CN103728966A - 电机驱动器中的错误诊断和预测 - Google Patents

Abstract

公开了电机驱动器中的错误诊断和预测。提供了一种利用电机驱动器来诊断故障并向用户提供潜在方案的自动化网络。可以经由与电机驱动器集成（例如，与电机驱动器集成在单个柜中）和/或耦接至电机驱动器（例如，在与电机驱动器分立的外部设备中）的用户显示器来显示故障状态和/或诊断补救。如此，逻辑处理或其它算法可以由电机驱动器来执行，以便基于例如确定的错误或原因的似然性来确定针对任何给定故障的一组潜在的方案，用于呈现给用户。以此方式，电机驱动器可以允许用户校正动作被传达给用户。

Description

电机驱动器中的错误诊断和预测

背景技术

本发明总体上涉及用于电机驱动器的故障（fault）预防和失灵（failure）监视的领域。

可以在许多现代制造工厂中找到电机驱动器。电机驱动器可以包括用于驱动可以在电机驱动器内部或外部的电磁机器的电路，所述电磁机器诸如为带刷电机或无刷电机、步进电机、或其它机电致动器等。以此方式，电机驱动器可以提供用于控制各个电机的控制信号。电机驱动器还可以包括用于变换电压并将该电压传送至电机的部件。

在一些实施方式中，多个电机驱动器可以被定位成横跨工厂或制造场所的各个部件。然而，当在电机驱动器和/或其相应的电机中出现故障时，用户可能会不能够确定故障的原因或者可能会不能够容易地确定补救故障的方案。因此，现在认识到期望有一种向用户提供故障诊断和潜在方案的系统。

发明内容

本实施方式包括利用电机驱动器来诊断故障并向用户提供潜在方案的自动化网络。另外，该故障状态和/或诊断补救的报告可以经由与电机驱动器集成（例如，与电机驱动器集成在单个柜中）和/或耦接至电机驱动器（例如，在与电机驱动器分立的外部装置中）的用户显示器来完成。具体地，在一个实施方式中，每个电机驱动器上的显示器位于客户柜中。显示器可以帮助调试或校正部件（特别是较大机器中的部件）的故障。此外，逻辑处理或其它算法可以由电机驱动器来执行，以便基于例如所确定的错误和原因的似然性来确定针对任何给定的故障的一组潜在的方案。这些方案可以作为待进行的单一动作和/或作为待采用的一系列动作呈现给用户以校正故障。在一个实施方式中，这些方案还可以包括与具体方案应当补救问题的置信度有关的信息，以进一步帮助用户执行校正动作。以此方式，本实施方式可以包括在电机驱动器中（或耦接至电机驱动器）的交互式显示器，其可以允许用户校正动作传达给用户。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在整个附图中相似的字符表示相似的部件，其中：

图1示出了根据实施方式的工业自动化网络的框图；

图2示出了根据实施方式的图1的显示器；

图3示出了根据实施方式的图3的显示器的第一屏幕快照；

图4示出了根据实施方式的示出要由图1的控制器应用的规则的框图；以及

图5示出了根据实施方式的应用图4的规则的示例。

具体实施方式

尽管本公开内容可能易受到各种修改和替选形式的影响，但本文已经通过示例的方式以附图和表格示出了具体实施方式并且详细描述了具体实施方式。然而，应当理解，实施方式不意在局限于所公开的具体形式。反而，本公开内容将覆盖落入如所附权利要求所限定的本公开内容的精神和范围内的所有修改、等同方案和替选方案。另外，尽管为了简化说明，本文讨论单独的实施方式，但是本公开内容意在覆盖这些实施方式的所有组合。

图1示出了工业自动化网络100。该工业自动化网络100可以包括网络交换机102、控制器104、消息显示装置106、工作站108、电机驱动器110、112和114、以及电机116、118和120。网络交换机102可以操作以将通信和/或控制信号在控制器104、消息显示装置106、工作站108和/或电机驱动器110、112和114之间进行路由。因此，网络接口可以包括一个或更多个网络接口122，其中每个网络接口122耦接至相应的通信路径124、126、128和130。

可以利用网络接口122来提供网络交换机102、控制器104、消息显示装置106、工作站108和/或电机驱动器110、112和114之间的通信。网络接口122可以经由个人区域网（PAN）（例如，蓝牙）、局域网（LAN）（例如，Wi-Fi）、广域网（WAN）（例如，3G或LTE）、近场通信装置（NFC）、和/或物理连接（例如，以太网连接）等来提供通信，并且像这样，网络接口122可以包括完成这样的通信所需要的硬件和软件。此外，预料到通信路径124、126、128和130允许串行实时通信系统（SERCOS）通信。

控制器104还可以包括将控制器104沿着路径124耦接至网络交换机的网络接口122。控制器104可以是针对消息显示装置106、工作站108和/或电机驱动器110、112和114生成命令和/或控制信号的中央控制器。控制器104还可以包括显示器132，该显示器能够显示与控制器104、消息显示装置106、工作站108和/或电机驱动器110、112和114的操作有关的信息。在一些实施方式中，控制器104可以包括一个或更多个电路板，所述一个或更多个电路板可以包括：一个或更多个微处理器，例如一个或更多个“通用”微处理器、一个或更多个专用微处理器和/或一个或更多个现场可编程门阵列（FPGA）专用集成电路（ASIC）、或它们的某种组合。此外，控制器104可以执行一个或更多个算法、代码或计算机程序，所述一个或更多个算法、代码或计算机程序可以被存储在有形非暂态机器可读介质上，例如，易失性存储器（例如，随机存取存储器）和/或非易失性存储器（例如，只读存储器）。应当注意的是，术语“非暂态”仅表示介质不是信号。该存储器可以在控制器104内部或直接耦接至控制器104。在一些实施方式中，控制器104可以与显示装置106和工作站108进行交互，以允许在其上显示信息。

消息显示装置106可以包括用作大面积消息显示装置的显示器132。就是说，消息显示装置可以是允许向在自动化网络100中的可视位置的用户显示信息的大显示器132（例如，40英寸显示器、42英寸显示器、或更大的显示器）。还可以利用消息显示装置106来显示例如与一个或更多个电机驱动器110、112和114、或电机116、118或120的操作有关的诊断显示信息。

工作站108可以是台式计算机、膝上型计算机、智能电话、平板计算装置、或任何其它计算装置，并且可以包括显示器132。工作站108可以允许针对用户的中央输入机构与自动化网络100的其余元件进行接口连接，该其余元件例如为控制器104、消息显示装置106、和/或电机驱动器110、112和114。工作站还能够在显示器132上显示例如与一个或更多个电机驱动器110、112和114、或电机116、118或120的操作有关的诊断显示信息。

电机驱动器110、112和116中的每个可以包括将电机驱动器耦接至网络交换机102或将电机驱动器彼此耦接的一个或更多个网络接口122。以此方式，在电机驱动器110、112和116之间，和/或在电机驱动器110、112和116与控制器104、消息显示装置106和/或工作站108之间，可以传递控制和/或通信信号。电机驱动器110、112和114中的每个还可以包括显示器132，该显示器可以显示例如与电机驱动器110、112和114和/或电机116、118或120中的一个或更多个的操作有关的诊断显示信息。电机驱动器110、112和114中的每个还可以将功率和/或控制信号沿路径134和136提供至相应的电机116、118和120。

除了网络接口122和显示器132之外，电机驱动器110、112和114还可以各自包括内部部件。电机驱动器110、112和114的这些内部部件可以包括控制器138和存储装置140。控制器138可以包括驻留有（host）控制器的一个或更多个电路板，该控制器可以包括一个或更多个微处理器142，例如一个或更多个“通用”微处理器、一个或更多个专用微处理器和/或ASIC、或它们的某种组合。此外，控制器138经由处理器142执行一个或更多个算法、代码或计算机程序，所述一个或更多个算法、代码或计算机程序可以被存储在有形非暂态机器可读介质（即，存储装置140）上，该有形非暂态机器可读介质例如为易失性存储器（例如，随机存取存储器）和/或非易失性存储器（例如，只读存储器）。应当注意的是，术语“非暂态”仅表示介质不是信号。该存储装置140可以在处理器142内部或直接耦接至处理器142。在一些实施方式中，控制器138可以与网络接口122和显示器132进行交互以及将控制信号传送至相应的电机116、118或120。

如以下将更详细描述的，由控制器138运行的算法、代码或计算机程序之一包括模糊逻辑程序，该模糊逻辑程序帮助诊断自动化网络100中的故障以及对这些诊断故障提供加权方案（weighted solution）。因此，一般而言，控制器138可以接收自动化网络100中的一个或更多个故障的表示，处理器142可以执行存储在存储装置140中的代码以对这些故障进行诊断，并且可以确定针对这些故障的加权方案。控制器138还可以生成与诊断故障和/或用于校正该故障的方案对应的一个或更多个信号。因此，控制器138可以操作以提供驱动系统（例如，自动化网络100）内的不仅指示存在什么问题/故障而且指示潜在问题的诊断和预测、以及可以用来补救该问题的校正措施。这可以通过使用例如控制器138中的对故障和方案的似然性进行近似以向用户提供概率结果的模糊逻辑来实现。表示这些结果（即，可能的故障和可能的方案）的一个或更多个信号可以由控制器138生成，并且被提供为至网络接口122和/或显示器132的输入。

此外，控制器138还可以提供预测信息，该预测信息是响应于接收表示电机116、118或120、或电机驱动器110、112或114的状况（例如，表示数据或电流值的趋势）的操作状况信号而生成的。可以对该操作状况信号进行分析以确定电机116、118或120、或电机驱动器110、112或114是否正接近故障状况。控制器还可以基于对操作控制信号的这种分析来确定发生故障的似然性，以及生成表示所确定的故障的似然性和/或与该故障的似然性有关的预防性方案的警报信号。该警报可以被表达为例如音频警告和/或视觉警告。

电机驱动器110、112和114的显示器132可以被配置为显示与电机驱动器110、112和114的操作、电机116、118和120中的一个或更多个的操作、电机驱动器110、112和114和/或电机116、118和120的故障和/或校正故障的方案有关的信息，连同其它对用户有用的信息。显示器132可以包括液晶显示器、有机发光二极管显示器、或任何其它常规的显示器类型，和/或可以利用发光二极管表示与电机驱动器110、112和114和/或电机116、118和120有关的信息。在示出的实施方式中，显示器132与电机驱动器110、112和114集成在一起（容置在公共外壳中）。

返回到自动化网络100的其余部件，电机驱动器110、112和114可以从传送路径130接收控制或通信信号。还可以利用路径130来传送电机驱动器110、112和114和/或电机116、118和120的操作状况，以及确定故障的可能起因和对该故障的加权方案。该信息可以被传送至控制器104、消息显示装置106和/或工作站108，用于在从电机驱动器110、112和114移除的位置处进行显示。因此，在一个实施方式中，可以使用控制器104和/或工作站108来监视自动化网络100的健康。因此，控制器104和/或工作站108可以从电机驱动器110、112和114接收与由控制器138确定的诊断故障和校正动作相关的信号（例如，校正动作信号）（即，表示故障和校正该故障的方案的信号）。可以利用这些信号来在显示器132上显示结果，以使得用户可以检查由控制器138确定的信息并采取呈现给用户的校正动作。因此，控制器104和/或工作站108中的每个可以操作为远程终端，该远程终端允许用户远程地监视电机驱动器110、112和114和/或电机116、118和120的操作。

图2示出了可以用于向用户提供自动化网络100的诊断信息的显示器132的一个示例。虽然示出了电机驱动器110、112和114的显示器132，但是可以理解的是，例如控制器104、消息显示装置106和/或工作站108的显示器132可以具有与显示器132基本相同的行为和部件，像这样，虽然仅可以讨论电机驱动器110、112和114的显示器132，但是可以理解的是，控制器104、消息显示装置106和/或工作站108的显示器132可以以基本相同的方式进行操作。显示器132可以包括显示屏143，该显示屏可以用于显示与电机驱动器110、112和114之一（例如，电机驱动器110）的操作、电机116、118和120中的一个或更多个电机（例如，电机116）的操作、电机驱动器110、112和114和/或电机116、118和120的故障和/或校正动作有关的信息，连同其它对用户有用的信息。在一些实施方式中，显示屏143可以为大约20mm高且大约30mm宽，然而，也设想其它大小和尺寸。显示屏143可以包括例如液晶显示器、有机发光二极管显示器或任何其它常规显示器类型。在一个实施方式中，显示屏143可以是允许在显示屏143上直接接收用户输入的触摸屏显示器。在另一实施方式中，显示器132可以包括输入结构146、148、150和152。输入结构146、148、150和152可以允许用户导航所显示的用户界面或应用界面。输入结构146、148、150和152的非限制性示例可以包括按钮、滑块、开关、控制板、按键、旋钮、滚动轮、小键盘、触摸板等。另外，在某些实施方式中，可以与触摸屏显示屏143一起提供一个或更多个输入结构146、148、150和152。输入结构146、148、150和152可以有助于用户与显示器132的交互。

输入结构146、148、150和152还可以提供另外的功能。例如，可以基于定时器来去激活显示器132。也就是说，显示器132或显示器132的任何部件可以在上电时开启，并且可以针对预设时间段（例如，1分钟、2分钟、5分钟或其它时间段）继续停留。如果在该时间段期间没有接收到输入和/或如果在该时间段期间所显示的图像变化没有改变，则显示器132会进入休眠模式，其中没有事物显示在显示屏158上（例如，显示器进入休眠模式或关闭显示器）。为了唤醒（revive）显示器132，用户可以经由输入结构146、148、150和152向显示器132提供输入，以使得在显示屏143上再次显示图像。在另一实施方式中，在检测到发生事件（例如电机驱动器110、112和114中的一个或更多个电机驱动器和/或电机116、118和120中的一个或更多个电机中的故障事件）时，可以自动唤醒显示器132。

如图3所示，显示器132可以显示由电机驱动器110生成的各种图像，例如，具有例如文本156和/或一个或更多个图形图标（例如，图形图标158）的图形用户界面（GUI）154。图3示出了在电机驱动器110的启动期间可能出现的初始化错误屏幕的示例。如图所示，文本156提供已发生的故障类型的视觉表示。另外，图形图标158表示可以允许用户访问与由文本156表示的故障有关的附加信息的帮助按钮。在一些实施方式中，用户可以通过与直接位于图形图标158下方的输入结构152进行交互来访问与图形图标158有关的信息。

其它文本156和/或图形图标158可以显示为GUI154的一部分。该其它文本156和/或图形图标158可以与由将模糊逻辑应用于一组输入和规则的控制器138确定的故障以及针对这些故障的方案相对应。图4示出了图示待由控制器138应用的规则160的框图。规则160可以各自对应于存储在例如存储装置140中的一组信息（例如，记录）。可以预设规则160和/或可以由用户和/或控制器138来配置规则160。在一个实施方式中，每个规则160可以包括输入信息162，状况信息164、权重信息166、以及方案信息168。输入信息162可以包括与自动化网络100中的部件的故障相关联的信息（例如，故障类型）。状况信息164可以包括与故障情况相关联的信息（例如，故障的当前状态、故障随着时间的相对状态，即，增长或降低）。权重信息166可以包括与制定方案（formulating a solution）时控制器138应当给予给定规则160多少权重相关联的信息，并且方案信息168可以包括与针对给定规则160校正故障的方案相关联的信息。

应当注意的是，可以将规则160预载入控制器138。然而，在一个实施方式中，用户可以添加或修改现有规则160。例如，针对在成功方案下重新发生的故障，用户可以修改一个或更多个规则160的权重信息166，以确认对故障以及消除该故障的方案的正确预测。这可以允许当出现相似发生事件时更经常选择成功的规则160，这是因为该规则的权重信息166将已经被增加。

可以例如通过使用输入结构146、148、150和152来完成该更新。用户可以使用输入结构来识别已经正确解决了确定故障的方案。可以将该信息（例如，作为更新的规则信号）传送至控制器138，从而处理器142可以执行存储在存储装置140中的代码，以变更与由用户选择的规则160相对应的规则160并且将所变更的（例如，所更新的）规则160存储在存储装置128中。这可以允许控制器138基于用户输入来更新并排列（rank）所建议的方案的顺序列表。因此，规则160可以是可允许快速识别给定的自动化网络100的“公共”机器问题的适应性规则。

另外，在一个实施方式中，规则160可以被分组为应用于特定客户的公共问题/方案组。也就是说，预编程的规则160可以基于特定网络100中使用的装置类型或者基于其它用户和/或制造方信息而在客户之间不同。除了能够变更给定规则160的用户（或者能够例如通过将变更的信息下载至网络接口122来变更给定规则160的电机驱动器110、112和114的制造方）之外，电机驱动器110、112和114的提供方或用户还可以添加新的规则160（例如，经由输入结构146、148、150和152、通过将新的规则160下载至网络接口122；和/或经由便携式存储元件例如拇指驱动器或致密型闪存卡上存储的新的规则160，该便携式存储元件可以经由USB连接或其它连接与电机驱动器110、112和114进行接口连接）。以此方式，电机驱动器110、112和114的制造方可以协助客户解决问题或者特定于给定机器应用的维护，或用户可以凭他们自己更新系统。

控制器138可以是允许基于故障表示来向用户提供所建议的方案的“智能”系统。例如，可以从电机116、118和120之一传送故障。该控制器138可以接收该故障表示，并且匹配与所接收的故障表示相对应的规则160。此外，控制器138可以使用例如模糊逻辑以向用户快速提供针对故障所建议的方案而不是仅宣布方案列表来削减结果。例如，可以对规则160进行加权，以使得用户可以观看所提供的方案的强度（以及故障表示）。该处理可以由控制器138经由执行一个或更多个算法、代码或计算机程序的一个或更多个微处理器142（例如，一个或更多个“通用”微处理器，一个或更多个专用微处理器和/或ASICS、或者它们的某种组合）来执行，所述一个或更多个算法、代码或计算机程序可以被存储在有形非暂态机器可读介质上，例如存储装置140（例如，诸如随机存取存储器的易失性存储器和/或诸如只读存储器的非易失性存储器）。此外，控制器138可以与显示器132和/或网络接口122进行交互，以便在例如电机驱动器110的显示器132中的一个或两个显示器上或者在自动化网络100的其它地方的显示器132上显示结果。因此，诊断信息可以被同时显示，或者可用于在自动化网络100的多个位置同时显示，这可用于向用户提供针对所宣布的故障的方案。

因此，电机驱动器110、112和114不仅在显示器132上向用户呈现故障，而且还可以显示问题的原因以及可以怎样做来解决问题。可以以各种方式来呈现该信息。例如，可以以包括方案的置信级别的所建议的方案的排序列表（即，表格）来表示信息。另外地或替选地，可以经由视觉指示器（例如，柱状图、文本差异、各种颜色）或者其它视觉指示器来表示信息以向用户突出特定信息（例如，待用于校正故障的特定方案）。

即使在未获得关于故障的硬信息（hard information）时，也可以使用本电机驱动器110、112和114。例如，电机驱动器110、112和114可以具有“反馈损失”故障状况。电机驱动器110、112和114经由控制器138可以识别出在至电机116、118或120的传送路径134（例如，反馈线缆）上存在信号损失。然而，仅使用该信息，控制器138不能够明确地确定故障是否归因于例如具有明线（open wire）的反馈线缆或者由于松的焊点或坏的电子装置而已经故障的编码器。代替生成使得显示器132显示所有潜在问题的信号，控制器138可以进行操作以指示问题最有可能的原因（例如，由于坏的反馈线缆或坏的编码器）并且经由显示器132向用户呈现该信息。在一个实施方式中，控制器138可以使用模糊逻辑来做出该确定和指示以提高电机驱动器110、112和114的诊断能力。图5中示出了该模糊逻辑技术的示例。

图5示出了控制器138进行的模糊逻辑的应用的示例。例如，图5示出了当以相同方案注册了多个故障时对两个规则即规则160a和160b一起求和的示例。也就是说，规则160a包括与自动化网络100中的部件的故障相关联的输入（例如，输入8）（例如，可能存在的故障类型）以及与故障的情况相关联的状况（例如，状况1）（例如，故障的当前状态、故障随时间的相对状态，即增长或降低）。另外，规则160a包括与制定方案时控制器138应当给予规则160a多少权重相关联的权重信息（例如，权重值1）、以及与校正故障的方案相关联的方案信息（例如，方案1）。类似地，规则160b包括与自动化网络100中的部件的故障相关联的输入（例如，输入2）（例如，存在的故障类型）以及与故障的情况相关联的状况（例如，状况2）（例如，故障的当前状态、故障随时间的相对状态、即增长或降低）。另外，规则160b包括与制定方案时控制器138应当给予规则160b多少权重相关联的权重信息（例如，权重值2）、以及与校正故障的方案相关联的方案信息（例如，方案1）。因此，因为规则160a和160b两者可以用于公共方案（例如，方案1），所以在确定向用户呈现的用于补救所识别的故障的方案（例如，方案1）时，控制器138可以对规则160a和160b求和，从而在制定结果中考虑到规则160a和160b两者。

图5还示出了其中在生成用于输出至显示器132的方案（例如，方案2）中仅使用单个规则160c的情况。也就是说，通过规则160c提供与自动化网络100中的部件的故障相关联的输入（例如，输入2）（例如，出现的故障的类型），通过规则160c提供与故障的情况相关联的状况（例如，状况3）（例如，故障的当前状态，故障随时间的相对状态，即增长或降低），与制定方案时控制器138应当给予规则160c多少权重相关联的权重信息（例如，权重值4）以及与校正故障的方案相关联的方案信息（例如，方案2）。因此，在确定针对所识别的故障的方案（例如，方案2）时，控制器可以仅使用在规则160c中存在的信息。

图5还示出了当以相同方案登记了多个故障时对两个规则即规则160d和160e一起求和的示例。然而，仅在已满足第一输入（例如，输入10）、第一状况（例如，状况4）、第二输入（例如，输入16）和第二状况（例如，状况5）的情况下，才可以使用规则160d。如果已满足这些输入和状况，则可以将具有权重（权重4）和方案（例如，方案4）的规则160d与规则106e相结合，规则106e包括与自动化网络100中的部件的故障相关联的输入（例如，输入3）；与故障情况相关联的状况（例如，状况1）（例如，故障的当前状态、故障随时间的相对状态、即增长或降低）；与制定方案时控制器138应当给予规则160e多少权重相关联的权重信息（例如，权重值5）；以及与校正故障的方案相关联的方案信息（例如，方案4）。因此，当确定针对所识别的故障的方案（例如，方案4）时，控制器138可以对规则160d和160e求和，从而在制定结果中考虑到规则160d和160e两者。因此，当确定向用户呈现的用于补救所识别的故障的方案（例如，方案4）时，控制器138可以使用两个规则160d和160e。

因此，通过使用修改的传统模糊逻辑（如上提出的），控制器138可以实现能够帮助识别故障状况的原因以及用于解决这些问题的方案的智能诊断系统。传统的模糊逻辑会建议控制器138对一组规则160进行操作以直接控制输出。虽然可以将该类型的模糊逻辑用于该控制器138中的诊断，但是证实在相似规则160上运行的修改的模糊逻辑引擎更有益。

也就是说，控制器138可以执行程序以：考虑规则160的体系，将规则160与各个输入、状况和权重进行比较，并且输出潜在方案的似然性。可以对这些似然方案进行例如求和和定序，使得控制器138系统将对方案的和进行排列，然后建议具有最高似然的方案显示在显示器132上。以此方式，控制器138可以执行修改的模糊逻辑程序以生成潜在方案。下面描述当针对给定的实际故障存在多个潜在故障原因时的这种技术的示例。

如果反馈线缆（例如，传送路径134或另外的路径中的部分或全部）断开，控制器将识别出多个潜在的故障，包括“反馈丢失”故障、“电机热”故障和“反馈信号丢失”故障。这可能导致出现问题，因为例如如果仅在显示器132上列出潜在故障，则用户可能不正确地诊断问题。然而，控制器138可以缓解该问题。下面列出了仅基于目前有效的故障来建议方案的状况：

表1

该示例示出了极其简单的实施二进制（非模糊）状况的使用能够如何利用关于多个故障的信息以建议针对问题的最可能方案。当反馈线缆断开时，前面提到的三个故障（包括误导性的电机热故障）将被公布，并且编号1-9的所有规则160将是有效的。然而，在完成模糊逻辑引擎的执行之后（例如，存储在存储装置140中并由处理器142执行的程序），控制器138将制定出用于潜在问题的如下排列的可能性（在顶部列出最可能的问题）：

表2

在一个实施方式中，控制器138可以将指示表2中的信息的信号传送至显示器132以用于显示。因此，用户可以看到故障的潜在原因、潜在的方案以及与特定方案将会补救问题的似然性有关的信息。另外地或替选地检查从一个方案到下一个方案的似然性的相对比率，以及丢弃与其它方案相比不太可能的任何方案。也就是说，存在下述阈值：在该阈值以下，会丢弃结果。

在单独的实例中，可能不存在反馈线缆破损；然而，电机确实过热，仅引起待识别的电机热故障。在这样的实例中，与表1中的第4项和第5项相对应的规则160将是有效的。因此，待输出至显示器132的方案可能包括以下：

表3

方案	似然性排列
		电机过热（检查电机温度、可能损坏的电机）	6
反馈线缆破损（验证反馈线缆连接且未损坏）	5

因此，在显示器132上呈现给用户的表3中的方案可能会非常不同于表2中呈现的方案。对于给定规则160，控制器138的操作的另外的示例包括多个输入信息162字段和多个状况信息164字段的内含物（inclusion）。也就是说，更高级的数据和多个输入/状况对的内含物能够用于自主帮助用户解决问题。示例可以包括确定和排除自动化网络100的部件的位置错误。表4示出了能够实施规则160来帮助确定问题/方案的示例。

表4

因此，如关于表4中示出的位置错误示例所看到的，模糊状况能够帮助区分针对问题的潜在方案。这些模糊状况可以作为小的算法被模式化在控制器中（例如，存储在存储装置140中并由处理器142执行/运行）以产生特定的输入数据并返回满足特定状况的似然性。由于状况自身是模糊的，它可以给出权重因子（例如，0→1），并且能够相对于已知的权重因子使用该模糊性以帮助排列方案。

例如，如果问题（故障）为设置的错误公差太紧，则会出现位置错误。在此情况下，当控制器138执行模糊逻辑算法时，与表4中编号1对应的规则160将被评估，并且将使用表4中的状况2来分析数据。基于该分析，控制器138应当确定多数时间位置错误高，最终超过公差（或阈值），使得产生故障。在此情况下，由处理器142执行的模糊逻辑引擎将评估表4中编号1至编号3的规则160。对于编号1的规则160，“模糊”状况2将被执行，并且控制器138将检查故障前数据并查看位置错误确实随时间“稍微”增加，但不是以非常大的裕度增加。

因此，状况2（“随时间不断增加”）将返回用于“稍微”加权值的权重，例如0.25。对于编号2的规则160，控制器将执行状况2以再次检查过去的数据，并且可以根据该检查确定该位置错误总是很接近公差值。这将导致“强”权重因子的产生，例如，约0.80。对于编号3的规则160，控制器将执行与规则（“非自然阶跃变化”）相关联的状况2，并且将检查位置命令流。控制器138将识别出不能观察到大的阶跃变化，因此可以生成用于“非常不可能”的权重因子（例如，约0.1）。因此，在本示例中，由控制器138生成的方案改为如下：

表5

方案	似然性排列
		位置错误公差太紧。（尝试增大位置错误公差或增大Ki）	8
位置回路增益不正确。（位置增益太弱，尝试增大Kp/Ki）	2.5
		位置命令曲线过激（验证在Logix中的位置命令曲线）	1

因此，如果电机驱动器110、112和114遇到如上所讨论的“位置错误”故障，则控制器可能不仅识别“位置错误”故障，而且会识别其最可能归因于控制回路增益，并且建议潜在的修复（例如，修改Kp项或修改Ki项）。因此，利用这种可获得的信息，用户可以将会需要相对少的系统知识来设计、建立和维护系统。事实上，利用该信息，用户几乎不需要打开手册或拨打客服电话以协助他们，这是因为他们正在寻找的所有数据将可直接获得。也就是说，这种高级诊断和预测信息将可在显示器132上直接得到，使得设计者或者机器操作者将不需要任何专门的设备来识别和补救问题。因此，显示器132可以允许用户更快速地识别和解决故障，这可以减少电机驱动器110、112和114和/或电机116、118或120的停机时间，从而允许更高的工厂效率。

虽然本文仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将会进行许多修改和变化。因此，应当理解，所附权利要求意在覆盖落入本公开内容的精神和范围内的所有这样的修改和改变。

Claims (29)

1.一种电机驱动器，包括：

控制器，被配置为生成用于传送至自动化系统的部件的控制或通信信号；以及

接口，被配置为从所述部件接收表示所述部件中的故障的操作状况信号，其中所述控制器包括处理器，所述处理器被配置为：

分析所述操作控制信号；以及

确定至少一个故障引起所述操作控制信号的似然性。

2.根据权利要求1所述的电机驱动器，其中，所述控制器被配置为生成表示对所述至少一个故障进行校正的方案的校正动作信号。

3.根据权利要求2所述的电机驱动器，包括显示器，其中所述控制器被配置为：基于提供在所述显示器上的所述校正动作信号来确定校正动作。

4.根据权利要求3所述的电机驱动器，包括外壳，所述外壳封入所述接口、所述控制器和所述显示器。

5.根据权利要求2所述的电机驱动器，其中，所述接口被配置为将所述校正动作信号传送给在所述电机驱动器外部的装置，其中所述装置包括显示器，其中所述控制器被配置为使所述校正动作信号的表示被提供在所述显示器上。

6.根据权利要求2所述的电机驱动器，其中，所述控制器包括存储元件，所述存储元件被配置为存储第一信息，所述第一信息与和所述部件的故障相关联的输入有关。

7.根据权利要求6所述的电机驱动器，其中，所述存储元件被配置为存储第二信息，所述第二信息与和所述部件的故障相关联的状况有关。

8.根据权利要求7所述的电机驱动器，其中，所述存储元件被配置为存储第三信息，所述第三信息与和所述部件的故障相关联的权重状况有关。

9.根据权利要求8所述的电机驱动器，其中，所述存储元件被配置为存储第四信息，所述第四信息与和所述部件的故障相关联的校正动作有关。

10.根据权利要求1所述的电机驱动器，其中，所述处理器被配置为确定至少一个第二故障引起所述控制信号的似然性。

11.根据权利要求10所述的电机驱动器，其中，所述控制器被配置为生成表示对所述至少一个故障进行校正的第一方案和第二方案的校正动作信号。

12.根据权利要求11所述的电机驱动器，其中，所述控制器被配置为确定对所述至少一个故障进行校正的所述第一方案和所述第二方案的显示顺序。

13.根据权利要求1所述的电机驱动器，其中，所述处理器被配置为：基于模糊逻辑原理的应用来确定至少一个故障引起所述操作控制信号的似然性。

14.一种电机驱动器，包括：

控制器，被配置为接收表示所述电机驱动器中的故障的操作状况信号，其中所述控制器包括：

处理器，被配置为：从适用于所述故障的一组规则中选择至少一个规则，以及基于结合所述至少一个规则存储的信息来确定方案补救所述故障的似然性；以及

存储装置，被配置为存储该组规则。

15.根据权利要求14所述的电机驱动器，包括至少一个用户输入，所述至少一个用户输入被配置为从用户接收与变更该组规则中的一个或更多个规则有关的输入。

16.根据权利要求14所述的电机驱动器，包括至少一个用户输入，所述至少一个用户输入被配置为从用户接收与添加新规则至该组规则有关的输入。

17.根据权利要求14所述的电机驱动器，包括网络接口，所述网络接口被配置为从用户或所述电机驱动器的制造方接收与变更或添加该组规则中的一个或更多个规则有关的信号。

18.根据权利要求14所述的电机驱动器，包括接口，所述接口被配置为耦接至便携式存储元件，以接收与变更或添加该组规则中的一个或更多个规则有关的信息。

19.根据权利要求14所述的电机驱动器，包括网络接口，所述网络接口被配置为将有关所述方案补救所述故障的似然性的表示传送给在所述电机驱动器外部的监视器。

20.根据权利要求14所述的电机驱动器，其中，所述处理器被配置为基于模糊逻辑原理的应用来确定所述方案的似然性。

21.根据权利要求14所述的电机驱动器，其中，所述控制器被配置为接收表示电机中的故障的第二操作状况信号，其中所述处理器被配置为：从适用于所述电机中的故障的一组规则中选择至少一个第二规则，以及基于结合所述至少一个第二规则存储的信息来确定方案补救所述电机中的故障的似然性。

22.一种电机驱动器，包括：

控制器，被配置为生成用于传送至自动化系统的电机的控制或通信信号；

接口，被配置为接收表示所述电机中的故障的操作状况信号；其中，所述控制器包括处理器，所述处理器被配置为：

分析所述操作控制信号；

确定至少一个故障引起所述控制信号的似然性；以及

基于所述至少一个故障引起所述控制信号的似然性来确定方案补救所述故障的似然性；以及

显示器，其中所述控制器被配置为使所述方案的表示被提供在所述显示器上。

23.根据权利要求22所述的电机驱动器，其中，所述方案的表示包括曲线图、表格或图表。

24.根据权利要求22所述的电机驱动器，其中，所述处理器被配置为：基于至少一个第二故障引起所述控制信号表示的似然性来确定第二方案补救所述故障的似然性。

25.根据权利要求24所述的电机驱动器，其中，所述方案的表示包括排序表，所述排序表包括所述第一方案和所述第二方案的定序优先。

26.根据权利要求25所述的电机驱动器，其中，所述处理器被配置为基于模糊逻辑原理的应用来确定所述方案的表示。

27.一种电机驱动器，包括：

控制器，所述控制器被配置为：生成用于传送至自动化系统的部件的控制或通信信号，以及接收表示所述电机驱动器的所述部件的状况的操作状况信号，其中所述控制器包括处理器，所述处理器被配置为：

分析所述操作控制信号；以及

基于对所述操作控制信号的所述分析来确定故障发生的似然性。

28.根据权利要求27所述的电机驱动器，其中，所述控制器被配置为生成表示所述故障的似然性的警报信号。

29.根据权利要求27所述的电机驱动器，其中，所述控制器被配置为生成表示与所述故障的似然性有关的预防性方案的警报信号。

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