Beschrei bung

Die Erfindung betrifft einen Schaltverteiler mit einer

Mehrzahl von Schaltschützen, die über Steuerleitungen zum Ein- und Ausschalten mit dem Schaltverteiler ver¬ bindbarer elektrischer Verbraucher ansteuerbar sind.

Schaltverteiler dieser Art, die bisweilen auch Schalt¬ schränke genannt werden, sind in den vielfältigsten industriellen Bereichen aber auch in gewerblich und privat genutzten Gebäuden sowie in den vielfältigsten Transportmitteln wie Schiffen, Lastkraftfahrzeugen und dergleichen zur Steuerung der verschiedensten damit verbundenen elektrischen Verbraucher im Einsatz. Diese Schaltverteiler wurden bisher mit einem sehr hohen

Aufwand an Material und Zeit gefertigt. Dieses liegt im wesentlichen darin begründet, daß für jedes eingebaute Schütz, für jede Meldelampe und für jedes Element, das im Schaltverteiler anzuordnen ist, wenigstens zwei kabeiförmige Verbindung zur Ansteuerung des Schütze und nochmals wenigstens vier kabeiförmige Verbindungen für Betriebs- und Störmeldungen vorgesehen werden müssen, d.h. im Schaltverteiler angeordnet werden müssen. Dieses hat wiederum zur Folge, daß die dafür benötigten Kabel¬ kanäle einen beträchtlichen Teil des im Schaltverteiler zur Verfügung stehenden Platzes einnehmen. Besonders nachteilig aber ist der für den Bau derartiger Schalt¬ verteiler notwendige zeitliche Aufwand für die durchzu¬ führenden Montage- und Verdrahtungsarbeiten, wobei diese Arbeiten von hochqualifizierten Personen durchgeführt werden müssen, da diese nach zuvor gefertigten Strom¬ laufplänen die Montage und die Verdrahtung des Schalt¬ verteilers vornehmen müssen.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Schalt¬ verteiler besteht darin, daß eine Reparatur eines derartigen Schaltverteilers im Einsatz vom jeweiligen Betreiber in der Werkhalle, im Gebäude, im Fahrzeug oder dergleichen nicht durchgeführt werden kann, was glei¬ chermaßen für Austausch- und Wartungszwecke gilt, sondern nur durch wiederum für diese Zwecke qualifi¬ zierte Personen. Dieses hat bisher bei einer Störung oder einem Ausfall der Schaltverteiler zu erheblichen Betriebsausfällen geführt, mit erheblichen Folgen aufgrund der in der Regel damit ein hergehenden Produk¬ tionsausfälle oder dergleichen.

Weiterhin ist es schließlich nachteilig, daß aufgrund von Modernisierungen oder dem Einbau zusätzlicher Elemente für eine Erweiterung der Funktion des

Schaltverteilers durch hinzukommende elektrische Ver¬ braucher aufgrund des vorangehend Gesagten enge Grenzen gesetzt sind, so daß derartige Änderungen oder Erweite¬ rungen der Schaltverteiler nur mit erheblichem zeit¬ lichen Aufwand durchgeführt werden können, wobei Derar¬ tiges auch nur wiederum durch qualifizierte Personen durchgeführt werden kann.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schaltverteiler der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch durch unqualifizierte Personen auf einfache Weise kostengünstig hergestellt werden kann, wobei die Herstellung zeitlich schnell durchführbar sein soll, der ein hohes Maß an Flexibilität in bezug auf Änderungen und Erweiterungen zeigt sowie die Wartung des Schaltver¬ teilers insgesamt auf einfache Weise zuläßt und der mit hoher Sicherheit seine Funktion ausführen kann und leicht an spätere, gegenüber der ursprünglichen Aufgabe abgewandelte Schaltfunktionen auf einfache Weise ange¬ paßt werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß alle Schütze nach Art eines Steuerbusses mit einer Steuereinrichtung adressierbar verbunden sind.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltver¬ teilers besteht darin, daß ein Schaltverteiler dieser Art für die verschiedensten Schaltverteilungsfunktionen bei den unterschiedlichsten Anwendungsarten verwendet werden kann, d.h. gewissermaßen als Standardverteiler, was seine mechanische, elektrische und elektronische Ausrüstung angeht, konfektioniert werden kann und dann als Standardschaltverteiler für alle möglichen Schalt¬ zwecke zur Verfügung steht. Alle Komponenten des hier vorgeschlagenen Schaltverteilers sind regelmäßig

standardmäßige Komponenten, die entsprechend des gewün¬ schten Ausbaugrades des erfindungsgemäßen Schaltvertei¬ lers miteinander kombiniert werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Schaltver¬ teilers sind die Adressplätze der Schütze Zeilen- und spaltenartig angeordnet und ansteuerbar, wobei sinnbild¬ lich die Adressplätze der Schütze eine schachbrettartige Anordnung aufweisen. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die Zeilen- und spaltenartige Anordnung der Adressplätze nicht notwendigerweise einhergehen muß mit einer iden¬ tischen mechanischen Zeilen- und spaltenartigen Anord¬ nung der Schütze im Schaltverteiler. Die hier vorge¬ schlagene Anordnung bezieht sich in erster Linie auf die elektrisch bzw. elektronische Realisierung der Adres¬ sierung der Plätze der Schütze im Schaltverteiler. Auch soll der Begriff Schütze hier lediglich stellvertretend für Schütze, Relais, Leitschalter, Leitautomaten oder sonstige Elemente stehen, die im allgemeinen in einem Schaltverteiler für die hier angesprochenen Zwecke eingebaut werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schaltverteilers sind nicht nur nach entsprechender Adressierung der einzelnen Schütze die entsprechenden Schütze ein- und ausschaltbar, vielmehr können auch die Betri ebszustände der Schütze über den Steuerbus bzw. über gesonderte Ausleseleitungen von der Steuereinrich¬ tung ausgelesen werden, d.h. die aktive oder passive Stellung der Schütze bzw. die Darstellung der Schützzu¬ stände mit Melde-, Kontroll- oder sonstigen Einrich¬ tungen .

Die zeilenweise Ansteuerung der Schütze, d.h. die Zeile, in der das anzusteuerende bzw. auszulesende Schütz

adressiert werden soll, kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Vorteilhaft ist es jedoch, die zeilenweise Ansteuerung der Schütze durch eine im Schaltverteiler spaltenartig angeordnete, alle Zeilen adressierbare und/oder die Schütze steuerbare Vertei¬ lereinrichtung erfolgen zu lassen.

Auch die spaltenweise Ansteuerung der Schütze, was gleichermaßen für die Adressierung bzw. das Auslesen der Betri ebszustände der Schütze in der Spalte angeht, kann grundsätzlich ebenfalls auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Auch hier ist es aber vorteilhaft, die spal¬ tenweise Ansteuerung der Schütze durch im Schaltvertei¬ ler pro Zeile angeordnete, jeden Adressplatz pro Zeile adressierbare und/oder die Schütze steuerbare Zeilenver- tei 1 erei nri chtungen erfolgen zu lassen.

Die elektrische bzw. elektronische Realisierung der Adressierung der Adressplätze der Schütze kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die Adressierung der Adressplätze der Schütze im in der Verteilereinrichtung und/oder der Zei 1 envertei- 1 erei nri chtung mittels Schützen/Relais, wobei diese Ausgestaltung eine robuste und preisgünstig bereit- stellbare Lösung für viele Anwendungszwecke bildet.

Vorteilhafterweise kann die Adressierung der Adress¬ plätze der Schütze in der Verteilereinrichtung und/oder Zei 1 envertei 1 erei nri chtung auch mittels Logikbausteinen wie Gatterbausteinen, Mul ti pl exerbaustei nen , Schiebere¬ gisterbausteinen und dergleichen erfolgen, wobei diese Ausgestaltung den Vorteil hat, daß diese Bausteine verhältnismäßig kostengünstig bereitstellbar sind und im Vergleich zu Schützen bzw. Relais ein schnelleres

Schaltverhalten haben, worauf es gegebenenfalls auch im Schaltverteilerbau ankommen kann.

Werden Logi bausteine der vorbeschriebenen Art verwen¬ det, so ist es vorteilhaft, daß die Logikbausteine über nachgeschaltete Relais die Schütze ansteuern. Grund¬ sätzlich ist es aber auch möglich, die Schütze über den Logikbausteinen nachgeschaltete Leistungshalbleiterele¬ mente anzusteuern, beispielsweise durch Transistoren bzw. Thyristoren.

Die Steuereinrichtung, die den Schaltverteiler regelmä¬ ßig abgesetzt vom Schaltverteiler steuert, ist regelmä¬ ßig eine Recheneinrichtung, wobei unter Recheneinrich¬ tung ein Mikroprozessor, ein Prozeßrechner, ein Perso¬ nalcomputer und dergleichen verstanden werden kann. Um bei einer Mehrzahl von Schaltverteilern, die alle zentral von einer derartigen Steuereinrichtung gesteuert werden sollen einen Teil der Prozessortätigkeit für jeweilige schal tvertei 1 erspezi fi sehe Routinen speziell auf den betreffenden Schaltverteiler zu verlagern ist es vorteilhaft, daß die zeilenweise und die spaltenweise Ansteuerung der Schütze durch einen im Schaltverteiler angeordneten Mikroprozessor erfolgt. Durch eine derar¬ tige Maßnahme würde die zentrale Steuereinrichtung entlastet, d.h. auf ihre eigentliche Funktion als Koordinationssystem bzw. Gesamtsteuer- und Überwachungs¬ system reduziert, was zudem auch noch den Vorteil hätte, daß bei einem Gesamtausfall der Steuereinrichtung der bzw. die mit einem Mikroprozessor versehenen eigent¬ lichen Schaltverteiler ihre Funktionsfähigkeit beibe¬ halten würden.

Im Falle des Ausfalls der zentralen Steuereinrichtung bzw. des im Schaltverteiler selbst angeordneten

Mikroprozessors ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schaltverteilers schließlich die Adressierung und/oder Steuerung der Schütze über eine gesondert mit dem Schaltverteiler lösbar verbindbare, manuell bedienbare Handsteuereinrichtung, die gegebenen¬ falls einen Mikroprozessor enthalten kann, versehbar. Dadurch ist es möglich, daß der Schaltverteiler zumin¬ dest in bezug auf Notfunktionen bei Ausfall der zen¬ tralen Steuereinrichtung bzw. des schal tvertei 1 ereigenen Mikroprozessor funktionsfähig bleibt.

Vorteilhafterweise ist dem Schütz ein Mikroprozessor zugeordnet, so daß über diesen die Ein- und Ausgabefunk¬ tion sowie alle Logik-, Verriegel ungs- und Überwachungs¬ funktionen des Schützes ausgeführt werden können. Alle Schütze, ggf. wenigstens eins, können bzw. kann an eine zentrale Datenleitung (Bus) angeschlossen werden, so daß diese untereinander als auch mit der Steuereinrichtung kommunizieren können.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach¬ folgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Aus¬ führungsbeispieles eingehend beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen typischen prinzipiellen Aufbau ei nes Schaltverteilers mit 48 Schützen und

Fig vier Schaltverteiler der in Figur 1 darge¬ stellten Art, die von einer zentralen Steuer¬ einrichtung gesteuert werden, wobei die vier dargestellten Schaltverteiler alle einen gleichen prinzipiellen Aufbau aufweisen.

Der in Figur 1 dargestellte Schaltverteiler 10 umfaßt hier beispielhaft 48 Schaltschütze 11, wobei die

Schaltschütze 11 nach Art eines Schachbretts Zeilen- und spaltenartig angeordnet sind. Im hier beschriebenen Beispiel sind sechs Schaltschütze 11 pro Zeile ange¬ ordnet, wobei hier acht Zeilen 16 vorgesehen sind. Jede Zeile 16 ist mit einer Zei 1 envertei1 ereinrichtung 19 versehen, d.h. im vorliegenden Beispiel mit acht Zeilen- verteilerei nri chtungen 19. Die Zei 1 envertei 1 erei nri ch¬ tungen 19 sind in einer Spalte 18 über eine Verteiler¬ einrichtung 17 zusammengefaßt. D.h. mit anderen Worten, daß bei dem hierbeispielhaft beschriebenen Schaltver¬ teiler 10 zwar acht Zei 1 envertei 1 erei nri chtungen 19 aber nur eine spaltenmäßig angeordnete Verteilereinrichtung 17 vorgesehen ist.

Bei einem Aufbau der Zei 1 envertei 1 erei nri chtung 19 mit Schützen werden bei der hier dargestellten Konfiguration drei Schütze zur Auswahl der jeweils sechs Adressplätze 15 pro Zeile 16 benötigt. Anstelle von Schützen in der Zei 1 envertei 1 erei nri chtung 19 können aber auch beliebige geeignete Logikbausteine wie NAND-Gatter, OR-Gatter, Mul ti pl exerschal tungen , Schieberegisterschaltungen und dergleichen verwendet werden.

Der bzw. die Schaltverteiler 10 sind über eine Buslei¬ tung 13 (Steuerbus) mit einer zentralen Steuerei nri ch- tung ^' 14 verbunden, die ein Mikroprozessor, ein Proze߬ rechner, ein Personalcomputer oder dergleichen sein kann. Desweiteren ist der bzw. sind die Schaltverteiler 10 über eine Steuerleitung 12 mit der zentralen Steuer¬ einrichtung 14 verbunden. Während über die Busleitung 13 regelmäßig die Adressierung der einzelnen Adressplätze 15, die jeweils mit einem Schaltschütz belegt sind, veranlaßt wird, wird regelmäßig über die Steuerleitung 12 nach erfolgter Adressierung das Schaltschütz 11 zu seiner entsprechenden Funktion (Einschalten,

