JP2022166340A

JP2022166340A - モータ制御装置及びモータ制御システム

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Publication number: JP2022166340A
Application number: JP2019181453A
Authority: JP
Inventors: 英章市川; Hideaki Ichikawa; 太郎岸部; Taro Kishibe; 英之岸田; Hideyuki Kishida
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2022-11-02
Also published as: WO2021065185A1

Abstract

【課題】セーフティコントローラによりモータ制御装置を管理する場合と比較して、不安全状態に対する措置を速やかに講じやすくすること。
【解決手段】モータ制御装置１は、制御部２と、入力部６と、判定部３１と、を備える。制御部２は、モータ７を制御する。入力部６は、モータ７により駆動される負荷の置かれる環境の状態を検知するセンサ９の検知結果を受け付ける。判定部３１は、入力部６に入力されたセンサ９の検知結果に基づいて、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定する。
【選択図】図１

Description

本開示は、一般にモータ制御装置及びモータ制御システムに関する。より詳細には、本開示は、機能安全に関する規格に準拠したモータ制御装置及びモータ制御システムに関する。

特許文献１には、モータ制御システムが開示されている。このモータ制御システムは、モータと、モータ制御装置と、セーフティコントローラと、を備える。モータ制御装置は、モータの駆動状態量に基づいてモータの駆動電力を給電制御する。セーフティコントローラは、モータを減速又は停止すべき所定の条件を満たした際に安全要求信号をモータ制御装置に入力する。モータ制御装置は、セーフティコントローラから安全要求信号が入力された後、モータの駆動状態量が動作監視パターンを越えた場合に、モータを減速停止させる。

特開２０１８－１８２８７６号公報

本開示は、セーフティコントローラによりモータ制御装置を管理する場合と比較して、不安全状態に対する措置を速やかに講じやすいモータ制御装置及びモータ制御システムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るモータ制御装置は、制御部と、入力部と、判定部と、を備える。前記制御部は、モータを制御する。前記入力部は、前記モータにより駆動される負荷の置かれる環境の状態を検知するセンサの検知結果を受け付ける。前記判定部は、前記入力部に入力された前記センサの検知結果に基づいて、前記環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定する。

本開示の一態様に係るモータ制御システムは、上記のモータ制御装置を複数備える。前記複数のモータ制御装置のうちの少なくとも１以上のモータ制御装置に、前記センサが接続されている。

本開示は、セーフティコントローラによりモータ制御装置を管理する場合と比較して、不安全状態に対する措置を速やかに講じやすい、という利点がある。

図１は、本開示の一実施形態に係るモータ制御装置を備えたモータ制御システムの概要を示すブロック図である。図２は、同上のモータ制御システムの第１動作例を示すシーケンス図である。図３は、同上のモータ制御システムの第２動作例を示すシーケンス図である。図４は、同上のモータ制御システムの第３動作例を示すシーケンス図である。図５は、比較例のモータ制御システムの概要を示すブロック図である。図６は、同上のモータ制御システムの動作の一例を示すシーケンス図である。図７は、本開示の一実施形態の変形例に係るモータ制御装置を備えたモータ制御システムの概要を示すブロック図である。図８は、同上のモータ制御システムの動作の一例を示すシーケンス図である。

（１）概要
本実施形態のモータ制御装置１（図１参照）は、例えばJIS（Japanese Industrial Standards） C 0508等の日本国の規格、又はIEC（International Electrotechnical Commission） 61508等の国際規格機能安全に関する規格に準拠したモータ制御装置である。本実施形態では、モータ制御装置１は複数（図１では、２つ）存在し、これらのモータ制御装置１がモータ制御システム１００を構成している。言い換えれば、モータ制御システム１００は、モータ制御装置１を複数備えている。

本実施形態のモータ制御装置１は、図１に示すように、制御部２と、入力部６と、判定部３１と、を備えている。本実施形態では、判定部３１は、後述するように処理部３の有する機能の一つとして実現される。

制御部２は、モータ７を制御する。本実施形態では、制御部２は、モータ制御システム１００の上位システムから与えられる制御指令に基づいて、モータ７を制御する。これにより、制御部２は、制御指令にしたがって、モータ７の軸に取り付けられた負荷を制御することになる。本実施形態における負荷は、一例として運搬機械若しくは工作機械等の産業機械、又はロボット等を含み得る。

入力部６は、センサ９の検知結果を受け付ける。センサ９は、モータ７により駆動される負荷の置かれる環境の状態を検知する。本実施形態における環境は、一例として産業機械又はロボット等が設置される工場を含み得る。センサ９は、例えば工場において産業機械等の周辺に設置される、IEC-61508等の国際規格に準拠した安全機器の一種である。

本実施形態では、複数のモータ制御装置１のうちの少なくとも１以上のモータ制御装置１に、センサ９が接続されている。具体的には、図１に示すように、２つのモータ制御装置１にそれぞれ複数のセンサ９が接続されている。以下の説明では、２つのモータ制御装置１のうちの一方を「第１モータ制御装置１１」、他方を「第２モータ制御装置１２」ともいう。そして、第１モータ制御装置１１には、３つのセンサ９（第１センサ９１、第２センサ９２、及び第３センサ９３）が接続されており、第２モータ制御装置１２には、２つのセンサ９（第４センサ９４及び第５センサ９５）が接続されている。

判定部３１は、入力部６に入力されたセンサ９の検知結果に基づいて、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定する。本開示でいう「安全状態」とは、例えば産業機械が設置された領域に人（作業者）が進入していない等、人等に対する許容できないリスクが存在しない状態、言い換えれば、リスクを許容できるまで低減させた状態をいう。本開示でいう「不安全状態」とは、安全状態の逆の状態であって、産業機械が設置された領域に人が進入している等、人等に対する許容できないリスクが存在する状態をいう。

上述のように、本実施形態では、モータ制御装置１は、モータ制御装置１に接続されたセンサ９の検知結果に基づいて、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定することが可能である。つまり、本実施形態では、モータ制御装置１は、従前であればセーフティコントローラＳＣ１（図５参照）が実行していた機能を、セーフティコントローラＳＣ１を介することなく実行することが可能である。このため、本実施形態では、セーフティコントローラＳＣ１によりモータ制御装置１を管理する場合と比較して、不安全状態に対する措置を速やかに講じやすい、という利点がある。

（２）詳細
以下、本実施形態のモータ制御装置１、及びモータ制御装置１を備えたモータ制御システム１００について図１を用いて詳細に説明する。本実施形態では、既に述べたように、モータ制御システム１００は、２つのモータ制御装置１（第１モータ制御装置１１及び第２モータ制御装置１２）を備えている。第１モータ制御装置１１及び第２モータ制御装置１２の構成は、基本的に同じである。

モータ制御装置１は、制御部２と、処理部３と、取得部４と、通信部５と、入力部６と、を備えている。

取得部４は、モータ７の動作に関するパラメータを取得する。本実施形態では、取得部４は、モータ７に取り付けられた位置検出器８にて検出された物理量を、例えばケーブル等を介して取得する。位置検出器８は、例えばレゾルバ又はロータリエンコーダであって、モータ７の可動子の位置（言い換えれば、モータ７の動作位置）を検出する。つまり、本実施形態では、取得部４が取得するパラメータは、モータ７の動作位置に関する物理量（モータ７の軸の回転角度又は角速度等）である。本実施形態では、第１モータ制御装置１１の取得部４は、第１モータ７１に取り付けられた第１位置検出器８１にて検出された物理量を取得する。また、本実施形態では、第２モータ制御装置１２の取得部４は、第２モータ７２に取り付けられた第２位置検出器８２にて検出された物理量を取得する。

通信部５は、他のモータ制御装置１との通信を行うための通信インタフェースであって、例えば産業用のイーサネット（登録商標）プロトコルに準拠した有線通信モジュールを有している。通信部５は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルを介して、他のモータ制御装置１の通信部５と通信する。つまり、本実施形態では、複数のモータ制御装置１は、産業用ネットワークに接続されている。本開示でいう「産業用ネットワーク」は、例えばファクトリーオートメーションにおいて用いられるフィールドネットワークであって、工場内に設置された複数の機器間で通信するために用いられる。産業用ネットワークは、一例として、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、又はＰＲＯＦＩＮＥＴ（登録商標）等を含み得る。

入力部６は、センサ９の検知結果を受け付ける。具体的には、例えば入力部６は、ケーブル等を介してセンサ９から送信される２値信号を受信することにより、センサ９の検知結果を受け付ける。本実施形態では、第１モータ制御装置１１には、第１センサ９１、第２センサ９２、及び第３センサ９３が接続されている。したがって、第１モータ制御装置１１の入力部６には、第１センサ９１の検知結果、第２センサ９２の検知結果、及び第３センサ９３の検知結果が入力される。また、本実施形態では、第２モータ制御装置１２には、第４センサ９４及び第５センサ９５が接続されている。したがって、第２モータ制御装置１２の入力部６には、第４センサ９４の検知結果、及び第５センサ９５の検知結果が入力される。

センサ９は、モータ７により駆動される負荷の置かれる環境の状態を検知する。センサ９は、一例として、不安全領域への人の進入を検知するライトカーテン、又は不安全領域における人の存在を検知するレーザスキャナ若しくはマットスイッチ等の安全機器を含み得る。また、センサ９は、一例として、人の自主的な判断により操作される緊急停止スイッチ、又は安全領域と不安全領域とを隔てる扉等が開かれたことを検知するインターロックスイッチ等の安全機器を含み得る。つまり、センサ９は、環境の状態が不安全状態であることを示唆する事象（以下、「不安全事象」という）が発生しているか否かを検知する。本実施形態では、第１センサ９１～第５センサ９５は、それぞれ上述のいずれかの安全機器により構成されている。

本開示でいう「安全領域」は、例えば産業機械等の負荷の稼働中において、負荷が人等に対して及ぼし得る許容できないリスクが発生しない領域である。不安全領域は、例えば産業機械等の負荷の稼働中において、負荷が人等に対して及ぼし得る許容できないリスクが発生し得る領域である。例えば、工場において扉等により隔てられた２つの領域のうち、一方の産業機械が存在する領域が不安全領域に相当し、他方の産業機械が存在しない領域が安全領域に相当する。

制御部２は、モータ７の有するコイルに供給する電流を制御することにより、モータ７を制御する。具体的には、例えば制御部２は、三相インバータの有する複数のスイッチング素子をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、三相インバータからモータ７の有するコイルに供給する交流電流を制御し、モータ７を制御する。また、制御部２は、上位システムから与えられる制御指令と、位置検出器８で検出されたモータ７の動作に関するパラメータと、に基づいてモータ７を制御する。例えば、制御部２は、位置検出器８で検出されるモータ７の軸の回転速度が、制御指令により指示された回転速度に一致するようにモータ７を制御する。本実施形態では、第１モータ制御装置１１の制御部２が第１モータ７１を制御し、第２モータ制御装置１２の制御部２が第２モータ７２を制御する。なお、本実施形態では、上位システムとモータ制御装置１との通信に用いるネットワークは、通信部５を介したネットワークと異なっている。

処理部３は、例えば、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、処理部３としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。処理部３は、所定のプログラムをプロセッサにて実行することにより、判定部３１としての機能と、モータ判定部３２としての機能と、を実現する。

判定部３１は、入力部６に入力されたセンサ９の検知結果に基づいて、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定する。例えば、センサ９がライトカーテンである場合、入力部６がセンサ９から不安全領域への人の進入を検知した旨の検知結果を受け付けると、判定部３１は、環境が不安全状態にある、と判定する。また、例えば、センサ９が緊急停止スイッチである場合、入力部６がセンサ９から緊急停止スイッチが操作された旨の検知結果を受け付けると、判定部３１は、環境が不安全状態にある、と判定する。つまり、判定部３１は、入力部６に入力された複数のセンサ９のうちの１以上のセンサ９の検知結果が、環境の状態が不安全状態であることを示唆する結果である場合に、環境の状態が不安全状態である、と判定する。

モータ判定部３２は、取得部４で取得したパラメータに基づいて、モータ７の動作が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、パラメータがモータ７の軸の回転速度である場合、モータ判定部３２は、取得部４で取得した回転速度が所定の範囲内に収まっていればモータ７の動作が正常であると判定し、回転速度が所定の範囲を逸脱していればモータ７の動作が異常であると判定する。つまり、モータ判定部３２は、取得部４で取得したパラメータが、モータ７の動作が正常である場合に取り得る範囲に収まっているか否かに基づいて、モータ７の動作が正常であるか異常であるかを判定する。

本実施形態では、制御部２は、判定部３１の判定結果に基づいてモータ７を制御する機能も有する。具体的には、制御部２は、判定部３１にて不安全状態と判定されると、モータ７の動作を停止又は制限する。ここでいう「モータの動作を制限する」とは、例えばモータ７の軸の回転速度を減速させることを含み得る。このようにして、本実施形態では、判定部３１にて不安全状態と判定されると、モータ７の動作を停止又は制限することにより、環境の状態を不安全状態から安全状態へと移行させる。

また、本実施形態では、制御部２は、モータ判定部３２の判定結果に基づいてモータ７を制御する機能も有する。具体的には、制御部２は、モータ判定部３２にてモータ７に異常があると判定されると、モータ７の動作を停止又は制限する。ここで、判定部３１にて安全状態であると判定されている場合でも、モータ７に異常が発生している場合、モータ７が想定外の動作をすることで環境に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、このような場合、環境の状態は不安全状態であると言える。そこで、本実施形態では、モータ判定部３２にてモータ７の異常があると判定されると、モータ７の動作を停止又は制限することにより、環境の状態を不安全状態から安全状態へと移行させる。

（３）動作
以下、本実施形態のモータ制御装置１及びモータ制御システム１００の動作について第１動作例～第３動作例を挙げて説明する。

（３．１）第１動作例
第１動作例における第１モータ制御装置１１及び第２モータ制御装置１２の動作の流れを図２に示す。第１動作例では、第１モータ制御装置１１に接続されている複数のセンサ９のうちのいずれか１つのセンサ９（ここでは、第１センサ９１）にて、不安全事象の発生を検知した、と仮定する。

まず、第１センサ９１から第１モータ制御装置１１に検知結果が出力されると、第１モータ制御装置１１の入力部６は、第１センサ９１からの検知結果の入力を受け付ける（Ｓ１）。すると、第１モータ制御装置１１の判定部３１は、第１センサ９１からの検知結果に基づいて、環境の状態が不安全状態にある、と判定する（Ｓ２）。判定部３１の判定結果を受けて、第１モータ制御装置１１の制御部２は、第１モータ７１の動作を停止又は制限する（Ｓ３）。また、第１モータ制御装置１１の処理部３は、判定部３１の判定結果を含む判定情報を、通信部５から第２モータ制御装置１２の通信部５へ送信する（Ｓ４）。

第２モータ制御装置１２の通信部５は、第１モータ制御装置１１から送信された判定情報を受信することで、第１モータ制御装置１１の判定部３１の判定結果を取得する（Ｓ５）。すると、第２モータ制御装置１２の判定部３１は、この判定結果に基づいて、環境の状態が不安全状態にある、と判定する（Ｓ６）。そして、判定部３１の判定結果を受けて、第２モータ制御装置１２の制御部２は、第２モータ７２の動作を停止又は制限する（Ｓ７）。つまり、本実施形態では、判定部３１は、他のモータ制御装置１（ここでは、第１モータ制御装置１１）の判定部３１の判定結果に基づいて、モータ７の動作を停止又は制限する機能を有している。

上述のように、第１動作例では、第１モータ制御装置１１の処理部３は、判定部３１の判定結果を含む判定情報を、通信部５から第２モータ制御装置１２の通信部５へ送信する。言い換えれば、通信部５は、判定部３１にて不安全状態と判定されると、判定結果を他のモータ制御装置１（ここでは、第２モータ制御装置１２）にセーフティコントローラＳＣ１を介さずに送信する。

（３．２）第２動作例
第２動作例における第１モータ制御装置１１及び第２モータ制御装置１２の動作の流れを図３に示す。第２動作例では、第１モータ制御装置１１の制御対象である第１モータ７１に何らかの異常が発生した、と仮定する。

まず、第１モータ制御装置１１のモータ判定部３２は、取得部４で取得したパラメータに基づいて、第１モータ７１に異常がある、と判定する（Ｓ８）。モータ判定部３２の判定結果を受けて、第１モータ制御装置１１の制御部２は、第１モータ７１の動作を停止又は制限する（Ｓ９）。また、第１モータ制御装置１１の処理部３は、モータ判定部３２の判定結果を含む判定情報を、通信部５から第２モータ制御装置１２の通信部５へ送信する（Ｓ１０）。

第２モータ制御装置１２の通信部５は、第１モータ制御装置１１から送信された判定情報を受信することで、第１モータ制御装置１１のモータ判定部３２の判定結果を取得する（Ｓ１１）。すると、第２モータ制御装置１２の判定部３１は、この判定結果に基づいて、環境の状態が不安全状態にある、と判定する（Ｓ１２）。そして、判定部３１の判定結果を受けて、第２モータ制御装置１２の制御部２は、第２モータ７２の動作を停止又は制限する（Ｓ１３）。つまり、本実施形態では、モータ判定部３２は、他のモータ制御装置１（ここでは、第１モータ制御装置１１）のモータ判定部３２の判定結果に基づいて、モータ７の動作を停止又は制限する機能を有している。

上述のように、第２動作例では、第１モータ制御装置１１の処理部３は、モータ判定部３２の判定結果を含む判定情報を、通信部５から第２モータ制御装置１２の通信部５へ送信する。言い換えれば、通信部５は、モータ判定部３２にてモータ７が異常であると判定されると、判定結果を他のモータ制御装置１（ここでは、第２モータ制御装置１２）にセーフティコントローラＳＣ１を介さずに送信する。

（３．３）第３動作例
第３動作例における第１モータ制御装置１１及び第２モータ制御装置１２の動作の流れを図４に示す。第３動作例では、第２モータ制御装置１２の制御対象である第２モータ７２に何らかの異常が発生した、と仮定する。その後、第１モータ制御装置１１に接続されている複数のセンサ９のうちのいずれか１つのセンサ９（ここでは、第１センサ９１）にて、不安全事象の発生を検知した、と仮定する。なお、第２モータ７２に異常が発生しただけでは、第１モータ７１により駆動される負荷の置かれる環境に影響を及ぼさない、と仮定する。

まず、第２モータ制御装置１２のモータ判定部３２は、取得部４で取得したパラメータに基づいて、第２モータ７２に異常がある、と判定する（Ｓ１４）。モータ判定部３２の判定結果を受けて、第２モータ制御装置１２の制御部２は、第２モータ７２の動作を停止又は制限する（Ｓ１５）。また、第２モータ制御装置１２の処理部３は、モータ判定部３２の判定結果を含む判定情報を、通信部５から第１モータ制御装置１１の通信部５へ送信する（Ｓ１６）。

第１モータ制御装置１１の通信部５は、第２モータ制御装置１２から送信された判定情報を受信することで、第２モータ制御装置１２のモータ判定部３２の判定結果を取得する（Ｓ１７）。すると、第１モータ制御装置１１の判定部３１は、この判定結果に基づいて、環境の状態が依然として安全状態にある、と判定する（Ｓ１８）。つまり、第２モータ７２に異常が発生した時点では、第２モータ制御装置１２では不安全状態にあると判定されるが、第１モータ制御装置１１では不安全状態にあるとは判定されない。

その後、第１センサ９１から第１モータ制御装置１１に対して、不安全事象の発生を示す検知結果が出力されると、第１モータ制御装置１１の入力部６は、第１センサ９１からの検知結果の入力を受け付ける（Ｓ１９）。すると、第１モータ制御装置１１の判定部３１は、第１センサ９１からの検知結果に基づいて、環境の状態が不安全状態にある、と判定する（Ｓ２０）。判定部３１の判定結果を受けて、第１モータ制御装置１１の制御部２は、第１モータ７１の動作を停止又は制限する（Ｓ２１）。図４に示す例では、第１モータ制御装置１１の処理部３は、判定部３１の判定結果を含む判定情報を、通信部５から第２モータ制御装置１２の通信部５へ送信していないが、送信してもよい。

上述のように、第３動作例では、第１モータ制御装置１１の判定部３１は、第２モータ７２の異常の発生のみでは不安全状態にあるとは判定せず、いずれかのセンサ９にて不安全事象の発生が検知されると、初めて不安全状態にある、と判定する。つまり、本実施形態では、モータ制御装置１の判定部３１は、他のモータ制御装置１の判定部３１の判定結果及び／又はモータ判定部３２の判定結果も参照して、環境の状態が安全状態にあるか不安全状態にあるかを判定することも可能である。

以下、本実施形態のモータ制御装置１の利点について、比較例のモータ制御システム２００との比較を交えて説明する。比較例のモータ制御システム２００は、図５に示すように、第１モータ制御装置２０１と、第２モータ制御装置２０２と、を備えている。比較例の第１モータ制御装置２０１及び第２モータ制御装置２０２は、いずれも判定部３１及び通信部５を備えていない点で、本実施形態のモータ制御装置１と相違する。また、比較例の第１モータ制御装置２０１及び第２モータ制御装置２０２は、いずれもセーフティコントローラＳＣ１に接続されている点で、本実施形態のモータ制御装置１と相違する。さらに、比較例のモータ制御システム２００では、複数のセンサ９は、セーフティコントローラＳＣ１に接続されている。

セーフティコントローラＳＣ１は、複数のセンサ９のうちのいずれか１つのセンサ９にて不安全事象の発生が検知されると、環境の状態が不安全状態であると判定し、各モータ制御装置２０１，２０２に対して要求情報を送信する機能を有している。要求情報は、モータ７の動作の停止又は制限を要求する指令を含んでいる。また、セーフティコントローラＳＣ１は、いずれかのモータ制御装置２０１，２０２から判定情報を取得すると、環境の状態が不安全状態であると判定し、他のモータ制御装置２０１，２０２に対して要求情報を送信する機能を有している。

比較例のモータ制御システム２００の動作の流れを図６に示す。比較例の動作例においては、第１モータ制御装置２０１の制御対象である第１モータ７１に何らかの異常が発生した、と仮定する。

まず、第１モータ制御装置２０１は、取得部で取得したパラメータに基づいて、第１モータ７１に異常がある、と判定する（Ｓ１０１）。この判定結果を受けて、第１モータ制御装置２０１は、第１モータ７１の動作を停止又は制限する（Ｓ１０２）。また、第１モータ制御装置２０１は、上記の判定結果を含む判定情報をセーフティコントローラＳＣ１へ送信する（Ｓ１０３）。

セーフティコントローラＳＣ１は、第１モータ制御装置２０１から送信された判定情報を受信することで、第１モータ制御装置２０１の判定結果を取得する（Ｓ１０４）。すると、セーフティコントローラＳＣ１は、この判定結果に基づいて、環境の状態が不安全状態にある、と判定する（Ｓ１０５）。そして、セーフティコントローラＳＣ１は、要求情報を第２モータ制御装置２０２へ送信する（Ｓ１０６）。

第２モータ制御装置１２は、セーフティコントローラＳＣ１から要求情報を取得すると（Ｓ１０７）、第２モータ７２の動作を停止又は制限する（Ｓ１０８）。

比較例のモータ制御システム２００では、例えば第１モータ制御装置２０１の制御対象である第１モータ７１の異常が発生した場合、環境の状態が不安全状態に移行したことが、セーフティコントローラＳＣ１を介して第２モータ制御装置２０２に通知される。このため、第２モータ制御装置２０２においては、第１モータ７１の異常が発生した時点から自身の制御対象である第２モータ７２の動作を停止又は制限するまでに遅延が生じ得る。

これに対して、本実施形態のモータ制御装置１は、通信部５を備えている。このため、本実施形態では、第２動作例で述べたように、例えば第１モータ制御装置１１のモータ判定部３２にて第１モータ７１が異常であると判定されると、判定結果が第２モータ制御装置１２にセーフティコントローラＳＣ１を介さずに送信される。したがって、第２モータ制御装置１２においては、第１モータ７１の異常が発生した時点から自身の制御対象である第２モータ７２の動作を停止又は制限するまでに遅延が生じにくい。つまり、本実施形態では、セーフティコントローラＳＣ１を介して他のモータ制御装置１に判定結果を送信する場合と比較して、他のモータ制御装置１にて判定結果に基づいて不安全状態に対する措置を速やかに講じることができる、という利点がある。

また、上述のように、比較例のモータ制御システム２００では、いずれかのセンサ９にて不安全事象の発生を検知した場合、セーフティコントローラＳＣ１を介して各モータ制御装置２０１，２０２へ要求情報が送信される。このため、比較例のモータ制御システム２００では、いずれかのセンサ９にて不安全事象の発生を検知してから、各モータ制御装置２０１，２０２でモータ７の動作を停止又は制限するまでに遅延が生じ得る。

これに対して、本実施形態のモータ制御装置１は、判定部３１を備えている。このため、本実施形態では、第１動作例で述べたように、例えば第１センサ９１にて不安全事象の発生を検知した場合、第１モータ制御装置１１の判定部３１は、環境の状態が不安全状態である、と判定することができる。したがって、本実施形態では、第１モータ制御装置１１は、比較例のモータ制御システム２００のようにセーフティコントローラＳＣ１からの要求情報を待ち受けることなく、自身の制御対象である第１モータ７１の動作を停止又は制限することが可能である。つまり、本実施形態では、セーフティコントローラＳＣ１によりモータ制御装置１を管理する場合と比較して、不安全状態に対する措置を速やかに講じやすい、という利点がある。

また、比較例のモータ制御システム２００では、モータ制御システム２００に属するモータ制御装置の数が多くなればなる程、これらを管理するための回路等が増大することから、セーフティコントローラＳＣ１が大型化しやすい。その結果、比較例のモータ制御システム２００では、システム全体の大型化を招きやすく、また、コストの増大化も招きやすい。一方、本実施形態では、モータ制御装置１ごとに判定部３１及び通信部５を備えている、つまりセーフティコントローラＳＣ１に相当する機能が内蔵されている。このため、本実施形態では、モータ制御システム１００に属するモータ制御装置１の数が多くなっても、モータ制御装置１ごとに備えるセーフティコントローラＳＣ１に相当する機能が大型化することはない。その結果、本実施形態では、比較例のモータ制御システム２００と比較して、システム全体の小型化を図りやすく、また、コストの低減を図りやすい、という利点がある。

また、本実施形態では、モータ制御装置１ごとに通信部５を備えているので、各モータ制御装置１で通信部５を介して情報の共有化を図ることが可能である。このため、センサ９をいずれかのモータ制御装置１に接続すれば、センサ９の検知結果を各モータ制御装置１で共有することができる。このため、本実施形態では、比較例のモータ制御システム２００のようにセーフティコントローラＳＣ１の近傍にセンサ９を配置しなくてもよく、センサ９の配置の自由度が向上する、という利点がある。

さらに、本実施形態では、上述のように各モータ制御装置１で通信部５を介して情報の共有化を図ることが可能であるので、以下のような利点もある。すなわち、モータ制御装置１にて判定部３１がそもそも機能しない、又は接続されているセンサ９の異常により環境の状態を判定できない場合、他のモータ制御装置１での判定結果を利用して自身の制御対象であるモータ７の動作を停止又は制限することができる。つまり、本実施形態では、モータ制御システム１００に冗長性を持たせることが可能である。

（４）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つにすぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示におけるモータ制御装置１は、例えば処理部３にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における処理部３としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、処理部３における複数の機能が、１つの筐体に集約されていることは処理部３に必須の構成ではない。処理部３の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、処理部３の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ装置及びクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。反対に、上述の実施形態のように、処理部３の全ての機能が、１つの筐体に集約されていてもよい。

上述の実施形態では、通信部５は、有線通信モジュールにより他のモータ制御装置１と有線で通信する態様であるが、これに限らず、無線通信モジュールにより他のモータ制御装置１と無線で通信する態様であってもよい。

上述の実施形態では、上位システムとモータ制御装置１との通信に用いるネットワークは、通信部５を介したネットワークと異なっているが、これに限らない。例えば、上位システムとモータ制御装置１との通信は、通信部５を介したネットワークを用いて行ってもよい。

上述の実施形態では、通信部５は、他のモータ制御装置１の通信部５とＬＡＮケーブルを介して接続されているが、これに限らない。例えば、通信部５は、他のモータ制御装置１の通信部５とＩ／Ｏ線を介して接続されてもよい。ここでいう「Ｉ／Ｏ線」は、例えばＬＡＮケーブルのように通信プロトコルに準拠した通信を行うための通信線ではなく、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかをハイレベル又はローレベルの２値信号で伝達するための通信線である。

（まとめ）
以上述べたように、第１の態様に係るモータ制御装置（１）は、制御部（２）と、入力部（６）と、判定部（３１）と、を備える。制御部（２）は、モータ（７）を制御する。入力部（６）は、モータ（７）により駆動される負荷の置かれる環境の状態を検知するセンサ（９）の検知結果を受け付ける。判定部（３１）は、入力部（６）に入力されたセンサ（９）の検知結果に基づいて、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定する。

この態様によれば、セーフティコントローラ（ＳＣ１）によりモータ制御装置（１）を管理する場合と比較して、不安全状態に対する措置を速やかに講じやすい、という利点がある。

第２の態様に係るモータ制御装置（１）は、第１の態様において、通信部（５）を更に備える。通信部（５）は、判定部（３１）にて不安全状態と判定されると、判定結果を他のモータ制御装置（１）にセーフティコントローラ（ＳＣ１）を介さずに送信する。

この態様によれば、セーフティコントローラ（ＳＣ１）を介して他のモータ制御装置（１）に判定結果を送信する場合と比較して、他のモータ制御装置（１）にて判定結果に基づいて不安全状態に対する措置を速やかに講じることができる、という利点がある。

第３の態様に係るモータ制御装置（１）では、第１又は第２の態様において、制御部（２）は、判定部（３１）にて不安全状態と判定されると、モータ（７）の動作を停止又は制限する。

この態様によれば、モータ制御装置（１）の制御対象である負荷の動作を停止又は制限することができ、機能安全を確保することができる、という利点がある。

第４の態様に係るモータ制御装置（１）では、第１～第３のいずれかの態様において、制御部（２）は、他のモータ制御装置（１）の判定部（３１）の判定結果に基づいて、モータ（７）の動作を停止又は制限する機能を有する。

この態様によれば、何らかの異常により判定部（３１）にて安全状態であるか不安全状態であるかを判定できない場合でも、他のモータ制御装置（１）からの判定結果を参照して不安全状態に対する措置を講じることができる、という利点がある。

第５の態様に係るモータ制御装置（１）は、第１～第４のいずれかの態様において、取得部（４）と、モータ判定部（３２）と、を更に備える。取得部（４）は、モータ（７）の動作に関するパラメータを取得する。モータ判定部（３２）は、取得部（４）で取得したパラメータに基づいて、モータ（７）の動作が正常であるか異常であるかを判定する。

この態様によれば、モータ（７）の動作状態を更に加えることで、環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかをより精度良く判定することができる、という利点がある。

第６の態様に係るモータ制御システム（１００）は、第１～第５のいずれかの態様のモータ制御装置（１）を複数備える。複数のモータ制御装置（１）のうちの少なくとも１以上のモータ制御装置（１）に、センサ（９）が接続されている。

第２～第５の態様に係る構成については、モータ制御装置（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

ところで、上述の実施形態のモータ制御装置１は、判定部３１を有しているが、判定部３１を有していない態様であってもよい。以下、上述の実施形態の変形例として、判定部３１を有していないモータ制御装置１Ａを複数（ここでは、第１モータ制御装置１１Ａ及び第２モータ制御装置１２Ａ）備えたモータ制御システム１００Ａについて、図７及び図８を用いて説明する。

本変形例のモータ制御システム１００Ａは、図７に示すように、セーフティコントローラＳＣ１を備えている点で、上述の実施形態のモータ制御システム１００と相違する。また、本変形例のモータ制御システム１００Ａでは、複数のセンサ９は、いずれもセーフティコントローラＳＣ１に接続されている。つまり、本変形例では、各モータ制御装置１Ａは、入力部６を有していない点で、上述の実施形態のモータ制御装置１と相違する。また、本変形例のモータ制御装置１Ａは、既に述べたように判定部３１を有していない点で、上述の実施形態のモータ制御装置１と相違する。さらに、本変形例のモータ制御装置１Ａは、通信部５を介してセーフティコントローラＳＣ１と通信可能である点で、上述の実施形態のモータ制御装置１と相違する。

本変形例のモータ制御システム１００Ａの動作の流れを図８に示す。この動作例においては、第１モータ制御装置１１Ａの制御対象である第１モータ７１に何らかの異常が発生した、と仮定する。

まず、第１モータ制御装置１１Ａのモータ判定部３２は、取得部４で取得したパラメータに基づいて、第１モータ７１に異常がある、と判定する（Ｓ２２）。この判定結果を受けて、第１モータ制御装置１１Ａは、第１モータ７１の動作を停止又は制限する（Ｓ２３）。また、第１モータ制御装置２０１は、上記の判定結果を含む判定情報を、通信部５を介してセーフティコントローラＳＣ１ではなく第２モータ制御装置１２Ａの通信部５へ送信する（Ｓ２４）。

第２モータ制御装置１２Ａの通信部５は、第１モータ制御装置１１Ａから送信された判定情報を受信することで、第１モータ制御装置１１Ａのモータ判定部３２の判定結果を取得する（Ｓ２５）。この判定結果を受けて、第２モータ制御装置１２Ａの制御部２は、第２モータ７２の動作を停止又は制限する（Ｓ２６）。つまり、本変形例では、モータ制御装置１Ａは、他のモータ制御装置１Ａにてモータ７の異常が発生した場合、セーフティコントローラＳＣ１からの要求情報ではなく、他のモータ制御装置１Ａからの判定結果を取得する。したがって、モータ制御装置１Ａにおいては、他のモータ制御装置１Ａの制御対象であるモータ７の異常が発生した時点から自身の制御対象であるモータ７の動作を停止又は制限するまでに遅延が生じにくい。

上述のように、モータ制御装置（１Ａ）は、制御部（２）と、取得部（４）と、モータ判定部（３２）と、通信部（５）と、を備える。制御部（２）は、モータ（７）を制御する。取得部（４）は、モータ（７）の動作に関するパラメータを取得する。モータ判定部（３２）は、取得部（４）で取得したパラメータに基づいて、モータ（７）の動作が正常であるか異常であるかを判定する。通信部（５）は、モータ判定部（３２）にてモータ（７）の動作が異常であると判定されると、判定結果を他のモータ制御装置（１）にセーフティコントローラ（ＳＣ１）を介さずに送信する。

１モータ制御装置
２制御部
３１判定部
３２モータ判定部
４取得部
５通信部
６入力部
７モータ
９センサ
１００モータ制御システム
ＳＣ１セーフティコントローラ

Claims

モータを制御する制御部と、
前記モータにより駆動される負荷の置かれる環境の状態を検知するセンサの検知結果を受け付ける入力部と、
前記入力部に入力された前記センサの検知結果に基づいて、前記環境の状態が安全状態であるか不安全状態であるかを判定する判定部と、を備える、
モータ制御装置。
前記判定部にて前記不安全状態と判定されると、判定結果を他のモータ制御装置にセーフティコントローラを介さずに送信する通信部を更に備える、
請求項１記載のモータ制御装置。
前記制御部は、前記判定部にて前記不安全状態と判定されると、前記モータの動作を停止又は制限する、
請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
前記制御部は、他のモータ制御装置の前記判定部の判定結果に基づいて、前記モータの動作を停止又は制限する機能を有する、
請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
前記モータの動作に関するパラメータを取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記パラメータに基づいて、前記モータの動作が正常であるか異常であるかを判定するモータ判定部と、を更に備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ制御装置を複数備え、
前記複数のモータ制御装置のうちの少なくとも１以上のモータ制御装置に、前記センサが接続されている、
モータ制御システム。