DE102004016123B4

DE102004016123B4 - Method for monitoring supply processes in consumers and device therefor

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Publication number: DE102004016123B4
Application number: DE200410016123
Authority: DE
Inventors: Steffen Göbel; Dr. Rupf Stephan; Steffen Zimmermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: DE102004016123A1

Abstract

Verfahren zur Überwachung von Versorgungsprozessen bei Verbrauchern, mit einem ersten und mindestens einem zweiten Versorgungsmodul, bei dem den Verbrauchern die von diesen abgeforderte Leistung von dem ersten und dem mindestens zweiten Versorgungsmodul zur Verfügung gestellt wird, wobei das erste und das zweite Versorgungsmodul zu einer Versorgergruppe zusammengeschaltet werden und ihre Leistung entsprechend den Vorgaben eines Controllers zur Verfügung stellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsmodule Stromversorgungsmodule sind, dass das erste und das mindestens zweite Versorgungsmodul miteinander über einen Datenbus verbunden werden, dass die Bildung der Versorgergruppe auf der Ebene der Software erfolgt, und dass für das erste und das zweite Versorgungsmodul jeweils mindestens eine erste Verschleißeinflussgröße ermittelt wird, aufgrund derer der Controller die von dem ersten bzw. von dem zweiten Versorgungsmodul abzugebenden Leistungen bestimmt.A method for monitoring supply processes at consumers, with a first and at least one second supply module, in which the consumers are provided with the power they demand from the first and at least second supply modules, the first and second supply modules being interconnected to form a supply group and make their performance available according to the specifications of a controller, characterized in that the supply modules are power supply modules, that the first and the at least second supply module are connected to one another via a data bus, that the supply group is formed at the software level, and that at least one first wear influencing variable is determined for the first and the second supply module, on the basis of which the controller determines the power to be output by the first and the second supply module.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Versorgungsprozessen bei Verbrauchern mit einem ersten und mindestens einem zweiten Versorgungsmodul, bei dem den Verbrauchern die von diesen abgeforderte Leistung von dem ersten und dem mindestens zweiten Versorgungsmodul zur Verfügung gestellt wird, wobei das erste und das zweite Versorgungsmodul zu einer Versorgergruppe zusammengeschaltet werden und ihre Leistung entsprechend den Vorgaben eines Controllers zur Verfügung stellen.The invention relates to a method for monitoring supply processes in consumers with a first and at least one second supply module, in which the consumers requested by these power from the first and at least second supply module is provided, wherein the first and the second supply module to a supply group are interconnected and provide their performance according to the specifications of a controller.

Aus der Praxis ist bei Stromversorgungs-Systemen in der Telekommunikation bekannt, in Stromversorgungsbaugruppen so genannte Lade-Gleichrichter zu verwenden, die typischerweise in Schaltschränken montiert sind. Diese Lade-Gleichrichter weisen eine gleiche Ausgangsspannung mit jeweils einem sehr niedrigen Innenwiderstand auf und können in Gruppen zusammengefasst werden, die zweckmäßigerweise aber nicht notwendigerweise jeweils innerhalb eines Schaltschrankes montiert sein können. Jede Gruppe wird durch einen übergeordneten Controller gesteuert. Derartige Systeme sind sehr aufwendig, denn sie erfordern zum Beispiel eine aufwendige Verdrahtung zwischen den einzelnen Komponenten.In practice, it is known in power supply systems in telecommunications to use in power supply assemblies so-called charging rectifiers, which are typically mounted in cabinets. These charging rectifiers have a same output voltage, each having a very low internal resistance and can be grouped together, which may conveniently but not necessarily each mounted within a control cabinet. Each group is controlled by a higher-level controller. Such systems are very expensive, because they require, for example, a complicated wiring between the individual components.

Für Lade-Gleichrichter, die mit einer gleichen Ausgangspannung auf eine Sammelschiene arbeiten – also sekundärseitig parallel geschaltet sind – wird im Stand der Technik als eine zentrale Forderung ein Current-Share zwischen den Gleichrichtern durchgeführt. Das heißt, es soll eine gleichmäßige Stromaufteilung zum Zweck der Vermeidung von Überlastungen einzelner Lade-Gleichrichter erfolgen. Dabei ist es ein Problem, alle Lade-Gleichrichter in allen Schränken gleichmäßig zu belasten, unabhängig davon, wie viele Gleichrichter aktiv in einer Gruppe zusammengefasst sind.For charging rectifiers that work with a same output voltage on a busbar - that are connected in parallel on the secondary side - in the prior art as a central requirement, a current share between the rectifiers is performed. That is, it should be a uniform power distribution for the purpose of avoiding overloads of individual charging rectifier. It is a problem to evenly load all charging rectifiers in all cabinets, regardless of how many rectifiers are actively grouped together.

Alle Regelungs- bzw. Ausgleichsvorgänge für den Current-Share sind zeitlich sehr langsame Prozesse im Minutenbereich, da sie im wesentlichen fixe System-Merkmale widerspiegeln. Die Regelstrecke besteht aus dem Lade-Gleichrichter mit seinen Toleranzen, Übergangswiderständen der Verkabelung und der variablen Last. Störgrößen sind Lade-Gleichrichterausfälle, Abschaltvorgänge und Lastsprünge. Die daraus resultierenden thermischen Effekte, einschließlich der partiellen Mehrbelastungen einzelner Lade-Gleichrichter müssen nur ”langsam” ausgeregelt werden.All current share balancing operations are very slow processes in the minute range because they essentially reflect fixed system characteristics. The controlled system consists of the charging rectifier with its tolerances, contact resistances of the wiring and the variable load. Disturbances are charging-rectifier failures, shutdowns and load jumps. The resulting thermal effects, including the partial additional loads of individual charging rectifiers only have to be corrected "slowly".

Der Auslastungs-Ausgleich hat nach einem Einschwingvorgang einen relativ fixen Charakter, da Lade-Gleichrichter im Arbeitsbereich einen überwiegend linearen Innenwiderstand besitzen.The load compensation has a relatively fixed character after a transient, since load rectifier in the work area have a predominantly linear internal resistance.

Bei aus der Praxis bekannten Stromversorgungen für die Telekommunikation wurde als Interface zwischen übergeordnetem Controller und den Gleichrichtern ein spezielles analoges Interface, ein so genanntes RFI verwendet. Dieses besteht je nach Ausführung aus einer unterschiedlichen Anzahl von analogen und digitalen Signalleitungen (Parallelleitungen) und wird durch die gesamte Anlage geschleift. Eine spezielle analoge Signalleitung ist für Current-Share verantwortlich.In known from practice power supplies for telecommunications was used as an interface between higher-level controller and the rectifiers, a special analog interface, a so-called RFI. Depending on the version, this consists of a different number of analog and digital signal lines (parallel lines) and is looped through the entire system. A special analog signal line is responsible for current-share.

Dieses Verfahren ist störanfällig, EMV-empfindlich, limitiert die Anzahl der teilnehmenden Lade-Gleichrichter und erfordert strenge Regeln für die Aufstellung der Schränke.This method is susceptible to interference, EMC-sensitive, limits the number of participating rectifiers and requires strict rules for the installation of the cabinets.

Als Versorger fungieren also in einer Versorgungsanlage Versorgungsmodule und/oder aus Versorgungsmodulen aufgebaute Versorgergruppen, wobei mehrere Versorgergruppen zu einer Versorgeranlage zusammengefasst sein können. Eine solche Versorgeranlage kann Versorgergruppen an verschiedenen, auch räumlich voneinander getrennten Versorgungsstellen umfassen. Auf einer Verbraucherebene werden den zuvor genannten Versorgern die Leistungen abgefordert.Supplying modules and / or utility groups constructed from supply modules thus function as suppliers, whereby several utilities groups can be combined to form one utility system. Such a supply system may include utilities groups at different, even spatially separate supply points. At a consumer level, the services mentioned above are requested from the aforementioned suppliers.

