用于模塊化的自動化設備的組件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于模塊化的自動化設備的組件，具有布置在組件的殼體罩（3）內的、檢測在殼體罩（3）內的流入空氣的溫度（Terf）的傳感器，其中，流入空氣流動穿過殼體罩（3）的進氣孔在元器件上方并且最終流動穿過殼體罩（3）的出氣孔（4），并且具有用于評估由傳感器檢測到的溫度（Terf）的監控單元。借助于合適的措施能實現流入空氣的溫度的準確測定。
【專利說明】用于模塊化的自動化設備的組件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于模塊化的自動化設備的組件，具有布置在組件的殼體罩內的、用于檢測在殼體罩內的流入空氣的溫度的傳感器，其中，流入空氣流動穿過殼體罩的進氣孔在元器件上方并且最終流動穿過殼體罩的出氣孔，并且具有用于評估由傳感器檢測到的溫度的監控單元。此外本發明涉及一種具有多個這樣的組件的模塊化的自動化設備。
【背景技術】
[0002]在2011版Siemens產品目錄70頁，第五章中已知這樣的組件。這個可裝配在載體上的組件是模塊化的自動化設備的組成部分并且分別具有在殼體罩之中設有電氣和電子元件的SMD電路板。這些元件的冷卻基本上以這種方式和方法通過對流來實現，即空氣流動穿過殼體罩底側的孔，在這些元件的上方并且最終流動穿過殼體罩頂側的孔，其中經過殼體罩流動的空氣帶走元件的熱量。在許多情況下，這樣的組件在一個預先設定的溫度內設置用于惡劣的流程環境，并且因此要求在自動化設備運轉時獲知相應的組件中的流入空氣溫度，以確保組件可以在為其規定的環境溫度下工作。
[0003]為了檢測流入空氣溫度，SMD電路板具有SMD傳感器，其中，在溫度達到或超過閾值的情況下，溫度監控單元向使用者顯示故障。由于SMD結構類型盡管元器件在電路板上空間需求變小，然而不利的是，組件的損耗熱量在流入空氣溫度的準確檢測方面干擾地影響SMD傳感器。例如在電路板上以變壓器或場效應晶體管形式布置的熱源使SMD傳感器的測量結果失真，也就是說通過傳感器檢測到的流入空氣溫度與實際的流入空氣溫度有偏差，其中，進一步通過鄰近的組件導致的干擾的溫度影響擴大了該偏差。

【發明內容】

[0004]本發明的根本目的在于，提出一種開頭提到的形式的組件以及一種具有這種組件的模塊化的自動化設備，該組件或該自動化設備能實現流入空氣溫度的準確的評估。
[0005]該目的通過權利要求1中給出的關于組件的特征部分、通過權利要求4中給出的關于自動化設備的措施得以實現。
[0006]優點是，通過測定流入空氣溫度的偏差并且考慮這些偏差以用于矯正借助傳感器檢測到的流入空氣溫度，可以更準確地測定流入空氣溫度。基于布置在電路板上的熱源和/或通過相鄰的組件導致的干擾的溫度影響在流入空氣溫度方面測量結果的失真(Verfaelschungen)也被進一步避免,這意味著，這些干擾在實際的流入空氣溫度的測定的框架內進一步地消除或者說補償。此外，不需要附加的生產成本和安裝成本，例如可以放棄另一個布置在組件或殼體罩之外的、用于測定參考溫度的傳感器。這僅僅實現一次的組件固件的匹配。
[0007]在監控單元內對于一個性能參數儲存了至少一個參考曲線，對于這一'丨生能參數，該參考曲線代表取決于組件加熱時間或冷卻時間的檢測到的溫度的或者參考溫度的偏差。鑒于要測定的流入空氣溫度，為了實現良好的結果，并不強制需要的是，對于可檢測的大量的溫度、例如從10°c至70°C的溫度在監控單元內儲存大量的參考曲線。在本發明的一個實際的實施例中對于三個性能參數分別選擇一個對于參考溫度為60°C的參考曲線，因為其顯示出，取決于組件接通后加熱時間或運轉時間地，溫度偏差和對于5°C至50°C的溫度的偏差并沒有本質的區別。
[0008]當然可以對于每一性能參數和每一可檢測的溫度在所謂的10°C至70°C的溫度范圍內在監控單元內儲存參考曲線，以便在評估的范圍中實現特別良好的結果。在一個性能參數下例如可以理解為組件的運轉的全負荷，半負荷或四分之一負荷。
[0009]借助于在權利要求2中給出的措施能實現在組件加熱時間期間的流入空氣溫度的簡單的計算。在此加熱時間期間組件例如處于半負荷或全負荷運轉。這意味著，在組件設計作為源模塊或者說供電組件的情況下，此模塊或此組件把其額定功率的50%或100%提供或分給其它的組件或者說匯點模塊(Senkenmodul);在組件設計作為匯點模塊或者說用電組件的情況下，此模塊或者說此組件從源模塊或者說供電組件處取得其功率需求的50%或 100%。
[0010]通過在權利要求3中給出的措施能實現在組件冷卻時間期間的流入空氣溫度的簡單的計算。在此冷卻時間期間設計作為源模塊或者說供電組件的組件不向其它的組件提供能源，或者說設計作為匯點模塊或作為用電的組件不從這個源模塊或這個供電組件抽取電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]以下借助于示出本發明實施例的附圖更進一步地闡述本發明、其設計方案以及其優點。
[0012]附圖示出:
[0013]圖1和圖2是參考曲線，和
[0014]圖3是一個模塊化的自動化設備的組件。
【具體實施方式】
[0015]首先參閱圖3，在其中示出了一個公知的布置在載體1上的、模塊化的、具有多個組件的自動化設備的組件2。冷卻基本上通過這種方式和方法的對流來實現，即流入空氣經過殼體罩3底側的孔(進氣孔)在組件的電氣和電子元件上方流動并且最終流動穿過殼體罩2的頂側的孔4 (出氣孔)，其中，經過殼體罩3流動的空氣帶走布置在或裝配在SMD電路板上的兀件的熱量。此SMD電路板一般位于或布置在殼體罩3內平行于殼體罩3的側壁5并且具有用于檢測流入空氣溫度的SMD傳感器。
[0016]為盡一步地避免，即布置在電路板上的熱源和/或受此處未示出的相鄰的組件干擾的溫度影響使關于流入空氣溫度的測量結果失真，提出的是，借助于儲存在組件的監控單元內的參考曲線從檢測到的流入空氣溫度和取決于時間的溫度偏差來測定流入空氣溫度。對于性能參數，此參考曲線代表取決于組件加熱時間或冷卻時間的檢測到的流入空氣溫度的或者對應于檢測到的流入空氣溫度的參考溫度的偏差。借助于這樣的措施在評估檢測到的流入空氣溫度時考慮到干擾的影響并且進一步地消除。
[0017]為了詳盡地闡述為此以下參閱圖1和圖2，在其中示出了參考曲線。[0018]圖1示出了參考曲線6至8，其示出取決于在全負荷、半負荷以及四分之一負荷的運轉的組件的加熱時間th的溫度偏差Ta，其中參考溫度選作為60°C。
[0019]在如下情況下，即例如組件的傳感器檢測到流入空氣溫度Terf為50°C并且組件全負荷運轉了大約20分鐘，監控單元借助于參考曲線6測定溫度偏差Ta為7°C并且從檢測到的50°C的流入空氣溫度Tert和7V的溫度偏差Ta中計算出流入空氣溫度Tz為43°C。
[0020]通常對于當負荷運轉或者說預熱階段期間的溫度偏差Ta對于t>t0適用于:
[0021]rfl=rs+7；x(l-e^)
[0022]其中:
[0023]th:加熱時間，
[0024]t0:延遲或停滯時間 [0025]T:時間常數(約15分鐘)，
[0026]Tz:計算出的流入空氣溫度，
[0027]Terf:檢測到的流入空氣溫度或參考溫度，
[0028]Ta:溫度偏差，
[0029]Ts:在預熱開始時的實踐中測定的溫度偏差和
[0030]Te:在預熱結束時的實踐中測定的溫度偏差。
[0031 ] 通常流入空氣溫度Tz適用于:
[0032]Tz=Terf-Ta
[0033]以下參閱圖2，其示出了闡釋取決于在全負荷運轉后的組件的冷卻時間tk的溫度偏差Ta的參考曲線9。在這種狀態下組件、例如數字輸出組件不再參與流程控制，然而監控單元仍然主動地接通。在這種情況下，即組件設計為供電組件時，其鑒于功率輸出被動地接通。在這種情況下監控單元也還是主動的。
[0034]在這種情況下，即例如組件的傳感器在組件運轉時檢測到流入空氣溫度T?f為50°C并且組件已停止運轉約28分鐘，監控單元借助于參考曲線9測定溫度偏差Ta為5°C并且從檢測到的50°C的流入空氣溫度TOTf和5°C的溫度偏差Ta中計算出流入空氣溫度Tz為45。。。
[0035]通常對于當非運轉或者說冷卻階段期間的溫度偏差Ta對于t〉、適用于:
[0036]r, = ru,+Teexe^(4)
[0037]并且其中:
[0038]tk:冷卻時間，
[0039]t0:延遲或停滯時間
[0040]T:時間常數(約15分鐘)，
[0041]Tz:計算出的流入空氣溫度，
[0042]Terf:檢測到的流入空氣溫度或參考溫度，
[0043]Ta:溫度偏差，
[0044]Tss:在冷卻開始時的實踐中測定的溫度偏差，與在加熱結束時實踐中測定的溫度偏差Te相對應并且[0045]Tee:在冷卻結束時的實踐中測定的溫度偏差。
[0046]通常流入空氣溫度Tz再次適用于:
[0047]Tz=Terf-Ta
[0048]因此本發明可概括如下:
[0049]一種用于模塊化的自動化設備的組件，具有布置在組件的殼體罩(3)內的、用于檢測在殼體罩(3)內的流入空氣的溫度(TOTf)的傳感器，其中，空氣流動穿過殼體罩(3)的進氣孔在元器件的上方并且最終流動穿過殼體罩(3)的出氣孔(4)，并且具有用于評估由傳感器檢測的溫度(Terf)的監控單元，其特征在于，在監控單元內至少儲存了至少一個參考曲線，對于至少一個性能參數，該參考曲線代表取決于組件加熱時間或冷卻時間的檢測到的溫度(T?f)的或者對應于檢測的溫度(T?f)的參考溫度的偏差，其中監控單元設計用于，借助于參考曲線從檢測到的流入空氣溫度(Terf)或參考溫度以及取決于時間的溫度偏差(Ta)測定流入空氣溫度(Tz)。
[0050]通過這樣的措施能實現準確地測定流入空氣溫度(Τζ)。
【權利要求】
1.一種用于模塊化的自動化設備的組件，具有布置在所述組件的殼體罩(3)內的、用于檢測在所述殼體罩(3)內的流入空氣的溫度(Terf)的傳感器，其中，所述流入空氣流動穿過所述殼體罩(3)的進氣孔在元器件的上方并且最終流動穿過所述殼體罩(3)的出氣孔(4)，并且具有用于評估由所述傳感器檢測的所述溫度(Terf)的監控單元，其特征在于，在所述監控單元內儲存了至少一個參考曲線，對于至少一個性能參數，所述參考曲線代表取決于所述組件的加熱時間或冷卻時間的檢測到的所述溫度(Terf)的或者對應于檢測到的所述溫度(Terf)的參考溫度的偏差，其中所述監控單元設計用于，借助于所述參考曲線從檢測到的流入空氣溫度(Terf)或所述參考溫度以及取決于時間的溫度偏差(Ta)測定流入空氣溫度(Tz)0
2.根據權利要求1所述的組件，其特征在于，所述監控單元設計用于，在所述組件的所述加熱時間期間從檢測到的所述流入空氣溫度(Tert)或所述參考溫度和所述溫度偏差(Ta)中根據關系式 Tz=Terf-Ta (I) 計算所述流入空氣溫度(Tz)， 其中對于t>t0適用于71 = T + T X (\ - e ~~)2 ) 并且其中: th:加熱時間， t0:延遲或停滯時間 T:時間常數， Tz:計算出的流入空氣溫度， Terf:檢測到的所述流入空氣溫度或參考溫度， Ta:溫度偏差， Ts:在加熱開始時的所述溫度偏差和 Te:在加熱結束時的所述溫度偏差。
3.根據權利要求1所述的組件，其特征在于，所述監控單元此外設計用于，在所述冷卻時間期間從檢測到的所述流入空氣溫度(Terf)或所述參考溫度和所述溫度偏差(Ta)中根據關系式 Tz=Terf-Ta (3) 計算所述流入空氣溫度(Tz)， 其中對于t>tQ適用于r +7 Xi, F(4)
a ss ee 并且其中: tk:冷卻時間， to:延遲或停滯時間 τ:時間常數， Tz:計算出的流入空氣溫度， Terf:檢測到的所述流入空氣溫度或參考溫度， Ta:溫度偏差，Tss:在冷卻開始時的所述溫度偏差和 Tee:在冷卻結束時的所述溫度偏差。
4.一種模塊化的自動化設備，具有多個布置在載體上的根據權利要求1至3中任一項所述的組件。
【文檔編號】G01K13/02GK103630268SQ201310362404
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2012年8月20日
【發明者】米夏埃爾·阿貝特, 瓦倫丁·科爾特, 諾貝特·羅特曼 申請人:西門子公司