CN107300852A - 数字控制电源装置以及生产管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数字控制电源装置以及生产管理系统。数字控制电源装置具备：开关元件，其根据接收到的栅极信号对输入电压进行变换来输出已变换电压；平滑电路，其使该已变换电压平滑作为电源电压输出；AD变换器，其对来自平滑电路的电源电压进行AD变换来输出电源电压数字数据；PID控制器，其针对设定值与电源电压数字数据之间的偏差进行PID控制运算；开关驱动电路，其基于PID控制器的运算结果来生成栅极信号；控制参数调整器，其基于电源电压数字数据表示的每个抽样的变动履历来动态地自动调整PID控制器的控制参数；控制参数输出部，其输出PID控制器的控制参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种数字控制电源装置以及具备该数字控制电源装置的生产管理系统，特别是涉及一种具有控制参数的自动调整功能的数字控制电源装置以及具备该数字控制电源装置的生产管理系统。
背景技术
图12表示具有一般的自动调整功能的数字控制电源装置。一般来说，为了进行稳定的直流电压输出而具有自动调整功能的数字控制电源装置501具有开关元件511、平滑电路512、模拟数字变换器513、开关驱动电路515、数字控制部531。开关元件511例如是FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)，根据接收到的栅极信息对该开关元件511进行接通断开驱动，由此来对预定的输入电压Vin进行变换，例如输出PWM调制后的电压。平滑电路512用于使从开关元件511输出的PWM调制后的电压变得平滑，由扼流圈L和输出电容Cout构成。把从该平滑电路512输出的电压作为来自数字控制电源装置501的直流电源电压Vout进行输出，施加给与数字控制电源装置501相连接的负载(未图示)。为了自动调整直流电压输出，向数字控制部531反馈从数字控制电源装置501输出的电源电压Vout。模拟数字变换器513把从平滑电路512输出的电源电压进行模拟数字变换来输出电源电压数字数据。把从模拟数字变换器513输出的电源电压数字数据输入给数字控制部531。数字控制部531包含：PID控制器514，其针对设定值与从模拟数字变换器513输出的电源电压数字数据之间的偏差进行PID控制运算；控制参数调整器516，其基于电源电压数字数据表示的每个抽样的变动履历，动态地自动调整在PID控制器514的PID控制运算中使用的控制参数(比例增益、微分增益、积分增益)。开关驱动电路515基于PID控制器514的运算结果，生成用于对开关元件511进行接通断开驱动的栅极信号，向开关元件511的栅极进行输出。
在这样的数字控制电源装置501中，由于各种噪声的影响或内部模拟电路的老化、或者与数字控制电源装置501相连接的负载的状况等各种原因，在从数字控制电源装置501输出的电源电压Vout中可能产生变动。控制参数调整器516通过实时地调整在PID控制器514的PID控制运算中使用的控制参数，能够维持从数字控制电源装置501输出的电源电压Vout稳定的直流电压输出。例如，当平滑电路512内的输出电容Cout由于老化而静电容量降低时，从平滑电路512输出的电压(即，从数字控制电源装置501输出的电源电压Vout)的变动可能增大，但是通过控制参数调整器516实时调整在PID控制器514的PID控制运算中使用的控制参数，能够大致恒定地保持从数字控制电源装置501输出的电源电压Vout。
例如，如日本特表平11－510932号公报所记载的那样，已知在以数字控制电源装置为首的各种控制装置中广泛使用的用于自动调整PID控制器的控制参数的各种算法。
另一方面，在装入了直流电源的各种电气装置中，当在直流电源中发生异常时可能会对该电器装置以及该电器装置附带的设备造成各种影响，所以检测直流电源的故障是重要的。
例如，如日本特开平2－145977号公报所记载的那样，具有一种电源监视装置，其监视直流电源的输出电压与基准电压之间的偏差和直流电源的波纹电压来检测直流电源的异常。
例如，如日本特开2005－172653号公报所记载的那样，具有电源装置的寿命监视装置，其利用电源装置的寿命取决于电解电容器的寿命，并且电解电容器达到寿命表现为装置的输出电压的波纹电压的增大的现象来判定电源装置的寿命。
例如，如日本特开平5－56629号公报所记载的那样，作为在工业方面使用的电力变换装置，通过在电力变换装置内部设置的部件劣化检测电路输出电力变换装置自身的维护检查信息，将用于推定劣化的进行度(寿命)的推定模型与运行状况进行对照来推定部件的残余寿命。
另外，在制造工厂中，通过机床、注射成型机、或者电弧焊接等机器人这样的制造机械来进行工件的加工或焊接等作业。另外，为了加工工件，通过多个制造机械来构筑生产线，例如构筑制造单元。此时，经由通信网络由单元控制装置控制构筑制造单元的各制造机械。单元控制装置进一步通过上位的生产管理装置来指示生产计划。在这样的生产管理系统中，作为在制造机械、单元控制装置以及生产管理装置的各设备的控制系统中使用的直流电源，广泛寻求能够供给稳定的直流电压输出，且具有高可靠性的电源装置。
在具有对构筑了制造单元的多个制造机械进行控制的单元控制装置以及对该单元控制装置指示生产计划的生产管理装置的生产管理系统中，一个设备的异常会对整个系统造成巨大的影响，使得工厂的生产性显著降低。特别是，作为电源装置广泛使用了用于各设备的控制系统的直流电源，所以电源装置的异常直接关系到控制系统的故障。为了充分发挥作为电源装置的一种的具有自动调整功能的数字控制电源装置的能够维持稳定的直流输出电压的性能，优选在数字控制电源装置发生异常前，为了事前维护能够检测数字控制电源装置的劣化。
例如根据日本特开平2－145977号公报以及日本特开2005－172653号公报的技术，通过监视输出电压和波纹电压等物理属性值来检测电源异常，但是需要另外设置用于监视物理属性值的硬件电路，因此具有需要追加成本的缺点。另外，一般电源性能是逐渐劣化，但是在日本特开平2－145977号公报以及日本特开2005－172653号公报的技术中，因为在输出电压或波纹电压中不发生变化时无法检测出异常，所以不适合于事前维护，在检测出电源的异常时已经对装入了该电源的设备或整个系统造成影响的可能性高。另外，在用于异常检测的阈值设定不恰当时，可能会过早地检测出异常，或者异常检测延迟而赶不上维护作业。
例如日本特开平5－56629号公报的技术也需要另外设置用于监视动作状况的硬件电路，因此具有需要追加成本的缺点。特别是越想确认详细的动作状况就越需要追加硬件电路。另外，因为使用推定模型来进行寿命判定，所以在推定模型不准确时，在判定出的寿命终结之前电源发生了异常，可能产生装入了该电源的设备或整个系统的动作突然停止这样的情况。
另外，日本特表平11－510932号公报虽然公开了自动调整PID控制器的控制参数的算法，但是没有公开为了事前维护而事前检测数字控制电源装置的异常发生的技术。
为了确保能够在数字控制电源装置实际发生异常之前进行针对该数字控制电源装置的维护作业的时间，如果能够在事前使作业者知道近期有可能发生异常，则能够充分地发挥可维持稳定的直流输出电压这样的数字控制电源装置的性能。特别是，在由制造机械、单元控制装置以及生产管理装置组成的生产管理系统中，因为在各设备中装入的数字控制电源装置的故障对整个系统造成巨大的影响，使得工厂的生产性显著降低，所以对于数字控制电源装置的预防维护(事前维护)的重要度高。
发明内容
因此，本发明期望提供一种能够在异常发生前切实地进行催促维护的事前通知，低成本的数字控制电源装置以及具备该数字控制电源装置的生产管理系统。
在本公开的第一方式中，数字控制电源装置具备：开关元件，其根据接收到的栅极信号被进行接通断开驱动，由此对预定的输入电压进行变换来输出已变换电压；平滑电路，其使从开关元件输出的已变换电压平滑后作为电源电压而输出；模拟数字变换器，其将从平滑电路输出的电源电压进行模拟数字变换来输出电源电压数字数据；PID控制器，其针对设定值与从模拟数字变换器输出的电源电压数字数据之间的偏差进行PID控制运算；开关驱动电路，其基于PID控制器的运算结果来生成用于对开关元件进行接通断开驱动的栅极信号；控制参数调整器，其基于电源电压数字数据表示的每个抽样的变动履历来动态地自动调整在PID控制器的PID控制运算中使用的控制参数；控制参数输出部，其输出在PID控制器的PID控制运算中使用的控制参数。
另外，在本公开的第二方式中，除了上述第一方式的构成要素以外，数字控制电源装置还具备：控制参数判定部，其判定从控制参数输出部输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；警报输出部，其在控制参数判定部判定为满足异常判定条件时，输出事前维护警报。
生产管理系统具备：单元控制装置，其与包含多个制造机械而构筑的制造单元可相互通信地连接，控制各个制造机械，制造机械具有第一方式的数字控制电源装置；生产管理装置，其与单元控制装置可相互通信地连接，向单元控制装置指示生产计划，各个制造机械、单元控制装置以及生产管理装置中的至少任意一个具有：控制参数判定部，其判定从控制参数输出部输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；警报输出部，其在控制参数判定部判定为满足异常判定条件时，输出事前维护警报。
另外，生产管理系统具备：单元控制装置，其与构筑了制造单元的多个制造机械可相互通信地连接，具有第一方式的数字控制电源装置，并控制各个制造机械；生产管理装置，其与单元控制装置可相互通信地连接，向单元控制装置指示生产计划，生产管理装置具有：控制参数判定部，其判定从控制参数输出部输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；警报输出部，其在控制参数判定部判定为满足异常判定条件时，输出事前维护警报。
另外，生产管理系统具备：单元控制装置，其与构筑了制造单元的多个制造机械可相互通信地连接，控制各个制造机械；生产管理装置，其与单元控制装置可相互通信地连接，对单元控制装置指示生产计划，单元控制装置以及生产管理装置中的至少任意一个具有第二方式的数字控制电源装置。
附图说明
通过参照以下的附图，能够更加明确地理解本发明。
图1是本公开的第一实施方式的数字控制电源装置的框图。
图2是说明PID控制器以及控制参数调整器的动作的框图。
图3举例表示在数字控制电源装置内设置的PID控制器的控制参数的变化。
图4是本公开的第二实施方式的数字控制电源装置的框图。
图5是表示作为制造机械中的电源，具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。
图6是表示作为制造机械中的电源，具备第一实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图(其1)。
图7是表示作为制造机械中的电源，具备第一实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图(其2)。
图8是表示作为单元控制装置中的电源具备第一实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。
图9是表示作为单元控制装置中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。
图10是表示作为生产管理装置中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。
图11是表示作为单元控制装置以及生产管理装置中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。
图12表示具有一般的自动调整功能的电压数字控制电源装置。
具体实施方式
接下来，参照附图来说明本公开的实施方式。在以下的附图中，对相同的部件赋予相同的参照符号。为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施发明的一个例子，但是并不限于附图所示的方式。
图1是本公开的第一实施方式的数字控制电源装置的框图。以下，在不同的附图中赋予了相同参照符号的部件意味着具有相同功能的结构要素。
本公开的第一实施方式的数字控制电源装置1具备：开关元件11、平滑电路12、模拟数字变换器13、PID控制器14、开关驱动电路15、控制参数调整器16、控制参数输出部17。在数字控制部31内构成PID控制器14、控制参数调整器16、控制参数输出部17。数字控制部31例如通过ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)或微型控制器等来实现。
开关元件11例如是FET(Field Effect Transistor场效应晶体管)，根据接收到的栅极信号对其进行接通断开驱动，由此对预定的输入电压Vin进行变换来输出已变换电压(例如，PWM调制后的电压)。
