專利名稱：具有多設(shè)備控制器的無線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及控制面板，更詳細(xì)地涉及用于控制電子設(shè)備，特別是工廠和工業(yè)電子設(shè)備，包括但不僅限于電動(dòng)機(jī)和照明設(shè)備的控制面板。
背景技術(shù)：
已知的電子設(shè)備(如電動(dòng)機(jī)，照明設(shè)備或其他工廠電子設(shè)備)控制面板上有多種開關(guān)和控制器，其中的大部分或所有的控制器控制從5安培到數(shù)千安培的電流。所述控制面板本身的體積可在如0.3m×0.3m×0.1m(12”×12”×4”)到至少1.825m×2.435m×0.9125m(6’×8’×4’)的范圍變化。所述開關(guān)和控制是硬連線的。由于應(yīng)用和選項(xiàng)的多樣性，控制面板需要相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)和勞動(dòng)力成本。而且，單個(gè)的控制面板產(chǎn)品系列可能需要數(shù)百萬套數(shù)的改變以支持所提供的所有選項(xiàng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)包括外殼，控制面板，和安裝在控制面板上或外殼內(nèi)的多個(gè)控制器和/或指示器。多個(gè)控制器和/或指示器中的至少一些被設(shè)置為可在外殼內(nèi)互相無線通信，至少一些包括無線受控繼電器的控制器被配置為控制外殼外的設(shè)備。同樣，所述無線配置的控制器和/或指示器都進(jìn)一步被配置為可與控制系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)其他控制器和/或指示器通信。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于控制系統(tǒng)的方法。所述方法包括提供外殼，控制面板，和安裝在控制面板上或外殼內(nèi)的多個(gè)控制器和/或指示器。多個(gè)控制器和/或指示器中的至少一些被配置為可在外殼內(nèi)相互無線通信，至少一些包括無線受控繼電器的控制器被配置為控制外殼外的設(shè)備。所述方法進(jìn)一步包括使用所述無線配置的控制器和/或指示器與多個(gè)其他控制器和/或指示器進(jìn)行通信。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于控制電子設(shè)備的方法。所述方法包括操作安裝在控制面板上或具有控制面板的外殼內(nèi)的控制器，以產(chǎn)生包含在外殼內(nèi)的無線信號，且使用該無線信號來操作繼電器，從而控制外部的電子設(shè)備。
部分通過減少大量線路，本發(fā)明的某些構(gòu)造極大地減少了勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本。更進(jìn)一步，可以提高生產(chǎn)有效性，因?yàn)橹恍枰俚挠策B線控制面板定制。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)同時(shí)也是可配置和可升級的。更進(jìn)一步來說，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)有利地只需要更少的套數(shù)來支持，同時(shí)提供更高的可靠性和潛在空間的節(jié)約。


圖1為本發(fā)明的控制面板結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，在本發(fā)明的某些構(gòu)造中，提供了一個(gè)控制面板100，其可以對在控制面板100內(nèi)部進(jìn)行無線通信的開關(guān)和控制器進(jìn)行選擇。在某些結(jié)構(gòu)中，控制面板100為外殼101的一部分，所述外殼可以包括一個(gè)作為無線電信號傳輸?shù)钠琳匣蛘肿拥慕饘倨骷?，因此外?01內(nèi)的無線電傳輸信號不會(huì)逸出，以及/或外殼101外的干擾傳輸信號不會(huì)進(jìn)入。
控制器及指示器的實(shí)施例在控制面板100的結(jié)構(gòu)中提供，其具有啟動(dòng)開關(guān)102，終止開關(guān)104，接觸器“A”光指示器106，接觸器“B”光指示器108，電路斷路器110，開關(guān)112和114，以及繼電器組合體116和118。繼電器組合體116和/或118中的某些繼電器設(shè)計(jì)為控制外部設(shè)備，如照明設(shè)備，電動(dòng)機(jī)等?？刂破骱椭甘酒?統(tǒng)稱為控制器和指示器103)可包括但不限于接觸器，啟動(dòng)器，繼電器，過載以及其他保護(hù)繼電器，按鈕，選擇開關(guān)，指示燈，輔助狀態(tài)接觸器，PLC，終端板，自動(dòng)調(diào)溫器，傳感器，電路斷路器，以及電路斷路附加單元及其他線圈驅(qū)動(dòng)裝置。無線控制器和指示器103包含在外殼101內(nèi)或安裝在控制面板100的表面上，且能夠向外殼101內(nèi)或安裝在面板100上的其他控制器和/或指示器103發(fā)送和/或從其接收無線通信。每個(gè)無線控制器或指示器103單獨(dú)配置為與一個(gè)或多個(gè)外殼101內(nèi)或安裝在控制面板100表面上的其他無線控制器或指示器103通信，控制，和/或報(bào)告狀態(tài)。
在很多結(jié)構(gòu)中，無線控制器和指示器103被配置為使用人機(jī)接口(HMI/MMI)軟件包?？蔀榇四康亩峁﹤€(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)120(可能具有位于面板100上的接口122)。PC120與無線控制器和指示器103之間的接口可以是無線的或硬連線的。
圖中未顯示無線收發(fā)機(jī)，但是除了可以為不需要收發(fā)機(jī)的指示器103只提供無線發(fā)射機(jī)或無線接收機(jī)外，單獨(dú)的無線收發(fā)機(jī)包含在每個(gè)無線控制器和指示器103內(nèi)，或電響應(yīng)于并十分接近于每個(gè)無線控制器和指示器103。例如，啟動(dòng)開關(guān)102只向其他部件指示該開關(guān)的狀態(tài)，因此只需要一個(gè)發(fā)射機(jī)。相反，指示燈106指明其他部件的狀態(tài)而且不需要向其他部件發(fā)送信號，因此只需要接收機(jī)。同樣，繼電器組合體116和118中的某些繼電器可只需要接收機(jī)(如在組合體116中的繼電器206，其接收燈塔150的狀態(tài)指示，所述燈塔安裝在如外殼101的頂部)或發(fā)射機(jī)(如在組合體116中的繼電器208，其響應(yīng)于外部硬連線的輸入160)。其他繼電器可能需要收發(fā)機(jī)，其不僅可用于控制該繼電器，也可確認(rèn)狀態(tài)或操作其他繼電器，如在一個(gè)需要啟動(dòng)2個(gè)控制器的系統(tǒng)中，其中一個(gè)控制器必須在另一個(gè)之后啟動(dòng)。其他的繼電器，如組合體118中的繼電器210，可根本不需要發(fā)射機(jī)或接收機(jī)，因?yàn)楸景l(fā)明的結(jié)構(gòu)不需要所有的控制器和指示器無線地操作，即，某些可以硬連線。
本發(fā)明的某些結(jié)構(gòu)使用啟動(dòng)開關(guān)102來控制電動(dòng)機(jī)。在某些結(jié)構(gòu)中，相關(guān)的收發(fā)機(jī)被設(shè)計(jì)成向與繼電器組合體116中的繼電器(如繼電器202)相關(guān)的收發(fā)機(jī)發(fā)送信號。所述與繼電器202相關(guān)的收發(fā)機(jī)引起繼電器202工作。終止開關(guān)104的按下啟動(dòng)一個(gè)類似的處理過程，使得繼電器202停止工作。
對于某些控制器或指示器103來說，相關(guān)的無線收發(fā)機(jī)可被設(shè)計(jì)成向啟動(dòng)傳輸?shù)目刂破骰蛑甘酒鳎蛄硪粋€(gè)控制器或指示器，或多個(gè)控制器和/或指示器應(yīng)答接收信號。因此，一串任意復(fù)雜性的事件可被設(shè)計(jì)成作為啟動(dòng)或停用單個(gè)控制開關(guān)的結(jié)果而發(fā)生。例如，當(dāng)開關(guān)112啟動(dòng)時(shí)，不僅僅在繼電器組合體116中的繼電器204開始工作了，而且照明裝置106也開始發(fā)光。
某些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了具有獨(dú)立的無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的控制器和指示器103，其具有應(yīng)答，隨機(jī)地址，多設(shè)備控制，系統(tǒng)電路分析，部件和/或系統(tǒng)封鎖，獨(dú)立部件和/或系統(tǒng)編程能力和/或錯(cuò)誤檢測，和/或?qū)崟r(shí)分支和系統(tǒng)狀態(tài)指示。(實(shí)時(shí)，在本文中表示指示器提供當(dāng)前狀態(tài)的基本上最新的指示，或一個(gè)用于讓用戶主動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)并作出有效動(dòng)作的足夠快的指示。)在控制面板100中的每個(gè)無線控制器或指示器具有發(fā)送和/或接收預(yù)定信號的能力。所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)可包括以下任一個(gè)或全部(a)唯一地址，(b)通信模式，(c)數(shù)據(jù)，(d)產(chǎn)品D碼，(e)分支碼，(f)電路標(biāo)識，和/或(g)請求應(yīng)答，但不僅限于此。
發(fā)射部件103可向接收部件103請求已檢測到信號的應(yīng)答響應(yīng)。在該發(fā)射裝置和/或接收裝置(或發(fā)射機(jī)或接收機(jī)部件103本身)上的發(fā)光二極管LED124或其他指示裝置提供確認(rèn)兩個(gè)裝置間無差錯(cuò)通信的指示。
某些結(jié)構(gòu)中的每個(gè)控制器或指示器103也產(chǎn)生隨機(jī)地址。隨機(jī)地址可預(yù)先分配或通過直接或系統(tǒng)編程來分配。某些結(jié)構(gòu)中的控制器或指示器103可具有一個(gè)按鈕130或其他允許直接編程的裝置。某些結(jié)構(gòu)中的控制器或指示器103也可設(shè)計(jì)成使用人機(jī)接口(HMI/MMI)PC120或其他類似接口。在沖突事件中，本發(fā)明的某些結(jié)構(gòu)中可自動(dòng)選擇不同的地址。
某些結(jié)構(gòu)中的無線控制器或指示器103可與控制面板100內(nèi)的多個(gè)控制器或指示器103通信。所述通信包括多種數(shù)據(jù)，如狀態(tài)檢測，控制信號，或公告，但不限于此。
主電路開關(guān)提供了分析電路結(jié)構(gòu)以及編程和結(jié)構(gòu)控制的能力。主電路126為安裝在PC或HMI/MMI或類似接口(如手持?jǐn)?shù)字助理)，如接口122或PC120上的預(yù)定義電路。所述PC或HMI/MMI接口將從控制器和指示器103請求信息，且執(zhí)行匹配分析以檢測錯(cuò)誤和作出校正動(dòng)作。
在本發(fā)明的某些結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)無線控制器或指示器103具有封鎖模式，以阻止無意的設(shè)定和/或結(jié)構(gòu)的改變。所述封鎖特征可在設(shè)備層上通過按鈕或類似裝置或通過使用PC120或HMI/MMI接口122來局部地設(shè)定。某些結(jié)構(gòu)也可為反篡改和關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行密碼保護(hù)。
本發(fā)明的某些結(jié)構(gòu)中提供了實(shí)時(shí)分支和系統(tǒng)狀態(tài)部件。該部件利用HMI/PC使系統(tǒng)或分支受監(jiān)視，從而給出實(shí)時(shí)連接數(shù)據(jù)和單個(gè)控制器或指示器103的狀態(tài)。每個(gè)控制器或指示器103通過一個(gè)唯一的ID號在數(shù)據(jù)流中被識別出來。所述HMI或PC接口可具有多個(gè)有效通信模式，包括，如“狀態(tài)請求”，“上次執(zhí)行的控制功能”，“有效和/或無效裝置檢測”，和/或“錯(cuò)誤或上次檢測的錯(cuò)誤”。
在多個(gè)結(jié)構(gòu)中，單個(gè)無線控制器或指示器103可具有按鈕130和發(fā)光二極管(LED)124和/或其他開關(guān)和/或指示器，以允許或促進(jìn)本地編程。某些結(jié)構(gòu)允許一個(gè)或多個(gè)無線控制器或指示器103通過裝載到HMI/MMI122或PC120中的預(yù)定義電路來編程。在某些結(jié)構(gòu)中，所述接口具有一個(gè)單獨(dú)的無線卡(未在圖中顯示)，從而允許HMI/MMI122或PC120與可編程裝置間的通信。
在某些結(jié)構(gòu)中，提供了低功率分配系統(tǒng)(輸出電源300是其中一部分)，用于給收發(fā)機(jī)，發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，LED等提供電能，也可用來操作繼電器和/或指示器。
因此值得欣賞的是，部分通過減少相當(dāng)數(shù)量的電線，本發(fā)明的構(gòu)造降低了勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本。更進(jìn)一步來說，因?yàn)橹恍枰俚挠策B線控制面板定制，生產(chǎn)效率提高了。本發(fā)明的設(shè)計(jì)也是可升級和可配置的。更進(jìn)一步來說，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)只需要更少的目錄支持，同時(shí)提供更高的可靠性和潛在空間的節(jié)約。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過多個(gè)特定實(shí)施例來進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識到，本發(fā)明可用權(quán)利要求書的保護(hù)范圍和精神內(nèi)的修改來實(shí)現(xiàn)。
