[0001] Die Erfindung betrifft eine Flughafen-Befeuerungsanlage nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Befeuerungsanlagen bei Flugplätzen dienen dazu, Flugzeuge beim Start, bei der Landung
und beim Rollen der Flugzeuge auf dem Flugplatz zu leiten, vor allem bei Nacht und
schlechter Sicht. Dies sind zum einen die Befeuerungselemente, wie die Markierungen
der Start- und Landebahnen, die Anflugbefeuerung, Rollbahnwegweiser und die Markierungen
und Wegweiser der Vorfelder. Zu den Befeuerungsanlagen gehören aber auch eine Vielzahl
von Anzeigen, wie Windrichtungsanzeiger, Einparkhilfen, und sensorische Elemente,
beispielsweise Schleifenerfassungen zur Standortbestimmung von Flugzeugen.
[0003] Bei großen Flugplätzen erstrecken sich solche Befeuerungsanlagen über mehrere Kilometer,
so daß entsprechend ausgedehnte Kabelnetze erforderlich sind. Um trotz der kilometerlangen
Leitungen nicht mit störenden Leistungsabfällen konfrontiert zu sein, werden meist
Serienkreise verwendet, wobei die Speisung der Funktionselemente über Transformatoren
erfolgt, um beim Ausfall eines Funktionselements den Serienkreis nicht zu unterbrechen.
[0004] Funktionselemente, die als Lampen ausgebildet sind, werden in einem solchen Serienkreis
oft gemeinsam über einen Konstantstromregler zentral gesteuert. Dann sind eine individuelle
Einstellung der zugeführten Energie und eine individuelle Steuerung verschiedener
Betriebsfunktionen nicht möglich.
[0005] Um Funktionselemente mit verschiedenen Betriebsfunktionen auszustatten, sind diese
wie eingangs beschrieben, über eine zentrale Steuerung steuerbar. Solche Flughafen-Befeuerungsanlagen
werden beispielsweise von der
DE 100 26 923 B4 und der
EP 0 491 790 B1 vorgeschlagen. Bei diesen Anlagen steuert eine zentrale Steuerung dezentrale, den
Funktionselementen zugeordnete Steuerungseinrichtungen, um die Funktionselemente individuell
zu steuern, wie An- und Ausschaltung, Helligkeitssteuerung, Blinklichter, aber auch
Überwachungen usw.. Eine solche Steuerung beinhaltet auch eine Variation der zugeführten
Energie, um beispielsweise die Lichtstärke eines Leuchtmittels einzustellen. Dabei
ist es jedoch so, daß an den Anschlußstellen für die Funktionselemente - bei Serienkreisen
sind dies die Serienkreistransformatoren - immer derselbe konstante Strom als Energiequelle
bereitsteht und die Funktionselemente zur Aufnahme dieser Energie einer bestimmten
Spannung, Stromstärke und Frequenz ausgebildet sind. Dies schließt natürlich nicht
aus, daß im Funktionselement selbst Wandler angeordnet sind, um beispielsweise den
Wechselstrom für den Betrieb einer LED-Lampe gleichzurichten. Dabei handelt es sich
jedoch um eine in das Funktionselement integrierte und individuell für dessen Betrieb
ausgelegte Wandlung desselben für alle Funktionselemente gleichen Stroms als Energiequelle.
Die Stromversorgung der Flughafen-Befeuerungsanlage stellt jedoch, beispielsweise
am Ausgang eines Serientransformators, immer dieselbe Energie zur Verfügung.
[0006] Eine Steuerung von Funktionselementen in der vorbeschriebenen Art ist auch aus der
US 5,926,115 bekannt. Dabei erfolgt eine bidirektionale Kommunikation zur Steuerung der Funktionselemente,
beispielsweise der Beleuchtungsintensität, über den Stromversorgungskreis. Die Datenkommunikation
erfolgt jedoch durch die Transformatoren hindurch, was den Nachteil einer hohen Dämpfung
und somit einer weniger sicheren Datenübertragung hat. Mit einer Bereitstellung verschiedener
Energieformen für Funktionselemente verschiedener Bauart beschäftigt sich diese Schrift
nicht.
[0007] Alle diese bekannten Flughafen-Befeuerungsanlagen sind deshalb bezüglich der Energieversorgung
darauf ausgelegt, Funktionselemente einer vorgegebenen Bauart mit elektrischer Energie
zu versorgen, meist durch ein festes Übersetzungsverhältnis des Serienkreistransformators.
Alle einzusetzenden Funktionselemente müssen daher auf die zur Verfügung gestellte
Energie angepaßt sein, indem sie entweder baugleich ausgebildet sind oder selbst mit
an die Art des jeweiligen Funktionselements angepaßten Wandlern ausgestattet sind,
die sie dazu befähigen, an das vorgegebene elektrische Energieversorgungssystem angeschlossen
zu werden.
[0008] Bei der
DE 196 49 371 C1 handelt es sich um eine Überwachungs-, Steuerungs- und Regeleinrichtung für Lampen,
wobei jedoch ein beliebiger Austausch von Funktionselementen, die unterschiedliche
Arten von elektrischen Energien benötigen, nicht Thema dieser Schrift sind. Da beim
Gegenstand dieser Schrift ein solcher beliebiger Austausch nicht möglich ist, fehlen
auch die dafür erforderlichen Funktionselemente wie Energiewandler und eine zentrale
und dezentrale Energiesteuerungen zur Bereitstellung einer beliebigen elektrischen
Energieform. Es handelt sich somit nicht um eine Befeuerungsanlage der eingangs genannten
Art.
[0009] Die
US 2005/0030192 A1 betrifft eine Flughafenbeleuchtungsanlage mit LED-Lampen, die bezüglich Intensität
und Lichtfarbe gesteuert werden. Im übrigen gilt das oben zur
DE 196 49 371 C1 ausgeführte.
[0010] Dies gilt auch für die
US 2008/0137182 A1, die außer Intensität und Lichtfarbe auch noch Infrarotbeleuchtung, die ohne Infrarotausrüstung
nicht sichtbar ist, sowie verschiedene Lichtmodulationen vorsieht.
[0011] Bei solchen Flughafen-Befeuerungssystemen ist ein beliebiger Austausch von Funktionselementen
oder der Betrieb von Funktionselementen, welche unterschiedliche Arten von elektrischen
Energien für ihren Betrieb benötigen, nicht möglich. Es können auch keine anderen
Technologien eingefügt werden, wie beispielsweise in eine für Halogenleuchtmittel
ausgelegte Flughafen-Befeuerungsanlage LED-Leuchtmittel, es sei denn, diese sind selbst
jeweils mit einem Wandler ausgestattet, der die bereitgestellte, in die vom jeweiligen
Funktionselement individuell benötigte elektrische Energieart umsetzt. Das hat jedoch
zur Folge, daß der Betreiber einer Flughafen-Befeuerungsanlage immer Funktionselemente
braucht, die mit seiner Anlage kompatibel sind. Diese Problematik verschärft sich
noch dadurch, daß derzeit neue Versorgungskonzepte mit effizienterem Energieeinsatz
auf den Markt drängen, die mit den herkömmlichen, z.B. für Halogenleuchtmittel optimierten,
Versorgungen nicht kompatibel sind.
[0012] Auf diese Weise sind sowohl Umrüstungen von Flughafen-Befeuerungsanlagen auf eine
andere Technologie als auch Konzeptionsänderungen blockiert, wie ein sukzessiver Ersatz
von Halogenlampen durch effiziente LED-Leuchten, oder eine Erweiterung des Flughafens
mit neuer Technologie. Weiterhin sind Beschaffungsprobleme für Ersatzteile vorprogrammiert,
da die benötigen Bautypen nicht immer verfügbar sind.
[0013] Aus der
DE 298 11 913 U1 ist eine Flughafen-Befeuerungsanlage der eingangs genannten Art bekannt. Dabei ist
für jeden Verbraucherkreis zur galvanischen Trennung desselben vom Versorgungskreis
ein Transformator vorgesehen, dem eine Hochfrequenzschaltung zugeordnet ist. Die Hochfrequenzschaltung
liegt versorgungskreisseitig und weist eine Signalaufnahme und eine Datenverarbeitungsschaltung
auf. Es ist eine Steuerungsanlage für Flugzeugbewegungen und Übertragung von Multiplexsignalen
erwähnt, jedoch kein dazu dienender Übertragungsweg zu den Hochfrequenzschaltungen.
Der Transformator ist als elektronischer Hochfrequenztransformator ausgebildet, durch
den ein Energieumwandlungsprozeß in die angeforderte Energieform vorgenommen werden
kann, um den Energieübertragungsvorgang zwischen Versorgungskreis und Verbraucherkreis
zu optimieren.
[0014] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flughafen-Befeuerungsanlage der eingangs
genannten Art derart auszugestalten, daß ohne individuelle Anpassungsmaßnahmen Funktionselemente
beliebiger Bauart eingesetzt werden können und dabei die von ihnen benötigte Energieform
auf einfache Weise mit geringster Störanfälligkeit ausgehend von der zentralen Steuerung
einstellbar ist.
[0015] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
[0016] Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Flughafen-Befeuerungsanlage derart gestaltet
ist, daß für den Anschluß eines Funktionselements oder einer Gruppe von Funktionselementen
Universalversorgungen bereitstehen, die sich ohne eine Änderung der Hardware über
eine zentrale Steuerung so einstellen läßt, daß eine beliebige elektrische Energieform
verfügbar ist. Der Betreiber eines Flughafens kann somit beim Ausfall eines Funktionselements,
wie beispielsweise eines Leuchtmittels, jederzeit ein anderes Funktionselement einsetzen,
gleichgültig, ob dieses mit Gleich- oder Wechselstrom oder mit Wechselstrom einer
anderen Frequenz betrieben werden muß. Es ist auch gleichgültig, welche Spannung angelegt
werden muß und welcher Strom fließen soll. Es ist also ein beliebiger Austausch unterschiedlichster
Verbraucher möglich, gleichgültig von welchem Bautyp das Funktionselement ist, von
welchem Lieferanten dieses stammt und welchem nationalen Standard es entspricht. Und
diese unterschiedlichen Verbraucher können alle mit derselben Versorgungsleitung mit
elektrischer Energie versorgt werden.
[0017] Die Erfindung sieht vor, daß für die Kommunikation zwischen der zentralen Steuerung
und der Energiesteuerung der Funktionselemente die Versorgungsleitungen genutzt werden,
indem die Signale für die Energiesteuerung der Energiewandler über die Versorgungsleitungen
der Energieversorgung übermittelt und auf der Primärseite der Transformatoren abgegriffen
oder eingespeist werden. Mit dieser Art des Signalabgriffs kann gegenüber einem Abgriff
auf der Sekundärseite vermieden werden, daß durch die Transformatoren für die Energieversorgung
der Funktionselemente - wegen deren meist hoher Streuinduktivität - die Signalweiterleitung
gedämpft und damit erheblich verschlechtert wird. Der Vorteil, daß durch die Signalübertragung
über die Versorgungsleitungen dedizierte Signalübertragungsleitungen oder störanfälliger
Funk nicht benötigt werden, bleibt dabei erhalten.
[0018] Dies schließt natürlich nicht aus, daß dieser Übertragungsweg auch für die Betriebsfunktionen
der Funktionselemente genutzt wird, dann sind auch die Betriebssteuerungen der Funktionselemente
an diesen Signalabgriff angeschlossen oder verfügen über einen eigenen Signalabgriff
auf der Primärseite der Transformatoren.
[0019] Bei dem vorgenannten Signalabgriff für die Energiesteuerung ist es zur Vermeidung
von Störungen, vor allem durch Spannungsspitzen, vorgesehen, daß Transformator, Energiewandler
und Energiesteuerungen in einer Universalversorgung derart zusammengefügt sind, daß
eine Isolationsbarriere sowohl eine galvanische Trennung des Energieversorgungsteils
als auch eine galvanische Trennung des Steuerungsteils derart umfaßt, so daß es von
den Primärseiten des Energieversorgungsteils und des Steuerungsteils keine Überbrückung
zu den Sekundärseiten des Energieversorgungsteils und des Steuerungsteils geben kann.
Dabei liegen die Primärseiten vor der Isolationsbarriere und die Sekundärseiten dahinter.
[0020] Neben dieser Flexibilität bei der Möglichkeit des Austausches verschiedenster Funktionselemente
werden noch weitere Vorteile erzielt: Die Spannweite der durch die Energiewandler
einstellbaren elektrischen Energieform kann so eingestellt werden, daß neu entwickelte
Funktionselemente gemeinsam mit älteren Modellen betrieben werden können und dabei
den funktionalen Anforderungen genügen. Selbst zukünftige Neuentwicklungen lassen
sich in ein bestehendes System integrieren. Dabei ist ein Steuerungsbefehl der zentralen
Steuerung ausreichend, um einen Einbau - ohne daß eine Hardwareanpassung erforderlich
ist - vornehmen zu können.
[0021] Auf diese Weise ist es auch nicht mehr erforderlich, eine Vielzahl von Versorgungsleitungen
zu verlegen, um Funktionselemente mit unterschiedlichem Energiebedarf zu versorgen.
Damit lassen sich bei den sich über viele Kilometer erstreckenden Kabelnetzen gegenüber
Flughafen-Befeuerungsanlagen, die keine so hohe Flexibilität in der Versorgung mit
elektrischer Energie aufweisen, erhebliche Kosten einsparen. Dies gilt insbesondere
dann, wenn Funktionselemente angeschlossen werden sollen, die sich nicht ohne weiteres
an eine Energieversorgung anschließen lassen, die in den engen Grenzen eines vorgegebenen
Standards ausgelegt ist.
[0022] Es müssen also nicht mehr alle Verbraucher an die jeweilige Hauptversorgung angepaßt
sein oder mit einer von dieser unabhängigen Stromversorgung über ein eigenes Kabelnetz
betrieben werden, weil sie dem vorgegebenen Standard nicht entsprechen.
[0023] Ein wesentlicher Vorteil besteht auch bezüglich Wartung und Arbeitssicherheit: Energiesteuerung
und Energiewandler können derart ausgelegt werden, daß sie für den Betrieb der verschiedenen
Funktionselemente eine Schutzkleinspannungsversorgung bereitstellen, die den Arbeitssicherheitsvorschriften
genügt und keinen Potentialunterschied zur Erde aufweist. Damit ist es möglich, ohne
weitere Freischaltmaßnahmen direkt unter Spannung einen Austausch von Funktionselementen,
beispielsweise einen Lampenwechsel, eine Reinigung oder einen Test vorzunehmen.
[0024] Die folgenden Weiterbildungen der Erfindung betreffen zweckmäßige Ausgestaltungen
mit weiteren Vorteilen:
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Ausgangswert der elektrischen
Energie der Energiewandler durch Meßeinrichtungen erfaßt und die Energiesteuerung
des jeweiligen Funktionselements oder der Gruppe von Funktionselementen durch Vergleich
des Ausgangswerts mit einem vorgegebenen Sollwert die Energieversorgung zur Kompensation
von Laständerungen oder Schwankungen der Hauptversorgung nachregelt. Dies dient dazu,
daß ein konstanter Sollwert der jeweils benötigten Energie immer verfügbar ist, und
möglichst keine Regelungsverzögerung bei Nachregelungen eintritt. Zu letzterem kann
es leicht kommen, da zwar die Versorgungsleitungen von Flughafen-Befeuerungsanlagen
regelmäßig mit Konstantstromreglern versorgt werden, jedoch die Netze meist eine Ausdehnung
von mehreren Kilometern aufweisen.
[0025] Die Einstellung einer beliebigen elektrischen Energieform kann unmittelbar durch
eine zentrale Steuerung vorgenommen werden, oder es ist möglich, daß eine interne
Software der Energiesteuerungen der jeweiligen Funktionselemente veränderbar ist,
um die Parameter der benötigten elektrischen Energie, die durch die Bauart eines Funktionselements
bedingt ist, eingeben zu können. Diese Eingabe erfolgt dann zweckmäßigerweise mittels
der zentralen Steuerung, wobei es sich um eine Neueinspielung, eine partielle Veränderung
oder um eine Parametrisierung handeln kann.
[0026] Aus den bereits oben erwähnten Gründen sind die Versorgungsleitungen zweckmäßigerweise
ein Serienkreis und die Transformatoren Serienkreistransformatoren. Bei diesen, aber
auch bei in Reihe geschalteten Transformatoren kann es sich um herkömmliche Transformatoren
handeln, vorzugsweise jedoch um elektronische Transformatoren. Wird von den Funktionselementen
Wechselstrom benötigt, so ist es zweckmäßig, daß die Transformation der elektrischen
Energie in einen Wechselstrom für die Funktionselemente über einen Gleichstromzwischenkreis
des Energiewandlers erfolgt, da auf diese Weise beliebige Frequenzen und Kurvenformen
möglich sind.
[0027] Eine sichere elektrische Trennung wird dann erzielt, wenn sich an den Gleichstromzwischenkreis
eine hochfrequente DC-DC Wandlung anschließt. Eine solche Wandlung wird mittels alternierendem
Gleichstrom erzielt und neben einer sicheren elektrischen Trennung ist auf diese Weise
auch eine gute Leistungssteuerung möglich.
[0028] Vorzugsweise sind die Energiewandler mit einer Leistungsfaktorkorrektur ausgestattet,
um störende Oberwellen- und Phasenverschiebungen auf den Versorgungsleitungen in der
Energieregelung und in der Energieeinspeisung zu vermeiden. Eine solche Vorschrift
wird vermutlich demnächst von der Luftfahrtbehörde der USA (FAA) erlassen und gilt
für LED-Leuchtmittel. Solche Vorschriften werden dann meist auch in europäische Vorschriften
übernommen. Dies ist hier deshalb als zweckmäßige Ausgestaltung eingefügt, weil der
Erfindungsgegenstand auch einer Vorschrift für LED-Leuchtmittel genügen muß, damit
solche in die erfindungsgemäße Flughafen-Befeuerungsanlage jederzeit einsetzbar sind,
also die Universalität ihres Einsatzes auch in Anbetracht bestehender Vorschriften
unbeschränkt gegeben ist. Darum muß auch jeder Anschluß für ein beliebiges Funktionselement
einer solchen Vorschrift genügen.
[0029] Zur Erzeugung von Gleich- oder Wechselstrom unterschiedlicher Frequenz oder Kurvenmodulation
sowie unterschiedlicher Stromstärken oder Spannungen dient ein Wechselrichter, der
Teil des Energiewandlers und zweckmäßigerweise auf der Sekundärseite des Transformators
angeordnet ist.
[0030] Vorzugsweise wird der Transformator - ausgebildet als elektronischer Transformator
- und der Energiewandler als ein elektronisches Bauteil mit beiden Funktionen ausgebildet.
Weiter unten ist eine beispielhafte Ausgestaltung eines solchen elektronischen Bauteils
mit beiden Funktionen anhand der Figur 2 erläutert.
[0031] Vorzugsweise ist die Isolationsbarriere der Universalversorgungen derart ausgebildet,
daß sie außer dem Transformator, der die klassische Isolationsbarriere bildet, auch
den Energiewandler und die Energiesteuerung in eine Primärseite und eine Sekundärseite
unterteilt. Um jegliche Möglichkeit einer Übertragung von Spannungsspitzen auszuschließen,
ist es dabei zweckmäßig, wenn die Primärseite der Energiesteuerung die Primärseiten
von Transformator und Energiewandler steuert und die Sekundärseite der Energiesteuerung
die Sekundärseite des Energiewandlers.
[0032] Die galvanische Trennung des Steuerungsteils kann als transformatorische Trennung
ausgebildet sein. Damit es hier nicht zu einer großen Dämpfung der Signalübertragung
kommt, ist es zweckmäßig, eine hohe Informationsübertragungsfrequenz mit einer geringen,
für die Datenübermittlung noch brauchbaren Streuinduktivität vorzusehen. Vorzugsweise
ist dabei die Informationsübertragungsfrequenz größer als 100 kHz.
[0033] Zur Erzielung einer hohen Betriebssicherheit kann es zweckmäßig sein, eine weitere
Datenübertragung vorzusehen, damit zwei unabhängige Datenübertragungen derart vorhanden
sind, daß eine die andere ersetzen kann. Eine solche Redundanz dient sowohl der Betriebssicherheit
als auch einer ständigen Funktionsüberwachung, die für Flughafen-Befeuerungsanlagen
besonders wichtig sind.
[0034] Vorzugsweise sollten die dezentralen Energiesteuerungen derart ausgebildet sein,
daß sie einen Sanftanlauf von Funktionselementen, insbesondere von Befeuerungselementen,
ermöglichen. So sollte beispielsweise das optische Anlaufverhalten von Halogenleuchten
für LEDs nachgebildet sein. Die letzten beiden Weiterbildungen dienen auch einer sicheren
Versorgung, da auf diese Weise ein Schwingen von Reglern vermieden wird. Damit ist
die gesamte Flughafen-Befeuerungsanlage leichter regelbar, weil ein Schwingen von
Regelungen die Versorgung des Serienkreises mit Konstantstrom durch den Konstantstromregler
beeinträchtigen würde. Daß das Anlaufverhalten von Halogenleuchten für LEDs nachgebildet
wird, hat auch den Vorteil, daß eine beliebige Austauschbarkeit mit einer Kombination
beider Leuchtmittel möglich ist. Ein unterschiedliches Anlaufverhalten würde auf einen
Flugzeugführer irritierend wirken.
[0035] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flughafen-Befeuerungsanlage
und
- Fig. 2
- ein Ausführungsbeispiel einer Universalversorgung als Blockschaltbild.
[0036] Fig. 1 betrifft eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Flughafen-Befeuerungsanlage 1.
Die Versorgungsleitungen 3 sind als Serienkreis 3' ausgebildet und sind an eine Niederspannungshauptverteilung
30 mit einem Konstantstromregler 29 angeschlossen. Die Versorgungsleitungen 3 dienen
dabei nicht nur der Energieversorgung, sondern auch der Übermittlung von Steuersignalen
einer zentralen Steuerung 5.
[0037] Erfindungsgemäß werden Funktionselemente 2, wie zum Beispiel Beleuchtungsmittel 2'
oder Sensormittel 2", mittels Universalversorgungen 13 mit elektrischer Energie versorgt.
Die Universalversorgungen 13 erhalten ihre Energie von den Versorgungsleitungen 3
durch Transformatoren 4, wobei es sich bei dem Serienkreis 3' um Serienkreistransformatoren
4' handelt. Die dabei wesentlichen Elemente der Universalversorgungen 13 sind Energiewandler
7, die mittels einer Energiesteuerung 6 in der Weise gesteuert werden, daß die angeschlossenen
Funktionselemente 2, 2', 2" die elektrische Energie erhalten, die sie nach ihrer jeweiligen
Bauart benötigen. Dies kann Gleichstrom, pulsierender Gleichstrom, Wechselstrom verschiedenster
Frequenzen und Kurvenmodulationen sowie auch unterschiedliche Stromstärken und Spannungen
beinhalten. Bei den Funktionselementen 2 kann es sich um Beleuchtungsmittel 2', Sensormittel
2" oder sonstige Elemente handeln, die dazu dienen, Flugzeuge bei Start, Landung und
Bereitstellung zu leiten.
[0038] Die Energiesteuerung 6 betrifft dabei nur die Energieversorgung der Funktionselemente
2, 2', 2" und nicht die Betriebssteuerung derselben. Die Betriebssteuerungen 9 sind
dagegen den Funktionselementen 2, 2', 2" zugeordnet und auf deren Funktionen abgestimmt,
die unterschiedlich sein können, je nach dem ob es sich um Beleuchtungsmittel, Sensoren,
Überwachungselemente oder sonstige Funktionselemente 2, 2', 2" handelt. Diese Betriebssteuerungen
9 erfolgen in bekannter Weise und können ebenfalls durch einen Abgriff 12 an den Versorgungsleitungen
3 von der zentralen Steuerung 5 gesteuert werden.
[0039] Im Unterschied dazu handelt es sich bei den Universalversorgungen 13 um einen reine
Energieversorgung der Funktionselemente 2, 2', 2" bei der die Steuerungen 6 ausschließlich
dazu dienen, die Energiewandler 7 zur Bereitstellung der elektrischen Energie zu veranlassen,
die das jeweils angeschlossene Funktionselement 2, 2', 2" benötigt. Die dazu erforderlichen
Daten werden von einer zentralen Steuerung 5 über die Versorgungsleitungen 3 mittels
eines Abgriffs 11 den Energiesteuerungen 6 zugeführt. Beispielsweise kann durch einen
Befehl der zentralen Steuerung 5 an die Energiesteuerung 6 eines Funktionselements
2, 2', 2" übermittelt werden, daß als Beleuchtungsmittel 2' statt einer Halogenlampe
ein LED-Leuchtmittel eingesetzt worden ist, was dazu führt, daß die interne Software
der Energiesteuerung 6 für den Betrieb des LED-Leuchtmittels entsprechend verändert
wird, also beispielsweise statt einem bestimmten Wechselstrom jetzt der erforderliche
Gleichstrom zugeführt wird. Die Ein- und Ausschaltung des Beleuchtungsmittels 2',
ein Blinklichtbetrieb, oder die Intensitätssteuerung sind dagegen Fragen der Betriebssteuerung,
die in gewohnter Weise von einer zentralen Steuerung 5 über die dezentralen Betriebssteuerungen
9 gesteuert werden.
[0040] Außer der klassischen galvanischen Trennung 18 des Transformators 4, 4' ist erfindungsgemäß
auch eine galvanische Trennung 19 des Steuerungsteils durch eine diesbezügliche erweiterte
Isolationsbarriere 17 der Universalversorgung 13 vorgesehen. In der einfachen Ausgestaltung
der Fig. 1 ist die galvanische Trennung 18 des Energieversorgungsteils die Isolationsbarriere
des Transformators 4, 4', und die galvanische Trennung 19 des Steuerungsteils umfaßt
nur eine galvanische Trennung 19 der Energiesteuerung 6. Unabhängig von der konkreten
Ausgestaltung dieser galvanischen Trennungen 18 und 19 ist dabei wesentlich, daß sowohl
die Energieversorgung als auch die Steuerung eine durchgängige Isolationsbarriere
17 aufweisen, die nicht durch Spannungsspitzen überwunden werden kann. In Fig. 2 wird
dagegen eine komplexer ausgestaltete Isolationsbarriere 17 der Universalversorgung
13 beschrieben.
[0041] Den Energiewandlern 7 und den Energiesteuerungen 6 können noch Meßeinrichtungen 8
zugeordnet sein, die die Ausgangsenergie der Energiewandler 7 erfassen und mit einem
vorgegebenen Sollwert vergleichen, so daß es möglich ist, Abweichungen, welche durch
Laständerungen oder Schwankungen der Hauptversorgung bedingt sind, nachzuregeln.
[0042] Des weiteren können auch Elemente 10 zur Erfassung von Funktionszuständen oder Störungen
angeordnet werden, die solche erfassen und eine Anzeige über die zentrale Steuerung
5 veranlassen, damit die Störung behoben werden kann.
[0043] Die dargestellten Funktionselemente 2 als einzelnes Beleuchtungsmittel 2', als Sensormittel
2", hier symbolisch als Lichtschranke, oder als mehrere Beleuchtungsmittel 2', in
Reihe, parallel geschaltet oder eine Kombination von beidem, sind selbstverständlich
nur beispielhaft, da heutzutage die unterschiedlichsten Funktionalitäten als Funktionselemente
2 möglich sind.
[0044] Fig. 2 betrifft ein Ausführungsbeispiel einer Universalversorgung 13. Dabei zeigt ein Blockschaltbild
ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Funktionszusammenhangs von Einzelelementen.
[0045] Bei dieser Universalversorgung 13 sind der Transformator 4, welcher als Serienkreistransformator
4' dient, und der Energiewandler 7 als ein integriertes Bauteil mit beiden Funktionen
ausgebildet. Die Universalversorgung 13 ist dabei in eine Primärseite 15, 16 und eine
Sekundärseite 15', 16' unterteilt, die durch eine galvanische Trennung, die Isolationsbarriere
17, getrennt sind. Dabei beinhaltet die galvanische Trennung sowohl eine galvanische
Trennung 18 des Energieversorgungsteils 15, 15' als auch eine galvanische Trennung
19 des Steuerungsteils 16, 16'. Bei der galvanischen Trennung 18 für den Energieversorgungsteil
15, 15' kann es sich um einen herkömmlichen Transformator 4 bzw. 4' handeln oder um
einen elektronischen Transformator. Auch die galvanische Trennung 19 für den Steuerungsteil
16, 16' kann als ein herkömmlicher Transformator mit geringer Streuinduktivität ausgebildet
sein, es ist jedoch auch möglich, dort eine galvanische Trennung durch eine optische
Datenübermittlung vorzusehen.
[0046] Da Energiewandler 7 und Transformator 4, 4' zusammen ein integriertes Bauelement
darstellen, geht die Isolationsbarriere 17 bei der galvanischen Trennung 18 des Energieversorgungsteils
15, 15' nicht nur durch den Transformator 4, 4' hindurch, sondern sie teilt auch den
gesamten Energieversorgungsteil 15, 15' in eine Primärseite 15 und eine Sekundärseite
15'. Damit ist auch der Energiewandler 7 unterteilt, und zwar in eine Primärseite
7', zu der auch ein Regler 28 zur AC-DC-Umsetzung gehört, und in eine Sekundärseite
7", zu der ein Wechselrichter 14 gehört. Die Isolationsbarriere 17 beinhaltet jedoch
auch eine galvanische Trennung 19 des gesamten Steuerungsteils 16, 16' mit einer Primärseite
16 und einer Sekundärseite 16', zu der neben der Energiesteuerung 6 noch weitere Elemente
mit weiteren Funktionen, die noch beschrieben werden, gehören. Dabei ist auch die
Energiesteuerung 6 in eine Primärseite 6' und eine Sekundärseite 6" unterteilt.
[0047] Wesentlich für die Isolationsbarriere 17 ist ihre Durchgängigkeit durch Energieversorgungsteil
15, 15' und Steuerungsteil 16, 16', damit im gesamten Bereich der Universalversorgung
13 keine Überbrückung auftritt, über die Spannungsspitzen die Isolationsbarriere 17
überwinden könnten.
[0048] Die Universalversorgung 13 ist, wie schon in Fig. 1 dargestellt, an den Serienkreis
3' angeschlossen und erhält über diesen sowohl die elektrische Energie als auch die
Daten für die Energiesteuerung 6. Der Energiewandler 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel
aus dem Regler 28, der Wechselstrom in einen pulsierenden Gleichstrom umsetzt (AC-DC
Wandler), dem Transformator 4, 4', der einen pulsierenden Gleichstrom transformiert
und danach dem Wechselrichter 14, der aus dem pulsierenden Gleichstrom die elektrische
Energieform herstellt, die das jeweils angeschlossene Funktionselement 2, 2', 2" benötigt.
Das heißt, daß Strom und Spannung auf den durch die zentrale Steuerung 5 der Energiesteuerung
6 übermittelten gewünschten Wert eingestellt werden, also wahlweise Gleichstrom, auch
pulsierender Gleichstrom, oder Wechselstrom einer beliebigen Frequenz, Kurvenmodulation
und Stärke.
[0049] Um dies zu steuern, werden die Daten für die Energiebereitstellung für jedes individuelle
Funktionselement 2 am Serienkreis 3', von der zentralen Steuerung 5 kommend, über
den Abgriff 12 aufgenommen und über ein Modem 24 der Primärseite der Energiesteuerung
6' zugeführt. Diese ist in einer Einheit 20 für Regelung und Kommunikation mit der
zentralen Steuerung 5 untergebracht, die mit einer Einheit 22 für die Kommunikation
zur Sekundärseite 16' des Steuerungsteils 16, 16' verbunden ist. Die Sekundärseite
der Energiesteuerung 6" befindet sich in einer Einheit 21 für Ansteuerung der elektrischen
Last und Kommunikation zur Primärseite 16 des Steuerungsteils 16, 16'. Die beiden
Teile Primärseite 6' und Sekundärseite 6" der Energiesteuerung 6 kommunizieren über
die galvanische Trennung 19 miteinander, wobei jeweils Tranceiver und Bus Isolatoren
25 zwischengeordnet sind. Die galvanische Trennung 19 kann ein herkömmlicher Transformator
oder eine optische Datenübermittlung sein. Beim Steuervorgang wirkt die primärseitige
Energiesteuerung 6' auf den Regler 28 sowie auf den Transformator 4, 4', und die sekundärseitige
Energiesteuerung 6" auf den Wechselrichter 14. Die primärseitige Energiesteuerung
6' ist mittels einer Energieversorgung 23 vor der galvanischen Trennung 18 an die
Energieversorgung angeschlossen und die sekundärseitige Energiesteuerung 6" über eine
Energieversorgung 23 an der Sekundärseite des Transformators 4, 4'.
[0050] In das Schaltbild eingefügt sind noch diverse Schutzeinrichtungen 26, die vor Überstrom
oder Überspannungen schützen. Die sekundärseitigen Schutzeinrichtungen 26 dienen dabei
einer Absicherung mit einer Spannungsbegrenzung auf eine Schutzkleinspannung, um zum
einen die Funktionselemente 2 vor Zerstörung zu schützen, jedoch auch dazu, um die
Einhaltung einer maximal zulässigen Schutzkleinspannung sicherzustellen, damit die
Arbeitssicherheit bei Arbeiten in diesem Bereich abgesichert ist. Dies ist besonders
deshalb wichtig, weil oft Funktionselemente 2 im laufenden Betrieb gewechselt werden
müssen. Es sind noch Filter 27 angeordnet, welche dazu dienen, elektromagnetische
Beeinflussung, wie Störstrahlungen herauszufiltern, um Funktionsbeeinträchtigungen
oder Schäden zu vermeiden.
[0051] Neben der sekundärseitigen Einheit 21 für Ansteuerung der elektrischen Last und Kommunikation
zur Primärseite ist eine weitere solche Einheit 21 angedeutet, um aufzuzeigen, daß
auch mehrere solcher Einheiten 21 in eine Universalversorgung 13 integriert werden
können, um mehrere Funktionselemente 2 gegebenenfalls auch unabhängig von einander
mit der jeweils erforderlichen elektrischen Energie durch eine Universalversorgung
13 zu versorgen.
[0052] Weiterhin ist es natürlich auch möglich, eine dezentrale Betriebssteuerung 9, hier
als Kommunikation 31 für intelligente Lasten ausgebildet, in der Universalversorgung
13 unterzubringen. Dann muß auch ein Abgriff 12 für die Daten der Betriebssteuerung
9 vorgesehen sein. Dies ist jedoch die bereits bekannte Betriebssteuerung von Funktionselementen
2, welche unabhängig von der Steuerung der Energieversorgung für die Funktionselemente
2 ausgebildet und nicht Gegenstand der Erfindung ist.
[0053] Auf die Beschreibung der jeweiligen konkreten elektronischen Bauteile der beschriebenen
einzelnen Elemente wurde verzichtet, da diese dem Fachmann geläufig sind. Selbstverständlich
ist die Anordnung gemäß Fig. 2 nur beispielhaft, die verschiedensten Anordnungen sind
denkbar, solange die wesentliche Funktion der Universalversorgung 13, nämlich eine
universelle Versorgung von Funktionselementen 2 über eine Versorgungsleitung 3, beispielsweise
einen Serienkreis 3', mit jeder beliebigen Art von elektrischer Energie, gewährleistet
ist. Natürlich ist es möglich, die Bandbreite der möglichen Energieversorgungen dahingehend
zu limitieren, daß nur die wesentlichen, im Handel verfügbaren Funktionselemente 2
jederzeit ausgetauscht werden können und der Energiewandler 7 durch entsprechende
Steuerbefehle dazu befähigt wird, die Energie der Versorgungsleitung 3 in die benötigte
Energie umzuwandeln. Zweckmäßigerweise wird aber die Bandbreite der möglichen Energieversorgung
derart gewählt, daß auch potentiellen Weiterentwicklungen Rechnung getragen wird.
Soll die Versorgung den Anforderungen der Arbeitssicherheit genügen, wird sich diese
Bandbreite einer möglichen Energieversorgung aber immer im Bereich einer maximal zulässigen
Schutzkleinspannung bewegen.
Flughafen-Befeuerungsanlage
Bezugszeichenliste
[0054]
- 1
- Flughafen-Befeuerungsanlage
- 2
- Funktionselemente
- 2'
- Beleuchtungsmittel
- 2"
- Sensormittel
- 3
- Versorgungsleitungen
- 3'
- Serienkreis
- 4
- Transformatoren
- 4'
- Serienkreistransformatoren
- 5
- zentrale Steuerung
- 6
- Energiesteuerung der Funktionselemente
- 6'
- Primärseite der Energiesteuerung
- 6"
- Sekundärseite der Energiesteuerung
- 7
- Energiewandler
- 7'
- Primärseite des Energiewandlers
- 7"
- Sekundärseite des Energiewandlers
- 8
- Meßeinrichtung
- 9
- dezentrale Betriebssteuerung der Funktionselemente
- 10
- Elemente zur Erfassung von Funktionszuständen oder Störungen
- 11
- Abgriff oder Einspeisung der Daten am Serienkreis für die Energiebereitstellung für
die Funktionselemente
- 12
- Abgriff oder Einspeisung der Daten am Serienkreis für die Betriebssteuerung der Funktionselemente
- 13
- Universalversorgung
- 14
- Wechselrichter zur Erzeugung beliebiger Ströme oder Spannungen
- 15
- Primärseite des Energieversorgungsteils
- 15'
- Sekundärseite des Energieversorgungsteils
- 16
- Primärseite des Steuerungsteils
- 16'
- Sekundärseite des Steuerungsteils
- 17
- Isolationsbarriere
- 18
- galvanische Trennung des Energieversorgungsteils
- 19
- galvanische Trennung des Steuerungsteils
- 20
- Einheit für Regelung und Kommunikation mit der zentralen Steuerung
- 21
- Einheit für Ansteuerung der elektrischen Last und Kommunikation zur Primärseite
- 22
- Einheit für die Kommunikation zur Sekundärseite
- 23
- Energieversorgungen
- 24
- Modems
- 25
- Transceiver und Bus Isolatoren
- 26
- Schutzreinrichtungen (Überstrom, Überspannungen)
- 27
- Filter
- 28
- Regler AC-DC Umsetzung
- 29
- Konstantstromregler
- 30
- Niederspannungshauptverteilung
- 31
- Kommunikation für intelligente Lasten
1. Flughafen-Befeuerungsanlage (1) mit
- Funktionselementen (2), wie Leuchtmittel, Anzeigen, Sensoren, Überwachungselemente
usw., sowie mit
- Transformatoren (4, 4'),
- Versorgungsleitungen (3),
- dezentralen Energiesteuerungen (6),
- Energiewandlern (7) und
- zentraler Steuerung (5),
wobei eine Energieversorgung der Funktionselemente (2, 2', 2") mit den Versorgungsleitungen
(3) über die Transformatoren (4, 4') erfolgt, die eine galvanische Trennung aufweisen,
wobei über die zentrale Steuerung (5) die Betriebsfunktion der Funktionselemente (2,
2', 2") steuerbar sind und
wobei einem oder einer Gruppe der Funktionselemente (2, 2', 2") jeweils eine der dezentralen
Energiesteuerungen (6), einer der Transformatoren (4), und einer der Energiewandler
(7) zugeordnet sind,
wobei jede der dezentralen Energiesteuerungen (6) dazu eingerichtet ist, über Befehle
der zentralen Steuerung (5) mittels des jeweiligen Energiewandlers (7) eine elektrische
Energieform bereitzustellen, welche das jeweilige Funktionselement benötigt,
wobei die Befehle für die dezentralen Energiesteuerungen (6) über die Versorgungsleitungen
(3, 3') der Energieversorgung übermittelt und auf der Primärseite der jeweiligen Transformatoren
(4, 4') abgegriffen oder eingespeist werden,
dadurch gekennzeichnet,
- daß zur Bereitstellung der jeweils benötigten elektrischen Energieform, nämlich Gleich
- oder Wechselstrom unterschiedlicher Frequenz oder Kurvenmodulation sowie unterschiedlicher
Stromstärken oder Spannungen zum Betrieb des jeweiligen Funktionselements (2, 2',
2") entsprechend seiner Bauart, jeweils einer der Transformatoren (4, 4'), jeweils
einer der Energiewandler (7) und eine der dezentralen Energiesteuerungen (6) in einer
Universalversorgung (13) zusammengefügt sind, und
- daß jede der Universalversorgungen (13) eine Isolationsbarriere (17) aufweist, die sowohl
eine galvanische Trennung (18) eines Energieversorgungsteils (15, 15') der Universalversorgung
(13) als auch eine galvanische Trennung (19) eines Steuerungsteils (16, 16') der Universalversorgung
(13) bewirkt, so daß es von den jeweiligen Primärseiten des Energieversorgungsteils
(15) und des Steuerungsteils (16) keine Überbrückung zu den jeweiligen Sekundärseiten
des Energieversorgungsteils (15') und des Steuerungsteils (16') der jeweiligen Universalversorgung
(13) gibt.
2. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß mindestens eine der Universalversorgungen (13) dazu eingerichtet ist, den Ausgangswert
der elektrischen Energie des jeweiligen Energiewandlers (7) durch eine Meßeinrichtung
(8) zu erfassen, und
- daß die Energiesteuerung (6) des jeweiligen Funktionselements (2, 2', 2") oder der Gruppe
der Funktionselemente (2, 2', 2") dazu eingerichtet ist, durch Vergleich des Ausgangswertes
mit einem vorgegebenen Sollwert die Energieversorgung des jeweiligen Funktionselements
(2, 2', 2") oder der Gruppe der Funktionselemente (2, 2', 2") zur Kompensation von
Laständerungen oder Schwankungen einer Hauptversorgung der Flughafen-Befeuerungsanlage
(1) nachzuregeln.
3. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine interne Software der jeweiligen dezentralen Energiesteuerung (6) veränderbar
ist, um die Parameter der benötigten elektrischen Energie, die durch die Bauart des
jeweiligen Funktionselements (2, 2', 2") bedingt ist, eingeben zu können.
4. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgungsleitungen (3) ein Serienkreis (3') und die Transformatoren (4) Serienkreistransformatoren
(4') sind.
5. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei den Transformatoren (4) um elektronische Transformatoren handelt.
6. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Funktionselemente (2, 2', 2"), die Wechselstrom benötigen, die Transformation
der elektrischen Energie in einen Wechselstrom für die Funktionselemente (2, 2', 2")
über einen Gleichstromzwischenkreis des zugeordneten Energiewandlers (7) erfolgt.
7. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich an den Gleichstromzwischenkreis eine hochfrequente DC-DC Wandlung für eine sichere
elektrische Trennung anschließt.
8. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Energiewandler (7) mit einer Leistungsfaktorkorrektur ausgestattet ist,
um störende Oberwellen- und Phasenverschiebungen auf den Versorgungsleitungen (3)
durch die Energieregelung und Energieeinspeisung zu vermeiden.
9. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem oder mehreren der Funktionselemente (2, 2', 2") jeweils der zugeordnete
Energiewandler (7) einen auf der Sekundärseite des jeweiligen Transformators (4, 4')
liegenden Wechselrichter (14) zur Erzeugung von Gleich- oder Wechselstrom unterschiedlicher
Frequenz oder Kurvenmodulation sowie unterschiedlicher Stromstärken oder Spannungen
aufweist
10. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem oder mehreren der Funktionselemente (2, 2', 2") jeweils der zugeordnete
Transformator (4, 4') und der zugeordnete Energiewandler (7) als ein elektronisches
Bauteil mit deren Funktionen ausgebildet ist.
11. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß für ein oder mehrere der Funktionselemente (2, 2', 2") die Isolationsbarriere (17)
außer dem Transformator (4, 4') auch den Energiewandler (7) und die Energiesteuerung
(6) jeweils in eine Primärseite (7', 6') und eine Sekundärseite (7", 6") unterteilt.
12. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder der Universalversorgungen (13) die Primärseite (6') der Energiesteuerung
(6) die Primärseiten von Transformator (4, 4') und Energiewandler (7') steuert und
die Sekundärseite (6") der Energiesteuerung (6) die Sekundärseite (7") des Energiewandlers
(7) steuert.
13. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß für ein oder mehrere Funktionselemente (2, 2', 2") in der jeweiligen Universalversorgung
(13) die galvanische Trennung (19) des Steuerungsteils (16, 16') eine transformatorische
Trennung mit hoher Informationsübertragungsfrequenz und einer geringen, für die Datenübermittlung
noch brauchbaren Streuinduktivität ist.
14. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Informationsübertragungsfrequenz größer als 100 KHz ist.
15. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere Datenübertragung vorgesehen ist, und daß so zwei unabhängige Datenübertragungen
derart ausgebildet sind, daß eine die andere ersetzen kann.
16. Flughafen-Befeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem oder mehreren der Funktionselemente (2, 2', 2") die jeweilige dezentrale
Energiesteuerung (6) derart ausgebildet ist, einen Sanftanlauf des jeweiligen Funktionselements
(2, 2', 2") zu ermöglichen.
17. Flughafen-Befeuerungsanlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere der Funktionselemente (2, 2', 2") LEDs sind und die jeweilige dezentrale
Energiesteuerung (6) dazu eingerichtet ist, ein optisches Anlaufverhalten von Halogenleuchten
für die LEDs nachzubilden.
1. An airport lighting installation (1), with
- functional elements (2), such as lamps, displays, sensors, monitoring elements,
etc., as well as with
- transformers (4, 4'),
- supply lines (3),
- decentralized energy controllers (6),
- energy converters (7) and
- a centralized controller (5),
wherein power is supplied to the functional elements (2, 2', 2") with the supply lines
(3) via the transformers (4, 4'), which have a galvanic separation,
wherein the operating function of the functional elements (2, 2', 2") can be controlled
via the central controller (5), and
wherein a respective one of the decentralized power controllers (6), one of the transformers
(4), and one of the energy converters (7) are allocated to one or a group of the functional
elements (2, 2', 2"),
wherein each of the decentralized energy controllers (6) is set up to provide an electrical
form of energy required by the respective functional element by means of the respective
energy converter (7) via controls of the centralized controller (5),
wherein the commands for the decentralized energy controllers (6) are transmitted
via the supply lines (3, 3') of the power supply, and tapped or injected on the primary
side of the respective transformers (4, 4'),
characterized in
- that in order to provide the respectively required electrical form of energy, specifically
direct or alternating current varying in frequency or curve modulation as well as
varying in currents and voltages for operating the respective functional element (2,
2', 2") based on its design, a respective one of the transformers (4, 4'), a respective
one of the energy converters (7) and one of the decentralized energy controllers (6)
are combined into a universal supply (13), and
- that each of the universal supplies (13) has an insulation barrier (17) that induces both
a galvanic separation (18) of an energy supply part (15, 15') of the universal supply
(13) and also a galvanic separation (19) of a controller part (16, 16') of the universal
supply (13), so that there is no bridging from the respective primary sides of the
energy supply part (15) and controller part (16) to the respective secondary sides
of the energy supply part (15') and controller part (16') of the respective universal
supply (13).
2. The airport lighting installation according to claim 1,
characterized in
- that at least one of the universal supplies (13) is set up to determine the initial value
of the electrical energy of the respective energy converter (7) via a measuring device
(8), and
- that the energy controller (6) of the respective functional element (2, 2', 2") or the
group of functional elements (2, 2', 2") is set up to compare the initial value with
a prescribed desired value so as to readjust the power supply of the respective functional
element (2, 2', 2") or group of functional elements (2, 2', 2") for offsetting load
changes or fluctuations in a main supply of the airport lighting installation (1).
3. The airport lighting installation according to claim 1 or 2,
characterized in
that an internal software of the respective decentralized energy controller (6) can be
changed so as to be able to input the parameters for the required electrical energy
owing to the design of the respective functional element (2, 2', 2").
4. The airport lighting installation according to claim 1, 2 or 3,
characterized in
that the supply lines (3) comprise a series circuit (3') and the transformers (4) comprise
series circuit transformers (4').
5. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 4,
characterized in
that the transformers (4) are electronic transformers.
6. The airport lighting installation according to claim 5,
characterized in
that for the functional elements (2, 2', 2) that require alternating current, the electrical
energy is transformed into an alternating current for the functional elements (2,
2', 2") via a direct current link of the allocated energy converter (7).
7. The airport lighting installation according to claim 6,
characterized in
that a high-frequency DC-DC conversion follows the direct current link for a reliable
electrical separation.
8. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 7,
characterized in
that each of the energy converters (7) is equipped with a power factor correction, so
as to avoid disruptive harmonic and phase shifts on the supply lines (3) by way of
regulating energy and supplying energy.
9. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 8,
characterized in
that given one or several of the functional elements (2, 2', 2"), the respectively allocated
energy converter (7) has an inverter (14) lying on the secondary side of the respective
transformer (4, 4') for generating direct or alternating current varying in frequency
or curve modulation as well as varying in currents or voltages.
10. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 9,
characterized in
that given one or several of the functional elements (2, 2', 2"), the respectively allocated
transformer (4, 4') and the allocated energy converter (7) is designed as an electronic
component with the functions thereof.
11. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 10,
characterized in
that for one or several of the functional elements (2, 2', 2"), the insulation barrier
(17), aside from the transformer (4, 4'), also divides the energy converter (7) and
energy controller (6) into a respective primary side (7', 6') and a secondary side
(7", 6").
12. The airport lighting installation according to claim 11,
characterized in
that in each of the universal supplies (13), the primary side (6') of the energy controller
(6) controls the primary sides of the transformer (4, 4') and energy converter (7'),
and the secondary side (6") of the energy controller (6) controls the secondary side
(7") of the energy converter (7).
13. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 12,
characterized in
that for one or several of the functional elements (2, 2', 2"), the galvanic separation
(19) of the controller part (16, 16') in the respective universal supply (13) is a
transformational separation with a high information transmission frequency and a low
stray inductance still usable for data transmission.
14. The airport lighting installation according to claim 13,
characterized in
that the information transmission frequency is greater than 100 KHz.
15. The airport lighting installation according to one or several of claims 1 to 14,
characterized in
that an additional data transmission is provided, and that two independent data transmissions
are designed in such a way that one can replace the other.
16. The airport lighting installation according to one of claims 1 to 15,
characterized in
that given one or several of the functional elements (2, 2', 2"), the respective decentralized
energy controller (6) is designed in such a way as to enable a soft start of the respective
functional element (2, 2', 2").
17. The airport lighting installation according to claim 16,
characterized in
that one or several of the functional elements (2, 2', 2") are LED's, and the respective
decentralized energy controller (6) is set up to simulate an optical starting behavior
of halogen lamps for the LEDs.
1. Installation de balisage d'aéroport (1) comprenant
- des éléments fonctionnels (2) comme des moyens d'éclairage, des affichages, des
capteurs, des éléments de surveillance etc. ainsi que
- des transformateurs (4, 4'),
- des lignes d'alimentation (3),
- des commandes d'énergie décentralisées (6),
- des convertisseurs d'énergie (7) et
- une commande centrale (5),
dans laquelle une alimentation d'énergie des éléments fonctionnels (2, 2', 2") avec
les lignes d'alimentation (3) s'effectue par les transformateurs (4, 4') qui présentent
une séparation galvanique,
dans laquelle la fonction opérationnelle des éléments fonctionnels (2, 2', 2") peut
être commandée par le biais de la commande centrale (5) et
dans laquelle respectivement une des commandes d'énergie décentralisées (6), un des
transformateurs (4) et un des convertisseurs d'énergie (7) sont attribués à un ou
un groupe des éléments fonctionnels (2, 2', 2"),
dans laquelle chacune des commandes d'énergie décentralisées (6) est conçue pour fournir
une forme d'énergie électrique par des commandes de la commande centralisée (5) au
moyen du convertisseur d'énergie (7) respectif, qui nécessite l'élément fonctionnel
respectif,
dans lequel les commandes pour les commandes d'énergie décentralisées (6) sont transmises
par le biais des lignes d'alimentation (3, 3') de l'alimentation d'énergie et sont
utilisées ou stockées sur le côté primaire du transformateur respectif (4, 4'),
caractérisée en ce
- que pour fournir la forme d'énergie électrique nécessaire respective, à savoir du courant
continu ou alternatif de fréquence ou de modulation de courbe différente ainsi que
de différentes intensités de courant ou tensions pour faire fonctionner l'élément
fonctionnel (2, 2', 2") respectif selon son type, respectivement un des transformateurs
(4, 4'), respectivement un des convertisseurs d'énergie (7) et une des commandes d'énergie
décentralisées (6) sont ajoutés dans une alimentation universelle (13), et
- que chacune des alimentations universelles (13) présente une barrière d'isolation (17)
qui a pour effet tant une séparation galvanique (18) d'une partie d'alimentation en
énergie (15, 15') de l'alimentation universelle (13) qu'une séparation galvanique
(19) d'une pièce de commande (16, 16') de l'alimentation universelle (13), de sorte
qu'il n'y a de la part des côtés primaires respectifs de la partie d'alimentation
en énergie (15) et de la partie de commande (16) aucun court-circuitage vers les côtés
secondaires de la partie d'alimentation en énergie (15') et de la partie de commande
(16') de l'alimentation universelle (13) respective.
2. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 1,
caractérisée en ce
- qu'au moins une des alimentations universelles (13) est conçue pour détecter la valeur
initiale de l'énergie électrique du convertisseur d'énergie (7) respectif par un dispositif
de mesure (8), et
- que la commande d'énergie (6) de l'élément fonctionnel (2, 2', 2") respectif ou du groupe
d'éléments fonctionnels (2, 2', 2") est conçue, par comparaison de la valeur initiale
à une valeur de consigne prédéfinie, régler de nouveau l'alimentation en énergie de
l'élément fonctionnel (2, 2', 2") respectif ou du groupe d'éléments fonctionnels (2,
2', 2") pour compenser des modifications de charge ou des oscillations d'une alimentation
principale de l'installation de balisage d'aéroport (1).
3. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce
qu'un logiciel interne de la commande d'énergie décentralisée (6) respective est modifiable
pour pouvoir indiquer les paramètres de l'énergie électrique nécessaire qui est conditionnée
par le type de l'élément fonctionnel (2, 2', 2") respectif.
4. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 1, 2 ou 3,
caractérisée en ce
que les lignes d'alimentation (3) sont un circuit en série (3') et les transformateurs
(4) sont des transformateurs de circuit en série (4').
5. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce
que les transformateurs (4) sont des transformateurs électroniques.
6. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 5,
caractérisée en ce
que pour les éléments fonctionnels (2, 2', 2") qui nécessitent le courant alternatif,
la transformation de l'énergie électrique en un courant alternatif pour les éléments
fonctionnels (2, 2', 2") s'effectue par un circuit intermédiaire en courant continu
du convertisseur d'énergie (7) attribué.
7. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 6,
caractérisée en ce
qu'une conversion CC-CC haute fréquence se raccorde au circuit intermédiaire en courant
continu pour une séparation électrique sûre.
8. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce
que chacun des convertisseurs d'énergie (7) est équipé d'une correction de facture de
puissance pour éviter des décalages de phase et d'onde harmonique parasites sur les
lignes d'alimentation (3) par la régulation de l'énergie et la l'alimentation en énergie.
9. Installation de balisage d'aéroport (1) selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisée en ce
que pour un ou plusieurs des éléments fonctionnels (2, 2', 2"), le convertisseur d'énergie
(7) attribué respectif présente un onduleur (14) placé sur le côté secondaire du transformateur
(4, 4') respectif pour produire du courant continu ou alternatif de fréquence ou de
modulation de courbe différente ainsi que différentes intensités de courant ou tensions.
10. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 9,
caractérisée en ce
que pour un ou plusieurs des éléments fonctionnels (2, 2', 2"), le transformateur (4,
4') attribué respectif et le convertisseur d'énergie (7) attribué est conçu en tant
qu'un composant électronique avec leurs fonctions.
11. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 10,
caractérisée en ce
que pour un ou plusieurs des éléments fonctionnels (2, 2', 2"), la barrière d'isolation
(17), outre le transformateur (4, 4'), divise également le convertisseur d'énergie
(7) et la commande d'énergie (6) respectivement en un côté primaire (7', 6') et un
côté secondaire (7", 6").
12. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 11,
caractérisée en ce
que dans chacune des alimentations universelles (13), le côté primaire (6') de la commande
d'énergie (6) commande les côtés primaires du transformateur (4, 4') et du convertisseur
d'énergie (7') et le côté secondaire (6") de la commande d'énergie (6) commande le
côté secondaire (7") de convertisseur d'énergie (7).
13. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 12,
caractérisée en ce
que pour un ou plusieurs des éléments fonctionnels (2, 2', 2") dans l'alimentation universelle
(13) respective, la séparation galvanique (19) de la partie de commande (16, 16')
est une séparation transformatrice avec une fréquence de transmission d'information
élevée et une inductance de fuite faible encore utilisable pour la transmission de
données.
14. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 13,
caractérisée en ce
que la fréquence de transmission d'information est supérieure à 100 Khz.
15. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 14,
caractérisée en ce
qu'une transmission de données supplémentaire est prévue et que deux transmissions de
données indépendantes sont ainsi conçues qu'une peut remplacer l'autre.
16. Installation de balisage d'aéroport selon l'une des revendications 1 à 15,
caractérisée en ce
que pour un ou plusieurs des éléments fonctionnels (2, 2', 2"), la commande d'énergie
décentralisée (6) respective est conçue pour permettre un démarrage en douceur de
l'élément fonctionnel (2, 2', 2") respectif.
17. Installation de balisage d'aéroport selon la revendication 16,
caractérisée en ce
qu'un ou plusieurs des éléments fonctionnels (2, 2', 2") est/sont des LED et la commande
d'énergie décentralisée (6) respective est conçue pour reproduire un comportement
de démarrage optique de lumières halogène pour les LED.