JP2001037080A - Method for recycling energy for system constituted of machine group - Google Patents

Method for recycling energy for system constituted of machine group

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JP2001037080A
JP2001037080A JP11207561A JP20756199A JP2001037080A JP 2001037080 A JP2001037080 A JP 2001037080A JP 11207561 A JP11207561 A JP 11207561A JP 20756199 A JP20756199 A JP 20756199A JP 2001037080 A JP2001037080 A JP 2001037080A
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JP
Japan
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energy
servo driver
driver unit
machine
regenerative
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JP11207561A
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Japanese (ja)
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Kohei Onishi
公平 大西
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Keio University
Original Assignee
Keio University
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce dissipation energy of an overall factory by power interchanging regenerative energy of a machine during braking to a machine which needs kinetic energy. SOLUTION: In a system for desirably working a plurality of machines driven by servo driver units SD1 to SDn power supplied from a DC power source by frequently starting and stopping servo driver units SD1 to SDn at a prescribed time, a DC common link 2 commonly connecting the DC power source is provided. The unit of regenerative state and a unit of a power running state are paired to cause inertial energy to be transferred from a unit of regenerative state to a unit of power running state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】工場等においては、工作機械
やロボット等の各種の機械群が稼働している。これらの
機械は、本来の仕事に使用されるエネルギーの他に、そ
の機械系に運動エネルギーを蓄積している。この蓄積エ
ネルギーは機械系の制動時に電気的にあるいは機械的に
熱に変換され捨てられており、再利用されていないのが
現状である。本発明は上記した制動時の蓄積エネルギー
を効率的に回生し、他の機械で利用できるようにした各
種生産設備、搬送設備等に適用されるエネルギー・リサ
イクル・システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION In a factory or the like, various machines such as machine tools and robots are operating. These machines store kinetic energy in their mechanical systems in addition to the energy used for their primary work. This stored energy is electrically or mechanically converted into heat when the mechanical system is braked, and is discarded. At present, the stored energy is not reused. The present invention relates to an energy recycling system applied to various production facilities, transport facilities, and the like, which efficiently regenerates the above-mentioned stored energy at the time of braking and can be used by other machines.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械、ロボット等の機械の多くは、
始動、停止の繰り返し動作をしている。このような周期
的動作を行う機械は工場内に多数設置されている。例え
ば、ピックアップ アンド リプレイス(以下PP動作
という)を行うロボットないしはロケータのような機械
では、図13に示すような始動・停止動作を繰り返して
いる。図13の例は、速度が台形状になる例であるが、
この例の場合には、時刻t1〜t2が力行モード、時刻
t3〜t4が回生(制動)モードであり、力行時には電
源側から機械側に電力を供給し、回生時には機械側から
電源側に電力を返される。このような動作は、通常、コ
ントローラで駆動・停止信号が生成され、サーボドライ
バで電力増幅されモータが駆動されることにより行われ
る。従来においては、上記回生電力は、外付けされた抵
抗により消費されるのが一般的であり、有効利用がなさ
れていなかった。
2. Description of the Related Art Many machines, such as machine tools and robots,
Repeated start / stop operation. Many machines that perform such a periodic operation are installed in a factory. For example, in a machine such as a robot or a locator that performs pick-up and replace (hereinafter referred to as a PP operation), a start / stop operation as shown in FIG. 13 is repeated. The example in FIG. 13 is an example in which the speed becomes trapezoidal.
In the case of this example, the time t1 to t2 is a power running mode, and the time t3 to t4 is a regenerative (braking) mode. During power running, power is supplied from the power supply side to the machine side, and during regeneration, power is supplied from the machine side to the power supply side. Is returned. Such an operation is usually performed by generating a drive / stop signal by the controller, amplifying the power by the servo driver, and driving the motor. Conventionally, the regenerative power is generally consumed by an externally connected resistor, and has not been effectively used.

【0003】これは次のような理由による。 (1) モータに電源を供給するコンバータはダイオードブ
リッジであることが多く、通常回路的に回生機能を備え
ていない。 (2) 回生コンバータを用いた場合であっても、回生電力
が力行電力として再消費されずに、配電ケーブルや変圧
器で、銅損として消費される可能性が高い。 (3) 回生電力を吸収する機器がなく、大きな回生電力が
電源側に戻され配電系統に注入されると遮断器が動作し
てしまう場合がある。 このため、従来においては、機械の慣性体に蓄積された
エネルギーは未利用のまま熱としてして捨てられてい
た。
This is based on the following reasons. (1) The converter that supplies power to the motor is often a diode bridge, and usually does not have a regenerative function in the circuit. (2) Even when a regenerative converter is used, there is a high possibility that the regenerative power will not be consumed as powering power but will be consumed as copper loss in distribution cables and transformers. (3) There is no device that absorbs regenerative power, and when large regenerative power is returned to the power supply side and injected into the distribution system, the circuit breaker may operate. For this reason, conventionally, the energy stored in the inertial body of the machine is discarded as unused heat.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来に
おいては、機械の慣性体に蓄積されたエネルギーは未利
用のまま熱としてして捨てられており有効利用されてい
なかった。この捨てられるエネルギーは始動−停止が頻
繁に行われる機械程多くなる。特に、近年の大量生産ラ
インにおいては、高速化が極度に押し進められており、
始動−停止サイクルは場合によってはmsecオーダに
なることすらある。このため、工場全体のエネルギーの
使用量は増加の傾向にあり、省エネルギー化を図る上で
障害となっていた。
As described above, conventionally, the energy stored in the inertial body of a machine has been discarded as unused heat as heat and has not been effectively used. This wasted energy is greater for machines with more frequent start-stops. In particular, in recent mass production lines, speeding up has been extremely advanced,
The start-stop cycle can even be on the order of msec. For this reason, the energy consumption of the entire factory has been increasing, which has been an obstacle to energy saving.

【0005】本発明は上記した事情に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、各機械の始動・停
止の協調をとることにより、運動エネルギーを必要とし
ている機械に制動中の機械の回生エネルギーを融通し、
工場全体の消費エネルギーを低減化することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to cooperate in starting and stopping each machine so that a machine that requires kinetic energy is being braked. Of regenerative energy
This is to reduce the energy consumption of the entire factory.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】工場内で動作している多
くの機械は周期的に始動−停止を繰り返している。1台
の機械の自由度が2〜6程度のことが多く、1ラインに
数十台の機械が設置されているような場合には、サーボ
ドライバユニット数は、総数で100乃至1000程度
になることが珍しくない。これだけ多くのユニットがあ
れば、各サーボドライバユニット(以下、サーボユニッ
トと略記する)の始動−停止を調整することにより、繰
り返し動作によって失われる慣性エネルギーを最小化す
ることが可能である。すなわち、力行状態にあるユニッ
トと回生状態にあるユニットを対応付け(これをペアリ
ングという)、回生状態にあるユニットから力行状態に
あるユニットに慣性エネルギーを移行させればよい。
SUMMARY OF THE INVENTION Many machines operating in a factory repeatedly start and stop. The degree of freedom of one machine is often about 2 to 6, and when several tens of machines are installed in one line, the total number of servo driver units is about 100 to 1000. That is not uncommon. With such a large number of units, it is possible to minimize the inertial energy lost by the repetitive operation by adjusting the start-stop of each servo driver unit (hereinafter, simply referred to as a servo unit). That is, the unit in the power running state and the unit in the regenerative state are associated with each other (this is referred to as pairing), and the inertial energy may be transferred from the unit in the regenerative state to the unit in the power running state.

