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用于模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件，具有布置在組件的殼體罩（3）內(nèi)的、檢測(cè)在殼體罩（3）內(nèi)的流入空氣的溫度（Terf）的傳感器，其中，流入空氣流動(dòng)穿過(guò)殼體罩（3）的進(jìn)氣孔在元器件上方并且最終流動(dòng)穿過(guò)殼體罩（3）的出氣孔（4），并且具有用于評(píng)估由傳感器檢測(cè)到的溫度（Terf）的監(jiān)控單元。借助于合適的措施能實(shí)現(xiàn)流入空氣的溫度的準(zhǔn)確測(cè)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件，具有布置在組件的殼體罩內(nèi)的、用于檢測(cè)在殼體罩內(nèi)的流入空氣的溫度的傳感器，其中，流入空氣流動(dòng)穿過(guò)殼體罩的進(jìn)氣孔在元器件上方并且最終流動(dòng)穿過(guò)殼體罩的出氣孔，并且具有用于評(píng)估由傳感器檢測(cè)到的溫度的監(jiān)控單元。此外本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)這樣的組件的模塊化的自動(dòng)化設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在2011版Siemens產(chǎn)品目錄70頁(yè)，第五章中已知這樣的組件。這個(gè)可裝配在載體上的組件是模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組成部分并且分別具有在殼體罩之中設(shè)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(guò)對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)，即空氣流動(dòng)穿過(guò)殼體罩底側(cè)的孔，在這些元件的上方并且最終流動(dòng)穿過(guò)殼體罩頂側(cè)的孔，其中經(jīng)過(guò)殼體罩流動(dòng)的空氣帶走元件的熱量。在許多情況下，這樣的組件在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的溫度內(nèi)設(shè)置用于惡劣的流程環(huán)境，并且因此要求在自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲知相應(yīng)的組件中的流入空氣溫度，以確保組件可以在為其規(guī)定的環(huán)境溫度下工作。
[0003]為了檢測(cè)流入空氣溫度，SMD電路板具有SMD傳感器，其中，在溫度達(dá)到或超過(guò)閾值的情況下，溫度監(jiān)控單元向使用者顯示故障。由于SMD結(jié)構(gòu)類(lèi)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(zhǔn)確檢測(cè)方面干擾地影響SMD傳感器。例如在電路板上以變壓器或場(chǎng)效應(yīng)晶體管形式布置的熱源使SMD傳感器的測(cè)量結(jié)果失真，也就是說(shuō)通過(guò)傳感器檢測(cè)到的流入空氣溫度與實(shí)際的流入空氣溫度有偏差，其中，進(jìn)一步通過(guò)鄰近的組件導(dǎo)致的干擾的溫度影響擴(kuò)大了該偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的根本目的在于，提出一種開(kāi)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(dòng)化設(shè)備，該組件或該自動(dòng)化設(shè)備能實(shí)現(xiàn)流入空氣溫度的準(zhǔn)確的評(píng)估。
[0005]該目的通過(guò)權(quán)利要求1中給出的關(guān)于組件的特征部分、通過(guò)權(quán)利要求4中給出的關(guān)于自動(dòng)化設(shè)備的措施得以實(shí)現(xiàn)。
[0006]優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)測(cè)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(cè)到的流入空氣溫度，可以更準(zhǔn)確地測(cè)定流入空氣溫度。基于布置在電路板上的熱源和/或通過(guò)相鄰的組件導(dǎo)致的干擾的溫度影響在流入空氣溫度方面測(cè)量結(jié)果的失真(Verfaelschungen)也被進(jìn)一步避免,這意味著，這些干擾在實(shí)際的流入空氣溫度的測(cè)定的框架內(nèi)進(jìn)一步地消除或者說(shuō)補(bǔ)償。此外，不需要附加的生產(chǎn)成本和安裝成本，例如可以放棄另一個(gè)布置在組件或殼體罩之外的、用于測(cè)定參考溫度的傳感器。這僅僅實(shí)現(xiàn)一次的組件固件的匹配。
[0007]在監(jiān)控單元內(nèi)對(duì)于一個(gè)性能參數(shù)儲(chǔ)存了至少一個(gè)參考曲線，對(duì)于這一'丨生能參數(shù)，該參考曲線代表取決于組件加熱時(shí)間或冷卻時(shí)間的檢測(cè)到的溫度的或者參考溫度的偏差。鑒于要測(cè)定的流入空氣溫度，為了實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)果，并不強(qiáng)制需要的是，對(duì)于可檢測(cè)的大量的溫度、例如從10°c至70°C的溫度在監(jiān)控單元內(nèi)儲(chǔ)存大量的參考曲線。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際的實(shí)施例中對(duì)于三個(gè)性能參數(shù)分別選擇一個(gè)對(duì)于參考溫度為60°C的參考曲線，因?yàn)槠滹@示出，取決于組件接通后加熱時(shí)間或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間地，溫度偏差和對(duì)于5°C至50°C的溫度的偏差并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。
[0008]當(dāng)然可以對(duì)于每一性能參數(shù)和每一可檢測(cè)的溫度在所謂的10°C至70°C的溫度范圍內(nèi)在監(jiān)控單元內(nèi)儲(chǔ)存參考曲線，以便在評(píng)估的范圍中實(shí)現(xiàn)特別良好的結(jié)果。在一個(gè)性能參數(shù)下例如可以理解為組件的運(yùn)轉(zhuǎn)的全負(fù)荷，半負(fù)荷或四分之一負(fù)荷。
[0009]借助于在權(quán)利要求2中給出的措施能實(shí)現(xiàn)在組件加熱時(shí)間期間的流入空氣溫度的簡(jiǎn)單的計(jì)算。在此加熱時(shí)間期間組件例如處于半負(fù)荷或全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這意味著，在組件設(shè)計(jì)作為源模塊或者說(shuō)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(shuō)匯點(diǎn)模塊(Senkenmodul);在組件設(shè)計(jì)作為匯點(diǎn)模塊或者說(shuō)用電組件的情況下，此模塊或者說(shuō)此組件從源模塊或者說(shuō)供電組件處取得其功率需求的50%或 100%。
[0010]通過(guò)在權(quán)利要求3中給出的措施能實(shí)現(xiàn)在組件冷卻時(shí)間期間的流入空氣溫度的簡(jiǎn)單的計(jì)算。在此冷卻時(shí)間期間設(shè)計(jì)作為源模塊或者說(shuō)供電組件的組件不向其它的組件提供能源，或者說(shuō)設(shè)計(jì)作為匯點(diǎn)模塊或作為用電的組件不從這個(gè)源模塊或這個(gè)供電組件抽取電流。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]以下借助于示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖更進(jìn)一步地闡述本發(fā)明、其設(shè)計(jì)方案以及其優(yōu)點(diǎn)。
[0012]附圖示出:
[0013]圖1和圖2是參考曲線，和
[0014]圖3是一個(gè)模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件。
【具體實(shí)施方式】
[0015]首先參閱圖3，在其中示出了一個(gè)公知的布置在載體1上的、模塊化的、具有多個(gè)組件的自動(dòng)化設(shè)備的組件2。冷卻基本上通過(guò)這種方式和方法的對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)，即流入空氣經(jīng)過(guò)殼體罩3底側(cè)的孔(進(jìn)氣孔)在組件的電氣和電子元件上方流動(dòng)并且最終流動(dòng)穿過(guò)殼體罩2的頂側(cè)的孔4 (出氣孔)，其中，經(jīng)過(guò)殼體罩3流動(dòng)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(nèi)平行于殼體罩3的側(cè)壁5并且具有用于檢測(cè)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(guān)于流入空氣溫度的測(cè)量結(jié)果失真，提出的是，借助于儲(chǔ)存在組件的監(jiān)控單元內(nèi)的參考曲線從檢測(cè)到的流入空氣溫度和取決于時(shí)間的溫度偏差來(lái)測(cè)定流入空氣溫度。對(duì)于性能參數(shù)，此參考曲線代表取決于組件加熱時(shí)間或冷卻時(shí)間的檢測(cè)到的流入空氣溫度的或者對(duì)應(yīng)于檢測(cè)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(píng)估檢測(cè)到的流入空氣溫度時(shí)考慮到干擾的影響并且進(jìn)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(fù)荷、半負(fù)荷以及四分之一負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)的組件的加熱時(shí)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(cè)到流入空氣溫度Terf為50°C并且組件全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)了大約20分鐘，監(jiān)控單元借助于參考曲線6測(cè)定溫度偏差Ta為7°C并且從檢測(cè)到的50°C的流入空氣溫度Tert和7V的溫度偏差Ta中計(jì)算出流入空氣溫度Tz為43°C。
[0020]通常對(duì)于當(dāng)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或者說(shuō)預(yù)熱階段期間的溫度偏差Ta對(duì)于t>t0適用于:
[0021]rfl=rs+7；x(l-e^)
[0022]其中:
[0023]th:加熱時(shí)間，
[0024]t0:延遲或停滯時(shí)間 [0025]T:時(shí)間常數(shù)(約15分鐘)，
[0026]Tz:計(jì)算出的流入空氣溫度，
[0027]Terf:檢測(cè)到的流入空氣溫度或參考溫度，
[0028]Ta:溫度偏差，
[0029]Ts:在預(yù)熱開(kāi)始時(shí)的實(shí)踐中測(cè)定的溫度偏差和
[0030]Te:在預(yù)熱結(jié)束時(shí)的實(shí)踐中測(cè)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(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后的組件的冷卻時(shí)間tk的溫度偏差Ta的參考曲線9。在這種狀態(tài)下組件、例如數(shù)字輸出組件不再參與流程控制，然而監(jiān)控單元仍然主動(dòng)地接通。在這種情況下，即組件設(shè)計(jì)為供電組件時(shí)，其鑒于功率輸出被動(dòng)地接通。在這種情況下監(jiān)控單元也還是主動(dòng)的。
[0034]在這種情況下，即例如組件的傳感器在組件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)到流入空氣溫度T?f為50°C并且組件已停止運(yùn)轉(zhuǎn)約28分鐘，監(jiān)控單元借助于參考曲線9測(cè)定溫度偏差Ta為5°C并且從檢測(cè)到的50°C的流入空氣溫度TOTf和5°C的溫度偏差Ta中計(jì)算出流入空氣溫度Tz為45。。。
[0035]通常對(duì)于當(dāng)非運(yùn)轉(zhuǎn)或者說(shuō)冷卻階段期間的溫度偏差Ta對(duì)于t〉、適用于:
[0036]r, = ru,+Teexe^(4)
[0037]并且其中:
[0038]tk:冷卻時(shí)間，
[0039]t0:延遲或停滯時(shí)間
[0040]T:時(shí)間常數(shù)(約15分鐘)，
[0041]Tz:計(jì)算出的流入空氣溫度，
[0042]Terf:檢測(cè)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(kāi)始時(shí)的實(shí)踐中測(cè)定的溫度偏差，與在加熱結(jié)束時(shí)實(shí)踐中測(cè)定的溫度偏差Te相對(duì)應(yīng)并且[0045]Tee:在冷卻結(jié)束時(shí)的實(shí)踐中測(cè)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(fā)明可概括如下:
[0049]一種用于模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件，具有布置在組件的殼體罩(3)內(nèi)的、用于檢測(cè)在殼體罩(3)內(nèi)的流入空氣的溫度(TOTf)的傳感器，其中，空氣流動(dòng)穿過(guò)殼體罩(3)的進(jìn)氣孔在元器件的上方并且最終流動(dòng)穿過(guò)殼體罩(3)的出氣孔(4)，并且具有用于評(píng)估由傳感器檢測(cè)的溫度(Terf)的監(jiān)控單元，其特征在于，在監(jiān)控單元內(nèi)至少儲(chǔ)存了至少一個(gè)參考曲線，對(duì)于至少一個(gè)性能參數(shù)，該參考曲線代表取決于組件加熱時(shí)間或冷卻時(shí)間的檢測(cè)到的溫度(T?f)的或者對(duì)應(yīng)于檢測(cè)的溫度(T?f)的參考溫度的偏差，其中監(jiān)控單元設(shè)計(jì)用于，借助于參考曲線從檢測(cè)到的流入空氣溫度(Terf)或參考溫度以及取決于時(shí)間的溫度偏差(Ta)測(cè)定流入空氣溫度(Tz)。
[0050]通過(guò)這樣的措施能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地測(cè)定流入空氣溫度(Τζ)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于模塊化的自動(dòng)化設(shè)備的組件，具有布置在所述組件的殼體罩(3)內(nèi)的、用于檢測(cè)在所述殼體罩(3)內(nèi)的流入空氣的溫度(Terf)的傳感器，其中，所述流入空氣流動(dòng)穿過(guò)所述殼體罩(3)的進(jìn)氣孔在元器件的上方并且最終流動(dòng)穿過(guò)所述殼體罩(3)的出氣孔(4)，并且具有用于評(píng)估由所述傳感器檢測(cè)的所述溫度(Terf)的監(jiān)控單元，其特征在于，在所述監(jiān)控單元內(nèi)儲(chǔ)存了至少一個(gè)參考曲線，對(duì)于至少一個(gè)性能參數(shù)，所述參考曲線代表取決于所述組件的加熱時(shí)間或冷卻時(shí)間的檢測(cè)到的所述溫度(Terf)的或者對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的所述溫度(Terf)的參考溫度的偏差，其中所述監(jiān)控單元設(shè)計(jì)用于，借助于所述參考曲線從檢測(cè)到的流入空氣溫度(Terf)或所述參考溫度以及取決于時(shí)間的溫度偏差(Ta)測(cè)定流入空氣溫度(Tz)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述監(jiān)控單元設(shè)計(jì)用于，在所述組件的所述加熱時(shí)間期間從檢測(cè)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(jù)關(guān)系式 Tz=Terf-Ta (I) 計(jì)算所述流入空氣溫度(Tz)， 其中對(duì)于t>t0適用于71 = T + T X (\ - e ~~)2 ) 并且其中: th:加熱時(shí)間， t0:延遲或停滯時(shí)間 T:時(shí)間常數(shù)， Tz:計(jì)算出的流入空氣溫度， Terf:檢測(cè)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(kāi)始時(shí)的所述溫度偏差和 Te:在加熱結(jié)束時(shí)的所述溫度偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述監(jiān)控單元此外設(shè)計(jì)用于，在所述冷卻時(shí)間期間從檢測(cè)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(jù)關(guān)系式 Tz=Terf-Ta (3) 計(jì)算所述流入空氣溫度(Tz)， 其中對(duì)于t>tQ適用于r +7 Xi, F(4)
a ss ee 并且其中: tk:冷卻時(shí)間， to:延遲或停滯時(shí)間 τ:時(shí)間常數(shù)， Tz:計(jì)算出的流入空氣溫度， Terf:檢測(cè)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(kāi)始時(shí)的所述溫度偏差和 Tee:在冷卻結(jié)束時(shí)的所述溫度偏差。
4.一種模塊化的自動(dòng)化設(shè)備，具有多個(gè)布置在載體上的根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的組件。
【文檔編號(hào)】G01K13/02GK103630268SQ201310362404
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】米夏埃爾·阿貝特, 瓦倫丁·科爾特, 諾貝特·羅特曼 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司