零件列表100控制面板101外殼102啟動(dòng)開關(guān)103無線控制器和指示器104終止開關(guān)106指示燈108指示燈110電路斷路器112開關(guān)114開關(guān)116組合體118組合體120PC122接口124二極管(LED)126主電路130按鈕150燈塔160硬連線輸入202繼電器204繼電器206繼電器208繼電器210繼電器300電源
權(quán)利要求
1.一種控制系統(tǒng)，包括外殼(101)；控制面板(100)；安裝在所述控制面板上或外殼內(nèi)的多個(gè)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設(shè)計(jì)成可在外殼內(nèi)相互進(jìn)行無線通信，和至少一些具有無線受控繼電器的控制器被設(shè)計(jì)成可控制外殼外的設(shè)備；和所述無線配置的控制器和/或指示器進(jìn)一步被設(shè)計(jì)成可與在所述控制系統(tǒng)中的多個(gè)其他控制器和/或指示器進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中一個(gè)構(gòu)造為無線發(fā)射的控制器或指示器(103)設(shè)計(jì)成向一個(gè)構(gòu)造為無線接收的控制器或指示器請求應(yīng)答響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步構(gòu)造成為每個(gè)無線設(shè)計(jì)的控制器和指示器(103)產(chǎn)生隨機(jī)地址。
4.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中所述無線通信包括狀態(tài)檢測，控制信號，或公告中的至少一個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中所述無線設(shè)計(jì)的控制器和/或指示器(103)具有封鎖模式，其設(shè)計(jì)成阻止無意的設(shè)定或結(jié)構(gòu)改變。
6.如權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被密碼保護(hù)。
7.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括接口(122)或PC(120)，其設(shè)計(jì)成可實(shí)時(shí)監(jiān)控連接數(shù)據(jù)并提供控制器和/或指示器(103)的狀態(tài)指示。
8.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)成在一串?dāng)?shù)據(jù)流中使用ID號來識別連接。
9.如權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中所述接口(122)或PC(120)配置為下述通信模式的至少一種狀態(tài)請求，上次執(zhí)行的控制功能，有效和/或無效設(shè)備檢測，和錯(cuò)誤或上次檢測的錯(cuò)誤。
10.一種用于控制系統(tǒng)的方法，包括提供外殼(101)；控制面板(100)；安裝在所述控制面板上或外殼中的多個(gè)控制器和/或指示器(103)；所述多個(gè)控制器和/或指示器中的至少一些被設(shè)計(jì)成可在所述外殼中相互無線通信，和至少一些具有無線受控繼電器的控制器被設(shè)計(jì)成可控制外殼外的設(shè)備；和使用所述無線設(shè)計(jì)的控制器和/或指示器與其他所述無線設(shè)計(jì)的控制器和/或指示器進(jìn)行通信。
全文摘要
一種控制系統(tǒng)，包括外殼(101)，控制面板(100)，安裝在所述控制面板上或外殼內(nèi)的多個(gè)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設(shè)計(jì)成可在外殼內(nèi)相互進(jìn)行無線通信，和至少一些具有無線受控繼電器的控制器被設(shè)計(jì)成可控制外殼外的設(shè)備。同樣，所述無線設(shè)計(jì)的控制器和/或指示器進(jìn)一步設(shè)計(jì)成可與在所述控制系統(tǒng)中的多個(gè)其他控制器和/或指示器進(jìn)行通信。
文檔編號G05B19/00GK101025616SQ20061006449
公開日2007年8月29日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者N·B·維森特, C·S·皮岑 申請人:通用電氣公司