专利名称：具有多设备控制器的无线系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及控制面板，更详细地涉及用于控制电子设备，特别是工厂和工业电子设备，包括但不仅限于电动机和照明设备的控制面板。
背景技术：
已知的电子设备(如电动机，照明设备或其他工厂电子设备)控制面板上有多种开关和控制器，其中的大部分或所有的控制器控制从5安培到数千安培的电流。所述控制面板本身的体积可在如0.3m×0.3m×0.1m(12”×12”×4”)到至少1.825m×2.435m×0.9125m(6’×8’×4’)的范围变化。所述开关和控制是硬连线的。由于应用和选项的多样性，控制面板需要相当的生产和劳动力成本。而且，单个的控制面板产品系列可能需要数百万套数的改变以支持所提供的所有选项。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种控制系统。所述控制系统包括外壳，控制面板，和安装在控制面板上或外壳内的多个控制器和/或指示器。多个控制器和/或指示器中的至少一些被设置为可在外壳内互相无线通信，至少一些包括无线受控继电器的控制器被配置为控制外壳外的设备。同样，所述无线配置的控制器和/或指示器都进一步被配置为可与控制系统内的多个其他控制器和/或指示器通信。
另一方面，本发明提供了一种用于控制系统的方法。所述方法包括提供外壳，控制面板，和安装在控制面板上或外壳内的多个控制器和/或指示器。多个控制器和/或指示器中的至少一些被配置为可在外壳内相互无线通信，至少一些包括无线受控继电器的控制器被配置为控制外壳外的设备。所述方法进一步包括使用所述无线配置的控制器和/或指示器与多个其他控制器和/或指示器进行通信。
另一方面，本发明提供了一种用于控制电子设备的方法。所述方法包括操作安装在控制面板上或具有控制面板的外壳内的控制器，以产生包含在外壳内的无线信号，且使用该无线信号来操作继电器，从而控制外部的电子设备。
部分通过减少大量线路，本发明的某些构造极大地减少了劳动力和生产成本。更进一步，可以提高生产有效性，因为只需要更少的硬连线控制面板定制。本发明的结构同时也是可配置和可升级的。更进一步来说，本发明的结构有利地只需要更少的套数来支持，同时提供更高的可靠性和潜在空间的节约。
图1为本发明的控制面板结构的示意图。
具体实施例方式
参照附图，在本发明的某些构造中，提供了一个控制面板100，其可以对在控制面板100内部进行无线通信的开关和控制器进行选择。在某些结构中，控制面板100为外壳101的一部分，所述外壳可以包括一个作为无线电信号传输的屏障或罩子的金属器件，因此外壳101内的无线电传输信号不会逸出，以及/或外壳101外的干扰传输信号不会进入。
控制器及指示器的实施例在控制面板100的结构中提供，其具有启动开关102，终止开关104，接触器“A”光指示器106，接触器“B”光指示器108，电路断路器110，开关112和114，以及继电器组合体116和118。继电器组合体116和/或118中的某些继电器设计为控制外部设备，如照明设备，电动机等。控制器和指示器(统称为控制器和指示器103)可包括但不限于接触器，启动器，继电器，过载以及其他保护继电器，按钮，选择开关，指示灯，辅助状态接触器，PLC，终端板，自动调温器，传感器，电路断路器，以及电路断路附加单元及其他线圈驱动装置。无线控制器和指示器103包含在外壳101内或安装在控制面板100的表面上，且能够向外壳101内或安装在面板100上的其他控制器和/或指示器103发送和/或从其接收无线通信。每个无线控制器或指示器103单独配置为与一个或多个外壳101内或安装在控制面板100表面上的其他无线控制器或指示器103通信，控制，和/或报告状态。
在很多结构中，无线控制器和指示器103被配置为使用人机接口(HMI/MMI)软件包。可为此目的而提供个人计算机(PC)120(可能具有位于面板100上的接口122)。PC120与无线控制器和指示器103之间的接口可以是无线的或硬连线的。
图中未显示无线收发机，但是除了可以为不需要收发机的指示器103只提供无线发射机或无线接收机外，单独的无线收发机包含在每个无线控制器和指示器103内，或电响应于并十分接近于每个无线控制器和指示器103。例如，启动开关102只向其他部件指示该开关的状态，因此只需要一个发射机。相反，指示灯106指明其他部件的状态而且不需要向其他部件发送信号，因此只需要接收机。同样，继电器组合体116和118中的某些继电器可只需要接收机(如在组合体116中的继电器206，其接收灯塔150的状态指示，所述灯塔安装在如外壳101的顶部)或发射机(如在组合体116中的继电器208，其响应于外部硬连线的输入160)。其他继电器可能需要收发机，其不仅可用于控制该继电器，也可确认状态或操作其他继电器，如在一个需要启动2个控制器的系统中，其中一个控制器必须在另一个之后启动。其他的继电器，如组合体118中的继电器210，可根本不需要发射机或接收机，因为本发明的结构不需要所有的控制器和指示器无线地操作，即，某些可以硬连线。
本发明的某些结构使用启动开关102来控制电动机。在某些结构中，相关的收发机被设计成向与继电器组合体116中的继电器(如继电器202)相关的收发机发送信号。所述与继电器202相关的收发机引起继电器202工作。终止开关104的按下启动一个类似的处理过程，使得继电器202停止工作。
对于某些控制器或指示器103来说，相关的无线收发机可被设计成向启动传输的控制器或指示器，或另一个控制器或指示器，或多个控制器和/或指示器应答接收信号。因此，一串任意复杂性的事件可被设计成作为启动或停用单个控制开关的结果而发生。例如，当开关112启动时，不仅仅在继电器组合体116中的继电器204开始工作了，而且照明装置106也开始发光。
某些系统结构提供了具有独立的无线发射机和接收机的控制器和指示器103，其具有应答，随机地址，多设备控制，系统电路分析，部件和/或系统封锁，独立部件和/或系统编程能力和/或错误检测，和/或实时分支和系统状态指示。(实时，在本文中表示指示器提供当前状态的基本上最新的指示，或一个用于让用户主动监视系统并作出有效动作的足够快的指示。)在控制面板100中的每个无线控制器或指示器具有发送和/或接收预定信号的能力。所述数字信号数据可包括以下任一个或全部(a)唯一地址，(b)通信模式，(c)数据，(d)产品D码，(e)分支码，(f)电路标识，和/或(g)请求应答，但不仅限于此。
发射部件103可向接收部件103请求已检测到信号的应答响应。在该发射装置和/或接收装置(或发射机或接收机部件103本身)上的发光二极管LED124或其他指示装置提供确认两个装置间无差错通信的指示。
某些结构中的每个控制器或指示器103也产生随机地址。随机地址可预先分配或通过直接或系统编程来分配。某些结构中的控制器或指示器103可具有一个按钮130或其他允许直接编程的装置。某些结构中的控制器或指示器103也可设计成使用人机接口(HMI/MMI)PC120或其他类似接口。在冲突事件中，本发明的某些结构中可自动选择不同的地址。
某些结构中的无线控制器或指示器103可与控制面板100内的多个控制器或指示器103通信。所述通信包括多种数据，如状态检测，控制信号，或公告，但不限于此。
主电路开关提供了分析电路结构以及编程和结构控制的能力。主电路126为安装在PC或HMI/MMI或类似接口(如手持数字助理)，如接口122或PC120上的预定义电路。所述PC或HMI/MMI接口将从控制器和指示器103请求信息，且执行匹配分析以检测错误和作出校正动作。
在本发明的某些结构中，一个或多个无线控制器或指示器103具有封锁模式，以阻止无意的设定和/或结构的改变。所述封锁特征可在设备层上通过按钮或类似装置或通过使用PC120或HMI/MMI接口122来局部地设定。某些结构也可为反篡改和关键应用进行密码保护。
本发明的某些结构中提供了实时分支和系统状态部件。该部件利用HMI/PC使系统或分支受监视，从而给出实时连接数据和单个控制器或指示器103的状态。每个控制器或指示器103通过一个唯一的ID号在数据流中被识别出来。所述HMI或PC接口可具有多个有效通信模式，包括，如“状态请求”，“上次执行的控制功能”，“有效和/或无效装置检测”，和/或“错误或上次检测的错误”。
