JP5995688B2 - Actuator control device - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータの経時劣化による過負荷保護停止を事前に予知することができるアクチュエータ制御装置に関する。 The present invention relates to an actuator control device capable of predicting in advance an overload protection stop due to deterioration of an actuator over time.
モータによって駆動されるアクチュエータでは、アクチュエータに過剰な負荷がかかると、それに抗するようにモータに過剰な電流が供給されるため、加熱によりモータが焼損する場合がある。このため、アクチュエータ制御装置では一般に、モータに供給される電流値に基づき負荷率を演算し、負荷率演算値が所定の値以上になった場合にモータを減速停止させてモータの焼損を防止している。これをアクチュエータの過負荷保護停止という。 In an actuator driven by a motor, if an excessive load is applied to the actuator, an excessive current is supplied to the motor to resist it, and the motor may burn out due to heating. For this reason, the actuator control device generally calculates a load factor based on the current value supplied to the motor, and when the calculated load factor exceeds a predetermined value, the motor is decelerated and stopped to prevent motor burnout. ing. This is called actuator overload protection stop.
また、アクチュエータは、年月が経過するうちに構成要素の摩耗や腐食といった各種の要因によって、アクチュエータを動作させるために必要な負荷が増大する経時劣化が発生する場合がある。つまり、動作経路や動作速度等のアクチュエータの動作条件を変更していないにも関わらず、アクチュエータの経時劣化によってアクチュエータの負荷が過剰となり、アクチュエータの過負荷保護停止が発生する場合がある。
アクチュエータが用いられている生産装置では、アクチュエータの経時劣化による過負荷保護停止を防止するために、定期的にアクチュエータの保守作業を行う場合がある。生産装置の規模が大きくなるほど用いられているアクチュエータの数も多くなるため、このような生産装置では保守作業の作業効率の向上が求められている。
In addition, the actuator may deteriorate over time due to various factors such as wear and corrosion of constituent elements over the years, which increase the load required to operate the actuator. That is, although the actuator operating conditions such as the operating path and the operating speed are not changed, the actuator load becomes excessive due to the deterioration of the actuator over time, and the overload protection stop of the actuator may occur.
In a production apparatus in which an actuator is used, there is a case where maintenance work of the actuator is periodically performed in order to prevent overload protection stop due to deterioration of the actuator with time. Since the number of actuators used increases as the scale of the production apparatus increases, such production apparatus is required to improve the work efficiency of maintenance work.
生産装置等で用いられるアクチュエータ制御装置においては、このようなアクチュエータの過負荷保護停止が発生した場合、原因の調査及び対策が必要となり、生産を停止しなければならない可能性がある。このため、生産効率が大幅に低下してしまう。 In an actuator control device used in a production device or the like, when such an overload protection stop of the actuator occurs, investigation of the cause and countermeasures are required, and production may have to be stopped. For this reason, production efficiency will fall significantly.
このような問題を改善するものとして、過負荷保護停止となる負荷率演算値よりも低い負荷率演算値でモータに供給される電流を制限する抄紙機用電動機駆動装置が提案されている(特許文献1参照)。この抄紙機用電動機駆動装置は、電動機と、電動機を駆動する手段と、電動機の電流に基づき負荷率演算値を求める演算手段と、を具備している。そして、この抄紙機用電動機駆動装置は、得られた負荷率演算値が保護停止となる負荷率演算値より低い所定の値となったとき電流指令値を制限する電流制限値信号発生手段と、を具備している。これにより、電動機が過負荷運転時においても保護停止せず連続運転が可能となるように構成されている。 In order to improve such a problem, there has been proposed a paper machine motor drive device that limits the current supplied to the motor with a load factor calculation value lower than the load factor calculation value at which overload protection is stopped (patent). Reference 1). This electric motor drive device for a paper machine includes an electric motor, means for driving the electric motor, and calculation means for obtaining a load factor calculation value based on the electric current of the electric motor. And this electric motor drive device for paper machine, current limit value signal generating means for limiting the current command value when the obtained load factor calculated value becomes a predetermined value lower than the load factor calculated value to stop protection, It has. As a result, the motor is configured to be capable of continuous operation without stopping protection even during overload operation.
しかしながら、特許文献1に記載の抄紙機用電動機駆動装置では、負荷率演算値が過負荷保護停止となる負荷率演算値より低い所定の値となったときに電流指令値を制限しているため、過負荷保護停止を防止するためにモータが減速されてしまう。このため、生産装置に適用する場合、モータの減速に伴い、生産装置の動作サイクルが正常時に比べ遅延してしまい、予期せぬ生産効率の低下が発生する可能性があった。 However, in the electric motor drive device for a paper machine described in Patent Document 1, the current command value is limited when the load factor calculation value becomes a predetermined value lower than the load factor calculation value at which overload protection is stopped. The motor is decelerated to prevent the overload protection from stopping. For this reason, when it is applied to a production apparatus, the operation cycle of the production apparatus is delayed as compared with the normal time due to the deceleration of the motor, and there is a possibility that an unexpected reduction in production efficiency may occur.
特許文献1に記載の抄紙機用電動機駆動装置では、電動機の経時劣化の状態については調べることができない。
そこで本発明はアクチュエータの経時劣化の状態を判定し、アクチュエータの経時劣化による過負荷保護停止を予知し、過負荷保護停止が発生する以前に保守作業等の対策を実施する事で予期せぬ生産効率の低下を事前に防止するアクチュエータ制御装置を提供する。
In the motor drive device for a paper machine described in Patent Document 1, it is impossible to investigate the state of deterioration of the motor over time.
Therefore, the present invention determines the state of deterioration of the actuator over time, predicts overload protection stop due to deterioration of the actuator over time, and implements measures such as maintenance work before the overload protection stop occurs. Provided is an actuator control device that prevents a reduction in efficiency in advance.
本発明によるアクチュエータ制御装置は、モータと、モータにより駆動される少なくとも一つのアクチュエータと、モータの動作を制御する動作制御部と、モータの負荷率演算値を求める負荷率演算部と、負荷率演算値が第一の閾値以上になった際に、第一の過負荷警告信号を出力する第一の過負荷警告信号発生手段と、負荷率演算値が第一の閾値より小さい第二の閾値以上になった際に、第二の過負荷警告信号を出力する第二の過負荷警告信号発生手段と、第一の過負荷警告信号が出力された回数に対応する第一の回数を計測する第一の回数計測手段と、第二の過負荷警告信号が出力された回数に対応する第二の回数を計測する第二の回数計測手段と、第二の過負荷警告信号が連続して出力された時間に対応する第二の時間を計測する第二の時間計測手段と、第一の回数、第二の回数及び第二の時間に基づいて、少なくとも一つのアクチュエータの経時劣化の状態を判定する状態判定部と、を備える。 An actuator control apparatus according to the present invention includes a motor, at least one actuator driven by the motor, an operation control unit that controls the operation of the motor, a load factor calculation unit that calculates a load factor calculation value of the motor, and a load factor calculation A first overload warning signal generating means for outputting a first overload warning signal when the value is equal to or greater than a first threshold, and a second threshold greater than or equal to a load factor calculation value smaller than the first threshold A second overload warning signal generating means for outputting a second overload warning signal, and a first number corresponding to the number of times the first overload warning signal is output is measured. The first number measuring means, the second number measuring means for measuring the second number corresponding to the number of times the second overload warning signal is output, and the second overload warning signal are continuously output. Second to measure the second time corresponding to the time And time measuring means, the first number, based on the second number and the second time, and a determining state determination unit the state of aging of the at least one actuator.
本発明によれば、アクチュエータの経時劣化の状態を判定することができる。このため、アクチュエータの経時劣化を原因とする過負荷保護停止を予知することができ、過負荷保護停止が発生する以前に保守作業などの対策を実施することで予期せぬ生産効率の低下を事前に防止することができる。 According to the present invention, it is possible to determine the state of deterioration of the actuator over time. For this reason, it is possible to predict an overload protection stop due to the deterioration of the actuator over time, and to take measures such as maintenance work before the overload protection stop occurs to prevent an unexpected decline in production efficiency. Can be prevented.
以下、本発明に係るアクチュエータ制御装置を用いた実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本発明を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments using an actuator control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings shown below may be drawn at a scale different from the actual scale so that the present invention can be easily understood.
図1(a)は、本実施形態におけるアクチュエータ制御装置100を備えた生産装置500の概略図である。
Fig.1 (a) is the schematic of the
本実施形態に係る生産装置500は、アクチュエータ制御装置100、作業装置101、作業装置102、及び搬送装置103を備えている。アクチュエータ制御装置100は、作業装置101及び102、及び搬送装置103を制御しており、コントローラ200、220、240、260及び280、プログラマブルコントローラ300、320、340、及びサーバ400によって構成されている。また、作業装置101は、アクチュエータ10、20及び30を備えており、作業装置102は、アクチュエータ40、50及び60を備えている。搬送装置103は、アクチュエータ70及び80を備えている。作業装置101と作業装置102はそれぞれ異なる作業をワーク90に行う作業装置であり、搬送装置103に沿うように設置されている。作業装置101による作業が完了すると、搬送装置103の動作によって矢印Xで示す方向に作業装置102へワーク90が搬送される。アクチュエータ10〜60はそれぞれ、例えばモータ11〜61の回転軸にボールナットが螺合されたボールネジが連結され、ボールネジに固定されたロッドの先端に任意の機器が取り付けられる構成となっている。モータ11〜61が適宜の方向に回転させられると、ボールネジも同方向に回転させられ、ボールネジに螺合されたボールナット及びロッドが一軸方向に往復動される。また、アクチュエータ70及び80は、それぞれモータ71及び81によって駆動される。
コントローラ200〜280は、上位の制御装置であるプログラマブルコントローラ30〜340からの信号に応じて、少なくとも一台のアクチュエータ10〜80を制御する制御装置である。具体的には、コントローラ200は、プログラマブルコントローラ300からの信号に応じてアクチュエータ10を制御しており、コントローラ220は、プログラマブルコントローラ300からの信号に応じてアクチュエータ20及び30を制御している。また、コントローラ240は、プログラマブルコントローラ320からの信号に応じてアクチュエータ70及び80を制御している。さらに、コントローラ260は、プログラマブルコントローラ340からの信号に応じてアクチュエータ50及び60を制御しており、コントローラ280は、プログラマブルコントローラ340からの信号に応じてアクチュエータ40を制御している。すなわち、プログラマブルコントローラ300〜340は、作業装置101、作業装置102、及び搬送装置103を制御する制御装置である。
A
The
なお、本実施形態における生産装置500の構成、特に、アクチュエータ、モータ、コントローラ、プログラマブルコントローラ等の個数は本発明を限定するものではなく、任意の個数のものを用いることができる。
Note that the configuration of the
次に、本実施形態に係るアクチュエータ制御装置100の詳細について説明する。 Next, details of the actuator control apparatus 100 according to the present embodiment will be described.
図1(b)は、本実施形態におけるアクチュエータ制御装置100の概略図である。 FIG. 1B is a schematic diagram of the actuator control apparatus 100 in the present embodiment.
図1(b)では、アクチュエータ10、コントローラ200、プログラマブルコントローラ300及びサーバ400のみを取り出しているが、他の構成要素については同様の構成なので省略する。アクチュエータ10を制御するコントローラ200は、基本制御部201、動作制御部202、負荷率演算部203、過負荷判定部204、計測部207、記憶部212、状態判定部217、及び信号入出力部218によって構成されている。なお、コントローラに設けられているこれらの構成要素は、コントローラに接続されているアクチュエータの数だけ設けてよい。
In FIG. 1B, only the
基本制御部201は、動作制御部202の上位制御部となるものである。基本制御部201では、プログラマブルコントローラ300から入力された信号に応じて、アクチュエータ10の動作開始等のシーケンスを含んだ動作プログラムの解読及び実行が行われる。また、この動作プログラムの実行時に、アクチュエータ10の動作方向や動作速度等の制御を動作制御部202に行わせる。
The
動作制御部202では、動作プログラムの実行時に、アクチュエータ10が動作開始点から動作終了点へ移動する場合の動作方向や動作速度等が演算され、演算結果をもとにモータ11へ供給する電流の指令が生成される。
In the operation control unit 202, when the operation program is executed, the operation direction and the operation speed when the
負荷率演算部203では、動作制御部202からモータ11に供給された電流値をもとに、負荷率演算値Fが演算される。負荷率演算値Fの演算方法としては、例えばモータ11の発熱量の予測値からモータ11の放熱量の予測値を減算することでモータ11の温度上昇量を予測し、この温度上昇量をモータ11の現在の温度に加算し、モータ11の温度予測値を演算する。このモータ11の温度予測値からモータ11が焼損に至る可能性がある温度(温度限界値)を除算する方法がある。また別に、負荷率演算値Fは、モータの定格電流値に対する供給電流値の割合から求めることができる。
The load
過負荷判定部204には、内部メモリ(不図示)が備えられており、モータの焼損を防止できる範囲で出来る限り大きい負荷率演算値が第一の閾値F1として、第一の閾値F1より低い所定の負荷率演算値が第二の閾値F2として記憶されている。また、過負荷判定部204は、第一の過負荷警告信号発生手段205及び第二の過負荷警告信号発生手段206を備えている。過負荷判定部204では、負荷率演算部203で演算された負荷率演算値Fと第一の閾値F1とを比較し、負荷率演算値Fが第一の閾値F1以上になった場合に、第一の過負荷警告信号発生手段205が、第一の過負荷警告信号を計測部207に出力する。同様に、負荷率演算値Fと第二の閾値F2とを比較し、負荷率演算値Fが第二の閾値F2以上になった場合に、第二の過負荷警告信号発生手段206が、第二の過負荷警告信号を計測部207に出力する。
The overload determination unit 204 is provided with an internal memory (not shown), and a load factor calculation value that is as large as possible within a range in which motor burnout can be prevented is lower than the first threshold value F1. A predetermined load factor calculation value is stored as the second threshold value F2. The overload determination unit 204 includes first overload warning signal generation means 205 and second overload warning signal generation means 206. The overload determination unit 204 compares the load factor calculation value F calculated by the load
計測部207には、第一の過負荷警告信号が出力された回数に対応する第一の回数を計測する第一の回数計測手段208、及び第二の過負荷警告信号が出力された回数に対応する第二の回数を計測する第二の回数計測手段209が備えられている。また計測部207には、第一の過負荷警告信号が連続して出力された時間に対応する第一の時間を計測する第一の時間計測手段210、及び第二の過負荷警告信号が連続して出力された時間に対応する第二の時間を計測する第二の時間計測手段211が備えられている。そして、得られた第一の回数、第二の回数、第一の時間及び第二の時間は、記憶部212に出力される。
The measuring
記憶部212には、計測部207から出力された第一の回数を記憶する第一の回数記憶手段213、及び計測部207から出力された第二の回数を記憶する第二の回数記憶手段214が備えられている。 また、記憶部212には、計測部207から出力された第一の時間を記憶する第一の時間記憶手段215、及び計測部207から出力された第二の時間を記憶する第二の時間記憶手段216が備えられている。
The
状態判定部217では、あらかじめ設定された判定条件と記憶部212に記憶されている第一の回数、第二の回数、第一の時間及び第二の時間が比較される。判定条件が満たされた場合には、アクチュエータ10の経時劣化(経年劣化)を知らせる警報が信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600に出力され、表示される。
In the state determination unit 217, the determination condition set in advance and the first number, the second number, the first time, and the second time stored in the
アクチュエータを連続運転させた場合の第一の閾値F1及び第二の閾値F2の決定方法について図2を用いて説明する。 A method for determining the first threshold value F1 and the second threshold value F2 when the actuator is continuously operated will be described with reference to FIG.
図2は、本実施形態のアクチュエータの連続動作時における負荷率演算値Fの時間依存性の例を示したグラフである。なお、以下では図1(b)に示されている各構成要素を用いて説明するが、図1(b)に示されていない各構成要素に対しても同様に適用される。 FIG. 2 is a graph showing an example of time dependency of the load factor calculation value F during the continuous operation of the actuator of the present embodiment. In addition, although it demonstrates using each component shown by FIG.1 (b) below, it applies similarly also to each component which is not shown by FIG.1 (b).
アクチュエータ10を連続運転させた場合、摩耗や腐食といったアクチュエータ10の構成要素の経時劣化により、負荷率演算値Fは徐々にかつ振動的に上昇する傾向がある。このため、アクチュエータ10の経時劣化による負荷率演算値Fの上昇が始まる前に、アクチュエータ10を所定の時間連続動作させ、この所定の時間の平均の負荷率演算値を基準負荷率演算値F0として取得しておくことが望ましい。第二の閾値F2は、基準負荷率演算値F0に所定の値を乗算した値を設定すればよい。また、第一の閾値F1にはモータ11の焼損を防止できる範囲で出来る限り大きい負荷率演算値を設定すればよい。
When the
次に、アクチュエータ10を連続運転させる場合における状態判定部217の判定条件の決定方法について図2を用いて説明する。
Next, a method for determining the determination condition of the state determination unit 217 when the
アクチュエータ10が経時劣化の初期状態にある場合には、負荷率演算値Fが第二の閾値F2付近で推移する傾向にある。このため、負荷率演算値Fが第二の閾値F2以上になった回数が、所定の回数以上になった場合に(図2では、時間T1とT2の間)、経時劣化の初期状態と判定するように状態判定部217の判定条件を設定すればよい。また、アクチュエータ10が経時劣化の中期状態にある場合には、負荷率演算値Fは第二の閾値F2を常時超えているが第一の閾値F1には到達しない傾向にある。このため、負荷率演算値Fが連続して第二の閾値F2以上になった時間が、所定の時間以上になった場合に(図2では、時間T2とT3の間)、経時劣化の中期状態と判定するように状態判定部217の判定条件を設定すればよい。また、アクチュエータ10が経時劣化の末期状態にある場合には、負荷率演算値Fは第二の閾値F2を常時超え、かつ第一の閾値F1に到達し始める傾向にある。このため、負荷率演算値Fが第一の閾値F1以上になった回数が、所定の回数以上になった場合に(図2では、時間T3以上)、経時劣化の末期状態と判定するように状態判定部217の判定条件を設定すればよい。
When the
すなわち、状態判定部217では、第二の回数が所定の回数以上になった場合に経時劣化の初期状態と判定され、第二の時間が所定の時間以上になった場合に経時劣化の中期状態と判定される。また、状態判定部217では、第一の回数が所定の回数以上になった場合に経時劣化の末期状態と判定される。このように、状態判定部217にアクチュエータ10の経時劣化の状態を判定する判定条件が設定される。
That is, in the state determination unit 217, when the second number of times becomes equal to or greater than the predetermined number of times, it is determined as the initial state of deterioration with time, and when the second time becomes equal to or longer than the predetermined time, the intermediate state of deterioration with time It is determined. In addition, the state determination unit 217 determines that the deterioration with time is the final state when the first number of times is equal to or greater than the predetermined number. Thus, the determination condition for determining the state of deterioration of the
また、状態判定部217において、アクチュエータ10が経時劣化の初期状態にあると判定された場合には、第一の警報が信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600に出力されるように構成されている。また、状態判定部217において、アクチュエータ10が経時劣化の中期状態にあると判定された場合には、第二の警報が信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600に出力されるように構成されている。さらに、状態判定部217において、アクチュエータ10が経時劣化の末期状態にあると判定された場合には、第三の警報が信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600に出力されるように構成されている。
When the state determination unit 217 determines that the
アクチュエータ10が間欠運転することで負荷率演算値Fの上昇傾向が異なる場合には、状態判定部217の判定条件を変更することでアクチュエータ10の経時劣化の状態を判定することが可能である。例えば、記憶部212にアクチュエータ10の動作回数を記憶する動作回数記憶手段219を新たに設ける。そして、動作回数記憶手段219に記憶された動作回数に対して、所定の動作回数連続して第二の回数が所定の回数以上になった場合に経時劣化の初期状態と判定されるように変更する。また、動作回数記憶手段219に記憶された動作回数に対して、所定の動作回数連続して第二の時間が所定の時間以上になった場合に経時劣化の中期状態と判定されるように変更する。さらに、動作回数記憶手段219に記憶された動作回数に対して、所定の動作回数連続して第一の回数が所定の回数以上になった場合に経時劣化の末期状態と判定されるように変更する。このように、判定条件を変更することで負荷率演算値Fの上昇傾向が異なる場合でも、アクチュエータ10の経時劣化の状態を判定することが可能となる。
また、動作回数記憶手段219に記憶された動作回数に対して、所定の動作回数連続して、第二の回数が直前の動作に比べて増加した場合に経時劣化の初期状態と判定されるように変更する。また、動作回数記憶手段219に記憶された動作回数に対して、所定の動作回数連続して、第二の時間が直前の動作に比べて増加した場合に経時劣化の中期状態と判定されるように変更する。さらに、動作回数記憶手段219に記憶された動作回数に対して、所定の動作回数連続して第一の回数が直前の動作に比べて増加した場合に経時劣化の末期状態と判定されるように変更する。このように、判定条件を変更することで負荷率演算値Fの上昇傾向が異なる場合でも、アクチュエータ10の経時劣化の状態を判定することも可能となる。
When the increasing tendency of the load factor calculation value F is different due to the intermittent operation of the
Further, when the second number of times increases compared to the previous operation for a predetermined number of times with respect to the number of operations stored in the operation number storage means 219, it is determined that the initial state of deterioration with time is determined. Change to Further, when the second time increases compared to the immediately preceding operation continuously for a predetermined number of times with respect to the number of operations stored in the operation
負荷率演算値Fが第一の閾値F1以上になった場合におけるコントローラ200の動作について図3(a)のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートに対応するプログラムは、コントローラ200の中の内部メモリ(不図示)に記憶されており、そしてCPU(不図示)がプログラムを、内部メモリから読み出して実行する。
The operation of the
コントローラ200の動作が開始されると(S1)、まず、負荷率演算値Fがあらかじめ設定された第一の閾値F1以上になった際に、第一の過負荷警告信号発生手段205から出力される第一の過負荷警告信号を計測部207が受信したか判定する(S2)。もし、計測部207が第一の過負荷警告信号を受信した際には(S2のYes)、第一の時間計測手段210によって第一の時間の計測を開始する(S3)。次に、計測部207による第一の過負荷警告信号の受信が終了したか判定する(S4)。もし、計測部207による第一の過負荷警告信号の受信が終了した際には(S4のYes)、第一の時間計測手段210による第一の時間の計測を終了する(S5)。第一の過負荷警告信号発生手段205から第一の過負荷警告信号が瞬間的に出力された場合等による誤検知を防止するために、誤検知防止時間をあらかじめ設定しておき、ステップS5において得られた第一の時間が誤検知防止時間以上か判定する(S6)。もし、ステップS5において得られた第一の時間が誤検知防止時間未満であれば(S6のNo)、計測部207による受信は誤検知とみなし、処理を終了する(S10)。もし、ステップS5において得られた第一の時間が誤検知防止時間以上であれば(S6のYes)、得られた第一の時間を第一の時間記憶手段215に記憶させる(S7)。そして、第一の回数計測手段208において、第一の回数を1だけ増やし、第一の回数記憶手段213に記憶させる(S8)。次に、第一の回数記憶手段213に記憶されている第一の回数及び第一の時間記憶手段215に記憶されている第一の時間に基づいて、状態判定部217にアクチュエータ10の経時劣化の状態を判定させるために、状態判定開始信号を出力する(S9)。そして、動作を終了する(S10)。
なお、第一の時間が誤検知防止時間以上の場合には、モータ11の焼損を防止するためにモータ11を減速停止させ、アクチュエータ10を過負荷保護停止させる。
When the operation of the
If the first time is equal to or longer than the erroneous detection prevention time, the motor 11 is decelerated and stopped to prevent the motor 11 from burning, and the
次に、負荷率演算値Fが第二の閾値F2以上になった場合におけるコントローラ200の動作について図3(b)のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートに対応するプログラムは、コントローラ200の中の内部メモリ(不図示)に記憶されており、そしてCPU(不図示)がプログラムを、内部メモリから読み出して実行する。
Next, the operation of the
コントローラ200の動作が開始されると(S11)、まず、負荷率演算値Fがあらかじめ設定された第二の閾値F2以上になった際に、第二の過負荷警告信号発生手段206から出力される第二の過負荷警告信号を計測部207が受信したか判定する(S12)。もし、計測部207が第二の過負荷警告信号を受信した際には(S12のYes)、第二の時間計測手段211によって第二の時間の計測を開始する(S13)。次に、計測部207による第二の過負荷警告信号の受信が終了したか判定する(S14)。もし、計測部207による第二の過負荷警告信号の受信が終了した際には(S14のYes)、第二の時間計測手段211による第二の時間の計測を終了する(S15)。第二の過負荷警告信号発生手段206から第二の過負荷警告信号が瞬間的に出力された場合等による誤検知を防止するために、誤検知防止時間をあらかじめ設定しておき、ステップS15において得られた第二の時間が誤検知防止時間以上か判定する(S16)。もし、ステップS15において得られた第二の時間が誤検知防止時間未満であれば(S16のNo)、計測部207による受信は誤検知とみなし、処理を終了する(S20)。もし、ステップS15において得られた第二の時間が誤検知防止時間以上であれば(S16のYes)、得られた第二の時間を第二の時間記憶手段216に記憶させる(S17)。そして、第二の回数計測手段209において、第二の回数を1だけ増やし、第二の回数記憶手段214に記憶させる(S18)。次に、第二の回数記憶手段214に記憶されている第二の回数及び第二の時間記憶手段216に記憶されている第二の時間に基づいて、状態判定部217にアクチュエータ10の経時劣化の状態を判定させるために、状態判定開始信号を出力する(S19)。そして、動作を終了する(S20)。
なお、第二の時間が誤検知防止時間以上の場合であっても、モータ11の減速停止は行わない。
When the operation of the
Even if the second time is equal to or longer than the erroneous detection prevention time, the motor 11 is not decelerated and stopped.
