JP2000222025A - 機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置 - Google Patents
機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 故障箇所を容易に把握することのできる機械
制御盤と、これに収納される電力変換器の自己診断装置
とを提供する。 【解決手段】 機械制御盤は、電気要素の接続状態に関
連付けて予め選択された監視ポイントの状態信号を記憶
し、各監視ポイントの状態信号の記憶値に対する実際の
状態信号の変化分に基づいて故障箇所を特定し、この故
障箇所を示す信号を出力する自己診断ユニット（１０）
と、この自己診断ユニットの出力信号に応動して故障障
箇所を報知する報知手段（６）とを備える。電力変換器
の自己診断装置は、電圧平滑要素としての電解コンデン
サの電圧の変化、または、出力電圧の変化を検出し、そ
の検出値に基づいて劣化、寿命などを判定する。
制御盤と、これに収納される電力変換器の自己診断装置
とを提供する。 【解決手段】 機械制御盤は、電気要素の接続状態に関
連付けて予め選択された監視ポイントの状態信号を記憶
し、各監視ポイントの状態信号の記憶値に対する実際の
状態信号の変化分に基づいて故障箇所を特定し、この故
障箇所を示す信号を出力する自己診断ユニット（１０）
と、この自己診断ユニットの出力信号に応動して故障障
箇所を報知する報知手段（６）とを備える。電力変換器
の自己診断装置は、電圧平滑要素としての電解コンデン
サの電圧の変化、または、出力電圧の変化を検出し、そ
の検出値に基づいて劣化、寿命などを判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自己診断装置を内蔵
する機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置に関す
る。
する機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般的
な機械制御盤には、電気回路部品及び機器ユニット等、
複数の電気要素が実装されると共に、制御対象の制御を
可能に各電気要素が配線されている。電気要素として、
例えば、サーボモータを駆動するためのコントローラ
や、制御対象が一連のシーケンス動作を行うように仕組
まれたシーケンサ等が他の電気部品と共に組込まれる場
合もある。これらのコントローラやシーケンサはそれぞ
れ故障の発生時に、ユニット毎に故障等を警報表示する
構成になっている。
な機械制御盤には、電気回路部品及び機器ユニット等、
複数の電気要素が実装されると共に、制御対象の制御を
可能に各電気要素が配線されている。電気要素として、
例えば、サーボモータを駆動するためのコントローラ
や、制御対象が一連のシーケンス動作を行うように仕組
まれたシーケンサ等が他の電気部品と共に組込まれる場
合もある。これらのコントローラやシーケンサはそれぞ
れ故障の発生時に、ユニット毎に故障等を警報表示する
構成になっている。
【０００３】しかし、機械制御盤の故障が発生した場合
に、コントローラやシーケンサの故障か、他の電気部品
の不良状態かの判別が難しく、また、電気部品であって
もどの電気部品が不良状態に陥ったかを発見するのに多
大な時間と労力を必要とした。
に、コントローラやシーケンサの故障か、他の電気部品
の不良状態かの判別が難しく、また、電気部品であって
もどの電気部品が不良状態に陥ったかを発見するのに多
大な時間と労力を必要とした。
【０００４】また、機械制御盤には直流電圧を入力し、
その安定化を図ったり、昇圧又は降圧したりする一般に
直流コンバータと称される電力変換器が組込まれること
がある。この電力変換器の劣化状態もしくはどれ位の使
用に耐えるのかを知ることができれば便利である。しか
しながら、この種の電力変換器にはその機能が付加され
ていなかった。
その安定化を図ったり、昇圧又は降圧したりする一般に
直流コンバータと称される電力変換器が組込まれること
がある。この電力変換器の劣化状態もしくはどれ位の使
用に耐えるのかを知ることができれば便利である。しか
しながら、この種の電力変換器にはその機能が付加され
ていなかった。
【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、第１の目的は故障箇所を容易に把握する
ことのできる機械制御盤を提供するにある。
されたもので、第１の目的は故障箇所を容易に把握する
ことのできる機械制御盤を提供するにある。
【０００６】本発明の第２の目的は電力変換器の劣化状
態等を容易に把握することのできる電力変換器の自己診
断装置を提供するにある。
態等を容易に把握することのできる電力変換器の自己診
断装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
電気回路部品及び機器ユニット等、複数の電気要素を実
装すると共に、制御対象の制御を可能に電気要素が配線
された機械制御盤において、電気要素の接続状態に関連
付けて予め選択された監視ポイントの状態信号を記憶
し、各監視ポイントの状態信号の記憶値に対する実際の
状態信号の変化分に基づいて故障箇所を特定し、この故
障箇所を示す信号を出力する自己診断ユニットと、自己
診断ユニットの出力信号に応動して故障箇所を報知する
報知手段と、を備えたことを特徴とするものである。
電気回路部品及び機器ユニット等、複数の電気要素を実
装すると共に、制御対象の制御を可能に電気要素が配線
された機械制御盤において、電気要素の接続状態に関連
付けて予め選択された監視ポイントの状態信号を記憶
し、各監視ポイントの状態信号の記憶値に対する実際の
状態信号の変化分に基づいて故障箇所を特定し、この故
障箇所を示す信号を出力する自己診断ユニットと、自己
診断ユニットの出力信号に応動して故障箇所を報知する
報知手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
機械制御盤において、自己診断ユニットはマイクロコン
ピュータを含んで構成され、報知手段はパーソナルコン
ピュータでなることを特徴とするものである。
機械制御盤において、自己診断ユニットはマイクロコン
ピュータを含んで構成され、報知手段はパーソナルコン
ピュータでなることを特徴とするものである。
【０００９】請求項３に係る発明は、電圧平滑要素とし
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段と、検出された電圧に基づいて電解コンデンサ
の使用時間を計測する使用時間計測手段と、計測された
使用時間が予め定めた設定時間を経過した時点の電圧が
所定値以下に降下したことを検出して警報信号を出力す
る判別手段と、判別手段の警報信号に応動して警報を発
生する警報手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段と、検出された電圧に基づいて電解コンデンサ
の使用時間を計測する使用時間計測手段と、計測された
使用時間が予め定めた設定時間を経過した時点の電圧が
所定値以下に降下したことを検出して警報信号を出力す
る判別手段と、判別手段の警報信号に応動して警報を発
生する警報手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１０】請求項４に係る発明は、電圧平滑要素とし
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段と、検出された電圧の時間変化率を演算する時
間変化率演算手段と、演算された時間変化率が予め定め
た値を超えたとき警報信号を出力する判別手段と、判別
手段の警報信号に応動して警報を発生する警報手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段と、検出された電圧の時間変化率を演算する時
間変化率演算手段と、演算された時間変化率が予め定め
た値を超えたとき警報信号を出力する判別手段と、判別
手段の警報信号に応動して警報を発生する警報手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項５に係る発明は、電圧平滑要素とし
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段と、電解コンデンサの温度を検出する温度検出
手段と、検出された電圧に基づいて電解コンデンサの使
用時間を計測すると共に、計測された電解コンデンサの
使用時間を、検出された電解コンデンサの温度に応じて
補正して積算する時間測定手段と、補正された使用時間
の積算値が最大使用可能時間に対応させて予め設定した
値に到達したとき警報信号を出力する判別手段と、前記
判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報手段
と、を備えたことを特徴とするものである。
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段と、電解コンデンサの温度を検出する温度検出
手段と、検出された電圧に基づいて電解コンデンサの使
用時間を計測すると共に、計測された電解コンデンサの
使用時間を、検出された電解コンデンサの温度に応じて
補正して積算する時間測定手段と、補正された使用時間
の積算値が最大使用可能時間に対応させて予め設定した
値に到達したとき警報信号を出力する判別手段と、前記
判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報手段
と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】請求項６に係る発明は、電圧平滑要素とし
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電力変換器の出力電圧を検出する電圧
検出手段と、検出された電力変換器の出力電圧が所定値
以下に降下したとき警報信号を出力する判別手段と、判
別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報手段
と、を備えたことを特徴とするものである。
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電力変換器の出力電圧を検出する電圧
検出手段と、検出された電力変換器の出力電圧が所定値
以下に降下したとき警報信号を出力する判別手段と、判
別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報手段
と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】請求項７に係る発明は、請求項５に記載の
電力変換器の自己診断装置において、補正された使用時
間の積算値と最大使用可能時間に対応させて予め設定し
た値との差を求め、使用可能な残余時間を求めて表示す
る残余時間表示手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
電力変換器の自己診断装置において、補正された使用時
間の積算値と最大使用可能時間に対応させて予め設定し
た値との差を求め、使用可能な残余時間を求めて表示す
る残余時間表示手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１４】請求項８に係る発明は、電圧平滑要素とし
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの温度を検出する温度
検出手段と、検出された電解コンデンサの温度が予め設
定した値に到達したとき警報信号を出力する判別手段
と、判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、を備えたことを特徴とするものである。
て電解コンデンサを含み、直流を入力して直流を出力す
る電力変換器の機能を自己診断する電力変換器の自己診
断装置において、電解コンデンサの温度を検出する温度
検出手段と、検出された電解コンデンサの温度が予め設
定した値に到達したとき警報信号を出力する判別手段
と、判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
る機械制御盤の一実施形態の構成を示すブロック図であ
る。同図において、機械制御盤１の内部に、モーション
コントローラ２、電気回路部品や機器ユニット等の電気
要素３と、故障の電気要素を判断し、その要素を示す信
号を出力する自己診断ユニット１０とが格納されてい
る。このうち、モーションコントローラ２はサーボモー
タ４を駆動制御するものであり、電気要素３は操作盤、
電磁弁、他のシステム等の制御対象５に制御信号を送信
するものであり、自己診断ユニット１０はマイクロコン
ピュータを含み、通信ケーブルとして、例えば、ＲＳ２
３２Ｃケーブルによって、故障の機器の報知手段として
のパーソナルコンピュータ６に接続され、このパーソナ
ルコンピュータ６からマイクロコンピュータに対して、
故障診断のためのプログラムを組込むことも可能になっ
ている。
実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
る機械制御盤の一実施形態の構成を示すブロック図であ
る。同図において、機械制御盤１の内部に、モーション
コントローラ２、電気回路部品や機器ユニット等の電気
要素３と、故障の電気要素を判断し、その要素を示す信
号を出力する自己診断ユニット１０とが格納されてい
る。このうち、モーションコントローラ２はサーボモー
タ４を駆動制御するものであり、電気要素３は操作盤、
電磁弁、他のシステム等の制御対象５に制御信号を送信
するものであり、自己診断ユニット１０はマイクロコン
ピュータを含み、通信ケーブルとして、例えば、ＲＳ２
３２Ｃケーブルによって、故障の機器の報知手段として
のパーソナルコンピュータ６に接続され、このパーソナ
ルコンピュータ６からマイクロコンピュータに対して、
故障診断のためのプログラムを組込むことも可能になっ
ている。
【００１６】この実施形態においては、機械制御盤１に
収納されるモーションコントローラ２及び電気要素３の
接続状態に関連付けて予め選択された監視ポイントの状
態信号を自己診断ユニット１０に加え、この自己診断ユ
ニット１０がこれに加えられる状態信号に基づいて故障
の電気要素を含む故障箇所を判断し、故障箇所を示す信
号を出力してパーソナルコンピュータ６に加えるように
なっている。自己診断ユニット１０は、例えば、監視ポ
イントの状態信号を記憶し、各監視ポイントの状態信号
の記憶値に対する実際の状態信号の変化分に基づいて故
障箇所を判断することができる。このようにして判断さ
れた故障箇所名をパーソナルコンピュータ６に表示する
ことによって故障箇所を把握することができる。以下、
自己診断ユニット１０の詳しい動作について図２をも参
照して説明する。
収納されるモーションコントローラ２及び電気要素３の
接続状態に関連付けて予め選択された監視ポイントの状
態信号を自己診断ユニット１０に加え、この自己診断ユ
ニット１０がこれに加えられる状態信号に基づいて故障
の電気要素を含む故障箇所を判断し、故障箇所を示す信
号を出力してパーソナルコンピュータ６に加えるように
なっている。自己診断ユニット１０は、例えば、監視ポ
イントの状態信号を記憶し、各監視ポイントの状態信号
の記憶値に対する実際の状態信号の変化分に基づいて故
障箇所を判断することができる。このようにして判断さ
れた故障箇所名をパーソナルコンピュータ６に表示する
ことによって故障箇所を把握することができる。以下、
自己診断ユニット１０の詳しい動作について図２をも参
照して説明する。
【００１７】図２は自己診断ユニット１０の機能をマイ
クロコンピュータに持たせた場合の具体的な処理手順を
示すフローチャートである。すなわち、電源が投入され
るとステップ101 にて、監視ポイントに計数値を対応付
けたカウンタの値ｎを「０」にセットし、計数値「０」
に対応する監視ポイントの状態信号を記憶し、続いてス
テップ103 にてカウンタの値ｎを「１」だけインクリメ
ントし、さらに、ステップ104 にてカウンタの計数値ｎ
が監視ポイントの総数より１だけ大きいＮに到達したか
否かを判定し、Ｎに到達するまでステップ102 〜104 の
処理を繰返す。従って、これらの処理によって、監視ポ
イント全ての状態信号の取り込みが行われる。
クロコンピュータに持たせた場合の具体的な処理手順を
示すフローチャートである。すなわち、電源が投入され
るとステップ101 にて、監視ポイントに計数値を対応付
けたカウンタの値ｎを「０」にセットし、計数値「０」
に対応する監視ポイントの状態信号を記憶し、続いてス
テップ103 にてカウンタの値ｎを「１」だけインクリメ
ントし、さらに、ステップ104 にてカウンタの計数値ｎ
が監視ポイントの総数より１だけ大きいＮに到達したか
否かを判定し、Ｎに到達するまでステップ102 〜104 の
処理を繰返す。従って、これらの処理によって、監視ポ
イント全ての状態信号の取り込みが行われる。
【００１８】そして、ステップ104 にてカウンタの計数
値がＮに到達したと判定すれば、次のステップ105 に
て、制御状態が正常か否かを判定する。ここで、制御状
態が正常でなければ、再びステップ101 〜105 の処理を
繰返す。制御状態が正常であると判定した場合にはステ
ップ106 にて各記憶値を初期状態信号として保持する処
理を実行する。
値がＮに到達したと判定すれば、次のステップ105 に
て、制御状態が正常か否かを判定する。ここで、制御状
態が正常でなければ、再びステップ101 〜105 の処理を
繰返す。制御状態が正常であると判定した場合にはステ
ップ106 にて各記憶値を初期状態信号として保持する処
理を実行する。
【００１９】次に、ステップ107 にてカウンタの値を
「０」にリセットし、続いて前述したと同様に、ステッ
プ108 〜110 の処理にて監視ポイント全ての状態信号を
現在の状態信号として記憶する。続いて、ステップ111
では監視ポイント毎に初期状態信号と現在の状態信号と
を比較して、その偏差が大き過ぎたり、所定の条件を満
たしていなかったりしているか否か等により、故障箇所
の有無及び特定を行い、もし、故障箇所が無い場合には
ステップ107 以下の処理を実行し、故障箇所が有る場合
にはステップ112 にて故障箇所を示す信号をパーソナル
コンピュータ６に対して出力する。
「０」にリセットし、続いて前述したと同様に、ステッ
プ108 〜110 の処理にて監視ポイント全ての状態信号を
現在の状態信号として記憶する。続いて、ステップ111
では監視ポイント毎に初期状態信号と現在の状態信号と
を比較して、その偏差が大き過ぎたり、所定の条件を満
たしていなかったりしているか否か等により、故障箇所
の有無及び特定を行い、もし、故障箇所が無い場合には
ステップ107 以下の処理を実行し、故障箇所が有る場合
にはステップ112 にて故障箇所を示す信号をパーソナル
コンピュータ６に対して出力する。
【００２０】最後に、ステップ113 にて機械制御盤１に
対する電源が遮断されたか否かを判定し、電源が遮断さ
れるまでステップ107 〜113 の処理を繰返し、電源の遮
断によって自己診断ユニット１０による処理を終了す
る。
対する電源が遮断されたか否かを判定し、電源が遮断さ
れるまでステップ107 〜113 の処理を繰返し、電源の遮
断によって自己診断ユニット１０による処理を終了す
る。
【００２１】以上の処理を実行することによって、パー
ソナルコンピュータ６の表示画面には、例えば、図３に
例示した診断情報が表示される。
ソナルコンピュータ６の表示画面には、例えば、図３に
例示した診断情報が表示される。
【００２２】かくして、図１乃至図３を用いて説明した
実施形態によれば、故障箇所が複数であったとしても、
これらの故障箇所がパーソナルコンピュータ６の表示画
面に表示されるので、故障箇所の把握が容易になると共
に、その対策に要する時間を従来装置と比較して大幅に
短縮することができる。
実施形態によれば、故障箇所が複数であったとしても、
これらの故障箇所がパーソナルコンピュータ６の表示画
面に表示されるので、故障箇所の把握が容易になると共
に、その対策に要する時間を従来装置と比較して大幅に
短縮することができる。
【００２３】なお、上記実施形態では報知手段としてパ
ーソナルコンピュータを用いたが、機械制御盤１の内部
にそれぞれ電気要素に対応させて設けた発光ダイオード
（ＬＥＤ）を故障時にのみ発光させる構成とすることも
できる。
ーソナルコンピュータを用いたが、機械制御盤１の内部
にそれぞれ電気要素に対応させて設けた発光ダイオード
（ＬＥＤ）を故障時にのみ発光させる構成とすることも
できる。
【００２４】また、パーソナルコンピュータ６は必要時
にのみ接続し、電気要素を含む故障箇所を上記の発光ダ
イオードで表示するようにしても良い。
にのみ接続し、電気要素を含む故障箇所を上記の発光ダ
イオードで表示するようにしても良い。
【００２５】図４は本発明に係る電力変換器の自己診断
装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
ここで、診断対象の電力変換器２０は直流入力を交流に
変換する直流−交流変換部２１と、変換された交流を直
流に変換する交流−直流変換部２２とを備えている。こ
の種の電力変換器２０においては電圧を平滑するための
電解コンデンサ２３を備えているものが多い。本発明は
電力変換器２０の出力電圧の低下あるいは変動が殆どの
場合電解コンデンサ２３の劣化に起因することに着目し
たものである。すなわち、電解コンデンサには電解液が
含浸され、この電解液の減少が静電容量の減少を招き、
結果として、電力変換器２０が基準電圧を維持できなく
なることに着目したものである。
装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
ここで、診断対象の電力変換器２０は直流入力を交流に
変換する直流−交流変換部２１と、変換された交流を直
流に変換する交流−直流変換部２２とを備えている。こ
の種の電力変換器２０においては電圧を平滑するための
電解コンデンサ２３を備えているものが多い。本発明は
電力変換器２０の出力電圧の低下あるいは変動が殆どの
場合電解コンデンサ２３の劣化に起因することに着目し
たものである。すなわち、電解コンデンサには電解液が
含浸され、この電解液の減少が静電容量の減少を招き、
結果として、電力変換器２０が基準電圧を維持できなく
なることに着目したものである。
【００２６】ここで、自己診断装置３０Ａは、電解コン
デンサ２３の電圧を検出する電圧検出手段３１と、検出
された電圧に基づいて電解コンデンサ２３の使用時間を
計測する使用時間計測手段３２と、計測された使用時間
が予め定めた設定時間を経過した時点の電圧が所定値以
下に降下したことを検出して警報信号を出力する判別手
段３３と、この警報信号に応動して警報を発生する警報
手段３４とを備えている。
デンサ２３の電圧を検出する電圧検出手段３１と、検出
された電圧に基づいて電解コンデンサ２３の使用時間を
計測する使用時間計測手段３２と、計測された使用時間
が予め定めた設定時間を経過した時点の電圧が所定値以
下に降下したことを検出して警報信号を出力する判別手
段３３と、この警報信号に応動して警報を発生する警報
手段３４とを備えている。
【００２７】上記のように構成された第１の実施形態の
動作について以下に説明する。
動作について以下に説明する。
【００２８】一般に電解コンデンサの両端電圧Ｖは、次
式に示すように、温度Ｔと使用時間ｔの関数として表す
ことができる。
式に示すように、温度Ｔと使用時間ｔの関数として表す
ことができる。
【００２９】 Ｖ＝Ｄ（Ｔ，ｔ） …（１） この（１）式中、温度Ｔが一定であると仮定すれば、電
解コンデンサの両端電圧Ｖは、次式に示すように、時間
ｔの関数として表される。
解コンデンサの両端電圧Ｖは、次式に示すように、時間
ｔの関数として表される。
【００３０】 Ｖ＝Ｄ（ｔ） …（２） 従って、予め定めた一定時間ｔ1 を経過した時点の電圧
Ｖ1 を監視することによって、使用者が突然のトラブル
に巻き込まれるのを未然に防止することができる。
Ｖ1 を監視することによって、使用者が突然のトラブル
に巻き込まれるのを未然に防止することができる。
【００３１】すなわち、電解コンデンサは、初期電圧Ｖ
0 に近い電圧Ｖt に保持される安定期と、電圧Ｖ1 から
降下が始まる電圧降下期と、さらに降下した電圧Ｖ2 に
至るトラブル発生時期とを定義することができる。従っ
て、安定期が終了して電圧降下期に到達する時間を設定
し、その設定時間を経過した段階で電圧がＶ1 より低い
ときに、電圧降下期に入ったと判定して警報を出力す
る。
0 に近い電圧Ｖt に保持される安定期と、電圧Ｖ1 から
降下が始まる電圧降下期と、さらに降下した電圧Ｖ2 に
至るトラブル発生時期とを定義することができる。従っ
て、安定期が終了して電圧降下期に到達する時間を設定
し、その設定時間を経過した段階で電圧がＶ1 より低い
ときに、電圧降下期に入ったと判定して警報を出力す
る。
【００３２】そこで、電圧検出手段３１は電解コンデン
サ２３の電圧Ｖを検出する。使用時間計測手段３２は検
出された電圧に基づいて電解コンデンサ２３の使用時間
を計測する。判別手段３３は計測された使用時間が予め
定めた設定時間ｔ1 を経過した時点の電圧がＶ1 以下に
降下しておれば警報信号を出力し、警報手段３４はこの
警報信号に応動して警報を発生する。
サ２３の電圧Ｖを検出する。使用時間計測手段３２は検
出された電圧に基づいて電解コンデンサ２３の使用時間
を計測する。判別手段３３は計測された使用時間が予め
定めた設定時間ｔ1 を経過した時点の電圧がＶ1 以下に
降下しておれば警報信号を出力し、警報手段３４はこの
警報信号に応動して警報を発生する。
【００３３】かくして、図４に示した第１の実施形態に
よれば、電解コンデンサの標準的な使用時間を経過した
時点の電圧が設定値以下であるとき、電圧降下期に入っ
たと判定することができる。
よれば、電解コンデンサの標準的な使用時間を経過した
時点の電圧が設定値以下であるとき、電圧降下期に入っ
たと判定することができる。
【００３４】図５は本発明に係る電力変換器の自己診断
装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。ここで、自己診断装置３０Ｂは、電解コ
ンデンサ２３の電圧を検出する電圧検出手段３１と、検
出された電圧の時間変化率を演算する時間変化率演算手
段３５と、演算された時間変化率が予め定めた値を超え
たとき警報信号を出力する判別手段３３と、この警報信
号に応動して警報を発生する警報手段３４とを備えてい
る。
装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。ここで、自己診断装置３０Ｂは、電解コ
ンデンサ２３の電圧を検出する電圧検出手段３１と、検
出された電圧の時間変化率を演算する時間変化率演算手
段３５と、演算された時間変化率が予め定めた値を超え
たとき警報信号を出力する判別手段３３と、この警報信
号に応動して警報を発生する警報手段３４とを備えてい
る。
【００３５】上記のように構成された第２の実施形態の
動作について、特に、図４と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。電解コンデンサ２３の電圧は図
６に示すように変化し、このうち、初期電圧に略等しい
時刻ｔ1 までを安定期とすると、時刻ｔ1 以降は電圧が
徐々に低下する変化期に入る。従って、電圧を時間で微
分すれば安定期であるか、変化期にあるかを判定するこ
とができる。すなわち、 ｄＶ／ｄｔ＝０ …（３） のとき安定期で、 ｄＶ／ｄｔ≧Ｃ1 （定数） …（４） のとき変化期である。
動作について、特に、図４と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。電解コンデンサ２３の電圧は図
６に示すように変化し、このうち、初期電圧に略等しい
時刻ｔ1 までを安定期とすると、時刻ｔ1 以降は電圧が
徐々に低下する変化期に入る。従って、電圧を時間で微
分すれば安定期であるか、変化期にあるかを判定するこ
とができる。すなわち、 ｄＶ／ｄｔ＝０ …（３） のとき安定期で、 ｄＶ／ｄｔ≧Ｃ1 （定数） …（４） のとき変化期である。
【００３６】そこで、時間変化率演算手段３５は電圧検
出手段３１で検出された電圧を時間に対して微分し、
（４）式の条件が成立したときに、変化期に入ったと判
定して警報信号を出力する。
出手段３１で検出された電圧を時間に対して微分し、
（４）式の条件が成立したときに、変化期に入ったと判
定して警報信号を出力する。
【００３７】かくして、図５に示した第２の実施形態に
よれば、電解コンデンサの両端電圧の時間変化率が予め
設定した値を超えたとき、変化期に入ったと判定するこ
とができる。
よれば、電解コンデンサの両端電圧の時間変化率が予め
設定した値を超えたとき、変化期に入ったと判定するこ
とができる。
【００３８】図７は本発明に係る電力変換器の自己診断
装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、図４と同一の要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。ここで、自己診断装置３０Ｃは、電解コ
ンデンサ２３の電圧を検出する電圧検出手段３１と、電
解コンデンサ２３の温度を、例えば、これが装着された
周囲の基板上に設けたサーミスタ等によって検出する温
度検出手段３６と、検出された電圧に基づいて電解コン
デンサ２３の使用時間を計測すると共に、計測された電
解コンデンサ２３の使用時間を、検出された電解コンデ
ンサ２３の温度に応じて補正して積算する時間測定手段
３７と、補正された使用時間の積算値が最大使用可能時
間に対応させて予め設定した値に到達したとき警報信号
を出力する判別手段３３と、この警報信号に応動して警
報を発生する警報手段３４と、補正された使用時間の積
算値と最大使用可能時間に対応させて予め設定した値と
の差を求め、使用可能な残余時間を求めて表示する残余
時間表示手段３８とを備えている。
装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、図４と同一の要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。ここで、自己診断装置３０Ｃは、電解コ
ンデンサ２３の電圧を検出する電圧検出手段３１と、電
解コンデンサ２３の温度を、例えば、これが装着された
周囲の基板上に設けたサーミスタ等によって検出する温
度検出手段３６と、検出された電圧に基づいて電解コン
デンサ２３の使用時間を計測すると共に、計測された電
解コンデンサ２３の使用時間を、検出された電解コンデ
ンサ２３の温度に応じて補正して積算する時間測定手段
３７と、補正された使用時間の積算値が最大使用可能時
間に対応させて予め設定した値に到達したとき警報信号
を出力する判別手段３３と、この警報信号に応動して警
報を発生する警報手段３４と、補正された使用時間の積
算値と最大使用可能時間に対応させて予め設定した値と
の差を求め、使用可能な残余時間を求めて表示する残余
時間表示手段３８とを備えている。
【００３９】上記のように構成された第３の実施形態の
動作について、特に、図４と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。電解コンデンサが安定期から変
化期に移るまでの時間すなわち寿命は、コンデンサ温度
Ｔがある範囲にあればその影響は小さい。この温度範囲
の下限をＴ1 、上限をＴ2 としてコンデンサ温度ＴがＴ
1 ＜Ｔ＜Ｔ2 であれば、使用時間のみを判断基準とする
ことができる。しかし、コンデンサ温度ＴがＴ2 を超え
る環境にあれば寿命は縮まり、反対に、Ｔ1 以下の環境
にあれば寿命は伸びるのが一般的である。
動作について、特に、図４と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。電解コンデンサが安定期から変
化期に移るまでの時間すなわち寿命は、コンデンサ温度
Ｔがある範囲にあればその影響は小さい。この温度範囲
の下限をＴ1 、上限をＴ2 としてコンデンサ温度ＴがＴ
1 ＜Ｔ＜Ｔ2 であれば、使用時間のみを判断基準とする
ことができる。しかし、コンデンサ温度ＴがＴ2 を超え
る環境にあれば寿命は縮まり、反対に、Ｔ1 以下の環境
にあれば寿命は伸びるのが一般的である。
【００４０】このことを数式で表現すると、寿命Ｌ
（ｔ）は温度Ｔと使用時間ｔの関数として次式で表され
る。
（ｔ）は温度Ｔと使用時間ｔの関数として次式で表され
る。
【００４１】 Ｌ（ｔ）＝Ｄ（Ｔ，ｔ） …（５） 従って、時間測定手段３７は使用開始から一定の時間を
経過する毎に、コンデンサ温度Ｔを加味して使用時間を
補正し、補正された時間の積算値が予め設定した時間に
到達したか否かにより変化期に至ったか否かを判定し、
変化期に至ると警報信号を発生して警報手段３４に加え
る。この場合、積算時間と設定時間の関係から、残余の
使用可能時間を算出することができる。残余時間表示手
段３８は補正された使用時間の積算値と最大使用可能時
間に対応させて予め設定した値との差を求め、使用可能
な残余時間を求めて表示する。
経過する毎に、コンデンサ温度Ｔを加味して使用時間を
補正し、補正された時間の積算値が予め設定した時間に
到達したか否かにより変化期に至ったか否かを判定し、
変化期に至ると警報信号を発生して警報手段３４に加え
る。この場合、積算時間と設定時間の関係から、残余の
使用可能時間を算出することができる。残余時間表示手
段３８は補正された使用時間の積算値と最大使用可能時
間に対応させて予め設定した値との差を求め、使用可能
な残余時間を求めて表示する。
【００４２】かくして、図７に示した第３の実施形態に
よれば、使用時間を温度によって補正し、補正使用時間
を基準にして変化期に入ったと判定することができる。
また、使用可能な残余時間を求めて表示することによっ
て、電圧変換器の信頼性を向上させることができる。
よれば、使用時間を温度によって補正し、補正使用時間
を基準にして変化期に入ったと判定することができる。
また、使用可能な残余時間を求めて表示することによっ
て、電圧変換器の信頼性を向上させることができる。
【００４３】なお、図７に示した第３の実施形態では、
使用時間を温度によって補正してその積算値が最大使用
可能時間に到達した段階で警報表示したが、電解コンデ
ンサ２３自体の温度が上昇すると、液漏れなどを起こす
危険性がある。そこで、図示を省略するが、例えば、温
度検出手段によって電解コンデンサの温度を検出し、こ
の電解コンデンサの温度が予め設定した値に到達したと
き警報信号を出力する判別手段と、その警報信号に応動
して警報を発生する警報手段とを設けることによって、
電解コンデンサ２３の劣化に伴う危険性を排除すること
ができる。
使用時間を温度によって補正してその積算値が最大使用
可能時間に到達した段階で警報表示したが、電解コンデ
ンサ２３自体の温度が上昇すると、液漏れなどを起こす
危険性がある。そこで、図示を省略するが、例えば、温
度検出手段によって電解コンデンサの温度を検出し、こ
の電解コンデンサの温度が予め設定した値に到達したと
き警報信号を出力する判別手段と、その警報信号に応動
して警報を発生する警報手段とを設けることによって、
電解コンデンサ２３の劣化に伴う危険性を排除すること
ができる。
【００４４】図８は本発明に係る電力変換器の自己診断
装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、図４と同一の要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。ここで、自己診断装置３０Ｄは電力変換
器２０の出力電圧を検出する電圧検出手段３１と、検出
された電力変換器２０の出力電圧が所定値以下に降下し
たとき警報信号を出力する判別手段３３と、この警報信
号に応動して警報を発生する警報手段３４とを備えてい
る。
装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、図４と同一の要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。ここで、自己診断装置３０Ｄは電力変換
器２０の出力電圧を検出する電圧検出手段３１と、検出
された電力変換器２０の出力電圧が所定値以下に降下し
たとき警報信号を出力する判別手段３３と、この警報信
号に応動して警報を発生する警報手段３４とを備えてい
る。
【００４５】上記のように構成された第４の実施形態の
動作について、特に、図４と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。上記の各実施形態は電解コンデ
ンサ２３の両端電圧に基づいて、その変化期に至ったこ
と、あるいは、寿命に近付いたこと等を判定したが、電
解コンデンサ２３がその機能低下によって電圧が低下す
ると、これに伴って電力変換器２０の出力電圧も低下す
る。本実施形態はこの原理に従ったもので、判別手段３
３は電力変換器２０の出力電圧が予め設定した設定値ま
で降下したとき、電力変換器２０が寿命に達したものと
して警報手段３４に警報信号を出力するものである。
動作について、特に、図４と構成を異にする部分を中心
にして以下に説明する。上記の各実施形態は電解コンデ
ンサ２３の両端電圧に基づいて、その変化期に至ったこ
と、あるいは、寿命に近付いたこと等を判定したが、電
解コンデンサ２３がその機能低下によって電圧が低下す
ると、これに伴って電力変換器２０の出力電圧も低下す
る。本実施形態はこの原理に従ったもので、判別手段３
３は電力変換器２０の出力電圧が予め設定した設定値ま
で降下したとき、電力変換器２０が寿命に達したものと
して警報手段３４に警報信号を出力するものである。
【００４６】これによって、電解コンデンサ２３の電圧
を監視したと同様に電圧の変化期に到達したことを判別
することができる。
を監視したと同様に電圧の変化期に到達したことを判別
することができる。
【００４７】かくして、第１乃至第４の実施形態のいず
れにおいても、使用者が突然のトラブルに巻き込まれる
のを未然に防止することができる。
れにおいても、使用者が突然のトラブルに巻き込まれる
のを未然に防止することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１及び２に係る発明によれば、故障箇所を容易に把
握することのできる機械制御盤を提供することができ
る。
求項１及び２に係る発明によれば、故障箇所を容易に把
握することのできる機械制御盤を提供することができ
る。
【００４９】また、請求項３乃至６に係る発明によれ
ば、電力変換器の劣化状態等を容易に把握することので
きる電力変換器の自己診断装置を提供することができ
る。
ば、電力変換器の劣化状態等を容易に把握することので
きる電力変換器の自己診断装置を提供することができ
る。
【００５０】特に、請求項７に係る発明によれば、使用
可能な残余時間を表示するため、電圧変換器の信頼性を
向上させることができる効果も得られる。
可能な残余時間を表示するため、電圧変換器の信頼性を
向上させることができる効果も得られる。
【００５１】また、請求項８に係る発明によれば、電解
コンデンサの液漏れを未然に防止できる効果も得られ
る。
コンデンサの液漏れを未然に防止できる効果も得られ
る。
【図１】本発明に係る機械制御盤の一実施形態の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】図１に示した機械制御盤の一実施形態の動作を
説明するために主要な構成要素の具体的な処理手順を示
すフローチャート。
説明するために主要な構成要素の具体的な処理手順を示
すフローチャート。
【図３】図１に示した機械制御盤の一実施形態の動作を
説明するための表示画面例。
説明するための表示画面例。
【図４】本発明に係る電力変換器の自己診断装置の第１
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】本発明に係る電力変換器の自己診断装置の第２
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図６】図５に示した電力変換器の自己診断装置の第２
の実施形態の動作を説明するために、電圧と時間との関
係を示した線図。
の実施形態の動作を説明するために、電圧と時間との関
係を示した線図。
【図７】本発明に係る電力変換器の自己診断装置の第３
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図８】本発明に係る電力変換器の自己診断装置の第４
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
１ 機械制御盤 ２ モーションコントローラ ３ 電気要素 ４ サーボモータ ５ 制御対象 ６ パーソナルコンピュータ ２０ 電力変換器 ２１ 直流−交流変換部 ２２ 交流−直流変換部 ２３ 電解コンデンサ ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 自己診断装置 ３１ 電圧検出手段 ３２ 使用時間計測手段 ３３ 判別手段 ３４ 警報手段 ３５ 時間変化率演算手段 ３６ 温度検出手段 ３７ 時間測定手段 ３８ 残余時間表示手段
Claims (8)
- 【請求項１】電気回路部品及び機器ユニット等、複数の
電気要素を実装すると共に、制御対象の制御を可能に前
記電気要素が配線された機械制御盤において、 前記電気要素の接続状態に関連付けて予め選択された監
視ポイントの状態信号を記憶し、前記各監視ポイントの
状態信号の記憶値に対する実際の状態信号の変化分に基
づいて故障箇所を特定し、この故障箇所を示す信号を出
力する自己診断ユニットと、 前記自己診断ユニットの出力信号に応動して故障箇所を
報知する報知手段と、 を備えたことを特徴とする機械制御盤。 - 【請求項２】前記自己診断ユニットはマイクロコンピュ
ータを含んで構成され、前記報知手段はパーソナルコン
ピュータでなることを特徴とする請求項１に記載の機械
制御盤。 - 【請求項３】電圧平滑要素として電解コンデンサを含
み、直流を入力して直流を出力する電力変換器の機能を
自己診断する電力変換器の自己診断装置において、 前記電解コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、 検出された電圧に基づいて前記電解コンデンサの使用時
間を計測する使用時間計測手段と、 計測された使用時間が予め定めた設定時間を経過した時
