VDI VDE 3543-2007 Diagnosis of electric drives.pdf

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1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKDiagnose von elektrischen AntriebenDiagnosis of electric drivesVDI/VDE 3543Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Handbuch Mess- und Automatisierungstechnik, Band 3: AutomatisierungstechnikVDI-Handbuch Betriebs

2、technik, Teil 4: Betriebsberwachung/InstandhaltungFrhere Ausgabe: 05.06 Entwurf,deutschFormer edition: 05/06 Draft, in German onlyVDI/VDE-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available at Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseld

3、orf 2007Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 35.240.50August 2007Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 31.1 Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Verwendung von XML . . . . . . . . . . 42 Begriffe und Definitionen . . . . . . . . . . . 42.1 Verwendete Abkrzungen undFormelzeichen

5、 . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Diagnosedaten . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Aktive Meldefunktion . . . . . . . . . . . 52.4 Meldeinterface. . . . . . . . . . . . . . . 52.5 Diagnose. . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.6 XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.7 Verwendete Symbole (el

6、ement symbols) . 52.8 Allgemeine Festlegungen und Hinweise . 63 Anwendungsflle . . . . . . . . . . . . . . . 73.1 Anwendungsfall Meldungen“ . . . . . . 73.2 Anwendungsfall Trace“ . . . . . . . . . 74 Aktive Meldefunktion . . . . . . . . . . . . . 74.1 Aktive Meldefunktion innerhalbdes Antriebs . . .

7、 . . . . . . . . . . . . . 74.2 Aktive Meldefunktion als Proxy auf einem berlagertem System . . . . . . . . 84.3 Meldeinterface. . . . . . . . . . . . . . . 10Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Scope . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Delimitation . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Objective . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3 Use of XML. . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Terms and definitions. . . . . . . . . . . . . . 42.1 Abbreviations and symbols used . . . . . . 42.2 Diagnostic d

9、ata . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Active message function . . . . . . . . . . 52.4 Message interface . . . . . . . . . . . . . . 52.5 Diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.6 XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.7 Symbols used (element symbols) . . . . . . 52.8 General speci

10、fications and information . . . 63 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.1 Application “Messages” . . . . . . . . . . 73.2 Application “Trace”. . . . . . . . . . . . . 74 Active message function . . . . . . . . . . . . 74.1 Active message function in the drive . . . . 74.2 Active mes

11、sage function via a proxyon a superposed system . . . . . . . . . . . 84.3 Message interface . . . . . . . . . . . . . .10The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatis

12、ierungstechnik (GMA)Fachausschuss Leittechnik in der elektrischen AntriebstechnikB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 2 VDI/VDE 3543Seite5 Aufbau von Meldungen . . . . . . . . . . . . 115.1 Meldungsbe

13、schreibungen . . . . . . . . . 115.2 Zuordnung Meldung/Empfnger . . . . . . 176 Aufbau Trace . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176.1 Trace-Daten . . . . . . . . . . . . . . . . 186.2 Trace-Bedingungen. . . . . . . . . . . . . 227 Basisdefinitionen (Primitives) . . . . . . . . . 237.1 Empfngertyp (

14、ReceiverT) . . . . . . . . . 237.2 Zeittyp (TimeT) . . . . . . . . . . . . . . 247.3 Datenwerte-Typ (ValuesT) . . . . . . . . . 257.4 Variablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267.5 Triggerinfo-Typ (TriggerInfoT) . . . . . . 26Anhang A XML-Schema zur Richtlinie . . . . . 28Anhang B MessageID. .

15、. . . . . . . . . . . . . 29Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter sorg-fltiger Bercksichtigung der Vorgaben und Empfeh-lungen der Richtlinie VDI 1000.Allen, die ehrenamtlich an der Erstellung dieserRichtlinie mitgewirkt h

16、aben, sei auf diesem Wege ge-dankt.Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdrucks,der Wiedergabe (Fotokopie, Mikrokopie), der Spei-cherung in Datenverarbeitungsanlagen und der ber-setzung, auszugsweise oder vollstndig. Die Nutzungdieser VDI-Richtlinie als konkrete Arbeitsunterlageist unter Wahrung

17、 des Urheberrechtes und unter Be-achtung der VDI-Merkbltter 1 bis 7 mglich. Aus-knfte dazu sowie zur Nutzung im Wege der Daten-verarbeitung erteilt die Abteilung VDI-Richtlinienim VDI.In der Gesellschaft Mess- und Automatisierungstech-nik im VDI erarbeiten Fachleute aus Wissenschaft,Industrie und Ve

18、rwaltung in freiwilliger Selbstver-antwortung VDI/VDE-Richtlinien. Diese beschrei-ben den Stand der Technik oder den Stand der Wis-senschaft in der Bundesrepublik Deutschland unddienen als Entscheidungshilfen in der Industrie. DieArbeitsergebnisse der GMA flieen ferner als ge-meinsamer deutscher Sta

19、ndpunkt in die europischetechnische Regelsetzung bei CEN (Europisches Ko-mitee fr Normung) und in die internationale techni-sche Regelsetzung bei ISO (Internationale Organisa-tion fr Normung) ein.Page5 Structure of messages . . . . . . . . . . . . 115.1 Message descriptions . . . . . . . . . . . 115

20、.2 Message/receiver assignment . . . . . . . 176 Structure of trace . . . . . . . . . . . . . . . 176.1 Trace data . . . . . . . . . . . . . . . . . 186.2 Trace conditions . . . . . . . . . . . . . . 227 Basic definitions (primitives) . . . . . . . . . 237.1 Receiver type (ReceiverT) . . . . . . . .

21、 . 237.2 Time type (TimeT). . . . . . . . . . . . . 247.3 Data value type (ValuesT) . . . . . . . . . 257.4 Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267.5 Trigger info type (TriggerInfoT). . . . . . 26Annex A XML scheme for the guideline . . . . . 28Annex B MessageID . . . . . . . . . . . . . .

22、 . 29Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Preliminary noteThe content of this guideline has been developed un-der thorough consideration of the requirements andrecommendations of guideline VDI 1000.We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.All

23、 rights reserved including those of reprinting, re-production (photocopying, microcopying), storage indata processing systems, and translation, either of thefull text or of extracts. This VDI guideline can beused as a concrete project document without infringe-ment of copyright and with regard to VD

24、I notices 1to 7. Information on this, as well as on the use in dataprocessing, may be obtained by the VDI GuidelinesDepartment at the VDI.Within the Association for Measurement and Auto-mation Technology (GMA) in the VDI, specialistsfrom science, industry and administration compileVDI/VDE guidelines

25、 on a voluntary and self-respon-sible basis. These guidelines describe the most recentstate of technology and science in the Federal Repub-lic of Germany and serve as guidance for decision-making in industry. Furthermore, the results of theGMA are considered to be the common German pointof view and

26、as such are accounted for in the compila-tion of European technical rules by CEN (EuropeanCommittee for Standardization) and in the definitionof international technical rules by ISO (InternationalOrganization for Standardization).B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Al

27、le Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 VDI/VDE 3543 3 EinleitungEine automatisierte Anlage besteht im allgemeinenFall aus Gerten verschiedener Hersteller. Diese Ge-rte stellen dem Betreiber Informationen zur Diag-nose und berwachung in unterschiedlichen Darstel-lungen

28、 zur Verfgung. Die Weiterverarbeitung derDaten erfordert durch uneinheitliche Formate und In-halte entsprechenden Aufwand.Die vorliegende Richtlinie definiert eine Schnittstellefr diagnoserelevante Informationen, unabhngigvom verwendeten Kommunikationssystem. Die Defi-nition beinhaltet folgende Komp

29、onenten:DateninhalteFormatebertragungsmechanismenDer Datenaustausch erfolgt auf Basis von XML-Do-kumenten entsprechend dem in dieser Richtlinie de-finierten XML-Schema.1 Anwendungsbereich1.1 AbgrenzungDie Richtlinie definiert eine so genannte AktiveMeldefunktion“. Dies ist ein Kommunikationsme-chani

30、smus, der einen neuen Weg der Erzeugung undKommunikation von Anlagendaten beschreibt, der inbestehende Automatisierungskonzepte nicht ein-greift. Es wird ein Kommunikationsweg beschrieben,der es anlageninternen oder -externen Instanzen er-laubt, eine Diagnose von Gerten in einer Anlagedurchzufhren,

31、ohne in die durch die Automatisie-rungstechnik vorgegebenen Ablufe (im Folgendenauch Echtzeitbetrieb genannt) einzugreifen. Gleich-wohl ist es mglich, dass sich die Automatisierungder beschriebenen Funktionen bedient.1.2 ZielsetzungAntriebe als Teile von automatisierungstechnischenAnlagen sind intel

32、ligente Feldgerte, die vielfltigeInformationen enthalten, deren Auswertung nicht nurAufschluss ber den individuellen Zustand des An-triebs gibt. Durch Korrelation und Verknpfung derEinzelzustnde erhalten der Betreiber und der Anla-genhersteller Informationen ber den Zustand einerganzen Anlage. Dadur

33、ch knnen eine schnelle Diag-nose bei irregulren Anlagenzustnden, eine Opti-mierung von Prozessablufen, eine vorausschauendeWartung und eine minimale Ersatzteilhaltung ermg-licht werden.Die Richtlinie bercksichtigt Konstellationen, in de-nen Antriebsgerte nicht nur eines Herstellers betei-ligt sind.I

