CN1237699C - 电机控制系统的接口模块以及使用该接口模块的方法 - Google Patents

Abstract

接口模块(26)允许用户遥控设定由电机控制(14)驱动的电机(16)的工作参数。接口模块(26)包括具有多个与其相连的输入设备(290、294、298、302、304、306、320、324、326、328、330、332和334)的微控制器(280)。每个输入设备(290、294、298、302、304、306、320、324、326、328、330、332和334)为微控制器(280)提供控制信号，相应地，微控制器据此产生指令信号。通讯链接通过网络将指令信号由微控制器(280)发送到电机控制(14)。

Description

电机控制系统的接口模块以及使用该接口模块的方法

技术领域

本发明涉及电机控制系统，特别是涉及一种允许用户遥控设置AC感应电机的工作参数的接口模块。

背景技术

存在两种控制AC感应电机启动、停止及其速度的基本方法。第一种方法，将可调频率控制器连接到AC感应电机。可调频率控制器包括利用固态开关将DC功率转换成阶梯波形AC功率的逆变器。波形发生器在微处理器的控制下为逆变器产生开关信号。尽管可调频率控制器可以有效地控制电机速度和AC感应电机消耗的功率，但是这种类型的控制器十分昂贵。此外，因为许多AC感应电机的应用场合并不需要复杂的频率和电压控制，所以已经开发出可调频率控制器的替代品。

可调频率控制器的替代方法是软启动器。软启动器利用相位控制原理工作，由此，供给AC感应电机的三相主电源线由每条电源线中的反并联(anti-paralleled)晶闸管控制。在相位控制中，每条电源线中的晶闸管开关控制电流流向电机的半波周期比例，称为导通期。每个半波周期的非导通期(称为阻断角或陷波宽度)在每个电机端子的电压波形中表现为一个凹陷。在非导通期内，没有电流流向电机端子。为了终止非导通期，连接到电机端子的电源线中的晶闸管开关重新导通。通过晶闸管开关的导通一直持续到电流在下一半波周期中的某一时刻再次变为零，晶闸管开关再次开启。根据相位控制原理，通过改变非导通期的持续时间，就可以控制供给AC感应电机的电压和电流。如众知的，为了控制供给AC感应电机的电压和电流，可利用单微处理器触发晶闸管开关。

为了精确控制AC感应电机的启动、停止及其速度，用于可调频率控制器和软启动器的微处理器必需执行大量的控制算法。需要高性能的微处理器以可以接受的计算速度执行所需的大量计算。高性能的微处理器十分昂贵，增加了电机控制的总成本。因此，非常希望提供一种能够以较低的成本提供所期望的电机控制的电机控制系统

另外，在电机控制应用中使用单个微处理器限制了这种电机控制的灵活性。到目前为止，电机控制已构建为单个的集成整单元。这种单元只为用户提供了有限的输入和输出选项。结果，现有的电机控制限制了用户监测特定工作参数的能力，或需要专用硬件才能显示或控制特定的工作参数。因此，非常希望提供一种给用户以极大灵活性的电机控制。

发明内容

因此，本发明的首要目的和特点是提供一种通过分布式处理来降低成本，并改善电机控制系统性能的电机控制系统。

本发明的进一步目的和特点是提供一种增加用户的灵活性的电机控制系统。

本发明的进一步目的和特点是为电机控制系统提供一种便于使用且造价低廉的输入/输出设备。

根据本发明，提供了一种接口模块，允许用户利用电机控制系统为电机的启动、停止和运转设定工作参数，电机控制系统连接到通讯网络，所述接口模块包括：为电机控制系统提供指令信号的微控制器，所述指令信号设定电机的工作参数；至少一个连接到微控制器且可以在第一断开位置和第二导通位置之间移动的使能开关，其中所说的使能开关向微控制器提供控制信号，响应于所述控制信号，微控制器产生指令信号，以指令电机控制系统监视电机上的预定的工作状态；至少一个连接到微控制器且可以在第一位置和第二位置之间移动的功能开关，功能开关向微控制器提供响应于其位置的对应控制信号，使得微控制器根据从功能开关来的控制信号产生指令信号，以指令电机控制系统执行电机的预定的功能；一个连接到微控制器的反冲启动控制器，它允许用户设置一个时间间隔，其中电机控制系统在启动期间向电机提供增大的电压以克服电机的惯性和改变电压的幅值，并相应地向微控制器提供至少一个控制信号，其中所述微控制器响应于所述至少一个从所述反冲启动控制器接收的控制信号产生至少一个指令信号，以使启动电机时指令所述电机控制系统；以及将微控制器连接到通讯网络的通讯链接，通讯链接通过通讯网络将指令信号从微控制器发送到电机控制系统。

所述接口模块中还包括连接到微控制器为用户提供可视化显示的可视化显示结构，其中通讯链接通过通讯网络接收从电机控制系统来的数据包，并将数据包提供到微控制器，使得根据微控制器所接收到的预定数据包，所述微控制器激活所述可视化显示结构。

其中至少一个使能开关包括连接到微控制器且可以在第一导通位置和第二断开位置之间移动的跳闸选择设备，在第一导通位置，电机控制系统根据电机上的预定条件使电机跳闸，在第二断开位置，电机控制系统根据电机上的预定条件继续电机的运行。

其中所述的至少一个功能开关包括连接到微控制器且可以在第一手动复位位置和第二自动复位位置之间移动的复位选择设备，在第一手动复位位置，如果电机跳闸，就必需手动重新启动电机，在第二自动复位位置，在电机跳闸之后的预定时间持续期之后电机控制系统自动重新启动电机。

其中所述的至少一个功能开关包括连接到微控制器且可以在第一启动位置和第二启动位置之间移动的第一启动选择设备，在第一启动位置，电机控制系统在启动电机的过程中向电机供给恒定能量，在第二启动位置，在启动电机的过程中供给电机的能量随着时间增加。

所述接口模块还包括连接到微控制器的第一和第二跳闸类别选择设备，根据电机控制系统使电机跳闸之前在电机上可存在的过载条件的时间持续期每个跳闸类别选择设备可以在第一和第二位置之间移动，跳闸类别选择设备根据其位置向微控制器提供相应的控制信号，微控制器响应于从跳闸类别选择设备接收的控制信号产生指令信号，以便就一个选择时间持续期对电机控制系统作出指令，该时间持续期是在电机控制系统使电机跳闸之前在电机上可存在的过载条件的时间持续期。

其中所述反冲启动控制器包括具有用户选择阻抗的第一反冲启动电位计，反冲启动电位计上的用户选择阻抗确定在克服电机的转动惯量的启动过程中电机控制系统为电机提供上升电压的时间持续期。

其中反冲启动控制器还包括第二反冲启动电位计，以便在所述时间持续期内通过电机控制系统调节供给电机的电压幅度。

所述接口模块还包括连接到微控制器并可在对应于电机全速运转的第一位置和完全停止的第二位置之间移动的减速控制器，它向微控制器提供对应于其位置的至少一个控制信号，使微控制器根据从减速控制器接收的所述的至少一个控制信号产生至少一个指令信号，向电机控制系统提供用户选择的电机减速时间。

所述接口模块还包括连接到微控制器和在对应于电机的预定满负荷电流设定的多个位置之间移动的电流设定设备，它向微控制器提供至少一个对应于其位置的控制信号，使得微控制器根据从电流设定设备接收的所述的至少一个控制信号产生至少一个指令信号，向电机控制系统提供电机的一个选择的满负荷电流设定。

所述接口模块还包括连接到微控制器的电机斜坡控制器，电机斜坡控制器使用户可以设置电机控制系统将电机斜坡启动到其工作转速的时间持续期，和确定供给电机的初始功率值，和相应地提供至少一个控制信号到微控制器，其中微控制器响应于从电机斜坡控制器接收的所述的至少一个控制信号产生至少一个指令信号以指令电机控制系统。

本发明还提供了一种接口模块，允许用户设定由电机控制系统驱动的电机的工作参数，电机控制系统连接到网络，所述接口模块包括：为电机控制系统产生指令信号的微控制器；通讯链接，将微控制器连接到网络，以便通过网络由电机控制系统接收数据包，并将数据包提供到微控制器，通过网络将指令信号由微控制器发送到电机控制系统；连接到微控制器的可视化显示结构，以便根据微控制器由通讯链接接收到的预定数据包为用户提供可视化显示；一个连接到微控制器的反冲启动控制器，它允许用户设置一个时间间隔，其中电机控制系统在启动期间向电机提供增大的电压以克服电机的惯性和改变电压的幅值，并相应地向微控制器提供至少一个参数信号，其中所述微控制器响应于所述至少一个从所述反冲启动控制器接收的所述的至少一个参数信号产生至少一个指令信号，启动以指令所述电机控制系统对电电机的启动；和连接到微控制器的电机斜坡控制器，电机斜坡控制器使用户可以设置电机控制系统将电机斜坡启动到其工作转速的时间持续期，和确定供给电机的初始功率值，和相应地提供至少一个参数信号到微控制器，其中微控制器响应于从电机斜坡控制器接收的所述的至少一个参数信号产生至少一个指令信号以指令电机控制系统。

其中电机斜坡控制器包括具有用户选择阻抗的第一斜坡电位计，斜坡电位计上的用户选择阻抗确定电机控制系统使电机斜坡启动到其工作转速的时间持续期。

其中电机斜坡控制器包括具有用户选择阻抗的第二斜坡电位计，第二斜坡电位计上的用户选择阻抗确定供给电机的初始功率值，由此电机控制系统使电机斜坡启动到其工作转速。

其中所述选择装置包括具有用户确定电压的电位计，电位计上的电压为一预定的参数信号，此信号对应于电机要斜坡启动的时间持续期和供给电机的初始功率值两者之一的设置。

其中所述微控制器包括通用异步接收器/发送器。

其中通讯链接包括与微控制器的通用异步接收器/发送器的连接和与通讯网络连接的收发器。

其中可视化显示结构包括多个LED，每个LED对应于电机上的一个预定的错误条件。

其中微控制器包括将接收的参数信号转换为对应的数字参数信号的模数转换器。

其中所述微控制器包括其中存储的微控制器可执行的指令，用于执行以下步骤：监视带有通讯链接的网络；响应于接收的预定数据包激活可视化显示；从反冲启动控制器和电机斜坡控制器读取参数信号；根据从反冲启动控制器和电机斜坡控制器读取的参数信号产生指令信号。

其中电机斜坡控制器包括具有多个用户选择位置的一个选择装置，选择装置的每个位置设置电机的斜坡启动的时间持续期和传送到电机的初始功率值。

其中所述选择装置包括具有用户确定电压的电位计，电位计上的电压是对应于电机的斜坡启动的时间持续期和传送到电机的初始功率值两者之一的设置的参数信号。

本发明还提供了一种设定由电机控制系统驱动的电机的参数的方法，电机控制系统连接到通讯网络，包括以下步骤：将接口模块连接到通讯网络，接口模块具有多个输入设备，每个输入设备包括多个对应于电机的工作参数的设定；通过执行以下步骤以判定所述电机控制系统的类型：在通讯网络上用接口模块广播初始化信号；和接收来自电机控制系统的响应；根据电机的期望工作参数，将每个输入设备设定为用户选择设定；根据用户选择设定产生指令信号；和通过通讯网络从接口模块向电机控制系统发送指令信号，以设定电机的工作参数。

上述方法还可以包括以下额外步骤：监测通讯网络上来自电机控制系统的错误信号；根据在通讯网络上接收的错误信号产生可视化显示。

可以设想，将可视化显示结构连接到微控制器，以便为用户提供可视化显示。可以设想，通讯链接通过通讯网络由电机控制接收数据包，并将其供给微控制器，这样微控制器可以根据由其接收的预定数据包激活可视化显示结构。

可以设想，用户接口结构包括具有多个用户选择位置的选择设备。用户选择设备的每个位置设定一个电机工作参数。用户接口模决还可以包括具有用户判定电压的电位计。作为预定参数信号的电位计上的电压对应于电机工作参数中的某一参数的设定。

可以设想，微控制器包括一个连接到网络的通用异步接收机/发射机。还可以设想，可视化显示结构包括多个LED。每个LED对应于电机上的预定空气(air)条件。

在此给出的附图示出本发明的优选结构，其中清楚地公开了上述优点和特点以及通过下面对示例性实施方案的描述而易于理解的其它优点和特点。

附图说明

图1是本发明电机控制系统的简图；

图2a和2b是图1电机控制系统的软启动器的简图；

图3是图2a软启动器中的微处理器的计算机可执行指令流程图；

图4是图3计算机可执行指令的初始化子程序流程图；

图5是计算机的过零电压子程序流程图；

图6是图3计算机可执行指令的过载子程序流程图；

图7是图3计算机可执行指令的主子程序流程图；

图8是图7主子程序的正常斜坡启动(ramp start)子程序流程图；

图9是图7主子程序的抽取启动(pump start)子程序流程图；

图10是图7主子程序的恒电流启动子程序流程图；

图11是图7主子程序的旁路子程序流程图；

图12是图7主子程序的停止子程序流程图；

图13和13b是流过图1反并联SCR的电流及其电压降随时间变化的图形表示；

图14是本发明电机控制系统的数据接口模块的前视正视图；

图15是图14数据接口模决的简图；

图16是图15数据接口微控制器的计算机可执行指令流程图；

图17是图16计算机可执行指令的主子程序流程图；

图18是图14数据接口模块显示的屏幕简图；

图19是图16计算机可执行指令的增加/减少子程序流程图；

图20是图16计算机可执行指令的启动子程序流程图；

图21是图16计算机可执行指令的停止子程序流程图；

图22是本发明电机控制系统的接口模块的前视正视图；

图23是图22接口模块的简图；

图24是图22接口模块微控制器的计算机可执行指令流程图；

图25是图24计算机可执行指令的主子程序流程图；

图26是本发明电机控制系统的按钮模块的等比例分解图；

图27a-27c是图26按钮模块的面板前视正视图；

图28是图26按钮模块的简图；

图29是图28按钮模决微控制器的计算机可执行指令流程图。

具体实施方式

参考图1，本发明的电机控制系统通常用参考号10表示。电机控制系统10包括主要的电机控制，例如软启动器14，图2a-2b，该软启动器将AC感应电机16连接到AC电源18，如下面描述的。如图1和图2所示，软启动器14通过总线20连接到网络。

电机控制系统10包括多个外围电机控制，例如通过网络接口24连接到网络的用户输入和显示单元22。类似地，可编程输入/输出模块26通过网络接口24连接到网络。另外，按钮模块28通过网络接口24连接到网络。可以设想，电机控制系统10包括软启动器14以及用户输入和显示模块22、可编程输入/输出模块26和/或按钮模块28的任意组合，这决定于用户的预定考虑。

必需对软启动器14、用户输入和显示模块22、可编程输入/输出模块26和/或按钮模块28之间通过网络进行的通讯进行管理，以保证各电机控制之间的通讯顺畅。因此，必需选择对通过网络传输的信号进行控制的协议，以便防止可能的信息包阻塞。协议可以是串行协议，这样每个电机控制都可以通过传统的通用异步接收机/发射机连接到网络，每个信息包或信号都可以串行传输。

如常用的，AC感应电机16具有三个绕组。AC感应电机的每个绕组都通过电机端子36、38和40分别连接到相应的来自AC电源18的电源线30、32和34。还提供了反并联硅可控整流器(SCR)或晶闸管开关42、44和46。每个晶闸管开关42、44和46包括一对反向连接的SCR，用于控制电压降和流过的电流，还包括辅助电源线30、32和34，它们分别用于调节施加到AC交流电机16的电机端子36、38和40上的电流和电压。或者，可以设想将晶闸管开关42、44和46与Δ环内的AC感应电机16的相应绕组并联。

AC感应电机16的电机端子36、38和40上的端电压、电源电压V_A、V_B和V_C、以及线电流I_A、I_B和I_C都是相同的，只是相互之间有120°的相位差。例如，参考图2b和13a-13b，比较电机端子36上的端电压V_T与AC电源18的线电流I_A和电源电压V_A。如众知的，电源电压V_A的波形是正弦的。当由相位控制进行控制时，除了在较小的持续时间为γ的非导通时间或凹陷期间，端电压V_T通常与电源电压V_A相同，其中凹陷γ存在于电源电压V_A的每个半波周期。凹陷γ在每次线电流I_A下降为零时引入电源电压V_A。线电流I_A保持为零直到凹陷γ终止，此时线电流I_A继续脉动的波形。