【0007】上記したエネルギーの移行を行わせるため
の技術としては、主回路の構成方法、機械系の制御
方法、に大別することができる。上記の主回路の構成
方法としては、DCリンク共通型の主回路構成法を採用
する。この構成であれば、回生コンバータが不要とな
り、また構成を極めて簡単化することができる。図1は
本発明のエネルギーリサイクル方法の概念を説明する
図、図2は上記したDC共通リンク共通型の主回路構成
の一例を示す図である。図2に示すように、工場内に配
電されている200V交流電圧をコンバータ1により直
流に変換し、このDCラインをDC共通リンク2により
共通接続する。DC共通リンク2により共通接続された
DCラインには、コンバータ3−1〜3−k、インバー
タ4−1〜4−m等が接続され、これらコンバータ、イ
ンバータにより各サーボユニットのDCモータDM1〜
DMk、BLモータ(ブラシレスモータ)BL1〜BL
m等が駆動される。
[0007] Techniques for causing the above-described energy transfer can be broadly classified into a main circuit configuration method and a mechanical system control method. As a method of configuring the main circuit, a DC link common type main circuit configuration method is employed. With this configuration, a regenerative converter is not required, and the configuration can be extremely simplified. FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the energy recycling method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of a main circuit configuration of the DC common link common type described above. As shown in FIG. 2, a 200 V AC voltage distributed in a factory is converted into DC by a converter 1, and this DC line is commonly connected by a DC common link 2. Converters 3-1 to 3-k, inverters 4-1 to 4-m, and the like are connected to the DC lines commonly connected by the DC common link 2, and the DC motors DM1 to DM1 of each servo unit are connected by these converters and inverters.
DMk, BL motor (brushless motor) BL1 to BL
m and the like are driven.

【0008】このようなDC共通リンク2を設けること
により、該DC共通リンク2を介して、図1に示すよう
に回生状態にあるサーボユニットSD1の慣性エネルギ
ーを力行状態にある他のサーボユニットに移行させるこ
とができる。さらに、図2に示すDC共通リンク型の主
回路構成を複数備えた大規模システムにおいては、これ
らDC共通リンク間に回生コンバータを設け、DC共通
リンク間でエネルギーの移行を行うこともできる。この
ようにすれば、分散して配置されているシステム間での
エネルギーリサイクルを行うことが可能となり、一層省
エネルギー効果を期待することができる。
By providing such a DC common link 2, the inertial energy of the servo unit SD1 in the regenerative state as shown in FIG. 1 is transmitted to another servo unit in the power running state via the DC common link 2. Can be migrated. Further, in a large-scale system having a plurality of DC common link type main circuit configurations shown in FIG. 2, a regenerative converter can be provided between these DC common links to transfer energy between the DC common links. In this way, it is possible to perform energy recycling between systems that are distributed and arranged, and it is possible to expect a further energy saving effect.

【0009】図3は前記したペアリングによるエネルギ
ーリサイクルの様子を示す図である。同図に示すよう
に、モータの回生時(減速時)に始動できるモータを選
定しペアリングをしておく。そして、モータが減速状態
になったとき上記ペアリングされたモータを始動する。
例えば、同図の場合には、ユニットAの回生モードに
対して、ユニットBの力行モード’がペアリングさ
れ、ユニットDの回生モードに対してユニットEの力
行モード’がペアリングされており、ユニットAが減
速状態に入ったときユニットBを始動し、ユニットDが
減速状態に入ったときユニットEを始動する。これによ
り、ユニットAの回生エネルギーは前記DC共通リンク
2を介してユニットBに移行し、ユニットBの力行エネ
ルギーとして利用することができる。同様に、ユニット
Dの回生エネルギーをユニットEの力行エネルギーとし
て利用することができる。その結果、電源側から流入す
る電流の合計は、同図に示すように減少する。なお、回
生電力をがどうしても余ってしまう場合には、図1、図
2に示すように回生抵抗Rbを設けて、回生電力を消費
させるようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing a state of energy recycling by the above-mentioned pairing. As shown in the figure, a motor that can be started when the motor is regenerated (during deceleration) is selected and paired. When the motor is decelerated, the paired motor is started.
For example, in the case of the figure, the powering mode of the unit B is paired with the regeneration mode of the unit A, and the powering mode of the unit E is paired with the regeneration mode of the unit D. When the unit A enters the deceleration state, the unit B starts, and when the unit D enters the deceleration state, the unit E starts. Thereby, the regenerative energy of the unit A transfers to the unit B via the DC common link 2 and can be used as the powering energy of the unit B. Similarly, the regenerative energy of the unit D can be used as the powering energy of the unit E. As a result, the total current flowing from the power supply side decreases as shown in FIG. If the regenerative power is inevitably left, a regenerative resistor Rb may be provided as shown in FIGS. 1 and 2 to consume the regenerative power.

【0010】この方法であれば、コンバータに回生機能
がなくても慣性エネルギーのリサイクルが可能であり、
また、配電系統に与える擾乱を最小化することが可能で
ある。但し、本方法では、DC共通リンクに流れ込む
(回生)あるいはDC共通リンクから流れ出る(力行)
電流のバランスをとることでエネルギーのリサイクルを
行うことになるので、個々の電流の制御は、機械系の制
御を通じてしか行えないことになる。すなわち、エネル
ギーリサイクルの性能は機械系の制御方法に依存する。
したがって、回生電流と力行電流のバランスがとれてい
ないとDC共通リンク2の電圧が変動することになる。
しかし、通常は、サーボユニットの制御器は積分動作を
行っているので、DC共通リンクの電圧が変動しても定
常偏差は発生せず、位置決め等では特別の配慮は必要な
い。
According to this method, the inertia energy can be recycled even if the converter does not have a regenerative function.
Further, it is possible to minimize disturbances to the distribution system. However, in this method, it flows into the DC common link (regeneration) or flows out of the DC common link (power running).
Since the energy is recycled by balancing the currents, the control of the individual currents can be performed only through the control of the mechanical system. That is, the performance of energy recycling depends on the control method of the mechanical system.
Therefore, if the regenerative current and the powering current are not balanced, the voltage of the DC common link 2 will fluctuate.
However, since the controller of the servo unit normally performs the integration operation, no steady-state deviation occurs even if the voltage of the DC common link fluctuates, and no special consideration is required for positioning or the like.

【0011】上記機械系の制御方法としては、次の方法
を採ることができる。 (1)開ループ制御 予めオフラインで、個々機械の動作計画に基づき、停止
動作を行うサーボユニットと、該サーボユニットの停止
動作時に生ずる回生エネルギーを利用できるサーボユニ
ットとをペアリングしておき、このペアリングに基づき
各サーボユニットの始動・停止を行う。これにより、サ
ーボユニット停止時に生ずる回生エネルギーを、上記共
通ラインを介して対応付けたサーボユニットに供給し、
サーボユニットの始動エネルギーとして利用することが
できる。 (2)半閉ループ制御(セミクローズド制御) 各サーボユニットの始動・停止の時間情報を集中管理す
る管理手段を設け、該管理手段から、上記(1)のよう
にして定めた動作計画を各サーボユニット(もしくはP
LC)に伝達するとともに、各サーボユニット(もしく
はPLC)から負荷情報を収集する。そして、1サイク
ルにおける消費電力量から上記ペアリングを修正する。 (3)閉ループ制御(クローズド制御) 各サーボユニットの始動・停止の時間情報を集中管理す
る管理手段を設け、該管理手段により、オンラインで、
各サーボユニットの始動・停止情報、加減速情報、負荷
情報等を収集し、回生可能なエネルギーと、仕事として
消費されるエネルギーを分別し、回生可能なエネルギー
量をペアリングにより最大とするように始動・停止、加
速時間等を制御する。
The following method can be adopted as a control method of the mechanical system. (1) Open loop control A servo unit that performs a stop operation and a servo unit that can use regenerative energy generated at the time of the stop operation of the servo unit are paired off-line in advance based on the operation plan of each machine. Start / stop each servo unit based on pairing. Thereby, the regenerative energy generated when the servo unit is stopped is supplied to the associated servo unit via the common line,
It can be used as starting energy for the servo unit. (2) Semi-closed loop control (semi-closed control) Management means for centrally managing start / stop time information of each servo unit is provided, and the operation plan determined as described in (1) above is provided from the management means to each servo unit. Unit (or P
LC) and collects load information from each servo unit (or PLC). Then, the pairing is corrected from the power consumption in one cycle. (3) Closed loop control (closed control) A management means for centrally managing the start / stop time information of each servo unit is provided.
Collect start / stop information, acceleration / deceleration information, load information, etc. of each servo unit, separate regenerable energy from energy consumed as work, and maximize regenerable energy by pairing Controls start / stop, acceleration time, etc.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、機械系の制御方法として前
記した開ループ制御、半閉ループ制御、閉ループ制御を
用いた場合、および、本発明を大規模システムに適用し
た場合について本発明の実施例を説明する。 (1)開ループ制御 開ループ制御では、前記したように、予めオフラインで
個々機械の動作計画に基づき、停止動作を行うサーボユ
ニットと、該サーボユニットの停止動作時に生ずる回生
エネルギーを利用できるサーボユニットとをペアリング
しておき、このペアリング基づき各サーボユニットの始
動・停止を行う。図4は本発明の第1の実施例のシステ
ムの構成例を示す図である。同図において、工場内主幹
配電ラインから供給される交流電源はコンバータ1に供
給され直流電圧に変換される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described for the case where the above-described open loop control, semi-closed loop control, and closed loop control are used as a control method of a mechanical system, and when the present invention is applied to a large-scale system. Will be described. (1) Open-loop control In the open-loop control, as described above, a servo unit that performs a stop operation based on an operation plan of each machine in advance offline, and a servo unit that can use regenerative energy generated during the stop operation of the servo unit Are paired, and each servo unit is started and stopped based on this pairing. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the system according to the first embodiment of this invention. In the figure, AC power supplied from a main power distribution line in a factory is supplied to a converter 1 and converted into a DC voltage.

【0013】コンバータ1の出力側には、DC共通リン
ク2が設けられており、該DC共通リンク2にはロボッ
ト、工作機械、ロケータ等の各種機械のサーボユニット
を駆動するためのコンバータ3−1〜3−m、インバー
タ4−1〜4−k等が接続される。上記各種の機械の動
作は、それぞれの機械毎に設けられたPLC5−1〜5
−n(PLC:プログラマブル・ロジック・コントロー
ラ)により制御される。また、オフラインのコンピュー
タ6が設けられており、該コンピュータ6により予め上
記各種サーボユニットのペアリングを決定する。コンピ
ュータにより決定したペアリングに基づく各サーボユニ
ットの動作計画は各PLC5−1〜5−nに送られ、各
PLC5−1〜5−nは、上記動作計画に基づき、各サ
ーボユニットの始動・停止の制御を行う。
On the output side of the converter 1, a DC common link 2 is provided. The DC common link 2 is a converter 3-1 for driving servo units of various machines such as robots, machine tools, and locators. To 3-m, inverters 4-1 to 4-k, and the like. The operations of the above various machines are performed by PLCs 5-1 to 5 provided for each machine.
-N (PLC: programmable logic controller). Further, an off-line computer 6 is provided, and the computer 6 determines pairing of the various servo units in advance. The operation plan of each servo unit based on the pairing determined by the computer is sent to each PLC 5-1 to 5-n, and each PLC 5-1 to 5-n starts and stops each servo unit based on the operation plan. Control.

【0014】上記ペアリングは、動作計画に、個々のサ
ーボユニットが持つ位置決め時間の最小値と最大値を導
入することにより可能となる。前記した図13で、Lと
Vmaxを決めると、t1〜t2〜t3〜t4の各時間
間隔は変えられないが、t1を±τ変化させることが可
能であれば、他のサーボユニットと力行もしくは回生の
タイミングを合わせることができる。通常、加工・アッ
センブル等では、位置決めが重要であり、前記図13に
おけるL(距離)の精度は要求されるが、始動時刻t1
は精度が要求されない場合が多い。ピックアンドプレイ
スやテーブルの位置決めでは特にt1の裕度τはかなり
フレキシブルである。また、多自由度ロボットでも、実
際はPTP(ポイント・ツー・ポイント)制御が大部分
である。軌道の精度が要求されるCP(コンティニアス
・パス)制御は溶接や塗装で見られるが、これらの場合
には軸の同期は必要であるが、上記裕度τはやはりフレ
キシブルである場合が多い。したがって、上記t1を変
化させることにより、回生と力行のタイミングを合わせ
ることができる。この場合、サーボユニットの数が多い
程、ペアリングできるユニットが増加し、1サイクルで
回生と力行のタイミングがとりやすくなる。
The pairing can be realized by introducing the minimum value and the maximum value of the positioning time of each servo unit into the operation plan. In FIG. 13 described above, when L and Vmax are determined, the respective time intervals of t1 to t2 to t3 to t4 cannot be changed, but if t1 can be changed by ± τ, powering or other servo units can be performed. Regenerative timing can be adjusted. Normally, positioning is important in machining and assembling, and the accuracy of L (distance) in FIG.
In many cases, precision is not required. In pick and place or table positioning, the tolerance τ of t1 is particularly flexible. Further, even in a multi-degree-of-freedom robot, PTP (point-to-point) control is mostly used in practice. CP (continuous path) control that requires orbital accuracy is found in welding and painting. In these cases, axis synchronization is required, but the above tolerance τ is often flexible. . Therefore, by changing the time t1, the timing of the regeneration and the timing of the power running can be adjusted. In this case, as the number of servo units increases, the number of units that can be paired increases, and the timing of regeneration and powering can be easily set in one cycle.

