用于临时照明设施中的电力和控制数据的分布的系统和方法
【专利说明】用于临时照明设施中的电力和控制数据的分布的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
本专利申请在35 U.S.C § 119(e)之下要求以Bradford Thomas Kolsky等人的名义于2013年I月18日提交的美国临时专利申请61/754，088的优先权，其全文通过引用并入本文，好像在本文中完全阐述一样。
技术领域
[0002]本发明大体涉及要求临时电力和数据分布的照明设施中的电力线路通信，诸如在例如采用现有电力电缆基础设施的娱乐、剧院和事件照明应用中常见的那些。
【背景技术】
[0003]诸如剧院或事件照明的临时照明应用常常涉及使用临时电力分布系统以便将电力从中心位置分布到需要其的地方。这些分布系统的特征常常为高电流3相AC输入连接的单个集合，诸如例如:400A、120/208VAC、3相，以及许多低电力(例如20A)单相输出连接。常常地，多个单独的电路一起捆绑为单个多电缆配置以便促进多个并联连接的电缆化。
[0004]图1图示了具有多个电力输出连接器110的电力分布机架100的示例。图2图示了可以与电力分布机架100 —起采用的6电路多电缆200的示例。
[0005]通常，通过工业标准DMX512-A控制协议或通过若干以太网协议之一控制智能可控的照明设备。对于大多数类型的设备和应用而言，必须分离地运行电力和数据线。与电力电缆相比较，数据电缆往往是相对易碎的，并且必须更小心地处置。
[0006]计算机联网行业已经研发通过AC电力线路发射以太网数据的方式。对于住宅计算机联网而言，这样的电力线路通信(PLC)相当好地工作。
[0007]虽然常规PLC技术提供允许PLC数据从一个电路到另一电路传播通过电气面板的鲁棒性能，但是这不总能可靠地发生并且取决于电气系统的大小和复杂性、连接到系统的设备、布线的路由和环境状况。
[0008]基于PLC的方法最近已经用于使得能够使用针对小和中型照明网络的现有电气基础设施来实现数字可控的LED照明解决方案，如在通过引用并入本文的httD://colorkinetics.com/IntelliPower/处所描述的。然而，对于更大照明系统的控制而言，特别地针对娱乐、剧院和事件照明应用临时设置的那些，必须采取特殊护理以确保功能/可靠的操作和可扩展性，因为单个PLC网络在带宽方面是有限的，并且可能不具有足够的容量以可靠地控制大型照明系统。
[0009]而且，电力分布系统的大小和复杂性随着应用而极大地变化。单个PLC发射器可能不具有足够的信号强度以到达许多系统中的每一个PLC节点。PLC发射器在其可以通信的节点的数目和其可以支持的带宽方面也是有限的。
[0010]PLC数据或信号能够在电缆紧密接近彼此运行时从一个AC电路耦合或“跳跃”到另一(电气隔离的)AC电路(诸如将是多电路多电缆或成束地路由的任何电缆中的情况)。这可能导致干扰、不可预测的性能，并且可能使得难以识别系统中的不同PLC启用设备的位置(其对于系统配置将成问题的)。
[0011]当PLC启用设备安装在新应用中时，其将可能配置有未知PLC网络ID。出于安全性原因，也许不大可能在不知悉其是什么的情况下远程地改变该网络ID。
[0012]娱乐/事件照明产业中的许多设备由租赁公司拥有。该设备随工作移动并且典型地必须针对每个应用重新配置。在该上下文中，重要的是，可以快速地设置和拆除电力分布，并且电路以非常高的可靠性操作。而且，这些公司大量投资现有电缆，诸如图2中所示的6电路多电缆200，并且将期望的是，在采用PLC启用设备的临时照明和多媒体设施中采用这些相同电缆。
[0013]因此，将期望的是，使得能够特别地针对临时照明和多媒体设施，以增加带宽、降低成本和改进易安装性、可靠性和安全性的方式来扩展和配置PLC控制系统。
【发明内容】
[0014]一般地，在各种实施例和实现方案中，本发明的一个方面可以通过使用具有唯一PLC网络ID的多个PLC发射器来解决系统容量的问题，所述多个PLC发射器各自在策略上连接到特定电路或电路组。可以为每个PLC发射器分配唯一 PLC网络ID以允许PLC节点数量限制随着每个添加的PLC发射器而增加并且防止多个PLC启用设备在相同网络上发射相同数据(其可能导致功能性问题)。PLC阻挡线路滤波器可以与输入AC供应(输入AC电力连接)串联安装以阻挡PLC信号耦合到其它AC电路的电力线路上(利用其它PLC网络)，其可能消耗可用的带宽并且限制系统的容量。
[0015]额外地，在一些实施例中，在系统配置期间可以使用电力继电器以隔离连接到每个PLC发射器的(多个)AC电路(通过在配置过程期间断开其它AC电路的电力)。
[0016]利用常规照明和调光器机架的照明系统可以通过使用靠近照明器具定位的PLC启用单通路调光器而潜在地节约大量AC电力电缆(以及数据电缆)。例如，利用常规调光器机架调光系统独立地控制4个575瓦特椭圆形聚光灯将要求电缆从调光器机架行进到4个分离电路的照明器具。因此，靠近每个照明器具安装单通路PLC启用调光器是有益的，这使得能够通过运行单个AC电力电路(而不是4个电路)对4个椭圆形照明器具中的每一个的独立控制。
[0017]本文所公开的方法特别适合于要求使用临时电力分布系统和控制数据的任何应用。这些临时电力分布系统在需要灵活配置，例如娱乐/剧院/事件照明应用中的大量电力的产业中是常见的。
[0018]一般地，在一方面中，本发明涉及一种具有内置PLC能力的电力分布系统。系统包括一个或多个PLC接收器，以及AC电路PLC注入器，其包括PLC收发器电路，可选地至少一个电力继电器，各自具有唯一 PLC网络ID的多个PLC发射器和PLC阻挡线路滤波器。在另一方面中，提供了一种用于通过容易地配置多个独立的PLC网络来降低并联AC线路之间的串扰的负面影响的方法，设施中的每个PLC发射器配置有唯一 PLC网络ID，并且每个PLC接收器配置有与其连接到的发射器相同的PLC网络ID。
[0019]在一方面中，一种系统，包括:至少一个AC电路电力线路通信(PLC)注入模块，所述AC电路PLC注入模块包括:AC电力输入，其被配置成接收AC电力信号；PLC收发器电路，其被配置成将PLC信号耦合到AC电力信号上；至少第一 AC电路输出，其被配置成输出AC电力和PLC信号；以及PLC阻挡线路滤波器，其被配置成过滤PLC信号使其不会传递到AC电力输入。
[0020]在一个或多个实施例中，系统还包括连接在AC电力输入与至少一个AC电路输出之间的电力继电器，其中所述电力继电器被配置成受控制以选择性地禁用第一 AC电路输出使其不会输出AC电力。
[0021]在这些实施例的一些变型中，至少一个AC电路PLC注入模块包括至少第二 AC电路输出，其各自被配置成输出AC电力和PLC信号，其中通过至少一个电路断路器将第一和第二 AC电路输出彼此隔呙。
[0022]在一个或多个实施例中，至少一个AC电路PLC注入模块还包括:第二 AC电力输入，其被配置成接收AC电力信号；第二 PLC收发器电路，其被配置成将第二 PLC信号耦合到AC电力信号上；至少第二 AC电路输出，其被配置成输出AC电力和第二 PLC信号；以及第二PLC阻挡线路滤波器，其被配置成过滤第二 PLC信号使其不会传递到第二 AC电力输入。
[0023]在这些实施例的一些变型中，第一 PLC收发器电路被配置成具有第一 PLC网络ID，并且第二 PLC收发器电路被配置成具有与第一 PLC网络ID不同的第二 PLC网络ID。
[0024]在一个或多个实施例中，至少一个AC电路PLC注入模块还包括:第二 AC电力输入，其被配置成接收与第一 AC电力信号不同的第二 AC电力信号；第二 PLC收发器电路，其被配置成将第二 PLC信号耦合到第二 AC电力信号上；至少第二 AC电路输出，其被配置成输出AC电力和第二 PLC信号；以及第二 PLC阻挡线路滤波器，其被配置成过滤第二 PLC信号使其不会传递到第二 AC电力输入。
