CN111555662B - 马达控制系统、马达控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供马达控制系统、马达控制装置，能够实现连接布线结构的简化及低成本化。马达控制系统(1)具备马达(2)和基于马达(2)的驱动状态量对马达(2)的驱动电力进行供电控制的马达控制装置(13)，马达控制装置(13)具备安全模块(14)(安全控制处理部34)，安全模块(14)(安全控制处理部34)包括：从外部输入安全请求信号的安全请求输入部(例如输入端口3‑A)、从外部输入安全协调信号的安全协调输入部(例如输入端口3‑C)、以及向外部输出安全协调信号的安全协调输出部(例如输出端口3‑A)，在输入了安全请求信号和安全协调信号中的至少一者时，安全模块(14)监视预定的动作监视模式与驱动状态量的关系状态，并且输出安全协调信号。

Description

马达控制系统、马达控制装置

技术领域

公开的实施方式涉及马达控制系统、马达控制装置。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种具备马达控制装置的马达控制系统，该马达控制装置对动作监视模式与检测出的马达的驱动状态量进行比较，在它们成为特定的关系状态的情况下切断对马达的供电。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6369590号。

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在上述现有技术中，在具备多个马达控制装置情况下、或请求执行上述安全监视控制的安全请求信号的发送源有多个的情况下，连接多条布线的结构容易变得复杂。

本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够实现连接布线结构的简化以及低成本化的马达控制系统、马达控制装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，适用一种马达控制系统，包括马达；以及马达控制装置，基于所述马达的驱动状态量对所述马达的驱动电力进行供电控制，所述马达控制装置包括安全控制处理部，所述安全控制处理部具有：从外部输入安全请求信号的安全请求输入部；从外部输入安全协调信号的安全协调输入部；以及向外部输出所述安全协调信号的安全协调输出部，其中，当输入了所述安全请求信号和所述安全协调信号中的至少一者时，所述安全控制处理部监视预定的动作监视模式与所述驱动状态量的关系状态，并且输出所述安全协调信号。

另外，根据本发明的另一观点，适用一种马达控制装置，对马达的驱动电力进行供电控制，所述马达控制装置包括安全控制处理部，所述安全控制处理部具有：从外部输入安全请求信号的安全请求输入部；从外部输入安全协调信号的安全协调输入部；以及输出所述安全协调信号的安全协调输出部，其中，当输入了所述安全请求信号和所述安全协调信号中的至少一者时，所述安全控制处理部监视预定的动作监视模式与所述马达的驱动状态量的关系状态，并且向外部输出所述安全协调信号。

发明的效果

根据本发明，能够实现连接布线结构的简化以及低成本化。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的马达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马达控制系统中的信号流向的图；

图3是说明执行主动减速模式时的马达控制系统中的信号流向的图；

图4是说明STO状态时的马达控制系统中的信号流向的图；

图5是表示用于在三个安全模块之间相互收发安全协调信号的布线连接结构的一例的图；

图6是表示用于进行安全控制处理部中的每个安全功能部的选择设定的设定画面的一例的图；

图7是表示用于实现第三安全模块的处理功能的安全功能部的设定例的图；

图8是表示由多个安全模块分别连接了不同的安全控制器时的布线连接结构的一例的图；

图9是表示在三个安全模块之间分别收发的安全协调信号的时序图的一例的图；

图10是表示向安全模块输入来自马达的传感器的输出信号时的布线连接结构的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。

＜马达控制系统的概略结构＞

图1是表示作为本发明的一个实施方式的马达控制系统的概略结构的功能框图。

在图1中，本实施方式涉及的马达控制系统1包括马达2(为马达2A、马达2B、马达2C的总称)、编码器3(为编码器3A、编码器3B、编码器3C的总称)、马达控制装置13(为第一马达控制装置13A、第二马达控制装置13B、第三马达控制装置13C的总称)、安全模块14(为第一安全模块14A、第二安全模块14B、第三安全模块14C的总称)、上位控制装置11以及安全控制器12。

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传递的信号的流向，关于各自的内部结构将在后面详细叙述。另外，在以后各图中用虚线表示的信号线在图示的该状况下未收发信号，但是表示可以根据其他状况在相应结构部之间进行信号的收发。以下，对上述各结构部进行概略地说明。

马达2例如是与构成工业机械或机器人等的驱动机械4机械地连结而对其进行驱动的三相交流马达等。

编码器3例如与上述马达2机械地连结，发挥功能以检测该马达2的驱动位置等驱动状态量。

马达控制装置13发挥功能，使得基本上基于从后述的上位控制装置11输入的上位控制指令和由上述编码器3检测出的马达2的驱动状态量对上述马达2进行驱动控制。

安全模块14是附加地连接到上述马达控制装置13的功能扩展器。该安全模块14发挥功能，使得在满足从后述的安全控制器12输入安全请求信号后的预定条件的情况下，对马达控制装置13输出供电切断信号，强制地使马达2减速、停止。

