JP4507753B2 - 速度制御装置およびその速度調整方法 - Google Patents
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Description
図5は、従来技術の速度制御装置の構成を示すブロック図である。
図5において、101はインバータ回路、102は制御回路、103はCPU、104はCPU103の内蔵RAM、105はEEPROM、106は外部制御装置、107は電動機である。また、aは外部制御装置106から制御回路102内のCPU103へ入力された周波数設定信号、bは外部制御装置106から制御回路102内のCPU103へ入力された2ビットの加減速設定データ、cは到達信号である。
以下、図5を用いて従来技術の速度制御装置の動作を説明する。
外部制御装置106からの信号により運転を行う動作モードに設定している場合、CPU103は、外部制御装置106からの周波数設定信号aを取り込むと同時に、加減速設定データbの2ビット信号による4種類の加減速設定データを取り込み、この加減速設定データbに基づいて所定の周波数から設定周波数までに至る所要時間を決めて、電動機107の回転周波数を加減速している。
図6は、第2の従来技術の動作例を示すタイムチャートである。
図6において、uはアップ指令、dはダウン指令である。また、Uはアップ(加速)状態、Dはダウン(減速)状態、Hは保持(一定速)状態を示している。
以下、図6を用いて、第2の従来技術の動作について説明する。
接点信号であるアップ指令uとダウン指令dが制御回路に入力される。アップ指令uがオン時は加速(U)し、ダウン指令dがオン時は減速(D)する。アップ指令u、ダウン指令dが共にオン、または共にオフ時は、その時の周波数指令を保持(H)する。従って、予め設定された周波数指令を変更することなく、アップ指令uとダウン指令dの2接点入力のみで加減速を行い、目的の速度で運転することができる。さらに、保持時間が所定時間(例えば5秒)を超えた場合、保持された周波数指令を記憶し、再運転時にその記憶された周波数指令で運転することで、アップ指令u、ダウン指令dでの周波数の再調整を不要にしている。
また、第2の従来技術で実施されている速度制御装置の速度調整方法では、予め設定された周波数指令を無視しているため、周波数指令自体の変更ができず、また、ワンショットでの加減速もできない、といった問題があった。
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、2接点入力で無限パターンの加減速を可能にし、アナログ、デジタルに拘わらず周波数指令を入力でき、且つ、周波数指令の変更を運転中も可能にし、さらに再運転時に記憶された周波数指令で運転することにも対応し、また、ワンショットでの加減速指令をも可能とする速度制御装置およびその速度調整方法を提供することを目的としている。
また、請求項2に記載の発明によると、ワンショットでの加減速指令も可能とする速度制御装置を得ることが出来るという効果がある。
また、請求項3に記載の発明によると、周波数指令finに対して2接点に割り当てたバイアス加速・減速指令により周波数指令のバイアス分の増減を操作し無限のパターンでの周波数指令操作が可能となる。また、アナログ、デジタルに拘わらず周波数指令を入力でき、且つ、周波数指令の変更が運転中でも可能であり、さらに再運転時に記憶された周波数指令で運転することにも対応できる速度制御装置の速度調整方法を得ることが出来るという効果がある。
図1において、1は速度制御装置の速度調整部、2は加減速調整器、3は制限器、4はバイアス調整器、5は記憶手段、6はスイッチ、7は加算器、8は外部装置である。また、finは周波数指令(アナログ、デジタル何れの信号でも良い)、fbは周波数バイアス、fzは最終周波数指令、ubrefはバイアス加速指令、dbrefはバイアス減速指令、foutは出力周波数である。
本発明の特徴とする点は以下のとおりである。
すなわち、本発明の速度制御装置は、外部制御装置8から2接点の入力信号を入力して周波数バイアスfbを生成するバイアス調整器4と、保持時間が予め定められた時間を経過したときにその保持された周波数バイアスfb値を記憶し、再運転時にバイアス調整器4に記憶値を復帰させる記憶手段5と、周波数バイアスfbを周波数指令finに加算して最終周波数指令fzを得る加算器7と、最終周波数指令fzに対して加減速レートを調整する加減速調整器2と、加減速調整器2をバイパスさせるスイッチ6を備えるようにしている点である。
バイアス調整器4は、外部制御装置8からのバイアス加速指令ubrefを入力するバイアス加速指令入力と、バイアス減速指令dbrefを入力するバイアス減速指令入力の2つの接点入力を有している。この2接点入力の内、バイアス加速指令ubrefのみオン(入力している)時は、周波数バイアスfbを設定された割合で時間と共に増加させ出力する。一方、バイアス減速指令dbrefのみオン時は、周波数バイアスfbを設定された割合で時間と共に減少させ出力する。また、バイアス加速指令ubrefおよびバイアス減速指令dbrefが共にオン、または共にオフの時は、その時の周波数バイアスfbの値を保持する。
制限器3は、バイアス調整器4に接続され、バイアス調整器4の出力である周波数バイアスfbの値に制限をかけ、加算器7に出力する。
記憶手段5は、バイアス調整器4に接続され、周波数バイアスfbの保持時間が予め定められた規定時間(例えば、5秒)を経過したときは、バイアス調整器4が保持している周波数バイアスfbの値を記憶する。この記憶した保持値は、再運転時にバイアス調整器4に復帰させる。
加算器7は、制限器3を通して出力された周波数バイアスfbの値を、外部制御装置8から入力された周波数指令finに加算して最終周波数指令fzを得る。
加減速調整器2は、加算器7に接続され、最終周波数指令fzに対して、設定された加減速レートで調整し出力する。
スイッチ6は、周波数バイアスfbが保持されている時のみ、加減速調整器2の出力を出力周波数foutとし、周波数バイアスfbが保持されていない時は、加減速調整器2を介さずに、加算器7の出力である最終周波数指令fzを出力周波数foutとする。速度制御装置は、この出力周波数foutにより電動機の速度を制御する。
以下、図2を用いて本発明の速度制御装置の速度調整部1における速度調整動作について順を追って説明する。
予め周波数指令finに10Hzを入力していたとする。運転指令runが入力されると出力周波数foutは加減速調整器2の設定に従って10Hzまで加速する。
バイアス加速指令ubrefがオンされると、スイッチ6は加減速調整器2をバイパスする側へ切換えられ、その後、バイアス調整器4から周波数バイアスfbが時間と共に定められた割合で増加され出力される。
周波数指令finと周波数バイアスfbは加算器7で加算されているため、周波数バイアスfbの増加分だけ出力周波数foutが増加し、電動機は加速する。
バイアス加速指令ubrefがオフされると、バイアス減速指令dbrefもオフのため、周波数バイアスfbはその時の値が保持され、出力周波数foutも保持状態になる。このときスイッチ6は、加減速調整器2が働く側に切換えられる。この状態で、周波数指令finを15Hzへ変化させると、加減速調整器2の設定に従って40Hzまで加速した後、保持状態になる。
保持時間が予め設定された時間(図2の場合5秒)未満でバイアス減速指令dbrefをオンすると、スイッチ6は加減速調整器2をバイパスする側へ切換えられ、バイアス調整器4は出力している周波数バイアスfbを定められた割合で時間と共に減少させる。バイアス減速指令dbrefがオフされるとバイアス加速指令ubrefもオフであるため周波数バイアスfbはその時の値が保持され、出力周波数foutも保持状態になる。このときスイッチ6は加減速調整器2が働く側に切換えられる。この保持状態で5秒が経過すると記憶手段5に現在の周波数バイアスfbである15Hzが記憶され、次回の運転開始時に周波数バイアスfbとして使用される。これにより周波数指令finがデジタルであっても、アナログであっても周波数指令finの値が同じ15Hzであれば、バイアス加速指令ubref、バイアス減速指令dbrefを使用することなく、出力周波数foutには30Hzが再現できるのである。
以下、図3を用いて本発明の速度制御装置の速度調整方法を説明する。