点の電圧が所定値以下に降下したことを検出して警報信
号を出力する判別手段と、 前記判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換器の自己診断装置。 - 【請求項４】電圧平滑要素として電解コンデンサを含
み、直流を入力して直流を出力する電力変換器の機能を
自己診断する電力変換器の自己診断装置において、 前記電解コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、 検出された電圧の時間変化率を演算する時間変化率演算
手段と、 演算された時間変化率が予め定めた値を超えたとき警報
信号を出力する判別手段と、 前記判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換器の自己診断装置。 - 【請求項５】電圧平滑要素として電解コンデンサを含
み、直流を入力して直流を出力する電力変換器の機能を
自己診断する電力変換器の自己診断装置において、 前記電解コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電解コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、 検出された電圧に基づいて前記電解コンデンサの使用時
間を計測すると共に、計測された前記電解コンデンサの
使用時間を、検出された前記電解コンデンサの温度に応
じて補正して積算する時間測定手段と、 補正された使用時間の積算値が最大使用可能時間に対応
させて予め設定した値に到達したとき警報信号を出力す
る判別手段と、 前記判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換器の自己診断装置。 - 【請求項６】電圧平滑要素として電解コンデンサを含
み、直流を入力して直流を出力する電力変換器の機能を
自己診断する電力変換器の自己診断装置において、 前記電力変換器の出力電圧を検出する電圧検出手段と、 検出された前記電力変換器の出力電圧が所定値以下に降
下したとき警報信号を出力する判別手段と、 前記判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換器の自己診断装置。 - 【請求項７】前記補正された使用時間の積算値と最大使
用可能時間に対応させて予め設定した値との差を求め、
使用可能な残余時間を求めて表示する残余時間表示手段
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の電力変換器
の自己診断装置。 - 【請求項８】電圧平滑要素として電解コンデンサを含
み、直流を入力して直流を出力する電力変換器の機能を
自己診断する電力変換器の自己診断装置において、 前記電解コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、 検出された前記電解コンデンサの温度が予め設定した値
に到達したとき警報信号を出力する判別手段と、 前記判別手段の警報信号に応動して警報を発生する警報
手段と、 を備えたことを特徴とする電力変換器の自己診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286199A JP2000222025A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286199A JP2000222025A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000222025A true JP2000222025A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12094507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2286199A Withdrawn JP2000222025A (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 機械制御盤及び電力変換器の自己診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000222025A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7856278B2 (en) | 2005-03-15 | 2010-12-21 | Omron Corporation | Programmable controller device |
| US8829919B2 (en) | 2008-01-21 | 2014-09-09 | The Switch Drive Systems Oy | Method and system for monitoring the condition of capacitors in a DC-voltage intermediate circuit |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP2286199A patent/JP2000222025A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7856278B2 (en) | 2005-03-15 | 2010-12-21 | Omron Corporation | Programmable controller device |
| US8829919B2 (en) | 2008-01-21 | 2014-09-09 | The Switch Drive Systems Oy | Method and system for monitoring the condition of capacitors in a DC-voltage intermediate circuit |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |