相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月7日提交的美国临时专利申请no.62/418,595的优先权和权益，并且所述临时申请的全部公开内容在此通过参引明确地并入本说明书中。
背景技术：
某些工业自动化控制器和其他电子模块利用了高速微处理器(处理器)和其他电子部件，其中，高速微处理器(处理器)和其他电子部件产生的热超过他们使用自然对流气流而能够充分地驱散的热。在这种情况下，控制器必需利用风扇来使强制空气流过处理器所安置的控制器壳体，从而冷却处理器。
使用风扇来冷却工业自动化控制器包括如下关于风扇的可靠性方面的缺点：由于风扇发生故障而可能导致控制器发生过热故障、减慢(减速)或停机。因此，在用风扇冷却的工业自动化控制器或其他电子系统中，对风扇进行监测及控制在提供风扇即将发生故障的警告方面以及在一个或更多个风扇发生故障的情况下或者在一个或更多个风扇性能开始降低的情况下在使风扇操作最佳化方面是至关重要的。
在于不中断工业自动化控制器的操作的情况下移除并更换风扇的“热插拔”(在电力下移除并插入(riup))过程中，已知的系统没有提供用于移除并更换风扇的适合的结构。风扇或其他装置的热插拔存在必需解决的问题，以防止损坏其中装置正被移除并更换的系统，从而确保系统的持续操作和长期的可靠性。在一些情况下，系统没有充足的时间来为将正在被移除并更换的装置移除而作准备，从而可能导致无法调节系统来移除装置。这可能引起非常不期望的预料之外的系统响应。
一个重要目标是使工业自动化控制器模块或其他电子控制器模块的产品寿命最大化。因此，期望的是保持控制器的处理器和/或其他电子部件的温度尽可能接近处理器不受热应力的最佳温度。尽管这可以通过使风扇始终以全速运行来实现，但这将会导致风扇的寿命缩短、功耗增大并且噪音增大，因此这不是最佳的解决方案。
因此，针对工业自动化控制器系统和方法，确定需要通过风扇监测及控制来提供风扇即将发生故障的警告以及在一个或更多个风扇发生故障或者在一个或更多个风扇性能开始降低的情况下使风扇操作最佳化。还确定需要在热插拔操作中可以移除并更换风扇——移除并更换风扇被严格控制以防止不期望的系统响应——的这种系统。还发现需要新的且改进的风扇控制解决方案来实现所需的冷却，同时使风扇的寿命最大化、减小功耗和噪音，并且在控制器模块不停机的情况下有助于在需要时对风扇的维修和更换。
技术实现要素：
根据本发明的第一方面，工业自动化控制器包括壳体，壳体包括强制对流室。处理器位于壳体中。风扇模块以可释放的方式连接至壳体，并且风扇模块与强制对流室操作性地相关联，使得风扇模块适于引导气流通过强制对流室。闩锁系统将风扇模块以可释放的方式连接至壳体。闩锁系统包括：(i)主闩锁，主闩锁将风扇模块以风扇模块的操作性安装位置接合至壳体；和(ii)辅助闩锁，辅助闩锁将风扇模块以风扇模块的中间位置接合至壳体。风扇模块能够仅通过使主闩锁断开接合而选择性地从风扇模块相对于壳体操作性地定位的操作性安装位置移动至中间位置。风扇模块能够仅通过使辅助闩锁断开接合而从中间位置移动至风扇模块能够与壳体手动地分开的打开位置。
根据本发明的另一方面，工业自动化控制器还包括风扇接口印刷电路板组件，其中，风扇接口印刷电路板组件连接至壳体并且包括多个主电触点。风扇接口印刷电路板组件以可操作的方式连接至处理器。多个风扇模块触点连接至风扇模块。当风扇模块位于其操作性安装位置时，主触点与风扇模块触点相应地电配合并且接合风扇模块触点，以将风扇模块电连接至风扇接口印刷电路板。主触点中的至少一个主触点及其相应的配合风扇模块触点配置为后接/先断触点对，使得当风扇模块相对于壳体从风扇模块的操作性安装位置运动至风扇模块的中间位置时，后接/先断触点对断开电连接，而其他风扇模块触点保持电连接至其相应的配合主触点，由此，后接/先断触点对的断开连接向处理器提供风扇模块已从其操作安装位置移动至其中间位置的输入。
根据本发明的又一方面，工业自动化控制器包括壳体，壳体包括强制对流室。处理器位于壳体中。第一风扇和第二风扇以可释放的方式连接至壳体，并且第一风扇和第二风扇与强制对流室操作性地相关联，使得第一风扇和第二风扇适于引导气流通过强制对流室。第一风扇和第二风扇通过相应的第一闩锁系统和第二闩锁系统连接至壳体。第一闩锁系统和第二闩锁系统中的每一者均包括：(i)主闩锁，主闩锁将风扇以风扇的操作性安装位置接合至壳体；和(ii)辅助闩锁，辅助闩锁将风扇以风扇的中间位置接合至壳体。第一风扇和第二风扇中的每一者均能够仅通过使与其相应的主闩锁断开接合而选择性地从风扇相对于壳体操作性地定位的操作性安装位置移动至中间位置。第一风扇和第二风扇中的每一者均能够仅通过使与其相应的辅助闩锁断开接合而从中间位置移动至风扇能够与壳体手动地分开的打开位置。
根据本发明的再一方面，操作工业自动化控制器的方法包括：监测引导强制气流通过壳体中的室的至少第一风扇和第二风扇的风扇速度，并且监测壳体的室中的温度。该方法包括以下各者中的至少一者：(i)在第一风扇和第二风扇中的至少一者的速度低于选定值的情况下，处理较小的风扇速度故障；(ii)在室中的温度超过选定的最大值的情况下，处理较大的温度故障并将控制器停机。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施方式的电子模块比如工业自动化控制器模块或其他控制器模块；
图2是图1的控制器模块的截面图；
图3示出了壳体的面板部分被移除的控制器c，并且示出了位于完全安装(接合或关闭)的、操作性位置的风扇模块；
图3a是图3的细节部分a的大倍数放大图；
图4类似于图3，但示出了下述上风扇模块：所述上风扇模块位于其打开或断开接合位置以将风扇模块从控制器壳体物理地移除或将风扇模块安装至控制器壳体；
图4a是图4的细节部分a的大倍数放大图；
图5也对应于图3，但示出了下述上风扇模块：所述上风扇模块位于上风扇模块的如由根据本发明的辅助闩锁提供的、相对于壳体的中间位置；
图5a是图5的部分a的大倍数放大细节视图；
图6是示出了根据本发明本身的风扇模块的等距视图；
图6a是图6的风扇模块的局部放大图；
图7提供了根据本发明的一个实施方式的包括风扇控制连接器的控制器模块的风扇印刷电路板部分的局部等距视图；
图8是图6的风扇模块的与图7的连接器选择性地配合的接触式印刷电路板部分的等距视图；
图9是示出了根据本发明的一个实施方式的风扇模块移除过程的流程图；
图10是示出了根据本发明的实施方式的具有温度监测的风扇控制方法的流程图；
图11是示出根据本发明的实施方式的具有风扇速度监测的风扇控制方法的流程图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的实施方式的连接至din导轨d的电子模块c。如本文中所示，电子模块c包括工业自动化控制器(“控制器”)，该控制器包括引导气流通过限定在壳体h中的强制对流室fc的至少一个风扇。在所示的实施方式中，控制器c包括引导气流fx通过强制对流室fc并且通过限定在壳体h中的槽s以将位于控制器壳体h的内部空间内的电子部件和其他部件冷却的第一或上(排气)风扇模块或风扇f1和第二或下(进气)风扇模块或风扇f2。第一风扇f1和第二风扇f2可以具有相同的物理结构，但操作成使空气沿相同的方向移动通过壳体h，其中，第一(上)风扇f1操作成排放空气而第二(下)风扇f2操作成输入空气操作，或者替代性地，风扇f1、f2可以具有彼此相比不同的物理结构。
控制器c包括主印刷电路板组件(pcba)p1，主印刷电路板组件p1包括用于操作包括如本文中描述的风扇f1、f2的控制器c的微处理器mp及相关的电子部件。更特别地，风扇f1、f2由印刷电路板组件p1的处理器mp和其他电子电路操作以用作排气风扇(优选地，当风扇模块fm安装为第一/上风扇f1时)或进气风扇(优选地，当风扇模块fm安装为第二/下风扇f2时)，从而引导强制空气对流fx通过强制对流室fc，进而使控制器模块c的微处理器和其他部件冷却。控制器c的壳体h包括具有一个或更多个指示器i(图1)比如led等的面板或其他部件，其中，所述一个或更多个指示器i向操作者提供关于每个风扇模块fm的操作状态的外部可视状态。根据本发明，第一风扇f1或第二风扇f2的风扇模块fm能够以热插拔方式——即，在不中断工业控制器c及由工业控制器c控制的机器和/或过程的操作的情况下——进行更换。
图3示出了壳体h的前面板部分被移除的控制器模块或控制器c。风扇f1、f2两者的风扇模块fm都位于壳体h上的完全安装的操作性位置中。图3a是图3的部分a的大倍数放大细节视图。
图4对应于图3，但是示出了位于相对于壳体h的断开接合(或打开)位置的第一风扇模块f1，在该位置中，风扇模块f1可以与壳体h物理地分开并且风扇模块f1在该同一位置安装至壳体h。图4a是图4的部分a的大倍数放大的细节视图。在图3和图4两者中，可以看到的是，控制器c包括连接至强制对流壳体或壳体部分h的风扇接口印刷电路板组件p2。风扇接口印刷电路板组件p2包括将风扇模块fm(f1、f2)以可操作的方式连接至控制器c的主印刷电路板组件p1的电子电路和其他电子部件，从而使风扇模块fm能够由处理器mp在“打开”风扇f1、f2、“关闭”风扇、风扇速度和风扇方向方面控制、并且从而通过控制器的处理器mp来监测风扇f1、f2的状态和性能，如下面详细描述的。
每个风扇模块fm均以可释放的方式连接至控制器壳体h，使得风扇模块fm可以选择性地从壳体h移除或者与壳体h断开连接以进行更换。特别地，每个风扇模块fm均能够相对于壳体部分h在如图3和图3a中所示的完全安装的操作性(或关闭)位置与如图4和图4a中所示的断开接合(或打开)位置之间以枢转的方式或其他方式选择性地移动。当风扇模块fm位于其关闭的操作性位置(图3)时，风扇模块fm被物理地捕获至壳体h，并且在没有通过使用者有目的的手动努力的情况下不能与壳体h分离，如以下描述的。当风扇模块fm枢转至如图4和图4a中所示的其断开接合/打开位置时，风扇模块fm与壳体h断开接合，并且可以与壳体h物理地分开以进行更换。相反，风扇模块fm的安装需要从打开位置(图4)开始将风扇模块与壳体h接合，并且随后使风扇模块fm运动至其关闭/接合位置(图3)。本文中参照如图3至图6a中所示的第一/上风扇模块f1来描述本发明，但该描述同样适用于第二/下风扇模块f2。
为了有助于如以上描述的风扇模块f1的热插拔，控制器c包括双级或两级闩锁系统或机构ls，其中，双级或两级闩锁系统或机构ls包括主闩锁pl和辅助闩锁sl(参见图3a、图4a)。主闩锁pl将处于关闭位置的风扇模块f1接合至壳体h，而辅助闩锁sl将处于位于关闭位置(图3)与打开位置(图4)之间的中间位置的风扇模块f1接合至壳体。风扇模块f1的中间位置在图5中示出，图5对应于图4，但示出了下述风扇模块f1：所述风扇模块f1位于如由辅助闩锁sl提供的相对于壳体h的中间位置。图5a是图5的部分a的大倍数放大的细节视图。
图6示出了风扇模块fm(f1)本身，并且图6a提供了图6的风扇模块的局部放大视图。风扇模块f1包括模制聚合物或其他类型框架ff。风扇模块f1包括下述一个或更多个铰链臂ha或其他安装结构：所述一个或更多个铰链臂ha或其他安装结构用于与控制器壳体h选择性地配合，以允许风扇模块f1经由中间位置至其关闭位置、打开位置、以及在其关闭位置与打开位置之间的枢转或其他运动。在所示的实施方式中，主闩锁pl包括连接至风扇模块fm的至少一个主闩锁臂pla(所示实施方式包括两个间隔开的主闩锁臂pla)，并且主闩锁pl还包括由壳体h限定或由壳体h以其他方式提供或连接至壳体h的至少一个凸缘、唇缘或其他主卡扣件pc，其中，每个主闩锁臂pla均与壳体h的相应的对应主卡扣件pc相关联以与该对应的主卡扣件pc选择性地接合。铰链臂ha和主闩锁臂pla设置为风扇模块框架ff的一部分、优选地设置为一件式模制聚合物结构或其他一件式结构。
为了接合相应的主卡扣件，每个主闩锁臂pla均包括从其外端部向外突出的齿或其他主闩锁突出部plp。每个主闩锁臂pla均能够选择性地弹性偏转或以其他方式移动，使得当风扇模块f1从中间位置(图5)或打开位置(图4)移向并移动到关闭位置(图3)时，主闩锁突出部plp接合壳体h的主卡扣件pc，由此主闩锁臂pla首先相对于主卡扣件pc偏转以允许主闩锁突出部plp移动经过主卡扣件pc，并且主闩锁臂pla然后弹性地朝向其未偏转位置或自由位置返回或者完全返回至其未偏转位置或自由位置，从而在风扇模块fm移动到如图3a中所示的关闭的操作性位置时，主闩锁突出部plp接合主卡扣件pc以提供用于主闩锁pl的接合位置。在所示的实施方式中，主闩锁突出部plp包括如所示的斜坡部plr(图4a)或者以其他方式渐缩，使得主闩锁臂pla在风扇模块f1从其打开位置运动至其关闭位置期间响应于与壳体h的接合而偏转，从而允许每个主锁闩pl自动地接合相应的主卡扣件pc。
类似地，主闩锁臂pla还能够选择性地弹性偏转或以其他方式移动以使相应的闩锁突出部plp与壳体h的主卡扣件pc断开接合，从而使主闩锁pl(在主闩锁pl的断开接合位置)断开接合，如图4a和图5a中所示。在一个实施方式中，主闩锁臂pla能够通过工具、连杆机构或者其他直接或间接的接合件选择性地偏转以与主卡扣件pc断开接合，或者通过将风扇模块fm从其关闭位置手动推向其打开位置以克服主闩锁臂pla的闩锁力，使得每个主闩锁臂pla均充分地偏转以响应于施加在风扇模块f1上的这种打开力而使主闩锁臂pla的锁定突出部plp移动成与相应的主卡扣件pc脱离接合。主锁定突出部plp和/或主卡扣件pc可选地成形并定尺寸成具有斜面或其他渐缩的释放表面rs(图4a和图6a)，以在主风扇模块fm上施加充足的打开力时促进主闩锁臂pla偏转成与相应的主卡扣件pc脱离接合，从而使风扇模块从其关闭位置移向其打开位置。
如本文中所示，辅助闩锁sl包括连接至风扇模块fm(f1)的框架ff的至少一个辅助闩锁臂sla。辅助闩锁臂sla也优选地与风扇模块框架ff一起模制成一件式结构。辅助闩锁臂sla是能够弹性地偏转的，并且包括齿或其他辅助闩锁突出部slp，其中，齿或其他辅助闩锁突出部slp用于选择性地与由壳体h提供的辅助卡扣件sc或者所提供的附至壳体h的另一结构比如如本实施方式中所示的风扇印刷电路板组件p2接合。图3a、图4a和图5a示出的风扇印刷电路板组件p2包括辅助卡扣件sc，辅助卡扣件sc包括凹部或开口o或者其他结构，其中，当风扇模块fm位于其关闭位置(图3a)和其中间位置(图5a)时，辅助闩锁突出部slp被接纳在凹部或开口o或者其他结构中以提供辅助闩锁sl的接合位置。辅助卡扣件开口o是长形的或者辅助卡扣件sc以其他方式定形(conformed)，并且定尺寸成当风扇模块fm在其关闭位置与中间位置之间枢转时允许辅助闩锁突出部slp在辅助卡扣件sc中运动或者相对于辅助卡扣件sc运动。然而，辅助闩锁突出部slp与辅助卡扣件sc的接合防止或者阻止风扇模块fm从中间位置(图5a)移向或者运动至打开位置(图4a)，因为辅助闩锁突出部slp抵接辅助卡扣件sc的开口o的边缘或者被辅助卡扣件sc以其他方式阻止。在所示的实施方式中，辅助闩锁突出部slp在辅助卡扣件sc的开口周缘处抵接印刷电路板组件p2，从而阻止风扇模块f1从中间位置运动至打开位置。
为了将风扇模块f1从中间位置(图5a)移动至打开位置(图4a)，辅助锁定臂sla能够通过工具或者通过直接或间接的手动运动(例如，借助于按钮、突出部、连杆机构等)选择性地偏转，以使其辅助锁定突出部slp与辅助卡扣件sc断开接合。如本文中所示，风扇模块f1包括辅助闩锁断开接合特征或按钮sb(参见图6a)，辅助闩锁断开接合特征或按钮sb根据需要通过工具按压或手动地按压以使辅助锁定臂sla偏转，从而使辅助闩锁突出部slp与辅助卡扣件sc的开口o或其他部件断开接合，由此风扇模块f1可以从中间位置手动地枢转至打开位置以移除并更换风扇模块f1。辅助闩锁突出部slp包括如所示的斜坡部slr(图6a)或者以其他方式渐缩，使得辅助闩锁臂sla在风扇模块fm从其打开位置朝向其关闭位置运动期间响应于与风扇印刷电路板组件p2或者辅助卡扣件sc的其他部件的接合而偏转，从而使辅助闩锁臂sla偏转离开辅助卡扣件并且允许辅助闩锁突出部slp移动经过辅助卡扣件sc，在这之后，辅助闩锁臂sla朝向其正常状态或自由(未偏转)状态弹性地返回或者完全返回至其正常状态或自由(未偏转)状态，使得辅助闩锁臂sla与辅助卡扣件sc自动地接合。
本领域普通技术人员应当认识到的是，在移除风扇模块f1(或风扇模块f2)期间需要使用主闩锁pl和辅助闩锁sl两者将导致在将风扇模块f1从其安装/关闭位置移动至其打开位置时施加了时间延迟，因为必需依次克服主闩锁pl和辅助闩锁sl两者以移除并更换风扇模块f1。该施加的时间延迟有利地提供风扇模块f1被控制器c的处理器mp安全地并可控地断电的时间，并且可选地，该施加的时间延迟有利地允许控制器c的处理器mp通过增大剩余风扇模块f2的速度来对移除正在被更换的风扇模块作出补偿，从而在仅存有一个风扇模块fm时间期间防止通过强制对流室fc的气流减少或至少使通过强制对流室fc的气流的减少最小化。
如图7中所示，风扇印刷电路板组件p2包括作为连接器ct的一部分或者以其他方式连接至风扇印刷电路板组件p2的多个主触点t。风扇模块f1包括对应的配合风扇模块触点u，比如设置在安装于风扇模块fm上的接触式印刷电路板cp(图6a)上的风扇模块触点u(接触式印刷电路板cp还在图8中单独地示出)。风扇模块触点u配置成在风扇模块fm操作性地安装在其操作性位置时风扇模块触点u与风扇印刷电路板组件p2的相应的主触点t接合。风扇模块触点u中的一个风扇模块触点及其相应的配合主触点t配置为后接/先断触点对，其中，后接/先断触点对中的风扇模块触点配置为信号触点su，信号触点su的长度比其他风扇模块触点u的长度短，或者信号触点su以其他方式构造成不同于其他风扇模块触点u(替代性地，主触点t中的一个主触点配置为后接/先断触点对中的信号触点su)。在风扇模块fm从其安装的操作性位置(图3a)移向并且运动到中间位置(图5a)期间，在风扇模块fm位于中间位置时，信号触点su将与风扇印刷电路板组件p2的与该信号触点su相应的主触点t断开连接，而其他风扇模块触点u保持与风扇印刷电路板组件p2的与该其他风扇模块触点u相应的触点t接合。因此，信号触点su的断开/打开或改变的状态向处理器mp提供风扇模块fm已经移动至其中间位置的指示，但处理器mp仍可以通过剩余的配合触点u、t监测并控制风扇模块。
另外，现在参照图9，在风扇模块移除过程期间，风扇模块fm在针对风扇模块fm的热插拔过程期间于主闩锁pl断开接合之后移动至风扇模块fm的中间位置(图5和图5a)(步骤rp1)。风扇模块fm至其中间位置的运动致使在风扇模块电路板cp的信号触点su与风扇印刷电路板p2的与该信号触点su对应的配合主触点t分开时，有关的信号触点su的打开状况或改变状态向处理器mp指示风扇模块fm已经从其操作性位置移动至其中间位置，从而指示风扇模块正在进行移除/更换操作(步骤rp2)。当风扇模块fm处于其中间状态时，风扇模块电路板cp的除了信号触点su之外的所需数目的触点u与风扇印刷电路板组件p2的和这些触点u相应的主触点t保持电接合，使得如由控制器c的处理器mp或另一处理器控制的风扇模块fm将继续操作以提供强制气流fx，但打开的信号触点su将向处理器mp指示风扇模块fm应当断电成非操作性状态并且相关的可视指示器i(图1)的状态应当改变成指示风扇模块fm已经被移除(步骤rp3)。在一个实施方式中，包括信号触点su的后接/先断触点对操作性地连接至向风扇模块fm供给操作电压的电源开关比如功率场效应晶体管(fet)的栅极，使得当信号触点su与和其相应的配合主触点t断开接合时，fet或其他电源开关将风扇模块fm与其电压源断开连接以将风扇模块fm断电或关闭风扇模块fm，而不需要由处理器mp进行任何动作。可选地，在步骤rp4中，增大另一剩余的操作性风扇模块fm的速度以补偿正在被移除的风扇模块fm的气流损失。在步骤rp5中，辅助闩锁sl断开接合，并且风扇模块fm移动至其打开/断开接合位置并从壳体h移除。由于为了使风扇模块fm从其中间位置(图5a)移动至其打开的断开接合位置(图4a)，辅助锁闩sl需要首先被断开接合而导致的延迟将允许处理器mp有充足的时间来将正在被移除的风扇模块fm断电并且使用仍与风扇印刷电路板组件p2的和风扇模块触点u相应的触点ct连接的风扇模块触点u以其他方式调节来移除风扇模块fm。当辅助闩锁sl断开接合并且风扇模块fm移动至其打开位置时，所有的风扇模块触点u将与风扇印刷电路板组件p2的和所有的风扇模块触点u相应的主触点t分开，使得风扇模块fm将与风扇印刷电路板组件p2和主印刷电路板组件p1电隔离，以用于在风扇模块fm处于非操作性状态时安全地移除并更换风扇模块fm。在更换风扇模块fm期间，过程相反，并且处理器mp基于信号触点su是否电连接至风扇印刷电路板组件p2的与该信号触点su相应的触点t来检测风扇模块fm何时首先位于其中间位置并且检测风扇模块fm何时最终移动至其完全安装的操作性位置。在移除了两个(全部)风扇模块fm的情况下，或者在一个风扇模块fm发生故障以及另一风扇模块fm随后被移除的情况下，处理器mp将执行控制器c的受控停机以防止过热。
本领域普通技术人员应当认识到的是，上述发明提供了可移除风扇模块中的特征布置，使得在风扇模块fm从控制器壳体h移除时施加了时间延迟，从而处理器mp将在风扇模块fm与控制器壳体h完全分开之前有充足的时间作出去除电力以及执行其他例行的处理功能的反应。每个风扇模块fm均包括两级闩锁系统ls，其中，两级闩锁系统ls包括主闩锁pl，主闩锁pl的功能在于保持风扇模块fm位于其完全组装/关闭/安装位置以进行正常操作。将风扇模块fm从壳体h移除的初始步骤是释放主闩锁pl并且开始使风扇模块fm朝向其打开位置进行必要的枢转运动或其他运动。风扇模块fm还包括辅助闩锁sl，辅助闩锁sl使风扇模块fm停在预限定的中间位置处，并且辅助闩锁sl随后需要通过使用者的附加动作来释放辅助闩锁sl，以允许风扇模块fm移动至其完全释放/打开/断开接合的位置，在该位置处，风扇模块fm随后可以从壳体h移除。
如以上所指出的，第一风扇f1和第二风扇f2两者的风扇模块fm由控制器c的处理器mp或其他电子处理器控制，以提供通过壳体h的强制空气对流fx，如以上描述的。控制器的壳体h包括具有一个或更多个指示器i(图1)比如led等的面板或其他部件，其中，所述一个或更多个指示器i向操作者提供关于每个风扇模块fm的操作状态的外部可视状态。如本示例中所示的，第一指示器i1设置用于第一风扇f1，第二指示器i1设置用于第二风扇f2，并且指示器被如此标记。
使用如以上描述的信号触点su，控制器的处理器mp自动地判定一个或更多个风扇模块fm设置为控制器c的一部分，并且处理器mp还自动地判定包括在控制器c中的风扇模块fm的数目，并相应地控制风扇模块或每个风扇模块，如以下描述的。
处理器mp监测每个风扇模块fm的操作状态并且控制相应的指示器i以向控制器c的操作者提供风扇模块状态的可视指示。在本示例中，第一种颜色(例如，绿色)用于指示正常的风扇操作，第二种颜色(例如，红色)用于指示风扇发生故障或移除，第三种颜色(例如，琥珀色)或间歇照明(例如，闪烁绿色或红色)用于指示风扇性能已从优选水平或范围降低的警告。可视指示器i为维护人员或其他使用者提供用以判断是否已经指示故障以及为什么指示故障的方便方法。处理器mp使其他较小故障和较大故障如本文所述地那样被发出、记录并报告。由于控制器c通常封闭在机柜内并且在通常情况下不可见，因此控制器c优选地使故障报告和记录系统提醒使用者和维护人员已发生故障并提供关于故障发生原因的信息。故障和警报的报告和记录使用控制器c的网络通信端口执行，以向其他监测或控制装置传送故障和警报，其他监测或控制装置进而可以尽早地通过它们所选择的任何方式(电子邮件、寻呼机、文本消息、堆栈灯等)主动地提醒使用者。
控制器c包括多个温度传感器，所述多个温度传感器包括位于处理器mp上的温度传感器、位于风扇印刷电路板p2上的温度传感器、以及位于控制器c中的其他位置的温度传感器。处理器mp实施基于温度的风扇控制方法，如图10中所示。在温度监测步骤tm1中，处理器mp监测其自身的芯部温度和/或控制器c的其他部件的温度和/或通过控制器壳体h的空气流的温度。在步骤tm2中，处理器mp判断温度是否超过选定水平或选定值，在温度超过选定水平或选定值的情况下，处理器mp采取校正措施或补救措施(步骤tm3至tm6)以冷却控制器c并防止损坏控制器c。
在一个示例中，处理器mp也在步骤tm1、tm2中监测其自身的芯部温度，并且在处理器mp的芯部温度超过选定水平的情况下，处理器mp将执行步骤tm3以发布被报告并被记录的较大故障，并且随后处理器mp将执行受控停机。
在于步骤tm2中判定的温度高于期望水平但仍低于选定水平的情况下，处理器mp可以执行步骤tm4以增大一个或更多个风扇模块fm的速度，从而增大对强制对流fx的冷却。监测的温度返回至如由步骤tm2指示的期望值或期望范围致使处理器mp将速度增大的风扇模块fm的速度减小。
应当指出的是，控制器c的产品的平均维护间隔时间(mtbm)是控制器c内的温度与每个风扇模块fm的承载寿命之间的折中。在步骤tm2中，所使用的选定温度水平优选地小于处理器mp的绝对极限，使得处理器mp的温度将保持成小于其最大绝对极限以延长寿命。这允许控制器mp持续更长时间，并允许风扇模块fm以小于最大(100％)速度的速度操作，使得风扇模块的承载寿命延长。
在另一实施方式中，经由步骤tm1和tm2，处理器mp直接监测每个风扇模块fm本身的温度，并将风扇温度与选定温度极限或范围进行比较。风扇温度高于选定极限或范围将导致处理器mp实施步骤tm5以控制相关的可视指示器i来提供风扇性能降低(例如，闪烁指示器i)或风扇发生故障(例如，红色指示器i)的警告。处理器mp还可以使具有过高温度的风扇模块fm减速或停止(步骤tm6)以及/或者可以增大另一风扇的转速(步骤tm4)以向过热风扇模块fm提供冷却。
另外，如图11中所示，在步骤sm1中，处理器mp将每个风扇模块fm控制成以选定的设定速度(rpm)运行，并且处理器mp还接收反馈并监测正被控制的风扇的实际速度。在步骤sm2中，处理器mp判断每个风扇模块fm的速度是否正常，这意味着将风扇模块的实际测量速度与由处理器mp设定的风扇速度进行比较。在步骤sm2中，处理器mp判断风扇速度是否低于选定的最小水平，以及/或者风扇设定速度与实际风扇速度之间的偏差指示风扇开始发生故障或已经发生故障(例如，如果风扇速度为零，则马达已烧坏、风扇卡住等)，在这种情况下，处理器mp将采取校正措施或补救措施，比如步骤sm3至sm5。
在一个示例中，处理器mp执行步骤sm3以根据设定风扇速度与实际风扇速度之间的不匹配的严重程度相应地控制相关的风扇指示器i。在风扇模块fm的设定风扇速度与实际风扇速度之间的差异在选定的公差范围内的情况下，指示器i将由处理器mp控制成提供警告该风扇模块fm的风扇性能降低(例如，闪烁的指示灯i)的较小的风扇速度故障状况。在风扇模块fm的设定风扇速度与实际风扇速度之间的差异在选定的公差范围(比公差范围允许的速度大)之外的情况下，或者在风扇模块完全停止的情况下，相关的指示器i将由处理器mp控制成指示发生故障的风扇模块(例如，红色指示器i)，并且风扇模块将被断电(停止)且处理器将处理(initiate)较大的风扇速度故障状况。
如步骤sm4处所示，在步骤sm1、sm2判定风扇模块fm中的一个风扇模块在速度性能方面发生故障或降低的情况下，处理器mp将优选地执行步骤sm4以相应地控制另一(良好的)风扇模块fm，从而例如通过增大正常操作的风扇模块fm的转速来补偿发生故障或降低的风扇模块fm以增大冷却气流fx。在这种情况下，处理器将发布并记录sm5所示的较小故障，但控制器c将继续运行，因为控制器c设计成仅使用单个风扇模块fm进行操作(由两个风扇模块f1、f2提供的气流是所需气流的两倍)。尽管风扇模块fm的承载故障可能是风扇减速的原因，但减速风扇还可能是由风扇或气道中的碎屑引起的，这可通过维护性清洁来校正。在这种情况下，风扇模块fm将需要清洁但不需要更换。另外，风扇模块fm设定成始终以至少最小速度运行，以确保风扇模块fm不会被腐蚀物或碎屑卡住。
在步骤sm2判定两个(全部)风扇模块fm已发生故障或正在发生故障的情况下，如果控制器c内的温度低于选定的最大温度，处理器mp将继续运行。在控制器c内的温度超过选定的最大温度的情况下，处理器mp将执行控制器c的受控停机以防止过热。通常，热载荷在控制器c的区域中取决于环境温度，并且如果不超过控制器c内的选定的最大温度，控制器c可以继续操作。应当指出的是，在控制器c内的温度超过选定的最大温度的情况下，处理器发布并记录较大故障并且执行控制器的受控停机，而不论风扇f1或风扇f2的操作状态如何。因为只要不超过选定的最大控制器温度，控制器c在即使两个风扇模块f1、f2都为非操作性的情况下仍将继续运行，因此维护人员可以更换一个或两个风扇模块f1、f2，而不用担心风扇模块f1、f2一被移除控制器c就停机的情况。还应当指出的是，处理器mp能够区别发生故障的风扇模块f1、f2和移除的风扇模块f1、f2。
上述关于风扇模块fm的速度控制优选地使用pi调节器来执行。调节器的比例部分有助于立即对温度改变作出反应，而调节器的积分部分有助于补偿环境温度的改变、移除的风扇及其他干扰。用于全pid调节器的微分部分是不需要的，因为温度改变较缓慢并且微分部分将仅能增加对温度读取的噪音的响应。
在前面的说明书中，已经参照附图描述了各种实施方式。然而，明显的是，在不背离如所附权利要求中阐述的本发明的更广泛的范围的情况下，可以对所述各种实施方式进行各种修改和改变并且可以实施附加的实施方式。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。