專利名稱：用于控制和/或監(jiān)控驅動裝置的功能單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種設計為發(fā)動機控制器的功能單元，用于控制和/或監(jiān)控驅動 裝置，該驅動裝置例如可以集成在用于控制和監(jiān)控技術流程或技術設施的自動化系統(tǒng)中。 根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器尤其設置用于低壓設備或改裝設備領域，優(yōu)選用于0. 24 到63A的額定電流范圍內。
背景技術：
為控制和/或監(jiān)控工業(yè)設施中的驅動裝置，通常使用發(fā)動機控制器，其優(yōu)選設計 為發(fā)動機控制設備、發(fā)動機保護設備、位置調節(jié)器或變頻器。用于控制和/或監(jiān)控驅動裝置 而被要求存放在發(fā)動機控制器中的功能可以通過參數(shù)或功能模塊靈活地匹配于不同的應 用目的。其配置，例如關于發(fā)動機保護參數(shù)、額定電流或發(fā)動機控制類型通常通過顯示-操 作單元來執(zhí)行，該顯示-操作單元與發(fā)動機控制器連接。為實現(xiàn)驅動裝置的有效控制及監(jiān)控，需要一種全面的發(fā)動機保護，其將提供有關 發(fā)動機狀態(tài)的持續(xù)、廣泛的信息。在此必須這樣準時識別且避免有可能出現(xiàn)的故障，即在故 障情況下，有故障的驅動裝置的中斷時間被減少到最小，并且在此同時將發(fā)動機保護成本 保持在可接受的范圍內。

實用新型內容相對而言，本實用新型的目的在于，提出一種用于控制/監(jiān)控驅動裝置的功能單 元(在下文中表示為發(fā)動機控制器)，由此而在一種單一的設備中集成了所有要求的保護 功能、監(jiān)控功能和控制功能，并且該功能單元能夠通過其通用而模塊化的結構以簡單的方 式進行擴展。該目的根據(jù)本實用新型通過一種用于控制和/或監(jiān)控驅動裝置的功能單元來 實現(xiàn)，其具有設置在基礎設備中的發(fā)動機控制器，所述發(fā)動機控制器通過通信接口與顯 示-操作單元連接，其特征在于，在所述基礎設備中集成有以下模塊-借助于以參數(shù)和/或功能模塊靈活地匹配于多種應用者要求，和/或具有一種 對于特殊的應用控制功能而附加的、自由的可編程性的控制功能實現(xiàn)的發(fā)動機控制模塊，-借助于集成的變流器實現(xiàn)且覆蓋了0. 24到63A的額定電流范圍的發(fā)動機保護模 塊，-通過所述顯示_操作單元和/或通過現(xiàn)場總線進行請求且發(fā)送診斷報告的發(fā)動 機/發(fā)動機設備診斷模塊，和/或_通過現(xiàn)場總線插頭在所述基礎設備的現(xiàn)場總線連接上進行的用于交換運行數(shù) 據(jù)、參數(shù)和診斷數(shù)據(jù)的現(xiàn)場總線通信模塊。通過根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器，相對于全面的發(fā)動機保護而言能夠例如為 管理系統(tǒng)提供有關發(fā)動機的持續(xù)、廣泛的信息，并且能夠識別和排除連接到發(fā)動機控制器 上的驅動裝置的故障。根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器通過其完整的實施例特別適用于在低壓開關設施中的應用或適用于改裝設備領域，優(yōu)選用于0. 24到63A的額定電流范圍內。在根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器中，在單一的可擴展的設備中集成了以下功 能-帶有例如對過載、相位中斷、相位順序、不對稱和/或接地進行識別的電子的發(fā) 動機保護，-通過集成的、簡單參數(shù)化的控制功能實現(xiàn)的靈活的發(fā)動機控制，該控制功能通過 參數(shù)或功能模塊能靈活地匹配于不同應用者要求，和/或具有一種對于特殊的應用控制功 能而附加的、自由的可編程性，-通過提供大量的診斷報告實現(xiàn)的發(fā)動機/發(fā)動機設備診斷，這些診斷報告例如 用于顯示出發(fā)動機電流、發(fā)動機狀態(tài)和熱負載，其中通過集成的或可連接的操作設備，通過 連接到發(fā)動機控制器上的現(xiàn)場總線和/或連接的筆記本電腦實現(xiàn)在診斷數(shù)據(jù)上的可訪問 性。這些診斷報告能夠以有利的方式通過操作設備和/或現(xiàn)場總線進行請求。另外，對于 維護管理可以存儲不同的運行數(shù)據(jù)，例如發(fā)動機運轉小時數(shù)。對于筆記本電腦在發(fā)動機控制器上的連接，設有通信適配器，其能夠實現(xiàn)發(fā)動機 控制器和筆記本電腦之間直接的連接。在另一實施例中，筆記本電腦通過總線連接到發(fā)動 機控制器上。對于現(xiàn)場總線上的通信(也被稱為開放或現(xiàn)場通信)，發(fā)動機控制器具有用于連 接通信適配器的接口(也被稱為FieldBUSPlUg(FBP)或現(xiàn)場總線插頭)，其構成現(xiàn)場總線 節(jié)點并且可以在發(fā)動機控制器上插接到為此設置的接口上，或者借助于延長電纜移動地架 設。通過適當?shù)倪x擇現(xiàn)場總線插頭，發(fā)動機控制器可以使用更廣泛的現(xiàn)場總線，例如 Profibus DP、DeviceNet、Modbus或CANopen AV，但是也可以作為無需現(xiàn)場總線連接的獨立 設備來運行。通過上述的現(xiàn)場總線通信設置可以實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)、參數(shù)和診斷以簡單的方式 進行交換。發(fā)動機控制器的參數(shù)化在本地可以通過連接到發(fā)動機控制器上的個人電腦來實 現(xiàn)。另外，發(fā)動機控制器的參數(shù)化也可以通過在發(fā)動機控制器上進行通信而上位設置的管 理系統(tǒng)來實現(xiàn)。在發(fā)動機控制器的另一實施例中設置，配置通過操作設備的操作面板進行。 為了存儲參數(shù)和/或運行數(shù)據(jù)，在發(fā)動機控制器中設有永久的存儲模塊。參數(shù)和/或運行 數(shù)據(jù)也可以在操作設備中過渡存儲在位于其中的第二存儲模塊中。為了本地的參數(shù)化而設有用于在USB接口(UTF21)上進行轉換的通信適配器，其 為此而與發(fā)動機控制器連接或集成在發(fā)動機控制器中。顯示-操作單元也通過另一個設計為USB接口的接口與配置個人電腦連接。與發(fā)動機控制器連接的操作設備為此而設計，該操作設備顯示出接收的運行數(shù) 據(jù)，確保發(fā)動機控制器的操作和/或也可以用于對控制器進行配置。操作設備與發(fā)動機控 制器之間的連接或者借助于插塞連接裝置直接連接到操作設備上，或者操作設備通過延長 電纜由發(fā)動機控制器移動地架設。文本及數(shù)值圖表的顯示通過LCD顯示屏，優(yōu)選借助于帶 有可調節(jié)背光照明的點陣LCD顯示屏實現(xiàn)。為進行操作設有按鍵，其按照顯示屏中預設的 菜單項對應于特殊背景功能。不同狀態(tài)通過操作設備中的發(fā)光二極管進行調節(jié)。
根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器以及本實用新型的有利設計方案、改進方案和其 他有點將通過在附圖中示出的實施例進行詳細描述和說明。圖1示出了根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器的實施例。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器的實施例，該發(fā)動機控制器設置用于 控制和/或監(jiān)控驅動裝置，并且集成在自動化系統(tǒng)中。