专利名称：具有通信模块的电动机启动器及电动机启动器的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种具有通信模块的电动机启动器，尤其涉及一种能够通过监测控制台监测和控制设置在电动机启动器中的电磁接触器的电动机启动器。
背景技术：
电动机启动器是包括手动电动机启动器(以下简称为“MMS”)和电磁接触器(以下简称为“MC”)的装置。
作为用于额定电压在交流690V (频率50Hz或60Hz)或者直流250V以下的电线的装置，MMS是设置在电动机的前连接点处以使电动机运行或者停止的电气装置。此外，丽S的作用为当发生诸如过电流、缺相、瞬时大电流或者短路电流的故障电流时断开连接到电动机的电力线路，由此提供能够保护电动机免受故障电流损坏的功能。
正如所熟知的，MC是被配置为通过使用控制信号使电磁体磁化或者退磁来断开或者闭合触头，由此向诸如电动机的负载装置供电以将负载装置操作到运行位置或者终止供电以将负载装置操作到停止位置的装置。
另一方面，下面将参照图1描述根据现有技术的包括电动机启动器的电动机控制系统的示例。
根据现有技术的示例的电动机控制系统可以包括:可编程逻辑控制器10 (以下简称为“PLC”)，其用于控制诸如电磁接触器、阀门、风扇等控制对象；输入/输出(以下简称为“I/O”)端单元20，其与PLC 10的输入/输出端单元对应；用于连接的端子单元30，其提供用于信号连接I/O端单元20和多个电动机启动器40的器件；以及多个电动机启动器40。
在根据现有技术的示例的具有上述配置的电动机控制系统中，为了使电动机运行或者停止，应通过接通或者切断电动机启动器40的MC来控制与连接到电动机的供电开关对应的电动机启动器40的MC。因此，为了控制电动机启动器40的MC以使其被接通或者切断，PLC 10通过I/O端单元20和用于连接的端子单元30来控制电动机启动器40的MC。换而言之，需要PLC10、I/O端单元20和用于连接的端子单元30来控制MC。此外，为了控制MC的通/断，应由PLC 10定期接收MC的状态信号，并且基于状态信号由PLC 10来控制通过I/O端单元20和用于连接的端子单元30连接到MC的辅助继电器，从而控制MC的通/断。
因此，当在PLC 10中发生故障时，无法监测MC的状态并且MC的通/断控制失效，由此可能导致对电动机和由电动机驱动的设备的巨大损坏。
并且，根据现有技术中的电动机控制系统，当因附加的功能而进一步安装附加的电动机启动器40时，可能需要附加的辅助继电器、I/O端单元20和用于连接的端子单元30，以及可能需要附加的布线工作，由此导致增加成本和增加占用空间。发明内容
因此，本发明旨在解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种电动机启动器，其中为了 MC的稳定控制，在上级监测控制台中能够实时实施MC的状态监测，不需要PLC、I/0端单元和用于连接的端子单元，因此，不需要相关的PLC与I/O端单元之间的布线以及各单元之间的布线。
为了实现上述目的，提供了 一种电动机启动器，包括手动电动机启动器和电磁接触器，所述电动机启动器包括:MMS状态输入单元，其被配置为接收所述手动电动机启动器的状态；MC状态输入单元，其被配置为接收所述电磁接触器的状态；通信单元，其通过通信线缆连接以与监测控制台通信数据；以及控制器，其被配置为将从所述MMS状态输入单元接收到的丽S信息和从所述MC状态输入单元接收到的MC信息发送到所述监测控制台，并且当从所述监测控制台接收到控制信号时，所述控制器基于所述控制信号和所述MC信息来控制所述电磁接触器。
根据本发明的一个方案，在从所述监测控制台接收到用于控制所述MC到切断位置的指令信号时，当从所述MMS状态输入单元接收到的状态信息为通并且从所述MC状态输入单元接收到的状态信息为断时，所述控制器可以正常地控制所述电磁接触器并同时通过所述通信单元将控制完成消息发送到所述监测控制台。
根据本发明的另一个方案，在从所述监测控制台接收到用于控制所述MC控制到切断位置的指令信号时，当从所述丽S状态输入单元接收到的状态信息为断并且从所述MC状态输入单元接收到的状态信息为通时，所述控制器可以通过所述通信单元将否定应答(以下简称为“NAK”)消息发送到所述监测控制台而不控制所述MC。
根据本发明的又一个方案，通过定期从所述丽S状态输入单元接收状态信息，当所述MMS状态信息从接通改变到切断时，所述控制器可以切断所述MC。
根据本发明的又一个方案，所述电动机启动器可以进一步包括:第一显示单元，其被配置为显示所述电动机启动器的状态，其中所述第一显示单元由发光二极管(LED)或者7段数码管来配置。
根据本发明的又一个方案，所述电动机启动器可以进一步包括开关，其被配置为设定所述通信单元的通信标识符(以下简称为“ID”)或设定其通信速度。
根据本发明的又一个方案，所述电动机启动器可以进一步包括供电单元，其被配置为向所述电动机启动器供电。
根据本发明的又一个方案，所述供电单元可以包括第二显示单元，其被配置为显示供给所述电动机启动器的电力的状态。
根据本发明的又一个方案，所述第二显示单元可以显示输入到所述电动机启动器的电压是否为低电压、具有IlOV大小的电压、具有220V大小的电压或者过电压。
根据本发明的又一个方案，所述第二显示单元被配置为具有发光二极管(LED)以根据输入到所述电动机启动器的电压的状态来以区别的方式用不同的颜色显示。
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，附示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中:
图1是图示出现有技术中的包括电动机启动器的电动机控制系统的示意图2是图示出根据本发明的优选实施例的包括电动机启动器的电动机控制系统的配置的示意图3是图示出根据本发明的优选实施例的设置在电动机启动器中的通信模块的配置的立体图4是图示出根据本发明的优选实施例的电动机启动器的控制功能单元的配置的功能框图；以及
图5是图示出根据本发明的优选实施例的操作电动机启动器的方法的流程图。
具体实施方式
因为能够作出各种改进并且各种不同的实施例均可应用于本发明，所以将参照附示并且在详细说明中详细描述具体的实施例。然而，这些具体的实施例不应被解释为限制本发明，而应被解释为扩展到包括在本发明的构思与技术范围内的所有改进、等同方案和替代方案。
并且，在描述本发明时，当认为对本发明所属的公知技术的具体说明会模糊本发明的要点时将省略该详细说明。
图2是图示出根据本发明的优选实施例的包括电动机启动器的电动机控制系统的配置的示意图。具体而言，多个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n和监测控制台300构成电动机控制系统。此外，电动机控制系统可以进一步包括用于向多个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n供电的供电单元110。
电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n可以包括通信模块G1、G2、G3、…、Gn，并且通信连接到通信模块G1、G2、G3、…、Gn中的任一个的监测控制台300能够监测电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n的状态。
如在背景技术的说明中所描述的，电动机启动器120-1、120-2、120_3、…、120_n可以分别包括丽S和MC。
丽S是设置得与电动机相比更靠近交流电(以下简称为“AC”)电源以使电动机运行或者停止的电子装置，并且如上所述的用于额定电压在AC 690伏特(频率50Hz或者60Hz)或者直流(以下简称为“DC”)250伏特(以下简称为“V”)以下的电力线上。此外，丽S是也被称为手动电动机启动器的装置，并且设置在电源与待被操作的电动机之间，以便当由于过电流、缺相、瞬时大电流或者短路电流而发生故障电流时断开电路，由此保护电路和电动机。
此外，如所熟知的或者如上所述，MC是被配置为通过使用控制信号使电磁体磁化或者退磁来断开或者闭合触头，由此向诸如电动机的负载装置供电以将负载装置操作到运行位置或者终止供电以将负载装置操作到停止位置的装置。
与用于自动控制诸如电磁接触器、阀门、风扇等完全不同控制对象的可编程逻辑控制器相反，监测控制台300是电动机控制和监测的专用控制器，仅允许用户使多个电动机运行或者停止或者监测电动机启动器的操作状态。
监测控制台300 通过通信线缆201连接到各个电动机启动器120_1、120_2、120_3、…、120_no
此外，在电动机启动器120-1、120-2、120_3、…、120_n之间的通信连接还可以通过经由通信线缆连接电动机启动器的通信模块Gl、G2、G3、…、Gn来实现。各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120-n具有通信线缆连接端125，通信线缆连接端125能够通过通信线缆连接在监测控制台300与电动机启动器之间或者能够通过通信线缆连接各电动机启动器。
此外，通信模块G1、G2、G3、…、Gn可以包括用于控制MC的信号线连接端121，并且可以进一步包括用于设定通信标识符(以下简称为“通信ID”)的开关122以及用于设定通信速度的开关123。
此外，各个通信模块G1、G2、G3、…、Gn可以包括第一显示单元126，第一显示单元126用于显示MC的通/断，或者显示通信状态是否正常，或者显示是否正常地操作通信模块G1、G2、G3、…、Gn。此外，各个通信模块Gl、G2、G3、…、Gn可以进一步包括用于接通或者切断MC的手动控制开关127。
第一显示单元可以由发光二极管(LED)或者7段数码管配置。
根据有线通信方法，如上所述，各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n通过通信线缆连接到监测控制台300，并且监测控制台300通过通信线缆从各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n接收指示MC的状态的信号，由此实时监测各个电动机启动器 120-1、120-2、120-3、…、120_n。
下面将更加详细地描述允许监测控制台300监测设置在各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n中的MC的状态的过程。
另一方面，如图2所示，根据本发明的包括电动机启动器的电动机控制系统100可以进一步包括用于向各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120-n供电的供电单元110。
供电单元110向整个电动机控制系统100供应DC 100V或者220V的操作电力。此外，供电单元110还供应DC 12V的电力以直接向各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120-n中包含的电子部件供应DC电源。
电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n可以包括用于接收DC 12V电力的第一电源端128以及用于接收DC 110/220V电力的第二电源端124。
供电单元110还具有用于供`应DC 12V电力的第一输出端111和用于供应DC110/220V电力的第二输出端112，并且供电单元110通过连接线缆114、115连接到电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n的第一电源端128和第二电源端124以供应DC电力。
供电单元110可以进一步包括用于显示供给电动机启动器120-1、120_2、120-3、…、120-n的电力的状态的第二显示单元113。第二显示单元113允许用户检查当前供给电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120_n的电力是否正常，由此事先预防操作错误和事故。
具体而言，第二显示单元113可以包括指示供应的电力是否在低电压状态的显示器件、指示供应的电力是否是IlOV的显示器件(当供应的电力电压是DC IlOV的容限范围内的电压时显示为开启，或者当其在容限范围外时显示为关闭)、指示供应的电力是否是220V的显示器件(当供应的电力电压是DC 220V的容限范围内的电压时显示为开启，或者当其在容限范围外时显示为关闭)以及指示供应的电力是否在过电压状态的显示器件(当供应的电力电压大于过电压的预定基准电压时显示为开启，或者当其等于或小于过电压的基准电压时显示为关闭)。此外，显示器件可以由发光二极管(LED)配置。另一方面，各个LED可以显示不同颜色，由此允许用户直观地检查供电的状态。
具有上述配置的供电单元110可以向电动机启动器120-1、120-2、120_3、…、120-n供电，以及向用户通知所供应的电力的状态，由此允许用户处理当所供应的电力的状态异常时的事件。
图3是图示出根据本发明的实施例的仅设置在电动机启动器中的通信模块G1、G2、G3、…、Gn的配置的立体图。此处，如果附图标记彼此对应，则图3中使用的附图标记与图2中的附图标记相同。
如图3所示，根据本发明的实施例的电动机启动器可以包括能够执行与监测控制台300以及其他电动机启动器通信的通信模块Gl、G2、G3、…、Gn，并且如图3所示，通信模块G1、G2、G3、…、Gn可以包括:连接到用于控制MC的信号线的连接端121 ;用于设定通信ID的开关122 ;用于设定通信速度的开关123 ;用于接收DC 110/220V电力的第二电源端124 ;用于连接各个电动机启动器120-1、120-2、120-3、…、120-n之间的通信线缆的通信线缆连接端125 ;用于显示MC的通/断、通信状态是否正常以及是否正常操作通信模块的第一显示单元126 ;用于操作MC以使其手动接通或者切断的手动控制开关127 ;以及用于接收12V电力的第一电源端128。
然而，图3中所示的通信模块Gl、G2、G3、…、Gn的配置可以仅是一个实施例，当然，也可以以不同的方式配置。尤其是，也可以以不同的方式布置各端和显示器件，只要其具有相同的功能。
图4是图示出根据本发明的实施例的电动机启动器的通信模块中的内部线路功能单元的配置的功能框图。
在图4中，应注意的是，附图标记200被指定为电动机启动器的通信模块，而不是已有的附图标记“G1、G2、G3、…、Gn”。
如图所示，根据本发明的实施例的电动机启动器的通信模块200可以包括MC状态输入单元210、MMS状态输入单元220、显示单元230、通信单元240以及控制器250。
MC状态输入单元210连接到MC的MC状态触头211以接收状态信息(以下称为“MC状态信息”)。
丽S状态输入单元220连接到丽S的丽S状态触头221以接收状态信息(以下称为“MMS状态信息”)。
显示单元230具有显示MC的通/断、通信状态是否正常以及是否正常操作通信模块的功能。
通信单元240具有将通过MC状态输入单元210接收的MC状态信息和通过MMS状态输入单元220接收的状态信息发送到监测控制台300的功能。通信单元240通过通信线缆201连接到监测控制台300，并且当有来自监测控制台300的请求时，通信单元240在控制器250 (将稍后描述)的控制下将状态信息发送到监测控制台300。
当用于操作MC以使其接通的指令信号从监测控制台300发送到电动机启动器的通信模块200时，控制器250读取M C状态信息和丽S状态信息，并且当当前的MC状态信息为断并且MMS状态信息为通时，即当MC在断开切换状态并且MMS在闭合切换状态时，控制器250将“接通”指令信号发送到MC线圈(S卩，电磁线圈)260，由此操作MC以将其置于“接通”状态，即置于闭合切换状态，同时将控制完成报告信号发送到监测控制台300。
相反，当用于操作MC以使其接通的指令信号从监测控制台300发送到电动机启动器的通信模块200时，当先前的MC状态信息为通并且丽S状态信息为断时，控制器250将表示否定响应的NAK消息发送到监测控制台300，而不将“接通”指令信号发送到MC的MC线圈260。
此外，当从监测控制台300接收到用于操作MC以使其切断的指令信号时，控制器250读取MC状态信息和丽S状态信息，并且当当前的MC状态信息为通和丽S状态信息为断时，控制器250正常地执行控制指令信号的发送并且将控制完成报告信号发送到监测控制台300。换而言之，控制器250将“切断”指令信号发送到MC线圈260以使MC线圈260退磁，由此操作MC以将其置于“切断”状态，即置于断开切换状态，并且将控制完成报告信号发送到监测控制台300。
另一方面，当从监测控制台300发送用于操作MC以使其切断的指令信号时，控制器250读取MC状态信息和丽S状态信息，并且当MC状态信息为断并且丽S状态信息为断时，控制器250将NAK消息发送到监测控制台300而不执行控制指令信号的发送。
另一方面，当从监测控制台300接收到用于操作MC以将其切断的指令信号时，控制器250定期从丽S的丽S状态触头221接收丽S状态信息，并且如果当丽S状态信息从通(闭合切换状态)改变到断(断开切换状态)时当前MC状态信息为通，则控制器250将“切断”指令信号发送到MC的MC线圈260以使MC线圈260退磁，由此操作MC以将其置于切断状态，即置于断开切换状态。
由于上述配置，监测控制台300可以控制MC同时实时监测MC状态信息和丽S状态信息，由此提高电动机控制系统的稳定性。
最后，图5是图示出根据本发明的实施例的电动机启动器的操作的流程图。
控制器250首先初始化模块(S300)并且设定通信速度和通信ID (S310)。接着，控制器250判定是否从监测控制台300接收到MC控制指令信号(S320)。如果未接收到MC控制指令信号(S320-否)，则读取MC和MMS的状态值(S330)，并且将读取的状态值发送到监测控制台(S340)。操作过程可以由MC状态输入单元210和MMS状态输入单元220执行。
当接收到MC控制指令信号时(S320-是)，由控制器250再次判定其是接通MC的指令信号还是切断MC的指令信号(S350)。如果是用于接通MC的指令，则读取MC和丽S的状态值(S360)。
如果MC的状态值为断并且MMS的状态值为通(S363-是)，则将MC操作到“接通”状态并且开启LED (S366)。
此外，将“接通”控制完成报告信号(即“接通”控制完成消息)从控制器250发送到监测控制台300 (S369)。
相反，如果是用于接通MC的指令信号但是MC的状态值为断并且MMS的状态值为断(S363-否)，则NAK消息被发送到监测控制台以通知发生了指令错误(S380)。
相反，当接收到用于切断MC的指令信号时(S350-否)，首先读取MC和丽S的状态值(S370)，并且如果MC的状态值为通并且MMS的状态值为断(S373-是)，则切断MC并且关闭指示MC的操作状态的LED。接着将指示MC被切断的消息(即“切断”控制完成报告信号)发送到监测控制台(S379)。相反，如果是用于切断MC的指令信号但是MC的状态值为通并且MMS的状态值为通(S373-否)，则NAK消息被发送到监测控制台300以通知发生了指令错误(S380)。
根据上述配置，上级监测控制台可以实时监测MC的状态，由此允许对MC的稳定控制并且解决诸如成本增加或者空间受限的问题。
如上所述，在多个实施例中描述的各个构成元件和/或功能可以彼此组合以及以一体的方式配置，并且对本领域技术人员而言，在不偏离如下列权利要求所限定的本发明的构思和范围的条件下，各种修改和改进将变得显而易见。
权利要求
1.一种电动机启动器，包括手动电动机启动器和电磁接触器，其特征在于，所述电动机启动器包括: 手动电动机启动器状态输入单兀，其被配直为接收所述手动电动机启动器的状态； 电磁接触器状态输入单元，其被配置为接收所述电磁接触器的状态； 通信单元，其通过通信线缆连接以与监测控制台通信数据；以及控制器，其被配直为将从所述手动电动机启动器状态输入单兀接收到的手动电动机启动器信息和从所述电磁接触器状态输入单元接收到的电磁接触器信息发送到所述监测控制台，并且当从所述监测控制台接收到控制信号时，所述控制器基于所述控制信号和所述电磁接触器信息来控制所述电磁接触器。
2.根据权利要求1所述的电动机启动器，其中在从所述监测控制台接收到用于控制所述电磁接触器以将其接通的指令信号时，当从所述手动电动机启动器状态输入单元接收到的状态信息为通并且从所述电磁接触器状态输入单元接收到的状态信息为断时，所述控制器控制所述电磁接触器以将其正常地操作到接通位置，并同时通过所述通信单元将控制完成消息发送到所述监测控制台。
3.根据权利要求1所述的电动机启动器，其中在从所述监测控制台接收到用于控制所述电磁接触器以将其接通的指令信号时，当从所述手动电动机启动器状态输入单元接收到的状态信息为断并且从所述电磁接触器状态输入单元接收到的状态信息为通时，所述控制器通过所述通信单元将指令错误产生消息发送到所述监测控制台而不控制所述电磁接触器。
4.根据权利要求1所述的电动机启动器，其中通过定期从所述手动电动机启动器状态输入单元接收状态信息，当所述手动电动机启动器状态信息改变时，所述控制器根据所述监测控制台的指令信号来控制所述电磁接触器。
5.根据权利要求1所述的电动机启动器，进一步包括: 第一显示单元，其被配置为显示所述电动机启动器的状态， 其中所述第一显示单元由发光二极管或者7段数码管来配置。
6.根据权利要求1所述的电动机启动器，进一步包括: 开关，其被配置为设定所述通信单元的通信标识符或设定其通信速度。
7.根据权利要求1所述的电动机启动器，进一步包括: 供电单元，其被配置为向所述电动机启动器供电。
8.根据权利要求7所述的电动机启动器，其中所述供电单元包括: 第二显示单元，其被配置为显示供给所述电动机启动器的电力的状态。
9.根据权利要求8所述的电动机启动器，其中所述第二显示单元显示下列作为输入到所述电动机启动器的电压中的至少一种电压:低电压、具有直流110伏特容限内的大小的电压、具有直流220伏特容限内的大小的电压或者过电压。
10.根据权利要求8所述的电动机启动器，其中所述第二显示单元被配置为具有发光二极管以根据输入到所述电动机启动器的电压的状态来以区别的方式用不同的颜色显示。
全文摘要
根据本发明的实施例的一种电动机启动器可以包括MMS状态输入单元，其被配置为接收所述MMS的状态；MC状态输入单元，其被配置为接收电磁接触器的状态；通信单元，其通过有线电缆连接以与监测控制台通信数据；以及控制器，其被配置为将从所述MMS状态输入单元接收到的MMS信息和从所述MC状态输入单元接收到的MC信息发送到所述监测控制台，并且当从所述监测控制台接收到控制信号时，所述控制器基于所述控制信号和所述MC信息来控制所述电磁接触器。
文档编号H02P1/10GK103138653SQ201210484288
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月23日 优先权日2011年11月25日
发明者朴麒勋 申请人:Ls产电株式会社