[0025]在一个或多个实施例中，至少一个AC电路PLC注入模块包括至少第二 AC电路PLC注入模块，其中第二 AC电路PLC注入模块包括:第二 AC电力输入，其被配置成接收AC电力信号；第二 PLC收发器电路，其被配置成将第二 PLC信号耦合到AC电力信号上；至少第二AC电路输出，其被配置成输出AC电力和第二 PLC信号；以及第二 PLC阻挡线路滤波器，其被配置成过滤第二 PLC信号使其不会传递到第二 AC电力输入。
[0026]在这些实施例的一些变型中，第一 PLC收发器电路被配置成具有第一 PLC网络ID，并且第二 PLC收发器电路被配置成具有与第一 PLC网络ID不同的第二 PLC网络ID。
[0027]在一个或多个实施例中，系统还包括:至少第一 PLC接收器，其连接到第一 AC电路输出并且被配置成接收来自其的PLC信号；以及至少第二 PLC接收器，其连接到第二 AC电路输出并且被配置成接收来自其的第二 PLC信号，其中第一 PLC接收器被配置成具有第一PLC网络ID，并且第二 PLC接收器被配置成具有第二 PLC网络ID。
[0028]在一个或多个实施例中，系统还包括:PLC中继器，其连接在第一 AC电路输出与PLC接收器之间，其中PLC收发器电路被配置成具有第一 PLC网络ID，其中PLC接收器被配置成具有与第一 PLC网络ID不同的第二 PLC网络ID，并且其中经由PLC中继器在PLC收发器电路与PLC接收器之间传送PLC数据。
[0029]在另一方面中，提供了一种用于配置连接到PLC启用电力和数据分布系统的PLC启用设备的方法，所述系统具有经由多个AC电路连接到多个PLC启用设备的多个PLC发射器，每一个AC电路与一个PLC发射器相关联。该方法包括:将多个PLC启用设备中的每一个的PLC网络ID设置为默认PLC网络ID ;以及在多个PLC启用设备中的每一个已经设置为默认PLC网络ID之后，将连接到每一个PLC发射器的多个PLC启用设备中的每一个分配到唯一地分配给这一个PLC发射器的PLC网络ID。
[0030]在一个或多个实施例中，将多个PLC启用设备中的每一个的PLC网络ID设置为默认网络ID包括:(I)将所选一个PLC发射器配置为由PLC启用电力和数据分布系统所采用的可能PLC网络ID的有限列表当中的已选PLC网络ID ;(2)发现连接到被配置为所选PLC网络ID的所选PLC发射器的任何PLC启用设备；(3)将任何所发现的PLC启用设备的PLC网络ID改变为默认PLC网络ID ;以及(4)针对可能PLC网络ID的有限列表当中的每个PLC网络ID重复步骤(I)到(3)。
[0031 ] 在这些实施例的一些变型中，将连接到每一个PLC发射器的多个PLC启用设备中的每一个分配到唯一地分配给这一个PLC发射器的PLC网络ID包括:断开除与第一 PLC发射器相关联的那些之外的所有AC电路的电力；利用第一唯一 PLC网络ID配置保持加电的任何PLC启用设备；将第一 PLC发射器配置为具有第一所分配的PLC网络ID。
[0032]在这些实施例的一些变型中，方法还包括:断开除与第一 PLC发射器和第二 PLC发射器相关联的那些之外的所有AC电路的电力；利用第二唯一 PLC网络ID配置保持加电并且尚未配置有非默认PLC网络ID的任何PLC启用设备；将第二 PLC发射器配置为具有第二所分配的PLC网络ID。
[0033]在一个或多个实施例中，将多个PLC启用设备中的每一个的PLC网络ID设置为默认PLC网络ID包括多个PLC启用设备中的每一个在其加电之后的预定时间段内未接收到PLC发射器的任何PLC信号时，将其PLC网络ID自动地设置为默认PLC网络ID。
[0034]在这些实施例的一些变型中，将连接到每一个PLC发射器的多个PLC启用设备中的每一个分配到唯一地分配给这一个PLC发射器的PLC网络ID包括:PLC启用电力分布系统顺序地接通与每个PLC发射器相关联的所有电路，其中在接通与一个PLC发射器相关联的(多个)AC电路与接通