专利名称：利用外部装置配置电机控制器的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种电机控制器，以及更特别的是，涉及一种用于利用外部装置配置电机控制器的系统和方法。
背景技术：
已知固态启动器/控制器广泛地用于控制将AC(交流)电源施加到感应电机上。常规启动器/控制器，以下简称为控制器，用固态转换器来控制将AC线电压施加到电机上。该转换器可以是晶闸管，如可控硅整流器(SCRs)或双向可控硅。
常规控制器包括一个外壳，密封着所述固态转换器和用于控制固态转换器操作的控制电路。为了配置控制器的操作，电机控制器可以包括数字选择转换器用来设定功能和范围。指示灯，如LED，可用于状态指示。尽管这种用户接口对配置该电机控制器是适当的，但对某些终端用户而言，该用户接口可能不被认为是用户友好的。
本发明的目的在于改进电机控制器配置。
发明内容
根据本发明，提供一种系统和方法用于利用外部装置来远程配置电机控制器。
概括地，根据本发明的一方面揭示了一种用于利用外部装置配置电机控制器的方法，包括提供电机控制器来包括固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上，和一个用于控制这些固态转换器操作的控制电路，该控制电路包括一个用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储电路；提供外部装置包括远程用户接口，用于选择被存储的配置参数；以及在编程处理器和外部装置之间建立无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
本发明的一个特点是用无线通信模块有效地与编程处理器相连来建立无线通信。该无线通信模块可以连接至连接器，该连接器有效地与所述编程处理器相连。
本发明的另一特点是电机控制器还被提供了本地用户接口有效地与所述编程处理器相连，用于为本地存储的配置信息替换地选择参数。
本发明的又一特点是在所述编程处理器和外部装置之间提供红外通信线路。
根据本发明的另一方面揭示了可远程配置的电机控制器系统。该系统包括一个电机控制器和一个远程配置装置。电机控制器包括固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上，和一个用于控制这些固态转换器操作的控制电路。该控制电路包括一个用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储器。无线通信接口有效地与所述编程处理器相连。远程配置装置包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及一个无线通信接口，用于与电机控制器进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
根据本发明的其它方面揭示了一种可远程配置的电机控制系统，其包括一个外壳。外壳内的固态转换器被提供用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上。外壳内的控制电路控制这些固态转换器操作。所述控制电路包括一个用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储器。无线通信接口模块安装在外壳上并有效地与所述编程处理器相连。远程配置装置包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及一个无线通信接口，用于与电机控制器进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
根据本发明的其它方面揭示了一种可远程配置的电机控制系统，其包括一个外壳。固态转换装置位于外壳内，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上。外壳内的控制装置控制这些固态转换器操作。所述控制装置是可编程的，用于命令这些固态转换器的操作，存储装置存储与所述固态转换器操作有关的配置信息。第一无线通信装置有效地与所述控制装置相连。远程配置装置包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及第二无线通信装置，用于与第一无线通信装置进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
本发明的其它特点及优点从说明书及附图将显而易见。
图1为本发明远程可配置的电机控制系统的透视图；图2为图1所示的电机控制系统的框图；图3为由图2所示的控制系统实现的用户接口模块的流程图；以及图4-11分别为由图3所示的用户接口模块实现的用户接口菜单操作的流程图。
具体实施例方式
首先参考图1，所示为根据本发明的可远程配置的电机控制系统16。远程可配置电机控制系统16包括一个远程配置装置18和一个固态启动器/控制器20，以下简称控制器。
控制器20的一种应用是作为升降机启动器。电机控制器20可以用于驱动液压升降机的泵。每次当命令升降车移动时，控制器20必须启动升降电机直到其达到运行速度并以某一运行模式工作。当方向向下时可利用重力，所以这种电机控制器20只可用于向上的方向。
电机控制器20包括外壳22，该外壳22包括外壳基部24，散热装置26和罩28。电机控制器20包括一系列晶闸管形式的固态转换器32，如背对背连接的可控硅整流器(SCR)对，见图2。这里为了简化，SCR对32简称为SCRs。也可使用双向可控硅。SCRs32控制三相AC线电压加到三相电机，正如所示的那样，不同数量的SCRs 32可被用于控制不同的相数，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。
SCRs32被安装在外壳20中的散热片26上。仍参照图2，控制电路34也被密封在外壳20中。控制电路34控制SCRs的操作。特别是，控制电路34包括编程处理器36，如数字信号处理器，用于命令SCRs的操作。如下所述，存储器38与处理器36相连并存储与所述固态转换器操作有关的配置信息。
处理器36与三个接口电路40相连，每个接口电路都连接一个SCRs32。特别是，接口电路40包括缓冲电路，用于驱动SCRs32，和电压传感电路，用于检测通过该SCRs32的电压。电流互感器42检测每个SCRs32的电流并与电流传感电路44相连。还可使用其它类型的电流传感器。电流传感电路44也与处理器36相连。
LCD显示器44位于罩22上，见图1，并与处理器36相连。显示器44用于指示配置的设定、操作值、故障状态，等等。用户可起动的转换器46与处理器36电气地连接。用户可起动的转换器46由位于外壳罩22上的致动元件48起动，见图1。特别是，转换器46被用于本地选择存储的配置信息参数。
根据本发明，电机控制系统16适用于用远程配置装置18形式的外部装置进行远程配置。特别是，在所示的本发明实施例中，远程配置装置18包括个人数字助手(PDA)。PDA18包括支撑显示器52的外壳50和具有按钮54形式的用户输入装置。PDA18的结构实际上是常规的而且不构成本发明的部分。相反，本发明涉及的是使用PDA18作为用于配置电机控制器20操作的外部装置。
仍参照图2，PDA18包括处理器和存储器56，输入/输出(I/O)块58和红外(IR)模块60。I/O块58由显示器52和按钮54组成。IR模块60包括一个红外通信模块，它是商业用PDA的标准元件。
根据本发明，红外模块62安装在电机控制器罩22上并经连接器64与处理器36电气地连接。IR模块62允许经无线通信线路63与PDA18进行通信。红外模块62提供与PDA18必要的电压绝缘。
所述本发明使用带红外通信的PDA18。显然，膝上型计算机或类似使用红外通信的外部装置均可被使用。可替换地，外部装置可以用硬线与连接器64相连用于配置。而本发明所示实施例为使用红外通信的无线接口。其他类型的为本领域技术人员所熟知的无线接口也可使用。还应理解，经网络从外部装置可对电机控制器20进行配置或监视。这样，通信线路63可代表网络，或者外部装置18可用常规方法与网络相连。
根据本发明，电机控制系统16包括采用按钮48和位于外壳22上的显示器44形式的本地用户接口，用于更新存储在存储器38中的配置信息。可替换地，以外部计数器远程配置装置18形式的远程用户接口被提供用于选择存储的配置信息参数。
通常，处理器36根据存储在存储器38中的不同程序进行操作以控制SCRs32。根据本发明，软件程序包括用户接口模块64。用户接口模块包括用于更新功能和范围以及诊断信息等配置信息的例程，如下所述。用户接口模块64存储操作参数及操作值，这些通过本地接口或远程接口可访问。特别是，在通常操作下，使用本地接口。如果远程配置装置位于电机控制器20的附近，则软件用户接口模块64可替换地使用远程接口I/O块58来配置。然而，应当理解，具有较大显示器52的PDA18可以被配置以显示比本地显示器44更详细的信息。为此，PDA处理器和存储器56也必须包括用户接口模块66形式的软件，以便与电机控制器用户接口模块64一起操作。PDA用户接口模块66实质上是一个例程，用于显示来自控制器20的信息以及将输入信息发送至电机控制器20。
参照图3，流程图示出用户接口模块64和66的操作。如上所述，操作参数和值存储在电机控制器的存储器38中。用于配置这些参数的软件通常存在于电机控制器用户接口模块64中。与用户接口有关的软件部分存在于电机控制器的存储器38和外部装置处理器以及存储器56中。图3-11所示为如何在用户接口模块64和66之间划分软件，它可以根据存储器要求等等来确定以在通信线路63上提供有效通信。
如图3所示，用户接口模块软件使用了菜单系统。最初，用户可使用上、下转换滚动，本地的或远程的选择包括显示菜单70，配置菜单71，程序菜单72，诊断菜单73，故障菜单74，系统菜单75，以及工程菜单76在内的不同菜单。用户能用本地或远程用户接口的左、右转换，从任何这些菜单70-76之中选择特定菜单。
例如，如果显示菜单70被选择，那么，用户用右箭头键来访问显示项例程78。显示项例程在图4中示出。显示项例程最初显示一种默认显示80。如图5所示，默认显示包括用户能滚动察看的提供电机控制器20操作状态信息的一系列显示。从默认显示80，用户可使用上、下键，如图4中所示的上、下箭头，滚动并查看特定操作值。例如，块81示出各相之间的线电压。块82显示每相的电机电流。对于这些块的许多块，都能用左、右箭头键返回到显示菜单70，见图3。显示项块包括图4所示的其它操作值，在这里不再详细描述。
如果用户选择配置菜单71，见图3，则程序移动至配置项例程84。配置项例程84如图6所示。配置项例程用于显示电机控制器20及所控电机的操作参数。例如，这些配置项是当前等级值86，额定安培值88和额定电压值90。这些被用来查看被控特定电机的变化操作值。这些值在电机运行期间使用。
当用户选择程序菜单72时，程序参数例程92被启动。当程序参数例程92被启动时，程序参数录入项能在块93中进行输入。程序参数块92如图7所示，在左列列93出能被修改的不同程序参数，以及在右列示出程序参数录入项如何完成。例如，启动安培块94示出程序起动安培值。左、右转换用于移动至数字录入项块95，该块被用于增加或减少起动安培值。当选定了合适的值时，用户便返回到起动安培块94。另外，以下如图7所示的值能被类似地配置起动安培过载安培线路旋转关延迟开延迟起动模式过载模式安培不平衡不平衡允许低安培UTS循环故障控制由于这些特殊参数的使用和含义对本领域技术人员来说是已知的，所以在这里不再详细描述。
当用户选择诊断菜单73时，见图3，执行诊断项例程96。诊断项例程96如图8所示。该例程用于显示诊断信息，包括电源接通时间运行时间起动时间起动次数电源UPS总故障如果用户选择故障菜单74，见图3，程序移动至包括故障显示项例程99的故障列表例程98。故障列表例程98如图9所示，包括显示故障显示项99的最右列。显然，故障列表显示与电机控制器20检测到的故障相关的特定信息。
如果选择系统菜单例程75，见图3，则系统功能例程100和相关系统功能录入项101被选择。系统功能例程如图10所示，其最右列显示系统功能录入项101。系统功能例程100用于复位故障、默认值和口令录入项。
最后，如果选择工程菜单例程菜单76，见图3，则包括工程参数输入103的工程参数例程102将被输入。工程参数例程102如图11所示，其最右列显示工程参数录入项103。除了对由电机控制器20操作的特殊类型装置进行选择配置之外，工程参数还用来配置控制器电机操作的比例和积分因子。例如，电机控制器20可用作升降机的启动器。配置块104可用来在提供给特定升降机生产商的标准配置中选择。
因此，终端用户有了使用外部装置18的本地接口和远程接口形式的改进用户接口。外部装置18的应用使用户不必物理地接触该电机控制器20就能够修改参数。而通信线路63用于在红外模块60和62之间进行通信，见图2。
因此可以理解，一种新的奇特的利用外部装置配置电机控制器的系统和方法已经被阐述了。本领域的技术人员还应理解，这里所给出的讲授，多种替换和等效方案将被视为本公开发明的体现。因此，本发明部不应受上述实施例的限制，只受下述权利要求的限制。
权利要求
1.一种利用外部装置配置电机控制器的方法，包括提供电机控制器来包括固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上，和提供一个用于控制这些固态转换器操作的控制电路，该控制电路包括一个用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和提供一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储电路；提供外部装置来包括远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数；以及在编程处理器和外部装置之间建立无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
2.权利要求1的利用外部装置配置电机控制器的方法，其中，在编程处理器和外部装置之间建立无线通信包括提供有效地与编程处理器相连的无线通信模块。
3.权利要求1的利用外部装置配置电机控制器的方法，其中，在编程处理器和外部装置之间建立无线通信包括将无线通信模块连接至连接器，该连接器有效地与所述编程处理器相连。
4.权利要求1的利用外部装置配置电机控制器的方法，其中，电机控制器还被提供了本地用户接口以有效地与所述编程处理器相连，用于为本地存储的配置信息替换地选择参数。
5.权利要求1的利用外部装置配置电机控制器的方法，其中，在编程处理器和外部装置之间建立无线通信包括在所述编程处理器和外部装置之间提供红外通信线路。
6.一种可远程配置的电机控制器系统，包括一个电机控制器，包括固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机，和一个用于控制这些固态转换器操作的控制电路，该控制电路包括一个用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储器；以及一个有效地与所述编程处理器相连的无线通信接口；以及一个远程配置装置，包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及一个无线通信接口，用于与电机控制器进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
