[發(fā)明專(zhuān)利]自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)電元件的監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711322052.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108037452B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉爾夫·霍夫曼;延斯·海因里希;塞巴斯蒂安·海因里希;克里斯蒂安·穆勒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 菲尼克斯電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/34
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/34
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)電元件的監(jiān)測(cè)方法(100)。所述方法(100)包括獲取(101)所述機(jī)電元件的機(jī)械狀態(tài)變量，獲取(103)所述機(jī)電元件的電氣狀態(tài)變量，以及基于具有所述機(jī)電元件的多種狀態(tài)的多維特性線場(chǎng)，確定(105)所述機(jī)電元件的狀態(tài)，其中，所述機(jī)電元件的每一種狀態(tài)與一機(jī)械狀態(tài)變量和一電氣狀態(tài)變量相關(guān)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)中的機(jī)電元件來(lái)說(shuō)，例如，對(duì)于開(kāi)關(guān)裝置或者保護(hù)開(kāi)關(guān)裝置來(lái)說(shuō)，機(jī)電元件的狀態(tài)和操作模式可以根據(jù)環(huán)境條件而改變。其原因，例如為溫度變化、沖擊振動(dòng)、元件磨損、電氣開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的接觸磨損或者閥門(mén)的機(jī)械磨損。

目前，通常基于實(shí)證檢驗(yàn)對(duì)機(jī)電元件的使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。在所述過(guò)程中，通常假設(shè)被測(cè)機(jī)電元件構(gòu)成了代表性的參數(shù)分散的代表，并且假設(shè)測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)于統(tǒng)計(jì)學(xué)上的預(yù)期分散。最終，從測(cè)試結(jié)果中，基于磨損行為推導(dǎo)出預(yù)測(cè)。對(duì)于機(jī)電元件來(lái)說(shuō)，特別是對(duì)于繼電器來(lái)說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基于實(shí)驗(yàn)確定的支撐位點(diǎn)的威布爾分布對(duì)于故障時(shí)間的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的磨損是可用的。

根據(jù)所確定的威布爾分布，可以推導(dǎo)出關(guān)于切換次數(shù)的預(yù)測(cè)，其通常達(dá)到整體的一定百分比。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)在于，預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性取決于所測(cè)試的機(jī)電元件的數(shù)量，以及表示實(shí)際發(fā)生的參數(shù)分散的能力。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，機(jī)電元件在具體使用情況下所確定的極值通常設(shè)置的過(guò)于保守，即，設(shè)置的維護(hù)間隔過(guò)度經(jīng)常且過(guò)于頻繁地發(fā)生，結(jié)果，使得機(jī)電元件變得尺寸過(guò)大且不必要地昂貴。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，許多使用中的機(jī)電元件在預(yù)期故障之前失效，因此可能發(fā)生失靈、失誤甚至潛在的危險(xiǎn)故障。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于創(chuàng)建一種用于監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)電元件的有效設(shè)計(jì)。

所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖的主題均為有利的改進(jìn)。

根據(jù)第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)電元件的監(jiān)測(cè)方法。所述方法包括獲取機(jī)電元件的機(jī)械狀態(tài)變量，獲取機(jī)電元件的電氣狀態(tài)變量，以及基于具有機(jī)電元件的多種狀態(tài)的多維特性線場(chǎng)，確定機(jī)電元件的狀態(tài)，其中，所述機(jī)電元件的每一種狀態(tài)與一機(jī)械狀態(tài)變量和一電氣狀態(tài)變量相關(guān)。

此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在多維特性線場(chǎng)中，幾何參數(shù)與機(jī)電元件的各狀態(tài)相關(guān)，其中，所述方法包括：確定機(jī)電元件的幾何參數(shù)；以及基于多維特性線場(chǎng)確定機(jī)電元件的狀態(tài)，其中，所確定的狀態(tài)與所獲取的機(jī)械狀態(tài)變量、所獲取的電氣狀態(tài)變量以及幾何參數(shù)相關(guān)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，多維特性線場(chǎng)由數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值，特別是預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值表示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值可以預(yù)先存儲(chǔ)在機(jī)電元件的存儲(chǔ)器中。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括在多維特性線場(chǎng)的支撐點(diǎn)之間插值，以便確定機(jī)電元件的狀態(tài)，其中，支撐點(diǎn)由電氣狀態(tài)變量、機(jī)械狀態(tài)變量和/或幾何參數(shù)給出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括基于機(jī)電元件的行為模型確定多維特性線場(chǎng)，其中，行為模型將所獲取的機(jī)械狀態(tài)變量對(duì)于所獲取的電氣狀態(tài)變量的影響考慮在內(nèi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，多維特性線場(chǎng)是通過(guò)實(shí)施機(jī)電元件的行為模擬來(lái)確定的，其中，行為模擬執(zhí)行行為模型。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法此外還包括特別借助顯示裝置，顯示所確定的機(jī)電元件的狀態(tài)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法此外還包括根據(jù)所確定的機(jī)電元件狀態(tài)生成用于控制機(jī)電元件的控制信號(hào)，以及利用所生成的控制信號(hào)控制機(jī)電元件。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，機(jī)械狀態(tài)變量和電氣狀態(tài)變量是通過(guò)機(jī)電元件獲取的。