CN106877781A - 一种电机驱动控制器、控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电机驱动控制器、控制方法及其系统，其中，电机驱动控制器包括：宽带电力线载波通讯控制模块，电机驱动控制模块，主板供电模块，宽带电力线载波通讯控制模块，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，电机驱动控制模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及主板供电模块连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，主板供电模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块连接，用于对宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块进行供电。通过本发明实施例可以实现具有连接线少、组装工序少及通讯效率高的电机驱动控制，从而提高了电机控制稳定性和便利性。

Description

一种电机驱动控制器、控制方法及其系统

技术领域

本发明实施例涉及电机领域，特别涉及一种电机驱动控制器、控制方法及其系统。

背景技术

目前电机与主控设备的通讯，一种方式是电机通过模数采样(ADC采样)主控设备设定转速电压信号，并以脉冲方式将实际转速反馈到主控设备，另一种方式是电机通过串口通讯方式与主控设备实现数据交互。

电力线载波(PLC，即Power Line Carrier)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

发明人在实现本发明实施例过程中发现相关现有技术存在以下问题：ADC采样方式存在着通讯数据量少、效率低及连接线较多等缺陷；串口通讯方式存在着易受干扰、连接线较多及增加组装工序等缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种电机驱动控制器、控制方法及其系统，以实现具有连接线少、组装工序少及通讯效率高的电机驱动控制，从而提高了电机控制稳定性和便利性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机驱动控制器，包括：宽带电力线载波通讯控制模块，电机驱动控制模块，主板供电模块，其中，

所述宽带电力线载波通讯控制模块，分别与电机驱动控制模块及主板供电模块连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，

所述电机驱动控制模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及主板供电模块连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，

所述主板供电模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块进行供电。

可选地，所述电机驱动控制模块包括：

数据通讯单元，用于通过串口接收宽带电力线载波通讯控制模块的通讯数据，以及通过串口向宽带电力线载波通讯控制模块发送通讯数据，

驱动控制单元，用于根据数据通讯单元接收及发送的通讯数据进行电机驱动控制。

可选地，所述通讯数据的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。

可选地，所述主板供电模块包含开关电源。

第二方面，本发明实施例提供了一种电机驱动控制方法，应用于如上所述的电机驱动控制器，所述方法包括：

与电机主控设备建立电力线载波通讯连接，

检测来自主控设备的组网需求信息，

如果检测到组网需求信息，则发送组网请求，

如果组网成功，则通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息。

所述通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息，包括：

接收主控设备的点名数据帧，

响应主控设备的点名数据帧。

可选地，与电机主控设备建立电力线载波通讯连接之前，所述方法还包括：

对电机驱动控制器进行上电初始化，并判断是否存在电机主控设备，如果存在电机主控设备，则与电机主控设备建立电力线载波通讯连接。

可选地，所述方法包括：

对所述驱动控制信息在电机的供电电力线上进行调制及解调。

可选地，所述驱动控制信息的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。

第三方面，本发明实施例提供了一种电机驱动控制系统，包括：电机驱动控制器及电机主控设备，所述电机驱动控制器与电机主控设备通过电机供电电力线建立宽带电力线载波通讯连接，

所述电机驱动控制器包括宽带电力线载波通讯控制模块，电机驱动控制模块，主板供电模块，

所述宽带电力线载波通讯控制模块，分别与电机驱动控制模块及主板供电模块连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，

所述电机驱动控制模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及主板供电模块连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，

所述主板供电模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块进行供电。

可选地，所述主控设备包括：

宽带电力线载波通讯控制模块，用于与电机驱动控制器建立宽带电力线载波通讯连接，

处理器，用于通过宽带电力线载波通讯连接对电机驱动控制器进行驱动控制。

可选地，所述通讯数据的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例通过，以实现具有连接线少、组装工序少及通讯效率高的电机驱动控制，从而提高了电机控制稳定性和便利性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的电机驱动控制系统的应用环境的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电机驱动控制器模块结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种电机驱动控制器模块结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电机驱动控制方法流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种电机驱动控制系统组成示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电机驱动控制器、控制方法及其系统，该电机驱动控制器、控制方法及其控制系统，可以通过宽带电力线载波通讯，实现电机的主控设备与电机之间的数据通讯，并由主控设备通过电机驱动控制器实现对电机的驱动控制。以下举例说明上述电机驱动控制的应用环境。

图1是本发明实施例提供的电机驱动控制系统的应用环境的示意图；包括图1a及图1b，其中，图1a为电机驱动控制系统组网图，如图1a所示，主控设备10用于控制多个电机，比如，电机20，其中，电机20包括电机控制驱动器21及电机绕组22。图1b为主控设备与电机之间的连接关系图，其中，主控设备10通过宽带电力线30与电机20进行连接，并通过宽带电力线30进行与电机20之间进行载波通讯，实现主控设备10与电机20之间的数据通讯以及电机驱动控制，其中，电机20包括电机驱动控制器21及电机绕组22,电机驱动控制器21通过宽带电力线30与主控设备进行数据通讯，其中，数据通讯过程中包含用于控制电机驱动的通讯数据，这些通讯数据经电机驱动控制器21处理后，由电机驱动控制器21生成控制信号控制电机绕组22进行工作。

在本发明实施例中，为了实现宽带电力线载波通讯，主控设备10及电机20上均需要配置有宽带电力线载波通讯控制模块，其中，主控设备10上的宽带电力线载波通讯控制模块可以是单独的通讯控制模块，也可以集成于主控设备10的网络通讯模块中，电机20的宽带电力线载波通讯控制模块可以是电机驱动控制器21中的一个独立单元。

需要说明的是，本发明实施例中的主控设备及电机可以是各种电机应用领域的主控设备及电机，比如，空调领域的主控设备及其电机。

下面结合具体实施例对本发明实施例作进一步阐述。

图2为本发明实施例提供的一种电机驱动控制器模块结构示意图。如图2所示，所述电机驱动控制器200包括：宽带电力线载波通讯控制模块201，电机驱动控制模块202以及主板供电模块203，其中:

宽带电力线载波通讯控制模块201，分别与电机驱动控制模块202及主板供电模块203连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，

电机驱动控制模块202，分别与宽带电力线载波通讯控制模块201及主板供电模块203连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块201进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，

主板供电模块203，分别与宽带电力线载波通讯控制模块201及电机驱动控制模块202连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块201及电机驱动控制模块202进行供电。

在本发明实施例中，宽带电力线载波通讯控制模块201通过电机的供电电力线与主控设备连接，并且，将通讯数据在供电电力线上进行调制及解调，比如，把需要传输至主控设备的数据进行调制，获得载有数据信息的高频信号，并将载有数据信息的高频信号加载于电流，并通过电力线传输至主控设备，接收信息的主控设备把高频信号从电流中分离出来，并传输给主控设备的处理器进行处理，同样，主控设备也可以将需要传输给电机的控制信息进行调制，获得载有控制信息的高频信号，并将载有控制信息的高频信号加载于电流，并通过电力线传输至电机，宽带电力线载波通讯控制模块201把高频信号从电流中解调得到控制信号，并通过串口传输至电机驱动控制模块202。

在本发明实施例中，所述电机驱动控制模块202包括：

数据通讯单元，用于通过串口接收宽带电力线载波通讯控制模块的通讯数据，以及通过串口向宽带电力线载波通讯控制模块发送通讯数据，

驱动控制单元，用于根据数据通讯单元接收及发送的通讯数据进行电机驱动控制。

在本发明实施例中，电机驱动控制模块202为实现数据通讯及电机驱动控制，本领域普通技术人员结合本发明实施例，可以理解电机驱动控制模块202中需要包含必要的数据通讯协议及电机控制算法，数据通讯协议主要用于实现数据通讯单元与宽带电力线载波通讯控制模块201之间进行串口通讯，以与宽带电力线载波通讯控制模块201收发通讯数据，电机控制算法可以内置于驱动控制单元,主要用于根据数据通讯单元接收及发送的通讯数据进行电机驱动控制。

在本发明实施例中，为了实现主控设备与电机之间的数据通过电力线传输，可以通过通讯协议规定传输数据的数据帧结构，其中，通讯数据的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。数据帧结构的头码和结束码，以便于主控设备与电机驱动控制器通讯网络的扩展，数据帧结构中的源地址码、目标地址码以及由可靠校验算法生成的校验码，以确保有效数据传输的准确性。

在本发明实施例中，主板供电模块203可以包含开关电源，当主板供电模块203包含开头电源时，则不需要主控设备给主板供电模块203进行供电，此时，通过2根电力线即可以实现对电机的供电、通讯及控制功能，当主板供电模块203不包含开头电源时，则可以由主控设备给主板供电模块203进行供电，此时，增加一根电源接口线，通过3根据电力线即可实现对电机的供电、通讯及控制功能,如图3所示，为电机驱动控制器另一模块结构示意图，其中，电机驱动控制器300包括宽带电力线载波通讯控制模块301，电机驱动控制模块302以及主板供电模块303，其中，主板供电模块303不包含开关电源，电机驱动控制模块302包括数据通讯单元3021及驱动控制单元3022。

本发明实施例，通过宽带电力线载波通讯控制模块，分别与电机驱动控制模块及主板供电模块连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，以实现与电机主控设备的数据通讯，电机驱动控制模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及主板供电模块连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块进行串口数据通讯，以实现与电机主控设备的数据通讯及电机驱动控制，以及主板供电模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块进行供电，实现了具有连接线少、组装工序少及通讯效率高的电机驱动控制，从而提高了电机控制稳定性和便利性。其中，以电机的供电电力线为数据传输媒介，减少电机与主控设备的连接线；基于宽带电力线载波通讯技术，电机与主控设备的通讯数据量和通讯速率可得到大幅度的提高；而且，由于电机与主控设备的连接线减少，可降低其组装工序，提高了生产效率。

图4为本发明实施例提供的一种电机驱动控制方法流程示意图；所述方法可由图2或图3所示的电机驱动控制器执行，如图4所示，所述方法包括：

401：与电机主控设备建立电力线载波通讯连接，

在本发明实施例中，电机驱动控制器通过电力线与主控设备连接，并且在电力线上进行通讯数据的调制解调，以实现主控设备与电机之间的数据交互，其中，数据交互的信息可以包括组网需求信息、组网请求信息、控制信息等。在与主控设备建立电力线载波通讯连接之前，电机驱动控制器需要进行上电初始化，并判断是否存在主控设备，如果存在主控设备，则与电机主控设备建立电力线载波通讯连接。电机驱动控制器与主控设备之间通过电力线进行宽带电力线载波通讯，可以通过电机驱动控制器的宽带电力线载波通讯控制模块与主控设备的宽带电力线载波通讯控制模块建立电力线载波通讯连接，并进行通讯数据交互。

402:检测来自主控设备的组网需求信息，

在本发明实施例中，主控设备为了实现对电机的控制，需要先与被控制的电机之间进行组网，而且，一个主控设备可以控制多个电机，因此，多个电机之间需要进行组网，在组网过程中，主控设备会向与其建立电力线载波通讯连接的电机发送组网需求信息，电机可以通过宽带电力线载波通讯控制模块接收该组网需求信息，并通过串口传输给电机驱动控制模块，由电机驱动控制模块来检测是否是来自主控设备的组网需求信息。

403:如果检测到组网需求信息，发送组网请求，

在本发明实施例中，电机驱动控制器通过电机驱动控制模块检测到来自主控设备的组网信息后，发送与主控设备的组网请求，并由宽带电力线载波通讯控制模块通过供电电力线传输至主控设备，主控设备的宽带电力线载波通讯控制模块接收该组网请求，并传输至主控设备处理器，由主控设备处理器根据组网请求进行组网。

404:如果组网成功，通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息。

在本发明实施例中，当主控设备根据组网请求确定与电机组网成功后，则通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息，其中，控制信息的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。数据帧结构的头码和结束码，以便于主控设备与电机驱动控制器通讯网络的扩展，数据帧结构中的源地址码、目标地址码以及由可靠校验算法生成的校验码，以确保有效数据传输的准确性。

在本发明实施例中，主控设备为了实现对不同电机的控制，可以在控制信息中发送点名数据帧，则通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息，包括：接收主控设备的点名数据帧，并响应主控设备的点名数据帧。

需要说明的是，上述电机驱动控制方法可由上述电机驱动控制器实施例中的电机驱动控制器执行，因此，未在电机驱动控制方法实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的电机驱动控制器。

本发明实施例，通过电机驱动控制器与电机主控设备建立电力线载波通讯连接，检测来自主控设备的组网需求信息，如果检测到组网需求信息，则发送组网请求，如果组网成功，则通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息，实现了具有连接线少、组装工序少及通讯效率高的电机驱动控制，从而提高了电机控制稳定性和便利性。其中，以电机的供电电力线为数据传输媒介，减少电机与主控设备的连接线；基于宽带电力线载波通讯技术，电机与主控设备的通讯数据量和通讯速率可得到大幅度的提高；而且，由于电机与主控设备的连接线减少，可降低其组装工序，提高了生产效率。

图5为本发明实施例提供的一种电机驱动控制系统组成示意图，如图5所示，所述系统500包括：电机驱动控制器501以及主控设备502,其中，所述电机驱动控制器501与电机主控设备502通过电机供电电力线建立宽带电力线载波通讯连接。

在本发明实施例中，所述电机驱动控制器501包括宽带电力线载波通讯控制模块5011，电机驱动控制模块5012，主板供电模块5013，

所述宽带电力线载波通讯控制模块5011，分别与电机驱动控制模块5012及主板供电模块5013连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，

所述电机驱动控制模块5012，分别与宽带电力线载波通讯控制模块5011及主板供电模块5013连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块5011进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，

所述主板供电模块5013，分别与宽带电力线载波通讯控制模块5011及电机驱动控制模块5012连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块5011及电机驱动控制模块5013进行供电。

在本发明实施例中，所述主控设备502包括：

宽带电力线载波通讯控制模块5021，用于与电机驱动控制器建立宽带电力线载波通讯连接，

处理器5022，用于通过宽带电力线载波通讯连接对电机驱动控制器进行驱动控制。

在本发明实施例中，所述通讯数据的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。

在本发明实施例中，电机驱动控制器501通过宽带电力线载波通讯控制模块5011与主控设备502的宽带电力线载波通讯控制模块5021建立宽带电力线载波通讯连接，并在电力线上进行通讯数据的调制解调，实现通讯数据的传输，同时，电机驱动控制器501通过电机驱动控制模块5012实现对来自主控设备502的通讯数据进行处理，主控设备502通过处理器5022对来自电机驱动控制器的通讯数据进行处理，以实现电机驱动控制。

需要说明的是，上述电机驱动控制系统可由上述电机驱动控制器及电机驱动控制方法实施例中的电机驱动控制器及主控设备执行，因此，未在电机驱动控制系统实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的电机驱动控制器及电机驱动控制方法。

本发明实施例，通过电机驱动控制器与电机主控设备通过电机供电电力线建立宽带电力线载波通讯连接，并通过宽带电力线载波通讯连接进行数据通讯，实现了具有连接线少、组装工序少及通讯效率高的电机驱动控制，从而提高了电机控制稳定性和便利性。其中，以电机的供电电力线为数据传输媒介，减少电机与主控设备的连接线；基于宽带电力线载波通讯技术，电机与主控设备的通讯数据量和通讯速率可得到大幅度的提高；而且，由于电机与主控设备的连接线减少，可降低其组装工序，提高了生产效率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施例的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电机驱动控制器，其特征在于，包括：宽带电力线载波通讯控制模块，电机驱动控制模块，主板供电模块，

所述宽带电力线载波通讯控制模块，分别与电机驱动控制模块及主板供电模块连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，

所述电机驱动控制模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及主板供电模块连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，

所述主板供电模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块进行供电。

2.根据权利要求1所述的电机驱动控制器，其特征在于，所述电机驱动控制模块包括：

数据通讯单元，用于通过串口接收宽带电力线载波通讯控制模块的通讯数据，以及通过串口向宽带电力线载波通讯控制模块发送通讯数据，

驱动控制单元，用于根据数据通讯单元接收及发送的通讯数据进行电机驱动控制。

3.根据权利要求2所述的电机驱动控制器，其特征在于，所述通讯数据的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电机驱动控制器，其特征在于，所述主板供电模块包含开关电源。

5.一种电机驱动控制方法，应用于如权利要求1所述的电机驱动控制器，其特征在于，所述方法包括：

与电机主控设备建立电力线载波通讯连接，

检测来自主控设备的组网需求信息，

如果检测到组网需求信息，则发送组网请求，

如果组网成功，则通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过电力线载波通讯连接接收主控设备的驱动控制信息，包括：

接收主控设备的点名数据帧，

响应主控设备的点名数据帧。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，与电机主控设备建立电力线载波通讯连接之前，所述方法还包括：

对电机驱动控制器进行上电初始化，并判断是否存在电机主控设备，如果存在电机主控设备，则与电机主控设备建立电力线载波通讯连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

对所述驱动控制信息在电机的供电电力线上进行调制及解调。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述驱动控制信息的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。

10.一种电机驱动控制系统，包括：电机驱动控制器及电机主控设备，所述电机驱动控制器与电机主控设备通过电机供电电力线建立宽带电力线载波通讯连接，

所述电机驱动控制器包括宽带电力线载波通讯控制模块，电机驱动控制模块，主板供电模块，

所述宽带电力线载波通讯控制模块，分别与电机驱动控制模块及主板供电模块连接，用于将通讯数据在电机的供电电力线上进行调制及解调，

所述电机驱动控制模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及主板供电模块连接，用于与宽带电力线载波通讯控制模块进行串口数据通讯，并实现电机驱动控制，

所述主板供电模块，分别与宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块连接，用于对所述宽带电力线载波通讯控制模块及电机驱动控制模块进行供电。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述主控设备包括：

宽带电力线载波通讯控制模块，用于与电机驱动控制器建立宽带电力线载波通讯连接，

处理器，用于通过宽带电力线载波通讯连接对电机驱动控制器进行驱动控制。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述通讯数据的数据帧结构包括：数据长度、有效数据值、头码、结束码、源地址码、目标地址码以及校验码。