JP2019106812A - Inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、インバータ装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an inverter device.
インバータ装置では、制御対象となるモータの加減速特性や出力特性を所望の特性に変更できるよう、調整用のパラメータを設けている。これらのパラメータは、単純な加減速の特性を変更するものや、保護の観点等から出力の上限を抑制するものまで多岐に渡り、影響を与える対象も周波数・電流値・電圧値・温度等様々である。そのため、ユーザは、所望する駆動特性に近付けるためのパラメータをユーザマニュアル等のドキュメント上で確認した上で、該当のパラメータを調整する必要がある。 In the inverter device, adjustment parameters are provided so that the acceleration / deceleration characteristics and output characteristics of the motor to be controlled can be changed to desired characteristics. These parameters vary widely from those that change the characteristics of simple acceleration and deceleration, to those that suppress the upper limit of the output from the viewpoint of protection, etc. The target to be influenced is also various such as frequency, current, voltage, temperature, etc. It is. Therefore, the user needs to adjust the corresponding parameters after confirming the parameters for approaching the desired driving characteristics on the document such as the user manual.
また、ユーザがモータの電流値や電圧値,回転数数等のモニタ情報の時間変化について、所望の駆動特性が得られているかを確認するためには、インバータの持つモニタ情報をパーソナルコンピュータや専用の表示器を使用して可視化するか、別途用意した測定器とデータロガー等を用いて観測する必要がある。すなわち、インバータ装置単体での調整では、ユーザの求める駆動特性を簡便、且つ直感的に設定することが難しい。 Also, in order to confirm whether the desired drive characteristics are obtained for the user with respect to the time change of monitor information such as the motor current value, voltage value, and rotational speed, monitor information of the inverter can be personal computer or dedicated It is necessary to visualize using the indicator of the above, or to observe using a separately prepared measuring instrument and data logger. That is, in adjustment with the inverter device alone, it is difficult to set the drive characteristics required by the user simply and intuitively.
例えば特許文献1には、出力した位置指令パターンに応じて電動機を複数回動作させて電動機の複数の運転特性データを取得し、当該データを表示する表示装置に複数の運転特性データの情報を出力して表示させ、それらの運転特性データの中から選択された一の運転特性データに対応するパラメータを、電動機の制御パラメータとして設定可能とする電動機制御装置が開示されている。
For example, in
特許文献1の構成では、電動機を複数回自動運転させた際に得られる運転特性データの中から、ユーザが選択した特性データに対応する制御パラメータを設定するものであり、必ずしもユーザが所望する運転特性を実現できるとは限らない。
そこで、別途表示器等を用いることなく、ユーザが所望する駆動特性が得られるように容易に調整できるインバータ装置を提供する。
In the configuration of
Therefore, an inverter device that can be easily adjusted so as to obtain a drive characteristic desired by a user without using a separate display or the like is provided.
実施形態のインバータ装置は、運転制御に関する各種情報を所定間隔毎にトレースデータとして取得するデータ取得部と、ユーザが入力操作を行う操作部,及び前記入力操作に応じて各種情報を表示する表示部を有するユーザインターフェイス部とを備えるものであって、
ユーザが前記操作部を介してモニタの対象とする項目を指定すると、当該項目に対応するモニタ情報であって、実時間で取得されているトレースデータを描画データに加工して前記表示部に表示させる描画表示部と、
ユーザが前記操作部を介して調整対象とする制御パラメータを指定すると、前記描画表示部が前記描画データを表示させている画面上で、前記制御パラメータの調整を可能にするパラメータ調整部とを備える。
The inverter device according to the embodiment includes a data acquisition unit that acquires various information related to operation control as trace data at predetermined intervals, an operation unit that the user performs an input operation, and a display unit that displays the various information according to the input operation. And a user interface unit having
When the user designates an item to be monitored by the user via the operation unit, trace data acquired in real time, which is monitor information corresponding to the item, is processed into drawing data and displayed on the display unit And a drawing display unit
A parameter adjustment unit that enables adjustment of the control parameter on the screen on which the drawing display unit is displaying the drawing data when the user designates a control parameter to be adjusted through the operation unit; .
(第1実施形態) First Embodiment
以下、第1実施形態について図1から図7を参照して説明する。図1は、インバータ装置の機能ブロック図である。インバータ装置1は、図示しないモータ等を駆動対象とするインバータ回路部2を備えている。インバータ回路部2は、制御部3によりスイッチング制御される。制御部3は、CPU又はマイクロコンピュータ等により構成され、描画表示部,パラメータ調整部及びデータ記憶制御部に相当する。制御部3には、例えばフラッシュROM等の不揮発性メモリ4が接続されている。また、制御部3には、各種情報を表示するための表示部5や、ユーザが各種の設定や制御パラメータ等の入力を行うための操作部6が接続されている。尚、以下では制御パラメータを「調整パラメータ」と称することがある。
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 is a functional block diagram of an inverter device. The
また、データ取得部に相当する制御部3はインバータ回路部2を運転制御するが、その制御に関する各種情報である例えば電流,回転数,トルク等を所定間隔毎にトレースデータとして取得する。そして、取得したトレースデータを、データ記憶部に相当する不揮発性メモリ4に記憶させる。
The
図2に示すように、表示部5及び操作部6は、グラフィカルインターフェイス7を構成している。グラフィカルインターフェイス7は、ユーザインターフェイス部に相当する。表示部5は例えば液晶ディスプレイであり、操作部6は例えば複数のキー6Kやタッチホイール6Wを備えている。タッチホイール6Wは、ユーザの指先をホイール部分に触れさせたまま右方向へ回転させることで、表示部5に表示されている設定値の増加又は選択カーソルの下方向への移動を行う。また、タッチホイール6Wは、ユーザの指先を同様に左方向へ回転させることで、設定値の減少又は選択カーソルの上方向への移動操作を行う。タッチホイール6W中央のOKボタンは、押圧操作により設定値の反映や選択項目の決定を行う。「F1」〜「F4」からなるキー6Kは、画面の変移に応じて機能が変わるファンクションキーであり、後に述べる画面変移に応じた機能が割り当てられる。
As shown in FIG. 2, the
図3は、表示部5の画面変移の一例を示す。ユーザがモータの駆動特性を調整しようとする際に、先ず画面Aが表示され、複数のトレース対象である制御情報から任意の数だけトレース対象を選択する。この際に選択する制御情報は、単一でも複数でも良い。
FIG. 3 shows an example of the screen transition of the
次に、ユーザが選択した制御情報に関連する調整パラメータの一覧が画面Bのように表示され、ユーザは、表示された調整パラメータから任意のパラメータを選択する。尚、関連する調整パラメータが単一であった際には、制御部3が自動的に調整パラメータを選択しても良いし、自動的にパラメータを選択する際には画面Bの表示を省いても良い。ここで選択された調整パラメータの名称と現在の設定値は、次の画面Cに表示される。
Next, a list of adjustment parameters related to the control information selected by the user is displayed as shown in screen B, and the user selects an arbitrary parameter from the displayed adjustment parameters. In addition, when the related adjustment parameter is single, the
画面Cには、x軸方向,y軸方向のうち一方の軸を時間軸、他方の軸を物理量として画面Aで選択された制御情報のトレースデータを表示する。この例では、トレース対象として選択された「電流」を実線で表示し、「一次周波数」を破線で表示している。また、調整パラメータとして「電流リミット」が選択されている。物理量の表示形態は、物理単位表記としたり、別途定められる基準値に対するパーセンテージ表記としても良い。画面Cで描画されるトレースデータは、任意のタイミングでトレースを開始したり、停止したり又はリセットすることができる。 On the screen C, the trace data of the control information selected on the screen A is displayed with the one axis in the x-axis direction and the y-axis direction as the time axis and the other axis as the physical quantity. In this example, the "current" selected as the trace target is indicated by a solid line, and the "primary frequency" is indicated by a broken line. Also, "current limit" is selected as the adjustment parameter. The display form of the physical quantity may be physical unit notation, or may be a percentage notation with respect to a separately defined reference value. The trace data drawn on the screen C can start, stop, or reset the trace at any timing.
図4は、本実施形態におけるトレースデータを描画する処理のフローチャートを示す。先ず、トレースデータの描画開始時にトレースデータを初期化する(S1)。その後、描画の停止指示である「Stop割込み」が入力されるまでは(S4;NO)、最新のモニタ値の取得及び当該モニタ値のトレースデータへの追加(S2)とトレースデータの描画(S3)とを繰り返す。停止指示が入力されると(S4;YES)、続くステップS5において、ユーザはトレースデータの表示を終了するか、トレースデータを保存するか(S6)、トレースデータを初期化して新しく描画を始めるか(S1)を選択する。 FIG. 4 shows a flowchart of processing for drawing trace data in the present embodiment. First, at the start of drawing trace data, the trace data is initialized (S1). After that, until "Stop interrupt" which is a drawing stop instruction is input (S4; NO), acquisition of the latest monitor value and addition of the monitor value to the trace data (S2) and drawing of the trace data (S3) And repeat. When the stop instruction is input (S4; YES), in the subsequent step S5, the user ends the display of trace data or saves the trace data (S6), initializes the trace data and starts drawing anew Select (S1).
画面Cには、画面Aで選択された制御情報の名称、画面Bで選択された調整パラメータの名称と現在の設定値が表示される。そして、図4に示したフローチャートにおいてステップS1〜S5の実行中は、対応する調整パラメータの変更を行うことができる。画面Cでは、例えば「電流リミット」のようにトレースデータと重畳,つまりオーバーラップさせて描画できる調整パラメータであれば、現在の設定値をトレースデータにオーバーラップさせる形態で描画できる。このように、調整パラメータの設定値を表示部5にてオーバーラップさせた形態で描画させることで、ユーザは、パラメータの調整を直観的に且つ簡便に行い得る。
The screen C displays the name of the control information selected on the screen A, the name of the adjustment parameter selected on the screen B, and the current setting value. Then, while the steps S1 to S5 in the flowchart shown in FIG. 4 are being performed, the corresponding adjustment parameter can be changed. On the screen C, for example, if it is an adjustment parameter that can be drawn overlapping with trace data, that is, it can be drawn by overlapping, such as “current limit”, it is possible to draw in the form of overlapping the current setting value with the trace data. As described above, by drawing the setting values of the adjustment parameter in the form of overlapping on the
ここで、調整パラメータが電流リミットのように閾値を設ける性質のパラメータであり、その閾値を超えた際にはモニタ情報の描画状態を変更する。図5に描画状態を変更した一例を示す。この例では、電流が閾値を超えている期間は実線を破線に変更して描画している。このように描画形態を変更することにより、表示部5の画面解像度が低い等の理由で描画が視認し難い場合でも、閾値を超えているかどうかの目視による判別が容易になる。その他、描画形態の変更は、表示色を変えたり、点滅状態で描画したり、線の太さを変える等でも良い。
Here, the adjustment parameter is a parameter having a threshold such as a current limit, and when the threshold is exceeded, the drawing state of the monitor information is changed. FIG. 5 shows an example in which the drawing state is changed. In this example, a period in which the current exceeds the threshold is drawn by changing the solid line to a broken line. By changing the drawing mode as described above, even when the drawing is difficult to visually recognize due to the low screen resolution of the
また、例えばモータの駆動速度を、任意の速度,周波数の上下数Hzで制限する際のように、閾値に上限値と下限値との二つが存在する場合には、図6に示すように、それぞれの閾値を描画する。 For example, as shown in FIG. 6, when there are two upper and lower limit values in the threshold, as in the case of limiting the drive speed of the motor to an arbitrary speed and several Hz above and below the frequency, as shown in FIG. Draw each threshold.
更に、図3に示す画面Cにおいて、調整対象であるパラメータを、画面Bで選択されなかった別の調整パラメータへ切り替えるようにする。調整対象は、例えばファンクションキー6Kの「F1」及び「F4」で切り替える。切替先は、画面Bで一覧表示されたパラメータであり、「F1」キーを押すことで現在表示されている調整パラメータの一つ上一の調整パラメータが、「F4」キーを押すことで一つ下の調整パラメータへ切り替わる。
Furthermore, in the screen C shown in FIG. 3, the parameter to be adjusted is switched to another adjustment parameter not selected in the screen B. The adjustment target is switched by, for example, “F1” and “F4” of the
図7に、画面Cから調整パラメータを「電流制御ゲイン」に切り替えた例を示す。この例では、ユーザは、制御対象となる電流値の振動を抑制するように、表示部5に表示されるトレース結果により確認しながら電流制御ゲインを調整できる。
FIG. 7 shows an example in which the adjustment parameter is switched to the “current control gain” on the screen C. In this example, the user can adjust the current control gain while confirming with the trace result displayed on the
本実施形態において蓄積され、描画されるトレースデータは、制御部3により、バイナリ形式又は所定のフォーマットで画像データとして不揮発性メモリ4に記憶されるようにしても良いし、CSV(Comma Separated Value)形式等のように、パーソナルコンピュータで加工可能なテキストデータとして不揮発性メモリ4に記憶されるようにしても良い。また、描画データについても、例えばビットマップ形式のような所定フォーマットのデータ等、所定のフォーマットに変換されて同様に記憶される。それらのデータは、例えばインバータ装置1に搭載されるWebサーバ機能や、専用の設定用ツールによってパーソナルコンピュータやスマートフォンに転送できる。また、前記データはインバータ装置1に外付けされる外部メモリに記憶されても良い。記憶されたデータは、有線,無線を問わずパーソナルコンピュータや携帯端末,データサーバ等の外部機器に転送したり、SDカード等の外部メモリを介して機器間で転送させても良い。
The trace data stored and drawn in the present embodiment may be stored in the
以上のように本実施形態によれば、インバータ装置1は、ユーザが入力操作を行う操作部6と、その入力操作に応じて各種情報を表示する表示部5とを有するグラフィカルインターフェイス7を備える。制御部3は、インバータ回路部2を運転制御し、その制御に関する各種情報を所定間隔毎にトレースデータとして取得する。そして、制御部3は、ユーザが操作部6を介してモニタの対象とする項目を指定すると、当該項目に対応するモニタ情報を描画データに加工して表示部5に実時間で表示させ、ユーザが操作部6を介して調整対象とする制御パラメータを指定すると、前記描画データを表示させている画面上で前記制御パラメータの調整を行えるようにした。
As described above, according to the present embodiment, the
また、制御部3は、ユーザが操作部6を介してトレースの対象とする項目を指定すると、当該項目に対応するモニタ情報であって、過去に取得され不揮発性メモリ4に記憶されているトレースデータを描画データに加工して表示部5に表示させる。そしてこの場合も、ユーザが操作部6を介して調整対象とする制御パラメータを指定すると、前記描画データを表示させている画面上で前記制御パラメータの調整を行えるようにした。
In addition, when the user designates an item to be traced through the
これにより、インバータ装置1以外の外部機器を使用せずに制御特性の時間変化をグラフィカルに確認でき、且つ制御パラメータを調整することによる駆動特性への影響を簡便に把握することで、インバータ装置1の調整工程を大幅に短縮でき、調整の精度を向上させることができる。
Thus, it is possible to graphically confirm the time change of the control characteristic without using an external device other than the
また、制御部3は、ユーザが操作部6を介して指定した制御パラメータが、モニタの対象とする項目の値を制限するものである際に、表示部5に実時間で表示させているモニタ情報の値が閾値を超えると、その超えた部分の描画データの表示形態を変化させるようにした。これにより、表示部5の画面解像度が低い等の理由で描画が視認し難い場合でも、閾値を超えているかどうかの目視による判別が容易になる。
In addition, when the control parameter specified by the user via the
また、制御部3は、モニタ情報の描画データを所定のフォーマットに変換したデータ,又はトレースデータを所定のフォーマットに変換したデータを、内部又は外部の記憶部に記憶させる。これにより、モニタ情報の解析をより柔軟な形態で行うことが可能になる。
(第2実施形態)
Further, the
Second Embodiment
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第2実施形態では、インバータ装置1の調整パラメータによって設定された制御対象の理想的な時間変化を、制御部3が予め描画する。例えば図8に示すように、速度制御ゲインが「20」である場合に、インバータ装置1の制御対象である一次周波数の理想的な時間変化の曲線が破線で表示され、トレースデータを実線でオーバーラップさせて描画する。尚、理想的な曲線とトレースデータとの描画の前後は逆でも良い。
Hereinafter, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and different parts will be described. In the second embodiment, the
これにより、ユーザは理想的な時間変化と実際に取得されたトレースデータを比較することで、制御パラメータが適切に調整されているか、又はどのように調整するべきかという調整指針について、視覚的な判断材料を容易に得ることができる。尚、描画するトレースデータは、リアルタイムで取得されたデータ,過去に取得されて不揮発性メモリ4に記憶されたデータの何れでも良い。
(第3実施形態)
Thereby, the user visually compares the ideal time change with the actually acquired trace data to visually adjust the adjustment parameter as to how the control parameter is properly adjusted or how to adjust it. The judgment material can be easily obtained. The trace data to be drawn may be either data acquired in real time or data acquired in the past and stored in the
Third Embodiment
第3実施形態では、過去に取得したトレースデータ及び理想曲線を、リアルタイムで蓄積されるトレースデータとオーバーラップして描画させる。尚、何れのデータを先に描画させるかは任意である。例えば図9に示す例では、過去に取得されて不揮発性メモリ4に記録された一次周波数のトレースデータを、破線により「M1」として描画している。これにより、ユーザは第2実施形態と同様に、制御パラメータが適切に調整されているか、又はどのように調整するべきかという調整指針について、視覚的な判断材料を容易に得ることができる。尚、リアルタイムで蓄積されるトレースデータではなく、過去に取得されたトレースデータを2つ以上描画させることで、過去に取得されたトレースデータ同士を比較させても良い。
(その他の実施形態)
In the third embodiment, trace data and an ideal curve acquired in the past are drawn overlapping with trace data accumulated in real time. Note that which data is drawn first is optional. For example, in the example shown in FIG. 9, the trace data of the primary frequency acquired in the past and recorded in the
(Other embodiments)
各実施形態における画面構成はあくまでも一例であり、各情報の表示の有無,表示形態や表示箇所は実施形態と異なっても良い。また、実施形態におけるキー操作とこれに応じた挙動も一例であり、キーの数、名称、機能、形状、動作は実施形態と異なっていても良い。また、画面変移の例も一例であり、これら画面変移のうち単独の画面を個々に表示する形態や、単独の画面のみを実装する形態でも良いし、他の表示画面との組み合わせにより画面変移を行ってもよい。 The screen configuration in each embodiment is merely an example, and the presence / absence of display of each information, the display form and the display location may be different from those in the embodiment. In addition, the key operation in the embodiment and the behavior corresponding thereto are also an example, and the number of keys, the name, the function, the shape, and the operation may be different from those in the embodiment. Further, the example of screen transition is also an example, and a mode in which a single screen of these screen transitions is individually displayed or a mode in which only a single screen is mounted may be used, or the screen transition may be performed in combination with other display screens. You may go.
また、「電流」や「電流リミット」等の名称もこれらの用途に限る目的ではなく、あくまで一例として提示されており、インバータ装置が保持し得る全てのモニタ、調整パラメータと読み替えることができる。また、画面Cで描画されるデータは、リアルタイムに蓄積されていくトレースデータであっても良いし、過去に取得され、不揮発性メモリ4に保存されていたトレースデータを描画しても良い。
Moreover, names such as "current" and "current limit" are not limited to these applications, and are presented as an example only, and can be read as all monitors and adjustment parameters that the inverter device can hold. The data drawn on the screen C may be trace data accumulated in real time, or may be drawn trace data acquired in the past and stored in the
尚、トレースデータの単位,倍率及びオフセットは、ユーザ操作によって自由に調整できる。また、インバータ装置1側で自動的に単位,倍率及びオフセットの何れか、又は複数の項目を自動的に調整しても良い。
The unit, magnification and offset of trace data can be freely adjusted by user operation. The
理想的なトレースデータ、リアルタイムで取得されているトレースデータ、過去に取得されているトレースデータ,理想的な時間変化のトレースデータの何れを、描画データに加工して表示部5に表示させるかを、ユーザが選択可能としても良い。
各実施形態を組み合わせて実施しても良い。
Which of the ideal trace data, the trace data acquired in real time, the trace data acquired in the past, and the trace data of an ideal time change are to be processed into drawing data and displayed on the
The embodiments may be implemented in combination.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
図面中、1はインバータ装置、3は制御部、4は不揮発性メモリ、5は表示部、6は操作部、7はグラフィカルインターフェイスを示す。 In the drawings, 1 indicates an inverter device, 3 indicates a control unit, 4 indicates a non-volatile memory, 5 indicates a display unit, 6 indicates an operation unit, and 7 indicates a graphical interface.
Claims (7)
ユーザが前記操作部を介してモニタの対象とする項目を指定すると、当該項目に対応するモニタ情報であって、実時間で取得されているトレースデータを描画データに加工して前記表示部に表示させる描画表示部と、
ユーザが前記操作部を介して調整対象とする制御パラメータを指定すると、前記描画表示部が前記描画データを表示させている画面上で、前記制御パラメータの調整を可能にするパラメータ調整部とを備えるインバータ装置。 A data acquisition unit that acquires various information related to operation control as trace data at predetermined intervals; a user interface unit having an operation unit that the user performs an input operation; and a display unit that displays the various information according to the input operation. An inverter device comprising:
When the user designates an item to be monitored by the user via the operation unit, trace data acquired in real time, which is monitor information corresponding to the item, is processed into drawing data and displayed on the display unit And a drawing display unit
A parameter adjustment unit that enables adjustment of the control parameter on the screen on which the drawing display unit is displaying the drawing data when the user designates a control parameter to be adjusted through the operation unit; Inverter device.
前記描画表示部は、前記項目に対応するモニタ情報であって、過去に取得されているトレースデータを描画データに加工して、前記実時間で取得されているトレースデータの描画データと重畳させて前記表示部に表示させる請求項1又は2記載のインバータ装置。 A data storage unit for storing trace data acquired by the data acquisition unit;
The drawing display unit processes monitor data corresponding to the item, which is trace data acquired in the past, into drawing data, and superimposes the drawing data on the trace data acquired in real time. The inverter device according to claim 1, wherein the display unit displays the information.
前記理想的なトレースデータを描画データに加工して、前記表示部に表示させるモニタ情報の描画データと重畳させて表示させる請求項1から3の何れか一項に記載のインバータ装置。 When the user sets a control parameter via the operation unit, the drawing display unit generates ideal trace data of an item to be the target of the monitor, corresponding to the setting.
The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the ideal trace data is processed into drawing data and superimposed on the drawing data of monitor information to be displayed on the display unit.
前記描画表示部は、前記表示部に表示させているモニタ情報の値が、前記制限を超えると、その超えた部分の描画データの表示形態を変化させる請求項1から5の何れか一項に記載のインバータ装置。 When the control parameter specified by the user via the operation unit is to limit the value of the item targeted by the monitor,
The drawing display unit according to any one of claims 1 to 5, wherein, when the value of the monitor information displayed on the display unit exceeds the restriction, the drawing display unit changes the display mode of the drawing data of the exceeded portion. The inverter apparatus of description.
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