先ず、外部制御装置8からの接点指令であるバイアス加速指令ubrefとバイアス減速指令dbrefそれぞれの入力信号のオン状態、すなわち入力状態を判別する(ステップST10)、
判別した結果、バイアス加速指令ubrefのみオンの時は周波数バイアスfbを定められた割合で時間と共に増加させる(ステップST20)。
判別した結果、バイアス減速指令dbrefのみオンの時は周波数バイアスfbを定められた割合で時間と共に減少させる(ステップST30)。
次に、ステップST20、ST30で得られた周波数バイアスfbの値を、外部制御装置8から与えられた周波数指令finに加算し、最終周波数指令fzを得る(ステップST40)。この得られた最終周波数指令fzを出力周波数foutとして出力し(ステップST50)、速度制御装置は出力周波数foutにより電動機の速度を制御する。
一方、ステップST10で判別した結果、バイアス加速指令ubref、バイアス減速指令dbrefが共にオン、または共にオフの時はその時の周波数バイアスfbの値を保持し(ステップST60)、保持した周波数バイアスfbの値を、外部制御装置8から与えられた周波数指令finに加算して得られた最終周波数指令fzに対して加減速レートを調整し出力周波数foutとして出力する(ステップST70)。速度制御装置は出力周波数foutにより電動機の速度を制御する。次に、周波数バイアスfbの保持時間が所定時間経過したか監視し(ステップST80)、周波数バイアスfbの保持時間が所定時間経過後に周波数バイアスfbの保持値を記憶する(ステップST90)。この記憶された周波数バイアスfbの保持値は、再運転時に周波数バイアスfbとして復帰する(ステップST100)。
以下、図4を用いて本発明の速度制御装置におけるバイアス加速指令ubref、およびバイアス減速指令dbrefのワンショットでの動作について順を追って説明する。
このワンショットモードに設定した場合、スイッチ6は常に加減速調整器2が働く側に切換えられている。ここで、予め周波数指令finに25Hzを入力していたとする。運転指令runがオンされると出力周波数foutは加減速調整器2の設定に従って25Hzまで加速する。
バイアス加速指令ubrefにパルス(ワンショット)が入力されると、バイアス調整器4は、このパルスの立ち上がりを検出し予め設定されていた周波数(図4に示した例の場合5Hz)だけ周波数バイアスfbをステップ状に増加させる。加算器7によりバイアス加速指令ubrefのパルス数分だけ入力周波数指令finに周波数バイアスfbが加算されるため、周波数バイアスfbの増加分だけ最終周波数指令fzが増加し、加減速調整器2の設定に従って出力周波数foutも増加し加速する。そして、周波数バイアスfbの増加分だけ出力周波数foutが増加すると保持状態になる。この保持状態が予め設定された時間(図4に示した例では5秒)経過すると、記憶手段5は現在の周波数バイアスfbの値である10Hzを記憶する。
減速の場合についても同様に、バイアス減速指令dbrefのパルス数分減速される。
図4に示した例では3パルス数分(15Hz)減速され、保持状態が5秒経過後、記憶手段5はその時の周波数バイアスfbの値である−5Hzを記憶する。
この記憶した周波数バイアスfbの値は、次回の運転開始時に周波数バイアスfbとして使用される。これにより周波数指令finがデジタルであっても、アナログであっても周波数指令finの値が同じ15Hzであれば、バイアス加速指令ubref、バイアス減速指令dbrefを使用することなく、出力周波数foutには10Hzが再現できるのである。
また、バイアス調整手段4は、バイアス加速指令ubrefおよびバイアス減速指令dbrefの入力の立ち上がり信号毎に、所定の値の周波数バイアスfbをステップ状に出力するワンショットモードを備えたものであり、スイッチ6は、前記ワンショットモードでは、常に加減速調整器2の出力が出力周波数foutとなるように動作する構成にしているので、ワンショットでの加減速指令にも対応を可能としている。
2 加減速調整器
3 制限器
4 バイアス調整器
5 記憶手段
6 スイッチ
7 加算器
101 インバータ回路
102 制御回路
103 CPU
104 内蔵RAM
105 EEPROM
8、106 外部制御装置
107 電動機
a 周波数設定信号
b 加減速設定データ
c 到達信号
u アップ指令
d ダウン指令
U 加速
D 減速
H 保持
fin 周波数指令
fb 周波数バイアス
fz 最終周波数指令
ubref バイアス加速指令
dbref バイアス減速指令
fout 出力周波数
run 運転指令
Claims (3)
- 外部からの周波数指令(fin)に基づき出力周波数(fout)を調整して電動機の速度を制御する速度制御装置において、
外部からの接点指令であるバイアス加速指令(ubref)とバイアス減速指令(dbref)を入力し、前記バイアス加速指令(ubref)のみオンの時は周波数バイアス(fb)を時間と共に増加させ、前記バイアス減速指令(dbref)のみオンの時は前記周波数バイアス(fb)を時間と共に減少させ、前記バイアス加速指令(ubref)、バイアス減速指令(dbref)が共にオン、または共にオフの時は前記周波数バイアス(fb)の値を保持して出力するバイアス調整手段(4)と、
前記バイアス調整手段(4)に接続され、前記周波数バイアス(fb)の保持時間が所定時間経過時に前記周波数バイアス(fb)の保持値を記憶し、再運転時に前記記憶された周波数バイアス(fb)の保持値を前記バイアス調整手段(4)に復帰させる記憶手段(5)と、
前記周波数バイアス(fb)の値を前記周波数指令(fin)に加算して最終周波数指令(fz)を得る加算器(7)と、
前記加算器(7)に接続され、前記最終周波数指令(fz)に対して加減速レートを調整する加減速調整手段(2)と、
前記周波数バイアス(fb)が保持されている時のみ前記加減速調整手段(2)の出力を前記出力周波数(fout)とし、前記周波数バイアス(fb)が保持されていない時は、前記加減速調整手段(2)を介さずに前記最終周波数指令(fz)を前記出力周波数(fout)とする切換手段(6)と、を備えていることを特徴とする速度制御装置。 - 前記バイアス調整手段(4)は、前記バイアス加速指令(ubref)または前記バイアス減速指令(dbref)の入力の立ち上がり信号毎に、所定の値の周波数バイアス(fb)をステップ状に出力するワンショットモードを備えたものであり、
前記切換手段(6)は、前記ワンショットモードでは、常に前記加減速調整器(2)の出力が前記出力周波数(fout)となるように動作することを特徴とする請求項1に記載の速度制御装置。 - 外部からの周波数指令(fin)に基づき出力周波数(fout)を調整して電動機の速度を制御する速度制御装置の速度調整方法において、
外部からの接点指令であるバイアス加速指令(ubref)とバイアス減速指令(dbref)の入力状態を判別するステップ(ST10)と、
前記判別した結果、前記バイアス加速指令(ubref)のみオンの時は周波数バイアス(fb)を時間と共に増加させるステップ(ST20)と、
前記判別した結果、前記バイアス減速指令(dbref)のみオンの時は前記周波数バイアス(fb)を時間と共に減少させるステップ(ST30)と、
前記周波数バイアス(fb)の値を、前記周波数指令(fin)に加算し、最終周波数指令(fz)を得るステップ(ST40)と、
前記最終周波数指令(fz)を前記出力周波数(fout)とするステップ(ST50)と、
一方、前記判別した(ST10)結果、前記バイアス加速指令(ubref)、前記バイアス減速指令(dbref)が共にオン、または共にオフの時は前記周波数バイアス(fb)の値を保持するステップ(ST60)と、
前記保持した周波数バイアス(fb)の値を、前記周波数指令(fin)に加算して得られた最終周波数指令(fz)に対して加減速レートを調整し前記出力周波数(fout)とするステップ(ST70)と、
前記周波数バイアス(fb)の保持時間が所定時間を経過したか監視するステップ(ST80)と、
前記周波数バイアス(fb)の保持時間が所定時間経過時に前記周波数バイアス(fb)の保持値を記憶するステップ(ST90)と、
前記記憶された周波数バイアス(fb)の保持値を再運転時に前記周波数バイアス(fb)として復帰するステップ(ST100)と、を備えたことを特徴とする速度制御装置の速度調整方法。
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