VERDRAHTUNGSPRÜFEINRICHTUNG FÜR ELEKTRONIKSCHRÄNKE MIT INTERNER SIGNALVERDRAHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Verdrahtungsprüfeinrichtung für Elektronikschränke gemäß Anspruch 1.

Zur Steuerung und Regelung von Industrieanlagen müssen große Mengen von Ein- und Ausgabesignalen einer Vielzahl von Aktoren und Sensoren für die weitere Verarbeitung in einer Steuerung zusammengeführt werden. Üblicherweise erfolgt dies in zentralen oder dezentralen Elektronikschränken mittels schrankinterner Verdrahtungen zum elektrischen Verbinden der Aktoren und Sensoren mit übergeordneten Steuerungen. Diese schrankinterne Signalverdrahtung erfolgt heute in sogenannten Rangiereinheiten, die gemäß einem während der Anlagenprojektierung definierten Verdrahtungsplan so konfiguriert werden, dass die Ein- und Ausgänge der verschiedenen Aktoren und Sensoren entsprechend der Anlagenprojektierung mit den entsprechenden Ein- und Ausgängen der Steuerungen elektrisch verbunden sind.

Zum sicheren Betrieb muss vor Inbetriebnahme der Anlage eine Verdrahtungsprüfung erfolgen. Eine einfache Prüfmethode besteht nun darin, nacheinander jede einzelne der Signalverdrahtungen mittels eines Durchgangprüfgerätes daraufhin zu prüfen, ob die Signalverdrahtung auch der Verdrahtung aus der für diese Anlage projektierten und hinterlegten Verdrahtungsliste entspricht. Ein solches Verfahren ist zeitaufwändig und gerade bei großen Elektronikschränken, oder auch Anordnungen die aus mehreren Unterverteilerschränken bestehen, meist nicht durch eine einzige Prüfperson zu bewerkstelligen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdrahtungsprüfeinrich- tung bereit zu stellen, die die zuvor beschriebenen Nachtei überwindet . Diese Aufgabe wird mit der Verdrahtungsprüfeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass nun ein Messmittel mit einer Anzahl von matrix- artig angeordneten Prüfspitzen zum Aufsetzen und Kontaktieren auf ein Feld mit matrixartig angeordneten Ein- und Ausgängen zur Verfügung steht, und das mit einem zweiten Messmittel mit einer Prüfspitze kommuniziert, kann die Verdrahtungsprüfung vereinfacht werden. Oft sind in einem Elektronikschrank die Ein- bzw. Ausgänge zu den Aktoren und Sensoren auf vordefi ^¬ nierten Feldern im Elektronikschrank matrixartig in eindimensionalen Reihen bzw. zweidimensional angeordnet und die Ein ^¬ bzw. Ausgänge zu den übergeordneten Steuerungen in anderen Feldern auf ähnliche Weise. Anstelle der bisherigen sukzessi- ven Verdrahtungsprüfung einzelner Ein- Ausgangsklemmen der Felder mit einem Durchgangsprüfgerät können nun auf Felder mit matrixartig angeordneten Ein- bzw. Ausgängen entsprechend ausgebildete Messmittel aufgesetzt und so gleich mehrere Ein ^¬ bzw. Ausgänge gleichzeitig mit diesem Messmittel kontaktiert werden und zusammen mit dem weiteren zweiten Messmittel mit einer Prüfspitze und einer Kontrolleinrichtung alleine von einer einzigen Person mehrere Signalverdrahtungen nacheinander getestet werden, ohne dass bei jeder der Signalverdrahtungsprüfung die beiden Messmittel jedes mal mit den entspre- chenden Kontakten der Ein- bzw. Ausgänge in den beiden Feldern neu kontaktiert werden müssen. Es genügt vielmehr eine einzige prüfende Person, die nur auf einem Kontaktfeld mit dem Messmittel mit der Prüfspitze den jeweiligen Ein- bzw. Ausgang kontaktieren muss, so dass die Verdrahtungsprüfung insgesamt weniger zeitaufwändig wird. Bei den zuvor genannten Feldern mit matrixartig angeordneten Ein- und Ausgängen kann es sich dabei um das gesamte feldseitige oder steuerungseit- ige Anschlussfeld eines Elektronikschrankes handeln oder auch nur um ein Teilfeld davon.

