KR101560210B1 - Attachment module with life monitoring for an electromagnetic switching device, and associated method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인터페이스를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭하기 위한 적어도 하나의 스위칭 피스를 갖는 스위칭 디바이스(9)에 접속되는 이동 플런저(moving plunger)(2)를 갖는 부가 모듈, 특히 통신 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 접촉부가 폐쇄되는 경우에 플런저(2)의 위치 변화(3)를 측정하기 위한 수단(4, 5)이 제공된다는 점에서 특징지어진다. 스위칭 디바이스의 수명을 모니터링하기 위한, 본 발명에 따른 연관된 방법이 또한 특정된다.The present invention relates to an additional module with a moving plunger (2) connected via a interface to a switching device (9) having at least one switching piece for switching a contact with a contact material, will be. The present invention is characterized in that means (4, 5) are provided for measuring the position change (3) of the plunger (2) when the contact is closed. An associated method according to the present invention for monitoring the lifetime of a switching device is also specified.

Description

전자기 스위칭 디바이스를 위한 수명 모니터링을 갖는 부가 모듈, 및 연관된 방법{ATTACHMENT MODULE WITH LIFE MONITORING FOR AN ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE, AND ASSOCIATED METHOD}Field of the Invention [0001] The present invention relates to an additional module having lifetime monitoring for an electromagnetic switching device,

본 발명은 인터페이스(interface)를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭(switching)하기 위한 적어도 하나의 접촉 피스(contact piece)를 갖는 스위칭 디바이스(device)에 접속되는 이동가능 플런저(movable plunger)를 갖는 부가 모듈(add-on module), 특히 통신 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a device having a movable plunger connected via an interface to a switching device having at least one contact piece for switching contacts having a contact material, To an add-on module, in particular to a communication module.

본 발명은 또한, 인터페이스를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭하기 위한 적어도 하나의 접촉 피스를 갖는 스위칭 디바이스에 접속되는 이동가능 플런저를 갖는 부가 모듈, 특히 통신 모듈을 갖는 스위칭 디바이스의 수명종료(end-of-life) 모니터링(monitoring)을 위한 방법에 관한 것이다.The invention also relates to an additional module having a movable plunger connected via a interface to a switching device having at least one contact piece for switching a contact with a contact material, -of-life < / RTI > monitoring.

전자기 스위칭 디바이스들은, 접촉기들, 회로 차단기들(breakers), 전력 계전기들(relays) 및 전력 스위치들을 포함한다. 상기 종류의 전자기 스위칭 디바이스들에 대해, 특히 접촉기들에 대해, 전자기 스위칭 디바이스의 활성화 상태에 필요한 경우와는 대조적으로, 다른 방식으로 실제 스위칭 상태를 분석할 수 있게 하기 위해, 전자기 스위칭 디바이스의 상기 실제 스위칭 상태를 검출하는 것이 다수의 응용 상황들에서 필요하다.Electromagnetic switching devices include contactors, circuit breakers, power relays, and power switches. In order to be able to analyze the actual switching state in other ways, in contrast to the case of the need for the activation state of the electromagnetic switching device, for this kind of electromagnetic switching devices, in particular for contactors, Detecting the switching state is necessary in many application situations.

종래 기술에서 상기 종류의 검출은 검출 디바이스에 의해 실현된다. 이 경우에 하우징(housing) 내에 배열되는 것은, 플런저가 하나의 단부 위치로부터 다른 단부 위치로 이동되는 경우에 자신의 스위칭 상태를 변화시키는 기계적 스위칭 접촉부이다. 스위칭 접촉부의 스위칭 위치 및 따라서 전자기 스위칭 디바이스의 스위칭 상태가 분석 디바이스에 의해 검출될 수 있도록, 스위칭 접촉부는 전기적 리드(lead)들을 통해 분석 디바이스에 접속된다. 대부분의 경우들에서, 검출 디바이스는 전자기 스위칭 디바이스와 상이한 별개의 디바이스이다.In the prior art, detection of this kind is realized by the detection device. Arranged in this case in the housing is a mechanical switching contact that changes its switching state when the plunger is moved from one end position to another. The switching contact is connected to the analysis device via electrical leads such that the switching position of the switching contact and thus the switching state of the electromagnetic switching device can be detected by the analyzing device. In most cases, the sensing device is a separate device that is different from the electromagnetic switching device.

이와 관련하여, DE 10 2007 002 176 A1은 전자기 스위칭 디바이스의 스위칭 상태를 검출하기 위한 검출 디바이스를 개시한다. 전자기 스위칭 디바이스의 스위칭 상태를 검출하기 위한 검출 디바이스는, 플런저가 이동가능하게 장착되는 하우징을 갖는다. 플런저는 2개의 기계적 단부 위치들 사이에서 이동가능하고, 플런저의 단부 위치들은 전자기 스위칭 디바이스의 스위칭 상태에 대응한다. 하우징 내에 배열되는 것은 센서(sensor) 디바이스이고, 상기 센서 디바이스에 의해 플런저가 단부 위치들 중 어디에 위치되는지가 검출될 수 있고, 상기 센서 디바이스에 의해 상기 플런저가 위치되는 단부 위치들에 대응하는 전기 신호가 방출될 수 있다. 센서 디바이스는, 플런저를 터치하지 않고 플런저의 위치를 검출할 수 있는 방식으로 구현된다.In this connection, DE 10 2007 002 176 A1 discloses a detection device for detecting the switching state of an electromagnetic switching device. The detection device for detecting the switching state of the electromagnetic switching device has a housing to which the plunger is movably mounted. The plunger is movable between two mechanical end positions, and the end positions of the plunger correspond to the switching state of the electromagnetic switching device. Arranged in the housing is a sensor device in which it can be detected by the sensor device that the plunger is located at the end positions and the electrical signal corresponding to the end positions at which the plunger is located by the sensor device Can be released. The sensor device is implemented in such a manner that the position of the plunger can be detected without touching the plunger.

그러나, 종래 기술의 바람직하지 않은 양상은, 필요한 경우 유지보수 활동(maintenance activity)의 과정에서 이루어질 시기적절한 대체를 허용하기 위한, 이용되는 스위칭 디바이스들의 유효 수명(useful life)의 종료(end)의 표시가 제공되지 않는다는 것이다.An undesirable aspect of the prior art, however, is the display of the end of useful life of the switching devices used, to allow for timely substitution to be made in the course of maintenance activity, Is not provided.

그러므로, 본 발명의 근본적인 목적은, 수명종료 모니터링을 가능하게 하는, 스위칭 디바이스들을 위한 부가 모듈, 특히 통신 모듈을 생성하는 것이다.Therefore, a fundamental aim of the present invention is to create additional modules, in particular communication modules, for switching devices, which enable end-of-life monitoring.

본 발명의 추가의 근본적인 목적은, 스위칭 디바이스의 간단한 수명종료 모니터링을 가능하게 하는 전술한 유형의 방법을 개시하는 것이다.A further fundamental object of the present invention is to disclose a method of the above-described type which enables simple lifetime termination monitoring of switching devices.

상기 목적들은 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 통신 모듈에 의해, 그리고 청구항 제 9 항에 청구된 바와 같은 부가 모듈, 특히 통신 모듈을 갖는 스위칭 디바이스의 수명종료 모니터링을 위한 방법에 의해 달성된다. 개별적으로 또는 서로 조합하여 이용될 수 있는 바람직한 실시예들 및 전개들은 종속 청구항들의 청구 대상이다.These objects are achieved by a communication module having the features of claim 1 and by a method for end-of-life monitoring of an additional module, in particular a switching device having a communication module, as claimed in claim 9. Preferred embodiments and developments that may be used individually or in combination with one another are the subject matter of the dependent claims.

본 발명에 따라, 제 1 목적은, 인터페이스를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭하기 위한 적어도 하나의 접촉 피스를 갖는 스위칭 디바이스에 접속되는 이동가능 플런저를 갖는 부가 모듈, 특히 통신 모듈에 의해 달성된다. 이 경우에, 본 발명은 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 플런저의 위치의 변화를 측정하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하고, 상기 위치의 변화는 접촉부가 다수회 스위칭되기 때문에 접촉 재료의 침식(erosion)으로 인해 발생한다.According to the invention, a first object is achieved by means of an additional module, in particular a communication module, having a movable plunger connected via a interface to a switching device having at least one contact piece for switching a contact with a contact material . In this case, the present invention is characterized in that it has a means for measuring a change in the position of the plunger when the contact is in a closed state, wherein the change in position is caused by the contact of the contact material erosion.

본 발명의 바람직한 전개들은 종속 청구항 제 2 항 내지 제 8 항으로부터 유도될 수 있다.The preferred developments of the invention can be derived from the dependent claims 2 to 8.

특히 바람직한 실시예 변형에 따라, 플런저의 위치의 변화를 측정하기 위한 수단은 센서를 포함하고, 플런저는 센서에 의해 검출될 수 있는 엘리먼트(element)를 갖는다.According to a particularly preferred embodiment variant, the means for measuring the change of the position of the plunger comprises a sensor, and the plunger has an element which can be detected by the sensor.

엘리먼트가 플런저에 고정적으로 부착된 자석인 경우가 또한 바람직하다.It is also preferable that the element is a magnet fixedly attached to the plunger.

다른 바람직한 실시예 변형에 따라, 스위칭 디바이스는 센서로부터 수신된 센서 신호를 분석하기 위한 프로세서(processor)를 갖고, 이에 의해, 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 접촉부의 침식의 결과로서 플런저의 위치의 변화를 결정하는 것이 가능하다.According to another preferred embodiment variant, the switching device has a processor for analyzing the sensor signal received from the sensor, whereby the position of the plunger relative to the position of the plunger as a result of erosion of the contact, It is possible to determine the change.

프로세서는 바람직하게, 위치의 변화의 값들을 로깅(log)하고, 상기 값들을 저장된 경험적(empirical) 값들과 비교하기 위해 기능한다.The processor preferably functions to log values of the change in position and compare the values to stored empirical values.

스위칭 디바이스가, 프로세서에 의해 확인된(ascertained) 정보를 전달하기 위해 기능하는 통신 인터페이스를 갖는다면 더욱 바람직하다.It is even more desirable if the switching device has a communication interface that serves to convey information ascertained by the processor.

추가의 바람직한 실시예 변형에 따라, 통신 인터페이스는 버스(bus)에 접속을 위해 제공된다.According to a further preferred embodiment variant, the communication interface is provided for connection to a bus.

이 경우에, 버스는 AS-인터페이스 또는 IO-링크(link)라면 바람직하다.In this case, the bus is preferably an AS-interface or an IO-link.

추가의 목적은 청구항 제 9 항에 개시된 특징들을 갖는 방법에 의해 달성된다.A further object is achieved by a method having the features disclosed in claim 9.

인터페이스를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭하기 위한 적어도 하나의 접촉 피스를 갖는 스위칭 디바이스에 접속되는 이동가능 플런저를 갖는 부가 모듈, 특히 통신 모듈을 갖는 스위칭 디바이스의 수명종료 모니터링을 위한 본 발명에 따른 방법은, 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 플런저의 위치의 변화가 수단에 의해 측정되는 것을 특징으로 하고, 위치의 변화는 접촉부가 다수회 스위칭되기 때문에 접촉부의 침식으로 인해 야기된다.An additional module having a movable plunger connected to a switching device having at least one contact piece for switching a contact with a contact material through an interface, in particular for the end-of-life monitoring of a switching device with a communication module The method is characterized in that the change of the position of the plunger is measured by means when the contact portion is in the closed state, and the change of the position is caused by the erosion of the contact portion because the contact portion is switched many times.

특히 바람직한 실시예 변형에 따라, 위치의 변화에 대해 조사된 값은 저장된 값들과 비교되고, 스위칭 디바이스의 수명종료에 관한 정보는 상기 비교로부터 유도된다.According to a particularly preferred embodiment variant, the value investigated for a change in position is compared with the stored values, and information about the end of life of the switching device is derived from said comparison.

본 발명의 추가의 이점들 및 구현들은 개략도와 함께 취해진 예시적인 실시예들을 참조하여 아래에서 설명된다.Additional advantages and embodiments of the present invention are described below with reference to exemplary embodiments taken in conjunction with the accompanying schematic drawings.

도 1은 스위칭 디바이스의 수명종료 모니터링을 위한 수단을 갖는, 부가 모듈, 특히 통신 모듈을 갖는 스위칭 디바이스를 구성하는 발명적 조합을 개략적 표현으로 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically depicts an inventive combination of additional modules, in particular a switching device having a communication module, with means for end-of-life monitoring of the switching device.

도 1은 좌측 상의 제 1 위치 및 우측 상의 제 2 위치에 플런저(2)를 갖는 본 발명에 따른 부가 모듈(1)을 도시한다. 스위칭 디바이스의 수명에 걸친 다수의 스위칭 동작들의 결과로서, 접촉 재료는 침식으로 인해 닳아 없어진다(wear away). 그러므로, 스위칭 디바이스의 유효 수명은 여전히 존재하는 접촉 재료의 양, 즉 다시 말해 접촉 재료의 두께에 따르고, 따라서 모니터링되어야만 한다. 접촉부 침식은, 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 플런저(2)의 위치의 변화(3)를 야기한다. 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에, 도면에서 2개의 위치들로 표시된 바와 같은 플런저(2)의 위치의 변화(3)는 따라서 접촉부 침식의 표시이고, 그러므로 본 발명에 따라 센서(4)의 도움으로 측정된다. 이 목적을 위해, 제시된 예시적인 실시예에서, 센서(4)는 플런저(2)에 고정적으로 부착된 자석(5)의 자기장을 검출하고, 그에 따라, 바람직하게 스위칭 디바이스(9)에 통합되고 상기 센서 신호를 분석하는 프로세서(6)에 센서 신호를 라우팅(route)한다. 위치의 변화(3)에 대해 측정된 값과 비교되는 경험적 값들은 프로세서(6)에 저장된다. 스위칭 디바이스(9)의 수명종료에 관한 정보는 상기 비교로부터 유도된다. 위치의 변화(3)는 특히, 폐쇄 동안 및 무빙백(moving back)할 때 플런저(2)에 의해 이동된 경로에 대한 시간 측정으로부터 결정될 수 있다. 시간 측정은, 폐쇄 동작 동안 플런저(2)의 자석(5)이 센서(4)에 의해 검출되는 경우에 개시하고, 접촉부의 폐쇄 이후에 플런저(2)가 후퇴(drops back)하고 동시에 자석(5)이 센서(4)에 의해 다시 검출되는 경우에 종료한다.Fig. 1 shows an additional module 1 according to the invention with a plunger 2 at a first position on the left side and a second position on the right side. As a result of multiple switching operations over the lifetime of the switching device, the contact material wears away due to erosion. Therefore, the useful life of the switching device still depends on the amount of contact material present, i.e. the thickness of the contact material, and therefore must be monitored. The contact erosion causes a change (3) in the position of the plunger 2 when the contact portion is in the closed state. The change 3 of the position of the plunger 2 as indicated by the two positions in the figure in the figure is therefore an indication of contact erosion when the contact is in the closed state and therefore the aid of the sensor 4 . For this purpose, in the illustrated exemplary embodiment, the sensor 4 detects the magnetic field of the magnet 5 fixedly attached to the plunger 2, and is thus preferably integrated into the switching device 9, And routes the sensor signal to the processor 6 that analyzes the sensor signal. The empirical values to be compared with the measured value for the position change 3 are stored in the processor 6. Information about the end of life of the switching device 9 is derived from the comparison. The change in position 3 can be determined from a time measurement of the path traveled by the plunger 2, especially during closure and moving back. The time measurement starts when the magnet 5 of the plunger 2 is detected by the sensor 4 during the closing operation and the plunger 2 drops back after the closing of the contact and at the same time the magnet 5 ) Is detected by the sensor 4 again.

접촉부의 침식으로 인해, 경로의 길이의 증가와 따라서 측정된 시간의 증가가 존재하고, 이로부터 플런저(2)의 위치의 변화(3)가 유도될 수 있다.Due to the erosion of the contact, there is an increase in the length of the path and hence an increase in the measured time, from which a change 3 in the position of the plunger 2 can be derived.

프로세서(6)는 상기 정보를 제어기(8)에 전달할 수 있게 하기 위해 통신 인터페이스(7)를 갖는다.The processor 6 has a communication interface 7 in order to be able to transmit the information to the controller 8.

센서(4)는 스위칭 디바이스(9)의 상부 상에 장착될 수 있는 서브어셈블리(subassembly)(본 명세서에 도시되지 않음) 내의 프로세서(9)와 함께 결합될 수 있다.The sensor 4 may be coupled with the processor 9 in a subassembly (not shown here) that may be mounted on top of the switching device 9. [

스위칭 디바이스 상으로 장착될 수 있는 본 발명의 부가 모듈, 특히 통신 모듈은, 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에, 플런저의 위치의 변화 ― 상기 위치의 변화는 접촉부가 다수회 스위칭되기 때문에 접촉 재료의 침식으로 인해 야기됨 ― 의 측정에 기초하여 스위칭 디바이스의 가능한 수명종료에 관하여 추론들(deductions)이 이루어지게 하고, 그에 따라 스위칭 디바이스가, 자신의 잠재적 장애 이전의 양호한 시간에 대체될 수 있게 한다는 것을 특징으로 한다.An additional module of the invention, in particular a communication module, which can be mounted on a switching device, is characterized in that, when the contact is in the closed state, the change of the position of the plunger, Causes the switching device to be deduced about the possible end of life of the switching device on the basis of the measurement of the switching device, which is then caused by the erosion, so that the switching device can be replaced at a good time before its potential failure .

Claims (12)

인터페이스(interface)를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭하기 위한 적어도 하나의 접촉 피스(contact piece)를 갖는 스위칭 디바이스(9)(switching device)에 접속되는 이동가능 플런저(2)(movable plunger)를 갖는 부가 모듈(add-on module)로서,
상기 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 상기 플런저(2)의 위치의 변화(3)를 측정하기 위한 수단(4, 5)이 제공되고,
상기 플런저의 상기 위치의 변화(3)를 측정하기 위한 수단은 센서(4)(sensor)를 포함하고, 상기 플런저(2)는 상기 센서(4)에 의해 검출될 수 있는 엘리먼트(5)(element)를 가지며,
상기 스위칭 디바이스(9)는 상기 센서로부터 수신된 센서 신호를 분석하기 위한 프로세서(6)(processor)를 갖고,
상기 프로세서(6)에 의해, 상기 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 상기 접촉부의 침식의 결과로서 상기 플런저(2)의 위치의 변화(3)를 결정하는 것이 가능한,
부가 모듈. A movable plunger (2) connected to a switching device (9) having at least one contact piece for switching a contact with a contact material through an interface As an add-on module,
Means (4, 5) are provided for measuring the change (3) of the position of the plunger (2) when the contact is in the closed state,
The means for measuring the change (3) of the position of the plunger comprises a sensor (4), the plunger (2) comprising an element (5) which can be detected by the sensor ),
The switching device (9) has a processor (6) for analyzing the sensor signal received from the sensor,
(3) of the position of the plunger (2) as a result of the erosion of the contact portion when the contact portion is in the closed state, by the processor (6)
Additional modules. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 엘리먼트는 상기 플런저(2)에 고정적으로 부착되는 자석(5)인,
부가 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the element is a magnet (5) fixedly attached to the plunger (2)
Additional modules. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서(6)는, 상기 위치의 변화(3)의 값들을 로깅(log)하고 그리고 상기 값들을 저장된 경험적(empirical) 값들과 비교하기 위해 기능하는,
부가 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the processor (6) is operative to log the values of the position change (3) and to compare the values with stored empirical values,
Additional modules. 제 1 항에 있어서,
상기 스위칭 디바이스(9)에는, 상기 프로세서(6)에 의해 확인된(ascertained) 정보를 전달하기 위해 이용되는 통신 인터페이스(7)가 제공되는,
부가 모듈.The method according to claim 1,
The switching device 9 is provided with a communication interface 7 which is used for conveying information ascertained by the processor 6,
Additional modules. 제 6 항에 있어서,
상기 통신 인터페이스(7)는 버스(bus)에 접속시키기 위해 제공되는,
부가 모듈.The method according to claim 6,
The communication interface 7 is provided for connecting to a bus,
Additional modules. 제 7 항에 있어서,
상기 버스는 AS-인터페이스 또는 IO-링크(link)인,
부가 모듈.8. The method of claim 7,
The bus may be an AS-interface or an IO-link,
Additional modules. 인터페이스를 통해, 접촉 재료를 갖는 접촉부를 스위칭하기 위한 적어도 하나의 접촉 피스를 갖는 스위칭 디바이스(9)에 접속되는 이동가능 플런저(2)를 갖는 부가 모듈을 갖는 스위칭 디바이스(9)의 수명종료(end-of-life) 모니터링(monitoring)을 위한 방법으로서,
상기 접촉부가 폐쇄된 상태에 있는 경우에 상기 플런저(2)의 위치의 변화(3)가 수단(4, 5)을 통해 측정되고,
상기 위치의 변화(3)에 대해 확인된 측정된 값은 저장된 값들과 비교되고, 상기 스위칭 디바이스의 수명종료에 관한 정보가 상기 비교로부터 유도되며,
상기 플런저의 상기 위치의 변화(3)를 측정하기 위한 수단(4, 5)은 센서(4) 및 상기 센서(4)에 의해 검출될 수 있는 엘리먼트(5)를 포함하는,
수명종료 모니터링을 위한 방법.(9) with an additional module having a movable plunger (2) connected to a switching device (9) having at least one contact piece for switching a contact with a contact material -of-life) monitoring, comprising:
(3) of the position of the plunger (2) is measured via the means (4, 5) when the contact portion is in the closed state,
Wherein the measured value identified for the change in position (3) is compared to stored values, information about the end of life of the switching device is derived from the comparison,
Wherein means (4, 5) for measuring a change (3) of said position of said plunger comprises a sensor (4) and an element (5)
A method for end of life monitoring. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 부가 모듈은 통신 모듈(1)인,
부가 모듈.The method according to claim 1,
The additional module is a communication module (1)
Additional modules. 제 9 항에 있어서,
상기 부가 모듈은 통신 모듈(1)인,
수명종료 모니터링을 위한 방법.10. The method of claim 9,
The additional module is a communication module (1)
A method for end of life monitoring.
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