34、ntroductionIn the general case, an automated system consists ofdevices of different makes. The information these de-vices provide to the user for diagnostics and monitor-ing might therefore be made available in differentforms and further processing of the data might becomplex and time-consuming due

35、to differences informat and content.The present guideline defines an interface for infor-mation relevant to diagnostics which is independentof the communication system used. The definitioncovers the following components:data contentsformatstransmission mechanismsData exchange takes place on the basi

36、s of XML doc-uments according to the XML scheme defined in thisguideline.1Scope1.1 DelimitationThe guideline defines a so-called “active messagefunction”. This is a communication mechanism de-scribing a new possibility of generating and commu-nicating system data which does not interfere withexistin

37、g automation concepts. The communicationchannel described allows entities inside and outsidethe system to carry out a diagnosis of devices in a sys-tem without affecting the sequences defined by therelevant automation technique (hereinafter alsocalled real-time operation). Nonetheless, it is possi-b

38、le for the automation concept to integrate the func-tion described.1.2 ObjectiveDrives as components of automation-technical sys-tems are intelligent field devices containing manifoldinformation the evaluation of which not only pro-vides indications about the particular state of thedrive. By correla

39、tion and linking of the individualstates the user and the system manufacturer obtain in-formation about the state of the entire system. As aresult, rapid diagnosing in the case of irregular sys-tem states, optimization of process operations, pre-ventive maintenance and minimum spare parts stocksare

40、ensured.The guideline also covers constellations which arecomposed of drive units obtained from different man-ufacturers.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 4 VDI/VDE 35431.3 Verwendung von XMLDie Ab

41、schnitte 1 bis 4 dieser Richtlinie beschreibendie Diagnose von Antrieben. Die Abschnitte 5 bis 7enthalten die Umsetzung der Diagnoseinhalte auf Ba-sis von XML. Dort werden Mechanismen zur Bereit-stellung von Daten beschrieben. Die dargestelltenSchemata sind jedoch auch zur Projektierung geeig-net.2

42、Begriffe und Definitionen2.1 Verwendete Abkrzungen und FormelzeichenMinOcc Minimum Occurance (Auftreten)MaxOcc Maximum Occurance (Auftreten)U Spannungf Frequenzmandatory verbindlich2.2 DiagnosedatenZur Diagnose von Antrieben und Anlagen stellen An-triebsgerte z.B. folgende Daten zur Verfgung:Gerteid

43、entifikationTyp, Hersteller, Seriennummer, Hardware-Stand,Software-Stand, Identifikationsnummer, Firm-ware-Stand, Version der Optionsbaugruppen, Da-tensatz-Nummer von Parameterstzen etc.elektronisches TypenschildMotordatenBemessungsdrehzahl, Bemessungsfrequenz, Leis-tung, Spannung, Strom, cos , Isol

44、ationsklasse etc.BetriebsdatenRegelungsart: Open loop, closed loop, mit/ohneGeberRegelgre: Position/Drehzahl/Geschwindigeit/Moment/KraftAnsteuerverfahren: Vektor, U/f, direkte Drehmo-mentregelungProzessdatenSollwerte, Istwerte (Geschwindigkeit, Strom,Temperatur (Motor, Khlkrper etc.), Regelab-weichu

45、ngen (Schleppabstand etc.), dynamischeVariablen im weitesten SinneDatum der letzten Parameternderung; Angabe,welche Parameter gendert wurdenBetriebsstunden, Anzahl LastspieleEreignisse wie Handeingriff mit Datum und Uhr-zeitInhalt des Tracebuffers (gespeicherte Echtzeit-Abtastung)Meldungen, Warnunge

46、n, Strungen1.3 Use of XMLSection 1 to Section 4 of this guideline deal with thediagnostics of drives. Section 5 to Section 7 describehow the diagnostic contents are implemented on thebasis of XML which describes mechanisms for pro-viding data. The schemes given are, however, alsosuitable for configu

47、ration purposes.2 Terms and definitions2.1 Abbreviations and symbols usedMinOcc minimum occurrenceMaxOcc maximum occurrenceU voltagef frequency2.2 Diagnostic dataFor the diagnosis of drives and systems, drive unitsfurnish, for example, the following data:identification of the unittype, manufacturer,

48、 serial number, hardware ver-sion, software version, identification number,firmware version, version of optional modules,data set number of parameter sets, etc.electronic nameplatemotor datarated speed, rated frequency, power, voltage, cur-rent, cos , insulation class, etc.operating datacontrol mode

49、: open loop, closed loop, with/with-out encodercontrolled variable: position/number of revolu-tions/speed/torque/forcedrive method: vector, U/f, direct torque controlprocess datasetpoints, actual values (speed, current, tempera-ture (motor, heat sink, etc.), deviations (followingerror, etc.), dynamic variables in the widest sensedate of last parameter change; statement of pa-rameters that have been changedoperating hours, number of load cyclesevents such as manual intervention, with dat