JPWO2012063352A1

JPWO2012063352A1 - モータ制御システムおよびその安全監視方法

Info

Publication number: JPWO2012063352A1
Application number: JP2012542771A
Authority: JP
Inventors: 小川　健二; 健二小川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: KR20130106852A; US20130154538A1; US9110451B2; DE112010005994T5; TWI423581B; CN103210581A; KR101390020B1; CN103210581B; JP5383925B2; TW201238234A; WO2012063352A1

Abstract

モータを駆動するモータ制御システムを構成する上位コントローラおよびモータ制御装置は、それぞれ、モータへの電流および電圧に基づき推定されたモータ回転状態推定情報に対し、上位コントローラが出力する動作指令と、検出したモータ位置またはモータ速度とがどのような関係にあるかによってモータの運転状態が正常であるか否かを判断する工程を含む。

Description

本発明は、各種機械を駆動制御するモータ制御システムおよびその安全監視方法に関するものである。

各種機械を駆動制御するモータ制御システムは、上位コントローラと、モータ制御装置とを備えている。モータ制御装置は、上位コントローラからの動作指令と、各種機械のモータの位置および速度とに基づいてモータを駆動する。モータ制御装置には、「モータの位置および速度」を、モータに取り付けた検出器の出力を用いて得るタイプと、検出器を用いずにモータの電流または電圧から推定するタイプとがある。また、モータ制御装置がサーボアンプである場合は、そのサーボアンプには位置決め内蔵タイプもある。

ところで、このモータ制御システムでは、例えば、各種機械が工作機械である場合、安全性の観点から、モータ回転中、作業者は工作物に近づくことができないようになっている。例えば、旋盤では、加工中は安全柵が閉じたままになっていて、高速領域は勿論のこと低速領域でも作業者は近づけない状態で運転されている。

しかし、実際には、ワークの交換時などにおいて、作業者がワーク位置を確認できるようにするため、安全柵を空けた状態にしておいてワークを回転させる必要が起こる。この場合において、回転数が本当に安全範囲内のものであるか否かを高い信頼性をもって検出できることが要求されている。

この要求に応えるには、モータ制御装置とは別に回転速度を監視するための専用の装置が必要であるが、コストアップは避けられず、また、一度システムを組み立てた後の追加は、システム全体の見直しが必要であり、事実上不可能な場合が多い。

この問題に対して、モータ制御装置の安全性を確保する方策例が従来から種々提案されている（例えば、特許文献１，２）。

すなわち、特許文献１では、制御系の伝達関数を模擬する制御系モデルを使用して指令パターンから現在のモータ速度を予測し、その予測した現在のモータ速度と、速度検出器にて検出されたモータ速度とを比較することにより、異常を判断する方法が提案されている。

また、特許文献２では、モータ回転状態を複数の情報を用いて多重に監視する方法として、検出器からの情報（モータの位置、速度、磁極位置）と、モータの巻線に発生する誘起電圧から推定したモータ回転状態の情報とで、モータ回転状態を監視する方法が提案されている。

特開平３−２３１３１７号公報特開２００３−３３０７２号公報

しかし、特許文献１に開示される安全監視方法では、速度検出器に異常が発生した場合には、速度監視ができないという問題がある。これに対処するため、別に速度検出器を用意すると、追加配線も必要になるので、コストアップを招来する。

また、特許文献２に開示される安全監視方法では、モータ回転状態の推定手段として誘起電圧検出器を用いるが、モータ低速運転時ではモータ巻線に発生する誘起電圧が小さくなるため、誘起電圧検出器を用いる方法では、モータ回転状態を正しく検出できないことが起こるという問題がある。安全監視のために誘起電圧検出器を用いるので、追加配線が必要になり、上記と同様に、コストアップを招来する。

ここで、特許文献１，２に示されるように、従来は、モータ制御装置自体が自装置の安全監視を行うように構成されるが、モータ制御システムとしては、上位コントローラもモータ制御装置の安全監視が行える構成にできれば、一層安全監視の実効が図れる。このとき、従来構成に追加・変更を生じさせない工夫が必要であることは言うまでもない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、従来構成に追加・変更を生じさせないで上位コントローラもモータ制御装置の安全監視が行えるモータ制御システムおよびその安全監視方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、動作指令を出力する上位コントローラと、モータに取り付けられた位置検出器または速度検出器が検出したモータ位置またはモータ速度の一方から他方を求める形で得られるモータ位置およびモータ速度と前記上位コントローラからの動作指令とに基づきモータを駆動するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムにおいて、前記上位コントローラは、前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報に対し、前記モータ制御装置へ出力した動作指令と、前記モータ制御装置から入力されるモータ位置または前記モータ制御装置からモータ速度が入力される場合は該モータ速度から求めたモータ位置、もしくは、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度とが、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、または、制限範囲内にあるか否かを判断する安全監視手段を備え、前記モータ制御装置は、前記モータへの電流および電圧に基づき推定した前記モータ回転状態推定情報を出力するモータ回転状態推定手段と、前記モータ回転状態推定手段が出力する前記モータ回転状態推定情報に対し、前記上位コントローラからの動作指令と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置、もしくは、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、または、制限範囲内にあるか否かによってモータの運転状態が正常であるか否かを判断する安全監視手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、上位コントローラもモータ制御装置の安全監視が行えるので、モータ制御システムの安全監視の実効が図れる。このとき、監視情報を複数用意し、モータ運転状態を多重に監視できるので、安全監視の信頼性を高くすることができる。そして、従来構成に追加・変更を生じさせないで安全監視が行えるので、追加配線の必要が無く、従来構成のままで安全性の高いモータ制御システムへ移行することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施例１によるモータ制御システムの全体構成を示すブロック図である。図２は、モータ制御装置が実施する自装置の安全監視方法（その１）を説明するフローチャートである。図３は、モータ制御装置が実施する自装置の安全監視方法（その２）を説明するフローチャートである。図４は、モータ制御装置が実施する自装置の安全監視方法（その３）を説明するフローチャートである。図５は、上位コントローラがモータ制御装置の安全監視を実施する安全監視方法（その１）を説明するフローチャートである。図６は、上位コントローラがモータ制御装置の安全監視を実施する安全監視方法（その２）を説明するフローチャートである。図７は、上位コントローラがモータ制御装置の安全監視を実施する安全監視方法（その３）を説明するフローチャートである。図８は、本発明の実施例２によるモータ制御システムの全体構成を示すブロック図である。図９は、モータ制御装置が実施する自装置の安全監視方法（その１）を説明するフローチャートである。図１０は、モータ制御装置が実施する自装置の安全監視方法（その２）を説明するフローチャートである。図１１は、モータ制御装置が実施する自装置の安全監視方法（その３）を説明するフローチャートである。図１２は、上位コントローラがモータ制御装置の安全監視を実施する安全監視方法（その１）を説明するフローチャートである。図１３は、上位コントローラがモータ制御装置の安全監視を実施する安全監視方法（その２）を説明するフローチャートである。図１４は、上位コントローラがモータ制御装置の安全監視を実施する安全監視方法（その３）を説明するフローチャートである。

以下に、本発明にかかるモータ制御システムおよびその安全監視方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１によるモータ制御システムの全体構成を示すブロック図である。図１において、モータ制御システム１ａは、上位コントローラ２と、モータ制御装置３ａとを備えている。モータ制御システム１ａは、この実施例では、サーボシステムであり、したがって、モータ制御装置３ａは、サーボアンプである。各種機械のモータ４には、検出器５が直接または近傍に配置されている。検出器５は、モータ４の位置または速度を検出する位置検出器または速度検出器である。検出器５が検出した位置または速度は、モータ制御装置３ａと上位コントローラ２とに入力される。

上位コントローラ２では、指令生成装置６と、安全監視装置７ａとが抜き出して示されている。図示してないが、上位コントローラ２には、モータ制御装置３ａの運転可否を示す信号が入力されるようになっている。指令生成装置６は、モータ制御装置３ａが運転可能状態であるときに、「位置制御」「速度制御」「トルク制御」の各制御モードに応じた各種の動作を指定する動作指令（位置指令、速度指令、トルク指令）を生成し、モータ制御装置３ａに出力する。なお、モータ制御装置３ａが運転可能でない状態とは、例えば、電源投入後に十分に立ち上がっていない状態であるとか、非常停止の状態にある場合などである。安全監視装置７ａは、後述するように、モータ制御装置３ａの安全状態を監視する。

モータ制御装置３ａでは、モータ制御回路８ａと、電流検出回路９と、モータ回転状態推定演算部１０と、安全監視装置１１ａとが抜き出して示されている。

モータ制御回路８ａは、上位コントローラ２からの動作指令と、位置検出器５または速度検出器５が検出したモータ位置またはモータ速度の一方から他方を求める形で得られるモータ位置およびモータ速度と、に基づきモータ４を駆動する。電流検出回路９は、モータ制御回路８ａがモータ４へ供給するモータ電流を検出する。

モータ回転状態推定演算部１０は、電流検出回路９が検出したモータ電流と、モータ制御回路８ａからモータ４に供給する電圧とに基づいて、上記した３つの制御モードにおいてモータ４の回転状態を推定演算する。この実施例では、モータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報のうち、モータ位置推定値、零速度推定状態、推定回転方向、モータ速度推定値、およびモータ加速度推定値を監視対象としている。これらの内容は、制御モードに応じて異なることは言うまでもないが、この実施例では、安全監視方法の概念説明を行うので、その内容相違については言及していない。

安全監視装置７ａ，１１ａは、それぞれ、上記した３つの制御モードにおいて、検出器５が検出した位置または速度と、モータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報と、指令生成装置６が出力する動作指令との３つの情報によって多重にモータ制御装置３ａの安全状態を監視する。

安全監視装置７ａ，１１ａは、検出器５が位置検出器であるときに動作指令が、零速度、回転方向、速度、加減速度などの「速度」に関する指定を行う場合は、その「速度」を位置検出器５が検出した位置から求める。また、安全監視装置７ａ，１１ａは、検出器５が速度検出器であるときに動作指令が「位置」を指定している場合は、その「位置」を速度検出器５が検出した速度から求める。

安全監視装置７ａ，１１ａは、これら３つの情報について、３つの制御モード毎に、誤差範囲を格納するテーブルと、制限範囲を格納するテーブルとを有している。安全監視装置７ａ，１１ａは、これらのテーブルを参照して３つの情報の一致・不一致や制限範囲内にあるか否かを調べて正常・異常の判断を行い、監視結果信号１２，１４を出力する。監視結果信号１２，１４は、モータ制御回路８ａ，指令生成装置６に制御信号として入力される。モータ制御回路８ａ，指令生成装置６は、監視結果信号１２，１４が、正常状態を示すときは動作を継続し、異常状態を示すときは動作を停止する。安全監視装置７ａ，１１ａは、異常状態を示す監視結果信号１２，１４を出力するときは、図示しない操作パネルや監視パネルなどにアラーム出力１３，１５を行い、異常発生を周囲に報知するようになっている。報知の方法として、ブザー鳴動の他に、動作停止の原因機器の表示も行うこともできる。

以下、図２〜図７を参照して、この実施例１による安全監視方法について説明する。なお、図２〜図７に示すフローチャートでは、３つの制御モードのいずれか一つにおいて行われる安全監視動作の手順が示されている。また、図２〜図７では、処理手順を示すステップは、「ＳＴ」と略記している。

＜モータ制御装置３ａでの安全監視方法＞
図２〜図４は、モータ制御装置３ａが実施する自装置の安全監視方法を説明するフローチャートである。図２〜図４において、モータ制御装置３ａが運転可能状態であれば（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、上位コントローラ２は、モータ制御装置３ａに対し制御モードに応じた動作指令を出力するので、安全監視装置１１ａは、上位コントローラ２から動作指令を読み込む（ＳＴ２）。並行してモータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報と検出器５の検出情報とを取り込む（ＳＴ３）。

ここで、検出器５の検出情報を取り込むとは、検出器５が検出したモータ位置および検出したモータ速度をレジスタに逐一更新しながら一時記憶することである。検出したモータ位置とは、検出器５が位置検出器であるときにその検出したモータ位置と、検出器５が速度検出器であるときにその検出したモータ速度から求めたモータ位置とを指している。また、検出したモータ速度とは、検出器５が速度検出器であるときにその検出したモータ速度と、検出器５が位置検出器であるときにその検出したモータ位置から求めたモータ速度とを指している。

安全監視装置１１ａは、取り込んだモータ回転状態推定情報が、（１）モータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）と、（２）零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）と、（３）推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）と、（４）速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）と、（５）加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）とにおいて、それぞれモータ４の運転状態が正常であるか否かを判断し、これを繰り返す。以下、順に説明する。

（１）モータ回転状態推定情報が、モータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が位置を指定していることを確認し（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、モータ位置推定値と、読み込んだ動作指令が指定する位置と、検出した位置との「３つの情報」が位置の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ６）。その結果、「３つの情報」がほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ６：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ６：Ｎｏ）は、今度は「３つの情報」が位置制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ８）。その結果、「３つの情報」が位置制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ８：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ８：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

ここで、ＳＴ７では、モータ制御回路８ａに出力する監視結果信号１２を「正常状態」を示す信号レベルにし、モータ４の運転を継続させる。ＳＴ９では、モータ制御回路８ａに出力する監視結果信号１２を「異常状態」を示す信号レベルにし、モータ４を緊急停止させる。同時に、アラーム出力１３をモータ制御装置３ａの図示しない監視パネルなどに行う。

（２）モータ回転状態推定情報が、零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が零速度を指定していることを確認し（ＳＴ１１：Ｙｅｓ）、零速度推定状態と、読み込んだ動作指令が指定する零速度と、検出した速度が示す零速度との「３つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせるか否かを判断する（ＳＴ１２）。その結果、「３つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせる場合（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）は、モータ４の停止状態は正常な停止状態であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ１２：Ｎｏ）はＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

（３）モータ回転状態推定情報が、推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が回転方向を指定していることを確認し（ＳＴ１４：Ｙｅｓ）、推定回転方向と、読み込んだ動作指令が指定する回転方向と、検出した速度が示す回転方向との「３つの情報」が全て同じ回転方向であるか否かを判断する（ＳＴ１５）。その結果、「３つの情報」が全て同じ回転方向である場合（ＳＴ１５：Ｙｅｓ）は、モータ４の回転方向は正常な回転方向であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ１５：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

（４）モータ回転状態推定情報が、速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が速度を指定していることを確認し（ＳＴ１７：Ｙｅｓ）、速度推定値と、読み込んだ動作指令が指定する速度の値と、検出した速度の値との「３つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ１８）。その結果、「３つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ１８：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ１８：Ｎｏ）は、今度は「３つの情報」が速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ１９）。その結果、「３つの情報」が速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ１９：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ１９：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

（５）モータ回転状態推定情報が、加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が加減速度を指定していることを確認し（ＳＴ２１：Ｙｅｓ）、加減速度推定値と、読み込んだ動作指令が指定する加減速度の値と、検出した速度が示す加減速度の値との「３つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ２２）。その結果、「３つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ２２：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ２２：Ｎｏ）は、今度は「３つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ２３）。その結果、「３つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ２３：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ２３：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。なお、モータ回転状態推定情報が、加減速度推定値でない場合（ＳＴ０５：Ｎｏ）は、ＳＴ０１に戻り、以上の監視動作を繰り返す。

ここで、安全監視装置１１ａは、ＳＴ９の処理を行う場合、「３つの情報」の２つずつの情報について次の（ａ）〜（ｅ）の判断を行って異常発生の原因機器を特定し、モータ制御装置３ａの監視パネルなどに表示するようになっている。

（ａ）モータ回転状態推定情報と、読み込んだ動作指令とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、検出器５が故障していると判断する。（ｂ）モータ回転状態推定情報と、検出したモータ位置または検出したモータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、読み込んだ動作指令に異常が発生したと判断する。（ｃ）モータ回転状態推定情報と、検出したモータ速度または検出したモータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、読み込んだ動作指令に異常が発生したと判断する。（ｄ）読み込んだ動作指令と、検出したモータ位置または検出したモータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、電流検出回路９に異常が発生したと判断する。（ｅ）読み込んだ動作指令と、検出したモータ速度または検出したモータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、電流検出回路９に異常が発生したと判断する。

＜上位コントローラ２が実施する安全監視方法＞
図５〜図７は、上位コントローラ２がモータ制御装置３ａの安全監視を実施する安全監視方法を説明するフローチャートである。図５〜図７において、上位コントローラ２は、モータ制御装置３ａが運転可能状態であることを確認して（ＳＴ３０：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ａに対し制御モードに応じた動作指令を出力するので、安全監視装置７ａは、その出力した動作指令を取り込む（ＳＴ３１）。並行してモータ制御装置３ａから、モータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報と検出器５の検出情報とを取り込む（ＳＴ３２）。

安全監視装置７ａは、モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報が、（１）モータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）と、（２）零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）と、（３）推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）と、（４）速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）と、（５）加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）とにおいて、それぞれモータ４の運転状態が正常であるか否かを安全監視装置１１ａと同様の方法で判断し、これを繰り返す。以下、順に説明する。

（１）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が位置を指定していることを確認し（ＳＴ３５：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ａから取り込んだモータ位置推定値と、出力した動作指令が指定する位置と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出位置との「３つの情報」が位置の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ３６）。その結果、「３つの情報」がほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ３６：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ３６：Ｎｏ）は、今度は「３つの情報」が位置制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ３８）。その結果、「３つの情報」が位置制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ３８：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ３８：Ｎｏ）は、ＳＴ３９の処理を行って本手順を終了する。