Ausgangsseitig sind die Versorgungsmodule untereinander und häufig auch aus diesen aufgebaute Versorgungsgruppen parallel geschaltet. Um einzelne Versorgungsmodule in einer Versorgungsgruppe oder einzelne Versorgungsgruppen in einer Versorgungsanlage nicht zu überlasten, wird die von den einzelnen Versorgungsmodulen bzw. Versorgergruppen bereitzustellende Leistung geregelt. Dabei arbeiten die Versorgungsmodule bzw. die Versorgergruppen nach einem System, welches als Current-Share bezeichnet wird. Dieses System bedeutet, dass die einzelnen Versorgungsmodule bzw. einzelne Versorgungsgruppen derart betrieben werden, dass sie Leistungen abgeben, die sich an einem von einem Gruppen- bzw. Anlagencontroller vorgegebenen Mittelwert orientieren. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die in einer Versorgungsgruppe bzw. einer Versorgungsanlage zusammengeschalteten Versorgungsmodule bzw. Versorgergruppen die gleiche Ausgangsleistung und das gleiche Leistungsvermögen aufweisen. Sollten Versorgungsmodule bzw. Versorgergruppen mit unterschiedlicher Ausgangsleistung und/oder unterschiedlichem Leistungsvermögen vorhanden sein, erfordern diese unter sich je einen eigenen Controller sowie einen Anlagencontroller zur Steuerung der einzelnen Versorgergruppen. Dies geht einher mit einem hohen Verschaltungsaufwand.On the output side, the supply modules are connected in parallel with one another and frequently also from these supply groups. In order not to overload individual supply modules in a supply group or individual supply groups in a supply system, the power to be provided by the individual supply modules or utilities groups is regulated. The supply modules or the utility groups work according to a system which is referred to as current share. This system means that the individual supply modules or individual supply groups are operated in such a way that they deliver services that are based on an average value specified by a group or system controller. The prerequisite for this, however, is that the supply modules or utility groups interconnected in a supply group or a supply system have the same output power and the same capacity. Should supply modules or utilities groups with different output power and / or different performance be present, they each require their own controller and a plant controller to control the individual utilities groups. This is accompanied by a high Verschaltungsaufwand.

Aus der Druckschrift US 5,740,023 A ist ein modulares Versorgungssystem mit einem ersten und mindestens einem zweiten Versorgungsmodul sowie einem Controller bekannt, wobei das erste und das zweite Versorgungsmodul miteinander über einen Datenbus verbunden werden.From the publication US 5,740,023 A a modular supply system with a first and at least one second supply module and a controller is known, wherein the first and the second supply module are connected to each other via a data bus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der oben genannten Art vorzuschlagen, mit dem die Errichtung einer Stromversorgung erleichtert und der Wartungsaufwand verringert werden kann.The invention has for its object to propose a method of the type mentioned above, with which facilitates the establishment of a power supply and the maintenance can be reduced.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Dabei sind die Versorgungsmodule Stromversorgungsmodule und das erste und das mindestens zweite Versorgungsmodul werden miteinander über einen Datenbus verbunden. Die Bildung der Versorgergruppe erfolgt auf der Ebene der Software. Für das erste und das zweite Versorgungsmodul wird jeweils mindestens eine erste Verschleißeinflussgröße ermittelt, aufgrund derer der Controller die von dem ersten bzw. von dem zweiten Versorgungsmodul abzugebenden Leistungen bestimmt. Dadurch dass die Versorgungsmodule über einen Datenbus verbunden werden und dann Versorgergruppen auf der Ebene der Software gebildet werden, wird der Aufwand einer individuellen Verschaltung je nach Situation vermieden, was die Errichtung einer Stromversorgung erheblich erleichtert. Da eine Versorgergruppe bei der Erfindung nicht mehr durch fest verlegte Leitungen bestimmt ist, wird auch das Auswechseln von Komponenten erheblich vereinfacht.The solution of this object is achieved according to the invention with the features of claim 1. In this case, the supply modules power supply modules and the first and the at least second supply module are connected to each other via a data bus. The formation of the supplier group takes place at the software level. For the first and the second supply module, in each case at least one first influence of the influence of wear is determined, on the basis of which the controller determines the powers to be output by the first or by the second supply module. The fact that the supply modules are connected via a data bus and then utilities groups are formed at the level of the software, the cost of an individual interconnection is avoided depending on the situation, which greatly facilitates the establishment of a power supply. Since a supplier group in the invention is no longer determined by permanently laid lines, the replacement of components is considerably simplified.

Werden mehr als nur zwei Versorgungsmodule nach dem Prinzip der Erfindung miteinander verschaltet, ist es auch nicht mehr erforderlich, jedes Versorgungsmodul einer Gruppe direkt mit dem Controller stern- oder maschenförmig zu verbinden, denn alle erforderlichen Daten können über einen durchgeschleiften Datenbus übermittelt werden. Dadurch werden nur noch vergleichsweise kurze Leitungswege benötigt, wobei es problemlos möglich ist, an einzelnen Versorgungsmodulen, so erforderlich, ggf. auch eine Signalverstärkung durchzuführen.If more than just two supply modules are interconnected according to the principle of the invention, it is no longer necessary to connect each supply module of a group directly to the controller in a star or mesh form, because all required data can be transmitted via a looped-through data bus. As a result, only comparatively short cable routes are required, and it is easily possible to carry out a signal amplification on individual supply modules, if necessary, if necessary.

Für das erste und das zweite Versorgungsmodul wird jeweils mindestens eine erste Verschleißeinflussgröße ermittelt, aufgrund derer der Controller die von dem ersten bzw. dem zweiten Versorgungsmodul abzugebenden Leistungen bestimmt. Verschleißeinflussgrößen sind beispielsweise die Betriebstemperatur, bei der das jeweilige Versorgungsmodul arbeitet oder dessen Belastung. Wird beispielsweise ein Versorgungsmodul, sei es ein Gleichrichter oder eine Pumpe oder ein anderes Versorgungsmodul, bei einer hohen Betriebstemperatur betrieben, entsteht bei einem solchen Betrieb ein sehr hoher Verschleiß, der zu einem früheren Ausfall des Versorgungsmodules führt. In entsprechender Weise führt auch eine hohe Belastung zu einem erhöhten Verschleiß und damit einem frühen Ausfall. Dagegen weisen praktisch alle technischen Geräte einen Arbeitsbereich auf, bei dem deren Betrieb verschleißarm erfolgt. Ein solcher Arbeitsbereich kann durch verschiedenste Betriebs- und Umweltgrößen bestimmt sein.For the first and the second supply module, in each case at least one first influencing variable of influence is determined, on the basis of which the controller determines the powers to be output by the first or the second supply module. Wear influencing variables are, for example, the operating temperature at which the respective supply module operates or its load. If, for example, a supply module, be it a rectifier or a pump or another supply module, is operated at a high operating temperature, such operation produces a very high level of wear, which leads to an earlier failure of the supply module. Correspondingly, even a high load leads to increased wear and thus early failure. In contrast, virtually all technical devices have a working area in which their operation is carried out wear. Such a work area can be determined by a wide variety of operating and environmental parameters.

Es ist nun das Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens, eine Vielzahl von Versorgungsmodulen derart zu betreiben, dass diese nach Möglichkeit zeitnah, vorzugsweise zeitgleich das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Dies wird dadurch erreicht, dass mindestens eine erste oder eine erste und eine zweite Verschleißeinflussgröße ermittelt werden und diese Verschleißeinflussgrößen von einem Controller bei der Bestimmung der abzugebenden Leistungen der Versorgungsmodule berücksichtigt werden.It is now the goal of the method according to the invention to operate a multiplicity of supply modules in such a way that, as far as possible, they reach the end of their service life in a timely manner, preferably at the same time. This is achieved by determining at least one first or first and second wear influencing variable and taking into account these wear influencing variables by a controller when determining the powers of the supply modules to be delivered.

Es gibt Situationen, in denen unterschiedliche Versorgungsmodule zur Verfügung stehen. Versorgungsmodule können sich dabei hinsichtlich ihres Leistungsvermögens unterscheiden, wobei die betreffende Leistung unter dem Gesichtspunkt der Steuerung und Regelung zwischen verschiedenen Versorgungsmodulen verlagerbar sein kann oder nicht. Unterscheiden sich beispielsweise zwei Gleichrichter hinsichtlich ihrer Sekundärspannung, ist zwischen ihnen eine Leistungsverlagerung nicht möglich. Haben sie allerdings eine gleiche Sekundärspannung und unterscheiden sie sich hinsichtlich des maximalen Sekundärstromes, kann eine Leistungsverlagerung erfolgen.There are situations where different supply modules are available. Supply modules may differ in terms of their performance, and the power in question may be displaced or not between different supply modules from the point of view of the control and regulation. For example, if two rectifiers differ in terms of their secondary voltage, a power shift between them is not possible. However, if they have the same secondary voltage and differ in terms of the maximum secondary current, a power shift can take place.

Um eine solche Situation mit einfachen Mitteln beherrschen zu können, ist gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, neben dem ersten und dem zweiten Versorgungsmodul auch ein drittes Versorgungsmodul mit dem ersten und dem zweiten Versorgungsmodul über den Datenbus zu verbinden, auch wenn das mindestens dritte Versorgungsmodul ein von dem ersten und dem zweiten Versorgungsmodul abweichendes Leistungsvermögen aufweist. Ist eine Leistungsverlagerung möglich, werden auch unterschiedliche Versorgungsmodule zu einer Versorgungsgruppe zusammengefasst.In order to be able to master such a situation with simple means, it is provided according to a further preferred embodiment of the method, in addition to the first and the second supply module to connect a third supply module with the first and the second supply module via the data bus, even if the at least third Supply module has a deviating from the first and the second supply module capacity. If a power shift is possible, different supply modules are combined into a supply group.

Auch wenn eine Leistungsverlagerung nicht möglich ist, ist es vorteilhaft, sich unterscheidende Versorgungsmodule über einen Bus zu verbinden. Zwar erfordert das dritte Versorgungsmodul dann eine von dem ersten und dem zweiten Versorgungsmodul abweichende Steuerung und/oder Regelung, deren Durchführung wird jedoch dadurch erleichtert, dass über den Datenbus Daten zur Verfügung stehen, die das Gesamtsystem beschreiben. Solche Daten sind z. B. bei Gleichrichtern Daten zur Leistungsaufnahme an einem bestimmten Ort oder ein an einem Ort herrschendes Umgebungsklima. Der Datenbus, der die Übermittlung einer Vielzahl an Informationen und Daten ermöglicht, erlaubt es, eine Steuerung oder Regelung auch mit einfachen Mitteln zu ändern, wenn sich beispielsweise die Umweltbedingungen ändern. Although power shifting is not possible, it is advantageous to connect differing supply modules over a bus. Although the third supply module then requires a control and / or regulation deviating from the first and the second supply module, the implementation thereof is facilitated by data being available via the data bus which describe the overall system. Such data are z. For example, in rectifiers data on the power consumption at a particular location or prevailing at a location ambient climate. The data bus, which allows the transmission of a variety of information and data, makes it possible to change a control or even with simple means, for example, change the environmental conditions.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird einzelnen Versorgungsmodulen eine das Leistungsvermögen berücksichtigende Adresse zugeordnet und über diese Adresse aus Versorgungsmodulen, zwischen denen eine Leistungsverlagerung möglich ist, eine Versorgungsgruppe gebildet. Die Bildung einer Versorgergruppe über die Adresse hat den Vorteil, dass schon an dieser erkannt werden kann, aus welchen Versorgungsmodulen eine Versorgergruppe gebildet werden kann. Die Übertragung weiterer Daten zur Gruppenbildung ist dann erst einmal nicht erforderlich.In accordance with a preferred embodiment of the method, individual supply modules are assigned an address which takes into account the capacity, and a supply group is formed via this address from supply modules, between which a power transfer is possible. The formation of a supplier group via the address has the advantage that even at this can be recognized, from which supply modules a supplier group can be formed. The transmission of further data for group formation is then not necessary.

Vorzugsweise ermittelt ein Controller für die Versorgungsmodule einer Versorgergruppe die Versorgungssollwerte.Preferably, a controller for the supply modules of a utility group determines the supply setpoints.

Wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens die von Verbrauchern abgeforderte Leistung und die von den Versorgungsmodulen jeweils bereitgestellte Leistung erfasst werden und eine Erhöhung oder eine Absenkung der jeweils bereitgestellten Leistung erfolgt, wenn die Differenz zwischen der abgeforderten und der jeweils bereitgestellten Leistung Schwellenwerte überschreitet, lässt sich eine nach dem Verfahren betriebene Anlage nicht nur steuern sondern auch regeln.According to an advantageous embodiment of the method, if the power demanded by consumers and the power respectively provided by the supply modules are detected and an increase or decrease of the respectively provided power takes place, if the difference between the requested and the respectively provided power exceeds threshold values, it is possible not only control but also regulate a system operated according to the method.

Eine dezentrale Regelung lässt sich erreichen, wenn die Erhöhung bzw. Absenkung der von einem Versorgungsmodul abgegebenen Leistung durch eine Steuerungseinrichtung des betreffenden Versorgungsmodules selbst aufgrund einer eigenen Überprüfung der abgegebenen Leistung und des von dem Controller zur Verfügung gestellten Sollwertes erfolgt. Eine solche dezentrale Regelung erlaubt es, die Anlage weiter zu betreiben, auch wenn Leitungsunterbrechungen oder ein Ausfall des Controllers auftreten sollten, denn die Leistungsregelung kann von der Steuerungseinrichtung des betreffenden Versorgungsmodules dann unter Berücksichtigung des letzten Sollwertes und ggf. eines Sicherheitsfaktors fortgeführt werden. Eine solche Ausführungsform des Verfahrens führt zu einer besonders hohen Versorgungssicherheit.A decentralized regulation can be achieved if the increase or decrease in the power output by a supply module is effected by a control device of the relevant supply module itself on the basis of a separate check of the output power and the setpoint provided by the controller. Such a decentralized control makes it possible to continue to operate the system, even if line breaks or a failure of the controller should occur, because the power control can then be continued by the control device of the relevant supply module, taking into account the last setpoint and possibly a safety factor. Such an embodiment of the method leads to a particularly high security of supply.

Vorzugsweise werden Daten zum Leistungsvermögen der einzelnen Versorgungsmodule über den Datenbus zur Verfügung gestellt und ein Zuordnungsprogramm abgearbeitet, welches einer ersten Datenverarbeitungsvorrichtung des ersten Versorgungsmodules oder einer zweiten Datenverarbeitungsvorrichtung des zweiten Versorgungsmodules einen Controller zuweist. Bei einer solchen Ausführungsform des Verfahrens ist ein Eingreifen eines Bedieners zur Gruppenbildung nicht mehr erforderlich, was nicht nur den Aufbau einer Anlage, sondern auch deren Wartung erleichtert.Preferably, data on the performance of the individual supply modules is made available via the data bus and an allocation program is executed, which assigns a controller to a first data processing device of the first supply module or a second data processing device of the second supply module. In such an embodiment of the method, intervention of an operator for group formation is no longer required, which facilitates not only the construction of a plant but also its maintenance.

