專利名稱：即插即用馬達控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及負載控制系統(tǒng)領(lǐng)域，諸如用在工業(yè)和商業(yè)設(shè)置中的馬達控制系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及具有有助于馬達控制系統(tǒng)的不同接口和/或操作部件的連接的即插即用功能部件的馬達控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)和自動化應(yīng)用的范圍之中，諸如馬達控制中心(MCC)和獨立柜或外殼的馬達控制系統(tǒng)是常見的。通常，馬達控制系統(tǒng)針對多種電負載對設(shè)備的范圍進行分組，并且通常包括在可以位于被控制機器或過程周圍的多個地點處的可管理外殼中的輔助電路(supporting circuit)、開關(guān)設(shè)備以及自動控制設(shè)備。外殼通常包括可以通過可鎖定的門進入的一個或更多個單獨的隔室或隔間。因為MCC內(nèi)的部件通常調(diào)節(jié)到負載三相電力施 力口，因此對于高電壓環(huán)境，需要特別控制和調(diào)節(jié)進入隔間內(nèi)部和馬達控制系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)的路由。通常，多個分立(discrete)線路連接馬達控制系統(tǒng)內(nèi)的部件，其中分開的線路用于將電力和不同類型的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)今R達控制系統(tǒng)內(nèi)的各部件。也就是，在專用電力線路上分配電力，并且在專用數(shù)據(jù)線路上分配數(shù)據(jù)，這兩者都布置在分開的保護線管或線纜套中。因此，馬達控制系統(tǒng)通常包括多個分立線路。另外，馬達控制系統(tǒng)一般包括布置在可鎖定門中的一個或更多個操作者接口，以有助于用戶監(jiān)測和/或控制馬達控制系統(tǒng)。因此，多個分立線路通常在在外殼內(nèi)在位于外殼內(nèi)的部件與位于外殼門上的接口部件之間延伸。多個分立線路會使維護任務(wù)變得復(fù)雜，致使安裝時間延遲，并且使得系統(tǒng)的重新配置變難。因此，現(xiàn)在認識到需要馬達控制系統(tǒng)內(nèi)的部件之間的改進的連接性方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種連接馬達控制系統(tǒng)內(nèi)的部件和配置該馬達控制系統(tǒng)的新途徑。具體地，本發(fā)明提供了一種通信網(wǎng)關(guān)部件，其有助于通過數(shù)字通信鏈路連接諸如馬達起動器、操作者接口、以及終端塊的部件。數(shù)字通信鏈路采用允許經(jīng)單條線纜傳輸多種類型數(shù)據(jù)的數(shù)字通信線纜。因此，在一些實施例中，可以采用單條數(shù)據(jù)線纜將操作者接口連接到通信網(wǎng)關(guān)部件，并且可以采用單條數(shù)據(jù)線纜將若干部件中的每個(例如，馬達起動器)連接到通信網(wǎng)關(guān)部件。另外，在一些實施例中，可以利用不需使用諸如螺絲刀的工具的插孔連接將數(shù)據(jù)線纜與部件相連接。在一些實施例中，線纜可以是傳輸數(shù)據(jù)和電力兩者的組合線纜。然而，在一些實施例中，可以在馬達控制系統(tǒng)內(nèi)采用分開的電力線纜和/或線路。馬達控制系統(tǒng)包括被設(shè)計成在馬達控制系統(tǒng)啟動時發(fā)現(xiàn)連接到數(shù)字通信鏈路的部件的控制邏輯。例如，控制器可以執(zhí)行控制邏輯，以檢索存儲在單獨的操作者接口部件(其中包括諸如按鈕、選擇器開關(guān)、以及指示燈)上或包括一組操作者接口部件的操作者接口模塊(諸如按鈕站)上的標識數(shù)據(jù)。另外，控制器可以執(zhí)行控制邏輯，以檢索存儲在操作者接口上的、表示連接到操作者接口的操作者接口部件的標識數(shù)據(jù)。在另一示例中，控制器可以執(zhí)行控制邏輯，以檢索存儲在單獨操作部件(其中包括諸如斷路器、繼電器和驅(qū)動器)上的標識數(shù)據(jù)，或者檢索存儲在終端塊上的、表示連接到終端塊的操作部件的標識數(shù)據(jù)。另夕卜，控制器可以執(zhí)行控制邏輯，以檢索存儲在操作部件的集成裝置(諸如馬達起動器)上的標識數(shù)據(jù)。于是控制器可以基于發(fā)現(xiàn)的部件來安裝(set up)用于馬達控制系統(tǒng)的操作配置文件。例如，控制器可以從通信網(wǎng)關(guān)的存儲功能部件中檢索和加載與發(fā)現(xiàn)的部件的集對應(yīng)的操作配置文件(profile)。于是，可以在馬達控制系統(tǒng)的操作期間使用操作配置文件，以管理馬達控制系統(tǒng)的功能。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細描述時，將會更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點，在附圖中用相似的符號表示所有附圖中的相似部件，在附圖中圖I是根據(jù)本技術(shù)的、包括即插即用功能部件的馬達控制系統(tǒng)的實施例的圖解表示；
圖2是示出根據(jù)本技術(shù)的、圖I的馬達控制系統(tǒng)的部件的框圖；圖3是根據(jù)本技術(shù)的、用于自動配置圖I的馬達控制系統(tǒng)的方法的流程圖；圖4是根據(jù)本技術(shù)的、用于替換圖I的馬達控制系統(tǒng)中的部件的方法的流程圖；以及圖5是根據(jù)本技術(shù)的、用于改變圖I的馬達控制系統(tǒng)的功能的方法的流程圖。
具體實施例方式圖I描繪了諸如馬達控制系統(tǒng)10的負載控制系統(tǒng)的實施例，馬達控制系統(tǒng)10包括有助于不同接口部件和/或操作部件到馬達控制系統(tǒng)10的連接的即插即用功能部件?？梢圆捎民R達控制系統(tǒng)10來控制和監(jiān)測機器/過程12。如圖I所示，馬達控制系統(tǒng)10 —般表示容納機器/過程12的多個部件(諸如開關(guān)和保護裝置)的馬達控制中心(MCC)。然而，在其它實施例中，馬達控制系統(tǒng)10可以表示控制多個組成馬達應(yīng)用的任何系統(tǒng)，諸如用于工業(yè)過程(例如，傳送線)的獨立馬達控制柜，或者控制若干馬達的集中式馬達控制柜。另夕卜，雖然這里在馬達控制系統(tǒng)的背景下描述了本技術(shù)，但是應(yīng)該理解本技術(shù)可應(yīng)用于任何適當(dāng)?shù)呢撦d控制系統(tǒng)，其中包括諸如用于控制加熱器負載、烤箱、液壓負載、或閥系統(tǒng)的負載控制系統(tǒng)。馬達控制系統(tǒng)10經(jīng)線纜14將數(shù)據(jù)和電力傳輸?shù)綑C器/過程12。一般而言，可以采用馬達控制系統(tǒng)10來切換、保護和/或控制機器/過程12的一個或更多個馬達16。還可以將來自馬達控制系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)提供給控制/監(jiān)測站18，以有助于機器/過程12的控制和/或監(jiān)測。根據(jù)一些實施例，控制/監(jiān)測站18可以是分布式控制系統(tǒng)(DCS)的部分、現(xiàn)場站(field station)，和/或可以是遠程可編程邏輯控制器(PLC)?？刂?監(jiān)測站18可以包括顯示馬達控制系統(tǒng)10的狀態(tài)的用戶界面，并且在一些實施例中，還可以接收用于控制馬達控制系統(tǒng)10和/或機器/過程12的用戶輸入。機器/過程12可以采用許多形式，并且可以包括用于實現(xiàn)多種不同和變化的目的的裝置。例如，機器/過程12可以包括壓縮機站、煉油廠、用于制作食品的批操作、機械化裝配線等。因此，機器/過程12可以包括用于大量制造、處理和/或材料處置應(yīng)用的多種操作部件，其中包括諸如馬達16、閥、致動器、溫度元件、以及壓力傳感器。馬達控制系統(tǒng)10包括容納諸如馬達起動器22的負載控制器的外殼20。外殼20還容納通信網(wǎng)關(guān)24和終端塊(terminal block)26?？梢圆捎民R達啟動器22來管理機器/過程12內(nèi)的馬達16的操作，并且終端塊26可以允許另外的裝置和/或部件連接到馬達控制系統(tǒng)10。例如，終端塊28可以通過分立線路連接到控制/監(jiān)測站18。馬達控制系統(tǒng)10包括耦合到外殼20的門28。在操作期間，門28可以關(guān)閉和/或閂鎖以限制接近外殼20內(nèi)的高電壓部件。例如，馬達控制系統(tǒng)10可以接收使用電線管道或電力總線分布在外殼20中的三相電力。于是可以通過線纜14將電力分配到機器/過程12。門28容納可以由操作者用來控制和/或監(jiān)測馬達控制系統(tǒng)10的操作者接口 30。當(dāng)門28關(guān)閉時，操作者可通過外殼20的外部使用操作者接口 30，以允許監(jiān)測和/或控制馬達控制系統(tǒng)10。雖然圖I中僅示出了一個門28，但是在其它實施例中，馬達控制系統(tǒng)10可以包括多個隔間，每個隔間容納它們自己的部件22、24和/或26并且具有單獨的、具有操作者接口 30的門。另外，在一些實施例中，在外殼20之內(nèi)可以布置多個馬達起動器22、通信網(wǎng)關(guān)24、和/或終端塊26。此外，在一些實施例中，門28可以包括多個操作者接口 30。 操作者接口 30包括一個或更多個接口部件32A、32B和32C。如圖I所示，接口部件32A和32B表示單獨的接口部件，其中包括諸如按鈕、選擇器開關(guān)、指示燈、或者其組合。接口部件32C表示諸如按鈕站或燈塔的操作者接口模塊，該操作者接口模塊將若干接口部件集成到可以安裝到門28中的模塊作為單個部件。用戶可以采用操作者接口 30來控制馬達起動器22，并且操作者接口 30可以指示馬達起動器22的操作狀態(tài)。例如，用戶可以致動按鈕或開關(guān)以接合馬達起動器22。在另一示例中，一個或更多個指示燈可以被點亮，以指示馬達起動器22的操作狀態(tài)。包括在操作者接口 30內(nèi)的接口部件可以根據(jù)馬達控制系統(tǒng)10和包括在馬達控制系統(tǒng)10內(nèi)的其它部件的期望功能而改變。在操作者接口 30內(nèi)可以包括單獨的接口部件32A和32B與操作者接口模塊32C的任何組合。另外，在一些實施例中，操作者接口 30可以僅包括單獨部件32A和32B或者僅包括接口模塊32C。如下面關(guān)于圖2進一步討論的，通信網(wǎng)關(guān)24設(shè)置有助于馬達控制系統(tǒng)10的即插即用功能部件的馬達控制應(yīng)用接口。通信網(wǎng)關(guān)24還設(shè)置用于在馬達起動器22、終端塊26、以及操作者接口 30之間通信的接口。具體地，通信網(wǎng)關(guān)24通過諸如低電平數(shù)字通信線纜的數(shù)字通信線纜34連接到馬達起動器22、終端塊26和接口 30。根據(jù)一些實施例，線纜34可以是諸如IO鏈路線纜的多點對點線纜連接、諸如采用反向信道協(xié)議的DeviceNet線纜的多分支通信線纜、或諸如菊線(daisy-cable)PointBus線纜的菊鏈線纜、或者其組合。另夕卜，在一些實施例中，可以使用諸如PointBus背板的共用背板來連接數(shù)字通信線纜34。線纜34可以采用低電平、數(shù)字通信技術(shù)在通信網(wǎng)關(guān)24與馬達起動器22、操作者接口 30、以及終端塊26之間傳送數(shù)據(jù)。如圖I所示，通信網(wǎng)關(guān)24通過分開的數(shù)字通信線纜34連接到馬達起動器22、操作者接口 30與終端塊26的每個。然而，在其它實施例中，可以通過將部件22、26和/或30連接到通信網(wǎng)關(guān)24的分立連線來替換一個或更多個線纜34。例如，在一些實施例中，馬達起動器22可以被分立地硬連線(hardwire)到通信網(wǎng)關(guān)24，而不采用低端數(shù)字通信線纜34。在這些實施例中，馬達起動器22可以包括可以通過分立連線連接到通信網(wǎng)關(guān)24的若干輸入和輸出。在另一示例中，通信網(wǎng)關(guān)24可以被分立地硬連線到終端塊26而不采用數(shù)字通信線纜34。另外，在一些實施例中，馬達起動器22和通信網(wǎng)關(guān)24可以在單個部件內(nèi)被集成
在一起。終端塊26可以連接到在馬達控制系統(tǒng)10內(nèi)提供保護、電力和/或控制的操作部件36A和36B。例如，操作部件36A和36B可以包括電力保護和開關(guān)部件，諸如保險絲、斷路器、過載繼電器和接觸器等。另外，操作部件36A和36B可以包括與其它部件互連以提供期望控制的控制部件，諸如自動控制器、馬達起動器、馬達控制器、以及驅(qū)動器。如下面關(guān)于圖2進一步討論的，操作部件36A和36B可以經(jīng)由分立連線或經(jīng)由通信鏈路34連接到終端塊26。另外，在其它實施例中，操作部件36A和36B可以經(jīng)由分立連線或經(jīng)由通信鏈路34直接連接到通信網(wǎng)關(guān)24。如下面關(guān)于圖2進一步討論的，通信網(wǎng)關(guān)24可以包括有助于發(fā)現(xiàn)連接到操作者接口 30和終端塊26的部件32A、32B、32C、36A和36B的邏輯。根據(jù)一些實施例，通信網(wǎng)關(guān)24可以包括DeviceNet 起動器輔助(DSA)裝置,該裝置包括可從威斯康星州密爾沃基市的洛 克威爾自動化公司商購的DeviceLogix 。通信網(wǎng)關(guān)24還可以通過網(wǎng)絡(luò)連接40與遠程裝置38通信。網(wǎng)絡(luò)連接40可以是任何適當(dāng)?shù)挠芯€或無線網(wǎng)絡(luò)連接40。根據(jù)一些實施例，網(wǎng)絡(luò)連接40可以是工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的部分，該工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)其中包括諸如DeviceNet (設(shè)備網(wǎng))、ControlNet (控制網(wǎng))、EtherNet/IP (以太網(wǎng)/IP)、Profibus、或Modbus網(wǎng)絡(luò)。另外，馬達控制系統(tǒng)10可以通過網(wǎng)絡(luò)連接40耦合到其它設(shè)備和/或過程。根據(jù)一些實施例，其中，遠程裝置38可以是操作者工作站、計算機終端，或者可以是現(xiàn)場站或者DCS的部分。例如，可以采用遠程裝置38來提供馬達控制系統(tǒng)10和/或機器/過程12、連同馬達控制系統(tǒng)10的部件(其中包括諸如操作者接口 30、馬達起動器22和終端塊26)的控制和/或監(jiān)測。根據(jù)一些實施例，遠程裝置38可以是為馬達控制系統(tǒng)10提供另外的控制和/或功能的遠程PLC。例如，在一些實施例中，遠程PLC可以連接到多個馬達控制系統(tǒng)10，并且可以管理馬達控制系統(tǒng)10的系統(tǒng)的操作。在這些實施例中，即插即用邏輯和通信網(wǎng)關(guān)可有助于將馬達控制系統(tǒng)10集成到由遠程PLC控制的整個系統(tǒng)中。遠程裝置38還可以是另一馬達控制系統(tǒng)。在這些實施例中，通信網(wǎng)關(guān)24可有助于可以通過網(wǎng)絡(luò)連接40連接的馬達控制系統(tǒng)10之間的對等通信。另外，馬達控制系統(tǒng)10內(nèi)的邏輯可以允許馬達控制系統(tǒng)10通過網(wǎng)絡(luò)連接40向連接到馬達控制系統(tǒng)10的其它馬達控制系統(tǒng)發(fā)送信息以及從連接到馬達控制系統(tǒng)10的其它馬達控制系統(tǒng)接收信息。根據(jù)一些實施例，馬達控制系統(tǒng)10可以起到主設(shè)備的作用，該主設(shè)備管理通過網(wǎng)絡(luò)連接40連接的其它馬達控制系統(tǒng)的操作。在這些實施例中，主控制邏輯可以包括在通信網(wǎng)關(guān)24內(nèi)、或者馬達控制系統(tǒng)10的其它部件內(nèi)，并且可不需要外部PLC來控制多個馬達控制系統(tǒng)。另外，在又一實施例中，馬達控制系統(tǒng)10可以是獨立系統(tǒng)，并且可以省略網(wǎng)絡(luò)連接40和遠程裝置38。遠程裝置38可以包括顯示馬達控制系統(tǒng)10的狀態(tài)的用戶界面，并且在一些實施例中還可以接收用于控制馬達控制系統(tǒng)10和/或機器/過程12的用戶輸入。例如，遠程裝置38可以配備有允許編輯包括在通信網(wǎng)關(guān)24內(nèi)的邏輯的軟件。例如，在一些實施例中，遠程裝置38可以是配備有采用DeviceLogix編輯器的RSNetWorx軟件的IntelliCenter監(jiān)測器?？梢圆捎眠h程裝置38來對通信網(wǎng)關(guān)24內(nèi)的邏輯進行編程、將邏輯下載到通信網(wǎng)關(guān)24、監(jiān)測馬達控制中心10和/或提供診斷。另外，在一些實施例中，可以采用遠程裝置38來配置馬達起動器22和/或操作者接口 30。此外，可以采用遠程裝置在操作期間查看執(zhí)行的邏輯和檢查應(yīng)用的馬達控制系統(tǒng)10的配置。遠程裝置38還可以通過諸如有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接的連接44連接到數(shù)據(jù)庫42。根據(jù)一些實施例，數(shù)據(jù)庫42可以存儲部件32A、32B、32C、36A和36B的邏輯配置文件、操作者接口 30的邏輯配置文件、終端塊26的邏輯配置文件、和/或馬達控制系統(tǒng)10的操作配置文件。根據(jù)一些實施例，可以使用遠程裝置38從數(shù)據(jù)庫42檢索邏輯并將邏輯下載到通信網(wǎng)關(guān)24。圖2是更詳細地示出馬達控制系統(tǒng)10的某些部件的框圖。如圖2所示，馬達起動器22包括斷路器46、接觸器48、以及過載繼電器50。然而，在其它實施例中，可以采用任何適當(dāng)類型的馬達起動器22，其中包括諸如包括軟起動器和驅(qū)動器的馬達起動器。如下面關(guān)于圖3進一步描述的，在馬達控制系統(tǒng)10啟動時，通信網(wǎng)關(guān)24可以啟動 連接的部件32A、32B、32C、36A和36B的自動發(fā)現(xiàn)。具體地，通信網(wǎng)關(guān)24包括執(zhí)行自動發(fā)現(xiàn)過程的控制器51。根據(jù)一些實施例，控制器51通過允許在不需要分開的軟件事務(wù)處理(transaction)的情況下連接、發(fā)現(xiàn)部件32A、32B、32C、36A和36B、以及確定它們的功能，有助于馬達控制系統(tǒng)10的即插即用功能。其中，控制器51可以包括一個或更多個微處理器、指令集處理器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、接口板、和/或相關(guān)芯片組。控制器51可以與存儲用于控制器51的可執(zhí)行代碼、數(shù)據(jù)和指令的存儲裝置52協(xié)作。例如，存儲裝置52可以存儲用于自動發(fā)現(xiàn)包括在部件32A和36B內(nèi)的標識數(shù)據(jù)56A和56B、以及包括在操作者接口 30、終端塊26和馬達起動器22內(nèi)的標識數(shù)據(jù)56C、56D和56E的即插即用邏輯54。在另一示例中，存儲裝置52可以存儲用于控制馬達起動器22的操作的值。例如，控制器51可以將表示馬達起動器22的狀態(tài)的數(shù)據(jù)寫入存儲裝置52?？刂破?1還可以從存儲裝置52讀取數(shù)據(jù)，并基于該數(shù)據(jù)向馬達起動器22發(fā)送控制信號。另外，在一些實施例中，遠程裝置38可以從存儲裝置52讀取數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)寫入存儲裝置52。存儲裝置52可以是非暫時性、有形的、機器可讀的介質(zhì)。另外，存儲裝置52可以包括易失性存儲器(諸如隨機存取存儲器)和/或非易失性存儲器(諸如只讀存儲器、閃存、硬盤驅(qū)動器、或者任何其它適當(dāng)?shù)墓狻⒋呕蚬虘B(tài)計算機可讀介質(zhì))、以及其組合。即插即用邏輯54可以包括被設(shè)計成在馬達控制系統(tǒng)10啟動時檢測連接的部件32A、32B、32C、36A和36B的一個或更多個硬件和/或軟件控制算法。例如，即插即用邏輯54可以被設(shè)計成在啟動時讀取標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C和56D。標識數(shù)據(jù)56A存儲在通過數(shù)字通信線纜34連接到從適配器裝置64的操作者接口部件32A內(nèi)。標識數(shù)據(jù)56B存儲在通過數(shù)字通信線纜34連接到終端塊26的操作部件36B內(nèi)。經(jīng)由數(shù)字通信線纜34將部件32A和36B連接到操作者接口 30和終端塊26允許直接從部件32A和36B檢索標識數(shù)據(jù)56A和56B。根據(jù)一些實施例，標識數(shù)據(jù)56A和56B可以在制造時包括在部件32A和36B內(nèi)，并且例如可以存儲在EPROM內(nèi)。標識數(shù)據(jù)56C存儲在從適配器裝置64內(nèi)并且可以用于識別通過分立線路57連接到從適配器64的部件32B和32C。另外，在一些實施例中，標識數(shù)據(jù)56C可以識別操作者接口 30的配置和連接的部件，并且在自動發(fā)現(xiàn)過程期間可不采用標識數(shù)據(jù)56A。標識數(shù)據(jù)56D存儲在終端塊26內(nèi)，并且可以用于識別通過分立線路57連接到終端塊26的部件36A。在一些實施例中，標識數(shù)據(jù)56D可以識別終端塊26的配置(即，輸入和輸出的數(shù)目)和連接的部件，并且在自動發(fā)現(xiàn)過程期間可不使用標識數(shù)據(jù)56B。馬達起動器22還可以包括標識數(shù)據(jù)56E，標識數(shù)據(jù)56E可以用于識別包括在馬達起動器22內(nèi)的部件，諸如斷路器46、接觸器48和繼電器50。根據(jù)一些實施例，標識數(shù)據(jù)56C、56D和56E可以在制造時包括在從適配器裝置64、終端塊26和馬達起動器26之中，或者可以例如使用DIP開關(guān)或通過利用遠程裝置38進行編程而現(xiàn)場設(shè)置。此外，在一些實施例中，終端塊26和馬達起動器22還可以包括存儲標識數(shù)據(jù)56D和56E的從適配器裝置。存儲裝置52還存儲包括用于確定連接的部件32A、32B、32C、36A和36B的功能的部件邏輯的部件配置文件58。例如，根據(jù)一些實施例，用于接口部件32A、32B和32C的邏輯可以確定接口部件的功能，例如，指示燈亮起或閃爍的情況。可以采用控制器51在啟動時將包括在對應(yīng)的部件邏輯配置文件58中的邏輯寫入部件32A和36B。然后可以將邏輯存儲在部件32A和36B內(nèi)，并且在馬達控制系統(tǒng)10的操作期間由部件32A和36B來執(zhí)行該邏輯。另外，可以采用控制器51，以針對硬連線到操作者接口 30和終端塊26的部件32B、32C 和36A，將包括在對應(yīng)的部件邏輯配置文件58中的邏輯寫入操作者接口 30和終端塊26。然后，可以將邏輯存儲在操作者接口 30和終端塊26內(nèi)。即插即用邏輯54還可以包括一個或更多個硬件和/或軟件控制算法，該控制算法被設(shè)計成基于發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B，自動加載馬達控制系統(tǒng)10的操作配置文件60。操作配置文件60存儲在存儲裝置52內(nèi)并且包括可以被執(zhí)行以確定馬達控制系統(tǒng)10的整個功能和操作的邏輯。例如，每個操作配置文件60可以確定馬達控制系統(tǒng)10的對應(yīng)于發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的指定集的功能。即插即用邏輯54可以被設(shè)計成基于發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B選擇操作配置文件60。于是，可以在控制器51內(nèi)加載選擇的操作配置文件60，并且可以執(zhí)行操作配置文件60的邏輯，以操作馬達控制系統(tǒng)10。另外，在一些實施例中，選擇的操作配置文件60和/或標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C和/或56D可以被傳輸?shù)竭h程裝置38，以有助于監(jiān)測馬達控制系統(tǒng)10。例如，在一些實施例中，遠程裝置38可以采用標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C和/或56D來生成馬達控制系統(tǒng)10的圖形表
/Jn o存儲裝置52還可以存儲識別發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的指定集的系統(tǒng)配置標識符62。根據(jù)一些實施例，系統(tǒng)配置標識符62可以是表示發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的集的數(shù)字和/或字母的組合。例如，配置系統(tǒng)標識符62可以是表示在馬達控制系統(tǒng)10內(nèi)互連的部件32八、328、32(、364和368的指定集的產(chǎn)品目錄號。然后，如下面關(guān)于圖4進一步描述的，控制器51可以采用配置標識符62以確定故障系統(tǒng)內(nèi)的正確替換零件。根據(jù)一些實施例，控制器51還可以提供馬達控制系統(tǒng)10內(nèi)的另外的功能，諸如允許馬達16的延遲啟動和/或停止、或者提供局部預(yù)測和/或診斷功能，諸如實現(xiàn)過熱和過流指示器。操作者接口 30包括從適配器裝置64，其允許采用與通信線纜34相連的多點對點通信信道。根據(jù)一些實施例，從適配器裝置64可以是IO鏈路從適配器。然而，在其它實施例中，可以采用任何適當(dāng)?shù)倪m配器以有助于通信網(wǎng)關(guān)24與操作者接口 30之間的通信。另夕卜，在一些實施例中，終端塊26和馬達起動器22可以包括有助于通信網(wǎng)關(guān)24與終端塊26和馬達起動器22之間的通信的相似從適配器裝置。如以上指出的，其中，可以通過多點對點通信鏈路、多分支通信網(wǎng)絡(luò)、菊花鏈通信網(wǎng)絡(luò)或共用背板，在通信網(wǎng)關(guān)24與操作者接口30、終端塊26和馬達起動器22之間進行通信。此外，在一些實施例中，例如，在采用多分支通信網(wǎng)絡(luò)(例如，DeviceNet)的情況下，即插即用邏輯54可以包括用于未定義部件32A、32B、32C、36A和/或36B的自動尋址機構(gòu)。例如，如果連接了確實具有對應(yīng)標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C或56D的特定部件32A、32B、32C、36A和/或36B，則即插即用邏輯54可以被設(shè)計成將這些未定義部件分配給默認地址。當(dāng)在默認地址檢測到多個部件時，控制器51可將唯一的地址分配給先前被分配給默認地址的部件32A、32B、32C、36A和/或36B中的每個。另外，在其它實施例中，可以在遠程裝置38上顯示指示器或錯誤消息，以提醒用戶對未定義部件32A、32B、32C、36A和/或36B分配地址。如圖2所示，在通信網(wǎng)關(guān)24的存儲裝置52內(nèi)存儲即插即用邏輯54、部件配置文件58、系統(tǒng)配置文件60、以及配置標識符62。然而，在其它實施例中，可以在馬達起動器22、操作者接口 30、終端塊26、遠程裝置38、或者其組合的存儲裝置內(nèi)存儲即插即用邏輯54、部件配置文件58、系統(tǒng)配置文件60、以及配置標識符62中的一個或更多個。另外，在一些實施 例中，通信網(wǎng)關(guān)24可以是馬達起動器22的組成部分。圖3描繪了根據(jù)一些實施例的、用于使用即插即用功能部件來自動配置馬達控制系統(tǒng)10的方法70。可以使用包括在存儲裝置52內(nèi)的即插即用邏輯54來執(zhí)行方法70。方法70可以通過發(fā)現(xiàn)(塊72)連接到馬達控制系統(tǒng)10的部件而開始。例如，控制器51可以執(zhí)行硬件和/或軟件控制算法來檢索標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C和56D (圖2)。然后控制器51可以通過保證發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的組合對應(yīng)于有效的系統(tǒng)操作配置文件60而使系統(tǒng)10有效(塊74)。例如，如圖2所示，控制器51可以將發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的集與包括在存儲裝置52內(nèi)的操作配置文件60進行比較，并且保證發(fā)現(xiàn)的部件的集對應(yīng)于存儲的操作配置文件60之一。根據(jù)一些實施例，可以通過遠程裝置38將操作配置文件60加載到存儲裝置52中，并且可以通過期望的客戶應(yīng)用和/或功能來限定操作配置文件60。