专利名称：用于控制和/或监控驱动装置的功能单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设计为发动机控制器的功能单元，用于控制和/或监控驱动 装置，该驱动装置例如可以集成在用于控制和监控技术流程或技术设施的自动化系统中。 根据本实用新型的发动机控制器尤其设置用于低压设备或改装设备领域，优选用于0. 24 到63A的额定电流范围内。
背景技术：
为控制和/或监控工业设施中的驱动装置，通常使用发动机控制器，其优选设计 为发动机控制设备、发动机保护设备、位置调节器或变频器。用于控制和/或监控驱动装置 而被要求存放在发动机控制器中的功能可以通过参数或功能模块灵活地匹配于不同的应 用目的。其配置，例如关于发动机保护参数、额定电流或发动机控制类型通常通过显示-操 作单元来执行，该显示-操作单元与发动机控制器连接。为实现驱动装置的有效控制及监控，需要一种全面的发动机保护，其将提供有关 发动机状态的持续、广泛的信息。在此必须这样准时识别且避免有可能出现的故障，即在故 障情况下，有故障的驱动装置的中断时间被减少到最小，并且在此同时将发动机保护成本 保持在可接受的范围内。
实用新型内容相对而言，本实用新型的目的在于，提出一种用于控制/监控驱动装置的功能单 元(在下文中表示为发动机控制器)，由此而在一种单一的设备中集成了所有要求的保护 功能、监控功能和控制功能，并且该功能单元能够通过其通用而模块化的结构以简单的方 式进行扩展。该目的根据本实用新型通过一种用于控制和/或监控驱动装置的功能单元来 实现，其具有设置在基础设备中的发动机控制器，所述发动机控制器通过通信接口与显 示-操作单元连接，其特征在于，在所述基础设备中集成有以下模块-借助于以参数和/或功能模块灵活地匹配于多种应用者要求，和/或具有一种 对于特殊的应用控制功能而附加的、自由的可编程性的控制功能实现的发动机控制模块，-借助于集成的变流器实现且覆盖了0. 24到63A的额定电流范围的发动机保护模 块，-通过所述显示_操作单元和/或通过现场总线进行请求且发送诊断报告的发动 机/发动机设备诊断模块，和/或_通过现场总线插头在所述基础设备的现场总线连接上进行的用于交换运行数 据、参数和诊断数据的现场总线通信模块。通过根据本实用新型的发动机控制器，相对于全面的发动机保护而言能够例如为 管理系统提供有关发动机的持续、广泛的信息，并且能够识别和排除连接到发动机控制器 上的驱动装置的故障。根据本实用新型的发动机控制器通过其完整的实施例特别适用于在低压开关设施中的应用或适用于改装设备领域，优选用于0. 24到63A的额定电流范围内。在根据本实用新型的发动机控制器中，在单一的可扩展的设备中集成了以下功 能-带有例如对过载、相位中断、相位顺序、不对称和/或接地进行识别的电子的发 动机保护，-通过集成的、简单参数化的控制功能实现的灵活的发动机控制，该控制功能通过 参数或功能模块能灵活地匹配于不同应用者要求，和/或具有一种对于特殊的应用控制功 能而附加的、自由的可编程性，-通过提供大量的诊断报告实现的发动机/发动机设备诊断，这些诊断报告例如 用于显示出发动机电流、发动机状态和热负载，其中通过集成的或可连接的操作设备，通过 连接到发动机控制器上的现场总线和/或连接的笔记本电脑实现在诊断数据上的可访问 性。这些诊断报告能够以有利的方式通过操作设备和/或现场总线进行请求。另外，对于 维护管理可以存储不同的运行数据，例如发动机运转小时数。对于笔记本电脑在发动机控制器上的连接，设有通信适配器，其能够实现发动机 控制器和笔记本电脑之间直接的连接。在另一实施例中，笔记本电脑通过总线连接到发动 机控制器上。对于现场总线上的通信(也被称为开放或现场通信)，发动机控制器具有用于连 接通信适配器的接口(也被称为FieldBUSPlUg(FBP)或现场总线插头)，其构成现场总线 节点并且可以在发动机控制器上插接到为此设置的接口上，或者借助于延长电缆移动地架 设。通过适当的选择现场总线插头，发动机控制器可以使用更广泛的现场总线，例如 Profibus DP、DeviceNet、Modbus或CANopen AV，但是也可以作为无需现场总线连接的独立 设备来运行。