【0015】図5は上記オフラインのコンピュータによ
るペアリング決定処理の一例を示す概略フローチャート
であり、同図により本実施例のペアリング処理について
説明する。ステップS1において、コンピュータ6に全
PLCの動作計画と、各サーボユニットの始動開始時刻
の裕度τを読み込む。ステップS2において、エネルギ
ーリサイクルを行う期間を決定する。ここで、上記期間
Tは同一のDC共通リンク2に接続されている全ての機
械の内、最も遅くスタートした機械が停止するまでの時
間より大きく、通常は上記機械群の1サイクルである。
ステップS3において、期間Tにおける全PLCの動作
計画を解析し、最も早く停止動作を開始するサーボユニ
ットAを選択する。ステップS4において、各サーボユ
ニットの始動開始時刻を前記裕度τの範囲内で変動さ
せ、上記サーボユニットAの停止動作開始時に起動可能
なサーボユニットがあるかを調べる。
FIG. 5 is a schematic flowchart showing an example of the pairing determination process by the off-line computer. The pairing process of this embodiment will be described with reference to FIG. In step S1, the operation plan of all the PLCs and the tolerance τ of the start start time of each servo unit are read into the computer 6. In step S2, a period for performing energy recycling is determined. Here, the period T is longer than the time until the machine that has started the latest among all the machines connected to the same DC common link 2 stops, and is usually one cycle of the machine group.
In step S3, the operation plans of all the PLCs in the period T are analyzed, and the servo unit A that starts the stop operation earliest is selected. In step S4, the start start time of each servo unit is varied within the range of the tolerance τ, and it is checked whether there is a servo unit that can be started when the stop operation of the servo unit A starts.

【0016】サーボユニットAの停止動作時に始動開始
可能なサーボユニットが存在しない場合にはステップS
5からステップS7に行く。また、存在する場合には、
ステップ5からステップ6に行き、サーボユニットAが
停止動作するときに始動開始可能な候補の中から、動作
計画に与える影響が最も小さい(例えば、全体の動作計
画を遅延させる程度が最も小さい等)候補Bを選択し、
前記した停止動作を開始するサーボユニットとペアリン
グを行う。そして、必要に応じてサーボユニットBの始
動開始時刻を修正する。ステップS7において、全ての
動作計画についての処理が終了したかを調べ、終了して
いない場合には、ステップS9に行き、上記解析済の部
分を動作計画から除いて、ステップS3に戻り上記処理
を繰り返す。全ての動作計画についてペアリング処理が
終了したら、ステップS8においてペアリング処理によ
り変更された動作計画を全PLCに出力し、終了する。
If there is no servo unit that can be started at the time of stopping operation of the servo unit A, step S
From 5 go to step S7. Also, if present,
From step 5 to step 6, from among candidates that can be started when the servo unit A stops, the influence on the operation plan is the smallest (for example, the degree of delay of the entire operation plan is the smallest). Select candidate B,
Pairing is performed with the servo unit that starts the stop operation described above. Then, the start start time of the servo unit B is corrected as needed. In step S7, it is checked whether or not the processing for all the operation plans has been completed. If not, the procedure goes to step S9, the analyzed part is removed from the operation plan, and the processing returns to step S3 to repeat the above processing. repeat. When the pairing processing is completed for all the operation plans, the operation plan changed by the pairing processing is output to all the PLCs in step S8, and the processing ends.

【0017】上記のようにして決定されたペアリングに
基づく動作計画は各PLCで記憶され、各PLCは、シ
ステム稼働中、上記動作計画に基づき各サーボユニット
を制御する。上記各PLCに伝達される動作計画として
は、例えば、全PLC共通に設定されたタイムスロット
において、どのタイムスロットにどのサーボユニットを
始動するかというような情報であり、このような情報を
伝達すれば、各PLCは他のPLCの動作状態を知るこ
となく、各サーボユニットの動作を制御することができ
る。なお、回生電力がどうしても余ってしまう場合に
は、前記した回生抵抗Rbにより回生電力を消費する。
The operation plan based on the pairing determined as described above is stored in each PLC, and each PLC controls each servo unit based on the operation plan during operation of the system. The operation plan transmitted to each of the PLCs is, for example, information as to which servo unit is to be started in which time slot in a time slot set in common for all PLCs. For example, each PLC can control the operation of each servo unit without knowing the operation state of another PLC. If the regenerative power is inevitably left, the regenerative power is consumed by the regenerative resistor Rb.

【0018】本実施例は、オフラインでペアリングを決
定しているため、システム稼働中、PLCはエネルギー
リサイクルのための指令を受け取らない。このため、各
サーボユニットの始動・停止のタイミングの制御を必ず
しも充分に行えないが、ある程度の省エネルギーの効果
を得ることができる。また、本実施例では、PLCをオ
ンラインで集中管理する手段を設ける必要はない。特に
シーケンスが比較的単純なシステムの場合には、必ずし
も上記のようにコンピュータを用いてペアリングを行う
必要もなく、各PLCのシーケンスを設定するとき人手
等でペアリングを決定してもよい。したがって、設備の
増設等を伴うことなく比較的容易に実施することができ
る。この方法は、各サーボユニットの動作シーケンスが
固定されているような比較的単純なシーケンス動作を行
うシステムに適している。しかし、回生電力量と力行電
力量がかならずしも等しくならないと考えられるので、
全体の省エネルギー効果を高める余地は残している。
In this embodiment, since the pairing is determined offline, the PLC does not receive a command for energy recycling while the system is operating. For this reason, the start / stop timing of each servo unit cannot always be sufficiently controlled, but a certain degree of energy saving effect can be obtained. Further, in this embodiment, there is no need to provide means for centrally managing the PLC online. Particularly in the case of a system whose sequence is relatively simple, it is not always necessary to perform pairing using a computer as described above, and the pairing may be determined manually when setting the sequence of each PLC. Therefore, the present invention can be implemented relatively easily without additional facilities. This method is suitable for a system that performs a relatively simple sequence operation in which the operation sequence of each servo unit is fixed. However, it is considered that the regenerative electric energy and the powering electric energy are not necessarily equal,
There is room to increase the overall energy savings.

【0019】(2)半閉ループ制御 半閉ループ制御では、前記したように、各サーボユニッ
トの始動・停止の時間情報を集中管理する管理手段を設
け、該管理手段から、上記(1)で説明したようにして
定めた動作計画を各PLCに伝達するとともに、各PL
Cから負荷情報を収集し、1サイクルにおける消費電力
から上記ペアリングを修正する。すなわち、上記(1)
で説明した手順で定めたペアリング情報を管理手段から
各PLCに伝達し、1サイクルの運転を行い、そのとき
の各サーボユニットの消費電力と回生電力を計測する。
そして、計測した消費電力と回生電力に基づきシステム
全体の消費電力が小さくなるように上記次のサイクルに
おけるペアリングを修正し、各PLCに伝達する。この
方法は、前回のサイクルの情報をフィードバックしてい
るという意味でいわゆる半閉ループ(セミクローズドル
ープ)制御である。
(2) Semi-closed loop control In the semi-closed loop control, as described above, management means for centrally managing the start / stop time information of each servo unit is provided, and the management means described in (1) above. The operation plan thus determined is transmitted to each PLC, and
The load information is collected from C, and the pairing is corrected based on the power consumption in one cycle. That is, the above (1)
The pairing information determined in the procedure described in (1) is transmitted from the management means to each PLC, and one cycle of operation is performed, and the power consumption and regenerative power of each servo unit at that time are measured.
Then, the pairing in the next cycle is corrected so as to reduce the power consumption of the entire system based on the measured power consumption and the regenerative power, and transmitted to each PLC. This method is so-called semi-closed loop (semi-closed loop) control in the sense that information of the previous cycle is fed back.

