DE102010017798A1

DE102010017798A1 - Parametrieadapter und zugehörige Steuerschaltung für ein elektrisch betriebenes Gerät

Info

Publication number: DE102010017798A1
Application number: DE102010017798A
Authority: DE
Inventors: Frank Beyer
Original assignee: Turck Holding GmbH
Current assignee: Turck Holding GmbH
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-12

Abstract

Parametrieradapter (6) zur Übermittlung von Steuerparametersätzen (9) an eine elektrische Steuerschaltung (2) eines elektrischen Verbrauchers (3), gekennzeichnet durch eine Kommunikationsschnittstelle (7), mit der der Parametrieradapter (6) an ein Programmiergerät (8), insbesondere einen Tisch- oder Klapprechner anschließbar ist, und über die der Parametrieradapter (6) Steuerparametersätze (9) erhält und durch eine Geräteschnittstelle (12), zur Übermittlung der Steuerparametersätze (9) an eine Parametrierschnittstelle (2') der Steuerschaltung (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Parametrieradapter zur Übermittlung von Steuerparametersätzen an eine elektrische Steuerschaltung zur Steuerung eines elektrischen Verbrauchers eines elektrischen Gerätes sowie eine derartige Steuerschaltung, wobei in der Steuerschaltung Steuerparameter für den elektrischen Verbraucher abgespeichert sind, mittels derer die Steuerschaltung Steuerbefehle erzeugt, die über einen Steuerausgang an den elektrischen Verbraucher gelangen.
Die Steuerschaltung kann mit einem Parametrieradapter Systemparameter des elektrischen Verbrauchers, beispielsweise die Motortemperatur über Messeingänge einlesen und auswerten und somit dessen Zustand mittels Signaleinrichtungen, beispielsweise Leuchtdioden oder Summer kenntlich machen. Steuerschaltungen für Motoren sind beispielsweise in der Lage, den Motorstrom bzw. die Wicklungstemperatur zu messen. Durch Vergleich dieser Messwerte mit Schwellwerten kann die Steuerschaltung den Motor ausschalten bzw. bei Bedarf über Leuchtdioden bzw. Summer ein Alarmsignal abgeben. Elektrisch betriebene Handwerkzeuge können beispielsweise eine derartige Überlastsicherung besitzen.
Bei dem elektrischen Verbraucher handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor, beispielsweise einen Antriebsmotor für eine elektrische Maschine oder ein elektrisch betriebenes Handwerkzeug. Elektrische Verbraucher können aber auch Heiz- bzw. Kühlgeräte, Beleuchtungseinrichtungen, bspw. Steh- oder Wandleuchten, sowie Sensoren oder Aktoren sein. Das elektrisch betriebene Gerät, welches einen derartigen elektrischen Verbraucher aufweist, besitzt eine Steuerelektronik in Form einer Steuerschaltung, die eigens für den Zweck der Übermittlung verbraucherspezifischer Steuerbefehle für den speziellen elektrischen Verbraucher konzipiert ist. Zu diesem Zweck besitzt die Steuerschaltung einen ASIC oder einen programmierbaren Mikrocontroller. Der ASIC wird durch eine entsprechende Dimensionierung der peripheren Bauelemente, der Mikrocontroller durch eine entsprechende Software an den jeweiligen, mit Steuerbefehlen anzusteuernden elektrischen Verbraucher angepasst. Für eine Motorsteuerung enthält die Steuerschaltung Steuerparametersätze, die das Laufverhalten des Motors beeinflussen, beispielsweise das Anlaufverhalten bzw. das Abschaltverhalten. Die Steuerschaltung enthält somit Steuerparametersätze, die einen bestimmten Sanftanlauf oder einen Überlastungsschutz des Motors verwirklichen können.
Zum Stand der Technik gehört die DE 101 37 505 B4 , die ein Sicherheitsmodul beschreibt, deren Einstellung geändert werden kann.
Die DE 197 01 323 C2 bzw. die DE 197 01 323 C5 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aktualisierung einer Betriebssoftware, wozu eine Programmierschnittstelle vorgesehen ist.
Die EP 0 997 708 A1 beschreibt ein Feuchtewert-Schaltgerät, das über eine Programmierschnittstelle von einem Computer programmierbar ist.