通过上述的现场总线通信设置可以实现运行数据、参数和诊断以简单的方式 进行交换。发动机控制器的参数化在本地可以通过连接到发动机控制器上的个人电脑来实 现。另外，发动机控制器的参数化也可以通过在发动机控制器上进行通信而上位设置的管 理系统来实现。在发动机控制器的另一实施例中设置，配置通过操作设备的操作面板进行。 为了存储参数和/或运行数据，在发动机控制器中设有永久的存储模块。参数和/或运行 数据也可以在操作设备中过渡存储在位于其中的第二存储模块中。为了本地的参数化而设有用于在USB接口(UTF21)上进行转换的通信适配器，其 为此而与发动机控制器连接或集成在发动机控制器中。显示-操作单元也通过另一个设计为USB接口的接口与配置个人电脑连接。与发动机控制器连接的操作设备为此而设计，该操作设备显示出接收的运行数 据，确保发动机控制器的操作和/或也可以用于对控制器进行配置。操作设备与发动机控 制器之间的连接或者借助于插塞连接装置直接连接到操作设备上，或者操作设备通过延长 电缆由发动机控制器移动地架设。文本及数值图表的显示通过LCD显示屏，优选借助于带 有可调节背光照明的点阵LCD显示屏实现。为进行操作设有按键，其按照显示屏中预设的 菜单项对应于特殊背景功能。不同状态通过操作设备中的发光二极管进行调节。
根据本实用新型的发动机控制器以及本实用新型的有利设计方案、改进方案和其 他有点将通过在附图中示出的实施例进行详细描述和说明。图1示出了根据本实用新型的发动机控制器的实施例。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的发动机控制器的实施例，该发动机控制器设置用于 控制和/或监控驱动装置，并且集成在自动化系统中。在图1中示出的发动机控制器通过 其紧凑的构造特别适合应用于嵌入技术中的低压开关设施或者适用于改装设备领域。通过 根据本实用新型的发动机控制器以有利的方式覆盖了 0. 24到63A的额定电流范围，由此能 够简化规划、保存和服务。根据本实用新型的发动机控制器的安装通过支承轨道或螺栓固定来实现。根据本实用新型的发动机控制器由基础设备30构成，其优选带有6个数字输入端 36和3个转换输出端34。另外，在基础设备30上设有用于发动机控制和用于将电流报告 信号化的24V晶体管输出端。通过优选3个发光二极管31能够信号化硬件及通信的状态。 对于发动机保护，在基础设备中安装有3个变流器，其覆盖了 0. 24到63A的额定电流范围。 通过附加的外部变流器能够将额定电流扩展到850A。变流器优选设计为插入式变流器。电子的过载保护装置基于发动机电流和相位零位的检测。为此，在连接到发动 机控制器的驱动装置上实现了例如热过载、中断时间、散热时间、不平衡负载、相位中断和/ 或模块保护，这些功能。接地识别通过发动机电流的求和来实现。另外，热变电阻器通过两个接线夹连接，从而提供了热变电阻器发动机保护。电缆 中断及短路识别也能够实现。在基础设备30中还集成有一种灵活的发动机控制，其通过集成的、简单参数化的 控制功能和/或附加的自由可编程性来实现，该控制功能通过参数或功能模块可以灵活地 匹配不同使用者的应用，该可编程性用于特殊应用的控制功能。在基础设备中也可以集成发动机/发动机设备诊断。在此提供可大量的诊断报 告，例如用于显示发动机电流、发动机状态和热过载，其中，通过集成或连接的操作设备40 和/或通过借助于现场总线插头20连接到发动机控制器上的现场总线实现了在诊断数据 上的访问。基础设备30为此具有现场总线接口 35。在有利的设计方案中，在允许的情况下集成在基础设备30中的输入/输出端能够 简单地扩展。为此，基础设备30可选地具有用于连接扩展模块10，例如连接额外的输入/ 输出模块的接口 32，该输入/输出模块为基础设备30提供了额外的输入/输出端或其他的 测量值。扩展模块10通过2个导线与基础设备30连接。在根据本实用新型的发动机控制 器的有利设计方案中，扩展模块10的每种状态可以通过设置在扩展模块上的发光二极管 来显示。例如，基础设备30通过扩展模块10在8个数字输入端(24VDC或110V-230VAC)、4 个转换输出端和1个模拟输出端上进行扩展。模拟输出端是可配置的(例如0-10V，4-20mA) 并且将在短路和电缆中断上监控设备。在基础设备30的输入端和输出端及扩展模块10为此而设置，即实现不同的功能，例如启动命令的传输和/或故障的告知。基础设备30还通过操作设备40进行扩展，该操作设备为此而设置，即显示出运行 数据，确保发动机控制器的操作和/或进行控制器的配置。操作设备40与基础设备30的 连接或者借助于插塞连接器33直接连接到操作设备40上，或者操作设备40通过延长电缆 由基础设备30移动地架设。文本及数值图表的显示通过具有可调节背光照明的点阵LCD 显示屏来实现。为进行操作设有6个按键，其中两个按键根据在显示屏中预设的菜单项对 应于特殊背景功能。发动机控制器的状态通过优选三个发光二极管41显示。根据本实用新型的发动机控制器的装配通过支承轨道或借助于螺栓固定来进行。
权利要求一种用于控制和/或监控驱动装置的功能单元，其具有设置在基础设备(30)中的发动机控制器，所述发动机控制器通过通信接口(33)与显示 操作单元(40)连接，其特征在于，在所述基础设备(30)中集成有以下模块 借助于以参数和/或功能模块灵活地匹配于多种应用者要求，和/或具有一种对于特殊的应用控制功能而附加的、自由的可编程性的控制功能实现的发动机控制模块， 借助于集成的变流器实现且覆盖了0.24到63A的额定电流范围的发动机保护模块， 通过所述显示 操作单元(40)和/或通过现场总线进行请求且发送诊断报告的发动机/发动机设备诊断模块，和/或 通过现场总线插头(20)在所述基础设备(30)的现场总线连接上进行的用于交换运行数据、参数和诊断数据的现场总线通信模块。
2.根据权利要求1所述的功能单元，其特征在于，所述基础设备(30)借助于设计为输 入/输出模块的扩展模块(10)进行扩展，由此所述基础设备(30)还配备有输入/输出端 和/或其他测量数值。
3.根据权利要求2所述的功能单元，其特征在于，扩展模块(10)的每种状态通过在所 述扩展模块(10)中设置的发光二极管显示。
4.根据前述权利要求中任一项所述的功能单元，其特征在于，所述基础设备(30)通过 附加、外部的变流器扩展到额定电流至850A。
5.根据权利要求4所述的功能单元，其特征在于，所述变流器被设计为插入式变流器。
6.根据权利要求1所述的功能单元，其特征在于，所述现场总线插头(20)被安设到所 述基础设备(30)上。
7.根据权利要求1所述的功能单元，其特征在于，所述基础设备(30)具有用于连接热 变电阻器的接线夹，通过所述接线夹实现驱动装置的发动机过热保护。
8.根据权利要求1所述的功能单元，其特征在于，在所述基础设备(30)中设有电子的 过载保护装置，由此实现了所连接的驱动装置的热过载、中断时间、散热时间、不平衡负载、 相位中断和/或模块保护进行监控的功能。
专利摘要本实用新型涉及控制和/或监控驱动装置的功能单元，具有设置在基础设备(30)中的发动机控制器，其通过通信接口(33)与显示-操作单元(40)连接，其中，在基础设备(30)中集成有以下模块借助于以参数和/或功能模块灵活地匹配于多种应用者要求，和/或具有一种对于特殊的应用控制功能而附加的、自由的可编程性的控制功能实现的发动机控制模块，借助于集成的变流器实现且覆盖了0.24到63A的额定电流范围的发动机保护模块，通过所述显示-操作单元(40)和/或通过现场总线进行请求且发送诊断报告的发动机/发动机设备诊断模块，和/或通过现场总线插头(20)在所述基础设备(30)的现场总线连接上进行的用于交换运行数据、参数和诊断数据的现场总线通信模块。
文档编号F02D45/00GK201757007SQ20102016678
公开日2011年3月9日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月1日
发明者彼得·O·米勒, 彼得·施特格迈尔, 罗尔夫·奥斯特布尔克·奥施特赖希, 赫尔曼·马京 申请人:Abb股份有限公司