另外，在其它實施例中，控制器51可以直接使用標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C和56D，以通過保證檢索到的標識數(shù)據(jù)56A、56B、56C和56D的組合對應(yīng)于有效的系統(tǒng)操作配置文件60而使系統(tǒng)10有效(塊74)。在使系統(tǒng)有效(塊74)之后，控制器51可以設(shè)置(塊76)系統(tǒng)配置標識符62。如以上關(guān)于圖2所討論的，系統(tǒng)配置標識符62可以是表示發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的集的數(shù)字和/或字母的組合。為了設(shè)置(塊76)系統(tǒng)配置標識符62，控制器51可以檢索對應(yīng)于發(fā)現(xiàn)的部件32A、32B、32C、36A和36B的集的系統(tǒng)配置標識符，并可以將檢索到的系統(tǒng)配置標識符62存儲在存儲裝置52內(nèi)。根據(jù)一些實施例，控制器51可以在有效過程期間檢索系統(tǒng)配置標識符62。例如，在一些實施例中，系統(tǒng)操作配置文件60的每個可以包括對應(yīng)的系統(tǒng)配置標識符。在這些實施例中，控制器51可以從對應(yīng)于發(fā)現(xiàn)的部件的集的操作配置文件60中檢索系統(tǒng)配置標識符62，并且可以將檢索到的系統(tǒng)配置標識符62存儲在存儲裝置52中。在其它實施例中，控制器51可以使用包括在即插即用邏輯54中的查找表或算法來確定對應(yīng)于發(fā)現(xiàn)的部件的集的系統(tǒng)配置標識符62。另外，在其它實施例中，控制器51可以將諸如部件標識數(shù)據(jù)56的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程裝置38，以獲得對應(yīng)的系統(tǒng)配置標識符62。此外，在又一實施例中，用戶可以通過遠程裝置38輸入配置標識符62，或者可以使用通信網(wǎng)關(guān)24的雙列直插式封裝(DIP)開關(guān)來設(shè)置配置標識符62。然后控制器51可以配置(塊78)發(fā)現(xiàn)的部件32和36。例如，控制器51可以從部件配置文件58檢索對應(yīng)于發(fā)現(xiàn)的部件的邏輯?？刂破?1然后可以經(jīng)由通信線纜34將邏輯寫入部件32A和36B、操作者接口 30、和/或終端塊26。然后，可以在馬達控制系統(tǒng)10的操作期間在部件級來執(zhí)行邏輯。另外，如果特定部件32B、32C和36A硬連線到操作者接口 30和終端塊26，則控制器51可以將指定的分立輸入和/或輸出分配給與部件32B、32C和36A相關(guān)聯(lián)的特定功能。例如，控制器51可以將操作者接口 30和終端塊26的特定輸入和/或輸出分配給特定功能。在另一示例中，如果馬達起動器22硬連線到通信網(wǎng)關(guān)24，則控制器51可以將馬達起動器22和/或通信網(wǎng)關(guān)24的特定輸入和/或輸出分配給特定功倉泛?？刂破?1還可以安裝(塊80)馬達控制系統(tǒng)10的操作配置文件。例如，控制器 51可以檢索包括在有效過程期間所識別的系統(tǒng)操作配置文件60中的邏輯?？刂破?1然后可以在馬達控制系統(tǒng)10的操作期間加載用于執(zhí)行的邏輯。根據(jù)一些實施例，系統(tǒng)邏輯可以指定馬達控制系統(tǒng)10的功能。例如，系統(tǒng)邏輯可以確定馬達控制系統(tǒng)10如何響應(yīng)特定事件，諸如故障情況。此外，系統(tǒng)邏輯可以確定馬達控制系統(tǒng)10如何在操作者接口 30、遠程裝置38和/或控制/監(jiān)測站18上顯示操作情況。在一些實施例中，控制器51還可以配置(塊82)馬達控制系統(tǒng)10的監(jiān)測。例如，在一些實施例中，控制器51可以將配置標識符62傳輸?shù)竭h程裝置38和/或控制/監(jiān)測站18。遠程裝置38和/或控制/監(jiān)測站18然后可以使用配置標識符62來安裝用于監(jiān)測馬達控制系統(tǒng)10的圖形用戶界面。圖4和圖5描繪了可以在馬達控制系統(tǒng)10的操作期間使用的方法。具體地，圖4描繪了可以在馬達控制系統(tǒng)10內(nèi)替換部件32或36時采用的方法84。根據(jù)一些實施例，方法84可以保證在維護期間正確的替換零件被連接到馬達控制系統(tǒng)10，這可降低操作者失誤。方法84可以通過檢測(塊86)配置改變而開始。例如，控制器51可檢測到不同部件32A、32B、32C、36A或36B已連接到馬達控制系統(tǒng)10。根據(jù)一些實施例，控制器51可以將用于新部件的標識數(shù)據(jù)與包括在配置標識符62中的、或與配置標識符62相關(guān)聯(lián)的標識數(shù)據(jù)進行比較，并且確定并不匹配?？刂破?1然后可以啟動(塊88)操作的安全模式，在操作的安全模式下使馬達控制系統(tǒng)10的一些功能失效。例如，控制器51可以封鎖馬達16的操作。控制器51然后可以指示(塊90)發(fā)生了故障。例如，可以在操作者接口 30上使作為部件32包括的一個或更多個燈亮起。在另一示例中，可以將錯誤消息傳輸?shù)竭h程裝置38和/或控制/監(jiān)測系統(tǒng)18?？刂破?1可以繼續(xù)在操作的安全模式下操作馬達控制系統(tǒng)10，直到檢測到(塊92)正確部件的連接為止。例如，控制器51可檢測到新連接的部件，并且確定對應(yīng)的標識數(shù)據(jù)56與同配置標識符62相關(guān)聯(lián)的標識數(shù)據(jù)匹配。控制器51然后可以重新配置(塊94)系統(tǒng)。例如，控制器可以執(zhí)行圖3所示的方法70，以再次發(fā)現(xiàn)每個連接的部件，使系統(tǒng)有效，并且安裝系統(tǒng)操作配置文件。圖5描繪了可以在期望對馬達控制系統(tǒng)10進行功能改變時采用的方法96。例如，用戶會希望用不同類型的部件替換連接的部件32A、32B、32C、36A或36B，以改變馬達控制系統(tǒng)10的功能。方法96可以通過檢測(塊98)配置改變而開始。例如，如以上關(guān)于圖4描述的，控制器51可以確定已連接了不同類型的部件。另外，在其它實施例中，例如，用戶可以通過遠程裝置38或通過改變通信網(wǎng)關(guān)24的DIP開關(guān)來輸入不同的配置標識符62?？刂破?1然后可以啟動(塊100)操作的安全模式。例如，控制器51可以使馬達控制系統(tǒng)10的一些功能失效。控制器還可以指示(塊102)已檢測到功能改變。例如，控制器51可以通過操作者接口 30、通過遠程裝置38、和/或通過控制/監(jiān)測系統(tǒng)18來顯示告警?？刂破?1然后可以接收(塊104)功能改變請求。例如，用戶可以通過遠程裝置38、控制/監(jiān)測系統(tǒng)18、或通過操作者接口 30輸入指示期望功能改變的用戶輸入。在接收到功能改變請求時，控制器51然后可以重新配置(塊106)系統(tǒng)來安裝新功能。例如，控制器可以啟動以上關(guān)于圖3描述的方法70。如以上關(guān)于圖3討論的，控制器可以發(fā)現(xiàn)連接的部件，使系統(tǒng)有效，并且設(shè)置新配置標識符。根據(jù)上述描述可知，本發(fā)明的實施例公開了以下技術(shù)方案，包括但不限于方案I :一種負載控制系統(tǒng)，包括負載控制器；操作者接口，其包括用于控制所述負載控制器的一個或更多個接口部件；通信網(wǎng)關(guān)部件，其通過數(shù)字通信鏈路將所述負載控制器與所述操作者接口通信地耦合；以及控制器，其被配置成發(fā)現(xiàn)所述一個或更多個接口部件的每個的身份，并且基于所發(fā)現(xiàn)的身份來安裝所述負載控制系統(tǒng)的操作配置文件。方案2 :根據(jù)方案I所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述負載控制器包括馬達起動器，所述馬達起動器包括斷路器、接觸器、以及繼電器。方案3 :根據(jù)方案I或2所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述接口部件包括一個或更多個按鈕、選擇器開關(guān)、或指示燈、或者它們的組合。方案4 :根據(jù)方案1、2或3中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述數(shù)字通信鏈路包括多點對點通信鏈路、多分支通信網(wǎng)絡(luò)、或菊鏈通信網(wǎng)絡(luò)、或者它們的組合。方案5 :根據(jù)方案1、2、3或4中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成檢索對應(yīng)于所發(fā)現(xiàn)的身份的邏輯并且經(jīng)由所述數(shù)字通信鏈路將所述邏輯寫入所述接口部件或所述操作者接口、或者它們的組合。方案6 :根據(jù)方案1、2、3、4或5中任一項所述的負載控制系統(tǒng),其中所述負載控制器包括馬達起動器，并且包括能夠通過門進入的外殼，其中所述馬達起動器和所述通信網(wǎng)關(guān)部件被布置在所述外殼內(nèi)，并且其中所述操作者接口被布置在所述門內(nèi)。方案7 :根據(jù)方案1、2、3、4、5或6中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述通信網(wǎng)關(guān)部件包括被配置成存儲所述馬達控制系統(tǒng)的多個操作配置文件的存儲裝置，并且其中所述控制器被配置成基于所發(fā)現(xiàn)的身份來選擇所述多個操作配置文件之一并且安裝所選擇的操作配置文件。方案8 :根據(jù)方案1、2、3、4、5、6或7中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，包括連接到所述馬達控制系統(tǒng)的一個或更多個操作部件的終端塊，其中，所述控制器被配置成發(fā)現(xiàn)所述操作部件的每個的身份，并基于所發(fā)現(xiàn)的所述操作部件的身份來安裝所述馬達控制系統(tǒng)的所述操作配置文件。方案9 :根據(jù)方案1、2、3、4、5、6、7或8中任一項所述的負載控制系統(tǒng),其中所述負載控制系統(tǒng)包括下述馬達控制系統(tǒng)其中所述通信網(wǎng)關(guān)部件有助于所述馬達控制系統(tǒng)與一個或更多個另外的馬達控制系統(tǒng)之間的對等通信；或者其中，所述負載控制系統(tǒng)包括下述馬達控制系統(tǒng)其中所述通信網(wǎng)關(guān)部件通信地耦合到控制多個馬達控制系統(tǒng)的遠程可編程邏輯控制器，并且其中所述操作配置文件有助于所述遠程可編程邏輯控制器對所述馬達控制系統(tǒng)的控制。方案10 :—種方法，包括發(fā)現(xiàn)通過負載控制系統(tǒng)的數(shù)字通信鏈路連接到負載控制器的一個或更多個接口部件的身份；以及基于所發(fā)現(xiàn)的身份來安裝所述負載控制系統(tǒng)的操作配置文件。方案11 :根據(jù)方案10所述的方法，其中所述負載控制器包括馬達起動器，并且其中所述負載控制系統(tǒng)包括馬達控制系統(tǒng)。 方案12 :根據(jù)方案10或11所述的方法，其中安裝操作配置文件包括檢索對應(yīng)于所發(fā)現(xiàn)的身份的操作配置文件、以及在所述負載控制系統(tǒng)的操作期間加載用于執(zhí)行的操作配置文件。方案13 :根據(jù)方案10、11或12中任一項所述的方法,包括使所述負載控制系統(tǒng)有效，以保證所發(fā)現(xiàn)的身份對應(yīng)于存儲的操作配置文件。方案14 :根據(jù)方案10、11、12或13中任一項所述的方法，其中發(fā)現(xiàn)身份包括在所述負載控制系統(tǒng)啟動時檢測所述接口部件的身份，并且包括檢索與所發(fā)現(xiàn)的身份對應(yīng)的邏輯以及經(jīng)由所述數(shù)字通信鏈路將所述邏輯寫入所述接口部件。方案15 :根據(jù)方案10、11、12、13或14中任一項所述的方法,包括將表不所發(fā)現(xiàn)的身份的系統(tǒng)配置標識符分配給所述負載控制系統(tǒng)；以及響應(yīng)于檢測到與所述系統(tǒng)配置標識符不對應(yīng)的所述接口部件之一的新身份，啟動所述負載控制系統(tǒng)的操作的安全模式。雖然這里僅示出和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會想到許多修改和改變。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求旨在覆蓋落在本發(fā)明的真正精神內(nèi)的所有這樣的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種負載控制系統(tǒng),包括 負載控制器； 操作者接口，其包括用于控制所述負載控制器的一個或更多個接口部件； 通信網(wǎng)關(guān)部件，其通過數(shù)字通信鏈路將所述負載控制器與所述操作者接口通信地耦合；以及 控制器，其被配置成發(fā)現(xiàn)所述一個或更多個接口部件的每個的身份，并且基于所發(fā)現(xiàn)的身份來安裝所述負載控制系統(tǒng)的操作配置文件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述數(shù)字通信鏈路包括多點對點通信鏈路、多分支通信網(wǎng)絡(luò)、或菊鏈通信網(wǎng)絡(luò)、或者它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置成檢索對應(yīng)于所發(fā)現(xiàn)的身份的邏輯并且經(jīng)由所述數(shù)字通信鏈路將所述邏輯寫入所述接口部件或所述操作者接口、或者它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述負載控制器包括馬達起動器，并且包括能夠通過門進入的外殼，其中所述馬達起動器和所述通信網(wǎng)關(guān)部件被布置在所述外殼內(nèi)，并且其中所述操作者接口被布置在所述門內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，包括連接到所述馬達控制系統(tǒng)的一個或更多個操作部件的終端塊，其中所述控制器被配置成發(fā)現(xiàn)所述操作部件的每個的身份，并基于所發(fā)現(xiàn)的所述操作部件的身份來安裝所述馬達控制系統(tǒng)的所述操作配置文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5中任一項所述的負載控制系統(tǒng)，其中所述負載控制系統(tǒng)包括下述馬達控制系統(tǒng)其中所述通信網(wǎng)關(guān)部件有助于所述馬達控制系統(tǒng)與一個或更多個另外的馬達控制系統(tǒng)之間的對等通信；或者其中，所述負載控制系統(tǒng)包括下述馬達控制系統(tǒng)其中所述通信網(wǎng)關(guān)部件通信地耦合到控制多個馬達控制系統(tǒng)的遠程可編程邏輯控制器，并且其中所述操作配置文件有助于所述遠程可編程邏輯控制器對所述馬達控制系統(tǒng)的控制。
7.一種方法，包括 發(fā)現(xiàn)通過負載控制系統(tǒng)的數(shù)字通信鏈路連接到負載控制器的一個或更多個接口部件的身份；以及 基于所發(fā)現(xiàn)的身份來安裝所述負載控制系統(tǒng)的操作配置文件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括使所述負載控制系統(tǒng)有效，以保證所發(fā)現(xiàn)的身份對應(yīng)于存儲的操作配置文件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，發(fā)現(xiàn)身份包括在所述負載控制系統(tǒng)啟動時檢測所述接口部件的身份，并且包括檢索與所發(fā)現(xiàn)的身份對應(yīng)的邏輯以及經(jīng)由所述數(shù)字通信鏈路將所述邏輯寫入所述接口部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9中任一項所述的方法，包括 將表示所發(fā)現(xiàn)的身份的系統(tǒng)配置標識符分配給所述負載控制系統(tǒng)；以及 響應(yīng)于檢測到與所述系統(tǒng)配置標識符不對應(yīng)的所述接口部件之一的新身份，啟動所述負載控制系統(tǒng)的操作的安全模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種即插即用馬達控制系統(tǒng)，其中，該馬達控制系統(tǒng)包括有助于通過數(shù)字通信鏈路連接諸如馬達起動器、操作者接口、以及終端塊的部件的通信網(wǎng)關(guān)。通信網(wǎng)關(guān)包括被設(shè)計成在馬達控制系統(tǒng)啟動時發(fā)現(xiàn)連接到數(shù)字通信鏈路的接口和操作部件的控制邏輯?？刂七壿嬋缓罂梢曰诎l(fā)現(xiàn)的部件來安裝馬達控制系統(tǒng)的操作配置文件。例如，控制邏輯可以從通信網(wǎng)關(guān)的存儲裝置中檢索和加載與發(fā)現(xiàn)的部件的集對應(yīng)的操作配置文件。于是可以在馬達控制系統(tǒng)的操作期間使用操作配置文件來管理馬達控制系統(tǒng)的功能。
文檔編號G05B19/418GK102759903SQ201110117529
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者大衛(wèi)·D·布蘭特, 大衛(wèi)·L·詹森, 平·S·利, 張國林, 徐達銀, 韋恩·H·維勒伯斯奇 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司