平滑电路12使从开关元件11输出的已变换电压变得平滑后作为电源电压进行输出，其由扼流圈L和输出电容Cout构成。把从该平滑电路12输出的电压作为来自数字控制电源装置1的直流电源电压Vout来输出，施加到与数字控制电源装置1相连接的负载(未图示)。另外，为了直流电压输出的自动调整，向数字控制部31反馈从数字控制电源装置1输出的电源电压Vout。
模拟数字变换器13对从平滑电路12输出的电源电压进行模拟数字变换来输出电源电压数字数据。把从模拟数字变换器13输出的电源电压数字数据输入到数字控制部31。
控制参数调整器16基于电源电压数字数据表示的每个抽样的变动履历，动态地自动调整在PID控制器14的PID控制运算中使用的控制参数。
PID控制器14针对预先规定的设定值与从模拟数字变换器13输出的电源电压数字数据之间的偏差进行PID控制运算。在这里，“预先规定的设定值”被设定为使数字控制电源装置1能够输出作为其功能而谋求输出的电源电压Vout。使用通过控制参数调整器16调整后的控制参数(比例增益Kp、微分增益Kd、积分增益Ki)来进行PID控制器14的PID控制运算。
开关驱动电路15基于PID控制器14的运算结果，生成用于对开关元件11进行接通断开驱动的栅极信号，并向开关元件11的栅极进行输出。
控制参数输出部17输出在PID控制器14的控制运算中使用的控制参数即比例增益Kp、微分增益Kd、积分增益Ki。
图2是说明PID控制器以及控制参数调整器的动作的框图。在这里，将图1中的开关驱动电路15、开关元件11、平滑电路12以及模拟数字变换器13在图2中统一表示为控制对象20。来自控制对象20的输出值是从平滑电路12输出的电压，即来自数字控制电源装置1的直流电源电压Vout。另外，图1中的“预先规定的设定值”在图2中标记为“目标值”，目标值与输出值之间的偏差成为向PID控制器14的输入值e(t)。PID控制器14按照式1，对于与输入值e(t)相对的PID控制运算输出操作量u(t)。使用通过控制参数调整器16调整并设定后的比例增益Kp、微分增益Kd、以及积分增益Ki。
控制参数调整器16基于电源电压数字数据表示的每个抽样的变动履历，动态地自动调整在PID控制器14的PID控制运算中使用的控制参数即比例增益Kp、微分增益Kd、以及积分增益Ki。在控制参数调整器16的控制参数的调整中使用的算法并不特别限定本方式，可以使用公知的控制参数调整算法。由于各种噪声的影响或内部模拟电路的老化、或者与数字控制电源装置1相连接的负载的状况等各种原因，在从数字控制装置1输出的电源电压Vout中可能产生变动，但是通过控制参数调整器16实时地调整在PID控制器14的PID控制运算中使用的控制参数即比例增益Kp、微分增益Kd、以及积分增益Ki，能够维持从数字控制电源装置1输出的电源电压Vout稳定的直流电压输出。
通过控制参数输出部17向外部输出通过控制参数调整器16进行调整，并通过PID控制器14在PID控制运算中已使用的控制参数即比例增益Kp、微分增益Kd以及积分增益Ki。
在本方式中，监视通过控制参数输出部17输出的控制参数的变化，基于该变化来检测数字控制电源装置1发生异常的可能性，在可能发生异常时，为了向作业者通知该情况而输出事前维护警报。
特别是在本公开的第一实施方式中，通过数字控制电源装置1的外部装置(未图示)进行基于控制参数的变化来检测数字控制电源装置1发生异常的可能性的处理以及警报输出处理。因此，在该外部装置中设置了控制参数判定部，其判定从控制参数输出部17输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；警报输出部，其在该控制参数判定部判定为满足异常判定条件时，输出事前维护警报。作为该外部装置，可以使用装入了数字控制电源装置1的设备所具有的运算处理装置。
图3举例说明在数字控制电源装置内设置的PID控制器中的控制参数的变化。通过控制参数调整器16，即使存在各种噪声的影响或内部模拟电路的老化、或者与数字控制电源装置1相连接的负载的状况等各种环境变化，也会适当地调整PID控制器14的控制参数即比例增益Kp、微分增益Kd、以及积分增益Ki，但是例如当在模拟电路中存在将来可能会导致故障的大幅劣化时，通过PID控制器14调整的控制参数会发生大的变化。因此，始终监视通过PID控制器14调整的控制参数，在控制参数发生了大的变化时，判断为会在不久的将来发生异常(故障)，在该时间点输出事前维护警报来作为向作业者催促维护的事前通知。例如在图3中，因为在时刻T1控制参数发生大的变化，所以在该时间点判断为不久的将来会发生异常(故障)，输出事前维护警报来作为向作业者催促维护的事前通知。
