分布式和动态可配置电机控制的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本国际申请基于2018年11月9日提交的标题为“systemsandmethodsofdistributedanddynamicallyconfigurablemotorcontrol”的美国临时申请第62/758245号，并要求该申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

本公开总体上涉及电机控制，并且更具体地，涉及用于配置分布式电机控制功能的系统和技术。

背景技术：

当今的工业利用电机来执行各种各样的任务。通常，根据具体应用，可以使用各种类型的电机。电机可用于各种类型的工业装备的固定速度、可变速度和/或位置控制。在大多数工业应用中，电机控制器与电机本身一起被用来形成电机控制系统。电机控制器可以包括用于启动和停止电机、选择电机旋转、选择和调节速度、调节或限制扭矩和/或各种保护功能(诸如过载和/或故障)的逻辑和硬件。目前的电机控制器通常是“一刀切(onesizefitsall)”的方法，并且包含电机控制功能的整体块(monolithicblock)，由于一个电机控制器被设计用于各种应用，所以这些电机控制功能中的许多功能基于应用而仍未被使用。鉴于电机控制应用的广泛可变性，这种电机控制系统的整体块的方法对于为不断演变的工业应用提供可扩展和可动态配置的电机控制解决方案提出了严峻的挑战。

附图说明

以上简要概述的本公开的更详细描述可通过参考各种实施例来获得，其中一些实施例在附图中示出。虽然附图图示了本公开的选定实施例，但是这些附图不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。

图1示出了根据本文描述的一个实施例的工业电机控制系统的示例。

图2示出了根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的系统的逻辑功能映射的示例。

图3示出了根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的系统的示例功能。

图4示出了根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的系统的单个逻辑功能映射的示例。

图5示出了根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的系统的单个逻辑功能映射的控制逻辑表示的示例。

图6a是示出根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的方法的流程图。

图6b是示出根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的方法的组装的流程图。

图6c是示出根据本文描述的一个实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的方法的运行的流程图。

图7a示出了根据本文所述的一个实施例的利用用于分布式和动态可配置电机控制的系统的启动电机(startermotor)拓扑的示例。

图7b示出了根据本文所述的一个实施例的利用用于分布式和动态可配置电机控制的系统的星形-三角形反向器电机拓扑的示例。

图8示出了根据本文所述的一个实施例的利用用于分布式和动态可配置电机控制的系统的启动装置拓扑的示例。

图9是用于实现本文描述的各种实施例的通用存储系统的功能框图。

图10是示出根据本文描述的一个实施例的用于配置和运行用于控制电机控制开关的分布式系统的方法的流程图。

图11是示出根据本文描述的一个实施例的用于配置和运行用于控制电机控制开关的分布式系统的另一种方法的流程图。

图12是示出根据本文描述的一个实施例的用于配置和运行用于控制电机控制开关的分布式系统的另一种方法的流程图。

在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中相同的元件。然而，在一个实施例中公开的元件可以有益地用于其他实施例，而无需具体叙述。

技术实现要素：

本文描述的一个实施例提供了一种方法，该方法包括接收实施用于电机控制开关的第一控制器的请求。该方法还包括确定第一控制器的多个功能模块，其中多个功能模块中的每一个包括被配置为执行相应的功能的计算机逻辑的实例。该方法包括确定用于执行多个功能模块中的每一个的相应的功能的相应的电机控制功能集(motorcontrolfunctionset,mcfs)。另外，该方法包括识别可用于实施第一控制器的多个可配置硬件块。

该方法还包括将多个可配置硬件块中的一个或多个分配给多个功能模块中的每一个，其中多个可配置硬件块中的至少两个被分配给多个功能模块中的第一个。该方法包括基于相应的可配置硬件块被分配到的功能模块的mcfs来配置多个可配置硬件块中的每一个，并且将所配置的多个可配置硬件块作为分布式系统来运行以控制电机控制开关。

本文描述的另一个实施例提供了一种系统，该系统包括一个或多个计算机处理器和包含计算机程序代码的存储器，当该计算机程序代码被一个或多个计算机处理器的操作运行时，执行操作。该操作包括接收使用分布式控制器为电机控制开关提供控制器功能的请求，其中分布式控制器包括多个功能模块，每一个功能模块包含被配置为执行相应的功能的计算机逻辑的实例。另外，该操作包括识别可用于实施控制器功能性的多个可配置硬件块。该操作还包括确定用于多个功能模块中的每一个的相应的配置，以实施为电机控制开关提供控制器功能性的分布式系统。该操作包括基于所确定的多个功能模块中的每一个的配置来配置多个可配置硬件块中的每一个，并且将所配置的多个可配置硬件块作为分布式系统来运行以控制电机控制开关。

本文描述的第三实施例提供了包含计算机程序代码的非暂时性计算机可读介质，当该计算机程序代码由一个或多个计算机处理器的操作运行时，执行操作。该操作包括接收实施电机控制开关的第一控制器的请求。该操作还包括确定第一控制器的多个功能模块，其中多个功能模块中的每一个包含被配置为执行相应的功能的计算机逻辑的实例。该操作包括确定用于执行多个功能模块中的每一个的相应的功能的相应的电机控制功能集(mcfs)。

另外，该操作包括识别可用于实施第一控制器的多个可配置硬件块，并将多个可配置硬件块中的一个或多个分配给多个功能模块中的每一个，其中多个可配置硬件块中的至少两个被分配给多个功能模块中的第一个。该操作还包括基于相应的可配置硬件块被分配到的功能模块的mcfs来配置多个可配置硬件块中的每一个。该操作包括将所配置的多个可配置硬件块作为分布式系统来运行以控制电机控制开关。

具体实施方式

本文描述的实施例通常提供用于动态配置分布式电机控制功能的系统和技术。传统的电机控制器通常是“一刀切”的方法，并且包含电机控制硬件和相关联功能的整体块，由于一个电机控制器被涉及用于各种应用，所以这些相关联功能中的许多功能基于应用而仍未被使用。鉴于电机控制应用的广泛可变性，这种电机控制系统的整体块的方法对于为不断演变的工业应用提供可扩展和动态可配置电机控制解决方案提出了严峻的挑战。

因而，本文描述的实施例提供了硬件块，该硬件块可以被单独限制且不能执行复杂的电机控制操作，但可以被动态配置和控制以执行作为分布式计算系统的一部分的特定任务。这些硬件块可以以多种配置组合，并且被动态配置和控制，以便为给定应用创建适当的电机控制功能。以这种方式，电机控制系统可以最佳地或以其他方式针对应用而配置，而无需过度包含(overencompassing)的电机控制器或随之而来的硬件以操作不需要特定于该应用的基础设施的电机控制系统。

使用硬件块的组合来增加电机控制系统的灵活性，提供了根据给定应用可裁制(tailor)的各种电机控制和保护功能。此外，可以通过经由软件接口配置组装的硬件块以动态配置和控制组装的解决方案的可用性来增强这种灵活性。应当理解，益处不是仅仅通过对硬件编程来实现的，而是通过电机控制逻辑方案的动态配置来实现的。

以这种方式，具有相同或相似功能的单独的硬件块可以组合使用，以实现用其他电机控制设备不可能实现的电机保护和控制。使用这种分布式架构，硬件块的组合可以用于实现新的功能，而无需带有那些功能的新的特定于应用的设备，这种新的特定于应用的设备可能不可用或过度包含且成本过高。

分布式架构通过减少硬件块的特定性以及支持、促进和/或管理应用的整个生命周期所需的硬件块的数量来提供若干益处。例如，这可以包括装备设计、组件选择和采购、装备集成、操作和维护。

此外，通过减少必须管理的独特硬件设备元件的数量，并且用数量减少的更简化的硬件块来替换它们，简化了替换部件的管理。通过规模经济，将特定于应用的硬件设备的功能性分布在多个可配置的更多通用设备上，可以显著降低设备成本。也就是说，实施例能够为各种不同任务产生可以被动态配置为作为分布式系统的一部分工作的更多的通用硬件，而不是为给定任务产生相对少量的特定于应用的硬件。此外，系统可以更容易地适应变化的用户需求，因为同一设备可以用来实现广泛的功能，而不是实现特定的有限的功能集，这是通过用于动态配置和控制系统内的各种设备的能力来实现的。

图1示出了根据本公开的各种实施例的工业电机控制系统的示例。如图所示，生产线100包括各种类型的电机105(1)-(n)。各种类型的电机105(1)-(n)可以包括交流电机ac、dc电机，并且可以进一步按类型细分。示例包括但不限于无刷dc电机和有刷dc电机、ac鼠笼式电机、绕线转子电机、伺服电机和步进电机。应该理解的是，虽然存在其他类型的电机，但是本公开预期在广泛的应用中与所有类型的电机一起使用。不应暗示对这些电机的类型、数量或应用有任何限制。通常，电机105(1)-(n)可以以取决于特定应用的方式直接或间接地操作与生产线100的功能相关的装备。

在本文描述的一个实施例中，电机控制组件120包括多个可配置硬件块125。在电机控制应用中，可配置硬件块125可以被称为电机控制硬件块。这些可配置硬件块125可以分组在一起，以配置各种硬件配置，从而便于和/或运行给定应用所需的控制和/或保护功能。例如，在一些实施例中，这对于每一个可配置硬件块125具有相似的内部结构以允许高度可扩展和可配置的环境是有益的。这种可配置硬件块125可以被配置为执行相似或相同的功能，这种功能的示例包括但不限于启动装置模块、数字和模拟输入/输出(input/output，i/o)模块或由最终用户应用定义的其他模块。本公开的实施例有助于多种可配置硬件块125类型和配置，当被配置为块时，允许对期望的电机和期望的应用进行定义的配置、控制和保护。

在图1所示的实施例中，与所示的可配置硬件块125相关联的可配置功能性可以由电机控制逻辑块(mclb)128逻辑地表示。该逻辑表示用于以编程方式控制各种可配置硬件块125的功能，并允许组合的可配置硬件块125及其伴随的逻辑功能的可视化。如图所示，mclb128包括可用的输入、切换功能和输出。正是通过这些不同的功能，可配置硬件块125可以被动态地配置为创建可扩展的电机控制和保护方案。在一些实施方式中，这些方案的各方面可以被认为是分布式可扩展保护方案(distributedscalableprotectionscheme，dsps)。本公开的实施例预期了电机控制功能以及电机保护，表示为mclb128。

在所描绘的实施例中，电机控制组件120可以与位于公共控制面板110中的分布式系统控制组件115相互作用。当然，在其他实施例中，分布式系统控制组件115可以位于生产线100的另一部分、建筑物中，或者甚至本质上远离生产线，并且更一般地，分布式系统控制组件115可以位于与任何种类的自动化过程相关联的任何环境中(例如，自动洗车)。机器智能功能可以负责电机控制组件的命令和控制，并且充当任何分布式计算环境130之间的接口，诸如位于远处的计算环境或其他分布式环境。应当理解，本公开的实施例不需要分布式计算环境130，并且所有命令和控制可以在本地以及远程地完成。

分布式系统控制组件115可以是基于硬件的、基于软件的或这两者的组合。此外，机器智能功能可以在诸如物联网(internetofthings，iot)系统的边缘，本地地驻留在具有电机控制应用的设施中，远离应用，或者在基于云的环境中。本公开的各种实施例预期了这些不同的解决方案形式和环境。

图2示出了根据本公开的各种实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的系统的逻辑功能映射的示例。为给定应用创建分布式电机控制和保护功能的关键概念是，单个可配置硬件块125可以与一个或多个可配置硬件块组合，以针对期望的应用执行可扩展的控制和/或保护功能。该可配置硬件块的系统可以用电机控制功能集(motorcontrolfunctionset,mcfs)编程，其中逻辑功能从分布式系统控制组件115被编程到形成电机控制系统的一个或多个可配置硬件块。mcfs的配置将确定可配置硬件块将执行何种电机控制和/或保护功能。

在图2中，可配置硬件块逻辑功能映射200示出了各种功能205a-g的示例，这些功能可用于使用可配置硬件块来实现mcfs功能的分布式系统控制组件115的可扩展配置，其中图3示出了可配置硬件块的一些示例功能和可配置硬件块类型的各种示例。可配置硬件块的类型的示例可以包括总线耦合器、启动装置、安全启动装置、电源接口模块(powerinterfacemodule，pim)、模拟/数字输入/输出模块(analog/digitalinput/outputmodule，iom)、电压输入模块(voltageinputmodule，vim)和/或安全接口模块(safetyinterfacemodule，sim)。功能的示例可以包括但不限于命令、配置可配置硬件块(例如，为给定的可配置硬件块提供并运行配置)，报告mcfs数据(例如，以报告关于mcfs的状态和信息)，和/或报告可配置的硬件块数据(例如，以报告关于可配置硬件块的状态和信息)。应当理解，存在许多其他这样的功能，并且不受本公开的限制。

分布式系统控制组件115可以处理来自用户220和/或各种系统230的一个或多个输入210a-b，并且通过所配置的mcfs逻辑将这些转换成用于可配置硬件块功能的输入。应当理解，可以预期多种数量和类型的输入，包括但不限于其他可配置的硬件块输出、来自开关或控制的手动输入(例如，本地控制开关或操作面板)、其他控制器、外部存储器、其他设备、外部电源和/或外部传感器(例如，过电压、电流、温度)。分布式系统控制组件115可以在诸如物联网(iot)系统的边缘上，本地地驻留在具有电机控制应用的设施中，远离应用，或者在基于云的环境中。本公开的各种实施例考虑了这些不同的解决方案形式和环境。

机器智能逻辑功能映射利用这些各种输入200，并通过逻辑运算符270互连，逻辑运算符270允许基于mcfs配置的各种功能的交互。这些功能经由它们的操作者创建一个或多个输出240a-b，这些输出可由其他可配置硬件块、分布式系统控制组件115或其他系统和/或管理功能使用。作为许多示例中的一个，输出240a-b可用于确定健康和产品识别数据、电线监控、电机状态和保护监控、电机效率数据和/或整个系统状态。应当理解，这些仅仅是示例，本公开的各种实施例预期了整个系统的输出的其他各种利用。

图4示出了根据本公开的各种实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的可配置硬件块(例如，如图1所示的可配置硬件块125)。每一个功能将具有与其相关联的各种输入和输出，以允许该功能执行其一项或多项任务。应当理解，这些功能中的每一个可以具有独立于任何其他这样的功能而操作的能力，完全依赖于一个或多个其他功能，或者两者的组合。以这种方式，这些可配置硬件块功能充当mcfs逻辑功能映射200的构建块。图2示出了使用具有相关联的输入和输出的各种功能205a-g来形成作为完整解决方案的一部分或作为完整解决方案的逻辑块。

在一个实施例中，分布式系统控制组件115被配置成确定配置了哪些功能模块(这里也称为头像(avatar))以及哪些功能模块提供信息。通常，如这里所使用的，“功能模块”(或“头像”)指的是专用于特定的功能或任务的计算机逻辑(例如，在软件和/或硬件中实施的逻辑)。例如，特定的功能模块可以执行直接在线反向启动装置的功能。在一个实施例中，这样的功能模块被实施为跨多个可配置硬件块125的分布式系统。通常，由多个可配置硬件块125执行的各种功能可以根据被配置的功能模块的类型而变化。这些功能可以包括但不限于读取该功能模块所需的拓扑、设置、配置、识别、诊断和资产数据。这些功能还可以包括读取功能模块的负载保护功能的状态，并保存每一个功能模块的负载保护功能的状态。如果i/o模块是模拟i/o模块，则当系统转换到操作状态时，根据另一示例功能，环境参数消息可以被发送到功能模块中的i/o模块。其他功能还可以包括系统参数的传输，诸如请求拓扑、设置、配置、识别、诊断和/或资产数据，读取该数据并将其返回给适当的功能模块。

图5示出了根据本公开的各种实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的系统的单个mcfs的控制逻辑图mclb128的示例。可配置硬件块是由分布式系统控制组件115根据所配置的mcfs功能来编程、配置和/或控制的硬件的单元。如图4所述，mcfs包括一系列逻辑功能，可配置硬件块表示mcfs的逻辑是如何在可配置硬件块的硬件上实施的。每一个独特的mcfs将利用可配置硬件块上的特定硬件配置。应当理解，每一个可配置硬件块将如应用所确定的接收相同的mcfs、总的mcfs的独特部分，或者不接收mcfs。本公开的实施例还预期了解决方案的冗余性质，其中多个可配置硬件块可以在故障的情况下充当冗余组件。其他可能不包含(或基本上不包含)mcfs的任何部分，并在适当加载mcfs后根据需要以备用容量来部署。这样，每一个可配置硬件块的硬件将被改变以满足对应的mcfs。

图6a示出了根据本公开的各种实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的方法的示例流程图。在一个实施例中，用户或系统确定电机控制应用/开关配置(框610)。当用户选择关于用于创建mcfs的应用的特定电机控制配置或参数时，可以手动执行该确定。还可以由系统基于对系统的其他部分的输入或相关联设备的自动发现来自动做出确定。例如，如果分布式系统控制组件115经由已建立的协议扫描可用的电机硬件，并且确定特定配置可用，则系统可以确定适当的电机控制配置来匹配。在一些实施例中，mcfs的选择将确定特定的电机控制开关配置。这可能发生在与该过程的提醒操作不同的单独操作中。在选择期间，用户或系统可以选择期望的mcfs，这将确定特定应用所需的特定可配置硬件块。

执行mcfs解决方案的确认/验证，以确保建议的解决方案匹配要配置的应用(框615)。访问电机控制库函数以提取适当的mcfs(框620)。mcfs是一组逻辑功能的数字表示，该逻辑功能将确定需要什么可配置硬件块以及可配置硬件块和分布式系统控制组件115将如何操作来实现期望的mcfs行为。这种行为可能包括但不限于管理、控制和/或保护。mcfs可以位于分布式系统控制组件115、分布式计算环境130或生产线100本地或远程的其他通用计算机中。本公开的实施例预期这些功能(框610、615和/或620)可以在一个或多个操作中执行，并且产生统一的、有效的mcfs输出，以由系统进一步处理。

一旦导出适当的mcfs来配置所确定的可配置硬件块，将在一个或多个可配置硬件块处用所确定的mcfs来更新mcfs(框630)。mcfs将经由通信协议进行通信，并加载到每一个可配置硬件块中。通信的示例可以包括can、tcp/ip和/或其他工业标准协议。应当理解，每一个可配置硬件块可以如应用所确定的接收相同的mcfs、总mcfs的独特部分，或者不接收mcfs。

本公开的实施例还预期了解决方案的冗余性质，其中多个可配置硬件块可以在故障的情况下充当冗余组件。另一些可能不包含mcfs的任何部分，一旦适当加载mcfs，则根据需要以备用容量来部署。

一旦用适当的mcfs来动态更新，则一个或多个可配置硬件块将运行mcfs并进入操作状态(框640)。该状态可以包括验证mcfs的加载和/或与解决方案中的其他可配置硬件块的通信，以确定除了每一个可配置硬件块的就绪之外的完整mcfs功能性解决方案的就绪。当被运行时，mcfs可以提供定期检查以确保mcfs操作正常，诸如心跳或其他机制来验证解决方案的端到端操作，如图6b和图6c所示。

图6b示出了根据本公开的各种实施例组装用于分布式和动态可配置电机控制的方法的示例流程图。如前所述，一旦导出适当的mcfs来配置所确定的可配置硬件块，mcfs就将在具有所确定的mcfs的一个或多个可配置硬件块处被更新(框630)。每一个可配置的硬件块将基于mcfs被动态更新(框632)。应当理解，每一个可配置硬件块可以如应用所确定的接收相同的mcfs、总的mcfs的独特部分，或者不接收mcfs。

将发生对于完整的mcfs已经正确地配置了适当的可配置硬件块的验证，并且将初始化每一个可配置硬件块以用于操作(框636)。该初始化可以包括各种内部验证，以确保可配置硬件块已经被正确配置，并且准备好被置于预操作状态。在解决方案中的每一个可配置硬件块的初始化完成时，将执行最终的操作就绪情况检查，该检查可以包括可配置硬件块内通信、与剩余应用元件的通信、和/或解决方案的相应的元件与任何本地、远程或分布式处理能力之间的通信。如果成功，应用将从操作就绪状态进入操作状态(框638)。

图6c示出了根据本公开的各种实施例的用于分布式和动态可配置电机控制的方法的运行的示例流程图。一旦用适当的mcfs来动态更新，则一个或多个可配置硬件块将运行mcfs并进入操作状态(框640)。一旦处于操作状态，则系统将向系统的各个部分传达健康、状态和/或故障，而不考虑它们的物理位置。健康、状态和/或故障的示例可以包括但不限于，通过/不通过状态、诸如温度的环境条件、诸如电压的操作条件、诸如过电流的故障条件。本公开的实施例预期将广泛种类的这些参数用作由系统用来确定和执行这些动作的信息，以推进本公开的益处。

将针对系统的元件，诸如可配置硬件块、mcfs和整个系统相应地监控其就绪情况(框642、644、646)。这种监控可以实时、接近实时、周期性、按需或以任何其他间隔发生。对各种就绪情况的监控可以包括健康、状态和/或故障。该信息可用于与系统的其他部分、管理系统或其他功能进行通信，以实现整个系统的通信、监控和/或管理。也将针对给定应用相应地监控可配置硬件块、mcfs和整个系统的故障或其他被确定为异常的行为(框643、645、646)。每一个故障和/或异常将被处理(框650)并相应地被补救。处理和补救可以包括广泛的动作，包括但不限于向管理系统报告健康、状态和/或故障以供进一步的动作。在各种实施例中，自主动作也被预期为本公开的一部分，在这些实施例中，系统可以用于补救被确定为正在发生的故障。

图7a示出了根据本公开的各种实施例的利用分布式和可动态配置的电机控制系统的启动电机拓扑的示例。在这种情况下，利用单个可配置硬件块来实施电机启动装置的mcfs。作为相关联的mcfs的结果，示出了启动电机mclb(框700)。这种mcfs将产生启动电机可配置硬件块配置(框710)。在几乎所有电机控制应用中都可以找到磁性电机启动装置，其通常是一种启动和停止连接的电机负载的机电装置。大多数电机启动装置由电接触器和过载继电器组成，在与电机有关的电气事件(诸如电机过载)时提供保护。

启动电机控制开关配置被确定用于特定应用。基于该应用，电机启动装置的mcfs由用户或系统确定，并且在分布式系统控制组件115处可从分布式计算环境130本地或远程获得。启动电机控制mcfs被编程到可配置的硬件块，如图7a所示。一旦在可配置硬件块处更新了mcfs并报告就绪，就运行mcfs，然后将可配置硬件块配置为启动电机控制开关。现在可以安装或激活电路的其他连接，并且电路按设计运行。

应当理解，虽然电机控制逻辑可能没有许多电机控制或保护功能复杂，但是使用与更复杂的mcfs配置和应用相同的可配置硬件块设备来实现了控制或保护。此外，在该示例中可以示出缩放解决方案的概念，因为虽然仅使用了一个可配置硬件块，但是如果实施了非分布式或可缩放的解决方案，则可能需要更多可能从未使用过的硬件资源。总之，在功能不太复杂、需要较少硬件的情况下，实现了本公开的益处。在没有本公开的益处的情况下实施该解决方案可能会产生复杂得多的硬件解决方案。

图7b示出了根据本公开的各种实施例的利用分布式和动态可配置电机控制系统的反向双速拓扑的示例。在这种情况下，利用四个可配置硬件块来实施双速反向器的mcfs。双速反向器mclb(框720)被示出为相关联的mcfs的结果。这种mcfs将产生双速反向器可配置硬件块配置(框730)。双速连接用于控制双速电机，这是在诸如起重、铣削和泵送的应用中实现电机速度控制的一种方式。

双速反向器电机控制开关配置被确定在特定应用中使用。基于该应用，星形-三角形反向器电机控制器的mcfs由用户或系统确定，并且在分布式系统控制组件115处可以从分布式计算环境130本地或远程获得。双速反向器电机控制mcfs被编程到可配置硬件块，如图7b所示。一旦在多个可配置硬件块上更新了mcfs，并且每一个报告准备就绪，则运行mcfs，然后将可配置硬件块解决方案配置为双速反向器电机控制开关。现在可以安装或激活电路的其他连接，并且电路按设计运行。图7b示出了分布式架构的灵活性的益处，因为使用了4个彼此相似的单独的可配置硬件块设备。

当完成时，系统从操作就绪状态转换到操作状态。在操作状态下，系统将基于来自mcfs的配置为电机控制应用执行控制和保护功能。应当理解，操作系统的益处包括收集和传输电机控制应用的操作特性。这可以包括捕获和传输与应用相关联的参数，包括电机效率、电气使用以及与应用的元件相关联的故障。该数据可以被传输到系统的部分，用于进一步的分析或动作。这包括传输到分布式计算环境130，在分布式计算环境130中，信息可以在各种大数据或iot应用中被分析和利用。

在本公开的各种实施例中使用的任何通用计算机系统可以是例如通用计算机，诸如基于英特尔奔腾型处理器、摩托罗拉powerpc、太阳ultrasparc、惠普pa-risc处理器、arm或任何其他类型的处理器的通用计算机。

例如，本公开的各种实施例可以实施为在通用计算机系统800中运行的专用软件，诸如图8所示的通用计算机系统。计算机系统800可以包括连接到一个或多个存储设备830的处理器820，诸如磁盘驱动器、存储器或用于存储数据的其他设备。存储器830通常用于在计算机系统800的运行期间存储程序和数据。计算机系统800还可以包括提供额外存储容量的存储装置850。计算机系统800的组件可以通过互连机制840耦合，互连机制840可以包括一个或多个总线(例如，集成在同一机器内的组件之间)和/或网络(例如，位于独立的离散机器上的组件之间)。互连机制840允许通信(例如，数据、指令)在系统800的系统组件之间交换。

计算机系统800还包括一个或多个输入设备810，例如键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏，以及一个或多个输出设备860，例如打印设备、显示屏、扬声器。此外，计算机系统800可以包含将计算机系统800连接到通信网络(作为互连机制840的补充或替代)一个或多个接口(未示出)。

在图9中更详细地示出的存储装置850通常包括计算机可读和可写的非易失性记录介质910，非易失性记录介质910中存储了信号，该信号定义将由处理器运行的程序、或存储在介质910上或介质910中的将由程序处理的信息，以执行与本文描述的实施例相关联的一个或多个功能。该介质例如可以是磁盘或闪存。通常在操作中，处理器使得数据从非易失性记录介质910中被读取到另一存储器920中，这允许处理器比介质910更快地访问信息。存储器920通常是易失性随机存取存储器，诸如动态随机存取存储器(dynamicrandom-accessmemory，dram)或静态随机存取存储器(staticram，sram)。如图所示，它可以位于存储系统900中，或者位于存储装置830中。处理器820通常操纵集成电路存储器830、920内的数据，然后在处理完成后将数据复制到介质910。已知多种机制用于管理介质910和集成电路存储元件830、920之间的数据移动，并且本公开不限于此。本公开不限于特定的存储器系统830或存储系统850。