Universal einsetzbar ist die erfindungsgemäße Verdrahtungs ^¬ prüfeinrichtung dann, wenn ein Auswahlmittel vorgesehen ist, mit dem aus einer Menge von hinterlegten Verdrahtungslisten die Verdrahtungsliste für den zu prüfenden Elektronikschrank auswählbar ist und für die Kontrolleinrichtung freigeschaltet wird . Eine einfache Kontrolle der Verdrahtungsprüfung für die prü ^¬ fende Person besteht dann, wenn ein Bestätigungsmittel akus ^¬ tisch und/oder visuell anzeigt, ob die aktuell zu prüfende interne Signalverdrahtung zwischen den Ein- bzw. Ausgängen des ersten und zweiten Feldes der hinterlegten Verdrahtung aus der Verdrahtungsliste entspricht.

Der Prüfungsablauf kann weiter optimiert werden, wenn die Kontrolleinrichtung so ausgebildet ist, das die nächste zu prüfende Verdrahtung aus der Verdrahtungsliste auswählt wird, wenn das Bestätigungsmittel anzeigt, dass die aktuell zu prü ^¬ fende interne Signalverdrahtung der hinterlegten Verdrahtung entspricht. Je nach geforderter Sicherheit kann dies automa ^¬ tisch oder manuell erfolgen. Gerade bei größer dimensionierten Schränken oder im Falle von räumlich verteilten Unterverteilerschränken ist eine drahtlose Kommunikation zwischen dem ersten und zweiten Messmittel vorteilhaft, da so durch die drahtlose Kommunikation problem ^¬ los auch Entfernungen in komplexen Schrankanordnungen über- brückt werden können.

Weist das zweite Messmittel eine Anzeige zum Anzeigen zumin ^¬ dest der aktuellen zu prüfenden Signalverdrahtung aufweist und ist diese Anzeige zudem dreh- oder schwenkbar angeordnet, kann auf einfache Art und Weise eine visuelle Kontrolle der Messung durch das Prüfpersonal auch aus verschiedenen Blickwinkeln erfolgen. Somit kann bei der Prüfung immer ein optimaler Betrachtungswinkel eingestellt werden, wodurch ein er ^¬ gonomisches Arbeiten sowohl in waagerechter wie auch senk- rechter Arbeitshaltung des Personals bei der Prüfung möglich ist . Vorteilhafterweise sind die Prüfspitzen des ersten und/oder zweiten Messmittels austauschbar bzw. auswechselbar, so dass die Messmittel an beliebige Klemmen der Ein- bzw. Ausgangs ^¬ felder angepasst werden können.

Ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau ergibt sich, wenn das erste Messmittel, das durch seine matrixartig ange ^¬ ordneten Messmittel eher größer dimensioniert ist, bereits die Kontrolleinrichtung umfasst, und zudem einen Steckplatz für eine Speicherkarte, auf den Verdrahtungslisten hinterlegt sind, aufweist oder auch ein Speichermedium, auf das die Verdrahtungslisten aufspielbar sind, aufweist.

Zum Aufsetzen des ersten Messmittels weist das erste Messmit- tel Befestigungsmitteln auf, mit dem das erste Messmittel auf dem ersten Feld mit der matrixartigen Anordnung von Ein- bzw. Ausgängen direkt oder über einen Adapter als additive mechanische Komponente befestigbar ist. Bei der Ausbildung der Befestigungsmittel ist dabei insbesondere darauf zu achten, dass das Befestigungselement folgende Aufgaben übernimmt:

- die Lagefixierung und Arretierung des ersten Messmittels in allen drei Achsen auf dem zu prüfenden Feld,

- die Aufnahme einer Gegenkraft die durch die Anpresskraft der Prüfspitzen entsteht,

- das Lösen des ersten Messmittels vom Feld nach erfolgter Verdrahtungsprüfung .

Die Erfindung soll nun anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft erläutert werden. Es zeigen:

FIG 1 schematisch eine Seitenansicht des ersten Messmit- tels mit matrixartig angeordneten Prüfspitzen,

FIG 2 schematisch das auf ein matrixartiges Feld aufge ^¬ setzte erste Messmittel,

FIG 3 schematisch das korrespondierende zweite Messmit ^¬ tel . Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Verdrahtungsprüfein- richtung kann die Verdrahtungsprüfung beispielsweise in einem Leittechnikschrank zukünftig alleine von einer einzigen Person (Prüfer) durchgeführt werden. Dazu liegt vorzugsweise die schrankspezifische Verdrahtungsliste zur Verbindungsprüfung aufbereitet als Datei auf einer Speicherkarte vor. Zu Beginn der Verbindungsprüfung kontaktiert der Prüfer das erste Messmittel 1 - hier einen matrixartigen Nadeladapter - mit einem ersten Klemmenfeld oder Teilblockfeld auf der Feldanschluss- seite des Leittechnikschranks , also auf dem Anschlussfeld an dem die Aktoren und Sensoren angeschlossen werden (FIG 2) . Der Prüfer muss für die Verbindungsprüfung dann lediglich noch mit dem zweiten Messmittel 2 - hier ein Prüfadapter mit einer Anzeigeeinheit 5 - entsprechend der schrankspezifischen Verdrahtungsliste nacheinander die entsprechenden Ein- und

Ausgänge des Feldes der Leittechnikanschlussseite kontaktie ^¬ ren. Sobald der Nadeladapter 1 auf das erste Feld aufgesetzt ist, wird mit Hilfe des Auswahlmittels 3 - hier eines Funkti ^¬ onstasters - diejenige Verdrahtungsliste ausgewählt, nach der geprüft werden soll. Nach Freischaltung der selektierten Verdrahtungsliste zeigt die Anzeigeeinheit 5 zu Beginn der Prü ^¬ fung für dieses erste Prüffeld die erste Prüfadresse an. Ist das erste Prüffeld abgearbeitet, wird auf der Anzeigeeinheit 5 das nächste Feld mit der zugehörigen ersten Prüfadresse in diesem Prüffeld angezeigt. Zur Fortsetzung der Prüfung muss der Prüfer den Nadeladapter 1 jetzt mit diesem zweiten Feld kontaktieren. Diese Prozedur wird so lange wiederholt, bis das letzte Feld abgearbeitet und in der Anzeige beispielswei ^¬ se der Hinweis „ENDE" zu lesen ist.

Die Basis einer solchen qualitätsgesicherten Verdrahtungsprüfung ist eine Verbindungsliste, die von durchgängigen Projek ^¬ tierungswerkzeugen erzeugt wurde. In dieser Verbindungsliste müssen die beiden Enden einer Verbindung eindeutig definiert werden. Mit der Festlegung der Einbauortkennzeichnung für ein Schrankverdrahtungskonzept kann so eine eindeutige Verbin ^¬ dungsliste elektronisch erzeugt werden. Zur Verdrahtungsprü ^¬ fung muss diese Liste entsprechend aufbereitet und Vorzugs- weise auf einer Speicherkarte abgelegt werden. Jede Verbin ^¬ dungsliste kann somit einem Schrank eindeutig zugeordnet wer ^¬ den. Alle Verbindungslisten eines Anlagenprojektes können da ^¬ mit auf einer Speicherkarte gemeinsam abgelegt werden, und alle Schränke bzw. Schrankkombinationen einer projektierten Industrieanlage können so nacheinander geprüft werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Leittechnik- schrank Rangierklemmen in Form von Acht-Etagen-Reihenklemmen eingesetzt (FIG 2) . Diese Klemmen haben einen symmetrischen Aufbau und die Eingangs- und Ausgangsseite der Klemmen sind 1:1 miteinander verbunden. Im vorliegenden Schrankverdrah- tungskonzept sind diese Klemmen im unteren Bereich des Leit- technikschrankes angeordnet. Die Eingangsseite dieser Klemmen soll die Anschlussklemmen für die Feldseite darstellen. Die Ausgangsseite dieser Klemmen soll den Rangierklemmen der Schrankseite entsprechen, die dann über die Rangierverkabe ^¬ lung im Schrank mit den entsprechenden Anschlussklemmen für die Leittechnik verbunden werden.

Die Reihenklemmen können auf einer Hutschiene beliebig oft aneinandergereiht werden und so sehr große Anschlussfelder mit mehreren hundert Ein- und Ausgängen bilden. Um den matrixartigen Nadeladapter 1 trotzdem mechanisch sicher an diese Reihenklemmen adaptieren zu können, wurden im vorliegenden

Ausführungsbeispiel die Reihenklemmen in Feldblöcke mit je 20 Reihenklemmen (8 x 20 Reihenklemmen = 160 Kontaktstellen) unterteilt, um dann mittels eines Adapterblechs A den matrixar ^¬ tigen Nadeladapter 1 auf eines dieser Feldblöcke zu fixieren.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Nadeladapter (FIG 1) als erstes Messmittel 1 besteht hier aus einem Gehäuse 8 mit fol ^¬ genden eingebauten Komponenten:

- einem nicht näher dargestellten Elektronikmodul als Kon- trolleinrichtung;

- einer nicht näher dargestellte Leiterplatte mit Prüfnadeln 10, wobei hier die Leiterplatte entsprechend der zuvor be ^¬ schriebenen Feldgröße mit 160 Prüfnadeln bestückt ist; - einem Steckplatz 6 für Speicherkarten;

- optional einem Stromversorgungsstecker zum Anschluss einer externen Stromversorgung oder einem Ein-/Aus-Schalter, wenn zur Stromversorgung eine Batterie eingesetzt wird;

- sowie Befestigungsmitteln 4, mit denen der Nadeladapter auf den Teilfeldblöcken mit jeweils 160 Kontaktstellen sicher befestigbar ist.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Prüfadapter (FIG 3) als zweites Messmittel 2 besteht hier aus einem Gehäuse 9 mit folgenden Komponenten:

- einer dreh- bzw. schwenkbaren Anzeigeeinheit 5;

- einem Funktionstaster 3 als Auswahlmittel;

- einer Prüfspitze 20;

- sowie optional einem Ein-/Aus-Schalter falls eine Batterie als Stromversorgung eingesetzt wird.

Der Prüfadapter 2 kommuniziert dabei über eine nicht näher dargestellte Kommunikationsschnittstelle mit dem Elektronik- modul des Nadeladapters 1. Diese Kommunikation kann drahtge ^¬ bunden oder drahtlos erfolgen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinheit 5 die Kommunikationsschnittstelle zum Prüfer. Die Anzeigeein- heit 5 ist mit dem Gehäuse des Prüfadapters 2 mit Hilfe eines Drehgelenkes verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass der Prüfer immer den optimalen Betrachtungswinkel einstellen kann und ein ergonomisches Arbeiten sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Arbeitshaltung gewährleistet ist.

Zu Beginn einer Verdrahtungsprüfung zeigt die Anzeigeeinheit 5 den Dateinamen einer beliebigen gespeicherten Verbindungsliste an. Mit dem Auswahlmittel 3 können die gespeicherten Verbindungslisten nacheinander aufgerufen werden und durch längeres betätigen dieses Auswahlmittels kann die ausgewählte Datei aktiviert werden. Danach erscheint die erste Verbin ^¬ dungsadresse im ersten Prüfsegment. Eine korrekt abgeschlos ^¬ sene Signalverdrahtungsprüfung kann dabei zusätzlich mittels eines Bestätigungsmittels, wie beispielsweise einem akusti ^¬ schem Signal oder entsprechende visuelle Anzeige, bestätigt werden. Gleichzeitig erscheint in der Anzeigeeinheit die nächste Verbindungsadresse und in der Verbindungsliste wird das Testergebnis mit OK elektronisch eingetragen. Falls die Signalprüfung negativ ist, schaltet die Verbindungsadresse in der Anzeige so lange nicht weiter, bis die fehlerhafte Sig ^¬ nalverbindung instandgesetzt wurde. Die Verdrahtungsprüfung ist dann erfolgreich beendet, wenn in der Anzeige das Wort „Ende" erscheint. Die abgearbeitete Ver ^¬ bindungsliste erscheint nie mehr im Anzeigefeld, wenn die Funktionstaste zum Suchen einer neuen Verbindungsliste betä ^¬ tigt wird. Der Prüfvorgang für den nächsten Schrank wird er- neut gestartet.

Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt nur eine mögliche erfindungsgemäße Ausbildung einer Verdrahtungsprüf- einrichtung, die für einen bestimmten Klemmentyp ausgelegt ist. Der Nadeladapter 1 ließe sich aber prinzipiell auch selbst modular aus auswechselbaren Nadeladaptern und einem Elektronikmodul aufbauen, die über entsprechende trennbare Schnittstellen miteinander verbunden werden können. Dies hätte den Vorteil, dass für auch die die erfindungsgemäße pro- grammgesteuerte Verdrahtungsprüfeinheit unterschiedliche

Adapter eingesetzt werden können. Eine weitere alternative Lösung könnte darin bestehen, dass die Anwendersoftware der Kontrolleinrichtung auf einem Standard Computer (PC) läuft. Der PC Bildschirm kann dann auch die Auswahl-, Bestätigungs- und Anzeigefunktion des Prüfadapters übernehmen. Somit be ^¬ steht der Prüfadapter nur noch aus einem Gehäuse mit Prüfspitze, der drahtlos oder drahtgebunden mit dem PC gekoppelt ist . Insgesamt können so mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung projektierte Verdrahtungen von Elektronikschränken sicher geprüft werden und gleichzeitig durch den reduzierten Personal ^¬ einsatz eine deutliche Prüfkostenreduzierung erreicht werden. Projektanforderungen wie kürzeste Projektabwicklungszeiten, kostengünstigste Realisierung der Verbindungen und höchste Verfügbarkeit der Verbindungen können so zu fast 100% erfüllt werden .

Bei der konkreten Ausbildung der Befestigungsmittel des ers ^¬ ten Messmittels ist darauf zu achten, dass das Befestigungs ^¬ element folgende Aufgaben sicher übernimmt:

- die Lagefixierung und Arretierung des ersten Messmittels in allen drei Achsen auf dem zu prüfenden Feld,

- die Aufnahme einer Gegenkraft die durch die Anpresskraft der Prüfspitzen entsteht,

- das Lösen des ersten Messmittels vom Feld nach erfolgter Verdrahtungsprüfung .

Die Befestigungsmittel können dabei direkt in entsprechende Befestigungsmittel der Klemmenfelder eingreifen oder aber auch - wie in FIG 2 dargestellt - in entsprechende Befesti ^¬ gungsmittel eines Adapters A, der selbst wiederum auf dem Klemmenfeld befestigbar ist. Zur Aufnahme der wirkenden Kräf ^¬ te ist es besonders vorteilhaft, wenn als Befestigungsmittel Rastnasen vorgesehen sind, die in entsprechende als Rasthaken ausgebildete Befestigungsmittel des zu kontaktierenden Feldes eingreifen oder umgekehrt. Zum sicheren Lösen des Messmittels sind die Rasthaken bzw. Rastnasen elastisch ausgebildet. Die Lagefixierung und Arretierung des ersten Messmittels auf dem Feld bzw. dem Adapter und dessen Fixierung erfolgt über entsprechend angeordnete Nuten und Zapfen oder sonstige Führun ^¬ gen. Somit wird ein eindeutiger Maßbezug zwischen den Kon- taktstellen des Nadeladapters und den Kontaktstellen der Reihenklemmen hergestellt.