在多个结构中，单个无线控制器或指示器103可具有按钮130和发光二极管(LED)124和/或其他开关和/或指示器，以允许或促进本地编程。某些结构允许一个或多个无线控制器或指示器103通过装载到HMI/MMI122或PC120中的预定义电路来编程。在某些结构中，所述接口具有一个单独的无线卡(未在图中显示)，从而允许HMI/MMI122或PC120与可编程装置间的通信。
在某些结构中，提供了低功率分配系统(输出电源300是其中一部分)，用于给收发机，发射机，接收机，LED等提供电能，也可用来操作继电器和/或指示器。
因此值得欣赏的是，部分通过减少相当数量的电线，本发明的构造降低了劳动力和生产成本。更进一步来说，因为只需要更少的硬连线控制面板定制，生产效率提高了。本发明的设计也是可升级和可配置的。更进一步来说，本发明的结构只需要更少的目录支持，同时提供更高的可靠性和潜在空间的节约。
虽然本发明已经通过多个特定实施例来进行了描述，但本领域技术人员可以认识到，本发明可用权利要求书的保护范围和精神内的修改来实现。
零件列表100控制面板101外壳102启动开关103无线控制器和指示器104终止开关106指示灯108指示灯110电路断路器112开关114开关116组合体118组合体120PC122接口124二极管(LED)126主电路130按钮150灯塔160硬连线输入202继电器204继电器206继电器208继电器210继电器300电源
权利要求
1.一种控制系统，包括外壳(101)；控制面板(100)；安装在所述控制面板上或外壳内的多个控制器和/或指示器(103)；所述控制器和/或指示器中的至少一些被设计成可在外壳内相互进行无线通信，和至少一些具有无线受控继电器的控制器被设计成可控制外壳外的设备；和所述无线配置的控制器和/或指示器进一步被设计成可与在所述控制系统中的多个其他控制器和/或指示器进行通信。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中一个构造为无线发射的控制器或指示器(103)设计成向一个构造为无线接收的控制器或指示器请求应答响应。
3.如权利要求1所述的控制系统，进一步构造成为每个无线设计的控制器和指示器(103)产生随机地址。
4.如权利要求1所述的控制系统，其中所述无线通信包括状态检测，控制信号，或公告中的至少一个。
5.如权利要求1所述的控制系统，其中所述无线设计的控制器和/或指示器(103)具有封锁模式，其设计成阻止无意的设定或结构改变。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中所述系统被密码保护。
7.如权利要求1所述的控制系统，进一步包括接口(122)或PC(120)，其设计成可实时监控连接数据并提供控制器和/或指示器(103)的状态指示。
8.如权利要求7所述的控制系统，其设计成在一串数据流中使用ID号来识别连接。
9.如权利要求7所述的控制系统，其中所述接口(122)或PC(120)配置为下述通信模式的至少一种状态请求，上次执行的控制功能，有效和/或无效设备检测，和错误或上次检测的错误。
10.一种用于控制系统的方法，包括提供外壳(101)；控制面板(100)；安装在所述控制面板上或外壳中的多个控制器和/或指示器(103)；所述多个控制器和/或指示器中的至少一些被设计成可在所述外壳中相互无线通信，和至少一些具有无线受控继电器的控制器被设计成可控制外壳外的设备；和使用所述无线设计的控制器和/或指示器与其他所述无线设计的控制器和/或指示器进行通信。
全文摘要
一种控制系统，包括外壳(101)，控制面板(100)，安装在所述控制面板上或外壳内的多个控制器和/或指示器(103)。所述控制器和/或指示器中的至少某些被设计成可在外壳内相互进行无线通信，和至少一些具有无线受控继电器的控制器被设计成可控制外壳外的设备。同样，所述无线设计的控制器和/或指示器进一步设计成可与在所述控制系统中的多个其他控制器和/或指示器进行通信。
文档编号G05B19/00GK101025616SQ20061006449
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者N·B·维森特, C·S·皮岑 申请人:通用电气公司