DE19549154A1 - Control unit for discrete electrical consumer load e.g. electric drive motor or electrohydraulic drive unit - Google Patents
Control unit for discrete electrical consumer load e.g. electric drive motor or electrohydraulic drive unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für einen einzelnen elektrischen Verbraucher, z. B. einen elektrischen Antriebsmotor oder eine elektrohydraulische Antriebseinheit, der zusammen mit anderen Verbrauchern in eine größere Anlage integriert sein kann.The invention relates to a control unit for an individual electrical consumers, e.g. B. an electric drive motor or an electro-hydraulic drive unit, which together with other consumers can be integrated into a larger system can.
Bei der Steuerung eines Verbrauchers in einer größeren Anlage, die eine Anzahl von gleichen Verbrauchern umfassen kann, werden die Verbraucher von einer gemeinsamen Leitstelle aus angesteu ert, die entsprechend aufwendig ausgelegt sein muß, insbesondere wenn von der Leitstelle aus verschiedene Funktionen des Verbrau chers überwacht werden sollen.When controlling a consumer in a larger plant, which can include a number of the same consumers control consumers from a common control center ert, which must be designed accordingly, in particular if from the control center various functions of consumption chers to be monitored.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinheit der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß der Projektierungs aufwand für die Leitstelle verringert wird, ohne daß dadurch Einbußen an Steuer- und Überwachungsfunktionen auftreten.The invention has for its object a control unit the type specified at the beginning so that the project planning effort for the control center is reduced without Loss of control and monitoring functions occur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unmittel bar am Verbraucher oder in dessen Nähe eine Steuereinheit vor gesehen wird, die verschiedene Steuer-, Regel- und Überwachungs funktionen ausführt, und über ein Bussystem mit der Leitstelle verbunden ist, so daß die Leitstelle entlastet wird, bei Bedarf aber alle Daten über den Verbraucher von der Leitstelle an der Steuereinheit abgefragt werden können.This object is achieved in that immediate cash at the consumer or in the vicinity of a control unit is seen the various control, regulation and monitoring functions and via a bus system with the control center is connected, so that the control center is relieved, if necessary but all data about the consumer from the control center at the Control unit can be queried.
Im einzelnen weist die Steuereinheit eine Laststeuereinrichtung
auf, die mit einer Energieversorgung und dem Verbraucher ver
bunden ist, um diesen ein- und auszuschalten, sowie dessen Ar
beitsweise zu modifizieren,
ferner eine mit einem vorgegebenen Steuerprogramm versehene
Steuereinrichtung, welche die Laststeuereinrichtung ansteuert,
eine Kommunikationseinrichtung, welche die Steuereinheit mit
ihren einzelnen Einrichtungen an ein übergeordnetes Leitsystem
für den Datenaustausch anschließt,
eine weitere Sensor-Kommunikationseinrichtung, an die Feldsenso
ren angeschlossen sind, die verschiedene Parameter eines vom
Verbraucher, z. B. einem Motor, in Gang gesetzten Prozesses oder
Aggregats abtasten bzw. überwachen,
eine MSR-Einrichtung, in der verschiedene Meß-, Steuer- und
Regelfunktionen vorgegeben sind, die mit der Sensor-Kommunika
tionseinrichtung und der mit einem Steuerprogramm versehenen
Steuereinrichtung in Verbindung steht,
eine Datenspeichereinrichtung zum Speichern der von der
Sensor-Kommunikationseinrichtung und der Steuereinrichtung erhaltenen
Daten und
eine Diagnoseeinrichtung, die mit der Steuereinrichtung und der
Sensor-Kommunikationseinrichtung in Verbindung steht und mit
einer Eigenüberwachungseinrichtung zusammenwirkt.
In particular, the control unit has a load control device which is connected to an energy supply and to the consumer in order to switch it on and off and to modify its mode of operation,
a control device provided with a predetermined control program, which controls the load control device, a communication device which connects the control unit with its individual devices to a higher-level control system for data exchange,
another sensor communication device, to which field sensors are connected, the various parameters of a consumer, z. B. scan or monitor an engine, started process or unit,
a measurement and control device in which various measuring, control and regulating functions are specified, which is connected to the sensor communication device and the control device provided with a control program,
a data storage device for storing the data received from the sensor communication device and the control device and
a diagnostic device which is connected to the control device and the sensor communication device and which interacts with a self-monitoring device.