在圖1中示出的發(fā)動機控制器通過 其緊湊的構造特別適合應用于嵌入技術中的低壓開關設施或者適用于改裝設備領域。通過 根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器以有利的方式覆蓋了 0. 24到63A的額定電流范圍，由此能 夠簡化規(guī)劃、保存和服務。根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器的安裝通過支承軌道或螺栓固定來實現(xiàn)。根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器由基礎設備30構成，其優(yōu)選帶有6個數(shù)字輸入端 36和3個轉換輸出端34。另外，在基礎設備30上設有用于發(fā)動機控制和用于將電流報告 信號化的24V晶體管輸出端。通過優(yōu)選3個發(fā)光二極管31能夠信號化硬件及通信的狀態(tài)。 對于發(fā)動機保護，在基礎設備中安裝有3個變流器，其覆蓋了 0. 24到63A的額定電流范圍。 通過附加的外部變流器能夠將額定電流擴展到850A。變流器優(yōu)選設計為插入式變流器。電子的過載保護裝置基于發(fā)動機電流和相位零位的檢測。為此，在連接到發(fā)動 機控制器的驅動裝置上實現(xiàn)了例如熱過載、中斷時間、散熱時間、不平衡負載、相位中斷和/ 或模塊保護，這些功能。接地識別通過發(fā)動機電流的求和來實現(xiàn)。另外，熱變電阻器通過兩個接線夾連接，從而提供了熱變電阻器發(fā)動機保護。電纜 中斷及短路識別也能夠實現(xiàn)。在基礎設備30中還集成有一種靈活的發(fā)動機控制，其通過集成的、簡單參數(shù)化的 控制功能和/或附加的自由可編程性來實現(xiàn)，該控制功能通過參數(shù)或功能模塊可以靈活地 匹配不同使用者的應用，該可編程性用于特殊應用的控制功能。在基礎設備中也可以集成發(fā)動機/發(fā)動機設備診斷。在此提供可大量的診斷報 告，例如用于顯示發(fā)動機電流、發(fā)動機狀態(tài)和熱過載，其中，通過集成或連接的操作設備40 和/或通過借助于現(xiàn)場總線插頭20連接到發(fā)動機控制器上的現(xiàn)場總線實現(xiàn)了在診斷數(shù)據(jù) 上的訪問。基礎設備30為此具有現(xiàn)場總線接口 35。在有利的設計方案中，在允許的情況下集成在基礎設備30中的輸入/輸出端能夠 簡單地擴展。為此，基礎設備30可選地具有用于連接擴展模塊10，例如連接額外的輸入/ 輸出模塊的接口 32，該輸入/輸出模塊為基礎設備30提供了額外的輸入/輸出端或其他的 測量值。擴展模塊10通過2個導線與基礎設備30連接。在根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制 器的有利設計方案中，擴展模塊10的每種狀態(tài)可以通過設置在擴展模塊上的發(fā)光二極管 來顯示。例如，基礎設備30通過擴展模塊10在8個數(shù)字輸入端(24VDC或110V-230VAC)、4 個轉換輸出端和1個模擬輸出端上進行擴展。模擬輸出端是可配置的(例如0-10V，4-20mA) 并且將在短路和電纜中斷上監(jiān)控設備。在基礎設備30的輸入端和輸出端及擴展模塊10為此而設置，即實現(xiàn)不同的功能，例如啟動命令的傳輸和/或故障的告知?；A設備30還通過操作設備40進行擴展，該操作設備為此而設置，即顯示出運行 數(shù)據(jù)，確保發(fā)動機控制器的操作和/或進行控制器的配置。操作設備40與基礎設備30的 連接或者借助于插塞連接器33直接連接到操作設備40上，或者操作設備40通過延長電纜 由基礎設備30移動地架設。文本及數(shù)值圖表的顯示通過具有可調節(jié)背光照明的點陣LCD 顯示屏來實現(xiàn)。為進行操作設有6個按鍵，其中兩個按鍵根據(jù)在顯示屏中預設的菜單項對 應于特殊背景功能。發(fā)動機控制器的狀態(tài)通過優(yōu)選三個發(fā)光二極管41顯示。根據(jù)本實用新型的發(fā)動機控制器的裝配通過支承軌道或借助于螺栓固定來進行。
