JP2021032223A - Control device and abnormality detecting method - Google Patents

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貴仁 高子
Takahito Takako
貴仁 高子
剛義 浅野
Takeyoshi Asano
剛義 浅野
厚夫 江森
Atsuo Emori
厚夫 江森
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Abstract

To provide a control device capable of early detecting the abnormality of a hybrid servo motor system.SOLUTION: A control device according to an embodiment controls a hybrid servo motor system including a hydraulic cylinder driving an adjusting valve adjusting a water flow rotating a water turbine, a hydraulic pump driving the hydraulic cylinder, and a driving portion driving the hydraulic pump. The control device includes a first computing portion that calculates a power of the hydraulic pump, on the basis of an output state of the driving portion, a second computing portion that calculates a power of the hydraulic cylinder on the basis of an opening of the adjusting valve, a third computing portion that calculates a work ratio indicating a ratio of an integrated value of the power of the hydraulic pump and an integrated value of the power of the hydraulic cylinder, and an abnormality determining processing portion that outputs an abnormality determination signal according to a comparison result of the work ratio and an abnormality determination value set in advance.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、制御装置および異常検出方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to control devices and anomaly detection methods.

水力発電所では、水車を回転させる水流を調整弁で制御することによって、水車の回転速度、有効電力、および周波数等を調整している。上記調整弁の駆動システムとして、近年、使用油量の少ないハイブリッドサーボモータシステムが注目されている。 In a hydroelectric power plant, the rotation speed, active power, frequency, etc. of the turbine are adjusted by controlling the water flow that rotates the turbine with a regulating valve. In recent years, a hybrid servomotor system that uses a small amount of oil has been attracting attention as a drive system for the control valve.

特許第６２９８２０７号公報Japanese Patent No. 6298207 特許第３４８４２５５号公報Japanese Patent No. 3484255

ハイブリッドサーボモータシステムの点検は、一般的に、機器のオーバーホールに合わせて実施される。そのため、故障に至らない異常は、オーバーホールの時期まで発見することができない。 Inspections of hybrid servomotor systems are generally performed in line with equipment overhauls. Therefore, abnormalities that do not lead to failure cannot be detected until the time of overhaul.

本発明が解決しようとする課題は、ハイブリッドサーボモータシステムの異常を早期に検出することが可能な制御装置および異常検出方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a control device and an abnormality detection method capable of detecting an abnormality of a hybrid servomotor system at an early stage.

一実施形態に係る制御装置は、水車を回転させる水流を調整する調整弁を駆動する油圧シリンダと、油圧シリンダを駆動する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する駆動部と、を含むハイブリッドサーボモータシステムを制御する。この制御装置は、駆動部の出力状態に基づいて、油圧ポンプの仕事率を算出する第１演算部と、調整弁の開度に基づいて、油圧シリンダの仕事率を算出する第２演算部と、油圧ポンプの仕事率の積分値と油圧シリンダの仕事率の積分値との比を示す仕事量比を算出する第３演算部と、仕事量比と予め設定された異常判定値との比較結果に応じて異常判定信号を出力する異常判定処理部と、を備える。 The control device according to one embodiment is a hybrid servomotor system including a hydraulic cylinder for driving a regulating valve for adjusting a water flow for rotating a water wheel, a hydraulic pump for driving the hydraulic cylinder, and a drive unit for driving the hydraulic pump. To control. This control device includes a first calculation unit that calculates the power of the hydraulic pump based on the output state of the drive unit, and a second calculation unit that calculates the power of the hydraulic cylinder based on the opening degree of the adjusting valve. , The result of comparison between the third calculation unit, which calculates the power ratio indicating the ratio between the integrated value of the power of the hydraulic pump and the integrated value of the power of the hydraulic cylinder, and the work amount ratio and the preset abnormality judgment value. It is provided with an abnormality determination processing unit that outputs an abnormality determination signal according to the above.

本実施形態によれば、ハイブリッドサーボモータシステムの異常を早期に検出することが可能となる。 According to this embodiment, it is possible to detect an abnormality in the hybrid servomotor system at an early stage.

一実施形態に係る制御装置で制御されるハイブリッドサーボモータシステムの系統図である。It is a system diagram of the hybrid servomotor system controlled by the control device which concerns on one Embodiment. 制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a control device. ポンプ仕事率演算部の演算内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation content of a pump power calculation part. 油圧シリンダ仕事率演算部の演算内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation content of the hydraulic cylinder power calculation part. 異常検出部のタイミングチャートである。It is a timing chart of an abnormality detection part. 仕事量比演算部で算出された仕事量比の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the work amount ratio calculated by the work amount ratio calculation unit. ハイブリッドサーボモータシステムの点検スケジュールの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the inspection schedule of a hybrid servomotor system.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。下記の実施形態は、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the present invention.

図１は、一実施形態に係る制御装置１で制御されるハイブリッドサーボモータシステムの系統図である。 FIG. 1 is a system diagram of a hybrid servomotor system controlled by the control device 1 according to the embodiment.

まず、ハイブリッドサーボモータシステムの構成について説明する。図１に示すハイブリッドサーボモータシステムは、駆動部２と、油圧ポンプ３と、油圧シリンダ４と、集油槽５と、検出器６と、を備える。駆動部２は、サーボモータアンプ２１および電動機２２を有する。サーボモータアンプ２１は、制御装置１から入力された制御指令１ａを増幅する。増幅された制御指令１ａは、配線２２ａを通じて電動機２２に入力される。電動機２２は、制御指令１ａに基づいて油圧ポンプ３を駆動する。 First, the configuration of the hybrid servomotor system will be described. The hybrid servomotor system shown in FIG. 1 includes a drive unit 2, a hydraulic pump 3, a hydraulic cylinder 4, an oil collecting tank 5, and a detector 6. The drive unit 2 includes a servomotor amplifier 21 and an electric motor 22. The servomotor amplifier 21 amplifies the control command 1a input from the control device 1. The amplified control command 1a is input to the electric motor 22 through the wiring 22a. The electric motor 22 drives the hydraulic pump 3 based on the control command 1a.

油圧ポンプ３は、油管３１ａおよび油管３１ｂを介して油圧シリンダ４と接続された双方ポンプである。また、油管３１ａと油管３１ｂとの間には、チェック弁３２ａおよびチェック弁３２ｂが設置されている。 The hydraulic pump 3 is a both pump connected to the hydraulic cylinder 4 via the oil pipe 31a and the oil pipe 31b. Further, a check valve 32a and a check valve 32b are installed between the oil pipe 31a and the oil pipe 31b.

油圧ポンプ３が駆動すると、油が油管３１ａおよび油管３１ｂを通じて油圧シリンダ４に供給される。このとき、油が流れる向きは、電動機２２を反転することによって、切り替わる。また、油圧ポンプ３の駆動中に油管３１ａおよび油管３１ｂの油圧が上限値を超えると、チェック弁３２ａおよびチェック弁３２ｂが開放して油が集油槽５に回収される。また、油圧シリンダ４に供給される油量が不足する場合には、集油槽５に貯蔵された油が、油圧ポンプ３を介して油圧シリンダ４に供給される。 When the hydraulic pump 3 is driven, oil is supplied to the hydraulic cylinder 4 through the oil pipe 31a and the oil pipe 31b. At this time, the direction in which the oil flows is switched by reversing the electric motor 22. If the oil pipes 31a and 31b exceed the upper limit values while the hydraulic pump 3 is being driven, the check valve 32a and the check valve 32b are opened and the oil is collected in the oil collecting tank 5. When the amount of oil supplied to the hydraulic cylinder 4 is insufficient, the oil stored in the oil collecting tank 5 is supplied to the hydraulic cylinder 4 via the hydraulic pump 3.

油圧シリンダ４には、ピストンロッド４１が設置されている。ピストンロッド４１は、油圧シリンダ４に供給された圧油で駆動する。このとき、油圧ポンプ３が油の流れる向きを切り替えると、ピストンロッド４１は往復直線運動する。ピストンロッド４１には、調整弁７１が連結されている。 A piston rod 41 is installed in the hydraulic cylinder 4. The piston rod 41 is driven by the pressure oil supplied to the hydraulic cylinder 4. At this time, when the hydraulic pump 3 switches the direction in which the oil flows, the piston rod 41 reciprocates linearly. A regulating valve 71 is connected to the piston rod 41.

調整弁７１は、水車７２と、水車７２の回転で発電する発電機７３とともに主機７を構成する。ピストンロッド４１が調整弁７１の開度を調整すると、水車７２を回転させる水流を調整できる。調整弁７１の開度は、ピストンロッド４１に連結された検出器６によって検出される。検出器６は、調整弁７１の開度を検出すると、検出値を示す開度信号６ａを制御装置１へ出力する。以下、制御装置１について説明する。 The regulating valve 71 constitutes the main engine 7 together with the water turbine 72 and the generator 73 that generates electricity by the rotation of the water turbine 72. When the piston rod 41 adjusts the opening degree of the adjusting valve 71, the water flow that rotates the water turbine 72 can be adjusted. The opening degree of the adjusting valve 71 is detected by the detector 6 connected to the piston rod 41. When the detector 6 detects the opening degree of the adjusting valve 71, the detector 6 outputs an opening degree signal 6a indicating the detected value to the control device 1. Hereinafter, the control device 1 will be described.

図２は、制御装置１の構成を示すブロック図である。制御装置１は、調速部１０および異常検出部１１を有する。調速部１０および異常検出部１１は、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアで実現されてもよい。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device 1. The control device 1 has a speed control unit 10 and an abnormality detection unit 11. The speed governor unit 10 and the abnormality detection unit 11 may be realized by software or hardware.

調速部１０は、制御指令１ａを駆動部２へ出力する。これにより駆動部２の駆動力が油圧ポンプ３に伝達される。続いて、油圧ポンプ３は、吐出量３ａの作動油を油圧シリンダ４に供給する。これにより、ピストンロッド４１が動作して調整弁７１の開度が変化する。調整弁７１の開度の変化は、検出器６によって検出される。検出器６の検出値は開度信号６ａとして異常検出部１１に入力される。 The speed governor 10 outputs the control command 1a to the drive unit 2. As a result, the driving force of the driving unit 2 is transmitted to the hydraulic pump 3. Subsequently, the hydraulic pump 3 supplies the hydraulic oil having a discharge amount of 3a to the hydraulic cylinder 4. As a result, the piston rod 41 operates to change the opening degree of the adjusting valve 71. The change in the opening degree of the regulating valve 71 is detected by the detector 6. The detection value of the detector 6 is input to the abnormality detection unit 11 as an opening signal 6a.

異常検出部１１は、図２に示すように、ポンプ仕事率演算部１１１と、油圧シリンダ仕事率演算部１１２と、仕事量比演算部１１３と、異常判定処理部１１４と、積分器１１５と、積分器１１６と、インターバル処理部１１７と、を有する。ポンプ仕事率演算部１１１、油圧シリンダ仕事率演算部１１２、および仕事量比演算部１１３の各々は、第１演算部、第２演算部、および第３演算部に相当する。 As shown in FIG. 2, the abnormality detection unit 11 includes a pump power calculation unit 111, a hydraulic cylinder power calculation unit 112, a work ratio calculation unit 113, an abnormality determination processing unit 114, an integrator 115, and the like. It has an integrator 116 and an interval processing unit 117. Each of the pump power calculation unit 111, the hydraulic cylinder power calculation unit 112, and the work ratio calculation unit 113 corresponds to the first calculation unit, the second calculation unit, and the third calculation unit.

図３は、ポンプ仕事率演算部１１１の演算内容を説明するための図である。ポンプ仕事率演算部１１１には、電動機２２の出力電流値Ｉを示す電流信号２ｂが駆動部２から入力される。電流信号２ｂが入力されると、ポンプ仕事率演算部１１１は、下記の数式１に基づいて油圧ポンプ３の仕事率Ｐｐを算出する。

Figure 2021032223
数式１において、電動機効率ηｍは、電動機２２における入力電力に対する出力電力の比を示す効率である。ポンプ効率ηｐは、油圧ポンプ３における電動機２２からの供給電力に対するピストンロッド４１の軸動力の比を示す効率である。コイル抵抗値Ｒは、電動機２２に巻きつけられたコイルの抵抗値である。これらの値は、予め設定されている。ポンプ仕事率演算部１１１は、算出値を示す信号１１１ａを積分器１１５へ出力する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the calculation content of the pump power calculation unit 111. A current signal 2b indicating the output current value I of the electric motor 22 is input from the drive unit 2 to the pump power calculation unit 111. When the current signal 2b is input, the pump power calculation unit 111 calculates the power Pp of the hydraulic pump 3 based on the following mathematical formula 1.
Figure 2021032223
 In Equation 1, the electric motor efficiency η m is an efficiency indicating the ratio of the output power to the input power of the electric motor 22. The pump efficiency η p is an efficiency indicating the ratio of the axial power of the piston rod 41 to the electric power supplied from the electric motor 22 in the hydraulic pump 3. The coil resistance value R is the resistance value of the coil wound around the electric motor 22. These values are preset. The pump power calculation unit 111 outputs a signal 111a indicating the calculated value to the integrator 115.

積分器１１５は、インターバル処理部１１７から入力されるインターバル信号Ｓｔに基づいてポンプ仕事率演算部１１１の算出値を積分する。その後、積分器１１５は、油圧ポンプ３の仕事率Ｐｐの積分値に相当する油圧ポンプ３の仕事量を信号１１５ａとして仕事量比演算部１１３へ出力する。 The integrator 115 integrates the calculated value of the pumping work rate calculating unit 111 on the basis of the interval signal S t which is input from interval processing unit 117. After that, the integrator 115 outputs the work amount of the hydraulic pump 3 corresponding to the integrated value of the work rate Pp of the hydraulic pump 3 as a signal 115a to the work amount ratio calculation unit 113.

図４は、油圧シリンダ仕事率演算部１１２の演算内容を説明するための図である。油圧シリンダ仕事率演算部１１２には、調整弁７１の開度を示す開度信号６ａが検出器６から入力される。開度信号６ａが入力されると、油圧シリンダ仕事率演算部１１２は、下記のし数式２に基づいてピストンロッド４１の仕事率Ｐｓｍを算出する（Ｓ１）。

Figure 2021032223
FIG. 4 is a diagram for explaining the calculation content of the hydraulic cylinder power calculation unit 112. An opening signal 6a indicating the opening degree of the adjusting valve 71 is input from the detector 6 to the hydraulic cylinder power calculation unit 112. When the opening signal 6a is input, the hydraulic cylinder power calculation unit 112 calculates the power P sm of the piston rod 41 based on the following mathematical formula 2 (S1).
Figure 2021032223

また、油圧シリンダ仕事率演算部１１２には、静落差信号１２ａが外部から入力される。静落差信号１２ａが入力されると、油圧シリンダ仕事率演算部１１２は、下記の数式３に基づいて水流の不平衡力に基づく仕事率Ｐｗを算出する（Ｓ２）。

Figure 2021032223
Further, a static head signal 12a is input from the outside to the hydraulic cylinder power calculation unit 112. When the static head signal 12a is input, the hydraulic cylinder power calculation unit 112 calculates the power P w based on the unbalanced force of the water flow based on the following mathematical formula 3 (S2).
Figure 2021032223

続いて、油圧シリンダ仕事率演算部１１２は、ピストンロッド４１の仕事率Ｐｓｍから不平衡力に基づく仕事率Ｐｗを減算して油圧シリンダ４の仕事率Ｐｓを算出する（Ｓ３）。その後、油圧シリンダ仕事率演算部１１２は、算出値を積分器１１６へ出力する。 Subsequently, the hydraulic cylinder work rate calculation unit 112 calculates a work rate P s of the hydraulic cylinder 4 from the work rate P sm of the piston rod 41 by subtracting the work rate P w based on the unbalanced force (S3). After that, the hydraulic cylinder power calculation unit 112 outputs the calculated value to the integrator 116.

積分器１１６は、インターバル処理部１１７から入力されるインターバル信号Ｓｔに基づいて、油圧シリンダ仕事率演算部１１２の算出値を積分する。その後、積分器１１６は、油圧シリンダ４の仕事率Ｐｓの積分値である油圧シリンダ仕事量を示す信号１１６ａを仕事量比演算部１１３へ出力する。 Integrator 116, based on the interval signal S t which is input from interval processing unit 117 integrates the calculated value of the hydraulic cylinders work rate calculation unit 112. Then, the integrator 116 outputs a signal 116a of a hydraulic cylinder workload is the integral value of the work rate P s of the hydraulic cylinder 4 to the work load ratio calculating unit 113.

仕事量比演算部１１３は、積分器１１５の積分値に対する積分器１１６の積分値の比率を算出する。すなわち、仕事量比演算部１１３は、油圧ポンプ３の仕事率Ｐｐと油圧シリンダ４の仕事率Ｐｓとの比を示す仕事比を算出する。その後、仕事量比演算部１１３は、算出した仕事量比を示す信号１１３ａを異常判定処理部１１４へ出力する。 The work ratio calculation unit 113 calculates the ratio of the integrated value of the integrator 116 to the integrated value of the integrator 115. That is, the workload ratio calculation unit 113 calculates a work ratio indicating the ratio of the work rate P s work rate Pp and the hydraulic cylinder 4 of the hydraulic pump 3. After that, the work amount ratio calculation unit 113 outputs a signal 113a indicating the calculated work amount ratio to the abnormality determination processing unit 114.

異常判定処理部１１４は、仕事量比演算部１１３で算出された仕事量比を予め設定された異常判定値と比較する。仕事量比が異常判定値を下回ると、異常判定処理部１１４は、異常判定信号１１４ａをオン状態で出力する。 The abnormality determination processing unit 114 compares the work amount ratio calculated by the work amount ratio calculation unit 113 with the preset abnormality determination value. When the work amount ratio is lower than the abnormality determination value, the abnormality determination processing unit 114 outputs the abnormality determination signal 114a in the ON state.

以下、図５を参照して異常検出部１１の動作タイミングについて説明する。図５は、異常検出部１１のタイミングチャートである。 Hereinafter, the operation timing of the abnormality detection unit 11 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart of the abnormality detection unit 11.

図５に示すように、インターバル処理部１１７から出力されるインターバル信号Ｓｔでは、一定の周期でオン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ２とが繰り返される。インターバル信号Ｓｔがオン時間Ｔ１のとき、積分器１１５は、ポンプ仕事率演算部１１１で算出された仕事率Ｐｐを積分する。同時に、積分器１１６は、油圧シリンダ仕事率演算部１１２で算出された油圧シリンダ４の仕事率Ｐｓを積分する。 As shown in FIG. 5, the interval signal S t is output from the interval processing unit 117, and the on-time T 1 and the off time T 2 is repeated at a constant period. When the interval signal St is the on-time T 1 , the integrator 115 integrates the power P p calculated by the pump power calculation unit 111. At the same time, the integrator 116 integrates the work rate P s of the hydraulic cylinder 4 which is calculated by the hydraulic cylinders work rate calculation unit 112.

その後、インターバル信号Ｓｔがオフ時間Ｔ２に切り替わると、積分器１１５は、積分値である油圧ポンプ３の仕事量を仕事量比演算部１１３へ出力する。同時に、積分器１１６は、積分値である油圧シリンダ４の仕事量を仕事量比演算部１１３へ出力する。これにより、積分器１１５および積分器１１６の積分値は、それぞれリセットされる。 After that, when the interval signal St is switched to the off time T 2 , the integrator 115 outputs the work amount of the hydraulic pump 3, which is the integrated value, to the work amount ratio calculation unit 113. At the same time, the integrator 116 outputs the work amount of the hydraulic cylinder 4, which is the integrated value, to the work amount ratio calculation unit 113. As a result, the integrated values of the integrator 115 and the integrator 116 are reset, respectively.

図６は、仕事量比演算部１１３で算出された仕事量比の変化を示す図である。図６では、横軸は時間を示し、縦軸は仕事量比演算部１１３で算出された仕事量比を示す。 FIG. 6 is a diagram showing a change in the work amount ratio calculated by the work amount ratio calculation unit 113. In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the work amount ratio calculated by the work amount ratio calculation unit 113.

油圧ポンプ３が正常である場合、仕事量比演算部１１３で算出される仕事量比は、一定である（図５参照）。しかし、油圧ポンプ３の性能が摩耗等により低下すると、電動機２２から油圧ポンプ３に与えられた駆動力を作動油によるピストンロッド４１の運動に変換する効率が低下する場合がある。この場合、制御装置１の調速部１０が、電動機２２の出力電流を増加させる制御指令１ａを出力しても、油圧ポンプ３の仕事量は、図６に示すように徐々に減少していく。このような状態が長くなると、駆動部２には高い負荷がかかる。 When the hydraulic pump 3 is normal, the work amount ratio calculated by the work amount ratio calculation unit 113 is constant (see FIG. 5). However, if the performance of the hydraulic pump 3 deteriorates due to wear or the like, the efficiency of converting the driving force applied to the hydraulic pump 3 from the electric motor 22 into the movement of the piston rod 41 by the hydraulic oil may decrease. In this case, even if the speed governor 10 of the control device 1 outputs a control command 1a for increasing the output current of the electric motor 22, the work load of the hydraulic pump 3 gradually decreases as shown in FIG. .. If such a state becomes long, a high load is applied to the drive unit 2.

そこで、本実施形態では、予め異常判定値を設定しておき、仕事量比が異常判定値を下回ると、異常判定処理部１１４が、油圧ポンプ３の異常を示す信号を出力する。異常判定値は、例えば正常値から１０％減少した値に設定することができる。 Therefore, in the present embodiment, the abnormality determination value is set in advance, and when the work amount ratio falls below the abnormality determination value, the abnormality determination processing unit 114 outputs a signal indicating an abnormality of the hydraulic pump 3. The abnormality determination value can be set to, for example, a value reduced by 10% from the normal value.

図７は、ハイブリッドサーボモータシステムの点検スケジュールの一例を示す図である。ハイブリッドサーボモータシステムの点検は、一般的に機器のオーバーホールに合わせて実施されている。点検の結果、油圧ポンプ３の部品交換が不要であれば、ハイブリッドサーボモータシステムは、点検後直ちに運転を開始することができる。一方、油圧ポンプ３の部品交換が必要な場合、部品の調達や交換作業が生じるため、ハイブリッドサーボモータシステムの運転停止期間が延長される事態が懸念される。 FIG. 7 is a diagram showing an example of an inspection schedule of the hybrid servomotor system. Inspections of hybrid servomotor systems are generally carried out in line with equipment overhauls. As a result of the inspection, if it is not necessary to replace the parts of the hydraulic pump 3, the hybrid servomotor system can start the operation immediately after the inspection. On the other hand, when the parts of the hydraulic pump 3 need to be replaced, the parts are procured and replaced, so that there is a concern that the shutdown period of the hybrid servomotor system may be extended.

しかし、上述した本実施形態によれば、異常判定処理部１１４から出力される信号によって、油圧ポンプ３の異常を早期に検出できる。そのため、事前に部品を調達することができるので、運転停止の延長期間を短縮することができる。 However, according to the above-described embodiment, the abnormality of the hydraulic pump 3 can be detected at an early stage by the signal output from the abnormality determination processing unit 114. Therefore, since the parts can be procured in advance, the extension period of the operation stop can be shortened.

なお、本実施形態では、油圧ポンプ３の異常に関し、仕事量比が低減する異常に関して説明したが、仕事量比が増加する異常が起こる場合もある。そのため、異常判定値は、正常値に対する下限値だけでなく上限値も設定しておくことが望ましい。すなわち、異常判定処理部１１４は、仕事量比演算部１１３の算出値が下限値を下回ったとき、または上限値を上回ったときに、異常判定信号１１４ａをオン状態で出力することが望ましい。 In the present embodiment, regarding the abnormality of the hydraulic pump 3, the abnormality in which the work amount ratio is reduced has been described, but the abnormality in which the work amount ratio is increased may occur. Therefore, it is desirable to set not only the lower limit value but also the upper limit value for the abnormality judgment value with respect to the normal value. That is, it is desirable that the abnormality determination processing unit 114 outputs the abnormality determination signal 114a in the ON state when the calculated value of the work amount ratio calculation unit 113 is below the lower limit value or exceeds the upper limit value.

以上、いくつかの実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要ことに含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。罫線 Although some embodiments and modifications have been described above, these embodiments are presented only as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel system described herein can be implemented in a variety of other forms. In addition, various omissions, substitutions, and changes can be made to the form of the system described in the present specification without departing from the gist of the invention. The appended claims and their equivalent scope are intended to include such forms and variations that are included in the scope and gist of the invention. Ruled line

１：制御装置、２：駆動部、３：油圧ポンプ、４：油圧シリンダ、２２：電動機、４１：ピストンロッド、１１１：ポンプ仕事率演算部(第１演算部)、１１２：油圧シリンダ仕事率演算(第２演算部)、１１３：仕事量比演算部(第３演算部)、１１４：異常判定処理部、 1: Control device, 2: Drive unit, 3: Hydraulic pump, 4: Hydraulic cylinder, 22: Electric motor, 41: Piston rod, 111: Pump power calculation unit (first calculation unit), 112: Hydraulic cylinder power calculation (2nd calculation unit), 113: Power ratio calculation unit (3rd calculation unit), 114: Abnormality determination processing unit,

Claims (6)

水車を回転させる水流を調整する調整弁を駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダを駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する駆動部と、を含むハイブリッドサーボモータシステムを制御する制御装置であって、
前記駆動部の出力状態に基づいて、前記油圧ポンプの仕事率を算出する第１演算部と、
前記調整弁の開度に基づいて、前記油圧シリンダの仕事率を算出する第２演算部と、
前記油圧ポンプの仕事率の積分値と前記油圧シリンダの仕事率の積分値との比を示す仕事量比を算出する第３演算部と、
前記仕事量比と予め設定された異常判定値との比較結果に応じて異常判定信号を出力する異常判定処理部と、
を備える制御装置。 A control device that controls a hybrid servomotor system including a hydraulic cylinder that drives a regulating valve that adjusts the water flow that rotates a water wheel, a hydraulic pump that drives the hydraulic cylinder, and a drive unit that drives the hydraulic pump. hand,
A first calculation unit that calculates the power of the hydraulic pump based on the output state of the drive unit, and
A second calculation unit that calculates the power of the hydraulic cylinder based on the opening degree of the regulating valve, and
A third calculation unit that calculates the work amount ratio indicating the ratio between the integrated value of the power of the hydraulic pump and the integrated value of the work rate of the hydraulic cylinder, and
An abnormality determination processing unit that outputs an abnormality determination signal according to a comparison result between the work amount ratio and a preset abnormality determination value, and an abnormality determination processing unit.
A control device comprising. 前記駆動部が、前記油圧ポンプを回転させる電動機を有し、
前記第１演算部は、下記の式を用いて前記油圧ポンプの仕事率Ｐｐを算出する、請求項１に記載の制御装置。
Figure 2021032223
 The drive unit has an electric motor for rotating the hydraulic pump.
The control device according to claim 1, wherein the first calculation unit calculates the power Pp of the hydraulic pump using the following formula.
Figure 2021032223
 油圧シリンダには、前記調整弁の開度を調整するピストンロッドが設置され、
前記第２演算部は、前記ピストンロッドの仕事率から前記水流の不平衡力に基づく仕事率を減算して前記油圧シリンダの仕事率を算出する、請求項１または２に記載の制御装置。 A piston rod for adjusting the opening degree of the adjusting valve is installed in the hydraulic cylinder.
The control device according to claim 1 or 2, wherein the second calculation unit calculates the power of the hydraulic cylinder by subtracting the power based on the unbalanced force of the water flow from the power of the piston rod. 前記第２演算部は、下記の式を用いて前記ピストンロッドの仕事率Ｐｓｍを算出する、請求項３に記載の制御装置。
Figure 2021032223
 The control device according to claim 3, wherein the second calculation unit calculates the power P sm of the piston rod using the following formula.
Figure 2021032223
 前記第２演算部は、下記の式を用いて前記不平衡力に基づく仕事率Ｐｗを算出する、請求項３に記載の制御装置。
Figure 2021032223
 The control device according to claim 3, wherein the second calculation unit calculates a power P w based on the unbalanced force using the following formula.
Figure 2021032223
 水車を回転させる水流を調整する調整弁を駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダを駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する駆動部と、を含むハイブリッドサーボモータシステムの異常検出方法であって、
前記駆動部の出力状態に基づいて、前記油圧ポンプの仕事率を算出し、
前記調整弁の開度に基づいて、前記油圧シリンダの仕事率を算出し、
前記油圧ポンプの仕事率と前記油圧シリンダの仕事率との比を示す仕事量比を算出し、
前記仕事量比と予め設定された異常判定値との比較結果に応じて異常判定信号を出力する、異常検出方法。 A method for detecting an abnormality in a hybrid servomotor system including a hydraulic cylinder that drives a regulating valve that adjusts a water flow that rotates a water wheel, a hydraulic pump that drives the hydraulic cylinder, and a drive unit that drives the hydraulic pump. ,
The power of the hydraulic pump is calculated based on the output state of the drive unit.
The power of the hydraulic cylinder is calculated based on the opening degree of the adjusting valve.
A work amount ratio indicating the ratio of the work rate of the hydraulic pump to the work rate of the hydraulic cylinder was calculated.
An abnormality detection method that outputs an abnormality determination signal according to a comparison result between the work amount ratio and a preset abnormality determination value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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