电源线电流I_A受凹陷γ的持续时间的控制。在凹陷γ期间，将电机端子36连接到AC电源18的晶闸管开关42以开路电路方式工作，这样在电机端子36看到的不是正弦电源电压V_A，而是内部电机产生的反向EMF电压。反向EMF电压通常等于电源电压V_A减去晶闸管开关42上的电压降V_AD。

如所众知的，存在各种调节AC感应电机16到其工作速度的方法。在第一种方法中，线电流I_A、I_B和I_C在一定的时间内持续增加。为了增加供给AC交流电机16的线电流I_A、I_B和I_C，需要增加晶闸管开关42、44和46的导通期。随着晶闸管开关42、44和46的导通期在每个半波周期内逐渐增加，在电机端子36、38和40上的电压波形中的凹陷期γ就缩短了。另外，随着晶闸管开关42、44和46的导通期的逐渐增加，电机16的转动速度将加大，电机端子36、38和40上的反向EMF电压也增加了。可以设想，一旦电机端子36、38和40上的反向EMF电压超过预定值，AC感应电机将以全速转动。如果电机电流下降到AC感应电机16的FLA(满负载安培)，分别与相应的晶闸管开关42、44和46并联的旁路接触器50、52和54将顺序闭合。随着旁路接触器50、52和54的闭合，AC感应电机16的电机端子36将直接通过电源线30连接到AC电源18，AC感应电机16的电机端子38将直接通过电源线32连接到AC电源18，AC感应电机16的电机端子40将直接通过电源线34连接到AC电源18。

或者，AC感应电机16可以通过向其提供恒电流而达到工作速度。如所众知的，线电流I_A、I_B和I_C滞后于电源电压V_A、V_B和V_C的相角θ由AC感应电机16的功率因子决定。供给AC感应电机16的线电流I_A、I_B和I_C通过维持晶闸管开关42、44和46的导通期而维持，这样就保持了凹陷γ的持续期。通过在预定的时间间隔内将供给AC感应电机16的线电流I_A、I_B和I_C维持在预定值，AC感应电机16的功率因子的相角θ将随着AC感应电机16的加速以及电机端子36、38和40上的反向EMF电压分别接近电源电压V_A、V_B和V_C而减小。可以设想，一旦电机端子36、38和40上的反向EMF电压超过预定值，那么相应的旁路接触器50、52和54将分别闭合，这样AC感应电机16的电机端子36将直接通过电源线30连接到AC电源18，AC感应电机16的电机端子38将直接通过电源线32连接到AC电源18，AC感应电机16的电机端子40将直接通过电源线34连接到AC电源18。

在特定的应用中，其中AC感应电机16用于驱动抽取各种粘稠液体的各种类型水泵，为了在电机速度增加时限制AC感应电机16产生的扭矩的变化，通常需要特殊的AC感应电机16斜坡启动过程(ramping)。为了在所谓的“抽取启动”期间，在AC感应电机16加速的过程中保持近似恒定的扭矩，期望保持AC感应电机16的功率因子的相角θ。为了保持AC感应电机16的功率因子的相角θ恒定，根据用户为AC感应电机16选择的初始扭矩输出T2计算凹陷γ的初始持续期。可以计算出凹陷γ的中心点和每个电源电压V_A、V_B和V_C的初始过零电压之间的相角θ。已知凹陷γ的中心点，以及凹陷将在辅助线电流I_A、I_B和I_C变为零时出现-换句话说，在负λ/2处，其中λ是新的凹陷宽度-晶闸管开关42、44和46将预选确定的中心点θ之后的λ/2持续期时触发。结果，尽管凹陷λ的宽度发生变化，但是AC感应电机16的功率因子的相角θ保持恒定。

或者，“抽取启动”可以通过α控制实现。在α控制中，晶闸管开关42、44和46分别在相应的电机端子36、38和40上出现零电源电压之后再延时α度之后触发。尽管这对于大多数应用是可以的，但是α控制导致少量电机不稳定。

根据本发明，为了在加速AC感应电机16的过程中提高稳定性，触发角α可以按比例随着相位滞后角φ的变化而变化，其中φ对于每个周期是不同的。(一个完整的周期等于360度)。这样，后续触发角α的比例变化将按照下述关系式进行：

α_I＝α_i-1+P(φ_I-φ_i-1)      等式1

其中φ_i是相位滞后；φ_i-1是前一相位滞后；P是比例增益，通常在0.8和1.2之间；α_i是新的触发角；α_i-1是前一触发角。

然后利用积分增益控制触发角α的缓慢随时间变化的平均值。这可以通过向等式1添加额外的积分项实现：

α_I＝α_i-1+P(φ_I-φ_i-1)+I(α_ref-α_I-1)           等式2

其中I是积分增益；α_ref是期望的触发角。

结果，如果连续触发的触发角α在电源半波周期中出现得太晚(即α_ref-α_i-1＜0)，那么等式2中的积分项为负。这将逐渐使连续触发角α向前变化到预期位置。如果触发角α在半波周期中出现得太早，那么正积分项将通过多次触发逐渐使α增加到预期位置。

为了示出在抽取启动过程中对凹陷γ的影响，等式2可以用连续凹陷角γ重写。这可以通过将等式2两边同时减去φi实现：

α_I-φ_I＝α_i-1-φ_I+P(φ_I-φ_i-1)+I(α_ref-α_I-1)

＝α_i-1-φ_I-1+φ_I-1+P(φ_I-φ_i-1)+I(α_ref-α_I-1)         等式3

这可以表述为：

γ_I＝γ_I-1+(P-1)Δφ_I+I(α_ref-α_i-1)       等式4

其中Δφ_i是连续电流过零的相位滞后角的变化(φ_i-φ_i-1)。

等式4示出为了实现AC感应电机16的平稳加速以便避免大的扭矩变化所需的对凹陷γ的调节。Δφ_i是连续电流过零的相位滞后角的变化(φ_i-φ_i-1)。为了逐渐增加扭矩，α_ref在AC感应电机16加速过程中逐渐减小。

再次设想，如果电机端子36、38和40上的反向EMF电压超过预定值，相应的旁路接触器50、52和54将分别闭合，这样，AC感应电机16的电机端子36将直接通过电源线30连接到AC电源18，AC感应电机16的电机端子38将直接通过电源线32连接到AC电源18，AC感应电机16的电机端子40将直接通过电源线34连接到AC电源18。

一旦AC感应电机16处于全速转动状态，且旁路接触器50、52和54闭合，监测旁路接触器50、52和54，这样如果一个或多个旁路接触器断开，那么就触发相应的晶闸管开关42、44或46，保证AC感应电机16通过相应的电源线30、32或34连接到AC电源18。

为了使软启动器14能按照前述方式工作，微处理器48将执行一些包含在计算机可执行指令60中的预定功能，见图3。应当理解，尽管这些功能是以软件实现的方式进行描述的，可以设想这些功能也可以用分立固态硬件以及固态硬件和软件的组合实现。

参考图2a，微处理器48通过收发机63连接到网络。收发机63包括来自微处理器48的第一和第二输入T_xen和T_x，并具有一个到微处理器48的输出R_x。收发机63允许微处理器48通过网络向电机控制系统10的其它电机控制发送和接收信号。可以设想，收发机63是一种通用异步接收机/发射机，例如标准RS485收发机。

微处理器48具有多个与上述所选参数对应的输入信号。这些输入包括电源电压V_A、V_B和V_C和辅助线电流I_A、I_B和I_C。晶闸管开关42、44和46上的电压降V_AD、V_BD和V_CD分别输入到微处理器48。另外，电源线30、32和34的总线温度T_A、T_B和T_C分别输入到微处理器48。输入到微处理器48的电压送到分压器64，以便将提供的输入信号幅度减小到可以接受的不会损坏微处理器48的输入范围内。线电流信号和温度读数送到滤波器65，以便确保微处理器48准确地读取，消除其中的噪声。

微处理器48还包括多个可编程输入68a-68e和多个输出70a-70b。例如，输入68a连接到选择设备(未示出)，激活选择设备将使AC感应电机启动。输入68b和68c连接到相应的选择设备(未示出)，激活选择设备将使AC感应电机16启动和停止，如下所述。输出70a和70b可以连接到指示设备(未示出)，以便指示AC感应电机16的故障或指示AC感应电机16将要全速转动。

参考图3，在启动微处理器48的过程中，为了使微处理器48执行计算机可执行指令60，微处理器48在方框74进行引导，在方框76进行初始化。参考图4，在初始化过程中，微处理器48在方框77装载对应于AC感应电机16的软件参数和从网络上的其它电机控制接收的参数，如以下所述。监测电源线30、32、34上的电源电压V_A、V_B和V_C，以便判断电源线30、32或34是否错误地连接到AC感应电机16上，这样会使相位顺序反转，方框78。如果相位顺序没有反转，就结束初始化过程。类似地，如果在方框80相位顺序反转，但在方框82相位顺序的监测失效，也结束微处理器48的初始化过程。然而，如果相位监测有效，微处理器48将终止AC感应电机16的启动，并在方框84启动输出70a上的指示器，如上所述。

参考图3，在方框76完成初始化之后，在方框86微处理器48执行过零电压过程。参考图5，微处理器48确定电源电压V_C的初始电压过零，方框88。此后，测量V_C的持续期，方框90。根据测量到的持续期，预测电源电压V_C的持续期，方框92。监测实际的持续期，以便判定电源电压V_C的实际持续期和预测持续期之间的任何差异，方框94。电源电压V_C的的实际过零点与电源电压V_C的预测过零点进行比较，方框94，确定电源电压V_C的实际电压过零点和预测电压过零点之间的差异。此后，根据先前确定的差异调节电源电压V_C的持续期值，方框96。给定电源电压V_C的持续期的调节值，就可以预测电源电压V_C的下一个电压过零点，整个过程重复进行。电源电压V_C的预测持续期用于计算电源电压V_A和V_B的持续期，其又用于判定触发晶闸管开关42、44和46的正确触发角。V_A和V_B的持续期是通过分别从V_C的持续期上加上和减去120度计算出来的。

如图3所示，根据其输入，微处理器48判定在AC感应电机16上是否出现过载条件，方框98。参考图6，微处理器48判定AC感应电机16上是否出现阻塞条件，方框100。如果在全速转动条件下，线电流I_A、I_B和I_C之和超过预定值一段预定的时间持续期，那么在AC感应电机16上就出现阻塞条件。如果检测到阻塞条件，微处理器48就停止AC感应电机16，如下所述。

另外，微处理器48判定AC感应电机16是否已经失速，方框102。如果在AC感应电机16加速时线电流I_A、I_B和I_C之和超过预定值一段预定的时间持续期，就出现失速条件。如果在AC感应电机16加速的过程中出现失速条件，微处理器48就停止AC感应电机16，如下所述。

微处理器48监测电源线30、32和34的总线温度T_A、T_B和T_C，方框104，这样，如果总线温度T_A、T_B和T_C超过预定值一段预定的时间持续期，微处理器48就停止AC感应电机16，如下所述。

微处理器48还监测AC感应电机16的热过载条件，方框106。如果单根电源线30、32或34上的电源电压或线电流的RMS值超过预定值一段预定的时间持续期，就发生热过载。如果微处理器48在AC感应电机上检测到热过载条件，微处理器48就停止AC感应电机16，如下所述。

在过载子程序中，微处理器48还监测在电源线30、32或34上是否出现相位失衡，方框108。为了判定是否出现相位失衡，将电源电压V_A、V_B和V_C的RMS值与预定值进行比较，这样电源电压V_A、V_B和V_C下降到低于正常RMS线电压预定的百分比将使微处理器48判定相位失衡。如果微处理器48检测到相位失衡，那么就停止AC感应电机16，如下所述。

微处理器48还判定电源电压V_A、V_B和V_C的RMS电压是否低于预定RMS线电压，例如，低于正常RMS线电压的50％，方框110。如果电源电压V_A、V_B和V_C的RMS电压在预定时间内低于预定的RMS线电压，就发生失相。如果微处理器48检测到失相，微处理器48就停止AC感应电机16，如下所述。

见图6，微处理器48在软启动器14工作过程中连续监测电机16的过载条件。如果在AC感应电机16上出现过载条件，如上所述，微处理器48就通过输出70a为用户提供信号，还可以通过网络向其它电机控制提供信号，如下所述。

见图3，微处理器48重复更新模拟测量值或到微处理器48的输入，方框112。利用这些输入，微处理器48在计算机可执行指令60的主程序中启动、停止和控制AC感应电机16。

参考图7和22，为了启动AC感应电机16，为其提供初始电压，以便克服AC感应电机16的转动惯量。为了“反冲(kick)启动”AC感应电机16，方框116，用户选择施加电压的时间t1和AC感应电机16产生的扭矩T1。根据用户为反冲启动选择的时间t1和扭矩T1，微处理器48计算相应的凹陷宽度γ，以便AC感应电机16可以基本上在整个预定时间持续期t1内提供用户所选的扭矩T1。如果用户不期望用反冲启动启动AC感应电机16，用户就将反冲启动的用户选择时间t1设定为零。完成反冲启动之后，方框116，微处理器48调节凹陷宽度γ，以便响应用户选择的启动扭矩T2，方框118。此后，微处理器48根据用户选择的方法启动AC感应电机16，以便使AC感应电机全速转动。用户选择以正常斜坡启动，方框120，抽取启动，方框122，或恒电流启动，方框124，来启动AC感应电机16。

在正常斜坡启动期间，方框120，通过在用户选择的时间持续期t2内逐渐增加线电流I_A、I_B和I_C，使AC感应电机16全速转动。根据用户选择的初始扭矩设定T2，微处理器48计算AC感应电机16产生这种扭矩所需的初始线电流I_A、I_B和I_C。初始线电流I_A、I_B和I_C对应于凹陷γ的初始宽度。微处理器48产生分别触发晶闸管开关42、44和46的触发信号S_A、S_B和S_C，在适当的时间产生凹陷γ。通过分别缩短在电机端子36、38和40看到的端子电压的凹陷γ持续期，来分别逐渐增大晶闸管开关42、44和46的导通期，线电流I_A、I_B和I_C线性上升。

成对地触发晶闸管开关42、44和46，以便为线电流流进和流出AC感应电机16提供通路。此后，监测反向EMF电压，方框132，如上所述，以便判定AC感应电机16是否全速转动。如果AC感应电机16没有全速转动，方框134，且没有超过用户选择的斜坡时间，方框136，微处理器48计算晶闸管开关42、44和46的下一触发角α，以便进一步减小凹陷γ的持续期，并相应地触发晶闸管开关42、44和46，如上所述。如果已经超过斜坡时间t2，且AC感应电机16没有全速转动，就停止AC感应电机16，如下所述。

如果AC感应电机在用户选择的斜坡时间t2内到达全速转动，微处理器48在方框138迅速地缩短凹陷γ的持续期，同时在方框140监测线电流I_A、I_B和I_C。如果线电流I_A、I_B和I_C低于AC感应电机16的满负荷安培值，微处理器48就产生输出信号B_A、B_B和B_C，以便分别关闭旁路接触器50、52和54，方框142。通过关闭旁路接触器50、52和54，执行旁路子程序，方框144。

或者，AC感应电机16以“抽取启动”方式启动，方框122。参考图9，在抽取启动过程中，方框122，随着电机在用户选择时间t2的持续期内逐渐加速到全速转动，AC感应电机16产生相对恒定的或逐渐增加的扭矩。根据用户选择的初始扭矩设定T2，微处理器48计算AC感应电机16产生这种扭矩所需的初始线电流I_A、I_B和I_C。初始线电流I_A、I_B和I_C对应于凹陷γ的初始宽度。微处理器48产生分别触发晶闸管开关42、44和46的触发信号S_A、S_B和S_C，在适当的时间产生凹陷γ。晶闸管开关42、44和46的触发角α的计算如上所述，由微处理器48进行，以便维持AC感应电机16产生的扭矩，方框146。

如上所述，晶闸管开关42、44和46必需成对地触发，方框148，以便为线电流流入和流出AC感应电机16提供通路。此后，监测反向EMF电压，方框150，如上所述，以便判定AC感应电机16是否全速转动。如果AC感应电机16没有全速转动，方框152，且没有超过用户选择的斜坡时间t2，方框153，微处理器48就计算晶闸管开关42、44和46的下一触发角α，如上所述，方框146，以便维持AC感应电机16产生的扭矩，过程重复进行。如果超过斜坡时间t2，且AC感应电机16没有处于工作转速，就停止AC感应电机16，方框137，如下所述。

如果AC感应电机16在用户选择的斜坡时间t2内达到全速转动，微处理器48就迅速地缩短凹陷γ的持续期，方框154，同时监测线电流I_A、I_B和I_C，方框156。如果线电流I_A、I_B和I_C低于AC感应电机16的满负荷安培值，微处理器48就分别产生输出信号B_A、B_B和B_C，以便闭合旁路接触器50、52和54，方框158。通过闭合旁路接触器50、52和54，执行旁路子程序，方框144。

用户可以选择通过向其供给恒电流来启动AC感应电机16，方框124。参考图10，在恒电流启动过程中，方框124，向AC感应电机16供给基本恒定的电流，以便在用户选择时间t2的持续期内将AC感应电机16加速到全速转动。根据用户选择的初始扭矩设定T2，微处理器48计算初始线电流I_A、I_B和I_C。为了维持供给AC感应电机16的恒定线电流I_A、I_B和I_C，必需维持晶闸管开关42、44和46的导通期，也就是凹陷γ的持续期。如上所述，线电流I_A、I_B和I_C对应于凹陷γ的宽度。结果，微处理器48计算维持凹陷γ的持续期的触发角α，方框160，并产生分别触发晶闸管开关42、44和46的触发信号S_A、S_B和S_C，在适当的时间产生凹陷γ，方框162。

如上所述，晶闸管开关42、44和46必需成对触发，以便为线电流流入和流出AC感应电机16提供通路。此后，监测反向EMF电压，方框164，如上所述，以便判定AC感应电机16是否全速转动。如果AC感应电机16没有全速转动，方框166，且没有超过用户选择的斜坡时间t2，方框168，微处理器48就计算晶闸管开关42、44和46的下一触发角α，如上所述，方框160，以便维持供给AC感应电机16的电流，过程重复进行。如果超过斜坡时间t2，且AC感应电机16没有全速转动，就停止AC感应电机16，方框137，如下所述。

如果AC感应电机16在用户选择的斜坡时间t2内达到全速转动，微处理器48就迅速地缩短凹陷γ的持续期，方框170，同时监测线电流I_A、I_B和I_C，方框172。如果线电流I_A、I_B和I_C低于AC感应电机16的满负荷安培值，微处理器48就产生分别闭合旁路接触器50、52和54的输出信号B_A、B_B和B_C，方框174。通过闭合旁路接触器50、52和54，执行旁路子程序，方框144。

参考图11，在旁路过程中，微处理器48监测反向EMF电压，方框176。如果分别在晶闸管开关42、44和46上检测到电压降V_AD、V_BC或V_CD，则分别使接触器50、52或54开路，方框180。一旦检测到电压降，微处理器48就根据开路的旁路接触器50、52或54，发送分别触发晶闸管开关42、44和/或46的信号S_A、S_B和S_C，方框182。此后，微处理器分别向相应的开路旁路接触器50、52或54发送信号B_A、B_B和B_C，试图再次闭合开路的旁路接触器，方框184。如果开路的旁路接触器50、52或54闭合，方框186，AC感应电机16就继续全速转动，微处理器48继续监测反向EMF电压，方框176，以便尝试着判定是否有一个旁路接触器开路。

在开路的旁路接触器没有闭合，且没有超过预定时间持续期的情况下，方框188，微处理器48根据开路的旁路接触器50、52或54持续地触发晶闸管开关42、44或46，以试图使其闭合。如果开路的旁路接触器50、52或54不能在预定的时间持续期内闭合，就停止AC感应电机16，方框137。

参考图12，为了根据用户命令或预定条件，如上所述，停止AC感应电机16，微处理器48通过分别检测晶闸管开关42、44和46上是否存在电压降V_AD、V_BD或V_CD来初始地判定旁路接触器50、52和54是否闭合。如果旁路接触器50、52和54闭合，微处理器48就发送分别使旁路接触器50、52和54开路的信号B_A、B_B和B_C，方框192，这样一旦旁路接触器50、52和54开路，微处理器48就能立刻检测到电压降V_AD、V_BD和V_CD。此后，微处理器48立刻发送分别触发晶闸管开关42、44和46的信号S_A、S_B和S_C。一旦旁路接触器50、52和54开路，AC感应电机16就通过在用户选择时间t3的持续期内在电源电压V_A、V_B和V_C中增加凹陷γ来逐渐降低AC感应电机16的转速。在经过用户选择时间t3的持续期之后，所有的晶闸管开关42、44和46都开路，方框196，这样没有任何电流或电压供给AC感应电机16。此后，AC感应电机16在负载的作用下停止。在用户不希望逐渐停止AC感应电机16的情况下，就通过将用户选择时间t3的持续期设定为零，来消除通过触发晶闸管开关42、44和46来逐渐在电源电压V_A、V_B和V_C中增加凹陷γ的步骤。

再参考图3，可以设想，AC感应电机16的微处理器48与连接到网络的其它电机控制通讯，以便为某些原因而发送和接收信息包，如下所述。微处理器48周期性地通过收发机63向网络发送输出信号T_XEN和T_X，并通过收发机63从连接到网络的其它电机控制接收输入信号R_X，方框198。

参考图14-15，用户输入和显示单元22包括连接到LCD显示器210的微控制器200。可以设想，LCD显示器210是标准的四行乘十字符的显示器。用户输入和显示单元22还包括连接到微控制器200的串行EEPROM212，和通过用参考号214表示的多个用户输入设备。在优选实施方案中，见图16，用户输入设备214包括轴角编码器216和四个按钮开关218-221。

微控制器200通过收发机222连接到网络。可以设想，收发机222是通用异步接收机/发射机，例如允许微控制器200发送和接收信息包的标准RS485收发机。

参考图16，给出了存储在微控制器200中的可执行指令流程图。在开始处，方框224，微控制器200初始化与其连接的各项，开始搜索过程，方框228，以便将其标识发送给连接到网络的其它电机控制，并搜索连接到网络的其它电机控制。微控制器200通过收发机222向网络发出搜索信号，并等待其它电机控制的回答。此后，微控制器200一直等待到搜索成功为止，方框230。如果搜索没有成功，则重复该过程。然而，如果搜索成功，微控制器200就向电机控制系统10的主要的同类电机驱动器，例如自启动器14，请求参数结构。参数结构是定义单个电机驱动参数的软件使用的信息列表。

如果参数结构信息与主要的同类电机驱动器(软启动器14)的预编程数据库不相符，就终止微控制器200上的可执行指令，因为没有匹配的数据库，方框232。然而，如果数据库匹配，那么就通过微控制器200下载参数结构信息，方框234，并保存在串行EEPROM212中。一旦成功地下载参数结构信息，还要下载与这些参数有关的数据值，方框236，并保存在RAM中。在完成这些步骤之后，微控制器200的可执行指令就指向主程序。

参考图19，在主子程序中，方框238，微控制器200扫描输入设备(轴角编码器216和按钮218-221)，以便判定是否发生了任何用户操作，方框240。如果检测到变化，方框242，微控制器200就执行与每个输入设备相关的微控制器可执行指令，图17-21。

输入/菜单子程序，方框243，通过用户按下“输入/菜单”按钮219进行初始化。参考图17-18，按下“输入/菜单”按钮219，将在主菜单屏幕246和参数屏幕248之间切换LCD显示器210上的显示。在启动之后，就一直显示主菜单屏幕246，直到按下输入/菜单按钮219。在主菜单屏幕中，显示了三个参数250a、250b和250c。箭头252指向中间的显示参数250b。主菜单屏幕的右下角显示字符“输入”，而屏幕的左下角显示AC感应电机16的方向。可以设想，通过转动轴角编码器216，微控制器200将执行增加/减少子程序，方框251。在增加/减少子程序中，图19，如果LCD显示主菜单屏幕，方框265，转动轴角编码器216，主菜单屏幕246将滚动显示存储在串行EEPROM212中的参数列表，方框267。

按下输入/菜单按钮219，LCD显示器210将触发与箭头252指示的参数250b对应的参数屏幕。在参数屏幕248中，LCD显示器210的顶线260显示与参数248的现有值对应的水平条图形。第二条线262显示存储在RAM中的数据值和所选参数250b的相应刻度标记。第三条线显示所选参数250b的名称。第四条线264仍就在LCD显示器210的左下角显示电机方向，但右下角将读为“主屏幕”，因为输入/菜单219的新功能是将LCD显示器210返回主菜单屏幕246。

参数屏幕248的第二条线262上示出的参数数据值可以是两种类型，“可改变”或“计量”数据值。如果LCD显示器正在显示参数屏幕248，方框265，转动轴角编码器216，用户只有在数据值是“可改变”值时才可以修改显示数据值的计量值，方框269。如果数据值不是“可改变”值，那么转动轴角编码器216将没有作用。如果用户改变了数据值，方框271，在按下输入/菜单按钮219而返回主菜单屏幕246时，微控制器200将向软启动器14的微处理器48发送用户调节的数据值。此后，微控制器200返回主程序，方框273。

另外，一旦按下输入/菜单按钮219从主菜单屏幕246中选择了参数250b，微控制器200就通过收发机222经网络向主要的同类电机控制自启动器14的微处理器48为所选参数250b的现有值发送请求，该值由微处理器48送回。

可以设想，开始按钮220与电机方向按钮218一起工作。用户按下电机方向按钮218将使LCD显示器210的左下角在AC感应电机16的一系列预定方向设定，例如正向、反向、正向-慢速、反向-慢速之间循环，方框266。参考图20，当方向设定为正向或反向模式时，按下启动按钮220将使微控制器200进入启动子程序，方框268，并向主要电机控制，自启动器14，发送控制信号，以便启动或停止AC感应电机16，方框270，如上所述。当方向是正向-慢速或反向-慢速方向设定时，方框272，微控制器200就在放开启动按钮220时通过网络向主要电机控制，自启动器14，发送控制信号，放开276，以便按照用户选择的方向慢速启动AC感应电机16。此后，启动子程序结束，方框275。

参考图21，一旦按下停止按钮221，微控制器200就进入停止子程序，方框276，并立即向主要电机控制，软启动器14发送停止命令，方框278，以便停止AC感应电机16。一旦放开停止按钮220，方框279，微控制器200就向主要电机控制，软启动器14发送停止按钮放开命令，方框281。停止按钮放开命令将阻止软启动器14再次启动，直到放开停止按钮221，无论微处理器48在输入68b上是否收到启动命令，或从网络上的其它电机控制是否收到启动命令。此后，终止停止子程序，放开283。

参考图17，在完成上述子程序后，微控制器更新LCD显示器210，方框285，并返回扫描输入设备的步骤。

参考22-24，电机控制系统10包括具有通过收发机282连接到网络的微控制器280的可编程输入/输出模块26。可以设想，收发机282是通用异步接收机/发射机，例如标准RS485收发机。收发机282允许微控制器280通过网络向其它电机控制发送和接收信号。可编程输入/输出模块26还包括多个通常用参考号284表示的用户输入/输出设备，和多个用参考号286表示的、也连接到微控制器280的LED。

见图22，多个用户输入/输出设备包括在第一阻塞开启位置和第二断开位置之间移动的第一跳线(dip)开关290。在阻塞开启位置，微控制器280通过网络向软启动器14的微处理器48发送控制信号，该信号指示微处理器48监测AC感应电机16上是否出现阻塞条件，如上所述。如果跳线开关290处于断开位置，微控制器280就向软启动器14的微处理器48发送控制信号，指示微处理器48关闭微处理器48对在AC感应电机16上可能出现的阻塞条件的监测。如果跳线开关290处于阻塞开启位置，并且软启动器14的微处理器48在AC感应电机16上检测到阻塞条件，软启动器14的微处理器48就通过网络向可编程输入/输出模块26的微控制器280发送报警信号，这样可编程输入/输出模块26的微控制器280就接通并点亮LED292。

第二跳线开关294在第一失速开启位置和第二断开位置之间移动。在失速开启位置，微控制器280通过网络向软启动器14的微处理器48发送控制信号，该信号指示微处理器48监测AC感应电机16上是否出现失速条件，如上所述。如果跳线开关294处于断开位置，微控制器280就向软启动器14的微处理器48发送控制信号，指示微处理器48关闭微处理器48对在AC感应电机16上可能出现的失速条件的监测。如果跳线开关294处于失速开启位置，并且软启动器14的微处理器48在AC感应电机16上检测到失速条件，软启动器14的微处理器48就通过网络向可编程输入/输出模块26的微控制器280发送报警信号，这样可编程输入/输出模块26的微控制器280就接通并点亮LED296。

第三跳线开关298在第一反相开启位置和第二断开位置之间移动。在反相开启位置，微控制器280通过网络向软启动器14的微处理器48发送控制信号，该信号指示微处理器48监测AC感应电机16上的相位是否颠倒，如上所述。如果跳线开关298处于断开位置，微控制器280就向软启动器14的微处理器48发送控制信号，指示微处理器48关闭微处理器48对在AC感应电机16上可能出现的反相的监测。如果跳线开关298处于反相开启位置，并且软启动器14的微处理器48在AC感应电机16上检测到反相条件，软启动器14的微处理器48就通过网络向可编程输入/输出模块26的微控制器280发送报警信号，这样可编程输入/输出模块26的微控制器280就接通并点亮LED300。

跳线开关302在第一手动复位位置和第二自动复位位置之间移动。在手动复位位置，微控制器280向软启动器14的微处理器48发送指令信号，指示微处理器48不要试图在AC感应电机16由于过载或故障而停止之后重新启动AC感应电机16，如上所述。跳线开关302处于自动复位位置，微控制器280向软启动器14的微处理器48发送指令信号，这样软启动器14就自动地试图在判定AC感应电机16出现过载或故障之后的预定持续期之后重新启动AC感应电机16。

跳线开关304在第一正常启动位置和第二抽取启动位置之间移动。跳线开关304处于正常启动位置，微控制器280向软启动器14的微处理器48发送指令信号，一接收到启动命令就对AC感应电机16执行正常斜坡启动，方框120，如上所述。跳线开关304处于抽取启动位置，微控制器280向软启动器14的微处理器48发送指令信号，一接收到启动命令就对AC感应电机16执行抽取启动，方框122，如上所述。

跳线开关306在第一斜坡启动位置和第二限制电流位置之间移动。跳线开关306处于斜坡启动位置，微控制器280通过网络向软启动器14的微处理器48发送指令信号，使微处理器48根据接收到的启动命令对AC感应电机16执行正常斜坡启动，方框120，或抽取启动，方框122。跳线开关306处于限电流启动位置，微控制器280向软启动器14的微处理器48发送指令信号，根据启动命令对AC感应电机16执行恒电流启动，方框124，如上所述。

可编程输入/输出模块26还包括多个在电机16的启动过程中调节各种时间持续期和扭矩值的电位计。电位计320允许用户为通过软启动器14进行的AC感应电机16的反冲启动设定时间持续期t1。通过转动电位计320，电位计320上的电压降将发生变化，这样电压降的幅度将对应于用于AC感应电机16的反冲启动的预定时间持续期t1。例如，电位计320可以在表示软启动器14不执行AC感应电机16的反冲启动的t1值零秒(0)和两秒(2)之间转动。根据电位计320的设定及其上的电压降，微控制器280向软启动器14的微处理器48发送指令信号，以选定的时间持续期t1执行反冲启动，如上所述。

电位计322允许用户为通过软启动器14进行的AC感应电机16的反冲启动设定最大扭矩值T1。通过转动电位计322，电位计322上的电压降将发生变化，这样电压降的幅度将对应于用于AC感应电机16的反冲启动的用户所选最大扭矩T1。例如，电位计322可以在与表示软启动器14不执行AC感应电机16的反冲启动的零扭矩(0)对应的第一值和AC感应电机的足额直接在线启动扭矩的90％之间转动。根据电位计322的设定及其上的电压降，微控制器280通过网络向微处理器48发送指令信号，执行将AC感应电机16产生的扭矩斜坡到用户选择值T1的反冲启动。

电位计324允许用户为软启动器14设定将AC感应电机16斜坡到全速转动的时间持续期t2。通过转动电位计324，电位计324上的电压降将发生变化，这样电压降的幅度将对应于用于将AC感应电机16由初始用户选择的扭矩值T2斜坡到与AC感应电机16在满电压下转动对应的扭矩值的用户选择时间持续期t2。例如，电位计324在与0.5秒斜坡时间对应的值和与180秒斜坡时间对应的值之间转动。根据电位计324的设定及其上的电压降，微控制器280向微处理器48发送指令信号，告诉微处理器48为了使AC感应电机16达到全速转动所需的用户选择的时间持续期t2。

电位计326允许用户在AC感应电机16反冲启动之后设定初始扭矩值T2。通过转动电位计326，电位计326上的电压降将发生变化，这样电压降的幅度将对应于在反冲启动之后由AC感应电机16产生的预定初始扭矩T2。例如，电位计326在与电机16在反冲启动之后不产生扭矩的零扭矩(0)对应的值和与在满电源电压下转动AC感应电机16所产生的扭矩值的100％的初始扭矩对应的值之间转动。根据电位计326的设定及其上的电压降，微控制器280向微处理器48发送指令信号，使初始扭矩等于用户选择的初始扭矩T2。

电位计328允许用户为了在停止AC感应电机16的过程中逐渐增加凹陷γ的持续期而设定时间持续期t3，如上所述。通过转动电位计328，电位计328上的电压降将发生变化，这样电压降的幅度将对应于为逐渐停止AC感应电机16而设定的用户选择时间持续期t3。例如，电位计328在与电机16不是逐渐停止的零秒(0)对应的值和与60秒对应的值之间转动。根据电位计328的用户选择设定及其上的电压降，微控制器280向微处理器48发送指令信号，使AC感应电机16在断开旁路接触器50、52和54之后、在断开晶闸管开关42、44和46之前的时间持续期t3内以上述方式逐渐停止。

电位计330允许用户通知微处理器48AC感应电机16的满负荷安培额定值。通过转动电位计330，其上的电压降将发生变化，这样电压降的幅度将对应于AC感应电机16的预定满负荷安培额定值。根据电位计320的设定及其上的电压降，微控制器280向微处理器48发送指令信号，通知微处理器48AC感应电机16的满负荷安培额定值。

可编程输入/输出模块26还包括第一和第二断开保护类别跳线开关332和334。每个断开保护类别跳线开关332和334都可以在第一和第二位置之间移动。断开保护类别跳线开关332和334的位置组合允许用户为微处理器48设定断开保护类别，异步监测AC感应电机16上的热过载。根据断开保护类别开关332和334的设定的组合，微控制器280向微处理器48发送指令信号，该信号在判定AC感应电机16上是否出现热过载时用于向微处理器48指示期望的断开保护类别。可编程输入/输出模块26还包括通知用户在AC感应电机16上出现热过载条件的LED336。根据AC感应电机16上的热过载条件，微处理器48向微控制器280发送指令信号，通知微控制器280热过载条件。由此，微控制器280接通LED336，以便通知用户。

可编程输入/输出模块26还包括热过载LED337。如上所述，微处理器48还监测AC感应电机16上的热过载条件，方框106。如果微处理器48在AC感应电机16上检测到热过载条件，软启动器14的微处理器48就通过网络向可编程输入/输出模块26的微控制器280发送报警信号，这样可编程输入/输出模块26的微控制器280就接通并点亮热过载LED337。

参考图24，提供了存储在微控制器280中的用户可执行指令流程图。在开始处，方框340，初始化微控制器280，方框342。此后，微控制器280开始搜索过程，方框344，以便向与网络相连的其它电机控制发送其标识，并搜索连接到网络的其它电机控制。微控制器280通过收发机282在网络上发送搜索信号，并等待其它电机控制的回答，方框346。如果搜索没有成功，就重复该过程。然而，如果搜索成功，微控制器280就执行其计算机可执行指令的主子程序，方框347。

参考图25，给出了存储在微控制器280中的计算机可执行指令的主子程序流程图。在主子程序中，方框347，微控制器280扫描跳线开关，方框348，并根据来自软启动器14的微处理器48的指示或报警信号更新阻塞LED292、失速LED296、反相LED300、过载LED336和热过载LED337，方框350。如果微控制器280通过网络接收到来自软启动器14的微处理器48的数据请求，方框352，微控制器280就处理来自微处理器48的请求，方框354，扫描电位计，方框356，并将关于电位计和跳线开关位置的的请求信息发送给软启动器14的微控制器48，如上所述。

参考图26，按钮模块28包括支撑多个跳线开关362a-h和多个按钮开关364a-f的壳体360。盖层366覆盖在壳体360的上表面368上。盖层366包括六个分别覆盖并对应按钮开关364a-f的按钮部分370a-f。

参考图28，按钮364a-f和跳线开关362a-h一般用参考号372表示。输入设备372连接到微控制器374，微控制器依次地通过收发机376连接到网络。可以设想，收发机376是通用异步接收机/发射机，例如标准RS485收发机。见图27a-c和28，可以将多个LED378a-f连接到微控制器374，一般指示各种电机参数的状态，如下所述。LED378a-f分别对应于按钮364a-f，并且就是按钮附加的位置。

可以设想，跳线开关362a-h的设定的每一种组合都对应于一种唯一的分配按钮364a-f和LED378a-f的组合。这样，通过调节跳线开关362a-h的设定，微控制器374就可以根据按下的按钮364a-f向电机控制系统10的其它电机控制发送不同的预编程指令信号，并将根据从电机控制系统10的其它电机控制的某一个接收到的命令接通不同的LED378a-f。例如，提供盖层366a-c。每个盖层对应于跳线开关362a-h的不同设定，因此对应于按钮364a-f和LED378-f的不同分配。

参考图27a，按钮364a、364c和364d没有进行分配，因此盖层366上的按钮部分370a、370c和370d没有标记。根据跳线开关362a-h的设定的组合，按钮364b也没有进行分配，但是如果关闭电机控制系统10，微控制器374将接通LED378b。这样，盖层366的按钮部分370b将具有指示这种分配的标记。

响应于按钮364e的按下，微控制器374向软启动器14的微处理器48发送启动命令。微控制器374根据按钮364e的按下接通LED378e，一般警告用户微控制器374已经发送了启动命令。提供了盖层366的按钮部分370e，其上的标记指示按钮364e的功能。

类似地，根据跳线开关362a-h的设定的组合，按下按钮364f将使微控制器374向软启动器14的微处理器48发送停止命令，一般停止AC感应电机16，如上所述。一旦按下按钮364f，微控制器374就接通378f，以便警告用户微控制器374已经发出停止命令。盖层366的按钮部分370f具有标识按钮364f功能的标记。

图27b-c对应于根据跳线开关362a-h的设定的组合而对按钮364a-f和LED378a-f进行的不同分配。按钮部分370a-f上的标记对应于按钮364a-f和LED378a-f的分配。图27a-c是分配按钮364a-f和LED378a-f的示例，并不是限定为根据跳线开关362a-h的设定的组合而分配按钮370a-f和LED378a-f的所有可能性。

参考图29，给出了按钮模块28的微控制器374执行的计算机可执行指令流程图。在开始处，初始化微控制器374，方框380。在初始化过程中，清除微控制器374的RAM组；设定微控制器374的输入和输出端口及其数据方向寄存器；初始化通讯变量和时钟寄存器。

初始化之后，微控制器374开始搜索过程，方框382，以便向连接到网络的其它电机控制发送其标识，并搜索连接到网络的其它电机控制。微控制器374通过收发机376在网络上发送搜索信号，直到微控制器374接收到来自连接到网络的其它电机控制中的每一个的响应为止，方框384。

在等待来自连接到网络的其它电机控制的响应时，微控制器374将以预定的数据间隔，方框386，扫描按钮364a-f，以便判定是否按下按钮364a-f中的一个。可以设想，如果对于超过预定数目连续扫描，微控制器374都检测到按钮364a-f按下，微控制器374就可以检测到按钮364a-f被粘住了。

如果微控制器374接收到来自连接到网络的其它电机控制中的一个的指令信号，方框390，微控制器374就判定该指令信号是否需要接通LED378a-f。根据对这种来自连接到网络的同等电机控制的指令信号的接收，微控制器374就更新或接通相应的LED378a-f，方框392，如上所述。

如果微控制器374正确地通过收发机376连接到网络，方框394，如果迅速按下按钮364a-f中的一个，方框396，微控制器374将根据跳线开关362a-h的设定向网络上的适当电机控制发送指令信号，方框398，以便执行用户期望的命令。类似地，如果微控制器374接收到来自连接到网络的其它电机控制中的一个的有效信号，方框400，微控制器374就处理接收到的信号，并对其进行解释，方框402，以便执行命令。

微控制器374还可以接收来自连接到网络的其它电机控制中的一个的搜索信号，方框404。如果微控制器374正确地通过收发机376连接到网络。微控制器374就向发送搜索信号的相应电机控制发送识别其自身的响应，方框408。

各种实现本发明的模式都认为是属于下述权利要求特别指出的并清楚地被视为本发明的主体声明权利的范围之内。

Claims (21)

1.接口模块(26)，允许用户利用电机控制系统(14)为电机(16)的启动、停止和运转设定工作参数，电机控制系统(14)连接到通讯网络，包括：

为电机控制系统(14)提供指令信号的微控制器(280)，所述指令信号设定电机(16)的工作参数；

至少一个连接到微控制器(280)且可以在第一断开位置和第二导通位置之间移动的使能开关(290，294，298)，其中所说的使能开关向微控制器(280)提供控制信号，响应于所述控制信号，微控制器(280)产生指令信号，以指令电机控制系统(14)监视电机(16)上的预定的工作状态；

至少一个连接到微控制器(280)且可以在第一位置和第二位置之间移动的功能开关(302，304，306)，功能开关(302，304，306)向微控制器(280)提供响应于其位置的对应控制信号，使得微控制器(280)根据从功能开关(302，304，306)来的控制信号产生指令信号，以指令电机控制系统执行电机(16)的预定的功能；

一个连接到微控制器(280)的反冲启动控制器(320)，它允许用户设置一个时间间隔(t1)，其中电机控制系统(14)在启动期间向电机(16)提供增大的电压以克服电机(16)的惯性和改变电压的幅值，并相应地向微控制器提供至少一个控制信号，其中所述微控制器(280)响应于所述至少一个从所述反冲启动控制器(320)接收的控制信号产生至少一个指令信号，以使启动电机时指令所述电机控制系统；以及

将微控制器(280)连接到通讯网络的通讯链接(282)，通讯链接(282)通过通讯网络将指令信号从微控制器发送到电机控制系统。

2.权利要求1的接口模块(26)，其中还包括连接到微控制器为用户提供可视化显示的可视化显示结构，其中通讯链接通过通讯网络接收从电机控制系统来的数据包，并将数据包提供到微控制器，使得根据微控制器所接收到的预定数据包，所述微控制器激活所述可视化显示结构。

3.根据权利要求1的接口模块(26)，其中至少一个使能开关包括连接到微控制器(280)且可以在第一导通位置和第二断开位置之间移动的跳闸选择设备(290，294，298)，在第一导通位置，电机控制系统(14)根据电机上的预定条件使电机跳闸，在第二断开位置，电机控制系统(14)根据电机上的预定条件继续电机的运行。

4.权利要求1的接口模块(26)，其中所述的至少一个功能开关包括连接到微控制器(280)且可以在第一手动复位位置和第二自动复位位置之间移动的复位选择设备(302)，在第一手动复位位置，如果电机(16)跳闸，就必需手动重新启动电机，在第二自动复位位置，在电机(16)跳闸之后的预定时间持续期之后电机控制系统(14)自动重新启动电机。

5.权利要求1的接口模块(26)，其中所述的至少一个功能开关包括连接到微控制器(280)且可以在第一启动位置和第二启动位置之间移动的第一启动选择设备(304，306)，在第一启动位置，电机控制系统(14)在启动电机(16)的过程中向电机(16)供给恒定能量，在第二启动位置，在启动电机(16)的过程中供给电机(16)的能量随着时间增加。

6.权利要求1的接口模块(26)，其中还包括连接到微控制器的第一和第二跳闸类别选择设备(332，334)，根据电机控制系统使电机跳闸之前在电机上可存在的过载条件的时间持续期每个跳闸类别选择设备可以在第一和第二位置之间移动，跳闸类别选择设备根据其位置向微控制器提供相应的控制信号，微控制器响应于从跳闸类别选择设备接收的控制信号产生指令信号，以便就一个选择时间持续期对电机控制系统作出指令，该时间持续期是在电机控制系统使电机跳闸之前在电机上可存在的过载条件的时间持续期。

7.权利要求1的接口模块(26)，其中所述反冲启动控制器包括具有用户选择阻抗的第一反冲启动电位计(320)，反冲启动电位计(320)上的用户选择阻抗确定在克服电机(16)的转动惯量的启动过程中电机控制系统(14)为电机提供上升电压的时间持续期。

8.权利要求6的接口模块(26)，其中反冲启动控制器还包括第二反冲启动电位计(322)，以便在所述时间持续期内通过电机控制系统(14)调节供给电机的电压幅度。

9.权利要求1的接口模块(26)，其中还包括连接到微控制器并可在对应于电机全速运转的第一位置和完全停止的第二位置之间移动的减速控制器，它向微控制器提供对应于其位置的至少一个控制信号，使微控制器根据从减速控制器接收的所述的至少一个控制信号产生至少一个指令信号，向电机控制系统提供用户选择的电机减速时间。

10.权利要求1的接口模块(26)，还包括连接到微控制器和在对应于电机的预定满负荷电流设定的多个位置之间移动的电流设定设备(330)，它向微控制器提供至少一个对应于其位置的控制信号，使得微控制器根据从电流设定设备接收的所述的至少一个控制信号产生至少一个指令信号，向电机控制系统(14)提供电机的一个选择的满负荷电流设定。

11.根据权利要求1的接口模块，其中还包括连接到微控制器的电机斜坡控制器，电机斜坡控制器使用户可以设置电机控制系统将电机斜坡启动到其工作转速的时间持续期，和确定供给电机的初始功率值，和相应地提供至少一个控制信号到微控制器，其中微控制器响应于从电机斜坡控制器接收的所述的至少一个控制信号产生至少一个指令信号以指令电机控制系统。

12.一种接口模块(26)，允许用户设定由电机控制系统(14)驱动的电机的工作参数，电机控制系统(14)连接到网络，包括：

为电机控制系统(14)产生指令信号的微控制器(280)；

通讯链接(282)，将微控制器(280)连接到网络，以便通过网络由电机控制系统(14)接收数据包，并将数据包提供到微控制器(280)，通过网络将指令信号由微控制器(280)发送到电机控制系统(14)；

连接到微控制器(280)的可视化显示结构(286)，以便根据微控制器(280)由通讯链接(282)接收到的预定数据包为用户提供可视化显示；

一个连接到微控制器(280)的反冲启动控制器(320)，它允许用户设置一个时间间隔，其中电机控制系统(14)在启动期间(t1)向电机(16)提供增大的电压以克服电机(16)的惯性和改变电压的幅值，并相应地向微控制器(280)提供至少一个参数信号，其中所述微控制器(280)响应于所述至少一个从所述反冲启动控制器(320)接收的所述的至少一个参数信号产生至少一个指令信号，启动以指令所述电机控制系统对电机的启动；和

连接到微控制器的电机斜坡控制器(324)，电机斜坡控制器(324)使用户可以设置电机控制系统(14)将电机(16)斜坡启动到其工作转速的时间持续期(t2)，和确定供给电机(16)的初始功率值，和相应地提供至少一个参数信号到微控制器(280)，其中微控制器(280)响应于从电机斜坡控制器(324)接收的所述的至少一个参数信号产生至少一个指令信号以指令电机控制系统(14)。

13.权利要求12的接口模块(26)，其中电机斜坡控制器包括具有用户选择阻抗的第一斜坡电位计(326)，斜坡电位计(324)上的用户选择阻抗确定电机控制系统(14)使电机(16)斜坡启动到其工作转速的时间持续期。

14.权利要求13的接口模块(26)，其中电机斜坡控制器包括具有用户选择阻抗的第二斜坡电位计(326)，第二斜坡电位计(326)上的用户选择阻抗确定供给电机(16)的初始功率值，由此电机控制系统(14)使电机斜坡启动到其工作转速。

15.根据权利要求12的接口模块，其中所述选择装置包括具有用户确定电压的电位计，电位计上的电压为一预定的参数信号，此信号对应于电机要斜坡启动的时间持续期和供给电机的初始功率值两者之一的设置。

16.权利要求12的接口模块，其中所述微控制器包括通用异步接收器/发送器。

17.权利要求16的接口模块，其中通讯链接包括与微控制器的通用异步接收器/发送器的连接和与通讯网络连接的收发器。

18.权利要求12的接口模块，其中可视化显示结构包括多个发光二极管，每个发光二极管对应于电机上的一个预定的错误条件。

19.权利要求12的接口模块，其中微控制器包括将接收的参数信号转换为对应的数字参数信号的模数转换器。

20.权利要求12的接口模块，其中电机斜坡控制器包括具有多个用户选择位置的一个选择装置，选择装置的每个位置设置电机的斜坡启动的时间持续期和传送到电机的初始功率值。

21.权利要求20的接口模块，其中所述选择装置包括具有用户确定电压的电位计，电位计上的电压是对应于电机的斜坡启动的时间持续期和传送到电机的初始功率值两者之一的设置的参数信号。

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