專利名稱:電機控制系統(tǒng)的接口模塊以及使用該接口模塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機控制系統(tǒng)，特別是涉及一種允許用戶遙控設(shè)置AC感應(yīng)電機的工作參數(shù)的接口模塊。
背景技術(shù)：
存在兩種控制AC感應(yīng)電機啟動、停止及其速度的基本方法。第一種方法，將可調(diào)頻率控制器連接到AC感應(yīng)電機。可調(diào)頻率控制器包括利用固態(tài)開關(guān)將DC功率轉(zhuǎn)換成階梯波形AC功率的逆變器。波形發(fā)生器在微處理器的控制下為逆變器產(chǎn)生開關(guān)信號。盡管可調(diào)頻率控制器可以有效地控制電機速度和AC感應(yīng)電機消耗的功率，但是這種類型的控制器十分昂貴。此外，因為許多AC感應(yīng)電機的應(yīng)用場合并不需要復(fù)雜的頻率和電壓控制，所以已經(jīng)開發(fā)出可調(diào)頻率控制器的替代品。
可調(diào)頻率控制器的替代方法是軟啟動器。軟啟動器利用相位控制原理工作，由此，供給AC感應(yīng)電機的三相主電源線由每條電源線中的反并聯(lián)(anti-paralleled)晶閘管控制。在相位控制中，每條電源線中的晶閘管開關(guān)控制電流流向電機的半波周期比例，稱為導(dǎo)通期。每個半波周期的非導(dǎo)通期(稱為阻斷角或陷波寬度)在每個電機端子的電壓波形中表現(xiàn)為一個凹陷。在非導(dǎo)通期內(nèi)，沒有電流流向電機端子。為了終止非導(dǎo)通期，連接到電機端子的電源線中的晶閘管開關(guān)重新導(dǎo)通。通過晶閘管開關(guān)的導(dǎo)通一直持續(xù)到電流在下一半波周期中的某一時刻再次變?yōu)榱?，晶閘管開關(guān)再次開啟。根據(jù)相位控制原理，通過改變非導(dǎo)通期的持續(xù)時間，就可以控制供給AC感應(yīng)電機的電壓和電流。如眾知的，為了控制供給AC感應(yīng)電機的電壓和電流，可利用單微處理器觸發(fā)晶閘管開關(guān)。
為了精確控制AC感應(yīng)電機的啟動、停止及其速度，用于可調(diào)頻率控制器和軟啟動器的微處理器必需執(zhí)行大量的控制算法。需要高性能的微處理器以可以接受的計算速度執(zhí)行所需的大量計算。高性能的微處理器十分昂貴，增加了電機控制的總成本。因此，非常希望提供一種能夠以較低的成本提供所期望的電機控制的電機控制系統(tǒng)另外，在電機控制應(yīng)用中使用單個微處理器限制了這種電機控制的靈活性。到目前為止，電機控制已構(gòu)建為單個的集成整單元。這種單元只為用戶提供了有限的輸入和輸出選項。結(jié)果，現(xiàn)有的電機控制限制了用戶監(jiān)測特定工作參數(shù)的能力，或需要專用硬件才能顯示或控制特定的工作參數(shù)。因此，非常希望提供一種給用戶以極大靈活性的電機控制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的首要目的和特點是提供一種通過分布式處理來降低成本，并改善電機控制系統(tǒng)性能的電機控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的進一步目的和特點是提供一種增加用戶的靈活性的電機控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的進一步目的和特點是為電機控制系統(tǒng)提供一種便于使用且造價低廉的輸入/輸出設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種接口模塊，允許用戶利用電機控制系統(tǒng)為電機的啟動、停止和運轉(zhuǎn)設(shè)定工作參數(shù)，電機控制系統(tǒng)連接到通訊網(wǎng)絡(luò)，所述接口模塊包括為電機控制系統(tǒng)提供指令信號的微控制器，所述指令信號設(shè)定電機的工作參數(shù)；至少一個連接到微控制器且可以在第一斷開位置和第二導(dǎo)通位置之間移動的使能開關(guān)，其中所說的使能開關(guān)向微控制器提供控制信號，響應(yīng)于所述控制信號，微控制器產(chǎn)生指令信號，以指令電機控制系統(tǒng)監(jiān)視電機上的預(yù)定的工作狀態(tài)；至少一個連接到微控制器且可以在第一位置和第二位置之間移動的功能開關(guān)，功能開關(guān)向微控制器提供響應(yīng)于其位置的對應(yīng)控制信號，使得微控制器根據(jù)從功能開關(guān)來的控制信號產(chǎn)生指令信號，以指令電機控制系統(tǒng)執(zhí)行電機的預(yù)定的功能；一個連接到微控制器的反沖啟動控制器，它允許用戶設(shè)置一個時間間隔，其中電機控制系統(tǒng)在啟動期間向電機提供增大的電壓以克服電機的慣性和改變電壓的幅值，并相應(yīng)地向微控制器提供至少一個控制信號，其中所述微控制器響應(yīng)于所述至少一個從所述反沖啟動控制器接收的控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號，以使啟動電機時指令所述電機控制系統(tǒng)；以及將微控制器連接到通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊鏈接，通訊鏈接通過通訊網(wǎng)絡(luò)將指令信號從微控制器發(fā)送到電機控制系統(tǒng)。
所述接口模塊中還包括連接到微控制器為用戶提供可視化顯示的可視化顯示結(jié)構(gòu)，其中通訊鏈接通過通訊網(wǎng)絡(luò)接收從電機控制系統(tǒng)來的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包提供到微控制器，使得根據(jù)微控制器所接收到的預(yù)定數(shù)據(jù)包，所述微控制器激活所述可視化顯示結(jié)構(gòu)。
其中至少一個使能開關(guān)包括連接到微控制器且可以在第一導(dǎo)通位置和第二斷開位置之間移動的跳閘選擇設(shè)備，在第一導(dǎo)通位置，電機控制系統(tǒng)根據(jù)電機上的預(yù)定條件使電機跳閘，在第二斷開位置，電機控制系統(tǒng)根據(jù)電機上的預(yù)定條件繼續(xù)電機的運行。
其中所述的至少一個功能開關(guān)包括連接到微控制器且可以在第一手動復(fù)位位置和第二自動復(fù)位位置之間移動的復(fù)位選擇設(shè)備，在第一手動復(fù)位位置，如果電機跳閘，就必需手動重新啟動電機，在第二自動復(fù)位位置，在電機跳閘之后的預(yù)定時間持續(xù)期之后電機控制系統(tǒng)自動重新啟動電機。
其中所述的至少一個功能開關(guān)包括連接到微控制器且可以在第一啟動位置和第二啟動位置之間移動的第一啟動選擇設(shè)備，在第一啟動位置，電機控制系統(tǒng)在啟動電機的過程中向電機供給恒定能量，在第二啟動位置，在啟動電機的過程中供給電機的能量隨著時間增加。
所述接口模塊還包括連接到微控制器的第一和第二跳閘類別選擇設(shè)備，根據(jù)電機控制系統(tǒng)使電機跳閘之前在電機上可存在的過載條件的時間持續(xù)期每個跳閘類別選擇設(shè)備可以在第一和第二位置之間移動，跳閘類別選擇設(shè)備根據(jù)其位置向微控制器提供相應(yīng)的控制信號，微控制器響應(yīng)于從跳閘類別選擇設(shè)備接收的控制信號產(chǎn)生指令信號，以便就一個選擇時間持續(xù)期對電機控制系統(tǒng)作出指令，該時間持續(xù)期是在電機控制系統(tǒng)使電機跳閘之前在電機上可存在的過載條件的時間持續(xù)期。
其中所述反沖啟動控制器包括具有用戶選擇阻抗的第一反沖啟動電位計，反沖啟動電位計上的用戶選擇阻抗確定在克服電機的轉(zhuǎn)動慣量的啟動過程中電機控制系統(tǒng)為電機提供上升電壓的時間持續(xù)期。
其中反沖啟動控制器還包括第二反沖啟動電位計，以便在所述時間持續(xù)期內(nèi)通過電機控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)供給電機的電壓幅度。
所述接口模塊還包括連接到微控制器并可在對應(yīng)于電機全速運轉(zhuǎn)的第一位置和完全停止的第二位置之間移動的減速控制器，它向微控制器提供對應(yīng)于其位置的至少一個控制信號，使微控制器根據(jù)從減速控制器接收的所述的至少一個控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號，向電機控制系統(tǒng)提供用戶選擇的電機減速時間。
所述接口模塊還包括連接到微控制器和在對應(yīng)于電機的預(yù)定滿負(fù)荷電流設(shè)定的多個位置之間移動的電流設(shè)定設(shè)備，它向微控制器提供至少一個對應(yīng)于其位置的控制信號，使得微控制器根據(jù)從電流設(shè)定設(shè)備接收的所述的至少一個控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號，向電機控制系統(tǒng)提供電機的一個選擇的滿負(fù)荷電流設(shè)定。
所述接口模塊還包括連接到微控制器的電機斜坡控制器，電機斜坡控制器使用戶可以設(shè)置電機控制系統(tǒng)將電機斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速的時間持續(xù)期，和確定供給電機的初始功率值，和相應(yīng)地提供至少一個控制信號到微控制器，其中微控制器響應(yīng)于從電機斜坡控制器接收的所述的至少一個控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號以指令電機控制系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供了一種接口模塊，允許用戶設(shè)定由電機控制系統(tǒng)驅(qū)動的電機的工作參數(shù)，電機控制系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)，所述接口模塊包括為電機控制系統(tǒng)產(chǎn)生指令信號的微控制器；通訊鏈接，將微控制器連接到網(wǎng)絡(luò)，以便通過網(wǎng)絡(luò)由電機控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包提供到微控制器，通過網(wǎng)絡(luò)將指令信號由微控制器發(fā)送到電機控制系統(tǒng)；連接到微控制器的可視化顯示結(jié)構(gòu)，以便根據(jù)微控制器由通訊鏈接接收到的預(yù)定數(shù)據(jù)包為用戶提供可視化顯示；一個連接到微控制器的反沖啟動控制器，它允許用戶設(shè)置一個時間間隔，其中電機控制系統(tǒng)在啟動期間向電機提供增大的電壓以克服電機的慣性和改變電壓的幅值，并相應(yīng)地向微控制器提供至少一個參數(shù)信號，其中所述微控制器響應(yīng)于所述至少一個從所述反沖啟動控制器接收的所述的至少一個參數(shù)信號產(chǎn)生至少一個指令信號，啟動以指令所述電機控制系統(tǒng)對電電機的啟動；和連接到微控制器的電機斜坡控制器，電機斜坡控制器使用戶可以設(shè)置電機控制系統(tǒng)將電機斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速的時間持續(xù)期，和確定供給電機的初始功率值，和相應(yīng)地提供至少一個參數(shù)信號到微控制器，其中微控制器響應(yīng)于從電機斜坡控制器接收的所述的至少一個參數(shù)信號產(chǎn)生至少一個指令信號以指令電機控制系統(tǒng)。
其中電機斜坡控制器包括具有用戶選擇阻抗的第一斜坡電位計，斜坡電位計上的用戶選擇阻抗確定電機控制系統(tǒng)使電機斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速的時間持續(xù)期。
其中電機斜坡控制器包括具有用戶選擇阻抗的第二斜坡電位計，第二斜坡電位計上的用戶選擇阻抗確定供給電機的初始功率值，由此電機控制系統(tǒng)使電機斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速。
其中所述選擇裝置包括具有用戶確定電壓的電位計，電位計上的電壓為一預(yù)定的參數(shù)信號，此信號對應(yīng)于電機要斜坡啟動的時間持續(xù)期和供給電機的初始功率值兩者之一的設(shè)置。
其中所述微控制器包括通用異步接收器/發(fā)送器。
其中通訊鏈接包括與微控制器的通用異步接收器/發(fā)送器的連接和與通訊網(wǎng)絡(luò)連接的收發(fā)器。
其中可視化顯示結(jié)構(gòu)包括多個LED，每個LED對應(yīng)于電機上的一個預(yù)定的錯誤條件。
其中微控制器包括將接收的參數(shù)信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字參數(shù)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
其中所述微控制器包括其中存儲的微控制器可執(zhí)行的指令，用于執(zhí)行以下步驟監(jiān)視帶有通訊鏈接的網(wǎng)絡(luò)；響應(yīng)于接收的預(yù)定數(shù)據(jù)包激活可視化顯示；從反沖啟動控制器和電機斜坡控制器讀取參數(shù)信號；根據(jù)從反沖啟動控制器和電機斜坡控制器讀取的參數(shù)信號產(chǎn)生指令信號。
其中電機斜坡控制器包括具有多個用戶選擇位置的一個選擇裝置，選擇裝置的每個位置設(shè)置電機的斜坡啟動的時間持續(xù)期和傳送到電機的初始功率值。
其中所述選擇裝置包括具有用戶確定電壓的電位計，電位計上的電壓是對應(yīng)于電機的斜坡啟動的時間持續(xù)期和傳送到電機的初始功率值兩者之一的設(shè)置的參數(shù)信號。
本發(fā)明還提供了一種設(shè)定由電機控制系統(tǒng)驅(qū)動的電機的參數(shù)的方法，電機控制系統(tǒng)連接到通訊網(wǎng)絡(luò)，包括以下步驟將接口模塊連接到通訊網(wǎng)絡(luò)，接口模塊具有多個輸入設(shè)備，每個輸入設(shè)備包括多個對應(yīng)于電機的工作參數(shù)的設(shè)定；通過執(zhí)行以下步驟以判定所述電機控制系統(tǒng)的類型在通訊網(wǎng)絡(luò)上用接口模塊廣播初始化信號；和接收來自電機控制系統(tǒng)的響應(yīng)；根據(jù)電機的期望工作參數(shù)，將每個輸入設(shè)備設(shè)定為用戶選擇設(shè)定；根據(jù)用戶選擇設(shè)定產(chǎn)生指令信號；和通過通訊網(wǎng)絡(luò)從接口模塊向電機控制系統(tǒng)發(fā)送指令信號，以設(shè)定電機的工作參數(shù)。
上述方法還可以包括以下額外步驟監(jiān)測通訊網(wǎng)絡(luò)上來自電機控制系統(tǒng)的錯誤信號；根據(jù)在通訊網(wǎng)絡(luò)上接收的錯誤信號產(chǎn)生可視化顯示。
可以設(shè)想，將可視化顯示結(jié)構(gòu)連接到微控制器，以便為用戶提供可視化顯示。可以設(shè)想，通訊鏈接通過通訊網(wǎng)絡(luò)由電機控制接收數(shù)據(jù)包，并將其供給微控制器，這樣微控制器可以根據(jù)由其接收的預(yù)定數(shù)據(jù)包激活可視化顯示結(jié)構(gòu)。
可以設(shè)想，用戶接口結(jié)構(gòu)包括具有多個用戶選擇位置的選擇設(shè)備。用戶選擇設(shè)備的每個位置設(shè)定一個電機工作參數(shù)。用戶接口模決還可以包括具有用戶判定電壓的電位計。作為預(yù)定參數(shù)信號的電位計上的電壓對應(yīng)于電機工作參數(shù)中的某一參數(shù)的設(shè)定。
可以設(shè)想，微控制器包括一個連接到網(wǎng)絡(luò)的通用異步接收機/發(fā)射機。還可以設(shè)想，可視化顯示結(jié)構(gòu)包括多個LED。每個LED對應(yīng)于電機上的預(yù)定空氣(air)條件。
在此給出的附圖示出本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，其中清楚地公開了上述優(yōu)點和特點以及通過下面對示例性實施方案的描述而易于理解的其它優(yōu)點和特點。



圖1是本發(fā)明電機控制系統(tǒng)的簡圖；圖2a和2b是圖1電機控制系統(tǒng)的軟啟動器的簡圖；圖3是圖2a軟啟動器中的微處理器的計算機可執(zhí)行指令流程圖；圖4是圖3計算機可執(zhí)行指令的初始化子程序流程圖；圖5是計算機的過零電壓子程序流程圖；
圖6是圖3計算機可執(zhí)行指令的過載子程序流程圖；圖7是圖3計算機可執(zhí)行指令的主子程序流程圖；圖8是圖7主子程序的正常斜坡啟動(ramp start)子程序流程圖；圖9是圖7主子程序的抽取啟動(pump start)子程序流程圖；圖10是圖7主子程序的恒電流啟動子程序流程圖；圖11是圖7主子程序的旁路子程序流程圖；圖12是圖7主子程序的停止子程序流程圖；圖13和13b是流過圖1反并聯(lián)SCR的電流及其電壓降隨時間變化的圖形表示；圖14是本發(fā)明電機控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口模塊的前視正視圖；圖15是圖14數(shù)據(jù)接口模決的簡圖；圖16是圖15數(shù)據(jù)接口微控制器的計算機可執(zhí)行指令流程圖；圖17是圖16計算機可執(zhí)行指令的主子程序流程圖；圖18是圖14數(shù)據(jù)接口模塊顯示的屏幕簡圖；圖19是圖16計算機可執(zhí)行指令的增加/減少子程序流程圖；圖20是圖16計算機可執(zhí)行指令的啟動子程序流程圖；圖21是圖16計算機可執(zhí)行指令的停止子程序流程圖；圖22是本發(fā)明電機控制系統(tǒng)的接口模塊的前視正視圖；圖23是圖22接口模塊的簡圖；圖24是圖22接口模塊微控制器的計算機可執(zhí)行指令流程圖；圖25是圖24計算機可執(zhí)行指令的主子程序流程圖；圖26是本發(fā)明電機控制系統(tǒng)的按鈕模塊的等比例分解圖；圖27a-27c是圖26按鈕模塊的面板前視正視圖；圖28是圖26按鈕模塊的簡圖；圖29是圖28按鈕模決微控制器的計算機可執(zhí)行指令流程圖。
具體實施方式
參考圖1，本發(fā)明的電機控制系統(tǒng)通常用參考號10表示。電機控制系統(tǒng)10包括主要的電機控制，例如軟啟動器14，圖2a-2b，該軟啟動器將AC感應(yīng)電機16連接到AC電源18，如下面描述的。如圖1和圖2所示，軟啟動器14通過總線20連接到網(wǎng)絡(luò)。
電機控制系統(tǒng)10包括多個外圍電機控制，例如通過網(wǎng)絡(luò)接口24連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶輸入和顯示單元22。類似地，可編程輸入/輸出模塊26通過網(wǎng)絡(luò)接口24連接到網(wǎng)絡(luò)。另外，按鈕模塊28通過網(wǎng)絡(luò)接口24連接到網(wǎng)絡(luò)?？梢栽O(shè)想，電機控制系統(tǒng)10包括軟啟動器14以及用戶輸入和顯示模塊22、可編程輸入/輸出模塊26和/或按鈕模塊28的任意組合，這決定于用戶的預(yù)定考慮。
必需對軟啟動器14、用戶輸入和顯示模塊22、可編程輸入/輸出模塊26和/或按鈕模塊28之間通過網(wǎng)絡(luò)進行的通訊進行管理，以保證各電機控制之間的通訊順暢。因此，必需選擇對通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘栠M行控制的協(xié)議，以便防止可能的信息包阻塞。協(xié)議可以是串行協(xié)議，這樣每個電機控制都可以通過傳統(tǒng)的通用異步接收機/發(fā)射機連接到網(wǎng)絡(luò)，每個信息包或信號都可以串行傳輸。
如常用的，AC感應(yīng)電機16具有三個繞組。AC感應(yīng)電機的每個繞組都通過電機端子36、38和40分別連接到相應(yīng)的來自AC電源18的電源線30、32和34。還提供了反并聯(lián)硅可控整流器(SCR)或晶閘管開關(guān)42、44和46。每個晶閘管開關(guān)42、44和46包括一對反向連接的SCR，用于控制電壓降和流過的電流，還包括輔助電源線30、32和34，它們分別用于調(diào)節(jié)施加到AC交流電機16的電機端子36、38和40上的電流和電壓?；蛘撸梢栽O(shè)想將晶閘管開關(guān)42、44和46與Δ環(huán)內(nèi)的AC感應(yīng)電機16的相應(yīng)繞組并聯(lián)。
AC感應(yīng)電機16的電機端子36、38和40上的端電壓、電源電壓VA、VB和VC、以及線電流IA、IB和IC都是相同的，只是相互之間有120°的相位差。例如，參考圖2b和13a-13b，比較電機端子36上的端電壓VT與AC電源18的線電流IA和電源電壓VA。如眾知的，電源電壓VA的波形是正弦的。當(dāng)由相位控制進行控制時，除了在較小的持續(xù)時間為γ的非導(dǎo)通時間或凹陷期間，端電壓VT通常與電源電壓VA相同，其中凹陷γ存在于電源電壓VA的每個半波周期。凹陷γ在每次線電流IA下降為零時引入電源電壓VA。線電流IA保持為零直到凹陷γ終止，此時線電流IA繼續(xù)脈動的波形。
電源線電流IA受凹陷γ的持續(xù)時間的控制。在凹陷γ期間，將電機端子36連接到AC電源18的晶閘管開關(guān)42以開路電路方式工作，這樣在電機端子36看到的不是正弦電源電壓VA，而是內(nèi)部電機產(chǎn)生的反向EMF電壓。反向EMF電壓通常等于電源電壓VA減去晶閘管開關(guān)42上的電壓降VAD。
如所眾知的，存在各種調(diào)節(jié)AC感應(yīng)電機16到其工作速度的方法。在第一種方法中，線電流IA、IB和IC在一定的時間內(nèi)持續(xù)增加。為了增加供給AC交流電機16的線電流IA、IB和IC，需要增加晶閘管開關(guān)42、44和46的導(dǎo)通期。隨著晶閘管開關(guān)42、44和46的導(dǎo)通期在每個半波周期內(nèi)逐漸增加，在電機端子36、38和40上的電壓波形中的凹陷期γ就縮短了。另外，隨著晶閘管開關(guān)42、44和46的導(dǎo)通期的逐漸增加，電機16的轉(zhuǎn)動速度將加大，電機端子36、38和40上的反向EMF電壓也增加了。可以設(shè)想，一旦電機端子36、38和40上的反向EMF電壓超過預(yù)定值，AC感應(yīng)電機將以全速轉(zhuǎn)動。如果電機電流下降到AC感應(yīng)電機16的FLA(滿負(fù)載安培)，分別與相應(yīng)的晶閘管開關(guān)42、44和46并聯(lián)的旁路接觸器50、52和54將順序閉合。隨著旁路接觸器50、52和54的閉合，AC感應(yīng)電機16的電機端子36將直接通過電源線30連接到AC電源18，AC感應(yīng)電機16的電機端子38將直接通過電源線32連接到AC電源18，AC感應(yīng)電機16的電機端子40將直接通過電源線34連接到AC電源18。
或者，AC感應(yīng)電機16可以通過向其提供恒電流而達(dá)到工作速度。如所眾知的，線電流IA、IB和IC滯后于電源電壓VA、VB和VC的相角θ由AC感應(yīng)電機16的功率因子決定。供給AC感應(yīng)電機16的線電流IA、IB和IC通過維持晶閘管開關(guān)42、44和46的導(dǎo)通期而維持，這樣就保持了凹陷γ的持續(xù)期。通過在預(yù)定的時間間隔內(nèi)將供給AC感應(yīng)電機16的線電流IA、IB和IC維持在預(yù)定值，AC感應(yīng)電機16的功率因子的相角θ將隨著AC感應(yīng)電機16的加速以及電機端子36、38和40上的反向EMF電壓分別接近電源電壓VA、VB和VC而減小?？梢栽O(shè)想，一旦電機端子36、38和40上的反向EMF電壓超過預(yù)定值，那么相應(yīng)的旁路接觸器50、52和54將分別閉合，這樣AC感應(yīng)電機16的電機端子36將直接通過電源線30連接到AC電源18，AC感應(yīng)電機16的電機端子38將直接通過電源線32連接到AC電源18，AC感應(yīng)電機16的電機端子40將直接通過電源線34連接到AC電源18。
在特定的應(yīng)用中，其中AC感應(yīng)電機16用于驅(qū)動抽取各種粘稠液體的各種類型水泵，為了在電機速度增加時限制AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生的扭矩的變化，通常需要特殊的AC感應(yīng)電機16斜坡啟動過程(ramping)。為了在所謂的“抽取啟動”期間，在AC感應(yīng)電機16加速的過程中保持近似恒定的扭矩，期望保持AC感應(yīng)電機16的功率因子的相角θ。為了保持AC感應(yīng)電機16的功率因子的相角θ恒定，根據(jù)用戶為AC感應(yīng)電機16選擇的初始扭矩輸出T2計算凹陷γ的初始持續(xù)期。可以計算出凹陷γ的中心點和每個電源電壓VA、VB和VC的初始過零電壓之間的相角θ。已知凹陷γ的中心點，以及凹陷將在輔助線電流IA、IB和IC變?yōu)榱銜r出現(xiàn)-換句話說，在負(fù)λ/2處，其中λ是新的凹陷寬度-晶閘管開關(guān)42、44和46將預(yù)選確定的中心點θ之后的λ/2持續(xù)期時觸發(fā)。結(jié)果，盡管凹陷λ的寬度發(fā)生變化，但是AC感應(yīng)電機16的功率因子的相角θ保持恒定。
或者，“抽取啟動”可以通過α控制實現(xiàn)。在α控制中，晶閘管開關(guān)42、44和46分別在相應(yīng)的電機端子36、38和40上出現(xiàn)零電源電壓之后再延時α度之后觸發(fā)。盡管這對于大多數(shù)應(yīng)用是可以的，但是α控制導(dǎo)致少量電機不穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明，為了在加速AC感應(yīng)電機16的過程中提高穩(wěn)定性，觸發(fā)角α可以按比例隨著相位滯后角φ的變化而變化，其中φ對于每個周期是不同的。(一個完整的周期等于360度)。這樣，后續(xù)觸發(fā)角α的比例變化將按照下述關(guān)系式進行αI＝αi-1+P(φI-φi-1) 等式1其中φi是相位滯后；φi-1是前一相位滯后；P是比例增益，通常在0.8和1.2之間；αi是新的觸發(fā)角；αi-1是前一觸發(fā)角。
然后利用積分增益控制觸發(fā)角α的緩慢隨時間變化的平均值。這可以通過向等式1添加額外的積分項實現(xiàn)αI＝αi-1+P(φI-φi-1)+I(αref-αI-1) 等式2其中I是積分增益；αref是期望的觸發(fā)角。
結(jié)果，如果連續(xù)觸發(fā)的觸發(fā)角α在電源半波周期中出現(xiàn)得太晚(即αref-αi-1＜0)，那么等式2中的積分項為負(fù)。這將逐漸使連續(xù)觸發(fā)角α向前變化到預(yù)期位置。如果觸發(fā)角α在半波周期中出現(xiàn)得太早，那么正積分項將通過多次觸發(fā)逐漸使α增加到預(yù)期位置。
為了示出在抽取啟動過程中對凹陷γ的影響，等式2可以用連續(xù)凹陷角γ重寫。這可以通過將等式2兩邊同時減去φi實現(xiàn)αI-φI＝αi-1-φI+P(φI-φi-1)+I(αref-αI-1)＝αi-1-φI-1+φI-1+P(φI-φi-1)+I(αref-αI-1) 等式3這可以表述為
γI＝γI-1+(P-1)ΔφI+I(αref-αi-1) 等式4其中Δφi是連續(xù)電流過零的相位滯后角的變化(φi-φi-1)。
等式4示出為了實現(xiàn)AC感應(yīng)電機16的平穩(wěn)加速以便避免大的扭矩變化所需的對凹陷γ的調(diào)節(jié)。Δφi是連續(xù)電流過零的相位滯后角的變化(φi-φi-1)。為了逐漸增加扭矩，αref在AC感應(yīng)電機16加速過程中逐漸減小。
再次設(shè)想，如果電機端子36、38和40上的反向EMF電壓超過預(yù)定值，相應(yīng)的旁路接觸器50、52和54將分別閉合，這樣，AC感應(yīng)電機16的電機端子36將直接通過電源線30連接到AC電源18，AC感應(yīng)電機16的電機端子38將直接通過電源線32連接到AC電源18，AC感應(yīng)電機16的電機端子40將直接通過電源線34連接到AC電源18。
一旦AC感應(yīng)電機16處于全速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，且旁路接觸器50、52和54閉合，監(jiān)測旁路接觸器50、52和54，這樣如果一個或多個旁路接觸器斷開，那么就觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管開關(guān)42、44或46，保證AC感應(yīng)電機16通過相應(yīng)的電源線30、32或34連接到AC電源18。
為了使軟啟動器14能按照前述方式工作，微處理器48將執(zhí)行一些包含在計算機可執(zhí)行指令60中的預(yù)定功能，見圖3。應(yīng)當(dāng)理解，盡管這些功能是以軟件實現(xiàn)的方式進行描述的，可以設(shè)想這些功能也可以用分立固態(tài)硬件以及固態(tài)硬件和軟件的組合實現(xiàn)。
參考圖2a，微處理器48通過收發(fā)機63連接到網(wǎng)絡(luò)。收發(fā)機63包括來自微處理器48的第一和第二輸入Txen和Tx，并具有一個到微處理器48的輸出Rx。收發(fā)機63允許微處理器48通過網(wǎng)絡(luò)向電機控制系統(tǒng)10的其它電機控制發(fā)送和接收信號?？梢栽O(shè)想，收發(fā)機63是一種通用異步接收機/發(fā)射機，例如標(biāo)準(zhǔn)RS485收發(fā)機。
微處理器48具有多個與上述所選參數(shù)對應(yīng)的輸入信號。這些輸入包括電源電壓VA、VB和VC和輔助線電流IA、IB和IC。晶閘管開關(guān)42、44和46上的電壓降VAD、VBD和VCD分別輸入到微處理器48。另外，電源線30、32和34的總線溫度TA、TB和TC分別輸入到微處理器48。輸入到微處理器48的電壓送到分壓器64，以便將提供的輸入信號幅度減小到可以接受的不會損壞微處理器48的輸入范圍內(nèi)。線電流信號和溫度讀數(shù)送到濾波器65，以便確保微處理器48準(zhǔn)確地讀取，消除其中的噪聲。
微處理器48還包括多個可編程輸入68a-68e和多個輸出70a-70b。例如，輸入68a連接到選擇設(shè)備(未示出)，激活選擇設(shè)備將使AC感應(yīng)電機啟動。輸入68b和68c連接到相應(yīng)的選擇設(shè)備(未示出)，激活選擇設(shè)備將使AC感應(yīng)電機16啟動和停止，如下所述。輸出70a和70b可以連接到指示設(shè)備(未示出)，以便指示AC感應(yīng)電機16的故障或指示AC感應(yīng)電機16將要全速轉(zhuǎn)動。
參考圖3，在啟動微處理器48的過程中，為了使微處理器48執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令60，微處理器48在方框74進行引導(dǎo)，在方框76進行初始化。參考圖4，在初始化過程中，微處理器48在方框77裝載對應(yīng)于AC感應(yīng)電機16的軟件參數(shù)和從網(wǎng)絡(luò)上的其它電機控制接收的參數(shù)，如以下所述。監(jiān)測電源線30、32、34上的電源電壓VA、VB和VC，以便判斷電源線30、32或34是否錯誤地連接到AC感應(yīng)電機16上，這樣會使相位順序反轉(zhuǎn)，方框78。如果相位順序沒有反轉(zhuǎn)，就結(jié)束初始化過程。類似地，如果在方框80相位順序反轉(zhuǎn)，但在方框82相位順序的監(jiān)測失效，也結(jié)束微處理器48的初始化過程。然而，如果相位監(jiān)測有效，微處理器48將終止AC感應(yīng)電機16的啟動，并在方框84啟動輸出70a上的指示器，如上所述。
參考圖3，在方框76完成初始化之后，在方框86微處理器48執(zhí)行過零電壓過程。參考圖5，微處理器48確定電源電壓VC的初始電壓過零，方框88。此后，測量VC的持續(xù)期，方框90。根據(jù)測量到的持續(xù)期，預(yù)測電源電壓VC的持續(xù)期，方框92。監(jiān)測實際的持續(xù)期，以便判定電源電壓VC的實際持續(xù)期和預(yù)測持續(xù)期之間的任何差異，方框94。電源電壓VC的的實際過零點與電源電壓VC的預(yù)測過零點進行比較，方框94，確定電源電壓VC的實際電壓過零點和預(yù)測電壓過零點之間的差異。此后，根據(jù)先前確定的差異調(diào)節(jié)電源電壓VC的持續(xù)期值，方框96。給定電源電壓VC的持續(xù)期的調(diào)節(jié)值，就可以預(yù)測電源電壓VC的下一個電壓過零點，整個過程重復(fù)進行。電源電壓VC的預(yù)測持續(xù)期用于計算電源電壓VA和VB的持續(xù)期，其又用于判定觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46的正確觸發(fā)角。VA和VB的持續(xù)期是通過分別從VC的持續(xù)期上加上和減去120度計算出來的。
如圖3所示，根據(jù)其輸入，微處理器48判定在AC感應(yīng)電機16上是否出現(xiàn)過載條件，方框98。參考圖6，微處理器48判定AC感應(yīng)電機16上是否出現(xiàn)阻塞條件，方框100。如果在全速轉(zhuǎn)動條件下，線電流IA、IB和IC之和超過預(yù)定值一段預(yù)定的時間持續(xù)期，那么在AC感應(yīng)電機16上就出現(xiàn)阻塞條件。如果檢測到阻塞條件，微處理器48就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
另外，微處理器48判定AC感應(yīng)電機16是否已經(jīng)失速，方框102。如果在AC感應(yīng)電機16加速時線電流IA、IB和IC之和超過預(yù)定值一段預(yù)定的時間持續(xù)期，就出現(xiàn)失速條件。如果在AC感應(yīng)電機16加速的過程中出現(xiàn)失速條件，微處理器48就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
微處理器48監(jiān)測電源線30、32和34的總線溫度TA、TB和TC，方框104，這樣，如果總線溫度TA、TB和TC超過預(yù)定值一段預(yù)定的時間持續(xù)期，微處理器48就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
微處理器48還監(jiān)測AC感應(yīng)電機16的熱過載條件，方框106。如果單根電源線30、32或34上的電源電壓或線電流的RMS值超過預(yù)定值一段預(yù)定的時間持續(xù)期，就發(fā)生熱過載。如果微處理器48在AC感應(yīng)電機上檢測到熱過載條件，微處理器48就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
在過載子程序中，微處理器48還監(jiān)測在電源線30、32或34上是否出現(xiàn)相位失衡，方框108。為了判定是否出現(xiàn)相位失衡，將電源電壓VA、VB和VC的RMS值與預(yù)定值進行比較，這樣電源電壓VA、VB和VC下降到低于正常RMS線電壓預(yù)定的百分比將使微處理器48判定相位失衡。如果微處理器48檢測到相位失衡，那么就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
微處理器48還判定電源電壓VA、VB和VC的RMS電壓是否低于預(yù)定RMS線電壓，例如，低于正常RMS線電壓的50％，方框110。如果電源電壓VA、VB和VC的RMS電壓在預(yù)定時間內(nèi)低于預(yù)定的RMS線電壓，就發(fā)生失相。如果微處理器48檢測到失相，微處理器48就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
見圖6，微處理器48在軟啟動器14工作過程中連續(xù)監(jiān)測電機16的過載條件。如果在AC感應(yīng)電機16上出現(xiàn)過載條件，如上所述，微處理器48就通過輸出70a為用戶提供信號，還可以通過網(wǎng)絡(luò)向其它電機控制提供信號，如下所述。
見圖3，微處理器48重復(fù)更新模擬測量值或到微處理器48的輸入，方框112。利用這些輸入，微處理器48在計算機可執(zhí)行指令60的主程序中啟動、停止和控制AC感應(yīng)電機16。
參考圖7和22，為了啟動AC感應(yīng)電機16，為其提供初始電壓，以便克服AC感應(yīng)電機16的轉(zhuǎn)動慣量。為了“反沖(kick)啟動”AC感應(yīng)電機16，方框116，用戶選擇施加電壓的時間t1和AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生的扭矩T1。根據(jù)用戶為反沖啟動選擇的時間t1和扭矩T1，微處理器48計算相應(yīng)的凹陷寬度γ，以便AC感應(yīng)電機16可以基本上在整個預(yù)定時間持續(xù)期t1內(nèi)提供用戶所選的扭矩T1。如果用戶不期望用反沖啟動啟動AC感應(yīng)電機16，用戶就將反沖啟動的用戶選擇時間t1設(shè)定為零。完成反沖啟動之后，方框116，微處理器48調(diào)節(jié)凹陷寬度γ，以便響應(yīng)用戶選擇的啟動扭矩T2，方框118。此后，微處理器48根據(jù)用戶選擇的方法啟動AC感應(yīng)電機16，以便使AC感應(yīng)電機全速轉(zhuǎn)動。用戶選擇以正常斜坡啟動，方框120，抽取啟動，方框122，或恒電流啟動，方框124，來啟動AC感應(yīng)電機16。
在正常斜坡啟動期間，方框120，通過在用戶選擇的時間持續(xù)期t2內(nèi)逐漸增加線電流IA、IB和IC，使AC感應(yīng)電機16全速轉(zhuǎn)動。根據(jù)用戶選擇的初始扭矩設(shè)定T2，微處理器48計算AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生這種扭矩所需的初始線電流IA、IB和IC。初始線電流IA、IB和IC對應(yīng)于凹陷γ的初始寬度。微處理器48產(chǎn)生分別觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46的觸發(fā)信號SA、SB和SC，在適當(dāng)?shù)臅r間產(chǎn)生凹陷γ。通過分別縮短在電機端子36、38和40看到的端子電壓的凹陷γ持續(xù)期，來分別逐漸增大晶閘管開關(guān)42、44和46的導(dǎo)通期，線電流IA、IB和IC線性上升。
成對地觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46，以便為線電流流進和流出AC感應(yīng)電機16提供通路。此后，監(jiān)測反向EMF電壓，方框132，如上所述，以便判定AC感應(yīng)電機16是否全速轉(zhuǎn)動。如果AC感應(yīng)電機16沒有全速轉(zhuǎn)動，方框134，且沒有超過用戶選擇的斜坡時間，方框136，微處理器48計算晶閘管開關(guān)42、44和46的下一觸發(fā)角α，以便進一步減小凹陷γ的持續(xù)期，并相應(yīng)地觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46，如上所述。如果已經(jīng)超過斜坡時間t2，且AC感應(yīng)電機16沒有全速轉(zhuǎn)動，就停止AC感應(yīng)電機16，如下所述。
如果AC感應(yīng)電機在用戶選擇的斜坡時間t2內(nèi)到達(dá)全速轉(zhuǎn)動，微處理器48在方框138迅速地縮短凹陷γ的持續(xù)期，同時在方框140監(jiān)測線電流IA、IB和IC。如果線電流IA、IB和IC低于AC感應(yīng)電機16的滿負(fù)荷安培值，微處理器48就產(chǎn)生輸出信號BA、BB和BC，以便分別關(guān)閉旁路接觸器50、52和54，方框142。通過關(guān)閉旁路接觸器50、52和54，執(zhí)行旁路子程序，方框144。
或者，AC感應(yīng)電機16以“抽取啟動”方式啟動，方框122。參考圖9，在抽取啟動過程中，方框122，隨著電機在用戶選擇時間t2的持續(xù)期內(nèi)逐漸加速到全速轉(zhuǎn)動，AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生相對恒定的或逐漸增加的扭矩。根據(jù)用戶選擇的初始扭矩設(shè)定T2，微處理器48計算AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生這種扭矩所需的初始線電流IA、IB和IC。初始線電流IA、IB和IC對應(yīng)于凹陷γ的初始寬度。微處理器48產(chǎn)生分別觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46的觸發(fā)信號SA、SB和SC，在適當(dāng)?shù)臅r間產(chǎn)生凹陷γ。晶閘管開關(guān)42、44和46的觸發(fā)角α的計算如上所述，由微處理器48進行，以便維持AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生的扭矩，方框146。
如上所述，晶閘管開關(guān)42、44和46必需成對地觸發(fā)，方框148，以便為線電流流入和流出AC感應(yīng)電機16提供通路。此后，監(jiān)測反向EMF電壓，方框150，如上所述，以便判定AC感應(yīng)電機16是否全速轉(zhuǎn)動。如果AC感應(yīng)電機16沒有全速轉(zhuǎn)動，方框152，且沒有超過用戶選擇的斜坡時間t2，方框153，微處理器48就計算晶閘管開關(guān)42、44和46的下一觸發(fā)角α，如上所述，方框146，以便維持AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生的扭矩，過程重復(fù)進行。如果超過斜坡時間t2，且AC感應(yīng)電機16沒有處于工作轉(zhuǎn)速，就停止AC感應(yīng)電機16，方框137，如下所述。
如果AC感應(yīng)電機16在用戶選擇的斜坡時間t2內(nèi)達(dá)到全速轉(zhuǎn)動，微處理器48就迅速地縮短凹陷γ的持續(xù)期，方框154，同時監(jiān)測線電流IA、IB和IC，方框156。如果線電流IA、IB和IC低于AC感應(yīng)電機16的滿負(fù)荷安培值，微處理器48就分別產(chǎn)生輸出信號BA、BB和BC，以便閉合旁路接觸器50、52和54，方框158。通過閉合旁路接觸器50、52和54，執(zhí)行旁路子程序，方框144。
用戶可以選擇通過向其供給恒電流來啟動AC感應(yīng)電機16，方框124。參考圖10，在恒電流啟動過程中，方框124，向AC感應(yīng)電機16供給基本恒定的電流，以便在用戶選擇時間t2的持續(xù)期內(nèi)將AC感應(yīng)電機16加速到全速轉(zhuǎn)動。根據(jù)用戶選擇的初始扭矩設(shè)定T2，微處理器48計算初始線電流IA、IB和IC。為了維持供給AC感應(yīng)電機16的恒定線電流IA、IB和IC，必需維持晶閘管開關(guān)42、44和46的導(dǎo)通期，也就是凹陷γ的持續(xù)期。如上所述，線電流IA、IB和IC對應(yīng)于凹陷γ的寬度。結(jié)果，微處理器48計算維持凹陷γ的持續(xù)期的觸發(fā)角α，方框160，并產(chǎn)生分別觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46的觸發(fā)信號SA、SB和SC，在適當(dāng)?shù)臅r間產(chǎn)生凹陷γ，方框162。
如上所述，晶閘管開關(guān)42、44和46必需成對觸發(fā)，以便為線電流流入和流出AC感應(yīng)電機16提供通路。此后，監(jiān)測反向EMF電壓，方框164，如上所述，以便判定AC感應(yīng)電機16是否全速轉(zhuǎn)動。如果AC感應(yīng)電機16沒有全速轉(zhuǎn)動，方框166，且沒有超過用戶選擇的斜坡時間t2，方框168，微處理器48就計算晶閘管開關(guān)42、44和46的下一觸發(fā)角α，如上所述，方框160，以便維持供給AC感應(yīng)電機16的電流，過程重復(fù)進行。如果超過斜坡時間t2，且AC感應(yīng)電機16沒有全速轉(zhuǎn)動，就停止AC感應(yīng)電機16，方框137，如下所述。
如果AC感應(yīng)電機16在用戶選擇的斜坡時間t2內(nèi)達(dá)到全速轉(zhuǎn)動，微處理器48就迅速地縮短凹陷γ的持續(xù)期，方框170，同時監(jiān)測線電流IA、IB和IC，方框172。如果線電流IA、IB和IC低于AC感應(yīng)電機16的滿負(fù)荷安培值，微處理器48就產(chǎn)生分別閉合旁路接觸器50、52和54的輸出信號BA、BB和BC，方框174。通過閉合旁路接觸器50、52和54，執(zhí)行旁路子程序，方框144。
