DE112007000902T5

DE112007000902T5 - Mehrfachheizgerät-Steuersystem mit erweiterbarer Modularer Funktionalität

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Publication number: DE112007000902T5
Application number: DE200711000902
Authority: DE
Inventors: Youfan Superior Gu; Jeffrey D. Frederick Kiernan; Charles C. Boulder Lawhead; William C. Buffalo Bohlinger; Eric E. Ellis; Curtis A. Foster; James P. Fountain Hentges; Mark Louis-Gilmer Winona Hoven; James H. Winona Kreisel; Shawn Leininger; Robert O. Conway Moran; Kurt W. La Crosse Peterson; Jason R. Powell; Dale T. Trempealeau Wolfe
Original assignee: Watlow Electric Manufacturing Co; MKS Instruments Inc
Current assignee: Watlow Electric Manufacturing Co; MKS Instruments Inc
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-04-06
Also published as: GB201110962D0; JP2013041842A; JP2013038084A; GB2478884B; KR101417144B1; GB2478884A; SG170832A1; WO2007118156A2; TW200819940A; JP5211039B2; US20120061369A1; GB2450647A; JP5637460B2; US20070235440A1; TWI436184B; GB201110971D0; US8541716B2; GB2478883B; GB2450647B; JP2009532850A

Abstract

Heizgerät-Steuereinrichtung, bei welcher vorgesehen sind:
A. mehrere Heizgerät-Regelungsvorrichtungen, von denen jede einen Signalrelaisschalter mit einer Betriebwart einer offenen Schaltung und einer Betriebsart mit einer geschlossenen Schaltung aufweist, und von denen jede eine Prozesssteuerschaltung aufweist, die programmiert ist, um:
(i) voreingestellte Temperaturbereichsparameter zu vergleichen, welche einen vorbestimmten gewünschten Betriebstemperaturbereich repräsentieren, mit Temperaturinformation von einem Heizgerät, um zu bestimmen, ob die Temperaturinformation von dem Heizgerät innerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereiches liegt;
(ii) den Signalrelaisschalter zum Schließen zu veranlassen, wenn die Temperaturinformation innerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereich liegt; und
(iii) den Signalrelaisschalter zum Öfnen zu veranlassen, wenn die Temperaturinformation nicht innerhalb des gewünschten Temperaturbereiches liegt; und
B. ein Temperatur-Fernüberwachungssystem, bei welchem vorgesehen sind:
(i) eine entfernte Signalstromversorgung, die elektrisch mit einer Signalschaltung verbunden ist, die ebenfalls elektrisch in Reihe mit den Signalrelaisschaltern in sämtlichen Heizgerät-Regelungsvorrichtungen geschaltet ist, wodurch die Signalschaltung dadurch geschlossen wird, dass sämtliche Signalrelaisschalter in sämtlichen...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Energieversorgungs- und Steuersysteme für Heizgeräte, beispielsweise Einrichtungen und Verfahren zur Energieversorgung und zum Steuern (Regeln) mehrerer Heizgeräte, die zum Erwärmen von Rohren und anderen Bestandteilen in Vakuum-, Prozess-, Zuführungs-, Transport- und anderen Systemen verwendet werden.
Stand der Technik
Viele Vakuum-, Prozess-, Zuführungs-, Transport- und andere Systeme, die in der Industrie dazu verwendet werden, verschiedene gasförmige, flüssige, oder Feststoffmaterialien von einem Punkt zu einem anderen zu befördern, weisen Rohre verschiedener Längen, Abmessungen und Formen auf, die erwärmt werden müssen, damit die Rohre und/oder Materialien in den Rohren auf innerhalb bestimmter Temperaturbereiche gehalten werden. Rohrheizgeräte zum Erwärmen von Rohren für diese und andere Zwecke sind Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt, und reichen von einfachen Widerstandsleitungen und Tape, die um die Rohre herumgeschlungen sind, bis zu raffinierteren, isolierten Heizgeräten, wie sie beispielsweise im US-Patent Nr. 5,714,738 (Hauschultz et al) beschrieben sind, welches durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird, und ebenso zu vielen derartigen Heizgeräterzeugnissen, die im Handel erhältlich sind.
Bei der Entwicklung von Rohrheizgeräten für verschiedene Rohrheizanwendungen trat auch das Bedürfnis nach besseren Rohrheizgerät-Steuersystemen zum Steuern oder Regeln der Wärmeausgangsleistung von den Heizgeräten entlang Längen von Rohren auf, und zur Überwachung und Steuerung derartiger Arten des Betriebs von Heizgeräten. Es gibt zahlreiche Arten und Konfigurationen derartiger Heizgerät-Steuersysteme, beispielsweise jene, die im US-Patent Nr. 6,894,254 (Hauschultz) beschrieben werden, das ebenfalls durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird. Zwar sind derartige Heizgerätüberwachungs- und Steuersysteme zwar gut, jedoch gibt es immer noch Probleme, die durch sie nicht gelöst werden können.
Beispielsweise kann bei Anbringungsorten mit höherer Temperatur die Wärme, die von den Rohrheizgeräten erzeugt wird, auf Wärmesteuerbestandteile übertragen werden, die direkt auf den Rohrheizgeräten angebracht sind, wodurch potentiell die Temperatur derartiger Steuerbestandteile auf Pegel erhöht werden kann, welche sie beschädigen oder zerstören können, oder welche Daten in Logikschaltungen oder Speichern in den Steuersystemen beeinträchtigen oder verfälschen können. Einige Energiesteuersysteme lassen sich nur schwer mit Heizgerätbestandteilen der Systeme verdrahten, wodurch es schwierig wird, sie zu ersetzen. Darüber hinaus sind die meisten industriellen Rohrheizgeräte mit Wärmeobergrenzensicherungen oder thermisch aktivierten Schaltern versehen, welche die Energieversorgung zu Rohrheizgeräten abschalten, wenn die Temperatur eine maximale Temperaturschwelle erreicht, unabhängig von der Ursache, zur Sicherung des Personals, um eine Beschädigung von Investitionsgütern zu verhindern, und für die Zertifizierung durch für die Sicherheit zuständige Organisationen. Diese Funktionsweise wurde durch verschiedene Wärmegrenzenvorrichtungen zur Verfügung gestellt, von denen keine für den vorliegenden Einsatzzweck vollständig zufrieden stellend ist.
Beispielsweise sind übliche, im Handel erhältliche Thermoschalter ungenau und nicht verlässlich, infolge ihrer weiten Sollwerttoleranzen und ihrer Kontaktmechanismen, die zerfressen werden können oder, noch schlimmer, sich selbst verschweißen, zu einer geschlossenen Position, bei welcher sie vollständig nicht betriebsfähig werden, und eine thermische Instabilität des Heizgeräts hervorgerufen wird, bis entweder das Heizgerätelement durchbrennt, oder einen Brand auslöst. Diese Probleme werden vergrößert, wenn die Thermoschalter in oder auf den Heizgeräten angebracht werden, wo sie zur Erzielung einer exakten Reaktion auf die tatsächliche Temperatur des Heizgeräts und der Rohre vorhanden sein müssen, da die erhebliche Wärme des Heizgeräts einen Hauptgrund für eine derartige Beeinträchtigung der Thermoschalter darstellt. Die Thermoschalter können jedoch nicht weg oder entfernt von den Heizgeräten angeordnet werden, da sie dann nicht auf die tatsächlichen Temperaturen der Heizgeräte oder Rohre reagieren könnten.
Wärmesicherungen sind verlässlicher und sind im Handel erhältlich, jedoch können sie, sobald ihre Lebensdauer abgelaufen ist, also sie ausgelöst haben oder durchgebrannt sind, nicht zurückgesetzt werden. Da Wärmesicherungen typischerweise in die Rohrheizgerätkonstruktion in der Nähe des Heizelements eingebettet sind, damit sichergestellt ist, dass sie der Wärme in der Nähe ihrer Ausgangsquelle ausgesetzt sind, sind sie nicht ohne zerstörende Beschädigung der Heizgerätbestandteile und -materialien zugänglich. Eine ausgelöste oder durchgebrannte Wärmesicherung führt daher dazu, dass das Heizgerät vollständig nutzlos ist, so dass es ausgetauscht werden muss. Darüber hinaus altern Wärmesicherungen im Verlauf der Zeit, und altern desto schneller, je höher die Temperaturen sind, welchen sie ausgesetzt sind. Eine derartige Alterung führt häufig dazu, dass Wärmesicherungen bei niedrigeren Temperaturen durchbrennen, und schließlich innerhalb des normalen Betriebsbereiches der Rohrheizgeräte durchbrennen, wodurch die im Übrigen ordnungsgemäßen Rohrheizgeräte nicht mehr nutzbar sind. Weiterhin sind im Handel erhältliche Wärmesicherungen voluminös, und können nur schwer in Rohrheizgeräten angebracht werden.
Manchmal gibt es Zustände, welche dazu führen, dass die Temperaturen von Rohren, und daher von Rohrheizgeräten, derartige obere Temperaturgrenzen überschreiten, die nichts mit einer Instabilität oder einem nicht steuerbaren Heizgerät zu tun haben. Es ist beispielsweise nicht unüblich, Prozesskammern stromaufwärts von den Rohrsystemen zu spülen oder zu reinigen, mittels Zuführung von Gasen auf hoher Temperatur oder reaktiver Chemikalien durch diese, was dazu führen kann, dass die Rohrtemperatur, und daher auch die Rohrheizgerättemperatur, die obere Temperaturgrenze überschreitet, so dass die Thermosicherung dazu veranlasst wird, auszulösen, und die Stromversorgungsschaltung zu unterbrechen, um das Heizgerät abzuschalten. Wenn die Thermosicherung verbraucht ist und nicht zurückgesetzt oder ausgetauscht werden kann, werden ordnungsgemäße Heizgeräte durch derartige Routinewartung und andere Ereignisse ruiniert, die mit den Rohrheizgeräten selbst nichts zu tun haben.
Weiterhin gibt es ein Bedürfnis nach weiteren Optionen und einer größeren Vielseitigkeit sowohl in Bezug auf Verbindungs- und Steuerkonfigurationen, um mit einer größeren Vielzahl an Rohrkonfigurationen, Einsatzzwecken, und Nutzeranforderungen fertig zu werden. Jede Installation eines Rohres ist unterschiedlich, und viele Bedienungspersonen benötigen standardisierte Rohrheizgerät- und Steuersysteme, zur Anpassung an den jeweiligen Einsatzzweck, jedoch ist die Konstruktion und die Herstellung speziell angepasster Rohrheizgerätsysteme kostenaufwendig, zeitaufwendig, und häufig bei vielen Anwendungen nicht durchführbar. Beispielsweise benötigen einige Bedienungspersonen einen Steuermechanismus für jedes Heizgerät in einem System erwärmter Rohre, wogegen andere Bedienungspersonen den Kostenaufwand für einzelne Steuerungen jedes Heizgerätes vermeiden, und stattdessen eine Vorgehensweise einsetzen, bei welcher eine einzelne Steuerung dazu verwendet wird, eine gesamte Zone zu betreiben, welche eine Anzahl einzelner Heizgeräte aufweist. Derartige Steuerheizgerätsysteme mit "Zonenbildung" oder "Single-Point" benötigen häufig eine komplizierte Verdrahtung, die verwirrend sein kann, und die Möglichkeit von Verdrahtungsfehlern erhöht, oder können bei standardisierten Heizgeräten dazu führen, dass diese so konstruiert und ausgebildet sein müssen, dass eine Endwirrung vorgesehen wird, und ein Verdrahtungsfehler verhindert wird, was zu erhöhten Kosten und einer erhöhten Komplexität des Systems beiträgt.
Ein weiteres Beispiel besteht darin, dass einige Bedienungspersonen eine Fernübertragung mit Heizgerätsteuerungen und Heizgerätsystemsteuer- Fernsteuereigenschaften benötigen, so dass sie Betriebsstatusinformation feststellen können, und Betriebsparameter von einem entfernten Ort aus abändern können, wogegen andere derartige Betriebsstatusinformation feststellen möchten, und Betriebsparameter lokal bei jedem Heizgerät in einem System ändern möchten. Andere erfordern nur eine grundlegende, vorprogrammierte Steuerung jedes Heizgerätes. Selbstverständlich gibt es auch Bedienungspersonen, die jede Kombination dieser Funktionen oder diese insgesamt für eine Gruppe von Heizgeräten mit einer Steuerung von nur einem einzelnen Punkt haben möchten.
Diese und andere Anforderungen im industriellen und gewerblichen Einsatz von Rohrheizgeräten führen zu einem Erfordernis nach einem flexibleren System von Rohrheizgerätsteuerungen und Verdrahtungskomponenten, die einfach, bequem und wirksam konfiguriert werden können, um einem größeren Ausmaß von Anforderungen von Bedienungspersonen zu genügen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die zur Beschreibung gehören, und einen Teil von dieser bilden, erläutern verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und/oder Bestandteile, die zur Unterstützung der Beschreibung vorgesehen sind, jedoch den Umfang der Patentansprüche keineswegs einschränken sollen. Es zeigt:
1 eine isometrische Darstellung eines Beispiels für eine spezielle Heizgerätsteueranordnung des Mehrfachheizgerät-Steuersystems;
2 eine isometrische Darstellung einiger Hauptbestandteile, die bei einer einzelnen Heizgerätsteueranordnung wie jener eingesetzt werden, die in 1 gezeigt ist;
3 eine isometrische Darstellung der Hauptbestandteile von 2, jedoch aus einer unterschiedlichen Perspektive, um die Verbindungsbestandteile darzustellen;
4 eine isometrische Darstellung der einzelnen Heizgerätsteueranordnung in 1 in ihrem zusammengebauten Zustand;
5 eine isometrische Darstellung eines Beispiels für die Anordnung des Mehrfachheizgerät-Steuersystems, bei welchem eine Single-Point-Steuerung dazu verwendet wird, eine Gruppe oder eine Zone zu steuern, die ein Master-Heizgerät und ein oder mehrere Slave-Heizgeräte aufweist;
6 eine isometrische Darstellung einiger hauptsächlicher Bestandteile, die bei einer Single-Point-Steueranordnung für eine Master- und Slave-Heizgerätkombination verwendet werden, beispielsweise bei jener, die in 5 dargestellt ist;
7 eine isometrische Darstellung der Hauptbestandteile von 6, jedoch aus einer unterschiedlichen Ansicht, um die Verbindungsbestandteile zu erläutern;
8 eine isometrische Darstellung der Single-Point-Steueranordnung für die Master- und Slave-Heizgerätanordnung von 5 im zusammengebauten Zustand;
9 einen Querschnitt eines Rohrheizgerätes, das auf einem Rohr angebracht ist, zum Einsatz mit entweder der individuellen Heizgerätsteueranordnung oder der Single-Point-Steuerung einer Master- und Slave-Heizgerätanordnung des Mehrfachheizgerät-Steuersystems;
10 eine isometrische Darstellung eines Stromversorgungskabelabschnitts des T-Typs;
11 ein schematisches Schaltbild des Stromversorgungskabelabschnitts des T-Typs von 10;
12 eine isometrische Darstellung eines linearen Klemmenstromversorgungskabelabschnitts;
13 ein schematisches Schaltbild des linearen Klemmenstromversorgungskabelabschnitts von 12;
14 eine isometrische Darstellung eines Beispiels für ein Slave-Adapterkabel;
15 ein schematisches Schaltbild des Slave-Adapterkabels von 14;
16 eine isometrische Darstellung eines Stromversorgungskabelabschnitts, der durch einen Slave des T-Typs gesteuert wird;
17 ein schematisches Schaltbild des durch einen Slave des T-Typs gesteuerten Stromversorgungskabelabschnitts von 16;
18 eine isometrische Darstellung eines Stromversorgungskabelabschnitts, der durch einen Slave eines Endgeräts des linearen Typs gesteuert wird;
19 ein schematisches Schaltbild des Stromversorgungsabschnitts von 18, der durch einen Slave eines Endgeräts des linearen Typs gesteuert wird;
20 eine isometrische Darstellung eines Beispiels für eine grundlegende Wärmeregelungsvorrichtung mit einem Expansionsmodul mit verbesserter Steuerung, das bei dem Basismodul vorgesehen ist, um zusätzliche Funktionalität für die Wärmeregelungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen;
21 eine isometrische Darstellung der grundlegenden Wärmeregelungsvorrichtung mit dem Expansionsmodul mit verbesserter Steuerung an einem Ort, so angeordnet, dass es auf dem Basismodul der Wärmeregelungsvorrichtung angebracht werden kann;
22 eine isometrische Darstellung des Expansionsmoduls mit verbesserter Steuerung aus einer unterschiedlichen Perspektivansicht, um die Kontaktflächenabschnitte und lichtdurchlässigen Bossenkomponenten des beispielhaften Expansionsmoduls zu erläutern, die zur besseren Darstellung dieser Merkmale vergrößert sind;
23 eine isometrische Darstellung der grundlegenden Wärmeregelungsvorrichtung mit einer Ersatz-Staubabdeckung, die so angeordnet ist, dass sie auf dem Wärmeregelungsvorrichtungs-Basismodul angebracht werden kann;
24 eine isometrische Darstellung des Wärmeregelungsvorrichtungs-Basismoduls aus einer anderen Perspektivansicht, um eine Modulmontageeinrichtung zu erläutern;
25 eine isometrische Darstellung des Wärmeregelungsvorrichtungs-Basismoduls ähnlich wie 4, wobei jedoch die Montageeinrichtung sich in einer Position befindet, bei welcher sie zur Verbindung mit der Wärmeregelungsvorrichtung angeordnet ist;
26 eine isometrische Darstellung der Montageeinrichtung der 24 und 25, jedoch aus einer unterschiedlichen Perspektivansicht, um die betriebsfähigen Befestigungsbestandteile zu erläutern;
27 ein schematisches Schaltbild eines Beispiels für eine Mehrfacheinzel-Wärmeregelungsvorrichtungskonfiguration, die an eine Wechselstromversorgungsquelle angeschlossen ist, und an eine Vorwarn/Alarmsignalschaltung, die sich beispielsweise an einer entfernten Überwachungsstation befindet;
28 ein schematisches Schaltbild der Wärmeregelungsvorrichtungs-Basiseinheit und des Expansionsmoduls mit verbesserter Steuerung, angeschlossen an das Stromversorgungskabel des T-Typs, und an mehrere Rohrheizgeräte über ein Slave-Adapterkabel, ein Slave-Heizgerätkabel des T-Typs, und an ein Endgerät durch ein Slave gesteuertes Stromversorgungskabel bei einem Beispiel für eine Einzelpunktsteueranordnung;
29 ein schematisches Schaltbild ähnlich 28, wobei jedoch die Steuerung oder Regelung an einen Endgerät-Energieversorgungskabelabschnitt angeschlossen ist;
30 ein schematisches Schaltbild der Wärmeregelungsvorrichtungs-Basiseinheit mit dem Expansionsmodul mit verbesserter Steuerung, dem Stromversorgungskabel des T-Typs, und den Rohrheizgerätbestandteilen, welche direkt an die Wärmeregelungsvorrichtungs-Basiseinheit angeschlossen sind, wie dies bei einem einzelnen Rohrheizgerät oder bei Konfigurationen zum Steuern mehrerer Verbraucher erfolgen kann, wie dies beispielsweise in den 1 bis 4 dargestellt ist;
31 ein schematisches Schaltbild ähnlich 30, wobei jedoch die Hochspannungsenergie und die Niederspannungssignalschaltung an die Steuerung oder Regelung direkt über ein abgeschlossenes, gesteuertes Stromversorgungskabel angeschlossen ist, um eine individuelle Wärmeregelungsvorrichtungsanordnung zu erläutern, bei welcher das Heizgerät entweder das einzige Heizgerät darstellt, oder das letzte Heizgerät, das bei einer Gruppe mehrerer, einzeln gesteuerter Heizgeräte gesteuert wird;
32 ein Flussablaufdiagramm zur Erläuterung des Beispiels für den Logikablauf der Wärmeregelungsvorrichtung;
33 ein schematisches Schaltbild einer einzelnen Heizgerätsteueranordnung ähnlich 30, wobei jedoch ein Beispiel für eine Steuerschaltung mit einer Obergrenze mit einem PTC-Thermistortemperatursensor dargestellt ist;
34 ein schematisches Schaltbild, ähnlich 33, jedoch mit einem anderen Beispiel für eine Obergrenzensteuerschaltung mit einem PTC-Thermistortemperatursensor;
35 eine isometrische Darstellung eines Slave-Adapteranschlusskastens;
36 eine isometrische Darstellung des Slave-Adapteranschlusskastens von 35, allerdings aus einer anderen Perspektive;
37 ein schematisches Schaltbild des Slave-Adapteranschlusskastens der 35 und 36;
38 ein schematisches Schaltbild ähnlich 28, wobei jedoch der Slave-Adapteranschlusskasten gemäß 35 bis 37 das in 28 dargestellte Slave-Adapterkabel ersetzt;
39 eine isometrische Darstellung eines Beispiels für einen Stromquellenanschlusskasten;
40 eine isometrische Darstellung des Beispiels für einen Stromquellen-Anschlusskasten in 39, jedoch aus einer unterschiedlichen Perspektive;
41 ein schematisches Schaltbild des Stromquellen-Anschlusskastens in den 39 und 40;
42 eine isometrische Darstellung mehrerer der Wärmeregelungsvorrichtungen, die in Reihe mit mehreren der Stromquellen-Anschlusskästen der 39 und 40 geschaltet sind;
43 eine isometrische Darstellung eines anderen Beispiels für eine Variante eines Stromquellen-Anschlusskastens mit mehreren Vielfachleitungssteckdosen-Steckverbindern;
44 eine isometrische Darstellung des Stromquellen-Anschlusskastens von 43, jedoch aus einer unterschiedlichen Perspektive;
45 ein schematisches Schaltbild des Stromquellen-Anschlusskastens der 43 und 44;
46 eine isometrische Darstellung des Regelungsvorrichtungs-Basismoduls und des Erweiterungsmoduls, wobei der Abzweig-Steckdosensteckverbinder eines Stromversorgungskabels des T-Typs zum Einführen in den Eingangssteckverbinder der Regelungsvorrichtung angeordnet ist, um ein Steckverbinder-Haltermerkmal zu erläutern, welches eine elastische Federvorspannzunge aufweist;
47 eine Querschnittsansicht der Sperrklinke und der elastischen Federvorspannzunge für den Abzweig-Steckdosensteckverbinder und den Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinder mit dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder eingesteckt in den Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinder;
48 eine Querschnittsansicht, ähnlich 47, wobei jedoch der Sperrklinkenhebel gegen die Vorspannkraft der elastischen Federvorspannzunge verschwenkt ist, um die Sperrklinke freizugeben;
49 eine Querschnittsansicht, ähnlich 47, wobei jedoch eine Blattfeder zur Bereitstellung der Sicherungs-Vorspannkraft gezeigt ist;
50 eine Querschnittsansicht, ähnlich 47, wobei jedoch eine gewickelte Druckfeder zur Bereitstellung der Sicherungs-Vorspannkraft gezeigt ist; und
51 eine Querschnittsansicht, ähnlich 47, wobei jedoch ein elastisches, zusammendrückbares Material zur Bereitstellung der Sicherheits-Vorspannkraft gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Mehrfachheizgerät-Steuersystem 10, das insgesamt in den 1 und 5 dargestellt ist, beruht auf einer flexiblen und erweiterbaren Modularität, die durch die beispielhaften Bestandteile erleichtert wird, so dass verschiedene Bestandteile und Kombinationen von Bestandteilen des Systems auf verschiedene Arten und Weisen zusammengebaut und verbunden werden können, um verschiedenen Anforderungen an die Konfiguration der Heizgerätüberwachung und -steuerung zu genügen. Das System 10 wird am besten in Bezug auf zwei grundlegende Konfigurationen beschrieben – eine Steuerkonfiguration für ein einzelnes, lokales Heizgerät, wie beispielsweise in 1 dargestellt ist, und eine Single-Point-Steueranordnung für mehrere Heizgeräte in einer Zonen- oder Gruppenkonfiguration 14, die beispielsweise in 5 dargestellt ist. Andere Kombinationen und Variationen dieser grundlegenden Heizgerät-Steuersystemkonfigurationen 12, 14 können dadurch geschaffen werden, dass ausgewählte Bestandteile des Systems 10, oder die Bestandteile insgesamt eingesetzt werden, wie dies Fachleuten auf diesem Gebiet im weiteren Verlauf der Beschreibung dieser beispielhaften Ausführungsformen und Bestandteile deutlich werden wird.
Das Mehrfachheizgerät-Steuersystem 10 ist hauptsächlich für Rohrheizgeräte 16 ausgelegt, wie in den 1 und 5 gezeigt, obwohl es auch bei anderen Arten von Heizgeräten eingesetzt werden kann. Daher erfolgt zur Vereinfachung die Beschreibung im Zusammenhang von Mehrfach-Rohrheizgeräten 16 unter dem Verständnis, dass dies auch für andere Arten von Heizgeräten gilt.
In 1 ist für die Steuerkonfiguration 12 für ein einzelnes, lokales Heizgerät eine Anzahl von Rohrheizgeräten 16 dargestellt. Sie sind typischerweise so angeordnet und ausgerichtet, dass sie auf einem Rohr (nicht in den 1–4 gezeigt, aber in 9 dargestellt) angebracht werden können, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Bei dieser Ausführungsform ist eine getrennte Regelungsvorrichtung 20 für jedes Heizgerät 16 vorhanden. Daher ist, wie in den 1 bis 4 gezeigt, jede Regelungsvorrichtung 20 direkt an jedes Heizgerät 16 so angeschlossen, dass sie Hochspannungs-Netzwechselstrom liefert und steuert, für das Heizgerätelement 32 (9) in dem Heizgerät 16, und Temperaturinformation von den Temperatursensoren 50, 52 (9) in dem jeweiligen Heizgerät 16 erhält, an welches die Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen ist. Daher reagiert jede Regelungsvorrichtung 20 auf die Temperatursensoren 50, 52 in dem einzelnen Heizgerät 16, an welches sie angeschlossen ist, und schaltet die Hochspannungsversorgung für das betreffende Heizgerät 16 in Abhängigkeit von Einstellungen in der Regelungsvorrichtung 20 ein und aus, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Daher wird der Hochspannungswechselstrom, welcher den Heizgeräten 16 durch die Regelungsvorrichtungen 20 zugeführt wird, hier manchmal als "gesteuerter Wechselstrom" bezeichnet, wogegen der Hochspannungswechselstrom, der von der Regelungsvorrichtung von einer Wechselstromquelle empfangen wird, hier manchmal als "Netzwechselstrom" oder einfach "Netzstrom" bezeichnet wird. Unter dem Begriff "Hochspannung" ist im vorliegenden Zusammenhang alles oberhalb von dreißig (30) Volt zu verstehen. So werden beispielsweise typische Heizgeräte häufig durch übliche 110 bis 120 Volt, 220 bis 240 Volt, 440 bis 480 Volt, oder jeden anderen Spannungswert versorgt, der ausreichend Energie zur Verfügung stellt, um den Wärmeerzeugungsanforderungen einer bestimmten Anlage zu genügen. Mit AC ist Wechselstrom bezeichnet, der eine Frequenz von 50 Hertz, 60 Hertz oder jede andere Wechselstromfrequenz aufweisen kann, die zur Energieversorgung von Heizelementen in Heizgeräten verwendet wird.
Die mehreren Regelungsvorrichtungen 20 in der einzelnen lokalen Heizgerät-Steuerkonfiguration 12 sind in Reihe mit der Hochspannungswechselstromquelle 13 (27) geschaltet, die einem Fernüberwachungs- und/oder Steuergerät 15 (27) zugeordnet sein kann, durch die Stromversorgungs/Signalkabel 26 des T-Typs, welche sowohl Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen zum Zuführen von Netzwechselstrom zu den Regelungsvorrichtungen 20 sowie Niederspannungs-Signalleitungen aufweisen, welche ein Niederspannungs-Temperaturbereichs-Vorwarnsignal enthalten, das für jeden Zweck eingesetzt werden kann, und nachstehend genauer erläutert wird. Mit dem Begriff "Niederspannung" ist bei der vorliegenden Beschreibung jede Spannung gemeint, die nicht 30 Volt überschreitet. Weiterhin können, wie in den 1 und 4 gezeigt, jede Anzahl zusätzlicher Baugruppen aus Heizgerät 16 und Regelungsvorrichtung 20 miteinander in Reihe geschaltet sein, durch zusätzliche Stromversorgungs/Signalkabel 26 des T-Typs und mit einem Stromversorgungs/Signalkabel (nicht in den 1 bis 4 gezeigt, jedoch nachstehend erläutert) des linearen Typs, die an die letzte Regelungsvorrichtung 20 in der Reihenschaltung angeschlossen sind.
Weiterhin kann jede Kombination einzeln gesteuerter Heizgeräte 16 und Slave-Heizgeräte 16' vorgesehen sein. So können beispielsweise, wie in den 5 bis 8 gezeigt, zusätzliche, einzeln gesteuerte Heizgeräte 16 und/oder zusätzliche Single-Point-Steuerzonen von Slave-Heizgeräten 16' an das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs angeschlossen sein.
Für eine detailliertere Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen und Ausbildungen ist es nützlich, sich auf die Heizgerätelemente und auf Temperatursensoren in beispielhaften Heizgeräten zu beziehen, nicht zur Einschränkung, sondern zur Erleichterung des Verständnisses. Allgemein gibt es viele Varianten, Materialien und Konstruktionen von Heizgeräten, die durch diese Systeme gesteuert werden können. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf irgendein spezielles Heizgerät oder eine spezielle Heizgerätkonstruktion beschränkt. Zur Erleichterung der Beschreibung ist jedoch ein Beispiel für ein Rohrheizgerät 30, das auf einem Rohr P angebracht ist, im Querschnitt in 9 gezeigt. Dieses Rohrheizgerät 16 weist zahlreiche Übereinstimmungen mit jenen auf, die in den US-Patenten Nr. 5,714,738 und 6,894,254 beschrieben werden, die beide durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen werden, jedoch gibt es verschiedene unterschiedliche oder zusätzliche Merkmale, die ebenfalls nachstehend erläutert werden.
Kurz gefasst, weist das Beispiel für ein Rohrheizgerät 16 in 9 eine Heizgerätematte 30 aus hochdichtem Silikongummi mit einem Heizelement 32 auf, in welches Widerstandsdrähte oder ein anderes wärmeerzeugendes Widerstandsmaterial eingebettet sind. Das Heizelement 32 erzeugt Wärme, wenn durch es elektrischer Strom fließt, normalerweise bei Standardhochspannungspegeln, beispielsweise 110 bis 120 Volt, 220 bis 240 Volt, oder jedem anderen Spannungspegel, der genug Energie zur Verfügung stellt, um die Wärme zu erzeugen, die für einen bestimmten Einsatzzweck benötigt wird. Die Heizgerätematte 30 ist von einem wärmeisolierenden Heizgerätmantel 36 umgeben, der aus einem Schaum aus geschlossenzelligem Silikongummi niedriger Dichte oder jedem anderen geeigneten Isoliermaterial besteht. Ein Befestigungshalter 36 mit Riemen 38 (1 bis 8) kann vorgesehen sein, um das Heizgerät 16 an seinem Ort auf dem Rohr P oder auf anderen Bauteilen zu befestigen, die erwärmt werden sollen.
Das Heizgerät 16 weist einen Hohlraum 40 auf, in welchem Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 42, 44 mit Leitungen 46, 48 von dem Heizelement 32 verbunden sind. Zwei Temperatursensoren 50, 52, beispielsweise Thermoelemente, Thermistoren, oder irgendwelche anderen geeigneten Temperaturmessgeräte, sind in den Schaumisoliermantel 34 in der Nähe der Heizgerätmatte 30 eingebettet, so dass sie Temperaturen an der Heizgerätmatter 30 oder in deren Nähe erfassen können. Signale von einem der Temperatursensoren, beispielsweise dem Temperatursensor 52, werden von der Regelungsvorrichtung 20 für die Normalbetriebs- oder Prozessheizgerätsteuerfunktion eingesetzt, und Signale von dem anderen Temperatursensor, beispielsweise dem Temperatursensor 50, werden von der Regelungsvorrichtung 20 für eine Temperaturobergrenzensteuerung eingesetzt, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Zwar könnte ein Temperatursensor für beide dieser Funktionen eingesetzt werden, jedoch ist es besser, Redundanz durch zwei Temperatursensoren zur Verfügung zu stellen, insbesondere für die Hochtemperaturgrenzfunktion, welche das Heizgerät abschalten muss, wenn der Prozesstemperatursensor und/oder die Prozesssteuerschaltung in der Regelungsvorrichtung ausfällt, und eine instabile Situation des Heizgerätes hervorruft. Einige Sicherheitszertifizierungsinstitutionen fordern, dass eine derartige Redundanz vorhanden ist, für die Sicherheitszertifizierung.
Die Niederspannungsleitungen 54, 56 für den ersten Temperatursensor 50 ("Obergrenze") und 58, 60 für den zweiten Temperatursensor 52 ("Prozess") sind durch den Hohlraum 40 und über ein flexibles Kabel 52 zu einem Kabelverbinder 64 geführt, beispielsweise einem Verbinder Molex^TM. Eine Haube 66 verankert das flexible Kabel 62 an dem Rohrheizgerät 16 und deckt den Hohlraum 40 ab. Das Heizgerätkabel 62 kann jede gewünschte Länge aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen ist das Kabel 62 ausreichend lang, um die Regelungsvorrichtung 20 (1 bis 8) und den Verbinder 64 ausreichend entfernt von dem Heizgerät 16 anzuordnen, um eine Beschädigung durch Wärmeeinwirkung der Regelungsvorrichtung 20 zu verhindern, insbesondere bei Anwendungen mit hoher Temperatur. Selbstverständlich sind, wie in den 1 bis 8 gezeigt, die Regelungsvorrichtungen 20 an das Rohrheizgerät 16 durch den Verbinder 64 angeschlossen, entweder direkt, wie in den 1 bis 4 gezeigt, für die einzelne Heizgerätsteuerkonfiguration 14, oder über einen Slave-Adapter 22 und Slave-Heizgerätkabel 24 (5) und 184 (18), wie dies nachstehend genauer erläutert wird.
Bevor weitere konstruktive Einzelheiten einzelner Bestandteile des Mehrfachheizgerät-Steuersystems beschrieben werden, wird nunmehr Bezug auf 27 genommen, die zusammen mit den 1 und 9 eine Übersicht über einige der elektrischen Bestandteile und Funktionen des Systems zur Verfügung stellt, und nützlich zum Verständnis anderer Bestandteile und Merkmale ist, die nachstehend geschildert werden. Daher können, wie in 27 gezeigt, auch unter Bezugnahme auf die 1 und 9, mehrere Regelungsvorrichtungen 20 einzeln an ein jeweiliges der Heizgeräte 16 angeschlossen sein, hauptsächlich, jedoch nicht ausschließlich, zur Bereitstellung gesteuerten oder geregelten Wechselstroms für die Heizgeräte 16, damit die Heizgeräte 16 innerhalb bestimmter gewünschter Temperaturbereiche arbeiten.
Eine in Reihe geschaltete Gruppe von Kabelabschnitten 25, 26, 108 ist in Reihe geschaltet, um eine Stromquellenvielfachleitung auszubilden, welche Netzwechselstrom den Regelungsvorrichtungen 20 zuführt. Die Regelungsvorrichtungen 20 schalten dann den Wechselstrom ein und aus, um den gesteuerten oder geregelten Wechselstrom den Heizgeräten 16 in solchem Ausmaß zuzuführen, wie dies für die Heizgeräte 16 erforderlich ist, damit sie die Wärme erzeugen, die zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperaturen benötigt wird. Die Regelungsvorrichtungen 20 schalten den Wechselstrom ein und aus durch eine Prozessleistungsschalteranordnung 302, die ein Festkörperschalter sein kann, beispielsweise ein Triac 303, parallel zu einem mechanischen Relais 305, um Kontaktfeuer und die Erzeugung von Wärme zu minimieren, oder jeder andere steuerbare Schalter, zur Erzeugung des gesteuerten oder geregelten Wechselstroms. Es ist ebenfalls möglich, eine variable Energiesteuerung einzusetzen, beispielsweise einen Variac-Transformator (nicht gezeigt), zur Einstellung des gesteuerten Wechselstroms nach oben und unten, jedoch sind derartige Einrichtungen größer, voluminöser und teurer als Schaltgeräte. Die Steuerung der Prozessleistungsschalteranordnung 302 unter Verwendung einer Temperatursignalrückkopplung von dem zweiten (Prozess-)Temperatursensor 52 in dem Heizgerät 16 wird nachstehend genauer erläutert.
Ein Hochtemperaturgrenzschalter (auch als Obergrenzenschalter bezeichnet) 300 ist ebenfalls vorgesehen, um den Wechselstrom zum Heizgerät 16 in jenem Fall abzuschalten, dass die Temperatur des Heizgerätes 16 auf einen nicht mehr sicheren Pegel ansteigt, festgestellt durch den ersten (Temperaturobergrenzen-)Temperatursensor 50. Ein derartiger unsicherer Temperaturpegel kann infolge einer Störung des Prozessleistungsschalters 302, des Prozesstemperatursensors 52, oder der Prozesssteuerschaltung 296 (28) auftreten, oder kann durch einen Einfluss von außen hervorgerufen werden, beispielsweise einen Spül- oder Reinigungszyklus auf hoher Temperatur in dem Rohr, oder durch irgendeine andere Ursache. Die Steuerung des Obergrenzenschalters 300 unter Verwendung einer Temperaturrückkopplung oder einer Eingabe von dem Temperatursensor 50, einschließlich einer Verriegelungsfunktion, damit der Wechselstrom abgeschaltet bleibt, nachdem er einmal abgeschaltet wurde, bis zum Eingriff durch eine Bedienungsperson, wird nachstehend genauer erläutert.
Es ist auch eine Vorwarn/Alarmfunktion vorhanden, die eine Vorwarnung bzw. einen Alarm an der entfernten Überwachungsstation 15 signalisiert, wenn irgendeine der Regelungsvorrichtungen 20 in der Reihenschaltungsgruppe feststellt, dass das Heizgerät 16, welches sie steuert, sich an einer Temperatur oberhalb oder unterhalb eines gewünschten oder erforderlichen Betriebstemperaturbereiches befindet. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, das Rohr P (9) innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches zu halten, damit ein chemischer Prozess, ein Transport, oder eine andere Aktivität weitergeht, kann diese Vorwarn/Alarmfunktion 17 eine Bedienungsperson an der entfernten Überwachungsstation 15 benachrichtigen, falls irgendeine der Regelungsvorrichtungen 20 eine Temperatur eines Heizgerätes 16 außerhalb dieses Temperaturbereiches erfasst, und/oder kann ein Signal an eine Gerätestromunterbrechung 19 erzeugen, um den Betrieb oder das Abschalten von Geräten zu verhindern, bis die Heizgeräte 16 sämtlich Temperaturen in dem gewünschten Bereich hervorrufen, wie dies Fachleute wissen. Die Darstellung der Überwachungsstation 15 in 27 als ein festgelegter Block ist nur schematisch. Die verschiedenen Bestandteile und Funktionen, also eine Gleichstromversorgung 21, ein Durchgangsdetektor 31, eine Signalschaltung 23, und eine Vorwarnung bzw. ein Alarm 17, können an einem Ort oder mehreren Orten angeordnet sein, so dass die Verwendung des Begriffes "entfernte Überwachungsstation" bei der vorliegenden Beschreibung nur zur Erleichterung dient, und nicht die Bestandteile oder Funktionen, die beschrieben oder dargestellt sind, dahingehend einschränkt, dass sie sich zusammen an einem Ort oder in irgendeiner vereinigten Konfiguration oder Anordnung befinden.
Um diese Vorwarn/Alarmfunktion zu implementieren (auch manchmal als das Temperaturbereichssignal bezeichnet), stellt eine Niederspannungs-Gleichspannungsversorgung 21 an der entfernten Überwachungsstation 15 ein Niederspannungs-Gleichspannungspotential auf einer Signalschaltung 23 zur Verfügung, welche ein Paar von Leitern 27, 29 aufweist, die sich über die in Reihe geschalteten Kabelabschnitte 25, 26, 108 zu sämtlichen Regelungsvorrichtungen 26 erstrecken. Als Niederspannung wird normalerweise eine Spannung angesehen, welche nicht 30 Volt überschreitet, und so soll dieser Begriff hier verstanden werden. Daher ist Hochspannung jede Spannung oberhalb von 30 Volt. Einer der Leiter, beispielsweise der Leiter 29, erstreckt sich durch jede Regelungsvorrichtung 20, wo er in Reihe mit gegenüberliegenden Klemmen eines Relaisschalters 310 verbunden ist. Jeder der in Reihe geschalteten Relaisschalter 310 in jeder der Regelungsvorrichtungen 20 kann daher die Schaltung 23 unterbrechen, also verhindern, dass Strom in der Signalschaltung 23 fließt. Im Gegensatz hierzu müssen sämtliche Relaisschalter 310 in sämtlichen Regelungsvorrichtungen 20 geschlossen sein, damit die Signalschaltung 23 geschlossen ist. Der hier verwendete Begriff "Relaisschalter" kann jeden Schalter, einen mechanischen oder einen Festkörperschalter bedeuten, bei welchem ein zugeführtes Steuersignal angelegt werden kann, um den Schalter zu öffnen und/oder zu schließen, also den Stromfluss durch den Schalter zu ermöglichen und/oder zu sperren.
Ein Durchgangsdetektor 31, welcher der Fernüberwachungsstation 15 zugeordnet ist, stellt fest, ob die Signalschaltung 23 geöffnet oder geschlossen ist. Nach Feststellung, dass die Signalschaltung offen ist, was dadurch hervorgerufen werden kann, dass irgendeiner der Relaisschalter 310 geöffnet ist, oder durch irgendeine Trennung oder einen Bruch in den Reihenschaltungskabeln 25, 26, 108, erzeugt der Durchgangsdetektor 31 ein Signal an die Vorwarn/Alarmvorrichtung 17 und/oder an eine Gerätestromunterbrechung 19, oder an irgendein anderes Gerät oder eine andere Funktion je nach Wunsch der Bedienungsperson. Anders ausgedrückt, kann das Signal von dem Durchgangsdetektor 31 dazu verwendet werden, eine Vorwarnung oder einen Alarm einzuleiten, oder kann dazu verwendet werden, den Einsatz von Geräten in jedem Fall zu unterbrechen, wie dies Fachleuten nach Kenntnis der vorliegenden Beschreibung deutlich werden wird. Verschiedene Durchgangsdetektoren, welche diese Funktion ausführen können, beispielsweise Stromdetektorschaltungen, Spannungsdetektorschaltungen, und dergleichen, sind leicht verfügbar, und Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt, oder können einfach von Fachleuten auf diesem Gebiet konstruiert werden, so dass keine weitere Beschreibung zum Verständnis dieses Merkmales erforderlich ist. Zur Vereinfachung, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, wird die Signalschaltung 23 manchmal als die "Vorwarn/Alarmsignalschaltung" oder die "Temperaturbereichs-Signalschaltung" bezeichnet, obwohl das Signal auch zur Gerätestromunterbrechung und für andere Zwecke eingesetzt werden kann.
Der Relaisschalter 310 in jeder Steuerung 20 wird zum Öffnen und Schließen durch eine Prozesssteuerschaltung (28) in der Regelungsvorrichtung 20 gesteuert, welche Temperaturinformation von dem Prozesstemperatursensor 52 dazu einsetzt, zu bestimmen, ob die erfasste Temperatur an dem Heizgerät 16, das an diese Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen ist, innerhalb des gewünschten Betriebsbereiches liegt. Falls nicht, gibt sie ein Signal zum Öffnen des Relaisschalters 310 ab, welches die Signalschaltung 23 unterbricht. Die unterbrochene Signalschaltung 23 wird von dem Durchgangsdetektor 31 erfasst, welcher das Vorwarn/Alarmsignal erzeugt. Der Relaisschalter 310 kann ein mechanisches Relais oder ein Festkörperrelais sein, wie dies Fachleute auf diesem Gebiet wissen.
Die Reihenschaltungsverbindungsbestandteile zum elektrischen Verbinden der Regelungsvorrichtungen 20 mit der Stromversorgungsquelle 13 und der Temperaturvorwarn/Alarmschaltung 23 an der Fernüberwachungsstation umfassen zumindest einen Stromversorgungs/Signalkabelabschnitt 26 des T-Typs ("Stromversorgungs/Signalkabel des T-Typs" oder "Stromversorgungskabel des T-Typs" oder einfach, kurz gefasst, "Versorgungskabel des T-Typs"), und zumindest einen abschließenden linearen Stromversorgungs/Signalkabelabschnitt 108 des linearen Typs ("Stromversorgungs/Signalabschlusskabel des linearen Typs" oder "abschließendes Stromversorgungskabel des linearen Typs" oder, kurz gefasst, "abschließendes Stromversorgungskabel"), wie in den 1 bis 4 und 27 gezeigt. Die Stromversorgungskabel 26 des T-Typs werden dazu verwendet, die erste und dazwischen liegende Regelungsvorrichtungen 20 in der Reihenschaltung zu verbinden, die in Reihe mit der Wechselstromquelle 13 geschaltet sind, und mit der Vorwarn/Alarmsignalschaltung 23. Das abschließende Stromversorgungskabel 108 wird dazu verwendet, die letzte Regelungsvorrichtung 20 in der Reihenschaltungsgruppe an die Wechselstromquelle 13 und/oder die Vorwarn/Alarmsignalschaltung 23 über das oder die Stromversorgungskabel 26 des T-Typs anzuschließen, wie in den 1 bis 4 und 27 gezeigt. Das erste Stromversorgungskabel 26 des T-Typs kann direkt an die Überwachungsstation 156 angeschlossen werden, wenn sie sich in ausreichender Nähe befindet, oder es kann, wie in 27 gezeigt, ein optionales Stromversorgungs/Signalverlängerungskabel ("Stromversorgungs/Signalverlängerungskabel" oder, kurz gefasst, "Stromversorgungsverlängerungskabel") 25 mit jeder erforderlichen Länge dazu verwendet werden, das erste Stromversorgungskabel 26 des T-Typs mit der Überwachungsstation 15 zu verbinden, wie schematisch in 27 dargestellt.
Um die Funktionen zu implementieren, Wechselstrom der Gruppe von in Reihe geschalteten Regelungsvorrichtungen 20 zur Verfügung zu stellen, und die Vorwarn/Alarmsignalschaltung 23 über die Relaisschalter 310 in jeder der Regelungsvorrichtungen 20 anzuschließen, wie voranstehend geschildert, sind die Stromversorgungskabel des T-Typs und das Stromversorgungskabel 108 des linearen Typs (und wahlweise das Stromversorgungsverlängerungskabel 25, falls erforderlich) so konstruiert und ausgebildet, dass sie nicht nur diese elektrischen Funktionen erfüllen, sondern auch ein ordentliches, ordnungsgemäßes Erscheinungsbild aufweisen. Die Konstruktion und die Konfiguration machen es darüber hinaus praktisch narrensicher, die Wechselstromsversorgungsquelle und die Vorwarn/Alarmsignalschaltung 23 mit so vielen Regelungsvorrichtungen 20 wie gewünscht zu verbinden. Wie in 27 gezeigt, ist jedes abschließende Stromversorgungskabel 108 im Wesentlichen einfach ausgebildet, in der Hinsicht, dass sich ein Paar von Hochspannungsleitungen 114, 116 ("Wechselstromleitungen" oder, kurz gefasst, "Stromleitungen") und ein Paar von Niederspannungsleitungen 118, 120 (kurz gefasst, "Signalleitungen") über den gesamten Weg geradlinig durch das abschließende Stromversorgungskabel 108 von dem Eingangssteckverbinder 110 zum Ausgangssteckverbinder 112 erstrecken.
Es kann jede Art eines Verbinders eingesetzt werden, welcher vier Leitungen von einem Kabel mit vier Leitungen eines anderen Kabels verbinden kann. Verbinder des Typs Molex^TM arbeiten gut, da sie in Konfigurationen erhältlich sind, welche vier, sechs oder mehr Hochspannungs- und Niederspannungs-Leitungspaare auf eine solche Art und Weise aufnehmen können, die zu entsprechenden Verbindern bei anderen Bestandteilen in nur einer Orientierung passt, so dass sie nicht falsch verbunden werden können. Weiterhin sind sowohl die aufgenommenen als auch die aufnehmenden Stifte umhüllt, so dass es schwierig ist, sie versehentlich kurzzuschließen. Bei dieser Beschreibung wird zur Vereinfachung, jedoch nicht zur Einschränkung, der Begriff "Eingang" dazu verwendet, jenes Verbinder- oder Kabelende zu bezeichnen, welches Wechselstromenergie empfängt, und wird der Begriff "Ausgang" dazu verwendet, jenes Verbinder- oder Kabelende zu bezeichnen, welches Wechselstrom liefert, unabhängig davon, ob diese Verbinder- oder Kabelenden auch Niederspannungssignale empfangen und/oder liefern.
Bei dem abschließenden Stromversorgungskabel 108 des linearen Typs weist der Eingangsverbinder 110 zumindest zwei Stromversorgungsstifte für die Wechselstromleitungen 114, 116 auf, und zumindest zwei Signalschaltungsstifte für die Signalschaltungsleitungen 118, 120, und ist so ausgebildet, dass er zu einem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 auf dem Stromversorgungskabel 26 des T-Typs passt. Der Ausgangsverbinder 35 an der Fernüberwachungsstation 15, welcher Netzstrom an die Reihenschaltungsbestandteile 25, 26, 108 liefert, und die Signalschaltung 23 mit diesen Bestandteilen verbindet, ist ebenso ausgebildet wie der Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 auf dem Stromversorgungskabel 26 des T-Typs. Daher kann der Eingangssteckverbinder 110 des abschließenden Stromversorgungskabels 108 direkt in den Steckdosensteckverbinder 35 der Überwachungsstation eingesteckt werden, bei Situationen, bei welchen nur eine Regelungsvorrichtung 20 in einem Heizgerätsystem vorhanden ist.
Wie nachstehend genauer erläutert wird, muss das abschließende Stromversorgungskabel 108 dazu verwendet werden, die letzte Regelungsvorrichtung 20 in einer Reihenschaltungsgruppe oder die einzige Regelungsvorrichtung 20, wenn nur eine vorhanden ist, an die Fernüberwachungsstation 15 anzuschließen, so dass die Signalschaltung 23 geschlossen werden kann. Eine Reihenschaltung, die durch ein Stromversorgungskabel 26 des T-Typs abgeschlossen würde, würde die Signalschaltung 23 offen lassen, unabhängig davon, ob sämtliche Relaisschalter 310 in sämtlichen Regelungsvorrichtungen 20 geschlossen sind, was dazu führen würde, dass die Signalschaltung 23 für ihren gedachten Zweck nicht betriebsfähig wäre, wie voranstehend beschrieben.
Der Steckdosensteckverbinder 112 des abschließenden Stromversorgungskabels 108 benötigt ebenfalls zumindest zwei Stromversorgungsstifte für die Stromversorgungsleitungen 114, 116 sowie zumindest zwei Stifte für die Signalschaltungsleitungen 118, 120, und ist so ausgebildet, dass er zu dem Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtung 20 passt. Der Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtung 20 weist eine andere Konfiguration auf als die Eingangssteckverbinder 82, 110 der Stromversorgungskabel 26 des T-Typs und der abschließenden Stromversorgungsverbinder 108, so dass der Steckdosensteckverbinder 112 des abschließenden Stromversorgungskabels 108 ebenfalls anders ausgebildet sein muss als die Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 der Stromversorgungskabel des T-Typs, und anders als der Steckdosensteckverbinder 35 an der Fernüberwachungsstation 15. Diese unterschiedliche Konfiguration der Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtungen 20 ist zu dem Zweck vorgesehen, ordnungsgemäß einen Wechselstromversorgungskabelabschnitt pro Regelungsvorrichtung einzusetzen, was für Benutzer einfach ist. Selbstverständlich könnte der Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtung 20 dieselbe Konfiguration aufweisen wie die Eingangssteckverbinder 82, 110, falls gewünscht.
Die Stromversorgungskabel 26 des T-Typs werden dazu verwendet, die erste Regelungsvorrichtung 20 und irgendwelche dazwischen angeordneten Regelungsvorrichtungen 20 an die Stromversorgungsschaltung 33 und die Signalschaltung 23 an der Fernüberwachungsstation 15 anzuschließen, wie voranstehend erwähnt. Jedes Stromversorgungskabel 26 des T-Typs weist einen Vielfachleitungsabschnitt 83 auf, der sich zwischen dem Eingangssteckverbinder 82 und dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 erstreckt, sowie einen Abzweigabschnitt 85, der sich von dem Vielfachleitungsabschnitt 83 zum Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 erstreckt. Wie am deutlichsten aus 29 hervorgeht, erstrecken sich die Vielfachleitungs-Stromversorgungsleitungen, die aus Stromversorgungsleitungen 86, 88 des Eingangsvielfachleitungssegments 70 und den Stromversorgungsleitungen 90, 92 des Steckdosenvielfachleitungssegments 72 bestehen, ohne Unterbrechung zwischen dem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder 82 und dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86. Die Abzweigstromversorgungsleitungen 89, 91 sind elektrisch parallel zu den Vielfachleitungs-Stromversorgungsleitungen 87, 88 und zu dem Abzweigsteckverbinder 78 geschaltet, so dass dann, wenn die Regelungsvorrichtung 20 an den Abzweigabschnitt 85 angeschlossen ist, die Stromversorgungsschaltung, welche die Stromversorgungsleiter 290, 292 in der Regelungsvorrichtung 20 aufweist, elektrisch parallel zu den Vielfachleitungs-Stromversorgungsleitungen 87, 88 und den Stromversorgungsschaltungen geschaltet ist, welche die Stromversorgungsleiter 290, 292 in den anderen, in Reihe geschalteten Regelungsvorrichtungen 20 aufweisen. Bei dem in den 10, 11 gezeigten Stromversorgungskabel 26 des T-Typs sind die Abzweigleitungen sehr kurze Drahtbrücken innerhalb des Steckverbinders selbst, und können sogar alternativ dadurch weggelassen werden, dass die Leitungen 87, 88 und 90, 92 miteinander an den Stiften 2, 1 oder in deren Nähe verbunden werden, wobei dies jeweils Äquivalente darstellt, wie Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden.
Die Signalleitungen 98, 102 in dem Eingangsvielfachleitungssegment 70 und dem Auslassvielfachleitungssegment 72 sind miteinander verbunden, so dass sie sich ohne elektrische Unterbrechung durch die Vielfachleitung 83 des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs erstrecken, von dem Eingangssteckverbinder 82 zu dem Ausgangssteckverbinder 86, wobei elektrisch das Abzweigsegment 85 und der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 umgangen werden. Die anderen Signalleitungen 100, 104 der Signalleitungspaare in dem Stromversorgungskabel 26 des T-Typs weichen jedoch von dem Vielfachleitungsabschnitt 83 so ab, dass sie sich durch den Abzweigabschnitt 85 zu jeweiligen getrennten Stiften in dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 erstrecken. Wenn der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 mit der Regelungsvorrichtung 20 verbunden ist, erstreckt sich daher die Signalschaltung 23 in Reihe über den Relaisschalter 310 in der Regelungsvorrichtung 20. Wenn mehrere Regelungsvorrichtungen 20 auf diese Art und Weise in Reihe geschaltet sind, sind sämtliche Relaisschalter 310 sämtlicher Regelungsvorrichtungen 20 in Reihe mit der verlängerten Signalschaltung 23 geschaltet, so dass sämtliche Relaisschalter 310 in sämtlichen Regelungsvorrichtungen 20 geschlossen sein müssen, damit man eine geschlossene Signalschaltung 23 erhält, wie voranstehend erläutert. Der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 72 ist so ausgebildet, dass er zu dem Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtung 20 passt, und die Vielfachleitungssteckdose 86 ist so ausgebildet, dass sie zu dem Eingangssteckverbinder 82 passt, so dass jede Anzahl der Stromversorgungskabel 26 des T-Typs miteinander in Reihe geschaltet werden kann, um Netzstromenergie jeder Anzahl von Regelungsvorrichtungen 20 zuzuführen, während der Durchgang in der Signalschaltung 23 aufrechterhalten bleibt, wie voranstehend erläutert.
Wie ebenfalls voranstehend erwähnt, kann das in 27 gezeigte Verlängerungs-Stromversorgungskabel 25 in jeder Länge vorhanden sein, die dazu erforderlich ist, die Reihenschaltungsbestandteile 26, 108 mit der Stromversorgung 33 und der Signalschaltung 23 an der Fernüberwachungsstation 15 zu verbinden. Das Stromversorgungsleitungspaar 93, 95 und das Signalleitungspaar 97, 99 erstrecken sich ohne elektrische Unterbrechung von dem Eingangssteckverbinder 101, der so ausgebildet ist, dass er zu dem Steckdosensteckverbinder 35 an der Fernüberwachungsstation 15 passt, bis zum Steckdosensteckverbinder 103, der so ausgebildet ist, dass er zum Eingangssteckverbinder 82 des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs und zum Eingangssteckverbinder 110 des abschließenden Stromversorgungskabels 108 passt.
Wie nunmehr hauptsächlich aus 10 im Zusammenhang mit den 1 bis 9 hervorgeht, kann das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs, muss dies aber nicht, zwei schraubenförmig gewundene Vielfachkabelsegmente 70, 72 aufweisen, die aneinander durch ein Band 74 befestigt sind, um einen ordentlichen, T-förmigen, schraubenförmig gewundenen Stromversorgungskabelabschnitt 26 auszubilden. Die beiden Vielfachkabelsegmente 70, 72 weisen jeweils ein Ende 74 bzw. 76 auf, das in dem gemeinsamen Abzweigkabelsteckverbinder 78 endet. Das andere Ende 80 des Eingangsvielfachkabelsegments 70 endet in dem Eingangskabelsteckverbinder 82, und das andere Ende 84 des Ausgangs-Vielfachleitungskabelsegments 72 endet an der Ausgangs-Vielfachleitungssteckdose 86. Jeder geeignete Kabelsteckverbinder kann verwendet werden, beispielsweise Steckverbinder des Typs Molex^TM, wie voranstehend erläutert.
11 ist ein schematisches Schaltbild des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs. Jedes Vielfachleitungssegment 70, 72 weist zumindest zwei Stromversorgungsleitungen auf, beispielsweise die Stromversorgungsleitungen 86, 88 im Vielfachleitungssegment 70 und die Stromversorgungsleitungen 90, 92 in dem Vielfachleitungssegment 72, um den Regelungsvorrichtungen 20 Energie zuzuführen. Die Stromversorgungsleitungen 86, 88 in dem Eingangs-Vielfachleitungskabelsegment 70 enden in Stiften 1, 4 im Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder 82 und in Stiften 1, 2 in dem gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78. Die Stromversorgungsleitungen 90, 92 in dem Ausgangs-Vielfachleitungskabelsegment 72 enden in Stiften 1, 4 im Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 und in Stiften 5, 6 in dem gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78. Energie von einer Quelle, beispielsweise der Wechselstromversorgung 13 (27) wird normalerweise an das Eingangs-Vielfachleitungssegment 70 über den Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder 82 angeschlossen, und beide Vielfachleitungssegmente 70, 72 sind an eine Regelungsvorrichtung 20 über den gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 (siehe die 1 bis 8) angeschlossen, so dass Strom den Regelungsvorrichtungen 20 über Stifte 1, 2 in dem gemeinsamen Steckverbinder 78 zugeführt wird. Allerdings sind Bypassverbindungen 94, 96 vorgesehen, um die Stromversorgungsleitungen 86, 88 an die Stromversorgungsleitungen 90, 92 in dem Ausgangs-Vielfachleitungskabelsegment 72 anzuschließen, damit Energie den Stiften 1, 4 in dem Vielfachleitungs- Steckdosensteckverbinder 86 für andere Regelungsvorrichtungen 20 und Rohrheizgeräte 16 zugeführt wird, die in Reihenschaltung an den Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 angeschlossen sein können, wie voranstehend geschildert.
Eine der Niederspannungssignalleitungen, beispielsweise die Leitung 98, in dem Eingangs-Vielfachleitungssegment 70 ist direkt an eine entsprechende Signalleitung 102 in dem Ausgangs-Vielfachleitungssegment 72 angeschlossen, so dass der Stift 3 im Steckverbinder 82 des Eingangs-Vielfachleitungssegments 70 auf dem gleichen Potential liegt wie der Stift 3 in dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 des Ausgangs-Vielfachleitungssegments 72. Allerdings umgehen diese Signalleitungen 98, 102 den Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78, so dass sie nicht an die Regelungsvorrichtungen 20 angeschlossen werden. Die andere Signalleitung 100 im Eingangs-Vielfachleitungssegment 70 verbindet jedoch den Stift 6 im Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder 82 mit einem Stift 4 in dem Abzweigsteckverbinder 78. Entsprechend verbindet die andere Signalleitung 104 in dem Ausgangs-Vielfachleitungssegment 72 den Stift 6 in dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 mit dem Stift 8 in dem gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78. Daher können die Regelungsvorrichtungen 20 die Signalschaltung, welche die beiden Signalleitungen aufweist, entweder schließen oder öffnen, um eine geschlossene Schaltung entweder aufrechtzuerhalten oder zu unterbrechen, welche die Signalleitungen aufweist, beispielsweise zu dem Zweck, den Schaltungsdurchgangsdetektor dazu zu veranlassen, festzustellen, dass die Signalschaltung 23 geöffnet ist, und die Vorwarnung bzw. den Alarm an der Fernüberwachungsstation 15 (27) auszulösen, falls die Regelungsvorrichtung 20 ein Heizgeräteproblem feststellt, oder um irgendeine andere Funktion auszulösen, wie voranstehend erwähnt. Die unbenutzten Stifte 2, 5 in dem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder 82, die unbenutzten Stifte 3, 7 in dem gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78, und die unbenutzten Stifte 2, 5 in dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 sind optional, und können die Funktion haben, eine räumliche Entfernung zwischen Hoch- und Niederspannungsverbindungen aufrechtzuerhalten, um elektrisches Rauschen oder elektrische Störungen in den Niederspannungssignalen durch den Hochspannungs-Wechselstrom zu verhindern.
Das abgeschlossene Stromversorgungskabel 106 des linearen Typs, das in 12 gezeigt ist, wird dazu verwendet, die Wechselstromquelle und die Signalschaltung 23 an die letzte Regelungsvorrichtung 20 bei mehreren in Reihe geschalteten Regelungsvorrichtungen 20 zu verbinden, oder wahlweise mit einer einzigen Regelungsvorrichtung 20 in einem Heizgerätesystem, das nur eine Regelungsvorrichtung 20 aufweist, wie voranstehend erwähnt. Es weist ein Kabel 108 auf, das vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt erforderlich, schraubenförmig gewunden ist, um eine ordentliche Anordnung aufrechtzuerhalten. Es ist an einem Ende durch den Eingangssteckverbinder 110 abgeschlossen, der zu dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 86 des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs passt, und am anderen Ende durch den Ausgangssteckverbinder 112, welcher wie der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 des Steuer-Stromversorgungskabels 26 zu dem Eingangssteckverbinder 140 (20, 21 und 29) auf den Regelungsvorrichtungen 20 passt. Wie in dem schematischen Schaltbild in 13 dargestellt, weist dieses abgeschlossene Stromversorgungskabel 106, ebenso wie das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs, zumindest zwei Stromversorgungsleitungen 114, 116 und zumindest zwei Signalleitungen 118, 120 auf. Die Stromversorgungsleitungen verbinden die Stifte 1, 4 des Eingangssteckverbinders 110 mit Stiften 2, 1 des Ausgangssteckverbinders 112, und die Signalleitungen verbinden Stifte 3, 6 des Eingangssteckverbinders 110 mit den Stiften 8, 4 des Ausgangssteckverbinders 112. Die abgeschlossenen Stromversorgungskabel 106 werden dazu verwendet, Stromversorgung von einer Wechselstromquelle 13 (27) und der Signalschaltung 23 von der Fernüberwachungsstation 15 (27) an die letzte Regelungsvorrichtung 20 in einer Gruppe von in Reihe geschalteten Regelungsvorrichtungen 20 zur Verfügung zu stellen, anstelle der Verwendung eines Stromversorgungskabels 26 des T-Typs, da die Stromversorgungskabel 26 des T-Typs am Ende einer Reihenschaltung dazu führen würden, dass die beiden Signalleitungen nicht angeschlossen sind, so dass immer eine Situation einer Spannung einer offenen Schaltung vorhanden ist, welche den Ablauf der Temperaturbereichsvorwarn/Alarmsignalfunktion verhindern würde, wie dies nachstehend genauer erläutert wird.
Bei der Single-Point-Steuerkonfiguration 14 für in Zonen angeordnete Master- und Slave-Heizgeräte, die in den 5 bis 8 gezeigt ist, ist eine einzelne Regelungsvorrichtung 20 über einen Slave-Adapter, beispielsweise das Slave-Adapterkabel 22 oder einen Slave-Adapter-Anschlusskasten 324, der nachstehend unter Bezugnahme auf die 33 bis 36 beschrieben wird, mit einem oder mehreren Kabeln 24 gesteuerter Slaves des T-Typs verbunden, um mehrere Heizgeräte 16, 16' in einer Gruppe oder Zone von Heizgeräten durch die einzelne Regelungsvorrichtung 20 zu steuern. Das erste Heizgerät 16 in der Zone, das an die einzelne Regelungsvorrichtung 20 durch das Slave-Adapterkabel 22 angeschlossen ist, wird als das Master-Heizgerät für die Zone angesehen, da die Regelungsvorrichtung 20 auf Temperatursensoren 50, 52 (9) in diesem ersten Heizgerät 16 reagiert, um sowohl das Master-Heizgerät als auch die übrigen Slave-Heizgeräte 16' in der Zone zu steuern. Die übrigen Heizgeräte 16' in der Zone, mit Ausnahme des Master-Heizgerätes 16, werden als die Slave-Heizgeräte bezeichnet, da sie einfach keine Erwärmung durchführen, oder keine Erwärmung durchführen, wenn der Wechselstrom ein- und ausgeschaltet wird, also gesteuert wird, durch die Regelungsvorrichtung 20, ohne irgendeine Temperaturrückkopplung auf die Regelungsvorrichtung 20 zur Verfügung zu stellen. Zur Vereinfachung werden die Slave-Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs so bezeichnet, da sie gesteuerten Wechselstrom von der Regelungsvorrichtung 20 den Slave-Heizgeräten 16' zuführen, im Gegensatz zu den Stromversorgungskabeln 26 des T-Typs, die voranstehend beschrieben wurden, welche Wechselstrom den Regelungsvorrichtungen 20 zuführen.
Das Master-Heizgerät 16 und die Slave-Heizgeräte 16' bei typischen Anlagen sind normalerweise identisch ausgebildet, zur Vereinfachung und Standardisierung, und so werden sie hier auch als Beispiel dargestellt und beschrieben, obwohl identische Master- und Slave-Heizgeräte kein Erfordernis bei jeder Ausführungsform der Erfindung darstellen. Die Slave-Heizgeräte sind durch 16' anstatt durch 16 bezeichnet, nur zur Erleichterung bei dieser Beschreibung, um ihre Funktionsweise als Slave anzugeben, im Unterschied zur Funktionsweise als Master des Master-Heizgerätes 16. Wie nachstehend genauer erläutert wird, werden die Temperatursensoren 50, 52 (9) in den Slave-Heizgeräten 16', falls sie vorhanden sind, nicht benutzt. Daher könnten die Slave-Heizgeräte 16' je nach Wunsch ohne Temperatursensoren hergestellt werden, und immer noch bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Allerdings können, wie voranstehend erwähnt, die Slave-Heizgeräte 16' ebenso wie das Master-Heizgerät 16 ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Heizgerätkabel 22, 24, 184, für die Slaves, die zum Anschluss der Slave-Heizgeräte 16' an die Regelungsvorrichtung 20 eingesetzt werden, so ausgebildet sind, dass die Temperatursensoren 50, 52 (9) in den Slave-Heizgeräten 16' isoliert sind, und nicht die Signale von diesen Temperatursensoren zur Regelungsvorrichtung 20 übertragen werden, so dass die Temperatursensoren 50, 52 der Slave-Heizgeräte 16' im System nicht betriebsfähig sind, wie dies nachstehend genauer erläutert wird.
Wie in den 5 und 8 gezeigt, kann jede Anzahl an Slave-Heizgeräten 16' in der Gruppe oder Zone vorhanden sein, die von der einen Regelungsvorrichtung 20 gesteuert wird. Nachfolgende Slave-Heizgeräte 16' in der Zone können einfach in Reihenschaltung an das letzte Kabel 24 für einen gesteuerten Slave des T-Typs angeschlossen werden, das in den 1 und 4 gezeigt ist, durch zusätzliche Kabel 24 für gesteuerte Slaves des T-Typs und ein abschließendes, gesteuertes Kabel 184 (18), das nicht in den 5 bis 8 gezeigt ist, jedoch nachstehend genauer erläutert wird.
Zusammenfassend führen die Kabel 24 für gesteuerte Slaves des T-Typs nur elektrischen Strom den Heizgerätewicklungen (9 und 32) in den Slave-Heizgeräten 16' zu. Der elektrische Strom zur Versorgung der Slave-Heizgeräte 16' wird durch die Regelungsvorrichtung 20 gesteuert, so dass dann, wenn die Regelungsvorrichtung 20 elektrische Energie für die Slave-Heizgeräte 16' einschaltet, diese Wärme erzeugen. Wenn die Regelungsvorrichtung 20 die elektrische Energie für die Slave-Heizgeräte 16' abschaltet, hören sie mit der Wärmeerzeugung auf. Keine Temperaturinformation wird für die Regelungsvorrichtung 20 von irgendeinem der Slave-Heizgerät 16' erhalten.
Das Master-Heizgerät 16 erzeugt ebenfalls Wärme, wenn die Regelungsvorrichtung 20 die elektrische Energie einschaltet, und hört mit der Erzeugung von Wärme auf, wenn die Regelungsvorrichtung 20 den Strom abschaltet. Allerdings empfängt die Regelungsvorrichtung 20 auch Temperaturinformation von Temperatursensoren 50, 52 (9 und 32) in dem Master-Heizgerät 16, und schaltet die Stromversorgung in Reaktion auf erfasste Temperaturpegel in dem Master-Heizgerät 16 ein und aus. Wenn die erfasste Temperatur in dem Master-Heizgerät 16 niedrig ist, auf Grundlage von Einstellungen der Regelungsvorrichtung 20, schaltet die Regelungsvorrichtung 20 die Stromversorgung ab, und werden sowohl das Master-Heizgerät 16 als auch die Slave-Heizgeräte 16' in der Zone zusammen eingeschaltet. Entsprechend schaltet, wenn die in dem Master-Heizgerät 16 erfasste Temperatur hoch ist, auf Grundlage von Einstellungen der Regelungsvorrichtung 20, die Regelungsvorrichtung 20 die Stromversorgung ab, und werden sowohl das Master-Heizgerät 16 als auch die Slave-Heizgeräte 16' in der Zone zusammen abgeschaltet.
Elektrische Energie wird der Regelungsvorrichtung 20 in 5 über ein Stromversorgungskabel 26 des T-Typs zugeführt. Das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs sieht von außen aus betrachtet ähnlich aus wie die Kabel 24 für Slaves mit gesteuerter Stromzufuhr des T-Typs, aber weist zumindest ein Paar Niederspannungssignalleitungen zusätzlich zu dem Paar von Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen auf, wie voranstehend geschildert, wogegen die Kabel 24 für Slaves mit gesteuerter Energiezufuhr des T-Typs das Paar von Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen zum Versorgen der Heizgerätelemente in den Slave-Heizgeräten 16' aufweisen, jedoch nicht die Signalschaltungsleitungen für die voranstehend geschilderte Vorwarn/Alarmschaltung.