Wenn einer Datenverarbeitungsvorrichtung eines der Versorgungsmodule die Funktion des Controllers zugewiesen wird, kann auf einen als selbständige Baueinheit anzuordnenden Gruppencontroller bzw. auf einen solchen Controller einer Versorgungsstelle verzichtet werden. Sind mehrere oder alle Versorgungsmodule so ausgestaltet, dass sie die Funktion des Controllers übernehmen können, wird so die Versorgungssicherheit erhöht.If the function of the controller is assigned to one of the data processing devices of one of the supply modules, it is possible to dispense with a group controller which is to be arranged as a separate component or with such a controller of a supply point. If several or all supply modules are designed so that they can take over the function of the controller, then the security of supply is increased.

Die Durchführung des Verfahrens wird erleichtert, wenn die Daten in Datensätzen gemäß einem CAN- oder einem Ethernet-Standard versendet werden.The implementation of the method is facilitated if the data is sent in data sets according to a CAN or an Ethernet standard.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass jedes der Versorgungsmodule Daten zur Verwendung bei der Überwachung und Steuerung im Broadcast-Verfahren oder Multicast-Verfahren versendet und solche von anderen Versorgungsmodulen gesendete Daten empfängt, speichert und auswertet. Dies erleichtert es, ein Plug and Play zu realisieren. Auch stehen dadurch während des gesamten Betriebes und nicht nur bei der Inbetriebnahme allen Versorgungsmodulen alle relevanten Daten zur Verfügung. Dadurch können alle Versorgungsmodule zeitnah die Funktion des Controllers übernehmen, was zu einer stabilen Versorgungssituation beiträgt (Redundanz). Durch das Versenden von Daten im Broadcast-Verfahren oder Multicast-Verfahren ist insbesondere auch eine automatische Neuzuordnung des Controllers möglich.In accordance with a further preferred embodiment of the method, it is provided that each of the supply modules sends data for use in monitoring and control in the broadcast method or multicast method and receives, stores and evaluates data sent from other supply modules. This makes it easier to implement a plug and play. In addition, all relevant data are available during the entire operation and not only during commissioning of all supply modules. As a result, all supply modules can quickly take over the function of the controller, which contributes to a stable supply situation (redundancy). By sending data in the broadcast method or multicast method in particular an automatic reassignment of the controller is possible.

Vorzugsweise wird das Verfahren so ausgeführt, dass jedes der Versorgungsmodule aufgrund der ausgewerteten Daten dynamisch überprüft, ob es als Controller zu operieren hat. Dies erhöht die Versorgungssicherheit. Preferably, the method is carried out so that each of the supply modules dynamically checks on the basis of the evaluated data as to whether it has to operate as a controller. This increases the security of supply.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung der Hardware einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromversorgungsmodules, 1 a schematic representation of the hardware of a preferred embodiment of a power supply module according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Datenschnittstelle, 2 a schematic representation of a preferred embodiment of a data interface according to the invention,

3 ein erfindungsgemäßes Versorgungsnetz gemäß einer ersten Ausführungsform mit mehreren erfindungsgemäßen Versorgungsmodulen, die zu Versorgergruppen und Versorgungsstellen zusammengefasst sind, 3 a supply network according to the invention according to a first embodiment with a plurality of supply modules according to the invention, which are combined to supply groups and supply points,

4 Diagramme zur Erläuterung der Verschleißeinflussgrößen, und 4 Diagrams to explain the influence of wear, and

5 ein erfindungsgemäßes Versorgungsnetz gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 an inventive supply network according to a second embodiment.

1 zeigt eine schematische Darstellung der Hardware einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromversorgungsmodules 102, welches eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Versorgungsmodules im Sinne der Erfindung ist. Dieses weist eine Leistungshardware 12 sowie eine Datenschnittstelle 14 auf. 1 shows a schematic representation of the hardware of a preferred embodiment of a power supply module according to the invention 102 , which is a particularly preferred embodiment of a supply module according to the invention. This has a power hardware 12 as well as a data interface 14 on.

Die Leistungshardware 12 weist einen Leistungseingang 16 sowie einen Leistungsausgang 18 auf, wobei der Leistungsausgang mit Stromschienen 400 einer Telekommunikationseinrichtung verbunden ist. Ferner weist die Leistungshardware 12 einen Dateneingang 22 sowie einen Datenausgang 24 auf.The power hardware 12 indicates a power input 16 as well as a power output 18 on, with the power output with busbars 400 a telecommunication device is connected. Furthermore, the power hardware points 12 a data input 22 and a data output 24 on.

Die Datenschnittstelle 14 umfasst, wenn sie für Ethernet ausgelegt ist, als Komponenten eine CPU 26, vorzugsweise einen Prozessor Net+50 der Fa. Netsilicon, einen Programmspeicher 28, einen Datenspeicher 30 sowie eine Netzwerkkomponente 32 PHY, vorzugsweise einen integrierten Schaltkreis LXT971A der Fa. Intel, mit welcher Daten über einen Ethernet-Bus 34 versendet und empfangen werden können. Die CPU 26 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Datenverarbeitungsvorrichtung. Ferner weist die Datenschnittstelle einen Schnittstellenausgang 36, welcher mit dem Dateneingang 22 der Leistungshardware 12 verbunden ist, sowie einen Schnittstelleneingang 38 auf, welcher mit dem Datenausgang 24 der Leistungshardware 12 verbunden ist. Über den Schnittstellenausgang 36 werden der Leistungshardware 12 Soll-Werte für die Leistungsabgabe zur Verfügung gestellt. Über den Schnittstelleneingang 38 erhält die Schnittstelle Ist-Werte der Leistungsabgabe der Leistungshardware 12, etwaige Fehlermeldungen sowie Ist-Werte der Leistungsanforderung.The data interface 14 if designed for Ethernet, includes as components a CPU 26 , preferably a processor Net + 50 from Netsilicon, a program memory 28 , a data store 30 as well as a network component 32 PHY, preferably an integrated circuit LXT971A from Intel, with which data via an Ethernet bus 34 can be sent and received. The CPU 26 is a particularly preferred embodiment of a data processing device. Furthermore, the data interface has an interface output 36 , which with the data input 22 the power hardware 12 connected, as well as an interface input 38 on, which with the data output 24 the power hardware 12 connected is. Via the interface output 36 become the power hardware 12 Target values provided for the power output. Via the interface input 38 the interface gets actual values of the power hardware power output 12 , any error messages as well as actual values of the performance request.

2 verdeutlicht die Funktion einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Datenschnittstelle 14, die als Ethernet-Schnittstelle mit einem Prozessor Net+50 der Fa. Netsilicon und einem integrierten Schaltkreis LXT971A der Fa. Intel ausgestattet ist. 2 illustrates the function of a preferred embodiment of a data interface according to the invention 14 , which is equipped as an Ethernet interface with a processor Net + 50 from Netsilicon and an integrated circuit LXT971A from Intel.

Die Datenschnittstelle 14 umfasst die Funktionsbereiche Betriebssystem 14-10, Treiber 14-12 zur Kommunikation mit der Leistungshardware 12, BOOTP Client 14-14, BOOTP Server 14-16, NTP Client 14-18, FTP Client 14-20, FTP Server 14-22, HTTP Webserver 14-24 sowie SMTP Email Client 14-26. Ferner umfasst die Datenschnittstelle 14 die Funktionsbereiche Prozesslogik 14-28 und Flash Filesystem 14-30. Zum Funktionsbereich Prozesslogik 14-28 gehört die Mastererkennung, das Arbeiten im Master Mode, das Arbeiten im Slave Mode sowie die Prozessüberwachung. Zum Funktionsbereich Flash Filesystem 14-30 gehört z. B. das Speichen von WEB-Seiten und zugehörigen Komponenten wie beispielsweise JAVA Applets, BIT-Maps, das Speichern der Konfiguration und das Speichern von History Logs.The data interface 14 includes the functional areas operating system 14-10 , Drivers 14-12 for communication with the power hardware 12 , BOOTP client 14-14 , BOOTP server 14-16 , NTP client 14-18 , FTP client 14-20 , FTP server 14-22 , HTTP web server 14-24 as well as SMTP Email Client 14-26 , Furthermore, the data interface comprises 14 the functional areas process logic 14-28 and Flash file system 14-30 , To the functional area process logic 14-28 includes master recognition, working in master mode, working in slave mode and process monitoring. To the function area Flash file system 14-30 heard z. This includes, for example, the spanning of WEB pages and associated components such as JAVA applets, BIT maps, saving the configuration, and saving history logs.

Die vorgenannten Funktionsbereiche ermöglichen einen Firmwaredownload für das Versorgungsmodul bzw. den Gleichrichter per FTP. Dies ermöglicht eine Konfiguration eines Versorgungsmodules bzw. Gleichrichters bzw. des Gesamtsystems per FTP, insbesondere einen automatischen Konfigurationsabgleich zwischen Versorgungsmodulen bzw. Gleichrichtern.The aforementioned functional areas enable a firmware download for the supply module or the rectifier via FTP. This allows a configuration of a supply module or rectifier or the entire system via FTP, in particular an automatic configuration adjustment between supply modules or rectifiers.

Ferner ermöglichen die Funktionsbereiche einen Zugriff auf Versorgungsmodul-, Gleichrichter- bzw. Systemdaten über IP Mechanismen. Dazu sind ein proprietäres TCP/IP Protokoll, ein SNMP-, ein HTTP- oder ein SMTP-Protokoll von Vorteil. Furthermore, the functional areas allow access to supply module, rectifier or system data via IP mechanisms. A proprietary TCP / IP protocol, an SNMP, an HTTP or an SMTP protocol are advantageous for this.

Die Erfindung lässt sich vorzugsweise bei Stromversorgungen für Telekommunikationsanlagen anwenden. Prinzipiell lassen sich die Erfindung und deren Mechanismen aber auf alle Anwendungen abbilden, bei denen eine Anzahl gleichartiger Geräte in einem Subnetz eine gemeinsame Aufgabe erfüllen sollen, wobei sich die Vorteile insbesondere bei Anlagen mit hoher Verfügbarkeit zeigen, in denen redundante Geräte eine Funktion erfüllen müssen und diese gemäß der Erfindung selbst organisieren. Die Erfindung erlaubt so die Steuerung gleichartiger Maschinen ohne zentrale Steuerungsstruktur.The invention is preferably applicable to power supplies for telecommunications equipment. In principle, however, the invention and its mechanisms can be mapped to all applications in which a number of similar devices in a subnet should perform a common task, the advantages in particular in systems with high availability show in which redundant devices must fulfill a function and organize them according to the invention itself. The invention thus allows the control of similar machines without central control structure.

Ein erfindungsgemäßes Stromversorgungsmodul kann anstelle einer Ethernet Schnittstelle auch mit einer Datenschnittstelle für einen CAN-Bus ausgestattet sein. Ein solches Stromversorgungsmodul, dessen schematische Darstellung sich von der schematischen Darstellung in 1 nicht unterscheidet, umfasst dann eine Datenschnittstelle, bei der als Komponenten eine CPU, vorzugsweise ein Prozessor C176CS der Fa. Infineon vorgesehen ist. Ferner sind bei einem solchen Stromversorgungsmodul ein Programmspeicher, einen Datenspeicher sowie eine Netzwerkkomponente, vorzugsweise ein integrierter Schaltkreis 82C251 der Fa. Philips vorgesehen, mit welchem Daten über einen CAN-Bus versendet und empfangen werden können.An inventive power supply module can also be equipped with a data interface for a CAN bus instead of an Ethernet interface. Such a power supply module whose schematic representation differs from the schematic representation in FIG 1 does not differ, then includes a data interface, in which as components a CPU, preferably a processor C176CS Infineon is provided. Furthermore, in such a power supply module, a program memory, a data memory and a network component, preferably an integrated circuit 82C251 of Fa. Philips provided with which data can be sent and received via a CAN bus.

Mit mehreren Stromversorgungsmodulen, die wie das zuvor beschriebene Stromversorgungsmodul 102 aufgebaut sind, lässt sich das anhand von 3 nachfolgend beschriebene Stromversorgungsnetz 50 aufbauen.With multiple power modules that are like the power module described above 102 are constructed, can be based on 3 Power supply network described below 50 build up.

Das in 3 gezeigte Versorgungsnetz 50 ist als Stromversorgungsnetz einer Telekommunikationseinrichtung aufgebaut. Das Versorgungsnetz 50 umfasst eine erste Versorgungsstelle 100, eine zweite Versorgungsstelle 200 und eine dritte Versorgungsstelle 300.This in 3 shown supply network 50 is constructed as a power supply network of a telecommunications device. The supply network 50 includes a first supply point 100 , a second supply point 200 and a third supply point 300 ,

Die erste Versorgungsstelle 100 weist ein erstes Versorgungsmodul 102, ein zweites Versorgungsmodul 104, ein drittes Versorgungsmodul 106, ein viertes Versorgungsmodul 112 sowie ein fünftes Versorgungsmodul 114 auf.The first supply point 100 has a first supply module 102 , a second supply module 104 , a third supply module 106 , a fourth supply module 112 and a fifth supply module 114 on.

Das erste Versorgungsmodul 102 und das zweite Versorgungsmodul 104 sind jeweils Gleichrichter mit 48 V Sekundärspannung und einer Mächtigkeit von 100 A. Das dritte Versorgungsmodul 106 dagegen hat bei 48 V Sekundärspannung nur eine Mächtigkeit von 50 A. Die genannten Versorgungsmodule 102, 104, 106 arbeiten auf eine 48 V-Schiene 400.The first supply module 102 and the second supply module 104 are each rectifier with 48 V secondary voltage and a width of 100 A. The third supply module 106 on the other hand, at 48 V secondary voltage only 50 A has a width. The mentioned supply modules 102 . 104 . 106 work on a 48 V rail 400 ,

Das vierte sowie das fünfte Versorgungsmodul 112, 114 sind Gleichrichter mit 33 V Sekundärspannung und einer Mächtigkeit von 100 A. Diese beiden Versorgungsmodule 112, 114 arbeiten auf eine 33 V-Schiene 500.The fourth and the fifth supply module 112 . 114 are rectifiers with 33 V secondary voltage and a width of 100 A. These two supply modules 112 . 114 work on a 33 V rail 500 ,

In der zweiten Versorgungsstelle 200 sind ein sechstes Versorgungsmodul 202 und ein siebtes Versorgungsmodul 204 vorgesehen, welche wie das erste Versorgungsmodul 102 eine Sekundärspannung von 48 V sowie eine Mächtigkeit von 100 A aufweisen.In the second supply point 200 are a sixth supply module 202 and a seventh supply module 204 provided, which like the first supply module 102 have a secondary voltage of 48 V and a width of 100 A.

Die dritte Versorgungsstelle 300 umfasst ein achtes Versorgungsmodul 302, ein neuntes Versorgungsmodul 308, ein zehntes Versorgungsmodul 312 sowie ein elftes Versorgungsmodul 318. Das neunte Versorgungsmodul 308 sowie das elfte Versorgungsmodul 318 sind Notstrombatterien, welche dazu dienen, bei einem Netzausfall auf der Primärseite der Gleichrichter die Stromversorgung der Telekommunikationsanlage sicherzustellen.The third supply point 300 includes an eighth supply module 302 , a ninth supply module 308 , a tenth supply module 312 and an eleventh supply module 318 , The ninth supply module 308 as well as the eleventh supply module 318 are emergency batteries, which serve to ensure the power supply of the telecommunications system in case of power failure on the primary side of the rectifier.

Die Versorgungsstellen 100, 200, 300 weisen jeweils einen Controller 150, 250, 350 auf, wobei diese Controller über einen Datenbus 52 miteinander verbunden sind. Über den genannten Datenbus stehen auch alle Versorgungsmodule 102, 104, 106, 112, 114, 202, 204, 302, 308, 312, 318 miteinander in Verbindung.The supply points 100 . 200 . 300 each have a controller 150 . 250 . 350 on, these controllers via a data bus 52 connected to each other. All the supply modules are also available via the named data bus 102 . 104 . 106 . 112 . 114 . 202 . 204 . 302 . 308 . 312 . 318 in contact with each other.

Die Versorgungsmodule 102, 104 und 106 bilden eine erste Versorgergruppe 151 und die Versorgungsmodule 112 und 114 bilden eine zweite Versorgergruppe 152. Die Versorgungsmodule 202 und 204 bilden eine dritte Versorgergruppe 253, wobei diese Gruppenbildung auf der Ebene der Software erfolgt.The supply modules 102 . 104 and 106 form a first provider group 151 and the utility modules 112 and 114 form a second provider group 152 , The supply modules 202 and 204 form a third provider group 253 , where this grouping is done at the software level.

Aufgrund der oben beschriebenen Konfiguration des Versorgungsnetzes 50 können in einem ersten Kreis an Leistungsverlagerungen das erste Versorgungsmodul 102, das zweite Versorgungsmodul 104, das dritte Versorgungsmodul 106, das sechste Versorgungsmodul 202, das siebte Versorgungsmodul 204 sowie das achte Versorgungsmodul 302 für die 48 V Schiene 400 teilnehmen.Due to the configuration of the supply network described above 50 can in a first circle of power shifts the first supply module 102 , the second supply module 104 , the third supply module 106 , the sixth supply module 202 , the seventh power supply module 204 as well as the eighth supply module 302 for the 48 V rail 400 take part.

Für die 33 V Schiene 500 können an einer Leistungsverlagerung das vierte Versorgungsmodul 112, das fünfte Versorgungsmodul 115 sowie das zehnte Versorgungsmodul 312 teilnehmen.For the 33 V rail 500 can at a power shift the fourth supply module 112 , the fifth supply module 115 and the tenth supply module 312 take part.

Im Betrieb des oben beschriebenen Versorgungsnetzes 50 werden als erste Verschleißeinflussgröße für jedes Versorgungsmodul dessen Umgebungstemperatur sowie als zweite Verschleißeinflussgröße dessen Belastungsgrad in Prozent ermittelt. Aufgrund dieser Verschleißeinflussgrößen weist einer der Controller 150, 250, 350, der als Master-Controller ermittelt worden ist, den einzelnen Versorgungsmodulen einen Versorgungssollwert zu, der von dem betreffenden Versorgungsmodul zu liefern ist. Bei der Zuweisung des Versorgungssollwertes ist es das bevorzugte Ziel, an jeder Versorgungsstelle 100, 200, 300 für die an dieser Stelle angeordneten Versorgungsmodule einen einheitlichen Verschleißzustand zu erzielen, so dass nach Möglichkeit der Personalaufwand, der zu einer Wartung einer solchen Versorgungsstelle erforderlich ist, dadurch gering gehalten werden kann, dass das Wartungspersonal bei einem Einsatz alle Versorgungsmodule gleichzeitig überholen kann.In operation of the supply network described above 50 are determined as the first wear influence variable for each supply module whose ambient temperature and as a second degree of wear factor whose load factor in percent. Due to these wear factors one of the controllers points 150 . 250 . 350 , which has been determined as a master controller, the individual supply modules to a supply setpoint, which is to be supplied by the relevant supply module. When assigning the supply setpoint, it is the preferred destination at each utility 100 . 200 . 300 to achieve a uniform state of wear for the supply modules arranged at this point, so that, if possible, the personnel expenditure required for the maintenance of such a supply point can be kept low by allowing the maintenance personnel to simultaneously overtake all the supply modules during use.

Um dies zu gewährleisten, wird für jedes Versorgungsmodul eine Art Betriebszeitenkonto geführt, wobei je nach Betriebszustand und Betriebsdauer bei diesem Zustand von diesem Konto entsprechend dem Verschleiß Abzüge getätigt werden.To ensure this, a kind of working time account is performed for each supply module, which deductions are made depending on the operating condition and operating time in this state of this account according to the wear.

4 zeigt für sich unterscheidende Versorgungsmodule Typ A und Typ B die sich bei verschiedenen Betriebstemperaturen und Auslastungsgraden ergebenden auch von dem schon eingetretenen Verschleiß abhängenden Verschleißdaten, die von dem Betriebszeitenkonto abzuziehen sind. Innerhalb der ersten Versorgergruppe sind das erste und das zweite Versorgungsmodul 102, 104 Typ A, das dritte Versorgungsmodul ist Typ B. Das vierte und das fünfte Versorgungsmodul 112, 114 sind weitere Typen, zu denen entsprechende Diagramme darstellbar sind. In jedem der Diagramme ist der Verschleiß bei unterschiedlichen Auslastungen 50%, 75%, und 100% dargestellt. 4 shows for differing supply modules type A and type B resulting at different operating temperatures and load levels also dependent on the wear already occurred wear data that are deducted from the operating time account. Within the first utility group are the first and second utility modules 102 . 104 Type A, the third supply module is Type B. The fourth and the fifth supply module 112 . 114 are other types to which corresponding diagrams can be displayed. In each of the diagrams, the wear is shown at different loadings 50%, 75%, and 100%.

Es ist ersichtlich, dass der Verschleiß V, der bei einer Umgebungstemperatur von 40°C und einer Auslastung von 100% erheblich höher ist als bei 10°C und 50% Auslastung, aus dem zugehörigen Diagramm in Abhängigkeit der Verschleißgeschichte (kumulierter Verschleiß ΣV) ausgelesen werden kann. Daher wird der Controller, solange gemäß Betriebszeitenkonto ausreichend Betriebszeiten-Kredit zur Verfügung steht, zunächst solch verschleißungünstige Situationen vermeiden. Nähert sich jedoch eines der Betriebszeitenkonten dem Ende der Lebensdauer, da die Summe des Verschleißes die Betriebszeiten aufgebraucht hat, kann es durchaus sinnvoll sein, bei einem weiteren Versorgungsmodul einen hohen Verschleiß in Kauf zu nehmen, um nach Möglichkeit für die gesamte Versorgungsstelle eine möglichst hohe MTBF (meantime between failure) zu erreichen, wodurch die Wartungsintervalle konzentriert und synchronisiert werden sollen.It can be seen that the wear V, which is significantly higher at an ambient temperature of 40 ° C and a load of 100% than at 10 ° C and 50% utilization, read from the accompanying diagram depending on the wear history (cumulative wear ΣV) can be. Therefore, as long as there is sufficient uptime credit available according to the uptime account, the controller will initially avoid such degraded situations. However, approaching one of the operating time accounts the end of life, since the sum of the wear has used up the operating times, it may well be useful to take in a further supply module high wear in order to possibly for the entire supply point as high as possible MTBF (meantime between failure), whereby the maintenance intervals should be concentrated and synchronized.

Zur Erläuterung des Verfahrens seien folgende Eingriffe beschrieben, die ausgehend von einer Grundsituation und einem Ereignis eine neue Sollwertvorgabe zeigen: ^USoll [U]/I_soll [A] (48 V/275 A) U_Soll [U]/I_Soll [A] (33 V/450 A) Modul 102 104 106 202 204 302 112 114 312 I_max[A] 100 100 50 100 100 100 200 200 200 I_ist[A] 50 50 25 50 50 50 150 150 150 To explain the method, the following interventions are described which, starting from a basic situation and an event, show a new desired value specification: ^U Req [U] / I _is [A] (48 V / 275 A) U _setpoint [U] / I _setpoint [A] (33 V / 450 A) module 102 104 106 202 204 302 112 114 312 I _{max [A]} 100 100 50 100 100 100 200 200 200 I _{is [A]} 50 50 25 50 50 50 150 150 150

Ereignis: Versorgungsstelle 100 (siehe 3) wird durch Lüfterausfall zu warm, es droht hoher Verschleiß. 48 V 33 V Modul 102 104 106 202 204 302 112 114 312 I_max[A] 100 100 50 100 100 100 200 200 200 I_ist[A] 10 10 5 100 100 50 125 125 300 Event: Supply point 100 (please refer 3 ) is too warm due to fan failure, it threatens high wear. 48V 33 v module 102 104 106 202 204 302 112 114 312 I _{max [A]} 100 100 50 100 100 100 200 200 200 I _{is [A]} 10 10 5 100 100 50 125 125 300

Ereignis: Ausgehend von der zuerst gezeigten Grundsituation, Versorgungsmodul 102 fällt aus. 48 V 33 V Modul 102 104 106 202 204 302 112 114 312 I_max[A] 100 100 50 100 100 100 200 200 200 I_ist[A] 0 61 31 61 61 61 150 150 150 Event: Starting from the basic situation shown first, supply module 102 was cancelled. 48V 33 v module 102 104 106 202 204 302 112 114 312 I _{max [A]} 100 100 50 100 100 100 200 200 200 I _{is [A]} 0 61 31 61 61 61 150 150 150

Die Beispiele zeigen, dass nicht mehr eine gleichmäßige Strombelastung alleine, also der bekannte Current-Share die zu liefernde Leistung vorgibt, sondern das eine gleichmäßige und hohe MTBF Ziel der Steuerung und Regelung ist.The examples show that it is no longer a uniform current load alone, ie the known current share, that determines the power to be supplied, but that a uniform and high MTBF target is the control and regulation.

Dies wird durch ein festgelegtes Protokoll bei kommunikationsfähigen Lade-Gleichrichtern erleichtert, wobei der jeweilige Ladegleichrichter seinen in einer Gruppe auf der Ebene der Software verschalteten Partnern seine momentane Strom- bzw. Leistungeslieferung und das Lieferpotential (vorhandene Grenzparameter) meldet und verarbeitet.This is facilitated by a fixed protocol in the case of communication-capable charging rectifiers, whereby the respective charging rectifier reports and processes its current power supply and delivery potential (existing limit parameters) to its partners interconnected in a group on the software level.

Ziel ist es, bei allen sekundärseitig parallel geschalteten Lade-Gleichrichtern entsprechend ihrem Leistungspotential die gleiche Auslastung unter dem Gesichtspunkt des Verschleißes abzurufen. Dabei soll die Gruppierung dieser Lade-Gleichrichter und damit die Anordnung bzw. Hierarchie der Stromversorgungs-Objekte nicht relevant sein.The aim is to retrieve the same utilization from the point of view of wear for all rectifier rectifiers connected in parallel on the secondary side according to their power potential. The grouping of these charging rectifiers and thus the arrangement or hierarchy of the power supply objects should not be relevant.

Die kommunikative Verdrahtung zum Zweck der generellen Steuerung der Lade-Gleichrichter wird innerhalb der Objekte im Rahmen einer Bus-Struktur realisiert (z. B. CAN Bus). Das gleiche Prinzip trifft für die Verdrahtung der Objekte untereinander zu (z. B. ebenfalls CAN Bus). Current-Share bzw. Auslastungs-Ausgleich kann damit ohne Zusatzaufwand im Rahmen dieser bestehenden kommunikativen Verbindungen erfolgen.The communicative wiring for the purpose of general control of the charging rectifier is realized within the objects in the context of a bus structure (eg CAN bus). The same principle applies to the wiring of the objects with each other (eg also CAN bus). Current-Share or utilization compensation can thus be carried out without additional effort within the framework of these existing communicative connections.

Die beschriebene Lösung verringert den Verdrahtungsaufwand in erheblichem Maße und führt zu einer Vereinheitlichung der verschiedenen Ansteuerstandards. Unabhängig vom Vorhandensein eines zentralen Controllers für die Steuerung aller Objekte besteht die Möglichkeit des aufwandsarmen Current-Share zwischen den – auch unabhängig von der momentan vorhandenen Mächtigkeit (der Energie-Ergiebigkeit) – der jeweiligen Objekte.The described solution reduces the wiring effort to a considerable extent and leads to a standardization of the various drive standards. Regardless of the presence of a central controller for the control of all objects, there is the possibility of low-overhead current share between the - even regardless of the currently available power (the energy yield) - of the respective objects.

Die Objekte sind in dem Ausführungsbeispiel durch eine eindeutige Objekt-Adresse des Objekt-Controllers im Rahmen der Kommunikation gekennzeichnet. Diese kann z. B. über einen Wahlschalter eingestellt werden. Alle im Rahmen des Strom- bzw. Auslastungsausgleichs zu beteiligenden Objekte gehören einer Adressgruppe im Rahmen des vorhandenen Adressraumes an, die per Definition für diesen Anwendungszweck begrenzt ist (z. B. 16 Adressen von ... bis ...). Auch mehrere Objektgruppen sind möglich – sie gehören dann nur unterschiedlichen Adressräumen zu. Die Definition von Adressgruppen und die Zugehörigkeit der Lade-Gleichrichter zu derartigen Adressgruppen ist eine einfache Möglichkeit, ohne weitere Selektionselemente die Auslastungsverlagerung zu etablieren. Per Definitionem sind verschiedene Adressgruppen möglich, in denen verschiedenen Verfahren der Leistungsverlagerung hinterlegt werden können (Performance, Beschränkung auf Stromausgleich – ohne Temperatur- bzw. Leistungsreserven-Berücksichtigung usw.). Die Objekte geben über den jeweiligen Objekt-Controller den augenblicklichen ”Objekt” – Strom sowie das Stromlieferungs-Potential (d. h. den gegenwärtigen Auslastungsgrad) in normierter Form den anderen Objekten der Gruppe im Rahmen eines Kommunikations-Multicast bekannt. Dieser Auslastungsgrad kann aus verschiedenen Faktoren gewonnen werden – es müssen aber nicht alle Faktoren verwendet werden:

• Leistungspotential
• Temperatur- bzw. Kühlungsreserven
• Redundanz- bzw. Ausfall-Reserven

In the exemplary embodiment, the objects are identified by a unique object address of the object controller in the context of the communication. This can, for. B. be set via a selector switch. All objects to be included in the power / load balancing belong to an address group within the scope of the existing address space, which is limited by definition for this application (eg 16 addresses from ... to ...). Several object groups are also possible - they then belong only to different address spaces. The definition of address groups and the membership of the charging rectifier to such address groups is an easy way to establish the load transfer without further selection elements. By definition, different address groups are possible in which different methods of power relocation can be deposited (performance, limitation to current compensation - without temperature or power reserve consideration, etc.). The objects use the respective object controller to announce the current "object" current as well as the power supply potential (ie the current utilization level) in standardized form to the other objects of the group as part of a communication multicast. This utilization level can be derived from a variety of factors - but not all factors need to be used:

• Performance potential
• Temperature and cooling reserves
• Redundancy or failure reserves

Alle Objekt-Controller kennen die Partner-Objekte durch die Benutzung eines fest definierten Adressraumes sowie sich selbst und errechnen daraus nach festgelegten Algorithmen die Regelabweichung und damit die neue Sollwertvorgabe für sich selbst.All object controllers know the partner objects through the use of a fixed address space as well as themselves and calculate the control deviation and thus the new setpoint specification for themselves according to defined algorithms.

Es ist nicht notwendig, dass in dieses Geschehen der zentrale Controller eingreift. Er könnte bzw. sollte lediglich Überwachungsaufgaben durchführen. Damit ist diese Funktion auch bei Ausfall des zentralen Controllers nicht beeinträchtigt.It is not necessary for the central controller to intervene in this event. He could or should only perform monitoring tasks. Thus, this function is not affected even if the central controller fails.

Jedes Objekt weiß über das Übertragungsprotokoll, ob die Partner-Objekte funktionieren. Sollte eine Fehlfunktion festgestellt werden (z. B. Ausfall eines Objekt-Controllers), so sind alle Partnerobjekte (und auch die Lade-Gleichrichter innerhalb des defekten Objektes) in der Lage, entsprechend in einen ungefährlichen Zustand zu verfahren. Each object knows via the transfer protocol whether the partner objects are working. If a malfunction is detected (eg failure of an object controller), all partner objects (and also the charging rectifiers within the defective object) are able to proceed accordingly to a safe state.

Sind alle Lade-Gleichrichter vom gleichen Typ und werden sie im Rahmen der gleichen Umgebungsbedingungen betrieben, so stellt sich nach dem beschriebenen Verfahren ein normales Current-Share (einheitliche Stromaufteilung) ein. Dies ist jedoch nur ein Sonderfall.If all charging rectifiers of the same type and they are operated under the same environmental conditions, then sets up a normal current share (uniform power distribution) according to the described method. However, this is only a special case.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

– Verringerung des Verdrahtungsaufwandes
– hohe Störsicherheit
– Möglichkeit der autarken Leistungsverlagerung der Objekte inklusive deren Objekt-Controller mit und ohne zentralen Controller
– Harmonisierung der Zuverlässigkeit aller Einzel-Geräte (Lade-Gleichrichter) unabhängig von ihrer Strom-Ergiebigkeit.

The invention provides the following advantages:

- Reduction of the wiring effort
- high interference immunity
- Possibility of autonomous power relocation of objects including their object controller with and without central controller
- Harmonization of the reliability of all single devices (charging rectifier) regardless of their electricity yield.

In der oben aufgeführten Abbildung ist die Zusammenschaltung von Stromversorgungs-Objekten dargestellt. Die Objekte können Gleichrichtergruppen inklusive Objekt-Controller, aber auch einzelne den Anforderungen der Erfindung genügenden Gleichrichter sein. Ein zentraler Controller ist für die Funktion des Auslastungs-Ausgleichs nicht relevant, jedoch der Übersicht halber dargestellt.The figure above shows the interconnection of power objects. The objects may be rectifier groups including object controllers, but also individual rectifiers satisfying the requirements of the invention. A central controller is not relevant to the workload balance function, but is presented for clarity.

Es ist ersichtlich, dass die Erfindung eine Objekt-Hierarchie gestattet.It will be appreciated that the invention allows for an object hierarchy.

Ein weiteres Beispiel ist in 5 dargestellt. Die Konfiguration ist wie folgt: für den ersten Schaltschrank 5 Lade-Gleichrichtern eines 48 V Typs, 3 Gleichrichter eines 33 V Typs und ein Messmodul. Die 48 V Lade-Gleichrichter führen wie die 33 V Lade-Gleichrichter untereinander den Current-Share durch. Beide Gleichrichtergruppen arbeiten dabei unabhängig voneinander. Weitere Schränke bedienen nur die 48 V Schiene, haben je einen Objekt-Controller, regeln auch den Current-Share ”in sich”.Another example is in 5 shown. The configuration is as follows: for the first control cabinet 5 Charging rectifiers of a 48 V type, 3 rectifiers of a 33 V type and a measuring module. Like the 33 V charging rectifiers, the 48 V charging rectifiers carry the current share among themselves. Both rectifier groups work independently of each other. Further cabinets only serve the 48 V rail, each have an object controller, and also regulate the current share "in itself".

Alle Geräte innerhalb des Schrankes sind durch ein Bus-System miteinander verbunden (z. B. CAN Bus). Je nach Architektur der Controller kann dieses Bussystem auch für die Kommunikation der Objekt-Controller untereinander verwendet werden. Im vorliegenden Beispiel wird dies nicht getan, sondern ein separates Bus-System verwendet.All devices within the cabinet are interconnected by a bus system (eg CAN bus). Depending on the architecture of the controller, this bus system can also be used for communication between the object controllers. In the present example, this is not done, but a separate bus system is used.

Der Einzelzugriff auf die Gleichrichter (z. B. für selektives Abschalten bei Notstrombetrieb) ist über die zugeordneten Adressen möglich.The individual access to the rectifier (eg for selective shutdown in emergency power operation) is possible via the assigned addresses.

Die Adressierung innerhalb des ersten Schrankes ist wie folgt: Gruppe 1: Objekt-Controller, Messmodul Controller: Adresse 1 Messmodul: Adresse 2 Gruppe 2: Gleichrichter 48 V GR1: Adresse 16 GR2: Adresse 17 GR3: Adresse 18 GR4: Adresse 19 GR5: Adresse 20 Gruppe 3: Gleichrichter 33 V GR6: Adresse 11 GR7: Adresse 12 GR8: Adresse 13 The addressing within the first cabinet is as follows: Group 1: Object controller, measuring module Controller: Address 1 Measuring module: Address 2 Group 2: Rectifier 48 V GR1: Address 16 GR2: address 17 GR3: address 18 GR4: Address 19 GR5: Address 20 Group 3: Rectifier 33 V GR6: Address 11 GR7: Address 12 GR8: address 13

Jeder Schaltschrank ist eine eigene Versorgungsstelle.Each control cabinet is its own supply point.

Claims

A method for monitoring consumer supply processes, comprising a first and at least a second supply module, wherein the consumers are provided by the requested by the first and at least the second supply module, the first and the second supply module interconnected to a supplier group be provided according to the specifications of a controller, characterized in that the supply modules are power supply modules that the first and the at least second supply module are connected to each other via a data bus, that the formation of the utilities group at the level of software, and in that in each case at least one first influencing variable of influence is determined for the first and the second supply module, on the basis of which the controller determines the powers to be output by the first or by the second supply module.

A method according to claim 1, characterized in that in addition to the first amount of wear for the first and the second supply module in each case at least a second amount of wear is determined, the controller due to the first and at least second degree of wear to be delivered by the first and the second supply module Services determined.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the load and the current output of the first and the second supply module is determined as first or second wear influencing variables.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the operating temperature of the first and the second supply module is determined as first or second wear influencing variables.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in addition to the first and the second supply module, at least a third supply module is connected to the first and the second supply module via the data bus, wherein the at least third supply module one of the first and the second supply module has different performance.

A method according to claim 5, characterized in that for the first, second and third supply module at least a first or a first and a second wear influence variable are determined, wherein the controller due to the first and at least second wear influencing variables of the first, second and third supply modules of determined these deliverables.

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the individual supply modules are each assigned an address which takes into account their capacity and that a supply group is formed via this address from supply modules between which a power shift is possible.

Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the power demanded by consumers and the power respectively provided by the supply modules are detected, that an increase or a decrease of the respectively provided power takes place when the difference between the demanded and the respectively provided power exceeds thresholds.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the increase or decrease in the output of a power supply module by a control device of the relevant supply module due to its own review of the output power and the setpoint provided by the controller made available.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that data on the performance of the individual supply modules are provided via the data bus, and that a mapping program is processed, which a first data processing device of the first supply module or a second data processing device of the second supply module, a controller assigns.

A method according to claim 10, characterized in that a data processing device of one of the supply modules is assigned the function of the controller.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the data are sent in data sets according to a CAN or Ethernet standard.

Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the creation of the records hardware addresses of the supply modules are used to communication addresses, for. B. CAN or IP addresses to generate.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that each of the supply modules sends data for use in the monitoring and control in the broadcast method or multicast method and receives such data sent from other supply modules, stores and evaluates.

A method according to claim 14, characterized in that each of the supply modules dynamically verifies on the basis of the evaluated data, whether it has to operate as a controller.