提供用于控制系統(tǒng)的多個通信協(xié)議技術(shù)方案

提供用于控制系統(tǒng)的多個通信協(xié)議。針對諸如驅(qū)動或變換器系統(tǒng)之類的受控系統(tǒng)可以提供控制系統(tǒng)。為了在這樣的系統(tǒng)中提供控制，可以存在主控制器，經(jīng)由第二通信協(xié)議從耦合到主控制器的殼體控制器接收受控設(shè)備的狀態(tài)信息、至少部分基于狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信息以及經(jīng)由第二通信協(xié)議將控制信息傳送到殼體控制器。依次，殼體控制器可以產(chǎn)生以及經(jīng)由第一通信協(xié)議傳遞控制分組到受控設(shè)備。這個分組可以被交織在從殼體控制器傳遞到所述設(shè)備的另一消息內(nèi)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種提供多個通信協(xié)議的控制系統(tǒng)
技術(shù)介紹
不同通信協(xié)議能夠在各種控制系統(tǒng)中存在。例如，許多工業(yè)控制系統(tǒng)從控制器到受控設(shè)備傳遞控制信息。這些通信可以在各種物理部件例如光纖電纜或電力電纜，例如以太網(wǎng)、電纜或其他串行或并行鏈路上發(fā)送。另外，實際通信可以是根據(jù)給定通信方案。許多控制系統(tǒng)具有定制的通信方案，針對被傳遞的特定類型信息，該定制的通信方案被調(diào)整。然而，一些控制系統(tǒng)可以要求發(fā)送具有不同大小、等待時間等等的非常不同類型的信息使得單個通信協(xié)議不能被調(diào)整到多個通信需求。在不同領(lǐng)域中，計算機系統(tǒng)可以具有各種總線和其他通信接口使得諸如存儲器、磁盤驅(qū)動器、處理器、外圍設(shè)備等等的各種設(shè)備能夠彼此通信。典型地，計算機系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)通信接口諸如PCI總線協(xié)議以使得外圍設(shè)備能夠與設(shè)備通信，以及SATA通信協(xié)議以使得磁盤驅(qū)動器或其他大容量存儲器能夠與設(shè)備通信。多個通信方案仍然不能典型地擴展到控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)總線的例子包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)、過程現(xiàn)場總線(Profibus)、模總線(Modbus)和工業(yè)以太網(wǎng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)一個方面，本專利技術(shù)涉及包括主控制器和至少一個從控制器的控制系統(tǒng)。主控制器可以被配置經(jīng)由第二通信協(xié)議從從控制器接收受控設(shè)備的狀態(tài)信息、基于狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信息以及經(jīng)由第二通信協(xié)議將控制信息傳送到從控制器。依次，從控制器可以被配置傳送狀態(tài)信息到主控制器并且從主控制器接收控制信息。從控制器進一步被配置經(jīng)由第一通信協(xié)議與設(shè)備通信。兩個協(xié)議可以被調(diào)整用于不同類型的通信，使得第一通信協(xié)議可以對于小、低等待時間通信是合適的。另外，至少第一通信協(xié)議可以提供用于在另一類型的較大消息內(nèi)交織特定類型的消息。作為一個特定例子，在另一消息內(nèi)要插入的消息可以是脈寬調(diào)制(PWM)命令，用于控制設(shè)備的橋接電路的切換。本專利技術(shù)的又另一方面涉及諸如驅(qū)動或變換器系統(tǒng)的系統(tǒng)，其包括一個或多個模塊化的變壓器，每個模塊化的變壓器具有耦合到輸入電源的初級線圈以及次級線圈，每個次級線圈耦合到功率箱(powercube)。另外，多個相位輸出線路的每個可以具有至少第一和第二功率箱。為了在這種系統(tǒng)中提供控制，主控制器可以存在以經(jīng)由第二通信協(xié)議從耦合到主控制器的殼體控制器(cabinetcontroller)接收功率箱的狀態(tài)信息，至少部分基于狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信息，以及經(jīng)由第二通信協(xié)議將控制信息傳送到殼體控制器。依次，殼體控制器可以產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)分組并且經(jīng)由第一通信協(xié)議將該脈寬調(diào)制(PWM)分組傳送到功率箱之一。這個分組可以在從殼體控制器傳遞到功率箱的另一消息內(nèi)被交織。在一個實施例中，PWM分組可以是單個分段，而另一個消息可以具有多個分段格式。PWM分組可以被功率箱用于控制橋接電路的切換。依次，功率箱可以將PWM分組回聲返回到殼體控制器以確定其接收和精確性。附圖說明圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的控制系統(tǒng)的高級框圖。圖2是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的PWM分段的往返行程通信的框圖。圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的用于SCI1分組的分組格式的圖例。圖4是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的SCI1分組通信與PWM數(shù)據(jù)的示例性交織。圖5是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的用于SCI1分組的報頭格式的圖例。圖6是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的用于SCI2通信的分組格式的圖例。圖7是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的系統(tǒng)的框圖。圖8A是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的用于主控制器的基本控制循環(huán)(controlloop)的流程圖。圖8B是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的用于殼體控制器的基本控制循環(huán)的流程圖。圖8C是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的用于執(zhí)行功率箱的控制的方法的流程圖。具體實施方式在各種實施例中，在控制系統(tǒng)中可以提供多個通信協(xié)議以使得能夠?qū)崿F(xiàn)各種類型信息的有效通信。通常，第一通信協(xié)議可以提供在本地控制環(huán)境內(nèi)的短、時間敏感控制消息的通信。第二通信協(xié)議可以用于提供用于狀態(tài)的更大量信息以及較低優(yōu)先級控制信息的通信。另外，第二通信協(xié)議除了在本地控制環(huán)境內(nèi)的某些通信之外還可以用于在控制系統(tǒng)的不同實體之間的通信。盡管實施例適合用于許多不同類型的工業(yè)控制系統(tǒng)等等，但是在此公開的一個特定實施例是關(guān)于諸如低電壓、中等電壓或高電壓驅(qū)動系統(tǒng)的變換器或驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的通信，其被配置在例如公用連接(utilityconnection)和動力系統(tǒng)(poweredsystem)，例如各種工業(yè)馬達等等之間。更加具體而言，在此描述的實施例可以關(guān)于模塊化的驅(qū)動系統(tǒng)，其中存在主控制器連同包括本地控制器和多個變換器單元或箱的一個或多個殼體。這些各個的箱可以包括合適的變換器電路，包括整流設(shè)備、切換設(shè)備、DC總線設(shè)備等等(可能包括再生電路)，用于接收輸入多相位AC信號、處理該信號并且提供處理的給定相位的AC輸出信號。在不同的實現(xiàn)中，給定殼體的這些多個箱可以被配置對稱地或非對稱地提供處理的多個相位的功率。另外，取決于期望的應(yīng)用，可以提供多個這類殼體。可以在US專利號7830681中看到這類系統(tǒng)的例子，其全文內(nèi)容在此引入以供參考。但是，本專利技術(shù)的范圍不限于這一點，并且實施例可以用于其他控制系統(tǒng)中。關(guān)于通信協(xié)議，通常在主控制器和一個或多個各個殼體的本地控制器之間的通信可以是根據(jù)第二通信協(xié)議，而從殼體內(nèi)的本地控制器到殼體內(nèi)的一個或多個各個箱的控制信息可以是通過第一通信協(xié)議(以及可選地，在本地控制器和箱之間經(jīng)由第二通信協(xié)議的另一通信信道也是可能的)。根據(jù)第二通信協(xié)議，可以發(fā)送包括例如電流、電壓、溫度、警報、故障等等操作參數(shù)的監(jiān)控信息的反饋信息。現(xiàn)在參考圖1，示出了控制系統(tǒng)100的高級框圖，該控制系統(tǒng)100包括在圖1的實施例中實現(xiàn)為主控制板110的主控制器和在圖1實施例中實現(xiàn)為從或殼體控制板1500-150n的一個或多個本地控制器。注意盡管在此描述為“板”，但是理解的是本專利技術(shù)的范圍不限于這一點或者可以經(jīng)由許多不同技術(shù)來實現(xiàn)控制器或控制機制，這可以包括提供控制機制，例如微控制器或其他可編程邏輯，而沒有遍及如圖1所示的系統(tǒng)的單獨的電路板。圖1的控制系統(tǒng)的架構(gòu)因此基于集中的主控制板(MSCB)(以及也稱為主控制器)110和一個或多個殼體或變換器控制板(ISCB)150。在一個實施例中，MSCB負責(zé)無傳感器矢量馬達控制電壓、用戶接口、輸入和輸出電壓以及電流感測和參考控制電壓產(chǎn)生。依次，ISCB負責(zé)脈寬調(diào)制(PWM)產(chǎn)生、通過各個單獨變換器箱的多級功率切換和可選再生、本地ISCB環(huán)境監(jiān)控和本地ISCB控制。如在圖1中看到的，主控制板110可以包括主控制電路120，其可以用于基于接收的信息(包括經(jīng)由用戶接口125接收的用戶信息)，例如根據(jù)以太網(wǎng)上的模總線TCP/IP協(xié)議，以及從主反饋電路(也稱為主高電壓反饋電路(MHVF))135接收的狀態(tài)信息執(zhí)行各種處理。如進一步看到的，在主控制板110和各種殼體控制板150之間的通信可以是經(jīng)由通信接口130，該通信接口可以包括各種電路，該各種電路包括通信現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。依次，通信接口130執(zhí)行在主控制器110和ISCB之間的串行通信控制，并且執(zhí)行在主反饋電路135和主控制電路120之間的串行通信控制。通常，在主控制電路120和通信接口130之間的通信可以包括不同類型的信息，包括例如從各種殼體接收狀態(tài)信息，以及感測信息，其再次可以從各種殼體以及從主反本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種系統(tǒng)，包括：主控制器，經(jīng)由第二通信協(xié)議從耦合到主控制器的至少一個從控制器接收至少一個從控制器控制的設(shè)備的狀態(tài)信息，至少部分基于狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信息，以及經(jīng)由第二通信協(xié)議將控制信息傳送到至少一個從控制器；以及至少一個從控制器，將狀態(tài)信息傳送到主控制器以及從主控制器接收控制信息，其中至少一個從控制器進一步產(chǎn)生以及經(jīng)由第一通信協(xié)議與所述設(shè)備通信，其中第一通信協(xié)議提供命令數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)到所述設(shè)備的通信，并且其中本地控制器被配置在具有多個第一通信協(xié)議分段的消息內(nèi)交織包括第一命令類型的第一通信協(xié)議的第一分段。

【技術(shù)特征摘要】
2011.06.24 US 13/1679221.一種提供多個通信協(xié)議的控制系統(tǒng)，包括：主控制器，經(jīng)由第二通信協(xié)議從耦合到主控制器的至少一個從控制器接收至少一個從控制器控制的設(shè)備的狀態(tài)信息，至少部分基于狀態(tài)信息產(chǎn)生控制信息，以及經(jīng)由第二通信協(xié)議將控制信息傳送到至少一個從控制器；以及至少一個從控制器，將狀態(tài)信息傳送到主控制器以及從主控制器接收控制信息，其中至少一個從控制器進一步產(chǎn)生以及經(jīng)由第一通信協(xié)議與所述設(shè)備通信，其中第一通信協(xié)議提供命令數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)到所述設(shè)備的通信，并且其中本地控制器被配置在具有多個第一通信協(xié)議分段的消息內(nèi)交織包括第一命令類型的第一通信協(xié)議的第一分段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中主控制器包括：主通信接口，具有與耦合到至少一個從控制器的鏈路對接的端口；主控制電路，接收狀態(tài)信息以及產(chǎn)生控制信息；以及主反饋電路，監(jiān)視所述系統(tǒng)的至少一個參數(shù)并且經(jīng)由第二通信協(xié)議將所述至少一個參數(shù)傳遞到主通信接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中至少一個從控制器包括：從通信接口，具有與耦合到主通信接口的鏈路對接的第一端口以及與耦合到所述設(shè)備的鏈路對接的第二端口；從控制電路，接收控制信息并且產(chǎn)生第一分段；以及從反饋電路，監(jiān)視所述系統(tǒng)的至少一個參數(shù)并且經(jīng)由第二通信協(xié)議將所述至少一個參數(shù)傳遞到從通信接口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述設(shè)備包括接口，所述接口具有：接收機；傳送機；解碼器，解碼第一分段和消息；以及門控制電路，接收解碼的第一分段以及響應(yīng)于此，控制所述設(shè)備的橋接電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一通信協(xié)議使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有多個分段的分組的通信，每個分段包括具有第一預(yù)定格式的多個位。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中第一預(yù)定格式包括開始位、多個數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述分組包括第一定界符分段、至少一個報頭分段、至少一個命令分段、第二定界符分段和至少一個校驗和分段。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一分段包括控制所述設(shè)備的橋接電路的切換的脈寬調(diào)制(PWM)命令。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中第二通信協(xié)議使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有多個字符的分組的通信，每個字符包括具有第二預(yù)定格式的多個位。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中第二預(yù)定格式包括開始位、分組結(jié)束位、多個數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位。11.根據(jù)權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：R·皮霍，R·愛德華茲，M·阿波哈薩尼，E·勒德斯馬，A·斯科爾茨，T·凱斯特，
申請(專利權(quán))人：特科西屋發(fā)動機公司，
類型：發(fā)明
國別省市：