Das Slave-Adapterkabel 22, das in 14 gezeigt ist, wird, wie in den 5 bis 8 gezeigt, dazu verwendet, eine Regelungsvorrichtung 20 an das Master-Heizgerät 16 und an ein oder mehrere Slave-Heizgeräte 16' anzuschließen, wie voranstehend erläutert wurde. Das Slave-Adapterkabel 22 besteht aus zwei Kabelsegmenten, einem durch einen Master gesteuerten Stromversorgungskabelsegment 126 und einem durch einen Slave gesteuerten Stromversorgungskabelsegment 128, die zur Vereinfachung so bezeichnet werden, da sie gesteuerte (beispielsweise ein- und ausgeschaltete) Energie von der Regelungsvorrichtung 20 zur Verfügung stellen, im Gegensatz zu Netzstromenergie, für die Regelungsvorrichtung 20. Ein Ende 127 des durch den Master gesteuerten Stromversorgungskabelsegments 126 ist an einem Eingangssteckverbinder 130 abgeschlossen, welcher wie der Eingangssteckverbinder 64 bei dem Heizgerätekabel 62 (1 bis 9) zumindest sechs Stifte aufweist, um mit zumindest zwei Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen fertig zu werden, um gesteuerten Wechselstrom dem Heizelement 32 zuzuführen, sowie zwei Paare von Signalleitungen für die beiden Temperatursensoren 50, 52 (9) in dem Master-Heizgerät 16 (5 bis 9). Bei einigen Ausführungsformen können die Signalleitungen auf niedriger Spannung liegen, wogegen bei anderen Ausführungsformen zumindest eine der beiden Signalleitungen eine hohe Spannung aufweisen kann, abhängig von der Art des Temperatursensors, der für die Obergrenzensteuerung eingesetzt wird, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Daher kann der Eingangssteckverbinder 130 dieselbe Konfiguration aufweisen wie der Eingangssteckverbinder 64, was die Option ermöglicht, ein Heizgerätekabel 62 direkt an den Ausgangssteckverbinder 142 in der Steuerung 20 anzuschließen, wie dies in den 1 bis 4 für die einzelne, lokale Heizgerätsteuerkonfiguration 12 dargestellt ist, oder das Heizgerätekabel 62 an eine Regelungsvorrichtung 20 über einen Slave-Adapter 22 anzuschließen, wie dies in den 5 bis 8 für die Single-Point-Steuerkonfiguration 14 für eine Zone gezeigt ist, welche Master- und Slave-Heizgeräte aufweist. Das andere Ende 129 des durch einen Master gesteuerten Stromversorgungskabelsegments 126 ist an einem gemeinsamen Ausgangssteckverbinder 132 abgeschlossen, der wie der Ausgangssteckverbinder 142 auf der Regelungsvorrichtung 20 (3, 7, 20, 21) ausgebildet ist, so dass er zu dem Eingangssteckverbinder 64 des Heizgerätekabels 62 passt, was wiederum die Option zur Verfügung stellt, das Heizgerät 26 direkt an eine Regelungsvorrichtung 20 für die Steuerung eines einzelnen Heizgerätes 16 anzuschließen, oder an den Slave-Adapter 22 für eine Single-Point-Steuerkonfiguration 12. Das Slave-Kabelsegment 128 des Slave-Adapters 22 weist zwei Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen zur Versorgung der Slave-Heizgeräte 16 auf, jedoch keine Leitungen für die Temperatursensoren 50, 52, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Ein Ende 136 des Slave-Kabelsegments 128 ist in dem gemeinsamen Steckdosensteckverbinder 132 abgeschlossen, und das andere Ende 138 ist in einem Slave-Steckdosensteckverbinder 134 abgeschlossen.
Wie in dem schematischen Schaltbild in 15 für das Slave-Adapterkabel 22 gezeigt, und wie voranstehend erwähnt, weist das Master-Kabelsegment 126 zumindest zwei Stromversorgungsleitungen 144, 146 auf, welche Stifte 1, 5 des Eingangssteckverbinders 130 mit Stiften 1, 5 des Steckdosensteckverbinders 132 verbinden, um Hochspannungswechselstrom den Heizgerätelementen 32 in dem Master-Heizgerät 16 zuzuführen (1 bis 4 und 9). Das Master-Kabelsegment 126 weist ebenfalls zwei Paare von Signalleitungen auf, beispielsweise ein erstes Paar von Leitungen 148, 150 und ein zweites Paar von Leitungen 152, 154, um die beiden Temperatursensoren 50, 52 (9) in dem Master-Heizgerät 16 mit der Single-Point-Regelungsvorrichtung 20 zu verbinden (5 bis 8). Das Signalleitungspaar 148, 150 verbindet Stifte 4, 8 des Eingangssteckverbinders 130 mit Stiften 4, 8 des Steckdosensteckverbinders 132, und das andere Signalleitungspaar 152, 154 verbindet Stifte 3, 7 in dem Eingangssteckverbinder 130 mit Stiften 3, 7 in dem Steckdosensteckverbinder 132. Wie voranstehend geschildert, erlangt die Regelungsvorrichtung 20 bei der Single-Point-Steuerkonfiguration 14 (5 bis 8) Temperaturinformation nur von dem Master-Heizgerät 16, jedoch nicht von den Slave-Heizgeräten 16'. Daher benötigt das Slave-Kabelsegment 128 des Slave-Kabeladapters 22 keine Signalleitungen. Seine einzige Funktion besteht darin, gesteuerte Hochspannungsenergie den Slave-Heizgeräten 16' zur Verfügung zu stellen, so dass das Slave-Kabelsegment 128 zwei Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 156, 158 aufweist, wie in 11 gezeigt. Dadurch, dass keine Signalleitungen in dem Slave-Kabelsegment 128 vorgesehen sind, führt der Einsatz des Slave-Kabeladapters 22 automatisch zur Isolierung der Temperatursensoren 50, 52 nachfolgender Heizgeräte in einer Reihenschaltung, so dass sie als Slave-Heizgeräte 16' arbeiten. Da keine Signalleitungen in dem Slave-Kabelsegment 128 vorhanden sein müssen, kann weiterhin der Steckdosensteckverbinder 134 einfacher sein, mit weniger Stiften als bei den Steckverbindern 130, 132. Weiterhin verhindert dieser kleinere Steckdosensteckverbinder 134 mit seiner unterschiedlichen Konfiguration einen fehlerhaften Anschluss eines Stromversorgungskabels 26 oder eines abgeschlossenen Stromversorgungskabels 106 an das Slave-Adapterkabel 22, wodurch versehentlich die Temperatursensoren 50, 52 von mehr als einem Heizgerät 16 an die Single-Point-Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen werden könnten. Selbstverständlich benötigt der kleinere, anders konfigurierte Steckverbinder 134 auch einen kleineren, dazu passenden Steckverbinder 172, 190 auf nachfolgenden Slave-Heizgerätekabeln 24, 184, was nachstehend genauer erläutert wird. Diese kleineren Steckverbinder 172, 190 verhindern auch, dass jene Slave-Kabelabschnitte 24, 184, welche keine Signalleitungen aufweisen, versehentlich mit der Stromversorgungs/Signalvielfachleitung verbunden werden, die wie voranstehend beschrieben Signalleitungen aufweist.
Wie in 15 gezeigt, verbinden die Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 156, 158 des Slave-Adapterkabels 22 Stifte 1, 5 der Steckverbinder 130, 132 mit den Stiften 1, 3 des Steckdosensteckverbinders 134, so dass Hochspannungsenergieversorgung, die von der Regelungsvorrichtung 20 (5 bis 8) durch den Eingangssteckverbinder 130 zur Verfügung gestellt wird, auch dem Steckdosensteckverbinder 132 für das Master-Heizgerät 16 und dem Steckdosensteckverbinder 134 für die Slave-Heizgeräte 16' zur Verfügung gestellt wird. Wiederum bleiben die Stifte 2, 6 in den Steckverbindern 130, 132 unbenutzt, und sorgen für Raum zwischen den Hochspannungsanschlüssen und den Signalanschlüssen. Die Stifte 2, 4 in dem Steckdosensteckverbinder 134 werden nicht benutzt.
Das Kabel 24 für einen Slave mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs ist am deutlichsten in 16 dargestellt, und sein schematisches Schaltbild ist in 17 gezeigt. Dieses Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs weist zwei Vielfachleitungssegmente 160, 162 auf, die vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt erforderlich, schraubenförmig gewunden und durch ein Band 164 zusammengehalten sind, um eine ordentliche Konstruktion zu erzeugen und beizubehalten. Da dieses Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs nur eine gesteuerte Hochspannungsstromzufuhr zu den Slave-Heizgeräten 16' (5 bis 8) zur Verfügung stellt, wie voranstehend erläutert, weisen dieses erste und zweite Slave-Vielfachleitungssegment 160 bzw. 162 Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 166, 168 auf, müssen jedoch nicht irgendwelche Signalleitungen aufweisen. Weiterhin führt, wenn keine Signalleitungen in dem Slave-Kabel 24 mit gesteuerter Stromzufuhr des T-Typs vorgesehen sind, die Auswahl und der Einsatz dieser Kabel 24 mit gesteuerter Stromzufuhr zu den Slaves des Typs T, um gesteuert Wechselstrom einem Heizgerät zuzuführen, anstatt eine Regelungsvorrichtung 20 direkt an das Heizgerät anzuschließen, dazu, dass automatisch die Temperatursensoren 50, 52 des Heizgerätes isoliert werden, so dass das Heizgerät als ein Slave-Heizgerät 16' anstatt als ein Master-Heizgerät 16 arbeitet. Da der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs, wie voranstehend beschrieben, anders ausgebildet ist als der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 170 des Kabels 24 für einen Slave mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs bei der beispielhaften, voranstehend beschriebenen Ausführungsform, kann das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs, welches Signalleitungen aufweist, nicht an das Heizgerät angeschlossen werden.
Ein Ende jedes Vielfachleitungssegments 160, 162 des Kabels 24 mit gesteuerter Stromversorgung eines Slaves des T-Typs ist in einem gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinder 170 abgeschlossen, und das entgegengesetzte Ende des Eingangs-Vielfachleitungssegments 160 ist in einem Eingangs- Reihenschaltungssteckverbinder 172 abgeschlossen, wogegen das entgegengesetzte Ende des Slave-Steckdosen-Vielfachleitungssegments 162 in einem Vielfachleitungssteckdosen-Slave-Reihenschaltungssteckverbinder 164 abgeschlossen ist. Der Slave-Eingangs-Reihenschaltungssteckverbinder 172 ist so ausgebildet, dass er zu dem Slave-Steckdosen-Reihenschaltungssteckverbinder 134 des Slave-Adapterkabels 22 passt (5 bis 8 und 14). Der Vielfachleitungssteckdosen-Slave-Reihenschaltungssteckverbinder 174 ist ebenso ausgebildet wie der Reihenschaltungs-Steckdosensteckverbinder 134 des Slave-Adapterkabels 22, so dass jedes Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs entweder an das Slave-Adapterkabel 22 oder an ein anderes Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs angeschlossen werden kann.
Der gemeinsame Slave-Heizgerät-Steckdosensteckverbinder 170 ist so ausgebildet, dass er zum Eingangssteckverbinder 164 des Heizgerätkabels 62 passt, so dass er Hochspannungsenergie den Slave-Heizgeräten 16' (5 bis 8) zuführen kann. Obwohl der Kabelabschnitt 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs nicht irgendwelche Signalleitungen aufweisen muss, weist daher der gemeinsame Slave-Abzweig-Steckdosensteckverbinder 170 dieselbe Konfiguration auf wie der Steckdosensteckverbinder 132 des Slave-Adapterkabels 22 und der Steckdosensteckverbinder 142 in der Regelungsvorrichtung 20, so dass er zu dem Eingangssteckverbinder 64 des Heizgerätes 16' passt. Wie in 17 gezeigt, verbinden die Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 176, 178 in dem Slave-Eingangs-Vielfachleitungssegment 160 die Stifte 1, 3 des Eingangssteckverbinder 172 mit den Stiften 1, 5 des gemeinsamen Abzweig-Steckdosensteckverbinders 170, was ebenso ist wie der Hochspannungs-Stromversorgungsanschluss an die Stifte 1, 5 in dem Steckdosensteckverbinder 132 des Slave-Adapterkabels 22. Die Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 176, 178 des Eingangs-Vielfachleitungssegments 160 sind ebenfalls an die Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 180, 182 des Ausgangs-Vielfachleitungssegments 162 angeschlossen, um Hochspannungsenergie an den Stiften 1, 3 des Ausgangs-Slave-Reihenschaltungssteckverbinders 174 zur Verfügung zu stellen. Wie in 17 gezeigt, gibt es zahlreiche unbenutzte Stifte 2–4 und 6–8 in dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder 170, jedoch wird infolge der Tatsache, dass keine Signalleitungen an die Stifte 3, 7 und 4, 8 angeschlossen ist, eine Isolierung der Temperatursensoren 50, 52 in dem Rohrheizgerät 16' hervorgerufen, und wird verhindert, dass sie an die Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen werden, wodurch das Heizgerät als ein Slave-Heizgerät 16' arbeitet.
Aus der Beschreibung sollte daher deutlich geworden sein, dass dieselben Heizgeräte folgendermaßen eingesetzt werden können: entweder als (i) einzeln gesteuerte Heizgeräte 16 in einer individuellen, lokalen Heizgerätsteuerkonfiguration; (ii) als ein Master-Heizgerät 16 bei einer Single-Point-Heizgerätsteuerkonfiguration; oder (iii) als ein Slave-Heizgerät 16' in einer Single-Point-Steuerkonfiguration. Keine Modifizierung oder Änderung ist entweder bei der Regelungsvorrichtung 20 oder dem Heizgerät 16 erforderlich, um diese Auswahl zu treffen, oder diese Funktionen zu implementieren. Die gewünschte Funktion des Heizgerätes – einzeln gesteuert, Master, oder Slave – wird nur dadurch implementiert, dass folgende Auswahl getroffen wird: (i) direktes Anschließen des Heizgerätes an eine Regelungsvorrichtung 20 für ein individuell gesteuertes Heizgerät 16; (ii) Anschluss des Heizgerätes an die Regelungsvorrichtung 20 über einen Slave-Adapter, beispielsweise ein Slave-Adapterkabel 22, für ein Master-Heizgerät 16; oder (iii) Anschluss des Heizgerätes an eine Regelungsvorrichtung 20 über einen Kabelabschnitt 24 für gesteuerte Stromzufuhr zu einem Slave-Heizgerät für ein Slave-Heizgerät 16'.
Die Auswahl eines Heizgerätes so, dass es als ein Slave-Heizgerät 16' arbeitet, kann auch bei dem letzten Slave-Heizgerät 16' in einer Zone von Heizgeräten bei einer Single-Point-Heizgerätsteuerkonfiguration durchgeführt werden, durch Verwendung eines abgeschlossenen Kabels 184 für gesteuerte Stromversorgung, wie dies am deutlichsten aus 18 hervorgeht, wobei das schematische Schaltbild in 19 dargestellt ist. Im Wesentlichen ist das abgeschlossene Kabel 184 mit gesteuerter Stromversorgung so ausgebildet wie das Eingangs-Vielfachleitungssegment 160 des Kabels 24 mit gesteuerter Stromzufuhr des T-Typs (16). Es muss nur zwei Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 186, 188 aufweisen, einen Eingangssteckverbinder 190, der ebenso ausgebildet ist wie der Eingangssteckverbinder 172 bei dem Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs, und einen Steckdosensteckverbinder 192, welcher dieselbe Konfiguration aufweist wie der Steckdosensteckverbinder 170 des Kabels 24 mit gesteuerter Energieversorgung des T-Typs. Die Hochspannungs-Stromversorgungsleitungen 186, 188 verbinden die Stifte 1, 3 in dem Eingangssteckverbinder 190 mit den Stiften 1, 5 in dem Steckdosensteckverbinder 192. Im Gebrauch ist der Steckdosensteckverbinder 192 an den Eingangssteckverbinder 64 auf dem Heizgerät (9) angeschlossen, was dazu führt, dass ein Slave-Heizgerät 16' ausgebildet wird, da keine Signalleitungen an die Stifte 3, 7 und 4, 8 des Steckdosensteckverbinders 192 angeschlossen sind, wodurch die Temperatursensoren 50, 52 in dem Heizgerät (9) isoliert werden, wie voranstehend erläutert. Der Eingangssteckverbinder 190 kann an den Steckdosensteckverbinder 134 des Slave-Adapterkabels 22 (5 bis 8 und 14) angeschlossen sein, wenn nur ein Slave-Heizgerät 16' vorgesehen ist, oder an einen Anschluss oder Steckverbinder 174 des Kabels 24 mit gesteuerter Stromzufuhr des T-Typs, falls das Heizgerät 16' das letzte in einer Gruppe von mehreren Slave-Heizgeräten 16' ist.
Die Regelungsvorrichtung 20 ist modular ausgebildet, so dass sie in einer einfacheren Anordnung mit in der Fabrik voreingestellten Parametern eingesetzt werden kann, oder falls gewünscht erweitert werden kann, um weitere Benutzerschnittstellen- und Einstellparameteroptionen zu ermöglichen. Wie am deutlichsten aus den 20 bis 23 hervorgeht, weist die Steuerung 20 ein Basismodul 200 auf, welches Schaltungsbestandteile aufweist, die für die grundlegenden Funktionen der Regelungsvorrichtung 20 mit in der Fabrik voreingestellten Parametern benötigt werden, einschließlich, jedoch nicht darauf eingeschränkt: (i) Überwachung der Temperatursensoren 50, 52 in dem Heizgerät 16 (9); (ii) Ein- und Ausschalten der Hochspannungsstromversorgung für die Heizelemente 32 in Abhängigkeit von in der Fabrik voreingestellten Temperaturparametern und einer Hysterese; (iii) Abschalten der Hochspannungsstromversorgung im Falle eines Ereignisses mit zu hohem Strom in Abhängigkeit von einer in der Fabrik voreingestellten oberen Temperaturgrenze; (iv) Auslösen eines Alarmsignals für eine Fernüberwachungsstation, falls der Hochspannungswechselstrom infolge eines Hochtemperaturereignisses abgeschaltet ist; und (v) Anzeige verschiedener Statusanzeigen, beispielsweise für eine niedrige Temperatur, eine hohe Temperatur, für eine Hochspannungsstromversorgung im Bereich für das Heizgerät oder die Heizgeräte im Einschalt- oder Ausschaltzustand, und für die Abschaltung der Hochspannungsstromversorgung infolge eines Hochtemperaturereignisses.
Zusätzliche Funktionsweisen und Benutzerschnittstellenfähigkeiten, beispielsweise erneut einstellbare Parameter, Datenkommunikation, Systemüberwachung, die Fähigkeit zur alphanumerischen Sichtanzeige, und andere, können zusätzlich bei der Regelungsvorrichtung 20 vorgesehen werden, durch Anbringung eines Erweiterungsmoduls 202 an dem Basismodul 200, wie in den 21 und 22 sowie in den 2, 3, 6 und 7 gezeigt ist. Das in den 21 und 22 gezeigte Beispiel für ein Erweiterungsmodul 202 weist eine Schaltung (nicht in den 21 und 22 gezeigt) auf, welche Benutzereingaben entweder von Eingängen des Erweiterungsmoduls 202 selbst oder von einem entfernten Ort verarbeitet, über die Kommunikationsbestandteile oder andere Kommunikationsimplementierungen, wie nachstehend erläutert. Es steht auch in Kommunikation mit der Prozesssteuerung und, bei einigen Ausführungsformen, mit Hochtemperaturgrenzsteuerschaltungen 296, 298 (29) in dem Basismodul 200, um einige oder sämtliche Funktionen des Basismoduls 200 zu betrachten, einzustellen, rückzusetzen und zu überwachen, abhängig von dem Ausmaß der Einstellbarkeit, das in das Basismodul 200 eingebaut ist, und von dem Niveau an Fähigkeiten, die in ein bestimmtes Erweiterungsmodul 202 eingebaut sind. Wie in 21 gezeigt, weist das Erweiterungsmodul 202 eine alphanumerische Anzeige 204 auf, die durch einen transparenten Vorderoberflächenabschnitt 206 eines Gehäuses 208 sichtbar ist, Benutzereingabeknöpfe 210, 212, 214 und Status-LED-Anzeigeknoten 216, 218, 220, die sämtlich nachstehend genauer erläutert werden. Das Erweiterungsmodul 202 kann auch Datenleitungskommunikationsports 222, 244 aufweisen, zur Übertragung und zum Empfang von Daten zu und von einer entfernten Station und/oder zu und von einer anderen Regelungsvorrichtung 20 in einem Reihenschaltungssystem. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass unterschiedliche Erweiterungsmodule 200 auch mit mehr oder weniger als diesen Merkmalen ausgebildet sein können, so dass Benutzer spezielle Erweiterungsmodule auswählen und installieren können, mit einem speziellen Umfang von Fähigkeiten und Merkmalen, abhängig davon, was sie bei ihren speziellen Heizgerätsteuersystemen wünschen oder benötigen. Weiterhin können Drahtloskommunikationsbestandteile, beispielsweise Implementierungen und Bestandteile für Infrarot-, Radiofrequenz-, oder andere Drahtloskommunikationsvorgänge und Bestandteile für derartige Implementierungen (nicht dargestellt) ebenfalls in dem Erweiterungsmodul vorgesehen sein, falls dies gewünscht ist, wie Fachleute auf diesem Gebiet wissen. Daher sind die Ports und Bestandteile für die Kommunikation, die in den Zeichnungen dargestellt sind, Beispiele und stellen keine exklusiven oder einschränkenden Ausführungsformen dar.
Das Erweiterungsmodul 202 wird sehr einfach an dem Basismodul 200 angebracht, wie am deutlichsten aus den 21 und 22 hervorgeht, einfach durch Ausrichten von beispielsweise drei Verriegelungsansätzen 222, 224, 226, die von der Rückseite 234 des Erweiterungsmoduls 202 vorstehen, mit mehreren, beispielsweise drei, entsprechenden oder angepassten Verriegelungslöchern 228, 230, 232 in dem vorderen Feld 288 des Basismoduls 200, und durch dessen Einschnappen an seinem Ort. Es kann ebenso einfach entfernt werden, einfach durch Ziehen des Erweiterungsmoduls 202 weg von dem Basismodul 200.
Die Leiterplatte in dem Basismodul 20 weist eine Gruppe elektrischer Kontakte auf, beispielsweise die Anschlussflächen von Kontakten 236, oder jede andere geeignete Steckeraufnahme, und mehrere, beispielsweise drei, LEDs 240, 242, 244 in der Nähe einer Öffnung 246 in dem vorderen Feld 238. Eine entsprechend ausgerichtete und dazu passende Kontaktbaugruppe 248, oder ein geeigneter Stecker, steht gegenüber einer Leiterplatte in dem Erweiterungsmodul 202 durch das hintere Feld 256 vor, welches dann, wenn das Erweiterungsmodul 202 an seinen Ort auf dem Basismodul 200 eingeschnappt ist, durch die Öffnung 246 vorsteht, und in Kontakt mit dazu passenden elektrischen Kontakten auf der Kontaktanschlussfläche 236 oder in der Steckeraufnahme (nicht dargestellt) in dem Basismodul 200 versetzt wird, damit das Erweiterungsmodul 202 elektrisch mit dem Basismodul 200 verbunden wird, um Stromversorgung zu empfangen, und für die Datenkommunikation. Weiterhin sind mehrere, beispielsweise drei, transparente oder zumindest lichtdurchlässige Bossen oder Wellenleiter 250, 252, 254 vorgesehen, die in der Leiterplatte in dem Erweiterungsmodul 202 angebracht sind, und mit den Anzeigeknoten 216, 218, 220 auf der vorderen Oberfläche 206 ausgerichtet sind und sich von dieser aus erstrecken, damit das hintere Feld 256 zum Basismodul 200 hin vorsteht. Diese vorstehenden Bossen 250, 252, 254 sind mit den LEDs 240, 242, 244 in dem Basismodul 200 ausgerichtet, so dass dann, wenn das Erweiterungsmodul 202 an seinem Ort auf dem Basismodul eingeschnappt ist, die Bossen 250, 252, 254 in der Nähe der LEDs 240, 242, 244 vorgesehen sind, so dass sie Licht von den LEDs 240, 242, 244 an die Anzeigeknoten 216, 218, 220 auf der vorderen Oberfläche 206 übertragen.
Wenn das Basismodul 200 allein betrieben wird, ohne das Erweiterungsmodul 202, ist eine Staubabdeckung 258 so vorgesehen, dass sie in ihren Ort auf dem Basismodul 202 einschnappt, anstelle des Erweiterungsmoduls 200, wie am besten aus 23 hervorgeht, um zu verhindern, dass Staub und Fremdkörper in das Basismodul 200 durch die Öffnung 246 eindringen. Die Staubabdeckung weist ebenfalls Verriegelungsansätze ähnlich jenen bei dem Erweiterungsmodul 202 auf, die mit den Verriegelungslöchern 228, 230, 232 ausgerichtet sind und in diese einschnappen, um die Staubabdeckung 258 an ihrem Ort auf dem Basismodul 200 zu halten. Die Staubabdeckung 258 weist drei Bossen 260, 262, 264 ähnlich den Bossen 250, 252, 254 auf, die aber kürzer ausgebildet sind, und sich von der Vorderseite der Staubabdeckung 258 in das Loch 246 zu den LEDs 240, 242, 244 erstrecken, so dass sie Licht von den LEDs zur Vorderseite der Staubabdeckung für Statusanzeigen übertragen.
Selbstverständlich können mehr oder weniger LED-Statusanzeigen bei entweder der Erweiterungsmodulanzeige oder der Staubabdeckungsanzeige vorhanden sein. Die drei LED-Statusanzeigen 216, 218, 220 auf dem Erweiterungsmodul 202 und die drei LED-Statusanzeigen 260, 262, 264 auf der Staubabdeckung 258 bei der hier geschilderten beispielhaften Ausführungsform können beispielsweise eine "Vorwarnung/Alarmvorrichtung" sein, wenn die Regelungsvorrichtung 20 einen Zustand feststellt, der beachtet werden muss, beispielsweise dass ein Heizgerät nicht arbeitet, so dass die erfasste Temperatur, beispielsweise durch den Prozesstemperatursensor 52, zu hoch oder zu niedrig ist, eine Betriebsart "im Bereich", um anzuzeigen, dass sich die Temperatur des Heizgerätes in dem voreingestellten, gewünschten Betriebsbereich befindet, oder eine "Ausgabebetriebsart", welche zeigt, dass die gesteuerte Wechselstromenergie zum Heizgerät eingeschaltet ist, also zum Heizgerät abgegeben wird.
Wie voranstehend geschildert, kann das Erweiterungsmodul 202 so ausgerüstet oder programmiert sein, dass es mehr oder weniger der Funktionsweisen, Fähigkeiten und/oder Merkmale zur Verfügung stellt, die hier beschrieben werden. Weiterhin können einige Erweiterungsmodule 202 mit mehr oder weniger dieser Funktionen, Fähigkeiten, und/oder Merkmale versehen sein als andere Erweiterungsmodule 202. Weiterhin kann eines der Erweiterungsmodule 202 von einer Basiseinheit 200 zu einem anderen Basismodul 200 bewegt werden, um Parameter in der ersten Regelungsvorrichtung zu überprüfen und/oder zurückzustellen, und dann Parameter in dem zweiten und/oder jeder Anzahl zusätzlicher Basismodule 200 zu überprüfen und/oder zurückzustellen. Daher kann, falls gewünscht, ein einzelnes Erweiterungsmodul 202 je nach Wunsch bei einem oder mehreren Basismodulen 200 eingesetzt werden.
Damit die Regelungsvorrichtung 20 und die zugehörige Verdrahtung weg von heißen Heizgeräten gehalten wird, wodurch ihre Elektronikbauteile beschädigt werden könnten, und um ein ordentliches, Reihenschaltungsverbindungslayout aufrechtzuerhalten, ist die Regelungsvorrichtung 20 mit einer bequemen Wandmontagestütze 270 und einem zugehörigen Verriegelungssockel 272 in dem hinteren Feld 274 versehen, wie am deutlichsten aus den 24 bis 26 hervorgeht. Die Stütze 270 weist mehrere in Radialrichtung verlaufende Ösen 276 auf, die solche Abmessungen aufweisen, dass sie durch angepasste, in Radialrichtung verlaufende Schlitze 278 zwischen benachbarten Sektorplatten 280 in der Buchse 272 hindurchgleiten. Wenn die Regelungsvorrichtung 20 gedreht wird, werden dann die Ösen 276 unter den Sektorplattenführungen 280 festgehalten, so dass die Stütze 270 nicht von der Buchse 272 abgezogen werden kann. Mehrere Verstärkungsplattenführungen 282 auf der Stütze, die in Radialrichtung zwischen die Ösen 276 zurückgenommen sind, berühren die Sektorplattenführungen 280, wenn die Stütze 270 in die Buchse 272 eingeführt wird, so dass dann, wenn die Regelungsvorrichtung 20 um eine Achse 284 der Buchse 272 gedreht wird, die Sektorplattenführungen 280 zwischen den Ösen 276 und den Verstärkungsplattenführungen 282 festgehalten werden, um die Stütze 270 fest und sicher in der Buchse 272 zu haltern.
Im Gebrauch kann die Wandstütze 270 an einer Wand oder einer anderen Anordnung (nicht dargestellt) durch Schrauben oder andere Befestigungsmittel (nicht dargestellt) durch die Löcher 286 in dem Querteil 288 befestigt werden. Alternativ kann die Stütze 270 an einem Gegenstand, beispielsweise einem Heizgerät 16, durch einen Riemen, einen Draht, ein Band, oder ein anderes Material (nicht gezeigt) befestigt werden, das um das Querteil 288 und um den Gegenstand herumgeschlungen wird. Die Regelungsvorrichtung 20 ist dann in der Nähe der Stütze 270 angeordnet, in Axialrichtung mit der Stütze 270 auf der Achse 284 ausgerichtet, und in Axialrichtung zur Stütze 270 mit Druck beaufschlagt, damit die Ösen 276 durch Schlitze 278 in der Buchse 272 hindurchgehen. Die Regelungsvorrichtung 20 wird dann um die Achse 284 gedreht, um die Regelungsvorrichtung 20 an ihrem Ort auf der Stütze 270 zu verriegeln, wie in 24 gezeigt ist. Die Regelungsvorrichtung 20 kann einfach durch entgegengesetzte Reihenfolge dieser Schritte von der Stütze 270 entfernt werden.
Die Funktionen und die Steuerlogik bei einer Ausführungsform können unter Bezugnahme hauptsächlich auf die schematischen Schaltbilder in den 28 bis 31 im Zusammenhang mit dem Betriebsablaufdiagramm in 32 beschrieben werden. Das schematische Schaltbild in 28 zeigt das Mehrfachheizgerät-Steuersystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Single-Point-Heizgerätsteuerkonfiguration 14, wie in den 5 bis 8 gezeigt und voranstehend beschrieben. Zusammenfassend ist das Master-Heizgerät 16 an die Regelungsvorrichtung 20 über ein Slave-Adapterkabel 22 zum Basismodul 200 der Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen. Die Regelungsvorrichtung 20 ist an eine Hochspannungsstromversorgungsquelle, beispielsweise eine Wechselstromversorgung, durch das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs angeschlossen, das mit der Regelungsvorrichtung 20 verbunden ist. Die Hochspannungsenergie wird der Regelungsvorrichtung 20 durch die Hochspannungsleitungen 86, 88 in dem Stromversorgungskabel 26 des T-Typs geliefert, und wird in der Regelungsvorrichtung 20 durch Hochspannungsleiter 290, 292 repräsentiert. In der Regelungsvorrichtung 20 wird die Hochspannungsenergie durch eine Gleichspannungsstromversorgung 294 abgegriffen, welche Niederspannungsgleichstrom an den Prozesssteuerchip 296 liefert, an einen Obergrenzensteuerchip 298 bei der in den 28 bis 31 gezeigten Ausführungsform, und an die Kontaktanschlussfläche 236 oder eine Steckeraufnahme (nicht gezeigt), wo sie für das Erweiterungsmodul 202 verfügbar ist, wenn das Erweiterungsmodul 202 vorgesehen ist. Die gesteuerte Hochspannungsenergie wird auch dem Steckdosensteckverbinder 142 zugeführt, wo sie für Heizgeräte 16, 16' über das Slave-Adapterkabel 22, das Stromversorgungskabel 24 für gesteuerte Energiezufuhr zu einem Slave des T-Typs, und das Kabel 84 für gesteuerte Stromversorgung zum Abschluss eines Slaves verfügbar ist. In dem Master-Heizgerät 16 und den Slave-Heizgeräten 16' wird die gesteuerte Hochspannungsenergie von Leitern 290, 292 in der Regelungsvorrichtung zu den Heizgerätelementen 32 durch die Hochspannungsleitungen 42, 44 geleitet.
Bei der beispielhaften Ausführungsform der Regelungsvorrichtung 20, die in den schematischen Schaltbildern der 28 bis 31 gezeigt ist, ist die Obergrenzensteuerschaltung 298 so dargestellt, dass sie eine digitale Logikschaltung aufweist, beispielsweise einen Mikroprozessor, die so programmiert werden kann, dass sie die Obergrenzenabschneidefunktionen ausführt. Bei einer derartigen Obergrenzensteuerschaltung mit digitaler Logik ist ein Hochspannungsleiter 292 direkt zu dem Steckdosensteckverbinder 142 geführt, von wo aus er direkt an die Hochspannungsleitung 44 in jedem Heizgerät 16, 16' angeschlossen ist. Allerdings ist der andere Hochspannungsleiter 290 über zwei Schaltgeräte 300, 302 geführt. Das erste Schaltgerät 300 befindet sich vor dem zweiten Schaltgerät 302 und wird durch einen Mikroprozessor oder eine andere Logikschaltung in der Obergrenzensteuerschaltung 198 gesteuert, um die Hochspannungsversorgung zu allen Teilen hinter dem ersten Schaltgerät 300 zu unterbrechen und abzuschalten, einschließlich sämtlicher Heizgeräte 16, 16' und des zweiten Schaltgeräts 300. Wenn die Obergrenzensteuerung 298 den ersten Schalter 300 öffnet, beispielsweise wegen des Auftretens einer zu hohen Temperatur, kann nichts stromaufwärts des ersten Relaisschalters arbeiten, bis der erste Schalter 300 zurückgesetzt wurde. In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet "stromaufwärts" und "vor" jene Seite, Richtung, oder relative Position, aus welcher die Elektrizität kommt, beispielsweise von der Wechselstromquelle. Komplementär hierzu bezeichnet "stromabwärts" oder "an der Rückseite" oder "hinter" jene Seite, Richtung, oder relative Position weg von der Quelle, beispielsweise die Richtung, in welcher sich die Energie von einem Bestandteil entfernt, usw.
Der erste Hochspannungsleistungsschalter 300 ist vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt, ein mechanisches Relais, das normalerweise geöffnet ist, so dass Energie (Strom durch die Relaiswicklung) benötigt wird, um es zu schließen. Sobald der Leistungsschalter (Relais) 300 geöffnet ist, ist es vorzuziehen, jedoch unbedingt erforderlich, dass der Leistungsschalter 300 nicht ohne einen Eingriff einer Bedienungsperson oder eines Benutzers zurückgesetzt (geschlossen) werden kann. Anders ausgedrückt setzt sich der Relaisschalter 300 nicht automatisch zurück oder schließt, wenn die Temperatur am Heizgerät abnimmt. Stattdessen muss eine Bedienungsperson oder ein Benutzer aktiv etwas vornehmen, um den Relaisschalter 300 zurückzusetzen (zu schließen), um die Regelungsvorrichtung 20 erneut in Gang zu setzen, damit diese den Heizgeräten gesteuerte Energie zuführt. Ein mechanischer Relaisschalter wird vorgezogen, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, als Obergrenzenschalter 300, da ein Festkörperschalter, beispielsweise ein Triac, einen höheren Widerstand aufweist, und daher mehr unerwünschte Wärme erzeugen würde, was zu einem unerwünschten Energieverlust führen würde.
Ein herkömmliches Verriegelungsrelaisgerät könnte die voranstehend geschilderten Funktionen ausführen, jedoch sind herkömmliche Verriegelungsrelaisgeräte, die bei diesen Arten von Heizgerätsteueranwendungen verwendet werden könnten, große, voluminöse Geräte, die eine zweite Wicklung und beträchtliche Energie für den Betrieb benötigen. Daher enthält eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Obergrenzensteuerschaltung 298, die so ausgebildet ist, dass sie ein übliches, normalerweise offenes, mechanisches Relais dazu veranlasst, offen zu bleiben, selbst nachdem die Heizgerättemperatur unter die Temperaturobergrenze abgesunken ist, bis zu einem Eingriff durch eine Bedienungsperson oder einen Benutzer. In der vorliegenden Beschreibung finden sich verschiedene Beispiele für Obergrenzensteuerschaltungen 298, eine digitale und zwei analoge, die es einem üblichen, normalerweise offenen, mechanischen Relaisschalter ermöglichen, auf diese Art und Weise in dem Heizgerätsteuersystem 10 zu arbeiten.
Ein üblicher, normalerweise offener, mechanischer Relaisschalter ist ein Relaisschalter mit zumindest einer Gruppe elektrischer Kontakte, die durch eine Feder zu einer offenen Betriebsart oder Position vorgespannt sind, und mit einer Wicklung, die bei Energieversorgung ein Magnetfeld oder eine Vorspannung erzeugt, welche stärker ist als die Federvorspannung, um die Kontakte zu schließen. Wenn die Stromversorgung zur Wicklung abgeschaltet wird, so dass kein Strom oder kein ausreichender Strom durch die Wicklung fließt, um ein ausreichend starkes elektromagnetisches Feld oder eine Vorspannung zur Überwindung der Federvorspannung zu erzeugen, dann öffnet die Federvorspannung erneut die Kontakte.
Ein Beispiel für eine Obergrenzensteuerschaltung 198 zum Steuern des Mechanikrelaisobergrenzenschalters 300, damit dieser wie voranstehend geschildert arbeitet, umfasst einen Digitallogik-Mikroprozessor oder eine andere Logikschaltung, wie dies schematisch in dem schematischen Schaltbild der Regelungsvorrichtung 20 in den 28 bis 31 gezeigt ist. Bei diesem Beispiel ist der Mikroprozessor oder eine andere Digitallogikschaltung der Obergrenzenschaltung 298 so programmiert, beim Ingangsetzen, dass er eine Gruppe von Ingangsetzungslogikschritten durchläuft, welche umfassen: (i) Vergleichen der Temperatur, die von dem ersten Temperatursensor 52 (Obergrenze) erfasst wird, mit einer voreingestellten Obertemperaturgrenze, und (ii) falls die erfasste Temperatur nicht gleich der voreingestellten Temperaturobergrenze ist oder diese überschreitet, Erzeugen eines Signals zum Schließen des normalerweise offenen Relaisschalters 300. Beispielsweise, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, kann das Signal an das Gate eines Niederspannungs-Festkörperschalters angelegt werden, beispielsweise eines Transistors (nicht gezeigt), um einen Fluss eines Niederspannungsgleichstroms durch die Wicklung des mechanischen Relaisschalters 300 fließen zu lassen, damit dieser zum Schließen veranlasst wird. Wenn die erfasste Temperatur gleich der voreingestellten Temperaturobergrenze ist oder diese überschreitet, erzeugt die Ingangsetzungslogik nicht das Signal, das den Relaisleitungsschalter 300 zum Schließen veranlassen würde. Bei einer beispielhaften Implementierung muss daher, wenn der Relaisleistungsschalter 300 nicht geschlossen ist, die Gleichstromenergie, welche die Obergrenzensteuerschaltung versorgt, abgeschaltet und dann erneut eingeschaltet werden, damit ein Durchlauf durch die Neuingangsetzung- oder Neustartlogik erfolgt, wenn die erfasste Temperatur nicht die voreingestellte Temperaturobergrenze überschreitet, damit der Relaisleistungsschalter 300 geschlossen wird, nachdem er geöffnet wurde. Ein derartiges Abschalten oder Entfernen von Gleichspannungsenergie für die Obergrenzensteuerschaltung 298 kann auf eine Anzahl von Arten und Weisen erzielt werden. Beispielsweise kann, obwohl dies nicht einschränkend zu verstehen ist, da die Gleichspannungsstromversorgung 294, welche Gleichstromenergie zum Betreiben der Obergrenzensteuerschaltung 298 bei der beispielhaften Implementierung in 8 zur Verfügung stellt, einen Abgriff zur Wechselstromenergie in den Wechselstromversorgungsleitungen 290, 292 aufweist, das Entfernen der Gleichspannungsenergie von der Obergrenzensteuerschaltung 298 einfach dadurch erzielt werden, dass die Regelungsvorrichtung 20 von der Wechselstromenergie ausgesteckt oder unterbrochen wird, wodurch auch die Stromversorgung zur Gleichspannungsenergieversorgung 294 unterbrochen wird, und hierdurch die Energie von der Obergrenzensteuerschaltung 298 abgetrennt wird. Dann führt das erneute Anschließen der Regelungsvorrichtung 20 an die Wechselspannungsenergie zur erneuten Energieversorgung der Obergrenzensteuerschaltung 298, wodurch sie veranlasst wird, erneut in Gang gesetzt zu werden und ihre Ingangsetzungslogik erneut zu durchlaufen, was den Relaisleistungsschalter schließt, wenn die Ingangsetzungslogik feststellt, dass die erfasste Temperatur nicht gleich der voreingestellten Temperaturobergrenze ist oder diese überschreitet, wie voranstehend erläutert. Selbstverständlich könnten noch andere Arten und Weisen des Ein- und Ausschaltens der Gleichstromversorgung zur Obergrenzensteuerschaltung 298 vorgesehen sein, beispielsweise ein von Hand betätigter Schalter (nicht gezeigt) vor der Gleichstromversorgung 294 oder zwischen der Gleichstromversorgung 294 und der Obergrenzensteuerschaltung 298. Eine geeignete Logikschaltung für die Obergrenzensteuerschaltung 298 kann beispielsweise einen ATmega168-Mikroprozessor aufweisen, hergestellt von der Amtel Corporation, San Jose, Kalifornien, obwohl andere Chips mit integrierten Schaltungen, die so programmiert werden können, dass sie die geschilderten Funktionen durchführen, im Handel leicht erhältlich und Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt sind.
Wiederum besteht ein Zweck dieser beispielhaften Implementierung darin, dass eine Bedienungsperson oder ein Benutzer aktiv eingreifen muss, um ein Heizgerät erneut in Gang zu setzen, das durch die Obergrenzensteuerschaltung 298 abgeschaltet wurde, und hierdurch es wahrscheinlicher zu machen, dass die Bedienungsperson oder der Benutzer die Ursache der Obergrenzenabschaltung des Heizgerätes überprüft, bevor es erneut eingeschaltet wird, und unbeachtet bleibt. Gleichzeitig vermeidet die Verwendung des mechanischen Relaisschalters 300, der auf die voranstehend geschilderte Weise gesteuert wird, also zum Öffnen und Abschalten der Wechselstromversorgung zum Heizgerät auf verlässliche Art und Weise an einer vorbestimmten Temperaturobergrenze oder in deren Nähe, wobei er dann erneut durch einen einfachen Bedienungspersoneingriff schließbar ist, die Nachteile einer thermischen Sicherung in dem Heizgerät, die entweder ersetzt werden muss, oder dazu führt, dass das Heizgerät nicht nutzbar ist. Hierdurch werden auch die Nachteile eines herkömmlichen Verriegelungsrelais vermieden, infolge von dessen Größe und Volumen und dessen Energieverbrauch, und werden die Nachteile eines Festkörperschalters vermieden, nämlich Widerstand, Erzeugung von Wärme, und Energieverbrauch. Weiterhin ist bei der voranstehend geschilderten, digitalen Implementierung die Temperaturobergrenze oder der Parameter einstellbar, was zusätzliche Optionen und Flexibilität für Benutzer zur Verfügung stellt.
Wie Fachleute auf diesem Gebiet wissen, gibt es nur einen geringen, falls überhaupt, Unterschied zwischen einem Logikschritt, der eine Aktion hervorruft, wenn ein Parameter "größer oder gleich" einem Wert oder nur "größer als" der Wert ist, mit Ausnahme des speziellen Logikbefehls, den der Programmierer zum Einsatz auswählt. Entsprechend gibt es nur einen geringen, falls überhaupt, wesentlichen Unterschied zwischen einem Logikschritt, der eine Aktion hervorruft, wenn ein Parameter "kleiner oder gleich" einen Wert oder nur "kleiner als" der Wert ist. Anders ausgedrückt, wenn beispielsweise der Logikschritt der Obergrenzenschaltung so beschrieben oder beansprucht wird, dass er ein Signal zum Öffnen des Relais 300 erzeugt, wenn die erfasste Temperatur größer oder gleich einem vorbestimmten Temperaturobergrenzenparameter ist, wird dies äquivalent zur Erzeugung eines Signals zum Öffnen des Relais 300 angesehen, wenn die erfasste Temperatur den Temperaturobergrenzenparameter überschreitet, also größer ist als dieser. Daher wird, falls nicht ausdrücklich anders angegeben, größer gleich als äquivalent zu größer und umgekehrt angesehen, und wird kleiner gleich als äquivalent zu kleiner angesehen und umgekehrt.
Solange die Temperatur in dem Master-Heizgerät 16 unterhalb der Temperaturobergrenze bleibt, die in der Obergrenzensteuerung 298 eingestellt ist, bleibt der erste Schalter geschlossen, und werden die Heizgeräte 16, 16 durch die Prozesssteuerung 296 in der Regelungsvorrichtung 20 gesteuert, auf Grundlage von Temperatursignalen von dem zweiten Temperatursensor 52 in dem Master-Heizgerät 16, der beispielsweise ein Thermoelement oder ein Thermistor sein kann. Wie in 28 gezeigt, werden die Signale von dem zweiten Temperatursensor 52 durch die Niederspannungsleitungen 58, 60 in dem Heizgerät 16 und durch ein Niederspannungsleitungspaar durch das Slave-Adapterkabel 22 (15) einem Verstärker 306 in der Regelungsvorrichtung 20 zugeführt, wo sie aufbereitet und verstärkt zur Verwendung durch die Prozesssteuerung 296 werden.
Im Wesentlichen betreibt die Prozesssteuerung 296 die zweite Leistungsschalterbaugruppe 302 so, dass der Hochspannungswechselstrom zu den Heizgeräten 16, 16' ein- und ausgeschaltet wird, um die Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor 52 erfasst wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, der in der Prozesssteuerung 296 eingestellt ist, wie mit weiteren Einzelheiten in 32 gezeigt ist. Die Schalterbaugruppe 302 bei der in 28 gezeigten, beispielhaften Ausführungsform weist zwei Schalter auf, beispielsweise einen mechanischen Relaisschalter 300 und einen Festkörper-Triac-Schalter 305, parallel, um Kontaktfeuer und Wärmeerzeugung zu minimieren. Der Triac 305 schaltet unmittelbar, beispielsweise 20 Millisekunden vorher, vor dem Schließen des Relaisschalters 303 ein, um Kontaktfeuer in dem Relaisschalter 303 während des Beginns des Schließens der Kontakte in dem mechanischen Relaisschalter 303 zu minimieren. Das Triac 305 schaltet dann ab, beispielsweise etwa 20 Millisekunden, nachdem der mechanische Relaisschalter geschlossen wurde, nämlich zur Vermeidung einer Wärmeerzeugung in dem Triac 305, während der Relaisschalter 303 geschlossen wird, und gesteuert Wechselstrom den Heizgeräten 16, 16' zugeführt wird. Dann schaltet das Triac 305 erneut ein, unmittelbar bevor der Relaisschalter 303 öffnet, um Kontaktfeuer in dem Relaisschalter 303 zu minimieren, wenn dieser öffnet. Diese Funktionen werden durch die Prozesssteuerschaltung 296 gesteuert, wie dies Fachleuten bekannt ist. Mechanikrelaisschalter und Triac-Leistungsschalter sind im Handel in zahlreichen Größen und Konfigurationen von zahlreichen Herstellern erhältlich, wie dies Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt ist.
Die Prozesssteuerung 296 stellt auch eine Anzahl anderer Funktionen zur Verfügung, die detaillierter in 32 dargestellt sind, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, Verarbeitungsinformation zum Betrieb der Anzeige beispielsweise grüner, gelber, und roter LED-Lichtanzeigen 240, 242, 244, Kommunikation von Information in Hin- und Herrichtung zwischen dem Erweiterungsmodul 202 und dem Basismodul 200, und Empfang von Signalen von der Obergrenzensteuerung zur Verarbeitung für Anzeigen und Ausgangsgrößen in Bezug auf den Status des ersten Schalters 300. Die Prozesssteuerschaltung kann ebenfalls eine ATmega168 aufweisen, hergestellt von der Amtel Corporation, obwohl enorm viele andere Mikroprozessoren, welche diese und andere Funktionen ausfüllen können, wohlbekannt und für Fachleute auf diesem Gebiet einfach verfügbar sind.
Eine der Funktionen, die von der Prozesssteuerung 296 zur Verfügung gestellt werden, besteht in der Verarbeitung von Temperatureingabeinformation zur Erzeugung von Temperaturbereichssignalen (manchmal auch bezeichnet als "Vorwarn/Alarmsignale"), die einem Fernüberwachungsort zugeführt werden sollen, um zu bestätigen, dass das Heizgerät oder die Heizgeräte 16 innerhalb eines gewünschten Temperaturbereiches arbeiten. Diese Funktion kann mehrere Zwecke erfüllen. Wenn beispielsweise die Heizgerättemperatur außerhalb eines bestimmten gewünschten Betriebsbereiches liegt, welcher in Beziehung zu der Temperaturobergrenze stehen kann oder auch nicht, wie voranstehend erläutert wurde, kann dieses elektronische Temperaturbereichssignal zum Auslösen eines Mechanismus (27) zur Geräteunterbrechung verwendet werden, nämlich Verhindern oder Unterbrechen eines industriellen Prozesses, der davon abhängig ist, dass die Heizgeräte 16 ordnungsgemäß arbeiten, um die Wärme innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches zuhalten. Ein anderer Einsatz für ein derartiges elektronisches Temperaturbereichssignal kann darin bestehen, eine Meldungs- oder Alarmfunktion für Bedienungspersonen an einem entfernten Ort zu erzeugen, um ihnen mitzuteilen, dass ein Heizgerät oder eine Gruppe von Heizgeräten sich außerhalb eines gewünschten Betriebsbereiches befindet, also entweder zu kalt oder zu heiß ist. Selbstverständlich sind die Verwendungszwecke für einen derartigen elektronischen Temperaturbereich oder ein Signal "außerhalb des Bereiches" nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Um bei der vorliegenden Erfindung ein elektronisches Temperatursignal (auch als "Vorwarn/Alarmsignal" bezeichnet) zu implementieren, ist ein Elektronikrelaisgerät 310, das durch die Prozesssteuerung 296 betätigt werden kann, in der Steuerung 20 vorgesehen. Ein gewünschter Temperaturbereich für das Heizgerät 16, entweder in der Fabrik voreingestellt oder vom Benutzer festgelegt, wird in die Prozesssteuerung 296 einprogrammiert. Der Bereich kann in absoluten Graden oder oberen und unteren Grenzen eingestellt werden, oder kann inkrementale Werte um eine Betriebstemperatureinstellung darstellen, die entweder fest oder variabel ist, abhängig von Anforderungen der Bedienungsperson.
Eine Niederspannung, bei dreißig (30) Volt oder weniger, geliefert von einem Fernüberwachungsgerät 15 (27), wird der Regelungsvorrichtung 20 über die Niederspannungsleitungen 98, 100 und/oder 102, 104 zugeführt, die in den Stromversorgungskabelabschnitten 26 des T-Typs vorgesehen sind, und/oder über die Niederspannungsleitungen 118, 120 in einem abschließenden Stromversorgungskabelabschnitt 106, wie voranstehend erläutert und in den 10 bis 13 gezeigt, abhängig davon, ob die Regelungsvorrichtung 20 die letzte Regelungsvorrichtung in einer Reihenschaltung von Regelungsvorrichtungen 20 ist oder nicht, oder die einzige Regelungsvorrichtung 20 in einem System.
In der Steuerung 20 ist einer der Niederspannungssignalleiter durch das Relaisgerät 310 geführt, wie durch die Linienzüge 312, 314 in 28 gezeigt, bevor er zurück zu dem Stromversorgungskabel 26 des T-Typs oder dem abgeschlossenen Stromversorgungskabel 106 (nicht in 28 gezeigt – vgl. die 12 bis 13) zurückgeführt wird. Ein Fernüberwachungsgerät (27) an dem entfernten Ort 15 ist an die Niederspannungsleitungen 98, 100 und/oder 102, 104 in dem Stromversorgungskabel 26 und/oder 118, 120 des T-Typs in dem abgeschlossenen Stromversorgungskabel 106 angeschlossen, um die Spannung und/oder den Strom dieser Niederspannungsleitungen zu überwachen. Wenn beispielsweise sämtliche Relaisgeräte 310 in sämtlichen Regelungsvorrichtungen 20, die an das Fernüberwachungsgerät bei 15 über ein oder mehrere der Stromversorgungskabel 26 des T-Typs oder das abschließende Stromversorgungskabel 106 angeschlossen sind, geschlossen sind, dann fließt ein Strom und/oder sinkt die Spannung ab. Andererseits fließt, wenn irgendeines der Relaisgeräte 310 in einer der Regelungsvorrichtungen 20 geöffnet ist, kein Strom in den Niederspannungsleitungen in irgendeinem der Stromversorgungskabel 26, 106 und/oder ist die Spannung am höchsten, nämlich gleich der Spannung der offenen Schaltung, die an die Niederspannungsleitungen durch das Fernüberwachungsgerät 15 angelegt wird. Derartige Spannungs- und/oder Strombedingungen werden von dem Durchgangsdetektor 31 in der Fernüberwachungsstation 15 überwacht, welche hierdurch feststellen kann, ob sämtliche Relaisgeräte 310 sämtlicher Regelungsvorrichtungen geschlossen sind, was anzeigt, dass sämtliche Heizgeräte 16 innerhalb des gewünschten Temperaturbereiches arbeiten (Zustand einer geschlossenen Signalschaltung), oder zeigen kann, dass zumindest eines der Heizgeräte 16 nicht innerhalb des gewünschten Temperaturbereiches arbeitet (Zustand einer offenen Signalschaltung). Daher wird aus dieser Beschreibung deutlich, warum die letzte oder einzige Regelungsvorrichtung 20 in einer Reihenschaltungsgruppe an das Fernüberwachungsgerät über das abgeschlossene Stromversorgungskabel 106 angeschlossen werden muss, wie in den 12 bis 13 gezeigt, und nicht über ein Stromversorgungskabel 26 des T-Typs, wie es in den 10 bis 11 und 28 gezeigt ist. Im Einzelnen ist dann, wenn keine Regelungsvorrichtung 20 an das letzte Stromversorgungskabel 26 des T-Typs angeschlossen ist, die Niederspannungssignalschaltung immer an dem nicht angeschlossenen Verbinder 112 offen, also bei den nicht angeschlossenen Leitungen 102, 104 in 28, so dass fehlerhaft für ein Heizgerät 16 angezeigt wird, dass es außerhalb des gewünschten Bereiches arbeitet. Das abgeschlossene Stromversorgungskabel 106 des linearen Typs verhindert dieses Problem, wie in 29 gezeigt.
Zusammenfassend ist bei jeder Regelungsvorrichtung 20 in einer Gruppe, die in Reihenschaltung an die Stromversorgungskabel 26 des T-Typs angeschlossen ist, und bei der letzten Regelungsvorrichtung 20 in der Gruppe, die an das abgeschlossene Stromversorgungskabel 106 angeschlossen ist, ein gewünschter Temperaturbetriebsbereich einprogrammiert. Solange der Steuerprozess 296 einer Regelungsvorrichtung 20 feststellt, dass deren Temperatursensor 52 oder beide Temperatursensoren 50, 52 nicht eine Temperatur außerhalb des gewünschten Temperaturbereiches anzeigen, hält die Steuerprozessschaltung 296 das Relaisgerät 310 geschlossen. Wenn jedoch die Regelungsvorrichtung 20 aufgrund der erfassten Temperaturinformation feststellt, dass das Heizgerät 16 nicht innerhalb des gewünschten Temperaturbereiches arbeitet, öffnet sie das Relaisgerät 310, wodurch die Niederspannungssignalschaltung geöffnet wird, was durch den Durchgangsdetektor 31 an dem Fernüberwachungsort 15 feststellbar ist. In Reaktion hierauf kann das Signal von dem Durchgangsdetektor 31 dann einen Alarm, eine Meldung, und/oder ein Steuer- oder Verriegelungssignal für jeden gewünschten Zweck auslösen, wie voranstehend geschildert.
Wie voranstehend erläutert und in 28 dargestellt, sind die Temperatursensoren 50, 52 in dem Master-Heizgerät 16 an die Regelungsvorrichtung 20 durch das Slave-Adapterkabel 22 angeschlossen, und nutzt die Regelungsvorrichtung 20 Signale von diesen Temperatursensoren 50, 52 im Master-Heizgerät 16 bei dem geschilderten Prozess. Obwohl die Slave-Heizgeräte 16' eine identische Konstruktion wie das Master-Heizgerät 16 bei einigen Ausführungsformen aufweisen, und dieselben Temperatursensoren 50, 52 aufweisen, sind diese Temperatursensoren 50, 52 der Slave-Heizgeräte 16' nicht an die Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen. Ohne Niederspannungsleitungen in dem Slave-Kabelsegment 128 des Slave-Adapterkabels 22, und ohne Niederspannungsleiter entweder in dem Slave-Heizgerätkabel 24 des T-Typs oder dem abgeschlossenen Kabel 184 mit gesteuerter Slave-Energieversorgung empfängt die Regelungsvorrichtung 20 keine Temperatursignale von den Sensoren 50, 52 in den Slave-Heizgeräten 16', was die Ursache dafür ist, dass sie als Slave-Heizgeräte 16' arbeiten. Alles, was die Regelungsvorrichtung 20 durchzuführen bestimmt, ob es das Einschalten und Ausschalten der Hochspannungsversorgung ist, der Betrieb des Temperaturbereichsrelais 310, oder andere Funktionen auf Grundlage der Heizgerättemperatur, beruht auf den Temperaturen, die durch die Sensoren 50, 52 in dem Master-Heizgerät 16 erfasst werden.
Wie voranstehend geschildert können sämtliche Parameter, die von der Obergrenzensteuerung 298 und der Prozesssteuerung 296 benötigt werden, um wie geschildert betrieben zu werden, vorher in der Prozesssteuerung 296 und der Obergrenzensteuerung 298 einprogrammiert oder dort voreingestellt sein, welche in das Basismodul 200 der Regelungsvorrichtung 20 eingebaut ist. Wenn jedoch mehr Steuerung, Funktionalität, Überwachung, oder andere Fähigkeiten gewünscht werden, kann derartige zusätzliche Steuerfunktionalität, Überwachung, oder können andere Fähigkeiten in dem Erweiterungsmodul 202 zur Verfügung gestellt werden, welches an dem Basismodul 200 angebracht ist. Das beispielhafte Erweiterungsmodul 202, das in 28 gezeigt ist, weist einen Anzeige/Einstell-Mikroprozessor 316 auf, eine alphanumerische Anzeige 204, Benutzerschnittstellenknöpfe 210, 212, 214, Digitalkommunikationseingabe/Ausgabeportale 222, 224, und einen Kommunikations-Mikroprozessor 318. Der Anzeige/Einstell-Mikroprozessor 16 kann auch ein ATmega168 sein, hergestellt von der Amtel Corporation, obwohl eine enorme Anzahl anderer Mikroprozessorschaltungen ebenfalls eingesetzt werden kann.
Der Anzeige/Einstell-Mikroprozessor 316 ist an die Benutzerschnittstellenknöpfe 210, 212, 214 angeschlossen, die dazu verwendet werden können, verschiedene Parameter und Information zurückzuholen und rückzustellen, welche der Anzeige/Einstell-Mikroprozessor 316 von der Prozesssteuerung 296 und/oder der Obergrenzensteuerung 298 erhält und in diese eingibt, welche auch an die Anzeige 204 sendet. Derartige Information, die zurückgeholt, angezeigt, und zurückgesetzt werden kann, durch den Mikroprozessor 316, kann umfassen, ist jedoch nicht hierauf beschränkt, einen gewünschten Betriebstemperatureinstellpunkt, eine Hochtemperatursicherheitsgrenze, einen Hochtemperaturalarmeinstellpunkt, einen Niedrigtemperaturalarmeinstellpunkt, Hysterese, Ausgangs-PID (Proportionalband, Integral, und Abweichung), Zykluszeit, Umgebungstemperatur (nur Lesen), Betriebsartbus- Geräteadresse, Betriebsartbus-Bandrate, und Temperatureinheiten (Celsius oder Fahrenheit). Andere Nur-Lese-Information wie Basisausgabeversion, Basisherstellnummer, Schnittstellenausgabeversion, Schnittstellenprototypversion, und Schnittstellengerätenummer können ebenfalls zurückgeholt und angezeigt werden.
Der Kommunikations-Mikroprozessor 318 ermöglicht externe Datenkommunikationsvorgänge mit einer entfernten Überwachungs- oder Steuerstation, mit Servicecomputern, und dergleichen, um Information einzugeben und auszugeben, Einstellungen durchzuführen, die Programmierung zu ändern, und dergleichen, über die Eingabe/Ausgabeports 222, 224. Der Kommunikations-Mikroprozessor 318 kann beispielsweise vom Typ MAX3157 sein, hergestellt von Maxim Integrated Products, Sunnyvale, Kalifornien, der einen Sender und einen Empfänger aufweist, obwohl zahlreiche andere Mikroprozessoren auch für diese Funktion eingesetzt werden können, wie dies Fachleute auf diesem Gebiet wissen.
Das schematische Schaltbild von 30 erläutert ein Heizgerät 16, welches direkt an eine Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen ist, wie dies bei der Mehrfachlokalheizgerät-Steuerkonfiguration der 1 bis 4 erfolgt. Alle Verbindungen und Funktionalitäten, die in Bezug auf die Regelungsvorrichtung 20, das Basismodul 200, die Prozesssteuerung 296, die Obergrenzensteuerung 298, den ersten Schalter 300, den zweiten Schalter 302, das Temperaturbereichsrelais 310, das Heizgerät 16, die Temperatursensoren 50, 52, das Heizelement 32, das Erweiterungsmodul 202 und andere Bestandteile beschrieben wurden, sind ebenso voranstehend in Bezug auf 28 erläutert, mit Ausnahme der Tatsache, dass das Heizgerät 16 direkt an die Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen ist.
Daher ist bei dieser Konfiguration kein Slave-Adapterkabel vorhanden, und daher keine Slave-Heizgeräte.
Das schematische Schaltbild in 31 gilt auch für eine Regelungsvorrichtung 20, welche direkt an ein Heizgerät 16 angeschlossen ist, so dass kein Slave-Adapterkabel und keine Slave-Heizgeräte vorhanden sind. Daher ist die Schaltung in 31 ebenso ausgebildet wie die Schaltungen in 30, mit Ausnahme der Tatsache, dass es sich entweder um die letzte Regelungsvorrichtung 20 in einer Gruppe oder die einzige Regelungsvorrichtung 20 handelt, so dass sie das abgeschlossene Stromversorgungskabel 106 anstatt des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs aufweist, um die Hochspannungsversorgungsenergie und die Niederspannungs-Elektroniktemperaturbereichsschaltung zu der Regelungsvorrichtung 20 zuzuführen, die in 31 gezeigt ist.
Ein Beispiel für die Betriebslogik zur Implementierung der vorliegenden Erfindung ist in 32 gezeigt. Die Logik sowie die Werte und Parameter in 32 und in der vorliegenden Beschreibung stellen Beispiele dar, und sollen nicht einschränkend verstanden werden. Die dargestellte Logik beginnt in der Obergrenzensteuerung 298. Von einem Start 320 aus erfolgt eine Temperaturmessung von dem ersten Temperatursensor 50 (Obergrenze) bei 322, und erfolgt ein Vergleich mit dem Temperaturobergrenzenparameter. Wenn die tatsächliche Temperatur, die von dem Temperaturobergrenzensensor 50 gemessen wird, niedriger ist als der Obergrenzenparameter im Schritt 322, dann untersucht der nächste Schritt 324, ob die tatsächliche Temperatur, gemessen vom Sensor 50, innerhalb von 20°C jener des zweiten Temperatursensors 52 (Prozess) liegt. Dieser Vergleich 324 wird als ein test durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Temperatursensoren 50, 52 eine Messung in relativ exakter Beziehung zueinander durchführen. Falls Ja, wird dann die Temperatur der Regelungsvorrichtung selbst bei 326 gemessen, um sicherzustellen, dass sie nicht überhitzt ist, also niedriger ist als 85°C. Eine Überhitzung kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Regelungsvorrichtung 20 zu nahe an dem Heizgerät 16 angeordnet ist, und könnte die Elektronikbauteile in der Regelungsvorrichtung 20 beschädigen. Stellt sich bei 326 heraus, dass die Regelungsvorrichtung 20 nicht überhitzt ist, dann hält die Obergrenzensteuerung 298 den Relaisschalter 300 geschlossen, wie bei 328 angegeben, so dass die Hochspannungswechselstromversorgung zur Steuerung durch die Prozesssteuerung 296 verfügbar bleibt, um das Heizgerät bzw. die Heizgeräte 16, 16' zu versorgen.
Wenn andererseits einer der Tests bei 322, 324, 326 negativ verläuft, also die erfasste Temperatur oberhalb der Temperaturobergrenze liegt, dann öffnet die Obergrenzensteuerung 298 den Relaisschalter 300 bei 330, wodurch die Wechselstromversorgung zu dem Heizgerät bzw. den Heizgeräten 16, 16' unterbrochen wird. Weiterhin schickt sie ein Signal an die Prozesssteuerung 296, welches anzeigt, dass der Relaisschalter 300 geöffnet ist, und dann aktiviert in Reaktion hierauf die Prozesssteuerung 296 ein Alarmsignal und/oder lässt die geeignete (rote) LED 240 blinken.
Weiterhin wird mit der Prozesssteuerung 296 eine Temperaturmessung durch den zweiten Temperatursensor 52 (Prozess) bei 332 mit dem programmierten Einstellpunkt (der gewünschten Betriebstemperatur) minus eingestelltem Hystereseparameter (beispielsweise etwa 3°C) verglichen. Wenn die tatsächliche Prozesstemperatur, die von dem Prozesssensor 52 gemessen wird, kleiner oder gleich dem Einstellpunkt minus Hysterese ist, dann wird die tatsächliche Temperatur bei 334 mit dem programmierten Parameter für Niedrigtemperaturalarm (LTA) verglichen, nämlich um festzustellen, ob die Temperatur unterhalb des gewünschten Betriebsbereiches liegt. Liegt die Temperatur bei LTA oder darunter (beispielsweise um etwa 20°C unterhalb der Einstellpunkttemperatur), dann schließt die Prozesssteuerung 296 den zweiten Schalter 302 (Prozess) bei 336, um Wechselstromenergie dem Heizgerät bzw. den Heizgeräten 16, 16' zuzuführen, und schaltet die Ausgangs-LED 244 (beispielsweise Grün) ein, um anzuzeigen, dass das Heizgerät bzw. die Heizgeräte 16, 16' eingeschaltet sind. Andererseits, wenn die Temperatur bei 334 sich nicht auf den Parameter für Niedertemperaturalarm (LTA) oder darunter befindet, wird dann der Prozessschalter (Relais) 302 geschlossen, wie bei 338 angegeben, wird jedoch die LED 242 (beispielsweise Gelb) eingeschaltet, um anzuzeigen, dass sich die tatsächliche Prozesstemperatur in dem ordnungsgemäßen Betriebsbereich befindet.
Falls der Vergleich bei 332 zeigt, dass die tatsächliche Prozesstemperatur, die von dem Prozesstemperatursensor 52 gemessen wird, sich nicht an dem Einstellpunkt minus Hysterese oder darunter befindet, dann wird bei 340 die Temperatur überprüft, um festzustellen, ob sie sich am Einstellpunkt plus Hystereseparameter oder darüber befindet. Falls dies der Fall ist, wird dann die Temperatur bei 342 überprüft, um festzustellen, ob sie bei dem programmierten Parameter für Hochtemperaturalarm (HTA) oder darüber liegt (beispielsweise etwa 20°C oberhalb der Einstellpunkttemperatur). Falls dies der Fall ist, wird der Steuerrelaisschalter 302 bei 344 geöffnet, um die Wechselstromversorgung zu dem Heizgerät bzw. den Heizgeräten 16, 16' abzuschalten, und wird die LED (Rot) 240 für "Vorwarnung/Alarm" eingeschaltet.
Andererseits befindet sich, wenn die Temperatur bei 340 nicht an dem voranstehend geschilderten Einstellpunkt plus Hysterese oder darüber liegt, die Temperatur innerhalb des Steuerhysteresebereichs, so dass der Steuerrelaisschalter 302 offen gehalten wird, bei 346, wartend auf Änderungen des Wärmezustands, und wird die LED (im Bereich) eingeschaltet oder bleibt eingeschaltet.
Wenn sich bei 342 herausstellt, dass die Temperatur von dem Prozesstemperatursensor 52 sich nicht auf dem programmierten HTA-Parameter oder darüber befindet, ist der Steuerrelaisschalter 302 geöffnet, wie bei 348 angegeben, und ist die LED "im Bereich" eingeschaltet.
Diese und andere Funktionen sind in den beispielhaften Zeichnungen dargestellt und werden voranstehend beschrieben so, dass sie durch verschiedene Steuerprozessoren durchgeführt werden, beispielsweise 296, 298, 316, 318. Allerdings können diese und andere Funktionen durch einen oder mehrere Prozessen in verschiedenen Kombinationen und mit verschiedenen Zuordnungen der Funktionen unter einem oder mehreren Mikroprozessoren durchgeführt werden, wie dies Fachleute wissen. Daher können mehr oder weniger Prozessoren als in den Zeichnungen dargestellt vorhanden sein, um diese beispielhaften Funktionen auszuführen.
Ein weiteres Beispiel für die Implementierung der Obergrenzensteuerschaltung 298 ist in 33 dargestellt, bei welcher ein schaltendes Halbleitergerät eines Thermistors mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) als der Temperaturobergrenzensensor 50 verwendet wird. Schalt-PTC- Thermistoren sind Halbleitergeräte, die einen sehr kleinen negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstands aufweisen, bis das Gerät eine kritische Temperatur erreicht, häufig als die Schalt- oder übergangstemperatur bezeichnet, wonach das Gerät einen drastischen Anstieg des Temperaturkoeffizienten des Widerstands zeigt, sowie eine erhebliche Erhöhung des Widerstands, beispielsweise eine Widerstandsänderung von mehreren Größenordnungen innerhalb eines Temperaturbereichs von wenigen Grad. Derartige Schalt-PTC-Thermistoren sind leicht im Handel erhältlich, mit Übergangstemperaturen im Bereich von 60°C bis 160°C, und können so hergestellt werden, dass sie Übergangs- oder Schalttemperaturen von zumindest so wenig wie 0°C und zumindest so hoch wie 200°C aufweisen. Wenn die Schaltfunktion, die bei dem Schalt-PTC-Thermistorgerät vorhanden ist, das als der Temperaturobergrenzensensor 50 eingesetzt wird, kann die Obergrenzensteuerschaltung 298 analog sein, wie in 33 gezeigt, und immer noch die gewünschten Merkmale und Funktionsweisen aufweisen, bei welchen der normalerweise geöffnete, mechanische Relaisobergrenzenleistungsschalter 300 betätigt wird, um die Wechselstromversorgung zum Heizgerät bzw. den Heizgeräten zu öffnen und abzuschalten, immer dann, wenn die Heizgerättemperatur größer oder gleich einer Temperaturobergrenze ist, und dann nicht die Wechselstromversorgung erneut zu Schließen und Einzuschalten, ohne Eingriff durch eine Bedienungsperson oder eine Eingabe von Hand, wenn die Heizgerättemperatur auf unterhalb der Temperaturobergrenze absinkt.
Wie in 33 gezeigt, ist der PTC-Thermistortemperatursensor 50 in dem Heizgerät 16 in der Nähe des durch Wechselstrom versorgten Heizelements 32 angeordnet, um Temperaturen zu erfassen, die durch Wärme hervorgerufen werden, die von dem Heizelement 32 erzeugt wird, wie voranstehend in Bezug auf den Temperaturobergrenzensensor 52 bei voranstehend geschilderten Beispielen für die Implementierungen beschrieben, die in den 9 und 27 bis 30 gezeigt sind. Der mechanische Obergrenzenrelaisschalter 300 ist ebenfalls in der Wechselstromsschaltung in der Regelungsvorrichtung 20 angeordnet, um zumindest einen der Wechselstromleiter zu öffnen und zu schließen, beispielsweise den Wechselstromleiter 290, wie ebenfalls voranstehend geschildert und in den 27 bis 30 gezeigt, so dass er den Wechselstrom zum Heizgerät 16 abschaltet, wenn der normalerweise offene Kontakt 307 geschlossen ist, und den Wechselstrom zum Heizgerät 16 abschaltet, wenn der normalerweise offene Kontakt 307 geöffnet ist. Der andere Wechselstromversorgungsleiter 292 geht durch die Regelungsvorrichtung 20 zum Steckdosensteckverbinder 142 durch, wo er mit dem geschalteten Wechselstromversorgungsleiter 290 an das Heizgerät 16 angeschlossen wird, wie voranstehend geschildert.
Der schaltende PTC-Thermistor, der als der Temperaturobergrenzensensor 50 verwendet wird, ist in Reihe mit einer Gleichrichterschaltung 307 geschaltet, welche die Wicklung des Relaisschalters 300 versorgt, so dass Strom durch den schaltenden PTC-Thermistor des Temperatursensors 50 hindurchfließen muss, um die Wicklung mit Strom zu versorgen, damit der normalerweise geöffnete Kontakt 307 des Relaisschalters 300 geschlossen wird, also um die Wechselstromversorgung für das Heizgerät 16 einzuschalten. Im Zustand normaler Temperatur, also wenn der Temperatursensor 50 unterhalb der Temperaturobergrenze liegt, welche durch die Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors des Temperatursensors 50 eingestellt wird, weist der PTC-Thermistor einen niedrigen Widerstandswert auf, durch den ein ausreichend hoher Wechselstrom hindurchgeleitet wird, der nach Gleichrichtung durch die Wicklung des Relaisschalters 300 fließt, um das Magnetfeld zu erzeugen, das zum Schließen des Kontaktes 307 benötigt wird. Daher wird bei einem derartigen Betrieb mit normaler Temperatur die Wechselstromschaltung in der Regelungsvorrichtung 20, welche die Wechselstromversorgungsleiter 290, 292 aufweist, geschlossen, und kann Wechselstromenergie dem Heizgerät 16 zuführen, selbstverständlich in Abhängigkeit von dem geschlossenen oder geöffneten Zustand der Prozessrelaisschaltanordnung 302, wie voranstehend geschildert. Wenn jedoch die Temperatur des schaltenden PTC-Thermistors des Temperaturobergrenzensensors 50 dessen Schalt- oder Übergangstemperatur erreicht oder überschreitet, nimmt dessen Widerstandswert stark zu, so dass in der Auswirkung der gleichgerichtete Strom zur Wicklung des Relaisschalters 300 abgeschaltet wird, so dass die normalerweise geöffneten Kontakte 307 geöffnet werden können, und die normalerweise geschlossenen Kontakte 308 geschlossen werden können. Daher öffnen die geöffneten Kontakte 307 die Wechselstromversorgungsschaltung der Wechselstromleiter 290, 292, wodurch der Wechselstrom für das Heizgerät 16 abgeschaltet wird. Gleichrichterschaltungen, beispielsweise Vollwellenbrücken-Gleichrichterschaltungen, sind Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt, so dass keine weitere Beschreibung erforderlich ist, um diese Schaltung zu verstehen.
Wenn dann die Temperatur des PTC-Thermistors des Temperaturobergrenzensensors 50 auf unterhalb einer Temperatur unter der Temperaturobergrenze absinkt, also auf unterhalb der Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors, und dann der Strom erneut durch den PTC-Thermistor fließt, verhindert die Obergrenzensteuerschaltung 298 immer noch, dass die Wicklung des Relais 300 erneut die Kontakte 307 schließt, um erneut die Wechselstromversorgung des Heizgerätes 16 zu ermöglichen, bis ein Eingriff durch eine Bedienungsperson erfolgt. Bei dem Beispiel für die Obergrenzensteuerschaltung 298, das in 33 gezeigt ist, gibt es eine Drainschaltung, die einen Schalter 309 aufweist, beispielsweise ein Triac, wie in 33 gezeigt, oder einen anderen Festkörperschalter oder einen mechanischen Relaisschalter, und einen Drainwiderstand 311, der parallel zur Gleichrichterschaltung 301 und der Wicklung des Relaisschalter 300 geschaltet ist. Der Drainwiderstand 311 weist eine erheblich geringere Impedanz auf, als die Wicklung des Relaisschalters 300, beispielsweise um eine Größenordnung geringer, so dass dann, wenn das Triac oder ein anderer Relaisschalter 309 eingeschaltet wird, der Strom, der durch den PTC-Thermistor des Temperatursensors 50 fließt, von dem Gleichrichter 301 und der Wicklung des Relais 300 abgezogen wird, wodurch verhindert wird, dass die Wicklung das elektromagnetische Feld erzeugt, das dazu erforderlich ist, die Kontakte 307 des Relaisschalters 300 zu schließen.
Das Triac 300 wird durch den Wechselstrom eingeschaltet, der durch den PTC-Thermistor des Temperatursensors 50 fließt, und an das Gate 313 des Triacs 309 über die normalerweise geschlossenen Kontakte 308 des Relaisschalters 300 angelegt wird. Wenn der PTC-Thermistor des Temperatursensors 50 den gleichgerichteten Strom zur Wicklung des Relaisschalters 300 nach Auftreten eines Hochtemperaturereignisses an dem Heizgerät 16 abschaltet, öffnen sich die normalerweise geöffneten Kontakte 307 des Relaisschalters 300, um die Wechselstromversorgung zum Heizgerät 16 zu unterbrechen, wie voranstehend geschildert, und schließen sich die normalerweise geschlossenen Kontakte 308, wie in 33 gezeigt, um den Wechselstrom an das Gate 313 des Triacs 309 anzulegen, um die Drainschaltung zu aktivieren (zu schließen). Wenn die Temperatur bei dem Heizgerät 16 so absinkt, dass die Temperatur des PTC-Thermistors des Temperatursensors 50 auf unterhalb seiner Schalt- oder Übergangstemperatur absinkt, und er erneut Strom leitet, wird daher der Strom von der Wicklung des Relaisschalters 300 abgezogen, und stattdessen über den Drainwiderstand 311 abgeführt. Wenn der Strom, der durch den PTC-Thermistor hindurchgeht, von der Wicklung des Relaisschalters 300 abgezogen wird, kann die Wicklung nicht das elektromagnetische Feld erzeugen, das dazu benötigt wird, die normalerweise offenen Kontakte 307 zu schließen, so dass die Wechselstromversorgung des Heizgerätes 16 abgeschaltet bleibt, obwohl die Temperatur bei dem PTC-Thermistor des Temperatursensors 50 abgenommen hat, und dieser erneut elektrischen Strom leitet.
Um das Heizgerät 16 erneut mit Wechselstrom zu versorgen, ist daher ein von Hand betätigter Schalter 315 vorgesehen, um die Gateversorgungsschaltung zu unterbrechen oder zu öffnen, und hierdurch das Triac 309 abzuschalten. Sobald das Triac 309 durch den von Hand betätigten Schalter 315 abgeschaltet wurde, wird die Drainschaltung über den Drainwiderstand 311 deaktiviert, so dass der Strom von dem PTC-Thermistor des Temperatursensors 50 wieder durch die Gleichrichterschaltung 301 gleichgerichtet wird, und durch die Wicklung des Relaisschalters 300 fließt. Daher erzeugt die Wicklung das elektromagnetische Feld, das dazu benötigt wird, die Kontakte 308 zu öffnen und die Kontakte 307 zu schließen, um hierdurch erneut Wechselstromenergie dem Heizgerät 16 zuzuführen, und den Wechselstrom von der Gateschaltung zu entfernen. Wenn der von Hand betätigte Schalter zur geschlossenen Betriebsart zurückkehrt, wird daher das Triac 309 nicht erneut eingeschaltet, da der Strom von dem PTC-Thermistor die Kontakte 308 offen hält, solange die Temperatur bei dem Temperatursensor 50 unterhalb der Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors bleibt. Aus den voranstehend geschilderten Gründen ist daher infolge der Bereitstellung der Drainschaltung, die durch den von Hand betätigten Schalter 315 gesperrt wird, ein Eingriff durch eine Bedienungsperson, also zur Betätigung des Schalters 315, erforderlich, um erneut Wechselstromenergie dem Heizgerät 16 zuzuführen, nachdem es infolge eines Hochtemperaturvorgangs in dem Heizgerät 16 abgeschaltet wurde, mit einer Temperatur größer oder gleich der Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Widerstands des Temperaturobergrenzensensors 50.
Es wird darauf hingewiesen, dass hauptsächlich Wärme von einer externen Quelle, beispielsweise Wärme von dem Heizelement 32 oder infolge heißer Spülgase oder anderer Gase oder Flüssigkeiten in dem Rohr selbst dazu führt, dass die Temperatur des PTC-Thermistors bei dieser beispielhaften Implementierung auf dessen Schalt- oder Übergangstemperatur ansteigt, wodurch die Wechselstromversorgung des Heizgerätes 16 abgeschaltet wird. Im Gegensatz hierzu werden Temperaturanstiege bei PTC-Thermistoren, die bei herkömmlichen Anwendungen mit einer Wärmeschmelzsicherung oder einer Wärmeschaltungsunterbrechungsvorrichtung eingesetzt werden, hauptsächlich durch I²R-Wärme hervorgerufen, die im Inneren der PTC-Thermistoren erzeugt wird. Anders ausgedrückt, weisen PTC-Thermistoren einen inhärenten Widerstand (R) gegen die Fluss eines Stromes (I) auf, und verursacht ein zu hoher Strom (I), der in dem PTC-Thermistor fließt, zu einer wesentlichen Wärmeerzeugung in dem PTC-Thermistor selbst, so dass, wenn die Temperatur die Übergangs- oder Schalttemperatur erreicht, der PTC-Thermistor im Wesentlichen den Stromfluss abschaltet.
Jedes unter verschiedenen Statussignalen von der Obergrenzenschaltung 298 kann der Prozesssteuerschaltung 296 zum Einsatz bei der Erzeugung von Status- und/oder Vorwarn/Alarmsignalen zugeführt werden, oder zum Einsatz in Prozesslogik, und dergleichen. Beispielsweise, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, kann ein Sensor 317, beispielsweise ein Stromdetektor, dazu verwendet werden, anzuzeigen, dass der Relaisschalter 300 aktiviert ist, um Wechselstromenergie dem Heizgerät 16 zuzuführen, oder deaktiviert ist, um die Wechselstromversorgung des Heizgeräts 16 zu unterbrechen. Weiterhin kann beispielsweise, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, ein Sensor 319, beispielsweise ein Stromdetektor, dazu verwendet werden, anzuzeigen, ob die Temperatur bei dem Temperaturobergrenzensensor 50 entweder (i) unterhalb der Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors liegt, also ein Strom festgestellt wird, oder (ii) an der Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors oder darüber liegt, so dass kein Strom erfasst wird. Diese und andere Statussignale können von der Prozesssteuerschaltung 296 verwendet werden, beispielsweise zur Erzeugung von Status- und/oder Vorwarn/Alarmsignalen für die LED-Anzeige 321 und/oder für den Anzeige/Einstell-Mikroprozessor 316.
Ein weiteres Beispiel für die Implementierung der Obergrenzensteuerschaltung 298, die einen PTC-Thermistor als Temperaturobergrenzensensor 50 einsetzt, ist schematisch in 34 gezeigt. Bei dieser beispielhaften Implementierung ist das Triac 309 des Beispiels von 33 durch einen zweiten Schaltmechanismus 325 in dem Relaisschalter 300' ersetzt, der normalerweise geschlossen ist, und durch dieselbe Wicklung aktiviert wird, welche den ersten oder primären Schaltmechanismus 323 des Relaisschalters 300' aktiviert. Dieser zweite Schalter 325 kann auch als ein getrennter Relaisschalter (nicht dargestellt) zur Verfügung gestellt werden, jedoch sind Doppelschalterrelais, beispielsweise das Doppelschalterrelais 300', das schematisch in 34 dargestellt ist, einfach verfügbar und kompakter als zwei getrennte Relaisschalter. Bei diesem Beispiel von 34 ist der Relaisschalter durch 300' anstatt durch 300 bezeichnet, nicht zur Einschränkung, sondern nur zu dem Zweck, dieses Beispiel für einen Relaisschalter 300' von dem voranstehend beschriebenen Relaisschalter 300 zu unterscheiden. Anders ausgedrückt besteht zwar die primäre Funktion der beiden Beispiele für Relaisschalter 300, 300' darin, die Wechselstromversorgung der Heizgeräte abzuschalten, falls ein Ereignis mit hoher Temperatur vorhanden ist, jedoch weist der Relaisschalter 300' den zusätzlichen zweiten Schalter 325 für die Drainschaltung bei dieser Implementierung auf.
Bei dem Beispiel von 34 ist der Kontakt 307 des ersten Schalters 322 in dem Relais 300', welcher die Wechselstromversorgung zum Heizgerät 16 ein- und ausschaltet, normalerweise geöffnet, wie der Kontakt 307 bei dem Beispiel von 33, so dass Strom durch die Wicklung des Relais 300' fließen muss, um den Kontakt 307 zu schließen, so dass Wechselstromenergie dem Heizgerät 16 zugeführt werden kann, selbstverständlich unter Voraussetzung des Öffnens und Schließens der Prozessschaltbaugruppe 302 wie voranstehend geschildert. Die Wicklung des Relais 300' wird durch gleichgerichteten Strom versorgt, der von dem Gleichrichter 301 stammt, auf Grundlage von Wechselstrom, der durch den PTC-Thermistor des Temperaturobergrenzensensors 50 fließt, wenn die Temperatur des PTC-Thermistors unterhalb seiner Schalt- oder Übergangstemperatur liegt, welche die obere Temperaturgrenze festlegt. Wenn die Temperatur beim Temperatursensor 50 die Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors erreicht oder überschreitet, wird jedoch der Stromfluss durch den PTC-Thermistor, also auch jener des gleichgerichteten Stroms durch die Wicklung des Relais 300', unterbrochen. Ohne einen Fluss von Strom durch die Wicklung öffnet der normalerweise geöffnete erste Schalter 323 die Kontakte 307, wodurch die Wechselstromversorgung des Heizgerätes 16 abgeschaltet wird, und schließt der normalerweise geschlossene, zweite Schalter 325 die Kontakte 308', wodurch die Drainschaltung, welche den Drainwiderstand 311 aufweist, geschlossen oder aktiviert wird.
Wenn die Temperatur beim Temperatursensor 50 auf unterhalb der Schalt- oder Übergangstemperatur des PTC-Thermistors absinkt, so dass dieser erneut elektrischen Strom leitet, zieht die geschlossene Drainschaltung den Strom durch den Drainwiderstand 311 ab, wodurch die Wicklung des Relais 300' nicht mehr jenen Strom erhält, der dazu erforderlich ist, erneut den Wechselstromschalter (den ersten Schalter) 323 zu schließen. Wiederum weist, wie voranstehend geschildert, der Drainwiderstand 311 einen erheblich geringeren Widerstandswert auf als die Wicklung, so dass dann, wenn die Drainschaltung geschlossen ist, der Strom vorzugsweise durch die Drainschaltung anstatt durch die Wicklung fließt, die elektrisch parallel zur Drainschaltung geschaltet ist. Obwohl die Temperatur am Temperatursensor 50 auf unterhalb der Temperaturobergrenze abgesunken ist, verhindert daher die Drainschaltung, dass das Relais 300' das Heizgerät 16 mit Wechselstrom versorgt.
Zur Wiederherstellung der Wechselstromzufuhr zum Heizgerät 16 kann eine Bedienungsperson die Drainschaltung durch den von Hand betätigten Schalter 315 öffnen. Nur durch momentanes Öffnen des von Hand betätigten Schalters 315 wird die Drainschaltung deaktiviert, so dass erneut gleichgerichteter Strom der Wicklung des Relais 300' zugeführt wird. Wenn erneut Strom durch die Wicklung fließt, werden die Kontakte des ersten Schalters 323 geschlossen, um die Wechselstromversorgung des Heizgerätes 16 einzuschalten, und öffnen sich die Kontakte des zweiten Schalters 325, um die Drainschaltung zu sperren. Wenn der von Hand betätigte Schalter erneut geschlossen wird, bleibt daher die Drainschaltung deaktiviert.
Der von Hand betätigte Schalter 315 kann jeder von mehreren verschiedenen Schaltarten sein, jedoch ist der normalerweise geschlossene Druckknopfschalter, der schematisch in den 33 und 34 dargestellt ist, ein normales Beispiel für den Schalttyp für diese Anwendung. Das Herunterdrücken des Knopfes 327 führt dazu, dass der Schalter 350 momentan geöffnet wird. Wenn dann die Betätigungskraft von Hand nicht mehr auf den Knopf 327 einwirkt, schließt die Feder 329 erneut den Schalter.
Obwohl die voranstehend geschilderten Ausführungsformen die Stromversorgungs- und Signalschaltungsverteilungen aufweisen, die durch Kabelabschnitte durchgeführt werden, beispielsweise das Stromversorgungskabel 26 des T-Typs, mit seinem Abzweig 85, der von der Vielfachleitung 83 abzweigt (10), den Slave-Kabeladapter 22 mit seinem Slave-Kabelsegment 28, das von seinem Master-Kabelsegment 126 abzweigt (14), und das Kabel 24 mit gesteuerter Stromversorgung des T-Typs, bei welchem dessen Abzweig 163 von seiner Vielfachleitung 161 abzweigt (16), können diese Verteilungen auch durch Anschlusskästen durchgeführt werden. Beispielsweise, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, kann die Funktion des Slave-Adapterkabels 22 auch durch den Slave-Adapteranschlusskasten 322 zur Verfügung gestellt werden, der in den 35 bis 37 gezeigt ist, und in der Einsatzposition in dem schematischen Schaltbild von 38 dargestellt ist, für ein Single-Point-Steuersystem mit zwei Slave-Heizgeräteabzweigungen, die durch eine einzige Regelungsvorrichtung 20 gesteuert werden.
Der Slave-Adapteranschlusskasten 322 weist ein Gehäuse 324 mit einem Eingangssteckverbinder 330 und einem Master-Steckdosensteckverbinder 332 in entgegengesetzten oberen und unteren Wänden 325 bzw. 326 des Gehäuses 324 auf, und zwei Slave-Steckdosensteckverbinder 333, 334 in entgegengesetzten Seitenendwänden 327, 328 des Gehäuses 324. Der Eingangssteckverbinder 330, wie der Eingangssteckverbinder 130 des Slave-Adapterkabels 22, ist so ausgebildet, dass er an den Steckdosensteckverbinder 142 der Regelungsvorrichtung 20 angepasst ist (20). Der Master-Steckdosensteckverbinder 332, wie der Master-Steckdosensteckverbinder 132 des Slave-Adapterkabels 22 ist so ausgebildet, dass er zu dem Heizgerät-Eingangssteckverbinder 64 auf der Heizgeräteleitung 62 eines Heizgerätes 16 passt. Daher transportieren die beiden Stromversorgungsleitungen 336, 338 gesteuert Energie von der Regelungsvorrichtung 20 zu dem Master-Heizgerät 16, während die beiden Paare von Signalleitern 340, 342 und 344, 346 Signale von dem Temperaturobergrenzensensor 50 bzw. dem Prozesstemperatursensor 52 zur Regelungsvorrichtung 20 weiterleiten.
Die beiden Slave-Steckdosensteckverbinder 333, 334 des Slave-Adapteranschlusskastens 322 sind ebenso ausgebildet wie die Slave-Steckdose 334 des Slave-Adapterkabels 22, so dass sie zu den Eingangssteckverbindern 172 der Stromversorgungskabel 24 für einen gesteuerten Slave des T-Typs und den Eingangssteckverbindern 190 der abgeschlossenen Kabel des linearen Typs zur Steuerung von Slaves passen. Ein Paar von Stromversorgungsleitern 348, 350 verbindet den Steckdosensteckverbinder 333 elektrisch parallel zu den Leitern 336, 338 für gesteuerte Energiezufuhr, und ein anderes Paar von Stromversorgungsleitern 352, 354 verbindet den Steckdosensteckverbinder 334 elektrisch parallel mit den Leitern 336, 338 für gesteuerte Stromzufuhr.
Wenn der Slave-Adapteranschlusskasten 322 an die Regelungsvorrichtung 20 angeschlossen ist, wie in 38 gezeigt, wobei ein Heizgerät 16 an den Master-Steckdosensteckverbinder 322 angeschlossen ist, und andere Heizgeräte 16' an die Slave-Steckdosensteckverbinder 333, 334 angeschlossen sind, ermöglicht der Slave-Adapteranschlusskasten, dass das Heizgerät, das an den Master-Steckdosensteckverbinder 332 angeschlossen ist, als das Master-Heizgerät 16 arbeitet, und schaltet die Temperatursensoren 50, 52 der Heizgeräte ab, die an die Slave-Steckdosensteckverbinder 333, 334 angeschlossen sind, so dass diese Heizgerät als Slave-Heizgeräte 16' arbeiten. Daher empfängt die Regelungsvorrichtung Temperaturinformation von den Sensoren 50, 52 des Master-Heizgerätes, und setzt diese ein, um gesteuert Energie den Heizelementen 32 sowohl des Master-Heizgeräts 16 als auch der Slave-Heizgeräte 16' zuzuführen.
Es können selbstverständlich mehr als zwei Slave-Steckdosensteckverbinder in dem Slave-Adapteranschlusskasten 322 vorhanden sein, um mehr als zwei in Reihe geschaltete Gruppen von Slave-Heizgeräten zu unterstützen. Weiterhin können, obwohl dies nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, aufgeteilte Slave-Kabel oder zusätzliche Anschlusskästen an die Slave-Steckdosensteckverbinder 333, 334 des Slave-Adapteranschlusskastens oder an den Slave-Steckdosensteckverbinder 134 des Slave-Adapterkabels 22 angeschlossen sein, um zusätzliche Reihenschaltungsgruppen von Slave-Heizgeräten 16' zu versorgen, falls dies gewünscht oder erforderlich ist.
Ein Stromversorgungs-Anschlusskasten, beispielsweise der Stromversorgungs-Anschlusskasten 350, der in den 39 bis 42 gezeigt ist, kann statt des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs bei den Baugruppen eingesetzt werden, die in den 1 bis 8 gezeigt sind. Bei dem Beispiel für den Stromversorgungs-Adapteranschlusskasten 350 steht ein Stromversorgungs-Anschlussverzweigungs-Steckdosensteckverbinder 352 gegenüber der unteren Oberfläche 354 des Stromversorgungs-Adapteranschlusskastens 350 vor, und ist so ausgebildet, dass er angepasst mit dem Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtung 20 (20 und 21) verbunden werden kann, so dass der Stromversorgungs-Adapteranschlusskasten 350 direkt auf der Regelungsvorrichtung 20 angebracht werden kann, durch Einstecken des Stromversorgungs-Anschlussverzweigungs-Steckdosensteckverbinders 352 in den Eingangssteckverbinder 140.
Ein Stromversorgungsanschluss-Eingangssteckverbinder 356 auf einer ersten Seitenoberfläche 358 des Stromversorgungsanschlusskastens 350 empfängt Energie für den Stromversorgungsanschlusskasten 350 von beispielsweise einem Stromversorgungsverlängerungskabel 25, wie dies voranstehend in Bezug auf 27 beschrieben wurde, und beispielsweise in 42 dargestellt ist. Daher kann der Stromversorgungsanschluss-Eingangssteckverbinder 356 in den 39 und 40 ebenso wie der Eingangssteckverbinder 82 des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs ausgebildet sein, für eine ersetzbare, modulare Anschlussfähigkeit an die Wechselstromversorgungsquelle 13 (27).
Ein Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 360 an einer zweiten Seitenoberfläche 362 des Stromversorgungsanschlusskastens 350 in den 39 und 40 ist zur Reihenschaltung einer oder mehrerer zusätzlicher Regelungsvorrichtungen 2 vorgesehen, wie in 42 gezeigt, und kann ebenso ausgebildet sein wie die Vielfachleitungssteckdose 86 des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs (1 bis 8), zum Ersetzen des Stromversorgungskabels 26 des T-Typs. Daher kann jeder der folgenden Gegenstände in die Vielfachleitungssteckdose 360 des Stromversorgungsanschlusskastens 350 eingesteckt werden: (i) ein anderes Stromversorgungsverlängerungskabel 25, (ii) ein Stromversorgungskabel 26 des T-Typs; oder (iii) ein abschließendes Stromversorgungskabel 108 des linearen Typs.
Ein Beispiel für ein schematisches Schaltbild für das Beispiel für den Stromversorgungsanschlusskasten 350 ist in 41 dargestellt. Ein Paar von Vielfachleitungs-Stromversorgungsleitern 364, 366 erstreckt sich ohne Unterbrechung von dem Eingangssteckverbinder 356 zu dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 360, und ein Paar von Stromversorgungsabzweigleitern 368, 370 erstreckt sich von einem parallelen Anschluss mit den Vielfachleitungs-Stromversorgungsleitern 364, 366 zu dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder 352. Daher ist der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 352 elektrisch parallel zu den Stromversorgungsleitern in Bezug auf den Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 360 geschaltet.
Allerdings ist der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 352 elektrisch in Reihe zwischen den Eingangssteckverbindern 356 und dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 360 in Bezug auf die Signalschaltungsleiter in dem Stromversorgungsanschlusskasten 350 geschaltet. Daher erstreckt sich, wie in 41 gezeigt, einer der Signalschaltungsleiter, beispielsweise der Vielfachleitungs-Signalschaltungsleiter 372, geradlinig durch den Anschlusskasten 350 von dem Eingangssteckverbinder 356 zu dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 360. Der andere Signalschaltungsleiter weist einen Eingangs-Abzweigsignalschaltungsleiter 374 auf, der sich von dem Eingangssteckverbinder 356 zu dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder 352 erstreckt, sowie einen Ausgangs-Abzweigsignalschaltungsleiter 356, der sich von dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder 352 zu dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 360 erstreckt.
Da zwar mehrere Regelungsvorrichtungen 20 in Reihenschaltung elektrisch parallel über den Stromversorgungsanschlusskasten 350 mit der Wechselstromversorgungsquelle 13 (27) geschaltet sein können, wie in 42 gezeigt, sind sie elektrisch in Reihe über den Stromversorgungsanschlusskasten 350 mit der Signalschaltung 23 (27) geschaltet, auf dieselbe Art und Weise, wie dies voranstehend bei den Stromversorgungskabeln 26 des T-Typs beschrieben wurde. Selbstverständlich kann jede Anzahl an Stromversorgungsanschlusskästen 350 in Reihenschaltung miteinander verbunden sein, durch Stromversorgungsverlängerungskabel 25, wie in 42 gezeigt, für jede Anzahl an Regelungsvorrichtungen 20.
Ein weiteres Beispiel für einen Stromversorgungsanschlusskasten 380, der in den 43 und 44 dargestellt ist, weist mehr als einen Vielfachleitungsausgang auf. Beispielsweise ist, wobei dies nicht einschränkend zu verstehen ist, zusätzlich zu dem Eingangssteckverbinder 384 und dem Abzweig- Steckdosensteckverbinder 382, die im Wesentlichen ebenso ausgebildet sind wie der Eingangssteckverbinder 354 und der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 352, die voranstehend im Zusammenhang mit den Anschlusskasten 350 beschrieben wurden, der Stromversorgungsanschlusskasten 380 in den 43 und 44 mit zwei Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbindern 386, 388 an entgegengesetzten Seiten 387 und 389 versehen. Beide Steckdosensteckverbinder 386, 388 sind ebenso ausgebildet, zur Reihenschaltungsverbindung mit zwei zusätzlichen Stromversorgungsverlängerungskabeln 25, Stromversorgungssteckverbindern 26 des T-Typs, und abschließenden Stromversorgungskabeln 108 des linearen Typs, so dass zwei getrennte, in Reihenschaltung verbundene Gruppen von Regelungsvorrichtungen (nicht gezeigt) an die Wechselstromversorgungsquelle 13 und die Signalschaltung 23 über den Stromversorgungsanschlusskasten 380 angeschlossen werden können.
Wie bei dem schematischen, beispielhaften Schaltbild in 45 für das Beispiel des Stromversorgungsanschlusskastens 380 gezeigt, verbinden die Vielfachleitungs-Stromversorgungsleiterpaare 390, 392, 394 und das Abzweig-Stromversorgungsleiterpaar 396 sowohl die Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 386, 388 als auch den Abzweig-Steckdosensteckverbinder 382 elektrisch parallel mit dem Eingangssteckverbinder 384. Die Signalschaltungsleiter 398, 400, 402, 403 verbinden allerdings die Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder 386, 388 und den Verzweigungs-Steckdosensteckverbinder 382 elektrisch in Reihe mit dem Eingangssteckverbinder 384.
Selbstverständlich können mehr als zwei Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder in dem Stromversorgungsanschlusskasten 380 vorgesehen sein, falls dies erwünscht ist, mit im Wesentlichen denselben Arten paralleler Energieversorgung und Reihensignalschaltungs-Verbinderverbindungen, wie voranstehend geschildert, für jeden zusätzlichen Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder. Weiterhin kann, falls gewünscht, der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 382 weggelassen werden, so dass der Anschlusskasten 380 dann nur dazu dient, um mehrere in Reihenschaltung verbundene Gruppen von Regelungsvorrichtungen (nicht gezeigt) an eine Wechselstromversorgungsquelle 15 und eine Signalschaltung 23 anzuschließen, wobei jedoch kein Anschluss direkt an einen Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinder 140 möglich wäre, ohne ein dazwischen angeordnetes Stromversorgungskabel 26 des T-Typs, ein dazwischen liegend angeordnetes abschließendes Stromversorgungskabel 108 des linearen Typs, oder ein Stromversorgungsverlängerungskabel 25 (wenn der Eingangssteckverbinder 140 zum Anschluss an ein Stromversorgungsverlängerungskabel 25 ausgebildet ist, wie voranstehend erläutert).
Ein herkömmliches Verbinderverriegelungsmerkmal bei einigen, im Handel erhältlichen Verbindern oder Steckverbindern, beispielsweise Steckverbindern des Typs Molex^TM, weist einen Verriegelungshebel auf, beispielsweise den Verriegelungshebel 410, der bei dem aufgenommenen Verbinder 78 in 46 gezeigt ist, mit einem Ansatz 412 am distalen Ende, der solche Abmessungen aufweist, und so geformt ist, dass er in Eingriff mit einem Verriegelungsvorsprung auf dem aufnehmenden Verbinder gelangt, beispielsweise dem Vorsprung 414, der auf dem Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinder 140 in 47 gezeigt ist. Ein derartiger Eingriff des Verriegelungsvorsprungs 414 durch den Ansatz 42 bei dem Verriegelungshebel 410 soll den aufgenommenen Verbinder an dem aufnehmenden Verbinder befestigen, bis er außer Eingriff versetzt wird, durch Verschwenken des Verriegelungshebels 410 auf einem elastischen Scharnier 416, wie in 48 gezeigt, wodurch der aufgenommene Verbinder von dem aufnehmenden Verbinder gelöst wird, und diese voneinander getrennt oder abgesteckt werden können. Bei einigen Anwendungen sind jedoch derartige herkömmliche Verriegelungen nicht ausreichend sicher, und ist es zu einfach, dass die Verbinder versehentlich voneinander getrennt werden, beispielsweise durch Stoßeinwirkung oder durch Reibeinwirkung in engen Räumen, und dergleichen.
Um zusätzliche Sicherheit und Widerstandsfähigkeit in Bezug auf eine versehentliche Trennung der Verbindung zur Verfügung zu stellen, beispielsweise bei den Verbindern 78, 140, die in den 40 bis 48 gezeigt sind, ist eine einseitig eingespannte, elastische, durch eine Feder vorgespannte Zunge 420 in der Nähe des distalen Endes 418 des Verriegelungshebels 410 angeordnet. Die Vorspannzunge 420 liegt gegen das distale Ende 418 des Verriegelungshebels an, und weist eine elastische Federvorspannkraft auf, welche einer Bewegung des Verriegelungshebels 410 in der Hinsicht widersteht, bei welcher der Ansatz 412 von dem Verriegelungsvorsprung 414 gelöst werden könnte. Wenn jedoch ein Benutzer den Verriegelungshebel 410 dazu zwingt, dass er sich um das elastische Scharnier 416 herum verschwenkt, welches auch als Drehpunkt für den Verriegelungshebel 410 dient, wie durch den Schwenkpfeil 422 dargestellt, drückt das distale Ende 418 des Verriegelungshebels 410 nach außen gegen die Federvorspannkraft der Vorspannzunge 420, und zwingt die Vorspannzunge 420 zum Verschwenken nach außen, wie durch den Schwenkpfeil 424 in 48 angedeutet. Die elastische Federvorspannung der Zunge 420 gibt durch den Eingriff einer ausreichenden Kraft nach, welche es ermöglicht, dass der Ansatz 412 auf dem Verriegelungshebel 410 sich von dem Verriegelungsvorsprung 414 löst, so dass der Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 von dem Eingangssteckverbinder 140 der Regelungsvorrichtung abgezogen werden kann.
Es gibt eine Unzahl von Arten und Weisen, eine Federvorspannkraft zur Verfügung zu stellen, zur Einwirkung auf den Verriegelungsvorsprung 414. Eine beispielhafte Implementierung dieses Merkmals besteht darin, die Vorspannzunge 420 als einseitig eingespanntes Teil des Gehäuses 201 der Basiseinheit 200 auszuformen, wie in den 46 bis 48 dargestellt ist. Abhängig davon, wie die Vorspannkraft sein muss, oder wie nachgiebig sie sein muss, erfordert ein spezieller Einsatzzweck, dass bei der Zunge 420 ein Abschnitt des Gehäuses 201 an dem einseitig eingespannten Verbindungsstück der Zunge 420 mit dem Rest des Gehäuses 210 dünner ist, um als federelastisches, elastisches Scharnier 426 zu dienen, wie in den 47 und 48 dargestellt. Ein Schlitz 428 kann in dem Gehäuse zu dem Zweck vorgesehen sein, die Bewegung des Verriegelungshebels 410 in das Gehäuse 201 und aus diesem heraus zu ermöglichen. Eine schräge Nockenoberfläche 421 kann auf der Zunge 420 vorgesehen sein, um zu erleichtern, dass die Zunge 420 versetzt wird, wenn der Verriegelungshebel 410 in das Gehäuse 201 eingeführt wird, wenn der Steckdosensteckverbinder 78 in den Eingangssteckverbinder 140 eingesteckt wird.
Wie voranstehend geschildert, kann dieses Merkmal einer Vorspannkraft auch auf andere Arten und Weisen implementiert werden. Einige Beispiele sind in den 49 bis 51 dargestellt. In 49 wird die Vorspannkraft durch eine zusammendrückbare Blattfeder 430 zur Verfügung gestellt, die in einer Stütze 432 im Inneren des Gehäuses 201 angebracht ist. In 50 sorgt eine Druckschraubenfeder 434 für die Vorspannkraft, und in 51 ist ein elastisch zusammendrückbares Material 436 dargestellt, beispielsweise Gummi, Silikongummi, ein geschäumtes Elastomer, oder ein anderes Schaummaterial, zur Bereitstellung der Vorspannkraft gegen das distale Ende 418 des Hebels 410.
Zwar wurde die Vorspannzunge 420 voranstehend in Bezug auf den Abzweig-Steckdosensteckverbinder 78 und den Regelungsvorrichtungs- und den Eingangssteckverbinder 140 beschrieben, jedoch ist sie ebenso bei dem Regelungsvorrichtungs-Steckdosensteckverbinder 142 und jedem angeschlossenen Eingangssteckverbinder einsetzbar, der in den Regelungsvorrichtungs-Steckdosensteckverbinder eingesteckt ist, also beim Heizgerät-Eingangssteckverbinder 64, dem Slave-Adapter-Eingangssteckverbinder 130, dem Slave-Anschlusskasten-Eingangssteckverbinder 330, usw., wie voranstehend geschildert. Es kann auch ein Einsatz in Bezug auf den Slave-Anschlusskastenauslass 322 erfolgen, wie durch die Zunge 420' in den 35 und 36 dargestellt.
Da diese und zahlreiche andere Modifikationen und Kombinationen des voranstehend geschilderten Verfahrens und der voranstehend geschilderten Ausführungsformen Fachleuten auf diesem Gebiet leicht auffallen werden, ist es nicht erwünscht, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den Prozess einzuschränken, die voranstehend dargestellt und beschrieben wurden. Zwar wurden voranstehend eine Anzahl beispielhafter Aspekte und Ausführungsformen erläutert, jedoch werden Fachleute auf diesem Gebiet bestimmte Modifikationen, Permutationen, Hinzufügungen, und Unterkombinationen dieser Lehre erkennen. Daher sollen die folgenden Patentansprüche und die danach angegebenen Patentansprüche so verstanden werden, dass sämtliche Modifikationen, Permutationen, Hinzufügungen, und Unterkombinationen innerhalb ihres wahren Wesens und Umfangs liegen. Die Begriffe "aufweisen", "haben", "umfassen", wenn sie in der vorliegenden Beschreibung und den nachfolgenden Patentansprüchen verwendet werden, sollen das Vorhandensein angegebener Merkmale oder Schritte festlegen, verhindern jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer Merkmale, Schritte, oder Gruppen.
Ein Mehrfachheizgerät-Steuersystem (10) weist Kabel (26) auf, Verbinder (64, 78, 82, 86), und Anschlusskästen für benutzerfreundliche Reihenschaltungsverbindungen von Heizgerät-Regelungsvorrichtungen (20) und Heizgeräten (16) in verschiedenen Konfigurationen oder Kombinationen einzeln gesteuerter Heizgerätgruppen und/oder Gruppen aus Master- und Slave-Heizgeräten. Die Heizgerät-Regelungsvorrichtungen umfassen die Prozesssteuerung von Wechselstromenergie zu den Heizgeräten und eine Obergrenzensicherheitsabschaltung, die im Wesentlichen unabhängig von der Prozesssteuerung ist. Die Heizgerät-Regelungsvorrichtungen weisen weiterhin verschiedene Niveaus der Steuerung, der Einstellung, der Anzeige, und von Kommunikationsfähigkeiten in einem Basismodul auf, welches auf verschiedenen Niveaus durch Erweiterungsmodule erweiterbar ist, die an dem Basismodul angebracht und von diesem entfernt werden können. Die Konfigurationen der Verbinder, der Kabel, und des Anschlusses, Adapter, und Verriegelungsmerkmale erhöhen die Benutzerfreundlichkeit.
FIGURENBESCHRIFTUNG
1:

