CN107086838B - 用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和方法 - Google Patents

用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107086838B
CN107086838B CN201710078582.9A CN201710078582A CN107086838B CN 107086838 B CN107086838 B CN 107086838B CN 201710078582 A CN201710078582 A CN 201710078582A CN 107086838 B CN107086838 B CN 107086838B
Authority
CN
China
Prior art keywords
processor
control model
motor
control
configuration file
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710078582.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107086838A (zh
Inventor
加里·A·卡比茨克
斯科特·D·布劳恩
颜婷
肯尼斯·J·菲奥里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rockwell Automation Technologies Inc
Original Assignee
Rockwell Automation Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rockwell Automation Technologies Inc filed Critical Rockwell Automation Technologies Inc
Publication of CN107086838A publication Critical patent/CN107086838A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107086838B publication Critical patent/CN107086838B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0004Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H02P23/0027Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control using different modes of control depending on a parameter, e.g. the speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P31/00Arrangements for regulating or controlling electric motors not provided for in groups H02P1/00 - H02P5/00, H02P7/00 or H02P21/00 - H02P29/00
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41263Switch control mode of spindle drive as function of contouring, spindle orientation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和方法。一种系统可以包括控制电机的一种或多种操作的电机驱动器。电机驱动器可以包括根据第一控制模式应用来控制电机的操作的第一处理器。系统可以包括根据与第一控制模式应用对应的第一控制模式配置文件来控制电机的操作的第二处理器,接收根据第二控制模式应用对电机进行操作的请求,并且在接收到该请求时执行计算机可读指令集。计算机可读指令集可以使第二处理器进行以下操作:将与第二控制模式应用相关联的可执行文件加载至第一处理器上以及将第一命令发送至第一处理器以执行与第二控制模式应用相关联的可执行文件。

Description

用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和 方法
技术领域
本文公开的主题涉及控制电机的操作。更具体地,本文公开的主题涉及使用多种电机控制模式来控制电机驱动器。
背景技术
本公开内容总体上涉及使用不同的控制模式来对电机进行操作。电机驱动控制器使用不同类型的逻辑来控制电机的操作。例如,在变速应用中使用的电机驱动控制器或电机驱动控制系统可以使用伏特每赫兹(Volt-per-Hertz)控制模式(V/Hz)来控制连接的电机的操作。为了根据任何控制模式来进行操作,在控制器的开发阶段将电机驱动控制器预配置或设计成经由单个应用实现多种控制模式以对相应的电机进行操作。以该方式,调整或改变由电机驱动控制器执行的控制模式会是不灵活且低效的。
发明内容
在第一实施例中,一种系统可以包括控制电机的一种或多种操作的电机驱动器。电机驱动器可以包括第一控制器,该第一控制器根据第一控制模式应用来控制电机的操作。该系统可以包括第二处理器,该第二处理器根据与第一控制模式应用对应的第一控制模式配置文件(profile)来控制电机的操作,接收根据第二控制模式应用来对电机进行操作的请求,并且在接收到该请求时执行计算机可读指令集。计算机可读指令集可以使第二处理器进行以下操作:将与第二控制模式应用相关联的可执行文件加载至第一处理器上;以及将第一命令发送至第一处理器以执行与第二控制模式应用相关联的可执行文件。
在第二实施例中,一种方法可以包括:经由处理器接收根据控制模式来对电机进行操作的请求,该控制模式被配置成控制电机的一种或多种操作;以及经由处理器来从与多种控制模式相关联的多个可执行文件中识别与该控制模式相关联的可执行文件。多种控制模式中的每种控制模式可以管理电机的一种或多种操作。该方法还可以包括:经由处理器通过检索与该控制模式相关联的可执行文件并且执行可执行文件来执行该请求。
在第三实施例中,一种非暂态计算机可读介质可以包括计算机可执行指令,这些计算机可执行指令当由第一处理器执行时使第一处理器进行以下操作:在第一处理器接收根据控制模式对电机进行操作的请求之后,为第一处理器和第二处理器建立对存储器的访问。第二处理器控制电机的一种或多种操作,并且控制模式指定操作。然后,第一处理器可以建立到耦接至第一处理器的一个或多个部件的一条或多条通信链路,以使得通信链路将第一数据集提供给第二处理器。第一处理器还可以将第一命令发送至第二处理器以从存储器加载与控制模式相关联的可执行文件。然后,第一处理器可以将第二命令发送至第二处理器以执行可执行文件。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时将更好地理解当前公开的实施例的这些和其他特征、方面和优点,在附图中,贯穿附图相同的附图标记表示相同的部件,在附图中:
图1是根据实施例的电机驱动器的透视图;
图2是根据实施例的电机驱动系统的框图;
图3是根据实施例的图2的电机驱动系统的电力电子开关电路的示意图;
图4是根据实施例的图2的电机驱动系统的系统控制电路的框图;
图5是根据实施例对用于根据特定控制模式应用对电机驱动系统进行操作的控制配置文件对象进行初始化的方法的流程图;以及
图6是根据实施例的用于执行控制配置文件并且将特定控制模式应用加载至驱动控制电路中的方法的流程图。
具体实施方式
本文呈现的实施例总体上涉及对各个电机控制模式应用的加载、卸载和重新加载以由电机驱动控制器执行。如上所述,一些电机驱动控制器被预配置或设计成使得多种电机控制模式被编程到控制器的单个固件应用中,并且在置于用于控制电机驱动器和连接的电机的操作的服务中之后不能为了修改或改变而访问。
在某些实施例中,电机系统可以包括系统控制电路,该系统控制电路用于与电机驱动系统以及可以协助电机驱动器、电机等的操作的其他部件接口。系统控制电路可以生成或访问可以与特定控制模式应用相关联的控制配置文件以对电机驱动器进行操作。控制配置文件可以是如下可执行代码,其可以由设置在系统控制电路上的处理器执行并且可以便于可通信地耦接至系统控制电路的部件与用于对电机驱动器进行操作的驱动控制电路(例如,电机驱动控制器)之间的数据或信息传输。
控制配置文件在被初始化之后可以与驱动控制电路通信并且将特定控制模式应用加载至驱动控制电路。类似于控制配置文件,控制模式应用还可以是如下可执行代码,其在驱动控制电路的处理器上进行操作并且控制电机驱动器的操作并从而控制电机。为了将控制模式应用加载至驱动控制电路上,控制配置文件可以将命令发送至现有控制模式应用以开始其关闭进程,然后将指定的控制模式应用加载至驱动控制电路。除了将控制模式应用加载至驱动控制电路以外,控制配置文件还可以对可通信地耦接至可能受新加载的控制模式应用影响的系统控制电路的其他部件(例如,数据库、异常处理程序、输入/输出模块等)进行更新。这样,这些其他部件可以根据指定的控制模式应用来将有关信息提供给对电机驱动器进行操作的驱动控制电路。
通过使用控制配置文件来修改驱动控制电路的操作,驱动控制电路能够以各种不同的方式对连接的电机进行操作,从而提高电机驱动器以及可以由电机驱动器承担的任务的灵活性。此外,由于控制配置文件用于在驱动控制电路、系统控制电路与连接至系统控制电路的各种部件之间进行接口或通信,因此控制配置文件可以为用户提供有效的方式以在不生成针对驱动控制电路定制的可执行代码的情况下修改电机系统的操作。
在考虑到前述内容的情况下,可以具体描述本文使用的某些术语。例如,如本文所使用的那样,控制模式应用可以是指在驱动控制电路的处理器上执行并且控制电机的操作的多种可执行程序之一。控制模式应用可以通过控制模式配置文件而被加载至驱动控制电路的处理器上,这在下文中具体描述。控制模式应用可以存储在文件中并且在本文档中可以被称为可执行文件。
控制模式配置文件可以是指在系统控制电路的第二处理器上执行的固件。控制模式配置文件根据请求加载控制模式应用,通知驱动控制电路的第一处理器关闭或暂停,通知驱动控制电路的第一处理器启动,将数据集移动至控制模式应用以及从控制模式应用移动数据集、订阅并发布数据,提供到系统的其他部件的连接。
通过介绍,图1示出了电机驱动器10的透视图。在一个实施例中,电机驱动器10可以是由威斯康星州密尔沃基的洛克威尔自动化公司(Rockwell Automation)制造的PowerFlex驱动器。电机驱动器10可以包括在驱动器10的一侧或多侧具有冷却通风口14的壳体12。为了便于与电机驱动器10进行交互,电机驱动器10可以包括人机接口模块(HIM)16。HIM 16可以包括显示器18(诸如,液晶显示器(LCD)或者其他显示器)以及允许由用户进行输入的键盘20。此外,HIM 16可以是可移除的并且在壳体12的插座中可对接。
如下文进一步所述,在一个实施例中,电机驱动器10适于接收来自诸如电网的电源的三相电力,并且将来自电源的固定频率输入电力转换成受控频率输出电力。这样,电机驱动器10可以管理向通常包括各种机器或电机的负载的电力施加。电机驱动器10还可以从负载、从与负载相关联的各种传感器、从负载是其一部分的机器系统等收集数据。这样的数据可以用在监测和控制功能中,并且可以包括诸如电流、电压、速度、旋转速度、温度、压力等参数。电机驱动器10可以与在对负载的操作和控制中使用的各种部件或装置(未示出)相关联。包括在电机驱动器10中的示例性装置包括例如电机起动器、过载继电器、电路断路器以及固态电机控制装置、可编程逻辑控制器等。在一些实例中,电机驱动器10可以与其他电机驱动器结合使用,以使得多个电机驱动器可以用于控制一个或多个处理或多个电机。
图2示出了电机驱动系统30的框图。例如,电机驱动系统30可以包括电机驱动器10、系统控制电路34以及电机36。电机驱动器10可以包括驱动控制电路42、驱动电路44以及电力电子开关电路46。电力电子开关电路46可以接收三相电力48,并且将三相电力50输出至电机36。为了便于对电机驱动器10的控制,系统控制电路34可以连接至电机驱动器10。可以经由网络连接来执行对电机驱动器10的远程控制、监视功能以及协调操作。此外,这样的网络和网络连接可以基于任何已知的或随后开发的标准,包括标准工业协议、以太网协议、因特网协议、无线协议等。
驱动控制电路42可以控制驱动电路44的操作,该驱动电路44可以将信号发送至电力电子开关电路46的开关。这些信号可以使开关快速地闭合和断开,从而在输出端子52、54和56上产生三相波形输出。如上所述,驱动电路44由驱动控制电路42控制,驱动控制电路42可以自主地进行操作,或者可以响应于通过网络来自系统控制电路34的命令输入。类似地,驱动电路44的操作可以经由系统控制电路34与其他驱动器的操作进行协调。系统控制电路34可以实现许多不同的控制方案和功能,并且针对这样的操作的程序可以存储在非暂态计算机可读介质中。以下将描述关于系统控制电路34可以如何修改或调整驱动控制电路42的操作以修改电机36的操作的附加细节。
图3是电机驱动系统30的电力电子开关电路46的示意图。如上所述,电力电子开关电路46通常将接收诸如来自电网的三相电力48作为输入。三相电源电耦接至将恒定频率的三相AC电力提供给整流电路68的一组输入端子62、64和66。整流电路68包括对三相电压波形进行全波整流的诸如二极管70的部件。在整流之后,输入电力的所有相被组合以将DC电力提供给DC总线的低侧72和高侧74。电感器76可以耦接至DC总线的低侧和高侧两者,并且充当用于对经整流的DC电压波形进行平滑的扼流圈(choke)。一个或多个滤波电容器78可以链接DC总线的高侧74和低侧72,并且还被配置成对经整流的DC电压波形进行平滑。电感器和电容器一起用来去除来自波形的大部分纹波,使得DC总线传送近似真DC电压的波形。应当注意,本文所述的三相实现方式不意在进行限制,而可以在单相电路上以及针对除了电机驱动器外的应用而设计的电路上采用本发明。
逆变器80或有源前端(AFE)转换器耦接至DC总线,并且以期望频率生成三相输出波形以分别对连接至输出端子52、54和56的电机36或设施电网进行驱动。在所示出的实施例中,在逆变器80内,对于每个相,两个绝缘栅双极晶体管(IGBT)82以集电极到发射极串联耦接在DC总线的高侧74和低侧72之间。然后,对于总共六个晶体管82而言,这些晶体管对中的三个晶体管对并联耦接至DC总线。输出端子52、54和56中的每个输出端子均耦接至晶体管82对中的一对之间的输出之一。驱动电路44向晶体管82发信号以快速地闭合和断开,从而在输出端子52、54和56上产生三相波形输出。驱动电路44由驱动控制电路42控制。虽然以上对驱动电路44的描述是在晶体管82的情况下描述的,但是应注意,驱动电路44可以包括任何类型的开关装置,诸如金属氧化物半导体场效应晶体管等。
在考虑到前述内容的情况下,图4示出了电机驱动系统30的系统控制电路34的框图。系统控制电路34可以经由驱动控制电路来调整电机驱动器10的操作。如图4所示,系统控制电路34可以包括可以执行系统固件94的处理器92,系统固件94可以控制电机驱动器10的各种部件93的操作。例如,系统固件94可以与电机驱动器10的用户接口、与电机驱动器10的操作相关的一个或多个数据库、异常处理程序、在电机驱动器10中使用的一个或多个输入/输出模块、设置在电机驱动器上的各种按钮、电机驱动器10采用的各种通信协议(例如,以太网、设备网(DeviceNet)等)等进行通信。这样,系统固件94可以包括各种软件模块,诸如数据存储装置(Datastore)、调度器(Dispatcher)、逻辑解析器、故障/警报/事件处理程序等。此外,部件93可以是指用于对系统控制电路34和连接至系统控制电路34的各种装置进行操作的软件应用。通常,数据存储装置是存储有所有运行时间配置数据的地方。数据存储装置在RAM存储器中并且是根据存储在文件系统上的文件中的数据来创建的。调度器由其他模块用来访问数据存储装置中的数据。逻辑解析器用于收集用户输入逻辑请求以创建电机起动和电机停止命令。故障/警报/事件处理程序用于从系统中的所有功能模块收集驱动系统状态,即,好或坏,并且将其报告给用户。
除了处理器92以外,系统控制电路34还可以包括通信部件、存储器、存储装置、输入/输出(I/O)端口、显示器等。通信部件可以是可以便于系统处理器92、驱动处理器98、部件93与其他能够通信的装置之间的通信的无线通信部件或有线通信部件。
