JPH117321A - サーボ駆動回路診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボ駆動回路の故障を正確に検知、表示す
る。 【解決手段】 サーボ機構２０を制御するためのサーボ
駆動回路３と上記サーボ駆動回路３を動作させるための
ＣＰＵ１とプロセス入出力装置２を備えたサーボ駆動回
路診断システムにおいて、サーボ駆動回路の制御出力信
号が飽和領域にない場合に故障診断を行う第一のサーボ
駆動回路診断装置と、制御出力信号が飽和領域にある場
合に故障診断を行う第二のサーボ駆動回路診断装置とを
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、サーボ機構を有
する機器へ制御出力信号を出力するサーボ駆動回路の診
断システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーボ駆動回路診断システムとし
て、例えば図８に示すようなプロセス計測制御装置があ
る。図８において、１は中央処理装置（以下ＣＰＵと称
す）、２はプロセス入出力装置、３はサーボ駆動回路、
１０はこれらＣＰＵ１、プロセス入出力装置２、サーボ
駆動回路３を収納する計測制御装置である。２０はサー
ボ機構、３０は位置検出装置である。６は上記サーボ駆
動回路３、上記サーボ機構２０、上記位置検出装置３０
を含めたサーボループの故障を検知するためのサーボル
ープ診断手段である。

【０００３】次に動作について説明する。図８におい
て、ＣＰＵ１で演算されたサーボ機構制御信号は、プロ
セス入出力装置２を介してサーボ駆動回路３に出力され
る。サーボ駆動回路３はサーボ機構制御信号と位置検出
装置３０からの位置検出信号を比較し、偏差があればサ
ーボ機構制御信号と位置検出信号が一致するような制御
信号をサーボ機構２０に出力する。サーボ駆動回路３か
ら出力された制御信号によりサーボ機構２０が動作しこ
の動作により位置検出装置３０から出力される位置検出
信号が変化し、サーボ機構制御信号と位置検出信号が一
致するまでこの動作を行う。ついで、サーボ機構制御信
号と位置検出信号が一致すれば、サーボ駆動回路３から
出力される制御信号は零となり、サーボ機構２０の動作
は停止する。サーボループ診断手段６はサーボ機構制御
信号から演算される模擬位置信号と実際の位置検出信号
を比較し、偏差が一定値を超えた場合にサーボループ故
障を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーボ駆動回路
診断システムは以上のように構成されているので、故障
検知した場合、サーボ駆動回路が故障したのか、サーボ
機構または位置検出装置が故障したのか区別ができず、
また、サーボ駆動回路の出力が常時飽和している場合に
は、飽和側に固着故障していることを検知できないなど
の問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、サーボ駆動回路とサーボ機構
または、位置検出装置の故障が特定でき、サーボ駆動回
路の出力が飽和側に固着故障した場合でも、サーボ駆動
回路の故障を正しく検知し、表示できるとともに、サー
ボ駆動回路を多重化できる計測制御システムを得ること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるサーボ
駆動回路診断システムは、サーボ機構を有する機器へ制
御出力信号を出力するサーボ駆動回路と、上記サーボ駆
動回路を制御・動作させるための中央処理装置及び入出
力装置と、上記中央処理装置で上記サーボ駆動回路の制
御出力信号が飽和領域にあるか否かを判断し上記制御出
力信号が飽和領域にない場合は上記サーボ駆動回路への
入力信号と制御出力信号を比較して上記サーボ駆動回路
の故障診断を行う第一のサーボ駆動回路診断装置と、上
記制御出力信号が飽和領域にある場合は診断用の微小テ
ストパルス信号を上記サーボ駆動回路に注入し上記制御
出力信号に微小パルス成分が含まれているか否かを検知
して故障診断を行う第二のサーボ駆動回路診断装置とを
設けたものである。

【０００７】また、サーボ機構を有する複数の機器へ制
御出力信号を出力する複数のサーボ駆動回路と、上記複
数のサーボ駆動回路を制御・動作させるための中央処理
装置及び入出力装置と、上記中央処理装置で上記サーボ
駆動回路の制御出力信号が飽和領域にあるか否かを判断
し上記複数の制御出力信号のうち飽和領域にないものに
対しては対応する個々のサーボ駆動回路への入力信号と
制御出力信号を比較して個々のサーボ駆動回路の故障診
断を行う複数の診断回路を設けた第一のサーボ駆動回路
診断装置と、上記複数の制御出力信号のうち飽和領域に
あるものに対しては診断用の微小テストパルス信号を対
応する個々のサーボ駆動回路に注入し上記制御出力信号
に微小パルス成分が含まれているか否かを検知して個々
のサーボ駆動回路の故障診断を行う複数の診断回路を設
けた第二のサーボ駆動回路診断装置とを設けたものであ
る。

【０００８】また、上記第二のサーボ駆動回路診断装置
を上記サーボ駆動回路の内部に設けるようにしたもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図に基
づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による
サーボ駆動回路診断システムを示すブロック図である。
図において、１はサーボ機構２０へのサーボ機構制御信
号を演算するＣＰＵ、２は上記ＣＰＵ１で演算されたサ
ーボ機構制御信号をＤ／Ａ変換しサーボ駆動回路３に出
力するとともに、位置検出信号をＡ／Ｄ変換して上記Ｃ
ＰＵ１に入力するプロセス入出力装置、３は上記プロセ
ス入出力装置２からのサーボ機構制御信号と位置検出装
置３０からの位置検出信号を入力とし偏差がある場合は
比例演算を行い上記サーボ機構２０に制御信号を出力す
る偏差アンプを内蔵したサーボ駆動回路、４は上記サー
ボ駆動回路３に微小テストパルス信号を注入し制御出力
信号にパルス成分が含まれていることを検知することに
より上記サーボ駆動回路３の診断を行う第一のサーボ駆
動回路診断装置、５は上記第一のサーボ駆動回路診断装
置４及び後述する第二のサーボ駆動回路診断装置４０で
故障検知した場合に故障表示を行う表示装置、４０は上
記ＣＰＵ１にリードバックしたサーボ機構制御信号と位
置検出信号と制御出力信号により上記サーボ駆動回路３
の故障検知を行う第二のサーボ駆動回路診断装置、１０
は上記ＣＰＵ１と上記プロセス入出力装置２と上記サー
ボ駆動回路３と上記第一のサーボ駆動回路診断装置４と
上記表示装置５を収納した計測制御装置、３０は上記サ
ーボ機構２０の動作による変位を検出する位置検出装置
である。

【００１０】図２はこの実施の形態１のサーボ駆動回路
診断システムにおける第二のサーボ駆動回路診断装置４
０の具体的構成を示す機能ブロック図である。図２にお
いて、４１はサーボ機構制御信号と位置検出信号の偏差
を求める減算手段、４２はこの偏差に一定のゲインを乗
ずる比例演算手段、４３は比例演算後の偏差信号と制御
出力信号との偏差絶対値演算を行う偏差演算手段、４４
は上記偏差演算手段４３の出力と比較するための偏差大
設定手段、４５は上記偏差演算手段４３の出力と上記偏
差大設定手段４４の出力を比較し上記偏差演算手段４３
の出力が上記偏差大設定手段４４の出力を越えた場合に
サーボ駆動回路故障検出信号を出力する比較演算手段で
ある。

【００１１】図３はこの実施の形態１のサーボ駆動回路
診断システムにおける第一のサーボ駆動回路診断装置４
の具体的構成を示す機能ブロック図である。図３におい
て、５１は上記ＣＰＵ１からの診断実行信号により制御
出力信号の入力を行う制御出力信号入力回路、５２は入
力された制御出力信号よりパルス成分を検出しパルス成
分がない場合はサーボ駆動回路故障検出信号を外部に出
力するパルス成分検出回路、５３は上記サーボ駆動回路
３に診断用の微小テストパルス信号を出力するテスト信
号発生回路である。

【００１２】図４はこの実施の形態１のサーボ駆動回路
３の制御出力信号に診断用の微小テストパルスを重ね合
わせた場合の波形を示すグラフである。図４において、
８１は制御出力信号、８２は微小テストパルス信号、８
３は上記制御出力信号８１と微小テストパルス信号８２
を重ね合わせた状態を示す。上記制御出力信号８１が飽
和領域（＋１０Ｖ以上、−１０Ｖ以下の領域）にある場
合、上記微小テストパルス信号８２は、重ね合わせ後の
出力信号８３がリニア領域（−１０Ｖ〜＋１０Ｖ）とな
るような直流のバイアス成分を含む。

【００１３】次に動作について説明する。図５は実施の
形態１の動作を示すフローチャートである。まず、図１
において、ＣＰＵ１はサーボ駆動回路３の制御出力信号
をリードバックし、制御出力信号が飽和領域にあるか否
かを判別する（Ｆ１）。制御出力信号が飽和していない
場合は、第二のサーボ駆動回路診断装置４０によりサー
ボ駆動回路３の診断を行う（Ｆ２１）。そして、図２に
おいて、サーボ機構制御信号と位置検出信号を入力とし
て減算手段４１及び比例演算手段４２により制御出力信
号を模擬演算し、実際の制御出力信号との偏差を偏差演
算手段４３により演算する。さらに模擬制御出力信号と
実際の制御出力信号との偏差を偏差大設定手段４４から
出力される設定信号との比較を比較演算手段４５により
行い、この偏差が設定値を越えている場合はサーボ駆動
回路故障検出信号を出力する（Ｆ３）。サーボ駆動回路
故障を検出した場合は表示装置５に故障表示を行う（Ｆ
４）。制御出力信号が飽和している場合は、ＣＰＵ１か
ら診断実行信号を第一のサーボ駆動回路診断装置４に入
力して診断を行う（Ｆ２２）。図３において、テスト信
号発生回路５３からサーボ駆動回路３に注入される微小
テストパルス信号が制御出力信号に含まれていることを
制御出力信号入力回路５１及びパルス成分検出回路５２
により検知し、パルス成分が含まれない場合はサーボ駆
動回路故障検出信号をプロセス入出力装置２を介してＣ
ＰＵ１に出力する（Ｆ３）。ＣＰＵ１はこのサーボ駆動
回路故障検出信号により表示装置５に故障表示を行う
（Ｆ４）。

【００１４】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は図１に示すように１台の第一のサーボ駆動回路診断装
置４により１台のサーボ駆動回路３を診断する場合につ
いて述べたが、この発明の実施の形態２では図６に示す
ように、１台の第一のサーボ駆動回路診断装置４に複数
チャンネルの診断回路４（１）〜４（ｎ）を設け、複数
のサーボ駆動回路３（１）〜３（ｎ）を診断できるよう
にしたので、設置スペースを削減することができる。

【００１５】実施の形態３．また、上記実施の形態１で
は、サーボ駆動回路３と第一のサーボ駆動回路診断装置
４を別々のハードウェアとして構成した場合について述
べたが、この発明の実施の形態３では図７に示すよう
に、サーボ駆動回路３内部に第一のサーボ駆動回路診断
装置４を設け、サーボ駆動回路３で自己診断できるよう
にしたので、設置スペースを削減することができる。

【００１６】また、上記実施の形態ではＣＰＵ１及びプ
ロセス入出力装置２及びサーボ駆動回路３を１重化構成
とした場合について説明したが、多重化システムを構成
し、診断結果により切換を行うシステムについてもこの
発明を適用できることはもちろんである。

【００１７】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下に示すような効果を奏する。サーボ駆動回路
の制御出力信号が飽和領域にない場合に故障診断を行う
第一のサーボ駆動回路診断装置と、制御出力信号が飽和
領域にある場合に故障診断を行う第二のサーボ駆動回路
診断装置とを設けたので、サーボ駆動回路の故障内容を
正しく検知することができる。

【００１８】また、１台の第一のサーボ駆動回路診断装
置に複数チャンネルの診断回路を設けたので、診断回路
の設置スペースを削減することができる。

【００１９】また、サーボ駆動回路の内部に第一のサー
ボ駆動回路診断装置を設けたので、設置スペースを削減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるサーボ駆動回
路診断システムを示すブロック図である。

【図２】 図１における第二のサーボ駆動回路診断装置
４０の具体的構成を示す機能ブロック図である。

【図３】 図１における第一のサーボ駆動回路診断装置
４の具体的構成を示す機能ブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態１における出力信号に
診断用微小パルスを重ね合わせた場合の波形の例を示す
グラフである。

【図５】 この発明の実施の形態１によるサーボ駆動回
路診断システムの動作を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態２によるサーボ駆動回
路診断システムを示すブロック図である。

【図７】 この発明の実施の形態３によるサーボ駆動回
路診断システムを示すブロック図である。

【図８】 従来のサーボ駆動回路診断システムを示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ、 ２ プロセス入出力装置、 ３ サーボ
駆動回路、４ 第一のサーボ駆動回路診断装置、 ５
表示装置、１０ 計測制御装置、 ２０ サーボ機構、
３０ 位置検出装置、４０ 第二のサーボ駆動回路診
断装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボ機構を有する機器へ制御出力信号
   を出力するサーボ駆動回路と、上記サーボ駆動回路を制
   御・動作させるための中央処理装置及び入出力装置と、
   上記中央処理装置で上記サーボ駆動回路の制御出力信号
   が飽和領域にあるか否かを判断し上記制御出力信号が飽
   和領域にない場合は上記サーボ駆動回路への入力信号と
   制御出力信号を比較して上記サーボ駆動回路の故障診断
   を行う第一のサーボ駆動回路診断装置と、上記制御出力
   信号が飽和領域にある場合は診断用の微小テストパルス
   信号を上記サーボ駆動回路に注入し上記制御出力信号に
   微小パルス成分が含まれているか否かを検知して故障診
   断を行う第二のサーボ駆動回路診断装置とを備えたこと
   を特徴とするサーボ駆動回路診断システム。
2. 【請求項２】 サーボ機構を有する複数の機器へ制御出
   力信号を出力する複数のサーボ駆動回路と、上記複数の
   サーボ駆動回路を制御・動作させるための中央処理装置
   及び入出力装置と、上記中央処理装置で上記サーボ駆動
   回路の制御出力信号が飽和領域にあるか否かを判断し上
   記複数の制御出力信号のうち飽和領域にないものに対し
   ては対応する個々のサーボ駆動回路への入力信号と制御
   出力信号を比較して個々のサーボ駆動回路の故障診断を
   行う複数の診断回路を設けた第一のサーボ駆動回路診断
   装置と、上記複数の制御出力信号のうち飽和領域にある
   ものに対しては診断用の微小テストパルス信号を対応す
   る個々のサーボ駆動回路に注入し上記制御出力信号に微
   小パルス成分が含まれているか否かを検知して個々のサ
   ーボ駆動回路の故障診断を行う複数の診断回路を設けた
   第二のサーボ駆動回路診断装置とを備えたことを特徴と
   するサーボ駆動回路診断システム。
3. 【請求項３】 上記第二のサーボ駆動回路診断装置を上
   記サーボ駆動回路の内部に備えたことを特徴とする請求
   項１あるいは請求項２のいずれか一項に記載のサーボ駆
   動回路診断システム。