專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓或中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其具有一中央控制裝置。
高壓或中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備通常由具體的控制線路控制，這種控制線路例如可以屬于所謂“開(kāi)關(guān)設(shè)備的線路技術(shù)”。在第14期(Nr.14)的主題為“動(dòng)力技術(shù)中的微電子學(xué)”的電氣技術(shù)公司(ETG)的專(zhuān)業(yè)報(bào)告中的第22至31頁(yè)上的論文“在開(kāi)關(guān)設(shè)備中使用微機(jī)的新線路技術(shù)”中，舉例描述了不同的線路結(jié)構(gòu)。
一開(kāi)關(guān)設(shè)備的每個(gè)支路配有一個(gè)分路器，該分路器由設(shè)備的一自用電壓供電裝置提供能源，并通過(guò)并聯(lián)接線與開(kāi)關(guān)設(shè)備連接。
從EP 035553281中可知一種通過(guò)一條總線用于傳遞數(shù)據(jù)和供電電壓的設(shè)備，其中該設(shè)備被用于生產(chǎn)工藝技術(shù)和生產(chǎn)過(guò)程中。在此，可以將在空間上彼此隔開(kāi)的場(chǎng)裝置(Feldgeraete)以自身安全和防爆的方式，并以很小的成本連接于遠(yuǎn)處的中央。最好將各設(shè)備中的一條電壓饋電線路用作總線線路。
然而，這種供電線路常常出現(xiàn)故障和電壓波動(dòng)，因此，在設(shè)有安全防護(hù)技術(shù)的設(shè)備中也不一定能保證在各裝置之間的可靠的數(shù)據(jù)傳輸。這在用于供配電開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí)尤其不利，因?yàn)檫@時(shí)還存在著電磁干擾方面的麻煩。
在以前的一份德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)19520596.0中建議，在開(kāi)關(guān)設(shè)備中通過(guò)一輔助電壓源進(jìn)行一種冗余信息傳遞。
本發(fā)明的目的是在一種高壓或中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中，提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的用于具有很高故障安全保護(hù)性地進(jìn)行信息傳遞的技術(shù)解決方案。
本發(fā)明的目的是通過(guò)這樣一種高壓或中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備來(lái)完成的，這種開(kāi)關(guān)設(shè)備具有一臺(tái)中央控制裝置，該中央控制裝置通過(guò)一條第一總線與預(yù)定數(shù)量的場(chǎng)裝置相連，這些場(chǎng)裝置分別具有一第一和第二接口，一條與場(chǎng)相關(guān)的第二總線連接于第二接口，接地和/或斷路開(kāi)關(guān)的控制裝置可連接在第二總線上，其中總線由一自用線路構(gòu)成，預(yù)定數(shù)量的場(chǎng)裝置與至少一個(gè)功率開(kāi)關(guān)連接。
這種開(kāi)關(guān)設(shè)備的線路具有一種最適合于開(kāi)關(guān)設(shè)備的要求的結(jié)構(gòu)，并且保持了場(chǎng)線路級(jí)上的控制線路的低布線成本。對(duì)于一個(gè)一般的開(kāi)關(guān)裝置可以節(jié)省大約20股芯線。
有利的是，功率開(kāi)關(guān)通過(guò)一第三接口連接于所分配的各場(chǎng)裝置。這樣就可迅速而可靠地直接進(jìn)行與時(shí)間密切相關(guān)的操作過(guò)程，例如執(zhí)行保護(hù)-斷開(kāi)-命令，而不會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行可靠性造成嚴(yán)重的危害。
在此，第三接口可以構(gòu)成總線接口，該接口可以連接其它用戶(hù)設(shè)備。所以，該接口是多功能的。其它的用戶(hù)設(shè)備可以是用于數(shù)據(jù)輸入和詢(xún)問(wèn)的移動(dòng)終端，特別是一便攜式計(jì)算機(jī)，還可以是保護(hù)裝置，信號(hào)和測(cè)量值的輸入裝置，或其它場(chǎng)線路級(jí)上所需的裝置。
第三接口的數(shù)據(jù)傳輸率最好比第一接口高，以適應(yīng)在接口上提高的信息流需求。
各功率開(kāi)關(guān)的控制裝置可以與各所分配的場(chǎng)裝置構(gòu)成一組件。這樣就可在開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)一種節(jié)省空間的構(gòu)造。因此，可以將關(guān)于場(chǎng)的“智能”例如集成在功率開(kāi)關(guān)的控制柜內(nèi)。
