CN1288391C - 用于控制活动元件操作的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

将操作指令从集中和/或分布式控制装置传递到操作单元来控制活动元件的操作以使其移动，所述活动元件例如为可打开窗户的窗翼或窗框部分或形成一自然通风系统部分的正面部分。由接口装置(6，7)协调与单个活动元件相联系的操作单元(3)的一子组(1，2，8-11)的操作单元的同时操作，所述接口装置连接在所述子组及所述集中和/或分布式控制装置(4，16)之间。所述接口单元将一操作指令从所述集中和/或分布式控制装置传递到所述操作单元，从所述子组的每个操作单元接收实际的位置和/或状态信息，并且使用此信息将协调的各控制指令传递至所述操作单元。在单个通信线上实现所述子组的所有操作单元与所述接口装置之间的通信。

Description

用于控制活动元件操作的方法及系统
技术领域
本发明涉及控制活动元件操作的方法及系统，其通过操作指令从集中和/或分布式控制装置到操作单元的传递来控制所述活动元件的移动。
本发明还涉及在所述控制系统中使用的接口以及操作单元。
由于本发明优选的有用的应用涉及通过对被动通风元件的操作而实现对一建筑物中一个或多个通风区域的自然通风，所述被动通风元件例如可以操作的窗户或者正面部分，可调节的通风阻尼器，格子以及类似的装置，本发明可以普遍地用于控制多种类型的活动元件。
背景技术
公开的国际专利申请WO00/39506一般地公开了用于控制一建筑物中通风区域中的自然通风的计算机控制的方法和系统，所述方法和系统通过调节被动通风装置，典型的是建筑物正面或者其他形式的可打开的正面部分中的可打开的窗户部分的形式，例如可调节的通风阻尼器，格子或者类似的装置。此现有技术方法中后续的控制策略涉及对一区域的通风需求的周期性重复的评估，所述评估根据例如以下物理参数作出：所述区域容积、所述区域室内温度的目标值、实际室内和室外温度的测量值，以及根据例如二氧化碳的含量的另外的室内气候变量对所评估指令的校正，以确定用于属于该区域的每个通风装置的调节系数，并且确定如此根据附加的室外气候变量确定的对调节系数的单独校正，所述附加的室外气候变量例如风力和风向和/或用户激活的对通风装置的调节。
在公布的国际专利申请WO02/01116中，公开了进一步改进此方法，以向位于通风区内的人提供最佳化舒适程度。
所提到的此方法或系统中采用的通风装置典型地包括可打开的窗户或者其他可打开的正面部分，其中包括配置在一静止的主框架结构中可以在关闭位置以及通风位置之间移动的窗翼或者窗框部分，从而使用至少一个电操作单元例如一个常规的链操作单元来移动至少一个电操作单元。
对于一个相对简单并且小的通风装置来说，单个操作单元可能就足以控制此窗翼或者窗框部分的操作，但是对于单个的通风装置，经常需要多个操作单元，例如对于要移动一相当重的窗翼或者窗框部分，和/或除了在停止位置以及通风位置之间移动所述窗翼或窗框部分之外，用于相对于主框架结构将所述窗翼或者窗框部分锁定在其停止位置，或者在该停止位置将其解锁。
在用于包括多个通风区域的大型建筑的自然通风的自动控制系统中，可以此方式操作所有安置在所述建筑上的大量的窗户，所述方式为通过电操作单元从集中控制装置接收操作指令，所述集中控制装置集成了用于确定控制参数的计算机装置，所述控制参数例如单个操作单元根据不同气候参数的目标通风位置，所述气候参数例如是空气温度以及湿度，二氧化碳含量和风力以及来自交通等的外部噪声，且所述计算机装置用于通过遥控将相应的控制指令传递至与通风装置相联系的操作单元。由此，可以在不同的位置之间多次移动一通风装置，例如窗户，所述不同位置可以不总是对应于所述停止位置或者最大通风位置。
为了正确地执行对建筑气温的控制，重要的是集中控制装置可不断地得到所有通风装置的实际的或者当前位置的准确信息。
在现有技术的电气窗户控制系统中，此位置信息的提供传统上依据相对简单的对所述窗翼或者窗框部分的位置的估计，所述估计使用所述窗翼或者窗框部分的停止位置作为零基准，从操作参数例如一操作单元中到一驱动马达的电流的持续时间以及幅度来获得。很明显，在一自动的窗户控制系统中使用这样的一评估策略将需要有时关闭窗户以防止失去对其位置的跟踪。否则，从重复的打开以及关闭移动获得的评估中产生的误差可能会累积而导致对窗户位置的错误评估。
在EP-A2-0 397 179中公开的用于一建筑的计算机控制的窗户系统中，多个窗户的锁定/解锁以及开放/关闭功能的电气操作是通过分配到单个窗户或者成组的窗户的微处理器来完成的。对于每个窗户，其锁定装置的实际位置以及窗框元件的实际位置从安置在所述窗户处的传感器装置传递到与所述窗户相联系的微处理器，并且对于整个系统，这些相关于所有窗户的传感器信号从所述微处理器传递到一公共中央监视单元，用于视觉指示每个窗户的当前状况。用于单个窗户的操作或者由同一微处理器操作的成组窗户的联合操作的指令信号从便携的或者静止的本地遥控单元，或者通过数据总线从所述公共中央单元传递到各自的微处理器。为了响应这样的指令信号，与单个窗户相关的微处理器的功能被限制为用于所述窗户的锁定/解锁以及打开/关闭功能的各个马达的顺序操作。
除为了控制目的，相对有限地使用自单个窗户传递的检测信号之外，为了向微处理器提供传感器输入而在每个窗户处使用多个分离的传感器装置需要在微处理器以及由其操作的每个窗户之间具有相应数量的物理接线，从而导致了安装的复杂化以及成本的增加。
发明内容
基于所述背景，本发明的目标是提供用于自然通风的计算机化控制的一种方法和系统，通过所述方法和系统可以获得与一单个的活动通风元件相关的一个子组的操作单元的真正的协同操作，这不仅对于用于锁定/解锁以及打开/关闭功能的分离的操作单元的顺序操作是有用的，而且对于这样的一个子组的分离的操作单元的同时操作也是有用的，所述子组用于涉及几个操作单元的联合操作的翼或者窗框结构的打开和关闭，并且其可以通过一非常简单的通信配置来完成。
对于定义种类的方法，此目标的获得是根据本发明通过协调一个操作单元子组的操作单元的顺序和/或同时的操作而获得的，所述操作单元与一单个活动元件相联系，所述操作通过连接在所述子组以及所述集中和/或分布式控制装置之间的接口装置来实现，所述协调包括用于所述单个活动元件的操作指令从所述集中和/或分布式控制装置向所述接口装置的传递，所述子组的每个操作单元中的实际位置和/或状态信息的产生，所述位置和/或状态信息从所述操作单元向所述接口装置的传递，以及通过所述接口装置使用所述位置和/或状态信息用于将协调的单独的控制指令传递到所述子组的操作单元，以响应所述单个活动元件的所述操作指令，从而所述子组的所有操作单元以及所述接口装置之间的通信可以通过单个的通信线来实现。
与现有技术EP-A2-0 397 179的方法相比，本发明的方法对与一单个的被动通风元件相关的一子组的一定数量的操作单元的顺序操作提供了新颖的并且相当简单的解决方案。另外，本发明的方法提供了新颖的若干操作单元同时操作的实时协调，并且因此在典型的情况中，当多个操作单元被同时操作以沿打开或者关闭方向移动一窗户的窗翼或者窗框部分时有着显著的优点。
本方法的优选以及有利的实施方式在从属权利要求2到10中进行了陈述。
因此，本发明的优选性能在于，为了响应从所述集中和/或分布式控制装置传递的用于打开或者关闭所述单个通风元件的操作指令，一包括操作的目标位置以及目标速度的控制指令从所述接口装置传递到每个操作单元，并且根据从所述操作单元接收的位置和/或状态信息，由所述接口装置将一新的单独控制指令传递到所述子组的单个的操作单元，所述控制指令包括按需修改所述目标速度以提供所述操作单元同步的同时操作。
为了所定义的方法的性能，根据本发明的控制系统的特征在于为至少一个活动通风元件提供一个子组的相关操作单元，并且所述子组的所述操作单元共用的接口单元被连接在所述操作单元以及所述集中和/或分布式控制装置之间，用于所述操作单元的协调的同时操作，每个所述操作单元包括用于产生所述活动元件的实际位置和/或状态信息的装置，并且所述接口单元包括用于从所述集中和/或分布式控制装置接收所述操作指令以及所述实际位置和/或状态信息的微处理器装置，并且向所述子组的操作单元传递协调的单个控制指令以响应所述操作指令以及所述位置和/或状态信息，从而所述接口单元与所述子组的所有操作单元之间的所有通信都可以在单个的通信线路上进行。
此种通风系统的优选的以及有利的实施方式在从属权利要求12到19中进行了描述。
本发明还涉及在此种控制系统中使用的接口单元，其特征在于适合于在与一单个活动元件相联系的一个子组的操作单元与所述集中和/或分布式控制装置之间的互连，用于所述子组的操作单元的协调的顺序的和/或并行的操作，并且其特征还在于包括用于从所述集中和/或分布式控制装置接收所述操作指令以及所述实际位置和/或状态信息的微处理器装置，并且向所述子组的操作单元传递协调的单个控制指令以响应所述操作指令以及所述位置和/或状态信息，所述接口单元包括通过单个通信线路与所述子组的每个操作单元通信的装置。
此接口单元的优选以及有利的实施方式在从属权利要求21到28中进行了陈述。
同等地，本发明涉及如上面所定义的用于自然通风系统中的一个操作单元，并且其特征在于包括用于操作活动元件的移动传递元件，用于产生所述活动元件的实际位置和/或状态信息的装置，以及用于通过一单个通信线与所述接口单元通信的装置。
附图说明
下面将结合示意性附图基于一典型的实施方式详细地描述本发明，其中
图1是体现本发明的用于自然建筑通风的一控制系统的简化的基本控制图，
图2是图1中所示的通风系统中的接口单元的示意图，
图3是与图2中所示的接口单元通信的操作单元的示意性的框图，以及
图4是如图2所示的接口单元与如图3中所示的操作单元之间的各种通信电报的优选结构的图示。
具体实施方式
在图1通过一简化的框图所示的控制系统中，操作单元3的子组1和2通过一接口单元6与一集中控制装置4连接，所述控制装置4包括一通风系统计算机以及一个中央电源单元5。
在所示的例子中，子组1包括两个操作单元3，用于移动单个被动通风元件，例如一个可打开的窗户，其包括被设置为可以相对于一静止框架结构移动的窗翼或者窗框部分，而子组2包括与另一个单个通风元件相联系的单个的操作单元3，由此，所述两个通风元件的移动由所述接口单元6来控制。
另一个接口单元7与所述集中控制装置4以及中央电源单元5连接用于控制和协调操作单元的四个子组8-11，在所示出的例子中，其包括若干操作单元3，用于打开和关闭如上所述的可移动的窗户的模块图翼或者窗框部分，而其中的一个子组8还包括一个专门的操作单元12，用于操作一锁定机构以相对于所述固定框架部分锁定和解锁一窗户的窗翼或者窗框部分，所述固定的框架部分本身可从上述EP-A2-0 397 179中获知。
因此，接口单元6和7中的每一个可以被分配到例如含有一自然通风系统的建筑物的单个房间中，可以控制和协调组织在子组中的相对大量的操作单元3或12的操作，所述每个子组与单个被动通风元件相联系。如图所示，对于子组8，可以顺序地操作所述操作单元3和12以分别相对于静止的框架打开/关闭以及锁定/解锁一窗户的窗翼或者窗框部分。子组1，2和8到11的所有其他的操作单元3可以是同一类型并且可以同时操作以打开/关闭一窗户的窗翼或者窗框部分。
每个操作单元3可以包括一本身已知类型的链操作单元，其具有一与所述窗户的窗翼或者窗框部分连接的与一链轮接合的链，所述链轮由一可逆电动机通过适当的传动装置驱动，以分别实现所述窗翼或者窗框部分沿打开或者关闭的方向的移动。
在图1所示的系统中，集中控制装置4与每个接口单元6和7之间的数据通信通过一串行通信总线14，例如一EIB(欧洲安装总线)来实现，并且在电源线15上实现从中央电源单元5向接口单元6和7供电。另外在所示例子中，每个子组的操作单元除可以由来自中央控制单元的指令操作之外，还可以由一分布式的本地控制装置16来操作，所述本地控制装置16例如单独分配到所述子组以及与其相联系的单个被动通风元件的便携的或者固定的遥控装置。
如图2中所示，每个接口单元6和7包括一个与电源线15相连的电源单元(PSU)17。在一个优选的实施方式中，所述电源单元17从图1中所示的中央电源单元5接收直流电源。接口单元的所述电源单元17可以简单是电压自适应电路，一方面用于由所述接口单元自身的不同部分所需要的不同电压，另一方面分别用于所述接口单元服务的操作单元的子组的操作单元3或12的操作。可以选择的是，所述电源单元17也可以包括用于各种消耗部分的电分离。因此，来自所述中央电源单元5的所述直流源电流被用于分别向所述接口单元中的微处理器18以及所有的电气窗户操作单元3和12，以及其他的电路供电。
每个操作单元3通过三根导线与所述接口单元6或7连接，所述导线中包括两个电源线以及一单个通信线。可以使用标准端子19，20，21例如螺丝接线端将所述三根导线连接至接口单元1。所述外部直流源电流优选被直接输入到与所述电源线连接的两个端子19，20。
如将要出现的情况，所述接口单元6或7建立在可以借助于一总线接口22与所述EIB总线14通信的微处理器18周围。为了具有附加的存储容量，所述接口单元6或7还可以包括一个与微处理器18连接的可选的EEPROM23。为了重新编程EEPROM23，所述接口单元6或7还可以包括用于将所述接口单元1连接到个人计算机(没有示出)的PC接口24。或者，可以从所述集中控制装置4对所述EEPROM23重新编程。典型地，EEPROM23可以包括用于所述操作单元3的控制参数，例如目标速度，目标位置，最大打开时间等。
为了控制与由所述接口单元提供服务的子组的操作单元相关的通风元件的操作，微处理器18可以通过终端21以及与其连接的单个通信线与每个操作单元3通信。由此通信实现的控制可以是自动的，即由来自集中控制装置4的指令引起，或者可选择地，由图1中所示的分布式本地装置16传递的指令引起。
在自动操作的情况下，所述接口单元6或7通过数据总线14从所述集中控制装置4接收打开或者关闭窗户的指令。
在选择性操作的情况中，通过从所述分布的本地控制装置16的通信实现打开或者关闭，所述控制装置可以包括若干键盘，每个键盘通过一个键盘接口25。
为了不同子组的操作单元3，12的单独控制，所述接口单元6或7包括一定数量的操作驱动26。在所举例的优选实施方式中每个驱动26可以控制一个子组，该子组包括多达四个用于打开和关闭一个窗翼或者窗框部分的操作单元3，以及多达两个用于在窗户的停止位置锁定/解锁所述窗翼或者窗框部分的操作单元12。
由此，从所述接口单元分别至所有操作单元3和12的数据通信和电源供应通过如图1中所示的单个公共电缆27来实现，所述电缆如上所述包括两个电源线27a和27b以及单个的数据通信线(Comm)27c，其分别与端子19，20，和21连接。优选地，同一子组的所述操作单元3，12与所述公共电缆27并行连接。也可对一子组中的每个操作单元进行单独的电缆连接，但是这实际上将占用更多的资源，例如更长的电缆长度。
已经发现，电缆27布线只包括三条线，即两条电源线及单个通信线的结构能在通信的复杂度和接线成本之间提供一个好的折衷，所述通信复杂度在只有两条线路时即增加，而接线成本在有更多的附加线路时会增加。
在所示优选实施方式中，从接口单元6到操作单元3的直流电源包括平衡的正电压和负电压，并且在单个通信线27c上的数据通信是在正电压V+以及负电压V-的基准电压水平(V+-V-)/2实现的。因此共模噪声被抑制，并且数据通信的进行不依赖于由马达电流导致的电压降。结果是所述通信将更不容易发生错误。
作为例子，如果所述优选实施方式中使用的每个操作单元3的电气驱动马达的最小电压需求是18V，则来自接口单元6，7的用于每个子组的操作单元的在两个电源线27a和27b上的电压应当优选地分别是至少+10V以及-10V。考虑到在电源线15上从中央电源单元5到接口单元6，7，以及在电源线27a和27b上从接口单元6，7到操作单元3的累积的电压降，由中央电源单元传递的直流电源的适当电平应当是24V，以允许电源线达到期望的最大长度，例如达到50米。
使用此电源，用于每个子组的操作单元3的通信线27c可以分别在平衡供应电压+10V以及-10V之内很好地运转。典型地在所述通信线上的高和低状态之间的电压差可以是4V，以在对抗扰度的需求和对通信线驱动的需求之间获得合理的折衷，在较低电压时所述抗扰度会不符合要求，而在较高电压时，对通信线驱动的要求会提高更。
为了符合严格的安全性规则，要求自然通风系统的所有通风元件都可以操作以在紧急情况下打开和/或关闭，所述紧急情况例如由在火灾期间产生的烟或者过热所导致，即使是在来自中央电源装置的电源中断的情况下，在所示出的优选实施方式中，所述接口单元6包括一个用于与一紧急情况以及危险控制系统通信的单独接口28，所述紧急情况以及危险控制系统如图1中所示，可以包括危险控制单元29以及紧急情况电源装置30，例如一电池。
在2003年1月3日公布的国际专利申请WO 03/001123中公开了一个适当的紧急情况以及危险控制系统，其所公开的内容结合在这里以供参考。
由接口单元6或7所控制的每个电气窗户操作单元3通常被设计为一个自主的单元，其中包括需要用来接收指令以将窗户从一个位置移动到另一个位置，控制用于激励窗户移动的马达的电流，以及连续产生与窗户的实际位置相关的位置和/或状态信息的所有电路。
作为例子，图3示出了框图，说明了适用于根据本发明的方法和系统的的电气窗户操作单元3的一个实施方式的电子组件和电路。
在所示实施方式中，表示如图1中所示的用于在相对于一静止的窗户框架的停止位置，以及打开通风位置之间，打开和关闭一活动元件，例如一个可打开的窗户的窗翼或者窗框部分的单元3的所述操作单元包括微处理器31，所述微处理器通过两个方向线32a和32b来控制用于所述单元的可逆电驱动马达的脉宽调制(PWM)调制驱动级32的脉宽调制，所述方向线32a和32b控制输出马达电流的极性，并且由此控制所述驱动马达的旋转方向。所述操作单元3还包括一个位置检测器37，用于产生表示由所述单元3操作的活动元件，例如一个可打开的窗户的窗翼或者窗框部分的实际位置的位置信号。为了实现此作用，所述检测器可以被适配以检测例如来自转速计装置或者类似装置的脉冲，以检测所述驱动马达的旋转轴的旋转移动，或者检测所述驱动马达与所述移动传输元件之间的传动，所述移动传输元件例如是将所述活动元件与其相联系的框架结构连接起来的一个操作单元链。
接口单元6，7以及操作单元3之间通信所需的各种信息被存储在提供于所述操作单元3中的例如EEPROM33形式的存储装置中。存储在所述存储装置33中的所述信息可以包括标识数据，其包括分配给由中央通风系统计算机4控制的每个单独的操作单元3的唯一的工厂设置的系列号，以及一个缩短的通信标识(ID)，其可以在所述系统初始建立的过程中装载，并且只需要对于由所述同一接口单元6，7服务的所述子组或者多个子组的每个操作单元是可以区分的就可以了。典型地，所存储的信息还包括所述操作单元必需的参数信息。
作为执行与所述接口单元6/7通信交换的通信接口装置，所述操作单元3包括连接在所述单个通信线27c以及所述微处理器31之间的接收器34以及发送器35。
另一个与所述微处理器31连接的是所示实施方式中的用于测量瞬间马达电流的一个测量电路36。因此，可在所述微处理器31中进行对马达电流增加的检测，所述马达电流指示例如由所述操作单元3操作的活动元件引起的马达阻塞，所述操作单元3已到达端位置，或者由于障碍在其移动的过程中停止，所述对马达电流的提高的检测被传递至接口单元1，所述接口单元1作为响应可采取适当的行动且可将向实际的操作单元3中的微处理器31，以及其他的操作单元传递回适当的指令，所述其他的操作单元属于同一子组且与和所述实际操作单元相同的操作单元相联系。
如所提到的，用于实现活动元件例如一可开启的窗户的窗翼或者窗框部分，在其关闭位置以及通风位置之间的移动的所述转移元件可以典型地包括一个链条，所述链条的一端与固定到所述活动元件或者其对应的固定框架元件的联结固定装置相连，并且另一端与所述操作单元中所容纳的一链轮相接合，所述操作单元被固定到另一个活动元件以及固定框架元件。所述链轮由所述操作单元的电驱动马达通过一适当的传送来驱动。
如所提到的，所述活动元件的实际位置可以通过使用所述位置检测器37获得的一个位置信号来获得。所述位置信号可以通过例如一转速计设备响应于在所述驱动马达和转移元件之间的传递中的任何旋转元件的旋转来提供，用于检测所述活动元件的当前移动速度。来自所述位置检测器37的此位置信号可以与表示所述活动元件的当前移动方向的一信号一起传递到微处理器31，以通过将当前的速度和方向数据与最近的在前位置信号产生的位置信号相比较，而产生分辨率为大约1mm的表示所述活动元件当前位置的一总的位置信号。
在正常操作的过程中，所述操作单元3的驱动马达的当前速度和方向将由微处理器31通过控制所述PWM驱动级32中的脉宽调制来确定，以响应从所述接口单元6/7接收的指令中包括的目标位置以及目标速度数据，以及由所述位置检测器37提供的当前速度数据。此控制处理是自主的，是说如果需要基于被从所有操作单元3传递至接口单元的位置和/或状态信息，重新调节早先传递给操作单元的目标速度，所述接口单元将如所指的仅涉及到此控制中，其中，所述所有操作单元3属于服务同一活动元件的同一个子组的操作单元。
尽管前面给出的对所述操作单元的结构的解释专门地指向了用于打开和关闭一活动元件的操作单元，需要注意的是图3的实际范围也适用于如图1中所示用于相对于其固定框架位置锁定和解锁一活动元件例如一窗翼或者窗框部分。因此，此种类型的操作单元将包括如图3中所示的微处理器，存储器和通信接口装置，以及一可逆的驱动马达，用于操作一锁定机构例如一个常规的PASQUIL机构，以及检测所述马达电流的一个测量电路。所述驱动马达不需要是速度可调节的，但是可以是一个常规的可逆的直流马达。另外，由于在某些情况下接口单元6，7所要求的位置信息被限制为一活动元件的实际锁定状态，即所述活动元件在锁定位置或者解锁位置的指示，如图4中所示的位置检测器37的结构和功能可以作相应的修改。
对于所述两种类型的操作单元，与接口单元6，7的通信优选地作为单个通信线27c上的一个异步的串行传输来执行。
如图4中的简化图示中所示，每个通信是以电报的形式来执行的，所述电报中包括5个字节B1到B5，每个字节包括十位，其中有一个起始位和一个停止位以及八个数据位。另外，每个通信由所述接口单元6，7来启动，并且指向与其通信的一个或者多个操作单元。
为了允许及时向与同一单个的通信线27c相连的单个子组的所有操作单元传递足够的数据，所述子组如上面提到的可以包括最多四个用于打开和关闭一活动元件的操作单元3，以及一个或者两个用于锁定或者解锁的操作单元12，所述异步传输的传输速率被优选为9600波特。由于此传输速率等于每位104us，所述电报或者数据包的长度可以保持得较小，例如是5ms的数量级，并且在连续的电报之间有适当的停顿，并且所述停顿通常比所述电报长，以此方式就可以在140ms的总的时间帧中将例如目标位置和目标速度传递到一单个子组的所有四个操作单元3。
优选选择比较低的传输速率以限制对通信驱动以及所述接口单元以及所述操作单元中的微处理器的需求，并且降低传输错误的风险，对于一个子组的操作单元的总通信序列来说，140ms的时间帧能够在通信错误的情况下实现相对简单和安全的通信恢复。另外，所述连续的电报之间的相对比较长的暂停将方便对所述操作单元中的每个电报的起始的检测，并且将为所述操作单元以及接口单元执行分配给它们的其他任务提供充足的时间。
使用优选的9600波特的传输速率，可以通过在所述接口单元中使用适当的通信驱动，在长度高达大约50米的电缆中发送信息。
在进行物理传输时，所述接口单元可能为所述通信线27c产生一个10mA的上拉信号。随后可以通过所述两个接口单元6，7或者所述操作单元3，借助于使用来自这两者之一的20mA的下拉电流在通信线27c上产生的低信号值。这些电流电平允许输入以及电缆电容的驱动。为了提供短路保护以及限制高和低状态之间的电压振幅，当通信线超出了正常的工作范围时输出电流被减小。
从所述接口单元的每个电报传输的启动具有显著的优点，即所述接口单元可用的处理资源不必费时不停地经常监视用于输入通信的不同子组的操作单元的通信线27c。
在如图4所示的图形表示中，可以在一通信线上从所述接口单元6，7传递的五个字节电报的三个例子分别示于a)，b)，c)。在所有的三个例子中，所述五个字节中的两个，也就是第二和最后一个字节B2和B5被用于CRC校验和控制以允许检测通信错误。在一电报的每个字节中，所述起始位由所述接口单元来设置，从而减小了所述接口单元微处理器的工作量。
在图4中a)处所示的电报例子是“读取字”类型的电报，其与一指令结合使用，所述指令被发送到一操作单元，以请求该单元以包括16位的完整数据字的形式返回信息，所述数据字在所述电报中将占有两个字节。此类指令使用的例子是其中包括请求所述操作单元返回存储在所述操作单元的存储器33中的，与所述活动元件的当前位置相关的信息的指令，其中请求必须包含在所述电报的第一字节B1中。另外，此指令可以结合所述系统配置的初始设置一起使用。如已经提到的，在此情况中，所述操作单元被提供一存储在存储器33中的一个唯一的工厂设置系列号代码。借助于到与接口单元6，7连接的所有子组的操作单元的单个通信，所述接口单元6，7可以通过使用在a)处所示的电报类型来请求每个操作单元返回其工厂设置系列号代码，所述代码可以是一个16位的字。基于如此从所有操作单元返回的所述系列号，所述接口单元可以为每个与其连接的操作单元配置一个缩短的单独的通信ID，其中包括若干位，例如四位用于最大数量的16个操作单元，所述若干位适于设置在随后待被传递的所有电报的单个字节中。此通信ID的分配可以由从所述操作单元返回到所述接口单元的工厂设置系列号的逐位判优所代替。
使用缩短的单独通信ID具有有效利用所述通信的重大优点。
当一个标识的操作单元被请求返回装载在所述电报单个字节中的一定数量的信息时，在图4中b)处所示的电报例子是使用的一个“读取字”类型的电报。在此情况中，要返回的具有信息类型标识的所述请求将被包括在所述电报的第一数据字节，例如第三字节B3中。
最后，在图4中的c)处所示的电报例是一个“写”类型的指令，其典型到在所述接口单元6，7向一个操作单元传递目标位置以及目标速度时被使用。
当同一子组的两个或者多个操作单元3被同时用于一单个活动元件的移动时，根据本发明来协调此操作单元3的控制，且使该控制同步以避免在所述窗户上的不必要的机械应力，或者在所述马达或者所述操作单元3中的机械部分的过载。
在此方面，接口单元6，7将以规则的间隔从所述操作单元3接收位置信息，例如，借助于在图4中a)处所示的“读取字”类型。如果所述位置信息显示所述子组中的一个操作单元3落在后面，所述接口单元6，7将向所述子组中的其他操作单元3发送一个新的更低的目标速度，从而允许所述落后的操作单元3追上其他的操作单元3。
在本发明的框架内，所述接口单元6，7可以从与其相连的操作单元3检索其他重要的状态信息。这些信息可以包括瞬间的马达电流，从而响应一个操作单元中马达电流的突然增加，所述接口单元可以指令所述操作单元的微处理器减小所述马达电流的占空度，并且协调此测量与同一子组的其他操作单元，以使所有涉及的操作单元3同步。

Claims (34)

1.一种控制活动元件操作的方法，其通过将操作指令从集中和/或分布式控制装置传递到操作单元用于所述活动元件的移动来实现，其特征在于：通过接口装置(6，7)协调与一单个活动元件相联系的操作单元(3)的一子组(1，2，8-11)的同时操作，所述接口装置连接在所述子组与所述集中和/或分布式控制装置(4，16)之间，所述同时操作包括将用于所述单个活动元件的操作指令从所述集中和/或分布式控制装置(4，16)传递至所述接口装置(6，7)，在所述子组的每个操作单元(3)中产生实际位置和/或状态信息，并将所述位置和/或状态信息从所述操作单元(3)传递至所述接口装置(6，7)，以及所述接口装置(6，7)使用所述位置和/或状态信息用于将协调的单独的控制指令传递到所述子组(1，2，8-11)的操作单元(3)，以响应所述单个活动元件的所述操作指令，由此，在一单个通信线(27c)上实现所述子组的所有操作单元和所述接口装置之间的通信。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述接口装置(6，7)与一子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)之间的通信从所述接口装置启动。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述接口装置(6，7)与一子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)之间的通信作为异步数据通信在所述单个通信线(27c)上进行。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述接口装置(6，7)与一子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)之间的通信以包含一有限数量字节的通信电报的形式来进行，其中至少一个字节包括所述操作单元的标识数据。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于用于操作每个单个活动元件的操作指令通过一公共通信总线(14)从所述集中控制装置(4)传递到所述接口装置(6，7)，所述接口装置(6，7)服务于与所述活动元件相联系的操作单元(3，12)的子组(1，2，8-11)。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于用于操作一活动元件的操作指令被从一分布式控制装置(16)传递到所述接口装置(6，7)。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于用于一子组(1，2，8-11)的操作单元(3)的电源是通过服务于所述子组的接口装置(6，7)从至少一个中央电源单元(5)提供的，提供到所述操作单元(3)的电源采取在两个电源线(27a，27b)上的平衡的正直流电压和负直流电压的形式。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述接口装置(6，7)与一个子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)之间的通信在所述单个通信线(27c)上作为异步数据通信在所述的正直流电压和负直流电压的基准电压电平上进行。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于响应自所述集中和/或分布式控制装置(4，16)传递用于所述单个活动元件的操作指令，所述接口装置(6，7)产生包括操作的目标位置和目标速度的控制指令，并且将所述控制指令传递到所述子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)，并且根据从所述操作单元(3，12)接收的位置和/或状态信息，随后由所述接口装置(6，7)将新的各控制指令传递到所述子组(1，2，8-11)的各操作单元(3)，所述新的各控制指令包括按照需要对所述目标速度进行修改以提供所述操作单元(3)的同步的同时操作。
10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于该包括以下步骤：由所述接口装置(6，7)协调一子组的操作单元的同时操作，所述子组用于移动与其相联系的活动元件，以及随后操作该子组的附加的操作单元(12)，用于在其停止位置锁定和解锁所述活动元件。
11.一种用于操作活动元件的控制系统，所述系统包括用于所述活动元件的移动的操作单元，以及用于向所述操作单元传递操作指令的集中和/或分布式控制装置，其特征在于为至少一个活动通风元件，提供一相联系的子组(1，2，8-11)的操作单元(3)，且所述子组(1，2，8-11)的所述操作单元(3)共用的接口单元(6，7)连接在所述子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)和所述集中和/或分布式控制装置(4，16)之间，用于协调所述相联系的操作单元(3，12)的同时操作，每个相联系的操作单元(3)包括用于产生所述活动元件的实际位置和/或状态信息的装置，并且所述接口单元(6，7)包括适于从所述集中和/或分布式控制装置(4，16)以及所述实际位置和/或状态信息接收所述操作指令的微处理器装置，并且适于将协调的各控制指令传递到所述子组的所述操作单元(3)，以响应所述操作指令以及所述位置和/或状态信息，由此，在一单个通信线(27c)上实现所述接口单元(6，7)与所述子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)之间的所有通信。
12.如权利要求11所述的控制系统，其特征在于所述接口单元(6，7)通过由若干接口单元(6，7)共用的一通信总线(14)与所述集中控制装置(4)连接。
13.如权利要求11或12所述的控制系统，其特征在于所述接口单元(6，7)与专门分配给所述单个活动元件的至少一个分布式控制装置(16)连接。
14.如权利要求11-或12所述的控制系统，其特征在于所述接口单元(6，7)的微处理器装置适于使用异步数据通信通过所述单个通信线(27c)，从所述操作单元传递用于所述操作单元(3)的控制指令以及所述位置和/或状态信息。
15.如权利要求11或12所述的控制系统，其特征在于所述接口单元(6，7)与用于向所述子组(1，2，8-11)的操作单元(3)供电的至少一个中央电源单元(5)连接，并且通过两个电源线(27a，27b)与每个所述操作单元(3)连接。
16.如权利要求15中所述的控制系统，其特征在于所述接口单元(6，7)包括用于向所述子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)供电的装置，所述供应的电源体现为在所述电源线(27a，27b)上平衡的正直流电压和负直流电压。
17.如权利要求16所述的控制系统，其特征在于所述接口单元(6，7)的微处理器装置配置为通过所述单个通信线(27c)以异步数据通信的方式传递用于操作单元(3)的控制指令和来自所述操作单元的所述位置和/或状态信息，所述接口单元(6，7)包括在所述正直流电压和负直流电压的一参考电压电平在所述单个通信线(27c)上进行所述数据通信的装置。
18.如权利要求11或12所述的控制系统，其特征在于所述子组(1，2，8-11)的每个操作单元(3)包括用于设置单个通风元件的所述活动元件的目标位置的装置，以及用于调节所述活动元件向所述目标位置移动的目标速度的装置，并且所述接口单元(6，7)的微处理器装置适于将目标位置和/或目标速度数据包含在待被传递到所述操作单元(3，12)的控制指令中。
19.如权利要求11或12所述的控制系统，其特征在于至少一个子组除了包含用于移动与所述子组相联系的单个活动元件的所述操作单元(3)之外，还包含用于在所述活动元件的停止位置锁定和解锁活动元件的一个附加的操作单元(12)，所述附加的操作单元(12)的顺序操作与所述操作单元(3)的同时操作相协调以实现所述单个活动元件的移动。
20.一种用于操作活动元件的系统中所使用的接口单元，所述系统包括用于所述活动元件的移动的操作单元，以及用于向所述操作单元传递操作指令的集中和/或分布式控制装置，其特征在于其适于连接在与一单个活动元件相联系的一子组(1，2，8-11)的操作单元(3)与所述集中和/或分布式控制装置(4，16)之间，用于协调所述子组(1，2，8-11)的操作单元(3)的同时操作以实现所述活动元件的移动，其特征还在于包括适于从所述集中和/或分布式控制装置(4，16)接收操作指令以及所述实际位置和/或状态信息的微处理器装置，所述微处理器装置还适于将协调的控制指令传递到所述子组(1，2，8-11)的操作单元(3)，以响应所述操作指令以及所述位置和/或状态信息，所述接口单元(6，7)包括通过单个的通信线(27c)与所述子组(1，2，8-11)的所有操作单元(3)通信的装置。
21.如权利要求20中所述的接口单元，其特征在于包括通过由若干接口单元(6，7)共用的通信总线(14)与所述集中控制装置(4)通信的装置。
22.如权利要求20或21中所述的接口单元，其特征在于包括与专门分配给所述单个活动元件的至少一个分布式控制装置(16)通信的装置(25)。
23.如权利要求20或21所述的接口单元，其特征在于所述微处理器装置适于使用异步数据通信通过所述单个通信线(27c)，从操作单元(3)传递用于所述操作单元(3)的控制指令以及所述位置和/或状态信息。
24.如权利要求20或21所述的接口单元，其特征在于包括与用于与向所述子组(1，2，8-11)的操作单元(3)供电的中央电源单元(5)连接，并通过两电源线(27a，27b)与每个所述操作单元(3)连接的装置(17)。
25.如权利要求24中所述的接口单元，其特征在于包括用于向所述子组的每个操作单元(3)供电的装置，所述供应的电源体现为在所述电源线(27a，27b)上的平衡的正直流电压和负直流电压。
26.如权利要求25所述的接口单元，其特征在于所述微处理器配置为通过所述单个通信线(27c)以异步数据通信的方式传递用于操作单元(3)的控制指令和来自所述操作单元的所述位置和/或状态信息，所述接口单元包括在所述正直流电压和负直流电压的一参考电压电平在所述单个通信线(27c)上进行所述数据通信的装置。
27.如权利要求20或21所述的接口单元，其特征在于所述微处理器装置(18)适合于将所述目标位置和/或目标速度包括在待被传递到所述操作单元(3)的控制指令中。
28.如权利要求20或21所述的接口单元，其特征在于其适于与用于在所述活动元件的停止位置对其进行锁定和解锁的至少一个子组中的一附加的操作单元(12)连接，并且适于协调所述附加的操作单元(12)的顺序操作与所述操作单元(3)的所述同时操作以实现所述活动元件的移动。
29.一种用于操作活动元件的控制系统中使用的操作单元，所述系统包括用于所述活动元件的移动的操作单元，以及用于向所述操作单元传递操作指令的集中和/或分布式控制装置，以及与单个操作元件关联的操作单元的一个子组(1，2，8-11)中的所有操作单元(3)公用的接口单元(6，7)，其特征在于包括用于活动元件的移动的运动转移元件，用于产生所述活动元件的实际位置和/或状态信息的装置，以及通过一单个通信线(27c)与所述接口单元(6，7)通信的装置。
30.如权利要求29所述的操作单元，其特征在于包括用于设置所述运动转移元件的移动的目标位置的装置，以及用于调节所述运动转移元件向所述目标位置移动的目标速度的装置。
31.如权利要求1-10中任何一项所述的方法，用于计算机化控制一自然通风系统中被动通风元件的操作，以便对一建筑中的一个或者多个通风区域通风。
32.如权利要求11-19中任何一项所述的控制系统，用于操作一个自然通风系统中的被动通风元件，以便对一建筑中的一个或者多个通风区域通风。
33.如权利要求20-28中任何一项所述的接口单元，用于操作一自然通风系统中的被动通风元件，以便对一建筑中的一个或者多个通风区域通风。
34.如权利要求29或30中任何一项所述的操作单元，用于操作一自然通风系统中的被动通风元件，以便对一建筑中的一个或者多个通风区域通风。
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