JPH07274383A

JPH07274383A - 負荷監視装置

Info

Publication number: JPH07274383A
Application number: JP6064027A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Tamaki; 淳彦玉城; Fumio Yoneda; 文雄米田; Katsuhisa Hagami; 勝久葉上
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-20
Anticipated expiration: 2015-11-13
Also published as: JP3108798B2

Abstract

(57)【要約】【目的】モータ電力値の絶対値、基準値に対する相対
値の監視を併行的に行うことで、モータの使用態様に応
じた機械監視を可能とする。【構成】記憶部１２に予めモータ電力値の絶対値範囲
を規定する上限値、下限値、モータ電力値の基準電力値
に対する相対値範囲を規定する上限値、下限値及び基準
電力値を記憶させておき、モータの電力値演算手段２１
にて求めたモータ電力値を相対値比較手段２３、絶対値
演算手段２４にて前記記憶部に記憶させてある相対値範
囲、絶対値範囲と夫々比較し、相対値範囲外の場合、又
は絶対値範囲外の場合には夫々異常信号を出力部１５
ａ、又は１５ｂからモータ制御部２へ出力し、モータＭ
に対する給電を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動源として電動モータ
が用いられている工作機械等の各種機械の負荷を監視す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動源としてモータが用いられている、
例えば工作機械において、負荷異常状態が発生すると、
そのままの状態でモータを駆動し続けることはモータの
焼損，工具の損傷を招き、また大幅な効率の低下を招く
こととなるから、作業中における負荷の監視は欠くこと
の出来ない重要な監視項目の一つとなっている。このた
め従来より負荷に対応するモータ電力値を検出し、負
荷、即ちモータ電力値が適正な絶対値範囲内に収まるよ
うモータ電力値を調整し、またモータに対する給電を遮
断することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来にあっ
ては工作機械の負荷運転中のモータ電力値を求め、これ
を予め定めた適正な絶対値範囲内か否かを判断すること
で負荷を監視しているが、モータの負荷を知る上では支
障はないものの、例えば自動収納棚装置において、貨物
の僅かな引っ掛かりを負荷の変動に基づいて検出しよう
としても積載貨物の重量が貨物毎に異なるのが普通であ
るため、その検出は容易でなかった。

【０００４】また破砕機において、被破砕物の硬度を負
荷の変動に基づいて検出しようとしても負荷の変動比率
が検出出来ないため硬度変化を検出することが難しかっ
た。また砥石切断機において、負荷の変動に基づいて砥
石を切断対象物に向けて迅速に送り、砥石が切断対象物
に接触すると逆に送り速度を遅くして切断加工を行うよ
うな場合、切断対象物に対する砥石の接触時点を検出し
ようとしても、負荷の変動が小さいため、検出が容易で
なかった。更に破砕機の詰りを負荷変動にて検出しよう
とした場合、詰りが発生する都度、異常負荷としてモー
タが停止する等の不都合があった。

【０００５】第１の発明にあってはモータ電力値をその
絶対値と、基準電力値に対する相対値とに基づいて監視
することで、基準電力値を経時的に自動に書換えてゆく
場合、相対値範囲の上限値が絶対値範囲の上限値を越え
て設定されることがあるが、モータ電力値を絶対値範囲
で監視することとすることで、モータ電力値が異常なレ
ベルで運転が継続されるという不都合を回避することを
可能とした負荷監視装置を提供するにある。

【０００６】第２の発明にあってはモータ電力値に加え
てモータ電力値の微分値を監視することで、モータ電力
値の経時的変化を検出し得て、加工対象物の硬度等の監
視が可能な負荷監視装置を提供するにある。

【０００７】第３の発明にあってはモータ電力値に加え
てモータの力率を監視することで軽負荷時の負荷変動を
正確に検出出来て、極めて小さい負荷変動も正確に検出
し得る負荷監視装置を提供するにある。

【０００８】第４の発明にあっては記憶部から読出した
制御手段にて過負荷発生時にモータの運転パターンを変
更することで、過負荷異常発生の都度モータを停止する
ことなく負荷異常状態を解消して運転を継続出来、破砕
機等に適用してその詰りを自動的に解消し、運転を継続
可能とした負荷監視装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る負荷監
視装置は、動力源としてのモータを備えた機械における
負荷運転時のモータ電力値を求める手段を有し、該手段
で求めたモータ電力値が予め定めた適正な絶対値範囲内
か否かを判断してモータの負荷を監視する装置におい
て、モータ電力値の適正な絶対値範囲及び予め定めた基
準電力値に対する適正な相対値範囲を記憶する記憶部
と、前記手段で求めたモータ電力値が適正な絶対値範囲
内か否かを比較し、絶対値範囲外の場合に異常信号を出
力する第１の比較手段と、モータ電力値が前記適正な相
対値範囲内か否かを比較し、相対値範囲外の場合に異常
信号を出力する第２の比較手段とを具備することを特徴
とする。

【００１０】第２の発明に係る負荷監視装置は、動力源
としてのモータを備えた機械における負荷運転時のモー
タ電力値を求める手段を有し、該手段で求めたモータ電
力値が予め定めた適正な絶対値範囲内か否かを判断して
モータの負荷を監視する装置において、モータ電力値の
適正な絶対値範囲及び適正電力微分値範囲を記憶する記
憶部と、モータ電力値の微分値を求める微分値演算手段
と、前記手段で求めたモータ電力値が適正な絶対値範囲
内か否かを判断し、絶対値範囲外の場合に異常信号を出
力する第１の比較手段と、該微分値演算手段で求めたモ
ータ電力値の微分値が前記適正電力微分値範囲内か否か
を比較し、適正電力微分値範囲外の場合に異常信号を出
力する第２の比較手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】第３の発明に係る負荷監視装置は、動力源
としてのモータを備えた機械における負荷運転時のモー
タ電力値を求める手段を有し、該手段で求めたモータ電
力値が予め定めた適正絶対値範囲内か否かを判断してモ
ータの負荷を監視する装置において、モータ電力値の適
正な絶対値範囲及び適正モータ力率範囲を記憶する記憶
部と、モータの力率を求めるモータ力率演算手段と、該
モータ力率演算手段と前記モータ電力値を求める手段と
を選択的に動作させる選択手段と、前記モータ電力値が
適正な絶対値範囲内か否かを判断し、絶対値範囲外の場
合に異常信号を出力する第１の比較手段と、前記モータ
力率演算手段で求めたモータ力率を適正モータ力率範囲
内か否かを比較し、適正モータ力率範囲外の場合に異常
信号を出力する第２の比較手段とを具備することを特徴
とする。

【００１２】第４の発明に係る負荷監視装置は、動力源
としてのモータを備えた機械における負荷運転時のモー
タ電力値を求める手段を有し、該手段で求めたモータ電
力値が予め定めた適正な絶対値範囲内か否かを判断して
モータの負荷を監視する装置において、モータ電力値の
絶対値範囲及び負荷異常時のモータの制御用シーケンス
プログラムを記憶する記憶部と、前記手段で求めたモー
タ電力値が適正な絶対値範囲内か否かを判断し、絶対値
範囲外の場合に前記シーケンスプログラムに従ってモー
タを制御すべく制御信号を出力する制御手段とを具備す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】第１の発明にあっては、モータ電力値の絶対
値、基準電力値に対する相対値夫々について適正な絶対
値範囲、適正な相対値範囲を記憶部に夫々記憶させてお
くことで、基準電力値を経時的に書換え、これに伴って
適正な相対値範囲が設定されて相対値範囲の上限値が絶
対値範囲の上限値を越えて設定されることとなった場合
にも、モータ電力値がたとえ相対値範囲内であっても絶
対値範囲外になれば、第１の比較手段から異常信号が出
力され、負荷異常を検出することが可能となる。

【００１４】第２の発明にあっては、モータ電力値の時
間微分値を求め、第２の比較手段でこれを記憶部に記憶
させた適正電力微分値範囲と比較することで、モータ電
力値の時間に対する変動率を監視することで、被破砕物
等の硬度検出が可能となる。

【００１５】第３の発明にあっては、モータ力率演算手
段でモータ力率を求め、これを記憶部に記憶させた適正
力率範囲内か否かを比較して監視することで、軽負荷状
態下でのモータ電力値の変動を正確に検出可能となる。

【００１６】第４の発明にあっては記憶部に負荷異常発
生時におけるモータ制御のためのシーケンスプログラム
を記憶させておくことで、モータ電力値が適正な絶対値
範囲を越えると、モータを、例えば逆転すること機械の
詰り状態を解消し、再びモータを正転することで機械の
運転を再開することが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。（実施例１）この実施例１は、モータ電力値をモータの
定格電力を１００％としたときの絶対値に基づく監視と
同時に、基準電力値に対する増減幅、即ち相対値に基づ
く監視も可能となっている。

【００１８】図１は本発明に係る負荷監視装置の構成を
示すブロック図であり、図中Ｍはモータ、１は電源、２
はモータ制御部、３はモータＭに対する給電線、６は本
発明に係る負荷監視装置を示している。

【００１９】電源１からの電力はモータ制御部２にて調
節されてモータＭへ供給される。モータＭには図示しな
い動力伝達機構を介して、例えば工作機械の工具等が連
結されている。モータ制御部２はモータＭに対する電力
を調節する外、負荷監視装置６からの指令に基づきモー
タＭに対する給電を遮断制御をするようになっている。
負荷監視装置６はＣＰＵ１１、記憶部１２、表示部１
３、キー・端子入力部１４及び出力部１５ａ，１５ｂを
備えている。

【００２０】記憶部１２にはオペレータがキー・端子入
力部１４に接続してあるキーボード（図示せず）を通じ
てＣＰＵ１１を動作させることにより、モータ電力値の
絶対値（モータの定格電力を１００％としたときの値）
範囲を規定する上限値，下限値及び適正モータ電力値の
基準電力値に対する相対値範囲を規定する上限値，下限
値が書込まれる外、キー・端子入力１４又はＣＰＵ１１
内のタイマ２５からのタイミング信号により、負荷運転
時にＣＰＵ１１の電力演算手段２１から出力されるモー
タ電力値が基準電力値として書込まれるようになってい
る。

【００２１】ＣＰＵ１１は電力演算手段２１、相対値演
算手段２２、相対値比較手段２３及び絶対値比較手段２
４としての機能を備えている。電力演算手段２１はモー
タ制御部２からモータＭに対する給電線３、キー・端子
入力部１４を通じて得たデータに基づいてモータＭの負
荷運転中におけるモータ電力値を演算し、このモータ電
力値を相対値演算手段２２を通じて相対値比較手段２３
へ与える外、絶対値比較手段２４へ与える。

【００２２】相対値演算手段２２は電力演算手段２１か
ら与えられた負荷運転中のモータ電力値と記憶部１２よ
り読出した基準電力値とに基づき基準電力値に対するモ
ータ電力値の変動量（相対値という）を求めてこれを表
示部１３へ表示させると共に、相対値比較手段２３へ与
える。表示部１３は基準電力値に対する負荷運転中のモ
ータ電力値の基準電力値に対する相対値を時系列的に表
示する。

【００２３】相対値比較手段２３は相対値演算手段２２
から与えられたモータ電力値の相対値と、記憶部１２か
ら読出した相対値範囲を規定する上限値，下限値とを比
較し、モータ電力値の相対値が相対値範囲内の場合には
信号を出力しないが、相対値範囲外の場合には出力部１
５ａへ所定の信号を出力する。出力部１５ａは信号が入
力されると相対値異常信号をモータ制御部２へ出力し、
モータＭに対する給電を遮断するよう制御を行わせる。

【００２４】また絶対値比較手段２４は電力演算手段２
１から与えられたモータ電力値と記憶部１２から読出し
た絶対値範囲を規定する上限値，下限値とを比較し、モ
ータ電力値が絶対値範囲内の場合は信号を出力しない
が、絶対値範囲外の場合には所定の信号を出力部１５ｂ
へ出力する。出力部１５ｂは所定の信号が入力される
と、絶対値異常信号をモータ制御部２へ出力し、同様に
モータＭに対する給電を遮断せしめる。

【００２５】図２は相対値と相対値を規定する上限値，
下限値、絶対値の上限値との関係、並びにこれと基準電
力値書き込み信号、相対値比較手段２３，絶対値比較手
段２４の出力信号との関係を示している。図２（ａ）に
おいてモータＭの駆動開始直後のスタートタイムτ中は
モータ電力値が急上昇した後、急下降し、スタートタイ
ムτを過ぎると負荷が正常な場合には略所定のモータ電
力値で推移する。そこで図１に示すタイマ２５にスター
トタイムτに相当する時間を設定しておくことでスター
トタイムτが経過した直後に書込み信号ａを与えること
でＡ点のモータ電力値を基準電力値として記憶部１２へ
書込む。

【００２６】勿論タイマ２５に代えてオペレータがキー
・端子入力部１４を通じてタイミング信号を入力するこ
とで、モータ電力値を基準電力値として記憶部１２へ手
動的に書込むことも可能である。

【００２７】基準電力値の記憶部１２への書込みは上記
したタイマによる自動書込み，オペレータによる手動的
書込みの外、モータ制御部２等外部装置からの書込み指
示信号をキー・端子入力部１４を通じて入力させること
で行なってもよい。また基準電力値の書込みの指示は１
回のみでなく、予め定めたサイクルタイム（例えば１０
分毎）にて定期的に行なって基準電力値を書換えること
としてもよい。

【００２８】記憶部１２に対する基準電力値の書込みが
行なわれると、相対値演算手段２２はこれを記憶部１２
から読出し、この基準電力値に対するモータ電力値の相
対値を演算し、これを相対値比較手段２３へ出力し、相
対値範囲を規定する上限値、下限値と比較して相対値監
視を行なう。そして図２（ａ）において、基準電力値に
対するモータ電力値の相対値が上限値を所定時間ｔ₁に
亘って越えると、相対値比較手段２３から所定の信号ｂ
がｔ₁＋ｌ秒（勿論、＋１秒以外の時間であってもかま
わない）にわたって出力部１５ａに出力され、モータＭ
に対する給電が停止され、モータＭは停止される。

【００２９】また絶対値比較手段２４は記憶部１２から
読出した絶対値範囲を規定する上限値，下限値と電力演
算手段２１から与えられたモータ電力値とを比較し、絶
対値範囲を規定する上限値、下限値（図２（ａ）には上
限値のみ示してある）に基づく絶対値範囲の監視を行な
う。なお通常相対値範囲の上限値は絶対値範囲の上限値
よりも低く設定されるのが普通であるが、基準電力値を
所定のサイクルタイムで書換えてゆく場合、負荷が徐々
に増加してゆくとそれに合わせて基準電力値も高く設定
され、基準電力値にて定まる適正な相対値範囲を規定す
る上限値が絶対値範囲の上限値を遙に越える大きな値に
なる危険がある。

【００３０】図２（ｂ）はこのような状態を示す説明図
であり、スタートタイムτ終了直後にモータ電力値Ｂを
基準電力値として書込むと、これに伴って設定される相
対値範囲を規定する上限値は絶対値範囲を規定する上限
値を越えた値となり、例えば絶対値範囲の上限値を設定
していない場合にはモータ定格値を越えるモータ電力値
で運転が継続される危険があるが、実施例１の如く絶対
値と相対値との監視を併用することで、絶対値範囲の上
限値をｔ₀時間越えた時点から異常信号ｃがｔ ₀＋ｌ秒
（勿論、＋１秒以外の時間であってもかまわない）に亘
ってモータ制御部２へ出力されることとなり、直ちにモ
ータＭを停止し、危険を回避出来る。

【００３１】図３は実施例１における処理過程を示すフ
ローチャートである。先ず、オペレータがキー・端子入
力部１４に接続されている図示しないキーボードを通じ
てＣＰＵ１１をプログラムモードに設定し（Ｓ１）、相
対値範囲を規定する上限値，下限値、絶対値範囲を規定
する上限値，下限値を記憶部１２へ書込んでおく（Ｓ
２）。モータＭを駆動してモータＭの負荷運転を開始さ
せる（Ｓ３）。基準電力値の書込み指示があったか否か
を判断し（Ｓ４）、書込み指示があった場合には電力演
算手段２１で演算したその時点のモータ電力値を記憶部
１２へ基準電力値として書込み、ステップＳ６へ進み、
また書込み指示がない場合には直接ステップＳ６へ進
み、相対値監視を行い（Ｓ６）、更に絶対値監視を併行
的に行う（Ｓ７）。

【００３２】記憶部１２に対する基準電力値の書込み
は、モータＭの駆動開始後、所定時間（スタートタイム
τ）経過すると図１に示すタイマ２５が動作し、電力演
算手段２１で演算されたモータ電力値が記憶部１２へ自
動的に書込まれる。スタートタイムτはモータＭの駆動
開始時点から、その直後におけるモータ電力値が高くな
る時間域を経過してモータ電力値が安定した値（負荷運
転状態でのモータ電力値）となる時点までの時間であっ
て、通常経験的に定めておく。

【００３３】このような実施例１にあっては、自動収納
棚装置の負荷監視に適用した場合、モータ起動後、モー
タ電力値が安定した時点でそのときのモータ電力値を基
準電力値として記憶部１２へ書込んでおき、モータ電力
値の相対値範囲を規定する上限値，下限値（例えば＋１
５％又は−８％）の監視を行なう。上限値を＋１０％に
設定すれば、運搬台上の荷物が支柱等に引掛ることによ
る負荷の変動を荷物の重量に関係なく正確に監視するこ
とが可能となる。

【００３４】また炉内等に配したコンベアの負荷監視に
適用して、温度変化に応じた所定のサイクルタイムで基
準電力値の書換えを行なうことで、温度変化に伴うモー
タ負荷の変化を搭載物の重量とは無関係に検出すること
が可能となる。

【００３５】（実施例２）この実施例２にあってはモー
タ電力値の絶対値監視と併行してモータ電力値の微分値
に基づく負荷の監視を行なうことが可能となっている。
図４は実施例２の構成を示すブロック図である。この実
施例２においても同様にＣＰＵ１１、記憶部１２、表示
部１３、キー・端子入力部１４及び出力部１５ａ，１５
ｂを備えている。記憶部１２にはモータ電力値の適正な
絶対値範囲を規定する上限値，下限値、モータ電力値の
適正電力微分値範囲を規定する上限値，下限値及び過去
のモータ電力値が書き込まれている。過去のモータ電力
値としては前回を含むそれ以前に求めた複数のモータ電
力値が時系列的に所定数記憶してあり、新たにモータ電
力値が求められる都度、最も古いモータ電力値と順次的
に置換されてゆくようになっている。一方ＣＰＵ１１は
電力演算手段２１、電力微分値演算手段２６、電力微分
値比較手段２７及びモータの電力値比較手段２８として
の機能を備えている。

【００３６】電力演算手段２１は給電線３、キー・端子
入力部１４を通じて取り込んだデータから負荷運転時の
モータ電力値を求め、これを電力微分値演算手段２６、
電力値比較手段２８へ与えると共に、記憶部１２に過去
の電力値として順次書込んでゆく。電力微分値演算手段
２６は電力演算手段２１から与えられたモータ電力値と
記憶部１２から読出した前回から遡った所定回数までの
モータ電力値とに基づき、電力微分値を演算し、これを
表示部１３へ表示させると共に、電力微分値比較手段２
７へ与える。

【００３７】電力微分値比較手段２７は与えられた電力
微分値と記憶部１２から読出した適正電力微分値範囲を
規定する上限値，下限値と比較し、適正電力微分値範囲
内の場合は信号を出力せず、適正電力微分値範囲外の場
合には所定の信号を出力部１５ａへ出力する。出力部１
５ａは所定の信号が入力されると電力微分値異常信号を
モータ制御部２へ出力し、モータＭへの給電を制御又は
遮断させる。

【００３８】モータ電力値比較手段２８は与えられたモ
ータ電力値と記憶部１２から読出した適正モータ電力値
範囲を規定する上限値，下限値とを比較し、モータ電力
値が適正モータ電力値範囲内にあるか否かを判断し、適
正モータ電力値範囲内の場合は信号を出力せず、適正モ
ータ電力値範囲外の場合には所定の信号を出力部１５ｂ
へ出力する。出力部１５ｂは所定の信号が入力されると
モータ電力値異常信号をモータ制御部２へ出力し、モー
タＭへの給電を遮断させる。

【００３９】図５は実施例２の処理内容を示す説明図で
あり、図５にはモータ電力値の変化が破線Ａで示す如く
に緩やかな場合、即ち適正電力微分値範囲内であれば電
力微分値比較手段２７からは信号が出力されないが、電
力微分値が破線Ｂで示す如くに急激な場合、即ち適正電
力微分値範囲外になると電力微分値比較手段２７からは
所定の信号ｄが出力部１５ａへ出力され、出力部１５ａ
は電力微分値異常信号をモータ制御部２へ出力し、モー
タに対する給電の制御又は給電を遮断し、モータＭを制
御又は停止せしめる。

【００４０】図６は実施例２の処理過程を示すフローチ
ャートである。先ず監視モードでは電力演算手段２１に
てモータ電力値を求め（Ｓ１１）、電力値比較手段２８
はこのモータ電力値と記憶部１２から読出した適正モー
タ電力値範囲を規定する上限値，下限値とを比較し、モ
ータ電力値が適正な絶対値範囲内か否かを判断する監視
を行ない、絶対値範囲外になると出力部１５ｂへ信号を
出力する（Ｓ１２）。また電力微分値演算手段２６は現
在のモータ電力値と記憶部１２から読出した過去のモー
タ電力値とに基づいて現在のモータ電力微分値を演算し
（Ｓ１３）、電力微分値比較手段２７は電力微分値と記
憶部１２から読出した適正電力微分値範囲を規定する上
限値，下限値とを比較し、電力微分値が適正電力微分値
範囲内か否かを判断する電力微分値の監視を行い（Ｓ１
４）、適正電力微分値範囲外の場合には所定の信号を出
力部１５ａへ出力する。出力部１５ａ，１５ｂは所定の
信号を受けると、異常信号をモータ制御部２へ出力し、
モータＭに対する給電を遮断せしめる。

【００４１】他の構成及び作用は実施例１の場合と実質
的に同じであり、対応する部分には同じ番号を付して説
明を省略する。このような実施例２にあっては、モータ
電力値の絶対値に基づく負荷の監視と併行してモータ電
力値の電力微分値を用いて負荷の監視を行うから、例え
ば破砕機等に適用した場合に、電力微分値に基づき被破
砕物の硬度の監視を行うことが可能になる。

【００４２】（実施例３）この実施例３にあっては、モ
ータ電力値の絶対値に基づく負荷の監視と併行してモー
タの力率に基づく負荷の監視を行うことが可能となって
いる。モータ電力値の他にモータＭの電気的な入力要素
としてはモータ電圧，モータ電流及びモータ力率がある
が、このうち特にモータ力率には図７に示す如き特性が
ある。

【００４３】図７は横軸に出力（ＫＷ）を、また縦軸に
効率、力率（％）をとって示してある。このグラフから
明らかな如くモータ電力値は、負荷（出力）に対して直
線的に変化することから総合的な負荷の監視手段として
有効であるが、軽負荷（出力５０％以下）の範囲ではモ
ータ電力値に比較して、モータの力率が極めて鋭敏な変
化を示すことが解る。このことから軽負荷の範囲での負
荷監視にはモータの力率を用いることで応答性に優れた
負荷の監視が可能となる。逆に負荷が５０％を越える範
囲では力率の変化が小さくなり、むしろモータ電力値の
変化が大きく、しかも直線性が得られることからモータ
電力を用いるのが有効といえる。

【００４４】図８は実施例３の構成を示すブロック図で
あり、負荷監視装置６は実施例１，２と同様にＣＰＵ１
１，記憶部１２，表示部１３，キー・端子入力部１４及
び出力部１５ａ，１５ｂを備えている。記憶部１２には
適正力率範囲を規定する上限値，下限値、適正な絶対値
範囲を規定する上限値，下限値及び監視モードデータが
書込まれている。監視モードデータとしては負荷の監視
に力率を用いるのが適正な領域とモータ電力値を用いる
のが適正な領域夫々に関してのデータである。これらは
プログラムモード下で記憶部１２へ外部装置から自動的
に、またオペレータによるキーボード操作にて書込まれ
る。

【００４５】一方ＣＰＵ１１は監視選択手段３０，電力
演算手段２１，電力値比較手段２８，力率演算手段３１
及び力率比較手段３２としての機能を備えている。監視
選択手段３０は給電線３のデータをキー・端子入力部１
４を通じて取り込み、これを記憶部１２から読出した監
視モードデータと比較して監視をモータの力率に依って
行うか、又はモータ電力値により行うかを選択し、給電
線３から得たデータを電力演算手段２１又は力率演算手
段３１へ選択的に与える。電力演算手段２１はモータ電
力値を演算し、これを表示部１３へ出力し、その電力表
示部１３ａへ表示させると共に、電力比較手段２８へ与
える。電力値比較手段２８は与えられたモータ電力値と
記憶部１２から読出した適正な絶対値範囲を規定する上
限値，下限値と比較し、モータ電力値が絶対値範囲内で
あれば信号を出力しないが、絶対値範囲外の場合には所
定の信号を出力部１５ｂへ出力する。出力部１５ｂは所
定の信号が入力されるとモータ制御部２に対し、異常信
号を出力し、モータＭに対する給電を遮断させる。

【００４６】一方力率演算手段３１も同様に給電線３の
データをキー・端子入力部１４を通じて取り込み、これ
に基づいてモータ力率を演算し、これを表示部１３へ出
力してその力率表示部１３ｂに表示させると共に、力率
比較手段３２へ与える。力率比較手段３２は与えられた
モータ力率と記憶部１２から読出した適正力率範囲を規
定する上限値，下限値とを比較し、力率が適正力率範囲
内であれば信号を出力せず、適正力率範囲外になると所
定の信号を出力部１５ａへ出力する。出力部１５ａは信
号が入力されるとモータ制御部２へ異常信号を出力し、
モータ制御部２にてモータＭに対する電力を調整させ
る。

【００４７】図９は実施例３の監視モードでの処理過程
を示すフローチャートであり、監視対象がモータ電力値
かモータ力率かを判断し（Ｓ２１）、力率の場合には力
率を演算してこれが適正力率範囲内か否かを判断するこ
とで負荷の監視を行ない（Ｓ２２）、またモータ電力値
の場合にはモータ電力値を演算してこれが適正な絶対値
範囲内か否かを判断することで負荷の監視を行なう（Ｓ
２３）。

【００４８】このような実施例３にあっては、例えば砥
石を用いた切断機に適用した場合、記憶部１２に書込ん
でおく監視モードデータとして軽負荷（モータの定格電
力値の５０％以下）時には力率による負荷監視を、また
負荷が５０％を越える範囲ではモータ電力値による負荷
監視を行うよう定めておく。これによって砥石を切断対
象である、例えばシャフトに対して速い送り速度で接近
せしめ、砥石がシャフトに接触すると、モータＭの力率
が鋭く立上がり、適正力率範囲を越えるから、力率比較
手段３２からは所定の異常信号が出力部１５ａを経てモ
ータ制御部２へ出力される。

【００４９】モータ制御部２は出力部１５ａからの異常
信号に基づき砥石の送り速度を低速側へ切り換えるべく
モータＭを制御する。同時にモータ制御部２から監視選
択手段３０に対しモータ電力値による監視に切り換える
べく切換データを出力する。これによって電力演算手段
２１がモータ電力値を演算し、電力値比較手段２８にて
適正な絶対値範囲内か否かを判断するモータ電力値に基
づく負荷監視が行われ、絶対値範囲外の場合には出力部
１５ｂを通じてモータ制御部２へ異常信号を出力し、モ
ータ制御部２にてモータＭに対する給電を遮断せしめ
る。