有利的是，各場(chǎng)裝置配置一個(gè)開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)裝置，這樣就在場(chǎng)級(jí)上保證了可靠的開(kāi)關(guān)。在此，可以利用與場(chǎng)和設(shè)備有關(guān)的閉鎖條件。有利的是，各開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)裝置均與其所分配的場(chǎng)裝置構(gòu)成一個(gè)組件，從而改善了這種節(jié)省空間的構(gòu)造。如果開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)裝置由一帶有計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理裝置構(gòu)成，則其也可以是一程序單元意義上的場(chǎng)裝置的構(gòu)件。
下面結(jié)合附圖以舉例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例、其它的優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，附圖中

圖1所示為一開(kāi)關(guān)設(shè)備的線路結(jié)構(gòu)的原理圖，圖2所示為另一種可選擇的開(kāi)關(guān)設(shè)備，圖3所示為按照?qǐng)D1并具有一場(chǎng)搭接數(shù)據(jù)連接的一開(kāi)關(guān)設(shè)備。
圖1示出第一種開(kāi)關(guān)設(shè)備1a的線路數(shù)據(jù)連接的原理圖。在該開(kāi)關(guān)設(shè)備的臺(tái)線路級(jí)S上設(shè)有一中央控制裝置3，其用作整個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備或臺(tái)的中央指導(dǎo)-和命令總局。按照現(xiàn)有技術(shù)，這當(dāng)然包括服務(wù)-和可視裝置，特別是圖像屏幕、鍵盤(pán)、打印機(jī)等等，但在圖中未詳細(xì)示出。
為了連接到上級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制中心，可以設(shè)置一所謂的遙控接口5。在這方面，現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)關(guān)設(shè)備中的常用線路也可以參見(jiàn)開(kāi)頭所提到的論文。圖中以F和U表示下文中的場(chǎng)線路級(jí)和裝置級(jí)，并以點(diǎn)劃線將這兩級(jí)分開(kāi)。
中央控制裝置3通過(guò)一條第一總線7與任意數(shù)量的場(chǎng)裝置9連接。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖1中只示出一個(gè)場(chǎng)裝置9。而在圖3中示出多個(gè)場(chǎng)裝置。
為了連接第一總線7，中央控制裝置3具有一相應(yīng)的出口或一相應(yīng)的接口。因?yàn)榈谝豢偩€7應(yīng)該用于整個(gè)臺(tái)，所以也可將其稱(chēng)之為臺(tái)總線。
場(chǎng)裝置9具有一用于連接第一總線7的第一接口11和一用于連接一與場(chǎng)相關(guān)的第二總線15的第二接口13。通過(guò)該第二總線15，一個(gè)場(chǎng)的所有開(kāi)關(guān)裝置，例如一功率開(kāi)關(guān)17、預(yù)定數(shù)量的接地開(kāi)關(guān)19a至19n和預(yù)定數(shù)量的斷路開(kāi)關(guān)21a至21n相互連接起來(lái)。
第二總線15由一條自用電線路構(gòu)成，其用于場(chǎng)內(nèi)裝置的自用電壓供電。為了形成這一功能，第二總線15與一直流電源23連接。直流電源23為例如開(kāi)關(guān)裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、指示器等場(chǎng)中設(shè)置的輔助裝置提供電能。
在這種意義上，第二總線也稱(chēng)之為所謂的“自用總線”。因此，該自用供電裝置同時(shí)也用作總線。這優(yōu)選與場(chǎng)相關(guān)。這樣就無(wú)需為中央控制裝置3與各開(kāi)關(guān)裝置17之間的命令或通知傳遞而設(shè)置用于傳遞相應(yīng)信息的并聯(lián)布線?，F(xiàn)有的線路，即，自用供電線路就可用作第二總線15。
與場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)裝置9可以包括多個(gè)功能、裝置或部件。它也可以構(gòu)成一個(gè)殼體單元，在該殼體單元內(nèi)可以設(shè)置實(shí)現(xiàn)下述功能的不同的部件。這些公知的部件在圖中單獨(dú)示出，沒(méi)有使用連線。
一個(gè)總線耦合器25用于場(chǎng)裝置9與第二總線15之間的數(shù)據(jù)交換。在此，例如也可以遵守或規(guī)定不同的開(kāi)關(guān)裝置之間的處理順序方面的優(yōu)先級(jí)。
另一個(gè)裝置或功能是開(kāi)關(guān)故障保護(hù)裝置，下面稱(chēng)為開(kāi)關(guān)故障保護(hù)器27，它根據(jù)有關(guān)開(kāi)關(guān)操作順序的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的釋放和閉鎖。因此，必須處理各開(kāi)關(guān)裝置17至21n的閉鎖條件。這可以與場(chǎng)相關(guān)，考慮到上面關(guān)于中央控制裝置3的觀點(diǎn)，也可以與設(shè)備相關(guān)。
場(chǎng)裝置9還包括一個(gè)共同的場(chǎng)線路裝置29，其特別用于與中央控制裝置3的數(shù)據(jù)交換，并承擔(dān)各場(chǎng)的共同的功能任務(wù)。在此，也可以規(guī)定參數(shù)數(shù)據(jù)或一般的與場(chǎng)相關(guān)的功能，例如用于一種信息處理或參數(shù)化數(shù)據(jù)的寄存。
此外，在場(chǎng)裝置9上還通過(guò)一個(gè)任意布置的第三接口31連接另一個(gè)裝置30，例如一個(gè)參數(shù)化裝置或一個(gè)動(dòng)手終端。
所示出的第二總線15原則上為一總線系統(tǒng)，例如，其提供一冗余的信息傳遞。因此，各場(chǎng)帶有多個(gè)自用供電裝置，例如一交流電壓和直流電壓供電裝置的設(shè)備特別適用。通過(guò)這種冗余的解決方案，基本上可以形成在場(chǎng)內(nèi)的可靠的數(shù)據(jù)傳遞。
一條這樣的自用總線是對(duì)一條中央總線系統(tǒng)(按照第一總線系統(tǒng)7)或一條與場(chǎng)相關(guān)的過(guò)程總線的廉價(jià)且投入少的補(bǔ)充，場(chǎng)內(nèi)的所有裝置必須連接于其上。通過(guò)當(dāng)前的解決方案，不僅處理裝置分散，而且整個(gè)總線設(shè)備也分散。
圖2示出另一種可選擇的開(kāi)關(guān)設(shè)備1b，其不僅涉及整個(gè)場(chǎng)，而且涉及場(chǎng)線路級(jí)F，場(chǎng)裝置9具有一個(gè)第三接口31，用于一條第三總線33。與第二總線15相比，第三總線33的數(shù)據(jù)傳輸率要高得多，因此，特別適用于連接信息需求量大或需要與時(shí)間密切相關(guān)的處理的裝置。屬于此類(lèi)的特別是附帶控制裝置的功率開(kāi)關(guān)17，別的還有例如一終端34或其它與場(chǎng)相關(guān)的裝置，例如一保護(hù)裝置、一有源測(cè)量變壓器和一輸入輸出裝置。例如，圖中以附圖標(biāo)記35標(biāo)出的裝置就是這樣一種裝置。
當(dāng)然，還可以通過(guò)另一總線36(虛線表示)為這種與場(chǎng)相關(guān)的第三總線33設(shè)置一冗余的數(shù)據(jù)連接。通過(guò)這種方法，即便在以高數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)行與安全技術(shù)有關(guān)的信息傳遞的情況下，也保證了可靠的運(yùn)行。有意義的是，第二總線15也可冗余地實(shí)施。圖2示出一復(fù)合系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，通過(guò)直流和交流電源23和23a實(shí)現(xiàn)一種自身供電。
當(dāng)然，對(duì)于圖2所示的實(shí)施例，裝置或功能塊，特別是總線耦合器25、開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)器27和場(chǎng)線路裝置29可以任意組合，成組或分開(kāi)。因此，也可以考慮將各功能部分與圖中未詳細(xì)示出的功率開(kāi)關(guān)17的控制裝置構(gòu)成一組件。在此，可以在功率開(kāi)關(guān)17內(nèi)提供一開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)器。這種局部和/或功能的組合是可變的。
圖3示出一多場(chǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備1C，其中場(chǎng)裝置9a、9b、9c例如分配給一分場(chǎng)、一耦合場(chǎng)和另一分場(chǎng)。場(chǎng)裝置9a、9b、9c的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與上面所述的相同。
與場(chǎng)相關(guān)的結(jié)構(gòu)在原理上與圖1所示的實(shí)施例相同，圖中以虛線示出各功率開(kāi)關(guān)17a、17b、17c可選擇直接耦合在場(chǎng)裝置9a、9b、9c上。
此外，在這一總圖中還示出一總線36，該總線可以作為自用總線或也可作為補(bǔ)充總線在傳統(tǒng)的總線裝備上形成。重要的是，總線36起到搭接場(chǎng)的作用，在這種情況下場(chǎng)裝置9a至9c彼此連接。這可能例如對(duì)于開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)功能特另有意義。當(dāng)必須設(shè)置耦合場(chǎng)中存在中央信息的場(chǎng)搭接閉鎖時(shí)，這樣做特別有效。由此實(shí)現(xiàn)了一種從各分路向帶有中央功能的場(chǎng)裝置(在此為場(chǎng)裝置9b)的詢(xún)問(wèn)。
對(duì)于目前的想法重要的是，就開(kāi)關(guān)設(shè)備的線路裝置建立分級(jí)結(jié)構(gòu)，該分級(jí)結(jié)構(gòu)也包括總線結(jié)構(gòu)。場(chǎng)中最下面的總線級(jí)以較低的成本由一自用總線構(gòu)成，不必在場(chǎng)中附加布設(shè)線路。
從電子科技方面的創(chuàng)新速度出發(fā)可以預(yù)計(jì)，對(duì)于這種自用總線系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速度將有一個(gè)很大的提高。從原理上講，將來(lái)可以通過(guò)一個(gè)自用總線系統(tǒng)進(jìn)行一臺(tái)設(shè)備的全部數(shù)據(jù)交換。這同樣適用于其它裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)，為此，在研制時(shí)應(yīng)特別注意與時(shí)間密切相關(guān)的功能。
權(quán)利要求
1.一種具有一個(gè)中央控制裝置(3)的高壓或中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備(1a、1b、1c)，預(yù)定數(shù)量的具有相應(yīng)的第一接口(11)的場(chǎng)裝置(9)通過(guò)一條第一總線(7)與該中央控制裝置(3)連接，其中各場(chǎng)裝置(9)具有一第二接口(13)用于與場(chǎng)相關(guān)的第二總線(15)，接地和/或斷路開(kāi)關(guān)(19a至21n)的控制裝置連接于所述第二總線，其中第二總線(15)由一條自用線路構(gòu)成，其中在各預(yù)定數(shù)量的場(chǎng)裝置(9)上連接至少一個(gè)功率開(kāi)關(guān)(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中所述功率開(kāi)關(guān)(17)通過(guò)第二或第三接口(13或31)與相應(yīng)的場(chǎng)裝置(31)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中所述第三接口(13)設(shè)計(jì)成總線接口，其它的用戶(hù)裝置，特別是操作和/或保護(hù)裝置連接于該接口。
4.如權(quán)利要求2或3所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中所述第三接口(31)的數(shù)據(jù)傳輸率比所述第二接口(13)高。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中各功率開(kāi)關(guān)(17)的控制裝置與相應(yīng)的各場(chǎng)裝置(9)構(gòu)成一組件。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于各場(chǎng)裝置(9)包括一個(gè)開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)器(27)。
7.如權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備，其中各開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作保護(hù)器(27)與相應(yīng)的場(chǎng)裝置(9)構(gòu)成一個(gè)組件。
全文摘要
為了在一高壓或中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備(1a、1b、1c)中提供一種簡(jiǎn)易可行的高故障安全保護(hù)性的信息傳輸,為各通過(guò)第一總線(7)與中央控制裝置(3)連接的場(chǎng)裝置(9)提供一第二總線(15),各配電盤(pán)的開(kāi)關(guān)裝置(19a至21n)的各控制裝置連接在第二總線上。第二總線(15)由開(kāi)關(guān)設(shè)備(1a、1b、1c)的一條自用供電線路構(gòu)成。
文檔編號(hào)H04Q9/00GK1230305SQ97197929
公開(kāi)日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1997年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月29日
發(fā)明者彼得·鮑爾施米特, 奧特馬·貝耶爾, 沃納·格里塞克, 尤維·林納特 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司