CN110168452A - 马达控制装置 - Google Patents

Abstract

一种马达控制装置，其包括马达控制部，所述马达控制部基于用于驱动马达的动作指令信号、与来自编码器的跟马达的动作对应的反馈信号，以所述马达的动作追随于所述动作指令信号的方式，按照规定的反馈方式来生成与所述马达的动作相关的指令值，其中，基于与规定的反馈值和控制计算值相关的两者的比较结果，来执行驱动信号的阻断处理，所述规定的反馈值是根据来自编码器的反馈信号而算出，所述控制计算值是在马达控制部对指令值的生成过程中算出，且可与所述规定的反馈值进行对比。通过此种结构，能够不受编码器的安全性能束缚而提高马达控制装置的安全性能。

Description

马达控制装置

技术领域

本发明涉及一种驱动控制马达(motor)的马达控制装置。

背景技术

近年来，在制造现场，伺服系统(servo system)被用于各种机械中的运转部的定位控制等。作为此种伺服系统，有下述系统，其包括：伺服马达，用于使各种机械装置运转；编码器(encoder)，安装于所述伺服马达；伺服驱动器(servo driver)，用于驱动伺服马达；以及控制装置，用于对伺服驱动器输出位置指令信息等。并且，在制造现场，削减成本、提高生产性，并且确保对作业者的安全性的搭配成为重要的要件。因此，对于伺服系统，也一直要求符合相应的安全规格。

此处，专利文献1中公开了一种安全单元，其在故障发生时对伺服驱动器输出用于使伺服马达停止的停止信号。具体而言，构成为：当判断为从控制装置对伺服马达的动作指令信号的值、来自编码器的反馈信号的值、与根据两值算出的判断值中的任一个为故障时，安全单元输出停止信号。通过此种结构，实现伺服系统的安全化。而且，专利文献2中公开了一种系统结构，在为了包含编码器的指令单元的更换而将伺服系统的电源由断开(OFF)设为导通(ON)时，若系统内的编码器的位置信息在电源导通前后发生了偏离，则输出警报。通过此结构，确保适当的指令单元的更换作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5367623号公报

专利文献2：日本专利第4261320号公报

发明内容

发明所要解决的问题

以往，对于驱动控制马达的马达控制装置，为了提高其安全性能，认为必须提高编码器的安全性能，所述编码器生成对马达控制装置的输入信息且检测所述马达的动作。因此，在编码器的设计时，必须满足规定的安全规格的要件。例如，作为此种安全规格，规定有IEC61508。IEC61508是与电气/电子/可编程电子式安全关联的功能安全相关的国际规格。在IEC61508中，对于系统的故障概率，如以下的表1所示，以被称作安全度等级(SafetyIntegrity Level，SIL)的标准来规定。

表1

并且，IEC61508对于表中的每个SIL而定义有应满足的要求事项，明确了所构建的安全控制系统应达成的搭配。SIL被分为SIL1至SIL4这四阶段，SIL的数值越大，则意味着安全性能越高。并且，若欲提高与马达控制装置相关的SIL的值，则必须也提高必然采用的编码器的SIL，会导致编码器的高成本化，或者因采用特别的接口(interface)的必要性等而导致编码器的大型化，从而有损马达控制装置的设计方面的便利性。

本发明是有鉴于此种问题而完成，其目的在于提供一种技术，不受编码器的安全性能束缚而能提高马达控制装置的安全性能。

解决问题的技术手段

本发明中，为了解决所述问题，除了根据来自与马达对应的编码器的反馈信号而算出的反馈值以外，还采用马达控制装置自身算出的控制计算值来作为用于确保所述马达控制装置的安全性能的输入信息。通过此种结构，能够不受编码器的安全性能束缚而提高马达控制装置的安全性能。

详细而言，本发明是一种马达控制装置，对具有检测马达动作的编码器的所述马达进行驱动，所述马达控制装置包括：马达控制部，基于用于驱动所述马达的动作指令信号、与来自所述编码器的跟所述马达的动作对应的反馈信号，以所述马达的动作追随于所述动作指令信号的方式，按照规定的反馈方式来生成与所述马达的动作相关的指令值；驱动部，根据来自所述马达控制部的所述指令值，将用于驱动所述马达的驱动电流供给至所述马达；阻断部，阻断伴随所述指令值的、从所述马达控制部向所述驱动部的驱动信号的传递；以及安全控制部，当关于所述马达的驱动而判断为发生了故障时，经由所述阻断部来执行所述驱动信号的阻断处理。并且，所述安全控制部基于与规定的反馈值和控制计算值相关的两者的比较结果，来执行所述阻断部对所述驱动信号的阻断处理，所述规定的反馈值是根据来自所述编码器的所述反馈信号而算出，所述控制计算值是在所述马达控制部对所述指令值的生成过程中算出，且可与所述规定的反馈值进行对比。

本发明的马达控制装置是基于动作指令信号来驱动马达的装置，作为所述马达控制装置，可例示伺服驱动器或逆变器(inverter)等。另外，动作指令信号既可由位于马达控制装置外部的其他控制装置(可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等)生成并提供给马达控制装置，或者也可在马达控制装置的内部生成。具体而言，由马达控制部根据动作指令信号与来自编码器的反馈信号，而生成用于按照规定的反馈方式来驱动马达的指令值。伴随此指令值的驱动信号从马达控制部传至驱动部，由此，驱动部将与所述指令值相应的驱动电流供给至马达以进行驱动，以使马达追随于动作指令信号。另外，对于所述规定的反馈方式，只要可实现所述马达对动作指令信号的追随驱动，则能够采用任意的反馈方式。例如，能够采用与位置信息、速度信息等相关的反馈方式等。

此处，在马达控制装置中，具备阻断驱动信号从马达控制部向驱动部的传递的阻断部，阻断部对驱动信号的阻断处理是由安全控制部予以控制。当关于马达的驱动而判断为发生了故障时，由安全控制部来执行阻断处理，由此来实现马达控制装置的安全性能。作为由安全控制部所执行的阻断处理，包含基于控制计算值与来自编码器的反馈值的比较结果而执行的阻断处理，所述控制计算值是在马达控制部对指令值的生成过程中算出。所述控制计算值是可与来自编码器的反馈值进行对比的参数(parameter)的值，例如可列举和与跟来自编码器的反馈值对应的物理量(例如位置或速度)相同的物理量相关的参数。而且，所述反馈值是根据来自编码器的反馈信号而算出的值，例如可列举与马达的位置相关的信息值、与速度相关的信息值等。

根据以上，阻断处理为下述形态，即：作为用于确保马达控制装置的安全性能的驱动信号的阻断的输入信息，不仅采用来自编码器的反馈值其自身，还采用在马达控制部对指令值的生成过程中算出的控制计算值。因此，在所述马达控制装置中，可实现用于确保马达控制装置的安全性能的输入信息的多样化，从而能够不受编码器的安全性能束缚而提高马达控制装置的安全性能。即，通过使输入信息多样化，能够加大硬件容错(HardwareFault Tolerance，HFT)的数值，从而能够使与马达控制装置的安全性能相关的SIL的值高于与编码器的安全性能相关的SIL的值(若参照所述表1，则可理解为，若在维持SFF的状态下HFT变大，则SIL的值变高)。

另外，作为进而其他的阻断处理，安全控制部也可利用来自编码器的反馈值，进行与马达的速度或位置的限制相关的故障判断，并根据其判断结果来进行驱动信号的阻断。

此处，在所述马达控制装置中也可为：所述编码器构成为，对应于所述马达的动作而生成彼此独立的两个反馈信号，所述安全控制部在所述阻断处理中，对根据所述两个反馈信号而算出的两个所述规定的反馈值的各个与所述控制计算值进行比较，且对所述两个规定的反馈值进行比较，以执行所述驱动信号的阻断处理。通过以此方式构成，借助利用来自编码器的经双冗余化的反馈信号与控制计算值的相互比较结果，可进行基于经多样化的输入信息的阻断处理。由此，能够使与马达控制装置的安全性能相关的SIL的值高于与编码器的安全性能相关的SIL的值。

此处，对直至上述为止的马达控制装置中的、由安全控制部所进行的阻断处理的具体例进行揭示。第一，所述安全控制部也可在所述阻断处理中，基于所述规定的反馈值与所述控制计算值的差值，来判断所述阻断处理的执行可否。而且，第二，所述安全控制部也可在所述阻断处理中，对所述规定的反馈值的变化率与所述控制计算值的变化率进行比较，并基于其比较结果来判断所述阻断处理的执行可否。而且，第三，所述安全控制部也可在所述阻断处理中，基于所述规定的反馈值的变化率与所述控制计算值的变化率的差值的变化率，来判断所述阻断处理的执行可否。而且，作为由安全控制部所进行的阻断处理，也可采用将它们的一部分或全部组合而成的处理，作为其他方法，也可采用所述处理以外的处理。

而且，在直至上述为止的马达控制装置中，也可为，形成有所述安全控制部的安全用电路基板相对于形成有所述马达控制部、所述驱动部及所述阻断部的所述马达控制装置的本体侧而能被拆除，从所述马达控制装置拆除所述安全用电路基板，并取代所述安全用电路基板，形成有与所述安全控制部不同的其他安全控制部的其他电路基板能装入至所述马达控制装置，所述其他安全控制部在关于所述马达的驱动而判断为发生了故障时，经由所述阻断部来执行所述驱动信号的阻断处理。由此，能够将具有与需求相应的安全性能的马达控制装置适当地提供给用户。

发明的效果

能够不受编码器的安全性能束缚而提高马达控制装置的安全性能。

附图说明

图1是表示组装有本发明的伺服驱动器的伺服系统的概略结构的第一图。

图2是用于概略地说明本发明的伺服驱动器的子系统中的安全性能的图。

图3是本发明的伺服驱动器的第一功能框图。

图4是由本发明的伺服驱动器所执行的阻断处理的流程图。

图5是本发明的伺服驱动器的第二功能框图。

图6是本发明的逆变器的功能框图。

具体实施方式

＜实施例1＞

图1是组装有相当于本发明的马达控制装置的伺服驱动器的、伺服系统的概略结构图。伺服系统包括网络(network)1、马达2、编码器3、伺服驱动器4、标准可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)5及安全PLC 6。由马达2与编码器3形成伺服马达。所述伺服系统是用于驱动马达2的系统，所述马达2作为未图示的各种机械装置(例如，工业用机器人(robot)的臂(arm)或搬送装置)的致动器(actuator)而组装在所述装置内。例如，马达2为交流电(Alternating Current，AC)马达。并且，编码器3被安装于马达2以检测马达2的动作。编码器3生成表示所检测的马达2的动作的反馈信号，并且将此反馈信号发送至伺服驱动器4。反馈信号例如包含关于马达2的旋转轴的旋转位置(角度)的位置信息、所述旋转轴的转速信息等。对于编码器3，可适用一般的增量式编码器(incrementalencoder)、绝对式编码器(absolute encoder)。

伺服驱动器4经由网络1而从标准PLC 5接收与马达2的动作(行动(motion))相关的动作指令信号，并且接收从编码器3输出的反馈信号。伺服驱动器4基于来自标准PLC 5的动作指令信号及来自编码器3的反馈信号，执行与马达2的驱动相关的伺服控制。而且，伺服驱动器4经由网络1而与安全PLC 6连接。由此，伺服驱动器4基于从安全PLC 6接收的监控指令信号，进行与马达2或伺服驱动器4相关的故障发生的监控，并将其结果返回安全PLC 6。

而且，伺服驱动器4基于来自标准PLC 5的动作指令信号与来自编码器3的反馈信号，算出与马达2的动作相关的指令值。进而，伺服驱动器4对马达2供给驱动电流，以使马达2的动作追随于所述指令值。另外，所述供给电流是利用从交流电源11送往伺服驱动器4的交流电力。本实施例中，伺服驱动器4为接收三相交流的类型，但也可为接收单相交流的类型。

此处，图2是在将伺服驱动器4作为一个系统时，将构成其的三个子系统即输入结构、运算结构、输出结构中的安全功能框图化者。输入结构是与对伺服驱动器4的输入相关的子系统，其安全性能大幅取决于编码器3的安全性能。具体而言，编码器3如后所述，在其内部具有以通过同时进行扫描(scanning)而可输出独立脉冲的方式经双冗余化的电路，所述经双冗余化的反馈信号经由独立的配线而输入至伺服驱动器4。因此，输入结构通过编码器3而具有安全功能InS01、InS02，此时的硬件容错(HFT)为1。而且，作为将输入结构的HFT设为1的其他方法，也可对与输入结构相关的通信进行双冗余化。另外，一般而言，基于编码器的容积(大小)或价格的观点，要提高编码器的安全失效分数(Safe Failure Fraction，SFF)并不容易，因此编码器3的SFF相对较低，介于60％以上且小于90％的范围。假设在输入结构中，其安全性能仅取决于编码器3，则输入结构的安全度等级(SIL)变为2。

而且，运算结构是与用于根据伺服驱动器4内的输入来算出输出的运算相关的子系统，例如设为使用微处理器(Micro Processing Unit，MPU)的运算电路独立地经双冗余化的结构，由此，具有安全功能CtS01、CtS02，此时的HFT为1。而且，一般容易使运算结构的SFF相对较高，因此，运算结构的SFF相对较高，介于90％以上且小于99％的范围。因此，运算结构的SIL为3。进而，输出结构是与来自伺服驱动器4的输出相关的子系统，如后所述，取决于阻断驱动信号从马达控制部42向驱动部44的传递的阻断部43的安全性能。具体而言，输出结构设为形成阻断部43的电气电路独立地经双冗余化的结构，由此，具有安全功能OtS01、OtS02，此时的HFT为1。而且，一般容易使输出结构的SFF相对较高，因此运算结构的SFF相对较高，介于90％以上且小于99％的范围。因此，输出结构的SIL也为3。

这样，在伺服驱动器4中，假设所述输入结构的安全性能仅取决于编码器3时，其安全度等级低(SIL为2)，由此，作为系统整体的安全性能也受其影响而变低，具体而言，伺服驱动器4的SIL也变为2。因此，在伺服驱动器4中，在编码器3的结构保持相同的情况下，除了来自编码器3的反馈信号以外，还追加采用新的信号，由此，对输入结构追加安全性能InS03(参照图2)，将输入结构的HFT设为2。假设即使追加所述安全性能InS03，输入结构的SFF仍相同而介于60％以上且小于90％的范围，则如图2的空心箭头所示，输入结构的SIL变为3。并且，其结果，若基于运算结构及输出结构的SIL为3的情况，则可将伺服驱动器4的SIL设为3，从而可提高伺服驱动器4的安全性能。即，能够不受编码器3自身的安全性能束缚而提高伺服驱动器4的安全性能，换言之，能够在保持编码器3自身的安全性能的情况下，廉价地提高伺服驱动器4的安全性能。

以下，对伺服驱动器4的更具体的结构进行说明。图3是伺服驱动器4的功能框图。如图3所示，伺服驱动器4具有反馈处理部41、马达控制部42、阻断部43、驱动部44及安全控制部50。另外，以下是着眼于伺服驱动器的输入结构来推进说明，但对于所述运算结构及输出结构，如图2所示，各自的HFT设为1。首先，反馈处理部41基于来自编码器3的反馈信号而生成反馈值。例如在从编码器3输出脉冲的情况下，反馈处理部41通过对此脉冲进行计数来算出马达2的旋转轴的旋转位置或转速，并且生成包含表示所述位置或速度的值的反馈值。

另外，编码器3在其内部具有以通过同时进行扫描而可输出独立脉冲的方式经双冗余化的电路，输出经双冗余化的反馈信号。因此，反馈处理部41从编码器3接收经双冗余化的反馈信号，并且基于这些反馈信号来生成经双冗余化的反馈值。并且，反馈处理部41将所述生成的经双冗余化的反馈值送往马达控制部42，并且也送往安全控制部50。

接下来，马达控制部42从标准PLC 5接收动作指令信号，并且从反馈处理部41接收反馈值。马达控制部42基于动作指令信号及反馈值，来生成用于执行位置反馈控制、速度反馈控制的指令值。另外，在所述反馈控制中采用的反馈方式是形成适合于组装有马达2的机械装置(搬送装置等)的规定目的(例如货物的搬送)的伺服环路(servo loop)的方式，能够适当设计。并且，由马达控制部42所生成的这些指令值作为驱动信号而被送往阻断部43。进而，由马达控制部42生成指令值的过程中算出的位置指令值及速度指令值作为控制计算值P1而被送往安全控制部50。所述控制计算值P1如后所述，被用于安全控制部50的判断部51所进行的判断处理。

接下来，阻断部43在从后述的安全控制部50收到阻断信号时，不使来自马达控制部42的驱动信号电性通过后述的驱动部44，由此来使驱动部44停止。由此，即使马达控制部42送出驱动信号，马达2对转矩的输出仍将停止。另一方面，在未对阻断部43输入阻断信号的情况下，阻断部43使伴随从马达控制部42输出的指令值的驱动信号直接通过驱动部44。

此处，驱动部44经由阻断部43而接收来自马达控制部42的驱动信号。驱动部44例如具有包含绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)等半导体开关元件的电路，基于来自马达控制部42的驱动信号，生成用于依照脉宽调制(Pulse WidthModulation，PWM)方式来使开关元件导通/断开(ON/OFF)的信号，并且按照此信号来使开关元件导通/断开。由此，对马达2供给交流电力，并且按照驱动信号来驱动马达2。另一方面，当阻断部43运转而驱动信号向驱动部44的传递被阻断时，来自驱动部44的输出被固定为断开。由此，对马达2的电力供给停止，因此来自马达2的转矩输出将停止。

这样，反馈处理部41、马达控制部42、阻断部43、驱动部44可以说是与马达2的驱动控制直接关联的功能部。另一方面，安全控制部50是如下所述的功能部，即，判断与所述马达2的动作相关的伺服驱动器4内的故障发生，当判断为发生了故障时，使马达2的动作停止，以确保对所述动作的安全。具体而言，安全控制部50更详细而言具有判断部51与阻断指示部52。与包含由安全控制部50所进行的故障判断的安全确保相关的控制，是基于来自安全PLC 6的监控指令而执行。

判断部51是判断是否未发生与马达2的动作关联的故障的功能部，所述判断是基于与马达2的动作联动的反馈值或用于使马达2动作的指令值来进行。具体而言，判断部51从反馈处理部41收取经双冗余化的反馈值，并且从马达控制部42接收控制计算值P1。

接下来，对基于控制计算值P1与反馈值的故障判断进行说明。此处，控制计算值P1是可与反馈值进行对比的参数的值，即位置指令值、速度指令值。例如，在从反馈处理部41送往安全控制部50的反馈值为与马达2的速度相关的值的情况下，控制计算值P1是在马达控制部42中依据规定的反馈方式生成指令值的过程中算出的、马达2的速度指令值。而且，在所述反馈值为与马达2的位置相关的值的情况下，为以相同的方式算出的马达2的位置指令值。另外，在所述反馈值为与马达2的速度及位置相关的值的情况下，控制计算值P1为马达2的速度指令值与位置指令值这两者。

并且，判断部51对控制计算值P1与两个反馈值进行比较。详细而言，判断部51除了来自编码器3的两个反馈值以外，还追加收取控制计算值P1来作为新的反馈值。因此，判断部51将收取三个同质的信号来作为反馈值。并且，为了确认所述所有信号的合理性，判断部51对于两个信号的所有组合来判断三个信号中的两个信号彼此的差值是否处于容许范围内。并且，若各个组合的差值偏离了容许范围，则意味着从编码器3向伺服驱动器4的输入即反馈信号、与原本应有的伺服马达的动作状态发生了背离，因而可合理地判断为产生了某些故障。即，判断部51可将控制计算值P1与两个反馈值相互比较，以判断与各值对应的信号的合理性。而且，作为合理的故障判断的其他方法，也可对控制计算值P1的变化率与反馈值的变化率进行比较，以判断两者的差值是否处于所述容许范围内，而且，还可判断两变化率的差值的变化率是否处于所述容许范围内，还可采用这些故障判断方案的任意组合。

这样，判断部51利用两个反馈值加上控制计算值P1这三个信号，来判断各信号的合理性。并且，当由判断部51判断为至少任一个信号并不合理时，由阻断指示部52生成阻断信号，所生成的阻断信号被送至阻断部43。收取了所述阻断信号的阻断部43如上所述，阻断来自马达控制部42的驱动信号向驱动部44的传递，由此来使马达2的转矩输出停止。另外，此种安全控制部50的控制状态(故障的有无)是以针对来自安全PLC 6的监控指令的回答的形式而通知给安全PLC 6。

此处，基于图4来说明具有所述判断部51及阻断指示部52的安全控制部50所进行的阻断处理。图4所示的阻断处理是由形成安全控制部50的运算装置(MPU等)，例如以生成指令值的控制周期(例如2msec)而反复执行。S101中，判断部51从马达控制部42获取马达控制部42生成指令值的过程中所算出的控制计算值P1。随后，在S102中，由判断部51对控制计算值P1与两个反馈值分别进行比较，判断各个差值是否处于容许范围外。即，判断控制计算值P1与其中一个反馈值的差值、控制计算值P1与另一个反馈值的差值、两个反馈值彼此的差值各自是否处于容许范围外。并且，若这些差值中的至少一个差值处于容许范围外，则在S102中作出肯定判定。

继而，当在S102中作出肯定判定而前进至S103时，在S103中，由阻断指示部52生成阻断信号，所生成的阻断信号被送至阻断部43。由此，使马达2的转矩输出停止。而且，当在S102中作出否定判定时，不进行阻断指示部52对阻断信号的生成，结束阻断处理。

这样，在伺服驱动器4中，由判断部51除了对来自编码器3的两个反馈值以外还对控制计算值P1进行相互比较，以进行各信号的合理性的判断，若判断为不合理，则通过阻断部43的运行来使马达2的转矩输出停止。即，在伺服驱动器4中，成为输入结构中的输入信号的合理性判断对象的实质上的信号数增加，由此，能够将与伺服驱动器4的输入结构相关的HFT由1提高至2。并且，若即使进行所述故障判断，输入结构的SFF仍介于60％以上且小于90％的范围，则伴随HFT的上升，输入结构的SIL也将由2上升至3(参照图2)。

而且，判断部51也能够进行来自所述编码器3的输入信号即反馈信号的故障判断以外的故障判断。例如，对从反馈处理部41收取的两个反馈值的各个、与预先设定并存储在安全控制部50内的其上限值进行比较。若反馈值超过所述上限值，则意味着实际的伺服马达的动作状态与原本应有的伺服马达的动作状态发生了背离，因而可合理地判断为产生了某些故障。另外，所述上限值是与公知的故障判断即速度限制(SLS)或位置限制(SLP)等对应的值。

＜实施例2＞

基于图5来说明本发明的伺服驱动器4的功能结构。对于图5所示的功能部中的、与图3所示的功能部实质上相同者，标注相同的参照符号并省略其详细说明。本实施例中，与马达2的驱动控制直接关联的功能部即反馈处理部41、马达控制部42、阻断部43、驱动部44被配置在伺服驱动器4的本体侧。在此配置时，驱动部44被置于比其他功能部高的电压环境下，因此对驱动部44与其他功能部之间实施有公知的适当的绝缘处理。另一方面，安全控制部50是形成于安全电路基板4A上。

并且，所述电路基板4A构成为，经由伺服驱动器4的本体侧所设的槽4a而相对于所述本体为可拆除。因此，电路基板4A与伺服驱动器4的本体侧的电气触点被设计成，当电路基板4A通过槽4a而装入至伺服驱动器4的本体内时，可进行安全PLC 6与安全控制部50之间的信号交换，而且，判断部51可收取来自反馈处理部41的反馈值、及来自马达控制部42的控制计算值P1，而且，阻断部43可从阻断指示部52收取阻断信号。

进而，在伺服驱动器4中，也可在拆除了电路基板4A的状态下，将形成有其他安全控制部的其他电路基板装入至伺服驱动器4中，所述其他安全控制部与安全控制部50不同，当关于马达2的驱动而判断为发生了故障时，经由阻断部43来执行驱动信号的阻断处理。例如，也可将形成有下述安全控制部的其他电路基板装入至伺服驱动器4的本体内，所述安全控制部不进行来自所述编码器3的输入信号即反馈信号的故障判断，而仅能执行与速度限制(SLS)或位置限制(SLP)等相关的故障判断。通过以此方式构成，对于不需要将伺服驱动器的SIL设为3的用户，也能够容易地提供下述伺服驱动器，此伺服驱动器通过利用与马达2的驱动控制直接关联的共用的功能部，从而具有必要的安全性能。

＜变形例1＞

直至上述为止的实施例中，例示了作为子系统的输入结构的SIL为2，运算结构及输出结构的SIL为3的形态，但在除此以外的形态中当然也能够适用本发明。例如，在利用反馈信号未经双冗余化的、安全性能相对较低的编码器的输入结构的SIL为1，运算结构及输出结构的SIL为2的形态中，通过在输入结构中适用本发明的、与来自编码器3的输入信号即反馈信号的故障判断及阻断相关的处理，从而能够不受编码器的安全性能束缚而将此形态的伺服驱动器的SIL设为2。

＜变形例2＞

直至上述为止的示例中，例示了作为本发明的马达控制装置的伺服驱动器4，但也可取代此方案，采用图6所示的逆变器40来作为所述马达控制装置。另外，作为由逆变器40进行驱动控制的马达2，可例示感应马达等。图6是将逆变器40的功能块图像化的图。如图6所示，逆变器40具有多个功能部，这些功能部中，对于与图3所示的伺服驱动器4所具有的功能部实质上等同者，标注相同的参照符号而省略其详细说明。具体而言，逆变器40具有反馈处理部41、马达控制部42、阻断部43、驱动部44、安全控制部50，除此以外，还具有动作指示部60。

动作指示部60生成动作指令信号，所述动作指令信号用于基于预先由用户经由未图示的输入装置而给予的请求动作来驱动马达2。因此，逆变器40无须从外部装置(所述的标准PLC 5等)提供动作指令信号，而是基于来自编码器3的反馈信号与来自动作指示部60的动作指令信号，按照规定的反馈方式来对马达2进行驱动控制。作为其他方法，也可从外部装置对逆变器40提供动作指令信号。这样构成的逆变器40也能够与直至上述为止的伺服驱动器4同样地，由安全控制部50所具有的判断部51，除了对来自编码器3的两个反馈值以外还对控制计算值P1进行相互比较，以进行各信号的合理性的判断，当判断为不合理时，通过阻断部43的运行来使马达2的转矩输出停止。其结果，在逆变器40中，通过使成为输入结构中的输入信号的合理性判断对象的实质上的信号数增加，也能够实现所述输入结构的SIL的提高。

符号的说明

1：网络

2：马达

3：编码器

4：伺服驱动器

4A：安全用电路基板

4a：槽

5：标准PLC

6：安全PLC

40：逆变器

41：反馈处理部

42：马达控制部

43：阻断部

44：驱动部

50：安全控制部

51：判断部

52：阻断指示部

Claims (6)

1.一种马达控制装置，对具有检测马达动作的编码器的所述马达进行驱动，所述马达控制装置包括：

马达控制部，基于用于驱动所述马达的动作指令信号、与来自所述编码器的跟所述马达的动作对应的反馈信号，以所述马达的动作追随于所述动作指令信号的方式，按照规定的反馈方式来生成与所述马达的动作相关的指令值；

驱动部，根据来自所述马达控制部的所述指令值，将用于驱动所述马达的驱动电流供给至所述马达；

阻断部，阻断伴随所述指令值的、从所述马达控制部向所述驱动部的驱动信号的传递；以及

安全控制部，当关于所述马达的驱动而判断为发生了故障时，经由所述阻断部来执行所述驱动信号的阻断处理，

所述安全控制部基于与规定的反馈值和控制计算值相关的两者的比较结果，来执行所述阻断部对所述驱动信号的阻断处理，所述规定的反馈值是根据来自所述编码器的所述反馈信号而算出，所述控制计算值是在所述马达控制部对所述指令值的生成过程中算出，且可与所述规定的反馈值进行对比。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中

所述编码器构成为，对应于所述马达的动作而生成彼此独立的两个反馈信号，

所述安全控制部在所述阻断处理中，对根据所述两个反馈信号而算出的两个所述规定的反馈值的各个与所述控制计算值进行比较，且对此两个规定的反馈值进行比较，以执行所述驱动信号的阻断处理。

3.根据权利要求1或2所述的马达控制装置，其中

所述安全控制部在所述阻断处理中，基于所述规定的反馈值与所述控制计算值的差值，来判断所述阻断处理的执行能否。

4.根据权利要求1或2所述的马达控制装置，其中

所述安全控制部在所述阻断处理中，对所述规定的反馈值的变化率与所述控制计算值的变化率进行比较，并基于其比较结果来判断所述阻断处理的执行能否。

5.根据权利要求1或2所述的马达控制装置，其中

所述安全控制部在所述阻断处理中，基于所述规定的反馈值的变化率与所述控制计算值的变化率的差值的变化率，来判断所述阻断处理的执行能否。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的马达控制装置，其中

形成有所述安全控制部的安全用电路基板相对于形成有所述马达控制部、所述驱动部及所述阻断部的所述马达控制装置的本体侧而能被拆除，

从所述马达控制装置拆除所述安全用电路基板，并取代所述安全用电路基板，形成有与所述安全控制部不同的其他安全控制部的其他电路基板能装入至所述马达控制装置，所述其他安全控制部在关于所述马达的驱动而判断为发生了故障时，经由所述阻断部来执行所述驱动信号的阻断处理。