CN101263637A - 集成配电系统的面板布局 - Google Patents

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Abstract

一种用于分配电力的配电设备包括分离地安装在面板中的断路器模块和遥控装置。这些装置可以是继电器、断路器、计量表、调光器或用于控制电路的其它装置。I/O控制器板被连接到所述遥控装置并且通过数据轨条控制那些装置。控制模块可以与所述I/O控制器板连接，并且也可以与其它I/O控制器板和与一个或多个网络连接。I/O控制器板被安装在配电板的子馈电断路器区域中，该子馈电断路器区域在配电板上与主断路器区域相对的一端。控制器板可以包括可以通过所述空正面接入的连接和状态功能部件。

Description

集成配电系统的面板布局
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年9月12日提交的、序列号为60/716,220的、标题为“Integrated Lighting Control(集成照明控制)”的美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明通常涉及住宅和商用的电气配电面板和部件，并且更具体地，涉及用于给由这样的面板和部件服务的电路选择性地供电的设备和方法。
背景技术
断路器面板用于保护电路免受由于过电流状况引起的损害，诸如过载、相对高电平的短路或接地故障状况。为了执行该功能，断路器面板包括多个断路器，这些断路器通常包含开关单元和脱扣器(tripunit)。该开关单元与所述电路(即线路和负载)耦合，使得该开关单元能够断开或接通该电路的电路径。该开关单元包括每相一对可分离的接触、每相的绕轴旋转的接触臂、操作机制和操作手柄。
在过电流状况下，所有可分离的接触对脱离或脱扣，从而断开该电路。当过电流状况不再存在时，该断路器可以被复位，使得所有可分离的接触对啮合，从而接通该电路。
除了通过操作手柄进行手动过电流保护以外，还通过脱扣器提供自动的过电流保护。与开关单元耦合的脱扣器感测电路的过电流状况并且自动使断路器脱扣。当感测到过电流状况时，脱扣器中所包括的脱扣机制激励所述操作机制，从而使得每个相位的第一接触与第二接触相脱离。通常，所述操作手柄与操作机制耦合，使得当脱扣机制激励操作机制分离接触时，操作手柄也移动到所脱扣的位置。
开关装置和配电盘是用于指包括容纳开关和中断装置的金属外壳以及相关联的控制、仪表和计量装置的电气设备的通用术语，所述开关和中断装置诸如熔断器、断路器和继电器。所述外壳还通常包括诸如母线、内部连接和支撑结构(这里通常称为“面板”或“配电板”)的、用于分配电源的装置。这样的电设备可在诸如工厂或商业机构的建筑物中被维护，或者可在这样的设施之外被维护并且暴露于周围的天气条件下。通常，在接电装置或配电盘部分的前面设置有带铰链的门或盖，用于接入被包含在其中的装置。
诸如图9中所示的配电板900的配电板通常具有三个区域：主/输入断路器区域910、分支断路器区域950和子馈电(subfeed)断路器区域980。在主/输入断路器区域910中，电力进入面板并且经由主供电连接器被连接到配电板，该主供电连接器诸如是主断路器或主接线片(lug)(未示出)。从该区域，经由总线系统将电力分配到多个分支断路器(通常是1-42个装置)。
在配电板的分支断路器区域950中，分支断路器(未示出)切换和保护各个负载。
最后的区域是子馈电区域980。在这个区域中，可以使用子馈电断路器或子馈电接线片(未示出)将电力从配电板总线延续到附加的“下游”负载。子馈电区域通常是主断路器区域的镜像，以便给出面板的对称性。对配电板的子馈电区域的利用取决于应用。当面板更靠近输入电力来定位时，子馈电区域变得重要。在现有的照明应用中，该区域通常未使用。
参照图10，对应于断路器的三个区域，配电板900的空正面(deadfront)1000通常拥有三个挖空区(cutout)区域。空正面1000是将配电板的用户与配电板内所包含的所有设备隔离开的金属接地片。
空正面1000的第一区域1010是主断路器的挖空区。该挖空区允许用户操作主断路器的手柄，同时保持使配电板通电。配电板内的挖空区的第二区域1050是分支断路器挖空区。这些挖空区允许用户操作所有分支断路器的手柄。这些挖空区还给用户返回提供状态/位置信息。最常见的是，断路器的手柄的位置指示状态。在下面讨论的遥控装置的情况下，遥控装置的状态通过这些洞来指示。
空正面1000的第三区域1080是子馈电断路器挖空区。该挖空区传统上以与主断路器挖空区1010相同的方式被使用。当不存在子馈电断路器时，该挖空区传统上覆盖有附加的塑料隔板。
除了配电和保护电路免受过电流状况影响之外，还在配电板上添加了用于控制与断路器连接的负载的电力的部件。例如，已经使用部件来控制用于照明的电力。在照明控制系统的情况下，具有诸如继电器的所附着的照明控制附件的遥控断路器或一般的断路器至少部分位于配电板的分支断路器区域之内。
用于控制给负载的电力的一个系统利用遥控断路器系统。在这样的系统中，断路器的开关单元不仅响应于过电流状况工作，还响应于从与断路器分离的控制单元接收到的信号而工作。该断路器特别被构造用作遥控断路器，并且包含用于激励开关单元的电动机。
在示范性遥控断路器系统中，在面板上安装有控制单元，并且通过控制总线将该控制单元硬连线到该遥控断路器。当断路器的开关单元被接通或断开的时候，工作电流直接通过控制面板被施加到断路器电动机上或者从该电动机被移除。另外，在总线中设置分离的导体，用于为该面板中的每个断路器位置反馈诸如接触确认等的信息。控制单元包含用于向安装在面板中的特定断路器位置的断路器分离地施加和移除工作电流的电子装置。该面板控制单元还具有用于检查断路器的状态、诊断等的电子装置。该系统的一个优点是能够依照它们在面板中的位置来寻址各个断路器。
这样的系统的缺点是，面板控制单元包含针对面板上的每个断路器位置的复杂的电子装置。通常存在42个这样的位置。不管是否在所有位置实际安装了断路器，在开关装置中都构建针对所有42个位置的电子装置。例如，用户可以购买42个断路器位置中只有6个被占用的面板。那个用户会被要求购买针对所有42个位置的电子装置，因为该电子装置已经被包含在单个控制单元中。
会是有利的是，将断路器控制电子装置放置在断路器本身中并且通过编址到各个断路器的总线简单发送消息。但是，这样的分散式控制解决方案要求可靠的寻址技术，其中可以识别和命令被定位在面板上的特定位置的各个断路器。寻址系统必须足够稳健，以便经受得住该电气配电面板的电噪声环境。
那个分散式情形会要求每个单独断路器对于控制单元被确定为在面板中的某个位置。在一个可能的解决方案中，控制单元接口提示用户利用面板位置识别断路器，例如，通过在提示位置时按压断路器上的按钮。当断路器被安装或被替换时，该技术会给用户带来很大负担，并且该技术依赖于断路器中的内部存储器来维持可靠性。
在另一可能情形中，断路器自身可以读取与面板中的特定位置相关联的电阻或另一电子指示器。例如，可以在每个断路器位置在控制总线上放置电阻器。断路器会读取该电阻并且对于控制器将自身确定为在对应于该电阻的特定位置。该技术会要求每个面板位置处的指示器的费用，并且要求断路器中执行初始化例程的电子装置的费用。
对于允许对断路器进行遥控的系统，通常利用特殊的配电板和外壳。确切地说，面板在长度上延长，以便容纳控制单元。例如，可以构造具有被延长来配合面板控制单元的一端的特殊面板。这样的设计排除了改进供遥控断路器使用的标准面板和外壳。
因此，目前需要提供一种改进的用于由配电面板选择性地配电的方法和系统。该方法和系统必须足够稳健，以经受住配电系统中固有的高环境噪声水平，并且必须高度可靠。应该最小化不必要的花费，特别是当面板中的断路器位置留空的时候。物理面板布局应该使得能够利用必要的部件改进现有的非远程激励的面板设计。
发明内容
本发明的一个实施例是一种用于将来自电源的电力选择性地分配给多个负载电路的系统。该系统包括具有第一和第二端的配电板；位于配电板的第一端用于连接电源的主供电连接器；多个遥控装置，每个装置电连接到主供电连接器和电连接到多个负载电路中的至少一个；和电连接到遥控装置用于控制遥控装置的I/O控制器板，该I/O控制器板位于配电板的第二端。
该系统可以进一步包括使所述多个遥控装置和I/O控制器板互相连接的数据轨条。
所述系统可以包括与所述I/O控制器板连接的用于控制该I/O控制器板的系统控制器，该系统控制器位于所述配电板的第二端。该系统控制器可以进一步包括用于控制至少一个附加的I/O控制器板的接口。
所述系统可以进一步包含多个断路器模块，每个断路器模块在所述配电板中的负载电路位置并且与在该位置的遥控装置串联地电连接到电源。该遥控装置可以与断路器模块分离地从面板被移除。
所述遥控装置可以是继电器、调光装置、计量装置、断路器或其它装置。
所述系统可以进一步包括安装到配电板的空正面，该空正面至少部分覆盖I/O控制器模块；其中I/O控制器模块进一步包括至少一个可以通过空正面中的开口接入(accessible)的功能部件(feature)。该可接入的功能部件可以是选自以下组的功能部件，该组包括状态和电力的LED指示器、EIB楼宇自动化连接、以太网连接、USB端口和电话连接。I/O控制器模块可以还包括至少一个不能通过空正面中的开口接入的功能部件。
所述系统可以包括用于覆盖所述可接入的功能部件的咬合式盖(snap lid)，该咬合式盖可以通过空正面中的开口被移除。该可移除的咬合式盖可以与I/O控制器板齐平。
I/O控制器板可以通过使用至多两个螺丝被安装到配电板。
本发明的另一实施例是一种用于配置配电面板的方法。该方法包括以下步骤：在配电板的主断路器区域中安装主断路器；在配电板的分支断路器区域中安装遥控装置，该主断路器与遥控装置被电连接，用于将电力分配到分支电路；以及在配电板上不同于主断路器区域和分支断路器区域的子馈电区域安装I/O控制器板，该I/O控制器板与遥控装置电连接，用于命令该装置执行对分配给分支电路的电力的操作。
所述安装I/O控制器板的步骤可以进一步包括：安装用于将I/O控制器板与遥控装置电连接的母线。数据轨条可以直接被固定到配电板或者可以支撑遥控装置。
该方法包括将空正面安装到配电板的步骤，空正面具有针对I/O控制器板的部分的开口。I/O控制器板可以包括触摸屏，并且空正面的一个开口可以暴露该触摸屏。I/O控制器板可以包括I/O连接器，并且空正面的一个开口可以暴露至少一个功能部件。
该方法可以进一步包括在I/O控制器板上通过空正面中用于覆盖可接入的功能部件的开口来安装可移除的咬合式盖的步骤。该安装可移除的咬合式盖的步骤可以包括通过挤压凹进式功能部件来抓取咬合式盖。
所述在配电板的子馈电区域中安装I/O控制器板的步骤包括使用至多两个螺丝。
附图说明
图1是依照本发明的一个实施例的配电面板的示意性平面图。
图2是依照本发明的一个实施例的配电面板的开关式电源的示意图。
图3是依照本发明的一个实施例的独立配电面板的示意图。
图4是依照本发明的一个实施例的配电面板网络的示意图。
图5是依照本发明的一个实施例的从配电面板的示意图。
图6是依照本发明的一个实施例的多个遥控装置和断路器的示意性布线图。
图7是依照本发明的一个实施例的遥控继电器的示意图。
图8是依照本发明的一个实施例的多个遥控装置和断路器的示意性布线图。
图9是现有技术配电板的透视图。
图10是现有技术配电板和空正面组件的分解透视图。
图11是依照本发明的一个实施例的配电板和部件的透视图。
图12是依照本发明的一个实施例的I/O控制器的透视图。
图13是依照本发明的一个实施例的配电板和包括空正面的部件的透视图。
图14是依照本发明的一个实施例的I/O控制器的详细透视图。
具体实施方式
本发明的集成照明系统允许用户控制(例如，接通和关断、调节、计量)电源电路，诸如那些通常用于照明、电阻加热、空气调节的电路或家庭、办公室或工业环境中的任何其它电气装置。所述控制通过照明配电板或配电板的系统来实现。在优选实施例中，每个面板管理多达42个电路。
在图1中示出了依照本发明的一个实施例的示范性面板100。线路功率通过连接到接线片125的电源电缆126进入面板。线路功率可以是例如三相480Y277、240或120VAC电源。面板中的每个负载电路对应于由电源馈送的负载电路位置，诸如位置107。断路器(诸如断路器105)在每个馈送位置107。在优选实施例中，使用西门子BQD断路器。
依照本发明，要控制的每个电路还具有遥控装置110，诸如继电器、计量表或调光器。这里使用的术语“遥控装置”包括控制、监视或可以以其它方式在负载电路中使用的任何其它装置。尽管在优选实施例中，遥控装置是与断路器分离的部件，但是这里使用的术语“遥控装置”包括与断路器集成的装置。遥控装置110与沿着面板两侧安装的数据轨条115A、115B相连接。I/O控制器板120通过轨条115A、115B控制遥控装置110。
在图2中示出的开关式电源模块209给I/O控制器板120供给开关式电源，并且通过板120给轨条115A、115B供给开关式电源。还通过I/O控制器板120给系统控制器150供电，该系统控制器150包括LCD显示器152和/或触摸屏154。
在图3中所示的本发明的一个实施例中，I/O控制器板120在配电系统中起独立的分布式I/O块的作用。在这种情况下，每个面板起独立面板的作用。I/O控制器板120通过轨条115A、115B给遥控装置110A、110B供给电力和控制信号。用户接口以及高级调度和控制由控制模块150来提供。控制模块150可以提供干接触I/O(未示出)、LCD触摸屏用户接口151和数个添加通信端口(addition communication port)152。该控制模块提供应用，该应用给予用户配置控制时间表、将遥控装置组织成多个组、将时间表分配给组、配置离散的I/O功能和配置分布式I/O功能的手段。
在图4中所示的另一实施例中，多个面板401、402、403被配置来作为单个单元工作，其中，一个面板401被配置作为主面板，而其它面板被配置为从面板。为了将面板401配置为主面板，添加了系统控制器150。从面板402、403不包含系统控制器。
在图5中示意性示出了示范性从面板500。I/O控制器板520分别通过轨条115A、115B为遥控装置110A、110B供电和控制遥控装置110A、110B。该I/O控制器板通过EIB(欧洲安装总线)网络560或其它类似网络被连接到其它从面板和主面板。
本发明的集成配电系统可以利用来自现有系统的部件，从而减少加工和库存成本、培训要求等。例如，返回图1，本发明的系统可以利用现有的配电板100和在目前使用的配电系统中与该配电板一起使用的现有的断路器105。在那种情况下，新部件包括连接到断路器105的负载侧的遥控装置110。到负载的接线被连接到该遥控装置。该遥控装置包括与面板中的I/O控制器板120连接和进行通信所必需的电子装置。数据轨条115A、115B沿着(down)断路器105的长度向下被添加到现有的面板设计中，从而提供了用于将遥控装置110连接到控制器120的装置。
装置接口模块120在面板100的底部或顶部，如通过该面板是顶部供电还是底部供电来指示的那样。在优选实施例中，装置接口模块120在面板上与馈电接线片125相对的边缘附近。装置接口模块包含允许其在EIB网络上独立或用作另一面板的从面板的最小功能。如上所述可以添加控制模块150。
现在将依次描述本发明系统的各个部件。参考图6和7的示意性图解说明，遥控装置110可以是通过第一终端613连接到断路器105的负载侧的机电继电器或其它装置。然后从负载到遥控装置的负载侧进行到接线片或第二终端611的线连接。在图7的特定例子中，遥控装置是遥控继电器。
遥控装置110包括电路板750，该电路板750具有微处理器790和用于连接到数据轨条115的四线或五线连接器616。到数据轨条的连接器包括用于普通连接的终端661、用于操作电子装置和螺线管的24伏特电力连接662、由装置接口模块用来选择特定的遥控装置的选择线663和串行通信接口线路664。在图7的继电器例子中，遥控装置110中的处理器750管理给螺线管751施加电力的定时，以最小化该24伏特连接662所要求的功率，并且还确保螺线管正常运行。该处理器包含在非易失性介质上存储的用于执行各种任务的指令，这些任务包括经由螺线管751断开和接通继电器开关760和使用传感器752来验证继电器开关760的位置。
为面板之内的每个断路器/遥控装置位置分配了唯一的选择线。例如，在图6的示意图中，选择线663与在位置1的遥控装置110连接；选择线673、683、693分别与在位置2、3和4的遥控装置670、680、690连接。因此，选择线可以由I/O控制器板120(图3)单独断言，以选择单个遥控装置。
当断言了选择线663时，遥控装置110在串行接口664上监听消息。相反，如果没有断言该选择线，则忽略串行接口664上的消息。因此，遥控装置对串行命令的响应以是否断言了选择线为条件。这里使用的术语“断言”表示指定来使得遥控装置监听消息的信号的一个状态。在优选实施例中，选择线具有“高”和“低”状态，“高”状态是“被断言的”状态。
使用选择线进行寻址对于面板中的特定位置是特定的，因为选择线在物理上被确定路线到特定位置。对于遥控装置来说，为了识别串行线上哪些到来的消息被寻址到这些遥控装置，不必知道这些遥控装置在面板中的位置。相反，遥控装置通过监视选择线是否被断言来识别串行线上的相关消息。分配面板位置的遥控装置的初始化不是必需的。因此，遥控装置110在配电板内的位置由I/O控制器板120唯一识别，而不需要初始化或设置(即，无需预定地址的开关和LED即可控制每个遥控装置，因而在首次使用之前不要求用户干预)。
本发明的寻址系统是对在面板的配电环境中遇到的电子噪声有抵抗力的稳健系统。因为遥控装置只有在选择线被断言时才监听串行线上的消息，所以将噪声解释为消息的可能性大大减低。另外，因为选择信号是简单的开/关或高/低信号，所以遥控装置不正确地执行打算供另一遥控装置使用的命令的可能性很小。
命令消息可以是广播命令或者点对点通信。消息例如可以是断开或接通遥控装置中的继电器的命令、状态请求、错误报告请求、重新编程命令、用于调整或测量负载电路的电力的调光功能的命令(如果遥控装置包含这样的功能)、完全诊断请求或者其它操作命令。
遥控装置110使用插入到断路器接线片(未示出)中的导体接头(conductor tab)613(图6)而被附着到配电板100内的断路器105的负载侧。遥控装置110在用于安装负载接线的接头的相对侧上具有与断路器尺寸相同的接线片。
在一个示范性实施例中，遥控装置110可以是具有用于手动接通继电器接触的机械超越控制开关(未示出)的继电器。另外，每个遥控继电器可以具有指示器(未示出)，以示出继电器接触的位置。在没有给该遥控继电器施加电力的情况下，所述超越控制开关和指示器也起作用。
遥控装置内的电路板750(图7)上的电子装置用于控制装置功能。例如，该板可以通过激励用磁力保持的(magnetically held)螺线管(磁性闩锁)751(图7)控制正常操作条件下的继电器接触的断开和接通。来自所连接的24V总线的用于电子装置的电力从轨条115被拉到每个装置。
在优选实施例中，印刷电路板(PCB)电子装置750在遥控装置的底部，在主导体接触611和接线片613之下。来自磁性闩锁751的导线被隔离并且被确定路线到PCB 750上的连接器。来自继电器位置感测机制752的导线也被隔离并且被确定路线到PCB上的第二连接器。
在遥控装置是继电器的例子中，遥控装置中所包含的电子电路板750可以包括两个输出电路，这两个输出电路能够在大约1.7A和24V脉动磁性闩锁751。“接通”脉冲持续2到2.5毫秒，而“断开”脉冲持续10到20毫秒。“断开”脉冲的极性与“接通”脉冲的极性相反。PCB电子装置750还包括用于感测接触位置的输入电路和用于EIB应用的“干接触”输入。
处理器790包括用于输出控制和定时、输入感测、磁性闩锁电流感测(如果该装置包括磁性闩锁)和到I/O控制器的串行通信的振荡器/微控制器。另外，电路板750还优选地包含电压调节器/电源电路、用于磁性闩锁电流感测和保护的模拟输入电路、用于串行总线的通信驱动电路和用于使能线路的缓冲电路。
数据轨条115A、115B(图1)是有屏蔽的通信总线，其允许在面板100的一侧的多个遥控装置110与I/O控制器板120之间的通信。在本发明的优选实施例中，其中面板100包含针对42个断路器和42个遥控装置的位置，每个数据轨条115连接面板单侧上的21个遥控装置。每个面板包括两个数据轨条。
数据轨条提供障碍，以将第一类负载导线与用于管理遥控装置的第二类信号导线隔离开。数据轨条115经由延伸在遥控装置以外的连接器(未示出)连接到每个遥控装置110。该连接器具有四个或五个引线。在结构方面，数据轨条115可以用于支撑遥控装置并且直接机械附着到面板100的内部。
根据设计细节，数据轨条115到I/O控制器板120的终端连接是25-29导体带连接器(ribbon connector)。这个带连接器被保护免受第一类元件影响并且并不覆盖中性扩展(neutral extension)。
数据轨条115可以以多种尺寸得到，以允许用户在单个配电板上安装不同数目的遥控装置。例如，可以将轨条制成具有9、15和21个到遥控装置的可用连接。这些轨条可以具有用于I/O控制器板120的两个终端连接，以考虑到左手侧和右手侧的对称数据轨条。
数据轨条115可以具有封装将装置连接到一起的第二类接线以及从遥控装置到数据轨条的任何导线连接的设置。如果合适的话，数据轨条能够移动到两个不同位置中，使得在第一位置机械支撑遥控装置并且充分保护导线，而在第二位置，装置能自由旋转。
数据轨条115优选地包括PCB，该PCB包含的迹线包括路线为从带连接到每个选择线连接器(每个遥控装置位置一个选择线连接器)的多个线选择器迹线、到所有遥控装置的串行通信迹线、1-4个从带连接到所有装置的用于携带24VDC的电力迹线和1-3个从带连接到所有装置的接地迹线。在本发明的优选实施例中，在数据轨条中相反安装遥控装置是不可能的。
I/O控制器板120(图3)实现了该系统的数个功能。该板经由诸如标准墙式开关(未示出)的干接触开关给面板提供离散的I/O，该干接触开关经由干接触终端322和干接触逻辑323被连接到I/O控制器板。每个干接触终端322被组织为两个输入和一公用区。这使来自瞬时摇臂开关的输入容易。
如上所述，I/O控制器板120还生成选择器线信号和通过数据轨条115到遥控装置110的串行通信。使用选择器逻辑326，I/O控制器板上的处理器325控制和生成到所述装置的所有通信。
I/O控制器板还实现了EIB接口。对于EIB网络，该接口使得面板表现为具有42个输出和32个输入的单个EIB装置。该EIB接口例如可以使用西门子TPUart接327来实现。
位于I/O控制器板120上的不引人注目的连接器328允许直接联接系统控制器150。I/O控制器板120能够作为独立的控制器运行或者连接到系统控制器150地运行。在没有系统控制器的情况下，I/O控制器板120只对通过EIB接口的通信做出响应并且在其自身上不执行动作。
EIB线被确定路线到连接器328。系统控制器150使用EIB消息通过I/O控制器板120操作遥控装置110。在连接器328上还可以支持分离的SPI接口。该接口可以在EIB网络上的带宽不充足的情况下代替EIB用于从系统控制器150到I/O控制器板120的通信。
系统控制器150给用户提供实现照明时间表、将装置组织成多个逻辑组、管理输入和得到状态的应用。本地用户接口通过系统控制器150而被实现为具有触摸屏支持的320×240的单色LCD显示器151。
系统控制器150具有数个通信接口。该控制器通过EIB接口355与一个或多个I/O控制器板120连接。另外，RS485串行接口356可以支持诸如Modbus RTU协议的专用协议、西门子楼宇自动化系统的接口。10/100以太网接口357可以支持HTTP服务器和Modbus TCP/IP。HTTP服务器可以允许用户将细缆网浏览器(thin net browser)连接到控制器，以执行本地用户接口所提供的所有功能以及一些更复杂的配置和编程特征。还可以提供USB接口(未示出)。另外，模拟调制解调器358提供了用于针对基本控制功能通过按键式电话将系统控制器150及其面板连接到模拟电话线的装置。还可以预想到与现有或未来将开发的其它系统和协议的通信接口，并且这些通信接口在本发明的范围之内。
系统控制器150优选地包含足够的用于复杂的照明方案的存储量，这些照明方案包括时间表、分区、方案选择、记录等。该存储可能要求小型数据库，因为给定控制器可以本地控制多达42个照明开关，并且可以远程控制其它照明控制面板。在一个实施例中，系统控制器控制多达64个面板。总的存储量要求可能达到20GB的最大尺寸，并且优选地至少256MB。该存储不包括操作系统所需的存储。
参考图2，电源209给所有控制部件提供隔离的电源，这些控制部件包括遥控装置、I/O控制器板120、系统控制器150和EIB网络。I/O控制器板120和系统控制器150都具有DC-DC转换器，该DC-DC转换器由该电源的主DC输出225导出如所要求的所调节的DC电压电平。在遥控继电器的情况下，那个主电源也给继电器提供24伏特，电子装置调制该电压以便通过轨条115A、115B操作内部螺线管。遥控装置中的螺线管751(图7)要求多达两安培来运行，并且面板中可能有多达42个遥控装置。系统管理所述装置的操作，使得主DC电源209将不必提供(source)超过3.5安培。
所述电源还具有29伏特的第二限流源(未示出)。该电源用于给EIB网络供电。该电源的输出阻抗很关键并且必须满足Konnex(EIB规范组织)规范。该电源优选是在完全短路时将输出电流限制到325毫安的限流源。该电源的输入应该是通用的，使得输入功率可以是50或60赫兹并且从90伏特RMS变化到290伏特RMS。
熔断器元件230保护电源209、系统控制器150和I/O控制器板120免受到在总线上发生的短路。该熔断器元件230位于该电源与总线自身之间。在过电流被输送到整个面板的情况下，用户有权使用熔断器230。
在本发明的一个实施例中，断路器105(图1)和遥控装置110的接近要求使用安装到配电板的子馈电中性点(subfeed neutral)的中性扩展(未示出)。该中性扩展允许用户获得与部分覆盖正常中性点的遥控装置的、附加的低安培中性连接。
目前描述的照明控制系统可以在不改变标准配电板的情况下来实现。第二类接线的所有连接仅仅要求容器的钻孔，以允许第二类导线被确定路线在面板之外。
这里使用的术语“控制盒”指的是盒190(图1)，该盒190包含与I/O控制器板120、系统控制器150和触摸屏154相关联的电子硬件。该控制盒具有与电源和数据轨条(其可能要求多个连接)连接的必要的装置。
控制盒190中存在接入点，使得用户能够获得对数个连接的接入。那些接入点用可移除的盖子覆盖，使得用户能够获得对连接的接入，并且允许保护连接免受偶然接触。
整个控制盒190装配在面板100的槽之内，该槽与用于连接电力电缆126的电源接线片125相对。例如，在本发明的一个实施例中，控制盒装配在西门子能量和自动化公司制造的标准P1配电板的TVSS槽中。通过将控制盒放置在面板中的电源进入点的相对位置，可以使用修改(除了针对第二类接线而给配电板钻孔以外)很少或没有修改的标准配电板。
图8示出了与图6的示意图所示的系统类似的系统，其中相同的元件由相同的元件编号指示。遥控继电器110保持在配电板的位置1。但是，在位置2安装了遥控断路器870。同样地，在位置3安装了计量电路880并且在位置4安装了调光装置890。计量电路可以被远程访问，以装载所存储的消耗信息以及访问与位置3相关联的负载电路的瞬时电流信息。调光装置可以被控制来调节输送给与位置4相关联的负载电路的电力。
装置870、880和890仅仅是示范，并且可以设想其它类型的装置作为本发明的部分。本体系结构允许容易地添加附加装置。因为装置只有当它的选择线被断言时才“听”命令，所以可以对协议添加用于增加的装置类型的附加串行命令，而不需改变现有装置。可以将任何类型的装置放在配电板上的任何位置，而无需改变配电板也无需重新编程装置。
如上参考图1所述的那样，I/O控制器板120优选地被放置在配电板100上与主供电连接器(即接线片125和/或主断路器)相对的位置。现在参考图11，包含I/O控制器板1120的控制盒被放置在配电板的子馈电区域980之内，该子馈电区域与主供电接线片(未示出)相对和/或与主断路器区域910中的主断路器1199相对。出于若干功能和设计原因，面板上的子馈电区域980对于安装控制盒是有利的。通常，配电板的子馈电区域已经拥有接入点(在空正面中不要求附加的挖空区)。当空正面被固定到配电板时，该区域还容易由面板的用户接入。
另外，为了将控制器定位在其自己的区域(而不是子馈电区域)中，会要求对现有面板设计的许多元件重新设计，这些元件包括空正面、阀内件(trim)、门和盖。这些元件以及其相关联的硬件代表系统内所有部分的三分之一以上。
另外，本发明的系统将包含I/O控制器板120的控制盒放置在配电板的区域中，在该区域中存在具有到螺丝孔的无障碍通路的平面区。利用/延伸分支断路器区域中的元件的设计经常更复杂，因为在短路期间必须使用高且薄的障碍物来管理断路器气体。
当前使用几种技术在配电板中安装控制器。一种方法是延伸整个配电板，从而为控制器创建新空间。如前所述，该方法要求对整个配电板的主要部分重新设计，这可以针对要与控制器一起使用的配电板进一步要求分离的制造工艺和库存。另外，该技术给配电板增加了相当多的长度(附加长度从10％变化到40％)。通常，这样的设计还造成用户接入的问题，并且要求次要的门和铰链。
将控制器放置在配电板中的另一种当前使用的解决方案是占据配电板的分支区域中的分支断路器位置。为了将控制器定位在该区域中而不减少分支断路器的位置数目(通常是42个)，该设计要求增加分支装置的位置的数目。该解决方案也要求对配电板完全重新设计。
将控制器定位在分支断路器位置中限制了用户对控制器的接入。通常，分支装置的区域更容易短路，这又会产生排气云(outgassingcloud)。为了保护用户免受那些排气影响，在空正面与分支装置之间要求足够密封。因此，必须将通过空正面的接入洞限制到分支装置区域中，从而导致用户的可看度降低。另外，该区域中的整体可接入的表面区常常比子馈电区域小，从而使得用户接入区的设计更困难。
在图11-14中所示的本发明的优选实施例中，将I/O控制器板1120包装在配电板的子馈电区域之内产生了具有大量用户可接入的功能部件的可改进的系统。两种类型的可接入的功能部件被呈现给用户：可通过空正面1000接入的功能部件1221和只能通过移除空正面来接入的功能部件1222。可通过空正面1000接入的功能部件1221包括针对状态和电力的LED、楼宇自动化连接(EIB/Modbus RTU)、以太网连接、USB接入和电话连接。只能通过移除空正面接入的功能部件1222(在图13中被隐藏)包括32个两位置(数字)输入和4个模拟输入/输出。
另外，用户可以通过空正面1000中的现有窗口来观看和操纵触摸屏1225。在现有的包括子馈电断路器并且没有I/O控制器板的面板中，该窗口被用于接入子馈电断路器。
可以通过空正面移除的咬合式盖1332用于覆盖可通过空正面接入的那些功能部件1221。在现有设计中，使用咬合式盖，但是通过空正面将咬合式盖锁入位置。因此，用户在不移除空正面的情况下不能接入任何连接。用户移除空正面要求用户使整个面板断电。
在优选实施例中，咬合式盖1332具有凹进式功能部件1333(图14)，从而用户通过在食指和拇指之间挤压该功能部件能够拉起该盖。该咬合式盖功能部件是齐平的，使得该咬合式盖能够与用空正面金属覆盖该区域的配电板一起使用。
包含I/O控制器板1120的整个控制盒用钢后板1340支撑。该后板考虑到针对配电板的简单的螺丝接入点。只要求两个螺丝1342(在对角线拐角处)来固定配电板。在图14中所示的实施例中，在控制器1120的每侧使用两个螺丝；只有一个是必需的。先前的面板设计要求连同螺丝一起有多个咬合式功能部件，或者多个螺丝(一些设计要求多达8个螺丝)。
前述详细说明应被理解为在各个方面都是说明性和示范性的，而不是限制性的，并且这里公开的本发明的范围并不是由本发明的说明书确定，而是由权利要求按照专利法允许的最广范围解释的那样来确定。例如，尽管这里对设备的公开是相对于特定的配电板布局和几何结构，但是本发明的与遥控装置的选择线寻址相关的技术和配置可以应用到任何配电设备。应理解，这里所示和描述的实施例只是对本发明原理的举例说明，并且本领域技术人员在不偏离本发明的范围和精神的情况下可以进行各种修改。

Claims (25)

1.一种用于将来自电源的电力选择性地分配给多个负载电路的系统，该系统包括：
具有第一和第二端的配电板；
位于配电板的第一端的用于连接电源的主供电连接器；
多个遥控装置，每个装置电连接到该主供电连接器和电连接到多个负载电路中的至少一个；以及
电连接到所述遥控装置用于控制所述遥控装置的I/O控制器板，该I/O控制器板位于配电板的第二端。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括使所述多个遥控装置和I/O控制器板互相连接的数据轨条。
3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与I/O控制器板连接以控制I/O控制器板的系统控制器，该系统控制器位于配电板的第二端。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统控制器进一步包括用于控制至少一个附加的I/O控制器板的接口。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个断路器模块，每个断路器模块位于配电板中的负载电路位置并且与在该位置的遥控装置串联地电连接到所述电源。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述遥控装置能与断路器模块分离地从所述面板被移除。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个遥控装置是继电器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个遥控装置是调光装置。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个遥控装置是计量装置。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个遥控装置是断路器。
11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
安装到配电板的空正面，该空正面至少部分覆盖I/O控制器模块；
其中，该I/O控制器模块进一步包括至少一个可通过该空正面中的开口接入的功能部件。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个可接入的功能部件包括选自下列组的功能部件，该组包括状态和电力的LED指示器、EIB楼宇自动化连接、以太网连接、USB端口和电话连接。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，I/O控制器模块进一步包括至少一个通过空正面中的开口不能接入的功能部件。
14.根据权利要求11所述的系统，进一步包括：
用于覆盖所述可接入的功能部件的咬合式盖，该咬合式盖能通过空正面中的开口被移除。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述可移除的咬合式盖与I/O控制器板齐平。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述I/O控制器板能通过使用至多两个螺丝被安装到配电板。
17.一种用于配置配电面板的方法，该方法包括以下步骤：
在配电板的主断路器区域中安装主断路器；
在配电板的分支断路器区域中安装遥控装置，该主断路器与遥控装置电连接，用于将电力分配到分支电路；和
在配电板上不同于主断路器区域和分支断路器区域的子馈电区域安装I/O控制器板，该I/O控制器板与遥控装置电连接，用于命令该装置执行对分配给分支电路的电力的操作。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述安装I/O控制器板的步骤进一步包括安装用于将I/O控制器板与遥控装置电连接的母线。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述数据轨条直接被固定到配电板并且支撑遥控装置。
20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括以下步骤：
将空正面安装到配电板，该空正面具有针对I/O控制器板的部分的开口。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，I/O控制器板包括触摸屏，并且空正面的一个开口暴露该触摸屏。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，I/O控制器板包括I/O连接器，并且空正面的一个开口暴露至少一个功能部件。
23.根据权利要求20所述的方法，进一步包括以下步骤：
在I/O控制器板上通过空正面中用于覆盖可接入的功能部件的开口安装可移除的咬合式盖。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述安装可移除的咬合式盖的步骤包括通过挤压凹进式功能部件来抓取咬合式盖。
25.根据权利要求17所述的方法，其中，所述在配电板的子馈电区域中安装I/O控制器板的步骤包括使用至多两个螺丝。
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