【0020】図6は本発明の第2の実施例のシステムの
構成例を示す図である。同図は、前記図4において、1
サイクル毎にPLCの動作計画を生成するコントローラ
7を設けたものであり、その他の構成は前記図4と同じ
である。同図において、工場内主幹配電ラインから供給
される交流電源はコンバータ1に供給され直流電圧に変
換される。コンバータ1の出力側には、前記したように
DC共通リンク2が設けられており、該DC共通リンク
2には各種機械のサーボユニットを駆動するためのコン
バータ3−1〜3−k、インバータ4−1〜4−mが接
続される。上記各種の機械の動作は、それぞれに設けら
れたPLC5−1〜5−nにより制御される。コントロ
ーラ7は、前記したようにペアリングに基づく動作計画
を各PLCに伝達するとともに、各PLC5−1〜5−
nから負荷情報を収集し、1サイクルにおける消費電力
から上記ペアリングを修正し、修正した動作計画をPL
C5−1〜5−nに伝達する。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a system according to a second embodiment of the present invention. FIG.
A controller 7 for generating a PLC operation plan for each cycle is provided, and other configurations are the same as those in FIG. In the figure, AC power supplied from a main power distribution line in a factory is supplied to a converter 1 and converted into a DC voltage. The DC common link 2 is provided on the output side of the converter 1 as described above. The DC common link 2 includes converters 3-1 to 3-k for driving servo units of various machines and an inverter 4. -1 to 4-m are connected. The operations of the above various machines are controlled by the PLCs 5-1 to 5-n provided respectively. The controller 7 transmits the operation plan based on the pairing to each PLC as described above, and
n, load information is collected from n, the pairing is corrected from the power consumption in one cycle, and the corrected operation plan is
C5-1 to 5-n.

【0021】図7は本実施例における処理の一例を示す
概略フローチャートであり、同図により本実施例の処理
を説明する。まず、コントローラ7はステップS1にお
いて全PLCの動作計画と、各サーボユニットの始動開
始時刻の裕度τを読み込む。ステップS2において、エ
ネルギーリサイクルを行う期間を決定する。ここで、上
記期間Tは前記したように同一のDC共通リンク2に接
続されている全ての機械の内、最も遅くスタートした機
械が停止するまでの時間より大きく、通常は上記機械群
の1サイクルである。次いで、ステップS3において、
例えば図5に示した手順により各サーボユニットのペア
リングを決定し、ペアリングに基づく動作計画を得る。
ステップS4において、動作計画を各PLCに出力す
る。各PLCは上記動作計画に基づき、各サーボユニッ
トの始動、停止を制御する。その間、コントローラ7は
各サーボユニットの回生電力、力行電力等の負荷情報を
収集する。
FIG. 7 is a schematic flowchart showing an example of the processing in this embodiment. The processing in this embodiment will be described with reference to FIG. First, in step S1, the controller 7 reads the operation plans of all the PLCs and the tolerance τ of the start start time of each servo unit. In step S2, a period for performing energy recycling is determined. Here, as described above, the period T is longer than the time until the machine that has started the latest among all the machines connected to the same DC common link 2 stops, and is usually one cycle of the machine group. It is. Next, in step S3,
For example, the pairing of each servo unit is determined by the procedure shown in FIG. 5, and an operation plan based on the pairing is obtained.
In step S4, the operation plan is output to each PLC. Each PLC controls start and stop of each servo unit based on the operation plan. During that time, the controller 7 collects load information such as regenerative power and powering power of each servo unit.

【0022】上記シーケンスが1サイクル終了し、前記
期間Tが終了すると、コントローラ7は、ステップS7
において上記PLCから伝達された負荷情報に基づき全
体の消費電力が小さくなるようにペアリングを修正す
る。例えば、回生電力と力行電力が近いもの同士がペア
リングされるようにペアリングの組み合わせを変更す
る。また、電源側から流れ込む電流のピーク値が平均化
されるようにサーボユニットの始動タイミングをずらす
ようにしてもよい。そして、上記修正されたペアリング
に基づき動作計画を変更する。そして、ステップS4に
戻り、上記修正されたペアリングに基づく動作情報を各
PLCに伝達する。これにより次のサイクルにおいて、
各PLCは修正されたペアリングによる動作情報に基づ
き各サーボユニットを制御する。この方法は、1サイク
ルの繰り返しの動作計画と、前回までの回生・力行の電
力情報を用いて、次の動作計画において電力消費量まで
考慮したペアリングを行うものであり、その結果前記
(1)より省エネルギー効果を高めることができる。こ
の方法も、各サーボユニットの動作シーケンスが固定さ
れているような比較的単純なシーケンス動作を行うシス
テムに適している。
When one cycle of the above sequence is completed and the period T ends, the controller 7 proceeds to step S7.
, The pairing is corrected based on the load information transmitted from the PLC so that the overall power consumption is reduced. For example, the pairing combination is changed so that regenerative power and powering power are close to each other. Further, the start timing of the servo unit may be shifted so that the peak value of the current flowing from the power supply side is averaged. Then, the operation plan is changed based on the corrected pairing. Then, returning to step S4, the operation information based on the corrected pairing is transmitted to each PLC. As a result, in the next cycle,
Each PLC controls each servo unit based on the corrected operation information by pairing. This method performs pairing in consideration of the power consumption in the next operation plan using the operation plan of one cycle repetition and the power information of the regenerative and power running up to the previous time. ) The energy saving effect can be further improved. This method is also suitable for a system that performs a relatively simple sequence operation in which the operation sequence of each servo unit is fixed.

【0023】(3)閉ループ制御 閉ループ制御は、前記したように、各サーボユニットの
始動・停止の時間情報を集中管理するコントローラを設
け、該コントローラにより、オンラインで、各サーボユ
ニットから各種情報を収集し、回生可能なエネルギー量
をペアリングにより最大とするように始動・停止、加速
時間等を制御する。すなわち、システムの動作中に、各
サーボユニットの始動・停止情報、加減速情報、負荷情
報等を収集し、各サーボユニットの力行時の消費電力と
回生電力等を推定する。そして、各サーボユニットの動
作条件に基づき、システム全体の消費電力を最小化する
ペアリングおよび始動・停止、加速時間等を決定し、こ
れらの情報を各サーボユニット(もしくはPLC)に伝
達し、各サーボユニットを制御する。この方法は、オン
ライン処理(ハードリアルタイム処理)でペアリングお
よび各サーボユニットの始動・停止、加速時間等を決定
しているという意味で、いわゆる閉ループ(クローズド
ループ)制御である。
(3) Closed-loop control As described above, in the closed-loop control, a controller for centrally managing the start / stop time information of each servo unit is provided, and the controller collects various information from each servo unit online. Then, start / stop, acceleration time, and the like are controlled so that the amount of regenerable energy is maximized by pairing. That is, during the operation of the system, start / stop information, acceleration / deceleration information, load information, and the like of each servo unit are collected, and power consumption and regenerative power of each servo unit during power running are estimated. Then, based on the operating conditions of each servo unit, the pairing and start / stop, acceleration time, and the like that minimize the power consumption of the entire system are determined, and the information is transmitted to each servo unit (or PLC). Control the servo unit. This method is a so-called closed-loop (closed loop) control in the sense that pairing, start / stop of each servo unit, acceleration time, and the like are determined by online processing (hard real-time processing).

【0024】図8は本発明の第3の実施例のシステムの
構成例を示す図である。本実施例のシステムの構成は、
基本的には前記図6に示したものと同様であり、コント
ローラ8が設けられており、このコントローラ8によ
り、オンラインで各PLCから各種情報を収集し、シス
テム全体の消費電力を最小化するペアリングおよび始動
・停止、加速時間等を決定する。図9は上記コントロー
ラの機能ブロック図、図10は上記コントローラにおけ
る処理を示すフローチャートである。図9、図10によ
り本実施例におけるコントローラによる処理を説明する
が、その前に、本実施例における各種パラメータを図1
1により説明する。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a system according to a third embodiment of the present invention. The configuration of the system of this embodiment is as follows.
6 is basically the same as that shown in FIG. 6, and a controller 8 is provided. The controller 8 collects various information from each PLC online and minimizes power consumption of the entire system. Determine the ring, start / stop, acceleration time, etc. FIG. 9 is a functional block diagram of the controller, and FIG. 10 is a flowchart showing processing in the controller. The processing by the controller in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Before that, various parameters in the present embodiment will be described with reference to FIG.
1 will be described.

【0025】N :サーボユニットの加減速開始時間に
対応したタイムスロット番号〔図11(a),
(e)〕。 ΔN:加減速開始時間Nを遅らせることが可能な最大の
遅延タイムスロット数〔図11(a)〕。 P :加(減)速時間に対応したタイムスロット数〔図
11(a)〕 A :最大加速度〔図11(a)〕 V :最大速度〔図11(b)〕 D :サーボユニットにより駆動される制御対象の進行
距離〔図11(c)〕 F :PLCのステータスを示す各種フラグ〔図11
(d)〕 τ :1タイムスロット実時間〔図11(e)〕 M :サーボユニットが始動してから停止するまでの時
間に対応したタイムスロット数〔図11(f)〕 T :エネルギーリサイクル制御を行う1期間に対応し
たタイムスロット数〔図11(f)〕 L :負荷トルク(もしくは負荷電流)〔図11
(g)〕 S :他のサーボユニットとの同期情報
N: Time slot number corresponding to the acceleration / deceleration start time of the servo unit [FIG.
(E)]. ΔN: the maximum number of delay time slots that can delay the acceleration / deceleration start time N [FIG. 11 (a)]. P: Number of time slots corresponding to acceleration (deceleration) time [FIG. 11 (a)] A: Maximum acceleration [FIG. 11 (a)] V: Maximum speed [FIG. 11 (b)] D: Driven by servo unit F: Various flags indicating the status of the PLC [FIG. 11 (c)].
(D)] τ: actual time slot time [FIG. 11 (e)] M: number of time slots corresponding to the time from start to stop of the servo unit [FIG. 11 (f)] T: energy recycling control L: Load torque (or load current) [FIG. 11 (f)]
(G)] S: Synchronization information with other servo units

【0026】以下、図9、図10により本実施例の処理
を説明する。まず、図10のステップS1において、コ
ントローラ8は各PLCから各タイムスロットにおける
各PLCの動作に示すパラメータを読み込む。すなわ
ち、時間t及び加減速開始時間に対応したタイムスロッ
ト番号N、加減速開始時間に対応したタイムスロット番
号Nを遅らせることが可能な最大の遅延タイムスロット
数ΔN、サーボユニットが始動してから停止するまでの
タイムスロット数M、最大加速度A、加(減)速時間に
対応したタイムスロット数P、各種フラグF、他のサー
ボユニットとの同期情報S、負荷トルク(もしくは負荷
電流)Lを読み込む。これらPLCの動作は、コントロ
ーラ8のメモリ部8aに格納される。
Hereinafter, the processing of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, in step S1 of FIG. 10, the controller 8 reads parameters indicating the operation of each PLC in each time slot from each PLC. That is, the time slot number N corresponding to the time t and the acceleration / deceleration start time, the maximum number of delay time slots ΔN capable of delaying the time slot number N corresponding to the acceleration / deceleration start time, the servo unit is started and then stopped. Reads the number of time slots M, the maximum acceleration A, the number of time slots P corresponding to the acceleration (deceleration) time, various flags F, the synchronization information S with other servo units, and the load torque (or load current) L before the operation. . These PLC operations are stored in the memory unit 8a of the controller 8.

【0027】次いで、ステップS2において、コントロ
ーラ8の演算部8bは、エネルギーリサイクルを行う期
間Tをタイムスロット数で決定する。ここで、上記期間
Tは、前記したように同一のDC共通リンク2に接続さ
れている全ての機械の内、最も遅くスタートした機械の
N+ΔN+M(=最も遅くスタートした機械が停止する
までのスロット数)の最大値より大きい。通常は、上記
機械群の1サイクルを表すスロット数となる。ステップ
S3において、上記演算部8bは、加減速開始時間に対
応したタイムスロット番号NをΔNの範囲内で変化さ
せ、可能なペアリングの組が最大となる組み合わせ、あ
るいは、前記最大加速度A、もしくは負荷トルク(負荷
電流)Lを用いて加減速のための電源電流が最小となる
ペアリングの組み合わせを線形計画法を用いて求める。
Next, in step S2, the calculation unit 8b of the controller 8 determines a period T in which energy recycling is performed by the number of time slots. Here, the period T is N + ΔN + M (= the number of slots until the latest started machine stops) of the latest started machine among all the machines connected to the same DC common link 2 as described above. ) Greater than the maximum value. Usually, the number of slots represents one cycle of the machine group. In step S3, the arithmetic unit 8b changes the time slot number N corresponding to the acceleration / deceleration start time within the range of ΔN, and sets the maximum possible pairing combination, or the maximum acceleration A or Using the load torque (load current) L, a pairing combination that minimizes the power supply current for acceleration / deceleration is obtained by using a linear programming method.

【0028】ステップS4において、上記演算部8b
は、上記のようにして求めたペアリングの組み合わせに
基づき各タイムスロットにおける機械動作を決定する。
なお、上記ペアリングを行っても、回生電力を力行電力
で吸収できないタイムスロットが生じた場合には、各サ
ーボユニットに設けられた回生抵抗をオンにする指令を
生成する。上記機械動作情報は、コントローラ8のPC
L動作格納部8cに格納される。ステップS5におい
て、各タイムスロット毎に、前記Tの期間中の機械動作
情報を、コントローラ8のPLC動作読出し/タイマ管
理部8dから各PLCに出力する。PLCはこの機械動
作情報に基づき各サーボユニットを制御する。
In step S4, the operation unit 8b
Determines the machine operation in each time slot based on the pairing combination obtained as described above.
If a time slot occurs in which the regenerative power cannot be absorbed by the powering power even when the pairing is performed, a command to turn on the regenerative resistor provided in each servo unit is generated. The machine operation information is stored in the PC of the controller 8.
It is stored in the L operation storage unit 8c. In step S5, the machine operation information during the period T is output from the PLC operation reading / timer management unit 8d of the controller 8 to each PLC for each time slot. The PLC controls each servo unit based on the machine operation information.

【0029】そして、ステップS6において、タイムス
ロット番号が上記Tに達したかを調べる。タイムスロッ
ト番号が上記Tに達するとステップS2に戻り、エネル
ギーリサイクルを行う期間Tを決定し、新たにペアリン
グの組み合わせを求める前記した処理を行う。また、タ
イムスロット番号が上記Tに達するまでは、コントロー
ラ8は各タイムスロットにおいて、PLCのフラグが立
っているか否かを調べる(ステップS7)。PLCのフ
ラグが立っている場合には、ステップS8でフラグ処理
を行い、ステップS1に戻る。そして、前記したように
PLCから各種データを読み込み、機械動作のペアリン
グの組み合わせを新たに決定し上記処理を繰り返す。上
記のように、PLCから各種フラグ情報を取り込み、フ
ラグが立っているとき、それに対応したフラグ処理をお
こなって機械動作のペアリングの組み合わせを新たに決
定することにより、サーボユニットやPLCの動作状況
に応じた適切な処理を行うことができ、サイクルの途中
での動作シーケンスの変更等にも対応が可能となる。
Then, in step S6, it is checked whether the time slot number has reached T. When the time slot number reaches the above T, the process returns to the step S2, the period T for performing the energy recycling is determined, and the above-described processing for obtaining a new pairing combination is performed. Until the time slot number reaches T, the controller 8 checks whether the PLC flag is set in each time slot (step S7). If the PLC flag is on, flag processing is performed in step S8, and the process returns to step S1. Then, as described above, various data are read from the PLC, a pairing combination of the machine operation is newly determined, and the above processing is repeated. As described above, various kinds of flag information are fetched from the PLC, and when the flag is set, the flag processing corresponding to the flag is performed to newly determine a pairing combination of the machine operation. Can be performed appropriately, and it is possible to cope with a change in the operation sequence in the middle of the cycle.

【0030】本実施例によれば、動作計画とオンライン
推定した負荷情報を用い最適な、始動、停止あるいは加
速時間まで含めた制御が可能である。また、瞬時制御と
なるので、状況の変更等に容易に対応することができ
る。なお、本実施例は、オンライン制御であるので、動
作シーケンスが条件分岐するようなシステムに対しても
適用可能である。
According to the present embodiment, it is possible to perform optimal control including starting, stopping or accelerating time using the operation plan and the load information estimated online. In addition, since the control is instantaneous, it is possible to easily cope with a change in the situation. Since the present embodiment is an online control, it can be applied to a system in which the operation sequence branches conditionally.

【0031】(4)大規模システムへの適用例 図12は、本発明を複数のDC共通リンクを有する大規
模システムに適用した場合の実施例を示す図である。同
図において、10−1,10−2,…,10−nは、そ
れぞれ複数の機械群とこれらを制御する複数のPLCか
ら構成される前述したエネルギーリサイクル機能を備え
たシステムであり、各システムにおいて、DCラインが
DC共通リンク2−1,2−2,…,2−nで共通接続
され、図示しないコントローラ等により前記したエネル
ギーリサイクル制御が行われる。上記DC共通リンク2
−1,2−2,2−n間には回生コンバータ11が設け
られており、回生コンバータ11は、上記DC共通リン
ク2−1,2−2,…,2−n間のエネルギーの移行を
行う。
(4) Example of application to large-scale system FIG. 12 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a large-scale system having a plurality of DC common links. In the figure, reference numerals 10-1, 10-2,..., 10-n denote systems each having a plurality of machine groups and a plurality of PLCs for controlling them, and having the above-described energy recycling function. , DC lines are commonly connected by DC common links 2-1, 2-2,..., 2-n, and the above-described energy recycling control is performed by a controller (not shown) or the like. DC common link 2
A regenerative converter 11 is provided between -1, 2-2, and 2-n. The regenerative converter 11 transfers energy between the DC common links 2-1, 2-2, ..., 2-n. Do.

【0032】上記回生コンバータの制御方法は種々考え
られるが、例えば、DC共通リンク2−1,2−2,
…,2−nの電圧を監視し、電圧が上昇したDC共通リ
ンクから他のDC共通リンクにエネルギーを移行するよ
うにしたり、あるいは、コントローラ8−1,8−2,
…,8−nにおいて前記したようにペアリングの組み合
わせを決定する際、回生電力を力行電力で吸収できない
タイムスロットが生じたとき、上記回生コンバータ11
により他のシステムにエネルギーを移行させるようにし
てもよい。本実施例によれば、DC共通リンク間でエネ
ルギーの移行を行うようにしているので、例えば、工場
内で分散して配置されているシステム間でのエネルギー
リサイクルを行うことも可能となり、一層省エネルギー
効果を期待することができる。
Various methods of controlling the regenerative converter can be considered. For example, DC common links 2-1, 2-2,
, 2-n, the energy is transferred from the DC common link whose voltage has increased to another DC common link, or the controller 8-1, 8-2,
.., 8-n as described above, when a time slot in which regenerative power cannot be absorbed by powering power occurs, the regenerative converter 11
May transfer energy to another system. According to the present embodiment, since energy is transferred between DC common links, for example, it is possible to perform energy recycling between systems distributed and arranged in a factory, thereby further saving energy. The effect can be expected.

【0033】[0033]

【発明の効果】我が国のエネルギー消費を石油換算する
と、約半分が産業用に、残りが運搬用と民生用でほぼ等
分して使用されている。このように産業用に用いられる
エネルギー量は非常に大きく、今後更に徹底した省エネ
ルギー化が望まれている。また、一方で、将来の二酸化
炭素排出量に関する規制が数値目標として掲げられ、地
球環境問題からもエネルギーの効率的使用が強く要請さ
れている。本発明は、各機械のサーボユニットの駆動電
源であるDCラインをDC共通リンクにより共通接続
し、DC共通リンクを介してサーボユニットの回生エネ
ルギーを、他のサーボユニットに移行するようにしたの
で、比較的簡単な構成で、効率的なエネルギー消費の低
減化を図ることができる。このため、従来工場等で使用
されている電気エネルギーを効率的にリサイクルするこ
とができ、場合によっては、電気エネルギーの削減率を
6割から7割程にすることも可能である。
According to the present invention, when Japan's energy consumption is converted into petroleum, about half is used for industry, and the rest is almost equally used for transportation and for civil use. As described above, the amount of energy used for industrial purposes is very large, and further thorough energy saving is desired in the future. On the other hand, regulations on future carbon dioxide emissions are set as numerical targets, and there is a strong demand for efficient use of energy also from global environmental issues. According to the present invention, a DC line which is a drive power supply of a servo unit of each machine is commonly connected by a DC common link, and the regenerative energy of the servo unit is transferred to another servo unit via the DC common link. With a relatively simple configuration, it is possible to efficiently reduce energy consumption. For this reason, electric energy conventionally used in factories and the like can be efficiently recycled, and in some cases, the reduction rate of electric energy can be reduced to 60 to 70%.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のエネルギーリサイクル方法の概念を説
明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the concept of the energy recycling method of the present invention.

【図2】DC共通リンク共通型の主回路構成の一例を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a main circuit configuration of a DC common link common type.

【図3】ペアリングによるエネルギーリサイクルの様子
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of energy recycling by pairing.

【図4】本発明の第1の実施例のシステムの構成を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a system according to a first example of the present invention.

【図5】第1の実施例におけるペアリング決定処理のフ
ローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a pairing determination process in the first embodiment.

【図6】本発明の第2の実施例のシステムの構成を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a system according to a second example of the present invention.

【図7】第2の実施例における処理を示すフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a process according to the second embodiment.

