自动化系统机电元件的监测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监测自动化系统的机电元件的方法(100)，所述方法包括：感测(101)所述机电元件的当前机械状态变量；感测(103)所述机电元件的当前电气状态变量；以及根据所述机电元件的行为模型，确定(105)所述机电元件的状态，其中，所述行为模型将所感测到的当前机械状态变量对所感测到的当前电气状态变量的影响考虑在内。

Monitoring Method of Mechanical and Electrical Components in Automation System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化系统机电元件的监测方法
本专利技术涉及自动化

技术介绍
自动化系统的机电元件(如开关柜或安全继电器)的工作状态和模式可随周边环境条件变化。其原因例如在于温度的变化、冲击振动、元件磨损、电气开关触点的触点磨损或阀门的机械磨损。目前，一般需要对自动化系统的特征值分别进行感测、补偿或者与预定义特征值相比较(例如通过控制系统)。如此，可以在发生偏差时进行校正，或者在存在潜在危险时实施关闭。其中，特征值或特征值的变化与系统状态之间的已知关系一般作为错误描述信息保存于存储器中，以供评价之用。具有多个领域的复杂自动化系统(所谓的多领域系统)的典型行为特征在于，各特征值随状态(即其他特征值)的变化而变化，从而导致相互作用和反作用。此类相互作用和反作用通常无法通过单向描述矩阵(如查找表(LUT))来描述，因此不能在已知错误描述信息中得到充分反映。上述反作用的一例为机电继电器的电枢运动对转矩(即作用力)的影响。其中，当运动速度发生变化时，将引起相应的感应电压，而该感应电压又会对线圈电流及转矩(即作用力)产生影响。电枢的反作用力例如随接触弹簧的弹力等因素而变，因此也随使用寿命期间的触点磨损或线圈温度而变，并因此进一步随附近继电器的励磁作用而变。其他可变特征值可包括随触点弹开性能变化的触点的使用寿命，以及随环境条件或控制条件变化的其他变化量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种高效的自动化系统机电元件监测概念。该目的由独立权利要求的特征实现。其他有利拓展形式构成权利要求、说明书及附图的技术方案。根据第一方面，本专利技术涉及一种用于监测自动化系统的机电元件的方法。该方法包括：感测所述机电元件的当前机械状态变量；感测该机电元件的当前电气状态变量；以及根据该机电元件的行为模型，确定该机电元件的状态，其中，该行为模型将所感测到的当前机械状态变量对所感测到的当前电气状态变量的影响考虑在内。根据一种实施方式，所述机电元件为电磁开关，尤其为继电器。根据一种实施方式，所述当前机械状态变量包括以下机械状态变量当中的一者：所述机电元件的触点弹开；该机电元件的触点弹开的弹开时间；该机电元件的触点弹开的弹开次数；该机电元件的元件温度；该机电元件的环境温度；该机电元件的元件运动速度，尤其电枢运动速度；该机电元件的触点的接触力或释放力。根据一种实施方式，为了感测所述当前机械状态变量，对所述机电元件的电气变量，尤其为负载电流或负载电流的变化，进行感测。根据一种实施方式，所述电气变量为流经所述机电元件的电流或所述机电元件的电压。根据一种实施方式，所述行为模型被分配至所述机电元件，其中，该行为模型提供所述电气状态变量随所述机械状态变量的演变。根据一种实施方式，所述机电元件的状态是通过运行该机电元件的行为模拟确定的，其中，该行为模拟采用所述行为模型。根据一种实施方式，所述方法还包括显示，尤其通过显示装置显示所述机电元件的所确定的状态。根据一种实施方式，所述方法还包括：响应于所述机电元件的所确定的状态，生成用于控制该机电元件的控制信号；以及利用所生成的控制信号，控制所述机电元件。根据一种实施方式，由所述机电元件对所述当前机械状态变量和所述当前电气状态变量进行感测。根据一种实施方式，所感测到的当前机械状态变量和所感测到的当前电气状态变量经通信网络从所述机电元件发送至远程数据处理装置，其中，该机电元件的状态由所述远程数据处理装置感测并被发送至该机电元件。根据第二方面，本专利技术涉及一种机电元件。该机电元件包括感测器件，该感测器件用于感测该机电元件的当前机械状态变量及该机电元件的当前电气状态变量。该机电元件还包括通信接口，该通信接口用于将所感测到的当前机械状态变量和所感测到的当前电气状态变量经通信网络发送至远程数据处理装置，以用于根据所述机电元件的行为模型来确定该机电元件的状态，其中，该行为模型将所感测到的当前机械状态变量对所感测到的当前电气状态变量的影响考虑在内。所述通信接口用于经所述通信网络接收关于所确定的状态的信息。该机电元件用于实施上述方法。该机电元件的其他特征直接承自所述方法的特征。根据一种实施方式，所述机电元件还包括用于显示所感测到的状态的显示装置。根据一种实施方式，所述机电元件还包括控制装置，该控制装置响应于所感测到的状态生成用于控制所述机电元件的控制信号，并利用所生成的控制信号控制该机电元件。根据第三方面，本专利技术涉及一种计算机程序，该计算机程序具有用于执行上述方法的程序代码。所述机电元件和远程数据处理装置可通过编程方式构造为执行所述程序代码或该程序代码的一部分。本专利技术可通过硬件和/或软件实现。附图说明以下，参考附图，对其他实施方式进行更加详细的描述。附图中：图1为用于自动化系统的机电元件监测的方法示意图；图2为机电元件的示意图；图3为机电元件与数据处理装置的示意图；图4a为机电元件的示意图；图4a'为机电元件的示意图；图4b为机电元件的示意图；图4b'为机电元件的示意图；图5a为机电元件的状态变量的经时变化曲线示意图；图5b为机电元件的状态变量随时间变化的曲线示意图；图5c为机电元件的状态变量随时间变化的曲线示意图；图5d为机电元件的状态变量随时间变化的曲线示意图；图5e为机电元件的状态变量随时间变化的曲线示意图；图5f为机电元件状的态变量随时间变化的曲线示意图；图6a为机电元件的示意图；图6a'为机电元件的示意图；图6b为机电元件的示意图；图6b'为机电元件的示意图。附图标记列表100监测机电元件的方法101感测当前机械状态变量103感测当前电气状态变量105确定机电元件的状态200机电元件201感测器件203通信接口301数据处理装置303通信网络401固件元件403电子元件405机电元件407流体元件409数据接口411固件模块413电子模块415电磁模块417机械模块419元模型模块421对象423对象425对象具体实施方式图1为用于监测自动化系统的机电元件的方法100的示意图。方法100包括：感测101所述机电元件的当前机械状态变量；感测103该机电元件的当前电气状态变量；以及根据该机电元件的行为模型，确定105该机电元件的状态。其中，该行为模型将所感测的当前机械状态变量对所感测的当前电气状态变量的影响考虑在内。图2为机电元件200的示意图。机电元件200包括感测器件201。该感测器件用于感测机电元件200的当前机械状态变量以及机电元件200的当前电气状态变量。机电元件200还包括通信接口203。该通信接口用于将所感测到的当前机械状态变量和所感测到的当前电气状态变量经通信网络发送给远程数据处理装置，以供其根据机电元件200的行为模型确定机电元件200的状态。其中，该行为模型将所感测的当前机械状态变量对所感测的当前电气状态变量的影响考虑在内。通信接口203用于经所述通信网络接收关于所确定的状态的信息。图3为机电元件200与数据处理装置301的示意图。机电元件200和数据处理装置301经通信网络303通信。机电元件200包括感测器件201，该感测器件用于感测机电元件200的当前机械状态变量及机电元件200的当前电气状态变量。机电元件200还包括通信接口203，该通信接口用于将所感测的当前机械状态变量和所感测的当前电气状态变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测自动化系统的机电元件(200)的方法(100)，其特征在于，包括：感测(101)所述机电元件(200)的当前机械状态变量；感测(103)所述机电元件(200)的当前电气状态变量；以及根据所述机电元件(200)的行为模型，确定(105)所述机电元件(200)的状态，其中，所述行为模型将所感测到的当前机械状态变量对所感测到的当前电气状态变量的影响考虑在内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.12 LU 933501.一种用于监测自动化系统的机电元件(200)的方法(100)，其特征在于，包括：感测(101)所述机电元件(200)的当前机械状态变量；感测(103)所述机电元件(200)的当前电气状态变量；以及根据所述机电元件(200)的行为模型，确定(105)所述机电元件(200)的状态，其中，所述行为模型将所感测到的当前机械状态变量对所感测到的当前电气状态变量的影响考虑在内。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述机电元件(200)为电磁开关，尤其为继电器。3.根据前述权利要求当中任何一项所述的方法(100)，其特征在于，所述当前机械状态变量包括以下机械状态变量当中的一者：所述机电元件(200)的触点弹开；所述机电元件(200)的触点弹开的弹开时间；所述机电元件(200)的触点弹开的弹开次数；所述机电元件(200)的元件温度；所述机电元件(200)的环境温度；所述机电元件(200)的元件运动速度，尤其为电枢运动速度；所述机电元件(200)的触点的接触力或释放力。4.根据前述权利要求当中任何一项所述的方法(100)，其特征在于，为了感测所述当前机械状态变量，对所述机电元件(200)的电气变量，尤其为负载电流或负载电流的变化，进行感测。5.根据权利要求4所述的方法(100)，其特征在于，所述电气变量为流经所述机电元件(200)的电流或所述机电元件(200)的电压。6.根据前述权利要求当中任何一项所述的方法(100)，其特征在于，所述行为模型被分配至所述机电元件(200)，所述行为模型提供所述电气状态变量随所述机械状态变量的演变。7.根据前述权利要求当中任何一项所述的方法(100)，其特征在于，所述机电元件(200)的所述状态是通过运行所述机电元件(200)的行为模拟确定的，所述行为模拟采用所述行为模型。8.根据前述权利要求当中任何一项所述的方法(100)，其特征在于，还包括显示，尤其通过显...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·霍夫曼，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE