DE102012103245A1

DE102012103245A1 - Vereinfachte Inbetriebnahme von Antrieben mit individuellen Motordaten

Info

Publication number: DE102012103245A1
Application number: DE201210103245
Authority: DE
Inventors: Martin Ehlich; Manfred Tinebor
Original assignee: Lenze Automation GmbH
Current assignee: Lenze Automation GmbH
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit mehreren Verfahren zur erleichterten Inbetriebnahme von Antrieben. Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Inbetriebnahme einfach zu gestalten, sie kostengünstig auszugestalten, und dabei Antriebsspezialisten bei der Inbetriebnahme entbehrlich zu machen. Es sollen mit der Erfindung auch parameter-sensitive Identifikationsverfahren vermieden werden, welche nicht einfach zu implementieren oder bei der Inbetriebnahme zu beachten sind. Die Aufgabe kann übergeordnet als eine solche Vereinfachung eines Inbetriebnahmevorgangs gestaltet sein. Vorgeschlagen wird dazu ein Verfahren zur Inbetriebnahme zumindest eines Antriebsstrangs (11, 11') mit einem Antriebsregler (12; 12a, 12b) und einer Maschine (10, 10'). Für die jeweilige Maschine (10) werden zumindest diese beschreibende Ersatzschaltbilddaten bei einer Endprüfung der jeweiligen Maschine mit Hilfe eines Prüfstands (30) mit Messeinrichtungen (30; 31, 32, 33, ...) ermittelt. Die Ersatzschaltbilddaten werden in einem Speicher (60, 61, 62, 63) abgelegt und darin zumindest bis zur Inbetriebnahme des Antriebsstrangs gespeichert. Die Ersatzschaltbilddaten der Maschine (10) werden im Verlauf der erfolgenden Inbetriebnahme aus dem Speicher (60, 61, 62, 63) durch ein Auslesen und ein Speichern (d, a) im Antriebsregler (12) oder in einer diesen ansteuernden, übergeordneten Maschinensteuerung (51) zugeordnet. Der Speicher (60, 60') kann an der Maschine (10, 10') angeordnet sein. Der Speicher (63) kann auch eine mit Kontrasten arbeitende graphische Codierung auf einer Fläche als ein QR-Code sein. Der Speicher (62) kann auch in einer Cloud (49) platziert sein.

Description

Die Erfindung befasst sich mit mehreren Verfahren zur erleichterten Inbetriebnahme von Antrieben.
Unter einem Antrieb soll im Sinne der beanspruchten Erfindung ein Satz von antriebstechnischen Komponenten verstanden werden, welche der Antriebstechnik zuzurechnen sind; dazu gehören eine elektrisch angetriebene Maschine, ein Umrichter im Antriebsregler und eine Steuerung, auch im Antriebsregler. Die Steuerung steuert den Umrichter. Der Umrichter betreibt die Maschine mit zugehörigem Strom und Spannung im Leistungsbereich. Der Umrichter setzt das von seiner Steuerung erhaltene Signal in den Leistungsbereich der Maschine um, meist im Rahmen eines Motors als Antriebsmotor, insbesondere Servomotor. Der Antriebsstrang aus der Steuerung, dem Umrichter und der Maschine wird abgekürzt auch als Antrieb benannt. Er ist Bestandteil eines Antriebssystems, das mehrere Antriebe haben kann.
Als Umrichter kommen Wechselrichter, Frequenzumrichter, Gleichstromsteller oder andere Leistungseinrichtungen (als Steller) in Betracht, welche entweder Gleichstrom oder mehrphasigen Wechselstrom (im Sinne von "Leistung") zu steuern vermögen und antriebsspezifisch – nach Vorgabe der zugehörigen Steuerung – der Maschine zuführen, oder aus dieser generatorisch abziehen. Insbesondere sind die Leistungsbereiche oberhalb 1 kW, die mit dem Begriff der "Leistung" gemeint sind.
Zur überlagerten Regelung und Vorgabe der Signale der Steuerung ist eine "übergeordnete Maschinensteuerung" vorgesehen, welche dem zumindest einen Antrieb zugeordnet ist. Sie beeinflusst die Maschine (n), respektive "regelt" die Maschine (n), wobei unter dieser Steuerung/Regelung sinngemäß auch eine solche übergeordnete Maschinensteuerung verstanden werden kann, bei der keine Rückführung eines Istsignals, sondern eine Vorsteuerung über geeignete Steuerungsphilosophien vorgenommen wird. Im Kern wird die eine oder andere Steuerung einen oder mehrere Regler enthalten, z. B. Prozess-, Lage-, Strom- oder Drehzahlregler.
Für die Inbetriebnahme der skizzierten Maschine, welche zusammen mit der Steuerung und dem Umrichter im Rahmen des "Antriebs" in Betrieb zu nehmen ist, müssen der Maschinensteuerung oder/und dem Antriebsregler Parameter vorgegeben werden oder Einstellungen in der Steuerung vorgenommen werden. Diese werden im Stand der Technik zumeist von einem Inbetriebnahme-Ingenieur vorgenommen, der die Last des Antriebs beachtet, oder zunächst nur den Antriebsstrang beachtet und die Maschinensteuerung auf den Typ der elektrischen Maschine und sonstige Parameter dieser elektrischen Maschine einstellt. Auch der Umrichter kann eine Einstellung erhalten, die von der Maschine oder der Last abhängt.
Zugehörig ist es schon bekannt, Typenschilder einer Maschine nicht mehr optisch sichtbar alleine auf der Maschine anzubringen, sondern auch zugehörige Daten digital in einem Speicherbaustein der Maschine zuzuordnen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Inbetriebnahme einfach zu gestalten, sie kostengünstig auszugestalten, und dabei Antriebsspezialisten bei der Inbetriebnahme entbehrlich zu machen. Es sollen mit der Erfindung auch parameter-sensitive Identifikationsverfahren vermieden werden, welche nicht einfach zu implementieren oder bei der Inbetriebnahme zu beachten sind. Die Aufgabe kann übergeordnet als eine solche Vereinfachung eines Inbetriebnahmevorgangs gestaltet sein.
Anspruch 1 oder 22 oder 15 lösen diese Aufgabe und sind hier einbezogen. Diese Vereinfachung wird erreicht, wenn die Daten der Maschine zumindest als (einige) Ersatzschaltbilddaten (ESB-Daten), insbesondere aber auch als Kenn- und Ersatzschaltbilddaten (Anspruch 1, 11) in einem Speicher abgelegt werden, in dem sie (dauerhaft) gespeichert sind. Sie werden bei der Inbetriebnahme dem Motor zugeordnet (Ansprüche 7 bis 10). Diese benötigten Daten werden nicht vor Ort bei der Inbetriebnahme gemessen und "vor Ort" in einem konfigurierenden Speicher abgelegt, sondern sind bereits während einer Prüfstandsmessung, bevorzugt einer Endprüfung der Maschine, von Messeinrichtungen zeitlich weit früher gemessen worden, welche dem Prüfstand für die Maschinen zugehören.
Diese relativ teueren aber hoch-genauen und sehr präzise arbeitenden Messeinrichtungen sind in der Lage, die individuellen Kenndaten und/oder ESB-Daten der Maschine so zu ermitteln, dass sie zunächst gemessen und dann in einen Speicher gespeichert werden, um dort dauerhaft verfügbar zu sein, zumindest bis zur Inbetriebnahme. Dieser Speicher ist kein Speicher des Prüfstands, sondern ein ausgelagerter Speicher, der zumindest einige Ersatzschaltbilddaten (oder auch mit anderen Kenndaten) der Maschine vorhält.
Die Ersatzschaltbilddaten, bevorzugt auch mit Kenndaten, kennzeichnen eine Maschine so exakt, oder zumindest exakt genug, dass sie mit Hilfe dieser Maschinendaten von einer anderen Maschine unterschieden werden kann, auch wenn sie gleichen Typs ist.
Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass jeder Datensatz vollständig unterschiedlich ist, beispielsweise dann nicht, wenn mehrere gleiche Maschinen von gleichem Typ sind. Sind die Maschinen nicht vom gleichen Typ, muss der Umfang der gespeicherten Ersatzschaltbilddaten, insbesondere auch mit individuellen Kenndaten, ausreichend sein, diese Maschinen zu unterscheiden, und zwar nicht nur hinsichtlich des Typs, sondern auch hinsichtlich anderer Daten in den individuellen Kenn- und Ersatzschaltbilddaten (ESB-Daten), die auf dem Prüfstand ermittelt wurden.
Diese Maschinendaten werden auch Datensatz genannt (Anspruch 15), welcher einer Maschine zugeordnet bleibt, auch wenn er der Maschine nicht mit einem Speicherbaustein physisch unmittelbar zugeordnet ist. Ein Anbringen dieses Speichers direkt an der Maschine ist nur eine Variante der Zuordnung (Anspruch 7). Also besteht ein Maschinendatensatz, der eine antriebstechnisch genaue Umschreibung der Maschine beinhaltet. Damit ist eine Maschine von einer anderen Maschine, insbesondere einem anderen Maschinentyp unterscheidbar, was den Umfang der Umschreibung näher erläutert. Meist wird es so sein, dass auch solche Maschinen, welche vom gleichen Maschinentyp sind, keine gleichen Datensätze erhalten und in zumindest einem oder mehreren der Daten des Datensatzes abweichen, seien es Daten des Ersatzschaltbildes oder Kennlinienfelder der Maschine, welche in dem – der Maschine zugeordneten – Speicher auslesbar abgelegt sind. Nach dem Auslesen werden sie in der Maschinensteuerung übernommen.
Im Verlauf der Inbetriebnahme werden Daten aus dem Speicher ausgelesen, bevorzugt alle Daten.
Nicht zwingend alle Daten werden in der übergeordneten Maschinensteuerung gespeichert, sondern die Daten können aufgeteilt in den Umrichter und in die Steuerung im Antriebsregler gespeichert werden, und auch hier müssen nicht alle Daten in diesen Komponenten der Antriebstechnik platziert werden, sondern jeweils nur für die Komponente wesentliche Daten sind dort zumindest zu platzieren, damit eine Inbetriebnahme möglich ist.
Die Steuerung braucht zumindest einen Reglerparameter, bevorzugt mehrere. Die übergeordnete Steuerung braucht zumindest einen Einstellparameter, sei es ein Proportionalfaktor oder ein anderer Parameter. Zumindest ein Konfigurationselement braucht auch der Umrichter, der von den Steuerungen zu betreiben ist. "Wesentlich" ist insoweit funktionell wesentlich zu verstehen, bezogen auf die Komponente des Antriebssystems.
Das Konfigurieren im Sinne der Inbetriebnahme dieses Antriebssystem erfolgt in einer Variante durch Auslesen am Motor und durch Speichern im Antriebsregler, dem ausgelesene Daten zugeordnet werden.
Die Zuordnung des Speichers zu der Maschine ist in dieser erstbeschriebenen Variante (Anspruch 7) ein Anbringen des Speichers an der Maschine. Aus diesem Speicher, der ein Speicherchip oder Speicherbaustein sein kann, der dauerhaft die Kenn-/Ersatzschaltbild-Daten der Maschine speichert, an der er angeordnet ist, wird ausgelesen und die ausgelesenen Werte können dem Antriebsregler zugeführt werden, insbesondere der darin "integrierten/eingebauten" Steuerung und/oder dem Leistungsteil (Umrichter) des Antriebsreglers. Die Daten, welche die Maschine umschreiben oder beschreiben, können auch 1:1 oder modifiziert über beispielsweise einen Feldbus an eine übergeordnete Maschinesteuerung weitergereicht werden. Ursprünglich stammen sie in dieser Variante aus dem – der Maschine durch physisches Anbringen – zugeordneten Speicherchip.
Eine andere Variante, die Ersatzschaltbild-Daten, insbesondere auch mit individuellen Kenndaten, einer Maschine dieser zuzuordnen, ist eine logische oder funktionelle Zuordnung, die keine Anordnung am Motor selbst erfordert.
Der Speicher kann entfernt (remote) platziert sein, und wird dem Motor durch ein Indiz zugeordnet (Anspruch 8, 9). Ein solches Indiz kann eine graphische Codierung sein, die mit Kontrasten arbeitet und ausgelesen oder abgelesen werden kann. Eine Möglichkeit, eine solche graphische Kennzeichnung vorzunehmen ist ein QR-Code, der entweder selbst die Daten des Motors enthalten kann, wenn diese nicht zu umfangreich sind, oder aber einen Zeiger (Pointer) enthält, der auf einen Adressenbereich verweist oder eine IP-Adresse im weltweiten Netz ist, unter der der Speicher erreicht werden kann. Der Speicher kann dann in einer Cloud platziert sein (Anspruch 10), er kann auch in einem Firmenserver platziert sein, oder er wird an einer anderen Stelle angeordnet, wo ihn der Pointer (Adressenzeiger) erreicht.
Die Übertragung geschieht dabei im Wege von Netzwerken, wobei diese Netzwerke physische Kabelnetzwerke oder Funknetzwerke sein können, heute unter WLAN oder UMTS gebräuchlich.
Ist der Speicher in einer Cloud angeordnet, kann er von einem anderen Zugang aus in dieser Cloud beschrieben werden. Er wird dann von dem genannten Firmenserver ausgehend mit den Ersatzschaltbild-Daten, insbesondere auch mit individuellen Kenndaten, beschrieben werden, und bleibt weiterhin einer Maschine zugeordnet, die an ihrem Aufstellort ein Indiz trägt, mit dem ein dedizierter Zugriff zu diesem Speicher in der Cloud ermöglicht wird.
Eine QR-Kennzeichnung ist für eine Zuordnung durch Pointer nicht die einzige Lösung, sondern dafür gibt es auch andere graphische Kennzeichnungsmöglichkeiten, wie Barcodes oder sogar explizit lesbare physische Adressen im Netz oder Seriennummern der Maschine.
Die Art der Zuordnung muss also abstrakt gesehen werden. Die Art des Inhaltes des Speichers ist konkret, konkret (individuell) für diese eine Maschine, und der Inhalt des Speichers stammt aus einem Prüfstand, in welchem die Maschine vor ihrer Inbetriebnahme, meist weit vor ihrer Inbetriebnahme ausgemessen und getestet worden ist. Diese individuellen Daten der Maschine müssen nicht abstrahiert werden zu wenigen Typenschild-Größen einer Maschine, also Nenndrehmoment, Nennspannung und Nennleistung, sondern dürfen eine Vielzahl konkreter und damit "individuellerer Daten" enthalten, welche genau diese Maschine umschreiben.
Diese Daten sind nützlich und sehr aussagekräftig für eine genaue Einstellung des Antriebsreglers, sei es dessen Steuerung, oder sei es die übergeordnete Maschinensteuerung, welche mehrere Antriebsregler und damit mehreren Maschinen steuert.
Die Inbetriebnahme erfolgt einfach (Anspruch 2). Alternative Daten, welche im Umfang des Datensatzes enthalten sein können, sind gruppenweise umschrieben (Anspruch 3, 4 oder 15). Individuelle Kenndaten sind Maschinendaten oder Resolverdaten. Maschinendatensätze sind eine Gruppe. Sie unterteilen sich bevorzugt in typisierte und individuelle. Ersatzschaltbilddaten sind eine andere Gruppe (Anspruch 1, 4). Sie enthalten bevorzugt zumindest eine digitalisierte (diskrete) Kennlinie (oder ein Kennlinienfeld).
In einem anderen beanspruchten Verfahren (Anspruch 15) ist die übergeordnete Maschinensteuerung jedenfalls vorhanden und sie steuert zumindest zwei Antriebsstränge, wobei jeder dieser Antriebsstränge eine Maschine beinhaltet. Ihr vorgelagert ist ein Umrichter mit einer ihm zugeordneten Steuerung. Diese bilden gemeinsam den Antriebsregler für die diesem zugeordnete Maschine.
Im Antriebssystem gesehen gibt es mehrere Maschinen, zumindest zwei sind beansprucht, aber eine Vielzahl dieser Maschinen kann daher von einer entsprechenden Vielzahl von Antriebsreglern betrieben werden. Jede Maschine wird von zumindest einem Datensatz technisch umschrieben, sei es elektrisch, mechanisch oder thermisch. Meistens wird der Datensatz eine Mischung aus allen diesen technischen Maschinendaten beinhalten. Beispiele für solche Daten in Datensätzen DS_i sind weiter unten umschrieben (i von 1 bis n).
Geht man von zumindest zwei Maschinen aus, liegen zumindest zwei nicht gleiche Datensätze vor. Ein Datensatz gehört zu einer Maschine, ein anderer Datensatz zu einer anderen Maschine. Beide Antriebsstränge mögen ähnliche Leistungsdaten oder sogar gleiche Leistungsdaten haben, nur die Maschinen sind individueller umschrieben durch die Datensätze, so dass auch jeder Antriebsregler genauer und individueller auf seine jeweils zugeordnete Maschine eingestellt werden kann.
In entsprechender Weise gilt das auch für die übergeordnete Maschinensteuerung, die auch von der Individualität der Regelung der einzelnen Antriebsstränge wissen und profitieren kann.
Die genannten zumindest zwei Datensätze, die in zumindest einigen Daten nicht gleich sind, werden bei elektrischen Prüfungen im Prüfstand ermessen und gespeichert. Zumindest eine elektrische Prüfung ist dabei erforderlich, meistens sind es eine Vielzahl von elektrischen Prüfungen, die eine Vielzahl von Datensätzen für sogar jeden der mehreren Maschinen ergibt. Beansprucht ist indes zumindest ein Datensatz für die eine Maschine und zumindest ein anderer Datensatz für die andere Maschine der zumindest zwei vorhandenen Antriebsstränge.
Die Speicherung dieser zumindest zwei Datensätze geschieht zwar auch in dem Prüfstand, diese Speicherung ist indes nicht gemeint, sondern eine außerhalb des Prüfstands vorgenommene Speicherung, die in einem von der Prüfvorrichtung entfernt liegenden Speicher platziert wird.
Beispiele der Platzierung dieser Speicher sind zuvor mit Blick auf die Ansprüche 7 bis 10 umschrieben worden. Der Speicher kann als Speicherchip unmittelbar der Maschine zugeordnet und daran angebracht werden. Der Speicher kann in einer Cloud angeordnet werden und durch einen Pointer oder eine Adresse adressiert werden, die der Maschine anhaftet. Der Speicher kann auch in einem Firmennetz in einem firmeninternen Server platziert sein, der über Netzwerk und Telekommunikation von außen erreichbar ist und die der Maschine zugeordneten Daten auf Abruf für die Inbetriebnahme bereitstellen kann.
Ähnlich der Variante mit dem Speicherchip am Motor arbeitet auch eine graphische QR-Kennzeichnung, die ebenfalls an der Maschine angeordnet ist und bei nicht zu großen Datenmengen die für diese Maschine vorliegenden Ersatzschaltbild-Daten graphisch codiert speichern kann, insbesondere auch mit individuellen Kenndaten.
Um der Maschine diese Daten zukommen zu lassen, ist eine Kopplungseinheit vorgesehen, die den jeweiligen Datensatz für die zugehörige Maschine bei der Inbetriebnahme bereitstellt. Die Bereitstellung geschieht dadurch, dass die Kopplungseinheit diese Daten aus entweder der Cloud (dem dort platzierten Speicher) oder dem Firmenserver abruft. Die Kopplungseinheit selbst kann über Netzwerk und/oder WLAN und/oder Telekom-Netzwerke (beispielsweise UMTS) arbeiten. Sind die Daten bereits dem Motor direkt zugeordnet, werden sie über die Kopplungseinheit, welche die Kommunikation zur Außenwelt herstellt, nicht bereitgestellt, sondern sie stehen bereits innerhalb des Antriebssystems dem Motor zugeordnet zur Verfügung.
Die Bereitstellung geschieht für entweder die übergeordnete Maschinensteuerung, für die Steuerung im Antriebsregler und/oder für den Umrichter (Anspruch 22). Die Daten könnten auch allen drei Komponenten jeweils anteilig zur Verfügung gestellt werden, relevant ist allein, dass zumindest ein Parameter der Komponenten mit dem Datensatz konfiguriert oder angepasst wird.
Beispiele für Datensätze werden im Folgenden gegeben.
Ein Datensatz, welcher im Speicher gespeichert ist, ist für Synchronmaschinen oder Asynchronmaschinen unterschiedlich.
Als Beispiel ergibt sich folgender Satz von Daten für die Synchronmaschine. Für eine Synchronmaschine (DSM) werden Kenndaten zum Beispiel in folgender Weise als Anteil des Datensatzes gespeichert. Dies sind Typenschilddaten in Gestalt von pauschaleren Kenndaten, anhand derer ein Anwender den Motor auswählt.

M_Nenn ... Bemessungsdrehmoment,

M_Max ... Maximaldrehmoment,

n_Nenn ... Bemessungsdrehzahl,

T_Nenn ... Bemessungstemperatur

p ... Polpaarzahl

Als individuelle Kenndaten werden am Endprüfstand gemessen und gespeichert

I_i,Nenn ...	individueller Strom für das Bemessungsdrehmoment bei Tnenn,
I_i,Max ...	individueller Strom für das Maximaldrehmoment bei Tnenn,
n_i,Max ...	individuelle Maximaldrehzahl für MMax
I_i,opt ...	individueller optimaler Strom für die Feldschwächung

Weiterhin werden folgende, (immer) individuelle Daten für das elektrische Ersatzschaltbild des Motors am Prüfstand gemessen (und gespeichert).

R_i,S (T_Ist) ...	individueller Statorwiderstand als Funktion der
	Motortemperatur
L_i,S (I_Ist, T_Ist) ...	individuelle Gesamtinduktivität als Funktion der
	Motortemperatur und des Motorstroms

Als weiteres Beispiel ergibt sich ein Datensatz für eine Asynchronmaschine.
Für eine Asynchronmaschine (DAM) werden Kenndaten zum Beispiel in folgender Weise als Anteil des Datensatzes gespeichert.

M_Nenn ... Bemessungsdrehmoment,

M_Max ... Maximaldrehmoment,

n_Nenn ... Bemessungsdrehzahl,

T_Nenn ... Bemessungstemperatur

p ... Polpaarzahl.
Dies sind Typenschilddaten im Speicherbaustein als pauschale digitale Kenndaten, anhand derer der Anwender die elektrische Maschine auswählt.

Als individuelle digitale Kenndaten werden am Prüfstand ermittelt (gemessen und gespeichert)

I_i,Nenn ...	individueller Strom für das Bemessungsdrehmoment bei Tnenn,
I_i,Max ...	individueller Strom für das Maximaldrehmoment bei Tnenn,
n_i,Nenn ...	individuelle Nenndrehzahl bei MNenn,
n_i,Max ...	individuelle Maximaldrehzahl für MMax
I_i,µ ...	individueller optimaler Magnetisierungsstrom im Grunddrehzahlbereich
P_i,Kipp ...	individuelle Kippleistungsgrenze.

Weiterhin werden folgende, (immer) individuelle Daten für das elektrische Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine am Prüfstand ausgemessen

R_i,S (T_Ist) ...	individueller Statorwiderstand als Funktion der
	Motortemperatur
R_i,R (I_Ist, T_Ist) ...	individueller Rotorwiderstand als Funktion der
	Motortemperatur und des Motorstroms
L_i,H (I_Ist, T_Ist) ...	individuelle Hauptinduktivität als Funktion der
	Motortemperatur und des Motorstroms
L_i,σ (I_Ist, T_Ist) ...	individuelle Streuinduktivität als Funktion der
	Motortemperatur und des Motorstroms
R_i,Fe (I_Ist, T_Ist) ...	individueller Ersatzwiderstand zur Repräsentation der
	Eisenverluste als Funktion der Motortemperatur und des
	Motorstroms.

Mit der Erfindung wird das Ausmessen und Speichern individueller Daten einer Maschine in die Maschinenfertigung verlagert. Diese individuellen Daten einer Maschine können hochgenau und besser gemessen werden, als im Feld bei der Inbetriebnahme. Es stehen im Prüfstand sowohl entsprechende Messmittel, wie auch automatisierte Verfahren zur Verfügung, die kostengünstig arbeiten.
Dies begünstigt eine schnelle, preiswerte Inbetriebnahme, bei der die individuellen Motordaten zum Antriebsregler übertragen werden (durch Auslesen, Übertragen und Zuordnen im Sinne von Speichern). Fehlermöglichkeiten werden beseitigt und Genauigkeiten geschaffen.
Die Maschine kann eine mechatronische Einheit bilden, wenn sie mit Umrichter und Steuerung zusammen als Baueinheit zusammengfasst wird. Zu Anspruch 1 ist es ein Antriebsregler, der in der Maschine eingebettet wird.
Zu den individuellen Kenndaten kann noch eine Software- und/oder Hardware Version(en) des Prüfstandes kommen. Damit sind die gemessenen individuellen Kenndaten oder die ESB Daten der originären Quelle zuordnungsfähig, aus der sie kamen. Backtracing wird möglich. Ebenso können Produktionscodes für eine Traceability enthalten sein.
Umrichter, Steuerung und Maschine können auch eine mechatronische Einheit bilden (zu Anspruch 15).
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren näher umschrieben.
1 veranschaulicht eine Inbetriebnahme 100 mit individuellen Motordaten.
2 veranschaulicht letzteren Vorgang so, wie er im Stand der Technik erfolgt.
3 zeigt ein Antriebssystem, welches eine übergeordnete Maschinensteuerung 51 und zwei Antriebsstränge 11, 11' aufweist. Es werden zwei Maschinen als Motoren 10, 10' betrieben. Über eine Kopplungseinheit 52 werden Daten für die Maschinen 10, 10' bereitgestellt. Dieser Abschnitt der 3 ist in den Folgebildern herausgegriffen.
3a ist der Abschnitt aus 3 (dort rechts) ohne die Antriebsstränge, lediglich angedeutet sind ihre Speicher P1 und P2, wie auch der Speicher 60 der Maschine. Eine Kopplungseinheit 52 ist mit einer "Cloud" 49 verbunden, in der ein Speicherbereich 62 erreichbar ist, der die Vielzahl von Datensätzen oder die Ersatzschaltbild-Daten der Maschinen speichert, insbesondere auch (gemessene) Kenndaten oder individuelle Kenndaten von Maschine, integriertem Resolver und/oder Stromregler.
3b ist ein weiterer Ausschnitt für das Beispiel eines graphisch orientierten Codes 63, der mit einem Lesegerät 58 ausgelesen werden kann und dabei Kenn- und Ersatzschaltbild-Daten einer Maschine einzulesen vermag, welche mit dem graphischen Code codiert sind.
3c ist eine andere graphische Kontrastvariante, bei der ein wesentlich geringeres Datenvolumen einen Pointer bereithält, der als Zeiger 64 dient, von dem Lesegerät 58 ebenfalls gelesen werden kann, und auf einen externen oder "remote" liegenden Speicher 61 oder 62 verweist, die in den 3 und 3a näher dargestellt sind.
4 zeigt ein Prüffeld mit einem Prüfstand, in dem ein Motor als Maschine 10 ausgemessen wird. Dieser hat in einer oder mehreren der im Folgenden umschriebenen Varianten der Zuordnung einen Speicherbaustein 60, der auch ein graphischer Flächencode 63 sein kann, wie in 3b dargestellt ist. Andere Speicher 61, 62 sind in dem Übersichts-Schaltbild des Prüffelds ebenfalls repräsentiert, die nicht alle gleichzeitig vorhanden sein müssen, sondern nur einer davon braucht vorhanden zu sein, um die Daten zur Verfügung zu stellen, die der Motor bei der Inbetriebnahme vor Ort benötigt. Es können auch mehrere dieser Speicher 60, 63, 61, 62 vorhanden sein, um redundant die Daten zur Verfügung zu stellen, und die beispielsweise über den Pointer 64 aus 3c ausgelesen werden und dabei über die Kopplungseinheit 52 aus entweder der Cloud oder dem Firmenserver 50 ausgelesen werden.
Ein wesentlicher Unterschied der 1 gegenüber der 2 ist das Einlesen im Block 100. Hier erfolgt ein Großteil der in 2 von Hand vorzunehmenden Aktionen der Inbetriebnahme, wie sie in 2 näher erläutert sind.
Auf 2 soll dabei eher pauschal verwiesen werden, da dort im Bereich 90 all das geschieht, was im Block 100 gemäß 1 zusammengefasst und weitgehend automatisiert, sowie autonom von einem Antriebsspezialisten realisierbar ist.
Der schematische Ablauf der 1 ist mit dem Verfahrensschritt 100 nach dem Anlegen der Versorgungsspannung und vor der Einstellung des Drehzahlreglers nur dann zu realisieren, wenn zumindest die individuellen Motordaten vorhanden sind. Wie diese Daten entstehen, wird anhand der 4 erläutert. Wie sie gespeichert und danach zur Verfügung gestellt werden, wird anhand von 3 erläutert.
Es sind im Schritt 100 nach dem Anlegen der Versorgungsspannung drei Gruppen von individuellen Daten der Maschine vorhanden, die eingelesen werden. Sie werden dazu aus einem Speicher (oder einem Speicherbereich) ausgelesen, der in verschiedener Art und Gestalt in folgender Beschreibung näher aufscheint.
Es sind mehrere Gruppen von Motordaten, aus dem Speicher auslesbar, die Motorart, Drehzahldaten, eine Gruppe von Daten, die Strom- und Momentengrößen enthält, und eine Gruppe von Daten, die zum Ersatzschaltbild des Motors respektive der Maschine 10 oder 10' in 3 gehören. Dazu können Stromregler-Parameter treten oder individuelle Geberdaten, die einen integrierten Resolver betreffen, der an der Welle montiert ist.
Es können Stromregler-Parameter eingelesen werden, die schon vorberechnet im Speicher vorhanden sind. Sie gehören nicht unmittelbar zu den Motordaten, sind damit aber eng verwandt und können sinngemäß zu den individuellen Kenndaten hinzugenommen werden.
Zusätzlich können die Geberdaten hinzugenommen werden, die zu den individuellen Kenndaten gehören. Auf sie wird in 4 Bezug genommen.
Wird eine Maschine gefertigt, entsteht sie im Maschinenbau und kommt nach Fertigstellung ins Prüffeld (an den Prüfstand 29). Sie wird von einer Prüfstandselektronik 30 mit Antriebsregler 36 und Messgeräten bedient, um die Maschine zu testen und ihre Kenngrößen im Rahmen von individuellen Motor- und Geberdaten festzustellen. Dazu wird die Prüfstandselektronik 30 verwendet, die zum Motor 10 gerichtet zwei Anschlussgruppen hat, einen steckbaren Leistungsanschluss 42 und einen steckbaren Signalanschluss 41.
Zur anderen funktionellen Seite ist ein Bus 37 angeschlossen, der mit einem Prüfstandsrechner 39 gekoppelt ist, der die Messdaten aufzeichnet, daraus andere Kenngrößen des Motors errechnet und sie zwischenspeichert. Die Daten selbst werden im Rahmen des Prüfstands 29 an mehreren Stellen gespeichert, so in der Prüfstandselektronik selber, im Bus, im Prüfstandsrechner und auch an anderen internen Stellen. Um diese Speicherung, die zur Endprüfung der jeweiligen Maschine gehört, geht es bei dem Begriff des Festhaltens dieser individuellen Daten in einem Speicher aber nicht. Es sind andere Speicher, die hierbei gemeint sind, außerhalb und funktionell unabhängig von den Speichern, die mit dem Prüfstand und dem Prüfstandsrechner 39 zusammenhängen (in deren Sphäre liegen).
Zumindest die Ersatzschaltbilddaten, die gemessen und festgestellt werden, werden vom Prüfstandsrechner 39 über ein Firmennetz 38 dem Server 50 zugespielt, der sie in einer Variante in einem firmeninternen Speicher 61 speichert.
Die Daten, die zu dem eingezeichneten Motor 10 gehören, werden so also in einem vom Prüfstand unabhängigen und davon entfernten Speicher gespeichert. Sie bleiben damit aber funktionell zugehörig zu dem Motor 10 oder dem Motor 10 weiterhin zugeordnet, weil ein Link oder eine Kopplung zwischen diesen vom Motor entfernt gespeicherten Kenn- und Ersatzschaltbilddaten des Motors und dem Motor selbst besteht.
Solche funktionellen Zugehörigkeiten ergeben sich beispielsweise aus den Möglichkeiten der 3a, 3b und 3c, die Detailabbildungen und Varianten der 3 darstellen, jeweils dessen rechter Abschnitt. In 3 ist eine Datenkopplung R1 vom Server 50 (seinem Speicher 61) zur Kopplungseinheit 52 gezeigt.
Ein Motorgeber G, der über die Kopplungsleitung R4 in 4 an der Prüfelektronik 30 angeschlossen ist, kann ein integraler Bestandteil der geprüften Maschine 10 sein. Als Drehzahl- und Winkelgeber sitzt er auf der B-Seite einer Motorwelle im Motorgehäuse (Maschinengehäuse). Funktional ist es meist ein Resolver oder ein optischer Encoder für die Erfassung von "Drehgrößen", wie Geschwindigkeit oder Lage (Position, Winkel).
Motoren, also Maschinen, können ohne Geber, z. B. Drehstrom-Normmotoren, oder mit Geber, z. B. Servomotoren, ausgestattet sein. Der Geber G ist der Motorgeber. Der Motorgeber selbst kann also, inklusive seiner Typendaten, individuelle Kenndaten haben, welche die Maschine als Ganzes zusätzlich beschreiben, wenn er in der Maschine integriert ist.
Oft wird über die Motorgeberleitung P4 auch die Motor(wicklungs-)Temperatur übermittelt, wenn sie messbar ist.
Andere Kern- oder Ersatzschaltbilddaten der Maschine können gegebenenfalls abhängig von der Motordrehzahl sein.
Wird beispielsweise in einer Variante eine funktionelle Zugehörigkeit gebildet, bei der die aus einem oder mehreren Datensätzen bestehende, den Motor beschreibende Gruppe von Daten in dem Datenspeicher 61 gespeichert wird, kann ein Pointer (Adressanzeiger) am Motor dafür sorgen, dass die Adresse des Speichers oder ein anderes Identifikationssymbol oder eine Typennummer am Motor maschinell lesbar ist, die zu dem Speicher 61 führt.
Eine solche Möglichkeit ist ein QR-Code 64, der in 3c abgebildet ist. Dieser Code trägt eine Adresse und kann von einem optischen Lesegerät 58 abgetastet werden, um dann als Pointer zum Speicher 61 zu weisen.
Eine andere Variante ist es, die Maschinendaten selbst am Motor 10 zu speichern, wozu der Speicher 60, der am Motor angeordnet ist, beispielsweise im Klemmenkasten. Sie dienen dazu, die Maschine mit den Daten zu beschreiben. Der Speicher speichert diese Daten dauerhaft, wozu entweder ein passender Speichertyp ausgewählt wird, e. g. EEPROM oder ein flüchtiger Speicher wird verwendet, der mit einer Backup-Batterie versehen ist.
Dieser wird am Motor angeordnet und mit den Daten über die Datenleitung R₀ in 4 beschrieben. Wird der Motor ausgeliefert, trägt er digital lesbar seine individuellen Motor-, insbesondere auch Geberdaten mit sich und kann nach Einbau vor Ort, an dem der Motor in Betrieb genommen werden soll, diese Daten zur Verfügung stellen.
Das zeigt 3 im linken Antriebsstrang 11' und im rechten Antriebsstrang 11. Der Speicher 60 (oder 60') trägt die Daten, und in einer Variante wird über die Datenverbindung d (oder d') ausgelesen und die gespeicherten, ausgelesenen Daten dem Antriebsregler 11 (oder 11') zugeführt. Dort bevorzugt der Steuerung 12a, aber auch dem Umrichter 12b, der als Leistungsteil des Antriebsreglers 12 vorgesehen ist. Diese hier gespeicherten Daten können weiter aufwärts über den Feldbus e zur übergeordneten Maschinensteuerung weitergegeben werden, auch teilweise. Entsprechendes gilt für den Antriebsstrang 11'.
Wird kein digitaler, elektrisch betriebener Speicher im Sinne eines Speicherchips verwendet, kann auch ein grafisch codierter Speicher 63 nach 3b verwendet werden. Diese grafische Codierung, die mit Kontrasten arbeitet, meist weiß/schwarz liegt auf einem flachen Träger, der an der Maschine angeklebt wird. Ein Lesegerät 58 kann diese Daten erfassen, decodieren und entweder dem Antriebsregler oder der übergeordneten Maschinensteuerung zuführen.
Eine hierfür nicht eingezeichnete Kopplung von dem Lesegerät 58 kann mit einer einfachen Kupferleitung geschehen, sie kann mit einem Bluetooth-Transmitter übertragen werden oder sie kann über ein Telekom-Netz oder ein WLAN-Netz mit der übergeordneten Maschinensteuerung oder mit der Kopplungseinheit 52 kommunizieren und die im Speicherfeld 63 gemessenen Daten, die decodiert worden sind, dorthin übermitteln. Ein Beispiel ist die WLAN-Verbindung 52' zur Kopplungseinheit 52, welche Verbindung über einen Empfänger 52a und einen Sender 58b entsteht.
Der "gedruckte Folienspeicher" 63 kann als optisch auslesbarer Speicher auf einem flachen Träger gebildet werden, z. B. mit QR-Code belegt, der im Prüffeld mit den individuellen Maschinendaten beschrieben wird und auf die Maschine geklebt wird. Bei der Inbetriebnahme wird dieser optische Code mit Hilfe des Lesegeräts 58, z. B. als Smartphone, ausgelesen und der Inhalt an die übergeordnete Steuerung und/oder den Antriebsregler oder die Kopplungseinheit 52 übertragen, z. B. über ein WLAN oder eine Kupferleitung oder eine Bluetooth-Verbindung aus dem Lesegerät 58 heraus zu einer oder mehrerer der folgenden Units: Übergeordnete Steuerung, Antriebsregler oder der Kopplungseinheit 52, die sie über den Datenpfad a oder b weiter gibt an die übergeordnete Steuerung oder den Antriebsregler (seine Steuerung oder seinen Leistungsteil).
Die gespeicherten Daten 63 werden dabei ebenfalls bis zur Inbetriebnahme im Motor gespeichert, im beschriebenen Fall auch länger und für künftige Inbetriebnahmen erneut lesbar, und sie werden als Kenn- und Ersatzschaltbilddaten der Maschine, auf der sie angebracht sind, im Verlauf der erforderlichen Inbetriebnahme im Schritt 100 von 1 ausgelesen. Sie werden bei der Inbetriebnahme im Antriebsregler 12 gespeichert oder sie werden in der übergeordneten Maschinensteuerung 51 gespeichert.
Mit der Speicherung werden sie dieser jeweiligen Komponente zugeordnet. Zum Speichern selbst ist in 3 der übergeordneten Maschinensteuerung ein Speicherbereich P1 angegeben. In dem Antriebsregler 12 ist ein Speicherbereich P2 angegeben. Über den Datenpfad d erreichen die ausgelesenen Daten aus dem eingezeichneten Speicher 60 diesen Speicherbereich P2. Im zuvor beschriebenen Fall des QR-Codes 63 auf dem Feld von 3b und mit dem Lesegerät 58, das auch decodiert, wird entweder der Speicher P1 oder P2 oder beide Speicherbereiche mit den ausgelesenen Daten versorgt. Die Kopplung zwischen den Speicherbereichen kann auch über den Feldbus e erfolgen.
Die erste Variante, die mit der Speicherung im Speicherbereich 61 des Firmenservers 50 beschrieben war, ist mit dem Bild der 3 ebenfalls zu erklären, nur muss hierzu das Bild der 3c hinzugenommen werden. Hier ist im Beispiel eine grafische Codierung 64 gezeigt, die weit weniger Daten trägt, als die Kenn- und Ersatzschaltbilddaten beinhaltende QR-Codierung 63.
In der QR-Codierung, die auch ein Barcode oder eine direkt lesbare Seriennummer der Maschine sein kann, ist ein Pointer (funktionell verstanden) platziert, der auch mit einem Lesegerät 58 ausgelesen werden kann. Der ausgelesene Pointer verweist auf den Speicher 61, was über eine Kette von Funktionen verlaufen kann. Es kann direkt eine IP-Adresse sein, es kann ein anderes Merkwort oder ein anderes Indiz sein, aus dem zwischengeschaltete Comm-Komponenten den Ort und die Adresse des Speichers 61 ermitteln. Sind hier mehrere Maschinen mit ihren Kenndaten oder ESB-Daten gespeichert, lässt die Kennung 64 auch differenzieren, welcher interne Bereich des Speichers 61 für die Maschine 10 gilt, auf der die Kennung 64 angebracht ist.
Eine ganz andere Variante der Platzierung der Kenn- und Ersatzschaltbilddaten ergibt sich bei einer Platzierung des Speichers in einer Cloud 49.
Dies ist in 4 rechts oben angedeutet und funktionell in 3a ebenfalls. In der Cloud ist der Speicher 62 mit einem bestimmten Speicherbereich und einer bestimmten Nutzerkennung versehen, auf die der Pointer des QR-Codes 64 verweisen kann. Dann könnte in der beschriebenen Variante die dem Motor 10 zugeordneten Kenn- und Ersatzschaltbilddaten aus der Cloud abgerufen werden und über die Kopplungseinheit 52 dem Ort der Inbetriebnahme zugeführt werden und dabei dem Motor 10 zugeordnet werden.
In allen diesen Arten von Speichern wird nicht direkt am Motor gespeichert, sondern remote von diesem Motor nur funktionell verknüpft. Die Daten sind an einem Ort und mit einer Kennung oder einer Adresse so gespeichert, dass sie auf Abruf dem Motor zugeordnet werden können, dem sie sinngemäß gehören.
Eine physische Verbindung mit dem Motor, wie es der Speicherchip 60 oder wie es die unmittelbare Speicherung der Motordaten auf dem QR-Code 63 von 3b waren, ist für diese Variante nicht erforderlich. Die Variante mag funktionell einen größeren Aufwand mit sich bringen, birgt aber eine größere Kapazität und eine größere Menge von Daten, die auf diese Weise zugeordnet werden können. Eine Ausfallsicherheit kann zusätzlich Vorteile ebenso bringen, wie die Möglichkeit, auf diese Daten auch von anderer Stelle zuzugreifen, nicht nur von Seiten (vom Ort) der Inbetriebnahme.
Wird der Motor 10 in Betrieb genommen, kann er die Motordaten aus dem Cloud-Speicher 62 in der Cloud 49 über die Kopplungseinheit 52 auslesen, er kann sie über die Kopplungseinheit 52 aus dem Firmenserver-Speicher 61 auslesen, oder die Kopplungseinheit 52 wird zusätzlich dazu benützt, die vom Lesegerät 58 aus dem Speicher 63 ausgelesenen Daten über eine Wireless-Schnittstelle zu empfangen, um sie für die Inbetriebnahme bereitzustellen.
Alle diese Varianten beinhalten eine Bereitstellung der Kenn- und Ersatzschaltbilddaten der Maschine, die in Betrieb zu nehmen ist. Die Bereitstellung erfolgt für alle diese Varianten über die Kopplungseinheit 52, deren linker Ausgang in 3a die Bereitstellung für die innere Zuordnung der Daten bei der Inbetriebnahme der Maschine 10 bereitstellt.
Über den ersten Datenpfad a können die bereitgestellten Daten der übergeordneten Maschinensteuerung 51 zugeordnet werden. Sie werden hierbei in deren Speicher P1 gespeichert. Die übergeordnete Maschinensteuerung kann diese Daten entweder selbst zur Einstellung verwenden, wie das im Schritt 100 von 1 beschrieben war, oder aber sie reicht zumindest einen Teil dieser Daten über den Feldbus e zum Antriebsregler 12 oder zu einem weiteren Antriebsregler 12' weiter. Hier werden die weitergereichten Daten entweder im Steuerteil 12a oder im Leistungsteil 12b verwendet, oder in beiden. Hier in dem Antriebsregler ist auch ein Speicherbereich P2 vorgesehen, der diese Daten aufnehmen kann.
Ein anderer Weg der Zuordnung der bereitgestellten Daten ist der Weg über den Datenpfad b. In diesem Pfad werden die bereitgestellten Daten dem Antriebsregler direkt zugeführt, unter Umgehung des Feldbusses e. Der Antriebsregler selbst kann diese Daten verwenden und in der gleichen Weise dem Steuerteil oder dem Leistungsteil 12a, 12b zuordnen. Er kann diese Daten aber auch aufwärts über den Feldbus e geben und der Maschinensteuerung 51 zuführen.
Die dritte Möglichkeit, die bereitgestellten Daten zuzuordnen, ist diejenige über den Pfad c. Hier werden die Daten der Speicheranordnung 60 als ein programmierbarer Speicher am Motor zugeführt. Dieser Weg ist dann aber noch nicht zu Ende, sondern diese Daten am Motor 60 müssen von einem weiteren Lesegerät ausgelesen und über den Datenpfad d dem Antriebsregle 12r zugeführt werden, wo sie erneut den Speicherbereich P2 erreichen.
Alle beschriebenen Varianten sind möglich, die einzelnen Datenpfade sind nicht sich ausschließend gedacht, sondern können kumulativ oder alternativ vorliegen. Es hängt vom Anwendungsfall ab, welchen Datenpfad man verwendet. Es können auch sämtliche Datenpfade installiert sein, und der Inbetriebnahme-Ingenieur entscheidet sich für einen dieser Datenpfade.
Bei der Inbetriebnahme 100 nach 1 werden die bereitgestellten Daten am (linken) Ausgang der Kopplungseinrichtung 52 zur Verfügung gestellt. Sie werden damit dem Motor 10 sinngemäß zugeordnet, obwohl sie physisch an diesem Motor nicht angeordnet oder mit ihm physisch nicht verbunden waren. Die Zuordnung selbst geschieht virtuell oder funktionell, sie ist trotz großer Entfernung immer eindeutig.
Die unmittelbare strukturelle (= physische) Zuordnung war anhand der 3b und 3c beschrieben, wobei die 3c zwar unmittelbar strukturell am Motor angeordnet arbeitet, aber virtuell oder funktionell über einen Pointer Maschinendaten auch remote speichert und dem Motor funktionell zuordnet.
Sichergestellt ist bei allen beschriebenen Varianten, dass der in Betrieb zu nehmende Motor 10 seine Kenn- und Ersatzschaltbilddaten erhält, die an ihm nach der Fertigung in der Prüfstandselektronik 30 nach 4 gemessen, zwischengespeichert und dann in einem der beschriebenen Speicher 61, 62, 63, 64 oder 60 gespeichert wurden, oder aber in mehrere dieser Speicher für eine Redundanz und eine mehrfache Verfügbarkeit, sollte einer der möglichen Datenkanäle gerade eine Störung aufweisen, wenn die Inbetriebnahme erfolgen soll.
Im Besitz des Überblicks soll nochmals detaillierter auf die Art und Weise der Messung im Prüffeld gemäß 4 eingegangen werden.
Der Motor selbst ist angeschlossen und erhält über einen steckbaren Leistungsanschluss 42 seine Leistungsspannung am Ausgang eines Umrichters. Er wird angesteuert und gleichzeitig werden Werte an ihm gemessen. Einige dieser Werte sind diejenigen eines Motorgebers, einer Motortemperatur und diese werden über die Leitungen R4 (Motorgeber ...) und R3 (Messung der Temperatur theta) gemessen und über einen steckbaren Signalanschluss 41 dem Prüfstandsrechner über dessen Bus 37 zugeführt.
An dem Umrichter und dem Leistungspfad können Spannung und Strom gemessen werden, was mit der Stromerfassung 31 und der Spannungserfassung 32 gezeigt wird. Die gemessenen Werte werden über den Bus 37 zum Prüfstandsrechner 39 übertragen.
Andere Messungen am Motor können eine externe Drehzahlerfassung oder eine Winkelerfassung 33 sein, eine Temperaturmessung 34, zusätzlich zur Temperatur theta und R3, und eine Beschleunigungsmessung oder eine Drehmomentmessung.
Alle diese Komponenten der Messung sind nicht zwingend kumulativ, sondern Beispiel einer Aufzählung von möglichen Messgrößen, die alle vorhanden sein können, oder einige davon können fehlen und die entsprechenden Größen, die von ihnen gemessen werden, können durch andere Größen ersetzt werden, die aus bekannten (oder gemessenen) Größen rückgerechnet werden. Das geschieht im Prüfstandsrechner 39.
Es ist die Maschine 10 mit ihren Kenn- und Ersatzschaltbilddaten bei der Endprüfung ausgemessen worden. Sind die zugehörigen Größen ermittelt worden (vom Prüfstandsrechner 39), so können diese Daten dem Motor "zugeordnet werden". Die Zuordnung kann physisch geschehen, wie das zuvor erläutert war. Dazu ist dem Motor ein Speicherchip 60 mitzugeben, dem die Daten entlang des Pfades R₀ eingespeichert werden. Werden die Daten über die grafische Speicherung und Codierung 63 gemäß 3b am Motor physisch gespeichert, ist eine grafische Codierung zu drucken und dann am Motor anzubringen ("an" ist auch "im" Motor).
Die anderen Varianten der Speicherung in dem Firmenserver 50 und seinem Speicher 61 oder in der Cloud 49 im Speicher 62 arbeiten physisch losgelöst und entfernt vom Motor 10.
Mit einem erneuten Blick auf 3 sei erläutert, dass mehrere Antriebsstränge 11, 11' vorhanden sein können, denen jeweils eine eigene Maschine zugeordnet ist. Jede dieser Maschinen 10, 10' ist individuell und sie besitzen individuelle Kenn- und Ersatzschaltbilddaten, die ihr zuzuordnen sind.
Die Zuordnung geschieht auf einem der beschriebenen Wege während der Inbetriebnahme oder bei der Inbetriebnahme im Verfahrensschritt 100 von 1.
Der zweite Antriebsstrang ist mit gestrichenen Größen versehen. Alle Komponenten, die im Antriebsstrang 11 vorhanden und beschrieben waren, haben eine entsprechende gestrichene Komponente im Antriebsstrang 11'. Das gilt auch für den Speicher P2'.
Die Steuerung der Zuordnung der individuellen Motordaten über die Datenpfade a, b, c sind in gleicher Weise auch für den Strang 11' vorgesehen, nur sind sie hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.
Das Antriebssystem der 3 kann auf diese Weise vereinfacht in Betrieb genommen werden. Dem Motor werden zumindest Teile, bevorzugt alle ihm immanenten Ersatzschaltbilddaten, die von der Prüfstandselektronik 30 nach der Fertigung gemessen und vom Prüfstandsrechner ermittelt wurden, bei der Inbetriebnahme zugeordnet, respektive den Steuergeräten 12a, 12b, 51, die diesen individuellen Motor individuell steuern und regeln. Gleiches kann mit individuellen Kenndaten erfolgen, welche die Maschine weiter umschreiben.
Die Inbetriebnahme vereinfacht sich stark, die Genauigkeit erhöht sich in dem Ausmaß, in dem die Kenn- und Ersatzschaltbilddaten und damit die Parameter für die Maschine präziser und verlässlicher zur Verfügung stehen.
Hinsichtlich der Messung der verschiedenen Kenngrößen und Ersatzschaltbildgrößen verweisen wir auf die Einleitung der Beschreibung, in der diese dargestellt waren. Diese dargestellten Kenn- und Ersatzschaltbilddaten können von den Messgliedern 31 bis 35 erfasst und aus diesen erfassten Daten können weitere Kenndaten oder Ersatzschaltbilddaten des Motors vom Prüfstandsrechner errechnet werden, um sie dann auf eine der beschriebenen Weisen zu speichern, und zwar für eine Inbetriebnahme des Motors, der nach der Fertigung schon für die Inbetriebnahme vorbereitet wird, die dann (später) aber erleichtert vonstattengehen kann.

Claims

Verfahren zur Inbetriebnahme zumindest eines Antriebsstrangs (11, 11') mit einem Antriebsregler (12; 12a, 12b) und einer Maschine (10, 10'), wobei – für die jeweilige Maschine (10) zumindest diese beschreibende Ersatzschaltbilddaten bei einer Endprüfung der jeweiligen Maschine mit Hilfe eines Prüfstands mit Messeinrichtungen (30; 31, 32, 33, ...) ermittelt werden; – die Ersatzschaltbilddaten in einem Speicher (60, 61, 62, 63) abgelegt und darin zumindest bis zur Inbetriebnahme des Antriebsstrangs gespeichert werden; – die Ersatzschaltbilddaten der Maschine (10) im Verlauf der erfolgenden Inbetriebnahme aus dem Speicher (60, 61, 62, 63) durch ein Auslesen und ein Speichern (d, a) im Antriebsregler (12) oder in einer diesen ansteuernden, übergeordneten Maschinensteuerung (51) zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Inbetriebnahme ohne aufwändige und parametersensitive Identifikationsverfahren und ohne Hinzuziehen eines Antriebsspezialisten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Inbetriebnahme mit zwei nicht gleichen Gruppen von ESB-Daten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Inbetriebnahme mit einer Gruppe von Ersatzschaltbilddaten erfolgt, insbesondere als zumindest ein gespeichertes Kennlinienfeld, welches eine Abhängigkeit von elektrischen und/oder mechanischen und/oder thermischen Größen (in einer aller möglichen sechs Kombinationen) umschreibt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das gespeicherte Kennlinienfeld die Abhängigkeit – durch zumindest einen diskret gespeicherten Kennlinienverlauf – umschreibt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das zumindest eine Kennlinienfeld zumindest eine Abhängigkeit analytisch umschreibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Speicher (60, 60') an der Maschine (10, 10') angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, wobei der Speicher (63) eine mit Kontrasten arbeitende graphische Codierung auf einer Fläche ist, insbesondere ein QR-Code.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, wobei eine an der Maschine (10) angeordnete graphische Codierung (64) ein Pointer oder funktioneller Zeiger ist, dessen Adresse auf den Speicher (61, 62) verweist, der die Kenn- und Ersatzschaltbild-Daten speichert, insbesondere ein QR-Code.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Speicher (62) in einer Cloud (49) platziert ist und der Pointer oder Zeiger auf einen Adressenraum verweist, unter dem er in der Cloud zu erreichen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei auch Kenndaten der Maschine (10) bei der Endprüfung gemessen oder aus Messungen berechnet werden, die die Maschine genauer umschreiben, insbesondere Motorgeberdaten eines in der Maschine integrierten Drehzahl- oder Winkelgebers (G) oder Stromreglerparameter.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei auch die Kenndaten in dem Speicher (60, 61, 62, 63) abgelegt werden und bis zur Inbetriebnahme gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei auch die Kenndaten im Verlauf der Inbetriebnahme aus dem Speicher (60, 61, 62, 63) ausgelesen werden und – im Wege eines Speicherns (d, a) – im Antriebsregler (12, 12') oder in einer diesen ansteuernden, übergeordneten Maschinensteuerung (51) der Maschine (10, 10') zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Antriebsregler und Maschine eine mechatronische Einheit bilden.
Verfahren zur Inbetriebnahme eines Antriebssystems mit zumindest zwei Antriebssträngen (11, 11') aus jeweils Umrichter, Steuerung und Maschine (12, 10), und mit einer übergeordneten Maschinensteuerung (51), welche eine Arbeitsweise der Antriebsstränge (11, 11') beeinflusst; wobei mehrere Maschinen zur Bildung mehrerer Antriebsstränge (11, 11') vorliegen, und jede Maschine (10, 10') von einem Satz an Daten (Datensatz; DS_i, i = 1, ... n) der Antriebstechnik umschrieben wird; wobei ein erster Datensatz einer ersten der Maschinen (10) sich von einem zweiten Datensatz einer anderen (10') der Maschinen unterscheidet, sodass zumindest zwei unterschiedliche Maschinen zur Bildung zweier nicht gleicher (unterschiedlicher) Antriebsstränge durch nicht gleiche Datensätze unterschieden sind; – wobei der jeweilige Datensatz (DS_i) bei einer zumindest elektrischen Prüfung der jeweiligen Maschine (10) durch Messungen aufgenommen und gespeichert wird (39), und ein jeweils gespeicherter Datensatz der geprüften Maschine eindeutig zugeordnet wird; – wobei das Antriebssystem eine Kopplungseinheit (52) aufweist, die den jeweiligen Datensatz für die jeweilige Maschine (10), welche im Rahmen des in Betrieb zu nehmenden Antriebsstrangs (11) in Betrieb zu nehmen ist, bereitgestellt und der übergeordneten Maschinensteuerung (51), der Steuerung (12a) oder/und dem Umrichter (12b) zuspeist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Zuordnen von bereitgestellten Daten durch Zwischenspeichern in der Maschinensteuerung (51) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Zuordnen durch Speichern in dem Antriebsregler (12) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bereitstellen alle gespeicherten Daten des Datensatzes betrifft und alle bereitgestellten Daten des Automatisierungssystems zugewiesen werden.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Datensatz zumindest drei Gruppen oder Klassen von Daten aufweist (a) Kenndaten zur Identifizierung eines Maschinentyps, insbesondere im Sinne zumindest eines Ausschnitts eines sichtbaren Motortypenschildes, digital gespeichert; (b) individuelle Kenndaten der Maschine, welche für eine erfolgreiche Inbetriebnahme bereitgestellt werden müssen; (c) Ersatzschaltbilddaten, insbesondere Kennlinienfelder, welche Abhängigkeiten von zumindest elektrischen und/oder mechanischen und/oder thermischen Größen umschreiben.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei in den individuellen Kenndaten Software- und Hardware-Versionen und/oder Produktionscodes für eine Traceability enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Umrichter, Steuerung und Maschine eine mechatronische Einheit bilden.
Verfahren zur Inbetriebnahme zumindest eines Antriebsstrangs (11, 11') mit einer Maschine (10, 10'), wobei der Antriebsstrang in einem Antriebssystem enthalten ist, das zumindest eine Steuerung (12a; 12a', 51) und zumindest einen Umrichter (12b) für die Maschine (10) aufweist, wobei – für die Maschine (10) diese beschreibende Ersatzschaltbilddaten bei einer Endprüfung der Maschine mit Hilfe eines Prüfstands mit Messeinrichtungen (30; 31, 32, 33, ...) ermittelt werden; – die Ersatzschaltbilddaten in einem Speicher (60, 61, 62, 63) abgelegt und darin zumindest bis zur Inbetriebnahme des Antriebssystems oder Antriebsstrangs (11) gespeichert werden; – der Maschine (10) im Verlauf der erfolgenden Inbetriebnahme zumindest einige der Ersatzschaltbilddaten aus dem Speicher (60, 61, 62, 63) durch ein Auslesen und ein Speichern in der zumindest einen Steuerung zugeordnet werden (d, a).
Verfahren nach Anspruch 22, wobei alle Ersatzschaltbilddaten aus dem Speicher (60, 61, 62, 63) durch ein Auslesen und ein Speichern in der zumindest einen Steuerung zugeordnet werden (d, a).
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei auch Kenndaten der Maschine (10) bei der Endprüfung gemessen oder aus Messungen berechnet werden, die die Maschine genauer umschreiben, insbesondere Motorgeberdaten eines in der Maschine integrierten Drehzahl- oder Winkelgebers (G) oder Stromreglerparameter.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei auch die Kenndaten in dem Speicher (60, 61, 62, 63) abgelegt werden und bis zur Inbetriebnahme gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei auch die Kenndaten im Verlauf der Inbetriebnahme aus dem Speicher (60, 61, 62, 63) ausgelesen werden und – im Wege eines Speichers (d, a) – im Antriebsregler (12, 12') oder in einer diesen ansteuernden, übergeordneten Maschinensteuerung (51) der Maschine (10, 10') zugeordnet werden.