专利名称：用于监控设备的方法
技术领域：
本发明涉及ー种用于监控具有第一能量运行状态和第二能量运行状态的设备的方法，其中设备在第一能量运行状态和第二能量运行状态下具有不同的能量消耗。
背景技术：
从现有技术中已知这类方法。因此，例如欧洲专利公开文献EP 2 192457A1或EP2 192 458A1描述了用于激活技术设备的多个可激活的运行状态之ー的方法，其中，在将设备转换到另ー运行状态之前检查，是否通过预设的參数边界值允许进行运行状态的所要求的改变
发明内容
以所述现有技术为出发点，本发明的目的是进ー步改进具有至少两个能量运行状态的设备的监控。所述目的通过ー种用于监控具有第一能量运行状态和第二能量运行状态的设备的方法来实现。用于监控具有第一能量运行状态和第二能量运行状态的设备的这种方法，其中所述设备在第一能量运行状态和第二能量运行状态下具有不同的能量消耗，包括下面的步骤a.借助于第一切換命令将设备从第一能量运行状态转换到第二能量运行状态，b.測定在开始转换过程和达到第二能量运行状态之间的第一转换时间段，和c.将第一转换时间段存储在用于转换时间段的、与设备相关联的数据库中，和/或将利用第一转换时间段所測定出的关于设备的状态信息存储在与设备相关联的状态数据库中。第一能量运行状态例如能够为设备的标准状态或工作状态，并且第二能量运行状态能够为设备的节能状态。在此，在节能状态下例如能够提出，断开设备的部件或者至少借助降低的能量来运行。在这样的或类似的情况下，在这样的运行状态之间的转换能够相当于设备或者设备部件的至少部分的启动或关机。从然后測定出的启动或关机时间中通常能够推导出设备或设备部件的普通的或特殊的功能状态、运行状态和/或技术状态。特别地，通过将測定出的转换时间段与ー个或多个之前测出的数值、一个或多个预设的数值和/或还与预设的阈值相比较，例如能够识别在设备之内的或在设备部件中的变化(例如磨损、损耗和/或老化现象)。然后，在这方面例如能够提前地进行维护和/或保养措施还或者部件或组件的相应的更换措施，因此，然后接下来例如能够避免或者至少延缓设备的潜在的完全失效。因此，在设备或者设备部件的毎次启动和/或关机时例如能够获取相应的转换时间段，并且紧接着与记录的数据或预设的数据进行比较。从这些时间值(例如由于设备的机械惯性变化、磨损或老化现象引起的启动时间的延长)的比较中例如能够根据预设的公差值推导出适当的措施，例如设备的维护或保养措施还或者仪器更换或者机器更换。通过例如逐渐延长的转换时间段，例如能够提前地和可能地在设备失效之前识别设备故障。因此，通过例如根据预设的阈值所限定的维护措施，例如能够及时地使设备再次处于改进的状态中，由此能够可能地避免或延迟较长的停机时间。“设备”结合当前的描述理解为技术设备。这样的技术设备例如能包括多个元件、设备部件或设备段。设备元件例如能够是不同的传感器、驱动器、运输元件、机器人単元等。设备例如能够构成和设计为生产设备、生产机械、运输设备、运输机械、工具机械、加工设备、机器人和/或例如是测量仪器和/或控制仪器的技术仪器，或者包括这类仪器或设备。第一能量运行状态例如能够是标准运行状态，在所述标准运行状态下，设备在没有明显限制的情况下执行其预设的任务。第二能量运行状态例如能够构成为节能状态，与在标准运行状态下相比，设备在所述节能状态下消耗更少的能量，并且例如仅还限制地(例如更慢地和/或具有较少的子任务)或者不再执行所述设备的任务。附加地，例如还能够设有设备的具有不同能量消耗值和/或活动水平的其他的能 量运行状态。用于两个能量运行状态的、在现有描述中所描述的方法相应地还能够应用于多于两个的能量运行状态，在所述方法中，例如測定在全部所述能量运行状态之间的转换时间段，或者还仅測定在所选出的转换过程之间的转换时间段。能量运行状态的不同的能量消耗例如能够理解为在相应的运行状态下设备在能量方面不同的总消耗。设备的能量消耗例如能够由电能和/或如例如通过内燃机的驱动能量、燃料电池等的其他能量形式组成。此外，基于本方法的能量消耗仅还能够限制于由设备所消耗的能量的一部分，例如仅仅限制于所消耗的电能。以用于測定在不同运行状态下的能量消耗为基础的消耗也能够限制于确定的设备部件的能量消耗。用于将设备从第一能量运行状态转换到第二能量运行状态的第一切換命令例如能够从外部(例如由例如控制仪器的外部仪器，从设备外部)或从内部(例如基于在设备本身内的自身评估)触发或由那里进行。这样的第一切換命令的内部触发例如能够根据基于确定的运行參数或操纵參数的评估来进行，例如经过确定的、预设的时期和/或确定的暂停时间和/或夜间时间“没有操纵动作”或“没有查询”。此外，例如也能够通过外部的触发命令结合确定条件的内部检查来触发内部的切換命令。在此，所述比较的评估例如能够自动地、通过人员或通过ー个或多个输入命令触发地来进行。所述评估例如能够在控制単元、控制器、PC中进行还或者手动地进行。特别地，能够根据所谓的“PROFI能量”标准或类似标准构成和设计设备的转换、第一和第二能量运行状态和/或第一切换命令。此外，前述方法也能够扩展到将设备从第二能量运行状态转换到第一能量运行状态中以及转换到可能的、所设有的其他能量运行状态中和转换在这样的能量运行状态之间转换。例如能够提出，记录在这些能量运行状态之间的全部这类转换过程。还能够提出，根据当前的描述，只获取和记录在这类能量运行状态之间的转换过程的挑选。用于测定第一转换时间段的转换过程的开始例如能够相当于第一切換命令的访问或者内部的处理，或相当干与这样的访问或者这样的与处理相关联的时间点。在第二能量运行状态下达到限定的或预设的时间点时，达到第二能量运行状态例如能够相当于例如达到静止的、稳定的状态，还或者相当于进行内部的信号传递、通讯和/或反馈，即达到第ニ能量运行状态。用于转换时间段的数据库和/或状态数据库例如能够设置在设备之内或也能够设置在外部的装置中，例如设置在用于操纵装置和操纵观察装置的设备(例如可编程逻辑控制器)的控制装置中、网络驱动器和/或类似的外部装置中。在当前描述的范围内，数据库例如理解为存储区域，所述存储区域根据硬件和软件设计和构成用于存储与此有关的所述日期或者与此有关的所述数据。特别地，数据库例如也理解为同类数据或数据组的数据收集，所述同类数据或数据组在当前的情况下包括一个或多个转换时间段。利用第一转换时间段測定的状态信息例如能够是或者包括到下一个保养或维护措施的持续时间或运行小时持续时间，或也能够是或者包括在两个或多个状态类别中的分级。在此，状态信息例如能够仅基于ー个或多个测定出的转换时间段或者一个预设的转换 时间段来确定。此外，但是也能够在考虑设备的其他特性參数(例如运行温度、能量消耗、声学信息的评估等等)的情况下得出状态信息。在所述方法的有利的扩展方案中，将测定出的第一转换时间段与用于仪器从第一能量运行状态转换到第二能量运行状态的、至少ー个较早测出的转换时间段进行比较和/或与用于仪器从第一能量运行状态转换到第二能量运行状态的、预设的转换时间段进行比较，并且然后可选地进ー步评估所述比较。以这种方式，例如能够通过将测定出的转换时间段与ー个或多个较早测出的转换时间段相比较而得出例如用于设备的启动和关机时间是否以ー个确定的数值或百分比变化和/或在两个或多个转换时间段之间的变化程度，例如变大、不变或变小。以这种方式，例如能够根据转换时间段的变化推断出设备的维护或运行状态，并且接下来必要时开始相应的维护或更换动作。此外，通过将測定出的转换时间段与预设的数值，例如用于相应的状态转换的理论时间值进行比较而能够得出，当前的转换时间段与预设的值相差多少。因此，例如能够基于所述信息再次推断出设备的维护或运行状态。因此，在进ー步评估所述比较可能性的情况下，例如能够得出下述信息，所述信息相当于维护或运行状态和/或所述信息给出可能的和/或必需的维护或更换工作的指示。此外，能够提出，在这些评估的情况下，例如如果评估带来确定结果，那么能够提供警告信息的输出。这样的警告信息例如能够是或者包括维护建议、在确定的预设的时间段之内的所需要的维护或更换措施等。此外，这样的警告信息例如能够是或者包括维护和/或保养措施的要求；在仪器、设备和/或部件失效前的警告；仪器、设备和/或部件更换的要求或类似的信息消息或信号。当在用于转换时间的实际值和额定值之间的差超过一定的、预设的阈值时，例如能够输出例如所述的警告信息。此外，当在当前的和之前的转换时间段之间的变化超过预设的阈值时，例如能够输出这样的警告信息。警告信息的输出例如能够经由显示单元或光学显示元件等等进行。此外，警告信息的输出也能够构成为电子消息或者在输出电子信息或者电子消息的情况下进行。这样的消息例如能够输出给外部监控单元、外部或内部的控制单元、外部或内部的操纵单元或观察单元还或者外部或内部的光学或声学的显示单元(例如平板PC)。警告信息的输出例如能够也构成为声学信息或声学信号或包括这样的声学信息或声学信号。警告信息或者警告信息的输出也能够与运行状态或者时间段例如在控制单元和/或可编程逻辑控制器中相关联，或也与所述运行状态或者时间段的处理相关联。在借助于第一切換命令转换设备之前，能够提出，设备得到具有至少ー个转换參数的转换查询。因此，当查询的评估表明应该执行从第一能量运行状态到第二能量运行状态的转换时，设备在考虑所述转换參数的情况下评估所述查询，并且例如然后触发第一切换命令。这样的转换參数例如能够包括设定的断开时间点或暂停时间点。此外，转换參数也能够包括预设的断开时间段或暂停时间段。转换查询或者转换參数例如能够构成和/或设计为根据“PR0FI能量”标准或类似标准的转换查询。因此，在获得例如作为转换參数具有设定的暂停时间段的转换查询之后，设备例如能够根据内部的设备參数，例如预设的启动和关机时间和其他的设备的特征參数来决定，对于一定的暂停时间段是否应该将设备关机到例如节能状态下，或是用于关机的暂停 是否例如太短，因为关机和然后再启动可能太不经济或不可能简单地按时间完成。根据评估结果，设备因此例如运行到例如所述的节能状态中或者还没有运行到例如所述的节能状态中。如之前示例地已经提到，在转换查询的评估中，能够单独地考虑或者共同考虑从第一能量运行状态到第二能量运行状态或者与此相反的一个或多个预设的和/或測定出的转换时间。特别地，例如能够再次根据PROFI能量标准或类似标准构成和设计转换參数以及查询评估。前述目的也由一种设备来实现，所述设备设计和构成为，使得其能够在第一能量运行状态和第二能量运行状态中运行，其中所述设备在第一能量运行状态和第二能量运行状态中具有不同的能量消耗，并且其中所述设备还包括控制装置，所述控制装置构成和设计用于执行根据当前描述的方法。如已经结合之前所描述的方法阐明，通过转换时间的所述记录得到下述改进的可能性监控设备并且在此例如记录、分析和评估设备状态。在此，第一能量运行状态和第二能量运行状态以及设备能够如在当前描述中示例详细说明地构成和设计。控制装置例如能够构成和设置为所谓的控制器、可编程逻辑控制器或类似的控制器、这类控制器的一部分还或构成和设置为计算机、PC或类似的数据处理装置。此外，控制器也例如能够完全地和在结构上集成到设备中。控制装置能够也部分在结构上与设备集成，其中控制装置的另一部分能够位于设备之外，并且能够例如经由比如现场总线网络的无线网络与所述设备连接。控制装置也能够在结构上完全地设置在设备的其他部分之外，并且经由无线的或有线连接的通信网络，例如现场总线网络与设备的所述其他部分连接。此外，设备能够包括存储装置，其用于存储第一转换时间段、关于设备的状态信息、至少ー个较早测出的转换时间段、用于转换时间段的数据库、状态数据库和/或预设的转换时间段。借助所述扩展方案例如能够将上面所述的信息直接借助设备或与设备相关联地存储，并且然后还可能地进行评估。在此，存储装置例如能够是前述控制装置的一部分，或也是用于存储所述数据的単独装置。
设备也能够包括用于输出根据当前描述的警告信息的输出装置。特别地，所述输出装置能够构成和设计为光学的、声学的和/或电子的输出装置和/或构成和设计为用于输出和转发相应的消息或信息的有线的或无线的接ロ。在此，输出装置能够也在结构上与设备设置和设计为整体，或也仅借助于通信连接与所述设备连接并且此外在结构上分开。此外，控制装置能够构成或者设计用于接收根据当前描述的转换查询，用于执行根据当前描述的相应的查询评估以及用于触发根据当前描述的第一切換命令。特别地，控制装置能够构成和设计用于接收、处理和转换以及还有转发根据PROFI能量标准和/或类似标准的命令、信息和消息。特别地，控制装置也能够设置用于控制其他设备或仪器，并且本身具有至少ー个部件，所述部件也构成和设计用于输出转换查询或者相应的PROFI能量命令和/或类似的命令。前述目的进ー步由ー种设备系统实现，所述设备系统设计和构成用于执行根据当前描述的方法，其中设备系统包括根据当前描述的设备以及外部控制装置，所述控制装置设计和构成用于经由有线的或无线的接ロ来开环控制和/或闭环控制设备。
外部控制装置例如能够为比如电脑的控制器、可编程逻辑控制器、控制器等，以构成和设计用于控制所有设备、用于控制设备的子任务，用于控制设备的能量运行状态和/或还用于控制其他设备和仪器。在此，外部的控制装置例如经由无线的或有线的通信网，例如TCP/IP网络、以太网络或现场总线网络(例如根据PR0FINET标准或PR0FIBUS标准)构成和设计。因此，控制装置例如能够为用于控制完整的生产线等的控制器设备。外部的控制装置例如能够包括存储装置，以用于存储第一转换时间段、关于设备的状态信息、至少ー个较早测出的转换时间段、用于转换时间段的数据库、状态数据库和/或预设的转换时间段。在此，例如能够提出，所述数据，或者所述数据的一部分，不仅存储在设备中而且存储在外部存储装置中或也只存储在两个所述装置之一中。此外，外部控制装置能够包括用于输出根据当前描述的警告信息的输出装置，其中能够再次根据当前描述构成和设计输出装置。此外，外部的控制装置能够构成和设计用于将根据当前描述的转换查询输出给设备。此外，外部的控制装置能够设置用于控制其他设备或仪器的类似的能量运行状态。因此，外部控制装置例如能够至少此外构成和设计用于设备和/或其他设备和仪器的能量管理，其中能量管理例如能够至少此外根据PROFI能量标准和/或类似标准或方法来构成和设计。其他有利的扩展方案在于从下文中得出。
接下来，示例地參考附图来阐明本发明。
具体实施例方式图I示出机床120，其是用于根据当前描述的设备的实例。机床包括具有存储装置的内部的控制器130，所述控制器经由现场总线网络134控制机床的加工机器人150以及用于エ件的运输系统140，所述运输系统具有第一驱动器142和第二驱动器144。在此，机床120是较大的生产复合体(综合设备)的一部分，所述生产复合体没有在图I中示出。
机床120以及其他生产设备(没有在图I中示出)通过具有内部的存储装置112的在上游设置的可编程逻辑控制器Iio经由构成为“PR0FINET”的现场总线网络114来控制。经由所述现场总线网络114，机床120的控制器130接收来自SPS (可编程逻辑控制器)110的相应的命令，所述控制器分析所述命令，并且将所述命令转换为到具有驱动器142和144的运输装置140上以及到加工机器人150上的执行命令和工作命令。在此，控制器130是用于根据当前描述的控制装置的实例。SPS 110与控制器130一起也能够是用于根据当前描述的控制装置的实例。此外，SPS 110是用于根据当前描述的外部控制装置的实例。机床120具有三个能量运行状态· “标准状态”，其中所有设备部件140、142、144、150以及机床的控制器130完全 处于运行中，并且借助能量来供应，使得机床120能够完全充分地如所设置那样实施设置的任务； “暂停状态”，其中机床的机械部件、驱动器142、144以及工具机器人150未激活，然而控制器完全充分地运行，使得所述控制器能够随时分析和评估来自SPS 110的命令；和 “节能状态”，其中除了机床120的机械的设备部分之外，驱动器142、144以及加エ机器人150还有控制器130处于减少的活动状态下，使得能量仅供应给控制器130的一部分，为了接收和分析来自SPSllO的相应的激活命令，所述控制器的部分是必需的。在此，设备在标准状态下具有供给的电能的最高的总消耗，在暂停状态下具有次低的总消耗并且在节能状态下具有最低的电能总消耗。SPS 110构成和设置用于输出暂停命令以及唤醒命令。在此，暂停命令此外附加有关于暂停的所设置的长度的信息。那么，根据所述暂停长度，控制器130例如能够对于处于标准状态下的机床120做出判断，所述控制器在暂停期间是否使机床保持在标准状态下、置于暂停状态下或甚至将所述机床置于节能状态下。在控制器130的存储装置132中，将在前述能量运行状态之间的预设的转换时间存储在相应的数据库中。当在减去关机和启动时间之后没有或只剩下少量的暂停时间，使得关机到暂停状态或节能状态是不经济的时，那么在获得相应的暂停命令之后，在处于标准状态的机床120中，控制器能够将在例如暂停状态下的转换时间和在切换回标准状态所经过的启动时间与所计划的暂停时间相比较，并且例如将机床120保持在标准状态下。如果在减去转换时间之后剩下例如几分钟、几十分钟还或几个小时的平均暂停时间，那么控制器例如能够将机床120置于暂停模式下，机器能够从所述暂停模式中相对快地再次启动。在更长的暂停情况下，例如经过若干小吋、经过很多小时、经过一晚或经过ー个周末，那么控制器能够将机械运行到节能状态下，在那里达到最大的能量节约，当然也需要最长的关机和/或启动时间。此外，在上述能量运行状态之间的机床的毎次所述关机和/或启动过程中，控制器130测定实际经过的转换时间并且将其存储在控制器的存储装置132中的相应的数据库中。所述转换时间例如能够为在输出控制器130的相应的转换命令和达到新的能量运行状态之间所经过的时间。在此，当在控制器中相应的运行状态被记录为当前的运行状态或者所述运行状态第一次或稳定地存在时，那么例如能够设置达到新的能量运行状态。
那么在例如直接在存储之后的评估步骤中，将测出的转换时间与之前测出的转换时间以及用于相应的转换过程的预设的转换时间进行比较。如果当前测出的转换时间与最后测出的转换时间值和/或与预设的转换时间值相差多于相应预设的阈值，那么经由机床120的显示装置(显示器)160输出警告通知。从所述警告通知中，用户能够认识到接通时间或断开时间延长了ー个临界值，并且检查驱动器142、144以及工具机器人150是必须的。以这种方式，例如能够预防即将发生的设备失效。前述分析步骤也能够在单独的分析过程中进行。这例如能够标准化地设置或还例如在机床120从节能状态再次接通到例如标准状态下之后，因为在节能状态下控制器130不能执行分析步骤。此外提出，在控制器130的存储装置132中存储的转换时间有规律地、例如以有规 律的时间段、或也总是在获取数值之后，传输到在SPSllO的存储装置112中的相应的数据库中。那么，所述信息例如能够以前述方式用于计划维护或保养措施或还用于计划机械部件的更换。本发明涉及ー种用于监控设备的方法，其中在将设备变换到不同能量运行状态时，例如在标准状态和ー个或多个节能状态之间变换时，获取并且记录相应的转换时间，即关机和/或启动时间。从将测定的转换时间与之前的转换时间和/或预设的额定或标准值的比较中，能够推断出设备的状态并且因此及时地开始维护、保养和更换措施。
权利要求
1.用于监控具有第一能量运行状态和第二能量运行状态的设备(120)的方法，其中所述设备(120)在所述第一能量运行状态和所述第二能量运行状态下具有不同的能量消耗，其特征在于下述步骤 a.)借助于第一切换命令将所述设备(120)从所述第一能量运行状态转换到所述第二能量运行状态中， b.)测定在开始转换过程和达到所述第二能量运行状态之间的第一转换时间段；和 c.)将所述第一转换时间段存储在用于转换时间段的、与所述设备相关联的数据库中，和/或 将利用所述第一转换时间段而测定出的关于所述设备的状态信息存储在与所述设备相关联的状态数据库中。
2.根据权利要求I所述的方法， 其特征在于其他的步骤 d.)将测定出的所述第一转换时间段与用于仪器从所述第一能量运行状态到所述第二能量运行状态的转换的、至少一个较早测出的转换时间段相比较 和/或 与用于所述仪器从所述第一能量运行状态到所述第二能量运行状态的转换的、预设的转换时间段相比较，和 e.)评估所述比较。
3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于另一步骤 f.)基于所述比较的所述评估输出关于所述设备的临界运行状态的警告信息。
4.根据权利要求I至3之一所述的方法， 其特征在于， 在方法步骤a.)之前，所述设备得到具有至少一个转换参数的转换查询，并且所述设备基于利用所述至少一个转换参数进行的查询评估触发所述第一切换命令。
5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个转换参数包括预设的断开时间点或暂停时间点和/或预设的断开时间段或暂停时间段。
6.根据权利要求4或5所述的方法， 其特征在于， 在所述查询评估时同时还考虑一个或多个预设的和/或测定出的转换时间。
7.设备(120)，其中所述设备(120)设计和构成为，使得所述设备能够在第一能量运行状态和第二能量运行状态下运行，其中所述设备(120)在所述第一能量运行状态和第二能量运行状态下具有不同的能量消耗， 所述设备包括 -控制装置(130)，所述控制装置构成和设计用于执行根据权利要求I至6之一所述的方法。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于， 所述设备(120)还包括存储装置(132)，所述存储装置用于存储所述第一转换时间段、关于所述设备的所述状态信息、所述至少一个较早测出的转换时间段、用于转换时间段的所述数据库、所述状态数据库和/或所述预设的转换时间段。
9.根据权利要求7或8所述的设备， 其特征在于， 所述设备(120)包括用于根据权利要求3输出警告信息的输出装置(160)。
10.根据权利要求7至9之一所述的设备， 其特征在于， 所述设备的所述控制装置(130)构成和设计用于根据权利要求4至6之一来接收转换查询、执行所述查询评估和触发所述第一转换命令。
11.设备系统，其设计和构成用于执行根据权利要求I至6之一所述的方法，包括 -根据权利要求7至10之一所述的设备(120);和 -外部的控制装置(110)，所述外部的控制装置设计和构成用于经由有线的或无线的接口来开环控制和/或闭环控制所述设备。
12.根据权利要求11所述的设备系统， 其特征在于， 所述外部的控制装置(110)包括存储装置(112)，其用于存储所述第一转换时间段、关于所述设备的所述状态信息、所述至少一个较早测出的转换时间段、用于转换时间段的所述数据库、状态数据库和/或所述预设的转换时间段。
13.根据权利要求11或12所述的设备系统， 其特征在于， 所述外部的控制装置(110)包括用于根据权利要求3输出警告信息的输出装置。
14.根据权利要求11至13之一所述的设备系统， 其特征在于， 所述外部的控制装置(110)构成和设计用于根据权利要求4或5将所述转换查询输出给所述设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于监控具有第一和第二能量运行状态的设备(120)的方法，其中设备(120)在第一和第二能量运行状态下具有不同的能量消耗，并且其中该方法包括下面的步骤a)借助于第一切换命令将设备(120)从第一能量运行状态转换到第二能量运行状态中；b)测定在开始转换过程和达到第二能量运行状态之间的第一转换时间段；c)将第一转换时间段存储在用于转换时间段的、与该设备相关联的数据库中，和/或将利用第一转换时间段测定的关于所述设备的状态信息存储在与该设备相关联的状态数据库中。
文档编号G05B19/418GK102819245SQ20121019175
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月11日 优先权日2011年6月10日
发明者卡尔·格拉斯 申请人:西门子公司