參考圖11，在旁路過程中，微處理器48監(jiān)測反向EMF電壓，方框176。如果分別在晶閘管開關(guān)42、44和46上檢測到電壓降VAD、VBC或VCD，則分別使接觸器50、52或54開路，方框180。一旦檢測到電壓降，微處理器48就根據(jù)開路的旁路接觸器50、52或54，發(fā)送分別觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和/或46的信號SA、SB和SC，方框182。此后，微處理器分別向相應(yīng)的開路旁路接觸器50、52或54發(fā)送信號BA、BB和BC，試圖再次閉合開路的旁路接觸器，方框184。如果開路的旁路接觸器50、52或54閉合，方框186，AC感應(yīng)電機16就繼續(xù)全速轉(zhuǎn)動，微處理器48繼續(xù)監(jiān)測反向EMF電壓，方框176，以便嘗試著判定是否有一個旁路接觸器開路。
在開路的旁路接觸器沒有閉合，且沒有超過預(yù)定時間持續(xù)期的情況下，方框188，微處理器48根據(jù)開路的旁路接觸器50、52或54持續(xù)地觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44或46，以試圖使其閉合。如果開路的旁路接觸器50、52或54不能在預(yù)定的時間持續(xù)期內(nèi)閉合，就停止AC感應(yīng)電機16，方框137。
參考圖12，為了根據(jù)用戶命令或預(yù)定條件，如上所述，停止AC感應(yīng)電機16，微處理器48通過分別檢測晶閘管開關(guān)42、44和46上是否存在電壓降VAD、VBD或VCD來初始地判定旁路接觸器50、52和54是否閉合。如果旁路接觸器50、52和54閉合，微處理器48就發(fā)送分別使旁路接觸器50、52和54開路的信號BA、BB和BC，方框192，這樣一旦旁路接觸器50、52和54開路，微處理器48就能立刻檢測到電壓降VAD、VBD和VCD。此后，微處理器48立刻發(fā)送分別觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46的信號SA、SB和SC。一旦旁路接觸器50、52和54開路，AC感應(yīng)電機16就通過在用戶選擇時間t3的持續(xù)期內(nèi)在電源電壓VA、VB和VC中增加凹陷γ來逐漸降低AC感應(yīng)電機16的轉(zhuǎn)速。在經(jīng)過用戶選擇時間t3的持續(xù)期之后，所有的晶閘管開關(guān)42、44和46都開路，方框196，這樣沒有任何電流或電壓供給AC感應(yīng)電機16。此后，AC感應(yīng)電機16在負(fù)載的作用下停止。在用戶不希望逐漸停止AC感應(yīng)電機16的情況下，就通過將用戶選擇時間t3的持續(xù)期設(shè)定為零，來消除通過觸發(fā)晶閘管開關(guān)42、44和46來逐漸在電源電壓VA、VB和VC中增加凹陷γ的步驟。
再參考圖3，可以設(shè)想，AC感應(yīng)電機16的微處理器48與連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制通訊，以便為某些原因而發(fā)送和接收信息包，如下所述。微處理器48周期性地通過收發(fā)機63向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送輸出信號TXEN和TX，并通過收發(fā)機63從連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制接收輸入信號RX，方框198。
參考圖14-15，用戶輸入和顯示單元22包括連接到LCD顯示器210的微控制器200?？梢栽O(shè)想，LCD顯示器210是標(biāo)準(zhǔn)的四行乘十字符的顯示器。用戶輸入和顯示單元22還包括連接到微控制器200的串行EEPROM212，和通過用參考號214表示的多個用戶輸入設(shè)備。在優(yōu)選實施方案中，見圖16，用戶輸入設(shè)備214包括軸角編碼器216和四個按鈕開關(guān)218-221。
微控制器200通過收發(fā)機222連接到網(wǎng)絡(luò)?？梢栽O(shè)想，收發(fā)機222是通用異步接收機/發(fā)射機，例如允許微控制器200發(fā)送和接收信息包的標(biāo)準(zhǔn)RS485收發(fā)機。
參考圖16，給出了存儲在微控制器200中的可執(zhí)行指令流程圖。在開始處，方框224，微控制器200初始化與其連接的各項，開始搜索過程，方框228，以便將其標(biāo)識發(fā)送給連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制，并搜索連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制。微控制器200通過收發(fā)機222向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出搜索信號，并等待其它電機控制的回答。此后，微控制器200一直等待到搜索成功為止，方框230。如果搜索沒有成功，則重復(fù)該過程。然而，如果搜索成功，微控制器200就向電機控制系統(tǒng)10的主要的同類電機驅(qū)動器，例如自啟動器14，請求參數(shù)結(jié)構(gòu)。參數(shù)結(jié)構(gòu)是定義單個電機驅(qū)動參數(shù)的軟件使用的信息列表。
如果參數(shù)結(jié)構(gòu)信息與主要的同類電機驅(qū)動器(軟啟動器14)的預(yù)編程數(shù)據(jù)庫不相符，就終止微控制器200上的可執(zhí)行指令，因為沒有匹配的數(shù)據(jù)庫，方框232。然而，如果數(shù)據(jù)庫匹配，那么就通過微控制器200下載參數(shù)結(jié)構(gòu)信息，方框234，并保存在串行EEPROM212中。一旦成功地下載參數(shù)結(jié)構(gòu)信息，還要下載與這些參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)值，方框236，并保存在RAM中。在完成這些步驟之后，微控制器200的可執(zhí)行指令就指向主程序。
參考圖19，在主子程序中，方框238，微控制器200掃描輸入設(shè)備(軸角編碼器216和按鈕218-221)，以便判定是否發(fā)生了任何用戶操作，方框240。如果檢測到變化，方框242，微控制器200就執(zhí)行與每個輸入設(shè)備相關(guān)的微控制器可執(zhí)行指令，圖17-21。
輸入/菜單子程序，方框243，通過用戶按下“輸入/菜單”按鈕219進行初始化。參考圖17-18，按下“輸入/菜單”按鈕219，將在主菜單屏幕246和參數(shù)屏幕248之間切換LCD顯示器210上的顯示。在啟動之后，就一直顯示主菜單屏幕246，直到按下輸入/菜單按鈕219。在主菜單屏幕中，顯示了三個參數(shù)250a、250b和250c。箭頭252指向中間的顯示參數(shù)250b。主菜單屏幕的右下角顯示字符“輸入”，而屏幕的左下角顯示AC感應(yīng)電機16的方向。可以設(shè)想，通過轉(zhuǎn)動軸角編碼器216，微控制器200將執(zhí)行增加/減少子程序，方框251。在增加/減少子程序中，圖19，如果LCD顯示主菜單屏幕，方框265，轉(zhuǎn)動軸角編碼器216，主菜單屏幕246將滾動顯示存儲在串行EEPROM212中的參數(shù)列表，方框267。
按下輸入/菜單按鈕219，LCD顯示器210將觸發(fā)與箭頭252指示的參數(shù)250b對應(yīng)的參數(shù)屏幕。在參數(shù)屏幕248中，LCD顯示器210的頂線260顯示與參數(shù)248的現(xiàn)有值對應(yīng)的水平條圖形。第二條線262顯示存儲在RAM中的數(shù)據(jù)值和所選參數(shù)250b的相應(yīng)刻度標(biāo)記。第三條線顯示所選參數(shù)250b的名稱。第四條線264仍就在LCD顯示器210的左下角顯示電機方向，但右下角將讀為“主屏幕”，因為輸入/菜單219的新功能是將LCD顯示器210返回主菜單屏幕246。
參數(shù)屏幕248的第二條線262上示出的參數(shù)數(shù)據(jù)值可以是兩種類型，“可改變”或“計量”數(shù)據(jù)值。如果LCD顯示器正在顯示參數(shù)屏幕248，方框265，轉(zhuǎn)動軸角編碼器216，用戶只有在數(shù)據(jù)值是“可改變”值時才可以修改顯示數(shù)據(jù)值的計量值，方框269。如果數(shù)據(jù)值不是“可改變”值，那么轉(zhuǎn)動軸角編碼器216將沒有作用。如果用戶改變了數(shù)據(jù)值，方框271，在按下輸入/菜單按鈕219而返回主菜單屏幕246時，微控制器200將向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送用戶調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)值。此后，微控制器200返回主程序，方框273。
另外，一旦按下輸入/菜單按鈕219從主菜單屏幕246中選擇了參數(shù)250b，微控制器200就通過收發(fā)機222經(jīng)網(wǎng)絡(luò)向主要的同類電機控制自啟動器14的微處理器48為所選參數(shù)250b的現(xiàn)有值發(fā)送請求，該值由微處理器48送回。
可以設(shè)想，開始按鈕220與電機方向按鈕218一起工作。用戶按下電機方向按鈕218將使LCD顯示器210的左下角在AC感應(yīng)電機16的一系列預(yù)定方向設(shè)定，例如正向、反向、正向-慢速、反向-慢速之間循環(huán)，方框266。參考圖20，當(dāng)方向設(shè)定為正向或反向模式時，按下啟動按鈕220將使微控制器200進入啟動子程序，方框268，并向主要電機控制，自啟動器14，發(fā)送控制信號，以便啟動或停止AC感應(yīng)電機16，方框270，如上所述。當(dāng)方向是正向-慢速或反向-慢速方向設(shè)定時，方框272，微控制器200就在放開啟動按鈕220時通過網(wǎng)絡(luò)向主要電機控制，自啟動器14，發(fā)送控制信號，放開276，以便按照用戶選擇的方向慢速啟動AC感應(yīng)電機16。此后，啟動子程序結(jié)束，方框275。
參考圖21，一旦按下停止按鈕221，微控制器200就進入停止子程序，方框276，并立即向主要電機控制，軟啟動器14發(fā)送停止命令，方框278，以便停止AC感應(yīng)電機16。一旦放開停止按鈕220，方框279，微控制器200就向主要電機控制，軟啟動器14發(fā)送停止按鈕放開命令，方框281。停止按鈕放開命令將阻止軟啟動器14再次啟動，直到放開停止按鈕221，無論微處理器48在輸入68b上是否收到啟動命令，或從網(wǎng)絡(luò)上的其它電機控制是否收到啟動命令。此后，終止停止子程序，放開283。
參考圖17，在完成上述子程序后，微控制器更新LCD顯示器210，方框285，并返回掃描輸入設(shè)備的步驟。
參考22-24，電機控制系統(tǒng)10包括具有通過收發(fā)機282連接到網(wǎng)絡(luò)的微控制器280的可編程輸入/輸出模塊26?？梢栽O(shè)想，收發(fā)機282是通用異步接收機/發(fā)射機，例如標(biāo)準(zhǔn)RS485收發(fā)機。收發(fā)機282允許微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)向其它電機控制發(fā)送和接收信號。可編程輸入/輸出模塊26還包括多個通常用參考號284表示的用戶輸入/輸出設(shè)備，和多個用參考號286表示的、也連接到微控制器280的LED。
