CN108695824B - 电机控制系统、电机控制装置以及安全功能设定方法 - Google Patents

电机控制系统、电机控制装置以及安全功能设定方法 Download PDF

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Abstract

本发明电机控制系统、电机控制装置以及安全功能设定方法，提高电机控制系统的安全功能的通用性。电机控制系统(1)具有电机(2)、电机控制装置(13)以及安全控制器(12)，电机控制装置(13)根据电机(2)的驱动状态量对电机(2)的驱动电力进行供电控制，安全控制器(12)在满足了应该使电机(2)减速或停止的规定的条件时，将安全请求信号输入到电机控制装置(13)，电机控制装置(13)具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与驱动状态量之间的关系状态进行监控。

Description

电机控制系统、电机控制装置以及安全功能设定方法
技术领域
公开的实施方式涉及电机控制系统、电机控制装置以及安全功能设定方法。
背景技术
在专利文献1中记载了如下手段：将安全标准中规定的各种动作监控模式与检测出的电机的驱动状态量进行比较，在驱动状态量超过动作监控模式的情况下切断对电机的供电。
专利文献1：日本特开2011-229359号公报
然而，在上述现有技术中，由于动作模式只被设定成固定的，因此，需要能够根据要驱动的工业机械的结构和动作环境对动作模式进行变更的自由度。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供能够提高电机控制系统的安全功能的通用性的电机控制系统、电机控制装置以及安全功能设定方法。
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种电机控制系统，其具有电机和电机控制装置，该电机控制装置根据所述电机的驱动状态量对所述电机的驱动电力进行供电控制，所述电机控制装置具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了来自外部的安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与所述驱动状态量之间的关系状态进行监控。
另外，根据本发明的另一个观点，应用一种电机控制装置，其对电机的驱动电力进行供电控制，该电机控制装置具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了应该使所述电机减速或停止的安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与所述电机的驱动状态量之间的关系状态进行监控。
另外，根据本发明的又一个观点，应用一种电机控制装置的安全功能设定方法，该电机控制装置对电机的驱动电力进行供电控制，并且具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了应该使所述电机减速或停止的安全请求信号时，对动作监控模式与所述电机的驱动状态量之间的关系状态进行监控，执行如下步骤：从多种动作监控模式中分别选择并设定作为各安全功能部的监控对象的动作监控模式；以及以将一个安全功能部的监控结果作为另一个安全功能部的安全请求信号输入的方式进行设定。
根据本发明，能够提高电机控制系统的安全功能的通用性。
附图说明
图1是表示实施方式的电机控制系统的概略结构的功能框图。
图2是说明通常运转时的电机控制系统中的信号的流向的图。
图3是说明主动减速模式执行时的电机控制系统中的信号的流向的图。
图4是说明STO状态时的电机控制系统中的信号的流向的图。
图5是表示SBB的动作模式的时序的图。
图6是表示SPM-D的动作模式的时序的图。
图7是表示SLS的动作模式的时序的图。
图8是表示每个安全功能部的用于进行选择设定的设定画面的一例的图。
图9是表示具有多个安全功能部的安全控制处理部的软件模块结构的图。
图10是表示设定成使2个安全功能部串联地发挥作用的情况下的设定画面的显示例的图。
图11是表示设定成使2个安全功能部串联地发挥作用的情况下的安全控制处理部的软件模块结构的图。
图12是表示设定成使2个安全功能部串联地发挥作用的情况下的动作模式的时序的一例的图。
标号说明
1：电机控制系统；2：电机；3：编码器；4：驱动机械；11：上位控制装置；12：安全控制器；13：电机控制装置；14：安全模块；15：通信控制部；16：传感器；22：工程工具；31：电机控制处理部；32：HWBB(供电切断部)；33：逆变器；34：安全控制处理部；41：比较监控部；NW：网络。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对实施方式进行说明。
＜电机控制系统的概略结构＞
图1是表示本发明的一个实施方式的电机控制系统的概略结构的功能框图。
在图1中，电机控制系统1具有：电机2、编码器3、电机控制装置13、安全模块14、上位控制装置11、工程工具22、安全控制器12、以及通信控制部15。
另外，在该图1中，用箭头表示上述各结构部之间的连接以及在各结构部之间进行收发的信号的流向，对于每个内部结构将在下文中详细说明。另外，在以下的各图中虚线表示的信号线表示：虽然在图示的这种状况下没有收发信号，但根据其它状况能够进行相应的结构部之间的信号的收发。以下，对上述的各结构部概略地进行说明。
电机2例如是与构成工业机械或机器人等的驱动机械4机械连接并且对其进行驱动的3相交流电机等。
编码器3例如按照如下方式发挥作用：编码器3与上述电机2机械连接，检测该电机2的驱动位置等驱动状态量。
电机控制装置13按照如下方式发挥作用：基本上根据从后述的上位控制装置11输入的上位控制指令和上述编码器3检测出的电机2的驱动状态量，对上述电机2进行驱动控制。
安全模块14是与上述电机控制装置13附加地连接的功能扩展器。该安全模块14按照如下方式发挥作用：在满足从后述的安全控制器12和通信控制部15输入安全请求信号后的规定条件的情况下，向电机控制装置13输出供电切断信号而强制地使电机2减速或停止。安全请求信号是表示是否执行安全功能的2值(ON/OFF)信号。
上位控制装置11按照如下方式发挥作用：将用于使电机2进行期望的驱动动作的上位控制指令输出到电机控制装置13，通过由电机控制装置13进行的供电控制来对电机2的驱动进行控制。另外，上位控制指令是以位置指令、速度指令、或者转矩指令等形态输出的。
工程工具22是具有操作部22a和显示部22b的接口设备。该电机控制系统1的操作者根据需要，将该工程工具22与上述电机控制装置13连接，由此，能够进行与该电机控制装置13、上述安全模块14的内部的控制功能、安全功能相关的各种设定和参数值等的显示以及更新。
安全控制器12按照如下方式发挥作用：在从设置于驱动机械4本身或其周围环境的各种传感器16检测出应该使电机2减速或停止的规定状态的发生时，在本例中向上述安全模块14输出对应的安全请求信号。另外，不限于本例，也可以是，根据传感器16的检测内容，对上位控制装置11也同时输出相同的安全请求信号(没有特别图示)。
通信控制部15按照如下方式发挥作用：在从该电机控制系统1的外部经由网络NW输入各种安全对策上的指令时，在本例中向上述安全模块14输出对应的安全请求信号。另外，即使是在该通信控制部15的情况下，也可以是，根据安全请求信号的内容，对上位控制装置11也同时输出相同的安全请求信号(没有特别图示)。
在本实施方式的例子中，上述安全请求信号均以2值信号(ON/OFF)进行收发，根据作为这些信号的产生源的各种传感器16的设置位置、检测内容、或者从网络NW输入的指令的内容的不同，有时安全对策上的重要程度也不同。即，按照安全请求信号的内容(输入源)，能够区分：为了容易恢复到通常运转而将电机2减速到规定速度以下即可这样轻度的情况；以及需要不惜牺牲恢复容易性来可靠且迅速地使电机2减速停止这样重度的情况等。
对应于此，本实施方式的安全模块14和电机控制装置13这样地与安全请求信号的输入源对应地进行不同的安全控制(即电机2的减速/停止控制)。另外，在本实施方式的例子中，对于输入了安全请求信号时的安全控制，以在根据电机控制装置13本身生成的内部减速指令进行电机2的减速/停止控制的、所谓的主动减速模式下执行的情况进行说明，对于其他在根据来自上位控制装置11的上位控制指令进行电机2的减速/停止控制的、所谓的上位控制装置减速模式下执行的情况，省略其说明。另外，该模式选择能够通过使用了上述图1所示的工程工具22的用户操作而预先设定。
＜关于电机控制系统的详细结构和安全控制＞
图2～图4是说明电机控制系统1中的信号的流向的图，图2与通常运转时相对应，图3与主动减速模式(后述)的执行时相对应，图4与STO状态(后述)时相对应。另外，在图2～图4中，电机控制装置13的内部具有的HWBB32和逆变器33由硬件电路构成，除此之外，电机控制装置13和安全模块14的内部所示的功能部分表示为它们分别具有的CPU所执行的软件模块。另外，在图示的例子中设置有5个传感器16，安全控制器12能够对与各传感器16各自的检测结果对应的5种安全请求信号单独进行输出。另外，通信控制部15能够经由网络NW对5种安全请求信号单独进行输入和输出。
在图2～图4中，如上所述，电机控制装置13在其内部具有作为软件模块的电机控制处理部31、由硬件电路构成的HWBB(Hard Wire Base Brock)32、以及逆变器33。另外，安全模块14在其内部具有作为软件模块的安全控制处理部34。
电机控制处理部31按照如下方式发挥作用：一边将由上述编码器3检测的电机2的驱动状态量作为反馈信号进行参照，一边根据规定的驱动控制指令(例如来自上位控制装置11的上位控制指令)进行对电机2的供电控制(基于PWM信号的后述的逆变器33的开关控制)。
HWBB32(供电切断部)具有对从上述电机控制处理部31向逆变器33输出的PWM信号的导通和切断进行切换的半导体开关元件，HWBB32按照如下方式发挥作用：在输入了HWBB启动信号(供电切断信号)时，通过切断PWM信号的输出来切断逆变器33的对电机2的供电。另外，该HWBB32相当于供电切断部，HWBB启动信号相当于供电切断信号。
逆变器33按照如下方式发挥作用：根据从上述电机控制处理部31输入的PWM信号，对来自没有特别图示的商用电源的供应电力进行电力转换，转换成对电机2的驱动电力。
安全控制处理部34按照如下方式发挥作用：在由上述编码器3检测的电机2的驱动状态量超过后述的动作监控模式的情况下，输出HWBB启动信号而使上述HWBB32启动(使PWM信号切断)。动作监控模式是安全标准中规定的多种时序变化模式(参照后述的图9～图11)，通过后述的设定操作任意选择出的动作监控模式应用在安全控制处理部34中(详情后述)。
首先，在驱动机械4的通常运转时，如图2所示，将上位控制装置11为了使电机2进行规定的驱动而生成的上位控制指令输出到电机控制装置13，该电机控制装置13将输入的上位控制指令直接输入到内部的电机控制处理部31。接着，电机控制处理部31一边将由编码器3检测出的驱动状态量作为反馈信号进行参照，一边输出基于上位控制指令的PWM信号。并且，在该通常运转时，不从安全控制处理部34输出HWBB启动信号，从电机控制处理部31输出的PWM信号经由HWBB32直接输入到逆变器33，向电机2提供对应的驱动电力。由此，电机控制系统1整体能够稳定地进行基于上位控制装置11的上位控制指令的电机2的驱动。另外，在该通常运转时，从5个传感器16都不输出检测信号，与5个传感器16对应的5个安全请求信号均从安全控制器12不输出。另外，同样地，不从网络NW向通信控制部15输入任何安全对策上的指令，5个安全请求信号也均不输出。
并且，在这样的驱动机械4的通常运转过程中，例如当从任意1个传感器16输出表示异常的检测信号的情况下，如图3所示，安全控制器12将与该传感器16对应的安全请求信号输出到安全模块14。并且，在本例中，电机控制装置13经由这样输入了安全请求信号的安全模块14，通过上述的主动减速模式的执行而使电机2减速/停止。
在该图3所示的主动减速模式中，在电机控制装置13的内部生成基于能够满足安全标准的基准的动作控制模式的内部减速指令，将其作为减速控制指令输出到电机控制处理部31。即，代替上位控制装置11，电机控制装置13本身自主地进行电机2的减速控制或停止控制。在执行该主动减速模式的情况下，不需要向上位控制装置11输入安全请求信号的系统结构，另外，电机控制处理部31向上位控制装置11输出主动状态信号，由此，接收到该信号的上位控制装置11停止上位控制指令的输出。
另一方面，安全模块14具有的安全控制处理部34在如上述那样从安全控制器12输入安全请求信号后，在电机2的驱动状态量超过后述的动作监控模式的情况下，输出HWBB启动信号，使上述HWBB32启动(使PWM信号切断)。另外，如在下文中详细叙述的那样，根据应用的动作监控模式的种类的不同，也存在这样的情况：在从安全控制器12输入安全请求信号后的规定时刻，该动作监控模式独自输出HWBB启动信号而使上述HWBB32启动。
在HWBB32按照以上方式启动的情况下，如图4所示，在电机控制装置13内成为这样的STO(Safety Torque Off)状态：来自电机控制处理部31的PWM信号被HWBB32切断，逆变器33停止对电机2的驱动电力供电。在该STO状态下，虽然用于使驱动机械4的运转再次开始的恢复容易性较低，但是能够可靠且迅速地使电机2减速停止，因此是最安全且可靠的安全控制。
＜本实施方式的特征＞
如上所述，在对驱动机械4进行驱动的电机控制系统1中，需要以按照遵守安全标准中规定的多种动作模式(将对应的组合的动作控制模式和动作监控模式合并后的总称，以下相同)的方式对电机2的减速动作、停止动作进行控制。因此，以往是设置了安全控制处理部34，该安全控制处理部34对与上述的多种动作模式中的、应用的动作模式对应的动作监控模式和检测出的电机2的驱动状态量进行比较，在驱动状态量超过动作监控模式的情况下，切断对电机2的供电。
然而，在以往的安全控制处理部34中，动作模式只被设定成固定的，因此，用户能够根据驱动的驱动机械4的结构和动作环境变更成任意的动作模式的自由度是被期待的。
与此相对，在本实施方式中，安全模块14(电机控制装置13的一部分)内的安全控制处理部34具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，该安全功能部在输入了来自外部的安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与驱动状态量之间的关系状态进行监控。由此，安全功能部可获得任意选择应用的动作监控模式的自由度，其结果是，提高了电机控制系统1的安全功能的通用性。另外，由于多个安全功能部能够同时发挥作用，因此，实现了利用将任意选择出的多个动作监控模式进行组合后的各种动作模式对电机2和驱动机械4的动作控制进行监控，提高了电机控制系统1的安全功能的通用性。以下，对该结构依次进行说明。
＜关于动作模式＞
首先，针对本实施方式的各结构部能够应用的动作模式，举出几个示例进行说明。另外，在国际标准IEC61800-5-2中提示了多个动作模式，但在下文中，对安全基础块(safebase block)功能(以下称为SSB(STO))、安全限制速度监控功能(以下称为SLS)、以及带延迟的安全位置监控功能(以下称为SPM-D(SS2))这3种动作模式(各名称是本实施方式中的统称)进行说明。另外，在以下的说明中是对当电机2的驱动状态量超过动作监控模式时无条件地输出HWBB启动信号的情况进行说明的。
首先，图5示出在上位控制装置11的控制过程中执行的SBB的动作模式的时序图。在该图5中，当负逻辑的安全请求信号切换到低电平的“OFF”状态时，安全控制处理部34立即输出HWBB启动信号，HWBB32切断PWM信号，逆变器33停止对电机2的驱动电力供电。其结果是，电机速度急速下降直到完全停止。
图6示出在主动减速模式下执行的SPM-D的动作模式的时序图。在该图6中，当负逻辑的安全请求信号被切换到低电平的“OFF”状态时，电机控制装置13立即切换到主动减速模式，根据对应的动作控制模式让电机控制处理部31使电机2以规定的减速率进行减速、停止。
并且，在该主动减速模式中，如上所述，即使电机控制装置13根据动作控制模式输出减速控制指令，也存在电机速度不追随该减速控制指令的情况。其主要原因可以想到例如电机2或编码器3的异常、故障、或者电机2与减速控制指令无关地从驱动机械4侧受到的反作用力、干扰等的作用。对此，在本实施方式中，在安全模块14输入了安全请求信号时，安全控制处理部34对用户预先进行了参数设定的动作监控模式与基于编码器3检测出的驱动状态量的实际的电机速度进行比较并监控。并且，虽然没有特别图示，但在处于电机速度超过动作监控模式的监控速度的关系状态时，即使是在电机控制处理部31的减速控制过程中，安全控制处理部34也以安全为优先而立即输出HWBB启动信号，切断对电机2的电力供应而强制地使电机2停止(即成为STO状态)。
并且，在安全请求信号被切换成“OFF”状态后到达减速结束时刻t2并且监控速度变为0后，安全控制处理部34根据动作监控模式对实际的电机停止位置(编码器3检测出的驱动状态量)是否相对地超过规定的监控移动量p1进行监控。并且，如图示那样，在处于实际的电机位置超过了动作监控模式的监控移动量p1的关系状态时，安全控制处理部34立即输出HWBB启动信号，切断对电机2的电力供应而强制地使电机2停止(STO状态)。
图7示出在主动减速模式下执行的SLS的动作模式的时序。在该图7中，当负逻辑的安全请求信号被切换成低电平的“OFF”状态时，动作控制模式输出减速控制指令，使电机2减速到限制速度s3直到规定时间t3为止。
另外，安全模块14的安全控制处理部34根据动作监控模式在初始阶段以设定成最大速度s1的监控速度对实际的电机速度进行监控，之后在减速开始时刻t1以开始减速的监控速度对实际的电机速度进行监控，监控速度在减速结束时刻t2结束减速。此后，安全控制处理部34对实际的电机速度是否超过比较低的监控速度s2进行监控。
＜关于安全功能部＞
在安全标准中规定了多个由以上例示的动作控制模式和动作监控模式的组合构成的动作模式，对于其中的动作监控模式，安全模块14的安全控制处理部34监控对应的驱动状态量是否超过该动作监控模式。并且，在本实施方式中，如上所述，安全控制处理部34在内部具有多个安全功能部，能够按照这些安全功能部的每一个对比较监控的对象的动作监控模式进行选择，单独地进行与驱动状态量的比较监控。
图8示出每个安全功能部的用于进行选择设定的设定画面的一例。图9的设定画面示出例如使用上述工程工具22进行设定的情况下的显示部22b的显示例。在该图9中，显示了安全功能部A～J的10个安全功能部的设定窗口(在图中省略了安全功能部C～I的图示)，能够对通过经由操作部22a的操作输入而任意选择出的安全功能部进行单独设定。
安全功能部A～J的准备的设定项目完全相同，大体分为安全请求信号输入源选择、动作监控模式选择、以及监控结果信号输出目的地选择这3个设定项目。在安全请求信号输入源选择的设定项目中，能够选择作为该安全功能部的执行开始基准的安全请求信号的输入源。在图示的例子中，能够选择以下设定项目中的任意一个：未输入任何安全请求信号的情况下的“0(：None)”；在对来自安全控制器12的5个安全请求信号的任意一个进行选择的情况下的“1～5(：Safe Input 1～5)”；在对来自通信控制部15的5个安全请求信号的任意一个进行选择的情况下的“6～10(：Virtual Input 1～5)”；通过安全功能部A～J中的任意一个将驱动状态量超过监控动作模式时的超过状态发生时触发(在以下的记载和图中适当称为“Fault”或“Fault Out”)选择为安全请求信号的情况下的“11～20(：SafetyFunction A～J Fault)”。
在动作监控模式选择的设定项目中，能够对该安全功能部参照的动作监控模式的种类进行选择。在图示的例子中，能够选择以下设定项目中的任意一个：不参照任何动作监控模式的情况下的“0(：None)”；对安全基础块功能SBB的动作监控模式(在输入安全请求信号时立即变为STO的模式)进行选择的情况下的“1(：STO)”；对安全限制速度监控功能SLS的动作监控模式进行选择的情况下的“2(：SLS)”；对带延迟的安全位置监控功能SPM-D的动作监控模式进行选择的情况下的“3(：SS2)”等(省略其他图示)。另外，在动作监控模式选择的设定项目中，能够将用于定义上述选择的动作监控模式的经时变化形状的模式参数(图中的“t1”、“t2”等)也一同进行设定。另外，在电机驱动装置中，与在该设定项目下选择出的动作监控模式对应的种类的动作控制模式在该安全功能部发挥作用时同步地被应用并发挥作用。由此，能够同时执行相同种类的动作控制模式和动作监控模式。
在监控结果信号输出目的地选择的设定项目中，能够选择表示在该时刻的该安全功能部的比较监控结果(是否是Fault)的监控结果信号的输出目的地。在图示的例子中，能够选择以下设定项目中的任意一个：不输出任何监控结果信号的情况下的“0(：None)”；选择将监控结果信号直接作为HWBB启动信号输出的情况下的“1(：HWBB)”；对安全控制器12的5个输出目的地的任意一个进行选择的情况下的“2～6(：Safe Output 1～5)”；对通信控制部15的5个输出目的地的任意一个进行选择的情况下的“7～11(：Virtual Output 1～5)”。另外，对于监控结果信号的内容是超过状态即超过状态发生时触发“Faul Out”的情况下的输出，与上述输出目的地的选择设定无关地另外按照标准进行准备(参照后述的图9)。
在图9中示意性地示出具有能够如上述那样设定的多个安全功能部的安全控制处理部34的软件模块结构。在该图9中，安全控制处理部34以并列的方式具有10个安全功能部A～J，它们能够分别单独地参照驱动状态量。另外，各安全功能部被连接成能够从在上述安全请求信号输入源选择的设定项目中选择出的任意一个输入源(在图中简记为“None”、“SI”、“VI”、“SF A～J FO”)输入安全请求信号(在选择了“0：None”的情况下为非连接)。另外，各安全功能部被连接成能够向在上述监控结果信号输出目的地选择的设定项目中选择出的任意一个输出目的地(在图中简记为“None”、“HWBB”、“SO”、“VO”)输出监控结果信号(在选择了“0：None”的情况下为非连接，在选择了“1：HWBB”的情况下为与HWBB连接)。另外，如上所述，对于监控结果信号的内容是超过状态即超过状态发生时触发“Faul Out”的情况下的输出(图中的“FO”)，与上述输出目的地的选择设定无关地另外按照标准进行准备。
并且，各安全功能部具有在其内部选择出的动作监控模式和比较监控部41。这里，由安全功能部进行处理的动作监控模式在其内部包括HWBB启动时刻和电机速度/位置变化图这2个工序要素中的至少一个。HWBB启动时刻的工序要素按照如下方式发挥作用：在从外部输入了安全请求信号后的规定的时刻，将HWBB启动信号直接输出到上述HWBB32。另外，电机速度/位置变化图的工序要素按照如下方式发挥作用：在从外部输入安全请求信号时，将按照规定的工序进行变化或者保持恒定的电机2的速度的变化值、或从规定的时刻起保持恒定的电机2的相对位置的变化值等输出到比较监控部41。上述比较监控部41是将该电机速度/位置变化图所输出的变化值与电机2的驱动状态量进行比较。
根据动作监控模式所应用的模式的种类，在该动作监控模式中包括上述2个工序要素中的任意一个或者双方。如图示那样，在包括2个工序要素双方的情况下，同时输入分别来自外部的安全请求信号，能够使各个工序并列且单独进行处理。另外，虽然没有特别图示，但在电机控制装置13处理的动作控制模式中只包括上述电机速度/位置变化图的工序要素，不包括HWBB启动时刻的工序要素。即，在上述主动减速模式中，动作控制模式中的电机速度/位置变化图输出的变化值直接生成为减速控制指令。
由此，在发生实际的电机2的驱动状态量超过动作监控模式(具体来讲是电机速度/位置变化图输出的变化值)而脱离安全标准这样的动作状态时，比较监控部41输出超过状态发生时触发“Fault Out”作为监控结果信号。并且，在选择了HWBB32作为其输出目的地的情况下，输出HWBB启动信号而切断对电机2的供电，因此能够可靠并迅速地使电机2减速/停止。另外，在本实施方式的例子中，这些多个安全功能部A～J均是由在安全模块14中具有的1个CPU进行处理的软件处理部，在多个安全功能部同时发挥作用的情况下，是通过基于CPU的时分处理(例如在1个扫描时间内按照规定顺序执行全部的有效的安全功能部的处理)等实现的。
＜安全功能部的设定例＞
以下，对上述结构的安全控制处理部34中的安全功能部的设定例及其执行例进行说明。图10与上述图8对应地示出在设定成使安全功能部A和安全功能部B串联地发挥作用的情况下的设定画面的显示例。另外，在图中，为了避免图示的繁杂而省略了适当位置的图示。
在该图10中，在安全功能部A中，通过安全请求信号输入源选择而选择安全控制器12的第1个传感器16作为输入源，通过动作监控模式选择而选择安全限制速度监控功能SLS的动作监控模式，通过监控结果信号输出目的地选择而选择安全控制器12的第5个输出目的地。另外，在安全功能部B中，通过安全请求信号输入源选择而选择安全功能部A的“Fault”(超过状态发生时触发“Fault Out”)作为输入源，通过动作监控模式选择而选择带延迟的安全位置监控功能SS2的动作监控模式，通过监控结果信号输出目的地选择而选择HWBB32作为输出目的地。在这样的设定例的情况下，如与上述图9对应的图11所示，连接有各安全功能部的软件模块。另外，在这种情况下，由于通过安全功能部A、B选择出的动作监控模式是SLS、SS2，因此各个HWBB启动时刻的工序要素不发挥作用(参照图中的虚线部分)。另外，在其它安全功能部中，没有连接任何安全请求信号的输入源，也没有连接任何监控结果信号的输出目的地，完全不发挥作用。
图12示出基于该设定例的动作模式的时序的一例。在该图12中，在通常运转时输入了安全请求信号的情况下，只有安全功能部A先发挥作用，通过安全限制速度监控功能SLS的动作控制模式和动作监控模式进行电机速度的控制和监控。并且，在图示的例子中，由于电机速度超过从安全请求信号的输入经过规定时间t3后的监控速度s2，因此，安全功能部A进行“Fault Out”。即，安全功能部A输出监控结果信号的超过状态发生时触发而停止其功能。此时，在上述设定例中，将该超过状态发生时触发输出到安全控制器12的第5个输出目的地(SO 5)，从与其分开准备的FO输出的超过状态发生时触发作为安全请求信号输入到安全功能部B。
由此，从安全功能部A进行切换，只有安全功能部B发挥作用，通过安全位置监控功能SS2的动作控制模式和动作监控模式进行针对电机2的速度和位置的控制和监控。并且，在图示的例子中，由于电机相对位置超过电机停止后的监控移动量p1，因此安全功能部B进行“Fault Out”，其监控结果信号作为针对HWBB32的启动信号输出，由此，成为切断对电机2的供电的STO状态(电机停止)。如在以上的设定例中说明的那样，在本实施方式中，通过选择其它安全功能部A的监控结果作为规定的安全功能部B的安全请求信号的输入源，能够实现按照安全功能部A→安全功能部B的顺序进行切换的序列控制。另外，虽然未图示，通过进一步选择安全功能部B的监控结果作为其它安全功能部C～J的安全请求信号的输入源，还能够进行3组以上的序列控制。
＜本实施方式的效果＞
如以上说明的那样，在本实施方式的电机控制系统1中，电机控制装置13具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，该安全功能部在被输入安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与驱动状态量之间的关系状态进行监控。由此，安全功能部可获得任意选择应用的动作监控模式的自由度，其结果是，提高电机控制系统1的安全功能的通用性。另外，由于多个安全功能部能够同时发挥作用，因此，能够通过将任意选择出的多个动作监控模式进行组合后的各种动作模式对电机2和驱动机械4的动作控制进行监控，从而进一步提高电机控制系统1的安全功能的通用性。
另外，在本实施方式中，尤其是安全功能部能够选择安全请求信号的输入源。由此，能够任意选择安全请求信号的输入源的种类(是安全控制器12，还是通信控制部15，还是其它安全功能部)及其个数(1～5等)，由于能够应对各种安全检测对象，因此进一步提高了电机控制系统1的安全功能的通用性。
另外，在本实施方式中，尤其是安全功能部(上述设定例的安全功能部B)能够将其它安全功能部(上述设定例的安全功能部A)选择为输入源，并且将其它安全功能部(上述设定例的安全功能部A)的监控结果作为安全请求信号进行输入。由此，能够实现以下这样的多个动作监控模式的序列监控：在其他安全功能部中驱动状态量超过动作监控模式的情况下(即，成为“Fault”的情况下)，接着在本安全功能部中进行不同的动作监控模式的比较监控，从而进一步提高了电机控制系统1的安全功能的通用性。
另外，在本实施方式中，尤其是安全功能部能够选择该安全功能部的监控结果的输出目的地。由此，除了切断对电机2的供电以外，还能够任意选择监控结果的输出目的地的种类(是HWBB32，还是安全控制器12，还是通信控制部15)及其个数(1～5等)，由于能够应对各种通知方式，因此进一步提高电机控制系统1的安全功能的通用性。
另外，在本实施方式中，尤其是电机控制装置13具有在从安全功能部输入HWBB启动信号时切断对电机2的供电的HWBB32。由此，对于通过安全功能部使驱动状态量超过动作监控模式的情况(即，成为“Fault”的情况)等，能够实现最安全且可靠的电机2的减速/停止动作。
另外，在本实施方式中，尤其是安全功能部能够选择在安全请求信号的输入后立即向HWBB32输出HWBB启动信号的动作监控模式(SSB、STO的动作监控模式)。由此，只通过输入安全请求信号就能够最安全且可靠地使电机2减速/停止。另外，在这种情况下，不需要电机2的驱动状态量的输入。另外，除了本实施方式中例示的动作模式以外，当然同样能够应用安全标准规定的动作模式(例如SS1、SOS、SLA等)的动作监控模式。
在本实施方式中，尤其是安全功能部能够选择该安全功能部的监控结果的输出目的地，能够将该安全功能部的监控结果作为HWBB启动信号，将其输出目的地选择为HWBB32。由此，对于在安全功能部中驱动状态量超过动作监控模式的情况(即，成为“Fault”的情况)，能够最安全且可靠地使电机2减速/停止。
另外，在本实施方式中，尤其是动作监控模式是以安全请求信号的输入作为开始契机的时序变化模式。由此，在各安全请求信号的输入时刻能够分别对应地使各动作监控模式进行经时变化，尤其是在通过多个安全功能部将多个动作监控模式进行组合的情况下，能够实现与驱动状态量的功能性的比较监控。
另外，虽然没有特别图示，但由于通过多个安全功能部的每个安全功能部选择相同的安全请求信号的输入源，还能够使这些安全功能部并列且同时地发挥作用。在这种情况下，只要是使分别对应的动作控制模式与动作监控模式并列且单独进行处理，最后按照对它们进行合成后的结果进行减速控制指令的生成或作为比较监控的对象即可。尤其是，在使安全性优先的情况下，只要将在该时刻最低的动作控制模式和动作监控模式的变化值作为减速控制指令或比较监控对象即可。
另外，在以上的说明中，在存在“垂直”、“平行”、“平面”等记载的情况下，该记载并非严格的意义。即，这些“垂直”、“平行”、“平面”的意思是允许设计上、制造上的公差和误差的、“实质上的垂直”、“实质上的平行”、“实质上的平面”。
另外，在以上的说明中，在外观上的尺寸或大小、形状、位置等存在“同时”、“同一”、“相同”、“相等”、“不同”等记载的情况下，该记载并非严格的意义。即，这些“同时”、“同一”、“相同”、“相等”、“不同”的意思是允许设计上、制造上的公差和误差的“实质上的同时”、“实质上的同一”、“实质上的相同”、“实质上的相等”、“实质上的不同”。
另外，除了以上已经叙述的内容外，也可以将上述实施方式和各变形例的手段适当进行组合并使用。此外，虽然没有一一举例示出，但上述实施方式和各变形例在不脱离其主旨的范围内能够实施各种变更。

Claims (10)

1.一种电机控制系统，其具有电机和电机控制装置，该电机控制装置根据所述电机的驱动状态量对所述电机的驱动电力进行供电控制，其特征在于，
所述电机控制装置具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了来自外部的安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与所述驱动状态量之间的关系状态进行监控，其中，多种动作监控模式至少表示分别由安全标准规定的多种时序变化模式，在动作监控模式选择的设定项目中对每一个安全功能部的动作监控模式的种类进行选择。
2.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，
所述安全功能部能够选择所述安全请求信号的输入源。
3.根据权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于，
所述多个安全功能部中的任意一个安全功能部能够选择其它安全功能部作为所述输入源，输入所述其它安全功能部的监控结果作为所述安全请求信号。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电机控制系统，其特征在于，
所述安全功能部能够选择该安全功能部的监控结果的输出目的地。
5.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，
所述电机控制装置具有供电切断部，该供电切断部在从所述安全功能部输入了供电切断信号时切断对所述电机的供电。
6.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于，
所述安全功能部能够选择在所述安全请求信号的输入后立即向所述供电切断部输出供电切断信号的动作监控模式。
7.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于，
所述安全功能部能够选择该安全功能部的监控结果的输出目的地，
能够将该安全功能部的监控结果作为所述供电切断信号，将其输出目的地选择为所述供电切断部。
8.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，
所述动作监控模式是以所述安全请求信号的输入作为开始契机的时序变化模式。
9.一种电机控制装置，其对电机的驱动电力进行供电控制，其特征在于，该电机控制装置具有：
多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了应该使所述电机减速或停止的安全请求信号时，对从多种动作监控模式中选择出的动作监控模式与所述电机的驱动状态量之间的关系状态进行监控，其中，多种动作监控模式至少表示分别由安全标准规定的多种时序变化模式，在动作监控模式选择的设定项目中对每一个安全功能部的动作监控模式的种类进行选择。
10.一种电机控制装置的安全功能设定方法，该电机控制装置对电机的驱动电力进行供电控制，并且具有多个安全功能部，它们能够同时发挥作用，在输入了应该使所述电机减速或停止的安全请求信号时，对动作监控模式与所述电机的驱动状态量之间的关系状态进行监控，其特征在于，执行如下步骤：
从多种动作监控模式中分别选择并设定作为各安全功能部的监控对象的动作监控模式；以及
以将一个安全功能部的监控结果作为其它安全功能部的安全请求信号而输入的方式进行设定。
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