Ausschalten) veranlaßt. Es kann aber auch so sein, daß über den Bus 13 nicht nur die Adressierung der einzelnen Adressplätze 15 der Schütze 11 erfolgt, sondern auch die Befehl si nformati on für die entsprechende gewünschte Betätigung der Schütze 11 von der Steuereinrichtung 14 aus. In diesem Falle kann, wenn über den Bus 13 auch die Betri ebszustandsmel düngen der Schütze 11 zur zentralen Steuereinrichtung 14 gemeldet werden, eben diese Be¬ tri ebszustandsmel düng auch über den Bus 13 geleitet werden. Somit kann grundsätzlich auf eine gesonderte Steuerleitung 12 prinzipiell verzichtet werden.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß mit Bus bzw. Steu¬ erbus 13 nicht notwendigerweise, wie in den Figuren schematisch dargestellt, eine entsprechende Leitung gemeint sein muß. Vielmehr kann der Bus aus einer Mehrzahl paralleler Leitungen bestehen, die alle Schalt¬ verteiler 10 parallele verbindet, wobei teilweise über diesen Bus serielle und parallel Informationen von der Zentralen Steuereinrichtung 14 zu den Schaltverteilern 10 und in umgekehrter Richtung gesteuert werden können.

Wenn von der Steuereinrichtung 14 in einer vorbestimmten Signalfolge über den Bus 13 Signale geliefert werden, wird in der Verteilereinrichtung 17 geprüft, ob der entsprechend kodierte Schaltverteiler 10 bei einer Mehrzahl von Schaltverteilern 10, vergleiche Figur 2, gemeint ist. Wird in einem bestimmten Schaltverteiler 10 erkannt, daß dieser angesprochen wird, wird aus dem Bussignal ermittelt, welche Verteilereinrichtung 17 welcher Zeile 16 angesprochen werden soll . Sind beide Prüfungen abgeschlossen, wird nachfolgend der jeweils einem Schaltschütz 11 entsprechende Adressplatz 15 in der jeweiligen Zeile ausgewählt. Nachfolgend wird das an einem ausgewählten Adressplatz 15 vorgesehene

Schaltschütz 11 durch einen entsprechenden Aktivierungs¬ befehl dazu veranlaßt, bestimmungsgemäß zu schalten.

Nach dem gleichen Prinzip kann im jeweils ausgewählten Schaltverteiler 10, in der dann ausgewählten Zeile 16 und dem dann ausgewählten Adressplatz 15 auch das jeweilig dort angeordnete Schaltschütz 11 in bezug auf seinen Betriebszustand abgefragt werden, ob beispiels¬ weise die veranlaßte Schaltung des Schützes 11 tatsäch¬ lich vollzogen worden ist, oder ob eine Betriebsstörung vorliegt vorliegt, wobei diese Information dann über hier nicht gesondert dargestellte Leseleitungen, gege¬ benenfalls aber auch über den Bus 13 zur zentralen Steuereinrichtung 14 zurückgemeldet werden kann.

Der vorbeschriebene Aufbau des Schaltverteilers 10 ermöglicht es, daß der mechanisch konstruktive Aufbau des Schaltverteilers 10 extrem einfach ausgestaltet sein kann. Es sind für den Leistungsteil des Schaltverteilers 10 lediglich Leitungen von den einzelnen Plätzen der Schütze 11 entsprechend den Adressplätzen 15 nach außen vorzusehen. Um zum einen eine hohe Störsicherheit des Gesamtsystems zu erreichen und andererseits ein für viele Anwendungszwecke unproblematisches System zu erreichen, ist es sinnvoll , die Zeilen 16 und die Verteilereinrichtung 17 abgeschirmt aufzubauen, d.h. beispielsweise in einem Metallkanal anzuordnen. Dort sind die einzelnen Bauelemente sicher vor Störstrahlung geschützt. Das hat positiv auch noch zur Folge, daß die eigentlichen Schaltvorgänge dann vollständig potential¬ getrennt durchgeführt werden können.

Der Schaltverteiler ist, was seinen konstruktiv mecha¬ nischen Aufbau angeht, grundsätzlich in einen Spalten¬ verteiler und einen Zeilenverteiler unterteilt. Diese

tragen alle vorbeschriebenen Logik- und AnSteuerelemente und sind mittels Steckverbindern oder dergl . verbindbar, wodurch der Störschutz verbessert wird und eine leichte Einbaubarkeit in den Schaltverteilter gewährleistet ist.

Auch der starkstromseitige Teil des Schaltverteilers (Kraftverteilung) kann durch ein vorkonfektioniertes Schienensystem in Form steckbarer Schienenteile ausge¬ bildet sein, ähnlich der Art, wie sie bei Modelbahnen verwendet wird. Auch durch diese Maßnahme ist das erfindungsgemäß angestrebte Ziel, möglichst keine Verkabelung im Schaltverteiler vornehmen zu müssen, erreicht .

Bezugszei chenl i ste

10 Schaltverteiler

11 Schaltschütze

12 Steuerleitung (Schütz)

13 Steuerbus

14 Steuereinrichtung

15 Adressplatz

16 Zeile

17 Verteilereinrichtung

18 Spalte

19 Zeil enverteil ereinrichtung