ここで、ＳＴ３７では、指令生成装置６に出力する監視結果信号１４を「正常状態」を示す信号レベルにし、動作指令の生成を続行させる。これによって、モータ制御装置３ａでは、モータ４の運転を継続する。ＳＴ３９では、指令生成装置６に出力する監視結果信号１４を「異常状態」を示す信号レベルにし、指令生成装置６に動作指令の生成動作を停止させる。これによって、モータ制御装置３ａではモータ４の運転を停止する。同時に、アラーム出力１５を上位コントローラ２の図示しない監視パネルなどに行う。

（２）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が零速度を指定していることを確認し（ＳＴ４１：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ａから取り込んだ零速度推定状態と、出力した動作指令が指定する零速度と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出速度が示す零速度との「３つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせるか否かを判断する（ＳＴ４２）。その結果、「３つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせる場合（ＳＴ４２：Ｙｅｓ）は、モータ４の停止状態は正常な停止状態であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ４２：Ｎｏ）は、ＳＴ３９の処理を行って本手順を終了する。

（３）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が回転方向を指定していることを確認し（ＳＴ４４：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ａから取り込んだ推定回転方向と、出力した動作指令が指定する回転方向と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出速度が示す回転方向との「３つの情報」が全て同じ回転方向であるか否かを判断する（ＳＴ４５）。その結果、「３つの情報」が全て同じ回転方向である場合（ＳＴ４５：Ｙｅｓ）は、モータ４の回転方向は正常な回転方向であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ４５：Ｎｏ）は、ＳＴ３９の処理を行って本手順を終了する。

（４）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報が速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が速度を指定していることを確認し（ＳＴ４７：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ａから取り込んだ速度推定値と、出力した動作指令が指定する速度の値と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出速度の値との「３つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ４８）。その結果、「３つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ４８：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ４８：Ｎｏ）は、今度は「３つの情報」が速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ４９）。その結果、「３つの情報」が速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ４９：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ４９：Ｎｏ）は、ＳＴ３９の処理を行って本手順を終了する。

（５）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報が加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が加減速度を指定していることを確認し（ＳＴ５１：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ａから取り込んだ加減速度推定値と、出力した動作指令が指定する加減速度の値と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出速度が示す加減速度の値との「３つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ５２）。その結果、「３つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ５２：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な加減速度値であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ５２：Ｎｏ）は、今度は「３つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ５３）。その結果、「３つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ５３：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な加減速度値であると判断しＳＴ３７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ５３：Ｎｏ）は、ＳＴ３９の処理を行って本手順を終了する。なお、モータ制御装置３ａの安全監視装置１１ａと同様にモータ回転状態推定情報が、加減速度推定値でない場合（ＳＴ０５：Ｎｏ）は、ＳＴ０１に戻り、以上の監視動作を繰り返す。

ここで、安全監視装置７ａは、安全監視装置１１ａと同様に、ＳＴ３９の処理を行う場合、「３つの情報」の２つずつの情報について次の（ａ）〜（ｅ）の判断を行って異常発生の原因機器を特定し、上位コントローラ２の監視パネルなどに表示するようになっている。

（ａ）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報と、出力した動作指令とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、検出器５が故障していると判断する。（ｂ）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出モータ位置または検出モータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、出力した動作指令に異常が発生したと判断する。（ｃ）モータ制御装置３ａから取り込んだモータ回転状態推定情報と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出モータ速度または検出モータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、出力した動作指令に異常が発生したと判断する。（ｄ）出力した動作指令と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出モータ位置または検出モータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、電流検出回路９に異常が発生したと判断する。（ｅ）出力した動作指令と、モータ制御装置３ａから取り込んだ検出モータ速度または検出モータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるときは、電流検出回路９に異常が発生したと判断する。

以上のように、実施例１によれば、モータ制御装置が検出器付きモータを駆動制御するタイプである場合に、上位コントローラもモータ制御装置の安全監視が行えるので、モータ制御システムとしての安全監視の実効が図れる。このとき、モータ回転状態推定情報の中で監視対象となる推定情報を定め、それに対応する動作指令と、検出したモータ位置または検出したモータ速度との３つの情報を監視情報とし、モータ運転状態を多重に監視するので、安全監視の信頼性を高くすることができる。そして、従来構成に追加・変更を生じさせないで安全監視が行えるので、追加配線の必要が無く、従来構成のままで安全性の高いモータ制御システムへ移行することができる。

図８は、本発明の実施例２によるモータ制御システムの全体構成を示すブロック図である。なお図８では、図１（実施例１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施例２に関わる部分を中心に説明する。

図８において、実施例２によるモータ制御システム１ｂは、上位コントローラ２と、符号を変えたモータ制御装置３ｂとを備えている。モータ制御システム１ｂは、実施例１と同様に、サーボシステムであり、したがって、モータ制御装置３ｂは、サーボアンプである。各種機械のモータ４には、位置検出器や速度検出器は配置されていない。

上位コントローラ２では、図１に示した指令生成装置６と、符号を変えた安全監視装置７ｂとが示されている。モータ制御装置３ｂでは、図１に示した電流検出回路９およびモータ回転状態推定演算部１０と、符号を変えたモータ制御回路８ｂおよび安全監視装置１１ｂとが示されている。

モータ制御装置３ｂにおいて、モータ制御回路８ｂは、上位コントローラ２からの動作指令と、モータ４への電流および電圧に基づき推定したモータ４の推定位置および推定速度と、に基づきモータ４を駆動する。

安全監視装置７ｂ，１１ｂは、それぞれ、３つの制御モードにおいて、モータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報と、指令生成装置６が出力する動作指令との２つの情報によって多重にモータ制御装置３ｂの安全状態を監視する。

