JP4101608B2

JP4101608B2 - Servo control system

Info

Publication number: JP4101608B2
Application number: JP2002302640A
Authority: JP
Inventors: 公博水野; 信彦中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP2004140919A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータの位置決め処理において電圧が低下しても、処理を中断することなく位置決め制御を成すサーボ制御システムの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーボ制御システムを特開平９−２４７９９０号公報によって説明する。該公報によれば、交流電源に停電が発生すると、サーボモータを減速して運転し、該交流電源が停電検出前の電圧に復帰すると、上記減速を停止することにより負荷イナーシャが大きいシステムでも瞬停中に過電圧等が動作することなく、運転を継続できるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、速度指令を生成する上位コントローラと、該速度指令に基づいてサーボモータを駆動制御するサーボコントローラとから成るサーボ制御システムにおいて、瞬時停電を検出して停電検出信号を上位コントローラに送信して、停電に対応した速度指令を生成してサーボコントローラに送信すると、速度指令の生成時間、サーボコントローラへの送信時間によって、停電の際に迅速な速度指令をサーボコントローラ、サーボモータに与えることが困難である。
しかも、停電の際に、サーボコントローラからの第１の速度指令によりサーボモータを速度制御して停電の復帰の際に上位コントローラからの第２の速度指令によってサーボモータを駆動制御すると、第１の速度指令から第２の速度指令への切換えによりサーボモータが振動などを発生するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、停電の際に迅速で適切な速度指令をモータに与えることができるサーボ制御システムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーボ制御システムは、主電源を入力すると共に、該主電源に基づいてモータを駆動制御するサーボコントローラと、該サーボコントローラを介して前記モータの速度指令を送信する上位コントローラと、前記主電源の電圧が予め定められた値以下に低下したことを検出することにより第１の電圧検知信号を発生すると共に、該第１の電圧検知信号を発生してから前記主電源の電圧が復帰したことを検出することにより第２の電圧検知信号を発生する電圧検出手段とを備え、前記上位コントローラには、前記第１の電圧検知信号に基づいて前記サーボコントローラに基準減速指令を発生する減速指令手段と、前記第２の電圧検知信号に基づいて前記モータに加速指令を発生する加速指令手段とを備えており、前記サーボコントローラには、前記モータが動作している時に、前記第１の電圧検知信号に基づいて前記モータの速度を一定又は減速させる停電用速度指令を発生する停電時速度指令手段と、前記停電用速度指令と前記基準減速指令とを比較し、前記停電用減速指令が大きい場合には、前記モータに前記加速指令を与える比較指令手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、瞬停が発生しても、停電に対応した停電用速度指令によりモータを駆動し、停電が復帰しても、比較指令手段が減速指令と上位コントローラからの基準減速指令とを比較し、停電用速度指令が大きい場合には、モータに上位コントローラからの加速指令により円滑にモータを駆動できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１によって説明する。図１はサーボ制御システムの全体構成図である。
図１において、サーボ制御システム１は、速度指令などを生成してサーボコントローラ１０に送信すると共に、サーボコントローラ１０からのサーボ状態信号を受信する上位コントローラ５０と、交流電源となる主電源３が入力されると共に、上位コントローラ５０からの速度指令によってサーボモータ３０を駆動するサーボコントローラ１０と、サーボコントローラ１０の出力に接続されたサーボモータ３０と、停電時などにサーボコントローラ１０、上位コントローラ５０の制御用電源をバックアップする非常電源５とを備えている。
【０００７】
サーボコントローラ１０には、主電源３の交流電源を直流電源に変換するコンバータ１１と、該直流電源の脈動分を平滑させるコンデンサ１３と、該直流電源を可変周波数、可変電圧の交流電源に変換するインバータ１５と、主電源３の停電を、電源電圧が予め定められた値以下になったことを検出して第１の電圧検知信号としての停電検知信号を発生すると共に、電源電圧が予め定めた値以下から値以上になったことを検出することにより第２の電圧検知信号としての停電復帰信号を発生する電圧検出器(電圧検出手段)１７と、電圧検出器１７からの停電検知信号に基づいてインバータ１５に減速指令Ｖβを発生する停電時速度指令手段としての停電時制御部１９と、上位コントローラ５０からの基準減速指令Ｖｆと減速指令Ｖβとを比較して、減速指令Ｖβが大きい場合には、加速指令Ｖαを発生する比較指令手段としての比較指令器２１とを備えている。
【０００８】
上記のように構成されたサーボ制御システムの動作を図１乃至図３によって説明する。図２は、瞬停が発生した場合のサーボ制御システムのタイムチャート、図３は瞬停が発生した場合のサーボ制御システムのフローチャートである。
いま、サーボモータ３０が加速中において、時間ｔ１で、主電源３の電圧が予め定められた値以下に低下することにより電圧検出器１７は電圧が低下したことを検出すると、すなわち、停電を検出すると(ステップＳ１０１)、停電検知信号を発生することにより停電モード信号をオフからオンにして停電時制御部１９に入力すると共に、上位コントローラ５０に送信し、比較指令器２１にも入力する(ステップＳ１０１)。比較指令器２１は、出力をオフとすることにより上位コントローラ５０から送られた速度指令を切り離す(ステップＳ１０３)。停電時制御部１９は、減速指令Ｖβとしてインバータ１５に入力してサーボモータ３０を加速から減速運転に切換える。これにより停電時制御部１９のみからの減速指令Ｖβに基づいてインバータ１５を介してサーボモータ３０を駆動制御する(ステップＳ１０５)。同時に、電圧検出器１７からの停電モード信号をオンとして上位コントローラ５０に送信する(ステップＳ１０７)。
【０００９】
時間ｔ２で、上位コントローラ５０はオンした停電モード信号を受信して停電モードを認識すると共に、基準減速指令Ｖｆを生成してサーボコントローラ１０に送信する(ステップＳ１０９)。時間ｔ３で、電圧検出器１７は主電源３の停電が復帰しことを検出して停電復帰信号を発生し(ステップＳ１１１)、比較指令器２１は、上位コントローラ５０からの基準減速指令Ｖｆと停電時制御部１９の減速指令Ｖβとを比較して減速指令Ｖβが大きいか否かを判断する(ステップＳ１１３)。
【００１０】
時間ｔ４で、電圧検出器１７は停電モード信号をオンからオフとして上位コントローラ５０に送信し(ステップＳ１１５)、上位コントローラ５０は、オフの停電モード信号を受けることにより加速度指令Ｖαを生成してサーボコントローラ１０に送信し(ステップＳ１１７)、時間ｔ５で、比較指令器２１は加速指令Ｖαに基づいてインバータ１５を介してサーボモータ３０を駆動する(ステップＳ１１９)。
以上の説明したサーボ制御システム１によれば、停電時制御部１９は電圧検出器１７からの停電検知信号に基づいてインバータ１５に減速指令Ｖβを発生、上位コントローラ５０は、停電検知信号に基づいてサーボコントローラ１０に基準減速指令Ｖｆを発生し、停電復帰信号に基づいてサーボモータ３０に加速指令Ｖαを発生し、比較指令器２１は減速指令Ｖβと基準減速指令Ｖｆとを比較し、減速指令Ｖβが大きい場合には、加速指令Ｖαをサーボモータ３０に与えるので、瞬停が発生しても、停電に対応した速度指令によりサーボモータ３０を駆動すると共に、停電が復帰しても円滑にサーボモータ３０を駆動できる。
なお、上記の説明では、停電時制御部１９から発生する速度指令を減速指令Ｖβとしたが、一定速指令でも良い。
【００１１】
実施の形態２．
本発明による他の実施の形態を図４によって説明する。図４は他の実施の形態によるサーボ制御システムの全体構成図である。図４中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
図４において、サーボ制御システム１００は、上位コントローラ１５０がサーボモータ３０を減速させるための基準位置指令Ｓｆと、サーボモータ３０を加速させる加速用位置指令Ｓｖをサーボコントローラ１１０に送信し、サーボコントローラ１５０では、基準位置指令Ｓｆ、加速用位置指令Ｓｖを微分して基準減速指令、加速指令を生成する速度生成手段としての微分器１１１を有している。
【００１２】
上記のように構成されたサーボ制御システム１００の動作を実施の形態１の相違点を中心に図５のフローチャートを主にして説明する。上位コントローラ１５０では、基準減速指令Ｖｆの代りに、基準位置指令Ｓｆを生成してサーボコントローラ１１０に送信し(ステップＳ２０９)、サーボコントローラ１１０にて微分器１１１が基準減速指令Ｖｆを発生して実施の形態１と同様の動作を成し、電圧検出器１７が停電復帰信号の発生すると(ステップＳ１１１)、比較指令器２１は、基準減速指令Ｖｆと減速指令Ｖβとを比較して減速指令Ｖβが大きいと(ステップＳ１１３)、停電モード信号をオンからオフにして上位コントローラ５０に送信する(ステップＳ１１５)。上位コントローラ１５０はオフとなった停電モード信号を受けることにより加速位置指令Ｓαを生成してサーボコントローラ１０に送信し(ステップＳ１１７)、サーボコントローラ１１０にて微分器１１１が加速指令Ｖαを発生して実施の形態１と同様の動作するものである。
なお、上記の説明では、上位コントローラ１５０から発生する基準位置指令Ｓｆを、サーボモータ３０を減速するための原信号としたが、サーボモータ３０を一定速で走行するための指令でも良い。
【００１３】
以上の説明のように上位コントローラ１５０から停電に対応した位置指令に基づいてサーボモータ３０を駆動し、停電が復帰しても円滑にサーボモータ３０を駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるサーボ制御システムの全体構成図である。
【図２】図１に示すサーボ制御システムの瞬停が発生した場合のタイムチャートである。
【図３】図１に示すサーボ制御システムの瞬停が発生した場合のフローチャートである。
【図４】他の実施の形態によるサーボ制御システムの全体構成図である。
【図５】図４に示すサーボ制御システムの瞬停が発生した場合のフローチャートである。
【符号の説明】
１，１００サーボ制御システム、３主電源、１０，１１０サーボコントローラ、１７電圧検出器、２１比較指令器、３０サーボモータ、５０，１５０上位コントローラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a servo control system that performs positioning control without interrupting processing even when a voltage drops in servo motor positioning processing.
[0002]
[Prior art]
A conventional servo control system will be described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-247990. According to this publication, when a power failure occurs in the AC power source, the servo motor is decelerated and operated. When the AC power source returns to the voltage before the power failure is detected, the deceleration is stopped and even in a system with a large load inertia. The operation can be continued without overvoltage or the like during operation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a servo control system composed of a host controller that generates a speed command and a servo controller that drives and controls a servo motor based on the speed command, an instantaneous power failure is detected and a power failure detection signal is transmitted to the host controller. If a speed command corresponding to a power failure is generated and sent to the servo controller, it is difficult to give a speed command to the servo controller or servo motor in the event of a power failure due to the generation time of the speed command and the transmission time to the servo controller. is there.
In addition, when the servo motor is speed-controlled by the first speed command from the servo controller in the event of a power failure and the servo motor is driven and controlled by the second speed command from the host controller at the time of recovery from the power failure, the first There has been a problem that the servo motor generates vibration or the like by switching from the speed command to the second speed command.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a servo control system that can give a speed command to a motor quickly and appropriately in the event of a power failure.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The servo control system of the present invention includes a servo controller that inputs a main power supply and controls driving of a motor based on the main power supply, a host controller that transmits a speed command of the motor via the servo controller, and the main controller A first voltage detection signal is generated by detecting that the voltage of the power supply has fallen below a predetermined value, and the voltage of the main power supply is restored after the generation of the first voltage detection signal. And a voltage detection means for generating a second voltage detection signal by detecting this, and the host controller has a deceleration command for generating a reference deceleration command to the servo controller based on the first voltage detection signal. And an acceleration command means for generating an acceleration command for the motor based on the second voltage detection signal, and the servo controller Is a power failure speed command means for generating a power failure speed command for making the motor speed constant or decelerated based on the first voltage detection signal when the motor is operating; Comparing command means for comparing the reference deceleration command and giving the acceleration command to the motor when the deceleration command for power failure is large.
According to such a servo control system, even if a momentary power failure occurs, the motor is driven by the power failure speed command corresponding to the power failure, and even if the power failure is restored, the comparison command means sends the deceleration command and the reference deceleration from the host controller. When the speed command for power failure is large compared with the command, the motor can be smoothly driven by the acceleration command from the host controller.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a servo control system.
In FIG. 1, a servo control system 1 generates a speed command and transmits it to a servo controller 10 and receives a host controller 50 that receives a servo status signal from the servo controller 10 and a main power source 3 serving as an AC power source. At the same time, the servo controller 10 that drives the servo motor 30 according to the speed command from the host controller 50, the servo motor 30 connected to the output of the servo controller 10, and the control of the servo controller 10 and the host controller 50 at the time of a power failure, etc. And an emergency power source 5 for backing up the power source.
[0007]
The servo controller 10 includes a converter 11 that converts the AC power source of the main power source 3 into a DC power source, a capacitor 13 that smoothes the pulsation of the DC power source, and converts the DC power source into an AC power source of variable frequency and variable voltage. The power failure of the inverter 15 and the main power supply 3 is detected when the power supply voltage is lower than a predetermined value and a power failure detection signal is generated as a first voltage detection signal, and the power supply voltage is predetermined. Based on a power failure detection signal from the voltage detector 17 and a voltage detector 17 that generates a power failure recovery signal as a second voltage detection signal by detecting that the value has exceeded the value from below the value. The power failure control unit 19 as a power failure speed command means for generating a deceleration command Vβ to the inverter 15 is compared with the reference deceleration command Vf from the host controller 50 and the deceleration command Vβ. , When the deceleration command Vβ is large, and a comparator commander 21 as a comparison command means for generating an acceleration command V.alpha.
[0008]
The operation of the servo control system configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a time chart of the servo control system when an instantaneous power failure occurs, and FIG. 3 is a flowchart of the servo control system when an instantaneous power failure occurs.
Now, when the servo motor 30 is accelerating, the voltage detector 17 detects that the voltage has dropped due to the voltage of the main power supply 3 dropping below a predetermined value at time t1, that is, a power failure is detected. Then (Step S101), by generating a power failure detection signal, the power failure mode signal is turned from OFF to ON and input to the power failure control unit 19 and transmitted to the host controller 50 and also input to the comparison command device 21 (Step S101). S101). The comparison command device 21 disconnects the speed command sent from the host controller 50 by turning off the output (step S103). The power failure control unit 19 inputs the deceleration command Vβ to the inverter 15 and switches the servo motor 30 from acceleration to deceleration operation. Thus, the servomotor 30 is driven and controlled via the inverter 15 based on the deceleration command Vβ from the power failure control unit 19 only (step S105). At the same time, the power failure mode signal from the voltage detector 17 is turned on and transmitted to the host controller 50 (step S107).
[0009]
At time t2, the host controller 50 receives the power failure mode signal turned on and recognizes the power failure mode, and generates a reference deceleration command Vf and transmits it to the servo controller 10 (step S109). At time t3, the voltage detector 17 detects that the power failure of the main power source 3 has been restored and generates a power failure restoration signal (step S111), and the comparison commander 21 receives the reference deceleration command Vf from the host controller 50 and the power failure. It is determined whether or not the deceleration command Vβ is larger by comparing with the deceleration command Vβ of the hour control unit 19 (step S113).
[0010]
At time t4, the voltage detector 17 sends the power failure mode signal from on to off and sends it to the host controller 50 (step S115), and the host controller 50 receives the off power failure mode signal to generate an acceleration command Vα and servo. The data is transmitted to the controller 10 (step S117), and at time t5, the comparison command unit 21 drives the servo motor 30 via the inverter 15 based on the acceleration command Vα (step S119).
According to the servo control system 1 described above, the power failure control unit 19 generates a deceleration command Vβ to the inverter 15 based on the power failure detection signal from the voltage detector 17, and the host controller 50 is based on the power failure detection signal. A reference deceleration command Vf is generated in the servo controller 10 and an acceleration command Vα is generated in the servo motor 30 based on the power failure recovery signal. The comparison command unit 21 compares the deceleration command Vβ with the reference deceleration command Vf, and the deceleration command Vβ Is large, the acceleration command Vα is given to the servo motor 30. Even if a momentary power failure occurs, the servo motor 30 is driven by the speed command corresponding to the power failure, and the servo motor smoothly even if the power failure is restored. 30 can be driven.
In the above description, the speed command generated from the power failure control unit 19 is the deceleration command Vβ, but may be a constant speed command.
[0011]
Embodiment 2. FIG.
Another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an overall configuration diagram of a servo control system according to another embodiment. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.
In FIG. 4, the servo control system 100 transmits a reference position command Sf for the host controller 150 to decelerate the servo motor 30 and an acceleration position command Sv for accelerating the servo motor 30 to the servo controller 110. Then, it has a differentiator 111 as speed generating means for differentiating the reference position command Sf and the acceleration position command Sv to generate a reference deceleration command and an acceleration command.
[0012]
The operation of the servo control system 100 configured as described above will be described mainly with reference to the flowchart of FIG. 5 focusing on the differences from the first embodiment. In the host controller 150, instead of the reference deceleration command Vf, a reference position command Sf is generated and transmitted to the servo controller 110 (step S209), and in the servo controller 110, the differentiator 111 generates the reference deceleration command Vf. When the voltage detector 17 generates a power failure recovery signal (step S111), the comparison command unit 21 compares the reference deceleration command Vf with the deceleration command Vβ, and the deceleration command Vβ is If larger (step S113), the power failure mode signal is turned from on to off and transmitted to the host controller 50 (step S115). The host controller 150 generates an acceleration position command Sα by receiving the power failure mode signal turned off and transmits it to the servo controller 10 (step S117), and the differentiator 111 generates the acceleration command Vα in the servo controller 110. The operation is the same as in the first embodiment.
In the above description, the reference position command Sf generated from the host controller 150 is the original signal for decelerating the servo motor 30, but it may be a command for running the servo motor 30 at a constant speed.
[0013]
As described above, the servo motor 30 is driven based on the position command corresponding to the power failure from the host controller 150, and the servo motor 30 can be smoothly driven even if the power failure is restored.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a servo control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart when a momentary power failure occurs in the servo control system shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart when a momentary power failure occurs in the servo control system shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a servo control system according to another embodiment.
FIG. 5 is a flowchart when a momentary power failure occurs in the servo control system shown in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1,100 Servo control system, 3 Main power supply, 10,110 Servo controller, 17 Voltage detector, 21 Comparison commander, 30 Servo motor, 50, 150 Host controller.

Claims

A servo controller that inputs a main power source and controls driving of the motor based on the main power source;
A host controller that transmits a speed command of the motor via the servo controller;
A first voltage detection signal is generated by detecting that the voltage of the main power supply has dropped below a predetermined value, and the voltage of the main power supply is generated after the generation of the first voltage detection signal. Voltage detection means for generating a second voltage detection signal by detecting the return,
The host controller includes a deceleration command means for generating a reference deceleration command to the servo controller based on the first voltage detection signal,
Acceleration command means for generating an acceleration command to the motor based on the second voltage detection signal,
The servo controller has a power failure speed command means for generating a power failure speed command for making the motor speed constant or decelerating based on the first voltage detection signal when the motor is operating,
Comparing the speed command for power failure with the reference deceleration command, and when the deceleration command for power failure is large, a comparison command means for giving the acceleration command to the motor,
Servo control system characterized by comprising.

A servo controller that inputs a main power source and controls driving of the motor based on the main power source;
A host controller that transmits a position command of the motor via the servo controller;
A first voltage detection signal is generated by detecting that the voltage of the main power supply has dropped below a predetermined value, and the voltage of the main power supply is restored after the first voltage detection signal is generated. Voltage detection means for generating a second voltage detection signal by detecting that,
The host controller transmits position reference means for transmitting a reference position command for decelerating the motor to the servo controller based on the first voltage detection signal, and accelerates the motor based on the second voltage detection signal. Acceleration command means for generating an acceleration position command for
The servo controller has a power failure speed command means for generating a power failure speed command for making the motor speed constant or decelerating based on the first voltage detection signal when the motor is operating,
Speed generation means for generating a reference deceleration command and an acceleration command based on the reference position command and the acceleration position command;
Comparing the speed command for power failure with the reference deceleration command, and when the speed command for power failure is large, a comparison command means for giving the acceleration command to the motor,
Servo control system characterized by comprising.