DE10013023A1 - Detector and transfer device for state parameters of machines, converts structure-borne sound into electrical signal transmitted using radio-frequency modulator through main voltage line - Google Patents
Detector and transfer device for state parameters of machines, converts structure-borne sound into electrical signal transmitted using radio-frequency modulator through main voltage lineInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und Übertragen von Zustands-Kenngrößen, welche an Maschinen oder anderen technischen Einrichtungen abgegriffen werden können. Die Erfindung betrifft insbesondere die Übertragung und Übermittlung von Körperschallsignalen an solchen Maschinen, wie z. B. Motoren, Lüfter, Generatoren, Pumpen, welche rotierende oder zyklisch wiederholte Bewegungen ausführen.The present invention relates to a device for detecting and transmitting Condition parameters, which are on machines or other technical equipment can be tapped. The invention particularly relates to transmission and Transmission of structure-borne noise signals on machines such as B. motors, fans, Generators, pumps, which have rotating or cyclically repeated movements To run.
Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der WO 98/08292, welche die Erfassung, Speicherung und Übertragung von Motor-Kenndaten erörtert.Such a device is known from WO 98/08292, which describes the detection, Storage and transmission of engine characteristics are discussed.
Bei dieser Vorrichtung wird jedoch davon ausgegangen, dass zu erfassende Maschinendaten in geeigneter Weise elektronisch gespeichert werden sollen. Solcherart gespeicherte Daten sollen sodann durch eine Bedienperson gelegentlich oder turnusmässig abrufbar sein, unter Verwendung und durch Anschliessen eines tragbaren Datenerfassungsgerätes.With this device, however, it is assumed that machine data to be recorded in appropriately stored electronically. Data stored in this way are then to be called up occasionally or at regular intervals by an operator, at Use and by connecting a portable data acquisition device.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, welche gegenüber der vorgenannten Erfindung deutliche Kosteneinsparungen ermöglicht, insbesondere speicherlos arbeiten kann und bei der auf eine kostenintensive Abfrage durch eine Bedienperson verzichtet werden kann.It is an object of the invention to provide a device which is compared to the aforementioned invention enables significant cost savings, especially memory-free can work and without an expensive query by an operator can be.
Diese Aufgabe wird mit den Mitteln der unabhängigen Ansprüche gelöst.This task is solved with the means of the independent claims.
Es ist bereits bekannt, zu erfassende Maschinendaten oder -signale permanent mittels drahtgebundener Übertragungsmittel von einer zu inspizierenden Maschine in einen Kontrollraum, eine Warte oder dgl. zu leiten. Wesentlicher Kostenfaktor bei der Implementation einer solchen Lösung sind jedoch die Verlegungskosten für neu zu installierende Leitungen, welche auch im industriellen Umfeld leicht DM 10.- bis 50.- pro verlegtem Meter erreichen und daher sorgfältig geplant werden müssen.It is already known to permanently route machine data or signals to be recorded from a machine to be inspected into a control room, a control room or the like by means of wired transmission means. A significant cost factor in the implementation of such a solution, however, is the laying costs for new lines to be installed, which easily reach DM 10 to 50 per meter in industrial environments and therefore have to be planned carefully.
Die Erfindung löst das Problem der hohen Verkabelungs-Installationskosten, oder der Kosten für eine turnusmässige Abfrage durch eine Bedienperson, dadurch, dass als Signalübertragungsmedium eine normalerweise ohnehin vorhandene elektrische Netz- Versorgungsleitung verwendet wird, die eine zu inspizierende Maschine mit Strom versorgt. Die vorliegende Erfindung ist daher weniger geeignet für z. B. solche Maschinen, welche ausschliesslich mit Druckluft betrieben werden, oder keinen Netzanschluss besitzen.The invention solves the problem of high wiring installation cost, or cost for a regular query by an operator, in that Signal transmission medium a normally existing electrical network Supply line is used that supplies power to a machine to be inspected. The present invention is therefore less suitable for e.g. B. such machines, which be operated exclusively with compressed air or have no mains connection.
Auf diese Weise ist es besonders kostengünstig möglich, z. B. Körperschalldaten, Temperaturdaten oder auch elektrische Kenndaten von Maschinen zu einem zentralen Überwachungsraum zu übertragen.In this way it is particularly inexpensive, for. B. structure-borne noise data, Temperature data or electrical characteristics of machines to a central Transfer surveillance room.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.
Die Maschine 14, z. B. ein Motor, besitzt einen elektrischen Anschluss 10, 12, 13, welcher zur festen oder steckbaren Anbindung der elektrischen Einrichtungen der Maschine an z. B. ein 230-Volt Wechselspannungs-Netz geeignet ist. Ein Messignalaufnehmer, z. B. ein Körperschallaufnehmer 15, oder ein geeignetes Mikrofon, ist zur Aufnahme interessierender Maschinensignale oder -daten vorgesehen. Seine Ausgangssignale sind über eine Leitung 16 mit dem Eingang eines Verstärkers 17 verbunden, welcher für eine amplitudengetreue elektrische Verstärkung sorgt. Dessen Ausgangsleitung wird auf eine drahtgebundene, radiofrequenzmässige arbeitende Einrichtung 30 geschaltet. Diese hat die Funktion, im wesentlichen niederfrequente Wechselspannungssignale hochfrequent zu modulieren, und dann drahtgebunden über eine z. B. 230 V Wechselspannungsleitung an eine (nicht gezeichnete) Empfangsstation für solche Signale zu senden, wo diese von der Netzspannung abgekoppelt und demoduliert werden können, für eine weitere und bestimmungsgemässe Nutzung. Die radiofrequenzmässig arbeitende Einrichtung 30 weist dazu einen Converter RFC 31 auf. Solche Einrichtungen sind an sich kommerziell erhältlich und beistzen häufig eine Schwellwertschaltstufe 32, welche ankommende Signale erst dann einer weiteren Verarbeitung (Modulation) zuführt, wenn diese eine gewisse Mindesthöhe aufweisen. In der sog. Ausführungsform eines "Babyphones" sind Einrichtungen 30 besonders kostengünstig erhältlich. Die beschriebene Konfiguration kann bereits mit einfachen und extrem kostengünstigen Mitteln dazu verwendet werden, dass eine plötzlich zu laut arbeitende Maschine an einem weit entfernten Kontrollplatz als fehlerhaft diagnostiziert werden kann.The machine 14 , e.g. B. a motor has an electrical connection 10 , 12 , 13 , which for fixed or pluggable connection of the electrical equipment of the machine to z. B. a 230 volt AC network is suitable. A measurement signal pickup, e.g. B. a structure-borne sound sensor 15 , or a suitable microphone, is provided for recording machine signals or data of interest. Its output signals are connected via a line 16 to the input of an amplifier 17 , which ensures amplitude-correct electrical amplification. Its output line is switched to a wired, radio frequency working device 30 . This has the function of modulating essentially low-frequency AC signals at high frequency, and then wired via a z. B. 230 V AC line to send (not shown) receiving station for such signals, where they can be decoupled from the mains voltage and demodulated, for further and intended use. For this purpose, the radio frequency device 30 has a converter RFC 31 . Such devices are commercially available per se and often have a threshold switching stage 32 , which only delivers incoming signals to further processing (modulation) when they have a certain minimum height. In the so-called embodiment of a "baby monitor", devices 30 are available at particularly low cost. The configuration described can already be used with simple and extremely cost-effective means that a machine suddenly working too loudly at a remote control station can be diagnosed as faulty.
Für einfache Überwachungsaufgaben können dabei auch Störsignale in Kauf genommen werden, welche aufgrund der starken elektromagnetischen Felder in der Näche einer leistungsfähigen Maschine 14 auftreten können. Dieses Problem kann dadurch behoben werden, dass in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ein vom Verstärker 17 abzugreifendes Ausgangssignal auf einen A/D-Wandler 18 gegeben wird, welcher dieses in digitale Signale wandelt. Hierzu kann mit Vorteil ein Steuerungsprozessor 21 herangezogen werden, welcher auch eine nachfolgende Konvertierung eventuell parallel vorliegender Digitalsignale mittels eines Parallel-Serialwandlers 19 koordiniert. Desweiteren kann der gleiche Steuerungsprozessor dafür sorgen, dass die am Ausgang des Parallel-Serialwandlers 19 anliegenden digitalen Serialsignale zusätzliche Kenn- und Kontrollwerte erhalten, insbesondere auch mehrfach wiederholt abgegeben werden, so dass ggf verfälschte Serialsignale als solche erkennbar sind und nach Massgabe eines zugrundegelegten sogenannten Protokolls unbeachtlich bleiben können. Ein nachgeschaltetes Modem 20 konvertiert solche Serialsignale sodann wieder auf ein niederfrequentes Analogsignal, welches dem Eingang der radiofrequenzmässig arbeitenden Einrichtung 30 zugeführt wird. Dieses Analogsignal wird sodann durch die Einrichtung 30 hochfrequent moduliert und zur weiteren Auswertung mittels eines (oder ggf. mehrerer) geeigneter entfernt angeordneter radiofrequenter Demodulatoren, und eines niederfrequent arbeitenden, in der Ferne angeordneten Modems (beide Einrichtungen nicht gezeigt) über die Netzleitung 35 und das 230-Volt Versorgungsnetz weitergeleitet.For simple monitoring tasks, interference signals can also be accepted, which can occur in the vicinity of a powerful machine 14 due to the strong electromagnetic fields. This problem can be remedied in that, in an alternative embodiment of the invention, an output signal to be picked up by the amplifier 17 is given to an A / D converter 18 , which converts it into digital signals. For this purpose, a control processor 21 can advantageously be used, which also coordinates a subsequent conversion of possibly parallel digital signals by means of a parallel-serial converter 19 . Furthermore, the same control processor can ensure that the digital serial signals present at the output of the parallel-serial converter 19 receive additional characteristic and control values, in particular are also repeated several times, so that falsified serial signals can be recognized as such and in accordance with a so-called protocol can remain irrelevant. A downstream modem 20 then converts such serial signals back to a low-frequency analog signal, which is fed to the input of the radio-frequency device 30 . This analog signal is then modulated at high frequency by the device 30 and for further evaluation by means of one (or possibly several) suitable remotely located radio-frequency demodulators, and a low-frequency, remotely located modem (both devices not shown) via the mains line 35 and the like 230-volt supply network forwarded.
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