Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von Geräteparameterwerten an Industrieschaltgeräten, bei denen die Einstellung der Schaltgeräteparameter mittels Fernbedienung vorgenommen werden kann und die zusätzlich über Vorrichtungen verfügen, mit denen unmittelbar am Schaltgerät diese Parameterwerte abgelesen werden können. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei elektrischen Schaltgeräten, wie z.B. Leistungsschaltern, werden immer häufiger einzelne Funktionen auf elektronische Weise gelöst. So werden z.B. klassische Fehler- oder Überstromauslöser auf Basis von Bimetallen durch elektronische Schaltungen ersetzt. Solche Schalter werden beispielsweise von der Anmelderin unter der Produktbezeichnung NZM1 bis NZM4 angeboten. Die Vorteile einer elektronischen Lösung sind der einfache Aufbau, die besseren Einstellmöglichkeiten und vor allem, bei vermehrter Forderung der Vernetzbarkeit der einzelnen Komponenten einer Schaltanlage, die Fernablesbarkeit und Steuer- bzw. Einstellbarkeit über eine elektronische Schnittstelle wie ein Bus-System oder ein Netzwerk.
Bei klassischen Schaltgeräten werden Schaltgeräteparameter direkt am Schaltgerät z.B. über Potentiometer oder Stufenschalter eingestellt. Solche Schaltgeräte sind wohlbekannt und von vielen Herstellern verfügbar. Wird nun ein solches Schaltgerät mit einem Elektronikmodul kombiniert, mit dem diese Schaltgeräteparameter mittels Ferneinstellung veränderbar sind, kann es Differenzen zwischen der tatsächlichen Einstellung dieser Parameter und den am Gerät selbst ablesbaren Parameterwerten geben.
Im Stand der Technik sind z.B. aus der
Insbesondere weisen Leistungsschalter vermehrt eine Kommunikationsschnittstelle auf, über die auch die aktuell eingestellten Geräteparameterwerte überschrieben werden können. Dabei dürfen die Werte aber nur so verändert werden, dass ein unsicherer Zustand nicht möglich ist, also zum Beispiel eine Überstromeinstellung nur gegenüber den am Schaltgerät selbst ablesbaren Werten verringert werden kann. Damit wird bei den Geräten nach dem Stand der Technik sichergestellt, dass das Schaltgerät auf jeden Fall spätestens bei Erreichen des am Gerät selbst ablesbaren Grenzwertes auslöst.
Würde das Display den von der Ferneinstellung übermittelten Sollwert eines Geräteparameter anzeigen, könnte es bei einer Änderung des Sollwertes wegen der Schnelligkeit elektronischer Displays vorkommen, dass der Wert schneller im Display angezeigt wird, als er in der Einstelleinrichtung eingestellt ist. Insbesondere ist dieses Risiko bei der Kombination der elektromechanischen Einstellung eines Parameters mit einem elektronischen Display gegeben. Es ist auch vorstellbar, dass die Einstelleinrichtung versagt. In diesem Fall könnte der neue Einstellwert am Display angezeigt werden, während sich die Geräteeinstellung gegenüber der ursprünglichen Einstellung nicht verändert hat. Wenn der neue Sollwert via Ferneinstellung auf einen höheren als den alten Wert eingestellt wird, würde in diesen Fällen ein nicht erlaubter, unsicherer Betriebszustand auftreten, bis die Einstellung des Gerätes der im Display angezeigten entspricht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Sicherstellung der Übereinstimmung eines aktuell eingestellten Parameterwertes eines Industrieschaltgerätes mit der Anzeige dieses Wertes am Gerät selbst anzugeben, wobei der Schaltgeräteparameter mittels einer Einstelleinrichtung am Gerät selbst und z 3 h via Ferneinstellung einstellbar ist, und wobei die Anzeige des Parameterwertes durch ein separates Display erfolgt.