[发明专利]电机控制系统的数据接口模块

说明书

本发明涉及电机控制系统，特别是涉及一种允许用户遥控修改AC感应电机的预定数目工作参数并显示这些参数的数据接口模块。

存在两种控制AC感应电机启动、停止及其速度的基本方法。第一种方法，将可调频率控制器连接到AC感应电机。可调频率控制器包括利用固态开关将DC功率转换成阶梯波形AC功率的逆变器。波形发生器在微处理器的控制下为逆变器产生开关信号。尽管可调频率控制器可以有效地控制电机速度和AC感应电机消耗的功率，但是这种类型的控制器十分昂贵。此外，因为许多AC感应电机的应用场合并不需要复杂的频率和电压控制，所以已经开发出可调频率控制器的替代品。

可调频率控制器的替代方法是软启动器。软启动器利用相位控制原理工作，由此，供给AC感应电机的三相主电源线由每条电源线中的反并联(anti-paralled)晶闸管控制。在相位控制中，每条电源线中的晶闸管开关控制电流流向电机的半波周期比例，称为导通期。每个半波周期的非导通期(称为阻断角或陷波宽度)在每个电机端子的电压波形中表现为一个凹陷。在非导通期内，没有电流流向电机端子。为了终止非导通期，连接到电机端子的电源线中的晶闸管开关重新导通。通过晶闸管开关的导通一直持续到电流在下一半波周期中的某一时刻再次变为零，晶闸管开关再次开启。根据相位控制原理，通过改变非导通期的持续时间，就可以控制供给AC感应电机的电压和电流。如众知的，为了控制供给AC感应电机的电压和电流，可利用单微处理器触发晶闸管开关。

为了精确控制AC感应电机的启动、停止及其速度，用于可调频率控制器和软启动器的微处理器必需执行大量的控制算法。需要高性能的微处理器以可以接受的计算速度执行所需的大量计算。高性能的微处理器十分昂贵，增加了电机控制的总成本。因此，非常希望提供一种能够以较低的成本提供所期望的电机控制的电机控制系统

另外，在电机控制应用中使用单个微处理器限制了这种电机控制的灵活性。到目前为止，电机控制已构建为单个的集成整单元。这种单元只为用户提供了有限的输入和输出选项。结果，现有的电机控制限制了用户监测特定工作参数的能力，或需要专用硬件才能显示或控制特定的工作参数。因此，非常希望提供一种给用户以极大灵活性的电机控制。

因此，本发明的首要目的和特点是提供一种通过分布式处理来降低成本，并改善电机控制系统性能的电机控制系统。

本发明的进一步目的和特点是提供一种增加用户的灵活性的电机控制系统。

本发明的进一步目的和特点是为电机控制系统提供一种便于使用且造价低廉的输入/输出设备。

根据本发明，提供了一种允许用户修改针对由电机控制驱动的电机的预定工作参数并显示工作参数的数据接口模块。电机控制连接到用于发送和接收数据的通讯网络。数据接口模块包括连接到通讯网络的可视化显示结构。可视化显示结构选择性地显示多个用户选择的屏幕中的一个。用户选择的屏幕包括显示电机工作参数的用户滚动列表的第一屏幕和为用户选择的工作参数显示数据值的第二屏幕。屏幕选择设备连接到可视化显示结构允许用户在第一和第二屏幕之间切换。

微控制器连接到可视化显示结构和通讯链接，而通讯链接将微控制器连接到通讯网络。通讯链接根据用户选择的工作参数的数据值从电机控制接收预定的数据包，并将其提供给微控制器，这样，微控制器就使可视化显示结构在第二屏幕上显示用户选择的工作参数的数据值。

数据值调节设备连接到微控制器，以便将用户选择的工作参数的数据值调节到用户选择的数据值。数据值调节设备包括轴角编码器，其中轴的转动可以调节用户选择的电机工作参数的数据值。

存储器设备连接到电机控制，以便存储工作参数的用户滚动列表。存储器设备包括通过串行外部接口连接到微控制器的串行EEPROM。可以设想可视化显示结构包括液晶显示器，屏幕选择设备包括可在第一弹起位置和第二按下位置之间移动的按钮，其中将按钮按到按下位置将在第一和第二屏幕之间切换可视化显示结构。至少一个可视化显示结构的屏幕显示电机的转动方向。这样，可以设想提供一种连接到可视化显示结构的电机方向滚动设备，以便改变电机转动方向的显示。电机方向选择设备也连接到电机控制器，以便将电机的转动方向改变为显示的转动方向。