用于测定和优化生产系统的能量消耗的方法

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1、用于测定和优化生产系统的能量消耗的方法用于测定和优化生产系统的能量消耗的方法本发明涉及一种用于确定生产系统(10)的能量消耗的方法，具有步骤：a)用负载计算装置(16)确定所述生产系统(10)的负载分布(18)；b)根据所述生产系统(10)的所确定的负载分布(18)和电机模型(22)，用能量计算装置(20)估测所述生产系统(10)的能量需求；c)根据所估测的能量需求确定所述生产系统(10)的能量模型(36)；并且d)取决于所述能量模型(36)和利用所述生产系统(10)所输送的负载，用所述负载计算装置(16)确定所述生产系统(10)的能量消耗。【专利说明】用于测定和优化生产系统的能量消耗的方法【

2、技术领域】 0001 本发明涉及一种用于测定生产系统的能量消耗的方法。此外，本发明涉及一种用 于运行生产系统的方法。【背景技术】 0002 目前，在很早的设计阶段模拟生产系统，以便提高生产率和效率。为了该目的，例 如应用如Technomatrix/Siemens的Plant Simulation这样的模拟程序。这种程序开发用 于所计划的设备或生产系统的模型，用该模型能够实现快速地模拟和测试各种调节策略。 此外，利用模拟的结果，以便在设计生产系统期间找出生产系统和调节策略的布局。 0003 然而，用当前应用的模拟程序不能够测定取决于负载的能量消耗。在设计生产系 统期间手动地估测能量消耗，这通常导

3、致对能量消耗的显著高估。除此之外，为了降低 能量消耗而用前述的程序对生产系统的运行进行优化是不可行的。然而，特别是从环境保 护和不断上升的能量价格角度来看，这是重要的一方面。 0004 发表在ZWF,年集105号，2010中的N. Weinert的标题为Planung energieeffizienter Produktionssysteme（高能效的生产系统的规划）的文章中描述了， 在生产系统中能够发生如起动、暖机、等待状态的不同运行状态、加工状态或过程状态或者 关断过程。具有不同的能量需求的运行状态对应于相应的被模型化和模拟的组块。【发明内容】 0005 本发明的目的是，指出如何能够更高能

4、效地规划并且运行生产系统。 0006 所述目的由根据权利要求1的方法和由根据权利要求10的方法实现。本发明的 优选的改进方案在附属权利要求中给出。 0007 根据本发明的、用于确定生产系统的能量需求的方法包括下述步骤： 0008 a)用负载计算装置确定生产系统的负载分布， 0009 b)根据生产系统的所确定的负载分布和电机模型，用能量计算装置估测生产系统 的能量需求， 0010 c)根据所估测的能量需求确定生产系统的能量模型，并且 0011 d)取决于能量模型和利用生产系统所输送和/或处理的负载，用负载计算装置确 定生产系统的能量消耗。 0012 有利地，能够用根据本发明的方法估测生产系统的能

5、量消耗。生产系统的概念应 该理解为下面的每一个设备、生产设备或者类似物。特别地，生产系统能够包括输送带，在 该输送带上运动或输送负载。首先，用负载计算装置确定生产系统的取决于时间的负载分 布。所述负载计算装置能够包括计算装置，如计算机、微处理器或类似物，在此执行生产系 统的模拟程序，例如Plant Simulation。在此，以与生产率相关的切合实际的假设为基础。 接着，用能量计算装置测定生产系统的能量需求。所述能量计算装置能够包括计算装置， 如计算机、微处理器或者类似物，在计算装置上执行一个程序，用该程序能够估测系统的功 率。这种程序能够是例如Siemens公司的SIZER程序。 0013

6、优选地，将生产系统划分为各个区域，并且对区域中的每一个执行所述方法。由 此，尤其能够取决于系统的设计方案地精确地确定能量消耗。在此，能够对生产系统的相同 的区域仅进行一次计算。由此，能够尤其有效地确定生产系统的能量消耗。 0014 在一个设计方案中，在步骤a)内，取决于生产系统的运行参量，确定负载分布，这 些运行参量描述了生产系统的速度、加速度、基础重量和/或负载的重量。在此，特别是对 生产系统的每个区域测定负载分布。在此，考虑生产系统或者所述生产系统的一部分的速 度或加速度和利用所述生产系统所输送的货物的重量。最后，能够分析负载分布，并且在必 要的情况下转写为其他的数据格式。在变换为其他的数

7、据格式时，也能够将包括了关于负 载分布的信息的文件划分为多个单个文件。特别有利的是，以较长时间段、例如一天来测定 负载分布。 0015 优选地，在步骤b)内，取决于生产系统的驱动装置的特征参量和生产系统的尺 寸，确定电机模型。该电机模型能够包括这样的参量，即，用这些参量能够充分地描述生产 系统的电机系统。所述电机模型能够包括用于所应用的电动机械、起动器、转换器、输入/ 输出元件或者类似物的型号的信息。此外，所述电机模型能够包括关于生产系统的各个区 域的长度和宽度的信息。 0016 在另一个设计方案中，在步骤c)内，取决于生产系统的运行参量，确定能量模型。 对此优选地建立数学方程，用该方程能够将

8、生产系统或者生产系统的区域的必需的功率或 能量模型化。附加地，能够发展数学模型，在该数学模型内为数学方程中的每一个变量确定 占总消耗的功率的比例。一般形式下，能量模型能够用下述方程表示： 0017【权利要求】1. 一种用于确定生产系统（10)的能量消耗的方法，具有步骤： a) 用负载计算装置（16)确定所述生产系统（10)的负载分布（18); b) 根据所述生产系统（10)的所确定的所述负载分布（18)和电机模型（22)，用能量计 算装置（20)估测所述生产系统（10)的能量需求； c) 根据所估测的所述能量需求，确定所述生产系统（10)的能量模型（36);并且 d) 取决于所述能量模型（36

9、)和利用所述生产系统（10)所输送和/或处理的负载，用 所述负载计算装置（16)确定所述生产系统（10)的所述能量消耗。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述生产系统（10)划分为各个区域 (12)，并且对所述区域（12)中的每一个执行所述方法。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤a)内，取决于所述生产系统 (10)的运行参量，确定所述负载分布（18)，所述运行参量描述了所述生产系统（10)的速度 (v)、加速度（a)、基础重量0?)和/或所述负载的重量（。4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)内，取决于所述生 产系统（10)的驱动装置的

10、特征参量和所述生产系统（10)的尺寸，确定所述电机模型（22)。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)内，取决于所述生 产系统（10)的所述运行参量，确定所述能量模型（36)。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)内，将所述运行参 量中的至少一个设为恒定的，并且取决于未设为恒定的所述运行参量，确定功率表格。7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据测量来测定所述生产系 统（10)的所述运行参量中的至少一个。8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤d)内，取决于所述能量模型（36) 或所述功率表格，确定所述生产系统（10)的所述能量消耗。9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)内，在至少两个连 续的时间点检查所述运行参量中的至少一个以用于确定所述能量消耗。10. -种用于运行所述生产系统（10)的方法，其特征在于，取决于用根据前述权利要 求中任一项的方法所确定的能量消耗，运行所述生产系统（10)。