TO SUBSEQUENT HEATER ASSEMBLIES: Zu nachfolgenden Heizgerät-Baugruppen
TO A/C POWER SUPPLY: Zur Wechselstromversorgung

2:

CONFIGURED "T" TYPE CABLE: Konfiguriertes Kabel des T-Typs
TO SUBSEQUENT HEATER ASSEMBLIES: Zu nachfolgenden Heizgerät-Baugruppen
TO A/C POWER SUPPLY: Zur Wechselstromversorgung
STACKABLE CONTROL UPGRADE: Stapelbare Steuerversion
HEATER UNIT: Heizgeräteinheit
BASIC CONTROLLER MODULE: Basisregelungsvorrichtungsmodul

4:

5:

TO SUBSEQUENT HEATER ASSEMBLIES WITHIN CONTROL ZONE: Zu nachfolgenden Heizgerät-Baugruppen in der Steuerzone
TO SUBSEQUENT HEATER ASSEMBLIES OR CONTROL ZONE: Zu nachfolgenden Heizgerät-Baugruppen oder Steuerzonen
TO A/C POWER SUPPLY: Zur Wechselstromversorgung

6:

CONFIGURED "T" TYPE CABLE: Konfiguriertes Kabel des T-Typs
TO A/C POWER SUPPLY: Zur Wechselstromversorgung
TO SUBSEQUENT HEATER ASSEMBLIES OR CONTROL ZONE: Zu nachfolgenden Heizgerät-Baugruppen oder Steuerzonen
BASIC CONTROL MODUL: Grundlegendes Steuermodul
STACKABLE CONTROL UPGRADE: Stapelbare Steuerversion
TO SUBSEQUENT SLAVED HEATER WITHIN CONTROL ZONE: Zu nachfolgenden Slave-Heizgeräten in der Steuerzone
ADAPTER FOR CONTROLLED POWER SUPPLY: Adapter für gesteuerte Stromversorgung
HEATER UNIT: Heizgeräteinheit

8:

TO A/C POWER SUPPLY: Zur Wechselstromversorgung
TO SUBSEQUENT HEATER ASSEMBLIES OR CONTROL ZONE: Zu nachfolgenden Heizgerät-Baugruppen oder Steuerzonen
CONTROL HEATER: Steuerheizgerät
SLAVED HEATERS: Slave-Heizgeräte
TO SUBSEQUENT SLAVED HEATER WITHIN CONTROL ZONE: Zu nachfolgenden Slave-Heizgeräten in der Steuerzone

27:

13: Wechselstromversorgungsquelle
21: Gleichstromversorgungsquelle
31: Durchgangsdetektor
17: Vorwarnung/Alarm
19: Geräteverriegelung

28:

CONTROL UPGRADE: Steuerversion
204: Anzeige
318: Kommunikations-Mikroprozessor
316: Anzeige/Einstell-Mikroprozessor
222, 224: Digital-Kommunikationsein- und -ausgabe
SLAVE "LINEAR" CABLE: "Lineares" Slave-Kabel
52, 50: Temperatursensor
HEATER ELEMENT: Heizgerätelement
PIPE HEATER: Rohrheizgerät
"TEE" POWER CABLE ASSEMBLY: "T"-Stromversorgungskabelbaugruppe
A/C POWER SUPPLY: Wechselstromversorgung
TO NEXT HEATER ASSEMBLY: Zur nächsten Heizgerät-Baugruppe
HEATER CONTROLLER MODUL: Heizgerät-Regelungsvorrichtungsmodul
310: Temperaturbereichsrelais
294: Gleichspannungsstromversorgung
296: Prozesssteuerschaltung
298: Obergrenzensteuerung
321: Anzeige
244: Grüne LED
242: Gelbe LED
240: Rote LED

29:

CONTROL UPGRADE: Steuerversion
DISPLAY: Anzeige
COMMUNICATIONS MICROPROCESSOR: Kommunikations-Mikroprozessor
DISPLAY/ADJUST MICROPROCESSOR: Anzeige/Einstell-Mikroprozessor
DIGITAL COMMS I/D: Digital-Kommunikationsein-/ausgabe
184: "Lineares" Slave-Kabel
24: "T"-Slave-Kabel
52, 50: Temperatursensor
HEATER ELEMENT: Heizgerätelement
PIPE HEATER: Rohrheizgerät
"LINEAR" POWER CABLE ASSEMBLY: "Lineare" Stromversorgungsbaugruppe
A/C POWER SUPPLY: Wechselstromversorgung
310: Temperaturbereichsrelais
D/C POWER SUPPLY: Gleichspannungsstromversorgung
296: Prozesssteuerung
DISPLAY: Anzeige
GRN LED: Grüne LED
AMB LED: Gelbe LED
RED LED: Rote LED
HEATER CONTROLLED MODULE: Durch Heizgerät gesteuertes Modul
298: Obergrenzensteuerung

30:

CONTROL UPGRADE: Steuerversion
DISPLAY: Anzeige
COMMUNICATIONS MICROPROCESSOR: Kommunikations-Mikroprozessor
DISPLAY/ADJUST MICROPROCESSOR: Anzeige/Einstell-Mikroprozessor
DIGITAL COMMS I/O: Digital-Kommunikationseingabe/-ausgabe
"TEE" POWER CABLE ASSEMBLY: "T" Stromversorgungskabelbaugruppe
A/C POWER SUPPLY: Wechselstromversorgung
TO NEXT HEATER ASSEMBLY: Zur nächsten Heizgerät-Baugruppe
HEATER CONTROLLER MODULE: Heizgerät-Regelungsvorrichtungsmodul
TEMP RANGE RELAY: Temperaturbereichsrelais
D/C POWER SUPPLY: Gleichspannungsstromversorgung
296: Prozesssteuerung
298: Obergrenzensteuerung
DISPLAY: Anzeige
GRN LED: Grüne LED
AMB LED: Gelbe LED
RED LED: Rote LED
52, 50: Temperatursensor
HEATER ELEMENT: Heizgerätelement
PIPE HEATER: Rohrheizgerät

31:

CONTROL UPGRADE: Steuerversion
DISPLAY: Anzeige
COMMUNICATIONS MICROPROCESSOR: Kommunikations-Mikroprozessor
DISPLAY/ADJUST MICROPROCESSOR: Anzeige/Einstell-Mikroprozessor
DIGITAL COMMS I/O: Digital-Kommunikationsein/-ausgabe
"LINEAR" POWER CABLE ASSEMBLY: "Lineare" Stromversorgungskabelbaugruppe
A/C POWER SUPPLY: Wechselstromversorgung
HEATER CONTROLLER MODULE: Heizgerät-Regelungsvorrichtungsmodul
TEMP RANGE RELAY: Temperaturbereichsrelais
D/C POWER SUPPLY: Gleichspannungsstromversorgung
296: Prozesssteuerung
298: Obergrenzensteuerung
DISPLAY: Anzeige
GRN LED: Grüne LED
AMB LED: Gelbe LED
RED LED: Rote LED
52, 50: Temperatursensor
HEATER ELEMENT: Heizgerätelement
PIPE HEATER: Rohrheizgerät

32:

LIMIT CONTROL: Steuern der Begrenzung
320: Start hier
322: Ist die beim Grenzsensor gemessene Temperatur kleiner als der programmierte Grenzparameter?
NO: NEIN YES: JA
324: Liegt die Temperatur am Grenzsensor bei ± 20° des Prozesssensors?
326: Ist die Innentemperatur der Regelungsvorrichtung kleiner als 85°C?
328: Verriegelungsrelais bleibt geschlossen, Übergang zur Prozesssteuerung
338: Steuerrelais zum Heizgerätelement ist geschlossen. Die LEDs "im Bereich" und "Ausgabe" sind eingeschaltet
332: Ist die beim Steuersensor gemessene Temperatur an dem programmierten Einstellpunkt bzw. Hystereseparameter oder darunter?
334: Ist die Temperatur an dem programmierten LTA-Parameter oder darunter? (Niedrigtemperaturvorwarnung)
336: Steuerrelais für Heizgerätelement ist geschlossen. Die LED "Ausgabe" ist eingeschaltet
330: Öffnen des Verriegelungsrelais zur Unterbrechung der Stromversorgung zum Heizelement. Prozesssteuerung zeigt Zustand dadurch an, dass geeignete LED-Alarmsequenz blinkt
PROCESS CONTROL: Prozesssteuerung
340: Liegt die am Steuersensor gemessene Temperatur an dem programmierten Einstellpunkt plus dem Hystereseparameter oder darüber?
342: Liegt die Temperatur an dem programmiert HTA-Parameter oder darüber? (Hochtemperaturvorwarnung)
344: Steuerrelais zum Heizgerätelement ist offen. LED für "Vorwarnung/Alarm" ist eingeschaltet
346: Temperatur liegt innerhalb des Steuerhysteresebereichs. Relais bleibt offen in Abhängigkeit von einer Änderung des Wärmezustands. LED "im Bereich" ist eingeschaltet
348: Steuerrelais zum Heizgerätelement ist offen. LED "im Bereich" ist eingeschaltet

33:

CONTROL UPGRADE: Steuerversion
DISPLAY: Anzeige
COMMUNICATIONS MICROPROCESSOR: Kommunikations-Mikroprozessor
DISPLAY/ADJUST MICROPROCESSOR: Anzeige/Einstell-Mikroprozessor
DIGITAL COMMS I/O: Digital-Kommunikationsein/-ausgabe
"TEE" POWER CABLE ASSEMBLY: "T" Stromversorgungskabelbaugruppe
A/C POWER SUPPLY: Wechselstromversorgung
TO NEXT HEATER ASSEMBLY: Zur nächsten Heizgerät-Baugruppe
310: Temperaturbereichsrelais
D/C POWER SUPPLY: Gleichspannungsversorgung
296: Prozesssteuerung
321: Anzeige
GRN LED: Grüne LED
AMB LED: Gelbe LED
RED LED: Rote LED
52, 50: Temperatursensor
HEATER ELEMENT: Heizgerätelement
PIPE HEATER: Rohrheizgerät
HEATER CONTROLLER MODULE: Heizgerät-Regelungsvorrichtungsmodul

34:

38:

CONTROL UPGRADE: Steuerversion
DISPLAY: Anzeige
COMMUNICATIONS MICROPROCESSOR: Kommunikations-Mikroprozessor
DISPLAY/ADJUST MICROPROCESSOR: Anzeige/Einstell-Mikroprozessor
DIGITAL COMMS I/O: Digital-Kommunikationsein/-Ausgabe
SLAVE "LINEARE" CABLE: "Lineares" Slave-Kabel
52: Temperatursensor
HEATER ELEMENT: Heizgerätelement
PIPE HEATER: Rohrheizgerät
SLAVE "TEE" CABLE: Slave-"T-Kabel"
"TEE" POWER CABLE ASSEMBLY: "T" Stromversorgungskabelbaugruppe
A/C POWER SUPPLY: Wechselstromversorgung
TO NEXT HEATER ASSEMBLY: Zur nächsten Heizgerät-Baugruppe
HEATER CONTROLLER MODULE: Heizgerät-Regelungsvorrichtungsmodul
TEMP RANGE RELAY: Temperaturbereichsrelais
D/C POWER SUPPLY: Gleichspannungsversorgung
296: Prozesssteuerung
DISPLAY: Anzeige
GRN LED: Grüne LED
AMB LED: Gelbe LED
RED LED: Rote LED
298: Obergrenzensteuerung
SLAVE "LINEAR" CABLE: "Lineares" Slave-Kabel
MULTI-DIRECTIONAL SLAVE JUNCTION BOX: Mehrfachrichtungs-Slave-Anschlusskasten

42:

TO AC POWER SOURCE 13 AN SIGNAL CIRCUIT 23: Zur Wechselstromversorgungsquelle 13 und zur Signalschaltung 23

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5714738 [0002, 0068]
- US 6894254 [0003, 0068]

Claims

Heizgerät-Steuereinrichtung, bei welcher vorgesehen sind: A. mehrere Heizgerät-Regelungsvorrichtungen, von denen jede einen Signalrelaisschalter mit einer Betriebwart einer offenen Schaltung und einer Betriebsart mit einer geschlossenen Schaltung aufweist, und von denen jede eine Prozesssteuerschaltung aufweist, die programmiert ist, um: (i) voreingestellte Temperaturbereichsparameter zu vergleichen, welche einen vorbestimmten gewünschten Betriebstemperaturbereich repräsentieren, mit Temperaturinformation von einem Heizgerät, um zu bestimmen, ob die Temperaturinformation von dem Heizgerät innerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereiches liegt; (ii) den Signalrelaisschalter zum Schließen zu veranlassen, wenn die Temperaturinformation innerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereich liegt; und (iii) den Signalrelaisschalter zum Öfnen zu veranlassen, wenn die Temperaturinformation nicht innerhalb des gewünschten Temperaturbereiches liegt; und B. ein Temperatur-Fernüberwachungssystem, bei welchem vorgesehen sind: (i) eine entfernte Signalstromversorgung, die elektrisch mit einer Signalschaltung verbunden ist, die ebenfalls elektrisch in Reihe mit den Signalrelaisschaltern in sämtlichen Heizgerät-Regelungsvorrichtungen geschaltet ist, wodurch die Signalschaltung dadurch geschlossen wird, dass sämtliche Signalrelaisschalter in sämtlichen Heizgerät-Regelungsvorrichtungen geschlossen sind, und wobei die Signalschaltung dadurch geöffnet wird, dass zumindest einer der Signalrelaisschalter geöffnet ist; (ii) ein Durchgangsdetektor, der elektrisch mit der Signalschaltung verbunden ist, wobei der Durchgangsdetektor feststellen kann, ob die Schaltung eine offene Schaltung oder eine geschlossene Schaltung ist; und (iii) ein Signalgenerator, der auf den Durchgangsdetektor reagiert, um ein Vorwarn/Alarmsignal zu erzeugen, welches anzeigt, dass die Temperaturinformation von dem Heizgerät außerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereiches liegt, jedesmal dann, wenn der Durchgangsdetektor feststellt, dass die Signalschaltung geöffnet ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, welche eine Wechselstromquelle aufweist, die elektrisch mit sämtlichen Heizgerät-Regelungsvorrichtungen verbunden ist, wobei jede Heizgerät-Regelungsvorrichtung einen Prozessleistungsschalter aufweist, der in Reaktion auf Signale von der Prozesssteuerschaltung in der jeweiligen Heizgerät-Regelungsvorrichtung arbeitet, um den Wechselstrom für zumindest ein Heizgerät ein- und auszuschalten.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, welche ein Stromversorgungskabel aufweist, welches in Reihe die Heizgerät-Regelungsvorrichtungen elektrisch parallel zur Stromversorgungsquelle und elektrisch in Reihe mit der Signalschaltung schaltet.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, bei welcher jede Heizgerät-Regelungsvorrichtung einen Eingangssteckverbinder und einen Steckdosensteckverbinder aufweist, wobei ein Paar von Niederspannungssignalleitern in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung sich von jeweils entgegengesetzten elektrischen Seiten des Signalrelaisschalters zu dem Eingangssteckverbinder erstrecken, so dass der Signalrelaisschalter die Signalschaltung öffnen und schließen kann, die sich durch das Paar der Niederspannungssignalleiter in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung erstreckt, und wobei ein Paar von Wechselstromleitern in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung, das eine Stromversorgungsschaltung aufweist, welche von dem Eingangssteckverbinder zum Steckdosensteckverbinder verläuft, und den anderen Leiter des Paars der Wechselstromleiter, sich von dem Eingangssteckverbinder zu dem Steckdosensteckverbinder über den Prozessleistungsschalter erstreckt, wodurch der Prozessleistungsschalter die Wechselstromschaltung in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zwischen dem Eingangssteckverbinder und dem Steckdosensteckverbinder ein- und ausschalten kann, um gesteuerten Wechselstrom am Steckdosenverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das Stromversorgungskabel umfasst: (i) einen Stromversorgungskabelabschnitt des T-Typs, der ein Vielfachleitungssegment und ein Abzweigsegment aufweist, die jeweils ein Paar von Signalleitungen und ein Paar von Stromversorgungsleitungen aufweisen, um die erste Heizgerät-Regelungsvorrichtung elektrisch in der Reihenschaltungsverbindung mit der Signalschaltung und mit der Wechselstromversorgungsquelle zu verbinden; und (ii) einen abschließenden Stromversorgungskabelabschnitt des linearen Typs, der ebenfalls ein Paar von Wechselstromversorgungsleitungen und ein Paar von Signalleitungen zum Anschließen der letzten Heizgerät-Regelungsvorrichtung elektrisch in der Reihenschaltungsverbindung an die Signalschaltung und an die Wechselstromversorgungsquelle über den Stromversorgungskabelabschnitt des T-Typs aufweist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, bei welcher: (i) der Stromversorgungskabelabschnitt des T-Typs einen Vielfachleitungsabschnitt und einen Abzweigabschnitt aufweist, der Vielfachleitungsabschnitt ein Paar von Stromversorgungsleitern aufweist, die sich beide zwischen einem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und einem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder erstrecken, und einen Abzweigabschnitt, der ein Paar von Stromversorgungsleitern aufweist, die sich von einer elektrischen Parallelschaltung mit den Stromversorgungsleitern des Vielfachleitungsabschnitts zu einem Abzweig-Steckdosensteckverbinder erstrecken; und (ii) der Vielfachleitungsabschnitt ein Paar von Signalleitern aufweist, deren erster sich von dem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder zum Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder erstreckt, und deren zweiter sich von dem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder über den Vielfachleitungsabschnitt zu dem Abzweigabschnitt erstreckt, und durch den Abzweigabschnitt zu dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder, und von dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder zurück zu dem Vielfachleitungsabschnitt und zu dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder, wobei der zweite Signalleiter elektrisch diskontinuierlich an dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder ausgebildet ist, so dass ein elektrischer Anschluss extern des Stromversorgungskabelabschnitts des T-Typs über den Abzweigsteckverbinder erforderlich ist, damit der zweite Signalleiter elektrisch durchgehend vom Vielfachleitungs- Eingangssteckverbinder zum Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder verläuft.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Vielfachleitungsabschnitt ein Vielfachleitungs-Eingangssegment und ein Vielfachleitungs-Ausgangssegment aufweist, wobei das Paar der Stromversorgungsleiter in dem Vielfachleitungs-Eingangssegment elektrisch an das Paar von Stromversorgungsleitern in dem Vielfachleitungs-Ausgangssegment angeschlossen ist, und der erste Signalleiter in dem Eingangs-Vielfachleitungssegment elektrisch mit dem ersten Signalleiter in dem Vielfachleitungs-Ausgangssegment verbunden ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Eingangs-Vielfachleitungsabschnitt und der Ausgangs-Vielfachleitungsabschnitt körperlich und elektrisch an dem Abzweig-Steckdosensteckverbinder miteinander verbunden sind.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Eingangs-Vielfachleitungsabschnitt und der Ausgangs-Vielfachleitungsabschnitt miteinander körperlich und elektrisch über einen Stromversorgungsanschlusskasten verbunden sind.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der Stromversorgungsanschlusskasten einen Anschlusskasten-Steckverbinder zur Verbindung des Eingangs-Vielfachleitungssegments mit dem Stromversorgungsanschlusskasten und einen Anschluss-Steckdosensteckverbinder zum Verbinden des Ausgangs-Vielfachleitungssegments mit dem Stromversorgungsanschlusskasten aufweist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der Abzweig-Steckdosensteckverbinder in dem Stromversorgungsanschlusskasten angebracht ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 11, bei welcher de Abzweig-Steckdosensteckverbinder so ausgebildet ist, dass er an den Eingangssteckverbinder auf der Heizgerät-Regelungsvorrichtung angepasst ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der Eingangssteckverbinder auf der Heizgerät-Regelungsvorrichtung einen Verriegelungsvorsprung aufweist, und der Abzweig-Steckdosensteckverbinder einen Schwenkverriegelungshebel mit einem Ansatz an einem distalen Ende des Verriegelungshebels aufweist, der eine solche Abmessung und eine solche Form aufweist, und so angeordnet ist, dass ein Eingriff mit dem Verriegelungsvorsprung erfolgt, wenn der Abzweig-Steckdosensteckverbinder zusammenpassend mit dem Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinder verbunden ist, wobei die Heizgerät-Regelungsvorrichtung eine Vorspanneinrichtung aufweist, die gegen das distale Ende des Verriegelungshebels anliegt, um einer Schwenkbewegung des Verriegelungshebels zu widerstehen, die dazu erforderlich ist, den Ansatz auf dem Verriegelungshebel von dem Verriegelungsvorsprung außer Eingriff zu bringen, damit der Abzweig-Steckdosensteckverbinder von dem Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinder getrennt wird.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Vorspanneinrichtung eine einseitig eingespannte Vorspannzunge aufweist, die als Teil eines Gehäuses auf der Heizgerät-Regelungsvorrichtung in der Nähe des Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinders ausgebildet ist, und die Vorspannzunge nachgebbar gegen eine elastische Vorspannung in Reaktion auf eine Schwenkkraft bewegbar ist, die auf den Verriegelungshebel einwirkt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Vorspanneinrichtung eine Feder aufweist, die in der Nähe des Regelungsvorrichtungs-Eingangssteckverbinders angeordnet ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 15, bei welcher die Feder eine Blattfeder ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 15, bei welcher die Feder eine schraubenförmig gewundene Druckfeder ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Vorspanneinrichtung ein zusammendrückbares Material aufweist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 10, bei welcher: (i) das Eingangs-Vielfachleitungssegment einen linearen Kabelabschnitt aufweist, der einen Eingangsabschnitt des Paares der Stromversorgungsleiter und einen Eingangsabschnitt des Paares der Signalleiter enthält, wobei sich beide Eingangsabschnitte von dem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder zu einer Verbindung mit dem Stromversorgungsanschlusskasten erstrecken; und (ii) das Ausgangs-Vielfachleitungssegment einen linearen Kabelabschnitt aufweist, der einen Ausgangsabschnitt des Paars der Stromversorgungsleiter und einen Ausgangsabschnitt des Paars der Signalleiter enthält, wobei sich beide Ausgangsabschnitte von einer Verbindung mit dem Stromversorgungsanschlusskasten zu dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder erstrecken.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 19, bei welcher der Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und der Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder so ausgebildet sind, dass sie aneinander angepasst sind, so dass Duplikate der Stromversorgungskabelabschnitte des T-Typs in Reihenschaltung aneinander angeschlossen werden können, um Wechselstrom und die Signalschaltung den mehreren Heizgerät-Regelungsvorrichtungen zur Verfügung zu stellen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und der Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder so ausgebildet sind, dass sie aneinander angepasst sind, so dass Duplikate der Stromversorgungskabelabschnitte des T-Typs in Reihenschaltung miteinander verbunden werden können, um Wechselstrom und die Signalschaltung den mehreren Heizgerät-Regelungsvorrichtungen zur Verfügung zu stellen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 21, bei welcher der abschließende Stromversorgungskabelabschnitt des linearen Typs einen Eingangssteckverbinder an einem Ende und einen Steckdosensteckverbinder am anderen Ende aufweist, der Eingangssteckverbinder des abschließenden Stromversorgungskabels des linearen Typs so ausgebildet ist, dass er an den Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder des Stromversorgungskabelabschnitts des T-Typs angepasst ist, und der Steckdosensteckverbinder des abschließenden Stromversorgungskabelabschnitts des linearen Typs ebenso wie der Abzweig-Steckdosensteckverbinder des Stromversorgungskabelabschnitts des T-Typs ausgebildet ist, so dass er zu den Eingangssteckverbindern der Heizgerät-Regelungsvorrichtungen passt.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher jede der Heizgerät-Regelungsvorrichtungen aufweist: (i) einen Obergrenzenleistungsschalter, der elektrisch in den anderen Leiter des Paars von Wechselstromleitern zwischen dem ersten Schnittstellenverbinder und dem Prozessleistungsschalter geschaltet ist, so dass der Obergrenzenleistungsschalter in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung die Wechselstromschaltung öffnen und schließen kann, die sich durch das Paar der Wechselstromleiter erstreckt, zwischen dem Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung und dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung; und (ii) eine Obergrenzensteuerschaltung in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung, welche hervorruft, dass der Obergrenzenleistungsschalter geöffnet wird, und hierdurch der Wechselstrom zu dem Heizgerät abgeschaltet wird, immer wenn die Obergrenzensteuerschaltung eine zu hohe Temperatur in dem Heizgerät feststellt.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 23, bei welcher das Heizgerät ein Heizelement aufweist, einen ersten Temperatursensor, einen zweiten Temperatursensor, und einen Heizgerät-Eingangssteckverbinder, der so ausgebildet ist, dass er zu dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung passt, wobei das Heizelement, der erste Temperatursensor, und der zweite Temperatursensor sämtlich elektrisch an den Heizgerät-Eingangssteckverbinder angeschlossen sind.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei jede Heizgerät-Regelungsvorrichtung aufweist: (i) eine erste Temperatursensor-Verstärkerschaltung, die an den Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung angeschlossen ist, um ein erstes Temperatursignal von dem Heizgerät über den Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zu empfangen, und die an die Obergrenzensteuerschaltung angeschlossen ist, um ein konditioniertes und verstärktes erstes Temperatursensorsignal der Obergrenzensteuerschaltung zur Verfügung zu stellen; und (ii) eine zweite Temperatursensor-Verstärkerschaltung, die an den Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung angeschlossen ist, um das zweite Temperatursensorsignal von dem Heizgerät über den Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zu empfangen, und die an die Prozesssteuerschaltung angeschlossen ist, um ein konditioniertes und verstärktes zweites Temperatursensorsignal der Prozesssteuerschaltung zur Verfügung zu stellen.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 25, die ein Slave-Adapterbauteil aufweist, welches aufweist: (i) ein Master-Heizgerät-Verbindungssegment, das zwei Paare von Niederspannungstemperatursignalleitungen und ein Paar von Wechselstromversorgungsleitungen aufweist, die sich jeweils zwischen einem Slave-Adapter-Eingangssteckverbinder, der so ausgebildet ist, dass er zu dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung passt, und einem Master-Heizgerät-Schnittstellensteckdosensteckverbinder erstrecken, der so ausgebildet ist, dass er zu dem Heizgerät-Eingangssteckverbinder passt; und (ii) ein Slave-Heizgerät-Verbindungssegment, das ein Paar von Wechselstromversorgungsleitungen aufweist, die sich von einer elektrischen Parallelschaltung mit dem Paar von Wechselstromleitungen in dem Master-Heizgerät-Verbindungssegment zu einem Steckdosensteckverbinder erstrecken, der so ausgebildet ist, dass er zu einem Eingangssteckverbinder bei einem Reihenschaltungskettenkabel passt.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 26, bei welcher das Slave-Reihenschaltungskabel einen Slave-Heizgerätkabelabschnitt des T-Typs aufweist, der ein Slave-Kabelvielfachleitungssegment und ein Slave-Kabelabzweigsegment aufweist, die jeweils ein Paar von Wechselstromversorgungsleitungen aufweisen, einen Slave-Kabelvielfachleitungs-Eingangssteckverbinder, der so ausgebildet ist, an den Ausgangssteckverbinder des Slave-Adapterbestandteils angeschlossen zu werden, einen Slave-Kabelvielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder, der ebenso ausgebildet ist wie der Steckdosensteckverbinder des Slave-Adapterbauteils, und einen Slave-Kabelabzweig-Steckdosensteckverbinder, der so ausgebildet ist, dass er mit dem Heizgerät-Eingangssteckverbinder eines dazwischen liegenden Slave-Heizgerätes in einer Reihenschaltungsverbindung von Slave-Heizgeräten verbunden werden kann, wobei das Paar der Wechselstromversorgungsleitungen in dem Abzweig-Slave-Kabelsegment elektrisch parallel zu dem Paar der Wechselstromleiter in dem Slave-Kabelvielfachleitungssegment geschaltet ist, und sich zum Slave-Kabelabzweig-Steckdosensteckverbinder erstreckt.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 26, mit einem abgeschlossenen Slave-Kabelabschnitt des linearen Typs, der ein Paar von Wechselstromversorgungsleitungen aufweist, die sich zwischen einem Slave-Kabel-Eingangssteckverbinder an einem Ende des abgeschlossenen Slave-Kabelabschnitts des linearen Typs, der so ausgebildet ist, dass er zu dem Steckdosensteckverbinder des Slave-Adapterbauteils passt, und einem Slave-Kabel-Steckdosensteckverbinder an dem anderen Ende des abgeschlossenen Slave-Kabelabschnitts des linearen Typs erstrecken, der so ausgebildet ist, dass er an den Heizgerät-Eingangssteckverbinder eines anderen Heizgeräts angepasst ist, welches das letzte Slave-Heizgerät in einer Reihenschaltungsgruppe von Heizgeräten ist, die zumindest ein Slave-Heizgerät aufweist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 25, bei welcher die Heizgerät-Regelungsvorrichtung aufweist: (i) ein Basismodul, welches die Obergrenzensteuerschaltung enthält, den Obergrenzenleistungsschalter, die erste Temperaturverstärkerschaltung, die Prozesssteuerschaltung, den Prozessleistungsschalter, die zweite Temperaturverstärkerschaltung, und den Signalrelaisschalter; und (ii) ein Erweiterungsmodul, das elektrisch an das Basismodul angeschlossen ist, wobei das Erweiterungsmodul eine Benutzerschnittstelle aufweist, zur Betrachtung und Einstellung von Obergrenzensteuerparametern in der Obergrenzensteuerschaltung und von Prozesssteuerparametern in der Prozesssteuerschaltung.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 29, bei welcher das Erweiterungsmodul weiterhin einen Anzeige/Einstell-Mikroprozessor aufweist, der so programmiert ist, dass er: (i) Information von der Obergrenzensteuerschaltung und von der Prozesssteuerschaltung zurückholt, und derartige Information zur Anzeige auf der Benutzerschnittstelle verarbeitet; und (ii) Einstellparametereingaben von der Benutzerschnittstelle empfängt, und derartige Einstellparametereingaben zum Liefern an die Obergrenzensteuerschaltung und an die Prozesssteuerschaltung verarbeitet.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 30, bei welcher die Benutzerschnittstelle eine alphanumerische Anzeige zur Betrachtung der Parameter und eine Tastatur für taktile Eingaben und Knöpfe zum Einstellen der Parameter aufweist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 30, bei welcher das Erweiterungsmodul einen Kommunikations-Mikroprozessor aufweist, der elektrisch an den Anzeige/Einstell-Mikroprozessor angeschlossen ist, wobei der Kommunikations-Mikroprozessor so programmiert ist, dass er: (i) Parametereinstellungen von einer entfernten Benutzerschnittstelle zur Eingabe durch den Anzeige/Einstell-Mikroprozessor in die Obergrenzensteuerschaltung und die Prozesssteuerschaltung empfängt; und (ii) Parameter von dem Anzeige/Einstell-Mikroprozessor an die entfernte Benutzerschnittstelle überträgt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 30, bei welcher die Parameter eine Temperaturobergrenze umfassen, eine Einstellpunkttemperatur, eine Hysterese, eine Niedertemperaturvorwarnung, und eine Hochtemperaturvorwarnung.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 30, bei welcher die Parameter aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einer Temperaturobergrenze, einer Einstellpunkttemperatur, einer Hysterese, einer Niedertemperaturvorwarnung, und einer Hochtemperaturvorwarnung besteht.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 29, bei welcher das Basismodul weiterhin LED-Sichtanzeigeindikatoren für Betrieb im Bereich, Heizgerät-Ausgangsleistung, und Vorwarn/Alarmbedingungen enthält.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 23, bei welcher der Obergrenzenschalter ein verriegelndes Relais aufweist, welches dann, nachdem es einmal geöffnet wurde, nicht geschlossen werden kann, bis die Hochspannungs-Wechselstromversorgung zur Heizgerät-Regelungsvorrichtung unterbrochen wurde, und dann erneut eingeschaltet wurde, und bis die Obergrenzensteuerschaltung keine zu hohe Temperatur in dem Heizgerät feststellt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 23, bei welcher der Obergrenzenschalter ein Relais aufweist, welches dann, nachdem es einmal geöffnet wurde, nicht geschlossen werden kann, bis beide folgenden Bedingungen auftreten: (i) die Obergrenzensteuerschaltung stellt keine zu hohe Temperatur in dem Heizgerät fest; und (ii) es wird eine Rücksetzintervention von Hand bereitgestellt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 37, bei welcher die Intervention durch Rücksetzen von Hand das Abschalten elektrischer Energie für zumindest einen Abschnitt der Obergrenzensteuerschaltung umfasst.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 38, bei welcher die Intervention durch Rückstellen von Hand umfasst, die elektrische Energieversorgung zu einem Drainschaltungsabschnitt der Obergrenzensteuerschaltung abzuschalten, die verhindert, dass eine Wicklung das Relais schließt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 39, bei welcher die Temperatur in dem Heizgerät durch einen in dem Heizgerät angeordneten PTC-Thermistor erfasst wird, und die Drainschaltung elektrische Energie von der Wicklungsschaltung abzieht, die anderenfalls elektrischen Strom verwenden würde, der von dem PTC-Thermistor durchgeleitet wird, um die Wicklung zu versorgen, so dass das Relais geschlossen wurde.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 38, bei welcher die Intervention durch Rückstellen von Hand umfasst, elektrische Energie zu einer digitalen Logikschaltung zu unterbrechen, die so programmiert ist, dass sie ein Signal zum Schließen des Relais nur während einer Neustartlogikroutine erzeugt, und dann erneut elektrische Energie der Digitallogikschaltung zuführt, um die Neustartlogikroutine erneut in Gang zu setzen.
Heizgerät-Steuereinrichtung zum Steuern der Energieversorgung zu einem Heizgerät, das ein durch Wechselstrom versorgtes Heizelement aufweist, welches Wärme erzeugt, wenn es an eine Wechselstromversorgungsquelle angeschlossen ist, wobei die Heizgerät-Steuereinrichtung aufweist: A. einen ersten Temperatursensor und einen zweiten Temperatursensor, die in ausreichender Nähe zu dem Heizelement angeordnet sind, um Wärme festzustellen, die von dem Heizelement erzeugt wird; B. eine Heizgerät-Regelungsvorrichtung, welche aufweist: (i) eine Wechselstromversorgungsschaltung, die sich zwischen einem Eingangssteckverbinder in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung und einem Steckdosensteckverbinder in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung erstreckt, wobei der Eingangssteckverbinder elektrisch mit einer Wechselstromversorgungsquelle verbindbar ist, und der Steckdosensteckverbinder elektrisch mit dem Heizelement verbindbar ist, um Wechselstrom dem Heizelement über die Wechselstromversorgungsschaltung zuzuführen; (ii) einen Obergrenzenleistungsschalter in der Wechselstromversorgungsschaltung zwischen dem Eingangssteckverbinder und dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung, welcher die Wechselstromversorgungsschaltung öffnen und schließen kann; (iii) eine Obergrenzensteuerschaltung, die an den Obergrenzenleistungsschalter so angeschlossen ist, dass sie den Obergrenzenleistungsschalter zum Öffnen der Wechselstromversorgungsschaltung veranlasst, in Reaktion darauf, dass eine Temperatur, die von dem ersten Temperatursensor erfasst wird, einen Temperaturobergrenzenparameter überschreitet, und welche den Obergrenzenleistungsschalter zum Schließen veranlasst, in Reaktion darauf, dass die Temperatur, die von dem ersten Temperatursensor erfasst wird, nicht den Temperaturobergrenzenparameter überschreitet, und in Reaktion auf einen Energieversorgungsabfolgezustand; (iv) einen steuerbaren Prozessleistungsschalter in der Wechselstromversorgungsschaltung zwischen dem Eingangssteckverbinder und dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung, welcher die Wechselstromversorgungsschaltung öffnen und schließen kann, um die Wechselstromenergie zu steuern, die an dem Ausgang bereitgestellt wird; und (v) eine Prozesssteuerschaltung, die so an den Prozessleistungsschalter angeschlossen ist, dass der Prozessleistungsschalter die Wechselstromversorgungsschaltung öffnet und schließt, in Reaktion auf den Vergleich der Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor erfasst wird, mit einer voreingestellten, gewünschten Einstellpunkttemperatur.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher der steuerbare Prozessleistungsschalter elektrisch in Reihe mit dem Obergrenzenleistungsschalter angeordnet ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 43, bei welcher der steuerbare Prozessleistungsschalter elektrisch in Reihe zwischen dem Obergrenzenschalter und dem Ausgang der Heizgerät-Regelungsvorrichtung angeordnet ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher der Stromversorgungsabfolgezustand umfasst, eine Drainschaltung zu öffnen, die dann, wenn sie geschlossen ist, verhindert, dass der Obergrenzenleistungsschalter sich schließt.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 42, bei welcher der Stromversorgungsabfolgezustand eine Abfolge umfasst, bei welcher Energie, die der Prozesssteuerschaltung zugeführt wird, abgeschaltet und dann erneut zugeführt wird.
Heizgerät-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 46, bei welcher die Obergrenzensteuerschaltung so programmiert ist, dass sie den Obergrenzenleistungsschalter zum Öffnen veranlasst, wodurch der Wechselstrom zum Steckdosensteckverbinder abgeschaltet wird, wenn die Temperatur, die von dem ersten Temperatursensor erfasst wird, höher ist als der Temperaturobergrenzenparameter.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 47, bei welcher die Obergrenzensteuerschaltung so programmiert ist, dass sie den Obergrenzenleistungsschalter zum Schließen veranlasst, wenn die Temperatur, die von dem ersten Temperatursensor erfasst wird, nicht höher ist als der Temperaturobergrenzenparameter, und der Energieversorgungsablaufzustand aufgetreten ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher die Prozesssteuerschaltung so programmiert ist, dass sie den Prozessleistungsschalter dazu veranlasst, die Wechselstromschaltung zu öffnen, falls die Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor erfasst wird, einen vorbestimmten oberen Hysteresewert überschreitet, in Bezug auf eine voreingestellte, gewünschte Einstellpunkttemperatur, und die Wechselstromschaltung schließt, wenn die von dem zweiten Temperatursensor erfasste Temperatur unterhalb des voreingestellten unteren Hysteresewertes liegt, in Relation zur eingestellten gewünschten Einstellpunkttemperatur.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 48, bei welcher die Heizgerät-Regelungsvorrichtung weiterhin eine Gleichstromversorgung aufweist, die elektrisch mit der Wechselstromversorgungsschaltung zwischen dem Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung und dem Obergrenzenleistungsschalter verbunden ist, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, und den Gleichstrom der Obergrenzensteuerschaltung zur Verfügung zu stellen, und bei welcher der Stromversorgungsabfolgezustand umfasst, dass der Gleichstrom für die Obergrenzensteuerschaltung unterbrochen und dann erneut zur Verfügung gestellt wird.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher der Obergrenzenleistungsschalter einen mechanischen Relaisschalter aufweist, der sich in Reaktion auf eine Signaleingabe von der Obergrenzensteuerschaltung öffnet bzw. schließt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher der Prozessleistungsschalter als ein Festkörperleistungsschalter ausgebildet ist, der abschaltet, und zum Öffnen und Schließen der Wechselstromversorgungsschaltung in Reaktion auf eine Signaleingabe von der Prozesssteuerschaltung ausgebildet ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 52, bei welcher der Festkörperleistungsschalter ein Triac aufweist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher vorgesehen sind: (i) eine Temperaturbereichssignalschaltung in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung, die an den Eingangssteckverbinder zur Verbindung mit einer entfernten Temperaturbereichssignalschaltung angeschlossen ist; und (ii) einen Temperaturbereichssignalschalter in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung, welcher die Temperaturbereichssignalschaltung öffnet und schließt, in Reaktion auf ein Temperaturbereichssignal, das von der Prozesssteuerschaltung eingegeben wird.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 54, bei welcher die Prozesssteuerschaltung so programmiert ist, dass sie die Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor erfasst wird, mit einem voreingestellten, gewünschten Betriebstemperaturbereich vergleicht, und das Temperaturbereichssignal, welches dem Temperaturbereichssignalschalter zugeführt wird, so erzeugt, dass der Temperaturbereichssignalschalter den Temperaturbereichssignalschalter öffnet, wenn die Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor erfasst wird, nicht innerhalb des voreingestellten, gewünschten Temperaturbetriebsbereiches liegt, und um den Temperaturbereichssignalschalter zu schließen, wenn die Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor erfasst wird, innerhalb des voreingestellten, gewünschten Temperaturbetriebsbereiches liegt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 42, bei welcher: (i) die Obergrenzenprozessschaltung dazu ausgebildet ist, mit dem Temperaturobergrenzenparameter programmiert zu werden, und Programmierungssignale zur Einstellung des Temperaturobergrenzenparameters zu empfangen; und (ii) die Prozesssteuerschaltung dazu ausgebildet ist, mit der gewünschten Einstellpunkttemperatur programmiert zu werden, und der Hysterese, und Programmsignale zur Einstellung der Einstellpunkttemperatur und der Hysterese zu empfangen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 56, welche ein Basissteuermodulgehäuse aufnimmt, welches die Wechselstromversorgungsschaltung, den Obergrenzenschalter, die Obergrenzensteuerschaltung, den Prozessleistungsschalter, die Prozesssteuerschaltung, den Eingangssteckverbinder, und den Steckdosensteckverbinder aufnimmt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 57, mit einem Erweiterungsmodul, das eine taktile Dateneingabeschnittstelle aufweist, die elektronisch an einen Einstell/Anzeige-Mikroprozessor angeschlossen ist, zur Eingabe von Einstelldaten zur Einstellung des Temperaturobergrenzenparameters, der gewünschten Einstellpunkttemperatur, der Hysterese, und des gewünschten Temperaturbetriebsbereiches, für den Einstell/Anzeige-Mikroprozessor, eine visuelle alphanumerische Anzeige, die elektronisch an den Einstell/Anzeige-Mikroprozessor angeschlossen ist, um elektronische Datensignale von dem Einstell/Anzeige-Mikroprozessor zur Sichtanzeige zu empfangen, und einen Elektronikdatenport, mit Kontakten zum Anschließen des Einstell/Anzeige-Mikroprozessors elektronisch an das Basismodul, wobei das Erweiterungsmodulgehäuse körperlich an dem Basismodulgehäuse abnehmbar anbringbar ist, wobei die Kontakte des Elektronikdatenports des Erweiterungsmoduls in angepasster Ausrichtung mit zugehörigen Kontakten eines entsprechenden Elektronikdatenports auf dem Basismodulgehäuse stehen, der Einstell/Anzeige-Mikroprozessor so programmiert ist, dass er Eingangsdatensignale von der taktilen Dateneingabeschnittstelle zum Liefern von Abfragen und für Einstellungen für die Obergrenzensteuerschaltung und für die Prozesssteuerschaltung verarbeitet, und Daten empfängt und verarbeitet, von der Obergrenzensteuerschaltung und von der Prozesssteuerschaltung, zur Anzeige, wodurch das Anbringen des Erweiterungsmodulgehäuses an dem Basismodulgehäuse die Benutzereingabe von Einstellungen des voreingestellten Temperaturobergrenzenparameters ermöglicht, der Einstellpunkttemperatur, der Hysterese, und des gewünschten Temperaturbetriebsbereiches, und auch die Anzeige des voreingestellten Temperaturobergrenzenparameters, der Einstellpunkttemperatur, der Hysterese, und des gewünschten Temperaturbetriebsbereiches.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 58, bei welcher das Erweiterungsmodul weiterhin einen Kommunikationsport zum Empfang von Einstelldaten von einem externen Datenerzeugungsgerät aufweist, um den Hochtemperaturparameter und den Betriebstemperatureinstellpunkt einzustellen, und einen Kommunikations-Mikroprozessor mit elektronischen Verbindungen zu dem Kommunikationsport und zum Einstell/Anzeige-Mikroprozessor, wobei der Kommunikations-Mikroprozessor so programmiert ist, dass er die empfangenen Daten dem Einstell/Anzeige-Mikroprozessor zuführt, der so programmiert ist, dass er die empfangenen Daten verarbeitet und an die Obergrenzensteuerschaltung und die Prozesssteuerschaltung schickt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 59, bei welcher der Kommunikations-Mikroprozessor weiterhin dazu programmiert ist, dass er Daten empfängt und verarbeitet, unter den Temperaturobergrenzenparameterdaten und den Betriebstemperatureinstellpunkt, die durch den Einstell/Anzeige-Mikroprozessor zur Übertragung über den Kommunikationsport zu einer externen Anzeige verarbeitet werden.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 58, bei welcher die Prozesssteuerschaltung weiterhin so programmiert ist, dass sie jene Temperatur, die von dem zweiten Temperatursensor erfasst wird, mit einem voreingestellten, gewünschten Temperaturbetriebsbereich vergleicht, und eines oder mehrere von Statussignalen erzeugt, welche anzeigen: (i) dass bei der Prozesssteuerschaltung die Wechselstromversorgungsschaltung eingeschaltet ist, also in der Betriebsart "Ausgabe"; (ii) dass die von dem zweiten Temperatursensor erfasste Temperatur innerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereiches liegt, also "im Bereich"; und (iii) dass die von dem zweiten Temperatursensor erfasste Temperatur nicht innerhalb des gewünschten Betriebstemperaturbereiches liegt, also "Vorwarn/Alarm".
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 61, welche eine LED-Anzeige in dem Basismodul aufweist, welche mehrere LEDs aufweist, die einzeln in Reaktion auf jeweilige Statussignale leuchten.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 62, bei welcher das Erweiterungsmodulgehäuse ein vorderes Feld, ein hinteres Feld, und mehrere Lichtleiter aufweist, die sich von dem hinteren Feld zu dem vorderen Feld erstrecken, und mit jeweiligen LEDs ausgerichtet sind, wenn das Erweiterungsmodul auf dem Basismodul angebracht ist, so dass die Lichtleiter Licht von jeweiligen LEDs zum vorderen Feld des Erweiterungsmoduls zur visuellen Anzeige des Status "Ausgabe", "im Bereich", und "Vorwarn/Alarm" leiten.
Heizgerät-Steuereinrichtung, die eine Gruppe von Bestandteilen aufweist, die zum Zusammenbau in verschiedenen gewünschten Kombinationen in durch Reihenschaltung verbundenen Heizgerät-Steuersystemen für mehrere Heizgeräte ausgebildet sind, wobei vorgesehen sind: A. mehrere Heizgerät-Regelungsvorrichtungs-Basismodule, die jeweils ein Basismodulgehäuse aufweisen, welches (i) eine Wechselstromversorgungsschaltung aufweist, die sich zwischen einem Eingangssteckverbinder und einem Steckdosensteckverbinder in dem Basismodulgehäuse erstreckt, (ii) ein steuerbarer Obergrenzenleistungsschalter und ein Prozessleistungsschalter in der Wechselstromversorgungsschaltung, (iii) eine Obergrenzensteuerschaltung, welche den Obergrenzenleistungsschalter so steuert, dass die Wechselstromschaltung ein- und ausgeschaltet wird, zu dem Steckdosensteckverbinder, in Reaktion auf einen Vergleich einer Temperaturmessung eines ersten Temperatursensors mit einem voreingestellten Hochtemperaturparameter, und eine Stromversorgungsabfolge, die eine Abfolge mit eingeschalteter und ausgeschalteter Stromversorgung umfasst, und (iv) eine Prozesssteuerschaltung, welche den Prozessleistungsschalter so steuert, dass die Wechselstromversorgungsschaltung für den Steckdosensteckverbinder ein- und ausgeschaltet wird, in Reaktion auf einen Vergleich einer Temperaturmessung von einem zweiten Temperatursensor mit einer voreingestellten Einstellpunktbetriebstemperatur; B. mehrere Regelungsvorrichtungs-Erweiterungsmodule, die jeweils ein Erweiterungsmodulgehäuse aufweisen, das körperlich an dem Basismodul anbringbar ist, und (i) eine taktile Dateneingabeschnittstelle aufweist, (ii) eine visuelle alphanumerische Anzeige, (iii) einen Einstell/Anzeige-Mikroprozessor, und (iv) eine Datenverbindungsschnittstelle mit dem Basismodul, zur Benutzereingabe von Einstellungen des Obergrenzenparameters und des Betriebstemperatureinstellpunkts, und zur Anzeige des Obergrenzenparameters und des Betriebstemperatureinstellpunkts; C. mehrere Heizgeräte, die jeweils (i) ein durch Wechselstrom versorgtes Heizelement zur Erzeugung von Wärme aufweisen, (ii) einen ersten Temperatursensor, der ausreichend nahe an dem Heizelement angeordnet ist, um Wärme zu erfassen, die von dem Heizelement erzeugt wird, (iii) einen zweiten Temperatursensor, der ausreichend nahe an dem Heizelement angeordnet ist, um Wärme zu erfassen, die von dem Heizelement erzeugt wird, und (iv) einen Heizgerät-Eingangssteckverbinder, der elektrisch mit dem Heizelement und dem ersten und dem zweiten Temperatursensor verbunden ist, und körperlich und elektrisch zur passenden Verbindung mit dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung verbunden ist, um gesteuerte Wechselstromenergie von der Wechselstromversorgungsschaltung in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zum Heizelement des Heizgeräts zu führen, und um Signale für die erfasste Temperatur von dem ersten und dem zweiten Temperatursensor der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zuzuführen; D. mehrere Stromversorgungskabel des T-Typs, die jeweils (i) einen Vielfachleitungsabschnitt und einen Abzweigabschnitt aufweisen, (ii) einen Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und einen Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder an entgegengesetzten Enden des Vielfachleitungsabschnitts, (iii) einen Abzweig-Steckdosensteckverbinder bei dem Abzweigabschnitt, der körperlich und elektrisch zur passenden Verbindung mit dem Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung ausgebildet ist, um Wechselstromenergie der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zuzuführen, und (iv) ein Paar von Vielfachleitungs-Wechselstromleitern, die sich zwischen dem Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder erstrecken und diese verbinden, wobei der Abzweig-Steckdosensteckverbinder elektrisch parallel zu den Vielfachleitungs-Wechselstromleitern geschaltet ist, wobei der Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und der Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder körperlich und elektrisch zur angepassten Verbindung miteinander ausgebildet sind, so dass die Vielfachleitungsabschnitte der mehreren Stromversorgungskabel des T-Typs miteinander in Reihe geschaltet werden können, um Wechselstromenergie von einer Wechselstromquelle den mehreren Heizgerät-Regelungsvorrichtungen zur Verfügung zu stellen; E. zumindest ein abschließendes Stromversorgungskabel des linearen Typs mit einem Eingangssteckverbinder und einem Klemmen-Steckdosensteckverbinder an entgegengesetzten Seiten des abschließenden Stromversorgungskabels des linearen Typs und einem Paar von Wechselstromleitern, die sich zwischen dem Eingangssteckverbinder und dem Klemmen-Steckdosensteckverbinder erstrecken und diese miteinander verbinden, wobei der Eingangssteckverbinder des abschließenden Stromversorgungskabels des linearen Typs körperlich und elektrisch so ausgebildet ist, dass eine zusammenpassende Verbindung mit dem Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder des Stromversorgungskabels des T-Typs ermöglicht wird, und der Klemmen-Steckdosensteckverbinder des abschließenden Stromversorgungskabels des linearen Typs körperlich und elektrisch zur passenden Verbindung mit dem Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung ausgebildet ist, um den Wechselstrom der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zuzuführen; F. ein Slave-Adapter, welcher (i) ein Master-Segment aufweist, das einen Master-Eingangssteckverbinder, der körperlich und elektrisch zur zusammenpassenden Verbindung mit dem Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung ausgebildet ist, um gesteuerten Wechselstrom von der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zum Slave-Adapter zu leiten, und um Temperatursignale von dem ersten und dem zweiten Temperatursensor zu der Heizgerät-Regelungsvorrichtung zu leiten, einen Master-Steckdosensteckverbinder, der körperlich und elektrisch zum passenden Anschluss an den Heizgerät-Eingangssteckverbinder ausgebildet ist, um gesteuerten Wechselstrom von dem Slave-Adapter einem Master-Heizgerät zuzuführen, und um Temperatursignale von dem ersten und dem zweiten Temperatursensor dem Slave-Adapter zuzuführen, ein Paar von Master-Wechselstromleitern, die sich zwischen dem Master-Eingangssteckverbinder und dem Master-Steckdosensteckverbinder erstrecken und diese miteinander verbinden, um gesteuerten Wechselstrom von dem Master-Eingangssteckverbinder dem Master-Steckdosensteckverbinder zuzuführen, zwei Paare von Niederspannungssignalleitern, die sich zwischen dem Master-Eingangssteckverbinder und dem Master-Steckdosensteckverbinder erstrecken und diese miteinander verbinden, um Temperatursignale von dem ersten und dem zweiten Temperatursensor von dem Master-Steckdosensteckverbinder zum Master-Eingangssteckverbinder zu führen, und (ii) ein Slave-Segment, welches einen Slave-Steckdosensteckverbinder und ein Paar von Slave-Wechselstromversorgungsleitern aufweist, die den Slave-Steckdosensteckverbinder elektrisch parallel an die Master-Stromversorgungsleiter anschließen; und G. mehrere Slave-Stromversorgungskabel des T-Typs, die jeweils aufweisen: (i) einen Slave-Vielfachleitungsabschnitt, (ii) einen Slave-Abzweigabschnitt, (iii) einen Slave-Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder an einem Ende des Slave-Vielfachleitungsabschnitts, der körperlich und elektrisch so ausgebildet ist, dass er zu dem Slave-Steckdosensteckverbinder des Slave-Adapters passt, (iv) einen Slave-Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder am anderen Ende des Slave-Vielfachleitungsabschnitts, der körperlich und elektrisch ebenso ausgebildet ist wie der Slave-Steckdosensteckverbinder des Slave-Adapters, um eine Reihenschaltungsverbindung mehrerer Slave-Stromversorgungskabel des T-Typs aufzunehmen, (v) ein Paar von Slave-Vielfachleitungs-Wechselstromleitern, die sich zwischen dem Slave-Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder und dem Slave-Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder erstrecken und diese verbinden, um gesteuerten Wechselstrom von dem Slave-Vielfachleitungs-Eingangssteckverbinder zum Slave-Vielfachleitungs-Steckdosensteckverbinder zu führen, und (vi) einen Slave-Abzweig-Steckdosensteckverbinder, der elektrisch parallel zu den Slave-Vielfachleitungs-Wechselstromleitern geschaltet ist, und körperlich und elektrisch so ausgebildet ist, dass er zu den Heizgerät-Eingangssteckverbindern passt, um gesteuerten Wechselstrom den Slave-Heizgeräten zuzuführen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 64, bei welcher das Basis-Regelungsvorrichtung einen steuerbaren Signalschalter aufweist, und die Prozesssteuerschaltung so programmiert ist, dass sie den Signalschalter öffnet, wenn die von dem zweiten Temperatursensor erfasste Temperatur nicht innerhalb eines voreingestellten, gewünschten Temperaturbetriebsbereiches liegt.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 65, bei welcher: (i) der Signalschalter in Reihe mit dem Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung geschaltet ist, (ii) die Stromversorgungskabel des T-Typs auch Signalleitungen aufweisen, welche die Abzweig-Steckdosensteckverbinder in Reihe mit einer Signalschaltung an einer Fernüberwachungsschaltung verbinden, so dass die Verbindung des Abzweig-Steckdosensteckverbinders mit dem Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung den Signalschalter in der Heizgerät-Regelungsvorrichtung in Reihe mit der Signalschaltung verbindet; und (iii) das abschließende Stromversorgungskabel des linearen Typs weiterhin Signalleitungen aufweist, welche den Klemmen-Steckdosensteckverbinder in Reihe mit der Signalschaltung verbinden, so dass die Verbindung des Eingangssteckverbinders einer der Heizgerät-Regelungsvorrichtungen mit dem Klemmen-Steckdosensteckverbinder des abschließenden Stromversorgungskabels des linearen Typs auch den Signalschalter dieser Heizgerät-Regelungsvorrichtung in Reihe mit der Signalschaltung verbindet.
Verfahren zur Bereitstellung einer Wärmeobergrenzensicherheitsabschaltung für ein Heizgerät, das mit Wechselstrom über eine Wechselstromversorgungsschaltung versorgt wird, mit folgenden Schritten: Anordnen eines Obergrenzenschalters in der Wechselstromversorgungsschaltung, welcher den Wechselstrom zum Heizgerät ein- und ausschalten kann; und Steuern des Obergrenzenschalters durch eine Obergrenzensteuerschaltung, die mit Niederspannungsgleichstrom von einer Gleichstromversorgung versorgt wird, und so programmiert ist, um (i) eine Temperatur, die von einem Temperatursensor erfasst wird, der ausreichend nahe an dem Heizgerät angeordnet ist, um Wärme zu erfassen, die von dem Heizgerät erzeugt wird, mit einem voreingestellten Temperaturobergrenzenparameter zu vergleichen, (ii) den Obergrenzenschalter dazu zu veranlassen, den Wechselstrom zum Heizgerät abzuschalten, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur die voreingestellte Temperaturobergrenze überschreitet, und (iii) den Obergrenzenschalter dazu zu veranlassen, die Wechselstromversorgung zum Heizgerät einzuschalten, wenn die Niederspannungsgleichstromversorgung der Obergrenzensteuerschaltung unterbrochen wurde, und dann erneut begonnen wird, und falls die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur nicht die voreingestellte Temperaturgrenze überschreitet.
Verfahren zur Bereitstellung einer Wärmeobergrenzensicherheitsabschaltung für ein Heizgerät, das mit Wechselstrom über eine Wechselstromversorgungsschaltung versorgt wird, mit folgenden Schritten: Anordnen eines Obergrenzenschalters in der Wechselstromschaltung, welcher den Wechselstrom zum Heizgerät ein- und ausschalten kann, wobei der Obergrenzenschalter einen normalerweise geöffneten Relaisschalter aufweist, der durch eine Wicklung mit Energie versorgt wird, um zu schließen, und hierdurch die Wechselstromversorgung einzuschalten, und der sich öffnet, wenn die Wicklung nicht Energie versorgt wird; und Anordnen eines PTC-Thermistors in dem Heizgerät, wodurch elektrischer Strom zum Fließen durch den PTC-Widerstand in Reihen mit einer Wicklungsversorgungsschaltung veranlasst wird, so dass die Wicklung mit einem Strom versorgt wird, der durch den PTC-Thermistor fließt, wodurch eine Drainschaltung zur Verfügung gestellt wird, die schließt, wenn Strom nicht mehr durch den PTC-Thermistor fließt, und die geschlossen bleibt, um Strom weg von der Wicklung abzuziehen, wenn Strom erneut durch den PTC-Widerstand zu fließen beginnt.
Verfahren zum Steuern mehrerer Heizgeräte, die mit Wechselstrom von einer Wechselstromversorgungsquelle versorgt werden, um Wärme zu erzeugen, mit folgenden Schritten: Anordnen einer Heizgerät-Regelungsvorrichtung in der Nähe jedes von mehreren Heizgeräten, wobei jede Heizgerät-Regelungsvorrichtung eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten von Wechselstrom in einer Wechselstromversorgungsschaltung aufweist, auf Grundlage eines Vergleichs einer erfassten Heizgerättemperatur mit einem Betriebstemperatureinstellpunkt, um gesteuerte Wechselstromenergie zu erzeugen, wobei jedes Heizgerät einen Eingangssteckverbinder zum Empfangen von Wechselstrom zu der Wechselstromversorgungsschaltung und einen Steckdosensteckverbinder zum Zuführen gesteuerten Wechselstroms zu den Heizgeräten aufweist; Anschließen der Heizgeräte elektrisch an die jeweiligen Heizgerät-Regelungsvorrichtungen über die Steckdosensteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtungen, so dass die Heizgeräte durch den gesteuerten Wechselstrom versorgt werden; und Verbinden des Wechselstroms von der Wechselstromversorgungsquelle mit den mehreren Heizgerät-Regelungsvorrichtungen über eine Gruppe von Stromversorgungskabelabschnitten des T-Typs, die jeweils ein Vielfachleitungssegment aufweisen, das in Reihenschaltung mit dem Vielfachleitungssegment eines anderen der Stromversorgungskabel des T-Typs verbunden ist, und die jeweils ein Abzweigsegment aufweisen, das mit einer der Heizgerät-Regelungsvorrichtungen über den Eingangssteckverbinder der Heizgerät-Regelungsvorrichtung verbunden ist, so dass die Heizgerät-Regelungsvorrichtungen elektrisch parallel zueinander in der Wechselstromversorgungsschaltung geschaltet sind.
Verfahren zum Steuern mehrerer Heizgeräte, die mit Wechselstrom von einer Wechselstromversorgungsquelle versorgt werden, mit folgenden Schritten: Anordnen einer Heizgerät-Regelungsvorrichtung in der Nähe mehrerer Heizgeräte, die jeweils eine Heizelement und zumindest einen Temperatursensor in der Nähe des Heizelements aufweisen, und einen Heizgerät-Eingangssteckverbinder, wobei Stromversorgungsleitungen, die elektrisch an das Heizelement angeschlossen sind, und Signalleitungen, die elektrisch an den Temperatursensor angeschlossen sind, abgeschlossen sind, wobei die Heizgerät-Regelungsvorrichtung einen Eingangssteckverbinder zum Empfang von Wechselstrom von der Wechselstromversorgungsquelle aufweist, einen Ausgangssteckverbinder zum Empfang von Temperatursignalen von dem Temperatursensor in dem Heizgerät, und zum Liefern gesteuerten Wechselstroms an das Heizelement in dem Heizgerät, und eine Prozesssteuerschaltung, welche die Temperatursignale mit zumindest einem Temperatureinstellpunktparameter vergleicht, und den Wechselstrom zu dem Heizgerät ein- und ausschaltet, auf Grundlage des Vergleiches des Temperatursignals mit dem Einstellpunktparameter; Betreiben eines der Heizgeräte als Master-Heizgerät, durch Verbinden sowohl der Signalleitungen als auch der Stromversorgungsleitungen an dem Heizgerät-Eingangssteckverbinder mit dem Regelungsvorrichtungs-Steckdosensteckverbinder über jeweilige Stromversorgungs- und Signalleiter in einem Slave-Adapter; und Betreiben zumindest eines der mehreren Heizgeräte als Slave-Heizgerät, durch Anschließen nur der Stromversorgungsleitungen an dem Heizgerät-Eingangssteckverbinder dieses Heizgeräts mit dem Regelungsvorrichtungs-Steckdosensteckverbinder über Stromversorgungsleiter in dem Slave-Adapter, welche die Heizgeräte elektrisch parallel zum Wechselstrom anschließen.
Verfahren zum Steuern eines Heizgeräts, das ein durch Wechselstrom versorgtes Heizelement und zumindest einen Temperatursensor aufweist, mit folgenden Schritten: elektrisches Verbinden eines Heizgerät-Regelungsvorrichtungsbasismoduls mit einer Wechselstromquelle, und elektrisches Verbinden des Heizelements und des Temperatursensors des Heizgeräts mit dem Heizgerät-Regelungsvorrichtungsbasismodul; Vergleichen von Temperatursignalen von dem Temperatursensor mit einem Temperatureinstellpunktparameter in dem Basismodul, und Ein- und -Ausschalten des Wechselstroms für das Heizgerät in dem Basismodul, um gesteuerten Wechselstrom für das Heizgerät auf Grundlage des Vergleichs der Signale von dem Temperatursensor mit dem Temperatureinstellpunktparameter zur Verfügung zu stellen; und Anzeigen der erfassten Temperatur und des Einstellpunktparameters durch Anbringen eines abnehmbaren Erweiterungsmoduls an dem Basismodul, wobei das Erweiterungsmodul eine Anzeigeeinrichtung und einen Mikroprozessor aufweist, der so programmiert ist, dass er die erfasste Temperatur und Einstellpunktdaten von dem Basismodul empfängt, und die erfasste Temperatur und die Einstellpunktdaten zur Anzeige an dem Erweiterungsmodul verarbeitet.
Verfahren nach Anspruch 71, bei welchem das Erweiterungsmodul weiterhin eine Dateneingabeeinrichtung zur Eingabe der Mikroprozessorbefehle zum Einstellen des Einstellpunkts aufweist, wobei der Mikroprozessor so programmiert ist, dass er die Befehle empfängt und verarbeitet, und Signale an das Basismodul schickt, um den Temperatureinstellpunkt in Abhängigkeit von den Befehlen einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 72, bei welchem das Basismodul weiterhin einstellbare Hysterese- und Temperaturbereichsparameter zum Ein- und Ausschalten des Wechselstroms für das Heizgerät einsetzt, und das Erweiterungsmodul weiterhin die Fähigkeit zum Empfang und Anzeigen dieser Parameter aufweist, und Einstelleingaben für diese Parameter empfangen und verarbeiten kann, und Signale zur Einstellung eines oder mehrerer dieser Parameter in dem Basismodul sendet.
Heizgerät-Steuereinrichtung, bei welcher vorgesehen sind: mehrere Heizgerät-Regelungsvorrichtungen, die jeweils eine Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten von Wechselstrom für Heizgeräte aufweisen, um ein oder mehrere Heizgeräte innerhalb eines gewünschten Temperaturbereiches zu halten, und eine Vorrichtung zur Ausgabe von Signalen, welche eine höhere Heizgerättemperatur anzeigen, an einen entfernten Monitor; Temperaturmessvorrichtungen in den Heizgeräten zur Erfassung von Temperaturen bei dem jeweiligen Heizgerät, und zur Bereitstellung erfasster Temperaturen an die Heizgerät-Regelungsvorrichtungen; Stromversorgungsreihenschaltungs-Verbindervorrichtungen zum Bereitstellen von Wechselstromenergie von einer Wechselstromquelle zu den Heizgerät-Regelungsvorrichtungen, und zum Liefern der Signale, welche eine hohe Heizgerättemperatur anzeigen, an den entfernten Monitor; und eine Vorrichtung zur gesteuerten Energieverteilung zur Bereitstellung gesteuerten Wechselstroms von den Heizgerät-Regelungsvorrichtungen zu den Heizvorrichtungen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 74, bei welcher die gesteuerte Energieverteilungsvorrichtung eine Slave-Adaptervorrichtung aufweist, um gesteuerten Gleichstrom einem Master-Heizgerät und zumindest einem Slave-Heizgerät zuzuführen, und zum Zuführen erfasster Temperatursignale von der Temperatursensorvorrichtung in dem Master-Heizgerät zur Heizgerät-Regelungsvorrichtung.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 74, bei welcher jede der Heizgerätsteuerungen eine Basismodulvorrichtung aufweist, zur Bereitstellung einer grundlegenden Gruppe von Heizgerätsteuer- und Signalfunktionen, und eine Erweiterungsmodulvorrichtung, die an die Basismodulvorrichtung anschließbar ist, um zusätzliche Heizgerät-Steuerparametereingaben und entsprechende Ausgaben zur Basismodulvorrichtung bzw. von dieser zur Verfügung zu stellen.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 74, bei welcher die Heizgerät-Regelungsvorrichtungen eine Obergrenzensteuervorrichtung zum Abschalten des Wechselstroms zu den Heizgeräten nach Erfassung aufweisen, dass die Temperatur an dem Heizgerät eine Temperaturobergrenze überschreitet, und zum Verhindern eines erneuten Anlegens der Energie an das Heizgerät bis zum Vorgang der Intervention durch eine Bedienungsperson, nachdem die Temperatur an dem Heizgerät unter die Temperaturobergrenze abgesunken ist.
Heizgerät-Steuereinrichtung nach Anspruch 74, welche eine Verbindervorrichtung zum Verbinden der Heizgerät-Regelungsvorrichtung mit der Reihenschaltungsverbindervorrichtung aufweist, wobei die Verbindervorrichtung eine Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln der Verbindungsvorrichtung aufweist, und die Verbindervorrichtung weiterhin eine Federvorspannvorrichtung in der Nähe der Verriegelungsvorrichtung aufweist, um eine Federvorspannkraft anzulegen, welche nachgebbar einer Entriegelung der Entriegelungsvorrichtung widersteht.