JP2019201448A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスタ装置で採用されている通信方式に関わらず使用可能なモータ制御装置を実現する。【解決手段】スレーブ装置（９０）は、再構成可能な再構成可能デバイスを含み、上位装置であるＰＬＣ（１００）と通信ネットワークを介して通信するネットワーク通信部（１２０）と、ＰＬＣ（１００）の情報から、ＰＬＣ（１００）がネットワーク通信部（１２０）との通信に採用している通信方式を認識する認識部（１４０）と、を備え、ネットワーク通信部（１２０）は、認識部（１４０）の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、認識部（１４０）の認識した通信方式で通信可能なように、再構成可能デバイスを再構成する。【選択図】図１

Description

本発明の一側面（一態様）は、モータを制御するモータ制御装置に関する。

ＦＡ（Factory Automation）システム等の産業システムにおいて、各機器間の動作条件を設定するための手法について、様々な工夫が提案されている。例えば、特許文献１には、通信処理装置の通信方式を、上位装置の指令に応じて変更する技術が開示されている。

特開２０１７−６９７７７号公報

ＦＡシステムにおいて、前記上位装置は、下位装置に指令を送って、該下位装置に各種制御を行わせる。例えば、上位装置であるマスタ装置は、下位装置の一種であるモータ制御装置に対しモータ制御に係る指令を送ることで、モータ制御装置にモータを制御させる。

ところで、従来のモータ制御装置の通信部は、予め設定された１つの通信方式のみに対応していた。そのため、例えばあるマスタ装置を、異なる通信方式を採用しているマスタ装置に変更する場合、全てのモータ制御装置を変更するか、全てのモータ制御装置に付加的な通信部を設ける必要があり、手間およびコストがかかっていた。

本発明は、前記問題を鑑みたものであり、マスタ装置で採用されている通信方式に関わらず使用可能なモータ制御装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るモータ制御装置は、モータを制御するモータ制御装置であって、再構成可能なプログラマブルロジックデバイスである再構成可能デバイスを含み、前記モータ制御装置に対する上位装置であるマスタ装置と通信ネットワークを介して通信するネットワーク通信部と、前記マスタ装置から前記ネットワーク通信部に送信される情報から、前記マスタ装置が前記ネットワーク通信部との通信に採用している通信方式を認識する認識部と、を備え、前記ネットワーク通信部は、前記認識部の認識した通信方式が再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、前記認識部の認識した通信方式で通信可能なように、前記再構成可能デバイスを再構成することを特徴とする。

前記の構成によれば、モータ制御装置は、マスタ装置の採用している通信方式を自装置で認識して、ネットワーク通信部において、該認識した通信方式での通信が可能なように、再構成可能デバイスを再構成することができる。すなわち、本発明の一態様に係るモータ制御装置は、付加的な通信部を設けることなく、１台で様々な通信方式のマスタ装置と通信することができる。つまり、該モータ制御装置は、マスタ装置で採用されている通信方式に関わらず使用することができる。

前記情報には、通信プロトコルの種類を示す識別子が１つ以上含まれていてもよい。そして、前記モータ制御装置の前記認識部は、前記識別子に基づいて、前記マスタ装置が前記ネットワーク通信部との通信に採用している通信方式を認識してもよい。

前記の構成によれば、モータ制御装置は、マスタ装置とネットワーク通信部との間の通信方式を、より正確に認識することができる。

前記識別子は、前記マスタ装置から前記ネットワーク通信部へ送信される情報におけるインターネットプロトコルのヘッダ部分に含まれている、ネットワーク層の種類を示す識別子であってもよい。

前記の構成によれば、モータ制御装置は、マスタ装置とネットワーク通信部との間の通信方式を、より正確に認識することができる。

前記モータ制御装置は、前記再構成可能デバイスの設定データを記憶した記憶部を備え、前記ネットワーク通信部は、前記認識部の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、前記認識部の認識した通信方式に対応する設定データを前記記憶部から読み出して適用することで、前記再構成可能デバイスを再構成してもよい。

前記の構成によれば、モータ制御装置は、プログラマブルロジックデバイスの再構成可能デバイスの再構成が複雑な処理手順になった場合でも、迅速かつ確実に再構成可能デバイスを再構成することができる。

前記ネットワーク通信部は、前記認識部の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、前記認識部の認識した通信方式に対応する設定データの送信を要求する送信リクエストを外部装置に送信し、前記外部装置から前記送信リクエストに応じた設定データを受信して適用することで、前記再構成可能デバイスを再構成してもよい。

前記の構成によれば、モータ制御装置は、設定データを記憶した記憶部を備えていない場合でも、設定データを用いて再構成可能デバイスを再構成することができる。したがって、プログラマブルロジックデバイスの再構成可能デバイスの再構成が複雑な処理手順になった場合でも、迅速かつ確実に再構成可能デバイスを再構成することができる。

本発明の一側面によれば、マスタ装置で採用されている通信方式に関わらず使用可能なモータ制御装置を実現することができる。

実施形態１に係るＦＡシステムの要部構成の一例を示す図である。 図１のＦＡシステムの全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図１のスレーブ装置における電源〜モータの回路構成の一例を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図１〜３に基づいて説明する。本実施形態に係るＦＡシステムは、少なくとも、下位装置にモータ制御のための指令を送信する上位装置（マスタ装置）と、該上位装置からの指令を受けて、モータを制御する下位装置（モータ制御装置）と、該下位装置により制御されるモータとを含む。まず始めに、図１を用いて、本発明が適用される場面について、具体例を挙げて簡単に説明する。

§１ 適用例
図１は、本実施形態（以下、実施形態１）に係るＦＡシステム１（モータ制御システム）の要部構成の一例を示す図である。図１に示すＦＡシステム１は、主に、上位装置であるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１００と、下位装置であるスレーブ装置９０と、モータ７４とを含んでいる。

スレーブ装置９０は、ＰＬＣ１００からモータの制御に係る指令を受信して、該指令に従ってモータ７４を制御する。ところで、ＰＬＣ１００はその仕様によって、スレーブ装置９０との通信方式として採用している通信方式（以下、単に「ＰＬＣ１００の通信方式」とも記載する）が異なる。なお、本実施形態における「通信方式」とは、例えばEtherCAT（Ethernet（登録商標） for Control Automation Technology）（登録商標）、PROFINET（登録商標）、SERCOS（登録商標）III、Powerlink、およびMECHATROLINK（登録商標）等、各データ層に対応する通信プロトコルの一群により規定される、ＰＬＣ１００とスレーブ装置９０との間の種々の通信規格をまとめたものを意味する。

本実施形態に係るスレーブ装置９０は、ＰＬＣ１００の通信方式に合わせて通信を行うために、認識部１４０と、ネットワーク通信部１２０とを備えている。認識部１４０は、ＰＬＣ１００の通信方式を自動的に認識する。なお、自動認識の方法については、後で詳述する。ネットワーク通信部１２０は、再構成可能な（書き換え可能な）ＰＬＤ（Programmable Logic Device，プログラマブルロジックデバイス）である再構成可能デバイスを含む。

ネットワーク通信部１２０は、認識部１４０が認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、認識部１４０の認識した通信方式で通信可能なように、再構成可能デバイスを再構成する。これにより、ネットワーク通信部１２０はＰＬＣ１００の通信方式で、ＰＬＣ１００と通信することができる。

以上の構成によれば、スレーブ装置９０は、通信相手のＰＬＣ１００の通信方式を自動的に認識して、必要に応じてネットワーク通信部１２０の再構成可能デバイスを再構成することができる。

従来のスレーブ装置は、予め１つの通信方式が設定された装置であった。そのため、ユーザは使用するＰＬＣで採用されている通信方式に応じたスレーブ装置を準備するか、スレーブ装置に付加的な通信部を設ける必要があった。一方、本実施形態に係るスレーブ装置９０は、上述のようにＰＬＣ１００との通信に適切な通信方式を自動的に認識して、該適切な通信方式で通信を行うことができる。したがって、スレーブ装置９０は、ＰＬＣ１００の通信方式を問わずに使用することができる。

§２ 構成例
（ＦＡシステム１の概要）
図２は、ＦＡシステム１の全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。ＦＡシステム１は、情報処理装置１０００、ＰＬＣ１００、およびスレーブ装置９０を含む。ＦＡシステム１は、工場内に設置される複数の機械から成る生産設備を機能ごとにまとめた単位である。ＦＡシステム１は、工場製造工程の自動化を実現するシステムである。ＦＡシステム１は、マスタ・スレーブ制御システムによって実現される。

ＦＡシステム１において、ＰＬＣ１００（マスタ装置）は、ネットワークマスタと称されてもよい。これに対して、スレーブ装置９０は、ネットワークスレーブと称されてもよい。ＰＬＣ１００は、１つ以上のスレーブ装置９０を制御する。

情報処理装置１０００は、ＦＡシステム１の各部を統括的に制御する。情報処理装置１０００は、ＰＬＣ１００を制御してよい。ＰＬＣ１００は、スレーブ装置９０のそれぞれへデータを出力できる。また、ＰＬＣ１００は、スレーブ装置９０のそれぞれからデータを取得できる。なお、ＩＰＣ（Industrial PC Platform，産業用ＰＣプラットフォーム）を、情報処理装置１０００またはＰＬＣ１００として用いてもよい。

スレーブ装置９０のそれぞれは、ＰＬＣ１００を介して、情報処理装置１０００に接続されている。スレーブ装置９０は、ＰＬＣ１００の指令に従って、製造工程に関する１または複数の機能を実行する。説明の便宜上、図２に示される３つのスレーブ装置９０のそれぞれを、スレーブ装置９０ａ〜９０ｃとも称する。情報処理装置１０００は、ＰＬＣ１００を介して、スレーブ装置９０ａ〜９０ｃを制御してよい。スレーブ装置９０ａ〜９０ｃは、ＰＬＣ１００を介して通信を行う。図２では、スレーブ装置９０が複数である場合が例示されているが、スレーブ装置９０は１つ（単数）であってもよい。

（回路構成の一例）
図３は、ＦＡシステム１における電源７０〜モータ７４の回路構成の一例を示す図である。スレーブ装置９０は、整流回路７１、ＤＣ（Direct Current，直流）リンク７２、インバータ７３（電力変換部）を備える。制御部１０は、インバータ７３にモータ７４を駆動させるためのモータ駆動信号（例：ＰＷＭ（Pulse Width Modulation，パルス幅変調）信号）を、当該インバータ７３に出力する。インバータ７３は、ＰＷＭ信号に基づいて、モータ７４を駆動する。このように、制御部１０は、インバータ７３を介してモータ７４を制御（駆動）する。

以下、モータ７４が３相交流（Alternative Current，ＡＣ）誘導電動機（Induction Motor，ＩＭ）である場合を例示する。但し、モータ７４は３相交流同期電動機（Synchronous Motor，ＳＭ）であってもよい。あるいは、モータ７４は、単相または２相の交流電動機であってもよい。また、モータ７４として、直流電動機を使用することもできる。

電源７０は、公知の３相交流電源である。以下、３相交流の各相を、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相として表す。電源７０は、整流回路７１に接続されている。整流回路７１は、６つの整流素子７１０を有する。一例として、整流素子７１０は、ダイオードである。整流回路７１は、電源７０から供給された交流電圧（交流電力）を整流することにより、当該交流電圧を直流電圧（直流電力）に変換する。整流回路７１は、ＡＣ／ＤＣコンバータとしての役割を担う。

６つの整流素子７１０は、３相全波整流回路を構成する。６つの整流素子７１０のうち、（ｉ）２つの整流素子７１０は電源７０のＵ相に、（ｉｉ）２つの整流素子７１０は電源７０のＶ相に、（ｉｉｉ）２つの整流素子７１０は電源７０のＷ相に、それぞれ接続されている。

図３では、これら６つの整流素子７１０のそれぞれを、
・整流素子７１０ＵＨ（Ｕ相上アーム整流素子）
・整流素子７１０ＵＬ（Ｕ相下アーム整流素子）
・整流素子７１０ＶＨ（Ｖ相上アーム整流素子）
・整流素子７１０ＶＬ（Ｖ相下アーム整流素子）
・整流素子７１０ＷＨ（Ｗ相上アーム整流素子）
・整流素子７１０ＷＬ（Ｗ相下アーム整流素子）
とも称する。

なお「上アーム整流素子」とは、ＤＣリンク７２（キャパシタ７２０）の節点Ｎ１と接続された整流素子７１０を総称的に指す。また、「下アーム整流素子」とは、ＤＣリンク７２の節点Ｎ２と接続された整流素子７１０を総称的に指す。「上アーム」および「下アーム」の意味合いについては、以下に述べるインバータ７３についても同様である。

整流回路７１は、ＤＣリンク７２を介して、インバータ７３と接続されている。ＤＣリンク７２は、キャパシタ７２０を備える。キャパシタ７２０の２つの節点のうち、一方をＮ１、他方をＮ２と称する。キャパシタ７２０は、整流回路７１から供給された直流電圧を平滑化する。図３の回路構成において、（ｉ）節点Ｎ１はキャパシタ７２０の正極に、（ｉｉ）節点Ｎ２はキャパシタ７２０の負極に、それぞれ相当する。ＤＣリンク７２は、平滑回路と称されてもよい。

インバータ７３は、６つのスイッチング素子７３０を有する。実施形態１では、インバータ７３が電圧型インバータである場合を例示する。但し、インバータ７３として、電流型インバータが用いられてもよい。インバータ７３は、ＤＣリンク７２から供給された直流電圧（直流電力）をスイッチングすることにより、当該直流電圧を交流電圧（交流電力）に変換する。インバータ７３は、ＤＣ／ＡＣコンバータとしての役割を担う。

スイッチング素子７３０は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor，絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）とダイオード（還流ダイオード）とが並列接続されて構成されている。６つのスイッチング素子７３０のうち、（ｉ）２つのスイッチング素子７３０はモータ７４のＵ相に、（ｉｉ）２つのスイッチング素子７３０はモータ７４のＶ相に、（ｉｉｉ）２つのスイッチング素子７３０はモータ７４のＷ相に、それぞれ接続されている。「モータ７４のＵ相」とは、より厳密には、「モータ７４の固定子巻線のＵ相」を意味する。この点については、Ｖ相およびＷ相についても同様である。

図３では、これら６つのスイッチング素子７３０のそれぞれを、
・スイッチング素子７３０ＵＨ（Ｕ相上アームスイッチング素子）
・スイッチング素子７３０ＵＬ（Ｕ相下アームスイッチング素子）
・スイッチング素子７３０ＶＨ（Ｖ相上アームスイッチング素子）
・スイッチング素子７３０ＶＬ（Ｖ相下アームスイッチング素子）
・スイッチング素子７３０ＷＨ（Ｗ相上アームスイッチング素子）
・スイッチング素子７３０ＷＬ（Ｗ相下アームスイッチング素子）
とも称する。

インバータ７３は、変換後の電圧（交流電圧）を、モータ７４に供給する。インバータ７３を設けることにより、所望の波形の３相交流電圧（例：所望の周波数および振幅を有する３相交流電圧）を、モータ７４に供給できる。従って、インバータ７３の動作（６つのスイッチング素子７３０のそれぞれのＯＮ（導通）／ＯＦＦ（開放））を制御することにより、モータ７４の動作を制御できる。すなわち、モータ７４を所望の運転条件によって駆動できる。実施形態１では、ＰＷＭ制御によって、モータ７４が駆動される。

（モータ７４の制御方法の一例）
図１を再び参照し、モータ７４の制御方法の一例について述べる。制御部１０は、スレーブ装置９０を統括的に制御するものである。制御部１０は、第１ＦＢ（Feedback）信号取得部１１０（第１フィードバック信号取得部，フィードバック信号取得部）、第２ＦＢ信号取得部１１５（第２フィードバック信号取得部，フィードバック信号取得部）、ネットワーク通信部１２０、ＰＷＭ信号出力部１３０（モータ駆動信号出力部）、および認識部１４０を備える。

第１ＦＢ信号取得部１１０および第２ＦＢ信号取得部１１５を総称的に、フィードバック信号取得部（ＦＢ信号取得部）と称する。換言すれば、実施形態１では、ＦＢ信号取得部が第１ＦＢ信号取得部１１０および第２ＦＢ信号取得部１１５を含む場合を例示する。ＦＢ信号取得部は、モータ７４の動作状態に対応する所定の物理量を示すフィードバック信号（ＦＢ信号）を取得する。ＰＷＭ信号出力部１３０は、ＰＷＭ信号（モータ駆動信号）をインバータ７３に出力する。

実施形態１では、ＦＢ信号取得部が、第１ＦＢ信号取得部１１０および第２ＦＢ信号取得部１１５を含む場合を例示する。つまり、実施形態１では、１ＦＢ信号取得部１１０および第２ＦＢ信号取得部１１５を用いてモータ７４のフィードバック制御が行われる場合を例示する。このため、ＦＢ信号には、後述する第１ＦＢ信号および第２ＦＢ信号が含まれるものとする。但し、ＦＢ信号取得部は、第１ＦＢ信号取得部１１０または第２ＦＢ信号取得部１１５の一方のみによって構成されていてもよい。つまり、ＦＢ信号は、第１ＦＢ信号または第２ＦＢ信号の一方のみであってもよい。

ＦＡシステム１は、モータ７４の回転子の位置を検出するエンコーダ７５（位置検出部）をさらに備える。エンコーダ７５は、モータ７４に設けられている（例：取り付けられている）。エンコーダ７５は、例えばロータリーエンコーダである。エンコーダ７５は、モータ７４の回転子の位置（より具体的には、モータ７４の回転角）（以下、θｍ）を検出する。「モータ７４の回転角」とは、より厳密には、「モータ７４の回転子の回転角」を意味する。θｍは、モータ７４の動作状態に対応する所定の物理量の一例である。エンコーダ７５は、θｍを示す信号（以下、角度検出信号）を出力する。角度検出信号は、例えばシリアルデータ信号（デジタルデータ）である。このように、エンコーダ７５は、角度検出信号を、数値データを示す信号として出力する。

第１ＦＢ信号取得部１１０は、第１フィードバック信号（第１ＦＢ信号）としての角度検出信号を、エンコーダ７５から取得する。具体的には、第１ＦＢ信号取得部１１０は、所定の周期（通信周期）ごとに、第１ＦＢ信号（角度検出信号）をエンコーダ７５から取得する。第１ＦＢ信号取得部１１０は、例えば位置フィードバックのために用いられる。

第１ＦＢ信号取得部１１０は、公知のシリアル通信方式によって、エンコーダ７５との通信（データの受信）を行う。公知のシリアル通信方式の例としては、ＲＳ４２２またはＲＳ４８５を挙げることができる。当該構成では、第１ＦＢ信号取得部１１０は、第１ＦＢ信号を取得するためのデジタル処理を行う。

ＦＡシステム１は、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗをさらに備える。第２ＦＢ信号取得部１１５は、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗを介して、インバータ７３からモータ７４に供給される電流を示す信号（以下、電流検出信号）を取得する。当該電流は、モータ７４の動作状態に対応する所定の物理量の別の一例である。例えば、第２ＦＢ信号取得部１１５は、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗを介して、インバータ７３からモータ７４の所定の２相（例：Ｖ相およびＷ相）に供給される電流を検出する（図１・図３を参照）。

一例として、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗは、公知のアナログ式の電流検出器であってよい。電流検出器７６Ｖは、インバータ７３からモータ７４のＶ相に供給される電流を検出する。電流検出器７６Ｗは、インバータ７３からモータ７４のＷ相に供給される電流を検出する。電流検出器７６Ｖ・７６Ｗは、自身の検出結果を、電流検出信号として出力する。この場合、電流検出信号は、アナログ信号（アナログデータ）である。

一例として、第２ＦＢ信号取得部１１５は、デルタシグマ方式のＡＤ（Analog-Digital）変換器によって構成される。第２ＦＢ信号取得部１１５は、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗから取得したアナログ信号としての電流検出信号を、デジタル信号（デジタルデータ）に変換する。第２ＦＢ信号取得部１１５は、変換後の当該電流検出信号を、モータ７４のトルク値に対応する第２フィードバック信号（第２ＦＢ信号）として取得する。但し、第２ＦＢ信号取得部１１５は、デルタシグマ方式を用いない一般的なＡＤ変換器によって構成されてもよい。

別の例として、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗは、公知のデジタル式の電流検出器であってもよい。この場合、電流検出信号は、例えばシリアルデータ信号（デジタルデータ）である。この場合、第２ＦＢ信号取得部１１５は、第２ＦＢ信号としての電流検出信号を、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗから取得する。第２ＦＢ信号取得部１１５は、公知のシリアル通信方式によって、電流検出器７６Ｖ・７６Ｗとの通信（データの受信）を行う。このように、第２ＦＢ信号は、シリアル通信によって第２ＦＢ信号取得部１１５に供給されてもよい。この場合、第２ＦＢ信号取得部１１５にＡＤ変換機能を設けることが不要となる。従って、第２ＦＢ信号取得部の構成を簡単化できる。

第１ＦＢ信号取得部１１０は、ネットワーク通信部１２０およびＰＷＭ信号出力部１３０に接続されている。第１ＦＢ信号取得部１１０は、ネットワーク通信部１２０およびＰＷＭ信号出力部１３０の少なくともいずれかに、第１ＦＢ信号を供給できる。同様に、第２ＦＢ信号取得部１１５は、ネットワーク通信部１２０およびＰＷＭ信号出力部１３０に接続されている。第２ＦＢ信号取得部１１５は、ネットワーク通信部１２０およびＰＷＭ信号出力部１３０の少なくともいずれかに、第２ＦＢ信号を供給できる。このように、ＦＢ信号取得部は、ネットワーク通信部１２０およびＰＷＭ信号出力部１３０の少なくともいずれかに、ＦＢ信号を供給できる。

ネットワーク通信部１２０は、スレーブ装置９０とＰＬＣ１００との間の通信インターフェースである。スレーブ装置９０とＰＬＣ１００との間の通信方式の例としては、EtherCAT、PROFINET、SERCOS III、およびPowerlinkが挙げられる。なお、スレーブ装置９０とＰＬＣ１００との間の通信方式は、フィールドネットワークに準拠した公知の通信方式であれば特に限定されない。

ネットワーク通信部１２０は、認識部１４０の認識した通信方式（すなわち、ＰＬＣ１００の通信方式）が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、認識部１４０の認識した通信方式で通信可能なように、再構成可能デバイスを再構成する。

再構成可能デバイスの一例としては、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arrays，フィールドプログラマブルゲートアレイ）を挙げることができる。実施形態１では、ネットワーク通信部１２０がＦＰＧＡを用いて構成されている場合を例示する。但し、ネットワーク通信部１２０に適用可能な再構成可能デバイスは、ＦＰＧＡに限定されない。例えば、ＤＲＰ（Dynamically Reconfigurable Processor，動的再構成可能プロセッサ）を用いて、ネットワーク通信部１２０を構成することもできる。

認識部１４０は、ＰＬＣ１００からネットワーク通信部１２０に送信される情報の少なくとも一部を読み取ることで、該情報から、ＰＬＣ１００が採用している通信方式を自動的に認識する。なお、ここで言う「情報」の種類は、認識部１４０が通信方法を認識できるものであれば、その形式および内容は特に限定されない。例えば、ＰＬＣ１００から送信される情報は、何らかのコマンドであっても良いし、種々のデータ、データ群、もしくはフィールドネットワークの通信網を周回するデータブロック群であってもよい。

より詳しくは、認識部１４０は、ネットワーク通信部１２０がＰＬＣ１００から受信した情報に含まれている、通信プロトコルの種類を示す識別子（以下、単に識別子と称する）を読み取る。そして、認識部１４０は、該識別子が示す通信プロトコルの種類から、ＰＬＣ１００が採用している通信方式を認識する。認識部１４０は、認識した通信方式をネットワーク通信部１２０に伝える。

なお、認識部１４０がＰＬＣ１００の通信方式を一意に特定できるのであれば、前記識別子は、どのデータ層の通信プロトコルの種類を示していてもよい。また、認識部１４０は、１つ以上の識別子を読み取ることで、複数のデータ層の通信プロトコルの種類を特定し、その組合せからＰＬＣ１００の通信方式を認識してもよい。

例えば、認識部１４０は、ネットワーク通信部１２０がＰＬＣ１００から受信するEthernet frameを前記識別子として読み取ってもよい。より詳しくは、認識部１４０は、該Ethernet frameのヘッダ部分（Ethernet header）に記載されているEtherTypeから、ＰＬＣ１００の通信方式を認識してもよい。EtherTypeとは、Ethernetで使用される、ネットワーク層の種類を示す識別子である。

ＰＬＣ１００は、ユーザによって設定されたモータ７４の動作条件に基づいて、当該モータ７４に対する１つ以上の指令信号を生成する（例：当該モータ７４に対する１つ以上の指令値を算出する）。一例として、ＰＬＣ１００は、第１指令値（モータ７４の回転角についての指令値）および第２指令値（モータ７４に供給される電流についての指令値）を生成する。ＰＬＣ１００は、第１ＦＢ信号によって示されるθｍを、第１指令値に対するフィードバック値（第１ＦＢ値）として用いる。また、ＰＬＣ１００は、第２ＦＢ信号によって示される電流の値を、第２指令値に対するフィードバック値（第２ＦＢ値）として用いる。

一例として、制御部１０には、ＦＢ演算処理（フィードバック演算処理）の機能が付与されている。この場合、制御部１０は、ネットワーク通信部１２０を介して、ＰＬＣ１００から各指令値（第１指令値および第２指令値）を取得する。そして、制御部１０は、各指令値と各ＦＢ値との比較結果（例：各指令値と各ＦＢ値との差）に基づいて、モータ７４を制御する処理（モータ制御処理）を行う。つまり、制御部１０は、前記比較結果に基づいて、モータ７４を制御するためのＦＢ演算処理を行う。このように、制御部１０は、各ＦＢ信号に基づいて、モータ制御処理（ＦＢ演算処理）を行うことができる。一例として、実施形態１では、制御部１０は、ＦＢ演算処理の結果（以下、ＦＢ演算処理結果）を、ＰＷＭ信号出力部１３０に供給する。ＰＷＭ信号出力部１３０は、ＦＢ演算処理結果に基づいて、ＰＷＭ信号（モータ駆動信号）を生成する。

ＰＷＭ信号は、インバータ７３の６つのスイッチング素子７３０のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦを制御する信号である。ＰＷＭ信号は、インバータ７３を介してモータ７４を駆動する信号とも理解できる。このように、ＰＷＭ信号は、モータ駆動信号（インバータ７３にモータ７４を駆動させる信号）の一例である。一例として、ＰＷＭ信号出力部１３０は、ＦＢ演算処理結果に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比（デューティサイクルとも称される）を調整する。

なお、上述の例とは異なり、ＰＬＣ１００にＦＢ演算処理を行わせてもよい。つまり、ＰＬＣ１００に実質的なモータ制御を行わせてもよい。この場合、ネットワーク通信部１２０は、第１ＦＢ信号取得部１１０から取得した第１ＦＢ信号を、ＰＬＣ１００に供給してよい。また、ネットワーク通信部１２０は、第２ＦＢ信号取得部１１５から取得した第２ＦＢ信号を、ＰＬＣ１００に供給してよい。さらに、ネットワーク通信部１２０は、ＰＬＣ１００からＦＢ演算処理結果を取得してよい。

また、スレーブ装置９０には、記憶部９５が備えられている。記憶部９５は、ＰＬＤの再構成可能デバイスの設定データを記憶している。設定データは、ネットワーク通信部１２０が自己の再構成可能デバイスを再構成する際に参照するデータである。設定データは、通信方式情報の一例であり、１つの設定データは、１つの通信方式に対応している。設定データは予め準備され、記憶部９５に格納される。記憶部９５には、少なくとも２つの設定データが記憶されている。なお、記憶部９５に格納されている設定データの種類および最大数は特に限定されない。しかしながら、記憶部９５には、ＰＬＣ１００が採用し得る通信方式を網羅できるように設定データが記憶されていることが望ましい。

（通信方式の認識と再構成可能デバイスの再構成）
フィールドネットワークを用いた通信において、ＰＬＣ１００から出力されるデータの形式は、ＰＬＣ１００の仕様に応じて異なりうる。従って、ＰＬＣ１００とネットワーク通信部１２０との間の通信方式の種類は、ＰＬＣ１００の仕様に応じて異なりうる。

一例として、ある１つのＰＬＣ（便宜上、タイプＡのＰＬＣと称する）の製造業者と別の１つのＰＬＣ（便宜上、タイプＢのＰＬＣと称する）の製造業者とが異なる場合を考える。このような場合、タイプＡのＰＬＣとネットワーク通信部１２０との間の通信方式（以下、タイプＡの通信方式）と、タイプＢのＰＬＣとネットワーク通信部１２０との間の通信方式（以下、タイプＢの通信方式）とが相違する場合がある。例えば、タイプＡの通信方式およびタイプＢの通信方式が、いずれもフィールドネットワークに準拠した通信方式であるが、その通信プロトコルが相違している場合がある。以下、このような相違の一例として、タイプＡの通信方式がEtherCATであり、タイプＢの通信方式がMECHATROLINKである場合を例示する。

従来では、ＰＬＣの仕様に応じて、予め特定の１つの通信方式が設定されたモータ制御装置を準備することが必要であった。例えば、タイプＡのＰＬＣとモータ制御装置とを組みわせて使用する場合には、タイプＡの通信方式による通信が可能な通信部（以下、タイプＡの通信部）を有するモータ制御装置を準備することが必要であった。これに対して、タイプＢのＰＬＣとモータ制御装置とを組みわせて使用する場合には、タイプＢの通信方式による通信が可能な通信部（以下、タイプＢの通信部）を有するモータ制御装置を準備することが必要であった。このように、従来では、異なる仕様のＰＬＣに対応するためには、複数のモータ制御装置を準備することが必要であった。それゆえ、モータ制御装置の在庫管理が煩雑となるという問題があった。

また、従来では、１つのモータ制御装置によって異なる仕様のＰＬＣに対応するためには、１つのモータ制御装置に複数の通信部を設ける必要があった。一例として、１つのモータ制御装置によって、タイプＡのＰＬＣおよびタイプＢのＰＬＣの両方に対応する場合を考える。この場合、１つのモータ制御装置に、タイプＡの通信部とタイプＢの通信部との２つの通信部を設けることが必要であった。このように、１つのモータ制御装置によって異なる仕様のＰＬＣに対応する場合には、モータ制御装置の構成の複雑化が生じるという問題があった。

以上の点を踏まえ、本願の発明者（以下、発明者）は、モータ制御装置の利便性を向上させるための構成については、改善の余地があると考えた。実施形態１に係るスレーブ装置９０の構成は、発明者によって新たに想到された工夫点の一例である。

具体的には、実施形態１に係るスレーブ装置９０の主たる特徴点は、認識部１４０と、ネットワーク通信部１２０とを備えている点にある。以下、認識部１４０およびネットワーク通信部１２０における処理について、より詳細に説明する。

ＰＬＣ１００とスレーブ装置９０とをケーブル等で接続し、両者の電源をオンにすると、両者の通信が開始される。具体的には、ＰＬＣ１００はスレーブ装置９０との接続を確立させるために、スレーブ装置９０のネットワーク通信部１２０に情報（例えばEthernet frameのデータブロック群）を送信する。認識部１４０は、ネットワーク通信部１２０を監視しており、ネットワーク通信部１２０が該データブロック群を受信すると、Ethernet frameのヘッダ部分（Ethernet Header）に含まれている、EthernetTypeを読み取る。認識部１４０は、読み取ったEthernetTypeの内容に応じて、ＰＬＣ１００の通信方式を特定する。

例えば、EthernetTypeが0x88A4である場合、ＰＬＣ１００の通信方式はEtherCATである。また例えば、EthernetTypeが0x8892である場合、ＰＬＣ１００の通信方式はPROFINETである。また例えば、EthernetTypeが0x88CDである場合、ＰＬＣ１００の通信方式はSERCOS IIIである。また例えば、EthernetTypeが0x88ABである場合、ＰＬＣ１００の通信方式はPowerlinkである。認識部１４０は、認識した通信方式をネットワーク通信部１２０に伝える。

ネットワーク通信部１２０は、認識部１４０の認識した通信方式と、自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式とが合致しているか否かを判定する。合致している場合、ネットワーク通信部１２０は、そのままＰＬＣ１００との通信を開始する。

一方、合致していない場合、すなわち、認識部１４０の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、ネットワーク通信部１２０は、認識部１４０の認識した通信方式に対応する設定データを、記憶部９５から読み出す。そして、ネットワーク通信部１２０は、読み出した設定データに基づいて自己の再構成可能デバイスを再構成する。これにより、認識部１４０が認識した通信方式で通信が可能になる。

例えば、認識部１４０が認識した通信方式がEtherCATであった場合、ネットワーク通信部１２０は、記憶部９５からEtherCATに対応する設定データを読み出し、該設定データの記述に従って、再構成可能デバイスを再構成する。これにより、ネットワーク通信部１２０は、EtherCATでの通信に対応することができる。また例えば、認識部１４０が認識した通信方式がPROFINETであった場合、ネットワーク通信部１２０は、記憶部９５からPROFINETに対応する設定データを読み出し、該設定データの記述に従って、再構成可能デバイスを再構成する。これにより、ネットワーク通信部１２０は、PROFINETでの通信に対応することができる。このように、ネットワーク通信部１２０は再構成可能デバイスを再構成することで、ＰＬＣ１００の種々の通信方式に合わせて通信することができる。

また、スレーブ装置９０は、設定データを予め準備し記憶部９５に記憶させており、該設定データの記述に従って再構成可能デバイスを再構成する。そのため、ネットワーク通信部１２０において再構成可能デバイスの再構成が、大幅な再構成、または複雑な処理手順を経る再構成になった場合でも、迅速かつ確実に再構成可能デバイスを再構成することができる。

なお、認識部１４０における通信方式の認識のタイミングは、上述の例に限定されない。例えば、認識部１４０は、ネットワーク通信部１２０の通信が正常に行われているか否かを監視しておき、ネットワーク通信部１２０の通信が正常に行われていない場合（すなわち、何らかの通信エラーが起こった場合）に、ＰＬＣ１００から受信した最新のEthernet frameのEthernet Headerに含まれるEthernetTypeを読み取ることで、ＰＬＣ１００の通信方式を特定および認識してもよい。

また、スレーブ装置９０において、記憶部９５は必須ではない。例えば、スレーブ装置９０のネットワーク通信部１２０は、認識部１４０が認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、認識部１４０が認識した通信方式を指定する情報とともに、認識部１４０の認識した通信方式に対応する設定データの送信を要求する送信リクエストを外部装置に送信してもよい。そして、ネットワーク通信部１２０は、該外部装置から、認識部１４０が認識した通信方式に応じた設定データを受信して適用することで、前記再構成可能デバイスを再構成してもよい。なお、外部装置は、自装置が予め記憶している、種々の通信方式についての設定データから、該送信リクエストが指定する通信方式に対応する設定データを選択して送信してもよい。もしくは、外部装置は、送信リクエストが指定する通信方式に対応する設定データを、都度生成して送信してもよい。

また、ネットワーク通信部１２０が、設定データを使用せずに再構成可能デバイスを再構成することが可能である場合は、記憶部９５および外部装置は必須ではない。そして、ネットワーク通信部１２０は、設定データを受信する必要は無い。例えば、ネットワーク通信部１２０は、認識部１４０から伝えられた通信方式に応じて設定データに相当するデータを自ら生成可能な場合は、記憶部９５、外部装置、および設定データは不要である。

このように、スレーブ装置９０は、ＰＬＣ１００の採用している通信方式を自動認識して、ネットワーク通信部１２０に、ＰＬＣ１００の採用している通信方式で通信を行う通信部としての機能を付与することができる。すなわち、付加的な通信部を設けることなく、１つのスレーブ装置９０が、様々な仕様のＰＬＣ１００と通信することができる。つまり、ＰＬＣ１００で採用されている通信方式に関わらず、スレーブ装置９０を使用することができる。

これにより、従来のように、ＰＬＣ１００の仕様変更に伴って全てのモータ制御装置を変更するか、全てのモータ制御装置に付加的な通信部を設けるかする場合に比べ、手間およびコストを削減することができる。また、従来に比べ、スレーブ装置９０の構成の複雑化を避けることもできる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
スレーブ装置９０の制御ブロック（特に制御部１０、ネットワーク通信部１２０、および認識部１４０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、スレーブ装置９０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の一側面の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一側面は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔付記事項〕
本発明の一側面は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の一側面の技術的範囲に含まれる。

１、２ ＦＡシステム
７４ モータ
９０ スレーブ装置（モータ制御装置）
１００ ＰＬＣ（マスタ装置）
１２０ ネットワーク通信部
１４０ 認識部
９５ 記憶部

Claims (5)

1. モータを制御するモータ制御装置であって、
   再構成可能なプログラマブルロジックデバイスである再構成可能デバイスを含み、前記モータ制御装置に対する上位装置であるマスタ装置と通信ネットワークを介して通信するネットワーク通信部と、
   前記マスタ装置から前記ネットワーク通信部に送信される情報から、前記マスタ装置が前記ネットワーク通信部との通信に採用している通信方式を認識する認識部と、を備え、
   前記ネットワーク通信部は、前記認識部の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、前記認識部の認識した通信方式で通信可能なように、前記再構成可能デバイスを再構成することを特徴とする、モータ制御装置。
2. 前記情報には、通信プロトコルの種類を示す識別子が１つ以上含まれており、
   前記認識部は、前記識別子に基づいて、前記マスタ装置が前記ネットワーク通信部との通信に採用している通信方式を認識することを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記識別子は、前記マスタ装置から前記ネットワーク通信部へ送信される情報のヘッダ部分に含まれていることを特徴とする、請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記再構成可能デバイスの設定データを記憶した記憶部を備え、
   前記ネットワーク通信部は、前記認識部の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、前記認識部の認識した通信方式に対応する設定データを前記記憶部から読み出して適用することで、前記再構成可能デバイスを再構成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記ネットワーク通信部は、
   前記認識部の認識した通信方式が自己の再構成可能デバイスにおいて現在対応可能な通信方式と異なる場合、前記認識部の認識した通信方式に対応する設定データの送信を要求する送信リクエストを外部装置に送信し、
   前記外部装置から前記送信リクエストに応じた設定データを受信して適用することで、前記再構成可能デバイスを再構成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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