安全監視装置７ｂ，１１ｂは、これら２つの情報について、３つの制御モード毎に、誤差範囲を格納するテーブルと、制限範囲を格納するテーブルとを有している。安全監視装置７ｂ，１１ｂは、これらのテーブルを参照して２つの情報の一致・不一致や制限範囲内にあるか否かを調べて正常・異常の判断を行い、監視結果信号１２，１４を出力する。監視結果信号１２，１４は、モータ制御回路８ｂ，指令生成装置６に制御信号として入力される。モータ制御回路８ｂ，指令生成装置６は、監視結果信号１２，１４が、正常状態を示すときは動作を継続し、異常状態を示すときは動作を停止する。安全監視装置７ｂ，１１ｂは、異常状態を示す監視結果信号１２，１４を出力するときは、図示しない操作パネルや監視パネルなどにアラーム出力１３，１５を行い、異常発生を周囲に報知するようになっている。報知の方法としては、ブザー鳴動やエラーランプの点灯などがある。

以下、図９〜図１４を参照して、この実施例２による安全監視方法について説明する。なお、図９〜図１４に示すフローチャートでは、３つの制御モードのいずれか一つにおいて行われる安全監視動作の手順が示されている。また、図９〜図１４では、図２〜図６に示した処理手順と同一ないしは同等である処理手順には同一の符号を付してある。

＜モータ制御装置３ｂでの安全監視方法＞
図９〜図１１は、モータ制御装置３ｂが実施する自装置の安全監視方法を説明するフローチャートである。図９〜図１１において、モータ制御装置３ｂが運転可能状態であれば（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、上位コントローラ２は、モータ制御装置３ｂに対し制御モードに応じた動作指令を出力するので、安全監視装置１１ｂは、上位コントローラ２から動作指令を読み込む（ＳＴ２）。並行してモータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報を取り込む（ＳＴ６０）。

安全監視装置１１ｂは、安全監視装置１１ａと同様に、取り込んだモータ回転状態推定情報が、（１）モータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）と、（２）零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）と、（３）推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）と、（４）速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）と、（５）加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）とにおいて、それぞれモータ４の運転状態が正常であるか否かを判断し、これを繰り返す。以下、順に説明する。

（１）モータ回転状態推定情報が、モータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が位置を指定していることを確認し（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、モータ位置推定値と、読み込んだ動作指令が指定する位置との「２つの情報」が位置の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ６２）。その結果、「２つの情報」がほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ６２：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ６２：Ｎｏ）は、今度は「２つの情報」が位置制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ６３）。その結果、「２つの情報」が位置制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ６３：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ６３：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。ＳＴ７およびＳＴ９での処理内容は前述した通りである。

（２）モータ回転状態推定情報が、零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が零速度を指定していることを確認し（ＳＴ１１：Ｙｅｓ）、零速度推定状態と、読み込んだ動作指令が指定する零速度との「２つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせるか否かを判断する（ＳＴ６５）。その結果、「２つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせる場合（ＳＴ６５：Ｙｅｓ）は、モータ４の停止状態は正常な停止状態であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ６５：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

（３）モータ回転状態推定情報が、推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が回転方向を指定していることを確認し（ＳＴ１４：Ｙｅｓ）、推定回転方向と、読み込んだ動作指令が指定する回転方向との「２つの情報」が全て同じ回転方向であるか否かを判断する（ＳＴ６７）。その結果、「２つの情報」が全て同じ回転方向である場合（ＳＴ６７：Ｙｅｓ）は、モータ４の回転方向は正常な回転方向であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ６７：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

（４）モータ回転状態推定情報が、速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が速度を指定していることを確認し（ＳＴ１７：Ｙｅｓ）、速度推定値と、読み込んだ動作指令が指定する速度の値との「２つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ６９）。その結果、「２つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ６９：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ６９：Ｎｏ）は、今度は「２つの情報」が速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ７０）。その結果、「２つの情報」が速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ７０：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ７０：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。

（５）モータ回転状態推定情報が、加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）、読み込んだ動作指令が加減速度を指定していることを確認し（ＳＴ２１：Ｙｅｓ）、加減速度推定値と、読み込んだ動作指令が指定する加減速度の値との「２つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ７２）。その結果、「２つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ７２：Ｙｅｓ）には、モータ４の加減速度値は正常な加減速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ７２：Ｎｏ）は、今度は「２つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ７３）。その結果、「２つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ７３：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な加減速度値であると判断しＳＴ７を介してＳＴ２に戻り、そうでない場合（ＳＴ７３：Ｎｏ）は、ＳＴ９の処理を行って本手順を終了する。なお、モータ回転状態推定情報が、加減速度推定値でない場合（ＳＴ０５：Ｎｏ）は、ＳＴ０１に戻り、以上の監視動作を繰り返す。

＜上位コントローラ２が実施する安全監視方法＞
図１２〜図１４は、上位コントローラ２がモータ制御装置３ｂの安全監視を実施する安全監視方法を説明するフローチャートである。図１２〜図１４において、上位コントローラ２は、モータ制御装置３ｂが運転可能状態であることを確認して（ＳＴ３０：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ｂに対し制御モードに応じた動作指令を出力するので、安全監視装置７ｂは、その出力した動作指令を取り込む（ＳＴ３１）。並行してモータ制御装置３ｂから、モータ回転状態推定演算部１０が出力するモータ回転状態推定情報を取り込む（ＳＴ７５）。

安全監視装置７ｂは、モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ回転状態推定情報が、（１）モータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）と、（２）零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）と、（３）推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）と、（４）速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）と、（５）加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）とにおいて、それぞれモータ４の運転状態が正常であるか否かを安全監視装置１１ｂと同様の方法で判断し、これを繰り返す。以下、順に説明する。

（１）モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合（ＳＴ０１：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が位置を指定していることを確認し（ＳＴ３５：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ位置推定値と、出力した動作指令が指定する位置との「２つの情報」が位置の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ７６）。その結果、「２つの情報」がほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ７６：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ７６：Ｎｏ）は、今度は「２つの情報」が位置制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ７８）。その結果、「２つの情報」が位置制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ７８：Ｙｅｓ）は、モータ４の位置は正常位置であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ７８：Ｎｏ）は、ＳＴ７９の処理を行って本手順を終了する。

ここで、ＳＴ７７では、指令生成装置６に出力する監視結果信号１４を「正常状態」を示す信号レベルにし、動作指令の生成を続行させる。これによって、モータ制御装置３ｂでは、モータ４の運転を継続する。ＳＴ７９では、指令生成装置６に出力する監視結果信号１４を「異常状態」を示す信号レベルにし、指令生成装置６に動作指令の生成動作を停止させる。これによって、モータ制御装置３ｂではモータ４の運転を停止する。同時に、アラーム出力１５を上位コントローラ２の図示しない監視パネルなどに行う。

（２）モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合（ＳＴ０２：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が零速度を指定していることを確認し（ＳＴ４１：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ｂから取り込んだ零速度推定状態と、出力した動作指令が指定する零速度との「２つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせるか否かを判断する（ＳＴ８１）。その結果、「２つの情報」が零速度の誤差範囲内でほぼゼロと見なせる場合（ＳＴ８１：Ｙｅｓ）は、モータ４の停止状態は正常な停止状態であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ８１：Ｎｏ）は、ＳＴ７９の処理を行って本手順を終了する。

（３）モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合（ＳＴ０３：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が回転方向を指定していることを確認し（ＳＴ４４：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ｂから取り込んだ推定回転方向と、出力した動作指令が指定する回転方向との「２つの情報」が全て同じ回転方向であるか否かを判断する（ＳＴ８２）。その結果、「２つの情報」が全て同じ回転方向である場合（ＳＴ８２：Ｙｅｓ）は、モータ４の回転方向は正常な回転方向であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ８２：Ｎｏ）は、ＳＴ７９の処理を行って本手順を終了する。

（４）モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ回転状態推定情報が速度推定値である場合（ＳＴ０４：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が速度を指定していることを確認し（ＳＴ４７：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ｂから取り込んだ速度推定値と、出力した動作指令が指定する速度の値との「２つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ８４）。その結果、「２つの情報」が速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ８４：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ８４：Ｎｏ）は、今度は「２つの情報」が速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ８５）。その結果、「２つの情報」が速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ８５：Ｙｅｓ）は、モータ４の速度値は正常な速度値であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ８５：Ｎｏ）は、ＳＴ７９の処理を行って本手順を終了する。

（５）モータ制御装置３ｂから取り込んだモータ回転状態推定情報が加減速度推定値である場合（ＳＴ０５：Ｙｅｓ）、出力した動作指令が加減速度を指定していることを確認し（ＳＴ５１：Ｙｅｓ）、モータ制御装置３ｂから取り込んだ加減速度推定値と、出力した動作指令が指定する加減速度の値との「２つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせるか否かを判断する（ＳＴ８７）。その結果、「２つの情報」が加減速度値の誤差範囲内でほぼ同一値と見なせる場合（ＳＴ８７：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な加減速度値であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ８７：Ｎｏ）は、今度は「２つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっているか否か判断する（ＳＴ８８）。その結果、「２つの情報」が加減速度制限範囲内に収まっている場合（ＳＴ８８：Ｙｅｓ）は、モータ４の加減速度値は正常な加減速度値であると判断しＳＴ７７を介してＳＴ３１に戻り、そうでない場合（ＳＴ８８：Ｎｏ）は、ＳＴ７９の処理を行って本手順を終了する。なお、モータ制御装置３ｂの安全監視装置１１ｂと同様にモータ回転状態推定情報が、加減速度推定値でない場合（ＳＴ０５：Ｎｏ）は、ＳＴ０１に戻り、以上の監視動作を繰り返す。

以上のように、実施例２によれば、モータ制御装置が検出器付きでないモータを駆動制御するタイプである場合に、上位コントローラもモータ制御装置の安全監視が行えるので、モータ制御システムとしての安全監視の実効が図れる。このとき、モータ回転状態推定情報の中で監視対象となる推定情報を定め、それに対応する動作指令との２つの情報を監視情報としモータ運転状態を多重に監視するので、安全監視の信頼性を高くすることができる。そして、実施例１と同様に、従来構成に追加・変更を生じさせないで安全監視が行えるので、追加配線の必要が無く、従来構成のままで安全性の高いモータ制御システムへ移行することができる。

なお、実施例１，２では、サーボアンプを用いるモータ制御システムでの安全監視方法への適用例を示したが、インバータ装置を用いるモータ制御システムでの安全監視方法にも同様に適用することができる。

また、実施例１，２でのモータ制御装置は、上位コントローラ２から位置指令、速度指令、トルク指令を受け取って動作するタイプであるが、モータ制御装置が、位置決め内蔵タイプである場合も同様に本発明の安全監視方法を適用することができる。

すなわち、位置決め内蔵タイプのモータ制御装置は、上位コントローラから目標位置と起動信号とを受け取り、内部で、位置、速度、トルクの各種の指令パターンからなる位置指令を生成するので、その生成した位置指令を上位コントローラへ出力するようにする。そうすれば、位置決め内蔵タイプのモータ制御装置では、内部で生成した位置指令を使用して上記した内容の安全監視が行える。また、上位コントローラは、位置決め内蔵タイプのモータ制御装置から受け取った位置指令を使用して上記した内容の安全監視が行える。

以上のように、本発明にかかるモータ制御システムおよびその安全監視方法は、従来構成に追加・変更を生じさせないで上位コントローラもモータ制御装置の安全監視が行えるモータ制御システムおよびその安全監視方法として有用であり、特に、サーボアンプを用いるモータ制御システムおよびその安全監視方法に適している。

１ａ，１ｂモータ制御システム
２上位コントローラ
３ａ，３ｂモータ制御装置
４モータ
５検出器（位置検出器または速度検出器）
６指令生成装置
７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ安全監視装置
８ａ，８ｂモータ制御回路
９電流検出回路

