DE102017127887A1 - Method for driving an engine - Google Patents

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Inventor
Rainer Günzel
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Motors (1) über eine übergeordnete Maschinensteuerung (2), wobei der Motor (1) einen Mikroprozessor (5) mit einer Speichereinheit umfasst, auf welcher statische und / oder dynamische Motorkenndaten digital hinterlegbar sind, wobei die statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten über eine von elektrischen Versorgungsleitungen (3) des Motors (1) unabhängige Datenleitung (6) von dem Mikroprozessor (5) an die übergeordnete Maschinensteuerung (2) übertragen werden und wobei die Datenleitung (6) ausschließlich der Übertragung der von dem Mikroprozessor (5) bereitgestellten statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten dient.The invention relates to a method for controlling a motor (1) via a higher-level machine control (2), wherein the motor (1) comprises a microprocessor (5) with a memory unit on which static and / or dynamic motor characteristics can be stored digitally, wherein the Static and / or dynamic engine characteristics via one of electrical supply lines (3) of the motor (1) independent data line (6) from the microprocessor (5) to the higher-level machine control (2) are transmitted and wherein the data line (6) excluding the transmission of used by the microprocessor (5) provided static and / or dynamic engine characteristics.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Motors.The present invention relates to a method for driving an engine.

Zum Ansteuern eines Motors über eine übergeordnete Maschinensteuerung, beispielsweise über einen Frequenzumrichter, ist es erforderlich, der übergeordneten Maschinensteuerung bestimmte Kenndaten des konkreten Motors zur Verfügung zu stellen. Hierzu zählen sowohl Informationen über den Typ und die Bauform des Motors als auch zahlreiche technische Daten wie beispielsweise Nennstrom, -spannung und -leistung, Motorfrequenz, Polzahl und weiteres mehr. Je nach Motortyp kann es sich um etwa 20 bis 40 unterschiedliche Daten handeln, die der übergeordneten Maschinensteuerung zu Verfügung gestellt werden müssen und die in der Regel in Form eines Datenblattes vom Motorhersteller vorliegen.To control a motor via a higher-level machine control, for example via a frequency converter, it is necessary to provide the higher-level machine control with specific characteristics of the specific motor. This includes information about the type and design of the engine as well as numerous technical data such as rated current, voltage and power, motor frequency, number of poles and much more. Depending on the engine type, it may be about 20 to 40 different data, which must be made available to the higher-level machine control and which are generally available in the form of a data sheet from the engine manufacturer.

Vielfach werden die erforderlichen Daten von hochspezialisiertem Personal von Hand eingegeben, was zum einen fehleranfällig ist und zum anderen mit hohen Personalkosten einhergeht. Alternativ ist es bekannt, die Daten über eine Messelektronik zu erfassen. Dies ist jedoch häufig nicht mit der erforderlichen Genauigkeit möglich.In many cases, the required data is entered by highly specialized personnel by hand, which is both prone to error and is accompanied by high personnel costs. Alternatively, it is known to capture the data via a measuring electronics. However, this is often not possible with the required accuracy.

Es gibt daher bereits Bestrebungen, die Motorkenndaten auf einem digitalen Typenschild im Motor zu hinterlegen. Es handelt sich dabei um eine im Motor angeordnete Speichereinheit, auf welcher die relevanten Daten entweder bereits bei Herstellung des Motors oder zu einem späteren Zeitpunkt hinterlegt werden. Durch Auslesen der Speichereinheit können die Informationen zur Verfügung gestellt werden.There are therefore already efforts to deposit the engine characteristics on a digital nameplate in the engine. It is a memory unit arranged in the engine, on which the relevant data are either deposited when the engine is manufactured or at a later time. By reading the memory unit, the information can be provided.

So sind in der DE 102 43 563 A1 ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Austausch von Informationsdaten zwischen einer elektrischen Antriebsmaschine und einem Steuergerät offenbart, wobei die Informationsdaten in der elektrischen Antriebsmaschine in elektronisch lesbarer Form abgespeichert sind. Die Informationsdaten werden hier über eine der elektrischen Energieversorgung der Antriebsmaschine dienende Zuleitung übertragen. Dazu können die Informationssignale mittels Frequenz-Trägersignale auf wenigstens eine Ader der Zuleitung aufmoduliert werden.So are in the DE 102 43 563 A1 discloses a method and a circuit arrangement for exchanging information data between an electric drive machine and a control unit, wherein the information data are stored in the electric drive machine in electronically readable form. The information data is transmitted here via a supply line serving the electric power supply of the drive machine. For this purpose, the information signals can be modulated by means of frequency carrier signals to at least one core of the supply line.

Nachteilig ist hierbei, dass ein hoher Aufwand betrieben werden muss, um die Informationssignale sauber von den Leistungssignalen zu trennen.The disadvantage here is that a great deal of effort must be made to cleanly separate the information signals from the power signals.

Gemäß der DE 102 43 563 A1 erfolgt der Austausch der Informationsdaten daher vorzugsweise zu Zeitpunkten, in denen keine Energieversorgung der elektrischen Antriebsmaschine erfolgt, so dass die der Energieversorgung dienende Zuleitung dann ausschließlich für die Übertragung von Informationsdaten zur Verfügung steht.According to the DE 102 43 563 A1 The exchange of information data is therefore preferably at times when no power is supplied to the electric drive machine, so that the supply line serving the power supply is then available exclusively for the transmission of information data.

Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass Informationen störungsfrei nur bei Stillstand des Motors übertragen werden können. Im Sinne einer optimalen Motorsteuerung ist es aber zunehmend wichtig, neben den oben bereits genannten statischen Motorkenndaten der übergeordneten Maschinensteuerung auch dynamische Motorkenndaten zur Verfügung zu stellen. Dynamische, veränderliche Motorkenndaten können während des Motorbetriebs über entsprechende Sensorik unmittelbar im bzw. am Motor erfasst werden. Es kann sich hierbei beispielsweise um Temperatursensoren handeln, die Aufschluss über die Motortemperatur liefern oder um Vibrationssensoren, die Vibrationen des Motors erfassen und so Rückschlüsse auf den Zustand der Motorlager zulassen. Es versteht sich, dass diese Daten nur im laufenden Betrieb des Motors erfasst werden können und auch bei laufendem Motor an die übergeordnete Maschinensteuerung weitergegeben werden sollen.However, this solution has the disadvantage that information can be transmitted without interference only when the engine is at a standstill. In terms of optimum engine control, however, it is increasingly important, in addition to the above-mentioned static engine characteristics of the higher-level machine control to provide dynamic engine characteristics available. Dynamic, variable engine characteristic data can be recorded directly in or on the engine during engine operation via corresponding sensors. These may be, for example, temperature sensors that provide information about the engine temperature or vibration sensors that detect vibrations of the engine and thus allow conclusions to be drawn about the condition of the engine mounts. It is understood that these data can be detected only during operation of the engine and should be passed to the higher-level machine control even when the engine is running.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Ansteuern eines Motors, durch welches die störungsfreie Übertragung statischer und / oder dynamischer Motorkenndaten an eine übergeordnete Maschinensteuerung in einfacher und kostengünstiger Weise ermöglicht wird und welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet.The object of the present invention is therefore to provide a method for driving a motor, by means of which the interference-free transmission of static and / or dynamic engine characteristics to a higher-level machine control is made possible in a simple and cost-effective manner and which overcomes the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß Patentanspruch 1 handelt es sich bei der Erfindung um ein Verfahren zum Ansteuern eines Motors über eine übergeordnete Maschinensteuerung, wobei der Motor einen Mikroprozessor mit einer Speichereinheit umfasst, auf welcher statische und / oder dynamische Motorkenndaten digital hinterlegbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten über eine von elektrischen Versorgungsleitungen des Motors unabhängige Datenleitung von dem Mikroprozessor an die übergeordnete Maschinensteuerung übertragen werden, wobei die Datenleitung ausschließlich der Übertragung der von dem Mikroprozessor bereitgestellten statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten dient.According to claim 1, the invention relates to a method for driving an engine via a higher-level machine control, wherein the motor comprises a microprocessor with a memory unit, on which static and / or dynamic motor characteristics are stored digitally. The inventive method is characterized in that the static and / or dynamic engine characteristics are transmitted via a data line independent of electrical supply lines of the engine from the microprocessor to the higher-level machine control, the data line exclusively the transmission of the provided by the microprocessor static and / or dynamic engine characteristics is used.

Mit anderen Worten sieht die Erfindung vor, dass die Motorkenndaten nicht, wie im Stand der Technik bekannt, über eine elektrische Versorgungsleitung des Motors übertragen werden, sondern dass zur Übertragung der auf der Speichereinheit abrufbar hinterlegten Motorkenndaten eine von der elektrischen Versorgung des Motors unabhängige, separate Datenleitung zwischen dem Mikroprozessor und der übergeordneten Maschinensteuerung verwendet wird. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, Stillstandzeiten des Motors abzuwarten, um die Versorgungsleitungen für eine störungsfreie Datenübertragung verwenden zu können. Auch kann darauf verzichtet werden, die zu übertragenden Informationssignale aufwändig auf die Signale in der elektrischen Versorgungsleitung aufzumodulieren. Vielmehr können die Motorkenndaten zu beliebigen Zeiten und völlig unabhängig von der elektrischen Versorgung des Motors störungsfrei übertragen werden. Insbesondere können dynamische Motorkenndaten im laufenden Betrieb des Motors an die übergeordnete Maschinensteuerung übertragen werden.In other words, the invention provides that the engine characteristics are not transmitted via an electrical supply line of the engine as known in the art, but that a separate data line independent of the electrical supply of the motor is used between the microprocessor and the higher-level machine control for transmitting the engine characteristics retrievably stored on the memory unit. In this way, it is not necessary to wait for engine downtime in order to use the supply lines for trouble-free data transmission. It can also be dispensed with consuming to modulate the information signals to be transmitted consuming the signals in the electrical supply line. Rather, the engine characteristics can be transmitted at any times and completely independent of the electrical supply of the engine trouble-free. In particular, dynamic engine characteristic data can be transmitted to the higher-level machine control during ongoing operation of the engine.

Die Datenleitung dient dabei ausschließlich der Übertragung von Daten, wie zum Beispiel der von dem Mikroprozessor bereitgestellten statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten. Die zu übertragenden Daten werden erfindungsgemäß also nicht etwa auf andere Signale, beispielsweise analoge Sensorsignale, aufmoduliert. Vielmehr wird die vorgesehene Datenleitung einzig für die Übermittlung der von dem Mikroprozessor bereitgestellten Daten verwendet, insbesondere für Daten, die für den Betrieb des Motors relevant sind, wie den statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und störungsfreie Übertragung der Motorkenndaten möglich.The data line serves exclusively for the transmission of data, such as the static and / or dynamic motor characteristics provided by the microprocessor. The data to be transmitted according to the invention are therefore not modulated onto other signals, for example analog sensor signals. Rather, the intended data line is used solely for the transmission of the data provided by the microprocessor, in particular for data relevant to the operation of the engine, such as the static and / or dynamic engine characteristics. In this way, a particularly simple and trouble-free transmission of engine characteristics is possible.

Die der Energieversorgung dienenden Zuleitungen und die Datenleitung können dabei als getrennte Kabel ausgebildet sein, sie können aber auch als voneinander separate Leitungen in einem gemeinsamen äußeren Kabel aufgenommen sein.The supply lines serving the energy supply and the data line can be designed as separate cables, but they can also be accommodated as separate lines in a common outer cable.

Gemäß Patentanspruch 1 sind die statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten auf der Speichereinheit des Mikroprozessors hinterlegbar. „Hinterlegbar“ bedeutet dabei im Sinne der Erfindung zum einen, dass statische, motorspezifische Motorkenndaten des anzusteuernden Motors dauerhaft auf der Speichereinheit abgespeichert und von dort abgerufen werden können. Diese statischen Motorkenndaten können beispielsweise bereits bei der Herstellung der Speichereinheit auf dieser eingetragen werden. Zum anderen bedeutet „hinterlegbar“ auch, dass dynamische Motorkenndaten, die beispielsweise von einem im oder am Motor angeordneten Sensor erfasst und an den Mikroprozessor übergegeben werden, zumindest kurzzeitig auf der Speichereinheit abgelegt werden können und von dort abrufbar sind. Da Sensoren im laufenden Motorbetrieb in der Regel dauerhaft Messwerte erfassen und an den Mikroprozessor übergeben, werden diese dynamischen Motorkenndaten in der Regel nur kurzzeitig auf der Speichereinheit abgelegt und nach einer eventuellen Vorverarbeitung durch den Mikroprozessor sowie anschließender Übertragung an die übergeordnete Maschinensteuerung wieder gelöscht bzw. von neu gelieferten Daten überschrieben.According to claim 1, the static and / or dynamic motor characteristics are stored on the memory unit of the microprocessor. "Depositing" means in the sense of the invention, on the one hand, that static, engine-specific engine characteristics of the motor to be controlled can be permanently stored on the memory unit and retrieved from there. For example, these static engine characteristic data can already be entered on the memory unit during production thereof. On the other hand, "storable" also means that dynamic engine characteristics, which are recorded, for example, by a sensor arranged in or on the engine and transmitted to the microprocessor, can be stored on the storage unit at least for a short time and can be retrieved therefrom. Since sensors generally record measured values permanently during operation of the engine and transfer them to the microprocessor, these dynamic engine characteristics are generally stored only briefly on the memory unit and then deleted or interrupted by the microprocessor after a possible preprocessing by the microprocessor and subsequent transmission to the higher-level machine control overwritten newly supplied data.

Gemäß einer Ausführungsform können die statischen Motorkenndaten auch eine individuelle Motorkennung und / oder Typbezeichnung enthalten. Die übergeordnete Maschinensteuerung kann dann weitere Motorkenndaten anhand der individuellen Motorkennung und / oder Typbezeichnung über ein Netzwerk anfordern und geliefert bekommen, zum Beispiel von einem Datenserver des Motorherstellers, auf dem Motorkenndaten für den Typ und / oder das spezielle Exemplar des Motors hinterlegt sind.According to one embodiment, the static engine characteristics may also include an individual engine identifier and / or type designation. The higher-level machine control can then request and receive further engine characteristics based on the individual engine identifier and / or type designation over a network, for example from a data server of the engine manufacturer, on which engine characteristics for the type and / or the specific copy of the engine are stored.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können dynamische Motorkenndaten während des Motorbetriebs über mindestens eine an den Mikroprozessor angeschlossene Sensorik erfasst und auf der Speichereinheit hinterlegt werden. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Temperatur des Motors über mindestens einen Temperatursensor während des Motorbetriebs erfasst wird und die erfassten Temperaturdaten auf der Speichereinheit hinterlegt werden.According to one embodiment of the method according to the invention, dynamic engine characteristic data can be detected during engine operation via at least one sensor system connected to the microprocessor and stored on the memory unit. It can be provided, for example, that a temperature of the engine is detected via at least one temperature sensor during engine operation and the detected temperature data are stored on the storage unit.

Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass Vibrationen des Motors über mindestens einen am Motor angeordneten Vibrationssensor während des Motorbetriebs erfasst werden und die erfassten Vibrationsdaten auf der Speichereinheit hinterlegt werden.Alternatively or additionally, it may be provided that vibrations of the engine are detected via at least one vibration sensor arranged on the engine during engine operation and the detected vibration data are stored on the storage unit.

Alternativ oder zusätzlich können weitere dynamische Motordaten über entsprechende Sensoren erfasst und auf der Speichereinheit hinterlegt werden.Alternatively or additionally, further dynamic motor data can be detected via corresponding sensors and stored on the memory unit.

Die jeweiligen Sensoren können dabei direkt an den Mikroprozessor angeschlossen werden, der seinerseits die erfassten dynamischen Motorkenndaten über die Datenleitung an die übergeordnete Maschinensteuerung überträgt. Ein aufwändiges und unhandliches Anschließen der einzelnen Sensoren mit jeweils eigenen Kabeln direkt an die übergeordnete Maschinensteuerung kann somit entfallen, so dass der Verdrahtungsaufwand insgesamt deutlich reduziert werden kann.The respective sensors can be connected directly to the microprocessor, which in turn transmits the detected dynamic engine characteristic data via the data line to the higher-level machine control. A complex and cumbersome connection of the individual sensors, each with its own cables directly to the higher-level machine control can thus be omitted, so that the overall wiring effort can be significantly reduced.

Darüber hinaus kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die über mindestens eine Sensorik erfassten dynamischen Motorkenndaten vor der Übertragung an die übergeordnete Maschinensteuerung von dem Mikroprozessor vorverarbeitet werden. Eine derartige Vorverarbeitung kann beispielsweise den Vergleich der über eine Sensorik erfassten dynamischen Motorkenndaten mit Referenzsignalen und eine entsprechende Auswertung umfassen. Das von dem Mikroprozessor gelieferte Ergebnis einer solchen Auswertung kann dann unmittelbar über die Datenleitung an die übergeordnete Maschinensteuerung gegeben werden. Mit anderen Worten stellt der Mikroprozessor die zu übertragenden Daten bereits in der Form bereit, wie sie ansonsten von zusätzlicher, der Sensorik nachgeschalteter und beispielsweise in der übergeordneten Maschinensteuerung angeordneter Auswerteelektronik geliefert würden. Auf derartige zusätzliche Auswerteelektronik kann erfindungsgemäß somit verzichtet werden.Moreover, it may be provided according to the invention that the dynamic engine characteristic data recorded via at least one sensor system are preprocessed by the microprocessor prior to transmission to the higher-level machine control. Such a preprocessing can include, for example, the comparison of the dynamic engine characteristic data recorded via a sensor system with reference signals and a corresponding evaluation. That from The microprocessor delivered result of such an evaluation can then be given directly via the data line to the higher-level machine control. In other words, the microprocessor already provides the data to be transmitted in the form that would otherwise be supplied by additional evaluation electronics arranged downstream of the sensor system and arranged, for example, in the higher-level machine control. Such additional evaluation electronics can thus be dispensed with according to the invention.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens ein Temperatursensor als Thermistor ausgebildet, wobei das Ausgangssignal des Thermistors unmittelbar der Speichereinheit zugeführt wird und eine zwischen dem Thermistor und der übergeordneten Maschinensteuerung vorgesehene Leitung als Datenleitung für die Übertragung der Motorkenndaten von der Speichereinheit an die übergeordnete Maschinensteuerung verwendet wird. Die Datenleitung wird dazu motorseitig von dem Thermistor getrennt und an den Mikroprozessor angeschlossen. Da das Temperatur-Ausgangssignal des Thermistors direkt der Speichereinheit zugeführt wird, steht die Datenleitung nunmehr ausschließlich für die Übertragung der von dem Mikroprozessor bereitgestellten statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten zur Verfügung.According to one embodiment of the method according to the invention, at least one temperature sensor is designed as a thermistor, wherein the output signal of the thermistor is supplied directly to the memory unit and uses a provided between the thermistor and the higher-level machine control line as a data line for the transmission of engine characteristics from the memory unit to the higher-level machine control becomes. The data line is on the motor side disconnected from the thermistor and connected to the microprocessor. Since the temperature output of the thermistor is fed directly to the memory unit, the data line is now exclusively for the transmission of the provided by the microprocessor static and / or dynamic engine characteristics available.

Moderne Motoren weisen heute nahezu alle mindestens einen Thermistor zur Überwachung der Motortemperatur auf, wobei dieser üblicherweise über eine parallel zur elektrischen Versorgungsleitung liegende 2-Draht-Signalleitung an die übergeordnete Maschinensteuerung angeschlossen ist. Erfindungsgemäß wird das Temperatur-Ausgangssignal des Thermistors bzw. der Thermistoren unmittelbar der Speichereinheit zugeführt, während eine bereits vorhandene 2-Draht-Signalleitung als Datenleitung für die Übertragung sämtlicher Motorkenndaten von der Speichereinheit an die übergeordnete Maschinensteuerung verwendet wird. Im Falle von mehreren Thermistoren können die 2-Draht-Signalleitungen somit bis auf eine für die Datenübertragung genutzte 2-Draht-Signalleitung eingespart werden, wodurch der Verkabelungsaufwand deutlich reduziert wird.Modern motors today have almost all at least one thermistor for monitoring the engine temperature, which is usually connected via a parallel to the electrical supply line lying 2-wire signal line to the higher-level machine control. According to the invention, the temperature output of the thermistor or the thermistors is supplied directly to the memory unit, while an existing 2-wire signal line is used as a data line for the transmission of all engine characteristics from the memory unit to the higher-level machine control. In the case of several thermistors, the 2-wire signal lines can thus be saved except for a used for data transmission 2-wire signal line, whereby the cabling effort is significantly reduced.

Grundsätzlich kann für die Zwecke des erfindungsgemäßen Verfahrens eine bereits vorhandene Signalleitung eines beliebigen, im oder am Motor angeordneten Sensors zur Übertragung der Motorkenndaten von dem Mikroprozessor an die übergeordnete Maschinensteuerung verwendet werden, wobei dazu der Sensor von der Signalleitung abgeklemmt und unmittelbar an den Mikroprozessor angeschlossen wird. Der Mikroprozessor wird über die nun ausschließlich als Datenleitung zur Verfügung stehende ehemalige Signalleitung an die übergeordnete Maschinensteuerung angeschlossen. So erfolgt die Übertragung der Motorkenndaten einerseits unabhängig von den elektrischen Versorgungsleitungen und ohne, dass ein Aufmodulieren auf andere Signale erforderlich wäre, andererseits kann durch das Zurückgreifen auf bereits vorhandene Signalleitungen auf den Anschluss neuer Datenleitungen verzichtet werden.In principle, for the purposes of the method according to the invention, an existing signal line of any, arranged in or on the engine sensor for transmitting the engine characteristics of the microprocessor to the higher-level machine control can be used, for which purpose the sensor is disconnected from the signal line and connected directly to the microprocessor , The microprocessor is connected via the now available exclusively as a data line former signal line to the higher-level machine control. Thus, the transmission of the engine characteristics on the one hand, regardless of the electrical supply lines and without that would be aufmodulieren on other signals would be required, on the other hand, can be dispensed with by recourse to existing signal lines to the connection of new data lines.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann es sich bei dem Mikroprozessor um einen SmartWire-DT-Chip handeln. Bei der SmartWire-DT-Technologie der Eaton Industries GmbH handelt es sich um ein intelligentes Verbindungssystem zur Verbindung von unterschiedlichen elektronischen Komponenten wie Steuerungen, Schaltgeräten, Sensoren und Aktoren, durch welches der Verdrahtungsaufwand deutlich reduziert werden kann.In one embodiment of the invention, the microprocessor may be a SmartWire DT chip. The SmartWire-DT technology from Eaton Industries GmbH is an intelligent connection system for connecting different electronic components such as controllers, switching devices, sensors and actuators, which can significantly reduce the wiring effort.

Die Übertragung der Motorkenndaten zwischen dem Mikroprozessor, der beispielsweise als SmartWire-Chip ausgebildet sein kann, und der übergeordneten Maschinensteuerung über die Datenleitung kann über ein geeignetes Protokoll erfolgen. So kann die Übertragung zum Beispiel mittels RS485-Standard oder über SmartWire-Protokoll erfolgen. Ebenso sind IP-basierte Protokolle möglich.The transmission of the motor characteristics between the microprocessor, which may be formed, for example, as a SmartWire chip, and the higher-level machine control via the data line can be done via a suitable protocol. For example, the transmission can be carried out using the RS485 standard or via the SmartWire protocol. Similarly, IP-based protocols are possible.

Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens ein Encoder an den Mikroprozessor angeschlossen und das Ausgangssignal des Encoders wird über die Datenleitung von dem Mikroprozessor an die übergeordnete Maschinensteuerung übertragen. Im Stand der Technik ist es bekannt, einen oder mehrere Encoder zur Drehzahlmessung einzusetzen und die Ausgangssignale der Encoder jeweils über entsprechende Kabel der übergeordneten Maschinensteuerung zuzuführen. Dies erfordert einen hohen Verkabelungsaufwand. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Anschließen des oder der Encoder unmittelbar an den Mikroprozessor und das Übertragen der Encodersignale über die Datenleitung zwischen Mikroprozessor und übergeordneter Maschinensteuerung wird der Verkabelungsaufwand deutlich reduziert.According to one embodiment of the method according to the invention, at least one encoder is connected to the microprocessor and the output signal of the encoder is transmitted via the data line from the microprocessor to the higher-level machine control. In the prior art, it is known to use one or more encoders for speed measurement and to supply the output signals of the encoder in each case via appropriate cables of the higher-level machine control. This requires a high cabling effort. By connecting the encoder or the encoder provided according to the invention directly to the microprocessor and transmitting the encoder signals via the data line between the microprocessor and higher-level machine control, the cabling effort is significantly reduced.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. 1 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung, wie sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Verwendung finden kann.

  • 1 zeigt einen Motor 1, der über einen Frequenzumrichter 2 ansteuerbar ist und über elektrische Versorgungsleitungen 3 mit einem Energieversorgungsnetz 4 verbunden ist.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and with reference to the accompanying drawings. 1 schematically shows a circuit arrangement as it can be used for carrying out the method according to the invention.
  • 1 shows a motor 1 that has a frequency converter 2 is controllable and via electrical supply lines 3 with a power supply network 4 connected is.

Im nicht näher dargestellten Motorklemmkasten des Motors 1 ist ein Mikroprozessor 5 mit einer Speichereinheit angeordnet, auf der sowohl statische als auch dynamische Motorkenndaten hinterlegbar sind. Der Mikroprozessor 5 ist über eine als 2-DrahtLeitung ausgebildete und parallel zu den elektrischen Versorgungsleitungen 3 liegende Datenleitung 6 an eine Schnittstelle 7 des Frequenzumrichters 2 angeschlossen. Über diese Datenleitung 6 können über ein RS485-Protokoll die in der Speichereinheit des Mikroprozessors 5 hinterlegten statischen und dynamischen Motorkenndaten an den Frequenzumrichter 2 übertragen werden. Als statische Motorkenndaten können beispielsweise der Motortyp, Nennstrom, Nennspannung, Nennleistung, Polzahl und viele weitere den konkreten Motor 1 betreffende, fixe Motorkenndaten hinterlegt sein.In not shown motor terminal box of the engine 1 is a microprocessor 5 arranged with a storage unit on which both static as well as dynamic motor characteristics can be stored. The microprocessor 5 is designed as a 2-wire line and parallel to the electrical supply lines 3 lying data line 6 to an interface 7 of the frequency converter 2 connected. Via this data line 6 can use an RS485 protocol that is stored in the memory unit of the microprocessor 5 stored static and dynamic motor characteristics to the frequency converter 2 be transmitted. For example, the motor type, nominal current, nominal voltage, rated power, number of poles and many others can be used as static motor characteristics 1 concerned, fixed engine characteristics are stored.

Als dynamische Motorkenndaten können beispielsweise Temperatur- und Vibrationsdaten hinterlegt werden. Hierzu ist in dem Motor 1 ein Thermistor 8 angeordnet, der die Motortemperatur im laufenden Betrieb des Motors 1 misst. Das Ausgangssignal des Thermistors 8 geht über eine Leitung 9 unmittelbar auf den Mikroprozessor 5. In dem Mikroprozessor 5 können die Ausgangssignale des Thermistors 8 vorverarbeitet werden. So können die von dem Thermistor 8 erfassten Temperaturwerte mit in dem Mikroprozessor 5 hinterlegten Referenzwerten verglichen werden.For example, temperature and vibration data can be stored as dynamic engine characteristics. This is in the engine 1 a thermistor 8th arranged, the engine temperature during operation of the engine 1 measures. The output signal of the thermistor 8th goes over a line 9 directly on the microprocessor 5 , In the microprocessor 5 can be the output signals of the thermistor 8th be preprocessed. So can the from the thermistor 8th recorded temperature values in the microprocessor 5 stored reference values.

Außerdem ist am Motor 1 ein Vibrationssensor 10 angeordnet, der Vibrationen des Motors 1 im laufenden Betrieb des Motors 1 erfasst und so Rückschlüsse auf den Zustand der Motorlager des Motors 1 zulässt. Das Ausgangssignal des Vibrationssensors 10 geht über eine Leitung 11 unmittelbar auf den Mikroprozessor 5. In dem Mikroprozessor 5 können die Ausgangssignale des Vibrationssensors 10 vorverarbeitet werden.Besides, it's on the engine 1 a vibration sensor 10 arranged, the vibrations of the engine 1 during operation of the engine 1 recorded and thus conclusions about the condition of the engine mounts of the engine 1 allows. The output signal of the vibration sensor 10 goes over a line 11 directly on the microprocessor 5 , In the microprocessor 5 can be the output signals of the vibration sensor 10 be preprocessed.

Als dynamische Motorkenndaten werden die erfassten und gegebenenfalls vorverarbeiteten Temperaturdaten und Vibrationsdaten von dem Mikroprozessor 5 über die Datenleitung 6 an den Frequenzumrichter 2 übertragen, wo sie als Parameter unmittelbar in die Motorsteuerung einfließen können.As dynamic engine characteristics, the detected and optionally preprocessed temperature data and vibration data are acquired by the microprocessor 5 over the data line 6 to the frequency converter 2 transferred, where they can be used as parameters directly in the engine control.

Schließlich ist ein zur Drehzahlmessung eingesetzter Encoder 12 über eine Leitung 13 an den Mikroprozessor 5 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Encoders 12 wird somit zunächst an den Mikroprozessor 5 übertragen, von wo aus es ebenfalls über die 2-Draht-Datenleitung 6 an den Frequenzumrichter 2 übertragen wird.Finally, an encoder used for speed measurement 12 over a line 13 to the microprocessor 5 connected. The output signal of the encoder 12 Thus, first to the microprocessor 5 from where it also via the 2-wire data line 6 to the frequency converter 2 is transmitted.

Da sämtliche Sensoren 8, 10 einschließlich des Encoders 12 an den Mikroprozessor 5 angeschlossen werden, entfällt ein ansonsten üblicher Anschluss der einzelnen Komponenten 8, 10, 12 über jeweilige Kabel an den Frequenzumrichter 2. Der Verkabelungsaufwand wird somit deutlich reduziert. Die dynamischen Motorkenndaten des Thermistors 8, des Vibrationssensors 10 und des Encoders 12 werden zusammen mit den in der Speichereinheit des Mikroprozessors 5 hinterlegten statischen Motorkenndaten über die von den elektrischen Versorgungsleitungen 3 separate Datenleitung 6 an den Frequenzumrichter 2 übertragen. Dabei können die elektrischen Versorgungsleitungen 3 und die Datenleitung 6 als voneinander separate Leitungen in einem gemeinsamen äußeren Kabel aufgenommen sein.Because all sensors 8th . 10 including the encoder 12 to the microprocessor 5 be connected, eliminating an otherwise usual connection of the individual components 8th . 10 . 12 via respective cables to the frequency converter 2 , The cabling effort is thus significantly reduced. The dynamic motor characteristics of the thermistor 8th , the vibration sensor 10 and the encoder 12 be together with those in the memory unit of the microprocessor 5 deposited static engine characteristics over that of the electrical supply lines 3 separate data line 6 to the frequency converter 2 transfer. This can be the electrical supply lines 3 and the data line 6 be taken as separate lines in a common outer cable.

Aufgrund der Entkopplung von den elektrischen Versorgungsleitungen 3 entfällt ein aufwändiges Aufmodulieren der Informationssignale auf die Leistungssignale. Motorkenndaten können so insbesondere auch im Betrieb des Motors 1 auf einfache Weise und störungsfrei an den Frequenzumrichter 2 übertragen werden.Due to the decoupling of the electrical supply lines 3 eliminates a complex Aufmodulieren the information signals on the power signals. Motor characteristics can be so especially in the operation of the engine 1 in a simple way and trouble-free to the frequency converter 2 be transmitted.

Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Datenleitung 6 eine ohnehin bereits vorhandene Signalleitung zwischen Thermistor 8 und Frequenzumrichter 2 verwendet. Allerdings wird der Thermistor 8 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie oben bereits beschrieben, unmittelbar an den Mikroprozessor 5 angeschlossen und der Mikroprozessor 5 seinerseits über die nun als Datenleitung 6 zur Verfügung stehende ehemalige Signalleitung an den Frequenzumrichter 2 angeschlossen. Das Verlegen einer neuen Datenleitung erübrigt sich durch die Verwendung der bereits vorhandenen Signalleitung als Datenleitung 6, über die nun nicht mehr das analoge Ausgangssignal des Thermistors 8 sondern sämtliche in dem Mikroprozessor 5 digital hinterlegten statischen und dynamischen Motorkenndaten an den Frequenzumrichter 2 übertragen werden.In the in the 1 illustrated embodiment is used as a data line 6 an already existing signal line between the thermistor 8th and frequency converter 2 used. However, the thermistor will 8th for carrying out the method according to the invention, as already described above, directly to the microprocessor 5 connected and the microprocessor 5 in turn via the now as a data line 6 available former signal line to the frequency converter 2 connected. The laying of a new data line is unnecessary by using the existing signal line as a data line 6 , over which no longer the analog output signal of the thermistor 8th but all in the microprocessor 5 digitally stored static and dynamic motor characteristics to the frequency converter 2 be transmitted.

Auf diese Weise wird ein sehr kostengünstig zu realisierendes Verfahren zum Ansteuern eines Motors 1 angegeben.In this way, a very inexpensive to implement method for driving a motor 1 specified.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10243563 A1 [0005, 0007]DE 10243563 A1 [0005, 0007]

Claims (10)

Verfahren zum Ansteuern eines Motors (1) über eine übergeordnete Maschinensteuerung (2), wobei der Motor (1) einen Mikroprozessor (5) mit einer Speichereinheit umfasst, auf welcher statische und / oder dynamische Motorkenndaten digital hinterlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten über eine von elektrischen Versorgungsleitungen (3) des Motors (1) unabhängige Datenleitung (6) von dem Mikroprozessor (5) an die übergeordnete Maschinensteuerung (2) übertragen werden, wobei die Datenleitung (6) ausschließlich der Übertragung der von dem Mikroprozessor (5) bereitgestellten statischen und / oder dynamischen Motorkenndaten dient.Method for controlling a motor (1) via a higher-level machine control (2), wherein the motor (1) comprises a microprocessor (5) with a memory unit on which static and / or dynamic motor characteristics can be stored digitally, characterized in that the static and / or dynamic engine characteristic data via a data line (6) independent of electrical supply lines (3) of the motor (1) are transmitted from the microprocessor (5) to the higher-level machine control (2), the data line (6) excluding the transmission of the Serving the microprocessor (5) provided static and / or dynamic engine characteristics. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dynamische Motorkenndaten während des Motorbetriebs über mindestens eine an den Mikroprozessor (5) angeschlossene Sensorik erfasst und auf der Speichereinheit hinterlegt werden.Method according to Claim 1 , characterized in that dynamic engine characteristics are detected during engine operation via at least one of the microprocessor (5) connected sensors and stored on the storage unit. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Motors (1) über mindestens einen Temperatursensor während des Motorbetriebs erfasst wird und die erfassten Temperaturdaten auf der Speichereinheit hinterlegt werden.Method according to Claim 2 , characterized in that a temperature of the engine (1) via at least one temperature sensor is detected during engine operation and the detected temperature data stored on the storage unit. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Vibrationen des Motors (1) über mindestens einen am Motor (1) angeordneten Vibrationssensor (10) während des Motorbetriebs erfasst werden und die erfassten Vibrationsdaten auf der Speichereinheit hinterlegt werden.Method according to Claim 2 or 3 , characterized in that vibrations of the engine (1) via at least one of the motor (1) arranged vibration sensor (10) are detected during engine operation and the detected vibration data stored on the storage unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die über mindestens eine Sensorik erfassten dynamischen Motorkenndaten vor der Übertragung an die übergeordnete Maschinensteuerung (2) von dem Mikroprozessor (5) vorverarbeitet werden.Method according to one of Claims 2 to 4 in that the dynamic engine characteristic data recorded via at least one sensor system are preprocessed by the microprocessor (5) before transmission to the higher-level machine control (2). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor als Thermistor (8) ausgebildet ist, wobei ein Temperatur-Ausgangssignal des Thermistors (8) unmittelbar der Speichereinheit zugeführt wird und eine zwischen dem Thermistor (8) und der übergeordneten Maschinensteuerung (2) vorgesehene Signalleitung als Datenleitung (6) für die Übertragung der Motorkenndaten von der Speichereinheit an die übergeordnete Maschinensteuerung (2) verwendet wird.Method according to Claim 3 , characterized in that at least one temperature sensor is designed as a thermistor (8), wherein a temperature output signal of the thermistor (8) is supplied directly to the memory unit and between the thermistor (8) and the higher-level machine control (2) provided signal line as a data line (6) is used for the transmission of the engine characteristic data from the memory unit to the higher-level machine control (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (5) ein SmartWire-DT-Chip ist.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the microprocessor (5) is a SmartWire DT chip. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Motorkenndaten über die Datenleitung (6) mittels eines seriellen Protokolls, vorzugsweise mittels RS485-Standard, erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the transmission of the engine characteristic data via the data line (6) by means of a serial protocol, preferably by means of RS485 standard, takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Motorkenndaten über die Datenleitung (6) mittels SmartWire-Protokoll erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the transmission of the engine characteristic data via the data line (6) by means of SmartWire protocol takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Encoder (12) an den Mikroprozessor (5) angeschlossen ist und ein Ausgangssignal des Encoders (12) über die Datenleitung (6) von dem Mikroprozessor (5) an die übergeordnete Maschinensteuerung (2) übertragen wird.Method according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that at least one encoder (12) to the microprocessor (5) is connected and an output signal of the encoder (12) via the data line (6) from the microprocessor (5) to the higher-level machine control (2) is transmitted.
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