系统处理器92可以是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计算机处理器或微处理器。这样,系统处理器92还可以包括可以执行下述操作的多个处理器。存储器和存储装置可以是可以用作存储处理器可执行代码、数据等的介质的任何合适的制品。这些制品可以表示可以存储由处理器92用来执行当前公开的技术的处理器可执行代码的计算机可读介质(即,任何适当形式的存储器或存储装置)。存储器和存储装置还可以用于存储数据、对数据的分析等。存储器和存储装置可以表示可以存储由处理器24用来执行本文所公开的各种技术的处理器可执行代码的非暂态计算机可读介质(即,任何适当形式的存储器或存储装置)。应当注意,非暂态仅仅表明介质是有形的而不是信号。
I/O端口可以是可以耦接至其他外围部件(诸如,输入装置(例如,键盘、鼠标)、传感器、输入/输出(I/O)模块等)的接口。I/O模块可以使系统处理器92能够与电机驱动系统30中的其他装置通信或交互。
显示器可以描述与由系统处理器92处理的软件或可执行代码相关联的可视化。在一个实施例中,显示器可以是能够接收来自电机驱动系统30的用户的输入的触摸式显示器。这样,显示器可以用作用户接口以与电机驱动系统30的部件通信。显示器可以是任何适当类型的显示器,例如,诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示器或有机发光二极管(OLED)显示器。此外,在一个实施例中,显示器可以与触控式(touch-sensitive)机构(例如,触摸屏)结合设置,该触控式机构可以用作用于系统控制电路34的控制接口的一部分。在一些实施例中,操作接口可以被具体描述为人机接口、人类接口机器等。应当注意,以上作为系统控制电路34的一部分而讨论的部件还可以被包括作为驱动控制电路42的一部分。
再次参照图4,系统控制电路34可以访问共享存储器96,其可以是系统固件94与驱动控制电路42之间的硬件接口。在一个实施例中,共享存储器96可以是驱动控制电路42的随机存取存储器(RAM)的一部分,但是应当理解,共享存储器96可以位于系统控制电路34或驱动控制电路42中的任一个存储器中。
不管共享存储器96在何处,驱动控制电路42都可以使用共享存储器96来控制经由驱动处理器98对电机36的操作。在一个实施例中,驱动处理器98可以执行控制模式应用100,其可以是用于控制驱动电路44的操作并且依次控制电力电子开关电路46和电机36的操作的软件。控制模式应用100可以指定电机36可以如何进行操作。例如,控制模式应用100可以根据闭环速度、闭环转矩控制、闭环电压控制或开环速度控制来控制电机36。控制模式应用可以使用不同的调制技术,诸如空间矢量脉宽调制(SVPWM)、直接转矩控制(DTC)等。还可以根据电压等级(例如,根据ANSI标准的低电压、中等电压、高电压)来区分控制模式应用100。控制模式应用和对应的控制模式配置文件102还可以包括用于根据各种模式(诸如感应电机模式、表面永磁(SPM)电机模式、同步磁阻电机模式、内部永磁(IPM)电机模式、可调节电压模式、有源前端(AFE)模式、基本前端(FFE)模式等)来对负载装置进行操作的指令。
为了对电机36进行操作,控制模式应用100可以接收来自系统控制电路34可访问的、电机驱动器10的部件93的信息。这样,控制模式应用100可以经由系统控制电路34将另一软件应用(例如,控制模式配置文件102)用于接口或访问这些部件93。在一个实施例中,控制模式配置文件102可以为控制模式应用100提供系统控制电路34与可通信地耦接至系统控制电路34的各种部件93之间的接口。例如,控制模式配置文件102可以为控制模式应用100提供数据移动、故障处理、事件处理和参数处理。
因此,控制模式配置文件102通常可以与部件93进行通信并且调整部件93的某些参数,以使得这些部件可以将有关数据提供给由驱动处理器98执行的控制模式应用100。此外,控制模式配置文件102可以为由控制模式应用100使用的各种对象指定参数设置、测量单位、参数名称等。这样,控制模式配置文件102可以用于重新配置电机驱动器10的部件93的某些设置以使得控制模式应用100能够有效地对电机36进行操作。
在某些实施例中,可以经由用户接口等而基于用户配置来创建控制模式配置文件102。替选地,可以在系统处理器92的上电或软复位时创建控制模式配置文件102。控制模式配置文件102具有一个匹配的控制模式应用100,该一个匹配的控制模式应用100可以一起用于对驱动控制电路42进行操作。
通常,系统处理器92可以当试图控制电机36的操作时执行控制模式配置文件102。这样,经由共享存储器96或某些其他存储器装置,控制模式配置文件102具有匹配的控制模式应用100。除了具有匹配的控制模式应用100以外,控制模式配置文件102可以执行某些操作以根据所选择的控制模式应用100来准备电机驱动系统30以对电机36进行操作。例如,控制模式配置文件102可以从部件93或者控制模式应用100可以用来有效地控制电机36的操作的其他装置请求某些数据订阅服务。例如,控制模式配置文件102可以请求与电机驱动系统30的各种部件有关的、要经由控制模式配置文件102提供给控制模式应用100的数据。通常,如果控制模式配置文件或控制模式应用需要来自系统的其他部件的数据,则其经由被称为订阅服务的服务来向中间对象(即发布方/订阅方对象)要求该部件的数据。
以相同的方式,控制模式配置文件102还可以将用于共享由控制模式应用100提供的数据的发布服务提供给部件93或电机驱动系统30中的其他装置。此外,控制模式配置文件102可以在控制模式应用100与可以可通信地耦接至系统控制电路34的各种部件之间提供异常处理服务、命令处理服务、引用处理服务以及状态处理服务。通常对于发布而言,如果控制模式配置文件或控制模式应用具有其他部件需要的数据,则控制模式配置文件将向中间对象(即发布方/订阅方对象)发布所述数据。一旦发布,需要控制模式应用数据的任何其他部件可以经由如上所指出的订阅方对象来订阅所述数据。通常,控制模式配置文件异常处理服务将故障状态的指示从控制模式应用传递至系统故障对象以向用户通知控制模式应用的状态(即,好或坏)。命令、状态和引用处理服务是组合服务。控制模式配置文件接收来自系统中的另一部件的命令,例如电机起动、电机停止和调整速度(引用),并且将这些命令传递至控制模式应用,该控制模式应用起动电机并且命令电机达到设置速度或设置转矩或者命令电机停止。状态数据来自控制模式应用,例如,加速、减速或在一定速度下的电机。该数据由控制模式配置文件读取并被发送至系统中的另一部件。这些处理服务不使用发布方/订阅方服务。
在考虑到前述内容的情况下,图5示出了用于对用于根据特定控制模式应用100对电机驱动器10进行操作的控制模式配置文件102进行初始化的方法110的流程图。虽然以下对方法110的描述被描述为由系统处理器92执行,但是应当注意,可以作为电机驱动系统30中的部件的一部分的任何处理器都可以执行这里指定的操作。
如上所述,控制模式配置文件102可以使系统处理器92能够将各种控制模式应用100加载到驱动处理器98中以及将各种控制模式应用100从驱动处理器98卸载。也就是说,控制模式配置文件102对诸如其他软件应用的各种部件93进行调整,并且将命令传送至驱动处理器98以将其关闭、加载控制模式应用100、卸载控制模式应用100、启动、暂停等。
现在参照图5,在框112处,系统处理器92可以接收将控制模式应用100加载至驱动处理器98中的请求。在一个实施例中,该请求可以指定与电机36的期望操作对应的特定控制模式应用100。如上所详述,控制模式应用100可以向处理器98指定如何对电机36进行操作(例如,根据特定控制算法)。这样,控制模式应用100可以确定点火角(firing angle)以及开关命令以根据对应的电机控制算法来对电力电子开关电路46的开关进行操作。此外,控制模式应用100可以从与电机驱动系统30相关联的各种传感器获取各种测量结果(例如,温度),启动和停止电机36的操作、电机36进行操作的时间量的测量等。
在接收加载控制模式应用100的请求之后,在框114处,系统处理器92可以识别与所请求的控制模式应用100对应的控制模式配置文件102。在一个实施例中,可以将许多控制模式配置文件102存储在系统处理器92可访问的文件系统、或者系统处理器92可访问的一些其他存储装置中。在某些实施例中,如果系统处理器92当前正执行现有控制模式配置文件102,则系统处理器92可以停止对现有控制模式配置文件102的执行。以相同的方式,如果系统处理器92接收驱动处理器42当前正执行控制模式应用100的指示,则系统处理器92可以将信号或命令发送至驱动处理器42以使驱动处理器42停止执行现有控制模式应用100。
在框116处,系统处理器92可以将所识别的控制模式配置文件102从文件系统加载至系统固件94中。在加载控制模式配置文件102之后,在框118处,系统处理器92可以执行控制模式配置文件102。
图6示出了对用于根据特定控制模式应用100对电机驱动系统30进行操作的控制模式配置文件102进行初始化的方法120的流程图。如上所述,虽然以下对方法120的描述被描述为由系统处理器92执行,但是应当注意,可以作为电机驱动系统30中的部件的一部分的任何处理器可以执行这里指定的操作。在某些实施例中,系统处理器92在执行控制模式配置文件102的同时或者在执行上述方法110之后执行本文所描述的操作。这样,控制模式配置文件102可以提供使系统处理器92执行以下操作的计算机可读指令。
现在参照图6,在框122处,系统处理器92可以初始化或建立对共享存储器96的访问。也就是说,系统处理器92可以将共享存储器96配置成由系统处理器92和驱动处理器98访问。如上所述,如果驱动处理器98已经执行另一控制模式应用100,则控制模式配置文件102可以指示系统处理器92在加载所选择的控制模式应用100之前关闭驱动处理器98。这样,在将所选择的控制模式应用100加载至驱动处理器98之前,系统处理器92可以将命令发送至驱动处理器98以将其关闭。当接收到该命令时,驱动处理器98可以开始其关闭处理并且卸载或删除先前由处理器98执行的控制模式应用100。在控制模式应用100关闭之后,与先前运行的控制模式应用100接口的相应控制模式配置文件102将关闭自身。这样,系统处理器92可以准备执行新的控制模式配置文件102,因此,将新的控制模式应用100加载至驱动处理器98中。
返回参照图6,在框124处,系统处理器92可以创建与针对控制模式应用100的订阅源的通信链路。如上所述,控制模式配置文件102可以指定可以为控制模式应用100提供数据以将其接收的某些部件93。以相同的方式,在框126处,系统处理器92可以登记针对控制模式应用100的各种发布。此外,控制模式配置文件102可以指定控制模式应用100将发布的发布以及可以接收来自控制模式应用100的发布的部件93。
在框128处,系统处理器92可以将与在图5的方法110中指定的控制模式应用对应的可执行文件加载到驱动处理器98中。在一个实施例中,系统处理器92可以根据控制模式配置文件102提供的指令来读取可执行文件。在读取可执行文件之后,系统处理器92可以将可执行文件存储在共享存储器96中。在将可执行文件加载至驱动处理器98之后,在框130处,系统处理器92可以将命令发送至驱动处理器98以执行与控制模式应用100对应的可执行文件。
虽然方法110和方法120的前述描述被描述为由系统处理器92执行,但是应当注意,可以作为电机驱动系统30中的部件的一部分的任何处理器可以执行这里指定的操作。此外,在一些实施例中,方法110和方法120可以由一个处理器(即系统处理器92或驱动处理器98)执行。也就是说,可以组合两个处理器的功能,以使得方法110和方法120中详述的所有操作都可以由单个处理器来执行。
本文所描述的实施例的技术效果包括修改驱动控制电路42的操作,以使得驱动控制电路42可以以各种不同的方式对电机36进行操作,从而提高电机36以及可以由该电机承担的任务的灵活性。此外,由于控制模式配置文件对象102用于在驱动处理器98、系统处理器92与连接至系统控制电路34的各种部件之间接口或通信,因此控制模式配置文件102可以为用户提供高效的方式来在不生成针对驱动处理器98定制的可执行代码的情况下修改电机系统的操作。
在前面的说明中,已参照附图描述了各个实施例。然而,将显而易见的是,在不背离所附权利要求书中阐述的本发明的较宽范围的情况下,可以对这些实施例进行各种修改和改变,并且可以实现另外的实施例。相应地,以说明性而非限制性的意义看待说明书和附图。

Claims (16)

1.一种用于实现多种电机控制模式的系统,包括:
电机驱动器,所述电机驱动器被配置成控制电机的一种或多种操作,其中,所述电机驱动器包括电机驱动控制器的第一处理器,所述第一处理器被配置成根据第一控制模式应用来控制所述电机的所述一种或多种操作;
第二处理器,所述第二处理器被配置成:
接收根据第二控制模式应用来对所述电机进行操作的请求;
在接收到所述请求时执行计算机可读指令集,其中,所述计算机可读指令集被配置成使所述第二处理器进行以下操作:
响应于确定所述第一处理器当前正执行所述第一控制模式应用,向所述第一处理器发送暂停信号以停止所述第一控制模式应用的执行;
将与所述第二控制模式应用相关联的可执行文件加载至所述第一处理器上;以及
将第一命令发送至所述第一处理器以执行与所述第二控制模式应用相关联的所述可执行文件。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一控制模式应用和所述第二控制模式应用被配置成指定所述电机的操作。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一控制模式应用和所述第二控制模式应用包括闭环速度控制、闭环转矩控制、闭环电压控制、开环速度控制、使用空间矢量脉宽调制SVPWM、直接转矩控制DTC或前述的任何组合。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一控制模式应用和所述第二控制模式应用包括感应电机模式、表面永磁SPM电机模式、同步磁阻电机模式、内部永磁IPM电机模式、可调节电压模式、有源前端AFE模式、基本前端FFE模式或前述的任何组合。
5.根据权利要求1所述的系统,包括所述第二处理器能够访问的存储装置,其中,所述存储装置包括与多个控制模式应用相关联的多个可执行文件以及用于对所述电机进行操作的控制模式配置文件。
6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述第二处理器被配置成基于所述请求来从所述多个可执行文件中识别所述可执行文件。
7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述计算机可读指令集被配置成使所述第二处理器进行以下操作:通过从与多种控制模式相关联的多个可执行文件中识别与所述第二控制模式应用相关联的可执行文件,将与所述第二控制模式应用相关联的可执行文件加载至所述第一处理器上,其中,所述多种控制模式中的每种控制模式被配置成管理所述电机的所述一种或多种操作。
8.根据权利要求1所述的系统,包括所述第一处理器和所述第二处理器能够访问的存储器,其中,所述存储器包括所述可执行文件。
9.一种用于实现多种电机控制模式的方法,包括:
经由第一处理器接收根据控制模式配置文件来对电机进行操作的请求,所述控制模式配置文件被配置成控制所述电机的一种或多种操作,其中,所述控制模式配置文件包括一种或多种发布服务,所述一种或多种发布服务被配置成使所述第一处理器从用于所述电机的电机驱动控制器的第二处理器接收数据,其中,所述数据与被配置成根据所述控制模式配置文件进行操作的控制模式应用相关联,其中,所述电机驱动控制器被配置成控制所述电机的所述一种或多种操作;
经由所述第一处理器来从与多种控制模式配置文件相关联的多个可执行文件中识别与所述控制模式配置文件相关联的可执行文件,其中,所述多种控制模式配置文件中的每种控制模式配置文件被配置成管理所述电机的所述一种或多种操作;
经由所述第一处理器通过以下操作来执行所述请求:
检索与所述控制模式配置文件相关联的所述可执行文件;以及
通过以下操作来执行所述可执行文件:
将所述控制模式配置文件发送至所述第二处理器,其中,所述第二处理器被配置成经由根据所述控制模式配置文件进行操作的所述控制模式应用获取所述数据;
从所述第二处理器接收所述数据;以及
向所述第一处理器正执行的一个或多个软件应用提供所述数据。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,识别所述可执行文件包括:用所述多个可执行文件交叉引用所述控制模式配置文件。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,执行所述可执行文件包括:创建一种或多种订阅服务,所述一种或多种订阅服务被配置成当所述第二处理器正在执行所述控制模式应用时使所述第二处理器将所述数据提供给所述第一处理器。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,所述一个或多个软件应用包括被配置成向所述电机提供电力的驱动器的接口、与所述电机的操作相关的一个或多个数据库、异常处理程序、在所述驱动器中使用的一个或多个输入/输出模块、设置在所述驱动器上的各种按钮、所述驱动器采用的一种或多种通信协议、或者前述的任何组合。
13.一种包括计算机可执行指令的非暂态计算机可读介质,所述计算机可执行指令当由第一处理器执行时使所述第一处理器进行以下操作:
在所述第一处理器接收到根据控制模式配置文件对电机进行操作的请求之后,为所述第一处理器和第二处理器建立对存储器的访问,其中,所述第二处理器与用于所述电机的电机驱动控制器相关联,其中,所述电机驱动控制器被配置成控制所述电机的一种或多种操作,并且其中,所述控制模式配置文件被配置成指定所述操作并且通过针对所述第一处理器创建一种或多种订阅服务来使所述第二处理器根据所述控制模式配置文件执行控制模式应用;
创建到所述第一处理器正执行的一个或多个软件部件的一条或多条通信链路,其中,所述通信链路被配置成通过所述第二处理器将与所述控制模式应用的操作相关联的数据经由所述第一处理器发送至所述一个或多个软件部件而便于所述一种或多种订阅服务;
将第一命令发送至所述第二处理器以从所述存储器加载与所述控制模式配置文件相关联的可执行文件;以及
将第二命令发送至所述第二处理器以执行所述可执行文件,从而使得所述第二处理器:
基于所述控制模式应用来控制所述电机的所述一种或多种操作;以及
将所述数据发送至所述第一处理器。
14.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读介质,其中,所述计算机可执行指令使所述第一处理器登记一种或多种发布服务,所述一种或多种发布服务被配置成使所述第二处理器将所述数据经由所述第一处理器提供给所述一个或多个软件部件。
15.根据权利要求14所述的非暂态计算机可读介质,其中,所述一个或多个软件部件包括异常处理服务、命令处理服务、引用处理服务以及状态处理服务。
16.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读介质,其中,所述计算机可执行指令当由所述第一处理器执行时,使所述第一处理器在将所述第一命令发送至所述第二处理器以加载所述可执行文件之前将第三命令发送至所述第二处理器以将其关闭。
CN201710078582.9A 2016-02-15 2017-02-14 用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和方法 Active CN107086838B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/043,926 US10135384B2 (en) 2016-02-15 2016-02-15 Systems and methods for implementing multiple motor control modes in a motor drive controller
US15/043,926 2016-02-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107086838A CN107086838A (zh) 2017-08-22
CN107086838B true CN107086838B (zh) 2019-11-12

Family

ID=58098412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710078582.9A Active CN107086838B (zh) 2016-02-15 2017-02-14 用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10135384B2 (zh)
EP (1) EP3206098B1 (zh)
CN (1) CN107086838B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6237938B1 (ja) * 2016-10-18 2017-11-29 株式会社安川電機 多軸モータ制御システム、モータ制御装置、及びモータ制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101110561A (zh) * 2007-08-03 2008-01-23 浙江大学 电动伺服助力转向控制器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050113216A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-26 Wei Cheng Belt drive system with outer rotor motor
JP4661183B2 (ja) * 2004-10-07 2011-03-30 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置
US7467029B2 (en) * 2004-12-15 2008-12-16 General Motors Corporation Dual processor supervisory control system for a vehicle
DE102008024668A1 (de) * 2007-05-24 2008-11-27 ABB Inc., Norwalk Inventarmonitor für Feldbuseinrichtungen
US8248009B2 (en) 2008-11-17 2012-08-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor controller having integrated communications configurations
US8473110B2 (en) * 2008-11-25 2013-06-25 Regal Beloit America, Inc. Systems and methods for controlling operation of a motor
KR101828452B1 (ko) * 2012-01-05 2018-02-12 삼성전자주식회사 서보 제어 장치 및 그 제어 방법
JP5878794B2 (ja) * 2012-03-06 2016-03-08 オークマ株式会社 主軸位置決め装置
US9579789B2 (en) * 2013-09-27 2017-02-28 Brain Corporation Apparatus and methods for training of robotic control arbitration

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101110561A (zh) * 2007-08-03 2008-01-23 浙江大学 电动伺服助力转向控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107086838A (zh) 2017-08-22
US20170237385A1 (en) 2017-08-17
US10135384B2 (en) 2018-11-20
EP3206098B1 (en) 2021-06-16
EP3206098A1 (en) 2017-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103929099A (zh) 模块化电动机驱动系统和方法
US20200319614A1 (en) Intelligent device-configurable icons
CN103914039A (zh) 用于家电设备的控制方法以及系统
Hemalatha et al. Brushless DC motor controlled by using internet of things
DE102019131379A1 (de) Integriertes vehicle-to-home-energieverwaltungssystem
CN103701399B (zh) 电机驱动配置系统和方法
CN107086838B (zh) 用于在电机驱动控制器中实现多种电机控制模式的系统和方法
CN205566146U (zh) 一种应用于ecm电机的信号转换器
CN106793055A (zh) 基于无线局域网控制多台缝纫机同步运行的方法及装置
Muruganandam et al. Experimental verification of chopper fed DC series motor with ANN controller
CN110442089A (zh) 一种基于云服务平台的电动执行机构物联网监控系统
CN105955202A (zh) 一种基于网络的经济型嵌入式五轴数控系统及其控制方法
CN104936337A (zh) 一种智慧照明控制系统与实现方法
CN106773983A (zh) 一种智能操动机构及控制方法
CN206270737U (zh) 波纹管挤出机和成型机共用触摸屏的电气控制装置
CN108000535A (zh) 一种六轴机器人智能控制器
KR20120118139A (ko) 피엘씨 와 에이치엠아이가 연계 가능한 교육용 인버터 실습장치
CN203838546U (zh) 一种电机控制电路
CN109818345A (zh) 电力管理系统
CN214751471U (zh) 一种智能电机控制系统
CN108591109A (zh) 变频风机智能控制装置和控制开关
CN204967676U (zh) 一种有感电机自匹配控制器
DK3101815T3 (en) Signaling between a frequency converter and a terminal device
CN109185206A (zh) 一种吊扇智能控制装置和控制方法以及吊扇调速方法
CN209420204U (zh) 一种集成控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: ohio

Applicant after: Rockwell automation technologies

Address before: ohio

Applicant before: Rockwell Automation Tech Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant