CN104508712A - 借助移动操作设备检验工业设备内的构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助移动操作设备(1)检验工业设备(7)内的元件(5)的方法，其中，为所述元件(5)设定特定于元件的特征标记(13)。本发明的任务在于，提供一种方法，在其中，操作人员能够借助所述移动操作设备(1)快速且全面地对所述元件(5)进行检验。上述任务是通过以下方法步骤得以解决的：-通过所述操作设备(1)无接触地读取所述元件(5)的特征标记(13)；-通过将所读取的特征标记(13)与所设定的元件(5)的特征标记进行比较，来识别所述元件(5)；-将至少一种针对所识别的元件(5)的特定于元件的信息(10)传输给所述操作设备(1)；以及-在所述操作设备(1)上输出所传输的特定于元件的信息(10)。

Description

借助移动操作设备检验工业设备内的构件
技术领域
本发明涉及一种用于借助移动操作设备来检验工业设备内的元件、例如组件、构件或单个零件的方法，其中，要为所述元件设定特定于元件的特征标记。
背景技术
工业设备——例如发电站、冶金工厂、连续铸锭设备、轧钢设备等等——或者说所述工业设备的各个组件、构件或单个零件必须被定期检验，以便能够确保所述设备能够正常工作。由于所述工业设备占巨大空间、不利的环境条件(例如噪音、照明不好或者没有照明、污染)以及所述设备的经常变更，即便是对于经验丰富的操作人员而言，要能够对所述工业设备的元件(即组件、该组件的构件或者该构件的单个零件)快速地以及尤其是没有错误地进行定位、识别以及随后进行检验也是十分困难的。此外，正在进行元件检验的操作人员在该元件的位置上通常无法访问工业设备的控制模块或者说与所述工业设备关联的所谓的状态监视系统。因此，操作人员在进行检验时必须一方面由自己通过测量技术来检测元件的实际状态参数，另一方面，还必须由统计数据(例如数据单表、口头或书面提交的信息或者个人知识)求得所述元件的所容许的额定状态参数以能够检验该元件功能。由于统计数据通常是不能够更改的，因而其使用有限。但因此，即便是对于经验丰富的操作人员而言，要对所述工业设备内的元件进行检验也是困难的。而由于还要使用对位置信息不太了解的或者说对设备本身不太熟悉的人员(例如新聘人员或者借用雇员)，又进一步加剧了这个问题。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于借助移动操作设备来检验工业设备内的元件的方法，从而操作人员能够在借助所述移动操作设备的条件下
-快速地、也就是说在要检验元件的短时间内，以及
-全面地、也就是说在借助丰富的特定于元件的信息的情况下；
对所述元件进行检验。
这个任务是通过一种根据权利要求1所述的、用于借助移动操作设备来检验工业设备内的元件的方法得以实现的。有利的实施方式为从属权利要求的主题。
具体来说，所述用于借助移动操作设备检验工业设备内的元件的方法包括以下步骤，其中，要为所述元件设定特定于元件的特征标记：
-通过所述操作设备无接触地读取所述元件的特征标记；
-通过将所读取的特征标记与所设定的该元件的特征标记进行比较，来对该元件进行识别；
-将针对所识别的元件的至少一种特定于元件的信息传输给所述操作设备；以及
-在所述操作设备上输出所传输的、特定于元件的信息。
在第一步骤中，通过所述操作设备无接触地读取所述元件的例如光特征标记或者信号技术的特征标记(也称作所述元件的签名)。“无接触地读取”意味着所述操作设备在读取时无须接触所述元件就读取特征标记。接着，将所读取的特征标记与所设定的该元件的特征标记进行比较，由此能够明确地对所述元件进行识别。通过识别来确保，对正确的元件进行检验，而不是像现有技术中必要时那样对很可能布置在附近的与该元件可能相类似的物体进行检验。然后，由所述工业设备的控制模块或者由与该工业设备关联的状态监视系统将针对所识别的元件的至少一个特定于元件的信息，例如当前的实际状态参数，如压力、电流、电压、工时数、所产生的电荷数、振动数据、超过设计参数的数量或者时长等无线地传输给所述操作设备，从而在下一个步骤内能够在所述操作设备上输出特定于元件的信息。例如可以光学的方式通过显示器或者以声音的方式通过语音输出实现所述特定于元件的信息的输出。
在一种简单的实施方式中，光学地实现对所述元件的特征标记的读取。这例如可通过所述操作设备上的照相机或者条形码阅读器来实现，其拍摄所述元件的特定于元件的特征标记的图像。
因为条形码阅读器非常普遍，因此合适的是所述特定于元件的特征标记是1维或者2维的条形码。取代条形码，还可使用所谓的“移动标签”(详见http：//de.wikipedia.QRg/wiki/Mobile-Tagging)。
为了在读取光特征标记时避免由于所述操作设备的元件或者说照相机变脏而出现读取错误，有利的是光学地读取的特征标记经过错误检测方法。通过错误检测方法，能够一方面确定在读取特征标记时是否出现错误。另外，通过使用特征标记的所谓自修正代码，能够自动对错误进行修正。错误修正方法对于专业人员而言是公知的，详见：http：//de.wikipedia.QRg/wiki/FehlerkQRrekturverfahren。
原则上，错误检测方法的应用并不限于光特征标记，而是可用于所有的特征标记(因此也包括无线电特征标记)。
权利要求2的替选方案是，也能够通过无线电实现所述元件的特征标记的读取。这例如可通过操作设备上的NFC(英语也作：Near Field Communication，近场通信)接口实现，所述接口对有源或者无源RFID标签的特定于元件的特征标记进行读取。
但是除了特征标记以外，RFID标签还可将所述元件的特定于元件的状态参数(例如温度)传输给操作设备。该状态参数也可在操作设备上——可能连同来自设备控制模块或者状态监视系统的关联的额定状态参数一起——输出。
为了让所述操作设备的运动自由度达到尽可能最大，有利的是通过面向分组的无线网络将状态参数传输给所述操作设备。为此，无论是所述操作设备，还是与该操作设备关联的设备控制模块或状态监视系统，均具有至无线网络的接口。
大多合适的是，在操作设备上光学地显示出或者声音地输出所传输的特定于元件的信息。
尤其有利的是，所述特定于元件的信息为所述元件的实际状态参数。由此，可在实际条件下、尤其是在考虑到所述工业设备的当前状态的条件下进行元件的检验。此外，在此一般不是必须要现场测量所述状态参数。因而无须现场携带灵敏的测量设备。此外，可在设备工作的过程期间对元件的功能进行检验，以便能够对只有在特定工作点出现的效果进行检验。
为了使得操作员能够全面评估所述元件的功能性(例如所谓的额定-实际-比较)，有利的是，特定于元件的信息包括所识别的元件的状态参数的额定值。
为消除错误，有利的是特定于元件的信息包括数据单表或者是记录。所述记录可以指例如早先检验时的备注。
在对所述元件进行检验或者说错误消除时，如果在元件检验后将所述元件的名称以及检验的时间戳存储在数据库内，就很有利。此外，大多重要的是，将操作员的名字、实际状态参数以及必要时额定状态参数保存起来。由此，能够为该检验存档。
在对所述元件进行检验或者说错误消除时，有利的是，作为特定于元件的信息将位于设备控制模块或者状态监视系统内的、与特定于元件的例行程序相关的信息传输给所述操作设备并且所述例行程序可在操作设备上被调用或者说触发。操作人员由此可对所述元件全面进行检验。例如，可在所述元件已开始振动——例如通过锤子——之后触发振动测量的重新评估。
附图说明
本发明的其它优点和特征由下面针对非限制性实施例所作的说明中得出，其中参照了以下附图，其中：
图1a为光学地读取元件的特征标记的图示；
图1b为通过无线电来读取元件的特征标记的图示；
图2a，2b为所述操作设备的第一实施方式；
图3为所述操作设备的第二实施方式。
具体实施方式
图1a示出了在借助移动操作设备1来检验工业设备7的元件5时的方法步骤，其中，所述元件被构造为轧钢设备7的电驱动发动机。在一个未示出的操作人员对元件5进行定位之后，所述元件5被所述操作设备1识别。为此，操作设备1通过NFC接口向元件5所在的方向发出无线电信号8(即处在特定的频率范围内的电磁波)。无源RFID标签14位于所述元件5上，所述标签与特征标记13关联。通过进入的无线电信号8触发，RFID标签14将其特征标记13借助发出的无线电波8回发给操作设备1，使得操作设备1能够通过其NFC接口读取元件5的特征标记13。操作设备1接着进行所读取的特征标记13与元件5在操作设备1上存在的设定的特征标记之间的比较，从而能够明确地对工业设备7的元件5进行识别。紧接着，操作设备1通过面向分组的无线网络向与工业设备7关联的状态监视系统请求针对所识别的元件5的特定于元件的信息。具体来说，向操作设备1传输元件5的绕组的温度的实际值和额定值以及元件5的名称“发动机18/15”。所传输的针对元件5的数据显示在操作设备1的显示器4上。在所示情况下，电动机5的绕组具有当前的实际温度80℃，该温度要高于最大容许的额定温度45℃。基于这一信息，操作人员可对元件5进行其它干预，例如清洁电动机5的通风口，使得绕组温度下降到容许的温度。
图1b示出了根据本发明的方法的第二实施方式，其中，与图1a所不同的是，不是通过无线电，而是光学地来读取元件5的特征标记13。具体的说，工业设备7的元件5又具有特征标记13，该特征标记是以二维条形码15的形式(也被称作QR标签)设置在该元件的外表面上的。通过位于操作设备1正面的照相机3的视场9光学地读取特征标记13。为了避免由于污染(例如QR标签15或者照相机物镜3的污染)产生传输错误或者说读取错误，QR标签15上的特定于元件的特征标记13通过错误修正码来编码，使得操作设备1能够自动识别并且修正可能的传输错误。所读取的元件5的特征标记13通过操作设备1内未进一步示出的计算单元与设定的特征标记进行比较，从而能够明确识别元件5。接着，通过无线网络分别读出元件5的与元件相关的实际和额定状态参数，其中，所述状态参数与电动机5的温度关联。实际状态参数连同额定状态参数一起在操作设备1的显示器4上予以输出。未示出的操作人员可基于这些数据检验元件5的功能或必要时采取修正措施。
在图2a中进一步示出了操作设备1的一种实施方式的背面，以及在图2b中示出了其正面。未示出的操作人员可通过涂上胶的把手区域2手动把持操作设备1。在可通过操作人员看清的操作设备背面上，操作设备1具有显示器4，其被构造为LCD显示器。在显示器4上，可在显示区域11上显示额定状态参数以及在显示区域10上显示元件的实际状态参数，另外，可在区域12上显示工业设备7的要检验的元件5的名称。在区域7上借助交通指示灯电路以图形显示实际状态参数10与额定状态参数11的比较。如果实际状态参数10处于不容许的范围内，就显示红灯；如果实际状态参数10处于警示范围，那么就输出黄灯；如果实际状态参数10处于容许范围内，就显示绿灯。在操作设备1的正面上布置照相机物镜3，因此，所述操作设备可借助该照相机来读取特征标记13或者拍摄元件5的一张照片或照片序列(视频流)。为了即便是在视线恶劣的条件下也能够使用操作设备1，在正面上布置照明装置16。另外，所述操作设备可具有NFC接口，通过所述接口，能够通过无线电读取元件5的特征标记13。
图3进一步示出了操作设备1的另一种实施方式的正面，其中，与图2a、2b所不同的是，显示器4被实施为透明的或者说半透明的。未示出的操作人员能够通过显示器4观察到其周围的现实情况(英文即reality)，而无需为此使用照相机。所述现实情况与用于实际状态参数和额定状态参数的显示元件10-12以及用于元件5的名称的显示区域12是重叠的。因此，操作人员可扩增地感知到现实情况(英文即augmented reality)。为了能够实现元件的虚拟存档，操作设备1在正面上又具有照相机3以及被实施为照相机闪光灯的照明装置16。
操作设备1的所有上述实施方式均包括至少一个用于读取元件5的特征标记13的装置、至无线网络的接口(例如无线移动通讯网、WLAN或者DECT网)以及用于对元件5的特征标记13解码或者说用于将所读取的特征标记与所设定的元件5的特征标记进行比较的计算单元。
在上述实施方式中有利的是，操作设备1被实施为所谓的工业平板电脑。具有紧凑尺寸约300x200x30mm的操作设备包括计算单元、至无线网络的接口、具有数字罗盘的GPS或者DGPS接收器、位于操作设备正面上的照相机以及位于操作设备背面上的显示器。在检验所述元件之前，操作员可借助操作设备1快速地找到工业设备7的元件5，因为操作设备1——与公知的导航系统相类似——会将操作人员导向元件5。在此，在操作设备1的显示器4上分别显示出从操作设备1的各自实际位置至所设定的元件5的目标位置的距离r和定向(详见图3，箭头18用于说明方向)。作为显示器的附加方案或者替选方案，可通过声音输出来实现或者说辅助导航。在操作人员已经到达元件5的位置之后，进行根据本发明的用来检验元件5的步骤，具体包括：
-通过操作设备1来读取元件5的特征标记13；
-通过将所读取的特征标记13与所设定的元件5的特征标记13进行比较，来识别元件5；
-将所识别元件5的至少一种特定于元件的信息10(例如状态参数)传输给操作设备1；以及
-在操作设备上输出所传输的特定于元件的信息10。
尽管已经详细地通过有利的实施例对本发明进行了进一步的说明和描述，但本发明并非仅限于所公开的例子，还可由专业人员由此推导出其它变型，而不脱离本发明的保护范畴。
附图标记列表
1 操作设备
2 把手区域
3 照相机物镜
4 显示器
5 元件
7 工业设备
8 无线电波
9 视场
10 显示区域实际状态参数
11 显示区域额定状态参数
12 显示区域目标
13 特征标记
14 RFID标签
15 QR标签
16 照明装置
17 交通灯
18 导航区域

Claims (13)

1.用于借助移动操作设备(1)检验工业设备(7)内的元件(5)的方法，其中，为所述元件设定特定于元件的特征标记(13)，包括以下方法步骤：
-通过所述操作设备(1)无接触地读取所述元件(5)的特征标记(13)；
-通过将所读取的特征标记(13)与所设定的元件(5)的特征标记(13)进行比较，来识别所述元件(5)；
-将至少一种针对所识别的元件(5)的特定于元件的信息(10)传输给所述操作设备(1)；以及
-在所述操作设备(1)上输出所传输的特定于元件的信息(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光学地实现所述特征标记(13)的读取。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特定于元件的特征标记(13，15)为1维或2维的条形码(15)。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述光学地读取的特征标记(13，15)经过了错误检测方法。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征标记(13)的读取通过无线电进行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述特定于元件的特征标记(13，14)为有源或无源RFID标签(14)的信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定于元件的信息(10)通过面向分组的无线网络被传输给所述操作设备(1)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所传输的特定于元件的信息(10)在所述操作设备(1)光学地显示出来或者通过声音输出。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定于元件的信息(10)为所述元件(5)的实际状态参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述特定于元件的信息(10)包括所述元件(5)的状态参数(10)的额定值(11)。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定于元件的信息(10)包括数据单表或者记录。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述元件(5)进行检验后，将所述元件的名称(12)和检验的时间戳保存在数据库内。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与设备控制模块或者状态监视系统内的特定于元件的例行程序相关的信息被作为特定于元件的信息(10)传输给所述操作设备(1)，并且所述例行程序能在所述操作设备(1)上被调用。
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