電機(jī)驅(qū)動器中的錯(cuò)誤診斷和預(yù)測的制作方法
【專利摘要】公開了電機(jī)驅(qū)動器中的錯(cuò)誤診斷和預(yù)測。提供了一種利用電機(jī)驅(qū)動器來診斷故障并向用戶提供潛在方案的自動化網(wǎng)絡(luò)?？梢越?jīng)由與電機(jī)驅(qū)動器集成（例如，與電機(jī)驅(qū)動器集成在單個(gè)柜中）和/或耦接至電機(jī)驅(qū)動器（例如，在與電機(jī)驅(qū)動器分立的外部設(shè)備中）的用戶顯示器來顯示故障狀態(tài)和/或診斷補(bǔ)救。如此，邏輯處理或其它算法可以由電機(jī)驅(qū)動器來執(zhí)行，以便基于例如確定的錯(cuò)誤或原因的似然性來確定針對任何給定故障的一組潛在的方案，用于呈現(xiàn)給用戶。以此方式，電機(jī)驅(qū)動器可以允許用戶校正動作被傳達(dá)給用戶。
【專利說明】電機(jī)驅(qū)動器中的錯(cuò)誤診斷和預(yù)測
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明總體上涉及用于電機(jī)驅(qū)動器的故障(fault)預(yù)防和失靈(failure)監(jiān)視的領(lǐng)域。
[0002]可以在許多現(xiàn)代制造工廠中找到電機(jī)驅(qū)動器。電機(jī)驅(qū)動器可以包括用于驅(qū)動可以在電機(jī)驅(qū)動器內(nèi)部或外部的電磁機(jī)器的電路，所述電磁機(jī)器諸如為帶刷電機(jī)或無刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、或其它機(jī)電致動器等。以此方式，電機(jī)驅(qū)動器可以提供用于控制各個(gè)電機(jī)的控制信號。電機(jī)驅(qū)動器還可以包括用于變換電壓并將該電壓傳送至電機(jī)的部件。
[0003]在一些實(shí)施方式中，多個(gè)電機(jī)驅(qū)動器可以被定位成橫跨工廠或制造場所的各個(gè)部件。然而，當(dāng)在電機(jī)驅(qū)動器和/或其相應(yīng)的電機(jī)中出現(xiàn)故障時(shí)，用戶可能會不能夠確定故障的原因或者可能會不能夠容易地確定補(bǔ)救故障的方案。因此，現(xiàn)在認(rèn)識到期望有一種向用戶提供故障診斷和潛在方案的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)施方式包括利用電機(jī)驅(qū)動器來診斷故障并向用戶提供潛在方案的自動化網(wǎng)絡(luò)。另外，該故障狀態(tài)和/或診斷補(bǔ)救的報(bào)告可以經(jīng)由與電機(jī)驅(qū)動器集成(例如，與電機(jī)驅(qū)動器集成在單個(gè)柜中)和/或耦接至電機(jī)驅(qū)動器(例如，在與電機(jī)驅(qū)動器分立的外部裝置中)的用戶顯示器來完成。具體地，在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動器上的顯示器位于客戶柜中。顯示器可以幫助調(diào)試或校正部件(特別是較大機(jī)器中的部件)的故障。此外，邏輯處理或其它算法可以由電機(jī)驅(qū)動器來執(zhí)行，以便基于例如所確定的錯(cuò)誤和原因的似然性來確定針對任何給定的故障的一組潛在的方案。這些方案可以作為待進(jìn)行的單一動作和/或作為待采用的一系列動作呈現(xiàn)給用戶以校正故障。在一個(gè)實(shí)施方式中，這些方案還可以包括與具體方案應(yīng)當(dāng)補(bǔ)救問題的置信度有關(guān)的信息，以進(jìn)一步幫助用戶執(zhí)行校正動作。以此方式，本實(shí)施方式可以包括在電機(jī)驅(qū)動器中(或耦接至電機(jī)驅(qū)動器)的交互式顯示器，其可以允許用戶校正動作傳達(dá)給用戶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在整個(gè)附圖中相似的字符表示相似的部件，其中:
[0006]圖1示出了根據(jù)實(shí)施方式的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)的框圖；
[0007]圖2示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖1的顯示器；
[0008]圖3示出了根據(jù)實(shí)施方式的圖3的顯示器的第一屏幕快照；
[0009]圖4示出了根據(jù)實(shí)施方式的示出要由圖1的控制器應(yīng)用的規(guī)則的框圖；以及
[0010]圖5示出了根據(jù)實(shí)施方式的應(yīng)用圖4的規(guī)則的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0011]盡管本公開內(nèi)容可能易受到各種修改和替選形式的影響，但本文已經(jīng)通過示例的方式以附圖和表格示出了【具體實(shí)施方式】并且詳細(xì)描述了【具體實(shí)施方式】。然而，應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)施方式不意在局限于所公開的具體形式。反而，本公開內(nèi)容將覆蓋落入如所附權(quán)利要求所限定的本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同方案和替選方案。另外，盡管為了簡化說明，本文討論單獨(dú)的實(shí)施方式，但是本公開內(nèi)容意在覆蓋這些實(shí)施方式的所有組合。