Claims

動作指令を出力する上位コントローラと、
モータに取り付けられた位置検出器または速度検出器が検出したモータ位置またはモータ速度の一方から他方を求める形で得られるモータ位置およびモータ速度と前記上位コントローラからの動作指令とに基づきモータを駆動するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムにおいて、
前記上位コントローラは、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報に対し、前記モータ制御装置へ出力した動作指令と、前記モータ制御装置から入力されるモータ位置または前記モータ制御装置からモータ速度が入力される場合は該モータ速度から求めたモータ位置、もしくは、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度とが、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、または、制限範囲内にあるか否かを判断する安全監視手段
を備え、
前記モータ制御装置は、
前記モータへの電流および電圧に基づき推定した前記モータ回転状態推定情報を出力するモータ回転状態推定手段と、
前記モータ回転状態推定手段が出力する前記モータ回転状態推定情報に対し、前記上位コントローラからの動作指令と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置、もしくは、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、または、制限範囲内にあるか否かによってモータの運転状態が正常であるか否かを判断する安全監視手段と
を備えたことを特徴とするモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合に、該モータ位置推定値と、前記出力した動作指令が指定する位置と、前記モータ制御装置から入力されるモータ位置または前記モータ制御装置からモータ速度が入力される場合は該モータ速度から求めたモータ位置との全てが、位置の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、位置制限範囲内に収まっているとき、モータの位置は正常位置であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合に、該モータ位置推定値と、前記上位コントローラからの動作指令が指定する位置と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置との全てが、位置の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、位置制限範囲内に収まっているとき、モータの位置は正常位置であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合に、該零速度推定状態と、前記出力した動作指令が指定する零速度と、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度との全てが、零速度の誤差範囲内にあってゼロと見なせるとき、モータの停止状態は正常な停止状態であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合に、該零速度推定状態と、前記上位コントローラからの動作指令が指定する零速度と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度との全てが、零速度の誤差範囲内にあってゼロと見なせるとき、モータの停止状態は正常な停止状態であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合に、該推定回転方向と、前記出力した動作指令が指定する回転方向と、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度の回転方向との全てが同一の回転方向であるとき、モータの回転方向は正常な回転方向であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合に、該推定回転方向と、前記上位コントローラからの動作指令が指定する回転方向と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度の回転方向との全てが同一の回転方向であるとき、モータの回転方向は正常な回転方向であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報がモータ速度推定値である場合に、該モータ速度推定値と、前記出力した動作指令が指定する速度値と、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度の値との全てが、速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、速度制限範囲内に収まっているとき、モータの速度値は正常な速度値であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報がモータ速度推定値である場合に、該モータ速度推定値と、前記上位コントローラからの動作指令が指定する速度値と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度の値との全てが、速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、速度制限範囲内に収まっているとき、モータの速度値は正常な速度値であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報がモータ加減速度推定値である場合に、該モータ加減速度推定値と、前記出力した動作指令が指定する加減速度値と、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度の加減速度値との全てが、加減速度値の誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、または、加減速度制限範囲内に収まっているとき、モータの加減速度値は正常な加減速度値であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報がモータ加減速度推定値である場合に、該モータ加減速度推定値と、前記上位コントローラからの動作指令が指定する加減速度値と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度の加減速度値との全てが、加減速度値の誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、または、加減速度制限範囲内に収まっているとき、モータの加減速度値は正常な加減速度値であると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報と、前記出力した動作指令とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記位置検出器または前記速度検出器が故障していると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報と、前記上位コントローラからの動作指令とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記位置検出器または前記速度検出器が故障していると判断する
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報と、前記モータ制御装置から入力されるモータ位置または前記モータ制御装置からモータ速度が入力される場合は該モータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記出力した動作指令に異常が発生したと判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記上位コントローラからの動作指令に異常が発生したと判断する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報と、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記出力した動作指令に異常が発生したと判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記上位コントローラからの動作指令に異常が発生したと判断する
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記出力した動作指令と、前記モータ制御装置から入力されるモータ位置または前記モータ制御装置からモータ速度が入力される場合は該モータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、モータへの電流を検出する回路に異常が発生したと判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記上位コントローラからの動作指令と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、モータへの電流を検出する回路に異常が発生したと判断する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記出力した動作指令と、前記モータ制御装置から入力されるモータ速度または前記モータ制御装置からモータ位置が入力される場合は該モータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、モータへの電流を検出する回路に異常が発生したと判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記上位コントローラからの動作指令と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、モータへの電流を検出する回路に異常が発生したと判断する
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載のモータ制御システム。
動作指令を出力する上位コントローラと、
モータへの電流および電圧に基づき推定されたモータの推定位置および推定速度と前記上位コントローラからの動作指令とに基づきモータを駆動するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムにおいて、
前記上位コントローラは、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報に対し、前記モータ制御装置へ出力した動作指令がが、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、または、制限範囲内にあるか否かを判断する安全監視手段
を備え、
前記モータ制御装置は、
前記モータへの電流および電圧に基づき推定した前記モータ回転状態推定情報を出力するモータ回転状態推定手段と、
前記モータ回転状態推定手段が出力する前記モータ回転状態推定情報に対し、前記上位コントローラから入力される動作指令が、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、或いは、制限範囲内にあるか否かによってモータの運転状態が正常であるか否かを判断する安全監視手段
を備えたことを特徴とするモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合に、該モータ位置推定値と前記出力した動作指令が指定する位置との全てが、位置の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、位置制限範囲内に収まっているとき、モータの位置は正常位置であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合に、該モータ位置推定値と前記上位コントローラからの動作指令が指定する位置との全てが、位置の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、位置制限範囲内に収まっているとき、モータの位置は正常位置であると判断する
ことを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合に、該零速度推定状態と前記出力した動作指令が指定する零速度との全てが、零速度の誤差範囲内にあってゼロと見なせるとき、モータの停止状態は正常な停止状態であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合に、該零速度推定状態と前記上位コントローラからの動作指令が指定する零速度との全てが、零速度の誤差範囲内にあってゼロと見なせるとき、モータの停止状態は正常な停止状態であると判断する
ことを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合に、該推定回転方向と前記出力した動作指令が指定する回転方向との全てが同一の回転方向であるとき、モータの回転方向は正常な回転方向であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合に、該推定回転方向と前記上位コントローラからの動作指令が指定する回転方向との全てが同一の回転方向であるとき、モータの回転方向は正常な回転方向であると判断する
ことを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報がモータ速度推定値である場合に、該モータ速度推定値と前記出力した動作指令が指定する速度値との全てが、速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、速度制限範囲内に収まっているとき、モータの速度値は正常な速度値であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報がモータ速度推定値である場合に、該モータ速度推定値と前記上位コントローラからの動作指令が指定する速度値との全てが、速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、速度制限範囲内に収まっているとき、モータの速度値は正常な速度値であると判断する
ことを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御システム。
前記上位コントローラの安全監視手段は、
前記モータ制御装置から入力されるモータ回転状態推定情報がモータ加減速度推定値である場合に、該モータ加減速度推定値と前記出力した動作指令が指定する加減速度値との全てが、加減速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、加減速度制限範囲内に収まっているとき、モータの加減速度値は正常な加減速度値であると判断し、
前記モータ制御装置の安全監視手段は、
前記モータ回転状態推定手段が推定したモータ回転状態推定情報がモータ加減速度推定値である場合に、該モータ加減速度推定値と前記上位コントローラからの動作指令が指定する加減速度値との全てが、加減速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、加減速度制限範囲内に収まっているとき、モータの加減速度値は正常な加減速度値であると判断する
ことを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御システム。
動作指令を出力する上位コントローラと、
モータに取り付けられた位置検出器または速度検出器が検出したモータ位置またはモータ速度の一方から他方を求める形で得られるモータ位置およびモータ速度と前記上位コントローラからの動作指令とに基づきモータを駆動するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムにおいて、
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータへの電流および電圧に基づき推定されたモータ回転状態推定情報に対し、前記動作指令と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置、もしくは、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、または、制限範囲内にあるか否かによってモータの運転状態が正常であるか否かを判断する工程
を含むことを特徴とするモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合に、該モータ位置推定値と、前記動作指令が指定する位置と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置との全てが、位置の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、位置制限範囲内に収まっているとき、モータの位置は正常位置であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合に、該零速度推定状態と、前記動作指令が指定する零速度と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度との全てが、零速度の誤差範囲内にあってゼロと見なせるとき、モータの停止状態は正常な停止状態であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合に、該推定回転方向と、前記動作指令が指定する回転方向と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度の回転方向との全てが同一の回転方向であるとき、モータの回転方向は正常な回転方向であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報がモータ速度推定値である場合に、該モータ速度推定値と、前記動作指令が指定する速度値と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度の値との全てが、速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、速度制限範囲内に収まっているとき、モータの速度値は正常な速度値であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報がモータ加減速度推定値である場合に、該モータ加減速度推定値と、前記動作指令が指定する加減速度値と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度の加減速度値との全てが、加減速度値の誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、または、加減速度制限範囲内に収まっているとき、モータの加減速度値は正常な加減速度値であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ回転状態推定情報と、前記動作指令とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、前記位置検出器または前記速度検出器が故障していると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一つに記載のモータ制御システムの安全監視方法。
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ回転状態推定情報と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、生成された動作指令に異常が発生したと判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記モータ回転状態推定情報と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、生成された動作指令に異常が発生したと判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか一つに記載のモータ制御システムの安全監視方法。
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記動作指令と、前記検出したモータ位置または前記検出したモータ速度から求めたモータ位置とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、モータへの電流を検出する回路に異常が発生したと判断する工程
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
モータの運転状態は正常状態でないと判断した場合において、前記動作指令と、前記検出したモータ速度または前記検出したモータ位置から求めたモータ速度とが誤差範囲内にあって同一と見なせるとき、モータへの電流を検出する回路に異常が発生したと判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか一つに記載のモータ制御システムの安全監視方法。
動作指令を出力する上位コントローラと、
モータへの電流および電圧に基づき推定されたモータの推定位置および推定速度と前記上位コントローラからの動作指令とに基づきモータを駆動するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムにおいて、
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータへの電流および電圧に基づき推定されたモータ回転状態推定情報に対し、前記動作指令が、誤差範囲内にあって同一と見なせるか否か、或いは、制限範囲内にあるか否かによってモータの運転状態が正常であるか否かを判断する工程
を含むことを特徴とするモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報がモータ位置推定値である場合に、該モータ位置推定値と前記動作指令が指定する位置との全てが、位置の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、位置制限範囲内に収まっているとき、モータの位置は正常位置であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報が零速度推定状態である場合に、該零速度推定状態と前記動作指令が指定する零速度との全てが、零速度の誤差範囲内にあってゼロと見なせるとき、モータの停止状態は正常な停止状態であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報が推定回転方向である場合に、該推定回転方向と前記動作指令が指定する回転方向との全てが同一の回転方向であるとき、モータの回転方向は正常な回転方向であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報がモータ速度推定値である場合に、該モータ速度推定値と前記動作指令が指定する速度値との全てが、速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、速度制限範囲内に収まっているとき、モータの速度値は正常な速度値であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。
前記上位コントローラおよび前記モータ制御装置は、それぞれ、
前記モータ回転状態推定情報がモータ加減速度推定値である場合に、該モータ加減速度推定値と前記動作指令が指定する加減速度値との全てが、加減速度値の誤差範囲内にあって同一値と見なせるとき、または、加減速度制限範囲内に収まっているとき、モータの加減速度値は正常な加減速度値であると判断する工程
を含むことを特徴とする請求項２９に記載のモータ制御システムの安全監視方法。