本發(fā)明涉及用于檢測、評價和顯示電驅(qū)動器的電動機的測量值的方法，以及涉及用于實現(xiàn)所述方法的裝置。

在許多技術(shù)裝置中，藉由電動機來實現(xiàn)機械狀態(tài)之間的切換操作。經(jīng)常，切換操作在其在至少兩種所定義的狀態(tài)之間來回切換的意義上是循環(huán)的。此類電驅(qū)動系統(tǒng)的示例是針對軌道轉(zhuǎn)換的護(hù)欄、用于改變有軌交通中的開關(guān)位置的驅(qū)動器、或者用于打開和關(guān)閉窗戶、門的驅(qū)動器等。伺服馬達(dá)以可重現(xiàn)方式從所定義的初始點運行到所定義的端點，周而復(fù)始。

如果要監(jiān)視此類設(shè)備的功能能力和技術(shù)狀況，則作出關(guān)于該設(shè)備的遲緩性的聲明是必要的。出于該目的，例如，確定并評價驅(qū)動電動機的電特性曲線。例如，可由磨損導(dǎo)致的遲緩性將通過如下事實被注意到：所測量的電動機的功耗大于參考值。

為了能夠評估電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)，評價測量值的數(shù)據(jù)是必要的。

例如，關(guān)于道岔切換驅(qū)動器，記錄在切換操作期間的電流曲線并將該電流曲線與參考曲線作比較。

在具有普通坐標(biāo)系的輸出設(shè)備上顯示數(shù)據(jù)，在該坐標(biāo)系中測量時間被選為橫坐標(biāo)，而電流幅值或所測量的電流值與參考曲線之間的差異被選為縱坐標(biāo)。

然而，在此種表示中，很難想象與早前或后來測量的比較。

de19733001a1描述了用于檢測、評價和顯示測量值的方法，其中以字母數(shù)字形式顯示測量或比較值，其中根據(jù)所確定的比較值來在每種情形中向測量或比較值的字母數(shù)字表示指派該表示中的顏色值。

本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種方法，藉由該方法不僅可在給定時間評估電驅(qū)動器的電動機的技術(shù)狀態(tài)，而且還可記錄并視覺化該狀態(tài)的時間發(fā)展，從而可作出關(guān)于預(yù)期維護(hù)工作的聲明并得出關(guān)于狀態(tài)變化原因的結(jié)論。此外，提供一種實現(xiàn)該方法的裝置。

這些目標(biāo)是由根據(jù)權(quán)利要求1所公開的本發(fā)明的方法以及根據(jù)權(quán)利要求4的相應(yīng)裝置來達(dá)成的。

有利的進(jìn)一步改進(jìn)是從屬權(quán)利要求的目標(biāo)。

根據(jù)如權(quán)利要求1所公開的本發(fā)明的方法表示一種測量方法，其中檢測、評價并顯示電驅(qū)動器的電動機的測量值。具體地，由至少一個傳感器測量的電動機的電特性值可被用作測量值。此外，也可測量諸如溫度、濕度等的框架參數(shù)并集成到該評價中。測量值被傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中存儲并評價這些測量值。在該評價中，恰適地處理測量值可能是有利的。例如，評價功能可將測量值與規(guī)定的基本條件下的參考值作比較，并且作為要考慮的進(jìn)一步數(shù)據(jù)，僅使用測量值與參考值之間的差異。因為電動機(諸如在用于護(hù)欄、開關(guān)、窗戶或門的驅(qū)動器的情形中的那些電動機)具有循環(huán)操作模式，因而可在若干控制循環(huán)的時段上根據(jù)被驅(qū)動組件的機械位置來將這些測量值彼此作比較。例如，如果電動機的啟動特性因磨損引入的遲緩性而改變，則驅(qū)動器的功耗要求隨時間逐漸增大。為了早期識別此種趨勢，要在一長時段上比較該數(shù)據(jù)。在二維屏幕或在二維紙質(zhì)打印上顯示數(shù)據(jù)時，多維表示僅在信息被處理時是清楚的。這根據(jù)本發(fā)明而發(fā)生，因為考慮兩個時間坐標(biāo)。根據(jù)一個時間坐標(biāo)來描述驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)循環(huán)內(nèi)的測量值，該時間坐標(biāo)被稱為旋轉(zhuǎn)時間tu。第二個時間坐標(biāo)被指定為比較時間tv并且它指示每個個體旋轉(zhuǎn)的時間。驅(qū)動器的兩個或更多個相繼旋轉(zhuǎn)因此發(fā)生在兩個或更多個不同時間點tv1和tv2等處。在這些時間點中的每個時間點處，存在一個旋轉(zhuǎn)期間的測量值特性z＝ftvi(tu)。為了描述兩個時間坐標(biāo)上的數(shù)據(jù)的依賴性，根據(jù)本發(fā)明的兩個坐標(biāo)軸被選擇成彼此垂直。例如，在x方向，可表示tv，而y方向由tu來表征。現(xiàn)在，為了在二維顯示平面上能夠在坐標(biāo)系中顯示屬于每個(yi；zi)對的數(shù)據(jù)值，可選擇透視圖表示。然而，因為這可快速變得模糊，所以根據(jù)本發(fā)明考慮z軸在x-y平面上的投影。為了能夠顯示關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)字值的信息，zi值被顏色編碼。y方向上的彩色數(shù)據(jù)點序列指示旋轉(zhuǎn)時間tu內(nèi)的數(shù)據(jù)值與參考值之差，在旋轉(zhuǎn)期間在時間tvi處測量該差值。在致動器在相同方向上的下一旋轉(zhuǎn)期間，以相同方式顯示tv(i+1)處的數(shù)據(jù)值。因為(y(i+1))；z(i+1))值對在tv軸方向上被平行移至(yi；zi)值對，所以這兩個測量被并排顯示并且可容易地彼此進(jìn)行比較以供評價。針對不同設(shè)置過程的轉(zhuǎn)變操作的相同階段的數(shù)據(jù)值始終平行于tv軸。因此，可通過分析沿平行于x和/或tv軸的顏色發(fā)展來高效地評價轉(zhuǎn)變過程的每個階段處的測量值的發(fā)展。

尤其有利地，信息量因此降低，因為不是每個個體z值，而是僅遵循該數(shù)據(jù)的所定義容差值的特定值類被編碼。通過將數(shù)據(jù)與參考值和一到幾個容差范圍的規(guī)定作比較，借助于幾個顏色值來達(dá)成有意義的表示?；跀?shù)據(jù)點的顏色，該數(shù)據(jù)點(y；z)超出的容限因此是可見的。

此外，有利地，在數(shù)據(jù)的評價期間注意調(diào)查驅(qū)動器的要求。例如，如果至少一次數(shù)據(jù)點已經(jīng)達(dá)到所定義的容限，則這可隨后發(fā)生，該容限被認(rèn)為是損壞或危害驅(qū)動器的證據(jù)。

此外，沿平行于比較時間軸的數(shù)據(jù)點被分析，以確定是否在所定義的容限的方向上發(fā)生數(shù)據(jù)點的變化。因此，如果驅(qū)動器的特定旋轉(zhuǎn)階段處的數(shù)據(jù)值逐漸超過日益更高的容差閾值，則應(yīng)該預(yù)期即將發(fā)生該驅(qū)動器的臨界狀態(tài)，從而在此在輸出單元處發(fā)出消息，該消息指示維修人員必須調(diào)查該系統(tǒng)。

權(quán)利要求4到6涉及一種用于實現(xiàn)來自前述權(quán)利要求的方法的裝置。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種裝置，該裝置檢測、存儲、評價并顯示電驅(qū)動器的電動機的測量值。

該裝置包括連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的至少一個測量傳感器，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有用于顯示評價結(jié)果的輸出單元以及用于數(shù)據(jù)輸入的裝置。藉由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來評價測量數(shù)據(jù)。

具體地，由至少一個傳感器測量的電動機的電特性值可被用作測量值。此外，該裝置還可測量諸如溫度、濕度等的框架參數(shù)并將其集成到該評價中。

對于數(shù)據(jù)的評價，有利的是，該裝置恰適地處理測量值。例如，借助于評價功能，該裝置可將測量值與主要框架條件下的參考值作比較，并且作為要進(jìn)一步考慮的數(shù)據(jù)，僅使用測量值與參考值之差。根據(jù)本發(fā)明的該裝置考慮兩個時間坐標(biāo)。

根據(jù)旋轉(zhuǎn)時間tu來描述驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)循環(huán)內(nèi)的測量值。第二個時間坐標(biāo)被指定為比較時間tv并且它指示每個個體旋轉(zhuǎn)的時間。驅(qū)動器的兩個或更多個相繼旋轉(zhuǎn)因此發(fā)生在兩個或更多個不同時間點tv1和tv2等處。在這些時間點中的每個時間點處，存在一個旋轉(zhuǎn)期間的測量值特性z＝ftvi(tu)。

在具有彼此垂直的兩個坐標(biāo)軸的二維坐標(biāo)系中表示數(shù)據(jù)，其中tv是橫坐標(biāo)(x軸)而tu是縱坐標(biāo)(y軸)。

在其輸出單元上，該裝置通過將測量值投射到tu軸上來在坐標(biāo)系中顯示屬于(yi；zi)對的數(shù)據(jù)值，由此對由zi值規(guī)定的測量值進(jìn)行顏色編碼。y方向上的彩色數(shù)據(jù)點序列指示旋轉(zhuǎn)時間tu內(nèi)數(shù)據(jù)值與參考值之差，在旋轉(zhuǎn)期間在時間tvi處測量該差值。在致動器在相同方向上的下一旋轉(zhuǎn)期間，該裝置以相同方式顯示tv(i+1)處的數(shù)據(jù)值。因為(y(i+1))；z(i+1))值對在tv軸方向上被平行移至(yi；zi)值對，所以并排顯示的這兩個測量可容易地彼此作比較以供評價。

該裝置通過不用其自己的顏色來對測量范圍中的每個個體測量值進(jìn)行編碼，而是僅對遵循該數(shù)據(jù)的所定義容差值的特定值類進(jìn)行編碼來有利地降低信息量。通過將數(shù)據(jù)與參考值和從一到幾個公差范圍的規(guī)定作比較，該裝置僅向z值分配幾個顏色?；跀?shù)據(jù)點的顏色，該數(shù)據(jù)點(y；z)所超出的容限因此是可見的。

在數(shù)據(jù)的評價期間，該裝置有利地指示驅(qū)動器的調(diào)查要求。例如，如果至少一次數(shù)據(jù)點已經(jīng)達(dá)到要被定義的容限，則這可隨后發(fā)生，該容限被認(rèn)為是損壞或危害驅(qū)動器的證據(jù)。

此外，該裝置分析沿平行于比較時間軸的數(shù)據(jù)點，以確定是否在要被定義的容限的方向上發(fā)生數(shù)據(jù)點的變化。如果驅(qū)動器的特定旋轉(zhuǎn)階段處的數(shù)據(jù)值逐漸超過更高的容差閾值，則該裝置在輸出單元處發(fā)出消息，該消息指示維修人員必須調(diào)查該系統(tǒng)。

以下參照由兩幅圖表示的示例性實施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。

圖1藉由示例示出了有軌交通系統(tǒng)的軌道網(wǎng)絡(luò)上的開關(guān)的分析。例如，藉由指定的磁場傳感器(例如，3d或多維磁場傳感器)，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)借助測得的磁場來確定該開關(guān)驅(qū)動器的電流幅值和旋轉(zhuǎn)方向。

在數(shù)據(jù)分析中，電流曲線被用作開關(guān)的遲緩性的度量。

在該圖中，單個線條被指派給每個4線開關(guān)驅(qū)動器電纜；因此用診斷裝置監(jiān)視3個開關(guān)。

該診斷裝置直接測量鉗位帶附近的相應(yīng)開關(guān)驅(qū)動器的現(xiàn)有布線。外部電纜與內(nèi)部電纜之間的鉗位帶對于該目的而言是理想的。

藉由合適的接口來傳送測量數(shù)據(jù)。在這個示例中，使用4-20ma接口。取決于環(huán)境狀況和距離，其他有線接口以及無線接口(例如，無線電接口)也是可能的。

測量過程的控制、測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備以及轉(zhuǎn)發(fā)給診斷系統(tǒng)是已連接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能。

圖2示出了開關(guān)驅(qū)動器測量數(shù)據(jù)的示例性表示。從完好無損的驅(qū)動器的存儲在數(shù)據(jù)庫中的參考值中減去所測量的電流值。

與參考值的差δi被劃分成容差范圍。在該示例中，與參考值無偏差或僅有輕微偏差被指派給容差范圍t0。更大的偏差對應(yīng)于容差范圍t1到t4。當(dāng)達(dá)到容差范圍t4時，存在對驅(qū)動器可操作性的嚴(yán)重威脅。

負(fù)偏差表征與參考值相比驅(qū)動器的更好遲緩性。這些測量值被指派給容差范圍t-1?，F(xiàn)在，當(dāng)顯示測量值時，每個容差范圍被指派其自己的顏色。

在該示例中，顏色綠色被指派給容差范圍t0并且因此測量值與參考值之間匹配或者僅有較小偏差。例如，向t1到t4指派顏色黃色、橙色、淺紅色和深紅色，向t-1指派顏色藍(lán)色。

在x方向上標(biāo)繪比較時間tv，y方向示出驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)(tu)期間的測量值。從該圖的中部的x軸出發(fā)向下示出開關(guān)驅(qū)動器向右手位置的移動，而從中央向上示出的數(shù)據(jù)描述了驅(qū)動器偏轉(zhuǎn)至左邊位置。沿tv軸，并排顯示了若干循環(huán)。開關(guān)驅(qū)動器在大約相同的旋轉(zhuǎn)時間tue之后來到最終位置。因此，沿平行于tv軸的旋轉(zhuǎn)的相同階段是類似的。

在圖2的較低部分(順時針)，可看出在大約一半的旋轉(zhuǎn)時段期間，各值在若干旋轉(zhuǎn)上如何逐漸偏離參考值。在tu情形的事實中可以看出，在沿平行于tv軸的一半旋轉(zhuǎn)循環(huán)時間的范圍中，顏色已經(jīng)從綠色經(jīng)過黃色變成橙色。對于測量開始的第一個旋轉(zhuǎn)，測量值仍然對應(yīng)于參考值，而旋轉(zhuǎn)的數(shù)量越來越遠(yuǎn)離其參考值。

這指示與測量開始相比，驅(qū)動器的狀況已經(jīng)惡化，并且因此需要在驅(qū)動器到達(dá)臨界狀態(tài)之前進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)分析數(shù)據(jù)時，觸發(fā)檢查開關(guān)的命令。在該情形中，通過與存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作比較來顯示對預(yù)期損害歷史的預(yù)測?；谠擃A(yù)測，可定義最佳維護(hù)時間。

在圖2的上部區(qū)域(逆時針)，例如可以看出，如何發(fā)生從綠色值突然轉(zhuǎn)換成紅色。這里已經(jīng)發(fā)生了事件并且損壞了開關(guān)，必須立即修正。相應(yīng)地，發(fā)出警告消息并且觸發(fā)對系統(tǒng)的立即檢查。通過與存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的比較來確定并顯示維修所需的替換部件。