[0012]圖1示出了工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)100。該工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)100可以包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)102、控制器104、消息顯示裝置106、工作站108、電機(jī)驅(qū)動器110、112和114、以及電機(jī)116、118和120。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)102可以操作以將通信和/或控制信號在控制器104、消息顯示裝置106、工作站108和/或電機(jī)驅(qū)動器110、112和114之間進(jìn)行路由。因此，網(wǎng)絡(luò)接口可以包括一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 122，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 122耦接至相應(yīng)的通信路徑124、126、128 和 130。
[0013]可以利用網(wǎng)絡(luò)接口 122來提供網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)102、控制器104、消息顯示裝置106、工作站108和/或電機(jī)驅(qū)動器110、112和114之間的通信。網(wǎng)絡(luò)接口 122可以經(jīng)由個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)(例如，藍(lán)牙)、局域網(wǎng)(LAN)(例如，W1-Fi)、廣域網(wǎng)(WAN)(例如，3G或LTE)、近場通信裝置(NFC)、和/或物理連接(例如，以太網(wǎng)連接)等來提供通信，并且像這樣，網(wǎng)絡(luò)接口122可以包括完成這樣的通信所需要的硬件和軟件。此外，預(yù)料到通信路徑124、126、128和130允許串行實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)(SERCOS)通信。
[0014]控制器104還可以包括將控制器104沿著路徑124耦接至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口122?？刂破?04可以是針對消息顯示裝置106、工作站108和/或電機(jī)驅(qū)動器110、112和114生成命令和/或控制信號的中央控制器?？刂破?04還可以包括顯示器132，該顯示器能夠顯示與控制器104、消息顯示裝置106、工作站108和/或電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的操作有關(guān)的信息。在一些實(shí)施方式中，控制器104可以包括一個(gè)或更多個(gè)電路板,所述一個(gè)或更多個(gè)電路板可以包括:一個(gè)或更多個(gè)微處理器，例如一個(gè)或更多個(gè)“通用”微處理器、一個(gè)或更多個(gè)專用微處理器和/或一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)專用集成電路(ASIC)、或它們的某種組合。此外，控制器104可以執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序，所述一個(gè)或更多個(gè)算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序可以被存儲在有形非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)上，例如，易失性存儲器(例如，隨機(jī)存取存儲器)和/或非易失性存儲器(例如，只讀存儲器)。應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語“非暫態(tài)”僅表示介質(zhì)不是信號。該存儲器可以在控制器104內(nèi)部或直接耦接至控制器104。在一些實(shí)施方式中，控制器104可以與顯示裝置106和工作站108進(jìn)行交互，以允許在其上顯示信息。
[0015]消息顯示裝置106可以包括用作大面積消息顯示裝置的顯示器132。就是說，消息顯示裝置可以是允許向在自動化網(wǎng)絡(luò)100中的可視位置的用戶顯示信息的大顯示器132(例如，40英寸顯示器、42英寸顯示器、或更大的顯示器)。還可以利用消息顯示裝置106來顯示例如與一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)驅(qū)動器110、112和114、或電機(jī)116、118或120的操作有關(guān)的診斷顯示信息。
[0016]工作站108可以是臺式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、智能電話、平板計(jì)算裝置、或任何其它計(jì)算裝置，并且可以包括顯示器132。工作站108可以允許針對用戶的中央輸入機(jī)構(gòu)與自動化網(wǎng)絡(luò)100的其余元件進(jìn)行接口連接，該其余元件例如為控制器104、消息顯示裝置106、和/或電機(jī)驅(qū)動器110、112和114。工作站還能夠在顯示器132上顯示例如與一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)驅(qū)動器110、112和114、或電機(jī)116、118或120的操作有關(guān)的診斷顯示信息。[0017]電機(jī)驅(qū)動器110、112和116中的每個(gè)可以包括將電機(jī)驅(qū)動器耦接至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)102或?qū)㈦姍C(jī)驅(qū)動器彼此耦接的一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口 122。以此方式，在電機(jī)驅(qū)動器110、112和116之間，和/或在電機(jī)驅(qū)動器110,112和116與控制器104、消息顯示裝置106和/或工作站108之間，可以傳遞控制和/或通信信號。電機(jī)驅(qū)動器110、112和114中的每個(gè)還可以包括顯示器132，該顯示器可以顯示例如與電機(jī)驅(qū)動器110、112和114和/或電機(jī)116、118或120中的一個(gè)或更多個(gè)的操作有關(guān)的診斷顯示信息。電機(jī)驅(qū)動器110、112和114中的每個(gè)還可以將功率和/或控制信號沿路徑134和136提供至相應(yīng)的電機(jī)116、118和 120。
[0018]除了網(wǎng)絡(luò)接口 122和顯示器132之外，電機(jī)驅(qū)動器110、112和114還可以各自包括內(nèi)部部件。電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的這些內(nèi)部部件可以包括控制器138和存儲裝置140。控制器138可以包括駐留有(host)控制器的一個(gè)或更多個(gè)電路板，該控制器可以包括一個(gè)或更多個(gè)微處理器142，例如一個(gè)或更多個(gè)“通用”微處理器、一個(gè)或更多個(gè)專用微處理器和/或ASIC、或它們的某種組合。此外，控制器138經(jīng)由處理器142執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序，所述一個(gè)或更多個(gè)算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序可以被存儲在有形非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)(即，存儲裝置140)上，該有形非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)例如為易失性存儲器(例如，隨機(jī)存取存儲器)和/或非易失性存儲器(例如，只讀存儲器)。應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語“非暫態(tài)”僅表示介質(zhì)不是信號。該存儲裝置140可以在處理器142內(nèi)部或直接耦接至處理器142。在一些實(shí)施方式中，控制器138可以與網(wǎng)絡(luò)接口 122和顯示器132進(jìn)行交互以及將控制信號傳送至相應(yīng)的電機(jī)116、118或120。
[0019]如以下將更詳細(xì)描述的，由控制器138運(yùn)行的算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序之一包括模糊邏輯程序，該模糊邏輯程序幫助診斷自動化網(wǎng)絡(luò)100中的故障以及對這些診斷故障提供加權(quán)方案(weighted solution)。因此,一般而言,控制器138可以接收自動化網(wǎng)絡(luò)100中的一個(gè)或更多個(gè)故障的表示，處理器142可以執(zhí)行存儲在存儲裝置140中的代碼以對這些故障進(jìn)行診斷，并且可以確定針對這些故障的加權(quán)方案?？刂破?38還可以生成與診斷故障和/或用于校正該故障的方案對應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)信號。因此，控制器138可以操作以提供驅(qū)動系統(tǒng)(例如，自動化網(wǎng)絡(luò)100)內(nèi)的不僅指示存在什么問題/故障而且指示潛在問題的診斷和預(yù)測、以及可以用來補(bǔ)救該問題的校正措施。這可以通過使用例如控制器138中的對故障和方案的似然性進(jìn)行近似以向用戶提供概率結(jié)果的模糊邏輯來實(shí)現(xiàn)。表示這些結(jié)果(即，可能的故障和可能的方案)的一個(gè)或更多個(gè)信號可以由控制器138生成，并且被提供為至網(wǎng)絡(luò)接口 122和/或顯示器132的輸入。
[0020]此外，控制器138還可以提供預(yù)測信息，該預(yù)測信息是響應(yīng)于接收表示電機(jī)116、118或120、或電機(jī)驅(qū)動器110、112或114的狀況(例如，表示數(shù)據(jù)或電流值的趨勢)的操作狀況信號而生成的。可以對該操作狀況信號進(jìn)行分析以確定電機(jī)116、118或120、或電機(jī)驅(qū)動器110、112或114是否正接近故障狀況?？刂破鬟€可以基于對操作控制信號的這種分析來確定發(fā)生故障的似然性，以及生成表示所確定的故障的似然性和/或與該故障的似然性有關(guān)的預(yù)防性方案的警報(bào)信號。該警報(bào)可以被表達(dá)為例如音頻警告和/或視覺警告。
[0021]電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的顯示器132可以被配置為顯示與電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的操作、電機(jī)116、118和120中的一個(gè)或更多個(gè)的操作、電機(jī)驅(qū)動器110、112和114和/或電機(jī)116、118和120的故障和/或校正故障的方案有關(guān)的信息，連同其它對用戶有用的信息。顯示器132可以包括液晶顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器、或任何其它常規(guī)的顯示器類型，和/或可以利用發(fā)光二極管表示與電機(jī)驅(qū)動器110、112和114和/或電機(jī)116、118和120有關(guān)的信息。在示出的實(shí)施方式中，顯示器132與電機(jī)驅(qū)動器110、112和114集成在一起(容置在公共外殼中)。
[0022]返回到自動化網(wǎng)絡(luò)100的其余部件，電機(jī)驅(qū)動器110、112和114可以從傳送路徑130接收控制或通信信號。還可以利用路徑130來傳送電機(jī)驅(qū)動器110、112和114和/或電機(jī)116、118和120的操作狀況，以及確定故障的可能起因和對該故障的加權(quán)方案。該信息可以被傳送至控制器104、消息顯示裝置106和/或工作站108，用于在從電機(jī)驅(qū)動器110、112和114移除的位置處進(jìn)行顯示。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用控制器104和/或工作站108來監(jiān)視自動化網(wǎng)絡(luò)100的健康。因此，控制器104和/或工作站108可以從電機(jī)驅(qū)動器110、112和114接收與由控制器138確定的診斷故障和校正動作相關(guān)的信號(例如，校正動作信號)(即，表示故障和校正該故障的方案的信號)?？梢岳眠@些信號來在顯示器132上顯示結(jié)果，以使得用戶可以檢查由控制器138確定的信息并采取呈現(xiàn)給用戶的校正動作。因此，控制器104和/或工作站108中的每個(gè)可以操作為遠(yuǎn)程終端，該遠(yuǎn)程終端允許用戶遠(yuǎn)程地監(jiān)視電機(jī)驅(qū)動器110、112和114和/或電機(jī)116、118和120的操作。
[0023]圖2示出了可以用于向用戶提供自動化網(wǎng)絡(luò)100的診斷信息的顯示器132的一個(gè)示例。雖然示出了電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的顯示器132，但是可以理解的是，例如控制器104、消息顯示裝置106和/或工作站108的顯示器132可以具有與顯示器132基本相同的行為和部件，像這樣，雖然僅可以討論電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的顯示器132，但是可以理解的是，控制器104、消息顯示裝置106和/或工作站108的顯示器132可以以基本相同的方式進(jìn)行操作。顯示器132可以包括顯示屏143，該顯示屏可以用于顯示與電機(jī)驅(qū)動器110,112和114之一(例如，電機(jī)驅(qū)動器110)的操作、電機(jī)116、118和120中的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)(例如，電機(jī)116)的操作、電機(jī)驅(qū)動器110、112和114和/或電機(jī)116、118和120的故障和/或校正動作有關(guān)的信息，連同其它對用戶有用的信息。在一些實(shí)施方式中，顯示屏143可以為大約20mm高且大約30mm寬，然而，也設(shè)想其它大小和尺寸。顯示屏143可以包括例如液晶顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器或任何其它常規(guī)顯示器類型。在一個(gè)實(shí)施方式中，顯示屏143可以是允許在顯示屏143上直接接收用戶輸入的觸摸屏顯示器。在另一實(shí)施方式中，顯示器132可以包括輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152。輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152可以允許用戶導(dǎo)航所顯示的用戶界面或應(yīng)用界面。輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152的非限制性示例可以包括按鈕、滑塊、開關(guān)、控制板、按鍵、旋鈕、滾動輪、小鍵盤、觸摸板等。另外，在某些實(shí)施方式中，可以與觸摸屏顯示屏143 —起提供一個(gè)或更多個(gè)輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152。輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152可以有助于用戶與顯示器132的交互。
[0024]輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152還可以提供另外的功能。例如，可以基于定時(shí)器來去激活顯示器132。也就是說，顯示器132或顯示器132的任何部件可以在上電時(shí)開啟，并且可以針對預(yù)設(shè)時(shí)間段(例如，I分鐘、2分鐘、5分鐘或其它時(shí)間段)繼續(xù)停留。如果在該時(shí)間段期間沒有接收到輸入和/或如果在該時(shí)間段期間所顯示的圖像變化沒有改變，則顯示器132會進(jìn)入休眠模式，其中沒有事物顯示在顯示屏158上(例如，顯示器進(jìn)入休眠模式或關(guān)閉顯示器)。為了喚醒(revive)顯示器132，用戶可以經(jīng)由輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152向顯示器132提供輸入，以使得在顯示屏143上再次顯示圖像。在另一實(shí)施方式中，在檢測到發(fā)生事件(例如電機(jī)驅(qū)動器110、112和114中的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)驅(qū)動器和/或電機(jī)116、118和120中的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)中的故障事件)時(shí),可以自動喚醒顯示器132。
