用於運行功能模塊化的、自動化技術的、具有調節迴路的裝置的方法

2023-05-24 10:45:56

專利名稱：用於運行功能模塊化的、自動化技術的、具有調節迴路的裝置的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於運行功能模塊化的自動化技術的具有調節回 路的裝置的方法，該裝置具有一調節迴路，該調節迴路連接在一個功 率限定的饋電線上。
背景技術：
特別是但是不是專門限於，電工作裝置屬於上述的裝置，其直接 地且離散地設置在場區域內並且由服務區域內的中央裝置供電。
已知的工作裝置藉助於一個連接線與一個中央裝置連接，其中每
個工作裝置經由連接線供給用於其工作的電能並且必要時與一個中央 裝置交換數據。為了將工作裝置連接在一個工藝設備的有爆炸危險的 區域內，對電工作裝置提出特別的要求，以便排除可能的爆炸事故。 在工藝的設備中在安裝和運行電技術的裝置和裝備以及維護電技術的 裝置和裝備時，所述設備由於其目的處於一個有爆炸危險的氣氛內，
需要注意相關的法律規定，如"Verordnung tiber elektrische Anlagen in explosionsgefahrdeten Bereichen - ElexV，，以及歐洲的安全火花防
爆(eigensicher)規定EN 50 014ff。
由於這些法律規定在安全火花防爆的電路內(作為防爆方式"安 全火花防爆型"為EN 50 020的規定所決定)僅僅允許，在正在進行 的工作期間無條件地關斷、接通、接地以及短路。
安全火花防爆的電路因此是功率限定的。在此所提供的饋電線總 是較小地滿足對工作裝置上升的要求。工作裝置的上升的功能範圍在 持續的連續的工作中由於所提供的饋電線不再能維持。
工作裝置可以是一個調節迴路的規定部分或包括一個調節迴路， 其額定值引自中心裝置。在此可以規定，將額定值經由饋電線傳遞至 工作裝置。已知的是，通過高容量的能量存儲器例如所謂的金電容
(Goldcaps)補償能量需要的波動。這種運行方式然而僅僅在此情況 下是成功的，即僅僅需要消除一個超過可具有的額定平均消耗的、臨 時的消耗頂峰時。 一旦平均消耗超過所提供的額定供電功率時，那麼 不再確保全方位地維持運行。
由US 5305952已知，根據一個使用者的手動操縱限制或者擴寬一 個電工作裝置的功能範圍。然而在自動化技術裝置中這是不可接受的。
由EP 1704435A1已知，通過負載的一個間歇的工作方式降低能 量消耗。此外在這個文獻中提及間歇性交替地激活多個同類型的負載 中的一個負載。在變化的波動性的非間歇性的過程中，這種運行方式 可能導致非一目了然的後果。
由US 5 375 247得知，延遲地關斷一個失效的負載。
在EP1 684 467 Al中公開了這樣的內容，通過預先規定數量的調 用 一個預定的調用類型重新激活一個失效的負載。

發明內容
本發明的目的在於，給出一種用於運行功能模塊化的、自動化技 術的裝置的方法，該方法在變化的波動性的非間歇性的過程中導致降 低能量消耗。
根據本發明上述目的利用權利要求1的特徵實現。本發明的有利 的構造在各從屬權利要求中給出。
本發明從一個電工作裝置出發，該工作裝置至少具有一個調節回 路的規定部分並且功能模塊化構成。在此工作裝置理解成一個功能模 塊結構，其功能範圍包括多個單個功能，它們分別可自身激活和失效。 在此，失效的工作裝置的能量消耗小於其在激活狀態下的能量消耗。
根據本發明由調節偏差導出用於將工作裝置的功能模塊激活或失 效的標準。
在調節器波動的狀態下理想的調節偏差等於零。在這個狀態下工 作裝置處於相對停止，其特徵在於維持實時的工作點並且其中動態特 徵的單個功能由於此時缺少的消耗是可失效的。一旦通過額定值的改變或者通過不期望的實際值改變引起一個不 等於零的調節偏差，那麼工作裝置離開相對停止的狀態。為此失效的 單個功能(其需要用來重新建立波動狀態)被激活且按照規定地置於 工作中。有利地，調節偏差的標準作為用於操作需要的標記，而與其原因 無關。不僅每個由狀況引起的額定值改變，而且每個不期望的實際值 改變都引起調節偏差的改變。標準的監控足以探測與期望的狀態的兩 個不同偏差。此外有利的是，工作裝置的工作持續時間與一個實際需要相協調。 該單元的失效。此外調節偏差有利地是一個存在的大小，其總歸是可供使用的並 且處於連續的監控下。而後用於提供這個標準的費用是非常低的。此 外在新型的調節器中(其大多基於微控制器)，材料成本非常低，因為 方法可以以軟體實施。這種方法特別是適合用於這樣的裝置，其具有連續的用於小的動 態變化的過程的調節器或具有雙點調節器。此外這種方法可以用作一個上級的電力管理系統中的組成部分。


下面以一個壓力介質驅動的伺服裝置的例子詳細闡述本發明。附圖表示圖1具有工藝閥( Prozessventil )的壓力介質驅動的伺服裝置的原 理示意圖；圖2位置調節器的原理示意圖。
具體實施方式
在一個未進一步示出的工藝設備的分段示出的管路1中安裝一個 工藝閥2。工藝閥2在其內部具有一個與閥座3共同作用的關閉體4， 用於控制流過的工藝介質5的量。關閉體4被一個伺服裝置6經由一 個行程槓桿7線性操作。伺服裝置6經由一個軛8與工藝閥2連接。在軛8上安裝一個位置調節器9。經由位置傳感器10將行程槓桿7的 行程報告到位置調節器9內。將測定的行程與調節單元18內的經由通 信接口 11輸入的額定值比較並且根據所測定的調節偏差控制伺服裝 置6。位置調節器9的調節單元18具有一個I/P轉換器用於將電調節 偏差轉換成相應的控制壓力。調節單元18的1/P轉換器經由壓力介質 輸送裝置19與伺服裝置6連接。在圖2中示出本發明所涉及的位置調節器9的原理結構構造。位 置調節器9包括一個調節單元18，其在結構上由一個累加器和一個調 節放大器構成。由代表額定值的給定參數w和代表實際值的調節參數 x利用累加器確定調節偏差xw，其輸送給調節放大器的入口。由調節 放大器的出口輸出伺服參數y至伺服裝置6 ，其是調節參數x的源頭。優選調節單元18構成為微控制器，在該微控制器內根據規定的算 法計算調節偏差xw和調節參數y。為此調節參數x在位置傳感器10 上利用 一個未示出的模數轉換器量化表示。位置調節器9此外包括一個開關裝置20用於數量評價調節偏差 Xw並且用於激活所需要的功能模塊21且使得臨時不需要的功能模塊 21失效。特別是位置傳感器10的模數轉換器屬於這種可激活的功能 模塊21，但是不限於這種位置傳感器。這種類型的模數轉換器根據所 實現的量化方法屬於這樣的負載，其在功率限定的供電時使得自動化 技術的裝置的能量預算負擔過重。用於將模擬的位置參數轉換成等量的數字參數的需求然而僅僅存 在於位置改變時。 一旦伺服裝置6處於停止狀態，那麼位置不發生改 變並且最後的位置參數是繼續有效的。在這個停止階段模數轉換器失 效。在出現與零不同的調節偏差Xw時，用於轉換正在進行的位置改變 的模數轉換器被重新激活。此外診斷裝置屬於可被臨時失效的功能模塊21,其被指定給工藝 動態( prozessdynamische )的數據。在伺服裝置6的停止階段沒有產生 任何工藝動態的數據，從而診斷裝置可被無信息損失地失效。在離開停止階段時診斷裝置被重新激活。
在本發明的其它構造中可以規定，在達到與零不同的調節偏差時
可以使得功能模塊21時間延遲地失效。由此避免直接相鄰的激活和失 效。
附圖標記清單
1管路 2處理閥 3閥座 4關閉體 5工藝介質 6伺服裝置 7閥杆 8輒
9位置調節器
10位置傳感器
11通信接口
18調節單元
19壓力介質輸送裝置
20開關裝置
21功能模塊
權利要求
1.用於運行功能模塊化的、自動化技術的裝置的方法，該裝置具有一調節迴路，該調節迴路連接在一個功率限定的饋電線上，其特徵在於，由調節偏差(xw)導出用於將所述裝置的功能模塊(21)激活或失效的標準。
2. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，在調節偏差(xw)不 等於零時將功能模塊(21)激活。
3. 如上述權利要求之一項所述的方法，其特徵在於，在調節偏差 (xw)不等於零時使功能模塊(21)時間延遲地失效。
全文摘要
本發明涉及一種用於運行功能模塊化的、自動化技術的裝置的方法，具有一個調節迴路，該調節迴路連接在一個功率限定的饋電線上建議由調節偏差(xw)導出用於將所述裝置的功能模塊(21)激活或失效的標準。
文檔編號F16K31/00GK101295167SQ20081009530
公開日2008年10月29日 申請日期2008年4月22日 優先權日2007年4月23日
發明者F·馬克斯 申請人:Abb股份公司