Durch diese an das Bussystem des übergeordneten Leitsystems angeschlossene Steuereinheit, die unmittelbar am Verbraucher vorgesehen werden kann und alle wesentlichen Steuer- und Über wachungseinrichtungen ausführt, können die entsprechenden, bis her in der Leitstelle vorgesehenen Hardware- und Software-Ein richtungen entfallen, wodurch der Dokumentations- und Projektie rungsaufwand für die Leitstelle reduziert wird. Die Steuerein heit kann auch zusätzliche in der Leitstelle bisher nicht vor handene Steuer- und Überwachungsfunktionen ausführen, wodurch insgesamt eine wesentliche Kostenreduzierung und weitere Be triebssicherheit für eine Anlage erzielt werden kann.Through this to the bus system of the higher-level control system connected control unit that is directly connected to the consumer can be provided and all essential tax and over guards, the corresponding, up to forth in the control center provided hardware and software directions are eliminated, which reduces the documentation and project planning effort for the control center is reduced. The tax So far, additional units have not been available in the control center Execute existing control and monitoring functions, whereby overall, a substantial cost reduction and additional Be operational safety for a system can be achieved.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will become more apparent, for example, using the drawing explained.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit. Fig. 1 is a block diagram showing a control unit.
Mit 1 ist eine Steuereinheit bezeichnet, die verschiedene Funk tionseinheiten umfaßt. Diese Steuereinheit 1 kann in unmittel barer Nähe oder direkt an einem Verbraucher, beispielsweise einem Elektromotor oder einer hydraulischen Antriebseinheit, angebracht werden. Ein Verbraucher ist bei 2 schematisch ange deutet, wobei der Verbraucher bzw. Antriebsmotor einen Prozeß beeinflußt, der durch verschiedene Sensoren überwacht wird, die schematisch bei 3 angedeutet sind. Bei dem Prozeß kann es sich um einen Verfahrensablauf oder auch um ein Aggregat handeln, das von dem Antriebsmotor 2 angetrieben und von Sensoren 3 überwacht wird. Das Aggregat kann beispielsweise eine Bremseinrichtung, ein Stellantrieb oder eine Fördereinrichtung sein. Weiterhin kann es sich bei dem Prozeß beispielsweise um eine Pumpe handeln mit vor und hinter der Pumpe angeordneten Ventilen. 1 with a control unit is referred to, which comprises various functional units. This control unit 1 can be attached in the immediate vicinity or directly to a consumer, for example an electric motor or a hydraulic drive unit. A consumer is indicated schematically at 2 , the consumer or drive motor influencing a process which is monitored by various sensors, which are indicated schematically at 3 . The process can be a process sequence or an aggregate that is driven by the drive motor 2 and monitored by sensors 3 . The unit can be, for example, a braking device, an actuator or a conveyor. Furthermore, the process can be, for example, a pump with valves arranged upstream and downstream of the pump.
Die Steuereinheit 1 umfaßt eine Laststeuereinrichtung 4, die den Verbraucher 2 ein- und ausschaltet und mit einer Energiequelle 5, beispielsweise dem elektrischen Netz, verbunden ist. Die Laststeuereinrichtung 4 wird von einer mit einem vorgegebenen Programm versehenen Steuereinheit 6 angesteuert, deren Programm auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt ist, ja nachdem, ob es sich bei dem vom Verbraucher 2 beeinflußten Prozeß um eine Fördereinrichtung, ein Ventil, eine Bremseinheit oder dgl. han delt. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 6 mit einem aus tauschbaren Programm bzw. einem austauschbaren, mit einem Pro gramm versehenen Mikroprozessor versehen, so daß je nach Ein satzgebiet der Steuereinheit 1 ein entsprechendes Programm ein gesetzt werden kann, während die übrigen Elemente der Steuer einheit 1 unverändert bleiben.The control unit 1 comprises a load control device 4 which switches the consumer 2 on and off and is connected to an energy source 5 , for example the electrical network. The load control device 4 is controlled by a control unit 6 provided with a predetermined program, the program of which is designed for the respective application, depending on whether the process influenced by the consumer 2 is a conveyor, a valve, a brake unit or the like delt. The control device 6 is preferably provided with an interchangeable program or an interchangeable program with a microprocessor, so that, depending on the area of application of the control unit 1, a corresponding program can be inserted while the other elements of the control unit 1 remain unchanged .
Die Steuereinrichtung 6 steht in Datenaustausch mit einer MSR-Einrichtung 7, in der verschiedene Meß-, Steuer- und Regelpro gramme gespeichert sind, wie beispielsweise eine P-Regelung, PI-Regelung, Dreipunktregler, Fuzzyregler und dergleichen allgemei ne und höhere Regelfunktionen mit Beobachter. Durch die MSR-Einrichtung 7 wird die Steuer- bzw. Regelung einer Prozeßgröße vorgenommen, bei der es sich beispielsweise um die Regelung einer Armatur bzw. einer Pumpe durch den Motor 2 handeln kann, nachdem über die Sensorik 3 die Fördermenge gemessen und eine Abweichung vom Sollwert festgestellt wurde. The control device 6 is in data exchange with an MSR device 7 , in which various measurement, control and regulation programs are stored, such as a P control, PI control, three-point controller, fuzzy controller and the like in general and higher control functions with observer . The MSR device 7 is used to control or regulate a process variable, which can be, for example, the control of a valve or a pump by the motor 2 after the delivery quantity has been measured via the sensor system 3 and a deviation from the Setpoint was determined.
Die MSR-Einrichtung 7 steht mit einer Sensor-Kommunikationsein richtung 8 in Verbindung, welche die am Prozeß bzw. Aggregat vorgesehenen Sensoren 3 mit der Steuereinheit 1 verbindet und die von den Sensoren gelieferten Daten an die MSR-Einrichtung 7 weitergibt, die in Abhängigkeit von den gelieferten Daten einen Steuer- bzw. Regelvorgang ausführt und dessen Ergebnisse an die Steuereinrichtung 6 weitergibt.The MSR device 7 is connected to a sensor communication device 8 , which connects the sensors 3 provided on the process or unit to the control unit 1 and forwards the data supplied by the sensors to the MSR device 7 , which is a function of executes a control or regulating operation on the supplied data and forwards the results to the control device 6 .
Die Sensor-Kommunikationseinrichtung 8 liefert die von den Sen soren erhaltenen Daten auch an eine Diagnoseeinrichtung 9, in der die Sensordaten bewertet und beispielsweise mit vorgegebenen Schwell- bzw. Grenzwerten verglichen werden. Vorzugsweise werden von der Diagnoseeinrichtung 9 Status- und Fehlermeldungen abge geben, wobei im Falle von kritischen Fehlermeldungen der Ver braucher sofort abgeschaltet wird oder auf eine abgespeicherte Sicherheitsstrategie zurückgreift.The sensor communication device 8 also delivers the data received from the sensors to a diagnostic device 9 , in which the sensor data are evaluated and, for example, compared with predetermined threshold or limit values. Status and error messages are preferably output by the diagnostic device 9 , the consumer being switched off immediately in the event of critical error messages or using a stored security strategy.
Die von der Diagnoseeinrichtung 9 erhaltenen Werte werden an eine Eigenüberwachungseinrichtung 13 weitergegeben, in der auf grund der erhaltenen Daten beispielsweise eine Anzeigefunktion ausgelöst wird, wonach beispielsweise Bremsbeläge an dem über wachten Bremsaggregat auszuwechseln sind, oder das Aggregat beispielsweise wegen Überhitzung abgeschaltet wird. Die Über wachungsfunktion kann in Stillstandsphasen des Elektromotors ausgeführt werden. Diese Eigenüberwachungseinrichtung 13 steht mit der Steuereinrichtung 6 in Verbindung.The values obtained from the diagnostic device 9 are forwarded to a self-monitoring device 13 , in which, based on the data obtained, a display function is triggered, for example, according to which brake pads on the monitored brake unit, for example, have to be replaced, or the unit is switched off, for example due to overheating. The monitoring function can be carried out in the idle phases of the electric motor. This self-monitoring device 13 is connected to the control device 6 .
Ferner ist in der Steuereinheit 1 eine Datenspeichereinrichtung 10 vorgesehen, in der die von den Sensoren 3 gelieferten Daten, Kennlinien des Verbrauchers, die ausgeführten Steuer- und Regel funktionen und dgl. gespeichert werden, so daß sie für weitere Steuer- und Regelvorgänge abgerufen und auch an ein nicht darge stelltes, übergeordnetes Leitsystem weitergegeben werden können. Hierfür ist in der Steuereinheit 1 eine Kommunikationseinrich tung 11 vorgesehen, welche beispielsweise als Schnittstelle ausgebildet sein kann und die Verbindung mit verschiedenen Bus systemen herstellt, mit dem das übergeordnete Leitsystem ver bunden ist.Furthermore, a data storage device 10 is provided in the control unit 1 , in which the data supplied by the sensors 3 , characteristic curves of the consumer, the executed control and regulating functions and the like are stored, so that they can be called up for further control and regulating processes and also can be passed on to a higher-level control system, not shown. For this purpose, a communication device 11 is provided in the control unit 1 , which can be designed, for example, as an interface and connects to various bus systems with which the higher-level control system is connected.
Mit 12 ist in Fig. 1 eine Leitungsverbindung zwischen den ein zelnen Einrichtungen schematische wiedergegeben. Diese kann auch als Bussystem ausgebildet sein.With 12 in Fig. 1, a line connection between the individual devices is shown schematically. This can also be designed as a bus system.
In Fig. 1 sind mit ausgezogenen Verbindungslinien jene Verbin dungen wiedergegeben, über die im wesentlichen die Hauptinforma tionen ausgetauscht werden. Durch gestrichelte Linien sind jene Leitungsverbindungen wiedergegeben, welche vor allem der Eigen überwachung und der Rückmeldung dienen.In Fig. 1 those connecting lines are reproduced with solid connecting lines, over which the main information is essentially exchanged. Dashed lines represent those line connections which are primarily used for self-monitoring and feedback.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Steuereinheit 1 mit einer weiteren Kommunikationseinrichtung bzw. Schnittstelle 14 versehen, die eine Verbindung mit einem stationären oder mobilen PC herstellt, mittels dem die in der Datenspeichereinrichtung 10 gespeicherten Daten abgerufen, das in der Steuereinrichtung 6 vorhandene Programm geändert oder der aktuelle Zustand überprüft werden kann. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the control unit 1 is provided with a further communication device or interface 14 , which establishes a connection to a stationary or mobile PC, by means of which the data stored in the data storage device 10 is retrieved, that which is present in the control device 6 Program can be changed or the current status can be checked.
Weiterhin ist in der Steuereinheit 1 eine Einrichtung 15 für Fernparametrierung vorgesehen, mittels der über die Schnittstel le bzw. Kommunikationseinrichtung 11 bestimmte Parameter der Steuereinheit 1 von der übergeordneten Leitstelle aus oder auch über die PC-Kommunikationseinrichtung 14 eingestellt werden können. Diese über die Fernparametrierungseinrichtung 15 einge gebenen Parameter werden an die Steuereinheit 6 und die Daten speichereinrichtung 10, an die MSR-Einrichtung 7 und an die Ei genüberwachungseinrichtung 13 gegeben. Letztere ist auch direkt mit dem Verbraucher 2 verbunden, um von diesem direkt Signale betreffend die ausgeführten Funktionen zu erhalten.Furthermore, a device 15 for remote parameterization is provided in the control unit 1 , by means of which certain parameters of the control unit 1 can be set via the interface or communication device 11 from the superordinate control center or also via the PC communication device 14 . These parameters entered via the remote parameterization device 15 are given to the control unit 6 and the data storage device 10 , to the MSR device 7 and to the egg monitoring device 13 . The latter is also connected directly to the consumer 2 in order to receive signals directly from it relating to the functions performed.
Schließlich ist in der Steuereinheit 1 eine Einrichtung 16 für die automatische Inbetriebnahme vorgesehen, die unter bestimmten Voraussetzungen die Laststeuereinrichtung 4 ansteuert, damit diese den Verbraucher bzw. Motor 2 einschaltet. Diese Einrich tung 16 für die automatische Inbetriebnahme gibt ferner die entsprechenden Signale an die Eigenüberwachungseinrichtung 13 und sie wird von der Steuereinrichtung 6 aus angesteuert. Ferner steht diese Einrichtung 16 über die Sammelleitung 12 mit der Datenspeichereinrichtung 10 und die Kommunikationseinrichtung 11 und 14 in Verbindung.Finally, a device 16 for automatic commissioning is provided in the control unit 1 , which under certain conditions controls the load control device 4 so that it switches on the consumer or motor 2 . This Einrich device 16 for automatic commissioning also gives the corresponding signals to the self-monitoring device 13 and it is controlled by the control device 6 . Furthermore, this device 16 is connected via the bus 12 to the data storage device 10 and the communication devices 11 and 14 .
Die Steuereinheit 1 kann beispielsweise in einem Alu-Gußgehäuse untergebracht sein, das direkt an einem Elektromotor als Ver braucher befestigt werden kann. Das Gehäuse weist Steckverbin dungen für die Busschnittstelle, die Verbraucheransteuerung und dergleichen auf. Auf der Frontplatte des Gehäuses sind Anzeige lampen vorgesehen, die z. B. eine korrekte Fernbusanbindung, eine korrekte Datenübertragung und dergleichen anzeigen und von der Eigenüberwachungseinrichtung 13 angesteuert werden.The control unit 1 can, for example, be accommodated in a cast aluminum housing, which can be attached directly to an electric motor as a consumer. The housing has plug connections for the bus interface, consumer control and the like. Indicator lamps are provided on the front plate of the housing, which, for. B. display a correct long-distance bus connection, a correct data transmission and the like and be controlled by the self-monitoring device 13 .
Die Steuereinheit kann zugleich als elektronisches Typenschild für den zugeordneten Verbraucher ausgebildet werden. Ferner kann eine Einrichtung angeschlossen oder in die Steuereinheit integriert werden, die bestimmte Betriebs- und Wartungsdaten mitschreibt bzw. dokumentiert.The control unit can also serve as an electronic nameplate be trained for the assigned consumer. Further can be connected to a device or in the control unit be integrated, the certain operating and maintenance data notes or documents.
Die Steuereinheit kann auch die Funktion eines intelligenten Knotens ausführen, wobei sie als Master bzw. Slave netzwerkartig mit mehreren Steuereinheiten zusammenarbeiten kann.The control unit can also function as an intelligent Execute nodes, being network-like as master or slave can work with several control units.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Steuereinheit mittels aufgeprägter Signale über die Energieversorgung Kommunikation mit dem Leitsystem oder anderen Steuereinheiten betreiben.According to a further embodiment, the control unit can be imprinted signals about the energy supply communication operate with the control system or other control units.
Claims (4)
- - eine Laststeuereinrichtung (4), die mit einer Energiever sorgung (5) und dem Verbraucher (2) zur Steuerung von dessen Betrieb verbindbar ist,
- - eine Steuereinrichtung (6) mit vorgegebenem Steuerpro gramm, welche die Laststeuereinrichtung (4) ansteuert,
- - eine Kommunikationseinrichtung (11), welche die Verbin dung zwischen der Steuereinheit (1) und einem Bussystem einer übergeordneten Leitstelle herstellt und für den Da tenaustausch zwischen Steuereinheit und Leitstelle dient,
- - eine Sensor-Kommunikationseinrichtung (8), an die Senso ren (3) angeschlossen sind, die einen vom Verbraucher (2) beeinflußten oder anderen Prozeß überwachen,
- - eine MSR-Einrichtung (7), in der verschiedene Meß-, Steu er- und Regelfunktionen vorgegeben sind und die von der Sensor-Kommunikationseinrichtung (8) Daten zur Verarbei tung erhält und mit der Steuereinrichtung (6) in Daten austausch steht,
- - eine Datenspeichereinrichtung (10) zum Speichern der von den einzelnen Einrichtungen gelieferten Daten und Steuer funktionen und
- - eine Diagnoseeinrichtung (9), die mit der Steuereinrich tung (6) in Datenaustausch steht und von der Sensor-Kom munikationseinrichtung (8) Daten erhält.
- - A load control device ( 4 ) which can be connected to an energy supply ( 5 ) and the consumer ( 2 ) for controlling its operation,
- - A control device ( 6 ) with a given Steuerpro program, which controls the load control device ( 4 ),
- - A communication device ( 11 ), which establishes the connection between the control unit ( 1 ) and a bus system of a higher-level control center and is used for data exchange between the control unit and control center,
- - A sensor communication device ( 8 ) to which sensors ( 3 ) are connected, which monitor a process influenced by the consumer ( 2 ) or another process,
- - A measurement and control device ( 7 ) in which various measurement, control and regulation functions are specified and which receives data for processing from the sensor communication device ( 8 ) and is in data exchange with the control device ( 6 ),
- - A data storage device ( 10 ) for storing the data supplied by the individual devices and control functions and
- - A diagnostic device ( 9 ), the device with the Steuereinrich ( 6 ) is in data exchange and from the sensor communication device ( 8 ) receives data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995149154 DE19549154A1 (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Control unit for discrete electrical consumer load e.g. electric drive motor or electrohydraulic drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995149154 DE19549154A1 (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Control unit for discrete electrical consumer load e.g. electric drive motor or electrohydraulic drive unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19549154A1 true DE19549154A1 (en) | 1997-07-10 |
Family
ID=7781650
Family Applications (1)
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| DE1995149154 Ceased DE19549154A1 (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Control unit for discrete electrical consumer load e.g. electric drive motor or electrohydraulic drive unit |
Country Status (1)
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