上位控制装置11发挥功能，使得向马达控制装置13输出用于使马达2进行期望驱动动作的上位控制指令，经由马达控制装置13的供电控制来控制马达2的驱动。另外，上位控制指令以位置指令、速度指令或转矩指令等方式输出。

安全控制器12发挥功能，使得在从驱动机械4自身或设置在其周围环境中的各种传感器16检测到应该使马达2减速、停止的预定状态的发生时，在该示例中，将对应的安全请求信号输出到上述安全模块14。另外，不限于该例，根据传感器16的检测内容，也可以对上位控制装置11一并输出相同的安全请求信号(未特别图示)。

在本实施方式的例子中，马达控制系统1驱动控制的对象的驱动机械4是使三个马达2A、2B、2C相互协调地驱动的3轴结构，马达控制系统1具备与这三个马达2A～2C分别对应的三个马达控制装置13A、13B、13C，单独地进行驱动控制。此外，安全模块14A、14B、14C分别连接到各马达控制装置13A～13C，在图示例子中，按照从图中的上方向下方的位置顺序，在第一马达控制装置13A～第三马达控制装置13C中分别连接有第一安全模块14A～第三安全模块14C。

在本例中，在这三个安全模块14A～14C中的仅第三安全模块14C连接上述安全控制器12，能够输入上述安全请求信号，另一方面，即使在所有的安全模块14A～14C之间也连接有布线，使得能够相互收发后述的安全协调信号。另外，在后面详细描述用于收发该安全协调信号的安全模块14A～14C之间的布线连接结构。然后，在上位控制装置11和各马达控制装置13A～13C之间收发上述上位控制指令的连接布线、在安全控制器12和第三安全模块14C之间收发上述安全请求信号的连接布线分别由作为基于预定的协议的通信网络(参照图中的虚线部)的所谓的现场网络构成，在功能上能够双向地进行各种指令和数据的收发。另一方面，在各安全模块14A～14C彼此之间收发安全协调信号的连接布线由能够双向收发单纯的数字信号的数字信号线路(参照图中的点划线部)构成。

并且，在上述那样多轴驱动机械4的情况下，例如在紧急时使驱动停止时，为了避免该驱动机械4内部机械损伤等，也不能使各马达2A～2C分别自由地停止驱动，需要进行所有的马达控制装置13A～13C协调并以适合于各自的时序列变化模式来停止驱动的安全控制。作为其安全控制，具体而言，在执行各马达控制装置13A～13C一齐分别以单独的动作控制模式进行减速、停止动作的安全动作控制的同时，各安全模块14A～14C分别进行监视单独的动作监视模式和驱动状态量的安全监视控制。另外，在本实施方式的例子中，上述的安全动作控制以按照马达控制装置13A～13C自身生成的内部减速指令进行马达2A～2C的减速、停止控制的所谓主动减速模式所执行的情况进行说明。

＜关于马达控制系统的详细结构和安全控制＞

图2～图4是说明马达控制系统1中的信号流向的图，图2对应于通常运转时，图3对应于主动减速模式(后述)的执行时，图4对应于STO状态(后述)时。另外，在图2～图4中，马达控制装置13C在内部所具有的HWBB32和逆变器33由硬件电路构成，但是除此之外，马达控制装置13C和安全模块14C的内部所示的功能部分表示为分别具有的CPU所执行的软件块。此外，为了避免图示繁杂，在图中仅示出了第三马达控制装置13C和第三安全模块14C中的结构和控制，在其他的第一～第二马达控制装置13A、13B和第一～第二安全模块14A、14B中也具有同样的结构，通过后述的安全协调信号的收发进行同样的控制。此外，为了避免图示的繁杂，省略图示上述安全协调信号的收发。

在图2～图4中，如上所述，马达控制装置13C在其内部具备作为软件块的马达控制处理部31、由硬件电路构成的HWBB(Hard Wire Base Block：硬件切断马达电流电路)32和逆变器33。此外，安全模块14C在其内部具有作为软件块的安全控制处理部34。

马达控制处理部31发挥功能，使得参照由上述编码器3C检测出的马达2C的驱动状态量作为反馈信号，并按照预定的驱动控制指令(例如，来自上位控制装置11的上位控制指令)进行向马达2C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)具备半导体开关元件，该半导体开关元件发挥功能，以切换从上述马达控制处理部31向逆变器33输出的PWM信号的导通和切断，使得在输入了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中向马达2C的供电。

逆变器33发挥功能，使得将来自未特别图示的商用电源的供给电力基于从上述马达控制处理部31输入的PWM信号进行电力变换而成为对马达2的驱动电力。

安全控制处理部34发挥功能，使得在由上述编码器3C检测出的马达2C的驱动状态量(马达的输出位置、输出速度等)超过后述的动作监视模式的情况下，输出HWBB启动信号，使上述HWBB32启动(切断PWM信号)。动作监视模式是由安全标准规定的多种时序列变化模式(未特别图示)，通过后述的设定操作任意选择的模式被应用于安全控制处理部34(详细内容后述)。