次に、状態判定部217がアクチュエータ10の経時劣化の状態を判定する動作について図3(c)のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートに対応するプログラムは、コントローラ200の中の内部メモリ(不図示)に記憶されており、そしてCPU(不図示)がプログラムを内部メモリから読み出して実行する。
Next, an operation in which the state determination unit 217 determines the state of deterioration of the
状態判定部217の動作が開始されると(S21)、まず、状態判定部217が状態判定開始信号を受信したか判定する(S22)。もし、状態判定部217が状態判定開始信号を受信した際には(S22のYes)、第二の回数記憶手段214に記憶されている第二の回数が所定の回数以上か判定する(S23)。もし、第二の回数が所定の回数未満の場合には(S23のNo)、処理を終了する(S29)。もし、第二の回数が所定の回数以上の場合には(S23のYes)、信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600へ第一の警報を出力させる(S24)。次に、第二の時間記憶手段216に記憶されている第二の時間が所定の時間以上か判定する(S25)。もし、第二の時間が所定の時間未満の場合には(S25のNo)、処理を終了する(S29)。もし、第二の時間が所定の時間以上の場合には(S25のYes)、信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600へ第二の警報を出力させる(S26)。次に、第一の回数記憶手段213に記憶されている第一の回数が所定の回数以上か判定する(S27)。もし、第一の回数が所定の回数未満の場合には(S27のNo)、処理を終了する(S29)。もし、第一の回数が所定の回数以上の場合には(S27のYes)、信号入出力部218を介してコントローラ200の外部の表示部600へ第三の警報を出力させ(S28)、処理を終了する(S29)。
When the operation of the state determination unit 217 is started (S21), first, it is determined whether the state determination unit 217 has received a state determination start signal (S22). If the state determination unit 217 receives the state determination start signal (Yes in S22), it is determined whether the second number stored in the second number storage unit 214 is equal to or greater than a predetermined number (S23). . If the second number is less than the predetermined number (No in S23), the process is terminated (S29). If the second number is equal to or greater than the predetermined number (Yes in S23), the first alarm is output to the display unit 600 outside the
本実施形態におけるアクチュエータ制御装置100のサーバ400について図1(a)及び(b)を用いて説明する。
A
サーバ400は、警報回数計測部401、警報回数記憶部402及び警報回数比較部403を備えている。警報回数計測部401は、各コントローラの各信号入出力部から各プログラマブルコントローラを介して入力された、各アクチュエータの経時劣化の状態を表す第一の警報の回数、第二の警報の回数及び第三の警報の回数それぞれを各アクチュエータごとに計測する。そして、警報回数記憶部402は、警報回数計測部401が計測した各アクチュエータごとの第一の警報の回数、第二の警報の回数及び第三の警報の回数それぞれを記憶する。そして、警報回数比較部403は、警報回数記憶部402に記憶されている各アクチュエータごとの第一の警報の回数、第二の警報の回数及び第三の警報の回数それぞれを互いに比較する。その結果、経時劣化の状態が末期状態に近いアクチュエータほど、上位に順位付けされ、順位付けの結果が表示部600に出力され、表示される。
The
以上の様に、第一の閾値F1及び第二の閾値F2を設定し、状態判定部の判定条件を設定することで、アクチュエータの経時劣化の状態をそれぞれの閾値を超えた回数と時間で判定することが可能となる。このため、アクチュエータの経時劣化を原因とする過負荷保護停止を予知することができ、アクチュエータが過負荷保護停止する以前に保守作業等の対策を実施することで予期せぬ生産効率の低下を事前に防止することが可能となる。 As described above, the first threshold value F1 and the second threshold value F2 are set, and the determination condition of the state determination unit is set, so that the state of deterioration of the actuator over time is determined by the number of times and the time exceeding the respective threshold values. It becomes possible to do. For this reason, it is possible to predict an overload protection stop due to the deterioration of the actuator over time, and it is possible to anticipate an unexpected decline in production efficiency by taking measures such as maintenance work before the actuator stops overload protection. Can be prevented.
