用于保护作业机械的方法以及作业机械与流程

本发明涉及一种用于保护非行驶的、借助电动机驱动的作业机械的方法以及一种非行驶的、借助电动机驱动的作业机械。

背景技术：

作业机械的电动机会遭受马达绕组过热的风险，其中，过热、不良电网质量(电压不足/电压过高)、受阻的冷却、被卡住的转子等属于最常见的故障原因。常被充分利用的、例如制冷压缩机马达之类的马达经受强制冷却并且必须以特定的程度被保护免于这些风险。

由de102014107170a1已知一种用于温度监测的、带有测量电路的保护装置，该保护装置具有定量的温度传感器和至少一个定性的温度传感器，这些温度传感器布置在适当的位置、例如在马达的绕组中。保护装置还具有带有分析装置的触发机构，以分析由于测量电路的总电阻而产生的测量信号并且根据该测量信号来产生用于该触发机构的输出信号。

技术实现要素：
本发明现在的任务在于低成本地改善测量单元与分析单元之间的通信。

根据本发明，该任务通过权利要求1和13的特征来解决。

在根据本发明的用于保护非行驶的、借助电动机驱动的作业机械的方法中，经由测量单元来确定作业机械的时间关键的参数的至少一个测量值，其中，当时间关键的参数的所确定的测量值处于预先给出的额定范围之外时，作业机械被关闭。时间关键的参数的所确定的测量值被量化成电平信号，并且作为第一信号经由接口传递到分析单元，其中，针对关于作业机械的其它信息的、将从测量单元传递到分析单元的第二信号被调制到第一信号上。

根据本发明的非行驶的、借助电动机驱动的作业机械具有保护装置，该保护装置包括至少一个测量单元和一个分析单元，测量单元和分析单元为了信息传递而经由电流接口彼此连接，其中，将从测量单元传递到分析单元的第一信号构造成电平信号，而分析单元与关闭装置连接，该关闭装置用于根据第一信号来关闭作业机械。此外，将从测量单元传递到分析单元的第二信号被调制到第一信号上。

作业机械的时间关键的参数可理解为当所确定的测量值处于预先给出的额定范围之外时会导致关闭作业机械的参数。该参数特别是指电动机的绕组温度。对此，在电动机的绕组中的至少一个绕组内布置有合适的温度传感器、例如至少一个具有ptc电阻的传感器电路。

时间关键的参数的所确定的测量值被量化成可计数的电平(图2中的i1、i2、i3、i4)并且被传递，其中，在简单的情况下仅存在两个电平，即用于作业机械的非关键状态的一个电平和用于关键状态的一个电平。当然，也可限定和传递三个、四个或甚至更多不同的电平，以描述作业机械的当前状态。如果时间关键的参数处于预先给出的额定范围之外，则将电平传递给分析单元，该电平在作业机械遭受损坏之前就将作业机械关闭。

为了提高在测量单元和分析单元之间传递的信息的信息量，将从测量单元传递到分析单元的第二信号调制到第一信号上。第二信号可以特别是指对于安全性来说不相关的并且因此不用于关闭作业机械的信息。对应地，还可为经调制的第二信号选择低的传输率，该第二信号通常相对于第一信号具有明显更高的信息量。第一信号的信息量根据预定义的信号电平的数目不同仅为1比特或若干比特，而第二信号的信息量例如为1kb或更多。第二信号可例如用于作业机械的维护、保养、故障查找或用于优化控制/调节。

此外，作业机械可任选地被置于编程模式中，在该编程模式中数据经由接口从分析单元传递到测量单元。以此方式，例如可将经改变数目的用于时间关键的信号11的预定义的信号电平、将电平至温度范围的重新分配、和/或将用于测量单元的其它配置值从分析单元传递到测量单元。

较佳地，将流体能机械或者运送设备或者起重装置用作作业机械。

用于示出作业机械的不同状态的第一信号以至少一个第一和一个第二电平来传递，其中，第一信号的所采用的电平取决于所确定的测量值。适宜地，第二信号以预定义的振幅被调制到第一信号上，该振幅比这两个电平之差小。以此方式，可唯一地确定第一信号处于哪个电平级。

分析单元与关闭装置连接，该关闭装置根据第一信号来关闭作业机械。关闭装置在此可特别是具有至少一个第一保护继电器，该保护继电器根据第一信号而呈现停用状态或者激活状态，以在故障情况下关闭作业机械。此外，有利的是：分析单元还具有至少一个可视单元或者数据接口以输出经由第二信号传递的其它信息。

根据下面的说明和附图进一步阐释本发明的其它优点和设计。

附图说明

在附图中示出：

图1示出根据本发明的作业机械的方框图，

图2示出时间关键的参数的测量值的定量的信号曲线图(第一信号)，

图3示出带有预定义的振幅和经定义的数据传输率(波特率)的数字数据信号的信号曲线图(根据第一变型的第二信号)，

图4示出经频率调制的数字数据信号的信号曲线图(根据第二变型的第二信号)，该数据信号由两个不同的频率构成，

图5示出混合信号的信号曲线图，其中，该数字数据信号(第二信号)根据图2被调制到第一信号上。

具体实施方式

图1的方框图示出作业机械1，该作业机械特别是指流体能机械(例如，压缩机或泵)或者运送设备或者起重装置。作业机械特别是具有电动机2、测量单元3和分析单元4。测量单元3包括至少一个传感器5，该传感器例如是温度传感器，该温度传感器布置在电动机2的绕组内。分析单元4与关闭装置6相连接，该关闭装置包括至少一个第一保护继电器7，该保护继电器根据第一信号而呈现停用状态或者激活状态，以在故障情况下关闭作业机械1、特别是其电动机。测量单元3和分析单元4之间的信息传递经由(电流)接口8进行，该接口具有用于在测量单元3和分析单元4之间传递信息的电流回路i。此外，设有用于电压供给的导线9和接地线10。

在测量单元3和分析单元4之间经由电流回路i传递的信号是混合信号，该混合信号由第一信号11和第二信号12组成(图5)。传递经由传感器5确定的时间关键的参数的第一信号可以在所示实施例中呈现四种不同的预定义电平i1、i2、i3、i4(图2)，这些电平分别对应于作业机械的不同状态。因此，例如可以在分析单元4中确定，在电平i4的情况下，关闭装置6或其保护继电器7起到关闭作业机械1的作用。三个其它的电平i1、i2、i3还表明作业机械的不关键的状态，并且能根据电平高低来对应于马达绕组的例如不同高低的温度。

第二信号12可以是指具有预定义振幅的数字数据信号(图3)，其中，该数字数据信号由较高的(高)和较低的(低)信号水平构成。根据图5，具有预定义振幅的图3的第二信号12被调制到第一信号11上。

第一信号11的信息量在所示实施例中仅为2比特(四个状态)，而经由第二信号可传递通常几kb的明显更多的信息量。

作为第一信号传递的时间关键的参数实时地示出作业机械的当前状态，并且当通过传感器5确定的时间关键的参数处于预先给出的额定范围之外时，可以因此在最短时间内关闭作业机械。需要明显更久时间来进行传递的第二信号的信息因此不会延迟第一信号的传递。第二信号12不是安全相关的，并且因此不会导致关闭作业机械。在此因而也不存在实时要求。

数字数据信号可通过其它调制方法(例如周期调制、频率调制或者脉宽调制)来构成。以对应的方式，根据图4的第二信号12也可以被调制到第一信号11(图2)上。

除了在测量单元和分析单元之间传递第一信号11和第二信号12之外，通过将作业机械1例如置于特定的编程模式，还可经由电流回路将信息从分析单元4传递到测量单元3。这些信息可以例如是经改变数目的用于时间关键的信号11的预定义的信号电平、将电平重新分配给温度范围、和/或用于测量单元3的其它配置值。作业机械1可以例如通过如下方式被置于特定的编程模式：在接入电源电压之后的前3秒钟内，在温度传感器5的位置处将不寻常的电阻值接到测量单元3，该电阻值在作业机械1的正常运行中从未预料过。

分析单元4可以此外具有至少一个可视单元13或者数据接口，以输出经由第二信号12传递的其它信息。