[0025]如圖3所示，顯示器132可以顯示由電機(jī)驅(qū)動器110生成的各種圖像，例如，具有例如文本156和/或一個(gè)或更多個(gè)圖形圖標(biāo)(例如，圖形圖標(biāo)158)的圖形用戶界面(GUI)154。圖3示出了在電機(jī)驅(qū)動器110的啟動期間可能出現(xiàn)的初始化錯(cuò)誤屏幕的示例。如圖所示，文本156提供已發(fā)生的故障類型的視覺表示。另外，圖形圖標(biāo)158表示可以允許用戶訪問與由文本156表不的故障有關(guān)的附加信息的幫助按鈕。在一些實(shí)施方式中，用戶可以通過與直接位于圖形圖標(biāo)158下方的輸入結(jié)構(gòu)152進(jìn)行交互來訪問與圖形圖標(biāo)158有關(guān)的信息。
[0026]其它文本156和/或圖形圖標(biāo)158可以顯示為⑶1154的一部分。該其它文本156和/或圖形圖標(biāo)158可以與由將模糊邏輯應(yīng)用于一組輸入和規(guī)則的控制器138確定的故障以及針對這些故障的方案相對應(yīng)。圖4示出了圖示待由控制器138應(yīng)用的規(guī)則160的框圖。規(guī)則160可以各自對應(yīng)于存儲在例如存儲裝置140中的一組信息(例如，記錄)?？梢灶A(yù)設(shè)規(guī)則160和/或可以由用戶和/或控制器138來配置規(guī)則160。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)規(guī)則160可以包括輸入信息162,狀況信息164、權(quán)重信息166、以及方案信息168。輸入信息162可以包括與自動化網(wǎng)絡(luò)100中的部件的故障相關(guān)聯(lián)的信息(例如，故障類型)。狀況信息164可以包括與故障情況相關(guān)聯(lián)的信息(例如，故障的當(dāng)前狀態(tài)、故障隨著時(shí)間的相對狀態(tài)，即，增長或降低)。權(quán)重信息166可以包括與制定方案(formulating a solution)時(shí)控制器138應(yīng)當(dāng)給予給定規(guī)則160多少權(quán)重相關(guān)聯(lián)的信息，并且方案信息168可以包括與針對給定規(guī)則160校正故障的方案相關(guān)聯(lián)的信息。
[0027]應(yīng)當(dāng)注意的是，可以將規(guī)則160預(yù)載入控制器138。然而，在一個(gè)實(shí)施方式中，用戶可以添加或修改現(xiàn)有規(guī)則160。例如，針對在成功方案下重新發(fā)生的故障，用戶可以修改一個(gè)或更多個(gè)規(guī)則160的權(quán)重信息166，以確認(rèn)對故障以及消除該故障的方案的正確預(yù)測。這可以允許當(dāng)出現(xiàn)相似發(fā)生事件時(shí)更經(jīng)常選擇成功的規(guī)則160，這是因?yàn)樵撘?guī)則的權(quán)重信息166將已經(jīng)被增加。
[0028]可以例如通過使用輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152來完成該更新。用戶可以使用輸入結(jié)構(gòu)來識別已經(jīng)正確解決了確定故障的方案?？梢詫⒃撔畔?例如，作為更新的規(guī)則信號)傳送至控制器138，從而處理器142可以執(zhí)行存儲在存儲裝置140中的代碼，以變更與由用戶選擇的規(guī)則160相對應(yīng)的規(guī)則160并且將所變更的(例如，所更新的)規(guī)則160存儲在存儲裝置128中。這可以允許控制器138基于用戶輸入來更新并排列(rank)所建議的方案的順序列表。因此，規(guī)則160可以是可允許快速識別給定的自動化網(wǎng)絡(luò)100的“公共”機(jī)器問題的適應(yīng)性規(guī)則。
[0029]另外，在一個(gè)實(shí)施方式中，規(guī)則160可以被分組為應(yīng)用于特定客戶的公共問題/方案組。也就是說，預(yù)編程的規(guī)則160可以基于特定網(wǎng)絡(luò)100中使用的裝置類型或者基于其它用戶和/或制造方信息而在客戶之間不同。除了能夠變更給定規(guī)則160的用戶(或者能夠例如通過將變更的信息下載至網(wǎng)絡(luò)接口 122來變更給定規(guī)則160的電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的制造方)之外，電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的提供方或用戶還可以添加新的規(guī)則160 (例如，經(jīng)由輸入結(jié)構(gòu)146、148、150和152、通過將新的規(guī)則160下載至網(wǎng)絡(luò)接口 122 ；和/或經(jīng)由便攜式存儲元件例如拇指驅(qū)動器或致密型閃存卡上存儲的新的規(guī)則160，該便攜式存儲元件可以經(jīng)由USB連接或其它連接與電機(jī)驅(qū)動器110、112和114進(jìn)行接口連接)。以此方式，電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的制造方可以協(xié)助客戶解決問題或者特定于給定機(jī)器應(yīng)用的維護(hù)，或用戶可以憑他們自己更新系統(tǒng)。
[0030]控制器138可以是允許基于故障表示來向用戶提供所建議的方案的“智能”系統(tǒng)。例如，可以從電機(jī)116、118和120之一傳送故障。該控制器138可以接收該故障表示，并且匹配與所接收的故障表示相對應(yīng)的規(guī)則160。此外，控制器138可以使用例如模糊邏輯以向用戶快速提供針對故障所建議的方案而不是僅宣布方案列表來削減結(jié)果。例如，可以對規(guī)則160進(jìn)行加權(quán)，以使得用戶可以觀看所提供的方案的強(qiáng)度(以及故障表示)。該處理可以由控制器138經(jīng)由執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或更多個(gè)微處理器142 (例如，一個(gè)或更多個(gè)“通用”微處理器，一個(gè)或更多個(gè)專用微處理器和/或ASICS、或者它們的某種組合)來執(zhí)行，所述一個(gè)或更多個(gè)算法、代碼或計(jì)算機(jī)程序可以被存儲在有形非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)上，例如存儲裝置140 (例如，諸如隨機(jī)存取存儲器的易失性存儲器和/或諸如只讀存儲器的非易失性存儲器)。此外，控制器138可以與顯示器132和/或網(wǎng)絡(luò)接口 122進(jìn)行交互，以便在例如電機(jī)驅(qū)動器110的顯示器132中的一個(gè)或兩個(gè)顯示器上或者在自動化網(wǎng)絡(luò)100的其它地方的顯示器132上顯示結(jié)果。因此，診斷信息可以被同時(shí)顯示，或者可用于在自動化網(wǎng)絡(luò)100的多個(gè)位置同時(shí)顯示，這可用于向用戶提供針對所宣布的故障的方案。
[0031]因此，電機(jī)驅(qū)動器110、112和114不僅在顯示器132上向用戶呈現(xiàn)故障，而且還可以顯示問題的原因以及可以怎樣做來解決問題。可以以各種方式來呈現(xiàn)該信息。例如，可以以包括方案的置信級別的所建議的方案的排序列表(即，表格)來表示信息。另外地或替選地，可以經(jīng)由視覺指示器(例如，柱狀圖、文本差異、各種顏色)或者其它視覺指示器來表示信息以向用戶突出特定信息(例如，待用于校正故障的特定方案)。
[0032]即使在未獲得關(guān)于故障的硬信息(hard information)時(shí),也可以使用本電機(jī)驅(qū)動器110、112和114。例如，電機(jī)驅(qū)動器110、112和114可以具有“反饋損失”故障狀況。電機(jī)驅(qū)動器110、112和114經(jīng)由控制器138可以識別出在至電機(jī)116、118或120的傳送路徑134 (例如，反饋線纜)上存在信號損失。然而，僅使用該信息，控制器138不能夠明確地確定故障是否歸因于例如具有明線(open wire)的反饋線纜或者由于松的焊點(diǎn)或壞的電子裝置而已經(jīng)故障的編碼器。代替生成使得顯示器132顯示所有潛在問題的信號，控制器138可以進(jìn)行操作以指示問題最有可能的原因(例如，由于壞的反饋線纜或壞的編碼器)并且經(jīng)由顯示器132向用戶呈現(xiàn)該信息。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器138可以使用模糊邏輯來做出該確定和指示以提高電機(jī)驅(qū)動器110、112和114的診斷能力。圖5中示出了該模糊邏輯技術(shù)的示例。
[0033]圖5示出了控制器138進(jìn)行的模糊邏輯的應(yīng)用的示例。例如，圖5示出了當(dāng)以相同方案注冊了多個(gè)故障時(shí)對兩個(gè)規(guī)則即規(guī)則160a和160b—起求和的示例。也就是說，規(guī)則160a包括與自動化網(wǎng)絡(luò)100中的部件的故障相關(guān)聯(lián)的輸入(例如，輸入8)(例如，可能存在的故障類型)以及與故障的情況相關(guān)聯(lián)的狀況(例如，狀況I)(例如，故障的當(dāng)前狀態(tài)、故障隨時(shí)間的相對狀態(tài)，即增長或降低)。另外，規(guī)則160a包括與制定方案時(shí)控制器138應(yīng)當(dāng)給予規(guī)則160a多少權(quán)重相關(guān)聯(lián)的權(quán)重信息(例如，權(quán)重值I)、以及與校正故障的方案相關(guān)聯(lián)的方案信息(例如，方案I)。類似地，規(guī)則160b包括與自動化網(wǎng)絡(luò)100中的部件的故障相關(guān)聯(lián)的輸入(例如，輸入2)(例如，存在的故障類型)以及與故障的情況相關(guān)聯(lián)的狀況(例如，狀況2)(例如，故障的當(dāng)前狀態(tài)、故障隨時(shí)間的相對狀態(tài)、即增長或降低)。另外，規(guī)則160b包括與制定方案時(shí)控制器138應(yīng)當(dāng)給予規(guī)則160b多少權(quán)重相關(guān)聯(lián)的權(quán)重信息(例如，權(quán)重值
2)、以及與校正故障的方案相關(guān)聯(lián)的方案信息(例如，方案I)。因此，因?yàn)橐?guī)則160a和160b兩者可以用于公共方案(例如，方案1)，所以在確定向用戶呈現(xiàn)的用于補(bǔ)救所識別的故障的方案(例如，方案I)時(shí)，控制器138可以對規(guī)則160a和160b求和，從而在制定結(jié)果中考慮到規(guī)則160a和160b兩者。
[0034]圖5還示出了其中在生成用于輸出至顯示器132的方案(例如，方案2)中僅使用單個(gè)規(guī)則160c的情況。也就是說，通過規(guī)則160c提供與自動化網(wǎng)絡(luò)100中的部件的故障相關(guān)聯(lián)的輸入(例如，輸入2)(例如，出現(xiàn)的故障的類型)，通過規(guī)則160c提供與故障的情況相關(guān)聯(lián)的狀況(例如，狀況3)(例如，故障的當(dāng)前狀態(tài)，故障隨時(shí)間的相對狀態(tài)，即增長或降低)，與制定方案時(shí)控制器138應(yīng)當(dāng)給予規(guī)則160c多少權(quán)重相關(guān)聯(lián)的權(quán)重信息(例如，權(quán)重值4)以及與校正故障的方案相關(guān)聯(lián)的方案信息(例如，方案2)。因此，在確定針對所識別的故障的方案(例如，方案2)時(shí),控制器可以僅使用在規(guī)則160c中存在的信息。
[0035]圖5還示出了當(dāng)以相同方案登記了多個(gè)故障時(shí)對兩個(gè)規(guī)則即規(guī)則160d和160e —起求和的示例。然而，僅在已滿足第一輸入(例如，輸入10)、第一狀況(例如，狀況4)、第二輸入(例如，輸入16)和第二狀況(例如，狀況5)的情況下，才可以使用規(guī)則160d。如果已滿足這些輸入和狀況,則可以將具有權(quán)重(權(quán)重4)和方案(例如，方案4)的規(guī)則160d與規(guī)則106e相結(jié)合，規(guī)則106e包括與自動化網(wǎng)絡(luò)100中的部件的故障相關(guān)聯(lián)的輸入(例如，輸入
3);與故障情況相關(guān)聯(lián)的狀況(例如，狀況I)(例如，故障的當(dāng)前狀態(tài)、故障隨時(shí)間的相對狀態(tài)、即增長或降低);與制定方案時(shí)控制器138應(yīng)當(dāng)給予規(guī)則160e多少權(quán)重相關(guān)聯(lián)的權(quán)重信息(例如，權(quán)重值5);以及與校正故障的方案相關(guān)聯(lián)的方案信息(例如，方案4)。因此，當(dāng)確定針對所識別的故障的方案(例如，方案4)時(shí)，控制器138可以對規(guī)則160d和160e求和，從而在制定結(jié)果中考慮到規(guī)則160d和160e兩者。因此，當(dāng)確定向用戶呈現(xiàn)的用于補(bǔ)救所識別的故障的方案(例如，方案4)時(shí)，控制器138可以使用兩個(gè)規(guī)則160d和160e。
[0036]因此，通過使用修改的傳統(tǒng)模糊邏輯(如上提出的)，控制器138可以實(shí)現(xiàn)能夠幫助識別故障狀況的原因以及用于解決這些問題的方案的智能診斷系統(tǒng)。傳統(tǒng)的模糊邏輯會建議控制器138對一組規(guī)則160進(jìn)行操作以直接控制輸出。雖然可以將該類型的模糊邏輯用于該控制器138中的診斷，但是證實(shí)在相似規(guī)則160上運(yùn)行的修改的模糊邏輯引擎更有益。
[0037]也就是說，控制器138可以執(zhí)行程序以:考慮規(guī)則160的體系，將規(guī)則160與各個(gè)輸入、狀況和權(quán)重進(jìn)行比較，并且輸出潛在方案的似然性?？梢詫@些似然方案進(jìn)行例如求和和定序，使得控制器138系統(tǒng)將對方案的和進(jìn)行排列，然后建議具有最高似然的方案顯示在顯示器132上。以此方式，控制器138可以執(zhí)行修改的模糊邏輯程序以生成潛在方案。下面描述當(dāng)針對給定的實(shí)際故障存在多個(gè)潛在故障原因時(shí)的這種技術(shù)的示例。
[0038]如果反饋線纜(例如，傳送路徑134或另外的路徑中的部分或全部)斷開，控制器將識別出多個(gè)潛在的故障，包括“反饋丟失”故障、“電機(jī)熱”故障和“反饋信號丟失”故障。這可能導(dǎo)致出現(xiàn)問題，因?yàn)槔缛绻麅H在顯示器132上列出潛在故障，則用戶可能不正確地診斷問題。然而，控制器138可以緩解該問題。下面列出了僅基于目前有效的故障來建議方案的狀況:[0039]表1
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)驅(qū)動器，包括: 控制器，被配置為生成用于傳送至自動化系統(tǒng)的部件的控制或通信信號；以及 接口，被配置為從所述部件接收表示所述部件中的故障的操作狀況信號，其中所述控制器包括處理器，所述處理器被配置為: 分析所述操作控制信號；以及 確定至少一個(gè)故障引起所述操作控制信號的似然性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器被配置為生成表示對所述至少一個(gè)故障進(jìn)行校正的方案的校正動作信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括顯示器，其中所述控制器被配置為:基于提供在所述顯示器上的所述校正動作信號來確定校正動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括外殼，所述外殼封入所述接口、所述控制器和所述顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述接口被配置為將所述校正動作信號傳送給在所述電機(jī)驅(qū)動器外部的裝置，其中所述裝置包括顯示器，其中所述控制器被配置為使所述校正動作信號的表示被提供在所述顯示器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器包括存儲元件，所述存儲元件被配置為存儲第一信息，所述第一信息與和所述部件的故障相關(guān)聯(lián)的輸入有關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述存儲元件被配置為存儲第二信息，所述第二信息與和所述部件的故障相關(guān)聯(lián)的狀況有關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述存儲元件被配置為存儲第三信息，所述第三信息與和所述部件的故障相關(guān)聯(lián)的權(quán)重狀況有關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述存儲元件被配置為存儲第四信息，所述第四信息與和所述部件的故障相關(guān)聯(lián)的校正動作有關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述處理器被配置為確定至少一個(gè)第二故障引起所述控制信號的似然性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器被配置為生成表示對所述至少一個(gè)故障進(jìn)行校正的第一方案和第二方案的校正動作信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器被配置為確定對所述至少一個(gè)故障進(jìn)行校正的所述第一方案和所述第二方案的顯示順序。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述處理器被配置為:基于模糊邏輯原理的應(yīng)用來確定至少一個(gè)故障引起所述操作控制信號的似然性。
14.一種電機(jī)驅(qū)動器,包括: 控制器，被配置為接收表示所述電機(jī)驅(qū)動器中的故障的操作狀況信號，其中所述控制器包括: 處理器，被配置為:從適用于所述故障的一組規(guī)則中選擇至少一個(gè)規(guī)則，以及基于結(jié)合所述至少一個(gè)規(guī)則存儲的信息來確定方案補(bǔ)救所述故障的似然性；以及 存儲裝置，被配置為存儲該組規(guī)則。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括至少一個(gè)用戶輸入，所述至少一個(gè)用戶輸入被配置為從用戶接收與變更該組規(guī)則中的一個(gè)或更多個(gè)規(guī)則有關(guān)的輸入。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括至少一個(gè)用戶輸入，所述至少一個(gè)用戶輸入被配置為從用戶接收與添加新規(guī)則至該組規(guī)則有關(guān)的輸入。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括網(wǎng)絡(luò)接口，所述網(wǎng)絡(luò)接口被配置為從用戶或所述電機(jī)驅(qū)動器的制造方接收與變更或添加該組規(guī)則中的一個(gè)或更多個(gè)規(guī)則有關(guān)的信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括接口，所述接口被配置為耦接至便攜式存儲元件，以接收與變更或添加該組規(guī)則中的一個(gè)或更多個(gè)規(guī)則有關(guān)的信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，包括網(wǎng)絡(luò)接口，所述網(wǎng)絡(luò)接口被配置為將有關(guān)所述方案補(bǔ)救所述故障的似然性的表示傳送給在所述電機(jī)驅(qū)動器外部的監(jiān)視器。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述處理器被配置為基于模糊邏輯原理的應(yīng)用來確定所述方案的似然性。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器被配置為接收表示電機(jī)中的故障的第二操作狀況信號，其中所述處理器被配置為:從適用于所述電機(jī)中的故障的一組規(guī)則中選擇至少一個(gè)第二規(guī)則，以及基于結(jié)合所述至少一個(gè)第二規(guī)則存儲的信息來確定方案補(bǔ)救所述電機(jī)中的故障的似然性。
22.—種電機(jī)驅(qū)動器,包括: 控制器，被配置為生成用于傳送至自動化系統(tǒng)的電機(jī)的控制或通信信號； 接口，被配置為接收表示所述電機(jī)中的故障的操作狀況信號；其中，所述控制器包括處理器，所述處理器被配置為: 分析所述操作控制信號； 確定至少一個(gè)故障引起所述控制信號的似然性；以及 基于所述至少一個(gè)故障引起所述控制信號的似然性來確定方案補(bǔ)救所述故障的似然性；以及 顯示器，其中所述控制器被配置為使所述方案的表示被提供在所述顯示器上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述方案的表示包括曲線圖、表格或圖表。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述處理器被配置為:基于至少一個(gè)第二故障引起所述控制信號表示的似然性來確定第二方案補(bǔ)救所述故障的似然性。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述方案的表示包括排序表，所述排序表包括所述第一方案和所述第二方案的定序優(yōu)先。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述處理器被配置為基于模糊邏輯原理的應(yīng)用來確定所述方案的表示。
27.—種電機(jī)驅(qū)動器,包括: 控制器，所述控制器被配置為:生成用于傳送至自動化系統(tǒng)的部件的控制或通信信號，以及接收表示所述電機(jī)驅(qū)動器的所述部件的狀況的操作狀況信號，其中所述控制器包括處理器，所述處理器被配置為: 分析所述操作控制信號；以及 基于對所述操作控制信號的所述分析來確定故障發(fā)生的似然性。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器被配置為生成表示所述故障的似然性的警報(bào)信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電機(jī)驅(qū)動器，其中，所述控制器被配置為生成表示與所述故障的似然性有關(guān)的預(yù)防性`方案的警報(bào)信號。
【文檔編號】G05B23/02GK103728966SQ201310477018
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】默里·E·赫什, 托德·M·厄斯特賴希, 格里·M·納格爾 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司