見圖22，多個用戶輸入/輸出設(shè)備包括在第一阻塞開啟位置和第二斷開位置之間移動的第一跳線(dip)開關(guān)290。在阻塞開啟位置，微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送控制信號，該信號指示微處理器48監(jiān)測AC感應(yīng)電機16上是否出現(xiàn)阻塞條件，如上所述。如果跳線開關(guān)290處于斷開位置，微控制器280就向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送控制信號，指示微處理器48關(guān)閉微處理器48對在AC感應(yīng)電機16上可能出現(xiàn)的阻塞條件的監(jiān)測。如果跳線開關(guān)290處于阻塞開啟位置，并且軟啟動器14的微處理器48在AC感應(yīng)電機16上檢測到阻塞條件，軟啟動器14的微處理器48就通過網(wǎng)絡(luò)向可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280發(fā)送報警信號，這樣可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280就接通并點亮LED292。
第二跳線開關(guān)294在第一失速開啟位置和第二斷開位置之間移動。在失速開啟位置，微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送控制信號，該信號指示微處理器48監(jiān)測AC感應(yīng)電機16上是否出現(xiàn)失速條件，如上所述。如果跳線開關(guān)294處于斷開位置，微控制器280就向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送控制信號，指示微處理器48關(guān)閉微處理器48對在AC感應(yīng)電機16上可能出現(xiàn)的失速條件的監(jiān)測。如果跳線開關(guān)294處于失速開啟位置，并且軟啟動器14的微處理器48在AC感應(yīng)電機16上檢測到失速條件，軟啟動器14的微處理器48就通過網(wǎng)絡(luò)向可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280發(fā)送報警信號，這樣可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280就接通并點亮LED296。
第三跳線開關(guān)298在第一反相開啟位置和第二斷開位置之間移動。在反相開啟位置，微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送控制信號，該信號指示微處理器48監(jiān)測AC感應(yīng)電機16上的相位是否顛倒，如上所述。如果跳線開關(guān)298處于斷開位置，微控制器280就向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送控制信號，指示微處理器48關(guān)閉微處理器48對在AC感應(yīng)電機16上可能出現(xiàn)的反相的監(jiān)測。如果跳線開關(guān)298處于反相開啟位置，并且軟啟動器14的微處理器48在AC感應(yīng)電機16上檢測到反相條件，軟啟動器14的微處理器48就通過網(wǎng)絡(luò)向可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280發(fā)送報警信號，這樣可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280就接通并點亮LED300。
跳線開關(guān)302在第一手動復(fù)位位置和第二自動復(fù)位位置之間移動。在手動復(fù)位位置，微控制器280向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，指示微處理器48不要試圖在AC感應(yīng)電機16由于過載或故障而停止之后重新啟動AC感應(yīng)電機16，如上所述。跳線開關(guān)302處于自動復(fù)位位置，微控制器280向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，這樣軟啟動器14就自動地試圖在判定AC感應(yīng)電機16出現(xiàn)過載或故障之后的預(yù)定持續(xù)期之后重新啟動AC感應(yīng)電機16。
跳線開關(guān)304在第一正常啟動位置和第二抽取啟動位置之間移動。跳線開關(guān)304處于正常啟動位置，微控制器280向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，一接收到啟動命令就對AC感應(yīng)電機16執(zhí)行正常斜坡啟動，方框120，如上所述。跳線開關(guān)304處于抽取啟動位置，微控制器280向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，一接收到啟動命令就對AC感應(yīng)電機16執(zhí)行抽取啟動，方框122，如上所述。
跳線開關(guān)306在第一斜坡啟動位置和第二限制電流位置之間移動。跳線開關(guān)306處于斜坡啟動位置，微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，使微處理器48根據(jù)接收到的啟動命令對AC感應(yīng)電機16執(zhí)行正常斜坡啟動，方框120，或抽取啟動，方框122。跳線開關(guān)306處于限電流啟動位置，微控制器280向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，根據(jù)啟動命令對AC感應(yīng)電機16執(zhí)行恒電流啟動，方框124，如上所述。
可編程輸入/輸出模塊26還包括多個在電機16的啟動過程中調(diào)節(jié)各種時間持續(xù)期和扭矩值的電位計。電位計320允許用戶為通過軟啟動器14進行的AC感應(yīng)電機16的反沖啟動設(shè)定時間持續(xù)期t1。通過轉(zhuǎn)動電位計320，電位計320上的電壓降將發(fā)生變化，這樣電壓降的幅度將對應(yīng)于用于AC感應(yīng)電機16的反沖啟動的預(yù)定時間持續(xù)期t1。例如，電位計320可以在表示軟啟動器14不執(zhí)行AC感應(yīng)電機16的反沖啟動的t1值零秒(0)和兩秒(2)之間轉(zhuǎn)動。根據(jù)電位計320的設(shè)定及其上的電壓降，微控制器280向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送指令信號，以選定的時間持續(xù)期t1執(zhí)行反沖啟動，如上所述。
電位計322允許用戶為通過軟啟動器14進行的AC感應(yīng)電機16的反沖啟動設(shè)定最大扭矩值T1。通過轉(zhuǎn)動電位計322，電位計322上的電壓降將發(fā)生變化，這樣電壓降的幅度將對應(yīng)于用于AC感應(yīng)電機16的反沖啟動的用戶所選最大扭矩T1。例如，電位計322可以在與表示軟啟動器14不執(zhí)行AC感應(yīng)電機16的反沖啟動的零扭矩(0)對應(yīng)的第一值和AC感應(yīng)電機的足額直接在線啟動扭矩的90％之間轉(zhuǎn)動。根據(jù)電位計322的設(shè)定及其上的電壓降，微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)向微處理器48發(fā)送指令信號，執(zhí)行將AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生的扭矩斜坡到用戶選擇值T1的反沖啟動。
電位計324允許用戶為軟啟動器14設(shè)定將AC感應(yīng)電機16斜坡到全速轉(zhuǎn)動的時間持續(xù)期t2。通過轉(zhuǎn)動電位計324，電位計324上的電壓降將發(fā)生變化，這樣電壓降的幅度將對應(yīng)于用于將AC感應(yīng)電機16由初始用戶選擇的扭矩值T2斜坡到與AC感應(yīng)電機16在滿電壓下轉(zhuǎn)動對應(yīng)的扭矩值的用戶選擇時間持續(xù)期t2。例如，電位計324在與0.5秒斜坡時間對應(yīng)的值和與180秒斜坡時間對應(yīng)的值之間轉(zhuǎn)動。根據(jù)電位計324的設(shè)定及其上的電壓降，微控制器280向微處理器48發(fā)送指令信號，告訴微處理器48為了使AC感應(yīng)電機16達(dá)到全速轉(zhuǎn)動所需的用戶選擇的時間持續(xù)期t2。
電位計326允許用戶在AC感應(yīng)電機16反沖啟動之后設(shè)定初始扭矩值T2。通過轉(zhuǎn)動電位計326，電位計326上的電壓降將發(fā)生變化，這樣電壓降的幅度將對應(yīng)于在反沖啟動之后由AC感應(yīng)電機16產(chǎn)生的預(yù)定初始扭矩T2。例如，電位計326在與電機16在反沖啟動之后不產(chǎn)生扭矩的零扭矩(0)對應(yīng)的值和與在滿電源電壓下轉(zhuǎn)動AC感應(yīng)電機16所產(chǎn)生的扭矩值的100％的初始扭矩對應(yīng)的值之間轉(zhuǎn)動。根據(jù)電位計326的設(shè)定及其上的電壓降，微控制器280向微處理器48發(fā)送指令信號，使初始扭矩等于用戶選擇的初始扭矩T2。
電位計328允許用戶為了在停止AC感應(yīng)電機16的過程中逐漸增加凹陷γ的持續(xù)期而設(shè)定時間持續(xù)期t3，如上所述。通過轉(zhuǎn)動電位計328，電位計328上的電壓降將發(fā)生變化，這樣電壓降的幅度將對應(yīng)于為逐漸停止AC感應(yīng)電機16而設(shè)定的用戶選擇時間持續(xù)期t3。例如，電位計328在與電機16不是逐漸停止的零秒(0)對應(yīng)的值和與60秒對應(yīng)的值之間轉(zhuǎn)動。根據(jù)電位計328的用戶選擇設(shè)定及其上的電壓降，微控制器280向微處理器48發(fā)送指令信號，使AC感應(yīng)電機16在斷開旁路接觸器50、52和54之后、在斷開晶閘管開關(guān)42、44和46之前的時間持續(xù)期t3內(nèi)以上述方式逐漸停止。
電位計330允許用戶通知微處理器48AC感應(yīng)電機16的滿負(fù)荷安培額定值。通過轉(zhuǎn)動電位計330，其上的電壓降將發(fā)生變化，這樣電壓降的幅度將對應(yīng)于AC感應(yīng)電機16的預(yù)定滿負(fù)荷安培額定值。根據(jù)電位計320的設(shè)定及其上的電壓降，微控制器280向微處理器48發(fā)送指令信號，通知微處理器48AC感應(yīng)電機16的滿負(fù)荷安培額定值。
可編程輸入/輸出模塊26還包括第一和第二斷開保護類別跳線開關(guān)332和334。每個斷開保護類別跳線開關(guān)332和334都可以在第一和第二位置之間移動。斷開保護類別跳線開關(guān)332和334的位置組合允許用戶為微處理器48設(shè)定斷開保護類別，異步監(jiān)測AC感應(yīng)電機16上的熱過載。根據(jù)斷開保護類別開關(guān)332和334的設(shè)定的組合，微控制器280向微處理器48發(fā)送指令信號，該信號在判定AC感應(yīng)電機16上是否出現(xiàn)熱過載時用于向微處理器48指示期望的斷開保護類別?？删幊梯斎?輸出模塊26還包括通知用戶在AC感應(yīng)電機16上出現(xiàn)熱過載條件的LED336。根據(jù)AC感應(yīng)電機16上的熱過載條件，微處理器48向微控制器280發(fā)送指令信號，通知微控制器280熱過載條件。由此，微控制器280接通LED336，以便通知用戶。
可編程輸入/輸出模塊26還包括熱過載LED337。如上所述，微處理器48還監(jiān)測AC感應(yīng)電機16上的熱過載條件，方框106。如果微處理器48在AC感應(yīng)電機16上檢測到熱過載條件，軟啟動器14的微處理器48就通過網(wǎng)絡(luò)向可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280發(fā)送報警信號，這樣可編程輸入/輸出模塊26的微控制器280就接通并點亮熱過載LED337。
參考圖24，提供了存儲在微控制器280中的用戶可執(zhí)行指令流程圖。在開始處，方框340，初始化微控制器280，方框342。此后，微控制器280開始搜索過程，方框344，以便向與網(wǎng)絡(luò)相連的其它電機控制發(fā)送其標(biāo)識，并搜索連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制。微控制器280通過收發(fā)機282在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送搜索信號，并等待其它電機控制的回答，方框346。如果搜索沒有成功，就重復(fù)該過程。然而，如果搜索成功，微控制器280就執(zhí)行其計算機可執(zhí)行指令的主子程序，方框347。
參考圖25，給出了存儲在微控制器280中的計算機可執(zhí)行指令的主子程序流程圖。在主子程序中，方框347，微控制器280掃描跳線開關(guān)，方框348，并根據(jù)來自軟啟動器14的微處理器48的指示或報警信號更新阻塞LED292、失速LED296、反相LED300、過載LED336和熱過載LED337，方框350。如果微控制器280通過網(wǎng)絡(luò)接收到來自軟啟動器14的微處理器48的數(shù)據(jù)請求，方框352，微控制器280就處理來自微處理器48的請求，方框354，掃描電位計，方框356，并將關(guān)于電位計和跳線開關(guān)位置的的請求信息發(fā)送給軟啟動器14的微控制器48，如上所述。
參考圖26，按鈕模塊28包括支撐多個跳線開關(guān)362a-h和多個按鈕開關(guān)364a-f的殼體360。蓋層366覆蓋在殼體360的上表面368上。蓋層366包括六個分別覆蓋并對應(yīng)按鈕開關(guān)364a-f的按鈕部分370a-f。
參考圖28，按鈕364a-f和跳線開關(guān)362a-h一般用參考號372表示。輸入設(shè)備372連接到微控制器374，微控制器依次地通過收發(fā)機376連接到網(wǎng)絡(luò)。可以設(shè)想，收發(fā)機376是通用異步接收機/發(fā)射機，例如標(biāo)準(zhǔn)RS485收發(fā)機。見圖27a-c和28，可以將多個LED378a-f連接到微控制器374，一般指示各種電機參數(shù)的狀態(tài)，如下所述。LED378a-f分別對應(yīng)于按鈕364a-f，并且就是按鈕附加的位置。
可以設(shè)想，跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定的每一種組合都對應(yīng)于一種唯一的分配按鈕364a-f和LED378a-f的組合。這樣，通過調(diào)節(jié)跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定，微控制器374就可以根據(jù)按下的按鈕364a-f向電機控制系統(tǒng)10的其它電機控制發(fā)送不同的預(yù)編程指令信號，并將根據(jù)從電機控制系統(tǒng)10的其它電機控制的某一個接收到的命令接通不同的LED378a-f。例如，提供蓋層366a-c。每個蓋層對應(yīng)于跳線開關(guān)362a-h的不同設(shè)定，因此對應(yīng)于按鈕364a-f和LED378-f的不同分配。
參考圖27a，按鈕364a、364c和364d沒有進行分配，因此蓋層366上的按鈕部分370a、370c和370d沒有標(biāo)記。根據(jù)跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定的組合，按鈕364b也沒有進行分配，但是如果關(guān)閉電機控制系統(tǒng)10，微控制器374將接通LED378b。這樣，蓋層366的按鈕部分370b將具有指示這種分配的標(biāo)記。
響應(yīng)于按鈕364e的按下，微控制器374向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送啟動命令。微控制器374根據(jù)按鈕364e的按下接通LED378e，一般警告用戶微控制器374已經(jīng)發(fā)送了啟動命令。提供了蓋層366的按鈕部分370e，其上的標(biāo)記指示按鈕364e的功能。
類似地，根據(jù)跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定的組合，按下按鈕364f將使微控制器374向軟啟動器14的微處理器48發(fā)送停止命令，一般停止AC感應(yīng)電機16，如上所述。一旦按下按鈕364f，微控制器374就接通378f，以便警告用戶微控制器374已經(jīng)發(fā)出停止命令。蓋層366的按鈕部分370f具有標(biāo)識按鈕364f功能的標(biāo)記。
圖27b-c對應(yīng)于根據(jù)跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定的組合而對按鈕364a-f和LED378a-f進行的不同分配。按鈕部分370a-f上的標(biāo)記對應(yīng)于按鈕364a-f和LED378a-f的分配。圖27a-c是分配按鈕364a-f和LED378a-f的示例，并不是限定為根據(jù)跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定的組合而分配按鈕370a-f和LED378a-f的所有可能性。
參考圖29，給出了按鈕模塊28的微控制器374執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令流程圖。在開始處，初始化微控制器374，方框380。在初始化過程中，清除微控制器374的RAM組；設(shè)定微控制器374的輸入和輸出端口及其數(shù)據(jù)方向寄存器；初始化通訊變量和時鐘寄存器。
初始化之后，微控制器374開始搜索過程，方框382，以便向連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制發(fā)送其標(biāo)識，并搜索連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制。微控制器374通過收發(fā)機376在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送搜索信號，直到微控制器374接收到來自連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制中的每一個的響應(yīng)為止，方框384。
在等待來自連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制的響應(yīng)時，微控制器374將以預(yù)定的數(shù)據(jù)間隔，方框386，掃描按鈕364a-f，以便判定是否按下按鈕364a-f中的一個?？梢栽O(shè)想，如果對于超過預(yù)定數(shù)目連續(xù)掃描，微控制器374都檢測到按鈕364a-f按下，微控制器374就可以檢測到按鈕364a-f被粘住了。
如果微控制器374接收到來自連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制中的一個的指令信號，方框390，微控制器374就判定該指令信號是否需要接通LED378a-f。根據(jù)對這種來自連接到網(wǎng)絡(luò)的同等電機控制的指令信號的接收，微控制器374就更新或接通相應(yīng)的LED378a-f，方框392，如上所述。
如果微控制器374正確地通過收發(fā)機376連接到網(wǎng)絡(luò)，方框394，如果迅速按下按鈕364a-f中的一個，方框396，微控制器374將根據(jù)跳線開關(guān)362a-h的設(shè)定向網(wǎng)絡(luò)上的適當(dāng)電機控制發(fā)送指令信號，方框398，以便執(zhí)行用戶期望的命令。類似地，如果微控制器374接收到來自連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制中的一個的有效信號，方框400，微控制器374就處理接收到的信號，并對其進行解釋，方框402，以便執(zhí)行命令。
微控制器374還可以接收來自連接到網(wǎng)絡(luò)的其它電機控制中的一個的搜索信號，方框404。如果微控制器374正確地通過收發(fā)機376連接到網(wǎng)絡(luò)。微控制器374就向發(fā)送搜索信號的相應(yīng)電機控制發(fā)送識別其自身的響應(yīng)，方框408。
各種實現(xiàn)本發(fā)明的模式都認(rèn)為是屬于下述權(quán)利要求
特別指出的并清楚地被視為本發(fā)明的主體聲明權(quán)利的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.接口模塊(26)，允許用戶利用電機控制系統(tǒng)(14)為電機(16)的啟動、停止和運轉(zhuǎn)設(shè)定工作參數(shù)，電機控制系統(tǒng)(14)連接到通訊網(wǎng)絡(luò)，包括為電機控制系統(tǒng)(14)提供指令信號的微控制器(280)，所述指令信號設(shè)定電機(16)的工作參數(shù)；至少一個連接到微控制器(280)且可以在第一斷開位置和第二導(dǎo)通位置之間移動的使能開關(guān)(290，294，298)，其中所說的使能開關(guān)向微控制器(280)提供控制信號，響應(yīng)于所述控制信號，微控制器(280)產(chǎn)生指令信號，以指令電機控制系統(tǒng)(14)監(jiān)視電機(16)上的預(yù)定的工作狀態(tài)；至少一個連接到微控制器(280)且可以在第一位置和第二位置之間移動的功能開關(guān)(302，304，306)，功能開關(guān)(302，304，306)向微控制器(280)提供響應(yīng)于其位置的對應(yīng)控制信號，使得微控制器(280)根據(jù)從功能開關(guān)(302，304，306)來的控制信號產(chǎn)生指令信號，以指令電機控制系統(tǒng)執(zhí)行電機(16)的預(yù)定的功能；一個連接到微控制器(280)的反沖啟動控制器(320)，它允許用戶設(shè)置一個時間間隔(t1)，其中電機控制系統(tǒng)(14)在啟動期間向電機(16)提供增大的電壓以克服電機(16)的慣性和改變電壓的幅值，并相應(yīng)地向微控制器提供至少一個控制信號，其中所述微控制器(280)響應(yīng)于所述至少一個從所述反沖啟動控制器(320)接收的控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號，以使啟動電機時指令所述電機控制系統(tǒng)；以及將微控制器(280)連接到通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊鏈接(282)，通訊鏈接(282)通過通訊網(wǎng)絡(luò)將指令信號從微控制器發(fā)送到電機控制系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中還包括連接到微控制器為用戶提供可視化顯示的可視化顯示結(jié)構(gòu)，其中通訊鏈接通過通訊網(wǎng)絡(luò)接收從電機控制系統(tǒng)來的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包提供到微控制器，使得根據(jù)微控制器所接收到的預(yù)定數(shù)據(jù)包，所述微控制器激活所述可視化顯示結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中至少一個使能開關(guān)包括連接到微控制器(280)且可以在第一導(dǎo)通位置和第二斷開位置之間移動的跳閘選擇設(shè)備(290，294，298)，在第一導(dǎo)通位置，電機控制系統(tǒng)(14)根據(jù)電機上的預(yù)定條件使電機跳閘，在第二斷開位置，電機控制系統(tǒng)(14)根據(jù)電機上的預(yù)定條件繼續(xù)電機的運行。
4.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中所述的至少一個功能開關(guān)包括連接到微控制器(280)且可以在第一手動復(fù)位位置和第二自動復(fù)位位置之間移動的復(fù)位選擇設(shè)備(302)，在第一手動復(fù)位位置，如果電機(16)跳閘，就必需手動重新啟動電機，在第二自動復(fù)位位置，在電機(16)跳閘之后的預(yù)定時間持續(xù)期之后電機控制系統(tǒng)(14)自動重新啟動電機。
5.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中所述的至少一個功能開關(guān)包括連接到微控制器(280)且可以在第一啟動位置和第二啟動位置之間移動的第一啟動選擇設(shè)備(304，306)，在第一啟動位置，電機控制系統(tǒng)(14)在啟動電機(16)的過程中向電機(16)供給恒定能量，在第二啟動位置，在啟動電機(16)的過程中供給電機(16)的能量隨著時間增加。
6.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中還包括連接到微控制器的第一和第二跳閘類別選擇設(shè)備(332，334)，根據(jù)電機控制系統(tǒng)使電機跳閘之前在電機上可存在的過載條件的時間持續(xù)期每個跳閘類別選擇設(shè)備可以在第一和第二位置之間移動，跳閘類別選擇設(shè)備根據(jù)其位置向微控制器提供相應(yīng)的控制信號，微控制器響應(yīng)于從跳閘類別選擇設(shè)備接收的控制信號產(chǎn)生指令信號，以便就一個選擇時間持續(xù)期對電機控制系統(tǒng)作出指令，該時間持續(xù)期是在電機控制系統(tǒng)使電機跳閘之前在電機上可存在的過載條件的時間持續(xù)期。
7.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中所述反沖啟動控制器包括具有用戶選擇阻抗的第一反沖啟動電位計(320)，反沖啟動電位計(320)上的用戶選擇阻抗確定在克服電機(16)的轉(zhuǎn)動慣量的啟動過程中電機控制系統(tǒng)(14)為電機提供上升電壓的時間持續(xù)期。
8.權(quán)利要求
6的接口模塊(26)，其中反沖啟動控制器還包括第二反沖啟動電位計(322)，以便在所述時間持續(xù)期內(nèi)通過電機控制系統(tǒng)(14)調(diào)節(jié)供給電機的電壓幅度。
9.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，其中還包括連接到微控制器并可在對應(yīng)于電機全速運轉(zhuǎn)的第一位置和完全停止的第二位置之間移動的減速控制器，它向微控制器提供對應(yīng)于其位置的至少一個控制信號，使微控制器根據(jù)從減速控制器接收的所述的至少一個控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號，向電機控制系統(tǒng)提供用戶選擇的電機減速時間。
10.權(quán)利要求
1的接口模塊(26)，還包括連接到微控制器和在對應(yīng)于電機的預(yù)定滿負(fù)荷電流設(shè)定的多個位置之間移動的電流設(shè)定設(shè)備(330)，它向微控制器提供至少一個對應(yīng)于其位置的控制信號，使得微控制器根據(jù)從電流設(shè)定設(shè)備接收的所述的至少一個控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號，向電機控制系統(tǒng)(14)提供電機的一個選擇的滿負(fù)荷電流設(shè)定。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1的接口模塊，其中還包括連接到微控制器的電機斜坡控制器，電機斜坡控制器使用戶可以設(shè)置電機控制系統(tǒng)將電機斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速的時間持續(xù)期，和確定供給電機的初始功率值，和相應(yīng)地提供至少一個控制信號到微控制器，其中微控制器響應(yīng)于從電機斜坡控制器接收的所述的至少一個控制信號產(chǎn)生至少一個指令信號以指令電機控制系統(tǒng)。
12.一種接口模塊(26)，允許用戶設(shè)定由電機控制系統(tǒng)(14)驅(qū)動的電機的工作參數(shù)，電機控制系統(tǒng)(14)連接到網(wǎng)絡(luò)，包括為電機控制系統(tǒng)(14)產(chǎn)生指令信號的微控制器(280)；通訊鏈接(282)，將微控制器(280)連接到網(wǎng)絡(luò)，以便通過網(wǎng)絡(luò)由電機控制系統(tǒng)(14)接收數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包提供到微控制器(280)，通過網(wǎng)絡(luò)將指令信號由微控制器(280)發(fā)送到電機控制系統(tǒng)(14)；連接到微控制器(280)的可視化顯示結(jié)構(gòu)(286)，以便根據(jù)微控制器(280)由通訊鏈接(282)接收到的預(yù)定數(shù)據(jù)包為用戶提供可視化顯示；一個連接到微控制器(280)的反沖啟動控制器(320)，它允許用戶設(shè)置一個時間間隔，其中電機控制系統(tǒng)(14)在啟動期間(t1)向電機(16)提供增大的電壓以克服電機(16)的慣性和改變電壓的幅值，并相應(yīng)地向微控制器(280)提供至少一個參數(shù)信號，其中所述微控制器(280)響應(yīng)于所述至少一個從所述反沖啟動控制器(320)接收的所述的至少一個參數(shù)信號產(chǎn)生至少一個指令信號，啟動以指令所述電機控制系統(tǒng)對電機的啟動；和連接到微控制器的電機斜坡控制器(324)，電機斜坡控制器(324)使用戶可以設(shè)置電機控制系統(tǒng)(14)將電機(16)斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速的時間持續(xù)期(t2)，和確定供給電機(16)的初始功率值，和相應(yīng)地提供至少一個參數(shù)信號到微控制器(280)，其中微控制器(280)響應(yīng)于從電機斜坡控制器(324)接收的所述的至少一個參數(shù)信號產(chǎn)生至少一個指令信號以指令電機控制系統(tǒng)(14)。
13.權(quán)利要求
12的接口模塊(26)，其中電機斜坡控制器包括具有用戶選擇阻抗的第一斜坡電位計(326)，斜坡電位計(324)上的用戶選擇阻抗確定電機控制系統(tǒng)(14)使電機(16)斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速的時間持續(xù)期。
14.權(quán)利要求
13的接口模塊(26)，其中電機斜坡控制器包括具有用戶選擇阻抗的第二斜坡電位計(326)，第二斜坡電位計(326)上的用戶選擇阻抗確定供給電機(16)的初始功率值，由此電機控制系統(tǒng)(14)使電機斜坡啟動到其工作轉(zhuǎn)速。
15.根據(jù)權(quán)利要求
12的接口模塊，其中所述選擇裝置包括具有用戶確定電壓的電位計，電位計上的電壓為一預(yù)定的參數(shù)信號，此信號對應(yīng)于電機要斜坡啟動的時間持續(xù)期和供給電機的初始功率值兩者之一的設(shè)置。
16.權(quán)利要求
12的接口模塊，其中所述微控制器包括通用異步接收器/發(fā)送器。
17.權(quán)利要求
16的接口模塊，其中通訊鏈接包括與微控制器的通用異步接收器/發(fā)送器的連接和與通訊網(wǎng)絡(luò)連接的收發(fā)器。
18.權(quán)利要求
12的接口模塊，其中可視化顯示結(jié)構(gòu)包括多個發(fā)光二極管，每個發(fā)光二極管對應(yīng)于電機上的一個預(yù)定的錯誤條件。
19.權(quán)利要求
12的接口模塊，其中微控制器包括將接收的參數(shù)信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字參數(shù)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
20.權(quán)利要求
12的接口模塊，其中電機斜坡控制器包括具有多個用戶選擇位置的一個選擇裝置，選擇裝置的每個位置設(shè)置電機的斜坡啟動的時間持續(xù)期和傳送到電機的初始功率值。
21.權(quán)利要求
20的接口模塊，其中所述選擇裝置包括具有用戶確定電壓的電位計，電位計上的電壓是對應(yīng)于電機的斜坡啟動的時間持續(xù)期和傳送到電機的初始功率值兩者之一的設(shè)置的參數(shù)信號。
專利摘要
接口模塊(26)允許用戶遙控設(shè)定由電機控制(14)驅(qū)動的電機(16)的工作參數(shù)。接口模塊(26)包括具有多個與其相連的輸入設(shè)備(290、294、298、302、304、306、320、324、326、328、330、332和334)的微控制器(280)。每個輸入設(shè)備(290、294、298、302、304、306、320、324、326、328、330、332和334)為微控制器(280)提供控制信號，相應(yīng)地，微控制器據(jù)此產(chǎn)生指令信號。通訊鏈接通過網(wǎng)絡(luò)將指令信號由微控制器(280)發(fā)送到電機控制(14)。
文檔編號G05B19/10GKCN1237699SQ00104004
公開日2006年1月18日 申請日期2000年3月10日
發(fā)明者C·T·楊格, T·M·魯赫蒂, E·W·林斯克 申請人:易通公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan