用于降低印刷機(jī)中峰值負(fù)荷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制具有控制計(jì)算機(jī)和操作裝置的機(jī)器中的電驅(qū)動(dòng)裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型的電驅(qū)動(dòng)的機(jī)器(例如印刷機(jī))對(duì)于電網(wǎng)原則上是高負(fù)荷的，因?yàn)樵摍C(jī)器具有高的并且關(guān)于時(shí)間變化的功率消耗。為了使電網(wǎng)的這樣的負(fù)荷最小化:所述負(fù)荷與對(duì)于這種機(jī)器的驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)較高的電流成本相關(guān)聯(lián)，在過(guò)去已遵循的方法是，至少降低負(fù)荷峰值。
[0003]這種方法由公開文獻(xiàn)DE 10 2007 026 012A1得出。其中提出一種用于控制機(jī)器中電驅(qū)動(dòng)裝置的裝置，所述裝置具有控制電子器件，所述控制電子器件根據(jù)電驅(qū)動(dòng)裝置的所謂的運(yùn)動(dòng)曲線來(lái)預(yù)計(jì)算出用于運(yùn)行機(jī)器所需的、由電驅(qū)動(dòng)裝置供給的電能。在此，運(yùn)動(dòng)曲線理解為通過(guò)電驅(qū)動(dòng)裝置造成的、機(jī)器中的驅(qū)動(dòng)過(guò)程，所述驅(qū)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生不同的功率要求。在公開文獻(xiàn)中描述了依據(jù)印刷機(jī)的工作方法。在此設(shè)置的是，基于待期望的要求計(jì)算出電驅(qū)動(dòng)裝置的處于不久將來(lái)的運(yùn)行條件。以這種方式和方法公知的是，在確定的時(shí)間點(diǎn)上需要確定的峰值功率。為了使來(lái)自電網(wǎng)的功率消耗均勻化，提出了:在具有較小功率要求的時(shí)間點(diǎn)上，從電網(wǎng)獲取處于超過(guò)該功率要求的電能，將所述電能臨時(shí)存儲(chǔ)并且接著在峰值負(fù)荷要求時(shí)又從蓄電器中獲取。以這種方式和方法將來(lái)自電網(wǎng)的功率消耗限制為平均功率消耗，所述平均功率消耗明顯低于通過(guò)機(jī)器的最大峰值負(fù)荷。機(jī)器自身的電流供給裝置(該電流供給裝置將電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)換成用于給機(jī)器中的驅(qū)動(dòng)裝置供電的直流電壓)也可以相應(yīng)較小地設(shè)計(jì)成初始所需的功率，其方式是，將在峰值功率的情況下所需的附加能量預(yù)先存儲(chǔ)在直流電壓中間電路中的相應(yīng)的機(jī)器蓄電器中。
[0004]用于減少印刷機(jī)的功率消耗的另一個(gè)方法由公開文獻(xiàn)DE 10 2007 062 287A1得出。在此描述了一種用于制造印刷產(chǎn)品的方法，在該方法中，檢測(cè)了用于制造印刷產(chǎn)品所需的印刷前級(jí)設(shè)備、印刷機(jī)和后處理機(jī)器的能量消耗或功率消耗，其中，參與的設(shè)備中的至少一個(gè)如此被驅(qū)動(dòng)，使得減少了在制造印刷產(chǎn)品時(shí)的能量消耗或功率消耗。在此設(shè)置了，功率消耗被如此程度減小，使得用于制造印刷產(chǎn)品的最大許可生產(chǎn)時(shí)間不被超過(guò)。此外，附加地或可替換地可以的是，將印刷機(jī)的或者后處理機(jī)器的、用于完成當(dāng)前印刷產(chǎn)品所不需要的設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)變到待命模式中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于控制具有控制計(jì)算機(jī)和操作裝置的機(jī)器中的電驅(qū)動(dòng)裝置的方法，所述方法在現(xiàn)存的任務(wù)的條件下將機(jī)器以減少的功率消耗的運(yùn)行進(jìn)行有意義地調(diào)適。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)專利權(quán)利要求1解決。本發(fā)明的有利的構(gòu)型由從屬權(quán)利要求和附圖以及說(shuō)明書得出。根據(jù)本發(fā)明的方法可以原則上在全部的電驅(qū)動(dòng)的機(jī)器中使用并且優(yōu)選地適用于在加工承印材料的機(jī)器中使用，所述機(jī)器通常具有超過(guò)10KW的高的最大電連接功率。因?yàn)楸痉椒ɑ旧弦钥刂栖浖男问絹?lái)實(shí)現(xiàn)，所述方法也可以加裝在現(xiàn)有的機(jī)器中。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置了，通過(guò)機(jī)器的操作裝置(該操作裝置例如能以觸摸屏形式實(shí)施)由機(jī)器的操作員將用于對(duì)機(jī)器運(yùn)行中的最大許可功率消耗進(jìn)行限制的預(yù)設(shè)定輸入到該機(jī)器的控制計(jì)算機(jī)中。于是，可以給操作員將機(jī)器的由此得出的最大生產(chǎn)速度顯示在觸摸屏上。以這種方式和方法，機(jī)器的操作員可以預(yù)給定對(duì)于該操作員有意義地保持的最大許可功率消耗。以這種方式和方法，操作員可以使機(jī)器處于所謂的Eco運(yùn)行中，在所述Eco運(yùn)行中，機(jī)器不以最大可能的功率消耗和最高生產(chǎn)功率工作，而是在下述范圍內(nèi)工作，所述范圍通過(guò)由操作員預(yù)給定的最大許可功率消耗來(lái)確定。因此，操作員可以例如自己決定:他是否已經(jīng)準(zhǔn)備好為了承擔(dān)較長(zhǎng)的生產(chǎn)時(shí)間而限制該機(jī)器的功率消耗。
[0007]在本發(fā)明的第一構(gòu)型中設(shè)置了，借助于至少一個(gè)傳感器來(lái)檢測(cè)所述機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并且所述數(shù)據(jù)在計(jì)算該運(yùn)行中對(duì)于預(yù)選定的運(yùn)行類型所需的功率消耗的情況下在控制計(jì)算機(jī)中應(yīng)用。因此，通過(guò)至少一個(gè)傳感器可能的是，檢測(cè)該機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)并且在計(jì)算對(duì)于機(jī)器的預(yù)選定的運(yùn)行類型或者機(jī)器的當(dāng)前的生產(chǎn)任務(wù)所需的功率消耗的情況下使用。對(duì)于運(yùn)行中用于預(yù)選定的運(yùn)行類型或當(dāng)前的生產(chǎn)任務(wù)所需的功率消耗的計(jì)算重要的是，能夠用信號(hào)通知機(jī)器的操作員:由他選定的最大許可功率消耗基于機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)是否導(dǎo)致了運(yùn)行中的限制。于是，操作員才可以決定:由他選定的最大許可功率消耗對(duì)他而言是否有意義。不限制機(jī)器運(yùn)行并且特別是不限制生產(chǎn)速度的最大許可功率消耗對(duì)于操作員而言總是有意義的，因?yàn)樗诖瞬粨?dān)負(fù)在機(jī)器中生產(chǎn)時(shí)實(shí)際上功率損耗的風(fēng)險(xiǎn)。然而如果由于被限制的許可功率消耗的原因而應(yīng)該必須限制該機(jī)器的生產(chǎn)速度，那么對(duì)于機(jī)器的操作員重要的是經(jīng)歷所述過(guò)程，因?yàn)椴僮鲉T可以決定出有利于較小的許可功率消耗地限制該生產(chǎn)速度或者必要時(shí)可提高該最大許可功率消耗，以便避免生產(chǎn)速度的限制。
[0008]此外有利地設(shè)置，所述機(jī)器在運(yùn)行中具有生產(chǎn)速度，并且在超過(guò)用于實(shí)現(xiàn)操作員期望的生產(chǎn)速度所需的功率消耗時(shí)，參照已輸入的最大許可功率消耗如此限制該機(jī)器的生產(chǎn)速度，使得由操作員輸入的最大許可功率消耗不被超過(guò)。在對(duì)機(jī)器進(jìn)行這種設(shè)定時(shí)確保了，機(jī)器在完成當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)時(shí)不超過(guò)由操作員預(yù)選定的、所輸入的最大許可功率消耗。在這種情況中被允許的是，必要時(shí)必須降低該生產(chǎn)速度，以使得所輸入的最大許可功率消耗不被超過(guò)。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的構(gòu)型中設(shè)置了，所述機(jī)器是加工承印材料的機(jī)器，并且印刷任務(wù)的任務(wù)數(shù)據(jù)和/或機(jī)器設(shè)定由控制計(jì)算機(jī)檢測(cè)并且用于計(jì)算對(duì)于印刷任務(wù)所需的功率消耗。在所述情況中，不只是考慮機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)，而是附加地也共同考慮用于加工的機(jī)器上現(xiàn)存的印刷任務(wù)的任務(wù)數(shù)據(jù)和由印刷任務(wù)所導(dǎo)致的機(jī)器設(shè)定。以這種方式和方法，可以特別準(zhǔn)確地計(jì)算出對(duì)于運(yùn)行中當(dāng)前印刷任務(wù)所需的功率消耗并且在控制計(jì)算機(jī)中與由操作員預(yù)給定的最大許可功率消耗相比較。