在这里，应监视的控制参数可以是比例增益Kp、微分增益Kd、积分增益Ki中的任意一个，但是特别是在微分增益Kd中显著地表现出与各种环境变化相伴的值的变动，所以优选将微分增益Kd用于异常判定处理。又或者，如式2所示，也可以使用针对比例增益Kp、微分增益Kd、以及积分增益Ki进行“a＜b≤c”或“a＜c≤b”的加权而得到的函数f(Kp、Kd、Ki)。
f(Kp、Ki、Kd)＝a·Kp+b·Ki+c·Kd…(2)
在数字控制电源装置1的外部设置的控制参数判定部判定从控制参数输出部17输出的控制参数(包含在式2中加权后的函数)是否满足预先设定的异常判定条件。关于是否满足异常判定条件的判定，例如可以基于控制参数(包含在式2中加权后的函数)是否超过了预定的阈值(绝对值)来进行。此时，在判定为控制参数(包含在式2中加权后的函数)超过了预定的阈值(绝对值)时，成为“满足异常判定条件”的情况。又或者，例如也可以通过控制参数(包含在式2中加权后的函数)的相对的变化量是否超过预定范围来进行是否满足异常判定条件的判定。在按照小时、天、月、或者年划分的每个期间进行变化量的计算即可。此时，在判定为控制参数(包含在式2中加权后的函数)的变化量超过了预定的范围(绝对值)时，成为“满足异常判定条件”的情况。在判定为满足异常判定条件时，设置在数字控制电源装置1的外部的警报输出部输出事前维护警报。更加优选使该事前维护警报与各种显示装置中的显示、各种音响设备的警报音或蜂鸣联动，由此，作业者能够容易地在实际发生异常前得知应该维护数字控制电源装置的时期已到来。
接下来，对本公开的第二实施方式进行说明。在上述的第一实施方式中，通过数字控制电源装置的外部装置进行了基于PID控制器的控制参数的变化检测数字控制电源装置发生异常的可能性的处理以及警报输出处理，但是本公开的第二实施方式通过数字控制电源装置内的数字控制部来执行这些处理。
图4是本公开的第二实施方式的数字控制电源装置的框图。本公开的第二实施方式的数字控制电源装置2在参照图1～图3说明的第一实施方式的数字控制电源装置1内的数字控制部31中还设置了控制参数判定部21以及警报输出部22，使它们构成为数字控制部32。控制参数判定部21判定从控制参数输出部17输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件。警报输出部22在控制参数判定部21判定为满足异常判定条件时，输出事前维护警报。关于控制参数判定部21以及警报输出部22的各处理，直接使用在上述第一实施方式中作为数字控制电源装置1的外部装置的处理说明的处理。更加优选使警报输出部22输出的事前维护警报与各种显示装置中的显示、各种音响设备的警报音或蜂鸣联动，由此，作业者能够容易地在实际发生异常前得知应该维护数字控制电源装置的时期已到来。此外，控制参数判定部21以及警报输出部22以外的电路结构要素与图1所示的电路结构要素相同，所以对相同的电路结构要素赋予相同的符号并省略该电路结构要素的详细说明。
接下来，对将上述第一实施方式的数字控制电源装置1或第二实施方式的数字控制电源装置2用于生产管理系统的情况进行说明，该生产管理装置具备：单元控制装置，其与构筑了制造单元的多个制造机械可相互通信地连接，控制各制造机械；生产管理装置，其与单元控制装置可相互通信地连接，向单元控制装置指示生产计划。以下说明的图5～图11的生产管理系统中的制造机械以及单元控制装置的各自个数为一个例子，也可以是其他的个数。
作为制造机械的例子，有NC机床、注射成型机、电弧焊接等工业用机器人、PLC、搬运机、测量器、试验装置、压力机、压装器、打印机、压铸机、食品机械、包装机、焊接机、清洗机、涂布机、装配装置、安装机、木工机械、密封装置、或切断机等，制造机械的种类自身并没有特别限定本方式。
制造单元是将制造产品的多个制造机械柔性组合后的集合。制造单元例如由各种机床或机器人这样的多个或多种的制造机械来构筑，但是没有限定制造单元中的制造机械的个数。例如，制造单元可以是通过多个制造机械依次处理某个工件来成为最终的产品的生产线。又例如，制造单元也可以是将两个以上的制造机械分别处理后的两个以上的工件(部件)在制造工序的过程中通过另外的制造机械进行组合来完成最终的工件(产品)的生产线。又例如，也可以通过将两个以上的制造单元处理后的两个以上的工件进行组合来完成最终的工件(产品)。将制造单元配置在制造产品的工厂中。与此相对，单元控制装置可以配置在配置了制造单元的工厂中，或者也可以配置在与工厂不同的建筑物中。例如，可以将单元控制装置配置在配置了制造单元的工厂场上的其他建筑物中。
在单元控制装置的上位设置了生产管理装置。生产管理装置与单元控制装置可相互通信地连接，向单元控制装置指示生产计划。生产管理装置例如也可以配置在远离工厂的事务所中。在这种情况下，单元控制装置和生产管理装置例如经由因特网的网络可通信地相互连接。
图5是表示作为制造机械中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。生产管理系统1000具备：多个制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3；与各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3可相互通信地连接，控制各制造机械的单元控制装置100A～100C；与单元控制装置100A～100C可相互通信地连接，向单元控制装置100A～100C指示生产计划的生产管理装置200。
构筑了各制造单元50A～50C的多个制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3分别具备参照图4说明的第二实施方式中的数字控制电源装置2。在各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3内的CPU或LSI内构成数字控制电源装置2的数字控制部32。把从数字控制电源装置2内的警报输出部22输出的事前维护警报经过各单元控制装置100A～100C发送到生产管理装置200。生产管理装置200基于接收到的事前维护警报，在各种显示装置中进行显示，或者通过各种音响设备发出警报音或蜂鸣。在工厂工作的作业者能够容易地在实际发生异常前得知应维护数字控制电源装置2的时期已到来。另外，生产管理装置200也可以将接收到的事前维护警报用于制定生产计划。
图6以及图7是表示作为制造机械中的电源具备第一实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。在图6以及图7中，构筑了各制造单元50A～50C的多个制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3分别具备参照图1～图3说明的第一实施方式中的数字控制电源装置1。在各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3内的CPU或LSI内构成数字控制电源装置1的数字控制部31。
在图6所示的例子中，在各单元控制装置100A～100C内的CPU或LSI内设置了控制参数判定部21以及警报输出部22。各单元控制装置100A～100C内的控制参数判定部21判定从各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3内的控制参数输出部17输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件。警报输出部22在控制参数判定部21判定为满足异常判定条件时，向生产管理装置200输出事前维护警报。
另外，在图7所示的例子中，在生产管理装置200内的CPU或LSI内设置控制参数判定部21以及警报输出部22。生产管理装置200内的控制参数判定部21判定从各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3内的控制参数输出部17输出并且经过各单元控制装置100A～100C接收到的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件。警报输出部22在判定为控制参数判定部21满足异常判定条件时，输出事前维护警报。
图6以及图7所示的例子一样，生产管理装置200基于事前维护警报，在各种显示装置中进行显示，或者通过各种音响设备发出警报音或蜂鸣。在工厂工作的作业者能够容易地在实际发生异常前得知应维护数字控制电源装置1的时期已到来。另外，生产管理装置200可以将接收到的事前维护警报用于制定生产计划。
图8是表示作为单元控制装置中的电源具备第一实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。单元控制装置100A～100C分别具备参照图1～图3说明的第一实施方式的数字控制电源装置1。在各单元控制装置100A～100C内的CPU或LSI内构成数字控制电源装置1的数字控制部31。在生产管理装置200内的CPU或LSI内设置控制参数判定部21以及警报输出部22。生产管理装置200内的控制参数判定部21判定从各单元控制装置100A～100C内的控制参数输出部17输出的控制参数是否满足预先设定的异常判定条件。警报输出部22在控制参数判定部21判定为满足异常判定条件时，输出事前维护警报。生产管理装置200基于事前维护警报，在各种显示装置中显示，或者通过各种音响设备发出警报音或蜂鸣。在工厂工作的作业者能够容易地在实际发生异常前得知应维护数字控制电源装置1的时期已到来。另外，生产管理装置200也可以将接收到的事前维护警报用于制定生产计划。
图9是表示作为单元控制装置中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。单元控制装置100A～100C分别具备参照图4说明的第二实施方式中的数字控制电源装置2。在单元控制装置100A～100C内的CPU或LSI内构成数字控制电源装置2的数字控制部32。向生产管理装置200发送从数字控制电源装置2内的警报输出部22输出的事前维护警报。生产管理装置200基于接收到的事前维护警报，在各种显示装置中进行显示，或者通过各种音响设备发出警报音或蜂鸣。在工厂工作的作业者能够容易地在实际发生异常前得知应维护数字控制电源装置2的时期已到来。另外，生产管理装置200也可以将接收到的事前维护警报用于制定生产计划。
图10是表示作为生产管理装置中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。生产管理装置200具备参照图4说明的第二实施方式中的数字控制电源装置2。在生产管理装置200内的CPU或LSI内构成数字控制电源装置2的数字控制部32。生产管理装置200基于从数字控制电源装置2内的警报输出部22输出的事前维护警报，在各种显示装置中进行显示，或者通过各种音响设备发出警报音或蜂鸣。在工厂工作的作业者能够容易地在实际发生异常前得知应维护数字控制电源装置2的时期已到来。另外，生产管理装置200也可以将接收到的事前维护警报用于制定生产计划。
图11是表示作为单元控制装置以及生产管理装置中的电源具备第二实施方式的数字控制电源装置的生产管理系统的框图。单元控制装置100A～100C以及生产管理装置200分别具备参照图4说明的第二实施方式中的数字控制电源装置2。在单元控制装置100A～100C以及生产管理装置200内的CPU或LSI内构成数字控制电源装置2的数字控制部32。向生产管理装置200发送从单元控制装置100A～100C内的各数字控制电源装置2内的警报输出部22输出的事前维护警报。生产管理装置200基于从单元控制装置100A～100C接收到的事前维护警报或在生产管理装置200自身中输出的事前维护警报，在各种显示装置中进行显示，或者通过各种音响设备发出警报音或蜂鸣。在工厂工作的作业者能够容易地在实际发生异常前得知应维护数字控制电源装置2的时期已到来。另外，生产管理装置200也可以将接收到的事前维护警报用于制定生产计划。此外，作为图11的进一步的变形例子，也可以在制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3内具备参照图4说明的第二实施方式中的数字控制电源装置2，此时，如参照图5所说明的那样，经过各单元控制装置100A～100C向生产管理装置200发送从各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3输出的事前维护警报。
以上，参照图5～图11对在生产管理系统中应用了上述第一实施方式的数字控制电源装置1或第二实施方式的数字控制电源装置2的情况进行了说明，但是除了附图所示的例子以外，还可以适当地组合第一实施方式的数字控制电源装置1或第二实施方式的数字控制电源装置2来作为各制造机械40A-1～40A-3、40B-1～40B-3以及40C-1～40C-3、单元控制装置100A～100C以及生产管理装置200的各电源来使用。
通过本公开的一个方式，能够实现一种在发生异常前确实地进行催促维护的事前通知，低成本的数字控制电源装置以及具备该数字控制电源装置的生产管理系统。
通过本公开的一个方式，监视在具有用于稳定的直流电压输出的自动调整功能的数字控制电源装置内设置的PID控制器中的控制参数(比例增益、微分增益、以及积分增益)的变化，基于该变化来检测数字控制电源装置的发生异常的可能性，在预测出要发生异常时，为了向作业者进行该情况的通知而输出事前维护警报，所以能够切实地确保在实际发生数字控制电源装置的异常之前能够进行针对该数字控制电源装置的维护作业的时间，另外，直到即将进行该维护为止，能够享受可维持稳定的直流输出电压这样的数字控制电源装置的性能。另外，因为基于PID控制器中的控制参数(比例增益、微分增益、以及积分增益)的变化来事前预测异常发生，所以也不需要追加硬件电路，成本低。
Claims (5)
1.一种数字控制电源装置，其特征在于，具备：
开关元件，其根据接收到的栅极信号被进行接通断开驱动，由此对预定的输入电压进行变换来输出已变换电压；
平滑电路，其使从所述开关元件输出的所述已变换电压平滑后作为电源电压而输出；
模拟数字变换器，其对从所述平滑电路输出的所述电源电压进行模拟数字变换来输出电源电压数字数据；
PID控制器，其针对设定值与从所述模拟数字变换器输出的电源电压数字数据之间的偏差进行PID控制运算；
开关驱动电路，其基于所述PID控制器的运算结果来生成用于对所述开关元件进行接通断开驱动的栅极信号；
控制参数调整器，其基于所述电源电压数字数据表示的每个抽样的变动履历来动态地自动调整在所述PID控制器的PID控制运算中使用的控制参数；
控制参数输出部，其输出在所述PID控制器的PID控制运算中使用的所述控制参数。
2.根据权利要求1所述的数字控制电源装置，其特征在于，还具备：
控制参数判定部，其判定从所述控制参数输出部输出的所述控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；
警报输出部，其在所述控制参数判定部判定为满足所述异常判定条件时，输出事前维护警报。
3.一种生产管理系统，其特征在于，具备：
单元控制装置，其与包含多个制造机械而构筑的制造单元可相互通信地连接，控制各个所述制造机械，所述制造机械具有权利要求1所述的数字控制电源装置；
生产管理装置，其与所述单元控制装置可相互通信地连接，向所述单元控制装置指示生产计划，
各个所述制造机械、所述单元控制装置以及所述生产管理装置中的至少任意一个具有：
控制参数判定部，其判定从所述控制参数输出部输出的所述控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；
警报输出部，其在所述控制参数判定部判定为满足所述异常判定条件时，输出事前维护警报。
4.一种生产管理系统，其特征在于，具备：
单元控制装置，其与构筑了制造单元的多个制造机械可相互通信地连接，具有权利要求1所述的数字控制电源装置，并控制各个所述制造机械；
生产管理装置，其与所述单元控制装置可相互通信地连接，向所述单元控制装置指示生产计划，
所述生产管理装置具有：
控制参数判定部，其判定从所述控制参数输出部输出的所述控制参数是否满足预先设定的异常判定条件；
警报输出部，其在所述控制参数判定部判定为满足所述异常判定条件时，输出事前维护警报。
5.一种生产管理系统，其特征在于，具备：
单元控制装置，其与构筑了制造单元的多个制造机械可相互通信地连接，控制各个所述制造机械；
生产管理装置，其与所述单元控制装置可相互通信地连接，对所述单元控制装置指示生产计划，
所述单元控制装置以及所述生产管理装置中的至少任意一个具有权利要求2所述的数字控制电源装置。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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