CZ299694B6

CZ299694B6 - Zarízení pro kontrolu elektrického pohonu

Info

Publication number: CZ299694B6
Application number: CZ20001697A
Authority: CZ
Inventors: Benke@Harald-Peter; Horbach@Robert; Kutzer@Heinz
Original assignee: Areva Np Gmbh
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2008-10-22
Also published as: UA46164C2; EP1031041A1; BR9814132B1; EP1031041B1; DE59804604D1; CA2309678A1; JP3525178B2; TW407211B; RU2229142C2; US6362744B1; HUP0004753A3; JP2001523004A; HU222935B1; WO1999024840A1; CZ20001697A3; ES2178855T3; BR9814132A; HUP0004753A2; DE19749842A1; CA2309678C

Abstract

Rešení se týká zarízení pro kontrolu elektrickéhopohonu (15) a/nebo mechanického zarízení prirazeného pohonu (15), kterým je zejména armatura nebo ovladac. Pohonu (15) a/nebo mechanickému zarízení je prirazena konstrukcní jednotka (1), která má prípoje (C, U, L, I). K prípojum (C, U, L, I) je pripojitelný diagnostický modul (2). Zarízení pro kontrolu elektrického pohonu (15) obsahuje zarízení pro zásobování energií pro diagnostický modul (2), které je pripojeno k napájecímu vedení (16) diagnostického modulu (2) spínacem (13a), který je aktivován alespon jedním prípojem (U1 až Un) na konstrukcní jednotce (1) nebo externím signálem a aktivujezarízení pro zásobování energií.

Description

Zařízení pro kontrolu elektrického pohonu

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro kontrolu elektrického pohonu a/nebo mechanického zařízení, přiřazeného pohonu, kterým je armatura nebo ovladač, přičemž pohonu a/nebo mechanickému zařízení je přiřazena konstrukční jednotka, která má přípoje, a přičemž na přípoje se nechá připojit diagnostický modul.

Dosavadní stav techniky

Zařízení pro kontrolu elektrického pohonu např. mechanického zařízení, které je s ním spojené, může to být armatura nebo ovladač, je nutné, aby se mohl kontrolovat funkční stav pohonu a/nebo ovladače. Trvalou kontrolou se mohou včas rozpoznat poruchy nebo změny v pracovní charakteristice pohonu a/nebo ovladače. Pokud je mechanickým zařízením armatura nebo ovladač, které mohou např. být částí elektrárny, mohou se včas rozpoznat změny a/nebo poškození, které ještě neovlivňují spolehlivost armatury nebo ovladače, ale mohou způsobit bezpečnostně relevantní poškození nebo funkční poruchy. Poškozený pohon nebo pohon s poruchou funkce a/nebo poškozené mechanické zařízení nebo mechanické zařízení s poruchou funkce se tedy může včas rozpoznat a potom se mohou provádět údržbové práce, může se opravovat nebo nahradit. To samé platí pro případ, že elektrický pohon je přiřazen ovladači v kolejovém systému, přičemž se zejména může jednat o ovladač železniční výhybky.

Z EP 0 609 261 Bl je známo zařízení ke kontrole elektrického pohonu, kterým je zejména pohon armatury. Pohonu je přitom přiřazena konstrukční jednotka, ve které od napájecího vedení pohonu vystupující měřicí vedení napětí, která končí na snímačích napětí na konstrukční jednotce. Mimoto jsou v konstrukční jednotce napájecím vedením přiřazené proudové měniče, které jsou přes měřicí vedení proudu spojené se snímači proudu na konstrukční jednotce. Proudové měniče jsou zpravidla přiřazeny napájecím vedením bez přerušení těchto napájecích vedení, např. induktivně. Na přípoje konstrukční jednotky se nechá připojit diagnostický modul. Tímto diagnostickým modulem je u známých provedení diagnostický konektor, který je spojen s centrální měřicí a vyhodnocovací jednotkou. Diagnostický konektor přijímá signály, přítomné na přípojích a vede je přes vedení k měřicí a vyhodnocovací jednotce.

Z DE 39 36 988 C2 je znám diagnostický modul, konstruovaný jako konektor, který obsahuje uspořádání, zpracovávající signál. Toto uspořádání musí být, protože kontrola pohonu musí být bez přerušení, trvale připojeno ke zdroji napájecího napětí. Protože v oblasti pohonu, který chceme kontrolovat, není k dispozici žádná vhodná pomocná energie, musí se diagnostický modul buď napájet zvenčí přes nákladné vedení, nebo se musí opatřit relativně velkou baterií. Dosud tedy nebylo hospodárné konstruovat diagnostický modul bez stálého spojení s centrálně umístěnou měřicí a vyhodnocovací jednotkou.

Vynález má za úkol poskytnout zařízení pro přezkoušení elektrického pohonu nebo ovladače a/nebo mechanického zařízení, přiřazeného pohonu, přičemž zařízení zahrnuje diagnostický modul, který během kontroly nemusí být spojen s centrální vyhodnocovací jednotkou a proto potřebuje jenom relativně malý napájecí výkon popř. relativně malé zařízení pro zásobování energií.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje zařízení pro kontrolu elektrického pohonu a/nebo mechanického zařízení 55 přiřazeného pohonu, kterým je zejména armatura nebo ovladač, přičemž pohonu a/nebo mecha-1 CZ 299694 B6 nickému zařízení je přiřazena konstrukční jednotka, která má přípoje, a přičemž k přípojům je připojitelný diagnostický modul, podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje zařízení pro zásobování energií pro diagnostický modul, které je připojeno k napájecímu vedení diagnostického modulu spínačem, který je aktivován alespoň jedním přípojem na konstrukční jednotce nebo externím signálem a aktivuje zařízení pro zásobování energií.

Tím se dosahuje výhody, že diagnostický modul má dva provozní mody. Pokud nejsou k dispozici žádné signály, které je třeba zpracovávat, nachází se modul v modu spánku, šetřícím energii. Pokud existují jeden nebo několik signálů, přechází modul do pracovního modu. Přednostně se vychází následovně v diagnostickém modulu smálo energií, také tehdy, když. pro jeden nebo několik diagnostických modulů není upravena žádná měřicí a vyhodnocovací jednotka. Pro vlastní potřebu diagnostického modulu postačuje malý elektrický zásobník energie, například baterie, nebo malé napájecí vedení s malým průřezem.

Tím se dosahuje zejména výhody, že diagnostický modul se může používat u konstrukčních jednotek různých pohonů časově a místně po sobě, aniž by z diagnostického modulu musely vystupovat překážející vodiče, zejména datová vedení. Kontrola elektrických pohonů na různých místech je tím možná rychle a jednoduše.

Diagnostickému modulu je jako zařízení pro zásobování energií přiřazen například elektrický zásobník energie a/nebo napěťový zdroj, od kterých vede k diagnostickému modulu napájecí vedení. Elektrický zásobník energie může nebo nemusí být schopen opětovného nabití. Může to být i elektrický kondenzátor. Díky modu spánku postačuje zásobování energií takového typu pro energetickou potřebu diagnostického modulu.

Zařízení pro zásobování energií se nechá zapnout například pomocí signálu pracovního napětí a/nebo pracovního proudu a/nebo ovládacího napětí a/nebo jiného signálu, ležícího na alespoň jednom přípoji konstrukční jednotky. Teprve když je na pohonu např. pracovní napětí a/nebo ovládací napětí, aktivuje se diagnostický modul. Pokud je pohon v klidu, je také diagnostický modul v modu spánku. Protože se elektrický pohon, který je např. přiřazen k mechanickému zařízení, zapíná jenom tehdy, když se má mechanické zařízení pohybovat, zůstává diagnostický modul přednostně velmi dlouho v modu spánku.

Spínač, uspořádaný v napájecím vedení diagnostického modulu, se například může sepnout pomocí signálu pracovního napětí, pracovního proudu a/nebo ovládacího napětí pohonu a/nebo pomocí jiného signálu. Tím se diagnostický modul přepne do pracovního modu.

S napájecím vedením, které může být přerušováno pomocí spínače, se pro vlastní napájení diagnostického modulu vychází s málo energií, protože tento se ocitá v modu spánku, zatímco se pohon nachází ve stacionárním stavu.

Diagnostický modul například obsahuje vyhodnocovací jednotku (procesor). Tím se dosahuje výhody, že přečtená data pohonu se ukládají a/nebo vyhodnocují přímo v diagnostickém modulu a/nebo se mohou generovat jeden nebo několik nových signálů. Spojení vedením s centrální vyhodnocovací jednotkou potom není třeba, nebo se vystačí s výkonově slabým vedením, protože velká část vyhodnocení se již provádí v diagnostickém modulu. Napájení energií takové vyhodnocovací jednotky v diagnostickém modu je zaručeno malým zařízením, např. baterií, nebo malým napájecím vedením, protože diagnostický modul se přednostně udržuje v modu spánku, zatímco pohon je ve stacionárním stavu.

Diagnostický modul je například schopen kalibrování a má k tomu kalibrační vstup a/nebo kalibrační výstup, které jsou např. spojeny s vyhodnocovací jednotkou. Na libovolných signálových vstupech, např. na kalibračním vstupu, se mohou načítat známé hodnoty, načež na kalibračním výstupu se vydávají skutečné hodnoty.

-2CZ 299694 B6

Pomocí těchto skutečných hodnot a známých hodnot se stanovuje, zpravidla mimo diagnostického modulu, přenosová funkce (kalibrační křivka) diagnostického modulu, zejména vyhodnocovací jednotky. Tato přenosová funkce se ukládá v diagnostickém modulu, např. ve vyhodnocovací jednotce, poté co byla zadána, např. přes kalibrační vstup. Tím se může k posouzení pohonu nebo mechanického zařízení usuzovat na vhodné hodnoty.

V diagnostickém modlu může existovat datová paměť, která je spojena např, s vyhodnocovací jednotkou. Tam se mohou ukládat měřená nebo vypočítaná data, dokud se diagnostický modul později nepřipojí na externí vyhodnocovací jednotku za účelem přečtení a dalšího zpracování dat.

'

S vyhodnocovací jednotkou v diagnostickém modulu může být spojena paměť žádaných hodnot, která obsahuje žádané hodnoty. Když se ve vyhodnocovací jednotce zjistí, že měřené nebo vypočítané hodnoty překračují žádanou hodnotu nebojí nedosahují, může se vydávat signál, charakterizující pohon nebo přiřazené mechanické zařízení.

S vyhodnocovací jednotkou a/nebo s datovou pamětí mohou být spojeny jedno nebo několik signalizačních zařízení, např. světelné diody, kterými se znázorňuje, že data jsou k dispozici, nebo že jsou uložena.

Diagnostický modul má například tvar zástrčky a přípoje na konstrukční jednotce jsou snímače k přijmutí zástrčky. Tím se dosahuje výhody, že diagnostický modul se může jednoduše a rychle přepojit od jedné konstrukční jednotky na druhou, takže se v krátké době může kontrolovat několik pohonů a/nebo přiřazených mechanických zařízení.

Diagnostický modul může být podle jiného příkladu zásuvná deska, která se rovněž může lehce přepojit z jedné konstrukční jednotky na druhou.

Diagnostický modul se ale konečně také může pevně namontovat, přičemž je nutné každé konstrukční jednotce přiřadit takový diagnostický modul.

Podle jiného příkladu může být diagnostický modul mobilním modulem, který se nechá lehce přepoj it a pomocí vhodných zařízení se může přiřadit více pohonům nebo mechanickým zařízením, např. ve společné větvi napájení energií.

Diagnostický modul například obsahuje čtecí zařízení, které je spojené s kódovaným vstupem, který se nechá připojit ke kódovanému přípoji konstrukční jednotky. Na kódovaném přípoji konstrukční jednotky je přítomna kódovaná informace, která charakterizuje pohon nebo mechanické zařízení, které chceme kontrolovat. Dosahuje se výhody, že při kontrole elektrického pohonu popř. mechanického zařízení, se rychle automaticky rozpoznává, na kterém z mnoha pohonů popř. mechanických zařízení v systému je diagnostický modul připojen.

Se zařízením pro přezkoušení elektrického pohonu popř. přiřazeného mechanického zařízení podle vynálezu se zejména dosahuje výhody, že diagnostický modul vystačí s tak malým množstvím energie, že se v diagnostickém modulu může umístit a zásobovat energií zejména vyhodnocovací jednotka a/nebo také paměť a že diagnostický modul je přesto tak lehký a kompaktní, že se může postupně za sebou používat na různých konstrukčních jednotkách.

Přehled obrázku na výkrese

Zařízení podle vynálezu ke kontrole elektrického pohonu a/nebo přiřazeného mechanického zařízení se blíže vysvětluje podle obrázku. Tam je takové zařízení znázorněno schematicky.

-3CZ 299694 B6

Příklady provedení vynálezu

Obrázek ukazuje konstrukční jednotku 1 se přípoji Cl až Cn pro kódované signály, připojí LI až L3 pro napěťové signály, připojí Π až 13 pro proudové signály a přípoji UI až Un pro pracovní nebo ovládací napětí pohonu 15, který chceme kontrolovat. Napěťové signály vystupují v konstrukční jednotce ρπϊπο z napájecích vedeni 1 a pohonu 15. Přípoje II az Ϊ3 pro proudové signály jsou v konstrukční jednotce i přiřazeny, např. induktivně, napájecím vedením ta. Pohon 15 pohání mechanické zařízení, kterým může být armatura nebo ovladač.

io S konstrukční jednotkou i je spojen diagnostický modul 2, který může být konstruován jako zástrčka. K tomu jsou na konstrukční jednotce 1_ vytvořeny přípoje C, U, L, I, např. jako čidla k přijmutí kontaktů zástrčky. Diagnostický modul 2 může být ale také montován pevně nebo odděleně. V diagnostickém modulu 2 jsou přípoje LI až L3 pro napěťové signály přes modul 3a ke galvanickému oddělení spojeny se signálovým kondicionérem 4. Přípoje Π až 13 pro proudové signály jsou přímo a/nebo přes stejný nebo přes jiný modul 3b ke galvanickému oddělení ve spojení se signálovým kondicionérem 4. Tento je ve spojení svým výstupem přes analogovědigitální měnič 5 s vyhodnocovací jednotkou 6.

S vyhodnocovací jednotkou 6 jsou přes čtecí zařízení 14 ve spojení také přípoje Cl. až Cn pro 20 kódované signály. K uložení dat, zpracovávaných ve vyhodnocovací jednotce 6, je tato spojena s datovou pamětí 7.

Vyhodnocovací jednotka 6 může být stranou vstupu spojena s pamětí 8 žádaných hodnot, aby se vypočítané hodnoty mohly porovnávat ze žádanou hodnotou. Vyhodnocovací jednotka 6 je dále spojena s kalibračním vstupem 9a a s kalibračním výstupem 9b. Přiváděním známých hodnot na kalibračním vstupu 9a nebo na jiném vstupu, např. paměti 8 žádaných hodnot, dostaneme na kalibračním Výstupu 9b žádané hodnoty a z nich kalibrační křivku. Tato, nebo také známá kalibrační křivka, se zvnějšku může přivádět na kalibrační vstup 9a do vyhodnocovací jednotky 6. S vyhodnocovací jednotkou 6 a/nebo s datovou pamětí 7 mohou být spojena signalizační zařízení

10a, 10b, např. světelné diody, které ukazují, zda jsou data k dispozici. Signalizační zařízení 10a,

10b se mohou používat i pro jiné účely. Z vyhodnocovací jednotky 6 nebo zpaměti 7 mohou vycházet výstupní datová vedení JJ_, 12 s přípoji, přes které se mohou odevzdávat data na neznázoměnou centrální vyhodnocovací jednotku.

Pro napájení energií diagnostického modulu 2 tento sám obsahuje například elektrický zásobník L3 energie, ze kterého vychází systém napájecích vedení 16, který napájí součásti (spotřebič energie) diagnostického modulu 2. Napájecí vedení 16 mohou být také přivedena od externího zdroje napětí do diagnostického modulu 2. '

Pracovní napětí a/nebo ovládací napětí pohonu 15, která jsou přítomná na přípojích UI až Un na konstrukční jednotce 1, jsou spojena spínačem 13a s napájecím vedením 16, které vychází ze zásobníku energie 13 nebo z neznázoměného napěťového zdroje.

Pokud pohon 15 opouští stacionární stav, potom se pomocí z toho plynoucích změn napěťových signálů a/nebo proudových signálů a/nebo pracovního nebo ovládacího napětí spojuje elektrický zásobník j3 energie nebo externí zdroj napětí se spotřebiči energie v diagnostickém modulu 2. Pokud se nemění ani stacionární stav, ani pracovní nebo ovládací napětí, nachází se tedy spotřebič energie diagnostického modulu 2 v modu spánku, takže se vystačí s malým zásobníkem J3 energie jakož i s malými napájecími vedeními. Teprve tím je možná snadno ovladatelná kons50 trukce diagnostického modulu 2 s integrovanou vyhodnocovací jednotkou 6, takže se může lehce po sobě používat na různých konstrukčních jednotkách 1.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY piv auiniuiu vívikli ivi\.vnu pununu i y u/uvuv iiivvnuinvAvnv zxííiza/íil jji iiu^viiviiu pohonu (15), kterým je zejména armatura nebo ovladač, přičemž pohonu (15) a/nebo mechanickému zařízení je přiřazena konstrukční jednotka (1), která má přípoje (C, U, L, I), a přičemž k přípojům (C, U, L, I) je připojitelný diagnostický modul (
2), vyznačující se tí m , že obsahuje zařízení pro zásobování energií pro diagnostický modul (2), které je připojeno k napájecímu vedení (16) diagnostického modulu (2) spínačem (13a), který je aktivován alespoň jedním přípojem (U1 až Un) na konstrukční jednotce (1) nebo externím signálem a aktivuje zařízení pro zásobování energií.

15 2. Zařízení podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že zařízením pro zásobování energií je zásobník (13) energie, přiřazený diagnostickému modulu (2) a/nebo napěťový zdroj, od kterých vede k diagnostickému modulu (2) napájecí vedení.
3. Zařízení podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m , že zařízení pro 20 zásobování energií je zapnuté 1 né pomocí signálu pracovního napětí, přítomného na alespoň jednom přípoji (U1 až Un), a/nebo pracovního proudu a/nebo ovládacího napětí pohonu (15).
4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že spínač (13a), uspořádaný v napájecím vedení (16), je zapnutelný pomocí signálu pracovního napětí, přítomného na alespoň jed25 nom přípoji (U1 až Un), a/nebo pracovního proudu a/nebo ovládacího napětí pohonu (15).
5. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že diagnostický modul (2) obsahuje vyhodnocovací jednotku (
6).

30 6. Zařízení podle nároku 5, vy značu j ící se t í m , že vyhodnocovací jednotka (6) je spojena s kalibračním vstupem (9a) diagnostického modulu (2) a/nebo s kalibračním výstupem (9b) diagnostického modulu (2).
7. Zařízení podle jednoho z nároků l až 6, vyznačující se modulu (2) je upravena datová paměť (7).
8. Zařízení podle jednoho z nároků 5 až 7, vy z n ač uj íc í se jednotkou (6) je spojena paměť (8) žádaných hodnot.
9. Zařízení podle jednoho z nároků 5 až 8, vyznačující se jednotkou (6) je spojeno signalizační zařízení (10b).

t í m , že v diagnostickém t í m , že s vyhodnocovací t í m, že s vyhodnocovací
10. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tí m , že diagnostický modul (2) má tvar zástrčky a přípoje (C, U, L, I) na konstrukční jednotce (1) jsou odbočkami pro

45 vložení této zástrčky.
11. Zařízení podle jednoho z nároků 1 az 9, vy z n a č uj í c í se t í m, že diagnostickým modulem (2) je zásuvná deska s plošnými spoji.

50
12. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že diagnostický modul (2) je pevně instalovatelný.
13. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že diagnostickým modulem (2) je mobilní modul.

-5CZ 299694 B6
14. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 13, v y z n a č u j í c í se tí m , že diagnostický modul (2) obsahuje čtecí zařízení (14), které je spojeno s kódovaným vstupem, který je připojitelný ke kódovacímu přípoji (C) konstrukční jednotky (1).