专利名称：设置在发动机中或发动机上的接口模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设置在发动机中或发动机上、尤其是设置在电动机中或电 动机上的接口模块，具有用于接收和处理来自第一传感器部件的第一传感器信 号的处理装置，其中所述第 一传感器部件设计为用于获取第一物理参数和提供 所述第一传感器信号。
背景技术：
例如由于轴承破损导致的电动机的非计划故障可能导致复杂机器和设备 如制造流水线的故障。这会引起很高的后果费用。因此在采用发动机时对发动 机的诊断能力很感兴趣。这种兴趣的中心在此尤其是轴承监控和制动器监控。
因此除了用于确定转子的轴承状态的发生器之外，在发动机中还使用用于 获取绕组温度的温度传感器和/或用于监控轴承和监控制动器的振荡传感器。这 些传感器获取温度或振动，并为此提供对应的传感器信号。
图1中示出的普遍公知的发动机1具有发生器2和振荡传感器3作为传感 器装置。在此发生器2用于确定图1未示出的发动机1转子的状态。利用接口 模块5将发生器2设置在发动机1上的发生器设置空间4中。接口模块5获取 发生器信号6并从中确定发动机1的当前转速。通过接口模块5的A/D转换器 将当前转速的模拟信号转换为数字信号。该数字信号接着通过信号线路7传送 给变流器8。
振荡传感器3用于监控轴承。为了分析振荡传感器3将其振动信号通过信 号线路IO传送给分析装置11。必要时可以通过图1中未示出的导线接着将对 应的信息信号提供给变流器8。
变流器8将当前转速与预定的额定转速相比较，并相应地控制通过功率线 路9输送给发动机1的功率。由振荡传感器3获取的振动信号也可以在控制发 动机1的功率时得到考虑。
具有发生器2和振荡传感器3的发动机l的缺点在于，将传感器装置2和
3安放在发动机1上以及将传感器装置2和3与其对应的分析和控制装置5、 8、 11的连接需要耗费很多工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是找到一种装置，其能够简化发动机、设置在发 动机中或设置在发动机上的传感器装置以及对应的分析或控制部件的组装。
按照本发明，该技术问题通过一种设置在发动机中或发动机上、尤其是电 动机中或电动机上的接口模块解决，其包括用于接收和处理来自第一传感器部 件的第一传感器信号的处理装置，其中第一传感器部件设计为获取第一物理参 数和提供所述第一传感器信号，其中所迷处理装置用于另外接收和处理来自第 二传感器部件的第二传感器信号，该第二传感器部件用于获取第二物理参数和 提供所述第二传感器信号。
如图l所示，在将多个传感器装置2和3设置在发动机1中或发动机上时 产生这样的问题根据现有技术必须为每个传感器装置设置对应的信号线路7 或10，这些信号线路从发动机1到未设置在发动机1上的分析、处理或控制装 置和ll。相反，通过本发明的接口模块可以将不同传感器的传感器信号通过同 一个线路传送给未设置在发动机上的分析或控制装置。这减轻了共同分析来自 多个传感器部件的传感器信号的难度。在此接口模块可以设计成，除了第一和 第二传感器部件的传感器信号之外还通过接口模块处理其它传感器部件的传感 器信号。
优选的，所述处理装置可以针对两个传感器信号具有一个共用的A/D转换 器和/或一个共用的总线接口。这减轻了共同传输不同传感器部件的传感器信号 的难度。
如果第一物理参数不同于第二物理参数，则也可以采用本发明。在此第一 物理参数不同于第二物理参数理解为，所获取的物理参数具有不同的单位。本 发明由此可用于不同的传感器类型。
例如，第一传感器部件和/或第二传感器部件是发生器、温度传感器或振荡 传感器。如在导言中提及的，除了发生器之外首先还在发动机监控中使用温度 传感器和振荡传感器。因此有利的是本发明也可以用于温度传感器和振荡传感 器。
优选的，所述接口模块包括硬件和软件部件。这些部件可用于分析或存储
传感器信号。通过将硬件和软件部件集成到接口模块中，可以极度简化在接口 模块内对传感器信号的分析。
此外，所述接口模块包括第一传感器部件和/或第二传感器部件。通过将至 少一个传感器部件集成到接口模块中，去掉了将传感器部件安装到发动^L上的 额外工时耗费。尤其有利的是，所述传感器部件在这种情况下已经在工厂中就 其工作方式和由其控制的发动机部件例如发动机的至少一个轴承或制动器得到 了初始化。由此明显降低了启动整个系统的费用。
在本发明中可以采用第一传感器部件来获取发动机的温度并为发动机的 温度模型提供输入参数以用于监控发动机的轴承。这保证了对发动机轴承的可 靠监控。
尤其是可以将接口模块插在发动机上。这可以通过将接口模块的外壳实施 为插头来实现。由此也能简单地将接口模块安放在发动机上或发动机内，并且 带来了较少的人工和时间的花费。
下面借助附图详细解释本发明，其中 图1示出根据现有技术的接口模块； 图2是本发明的传感器和接口模块。
具体实施例方式
下面详细示出的实施例是本发明的优选实施方式。
图2的发动机12和图1的发动机1 —样具有发生器13和振荡传感器14。 在此，在发动机12的情况下为了更好地监控状态而将振荡传感器14设置在发 动机12的内部。用于确定发动机12的转子状态的发生器13与本发明的传感器 和接口模块15—起位于发生器的装配空间16内部。发生器装配空间16固定在 发动机12上。
作为对振荡传感器14的替换方案或者补充，还将至少一个温度传感器设 置在发动机12中或发动机12上。同样除了振荡传感器14之外，也可以在发动 机12中或发动机12上安放其它振荡传感器。
通过线路17和18,本发明的传感器和接口模块15获取发生器13和振荡 传感器14的传感器信号。在此传感器和接口模块15可替换地还能用于从多于
两个传感器装置获取传感器信号。此外传感器和接口模块15与总线系统19连 接。在此传感器和接口模块15包括分析装置，其除了确定当前转速之外还允许 对振荡传感器14的振动信号进行分析。因此，在具有本发明传感器和接口模块 15的发动机12中，可以不像图1的示例中那样安放分析装置11。传感器和接 口模块15还具有A/D转换器。
传感器和接口模块15在对发生器信号和振动信号进行了分析之后通过总 线系统19例如对应于以太网格式向发动机12的变流器20输出分析信号。变流 器20在将获取的值与预定阈值比较之后，对应于该比较结果控制通过功率线路 21输入发动机12的功率。
同样还可以将通过本发明获得的值如轴承状态显示在上级控制装置中。根 据现有技术，轴承状态的显示仅在发动机12上进行，这对发动机12的用户来 说是不利的。通过在与总线系统19连接的上级控制装置中显示轴承状态，发动 机12的用户可以更为简单地控制发动机12的有意义的满负荷。
此外在变流器20中或变流器20上安放分析装置，用于分析由发动机12 中或发动机12上的传感器装置13、 14获取的传感器信号。传感器和接口模块 15在这种情况下只包括子分析或处理装置，通过它们将传感器信号转换为用于 由总线系统19进行数据传输的格式。
通过本发明的传感器和接口模块15还可以进行双向的数据传输。然后通 过这种方式保证通过上级系统或变流器20控制一个或多个传感器装置。因此通 过本发明的传感器和接口模块15在发动机中或发动机上安放了中央智能装置。
通过共用唯一的A/D转换器或唯一的数据接口 ，通过发动机中或发动机上 的多个传感器可以明显降低发动机的制造和安装费用。
权利要求
1.一种接口模块(15)，设置在发动机(12)中或发动机(12)上、尤其是在电动机中或电动机上，其包括用于接收和处理来自第一传感器部件(13)的第一传感器信号的处理装置，其中该第一传感器部件(13)用于获取第一物理参数和提供所述第一传感器信号，其特征在于，所述处理装置用于另外接收和处理来自第二传感器部件(14)的第二传感器信号，该第二传感器部件(14)用于获取第二物理参数和提供所述第二传感器信号。
2. 根据权利要求1所述的接口模块(15 ),其中所述处理装置针对两个传 感器信号具有一个共用的A/D转换器和/或一个共用的总线接口 。
3. 根据权利要求1或2所述的接口模块(15 ),其中所述第一物理参数不 同于第二物理参数。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的接口模块(15 )，其中所述第一传 感器部件(13)和/或第二传感器部件(14)是发生器、温度传感器或振荡传感 器。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的接口模块(15)，其中所述接口模 块(15)包括硬件和软件部件。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的接口模块(15),其中所述接口模 块(15)包括第一传感器部件(13)和/或第二传感器部件(14)。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的接口模块(15),其中采用第一传 感器部件(13)来获取发动机(12)的温度并为发动机(12)的温度模型提供 输入参数以用于监控发动机(12)的轴承。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的接口模块(15 ),其中所述接口模 块(15 )可插在发动机(12 )上。
全文摘要
为了监控发动机(15)，通常除了发生器(13)之外还采用温度或振荡传感器(14)。本发明的任务在于，找到简化传输来自多个安放在发动机(12)中或其上的传感器装置(13，14)的传感器信号的手段。该任务按照本发明通过一种设置在发动机(12)中或发动机(12)上、尤其是电动机中或电动机上的接口模块(15)解决，其包括用于接收和处理来自第一传感器部件(13)的第一传感器信号的处理装置，其中第一传感器部件(13)用于获取第一物理参数和提供所述第一传感器信号，所述处理装置用于另外接收和处理来自第二传感器部件(14)的第二传感器信号，该第二传感器部件(14)用于获取第二物理参数和提供所述第二传感器信号。
文档编号H02P6/16GK101194414SQ200680020879
公开日2008年6月4日 申请日期2006年4月7日 优先权日2005年4月12日
发明者乌尔里克·赫恩, 卡尔-海因茨·菲尔布里, 汉斯-沃纳·立波特, 迈克尔·齐斯勒, 雷纳·埃克特, 马克斯·普拉滕 申请人:西门子公司