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Verfahren und Vorrichtungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung schlägt vor, den im Display anzuzeigenden Parameterwert aus der Einstelleinrichtung des Gerätes auszulesen. Die Einstellvorrichtung weist dazu eine Einrichtung zum Auslesen des eingestellten Wertes auf. Dabei kann die Übermittlung des Parameterwertes aus der Einstelleinrichtung an das Display mit einer konstanten Frequenz erfolgen, als auch als Einmalmeldung nur dann, wenn der Parameterwert geändert ist.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, bei der Einstellung eines Schaltgeräteparameters über eine elektromechanische Einrichtung einen Stellmotor an der Einstelleinrichtung des Schaltgeräteparameters am Gerät selbst vorzusehen, der bei der Ferneinstellung des entsprechenden Parameterwertes angesteuert wird und die Einstelleinrichtung entsprechend nachführt. Dabei kann das Schaltgerät natürlich mehr als eine Einstelleinrichtung von Schaltgeräteparametern aufweisen, wovon eine oder auch mehrere dieser Einrichtungen erfindungsgemäß mit einem Stellmotor ausgerüstet sein können. Ebenso ist es denkbar, dass an einem Schaltgerät nur ein oder mehrere Parameter ferneinstellbar ausgeführt sind, wobei andere Parameter nur am Gerät selbst einstellbar sind. Die Erfindung bezieht sich auf alle möglichen Kombinationen von ferneinstellbaren und nur am Gerät selbst einstellbaren Schaltgeräteparametern sowie auf die Nachführung und Anzeige dieser Parameterwerte.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Stellmotor aus einem Mikro- oder Nano-Motor. Da solche Motoren sehr klein sind, bietet sich ihr Einsatz besonders bei Schaltern mit mehreren einzustellenden Parametern an, bei denen also mehrere Einstelleinrichtungen für Schaltgeräteparameter am Gerät selbst z.B. in Form von Stufenschaltern oder Potentiometern vorhanden sind.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von sogenannten PCB-Motoren als Stellmotoren erwiesen. Dabei handelt es sich um Piezomotoren, die direkt in eine Leiterplatte integriert werden können. Bei solchen Piezomotoren werden piezoelektrische Bauelemente, die beim Anliegen einer geeigneten elektrischen Spannung mechanische Schwingungen ausführen, an einen Resonator angekoppelt, welcher seinerseits wieder an einem bewegbaren Element anliegt. Der Resonator setzt die Schwingungen des piezoelektrischen Bauelements in vorzugsweise elliptische Schwingungen des Kontaktbereichs des Resonators mit einem Läufer um. Das bewegbare Element bewegt sich vorzugsweise bei Anliegen einer ersten Spannung mit einer ersten Frequenz an dem piezoelektrischen Bauelement in eine erste Richtung, bei Anliegen einer zweiten Spannung mit einer zweiten Frequenz an dem piezoelektrischen Bauelement in eine vorzugsweise entgegengesetzte zweite Richtung. Auf diese Art kann die Nachführung der Einstelleinrichtung eines Schaltgeräteparameters am Gerät sehr exakt und für das menschliche Ohr geräuschlos mit besonders niedrigem Energieverbrauch kostengünstig realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist, dass ein solcher PCB-Motor die Verstellung der Einstelleinrichtung des Schaltgeräteparameters ohne ein zusätzliches Getriebe durchführen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Verbindung eines PCB-Motors mit der Einstelleinrichtung eines Schaltgeräteparameters am Gerät selbst mittels einer Rutschkupplung realisiert.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:
In
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß
Der Einstellknopf 21 und die zweite Läuferplatte 70 bilden zusammen den Läufer des Motors. Die Piezoelemente 50, 60 sind fest mit der Leiterplatte 40 verbunden. Zur Kraftübertragung auf die Läuferplatte 22, 70 reicht die Reibung durch die Andruckkraft, die durch die Haltenasen 28, die erste Läuferplatte 22 und die zweite Läuferplatte 70 erzeugt wird, aus.
Zur Nachführung der Stellung des Einstellknopfes 21 nach der Ferneinstellung eines neuen Einstellwertes wird durch die Elektronik des Schaltgerätes 100 der PCB-Motor über einen Motortreiber so lange angesteuert, bis der Einstellschalter oder das Einstell-Potentiometer 80 dem neuen Wert entspricht. Dieser wird bei einer ersten Variante aus der Einstelleinrichtung 20 ausgelesen und an das Display 15 weitergeleitet, und ist so dann vor Ort am Gerät ablesbar. Bei einer zweiten Variante wird der Einstellwert mit einer bestimmten Frequenz im Wesentlichen kontinuierlich aus der Einstelleinrichtung 20 ausgelesen und an das Display 15 weitergeleitet, so dass der Einstellvorgang am Display 15 verfolgt werden kann.
Das Display kann als e-Paper ausgeführt sein. Als e-Paper werden bekannte Anzeigetechniken bezeichnet, mit denen versucht wird, Tinte bzw. Farbe auf Papier nachzuahmen. E-Paper reflektiert das Licht wie normales Papier. Texte oder Bilder werden bei manchen dieser Anzeigetechniken dauerhaft angezeigt, ohne dass dafür eine Erhaltungsspannung erforderlich ist. Die Anzeige kann jedoch zu einem späteren Zeitpunkt geändert werden. Es sind verschiedene Technologien für solche e-Paper im Stand der Technik bekannt, so dass hier auf deren Darstellung verzichtet werden kann. Der Vorteil des Einsatzes eines e-Papers als Display eines Industrieschaltgerätes liegt darin, dass das Gerät keine eigene Energieversorgung aufweisen muss. Die für die Änderung der Anzeige benötigte Energie kann mit der Übermittlung des neuen Anzeigewertes zur Verfügung gestellt werden.
Bei Handbetätigung wird der Einstellknopf 21 mit einer etwas höheren Kraft, als sie notwendig wäre, wenn keine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nachführung eines Trimmpotentiometers oder eines Schalters zur Einstellung eines Schaltgeräteparameters vorhanden wäre, durch einen Bediener betätigt. Dabei rutschen die Läuferplatten 22, 70 über die Piezoelemente 50, 60 hinweg.
Der beschriebene zweiseitige Aufbau des Piezomotors kann alternativ auch einseitig erfolgen, indem die Piezoelemente 60 oder Piezoelemente 50 weggelassen werden. In diesem Fall muss auf andere Weise die Andruckkraft der entsprechenden Läuferplatte 70 oder 22 gewährleistet werden. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen einer Feder zur Frontplatte 10 oder zur Leiterplatte 100 hin erfolgen. Dabei ist zu beachten, dass die Größe der möglichen Kraftübertragung mindestens halbiert wird. Erfindungsgemäß wird auch in diesem Fall der Einstellknopf 21 so nachgeführt, dass der am Display ablesbare Parameterwert dem aktuell durch die Ferneinstellung eingestellten Parameterwert entspricht.
Statt eines Trimmpotentiometers kann auch ein anderes geeignetes Einstellelement, wie z.B. ein Stufenschalter, vorgesehen werden.
Es ist auch möglich, mehrere PCB-Motoren einschließlich Steuerelektronik auf einer Leiterplatte zu integrieren. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass nur ein Motortreiber benötigt wird, indem dessen Ausgänge elektrisch umschaltbar auf die entsprechenden Piezoelement der einzelnen Motoren verdrahtet werden. Die Nachführung der Parameteränderungen kann in diesem Fall zeitlich nacheinander erfolgen, indem die entsprechenden Motoren nacheinander auf den einen Motortreiber geschaltet werden. Auch in diesem Fall ist durch das Auslesen und Weiterleiten an das Display 15 der aktuellen Einstellwerte aus der Einstelleinrichtung 20 sichergestellt, dass der am Display 15 ablesbare Parameterwert dem tatsächlich eingestellten entspricht.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.