BR2 verbunden. über die Anschlüsse M_A1 , M_A2 , M_A3 und M_A4 misst die Busteilnehmerschaltung jeweils den Spannungsabfall über den Widerständen R5 , R6 , R7 und R8. Beim Anlegen einer Gleichspannung an einem Anschluss (A oder B) liefert genau ein Optokoppler ein Signal "0". Aus der Information, welcher Optokoppler das Signal liefert, wird der Eingang (A oder B) und seine Polung bestimmt. Wird der Ringbus von beiden Seiten mit Gleichspannung gespeist, so liefern genau zwei Optokoppler, die verschiedenen Anschlüssen A, B zugeordnet sind, ein Signal "0". Die Busteilnehmerschaltung wertet die Signale der Optokoppler aus und steuert dann in Abhängigkeit der Signale die FETs Tl bis T8 analog wie im Fall der Fig. 1 an.
Die Ansteuerung der FETs Tl bis T8 in Abhängigkeit von den
Signalen an den Anschlüsssen M_A1 , M_A2 , M_A3 und M_A4 sind in einem Ablaufdiagramm in Fig. 3 dargestellt. Das Diagramm beginnt damit, dass der Busteilnehmer Spannung erhält, und alle FETs Tl bis T8 im sperrenden Zustand sind. Dann wird die Spannung an den Klemmen Al, A2 , Bl und B2 gemessen. Erfolgt die Speisung des Busteilnehmers über genau ein Klemmenpaar, so werden die entsprechenden FETs durch Anlegen einer passenden Gatespannung durchlässig. Außerdem wird der Bus durch Ansteuern des Gates zweier FETs der Brücke, welche nicht mit dem Eingangsklemmpaar verbunden ist, weitergeschaltet. Erfolgt beispielsweise die Speisung über die Klemmen Al und A2 , wobei die Spannung an Al positiv im Vergleich zu A2 ist, so wird über S_T1 und S_T3 eine Gatespannung an die FETs Tl und T3 angelegt um den Spannungsabfall an den Diodenstrecken zu reduzieren. Nachdem sichergestellt ist, dass am Klemmpaar Bl, B2 keine
Spannung anliegt, werden über S_T8 und S_T6 die FETs, T8 und T6 angesteuert, um den Bus zu dem Klemmpaar Bl, B2 , welches nun das Ausgangsklemmpaar ist, durchzuschalten.
Erfolgt die Speisung von beiden Seiten, d.h. es liegt auch am Klemmenpaar Bl, B2 eine Spannung an, wird dies festgestellt, gespeichert und kann der Zentrale gemeldet werden.
In einer anderen Programmierung der Busteilnehmerschaltung, z.B. zur Verwendung in einer Anlage mit obligatorischer Speisung des Ringbuses von beiden an die Zentrale ange- schlossenen "Enden", schaltet die Busteilnehmerschaltung die entsprechenden FETs beider Brücken BRl und BR2 durch.
Bricht die Spannungsversorgung zusammen und verfügt die Busteilnehmerschaltung über einen Energiespeicher, z. B. in Form eines Goldcapkondensators, so kann die Busteilnehmer- Schaltung dies als Fehler feststellen, speichern und nach dem Wiederaufbau des Ringbuses der Zentrale melden. In der Zentrale kann daraufhin eine programmierte Reaktion ausgeführt werden. Diese kann beispielsweise eine Störungsmeldung, ggf. mit Ansteuerung eines Telephonwahlgerätes, oder ein Eintrag in einen Ereignisspeicher sein.
Next Patent: ARRANGEMENT OF SHEET-PILE WALL COMPONENTS