计算机系统可以包括专门编程的专用硬件，例如专用应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)。本公开的各方面可以以软件、硬件或固件或其任意组合实施。此外，这些方法、动作、系统、系统元件及其组件可以作为上述计算机系统的一部分或作为独立组件来实施。

尽管计算机系统800作为在其上可以实施本公开的各个方面的一种类型的计算机系统的示例被示出，但是应当理解，本公开的各个方面不限于在如图9所示的计算机系统上实施。本公开的各个方面可以在具有图9所示的不同架构或组件的一个或多个计算机上实践。此外，在本文(或在权利要求中)将本公开的实施例的功能或过程描述为在处理器或控制器上执行的情况下，这种描述旨在包括使用多于一个处理器或控制器来执行这些功能的系统。

计算机系统800可以是使用高级计算机编程语言可编程的通用计算机系统。计算机系统800也可以使用专门编程的专用硬件来实施。在计算机系统800中，处理器820通常是商业上可获得的处理器，诸如从英特尔公司获得的众所周知的奔腾类处理器。还有许多其他处理器可用。这种处理器通常运行操作系统，例如，可以是windows95、windows98、windowsnt、windows2000、windowsme、windowsxp、vista、windows7、windows10，或可从微软公司获得的子操作系统、macossystemx，或可从苹果计算机获得的子操作系统、可从太阳微系统公司获得的solaris操作系统、unix、linux(任何发行版)，或可从各种来源获得的子操作系统。可以使用许多其他操作系统。

处理器和操作系统共同定义了计算机平台，以高级编程语言为该计算机平台编写应用程序。应当理解，本公开的实施例不限于特定的计算机系统平台、处理器、操作系统或网络。此外，对于本领域技术人员来说，显然本公开不限于专用的编程语言或计算机系统。此外，应当理解，也可以使用其他合适的编程语言和其他合适的计算机系统。

计算机系统的一个或多个部分可以分布在耦合到通信网络的一个或多个计算机系统上。例如，如上所述，确定可用功率容量的计算机系统可以远离系统管理器。这些计算机系统也可以是通用计算机系统。例如，本公开的各个方面可以分布在被配置为向一个或多个客户端计算机提供服务(例如，服务器)或者作为分布式系统的一部分来执行整体任务的一个或多个计算机系统中。例如，本公开的各个方面可以在客户机-服务器或多层系统上执行，该系统包括分布在一个或多个服务器系统中的组件，这些组件根据本公开的各个实施例执行各种功能。这些组件可以是通过通信网络(例如，互联网)使用通信协议(例如，tcp/ip)通信的可执行代码、中间代码(例如，il)或解释代码(例如，java)。例如，一个或多个数据库服务器可用于存储设备数据，诸如预期功耗，其用于设计与本公开的实施例相关联的布局。

应当理解，本公开不限于在任何特定系统或系统组上运行。此外，应当理解，本公开不限于任何特定的分布式架构、网络或通信协议。

图10是示出根据本文描述的一个实施例的用于配置和运行用于控制电机控制开关的分布式系统的方法的流程图。如图所示，方法1000开始于框1010，其中控制模块115接收实施用于电机控制开关的第一控制器的请求。控制模块115确定第一控制器的多个功能模块，其中多个功能模块中的每一个包括被配置为执行相应的功能的计算机逻辑的实例(框1015)。另外，控制模块115确定用于执行多个功能模块中的每一个的相应的功能的相应的mcfs(框1020)。

控制模块115进一步识别可用于实施第一控制器的多个可配置硬件块(框1025)。控制模块115将多个可配置硬件块中的一个或多个分配给多个功能模块中的每一个，其中多个可配置硬件块中的至少两个被分配给多个功能模块中的第一个(框1030)。控制模块115还基于相应的可配置硬件块被分配到的功能模块的mcfs来配置多个可配置硬件块中的每一个(框1035)。控制模块115将所配置的多个可配置硬件块作为分布式系统来运行以控制电机控制开关(框1040)，并且方法1000结束。

图11是示出根据本文描述的一个实施例的用于配置和运行用于控制电机控制开关的分布式系统的另一种方法的流程图。方法1100开始于框1110，其中控制模块115接收使用分布式控制器为电机控制开关提供控制器功能性的请求。在所描绘的实施例中，分布式控制器包括多个功能模块，每一个功能模块包括被配置为执行相应的功能的计算机逻辑的实例。控制模块115识别可用于实施控制器功能性的多个可配置硬件块(框1115)。

另外，控制模块115为多个功能模块中的每一个确定相应的配置，以实施为电机控制开关提供控制器功能性的分布式系统(框1120)。控制模块115基于为多个功能模块中的每一个确定的配置来配置多个可配置硬件块中的每一个(框1125)。控制模块115进一步将所配置的多个可配置硬件块作为分布式系统来运行控制电机控制开关(框1130)，并且方法1100结束。

图12是示出根据本文描述的一个实施例的用于配置和运行用于控制电机控制开关的分布式系统的另一种方法的流程图。如图所示，方法1200开始于框1210，其中控制模块115接收实施用于电机控制开关的第一控制器的请求。控制模块115确定第一控制器的多个功能模块，其中多个功能模块中的每一个包括被配置为执行相应的功能的计算机逻辑的实例(框1215)。另外，控制模块115确定用于执行多个功能模块中的每一个的相应的功能的相应的mcfs(框1220)。

控制模块115进一步识别可用于实施第一控制器的多个可配置硬件块(框1225)。控制模块115将多个可配置硬件块中的一个或多个分配给多个功能模块中的每一个，其中多个可配置硬件块中的至少两个被分配给多个功能模块中的第一个(框1230)。控制模块115还基于相应的可配置硬件块被分配到的功能模块的mcfs来配置多个可配置硬件块中的每一个(框1235)。控制模块115将所配置的多个可配置硬件块作为分布式系统来运行以控制电机控制开关(框1240)，并且方法1200结束。

本公开的各种实施例可以使用面向对象的编程语言来编程，诸如smalltalk、java、c++、ada或c#(c-sharp)。也可以使用其他面向对象的编程语言。可替换地，可以使用函数式、脚本式和/或逻辑编程语言，如basic、fortran、cobol、tcl或lua。本公开的各个方面可以在非编程环境中实施(例如，当在浏览器程序的窗口中查看时，以html、xml或其他格式创建的文档呈现图形用户界面(gul)的各方面或执行其他功能。本公开的各个方面可以被实施为编程或非编程元件，或者它们的任意组合。

上文描述的系统和方法的实施例通常被描述为用于具有许多装备机架的相对较大的数据中心；然而，本公开的实施例也可以与较小的数据中心以及数据中心以外的设施一起使用。一些实施例也可以是地理上分布的数量非常少的计算机，以便不会类似于特定的架构。

在上面讨论的本公开的实施例中，分析结果被描述为实时提供的。如本领域技术人员所理解的，术语“实时”的使用并不意味着暗示结果是立即可用的，而是快速可用的，使设计者能够在短时间内，例如几分钟内，尝试许多不同的设计。

因此，已经描述了至少一个实施例的几个方面，应当理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意在成为本公开的一部分，并且意在在本公开的范围内。因此，前述描述和附图仅作为示例。

在前面，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。相反，所描述的特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都被预期来实施和实践所预期的实施例。此外，尽管实施例可以实现优于其他可能的解决方案或现有技术的优点，但是特定的优点是否由给定的实施例实现并不限制本公开的范围。因此，前面的方面、特征、实施例和优点仅仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确陈述。

本文公开的各种实施例可以实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式或组合通常都被称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施例。此外，各方面可以采取包含在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有包含在其上的计算机可读程序代码。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。非暂时性计算机可读介质的更具体的示例(非穷举列表)可以包括以下各项：具有一条或多条导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适的组合。包含在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、rf等或前述的任何合适的组合。

用于执行本公开各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写。此外，这种计算机程序代码可以使用单个计算机系统或通过彼此通信的多个计算机系统来执行(例如，使用局域网(lan)、广域网(wan)、互联网等)。虽然前面的各种特征是参照流程图和/或框图描述的，但是本领域普通技术人员将理解，流程图和/或框图的每一个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机逻辑实施(例如，计算机程序指令、硬件逻辑、两者的组合等。通常，计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器。此外，使用处理器执行这样的计算机程序指令产生了能够执行流程图和/或框图块中指定的功能或动作的机器。

附图中的流程图和框图说明了本公开的各种实施例的可能实施的架构、功能和/或操作。在这点上，流程图或框图中的每一个块可以表示模块、代码段或代码部分，其包括用于实施指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替代实施方式中，方框中提到的功能可以不按图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图例示中的每一个框以及框图和/或流程图例示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。

本公开的应用不限于在前面的描述中阐述的或由附图说明的构造细节和部件布置。本公开能够有其他实施例，并且能够以各种方式实践或执行。此外，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应被视为限制。本文使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体是开放式的，即，“包括但不限于。

应当理解，以上描述旨在说明性的，而非限制性的。通过阅读和理解以上描述，许多其他实施例是显而易见的。尽管本公开描述了专用的示例，但是应当认识到，本公开的系统和方法不限于本文描述的示例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改来实施。因此，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性的。因此，本公开的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。