權利要求一種用于控制和/或監(jiān)控驅動裝置的功能單元，其具有設置在基礎設備(30)中的發(fā)動機控制器，所述發(fā)動機控制器通過通信接口(33)與顯示 操作單元(40)連接，其特征在于，在所述基礎設備(30)中集成有以下模塊 借助于以參數(shù)和/或功能模塊靈活地匹配于多種應用者要求，和/或具有一種對于特殊的應用控制功能而附加的、自由的可編程性的控制功能實現(xiàn)的發(fā)動機控制模塊， 借助于集成的變流器實現(xiàn)且覆蓋了0.24到63A的額定電流范圍的發(fā)動機保護模塊， 通過所述顯示 操作單元(40)和/或通過現(xiàn)場總線進行請求且發(fā)送診斷報告的發(fā)動機/發(fā)動機設備診斷模塊，和/或 通過現(xiàn)場總線插頭(20)在所述基礎設備(30)的現(xiàn)場總線連接上進行的用于交換運行數(shù)據(jù)、參數(shù)和診斷數(shù)據(jù)的現(xiàn)場總線通信模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的功能單元，其特征在于，所述基礎設備(30)借助于設計為輸 入/輸出模塊的擴展模塊(10)進行擴展，由此所述基礎設備(30)還配備有輸入/輸出端 和/或其他測量數(shù)值。
3.根據(jù)權利要求2所述的功能單元，其特征在于，擴展模塊(10)的每種狀態(tài)通過在所 述擴展模塊(10)中設置的發(fā)光二極管顯示。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的功能單元，其特征在于，所述基礎設備(30)通過 附加、外部的變流器擴展到額定電流至850A。
5.根據(jù)權利要求4所述的功能單元，其特征在于，所述變流器被設計為插入式變流器。
6.根據(jù)權利要求1所述的功能單元，其特征在于，所述現(xiàn)場總線插頭(20)被安設到所 述基礎設備(30)上。
7.根據(jù)權利要求1所述的功能單元，其特征在于，所述基礎設備(30)具有用于連接熱 變電阻器的接線夾，通過所述接線夾實現(xiàn)驅動裝置的發(fā)動機過熱保護。
8.根據(jù)權利要求1所述的功能單元，其特征在于，在所述基礎設備(30)中設有電子的 過載保護裝置，由此實現(xiàn)了所連接的驅動裝置的熱過載、中斷時間、散熱時間、不平衡負載、 相位中斷和/或模塊保護進行監(jiān)控的功能。
專利摘要本實用新型涉及控制和/或監(jiān)控驅動裝置的功能單元，具有設置在基礎設備(30)中的發(fā)動機控制器，其通過通信接口(33)與顯示-操作單元(40)連接，其中，在基礎設備(30)中集成有以下模塊借助于以參數(shù)和/或功能模塊靈活地匹配于多種應用者要求，和/或具有一種對于特殊的應用控制功能而附加的、自由的可編程性的控制功能實現(xiàn)的發(fā)動機控制模塊，借助于集成的變流器實現(xiàn)且覆蓋了0.24到63A的額定電流范圍的發(fā)動機保護模塊，通過所述顯示-操作單元(40)和/或通過現(xiàn)場總線進行請求且發(fā)送診斷報告的發(fā)動機/發(fā)動機設備診斷模塊，和/或通過現(xiàn)場總線插頭(20)在所述基礎設備(30)的現(xiàn)場總線連接上進行的用于交換運行數(shù)據(jù)、參數(shù)和診斷數(shù)據(jù)的現(xiàn)場總線通信模塊。
文檔編號F02D45/00GK201757007SQ20102016678
公開日2011年3月9日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權日2010年4月1日
發(fā)明者彼得·O·米勒, 彼得·施特格邁爾, 羅爾夫·奧斯特布爾克·奧施特賴希, 赫爾曼·馬京 申請人:Abb股份有限公司