[0010]在本發(fā)明的另一個(gè)特別有利的構(gòu)型中設(shè)置了，控制計(jì)算機(jī)的操作裝置具有多個(gè)預(yù)給定的用于通過(guò)操作人員來(lái)選擇的功率消耗級(jí)。在所述情況中，操作人員不必以相應(yīng)于以KW為單位的功率消耗的數(shù)字的形式輸入機(jī)器的最大許可功率消耗，而是他可以選擇某些功率消耗級(jí)，這些功率消耗級(jí)對(duì)應(yīng)于某些運(yùn)行方式。因此，作為功率消耗級(jí)，運(yùn)行類型“常規(guī)(normal) ”表示具有最高的功率消耗，運(yùn)行類型“eco”表示具有經(jīng)減少的功率消耗，運(yùn)行類型“eco pro”表示具有最小的可能功率消耗。于是，相應(yīng)所屬的以KW為單位的電功率存儲(chǔ)在機(jī)器中，其中，基于印刷機(jī)運(yùn)行中長(zhǎng)年的經(jīng)驗(yàn)并且基于所分析處理的數(shù)據(jù)來(lái)分析和計(jì)算所述功率并且將其存儲(chǔ)在機(jī)器中。
[0011]此外設(shè)置了，操作裝置具有顯示裝置，并且在顯示裝置上顯示出功率限制對(duì)機(jī)器的持續(xù)運(yùn)行、特別是對(duì)生產(chǎn)速度的限制所造成的影響。以這種方式和方法立即通知機(jī)器的操作員:功率限制對(duì)機(jī)器的持續(xù)運(yùn)行造成了哪些影響。如果所述機(jī)器是印刷機(jī)，則可以顯示出例如最大可能的印刷速度的降低或者也可以顯示出對(duì)印刷機(jī)中的著墨所造成的影響，這種影響由降低功率消耗得出。
[0012]此外有利地設(shè)置了，用于檢測(cè)機(jī)器當(dāng)前狀態(tài)的傳感器檢測(cè)該機(jī)器中的溫度或者油壓、特別是機(jī)器中的潤(rùn)滑裝置中的溫度或者油壓。因此，對(duì)機(jī)器中的油壓或者溫度的檢測(cè)是非常重要的，因?yàn)榛谶@兩個(gè)參數(shù)首先是可以計(jì)算出機(jī)器的約束性。通過(guò)溫度和油壓的變化來(lái)改變機(jī)器的約束性。然而，機(jī)器的約束性直接影響到機(jī)器的功率消耗，因?yàn)樵陔婒?qū)動(dòng)馬達(dá)的約束性增加的情況下相應(yīng)地必須耗費(fèi)更多的功率，以便使機(jī)器保持在相同的運(yùn)行狀態(tài)中。如果所述約束性由于溫度改變或者油壓改變而在機(jī)器的當(dāng)前運(yùn)行中改變，則可以增大以及抑制用于保持當(dāng)前運(yùn)行所需的電功率。如果所需的電功率在此應(yīng)高于由操作員所選定的最大許可功率，那么將這種情況給操作員顯示在機(jī)器的顯示裝置上并且給他及時(shí)發(fā)出警報(bào):在機(jī)器以預(yù)選定的減少的功率消耗來(lái)繼續(xù)運(yùn)行的情況下要考慮到機(jī)器的功率限制。在所述情況中，操作員必要時(shí)可以將功率限制取消或者至少往上調(diào)動(dòng)。
[0013]可替換地或附加地也可以設(shè)置了，控制計(jì)算機(jī)在計(jì)算所需的功率消耗時(shí)將傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)在這樣的負(fù)荷模型中使用，所述負(fù)荷模型模擬所述機(jī)器的負(fù)荷狀態(tài)。在所述情況中，不直接將傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)用于計(jì)算功率，而是首先在模擬該機(jī)器的負(fù)荷狀態(tài)的模型中評(píng)估并且接著在經(jīng)評(píng)估的狀態(tài)中使用。所述負(fù)荷模型主要以測(cè)量值和經(jīng)驗(yàn)值為基礎(chǔ)，所述經(jīng)驗(yàn)數(shù)值在機(jī)器運(yùn)行時(shí)被獲得并且特別是能夠以特性曲線的形式存儲(chǔ)在機(jī)器中。在此，測(cè)量值可以包括機(jī)器中的溫度分布。
[0014]油壓的檢測(cè)然而僅僅在機(jī)器運(yùn)行時(shí)是可能的，在停機(jī)狀態(tài)中則不可以。然而可能的是，在此對(duì)該運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估，其方式是，印刷機(jī)的用于印刷任務(wù)(例如印刷機(jī)構(gòu)中的壓制和輸墨機(jī)構(gòu)調(diào)溫)的設(shè)定數(shù)據(jù)在停機(jī)狀態(tài)中被考慮并且借助于負(fù)荷模型被推算到運(yùn)行上。
[0015]在本發(fā)明的另一個(gè)有利的構(gòu)型中設(shè)置了，控制計(jì)算機(jī)調(diào)用多個(gè)現(xiàn)存的任務(wù)的數(shù)據(jù)，并且控制計(jì)算機(jī)超越多個(gè)任務(wù)地計(jì)算出功率降低的影響。在所述情況中可能的是，單獨(dú)地執(zhí)行多個(gè)相