專利名稱：設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中或發(fā)動(dòng)機(jī)上的接口模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中或發(fā)動(dòng)機(jī)上、尤其是設(shè)置在電動(dòng)機(jī)中或電 動(dòng)機(jī)上的接口模塊，具有用于接收和處理來自第一傳感器部件的第一傳感器信 號的處理裝置，其中所述第 一傳感器部件設(shè)計(jì)為用于獲取第一物理參數(shù)和提供 所述第一傳感器信號。
背景技術(shù)：
例如由于軸承破損導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)的非計(jì)劃故障可能導(dǎo)致復(fù)雜機(jī)器和設(shè)備 如制造流水線的故障。這會引起很高的后果費(fèi)用。因此在采用發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)對發(fā)動(dòng) 機(jī)的診斷能力很感興趣。這種興趣的中心在此尤其是軸承監(jiān)控和制動(dòng)器監(jiān)控。
因此除了用于確定轉(zhuǎn)子的軸承狀態(tài)的發(fā)生器之外，在發(fā)動(dòng)機(jī)中還使用用于 獲取繞組溫度的溫度傳感器和/或用于監(jiān)控軸承和監(jiān)控制動(dòng)器的振蕩傳感器。這 些傳感器獲取溫度或振動(dòng)，并為此提供對應(yīng)的傳感器信號。
圖1中示出的普遍公知的發(fā)動(dòng)機(jī)1具有發(fā)生器2和振蕩傳感器3作為傳感 器裝置。在此發(fā)生器2用于確定圖1未示出的發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)子的狀態(tài)。利用接口 模塊5將發(fā)生器2設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)1上的發(fā)生器設(shè)置空間4中。接口模塊5獲取 發(fā)生器信號6并從中確定發(fā)動(dòng)機(jī)1的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。通過接口模塊5的A/D轉(zhuǎn)換器 將當(dāng)前轉(zhuǎn)速的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。該數(shù)字信號接著通過信號線路7傳送 給變流器8。
振蕩傳感器3用于監(jiān)控軸承。為了分析振蕩傳感器3將其振動(dòng)信號通過信 號線路IO傳送給分析裝置11。必要時(shí)可以通過圖1中未示出的導(dǎo)線接著將對 應(yīng)的信息信號提供給變流器8。
變流器8將當(dāng)前轉(zhuǎn)速與預(yù)定的額定轉(zhuǎn)速相比較，并相應(yīng)地控制通過功率線 路9輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)1的功率。由振蕩傳感器3獲取的振動(dòng)信號也可以在控制發(fā) 動(dòng)機(jī)1的功率時(shí)得到考慮。
具有發(fā)生器2和振蕩傳感器3的發(fā)動(dòng)機(jī)l的缺點(diǎn)在于，將傳感器裝置2和
3安放在發(fā)動(dòng)機(jī)1上以及將傳感器裝置2和3與其對應(yīng)的分析和控制裝置5、 8、 11的連接需要耗費(fèi)很多工作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是找到一種裝置，其能夠簡化發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)置在發(fā) 動(dòng)機(jī)中或設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器裝置以及對應(yīng)的分析或控制部件的組裝。
按照本發(fā)明，該技術(shù)問題通過一種設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中或發(fā)動(dòng)機(jī)上、尤其是電 動(dòng)機(jī)中或電動(dòng)機(jī)上的接口模塊解決，其包括用于接收和處理來自第一傳感器部 件的第一傳感器信號的處理裝置，其中第一傳感器部件設(shè)計(jì)為獲取第一物理參 數(shù)和提供所述第一傳感器信號，其中所迷處理裝置用于另外接收和處理來自第 二傳感器部件的第二傳感器信號，該第二傳感器部件用于獲取第二物理參數(shù)和 提供所述第二傳感器信號。
如圖l所示，在將多個(gè)傳感器裝置2和3設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)1中或發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí) 產(chǎn)生這樣的問題根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)必須為每個(gè)傳感器裝置設(shè)置對應(yīng)的信號線路7 或10，這些信號線路從發(fā)動(dòng)機(jī)1到未設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)1上的分析、處理或控制裝 置和ll。相反，通過本發(fā)明的接口模塊可以將不同傳感器的傳感器信號通過同 一個(gè)線路傳送給未設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上的分析或控制裝置。這減輕了共同分析來自 多個(gè)傳感器部件的傳感器信號的難度。在此接口模塊可以設(shè)計(jì)成，除了第一和 第二傳感器部件的傳感器信號之外還通過接口模塊處理其它傳感器部件的傳感 器信號。
優(yōu)選的，所述處理裝置可以針對兩個(gè)傳感器信號具有一個(gè)共用的A/D轉(zhuǎn)換 器和/或一個(gè)共用的總線接口。這減輕了共同傳輸不同傳感器部件的傳感器信號 的難度。
如果第一物理參數(shù)不同于第二物理參數(shù)，則也可以采用本發(fā)明。在此第一 物理參數(shù)不同于第二物理參數(shù)理解為，所獲取的物理參數(shù)具有不同的單位。本 發(fā)明由此可用于不同的傳感器類型。
例如，第一傳感器部件和/或第二傳感器部件是發(fā)生器、溫度傳感器或振蕩 傳感器。如在導(dǎo)言中提及的，除了發(fā)生器之外首先還在發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控中使用溫度 傳感器和振蕩傳感器。因此有利的是本發(fā)明也可以用于溫度傳感器和振蕩傳感 器。
優(yōu)選的，所述接口模塊包括硬件和軟件部件。這些部件可用于分析或存儲
傳感器信號。通過將硬件和軟件部件集成到接口模塊中，可以極度簡化在接口 模塊內(nèi)對傳感器信號的分析。
此外，所述接口模塊包括第一傳感器部件和/或第二傳感器部件。通過將至 少一個(gè)傳感器部件集成到接口模塊中，去掉了將傳感器部件安裝到發(fā)動(dòng)^L上的 額外工時(shí)耗費(fèi)。尤其有利的是，所述傳感器部件在這種情況下已經(jīng)在工廠中就 其工作方式和由其控制的發(fā)動(dòng)機(jī)部件例如發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)軸承或制動(dòng)器得到 了初始化。由此明顯降低了啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的費(fèi)用。
在本發(fā)明中可以采用第一傳感器部件來獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度并為發(fā)動(dòng)機(jī)的 溫度模型提供輸入?yún)?shù)以用于監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承。這保證了對發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的可 靠監(jiān)控。
尤其是可以將接口模塊插在發(fā)動(dòng)機(jī)上。這可以通過將接口模塊的外殼實(shí)施 為插頭來實(shí)現(xiàn)。由此也能簡單地將接口模塊安放在發(fā)動(dòng)機(jī)上或發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，并且 帶來了較少的人工和時(shí)間的花費(fèi)。
下面借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，其中 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接口模塊； 圖2是本發(fā)明的傳感器和接口模塊。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)示出的實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)12和圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)1 —樣具有發(fā)生器13和振蕩傳感器14。 在此，在發(fā)動(dòng)機(jī)12的情況下為了更好地監(jiān)控狀態(tài)而將振蕩傳感器14設(shè)置在發(fā) 動(dòng)機(jī)12的內(nèi)部。用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)子狀態(tài)的發(fā)生器13與本發(fā)明的傳感器 和接口模塊15—起位于發(fā)生器的裝配空間16內(nèi)部。發(fā)生器裝配空間16固定在 發(fā)動(dòng)機(jī)12上。
作為對振蕩傳感器14的替換方案或者補(bǔ)充，還將至少一個(gè)溫度傳感器設(shè) 置在發(fā)動(dòng)機(jī)12中或發(fā)動(dòng)機(jī)12上。同樣除了振蕩傳感器14之外，也可以在發(fā)動(dòng) 機(jī)12中或發(fā)動(dòng)機(jī)12上安放其它振蕩傳感器。
通過線路17和18,本發(fā)明的傳感器和接口模塊15獲取發(fā)生器13和振蕩 傳感器14的傳感器信號。在此傳感器和接口模塊15可替換地還能用于從多于
兩個(gè)傳感器裝置獲取傳感器信號。此外傳感器和接口模塊15與總線系統(tǒng)19連 接。在此傳感器和接口模塊15包括分析裝置，其除了確定當(dāng)前轉(zhuǎn)速之外還允許 對振蕩傳感器14的振動(dòng)信號進(jìn)行分析。因此，在具有本發(fā)明傳感器和接口模塊 15的發(fā)動(dòng)機(jī)12中，可以不像圖1的示例中那樣安放分析裝置11。傳感器和接 口模塊15還具有A/D轉(zhuǎn)換器。
傳感器和接口模塊15在對發(fā)生器信號和振動(dòng)信號進(jìn)行了分析之后通過總 線系統(tǒng)19例如對應(yīng)于以太網(wǎng)格式向發(fā)動(dòng)機(jī)12的變流器20輸出分析信號。變流 器20在將獲取的值與預(yù)定閾值比較之后，對應(yīng)于該比較結(jié)果控制通過功率線路 21輸入發(fā)動(dòng)機(jī)12的功率。
同樣還可以將通過本發(fā)明獲得的值如軸承狀態(tài)顯示在上級控制裝置中。根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，軸承狀態(tài)的顯示僅在發(fā)動(dòng)機(jī)12上進(jìn)行，這對發(fā)動(dòng)機(jī)12的用戶來 說是不利的。通過在與總線系統(tǒng)19連接的上級控制裝置中顯示軸承狀態(tài)，發(fā)動(dòng) 機(jī)12的用戶可以更為簡單地控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的有意義的滿負(fù)荷。
此外在變流器20中或變流器20上安放分析裝置，用于分析由發(fā)動(dòng)機(jī)12 中或發(fā)動(dòng)機(jī)12上的傳感器裝置13、 14獲取的傳感器信號。傳感器和接口模塊 15在這種情況下只包括子分析或處理裝置，通過它們將傳感器信號轉(zhuǎn)換為用于 由總線系統(tǒng)19進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷健?br>
通過本發(fā)明的傳感器和接口模塊15還可以進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。然后通 過這種方式保證通過上級系統(tǒng)或變流器20控制一個(gè)或多個(gè)傳感器裝置。因此通 過本發(fā)明的傳感器和接口模塊15在發(fā)動(dòng)機(jī)中或發(fā)動(dòng)機(jī)上安放了中央智能裝置。
通過共用唯一的A/D轉(zhuǎn)換器或唯一的數(shù)據(jù)接口 ，通過發(fā)動(dòng)機(jī)中或發(fā)動(dòng)機(jī)上 的多個(gè)傳感器可以明顯降低發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和安裝費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種接口模塊(15)，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)(12)中或發(fā)動(dòng)機(jī)(12)上、尤其是在電動(dòng)機(jī)中或電動(dòng)機(jī)上，其包括用于接收和處理來自第一傳感器部件(13)的第一傳感器信號的處理裝置，其中該第一傳感器部件(13)用于獲取第一物理參數(shù)和提供所述第一傳感器信號，其特征在于，所述處理裝置用于另外接收和處理來自第二傳感器部件(14)的第二傳感器信號，該第二傳感器部件(14)用于獲取第二物理參數(shù)和提供所述第二傳感器信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口模塊(15 ),其中所述處理裝置針對兩個(gè)傳 感器信號具有一個(gè)共用的A/D轉(zhuǎn)換器和/或一個(gè)共用的總線接口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接口模塊(15 ),其中所述第一物理參數(shù)不 同于第二物理參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的接口模塊(15 )，其中所述第一傳 感器部件(13)和/或第二傳感器部件(14)是發(fā)生器、溫度傳感器或振蕩傳感 器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的接口模塊(15)，其中所述接口模 塊(15)包括硬件和軟件部件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的接口模塊(15),其中所述接口模 塊(15)包括第一傳感器部件(13)和/或第二傳感器部件(14)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的接口模塊(15),其中采用第一傳 感器部件(13)來獲取發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的溫度并為發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的溫度模型提供 輸入?yún)?shù)以用于監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的軸承。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的接口模塊(15 ),其中所述接口模 塊(15 )可插在發(fā)動(dòng)機(jī)(12 )上。
全文摘要
為了監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)(15)，通常除了發(fā)生器(13)之外還采用溫度或振蕩傳感器(14)。本發(fā)明的任務(wù)在于，找到簡化傳輸來自多個(gè)安放在發(fā)動(dòng)機(jī)(12)中或其上的傳感器裝置(13，14)的傳感器信號的手段。該任務(wù)按照本發(fā)明通過一種設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)(12)中或發(fā)動(dòng)機(jī)(12)上、尤其是電動(dòng)機(jī)中或電動(dòng)機(jī)上的接口模塊(15)解決，其包括用于接收和處理來自第一傳感器部件(13)的第一傳感器信號的處理裝置，其中第一傳感器部件(13)用于獲取第一物理參數(shù)和提供所述第一傳感器信號，所述處理裝置用于另外接收和處理來自第二傳感器部件(14)的第二傳感器信號，該第二傳感器部件(14)用于獲取第二物理參數(shù)和提供所述第二傳感器信號。
文檔編號H02P6/16GK101194414SQ200680020879
公開日2008年6月4日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月12日
發(fā)明者烏爾里克·赫恩, 卡爾-海因茨·菲爾布里, 漢斯-沃納·立波特, 邁克爾·齊斯勒, 雷納·?？颂? 馬克斯·普拉滕 申請人:西門子公司