【００５０】（実施例４）この実施例４ではモータ電力
値の絶対値に基づく負荷監視中に、負荷異常が発生した
ときはモータＭに対し負荷異常状態を正常状態に回復さ
せるために夫々予め定めた所定の運転パターンで駆動す
べくシーケンス制御を行なうようにしてある。

【００５１】図１０は実施例４の構成を示すブロック図
である。モータＭには図示しない動力伝達機構を介し
て、例えば破砕機のロータが連結されている。負荷監視
装置６は実施例１，２，３と同様にＣＰＵ１１、記憶部
１２、表示部１３、キー入力部１４ａ、入力部１４ｂ及
び出力部１５を備えている。

【００５２】記憶部１２には破砕機のモータに過負荷状
態が発生した場合、モータを所定の運転パターンで駆動
制御するためのシーケンスプログラムの他、動作切替え
時等に必要なパラメータ及びタイミング時間、適正な絶
対値範囲を規定する上限値，下限値等が記憶されてい
る。またＣＰＵ１１は電力演算手段２１，タイマ，比較
手段，演算手段等を含む制御手段３５としての機能を備
えている。

【００５３】電力演算手段２１は給電線３のデータをキ
ー入力部１４ａを通じて取り込みこれに基づいてモータ
電力値を演算し、これを制御手段３５へ与える。制御手
段３５は電力演算手段２１から与えられたモータ電力値
と、キー入力部１４ａ，入力部１４ｂを通じて与えられ
たモータ制御部２からの信号及び外部信号と、記憶部１
２から読出したシーケンスプログラム、各パラメータ、
時間及び適正な絶対値範囲に基づき所定の制御信号を出
力部１５を通じてモータ制御部２及び他の外部装置へ出
力する。モータＭはシーケンスプログラムに従って所定
の運転パターン、例えば停止、逆転、停止、正転の如く
に駆動制御される。

【００５４】図１１は実施例４を破砕機のモータに適用
した場合におけるモータＭの運転パターンの例を示す説
明図である。破砕機の運転パターンは図１１（ａ）に示
す如き連続運転、は図１１（ｂ）に示す如き間欠運転を
選択は設定可能となっている。連続運転では破砕機のモ
ータ起動後、適正モータ電力範囲を規定する上限値，下
限値の範囲内でのモータ電力値でモータを連続正転運転
し、モータ電力値が、例えば適正モータ電力値範囲外に
なるとモータＭを所定時間（ｔ₁₁）停止し、その後モー
タを所定時間（ｔ₁₂）逆転駆動し、再び所定時間
（ｔ₁₃）停止した後、モータＭを正転駆動させる。

【００５５】一方間欠運転の場合は図１１（ｂ）に示す
如くモータＭを所定時間づつ間歇的に正転駆動し、モー
タ電力値が、例えば適正モータ電力値範囲外になるとモ
ータＭを所定時間ｔ₂₁停止した後、モータＭを所定時間
（ｔ₂₂）逆転し、モータＭを所定時間（ｔ₂₃）停止した
後、再びモータＭを正転駆動して間欠運転を再開する。
ｔ₁₁〜ｔ₁₃，ｔ₂₁〜ｔ₂₃等の時間は記憶部１２に記憶さ
れている。

【００５６】なお、上述の実施例４ではモータ電力値を
適正な絶対値範囲と比較して、この絶対値範囲外となっ
た場合にシーケンスプログラムに基づくモータＭの駆動
制御を行う場合を説明したが、何らこれに限るものでは
なく、前述したモータ電力値の微分値について適正電力
微分値範囲、又はモータ力率について適正力率範囲を記
憶部１２に書込んでおき、求めた現在の電力微分値、モ
ータ力率が適正範囲外となった場合にシーケンスプログ
ラムに基づくモータＭの駆動制御を行ってもよい。

【００５７】

【発明の効果】第１の発明にあってはモータ電力値の絶
対値、基準電力値に対する相対値に基づく監視を併行的
に行うことで基準電力値を経時的に変更して制御を行う
場合にも相対値範囲を規定する上限値が絶対値範囲を規
定する上限値を越えて規定されることとなっても過負荷
運転が看過される等の不都合を招く危険が回避出来て、
信頼性が高められる。

【００５８】また第２の発明にあっては、モータ電力値
に基づく監視と併行的にモータ電力値の微分値を適正微
分値範囲と比較することで、モータ電力値の経時変化率
を検出出来て、モータ電力値の変動態様の検出が可能と
なる。

【００５９】また第３の発明にあっては、モータの力率
に基づく監視を行うことで、軽負荷時の負荷変動をより
鋭敏に捉えることが出来ることとなる。

【００６０】更に第４の発明にあっては、モータ電力値
が所定値を越えた場合にこのような負荷状態を解消する
ためのモータに対する運転パターンを採らせることが可
能となり、頻繁に過負荷状態が発生する場合等に適用し
て、その都度モータが停止する等の不都合を招くことが
なく、モータの運転を継続して行うことで効率の向上が
図れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例１の監視処理内容を示す説明図である。

【図３】実施例１の監視モードでの処理過程を示すフロ
ーチャートである。

【図４】実施例２の構成を示すブロック図である。

【図５】電力微分値の監視内容を示すグラフである。

【図６】実施例２の監視モードでの処理過程を示すフロ
ーチャートである。

【図７】力率の特性を示すグラフである。

【図８】実施例３の構成を示すブロック図である。

【図９】実施例３の監視モードでの処理過程を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】実施例４の構成を示すブロック図である。

【図１１】モータ電力値が適正モータ電力値範囲外の場
合のモータ駆動パターンを示す説明図である。

【符号の説明】

１電源２モータ制御部３給電源６負荷監視装置１１ＣＰＵ１２記憶部１３表示部１４キー・端子入力部１５出力部２１電力演算手段２２相対値演算手段２３相対値比較手段２４絶対値比較手段２５タイマ２６電力微分値演算手段２７電力微分値比較手段２８電力値比較手段３０監視選択手段３１力率演算手段３２力率比較手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力源としてのモータを備えた機械にお
ける負荷運転時のモータ電力値を求める手段を有し、該
手段で求めたモータ電力値が予め定めた適正な絶対値範
囲内か否かを判断してモータの負荷を監視する装置にお
いて、モータ電力値の適正な絶対値範囲及び予め定めた
基準電力値に対する適正な相対値範囲を記憶する記憶部
と、前記手段で求めたモータ電力値が適正な絶対値範囲
内か否かを比較し、絶対値範囲外の場合に異常信号を出
力する第１の比較手段と、モータ電力値が前記適正な相
対値範囲内か否かを比較し、相対値範囲外の場合に異常
信号を出力する第２の比較手段とを具備することを特徴
とする負荷監視装置。
【請求項２】動力源としてのモータを備えた機械にお
ける負荷運転時のモータ電力値を求める手段を有し、該
手段で求めたモータ電力値が予め定めた適正な絶対値範
囲内か否かを判断してモータの負荷を監視する装置にお
いて、モータ電力値の適正な絶対値値範囲及び適正電力
微分値範囲を記憶する記憶部と、モータ電力値の微分値
を求める微分値演算手段と、前記手段で求めたモータ電
力値が適正な絶対値範囲内か否かを判断し、絶対値範囲
外の場合に異常信号を出力する第１の比較手段と、該微
分値演算手段で求めたモータ電力値の微分値が前記適正
電力微分値範囲内か否かを比較し、適正電力微分値範囲
外の場合に異常信号を出力する第２の比較手段とを具備
することを特徴とする負荷監視装置。
【請求項３】動力源としてのモータを備えた機械にお
ける負荷運転時のモータ電力値を求める手段を有し、該
手段で求めたモータ電力値が予め定めた適正絶対値範囲
内か否かを判断してモータの負荷を監視する装置におい
て、モータ電力値の適正な絶対値範囲及び適正モータ力
率範囲を記憶する記憶部と、モータの力率を求めるモー
タ力率演算手段と、該モータ力率演算手段と前記モータ
電力値を求める手段とを選択的に動作させる選択手段
と、前記モータ電力値が適正な絶対値範囲内か否かを判
断し、絶対値範囲外の場合に異常信号を出力する第１の
比較手段と、前記モータ力率演算手段で求めたモータ力
率を適正モータ力率範囲内か否かを比較し、適正モータ
力率範囲外の場合に異常信号を出力する第２の比較手段
とを具備することを特徴とする負荷監視装置。
【請求項４】動力源としてのモータを備えた機械にお
ける負荷運転時のモータ電力値を求める手段を有し、該
手段で求めたモータ電力値が予め定めた適正な絶対値範
囲内か否かを判断してモータの負荷を監視する装置にお
いて、モータ電力値の絶対値範囲及び負荷異常時のモー
タの制御用シーケンスプログラムを記憶する記憶部と、
前記手段で求めたモータ電力値が適正な絶対値範囲内か
否かを判断し、絶対値範囲外の場合に前記シーケンスプ
ログラムに従ってモータを制御すべく制御信号を出力す
る制御手段とを具備することを特徴とする負荷監視装
置。