JP2018106705A - 自動化システムの電気機械コンポーネントを監視するための方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動化システムの電気機械コンポーネントを監視するための方法(100)に関する。方法(100)は、電気機械コンポーネントの機械状態変数を取得する段階(101)と、電気機械コンポーネントの電気状態変数を取得する段階(103)と、電気機械コンポーネントの複数の状態を有する多次元の特性線場に基づいて、電気機械コンポーネントの状態を決定する段階(105)とを含み、機械状態変数及び電気状態変数が、電気機械コンポーネントのそれぞれの状態と関連付けられている。
【選択図】図1
Description
・DC電圧/AC電圧
・誘導性負荷/抵抗性負荷/容量性負荷、及びこれらの組み合わせ、又は、
・低負荷又は接点遮断
段階1:関連した電気状態変数、機械状態変数、形状パラメータ、及び(必要であれば)試験されるそれぞれの電気機械コンポーネントの追加のパラメータを、全て記録する。
段階2:負荷範囲、及び負荷範囲を十分に表す、選択された負荷の定義、例えば、最大値、平均値、及び最小値を確立及び/又は決定する。
段階3:定義された負荷範囲の選択された位置で、異なるパラメータ、例えば、オーバーストローク、接点間隔、リセット力、バウンス時間を用いて試験を実行する。
段階4:試験結果に基づく挙動モデルを、パラメータの変化又は分散を考慮して用意する。
・電気:例えば、電子回路、光電センサなどのセンサ、又はスイッチ
・磁気:例えば、リード接点、センサ
・電磁気:例えば、リレー、シールド、バルブ、ホール効果センサ
・流体:例えば、圧力バルブ、ノズル
・熱源:例えば、負荷抵抗、加熱器、送風機、冷却器
・ソフトウェア対象:例えば、ファームウェアブロック、PWM、OSSD
・確率的関係を表現するためのメタモデル
[第1の実施形態例]
[第2の実施形態例]
段階1:最終位置に確実に達するまで、リレーを、電源投入時期に全電圧で励起する。
段階2:動作電圧をPWM変調し、コイル電流を測定する。
段階3:アーマチュアが動き始めた時点で(これはコイル電圧の増加で識別され得る)、アーマチュアが再び確実に動作位置にとどまるような方式で、パルス比を変更する。
(1.1)電子機器(スイッチング要求ブロックを含む制御回路リレー)
(1.2)電磁石(磁石システムリレー)
(1.3)機械的部分(接点ばね、ばねリセットリレー)
(1.4)スイッチング接点(モデル接点抵抗、電気アークスイッチング接点リレー)
(1.5)電流センサ(センサ負荷電流)
(1.6)負荷電圧
(1.7)負荷(抵抗、インダクタンス、キャパシタンス)
(1.8)特性線場(耐用年数)
などである。
(2.1)NC接点の接点電圧
(2.2)動作電圧制御回路
(2.3)コイル電流リレー
(2.4)NO接点(負荷接点)の接点電圧
(2.5)周囲温度
(2.6)負荷電流
(2.7)負荷電圧
を含む。
・動作電圧
・PWMのデューティ値、又は、
・冗長性の場合のスイッチングシーケンス
などの設定可能なパラメータ(1.9)を変更することで行われる。
101:機械状態変数の取得
103:電気状態変数の取得
105:電気機械コンポーネントの状態の決定
200:電気機械コンポーネント
201:取得デバイス
203:メモリ
205:プロセッサ
401:ファームウェアコンポーネント
403:電子コンポーネント
405:電気機械コンポーネント
407:流体コンポーネント
409:データインタフェース
411:ファームウェアモジュール
413:電子モジュール
415:電磁気モジュール
417:機械モジュール
419:メタモデルモジュール
421:対象
423:対象
425:対象
Claims (15)
- 自動化システムの電気機械コンポーネントを監視するための方法であって、
前記電気機械コンポーネントの機械状態変数を取得する段階と、
前記電気機械コンポーネントの電気状態変数を取得する段階と、
前記電気機械コンポーネントの複数の状態を有する多次元の特性線場に基づいて、前記電気機械コンポーネントの状態を決定する段階と
を備え、
前記機械状態変数及び前記電気状態変数は、前記電気機械コンポーネントのそれぞれの状態と関連付けられている、方法。 - さらに、前記多次元の特性線場において、形状パラメータが前記電気機械コンポーネントのそれぞれの状態と関連付けられており、
前記電気機械コンポーネントの前記形状パラメータを決定する段階と、
前記多次元の特性線場に基づいて、前記電気機械コンポーネントの前記状態を決定する段階と
を備え、
決定された前記状態は、取得された前記機械状態変数、取得された前記電気状態変数、及び前記形状パラメータと関連付けられている、請求項1に記載の方法。 - 前記多次元の特性線場は、デジタルデータ値、具体的には初期設定されたデジタルデータ値により表される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記電気機械コンポーネントの前記状態を決定するために、前記多次元の特性線場の支持点間を補間する段階を備え、前記支持点は、電気状態変数、機械状態変数、及び形状パラメータのうち少なくとも1つにより与えられる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気機械コンポーネントの挙動モデルに基づいて、前記多次元の特性線場を決定する段階を備え、前記挙動モデルは、取得された前記電気状態変数に与える取得された前記機械状態変数の影響を考慮する、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記多次元の特性線場は、前記電気機械コンポーネントの挙動シミュレーションを実行することで決定され、前記挙動シミュレーションは前記挙動モデルを実装する、請求項5に記載の方法。
- 前記電気機械コンポーネントの決定された前記状態を、具体的には表示デバイスにより表示する段階をさらに備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気機械コンポーネントの決定された前記状態に応じて、前記電気機械コンポーネントを制御するための制御信号を生成する段階と、生成された前記制御信号で前記電気機械コンポーネントを制御する段階とをさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記機械状態変数及び前記電気状態変数は、前記電気機械コンポーネントにより取得される、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記機械状態変数は、以下の機械状態変数のうち1つを含み、それらの機械状態変数とは、前記電気機械コンポーネントの接点バウンス、前記電気機械コンポーネントの接点バウンスのバウンス継続時間、前記電気機械コンポーネントの接点バウンスのバウンス数、前記電気機械コンポーネントの要素の温度、前記電気機械コンポーネントの周囲温度、前記電気機械コンポーネントの要素、具体的にはアーマチュアの動作速度、前記電気機械コンポーネントの接点の接触力又は開離力である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気状態変数は、前記電気機械コンポーネントを流れる電流、又は前記電気機械コンポーネントの電圧である、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気機械コンポーネントの決定された前記状態は、前記電気機械コンポーネントの耐用年数である、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気機械コンポーネントは電気機械スイッチであり、具体的にはリレーである、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 電気機械コンポーネントの機械状態変数、及び前記電気機械コンポーネントの電気状態変数を取得する取得デバイスと、
前記電気機械コンポーネントの複数の状態を有する多次元の特性線場が、内部に格納されているメモリであって、前記機械状態変数及び前記電気状態変数が、前記電気機械コンポーネントのそれぞれの状態と関連付けられている、メモリと、
前記多次元の特性線場に基づいて、前記電気機械コンポーネントの状態を決定するプロセッサと
を備える、電気機械コンポーネント。 - 請求項1から13のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させるための、コンピュータプログラム。
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