また、状態判定部において、アクチュエータが経時劣化の初期状態にあると判定された場合には第一の警報が信号入出力部を介してコントローラの外部の表示部に出力されるように構成されている。また、アクチュエータが経時劣化の中期状態にあると判定された場合には第二の警報が信号入出力部を介してコントローラの外部の表示部に出力されるように構成されている。さらに、アクチュエータが経時劣化の末期状態にあると判定された場合には第三の警報が信号入出力部を介してコントローラの外部の表示部に出力されるように構成されている。この様な構成にすることにより、状態判定部の判定結果により複数の異なる警報をコントローラの外部の表示部に出力するため、プログラマブルコントローラ等の上位の制御装置によって各アクチュエータの経時劣化状態を可視化することが可能となる。このため、各アクチュエータの経時劣化の状態を明確にすることができ、過負荷保護停止が発生する以前に保守作業などの対策を実施するように促すことができる。 Further, when the state determination unit determines that the actuator is in an initial state of deterioration with time, the first alarm is output to a display unit outside the controller via the signal input / output unit. Yes. Further, when it is determined that the actuator is in an intermediate state of deterioration with time, a second alarm is output to a display unit outside the controller via the signal input / output unit. Furthermore, when it is determined that the actuator is in the final stage of deterioration with time, a third alarm is output to a display unit outside the controller via the signal input / output unit. With this configuration, a plurality of different alarms are output to the display unit outside the controller according to the determination result of the state determination unit, so that the time-degraded state of each actuator is visualized by a host controller such as a programmable controller. It becomes possible. For this reason, the state of deterioration with time of each actuator can be clarified, and it can be urged to take measures such as maintenance work before the overload protection stop occurs.
また、本実施形態のアクチュエータ制御装置は、複数のアクチュエータを制御する場合において、経時劣化の状態が末期状態に近いアクチュエータほど上位に順位付けが可能な構成となっている。このため、アクチュエータの数が多い場合であっても、経時劣化が進んでいるものから順に保守作業等の対策を行うことができ、作業効率の向上を望むことができる。 Further, the actuator control apparatus according to the present embodiment is configured such that when a plurality of actuators are controlled, an actuator whose rank of deterioration with time is closer to the terminal state can be ranked higher. For this reason, even when the number of actuators is large, it is possible to take countermeasures such as maintenance work in order from the one that has deteriorated with time, and it is possible to improve work efficiency.
また、本実施形態のアクチュエータ制御装置では、負荷率演算値Fが第二の閾値F2以上になった回数、すなわち第二の回数が所定の回数以上になった場合に、そのアクチュエータが経時劣化の初期状態にあると判定するように状態判定部の判定条件が設定されている。また、負荷率演算値Fが連続して第二の閾値F2以上になった時間、すなわち第二の時間が所定の時間以上になった場合に、そのアクチュエータが経時劣化の中期状態にあると判定するように状態判定部の判定条件が設定されている。さらに、負荷率演算値Fが第一の閾値F1以上になった回数、すなわち第一の回数が所定の回数以上になった場合に、そのアクチュエータが経時劣化の末期状態にあると判定するように状態判定部の判定条件が設定されている。この様に、アクチュエータの経時劣化の状態を判定する判定条件が設定されているため、従来のアクチュエータ制御装置より正確にアクチュエータの経時劣化の状態を判定することができ、誤った警報の出力を抑制することができる。 Further, in the actuator control apparatus according to the present embodiment, when the load factor calculation value F is equal to or greater than the second threshold value F2, that is, when the second frequency is equal to or greater than a predetermined number, the actuator is deteriorated with time. The determination condition of the state determination unit is set so as to determine that the state is in the initial state. In addition, when the load factor calculation value F is continuously greater than or equal to the second threshold value F2, that is, when the second time is greater than or equal to a predetermined time, it is determined that the actuator is in the middle state of deterioration over time. The determination conditions of the state determination unit are set so as to do this. Further, when the load factor calculation value F is equal to or greater than the first threshold value F1, that is, when the first number is equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the actuator is in the terminal state of deterioration with time. Determination conditions for the state determination unit are set. In this way, since the determination conditions for determining the deterioration of the actuator over time are set, it is possible to determine the deterioration of the actuator over time more accurately than the conventional actuator control device, and to suppress erroneous alarm output. can do.
本実施形態のアクチュエータ制御装置では、第一の過負荷警告信号及び第二の過負荷警告信号をコントローラの内部で処理しているが、これらの警告信号は信号入出力部を介して外部に出力することも可能である。この場合、プログラマブルコントローラ等の上位の制御装置に計測部、記憶部及び状態判定部等を設ける構成とすることで、アクチュエータの経時劣化の状態を負荷率演算値Fが各閾値以上になった回数と時間で判定することが可能となる。 In the actuator control device of the present embodiment, the first overload warning signal and the second overload warning signal are processed inside the controller, but these warning signals are output to the outside via the signal input / output unit. It is also possible to do. In this case, the number of times that the load factor calculation value F is equal to or greater than each threshold value indicates the state of deterioration of the actuator over time by providing a measurement unit, a storage unit, a state determination unit, and the like in a higher-level control device such as a programmable controller. It becomes possible to judge by time.
また、本実施形態のアクチュエータ制御装置では、第一の警報が出力されていない場合には第二の警報は出力されない構成となっているが、それぞれの警報の出力条件を分割し、第一の警報が出力されていない場合であっても第二の警報が出力される構成としてもよい。 Further, in the actuator control device of the present embodiment, when the first alarm is not output, the second alarm is not output, but the output condition of each alarm is divided, and the first alarm is divided. Even when the alarm is not output, the second alarm may be output.
同様に、本実施形態のアクチュエータ制御装置では、第一の警報及び第二の警報が出力されていない場合には第三の警報は出力されない構成となっている。しかしながら、それぞれの警報の出力条件を分割し、第一の警報及び第二の警報が出力されていない場合であっても第三の警報が出力される構成としてもよい。 Similarly, the actuator control apparatus according to the present embodiment is configured such that the third alarm is not output when the first alarm and the second alarm are not output. However, the output conditions of the respective alarms may be divided so that the third alarm is output even when the first alarm and the second alarm are not output.
10、20、30、40、50、60、70、80 アクチュエータ
11、21、31、41、51、61、71、81 モータ
202 動作制御部
203 負荷率演算部
205 第一の過負荷警告信号発生手段
206 第二の過負荷警告信号発生手段
208 第一の回数計測手段
209 第二の回数計測手段
211 第二の時間計測手段
217 状態判定部
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80
Claims (7)
前記モータにより駆動される少なくとも一つのアクチュエータと、
前記モータの動作を制御する動作制御部と、
前記モータの負荷率演算値を求める負荷率演算部と、
前記負荷率演算値が第一の閾値以上になった際に、第一の過負荷警告信号を出力する第一の過負荷警告信号発生手段と、
前記負荷率演算値が前記第一の閾値より小さい第二の閾値以上になった際に、第二の過負荷警告信号を出力する第二の過負荷警告信号発生手段と、
前記第一の過負荷警告信号が出力された回数に対応する第一の回数を計測する第一の回数計測手段と、
前記第二の過負荷警告信号が出力された回数に対応する第二の回数を計測する第二の回数計測手段と、
前記第二の過負荷警告信号が連続して出力された時間に対応する第二の時間を計測する第二の時間計測手段と、
前記第一の回数、前記第二の回数及び前記第二の時間に基づいて、前記少なくとも一つのアクチュエータの経時劣化の状態を判定する状態判定部と、
を備えていることを特徴とする、アクチュエータ制御装置。 A motor,
At least one actuator driven by the motor;
An operation control unit for controlling the operation of the motor;
A load factor calculation unit for obtaining a load factor calculation value of the motor;
A first overload warning signal generating means for outputting a first overload warning signal when the load factor calculation value is equal to or greater than a first threshold;
Second overload warning signal generating means for outputting a second overload warning signal when the load factor calculation value is equal to or greater than a second threshold value smaller than the first threshold value;
A first number measuring means for measuring a first number corresponding to the number of times the first overload warning signal is output;
A second number measuring means for measuring a second number corresponding to the number of times the second overload warning signal is output;
Second time measuring means for measuring a second time corresponding to a time when the second overload warning signal is continuously output;
A state determination unit that determines a state of deterioration with time of the at least one actuator based on the first number of times, the second number of times, and the second time;
An actuator control device comprising:
前記少なくとも一つのアクチュエータごとに対応して出力された前記第一の警報の回数、前記第二の警報の回数及び前記第三の警報の回数をそれぞれ計測する警報回数計測部と、
前記少なくとも一つのアクチュエータごとの前記第一の警報の回数、前記第二の警報の回数及び前記第三の警報の回数それぞれを、互いに比較する警報回数比較部と、
をさらに備え、
前記警報回数比較部による前記比較に基づいて、前記少なくとも一つのアクチュエータの経時劣化に関する順位付けがされることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータ制御装置。 When the second number of times is equal to or greater than a predetermined number of times, a first alarm is output, and when the second time is equal to or greater than a predetermined time, a second alarm is output, And when the first number of times is equal to or greater than a predetermined number, a signal input / output unit that outputs a third alarm;
An alarm number measuring unit that measures the number of times of the first alarm, the number of times of the second alarm, and the number of times of the third alarm that are output corresponding to each of the at least one actuator;
An alarm number comparison unit that compares the number of times of the first alarm, the number of times of the second alarm, and the number of times of the third alarm for each of the at least one actuator;
Further comprising
2. The actuator control device according to claim 1, wherein a ranking is provided regarding deterioration with time of the at least one actuator based on the comparison by the alarm frequency comparison unit.
をさらに備え、
前記第一の時間が所定の時間以上になった際に、前記動作制御部は前記モータを停止させることを特徴とする、請求項2に記載のアクチュエータ制御装置。 First time measuring means for measuring a first time corresponding to a time when the first overload warning signal is continuously output;
Further comprising
The actuator control device according to claim 2, wherein the operation control unit stops the motor when the first time is equal to or longer than a predetermined time.
前記第二の回数が所定の回数以上になった場合に、対応するアクチュエータが経時劣化の初期状態にあると判定し、
前記第二の時間が所定の時間以上になった場合に、対応するアクチュエータが経時劣化の中期状態にあると判定し、
前記第一の回数が所定の回数以上になった場合に、対応するアクチュエータが経時劣化の末期状態にあると判定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。 The state determination unit
When the second number is equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the corresponding actuator is in an initial state of deterioration with time,
When the second time is equal to or longer than a predetermined time, it is determined that the corresponding actuator is in an intermediate state of deterioration with time,
The actuator control according to any one of claims 1 to 6, wherein when the first number of times is equal to or greater than a predetermined number of times, the corresponding actuator is determined to be in a terminal state of deterioration with time. apparatus.
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