首先，在驱动机械4通常运转时，如图2所示，上位控制装置11将生成的上位控制指令输出给马达控制装置13C，以使得马达2C进行预定驱动，该马达控制装置13C将所输入的上位控制指令直接输入到内部的马达控制处理部31。然后，马达控制处理部31一边参照由编码器3C检测出的驱动状态量作为反馈信号，一边输出按照上位控制指令的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，从马达控制处理部31输出的PWM信号经由HWBB32直接输入到逆变器33，向马达2C供应对应的驱动电力。由此，马达控制系统1整体能够按照上位控制装置11的上位控制指令稳定地进行马达2C的驱动。另外，在该通常运转时，不从传感器16输出检测信号，也不从安全控制器12输出与该检测信号对应的安全请求信号。

并且，在这样驱动机械4的通常运转中，在从传感器16输出了表示异常的检测信号的情况下，如图3所示，安全控制器12将与该检测信号对应的安全请求信号输出给安全模块14C。然后，经由如上所述的被输入了安全请求信号的安全模块14C，马达控制装置13C在该例中通过执行上述的主动减速模式使马达2C减速、停止。

在该图3所示主动减速模式中，在马达控制装置13的内部生成按照安全功能的预定的动作控制模式的内部减速指令，并将其作为减速控制指令输入到马达控制处理部31。即，代替上位控制装置11，马达控制装置13C自身自主地进行马达2C的减速控制或停止控制。在执行该主动减速模式情况下，不需要向上位控制装置11输入安全请求信号的系统结构，此外，通过马达控制处理部31对上位控制装置11输出有效状态信号，接收到该有效状态信号的上位控制装置11停止输出上位控制指令。

另一方面，如上所述，安全模块14C中所具有的安全控制处理部34在从安全控制器12输入安全请求信号之后，在马达2C的驱动状态量超过预定的动作监视模式的情况下，输出HWBB启动信号，使上述HWBB32启动(切断PWM信号)。

如上所述，在HWBB32启动了的情况下，如图4所示，在马达控制装置13C内来自马达控制处理部31的PWM信号被HWBB32切断，成为逆变器33停止对马达2C供应驱动电力的STO(Safety Torque Off：安全转矩关断)状态。在该STO状态下，虽然用于使驱动机械4再次开始运转的复原容易性低，但由于能够可靠且迅速地使马达2C减速停止，所以成为最安全且可靠的安全控制。

＜本实施方式的特征＞

如上所述，在用于控制作为驱动机械的驱动源的马达的马达控制系统1中，在紧急情况下等，需要遵照安全规格中规定的多种动作控制模式(即减速模式、停止模式)控制马达2的减速动作、停止动作。此外，伴随于此，在安全模块4中设置有安全控制处理部34，该安全控制处理部34对与上述的动作控制模式的任一个对应的动作监视模式与检测出的马达2的驱动状态量进行比较，在它们成为特定的关系状态的情况下，切断向马达2的供电。

另一方面，作为马达控制系统1驱动控制的对象的驱动机械4多由多个马达2A～2C驱动，在该情况下，马达控制系统1具备与多个马达2A～2C分别对应的马达控制装置13A～13C，单独地进行驱动控制。并且，在这样由多轴驱动控制的情况下，在上述的紧急情况下，所有的马达控制装置13A～13C协调地同时执行分别以单独的动作控制模式进行减速、停止动作的安全动作控制，需要进行分别监视单独的动作监视模式与驱动状态量的安全监视控制。

但是，在这样的马达控制系统1中，需要用于收发指示在多个马达控制装置13A～13C之间开始执行协调的安全动作控制和安全监视控制的信号的多个布线，其布线连接结构容易变得复杂。

与此相对，在本实施方式中，马达控制装置13具备安全控制处理部，该安全控制处理部包括：安全请求输入部(后述的输入端口的任意一个)，如后所述从外部输入安全请求信号；安全协调输入部(后述的输入端口的任意一个)，从外部输入用于与其他设备(即其他马达控制装置13)协调控制的安全协调信号；以及安全协调输出部(后述的输出端口)，向外部输出安全协调信号，该安全控制处理部在从外部输入了安全请求信号和安全协调信号中的至少一者时，监视预定的动作监视模式与驱动状态量的关系状态，并且向外部输出安全协调信号。

即，将从外部的安全控制器12等为了至少请求安全监视控制而输入的信号作为安全请求信号，将在马达控制装置13之间(即与其他设备之间)协调为了至少开始安全监视控制而被输入输出的信号作为安全协调信号，明确地区别处理。与此相对应，在马达控制装置13中进行安全监视控制的安全控制处理部，对于安全请求信号设置其输入部，对于安全协调信号设置其输入部和输出部。因此，在该马达控制系统1中，对于与安全监视控制的请求相关的各马达控制装置13之间的多条布线的连接结构能够实现简化和低成本化。下面，依次说明用于实现该结构的具体的结构和处理。

＜安全模块之间的布线连接结构和动作工序＞

在本实施方式的例子中，图5示出了用于在三个安全模块14之间彼此收发安全协调信号的布线连接结构的一例。在该图5中，三个安全模块14分别包括三个输入端口(1～3-A～C)和一个输出端口(1～3-A)，这些各输入输出端口都是构成为能够双向收发单纯的数字信号的端口。

如上所述，在本实施方式的例子中，安全控制器12经由通信网络仅连接至第三安全模块14C的输入端口3-A(安全请求输入部)，从而能够输入安全请求信号。此外，与此不同，为了在三个安全模块14A～14C彼此之间收发安全协调信号，连接有数字信号线路，以形成环状的传递信号路径35。具体而言，连接有数字信号线路，以使得安全协调信号从第三安全模块14C的输出端口3-A(安全协调输出部)单向传递到第二安全模块14B的输入端口2-C(安全协调输入部)。此外，连接有数字信号线路，以使得安全协调信号从第二安全模块14B的输出端口2-A(安全协调输出部)单向传递到第一安全模块14A的输入端口1-C(安全协调输入部)。此外，连接有数字信号线路，以使得安全协调信号从第一安全模块14A的输出端口1-A(安全协调输出部)单向传递到第三安全模块14C的输入端口3-C(安全协调输入部)。并且，在该例子中，以上述的数字信号线路的布线连接结构形成的传递信号路径35的整体通过以所谓失效保护为目的的双重化(用两条并列布线连接)而冗余化。

然后，当安全请求信号从安全控制器12输入到第三安全模块14C的输入端口3-A时，在第三安全模块14C内部执行上述图3和图4中所示的主动减速模式下的安全控制(安全操作控制和安全监视控制)，并且安全协调信号从该第三安全模块14C的输出端口3-A输出，并被输入到第二安全模块14B的输入端口2-C。接着，在被输入该安全协调信号的第二安全模块14B中，也同样执行基于主动减速模式的安全控制，并且安全协调信号从该第二安全模块14B的输出端口2-A输出，并被输入到第一安全模块14A的输入端口1-C。接着，在被输入该安全协调信号的第一安全模块14A中，也同样执行基于主动减速模式的安全控制，并且安全协调信号从该第一安全模块14A的输出端口1-A输出，并被输入到第三安全模块14C的输入端口3-C。

如上所述，在系统紧急情况下，以来自安全控制器12的安全请求信号的输出为契机，能够在三个安全模块14A～14C彼此之间经由传递信号路径35将安全协调信号串联且向一个方向传递，而一起分别开始执行单独的安全控制。

＜关于安全控制处理部的具体处理结构＞

如上所述，按照安全标准规定了多个由动作控制模式和动作监视模式的组合构成的动作模式，安全模块14A～14C中的安全控制处理部34对应的驱动状态量相对于其中的动作监视模式监视是否过量(是否故障)。并且，在本实施方式中，安全控制处理部34具备在内部以软件处理方式安装的多个安全功能部，对这些每个安全功能部选择进行比较监视的对象的动作监视模式，能够单独地进行与驱动状态量的比较监视。

图6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。在图6中，安全控制处理部具有从安全功能部A到安全功能部J的十个安全功能部(在图中省略图示了安全功能部C～I)，通过经由适当的工程工具(未特别图示)等的操作输入，能够个别地设定任意选择的安全功能部。

任一个安全功能部A～J所准备的设定项目都完全相同，分别大致区分为安全信号输入源选择、动作监视模式选择以及监视结果信号输出目的地选择这三个设定项目。在安全信号输入源选择的设定项目中，能够选择该安全功能部的成为执行开始基准的安全请求信号或安全协调信号的输入源。在图示的例子中，可以选择表示不输入任何安全请求信号或安全协调信号时的“0(：None)”、假设最多设置有五个安全控制器12时用于选择输入来自哪一个的安全请求信号的“1～5”(：Safe Input 1～5)、假设最多设置有五个其他安全模块14(马达控制装置13)时选择从哪一个输入安全协调信号时的“6～10(：Chain Input 1～5)”、假设最大设置有五个与上述传感器16不同的其他传感器等时选择从哪一个输入了输入信号(后述)时的“11～15(：Feed_Back_Input 1～5)”中的任意一个。

在动作监视模式选择的设定项目中，能够选择该安全功能部所参照的动作监视模式的种类。另外，对于具体的动作监视模式没有特别图示，例如适用安全基块功能(SSB(STO))、安全限制速度监视功能(SLS)、以及附带延迟的安全位置监视功能(SPM-D(SS2))等在国际标准IEC61800-5-2中提示的动作监视模式即可。此外，对于该情况下的具体的处理内容，例如使用日本专利第6369590号等中记载的公知的方法即可，在此省略其详细说明。

在图示的例子中，在动作监视模式选择的设定项目中，可以选择不参照任何动作监视模式时的“0(：None)”、不执行动作监视控制而输出比较监视结果时的“1(：Direct)”、选择安全基块功能SBB的动作监视模式(在输入安全请求信号时立即成为STO的模式)时的“2(：STO)”、选择安全限制速度监视功能SLS的动作监视模式时的“3(：SLS)”等(其他图示省略)中的任意一个。此外，在动作监视模式选择的设定项目中，还可以一并设定用于定义上述选择的动作监视模式的经时变化形状的模式参数。另外，在马达控制装置13中，在该安全功能部发挥功能时同步地适用与在该设定项目中选择的动作监视模式对应的种类的动作控制模式，以发挥功能。由此，同时执行相同种类的动作控制模式和动作监视模式。

在监视结果信号输出目的地选择的设定项目中，可以选择表示该时刻的该安全功能部的比较监视结果(是否故障)的监视结果信号的输出目的地。在图示的例子中，可以选择不输出任何监视结果信号时的“0(：None)”、选择将监视结果信号直接作为HWBB启动信号输出时的“1(：HWBB)”、选择安全控制器12的五个输出目的地中的任一个时的“2～6(：SafeOutput1～5)”、选择其他安全模块14的五个输出目的地中的任一个时的“7～11(：ChainOutput 1～5)”中的任意一个。另外，在选择了其他安全模块14中的某一个作为输出目的地的情况下，监视结果信号作为安全协调信号被输出。

图7示出了用于通过使用如上所述的多个安全功能部来实现上述图5所示的第三安全模块14C的处理功能的安全功能部的设定例。另外，在图中，为了避免图示的繁杂，省略了适当部位的图示。

在该图7中，在安全功能部A中，在安全信号输入源选择中选择连接到一个安全控制器12中的输入端口3-A(“Safe Input 1”)作为输入源，在动作监视模式选择中选择安全限制速度监视功能SLS的动作监视模式，在监视结果信号输出目的地选择中选择HWBB32作为输出目的地。通过该安全功能部A的处理，在通常运转时输入了安全请求信号的情况下，以安全限制速度监视功能SLS的动作控制模式以及动作监视模式进行马达速度的控制和监视，在对应的驱动状态量(SLS的情况下为马达速度)相对于动作监视模式过量时，监视结果信号作为对HWBB32的启动信号而输出，成为对马达2C的供电被断开的STO状态(马达停止)。

此外，在安全功能部B中，在安全信号输入源选择中选择连接到一个安全控制器12中的输入端口3-A(“Safe Input 1”)作为输入源，在动作监视模式选择中选择比较监视结果(安全协调信号)的直接输出(“Direct”)，在监视结果信号输出目的地选择中选择与其他安全模块14(在这种情况下为第二安全模块14B)相对应的输出端口3-A(“Chain Output1”)作为输出目的地。通过该安全功能部B的处理，在通常运转时输入了安全请求信号的情况下，立即从输出端口3-A输出安全协调信号。

另外，在安全功能部C中，在安全信号输入源选择中选择与其他安全模块14(在这种情况下为第一安全模块14A)相对应的输入端口3-C(“Chain Output 1”)作为输入源，在动作监视模式选择中选择安全限制速度监视功能SLS的动作监视模式，在监视结果信号输出目的地选择中选择HWBB32作为输出目的地。通过该安全功能部C的处理，在通常运转时从第一安全模块14A向输入端口3-C输入了安全协调信号的情况下，以安全限制速度监视功能SLS的动作控制模式及动作监视模式进行马达速度的控制和监视，在对应的驱动状态量(SLS的情况下为马达速度)相对于动作监视模式而过量时，监视结果信号作为对HWBB32的启动信号而输出，成为对马达2C的供电被断开的STO状态(马达停止)。

另外，在安全功能部D中，在安全信号输入源选择中选择与其他安全模块14(在这种情况下为第一安全模块14A)相对应的输入端口3-C(“Chain Output 1”)作为输入源，在动作监视模式选择中选择比较监视结果(安全协调信号)的直接输出(“Direct”)，在监视结果信号输出目的地选择中选择与其他安全模块14(在这种情况下为第二安全模块14B)相对应的输出端口3-A(“Chain Output 1”)作为输出目的地。通过该安全功能部D的处理，在通常运转时安全协调信号从第一安全模块14A输入到输入端口3-C的情况下，立即从输出端口3-A输出安全协调信号。

另外，在其他安全功能部E～J中，在安全信号输入源选择、动作监视模式选择、以及监视结果信号输出目的地选择中的任意一个中，通过设定“None”来使功能停止。通过并行处理以上的多个安全功能部，能够实现上述第三安全模块14C的功能。另外，在第一和第二安全模块14A、14B的各自中，可以仅进行与上述安全功能部C和安全功能部D同等的设定。但是，安全功能部C中的动作监视模式选择可以是任意的，也可以不设定安全功能部C而仅设定安全功能部D。

通过上述的安全功能部的设定处理，可以实现多个安全模块14A～14C之间的具有高自由度的布线连接结构。例如，如图8所示，即使在多个安全模块14A～14C上分别连接不同的安全控制器12A～12D的情况下，与各安全控制器12A～12D的连接单独对应而分别设定与上述安全功能部A、B同等的一组安全功能部即可。由此，在多个安全控制器12A～12D中任意一个安全控制器输出了安全请求信号时，所有安全模块14A～14C能够一起协调以开始执行安全控制。此外，此时，在一个安全模块14中也能够设定按照连接的多个安全控制器12的每一个(按照安全请求信号，按照安全功能部)而不同的动作监视模式。

＜安全协调信号的细节＞

图9示出了在三个安全模块14A～14C之间分别收发的安全协调信号的时序图的一例。另外，该图9所示的例子对应于上述图5所示的布线连接结构，表示了唯一连接到安全控制器12的第三安全模块14C最先开始输出安全协调信号并进行传递、最先停止输出安全协调信号并恢复的情况。

在本实施方式的例子中，安全协调信号是以H电平和L电平的2值传递的数字信号，特别是L电平的输出是被设为该安全协调信号的所谓负逻辑信号。这是为了在实际包括驱动机械4在内的作业现场较宽的情况下，将分开配置的各马达控制装置13A～13C(安全模块14A～14C)彼此连接的传递信号路径35的信号线缆容易变长，即使在该信号电缆断路而信号电平降低的情况下，作为负逻辑的安全协调信号也被传递而能够使各马达控制装置13A～13C开始执行安全监视控制。此外，在各安全模块14A～14C输出负逻辑的安全协调信号之前，输出图中X部的放大图所示的测试信号(在图示的例子中为测试脉冲)。这是为了区别所输入的安全协调信号是正常输出的信号还是由断路引起的信号。

并且，如上所述，在安全模块14A～14C之间传递安全协调信号的传递信号路径35被双重化，但是在这两个传递信号路径35之间安全协调信号的传递方式稍有不同。具体而言，在开始安全协调信号输出的情况下，即在开始安全控制的情况下，各安全模块14A～14C分别在两个传递信号路径35上同时输出安全协调信号(改变为L电平)。此时，在各安全模块14A～14C中，仅产生从检测到来自外部的安全协调信号的输入到安全模块14A～14C自己输出安全协调信号为止的时间误差、即上述安全功能部D的处理所需的时间量的延迟。

与此相对，在停止输出安全协调信号情况下，即恢复到通常运转的情况下，各安全模块14A～14C在两个传递信号路径35中的一个路径上停止输出(变为H电平)一轮之后，在另一个路径上停止输出一轮。因此，在第一安全模块14A和第二安全模块14B中，当停止输出安全协调信号时，在被多重化的所有的传递信号路径35中没被输入安全协调信号的传递信号路径35上停止输出安全协调信号。此外，在第三安全模块14C中，当停止输出安全协调信号时，在除了没被输入安全协调信号以外的、在此之前该第三安全模块14C输出安全协调信号的传递信号路径35上停止输出安全协调信号。

通过这样在恢复时按每个传递信号路径35依次停止输出安全协调信号，例如能够在第一轮中向所有安全模块14A～14C传递恢复指示，并且在第二轮中能够获得各安全模块14A～14C同意恢复准备。即，即使是同一驱动机械4，根据各马达2分别驱动的机械结构部分，有时恢复准备所需的时间不同，与此相对，在第一轮中几乎同时开始恢复准备，并且在第二轮中确认全部的恢复准备完成后，能够安全地开始整体的恢复。为此，在各安全模块14A～14C中，与第一轮的传递信号路径35对应的安全功能部在“Direct”下停止输出安全协调信号，与第二轮传递信号路径35对应的安全功能部在与该安全模块14对应的机械结构部分的恢复准备完成时停止输出安全协调信号即可(未特别图示)。

＜本实施方式的效果＞

如上所述，本实施方式的马达控制系统1的马达控制装置13具备安全模块14(安全控制处理部34)，该安全模块14(安全控制处理部34)包括从外部输入安全请求信号的安全请求输入部(例如输入端口3-A)、从外部输入用于与其他马达控制装置13协调控制的安全协调信号的安全协调输入部(例如输入端口3-C)、向外部输出安全协调信号的安全协调输出部(例如输出端口3-A)，在从外部输入了安全请求信号和安全协调信号中的至少一者时，该安全模块14(安全控制处理部34)监视预定操作监视模式与马达2的驱动状态量之间的关系状态并向外部输出安全协调信号。

即，将从外部的安全控制器12等至少为了请求安全监视控制而输入的信号作为安全请求信号，而将在马达控制装置13之间(即与其他设备之间)协调而至少为了开始安全监视控制被输入输出的信号作为安全协调信号，明确地区别处理。与此相对应，在马达控制装置13中进行安全监视控制的安全控制处理部34，对于安全请求信号设置其输入部(例如输入端口3-A)，对于安全协调信号设置其输入部(例如输入端口3-C)和输出部(输出端口3-A)。因此，在该马达控制系统1中，对于与监视控制的请求相关的各马达控制装置13之间的多条布线的连接结构，能够实现简化和低成本化。

另外，在本实施方式中，特别是，该马达控制系统1具备多个马达控制装置13，将特定的一个马达控制装置13的安全协调输出部(输出端口3-A，2-A、1-A)连接到另一个马达控制装置13的安全协调输入部(输入端口3-C、2-C，1-C)，形成将安全协调信号传递给所有的多个马达控制装置13的传递信号路径35。由此，多个马达控制装置13的安全控制处理部34能够经由传递信号路径35将安全协调信号串联且向一个方向传递，至少能够从最初输出了安全协调信号的马达控制装置13在连接到下游侧的所有马达控制装置13的安全控制处理部34中进行协调而开始执行安全监视控制。

另外，在本实施方式中，特别是传递信号路径35形成为环状。由此，即使在多个马达控制装置13中的一个输出了安全协调信号的情况下，经由在串联的一个方向上传递安全协调信号的传递信号路径35向所有的马达控制装置13的安全控制处理部34循环输入该安全协调信号，能够一齐开始执行安全监视控制。

此外，在本实施方式中，特别是，将传递信号路径35设置为多重化(冗余化为双重化以上)。由此能够实现，即使在作业现场例如有一条传递信号路径35断路的情况下也能够确保安全协调信号的正常的传递功能的失效保护结构。

此外，在本实施方式中，特别是安全控制处理部34从外部都没被输入安全请求信号和安全协调信号的任一个时停止动作监视模式与驱动状态量之间的关系状态的监视以及安全协调信号的输出，在开始输出安全协调信号的情况下，在被多重化的所有的上述传递信号路径35上大致同时输出安全协调信号、停止输出安全协调信号的情况下，在被多重化的所有的传递信号路径35中与没被输入安全协调信号的安全协调输入部对应的传递信号路径35上、或者在其他的传递信号路径35中在此之前该安全控制处理部34输出安全协调信号的任一个的传递信号路径35上，停止输出安全协调信号。由此，可以进行两个阶段以上的恢复处理，即，在第一轮中几乎同时使各马达控制装置13开始恢复准备，并且在第二轮以后确认全部恢复准备完成后能够安全地开始整体的恢复。

此外，在本实施方式中，特别是安全协调信号以负逻辑(L电平、常导通型)输出。由此，即使在某一处传递信号路径35断路而其信号电平降低的情况下，也作为负逻辑的安全协调信号被传递，能够使各马达控制装置13的安全模块14开始执行安全监视控制。

此外，在本实施方式中，特别是安全协调输出部(输出端口3-A、2-A、1-A)在安全协调信号的输出前输出测试信号(本例的测试脉冲)。由此，能够区别所输入的安全协调信号是正常输出的信号还是由断路引起的信号。

此外，在本实施方式中，特别是安全协调输入部(输入端口3-C、2-C、1-C)、安全协调输出部(输出端口3-A、2-A、1-A)、以及传递信号路径35不是基于预定的协议的通信网络构成，而是由能够收发单纯的数字信号的收发部以及数字信号线路构成。在根据本实施例形成的安全模块14A～14C之间的布线连接结构(环状传递连接结构、所谓的菊花链连接结构)中，不需要做成至少在多个马达控制装置13彼此之间从一个节点向多个节点分散传递安全协调信号的布线的连接结构(所谓的星型、树型，或者总线型等连接结构)。因此，不需要例如为了以分散型进行连接而要求高性能、制造成本增加的通信网络中的布线连接结构，在本实施方式中，作为传递安全协调信号的布线，由于能够以低功能、低成本应用，因此特别优选。另外，对于安全协调输入部(输入端口3-C、2-C、1-C)和安全协调输出部(输出端口3-A、2-A、1-A)，通过与其他输入端口和输出端口区别而作为安全协调信号的输入输出专用来设置，能够减少处理时间和系统的负荷，是有用的。

此外，在本实施方式中，特别是马达控制装置13具备在从安全控制处理部34输入了供电切断信号时切断向马达2供电的HWBB32，安全控制处理部34在预定的动作监视模式与马达2的驱动状态量成为预定的关系状态(例如驱动状态量超过了动作监视模式的情况等)时，向HWBB32输出HWBB启动信号。由此，例如在由于安全动作控制不能正确地发挥功能等原因而驱动状态量与动作监视模式成为预定的关系状态时，能够自动地执行最安全且可靠的马达2的减速停止动作(所谓的STO)。

此外，在本实施方式中，特别是动作监视模式是以安全请求信号或安全协调信号中最先的输入为开始契机的时序列变化模式。由此，能够使动作监视模式分别与安全请求信号或安全协调信号中以较早输入定时对应地随时间变化，能够进行适合于与该马达控制装置13对应的马达2驱动控制的驱动机械4的机构部分的安全监视控制。

＜变形例＞

另外，公开的实施方式不限于上述，在不脱离其主旨及技术思想的范围内能够进行各种变形。下面，对这样的变形例进行说明。

＜基于与安全请求信号不同的模拟信号执行安全控制的情况＞

在上述实施方式中，仅以从安全控制器12输入网络信号(数字信号)形式的安全请求信号为契机，开始执行各安全模块14的安全控制，但不限于此。例如，有时在马达2中设置直接检测该马达2的温度和输出转矩的模拟型的传感器(未特别图示)。与此相对，如与上述图5对应的图10所示，可以将由传感器检测出的模拟信号作为输入信号(相当于驱动状态量之一)直接输入到安全模块14C的信号输入部14Ca，该安全模块14C在其内部基于其输入信号来检测马达2C的异常的处理，根据其结果，开始执行安全控制和输出安全协调信号。

在这种情况下，虽然没有特别图示，在上述安全功能部中，只要设定为在安全信号输入源选择中选择另外输入上述输入信号的模拟信号用输入端口(“Feed Back Input 1～5”)作为输入源、选择用于对输入的模拟信号检测异常的动作监视模式、在监视结果信号输出目的地选择中将与安全控制器12对应的输入端口3-A选择为输出目的地(即安全请求信号的递归输入)等即可。另外，此时，优选安全模块14C将安全请求信号反向输出到安全控制器12。

由此，对于设置在马达2上的模拟型传感器，能够使模拟形式的检测信号直接输入到配置在其较近位置的较多的安全模块14，通过该安全模块14自身进行马达2的异常判断和安全控制的执行开始。因此，能够缩短比较容易受噪声影响的模拟信号的布线，能够省略高价的安全控制器12的设置而节省整个马达控制系统1的成本。

此外，除了以上所述以外，也可以适当组合利用上述实施方式和各变形例的方法。此外，虽然没有一一例示，但上述实施方式和各变形例是在不脱离其主旨的范围内施加各种变更而实施的。

符号说明

1 马达控制系统

2 马达

3 编码器

4 驱动机械

11 上位控制装置

12 安全控制器

13 马达控制装置

14Ca 信号输入部

16 传感器

31 马达控制处理部

32 HWBB(供电切断部)

33 逆变器

34 安全控制处理部

35 传递信号路径。

Claims (7)

1.一种马达控制系统，包括：

多个马达；

多个马达控制装置，分别基于所述马达的驱动状态量对对应的所述马达的驱动电力进行供电控制；以及

多个安全控制处理部，分别具有从所述马达控制装置的外部输入安全请求信号的安全请求输入部；从所述马达控制装置的外部输入安全协调信号的安全协调输入部；以及向所述马达控制装置的外部输出所述安全协调信号的安全协调输出部，其中，当输入了所述安全请求信号和所述安全协调信号中的至少一者时，所述安全控制处理部监视预定的动作监视模式与所述驱动状态量的关系状态，并且输出所述安全协调信号，

多个所述安全控制处理部通过将多个马达控制装置中特定的马达控制装置的安全协调输出部经由与其他马达控制装置的安全协调输入部连接的传递信号路径相互连接，使所述马达控制装置的所述安全协调信号经由所述传递信号路径传递给所述多个马达控制装置的全部，

所述传递信号路径包括形成在安全控制处理部之间的环状路径，所述环状路径将特定的一个马达控制装置的所述安全协调输出部连接到另一个马达控制装置的所述安全协调输入部，最后的所述安全控制处理部的所述安全协调输出部与最初的所述安全控制处理部的所述安全协调输入部连接，由此使所述安全协调信号以单向端对端方式循环。

2.根据权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于，

所述传递信号路径设置成多重化。

3.根据权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于，

所述安全协调输出部在输出所述安全协调信号之前输出测试信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的马达控制系统，其特征在于，

所述安全控制处理部具有输入所述驱动状态量的信号输入部，当有输入信号输入至所述信号输入部时，所述安全控制处理部监视所述预定的动作监视模式与所述驱动状态量的关系状态，并且向外部输出所述安全协调信号。

5.根据权利要求1或2所述的马达控制系统，其特征在于，

所述安全协调输入部、所述安全协调输出部和所述传递信号路径通过能够收发数字信号的收发部和数字信号线路构成。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的马达控制系统，其特征在于，

所述马达控制装置包括供电切断部，所述供电切断部在被输入来自所述安全控制处理部的供电切断信号时切断向所述马达的供电，

当所述预定的动作监视模式与所述驱动状态量成为预定的关系状态时，所述安全控制处理部向所述供电切断部输出所述供电切断信号。

7.根据权利要求6所述的马达控制系统，其特征在于，

所述动作监视模式是以所述安全请求信号和所述安全协调信号中最先的输入为开始契机的时序列变化模式。