CZ295387B6 - Způsob funkční kontroly stupňových spínačů - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu funkční kontroly stupňových spínačů, přičemž se eviduje pro funkci relevantní měřená veličina, která je přiřazena poloze stupňového spínače během přepínání a rozdělí se do připojených dílčích oblastí, které odpovídají při přepnutí za sebou probíhajícím dílčím funkcím. Uvnitř každé dílčí oblasti se podle stanoveného výpočetního předpisu vytvoří jediná charakteristická hodnota, ta se porovná s parametrovým souborem dat a v důsledku identifikace se jí přiřadí. Jen tato identifikace se dále zpracovává, registruje a slouží k vytvoření hlášení závislých na identifikaci, případně informací.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu funkční kontroly stupňových spínačů, přičemž se porovnávají a klasifikují získané měřené hodnoty.

Dosavadní stav techniky

Ze zveřejněného japonského patentového spisu Hei-2-213105 je již známý způsob funkční kontroly stupňových spínačů, přičemž se evidují různé měřené hodnoty jako tlak a zatížení ovládacích členů, proud a znečištění olejem, které popisují existující skutečný stav, tyto měřené hodnoty se registrují a porovnávají s rovněž dříve registrovanými požadovanými specifickými hodnotami zařízení. Jestliže nastávají při tomto porovnání odchylky, tak se vytvoří hlášení, které může vést k signalizaci, jakož také k okamžitému vypnutí stupňového spínače.

ZDE42 14 431 C2 je dále známý způsob evidence polohy u stupňového spínače, přičemž pomocí snímače polohy se eviduje poloha hnacího hřídele motorového pohonu přiřazeného stupňovému spínači a pomocí vyhodnocovací jednotky se převede na binární hodnotu, která se může dále doplňkově dále zpracovat tak zvaným hardwarovým dekoderováním, jakož také pomocí mikrokontroleru. Mikrokontroler tím kontroluje pomocí snímače polohy pohyb hnacího hřídele.

Z japonské patentové přihlášky Sho-60-176213 je rovněž známé evidovat a registrovat při každém ovládání stupňového spínače točivý moment hnacího hřídele, který vede z motorového pohonu ke stupňovému spínači, pro porovnání tohoto skutečného průběhu točivého momentu a charakteristického typově specifického požadovaného průběhu točivého momentu.

Podobný způsob je popsán také v patentovém spise DD 246 409, přičemž se změří časový průběh točivého momentu při přepnutí a výsledek se porovná s časovým průběhem točivého momentu typickým pro stupňový spínač.

Všeobecně se měřené hodnoty, které se později porovnávají s očekávanými hodnotami, zpravidla registrují jako ASCII data. V některých případech nastává zahuštění dat, aby se mohl maximálně využít prostor na použitých registračních médiích. Měřené hodnoty se ukládají do registračního média jako řada absolutních hodnot v okamžiku záznamu. Výrok o důležitosti těchto hodnot se provádí pomocí existujícího parametrování vstupního kanálu.

Z firemního materiálu HydroTEC HT2000 firmy Deltatronic Instruments GmbH, Rakousko je známý způsob, u kterého se ukládají informace o výšce a trvání měřené hodnoty uložené jako ASII data, které vyžadují v následujícím příkladě registrační rozsah 30 byt.

Čas zahájení s měřenou hodnotou: 11:49:11 28

Ukončení měření: 12:59:11 17 (17 jako nová hodnota následujícího měření)

adresa	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09	0A	OB	OC	OD	0E	OF
hodnota	FF	31	31	3A	34	39	3A	31	31	20	20	20	32	38	OD	0A
adresa	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	2A	2B	2C	2D	2E	2F
hodnota	31	32	3A	35	39	3A	31	31	20	20	20	31	37	OD	0A	FF

Další varianta registrace měřených dat je známá z disertace Viereck: Einsatz von Senzoren in Transformatoren, TU Dresden, 1992. Přitom se přes stanovené časové rozmezí, které je

-1 CZ 295387 B6 rozloženo v definovaném časovém intervalu, uloží u konstantních analogických hodnot vedle těchto hodnot číslo časového intervalů jako hexadecimalizovaná hodnota, takže se jen na dvou adresách v registračním médiu mohou evidovat variabilní časová rozmezí.

Příklad

adresa	01	02	03	04	05	06	07	08
hodnota	FF	FF	0E	IC	06	11	FF	FF

Tím obsahuje registrační médium pod adresou 03H a 04H informaci, že pro 14 interval (0E H) byla změřena hodnota 28 (1C H).

Ze znalosti času zahájení měřicího postupu v řídicím počítači a za předpokladu, že měřicí interval odpovídá stanovenému času, cca 5 minut, lze při konstantním měření vyškrtnout relativně velký časový úsek.

Tento způsob má řadu nevýhod. Jestliže nastává datová komprimace stávajícími způsoby zpracování dat, pak nejsou hodnoty navzájem přímo bez dekomprimace srovnatelné.

Registrovaná data rovněž obsahují jen výrok o své absolutní hodnotě a jsou tím korelovatelné měrnými hodnotami jiných řad měření jen přes tuto absolutní hodnotu. Výrok o překročení hraničních hodnot u exemplárně specifických měrných dat vyžaduje individuální definici těchto hraničních hodnot. Například u stupňových spínačů, u nichž se točivý moment eviduje a hodnotí jako údaj o stavu, je smysluplné stanovit hraniční hodnoty v závislosti na jmenovité hodnotě, při jejímž překročení se má generovat hlášení. Tak se může například stanovit, že 300% překročení jmenovitého točivého momentu v každém případě vyžaduje vypnutí pohonu, překročení více než 150 % jmenovitého točivého momentu však již způsobuje hlášení „není dovoleno“, které sice ihned nevede k vypnutí, aleje vyznačeno a vyhodnoceno v rámci monitorovacího systému, například odkazuje na potřebné hlídání. Hraniční hodnota je tvořena v každém případě jmenovitou hodnotou točivého momentu, tato jmenovitá hodnota, která reprezentuje 100 %, se však může naprosto specificky podle spínače odlišovat. Srovnání absolutních hodnot proto nevede k výsledku. Konečně existuje nevýhoda známých způsobů ve velké potřebě registrace, která je potřebná k evidenci a vyhodnocení měřených hodnot.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob, který umožňuje hodnocení exemplárně specificky individuálně definovaných hraničních hodnot, přičemž má také umožňovat provedení datového zahuštění tak, že jsou možné s pokud možno malou registrační potřebou evidence, porovnání a registrace měřicích a srovnávacích hodnot reprezentativních pro kontrolovaný stupňový spínač a z toho odvozený výrok.

Podle vynálezu se tento úkol vyřeší způsobem se znaky prvního patentového nároku.

Vedlejší nároky se týkají zvláště výhodného dalšího provedení tohoto způsobu.

Způsobem podle vynálezu nastává mnohonásobné zahuštění měřených a srovnávacích hodnot evidovaných k funkční kontrole. První zahuštění nastává především tím, že měřené hodnoty se sloučí s polohou, to znamená aktuálním nastavením stupňového spínače během přepnutí. Tato poloha se může evidovat jak přímo, například pomocí resolveru, tak i nepřímo měřením času.

-2CZ 295387 B6

Druhé zahuštění nastává tím, že se celá poloha, která se proběhne při kompletním zátěžovém přepnutí stupňového spínače, rozdělí na jednotlivé části polohy a pro každou tuto polohu se zjistí podle stanovených výpočetních předpisů jediná charakteristická hodnota měřené veličiny.

Třetí zahuštění pak nastává tím, že se tyto charakteristické hodnoty srovnají a klasifikují se stanoveným parametrovým souborem dat stím, že se registrují jen klasifikovaná data, případně slouží k vydání korespondujícího hlášení, případně varování.

Výsledkem způsobu podle vynálezu jsou tedy kryptická data, které sami nevytvářejí zpětné spojení na základní měřicí veličiny.

Podle zvláště výhodného dalšího provedení je tento způsob sám schopen stanovit exemplárně specifické hraniční hodnoty tím, že nastane evidence jmenovité hodnoty a potom se zjistí a registruje pomocí procentuálního údaje pro hraniční hodnotu její absolutní výška. Tím ovlivňuje potřebné parametrování minimálně relativní hodnoty, které jsou ve vztahu ke jmenovitým hodnotám.

Souborně lze způsob podle vynálezu charakterizovat následně. Klasifikování dat nastává uvnitř časové nebo polohové oblasti vypočítáním charakteristické hodnoty zaznamenaných měrných hodnot a přiřazením identifikace uložené v parametrovém souboru dat pro tuto charakteristickou hodnotu, která reprezentuje tuto časovou nebo polohovou oblast.

Registrují se jen identifikace vytažené z parametrového souboru dat, které popisují charakteristické hodnoty jednotlivých úseků postupu. Jednotlivé měřené hodnoty výstupních dat tím mají kryptický charakter.

Způsob je vytvořen s ohledem na hodnoty, které byly zjištěny při zjišťování jmenovitých hodnot, to znamená 100% hodnot, přímým srovnáním s daty jiných zařízení.

Originální hodnoty jsou však při znalosti parametrového souboru dat a klasifikačního předpisu opět reprodukovatelné.

Přehled obrázků na výkresech

Způsob podle vynálezu je na příkladech provedení v následujícím blíže objasněn pomocí výkresů. Na výkresech znázorňuje:

obr. 1 schematické zobrazení postupových kroků podle vynálezu, obr. 2 schematické zobrazení dalšího provedení způsobu podle vynálezu doplněného o přídavné způsobové kroky, obr. 3 fyzický průběh vyhodnocení měřených hodnot v časové oblasti u způsobu zobrazeného na obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je popsán schematicky znázorněný způsob. Přitom se v krátkých intervalech eviduje a zobrazuje měřená hodnota typická pro funkční kontrolu stupňovitého spínače. Jako příklad je zvolena evidence točivého momentu na hnacím hřídeli motorového pohonu, který ovládá stupňovitý spínač. Vynález však není omezen na zaznamenání měřených hodnot točivého momentu. Zaznamenaná měřená hodnota, zde tedy točivý moment, se následně váže během přepnutí na aktuální polohu stupňového spínače. Evidence polohy se přitom může provést přímo, například

-3CZ 295387 B6 pomocí resolveru na hnacím hřídeli. Může však také nastat nepřímo, například měřením času, přitom měření času začne v momentě, ve kterém je zapnuto ovládání motorového pohonu a tím přepnutí příslušného stupňového spínače.

Následně se celá polohová a časová oblast, která se proběhne při každém úplném přepnutí stupňového spínače, rozdělí na dílčí oblasti typické pro průběh spínání. Takové typické dílčí oblasti jsou uvedeny na obr. 3, časy to až t₇ ohraničují typické za sebou probíhající jevy spínací sekvence a určují tím příslušné dílčí oblasti.

Dále se opět v každé probíhající dílčí oblasti vypočítají charakteristické hodnoty zobrazené měřené hodnoty, zde tedy točivého momentu. Tento výpočet charakteristické hodnoty se provádí podle stanoveného výpočetního předpisu. Například může přitom být jako charakteristická hodnota vypočtena střední hodnota, respektive průměrná hodnota.

V návaznosti na to nastává přiřazení těchto zjištěných charakteristických hodnot k definované identifikaci. Ktomu se používá parametrový soubor dat, který obsahují klasifikační předpis a je registrován. V tomto parametrovém souboru dat jsou stanoveným měřeným hodnotám, tedy hodnotám točivého momentu přiřazeny odpovídající identifikace. Zvláště výhodné je, když jsou tyto měřené hodnoty k dispozici jako procentuální odchylky od příslušné jmenovité hodnoty, tedy jmenovitého točivého momentu. K tomu je v dalším provedení vynálezu smysluplné použít nulové měření příslušné měřené veličiny, u kterého se jeho jmenovité hodnoty evidují a registrují a slouží jako základ klasifikačního předpisu parametrového souboru dat. Jak již bylo shora uvedené, je možné, že tato jmenovitá hodnota měřené veličiny, v tomto případě jmenovitého točivého momentu, je v dlouhých hranicích typově specificky, případně exemplárně specificky odlišná. Pomocí popsaného nulového měření je přes tuto odlišnou výchozí polohu pro srovnání měřených hodnot možné přiřadit v parametrových souborech datech procentuální odchylky přímo identifikacím.

Registrují se jen tyto krátké identifikace a následně se použijí pro funkční kontrolu. Z identifikací, které jsou odvozeny z popsaného srovnání charakteristických hodnot, potom vyplývají potřebná hlášení, případně informace. Toto je rovněž patrné na obr. 3. Je patrné, že při tomto znázornění mohou vést různé identifikace ke stejnému hlášení.

Na obr. 2 je znázorněno další provedení způsobu. Přitom nastává podle již popsané vazby s polohou v důsledku s polohovým, případně časovým měřením ještě, jako další způsobový krok, přídavné porovnání znázorněných měřených hodnot s parametry přípustnými v oblasti polohy. Toto nastává tím, že také maximální dovolené hraniční hodnoty jsou součástí parametrového souboru dat. Při překročení těchto maximálně dovolených hodnot nastává v každém případě bezprostřední hlášení nebezpečí, které zpravidla slouží k rychlému přepnutí motorového pohonu.

Obr. 3 znázorňuje celý fyzický průběh způsobu funkční kontroly. V horní části je znázorněno zobrazení naměřených hodnot točivého momentu M_d na hnacím hřídeli motorového pohonu. Tato naměřená hodnota má prostřednictvím evidovaného času t chodu vazbu na polohu stupňového spínače během přepínání. Přepínání začíná v čase to a je ukončeno v čase t₇. Toto celé přepínání je rozděleno na sedm dílčích oblastí, které jsou tabelárně sjim odpovídajícím funkčním průběhem při spínací sekvenci zobrazeny ve středu obr. 3. Schematicky jsou rovněž zobrazeny v odpovídající časové a polohové oblasti dovolené maximální jmenovité točité momenty Ml až M7. Dále jsou také zobrazeny podle použitého výpočetního postupu vypočtené charakteristické hodnoty ml až m7 každé dílčí oblasti. Ve spodní oblasti obr. 3 je příkladně znázorněn parametrový soubor dat, u kterého je přiřazena stanovené odchylce naměřeného točivého momentu M_d od jmenovitého točivého momentu identifikace. Různé identifikace vytváří opět v důsledku funkční kontroly různá hlášení. Je znázorněno, že při velké odchylce nastává hlášení „odstavit“, které vede k okamžitému vypnutí a při menších odchylkách nastává hlášení, je potřeba hlídání“, které nebrání stávajícímu chodu. Při malých odchylkách se oznamuje točivý moment jako ještě v pořádku.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob funkční kontroly stupňových spínačů, vyznačující se tím, že

   - se eviduje v krátkých intervalech měřená hodnota reprezentující na kontrolovaném stupňovém spínači skutečný stav,

   - provádí se evidence polohy stupňového spínače během přepnutí a vazba zjištěné měřené hodnoty na polohu,

   - celková polohová, respektive časová oblast (to až t₇) se rozdělí na dílčí oblasti (to až ti, ti až t₂ až té až t₇), které odpovídají při přepnutí za sebou probíhajícím dílčím funkcím,

   - uvnitř každé dílčí oblasti (to až tj, až te až t₇) se zjistí podle stanoveného výpočtového předpisu charakteristická hodnota (ml až m7) měřené hodnoty,

   - charakteristická hodnota (ml až m7) měřené hodnoty se porovná a klasifikuje registrovaným parametrovým souborem dat tak, že se přiřadí klasifikovaná hodnota jako identifikace (OOH až ODH) a

   - tato identifikace (OOH až ODH) se dále zpracuje, registruje a slouží k vytvoření na identifikaci závislých hlášení.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se dále provede podle vazby měřené hodnoty s polohou ještě hodnocení tak, že se porovná měřená hodnota s maximálně dovolenými hraničními hodnotami (Ml až M7), které jsou rovněž registrované v parametrovém souboru dat, a při překročení hraniční hodnoty se provede okamžité hlášení nebezpečí.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v parametrovém souboru dat se odchylky -30 % až +100 % měřené hodnoty přiznají ke jmenovité hodnotě (O) a přiřadí se k odpovídajícím identifikacím (OOH až ODH).
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že se před začátkem funkční kontroly provádí nulové měření na funkčním stupňovém spínači, u něhož se zjistí nulová hodnota (O) měřené veličiny a použije se jako výchozí hodnota pro parametrový soubor dat.
5. 5. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se točivý moment na hnacím hřídeli mezi motorovým pohonem a stupňovým spínačem použije jako měřená hodnota.
6. 6. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se pomocí výpočetního předpisu vytvoří aritmetická střední hodnota.

   3 výkresy