【図8】本発明の第3の実施例のシステムの構成を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a system according to a third example of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例のコントローラの機能ブ
ロック図である。
FIG. 9 is a functional block diagram of a controller according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施例のコントローラにおけ
る処理を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating processing in a controller according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施例における各種パラメー
タを説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating various parameters according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明を複数のDC共通リンクを有する大規
模システムに適用した場合の構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration when the present invention is applied to a large-scale system having a plurality of DC common links.

【図13】工作機械、ロボット等における始動・停止動
作を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a start / stop operation in a machine tool, a robot, or the like.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンバータ 2 DC共通リンク 3−1〜3−k コンバータ 4−1〜4−m インバータ 5−1〜5−n PLC 6 コンピュータ 7,8 コントローラ Reference Signs List 1 converter 2 DC common link 3-1 to 3-k converter 4-1 to 4-m inverter 5-1 to 5-n PLC 6 computer 7, 8 controller

フロントページの続き Fターム(参考) 5G065 AA00 AA01 DA06 DA07 EA06 FA01 GA01 HA09 JA07 KA03 KA06 5H001 AB08 AC02 5H530 AA06 BB33 CC18 CE16 DD03 DD28 EE08 5H572 AA14 BB02 CC01 CC05 DD09 EE03 FF01 FF03 HB07 HC01 9A001 GZ07 JJ46 KK29 KK31 LL09Continued on the front page F-term (reference)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源から給電される複数のサーボド
ライバユニットにより駆動される複数の機械から構成さ
れ、上記サーボドライバユニットが所定のタイミングで
頻繁に始動・停止を繰り返すことにより各機械が所望の
作業を行うシステムにおけるエネルギーのリサイクル方
法であって、 上記各機械のサーボドライバユニットの直流電源を共通
接続するDC共通リンクを設け、上記各サーボドライバ
ユニットの始動・停止タイミングの協調を取ることによ
り、サーボドライバユニットの停止時に生ずる回生エネ
ルギーを、上記DC共通リンクを介して他のサーボドラ
イバユニットに移行して始動エネルギーとして利用する
ことを特徴とする機械群から構成されるシステムにおけ
るエネルギーのリサイクル方法。
1. A machine comprising a plurality of machines driven by a plurality of servo driver units supplied from a DC power supply, wherein the servo driver unit repeatedly starts and stops at a predetermined timing, so that each machine has a desired function. A method for recycling energy in a system for performing work, comprising: providing a DC common link for commonly connecting a DC power supply of a servo driver unit of each machine, and coordinating start / stop timing of each servo driver unit, A method of recycling energy in a system including a group of machines, wherein regenerative energy generated when a servo driver unit is stopped is transferred to another servo driver unit via the DC common link and used as starting energy.
【請求項2】 直流電源から給電されるサーボドライバ
ユニットにより駆動される複数の機械から構成され、上
記サーボドライバユニットが所定のタイミングで頻繁に
始動・停止を繰り返すことにより各機械が所望の作業を
行うシステムにおけるエネルギーのリサイクル方法であ
って、 上記各機械のサーボドライバユニットの直流電源を共通
接続するDC共通リンクを設け、各機械の動作条件に基
づき、停止動作を行うサーボドライバユニットと、該サ
ーボドライバユニットの停止動作時に生ずる回生エネル
ギーを始動エネルギーとして利用できるサーボドライバ
ユニットとの対応付けを行い、 上記対応付けに基づき、各サーボドライバユニットの停
止動作時に、対応付けされたサーボドライバユニットを
始動させることより、停止動作時に生ずる回生エネルギ
ーを、上記共通ラインを介して対応付けたサーボドライ
バユニットに移行し、始動エネルギーとして利用するこ
とを特徴とする機械群から構成されるシステムにおける
エネルギーのリサイクル方法。
2. A machine comprising a plurality of machines driven by a servo driver unit fed from a DC power supply, wherein the servo driver unit repeatedly starts and stops at a predetermined timing so that each machine performs a desired operation. A method of recycling energy in a system, comprising: providing a DC common link for commonly connecting a DC power supply of a servo driver unit of each machine, and performing a stop operation based on operating conditions of each machine; The regenerative energy generated at the time of the stop operation of the driver unit is associated with a servo driver unit that can be used as starting energy. Based on the above association, at the time of the stop operation of each servo driver unit, the associated servo driver unit is started. Therefore, during the stop operation Cheat regenerative energy, the common line goes to the servo driver unit associating through, energy recycling method in a system including a machine group, characterized in that used as the starting energy.
【請求項3】 各サーボドライバユニットの始動・停止
時の負荷情報を収集し、該負荷情報に基づきシステム全
体の消費電力が小さくなるように上記対応付けを修正す
ることを特徴とする請求項2の機械群から構成されるシ
ステムにおけるエネルギーのリサイクル方法。
3. The system according to claim 2, wherein load information at the time of start / stop of each servo driver unit is collected, and the association is corrected based on the load information so as to reduce the power consumption of the entire system. For recycling energy in a system consisting of a group of machines.
【請求項4】 直流電源から給電されるサーボドライバ
ユニットにより駆動される複数の機械から構成され、上
記サーボドライバユニットが所定のタイミングで頻繁に
始動・停止を繰り返すことにより各機械が所望の作業を
行うシステムにおけるエネルギーのリサイクル方法であ
って、 上記各機械のサーボドライバユニットの直流電源を共通
接続するDC共通リンクを設け、 オンラインで、上記各サーボドライバユニットの始動・
停止情報、加減速情報、負荷情報を収集し、収集した情
報に基づき各モータの始動時の消費電力と停止動作時の
回生電力を推定し、 システム全体の消費電力を最小化するように、停止動作
を行うサーボドライバユニットと、該サーボドライバユ
ニットの回生エネルギーを利用できるサーボドライバユ
ニットを対応づけ、上記対応付けに基づき各サーボドラ
イバユニットの始動・停止制御を行うことより、サーボ
ドライバユニットの停止動作時に生ずる回生エネルギー
を、上記共通ラインを介して対応付けたサーボドライバ
ユニットに移行し始動エネルギーとして利用することを
特徴とする機械群から構成されるシステムにおけるエネ
ルギーのリサイクル方法。
4. A machine comprising a plurality of machines driven by a servo driver unit supplied with power from a DC power supply, wherein the servo driver unit repeatedly starts and stops at a predetermined timing so that each machine performs a desired operation. A method of recycling energy in a system, comprising: providing a DC common link for commonly connecting a DC power supply of a servo driver unit of each of the above machines;
Stop information, acceleration / deceleration information, and load information are collected, and based on the collected information, the power consumption at the start of each motor and the regenerative power at the time of stop operation are estimated, and the power is stopped to minimize the power consumption of the entire system. A servo driver unit that performs an operation and a servo driver unit that can use the regenerative energy of the servo driver unit are associated with each other, and start / stop control of each servo driver unit is performed based on the association, thereby stopping the servo driver unit. A method for recycling energy in a system comprising a group of machines, wherein regenerated energy generated at the time is transferred to a servo driver unit associated via the common line and used as starting energy.
【請求項5】 複数のDC共通リンク同士を回生コンバ
ータで接続し、各DC共通リンク間でエネルギーの移行
を行うようにしたことを特徴とする請求項1,2,3ま
たは請求項4のエネルギーのリサイクル方法。
5. The energy according to claim 1, wherein a plurality of DC common links are connected by a regenerative converter, and energy is transferred between the DC common links. Recycling method.
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