7.权利要求6的可远程配置的电机控制器系统，其中，电机控制器的无线通信接口包括一个有效地与编程处理器相连的无线通信模块。
8.权利要求6的可远程配置的电机控制器系统，其中，无线通信模块包括一个连接器用于可拆卸地与编程处理器相连。
9.权利要求6的可远程配置的电机控制器系统，其中，电机控制器还包括一个有效地与所述编程处理器相连的本地用户接口，用于为本地存储的配置信息替换地选择参数。
10.权利要求6的可远程配置的电机控制器系统，其中，每个无线通信接口用红外信号进行通信。
11.一种可远程配置的电机控制器系统，包括外壳；外壳内的固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上；外壳内的控制这些固态转换器操作的控制电路，所述控制电路包括一个用于命令这些固态转换器的操作的编程处理器，和一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储器；无线通信接口模块，安装在外壳上并有效地与所述编程处理器相连；以及远程配置装置包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及一个无线通信接口，用于与电机控制器进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
12.权利要求11的可远程配置的电机控制器系统，其中，无线通信模块包括一个连接器用于可拆卸地与编程处理器相连。
13.权利要求11的可远程配置的电机控制器系统，在外壳上还包括一个有效地与所述编程处理器相连的本地用户接口，用于替换地选择本地存储的配置信息参数。
14.权利要求11的可远程配置的电机控制器系统，其中，每个无线通信接口用红外信号进行通信。
15.权利要求11的可远程配置的电机控制器系统，其中，远程配置装置包括网络。
16.权利要求11的可远程配置的电机控制器系统，其中，远程配置装置包括含有远程用户接口的互联网连接装置。
17.一种可远程配置的电机控制器系统，包括外壳；外壳内的固态转换装置，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上；外壳内的控制装置，用于控制这些固态转换器的操作，所述控制装置是可编程的，用于命令这些固态转换器的操作，以及存储装置用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息；第一无线通信装置，可操作地与所述控制装置相连；以及远程配置装置，包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及第二无线通信装置，用于与第一无线通信装置进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
18.权利要求17的可远程配置的电机控制器系统，其中，第一无线通信装置包括一个含有连接器的模块以便可拆卸地连接到所述外壳。
19.权利要求17的可远程配置的电机控制器系统，在外壳上还包括一个有效地与所述控制装置相连的本地用户接口，用于替换地选择本地存储的配置信息参数。
20.权利要求17的可远程配置的电机控制器系统，其中，每个无线通信装置用红外信号进行通信。
21.一种可远程配置的升降机启动器系统，包括一个电机控制器，包括固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该升降机电机上，和一个用于控制这些固态转换器操作的控制电路，该控制电路包括一个用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和一个与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储器；以及一个有效地与所述编程处理器相连的无线通信接口；以及一个远程配置装置，包括一个远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及一个无线通信接口，用于与电机控制器进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
全文摘要
一种可远程配置的电机控制器系统，包括一个电机控制器和一个远程配置装置。电机控制器包括固态转换器，用于AC线路与电机端子之间的连接以控制AC电源加到该电机上，和用于控制这些固态转换器操作的控制电路。该控制电路包括用于命令这些固态转换器操作的编程处理器，和与所述编程处理器相连、用于存储与所述固态转换器操作有关的配置信息的存储器。无线通信接口有效地与所述编程处理器相连。远程配置装置包括远程用户接口，用于选择存储的配置信息参数，以及无线通信接口，用于与电机控制器进行无线通信，使得用户接口可以通过用所选参数更新存储的配置信息来配置电机控制器。
文档编号H02P1/26GK1685600SQ03822585
公开日2005年10月19日 申请日期2003年8月12日 优先权日2002年9月23日
发明者G·琼森, S·梅休, D·朱祖利, S·沃克菲尔德, G·O·雷 申请人:西门子能量及自动化公司