[发明专利]用于在技术设备中放置热电发电机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在技术设备中放置热电发电机的方法和工程系统。另外，本发明涉及用于执行该方法的计算机程序产品和计算机可读介质。

背景技术

在热电发电机的情况下利用以下事实，即在温度降时在两个电导体之间出现电压，所述电压可以被用于获得能量。

电热发电机自较长时间以来被使用在宇宙航行和测量技术中并且不久以来尝试地也被使用在汽车技术中。

在制造技术设备（例如生产设备或装配线）或处理技术设备（例如提炼设备或酒厂）的自动化中，除了所使用的控制设备（例如存储器可编程的控制装置、自动化系统）或者现场设备（例如执行器、传感器）的通信连接之外，用于这些设备的能量供应也是重要的方面，该方面在设备工程范畴中必须被考虑。在对这样的设备的能量供应时，必须注意故障安全性、电安全性、电缆线路的占用、所需要的隔离以及法律规定等。

由于关于电能量供应的这些高要求，在技术设备中优选地使用常规的能量供应，例如通过外部能量供应器和内部备用发电机组。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于在技术设备中放置和使用热电发电机的有效率的和安全的方法。

该任务利用包括以下步骤的方法来解决：

a）在设备工程的范围中将技术设备表示为设备模型，所述设备模型由互相作用的机电对象组成，其中

机电对象包含类型特定的热力学先决条件和后置条件；

b）给机电对象补充设备特定的热力学条件；

c）从设备工程中确定能量链，其中能量链由串联连接的机电对象组成；

d）为能量链的每个机电对象确定能量平衡；和

e）在用于使用热电发电机的必要热力学条件的满足上检验能量链的机电对象的能量平衡。热电发电机的广泛使用迄今在工业设备中由于与之相关联的用于建模的高耗费（例如由于要考虑的参数的复杂性）或者由于使用的限制（例如能量源的足够的可用性和可用性的生效）是不可能的。现有工程原理基于“机电对象”的概念，所述机电对象在工业设备中被使用用于对热电发电机的使用和分布建模。机电对象能够提供集成形式的设备的所有基本方面并且这已经在设备的项目进展的早期阶段中就能够实现。因此存在机会来以有效的方式应付热电发电机在工业应用中的使用的复杂性。

本发明的第一有利扩展方案在于，所述方法进一步包括以下步骤：

e）通过适当的输出装置在设备模型中自动地表示具有用于热电发电机的足够能量势的使用地点。通过（例如通过彩色编码）自动地表示热电发电机在工程系统的（例如在输出设备（例如打印机、屏幕）上的）设备计划中的可能使用地点，向用户指明，在设备的什么位置原则上可以使用热电发电机。

本发明的另一有利的扩展方案在于，所述方法进一步包括以下步骤：

f）将热电发电机建模为机电对象并且在设备模型中集成该机电对象。将热电发电机设计为机电对象并且将其集成到由机电对象组成的设备模型中保证，在设备工程中不进行方法和媒体中断（Medienbruch）。

本发明的另一有利扩展方案在于，在自动地表示热电发电机的使用地点时考虑以下条件：所使用的能量源的故障安全性和/或材料不兼容性和/或设备拓扑和/或空间条件和/或时间性能和/或标准和/或方针和/或可维护性和/或热电发电机的物理特性。通过考虑这些条件，在确定热电发电机的使用地点时也顺便提及经济准则。对条件的列举不是最后的，也可以定义可能的其他条件。

本发明的另一有利的扩展方案在于，所述方法此外包括以下步骤：

g）在能量产生器链中计算对于作为机电对象所建模的热电发电机可用的能量；和

h）如果对于作为机电对象所建模的热电发电机可用的能量不足够，则通过在设备模型中建模的能量源将能量专用地输送到能量产生器链中。如果没有热能或者没有足够的热能可用于已经规划的或放置的热电发电机，则通过将附加的能量输送到设备过程中或通过将所述能量提供到确定的设备位置可以实现：使设备位置可利用于热电发电机。因此可以以简单和有针对性的方式训练设备用于使用热电发电机。

本发明的另一有利的扩展方案在于一种用于在技术设备中对热电发电机进行地点确定的方法，包括以下步骤：

a）在设备工程的范围中将技术设备表示为设备模型，所述设备模型由互相作用的机电对象组成，其中

机电对象包含类型特定的热力学先决条件和后置条件；

b）给机电对象补充设备特定的热力学条件；

c）为机电对象确定相应的热量差需求；

d）在设备模型中确定能量链；