Die DE 10 2005 018 350 A1 beschreibt ein programmierbares Headset, das über eine USB-Schnittstelle programmiert werden kann.
Die DE 103 39 093 B4 beschreibt eine programmierbare Sprech- und/oder Videoeinrichtung, die im geschlossenen Gehäuse programmiert werden kann.
Die DE 195 27 702 A1 beschreibt einen Messdatenverarbeitungscomputer für Durchlaufmengen- oder Wärmemengenmessgeräte, bei dem verschiedene Einstellungen mit einem Zusatzmodul vorgenommen werden können.
Die im Stand der Technik verwendeten Steuerschaltungen sind jeweils entsprechende Spezialentwicklungen für den jeweils mit Steuerbefehlen anzusteuernden elektrischen Verbraucher.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für in geringen Stückzahlen gefertigte elektrisch betriebene Geräte preisgünstige Steuerschaltungen anzugeben.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Eine erfindungsgemäße Steuerschaltung ist in der Lage, den elektrischen Verbraucher eines elektrischen Gerätes mit Steuerbefehlen zu versorgen. Hierzu sind in der Steuerschaltung Steuerparameter für den elektrischen Verbraucher abgespeichert. Es ist zusätzlich eine Parametrierschnittstelle vorgesehen, über die mittels eines an das elektrische Gerät angeschlossenen Parametrieradapters voneinander verschiedene Steuerparametersätze an die Steuerschaltung übermittelbar bzw. aus ihr auslesbar sind. Die Steuerparameter werden dort abgespeichert. Die Steuerschaltung ist in der Lage, voneinander verschiedene elektrische Verbraucher mit individuell auf diese elektrischen Verbraucher abgestimmten Steuerbefehlen anzusteuern. Verschiedene elektrisch betriebene Geräte können erfindungsgemäß mit einem im Wesentlichen identischen Baumuster einer Steuerschaltung ausgerüstet werden. Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung und ein Verfahren, mit denen eine Steuerschaltung, besonders für in geringen Stückzahlen gefertigte elektrisch betriebene Geräte, an verschiedene Bedingungen, bspw. elektrische Verbraucher, wiederholbar und preisgünstig anpassbar ist, ohne dabei die Steuerschaltung hardwaremäßig zu verändern. Die Steuerschaltung braucht beim Fertigen des elektrisch betriebenen Gerätes noch nicht parametrisiert zu sein. Die Parametrierung kann nach der vollständigen Fertigung des elektrisch betriebenen Gerätes erfolgen. Hierzu wird ein erfindungsgemäßer Parametrieradapter verwendet. Dieser ist in der Lage, Steuerparametersätze von einem Programmiergerät, beispielsweise einem PC oder Laptop, an die Steuerschaltung zu übermitteln. Hierzu besitzt der Parametrieradapter eine Kommunikationsschnittstelle, mit der der Parametrieradapter an das Programmiergerät angeschlossen werden kann. Von dem Programmiergerät erhält der Parametrieradapter Steuerparametersätze. Der Parametrieradapter weist darüber hinaus eine Geräteschnittstelle auf, an die das zu parametrierende elektrische Gerät angeschlossen werden kann. Über die Geräteschnittstelle werden die Steuerparameter an die Parametrierschnittstelle der Steuerschaltung übermittelt. Dies erfolgt bevorzugt über den Betriebsspannungsanschluss des elektrischen Gerätes. Es kann sich dabei um eine modifizierte Betriebsspannung handeln, die im Wesentlichen der Versorgungsspannung für die Steuerschaltung entspricht. Der Parametrieradapter wird hierzu energieversorgt, um über seine Geräteschnittstelle das elektrisch betriebene Gerät mit einer für die Parametrisierung ausreichenden Energie zu versorgen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Parametrieradapter über eine USB-Schnittstelle mit dem Programmiergerät verbunden. Über diese USB-Schnittstelle wird der Parametrieradapter auch energieversorgt. Innerhalb des Parametrieradapters kann sich ein Spannungskonverter befinden, der aus der Betriebsspannung des Parametrieradapters eine Versorgungsspannung für die Steuerschaltung des elektrisch betriebenen Gerätes generiert. Es kann sich dabei um eine Gleichspannung oder um eine Wechselspannung handeln. Die vom Parametrieradapter an das elektrisch betriebene Gerät abgegebene Leistung braucht nicht so groß zu sein, um den elektrischen Verbraucher, beispielsweise einen Elektromotor zu betreiben. Wesentlich ist, dass über den Betriebsspannungsanschluss des elektrisch betriebenen Gerätes die Datenübertragung an die Steuerschaltung bzw. von der Steuerschaltung an den Parametrieradapter erfolgt. Die Steuerparametersätze werden mittels einer Modulationseinheit auf die Versorgungsspannung aufmoduliert. Das elektrisch betriebene Gerät bzw. dessen Steuerschaltung kann ebenfalls eine Modulationseinheit aufweisen, um Daten auf die Betriebsspannungsleitung aufzumodulieren, so dass ein bidirektionaler Datenverkehr zwischen der Steuerschaltung und dem Parametrieradapter stattfinden kann. Um diese, von der Steuerschaltung übermittelten Datensätze an das Programmiergerät weiterzuleiten, ist in dem Parametrieradapter eine Demodulationseinheit vorgesehen, die die von der Steuerschaltung erhaltenen Datensätze an einen Mikrocontroller weiterleitet. Der Mikrocontroller arbeitet mit der USB-Schnittstelle zusammen. Der Mikrocontroller ist ebenfalls in der Lage, die Steuerparametersätze an die Modulationseinheit weiterzuleiten. Um die Datensätze, die über die Betriebsspannungsleitung an den Betriebsspannungsanschluss des elektrisch betriebenen Gerätes übermittelt werden, von der Versorgungsspannung abzutrennen, kann die Steuerschaltung mit einer Eingangsschnittstelle zusammenwirken, die sowohl in der Lage ist, auf die Versorgungsspannung Daten aufzumodulieren bzw. von der Versorgungsspannung Daten zu demodulieren.
Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Parametrieradapters kann die in einem elektrisch betriebenen Gerät bspw. einer Maschine eingesetzte Steuerschaltung mit individuellen Steuerparametersätzen parametriert werden. Die Steuerschaltung ist somit an verschiedene Produkte mit gleicher Leiterplatte, aber unterschiedlichem Verhalten anpassbar. Der Parametrieradapter wird über eine Standardschnittstelle mit einem Standard-PC oder einem Standard-Laptop verbunden. Wird eine USB-Schnittstelle verbunden, so werden über die Schnittstelle nicht nur die Daten übermittelt. Die Schnittstelle versorgt den Parametrieradapter auch mit einer fünf-Volt-Gleichspannung. Mit dieser Gleichspannung wird nicht nur die zum Betrieb des Parametrieradapters erforderliche Leistung gewonnen. Aus dieser der USB-Schnittstelle entnommenen Leistung wird auch eine Versorgungsspannung für die Steuerschaltung des elektrisch betriebenen Gerätes erzeugt, also beispielsweise eine 12- bzw. 24-Volt-Gleichspannung oder eine Wechselspannung von 60 bis 120 V, gegebenenfalls auch 110 bzw. 230 V und entsprechender Frequenz, bspw. 7 Hz, gegebenenfalls aber auch 50 Hz bzw. 60 Hz. Auf dem Programmiergerät läuft ein Programmierprogramm, über welches mit dem Mikrocontroller des Parametrieradapters kommuniziert wird. Der Mikrocontroller des Parametrieradapters kommuniziert wiederum über die Modulationseinheit bzw. die Demodulationseinheit über die Geräteschnittstelle und die Betriebsversorgungsleitung mit der Steuerschaltung. Dabei werden individualisierte Steuerparametersätze an die Steuerschaltung übertragen, wo sie abgespeichert werden, um Steuerbefehle zu generieren, die an das individuelle elektrisch betriebene Gerät und insbesondere an den individuellen elektrischen Verbraucher angepasst sind, um beispielsweise bei einem bestimmten Motor einen bestimmten Sanftanlauf zu generieren. Die Steuerparameterdatensätze enthalten im Wesentlichen Konstanten, die beispielsweise die Höhe des Abschaltstromes eines Motors oder aber auch die Koeffizienten von Regelfunktionen darstellen. Enthält beispielsweise die Steuerschaltung einen PID-Regler, so können die Steuerparametersätze die Regelparameter enthalten, beispielsweise einen Proportionalbeiwert, einen Integralbeiwert, einen Differentialbeiwert und einen Skalierungsfaktor. Es kann sich auch um Werte für die Länge einer Sanftanlaufphase, um eine Minimaldrehzahl oder um eine Maximaldrehzahl handeln. Ferner kann es sich um den Wert einer maximalen Last handeln.
Als weitere Steuerkonstanten, die zu den Steuerparametersätzen gehören, kommen Werte für eine Abschaltverzögerung, ein Sollwert für einen Abschaltstrom, eine Abschalttemperatur oder eine Wiedereinschalttemperatur für den Verbraucher bzw. Motor in Betracht.
Mit dem erfindungsgemäßen Konzept ist es auch möglich, völlig gleichgestaltete elektrisch betriebene Geräte bspw. Maschinen zu fertigen. Diese besitzen den gleichen elektrischen Verbraucher, beispielsweise den gleichen Elektromotor, das gleiche Heizelement, das gleiche Kühlelement, die gleiche Lichtquelle, den gleichen Sensor oder den gleichen Aktuator. Die elektrisch betriebenen Geräte besitzen darüber hinaus eine identische Steuerschaltung. Diese Produkte können somit in großer Stückzahl produziert werden. Die in einem Gehäuse montierten elektrischen oder mechanischen Komponenten werden vergossen, oder das Gehäuse wird geschlossen. Es braucht nur eine einzige Schnittstelle, nämlich die Betriebsspannungsversorgungs-Schnittstelle vorhanden zu sein. In einem sich an den letzten Fertigungsschritt anschließenden Parametrierschritt wird die Steuerschaltung mit den individuellen, sich voneinander unterscheidenden Parametrierdatensätzen versorgt. Die Parametrierung kann auch später bspw. am Einsatzort erfolgen. Es ist ebenfalls möglich, ein Gerät umzuparametrieren. Dies erfolgt mit dem oben beschriebenen Parametrieradapter und unter Verwendung des Betriebsspannungsanschlusses. Über ein spezielles Protokoll wird die Steuerschaltung in einen Datenempfangsbereitschaftszustand gebracht. Danach erfolgt die Datenübertragung vom Programmiergerät über den Parametrieradapter zum Speicher der Steuerschaltung, wo der individuelle Parametrierdatensatz abgelegt wird. Die derart parametrierte Steuerschaltung ist nun in der Lage, den elektrischen Verbraucher mit individuellen Steuerbefehlen anzusteuern. Die ansonsten baugleichen elektrisch betriebenen Geräte unterscheiden sich zufolge der individuellen Parametrierung hinsichtlich ihrer Funktionalität. Um die Steuerschaltung in den Datenübertragungsbereitschaftszustand zu bringen, kann es ausreichen, die Höhe der Betriebsspannung kurzzeitig zu variieren.
Der Datenübertragungsbereitschaftszustand kann aber auch erreicht werden, indem am Betriebsspannungsanschluss für eine vorgegebene Zeit eine bestimmte Versorgungsspannung gegebenenfalls auch mit einer bestimmten Frequenz, beispielsweise 7 Hz, anliegt. Bevorzugt ist eine Anzeige vorgesehen, um verschiedene Zustände der Steuerschaltung anzuzeigen. Mit dieser Anzeige können auch Meldungen des Parametrieradapters angezeigt werden. Es kann sich dabei um drei Leuchtdioden (grün, gelb, rot) handeln. Es ist aber auch möglich, dass die Anzeige eine Text- bzw. Grafikanzeige ist.
Ferner ist vorgesehen, dass die Steuerschaltung ein- oder mehrere Messeingänge aufweist, mittels derer Sensordaten empfangen werden. Beispielsweise kann über einen Messeingang die Steuerschaltung Systemparameter erhalten. So kann über einen Messeingang der Steuerschaltung eine Temperatur, eine Spannung oder ein Strom mitgeteilt werden. Die Messeingänge können Analogeingänge oder Digitaleingänge sein, die an Sensoren angeschlossen sind. Das elektrisch betriebene Gerät kann mehrere Sensoren aufweisen, die jeweils über einen Messeingang mit der Steuerschaltung zusammenwirken. Bei den Sensordaten kann es sich um eine Wicklungstemperatur, um Drehzahlimpulse oder dergleichen handeln. In der Steuerschaltung können darüber hinaus ein oder mehrere Datenspeicher vorgesehen sein, mit denen beispielsweise Ereignisse bzw. Betriebsstunden abgespeichert werden können. In den Speichern können auch Systemparameter mitgeschrieben werden, so dass diese für eine spätere Fehleranalyse berücksichtigt werden können. Diese Log-Daten können mit Hilfe des Parametrieradapters ausgelesen bzw. gelöscht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer beigefügten 1 erläutert, die in Form eines Blockschaltbildes ein mit einem Programmiergerät 8 verbundenen Parametrieradapter 6 und ein an den Parametrieradapter 6 angeschlossenes elektrisch betriebenes Gerät 1 zeigt.
Bei dem Programmiergerät 8 handelt es sich um einen handelsüblichen PC oder um einen handelsüblichen Laptop. Es kann sich aber auch um ein speziell für die Parametrierung gefertigtes Gerät handeln. Beim Ausführungsbeispiel besitzt das Programmiergerät 8 eine USB-Schnittstelle 20, über die der Parametrieradapter 6 mit einem Verbindungskabel verbunden ist. Das Verbindungskabel verbindet die Kommunikationsschnittstelle 7 des Parametrieradapters 6 mit der USB-Schnittstelle 20 des Programmiergerätes 8. Dadurch kann die Kommunikationsschnittstelle 7 mit Steuerparametersätzen 9 und mit Energie 10 versorgt werden.
Der Parametrieradapter 6 besitzt einen Mikrocontroller 15, der über geeignete Datenübertragungselemente 18, 19, über die Kommunikationsschnittstelle 7 und die USB-Schnittstelle 20 mit einem Programm korrespondiert, welches auf dem Programmiergerät 8 läuft.
Im Ausführungsbeispiel erhält der Parametrieradapter 6 ausschließlich über die Kommunikationsschnittstelle 7 elektrische Energie 10. Aus dieser erzeugt ein Spannungskonverter 13 eine Betriebsspannung für das elektrisch betriebene Gerät 1. Es muss sich bei dieser Betriebsspannung nicht um dieselbe Spannung handeln, mit der üblicherweise der elektrische Verbraucher, beispielsweise der Motor 3, betrieben wird. Es reicht aus, wenn der Spannungskonverter 13 eine Versorgungsspannung für eine Steuerschaltung 2 generiert. Die Betriebsspannung/Versorgungsspannung liegt an einer Geräteschnittstelle 12 des Parametrieradapters 6 an, die lediglich die Anschlüsse aufzuweisen braucht, mit denen üblicherweise das elektrisch betriebene Gerät 1 mit Energie 10 versorgt wird. Es kann sich dabei beispielsweise um eine zweiadrige Leitung handeln, um das elektrisch betriebene Gerät 1 mit einer Gleichspannung oder mit einer Wechselspannung zu versorgen. Falls das elektrisch betriebene Gerät 1 einen Drehstrommotor 3 aufweist, kann die Leitung aber auch drei- oder mehradrig sein. Gegebenenfalls kann auch noch ein Schutzleiter vorhanden sein.
Beim Ausführungsbeispiel sind jedoch keine gesonderten Datenleitungen zwischen dem Parametrieradapter 6 und dem elektrisch betriebenen Gerät 1 vorgesehen.
Innerhalb des Parametrieradapters 6 befindet sich eine Modulationseinheit 14. Vom Programmiergerät 8 können an den Mikrocontroller 15 Parametrierdatensätze 9 und andere Daten übertragen werden. Der Mikrocontroller 15 gibt diese Daten an eine Modulationseinheit 14, die diese Daten auf die Betriebsspannung aufmoduliert.
Das elektrisch betriebene Gerät 1 besitzt eine Eingangsschnittstelle 4, die in der Lage ist, von der Betriebsspannung die darauf aufmodulierten Daten zu demodulieren und über eine Parametrierschnittstelle 2' an eine Steuerschaltung 2 zu geben.
Die Steuerschaltung besitzt in den Zeichnungen nicht dargestellte Speicher und gegebenenfalls einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Mikrocontroller. Über den nicht dargestellten Mikrocontroller kommuniziert die Steuerschaltung 2 mit dem Mikrocontroller 15 bzw. dem Programmiergerät 8, um die besagten Steuerparametersätze 9 zu erhalten, die in der Steuerschaltung 2 abgespeichert werden. Mit Hilfe dieser individualisierbaren Steuerparametersätze 9 ist die Steuerschaltung 2 in der Lage, Steuerbefehle 11 zu erzeugen, um den elektrischen Verbraucher 3, beispielsweise den in der 1 dargestellten Motor 3, anzusteuern.
Die Steuereinheit 2 ist darüber hinaus in der Lage, den Speicherinhalt des in der 1 nicht gesondert dargestellten Speichers über den Betriebsspannungsanschluss 5 und über den Parametrieradapter 6 an das Programmiergerät 8 weiterzuleiten. Hierzu besitzt die Eingangsschnittstelle 4 neben einer Demodulationseinheit auch eine Modulationseinheit, um die Daten auf die Betriebsspannungsleitung aufzumodulieren, von welcher sie über eine Demodulationseinheit 16 des Parametrieradapters 6 demoduliert und an den Mikrocontroller 15 geleitet werden. Die Steuerschaltung 2 besitzt darüber hinaus einen Messeingang 2''', der als Analogeingang oder Digitaleingang ausgebildet sein kann. Über diesen Messeingang erhält die Steuerschaltung 2 Systemparameter bzw. Systemparameter bzw. Sensordaten. Beispielsweise kann im Motor 3 ein Temperatursensor vorgesehen sein, der dort die Wicklungstemperatur misst. Dieser Sensor liefert seinen Sensorwert als Systemparameter über den Messeingang 2''' an die Steuerschaltung 2.
Der Parametrieradapter 6 besitzt eine Anzeige 17. Es handelt sich um eine optische Anzeige, die als Lichtquellen gelbe, grüne oder andersfarbige Leuchtdioden aufweisen kann. Über die Leuchtdioden der Anzeige 17 kann von außen der Betriebszustand des Parametrieradapters 6 erkannt werden.
Über diese Anzeige 17 können auch in einem Speicher der Steuerschaltung 2 abgespeicherte Systemparameter angezeigt werden. Beispielsweise kann eine maximale Wicklungstemperatur bzw. eine maximale Drehzahl angezeigt werden, die in der Vergangenheit erreicht worden ist. Des Weiteren ist es möglich, auf der Anzeige 17 den zeitlichen Verlauf ein oder mehrerer Systemparameter anzuzeigen. Hierzu kann die Anzeige 17 eine Textanzeige oder eine graphische Anzeige sein. Mit dem Parametrieradapter 6 ist es darüber hinaus auch möglich, die Speicher innerhalb der Steuerschaltung 2 zurückzusetzen.
Die Funktionsweise ist die Folgende:
Wenn der Parametrieradapter 6 mittels eines Verbindungskabels an der USB-Schnittstelle des Programmiergerätes 8 angeschlossen ist, erfolgt zunächst eine Initialisierung des Parametrieradapters 6. Danach baut der Spannungskonverter 13 die für das elektrisch betriebene Gerät 1 erforderliche Betriebsspannung auf. Dies wird beispielsweise mittels einer gelben Leuchtdiode der Anzeige 17 signalisiert. Sobald die Betriebsspannung bereitgestellt ist und der Mikrocontroller 15 erkannt hat, dass an der Geräteschnittstelle 12 ein geeignetes elektrisch betriebenes Gerät 1 angeschlossen ist, generiert der Spannungskonverter 13 kurzzeitig eine erhöhte Betriebsspannung, bzw. variiert die Modulationseinheit 14 die Betriebsspannung in Höhe bzw. Frequenz, so dass die Eingangsschnittstelle 4 bzw. die Steuerschaltung 2 in einen Parametriermodus schaltet. Alternativ dazu kann am Betriebsspannungsanschluss 5 auch für eine gewisse Zeit eine Spannung in einer vorgegebenen Höhe sowie Frequenz anliegen. Gegebenenfalls kann der Mikrocontroller 15 auch in Form bestimmter kurzzeitig hintereinander erfolgender Signale die Steuerschaltung 2 auffordern, Identifikationssignale abzugeben, so dass der Mikrocontroller 15 erkennen kann, ob an der Geräteschnittstelle 12 ein geeignetes elektrisch betriebenes Gerät 1 angeschlossen ist. Das erfolgreiche Erkennen einer betriebsbereiten Steuerschaltung 2 kann mittels einer grünen LED der Anzeige 17 signalisiert werden.
Über geeignete Signale kann die Steuerschaltung 2 auch aufgefordert werden, ihren aktuellen Steuerparametersatz 9 an den Parametrieradapter 6 bzw. das Programmiergerät 8 zu senden. Die Information wird dabei auf die Betriebsspannung aufmoduliert und durch die Demodulationseinheit 16 konvertiert und dem Mikrocontroller 15 bereitgestellt. Der Mikrocontroller 15 sendet anschließend den Steuerparametersatz 9 an das Programmiergerät 8. Mit dem Programmiergerät 8 kann der Steuerparametersatz 9, der auf der Steuerschaltung 2 gespeichert wird, modifiziert werden. Hierzu überträgt das Programmiergerät 8 über die Kommunikationsschnittstelle 7 einen neuen Steuerparametersatz 9 an den Mikrocontroller 15. Mittels der Modulationseinheit 14 wird dieser Steuerparametersatz 9 auf die Betriebsspannung aufmoduliert und über den Betriebsspannungsanschluss 5, der Eingangsschnittstelle 4 und der Parametrierschnittstelle 2' der Steuerschaltung 2 zugeleitet, wo er abgespeichert wird. Dabei auftretende Kommunikationsfehler werden beispielsweise durch eine rote LED der Anzeige 17 dargestellt.
Bei den Steuerparametersätzen handelt es sich im Wesentlichen um Konstanten, die zum Betrieb des elektrischen Verbrauchers 3 verwendet werden. Mit dem Parametrieradapter 6 wird nur insoweit in das Steuerprogramm der Steuerschaltung 2 eingegriffen, als die Steuerung mit veränderten Parametern erfolgt. Eine Umprogrammierung eines auf einem Mikrocontroller der Steuerschaltung 2 laufenden Steuerprogramms ist nicht vorgesehen. Bei den veränderbaren Parametern handelt es sich beispielsweise um eine kundenspezifische Identifikationsnummer, einen Einschalt-Stromflusswinkel, einen Wert für eine Sanftanlaufperiode, einen Wert für eine Sanftanlaufschrittweite, einen Nennwert für ein Potentiometer für eine Sollwertvorgabe, einen Wert bei einer minimalen Drehzahl bei einer Regelung, einen Wert für einen Drehzahlbereich bei einer Regelung, Regelparameter einer PID-Regelung, Schaltschwellen, einen Wert für eine Abschaltverzögerung, einen Sollwert für den Abschaltstrom, eine Abschalttemperatur und eine Wiedereinschalttemperatur. Der Datenspeicher auf der Steuerschaltung 2 kann darüber hinaus schreibgeschützte Parameter enthalten, die von dem Parametrieradapter 6 nicht überschrieben werden können. Die Kommunikation zwischen Parametrieradapter 6 und parametrierbarem Gerät 1 kann mit einer Spannung zwischen 60 V und 120 V erfolgen, wobei die Frequenz dieser Wechselspannung beispielsweise bei 7 Hz liegt. Dies ermöglicht dem Mikrocontroller der Steuerschaltung 2 den Betrieb durch einen Parametrieradapter 6 zu erkennen und dadurch in den Parametriermodus zu wechseln, in dem der Datenaustausch stattfinden kann. Die Betriebsspannung des elektrisch betriebenen Gerätes 1 von 7 Hz kann zur Kommunikation mit einer Datenrate von beispielsweise 4800 Baud moduliert werden.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
Bezugszeichenliste

1: Gerät, elektrisch betrieben
2: Steuerschaltung
2': Parametrierschnittstelle
2'': Steuerausgang
2''': Messeingang
3: elektrischer Verbraucher/Motor
4: Eingangsschnittstelle
5: Betriebsspannungsanschluss
6: Parametrieradapter
7: Kommunikationsschnittstelle
8: Programmiergerät/Rechner
9: Steuerparametersatz
10: Betriebsenergie
11: Steuerbefehl
11': Systemparameter/Sensordaten
12: Geräteschnittstelle
13: Spannungskonverter
14: Modulationseinheit
15: Mikrocontroller
16: Demodulationseinheit
17: Anzeige
18: Datenübertragungselement
19: Datenübertragungselement
20: USB-Schnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10137505 B4 [0004]
DE 19701323 C2 [0005]
DE 19701323 C5 [0005]
EP 0997708 A1 [0006]
DE 102005018350 A1 [0007]
DE 10339093 B4 [0008]
DE 19527702 A1 [0009]

Claims

Parametrieradapter (6) zur Übermittlung von Steuerparametersätzen (9) an eine elektrische Steuerschaltung (2) eines elektrischen Verbrauchers (3), gekennzeichnet durch eine Kommunikationsschnittstelle (7), mit der der Parametrieradapter (6) an ein Programmiergerät (8), insbesondere einen Tisch- oder Klapprechner anschließbar ist, und über die der Parametrieradapter (6) Steuerparametersätze (9) erhält und durch eine Geräteschnittstelle (12), zur Übermittlung der Steuerparametersätze (9) an eine Parametrierschnittstelle (2') der Steuerschaltung (2).
Parametrieradapter (6) nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Parametrieradapter (6) über die Kommunikationsschnittstelle (7) energieversorgbar ist und einen Spannungskonverter (13) aufweist, um an der Geräteschnittstelle (12) eine Versorgungsspannung für die zu parametrisierende Steuerschaltung (2) des elektrisch betriebenen Gerätes (1) bereitzustellen, auf die die Steuerparametersätze (9) aufmoduliert werden, so dass die Parametrierschnittstelle (2') der Steuerschaltung (2) die Steuerparametersätze (9) über den Betriebsspannungsanschluss (5) des elektrisch betriebenen Gerätes (1) erhält.
Parametrieradapter (6) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Parametrieradapter (6) eine Modulationseinheit (14) aufweist, mit der die Steuerparametersätze (9) auf die Betriebsspannung für das elektrisch betriebene Gerät (1) aufmodulierbar sind.
Parametrieradapter (6) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Demodulationseinheit (16) zum Empfang von über den Betriebsspannungsanschluss (5) von der Steuerschaltung (2) an den Parametrieradapter (6) übermittelte Datensätze.
Parametrieradapter (6) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen Mikrocontroller (15) zur Verarbeitung der vom Programmiergerät (8) über die Kommunikationsschnittstelle (7) an den Parametrieradapter (6) übermittelter Steuerparametersätze (9) und Weiterleitung dieser Steuerparametersätze (9) an die Modulationseinheit (14) sowie zum Empfang der über die Demodulationseinheit (16) von der Steuerschaltung (2) empfangenen Datensätze zur Weiterleitung an das Programmiergerät (8) über die Kommunikationsschnittstelle (7).
Parametrieradapter (6) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine insbesondere Leuchtdioden oder eine Text- bzw. Grafikausgabe aufweisende Anzeige (17) zur Anzeige des Betriebszustandes des Parametrieradapters (6) sowie Fehler bei der Datenübertragung.
Steuerschaltung (2) zur Steuerung eines elektrischen Verbrauchers (3) eines elektrischen Gerätes (1), wobei in der Steuerschaltung (2) Steuerparameter für den elektrischen Verbraucher (3) abgespeichert sind, mittels derer die Steuerschaltung (2) Steuerbefehle (11) erzeugt, die über einen Steuerausgang (2'') an den elektrischen Verbraucher (3) gelangen, gekennzeichnet durch eine Parametrierschnittstelle (2'), über die mittels eines an das elektrische Gerät (1) angeschlossenen Parametrieradapters (6) voneinander verschiedene Steuerparametersätze (9) an die Steuerschaltung (2) übermittelbar sind, die dort abgespeichert werden, um voneinander verschiedene elektrische Verbraucher (3) mit Steuerbefehlen (11) ansteuern zu können, bzw. um die Steuerparametersätze (9) zu verändern.
Steuerschaltung nach Anspruch 7 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Parametrierschnittstelle (2') die Steuerparametersätze (9) über den Betriebsspannungsanschluss (5) des elektrisch betriebenen Gerätes (1) erhält.
Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 und 8 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Eingangsschnittstelle (4) zur Trennung der auf die Betriebsspannung aufmodulierten Steuerparametersätze (9) von der Betriebsspannung.
Elektrisch betriebenes Gerät (1) mit einem elektrischen Verbraucher (3) und einer Steuerschaltung (2), mit Hilfe derer Steuerbefehle (11) erzeugbar sind, die über einen Steuerausgang (2'') an den elektrischen Verbraucher (3) gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (2) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 ausgebildet ist und die Steuerschaltung (2) mit einem Parametrieradapter (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 parametrierbar ist.