CN102611098B - 自动化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化装置，具有多个模块(8，10，12；9，11，13)，其中设有至少一个给其它模块(10，12；11，13)供给电功率的第一模块(8；9)和一个用于测定自动化装置的总功率需求的第二模块(10；11)，其中第二模块(10；11)根据在其它模块(10，12；11，13)中存储的、关于相应的模块的功率需求的信息来测定总功率需求，和将总功率需求与阈值进行比较，并取决于比较结果执行用于减少至少一个其它模块(10，12；11，13)的功率需求的措施。提出了措施，这些措施防止了由于例如将自动化装置不符合规定地或者说不恰当地安装在开关柜中和由此引起的减少的空气对流而导致的过载。

Description

自动化装置

技术领域

本发明涉及一种自动化装置，其具有多个模块，其中设有至少一个给其它模块供给电功率的第一模块和一个用于测定自动化装置的总功率需求的第二模块，其中第二模块根据在其它模块中存储的、关于相应的模块的功率需求的信息来测定总功率需求，和将功率需求与阈值进行比较，并取决于比较结果执行用于减少至少一个其它模块的功率需求的措施。

背景技术

源自西门子-产品目录ST PCS 7，第六章，2010年2月的版本，已知了一种具有多个模块的自动化装置，这些模块以布置在支架上的组件的形式来实现，它们在壳体封装部之内分别具有一个配有电的或电子的部件的电路板。这些部件的散热基本上通过对流以这样的方式和方法来实现，即空气流过部件上的壳体封装部的下侧上的开口，并且最后流过壳体封装部的上侧上的开口，其中经过壳体流出的空气抽走部件的热量。只有当支架水平地且组件垂直地布置在支架上时，才能基于这种构造的组件实现充分的散热。

为了在自动化装置中改进对流，在EP 2 073 618 A1中提出，通过能导热的接触装置将分别在组件中产生的热量输送至支架的背面上的、弯折90°的部分。在支架的总长度上延伸的这个弯折的部分设计为冷却体，在该冷却体上布置了由非储热材料制成的、带有正方形横截面的空气通道，由此在空气通道中实现了基本上是薄片状的空气流，避免了空气通道中的漩涡和湍流，并且使空气通道中有很高的空气通过量和达到非常好的散热效果。也只有当支架例如在开关柜中水平地布置时，才能在这种构造的自动化装置中实现足够的散热。

用户通常在这种自动化装置的规划的范畴中决定，哪些供电组件适合用于对于解决自动化任务所需的组件，因此这些组件，例如以CPU-，通信-，输入-/输出-或其它的适用于自动化装置的组件为形式，在全负荷的情况下也可以被充足地供给相应的电功率。此外规划软件借助组件特殊的信息检验，在所需组件数量和由此所需的能量需求的数量方面，和在垂直装入的组件的相应的功率消耗以及在装配地点的最大允许的环境温度方面，自动化装置的所需的结构是否是被允许的。对于这种情况，即该结构是被允许的，则在功率平衡方面完成规划。

在规划的自动化装置的开始运转的范畴中和在规划的硬件配置的改变的范畴中，在用于完成自动化任务的自身的控制运行之前首先检验，可以由规划的供电组件在全负荷的情况下提供的最大的电功率是否实际上也足以对组件进行足够的供电。为此，CPU-组件读出了存储在组件中的、关于组件的相应的功率需求和相应的功率消耗的信息并且从该信息中计算出自动化装置的总功率需求。此外，CPU-组件读出了存储在供电组件中的、关于最大电流输出和关于可以由它来提供的最大功率的信息，并且将该功率与自动化装置的总功率需求进行比较。对于这种情况，即总功率需求超过最大功率，则CPU-组件防止了，即自动化装置“高速运转”并开始进行控制运行(运行状态“RUN”)，或解除至少一个由此不参与控制运行的组件。对于这种情况，即自动化装置具有多个供电组件，则CPU-组件当然从每个供电组件中存储的关于相应的供电组件的最大功率输出的信息中测定最大可能的总功率输出。

在全负荷的情况下，规划的自动化装置的无干扰的运行-如已经提及的-仅仅当确保了足够的散热时才得以确保。这意味着，由于已知的自动化装置的设计的构造，支架必须水平地或组件垂直地安装在开关柜中，或必须定位或者说布置在特别合适的安装地点处。对于这种情况，即用户在开关柜中水平地布置该组件，则不再确保足够的散热，由此组件可能在全负荷的情况下过度加热并且停止运转。

由EP 2 149 956 A1中已知了一种开头所述类型的自动化装置。在那里，以电源模块为形式的供电模块和以沉降模块为形式的其它模块用标识工具标出，其代表考虑到电源模块的相应的功率容量或功率输出，和考虑到沉降模块的相应的功率需求。基于这种标识工具，既可在发出电流的模块或者说组件又可在吸收电流的模块或者说组件上实现功率平衡。未设置用于防止由于例如在开关柜中的不符合规定的并且不恰当的安装而引起的过载并且用于防止由此引起的减少的空气对流的措施。

发明内容

因此，本发明的目的在于，实现一种开头所述类型的自动化装置，该自动化装置避免了这种缺点。

该目的由此实现，即自动化装置配有位置传感器，该位置传感器在自动化装置的装配地点或安装地点处检测其位置，其中第二模块取决于自动化装置的位置来预定或者说确定阈值。

本发明从这样的思想出发，即能够实现“与位置相关的”的功率平衡。与自动化装置的装配位置无关，例如与以下因素无关，即自动化装置水平地或垂直地装配或安装，确保了，如果达到或超过阈值或者说允许的功率输出，则阻止例如自动化装置的或自动化装置的模块中的至少一个模块的运行。例如在开关柜中水平地装配自动化装置的支架的情况下和在支架上垂直地装配已知的组件的情况下，相应于最大功率来选择阈值，供电组件可以在全负荷时提供该最大功率；在这个装配位置上，基于组件的结构而确保了良好的空气对流和散热，所以可以由此出发，即在组件的全负荷运行中避免过度加热。如果相反地垂直地装配支架，也就是说，组件水平地布置，则因此在该装配位置上不再有良好的空气对流和散热。所以在这种情况下由此出发，即在全负荷运行中，当相应于最大功率选择阈值且该最大功率可以在全负荷的情况下由供电组件提供时，则组件被过度加热。为了避免这种情况，在这个装配位置上选择的阈值较小，例如CPU-组件相应于最大功率的0.6倍来设定阈值或者说允许的功率输出，且该最大功率可以在全负荷的情况下由供电组件提供。如果CPU-单元测定了组件的总功率需求，且总功率需求高于这个阈值，则因此CPU-单元为自动化装置的至少一个组件执行用于减少功率需求的措施。阈值这样选择，即尽管在散热减少的情况下也确保了自动化装置的无干扰的运行，以及组件不过度加热。对于这种情况，即剩余组件的功率需求总是高于这个阈值，则CPU-单元再次关闭其它的组件之一，其中可能出现的是，由于CPU-组件将自动化装置切换到运行状态“STOPP”中，因此自动化装置不开始进行控制运行。

在本发明的一个设计方案中提出，显示出达到或超过阈值，由此用户可以执行合适的措施，目的是根据装配位置防止全负荷。

本发明的其它的实施方案在其它的从属权利要求中给出。

附图说明

根据附图形象说明本发明的实施例，在下侧进一步阐述本发明、本发明的设计方案以及优点。

图中示出：

图1示出装配有自动化装置的开关柜的简图，和

图2示出自动化装置的一个自身已知的组件。

具体实施方式

在图1中开关柜用1表示，在开关柜中安装了第一和第二自动化装置2，3和另外的电的和电子的构件4。自动化装置2，3具有多个模块，这些模块在当前的实施例中设计为组件。该组件彼此相邻地在支架5，6上，例如在汇流排的形式的支架上向上摆动或在向上摆动之后借助这里未示出的螺栓连接部紧固在这些支架5，6上。支架5，6分别具有四个穿孔，在穿孔中同样引入了在这里未示出的螺栓连接部，以用于将支架5，6固定或安装在开关柜1中。每个自动化装置2，3具有一个供电组件8，9、一个CPU-组件10，11以及另外的对于自动化装置2，3的运行所需要的外围-，功能-以及通信组件12，13，其中组件通过总线或通过其它适合的连接来交换信息。当然，两个自动化装置2，3同样通过通信线路彼此连接，或两个支架5，6仅仅配有自动化装置的组件，其中在最后所述的情况中，每个支架5，6具有一个所谓的连接组件，该连接组件通过适合的通信连接部彼此连接。

每个供电组件8，9具有一个存储器14，15，在该存储器中，分别存储了相应的供电组件8，9的最大电流输出和功率输出。自动装置2，3的其它组件，也就是说CPU-组件10，11和外围-，功能-以及通信组件12，13同样配有存储器16，17，在存储器中存储了相应的组件的电流-和功率需求，在组件的全负荷运行期间需要这些电流-和功率需求。

电流供给装置8，9和其它组件10，11，12，13在壳体封装部的下侧和上侧上具有用于对其部件进行散热的开口。对此在下面的图2中指出，其中示出了布置在支架18上的、自身已知的组件19。散热主要是通过对流以这样的方式和方法，即空气流过壳体封装部20的下侧上的开口，经过组件电的和电子的部件，并且最后流过壳体封装部20的上侧上的开口21，其中流过壳体的空气抽走部件的热量。基于组件19的这种结构，仅仅当支架18水平地布置在开关柜中且组件19垂直地布置在支架18上时，才能在控制运行期间实现足够的散热。

在接通自动化装置2，3(图1)之后或在改变自动化装置2，3的硬件配置之后，在这个范畴中添加一个新的组件或更换一个组件，自动化装置2，3的相应的CPU-组件10，11首先实现“与位置相关”的功率平衡，CPU-组件10，11在自身的控制运行之前实现这种功率平衡。

CPU-组件10读取所有组件8，10，12的存储器14，16，并且借助存储在那里的信息，考虑到供电组件8的最大功率输出和相应的组件8，10，12的功率需求，以及考虑到支架5和组件8，10，12的装配位置，检验供电组件8的被允许的功率输出是否足够满足这些组件8，10，12的总功率需求。由于CPU-组件10的位置传感器22传输支架5的装配位置和CPU-组件10的组件8，10，12的装配位置，并由此认识到，即支架5水平地安装，并且组件8，10，12安装在垂直的装配位置上，则CPU-组件10确定供电组件8的最大功率输出作为阈值，也就是说，作为允许的功率输出。CPU-组件10将该最大功率输出与自动化装置2的总功率需求进行比较，其中对于这种情况，即该总功率需求超过最大功率输出，则CPU-组件10执行功率限制的措施，也就是说执行用于减少功率需求的措施，用于至少一个组件12。例如CPU-组件10断开组件12之一，或者将该组件和所有的组件切换到运行状态“STOPP”，其中在所有的情况下都不开始进行控制运行。

对于这种情况，即不超过最大的功率输出，这通常由符合规定的水平安装的自动化装置2，和组件8，10，12相关于散热(图2)的设计措施得出，自动化装置2的CPU-组件10转换到在控制运行中。

以相应的方式和方法，CPU-组件11实现相关于自动化装置3在开始进行控制运行之前“和位置相关”的功率平衡。CPU-组件11读取所有组件9，11，13的存储器15，17并检验-如所述地-供电组件9的最大功率输出是否足够满足组件9，11，13的总功率需求。与自动化装置2不同的是，自动化装置3的CPU-组件11根据位置传感器23的信号识别出，即支架5垂直地安装，并且组件9，11，13安装在一个水平的安装位置上。这种安装位置和组件9，11，13在散热方面的结构设计意味着，当为了满足组件9，11，13的总功率需求，供电组件9可能输出其最大功率时，组件9，11，13可能出现过度加热。因此CPU-组件11作为阈值，也就是说作为允许的功率输出预定了供电组件8的最大功率输出的0.6倍，其中这样选择该阈值，即组件9，11，13在水平的安装位置上可以在环境气温为65℃的条件下运行，而不会过度加热组件9，11，13。

对于这种情况，即组件9，11，13的总功率需求超过允许的功率输出，-如所述地-CPU-组件11执行功率限制的措施，用于至少一个组件13。对于这种情况，即没有超过允许的功率输出，则自动化装置3的CPU-组件11变换到控制运行中。

位置传感器22，23自然不需要安装在支架5，6上，而是也可以作为组件之一的组成部分，优选是CPU-或供电组件的构件。

Claims (5)

1.一种自动化装置，所述自动化装置具有多个模块（8，10，12；9，11，13），其中设有至少一个给其它模块（10，12；11，13）供给电功率的第一模块（8；9）和一个用于测定所述自动化装置的总功率需求的第二模块（10；11），其中所述第二模块（10；11）

-根据在其它模块（10，12；11，13）中存储的、关于模块的功率需求的信息来测定总功率需求，和

-将总功率需求与阈值进行比较，并取决于比较结果执行用于减少至少一个其它模块（10，12；11，13）的功率需求的措施，其特征在于，所述自动化装置配有位置传感器（22；23），所述位置传感器在所述自动化装置的装配地点或安装地点处检测所述自动化装置的位置，其中所述第二模块（10；11）取决于所述自动化装置的所述位置来预定或者说确定所述阈值，

-所述模块（8，10，12；9，11，13）是布置在支架（5；6）上的组件，其中所述支架（5；6）或所述组件中的一个配有所述位置传感器（22；23）。

2.根据权利要求1所述的自动化装置，其特征在于，所述第二模块（10；11）在第一位置上预定或者说确定第一阈值，并且在第二位置上预定或者说确定比所述第一阈值更小的第二阈值。

3.根据权利要求2所述的自动化装置，其特征在于，所述第一阈值相应于所述第一模块（8；9）的最大功率。

4.根据权利要求2或3所述的自动化装置，其特征在于，所述第二模块（10；11）显示出达到或超过所述第一或第二阈值。

5.根据权利要求1所述的自动化装置，其特征在于，所述自动化装置具有多个配有组件的组件支架，其中每个组件支架或每个组件支架的一个组件配有一个位置传感器。