JP3544176B2 - 電動アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電動アクチュエータの状態量より，該電動アクチュエータが所定の状態であるか否かを判定する電動アクチュエータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動アクチュエータの状態を把握する上で有効な状態量は，例えば，電動アクチュエータ内の温度，電動アクチュエータ出力軸のトルク等がある。
つまり，上記のような状態量を検出し，電動アクチュエータの状態を把握することで，電動アクチュエータが損傷に至ること等を防止することができる。
従来，上記のように電動アクチュエータの状態量を検出して，電動アクチュエータの状態を把握する制御装置が，例えば，特開平１０−２５２９２２号，特開平１０−２５２９２７号公報に記載されている。
上記公報記載の発明は，電動アクチュエータ内の温度，出力軸トルク等の状態量をセンサ等で検出し，該検出した状態量が設定された基準値を超えているか否かを判定することで，該電動アクチュエータが所定の状態，即ち電動アクチュエータに何等かの不具合が生じていると推測させるような異常な状態であるか否かを判定する発明である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の公知の発明では，センサ等で検出した状態量が基準値を超えると，電動アクチュエータが異常な状態であると判定し，直ちに電動アクチュエータの動作を停止させる。
しかし，上記発明では，センサ等で検出した状態量が偶発的に上記基準値を超えた場合であっても，電動アクチュエータが異常な状態であると判定し，電動アクチュエータの動作を停止させる。そのため，電動アクチュエータが上述のような偶発的な事由で停止する度に，システム全体を停止して装置業者等による検査等を行う効率の悪さがあった。
そこで，本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，電動アクチュエータの状態量が偶発的に異常となったのかどうかを確認しうるようにした電動アクチュエータの制御装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本出願に係る第１の発明は，電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段と，
上記温度検出手段が検出した電動アクチュエータの温度と予めメモリに記憶された基準温度とに基づいて，上記電動アクチュエータの状態を判定する判定手段とを具備した電動アクチュエータの制御装置において，
動作時間を限時するタイマを具備し，
上記基準温度が上記電動アクチュエータが異常動作をする可能性の無い上限温度であり，上記電動アクチュエータが，上記基準温度より高い温度であると上記判定手段が判定した場合に，上記タイマの動作を開始させると共に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させ，上記タイマの限時動作終了後，再び上記温度検出手段が上記電動アクチュエータの温度を検出し，該検出された温度が上記基準温度以内，又はこれを超えていると上記判定手段が判定した場合に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させることを特徴とする電動アクチュエータの制御装置として構成されている。
また，第２の発明は，電動アクチュエータの出力軸の出力トルクを検出する出力トルク検出手段と，
上記出力トルク検出手段が検出した電動アクチュエータの出力トルクと予めメモリに記憶された基準出力トルクとに基づいて，上記電動アクチュエータの状態を判定する判定手段とを具備した電動アクチュエータの制御装置において，
動作時間を限時するタイマを具備し，
上記基準出力トルクが上記電動アクチュエータが異常動作をする可能性の無い上限出力トルクであり，上記電動アクチュエータが，上記基準出力トルクより大きい出力トルクであると上記判定手段が判定した場合に，上記タイマの動作を開始させると共に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させ，上記タイマの限時動作終了後，再び上記出力トルク検出手段が上記電動アクチュエータの出力トルクを検出し，該検出された出力トルクが上記基準出力トルク以内，又はこれを超えていると上記判定手段が判定した場合に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させることを特徴とする電動アクチュエータの制御装置として構成されている。
として構成されている。
このように構成されているので，電動アクチュエータの温度や出力トルクが基準値を超えた場合にタイマを動作させ，その動作時間中一時的に電動アクチュエータの動作を停止，或いは継続させる。そして，上記タイマの動作終了後に再び温度或いは出力トルクを検出して基準値と比較することで，１回目に検出された温度或いは出力トルクが偶発的に基準値を超えたか否かが判定できる。つまり，上記温度或いは出力トルクが恒常的に基準値を超えているならば，電動アクチュエータが異常な状態であると判定することができる。
したがって，偶発的に上記温度或いは出力トルクが基準値を超えても誤って電動アクチュエータを停止させることはない。
【０００５】
上記電動アクチュエータの温度或いは出力トルクが基準値を超えたと上記判定手段が判定して，上記電動アクチュエータの動作を停止させた場合に，外部に上記電動アクチュエータが停止していることを通知する出力手段を具備してなるように構成しても良い。
このように構成することで，例えば，出力手段がベル，ランプ等であれば，電動アクチュエータがプラント内に設置されている場合などに，停止している電動アクチュエータがあること，及びどの電動アクチュエータが停止しているかを直ぐに発見することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【０００７】
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御装置の概略構成図，図２は本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御装置の処理手順を示したフローチャート，図３は本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御装置の動作例のタイムチャートである。
【０００８】
本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータ１０１の制御装置１００について図１を用いて説明する。
本発明の一実施形態としては，電動アクチュエータ１０１の状態量を検出する状態検出手段の一例として，電動アクチュエータ１０１の状態量の一例である温度を検出する温度センサ１２１と，外部通信機器１２６と通信する通信回路１２５と，通信回路１２５に接続されていて外部通信機器１２６より送信される各種情報や制御装置１００で処理された各種情報などを記憶するメモリ１２３と，判定手段の一例として上記温度センサ１２１より検出した温度情報とメモリ１２３に予め記憶されている基準温度とを比較して電動アクチュエータ１０１の状態を判定する判定回路１２２と，電動アクチュエータ１０１が停止していることを外部に示す出力手段１２７と，動作時間を設定することが可能なタイマ１２４と，電動アクチュエータの出力軸の角度を検出する角度検出器１１２と，モータ１３０を駆動するモータ駆動回路１１３と，電動アクチュエータ１０１の出力軸の目標角度を設定する設定値入力器１１１と，上記各部を制御する制御部１１０とで概略構成されている。
【０００９】
通常，電動アクチュエータ１０１の制御装置１００は，角度検出器１１２で検出される角度が設定入力回路１１１に設定された目標角度となるように，モータ１３０を駆動するモータ駆動回路１１３を作動させて制御している。
本発明の実施の形態では，上記のようにモータを駆動する処理を行いながら，更に以下のような処理を行っている。
【００１０】
図２を用いて，制御装置１００の動作の一例を示す。
温度センサ１２１が電動アクチュエータ内部の温度を検出する（Ｓ１０）。
判定回路１２２は，温度センサ１２１で検出された温度と，予めメモリ１２３に記憶されている基準温度とを比較し，どちらが高いかを判定する（Ｓ２０）。
上記基準温度とは，例えば，電動アクチュエータ１０１が異常動作をする可能性のない上限の閾値のことであり，使用者が外部通信機器１２６等を用いてメモリ１２３に予め記憶させておく。
ステップＳ２０において，温度センサ１２１で検出された温度が，上記基準温度より高ければステップＳ３０へ，低ければ再びステップＳ１０へそれぞれ手順が移行する。
【００１１】
ステップＳ２０で，温度センサ１２１より検出した温度が基準温度より高いと判定回路１２２が判定した場合に，その情報が制御部１１０へ送信され，制御部１１０はタイマ１２４を動作開始させる（Ｓ３０）。
このタイマ１２４は，予め設定された時間中（ここでは，例えば，ｔ＝０からｔ＝ｔ１まで。）限時動作する。
制御部１１０は，更にモータ駆動回路１１３の動作を停止させ，電動アクチュエータの動作を停止させる（Ｓ４０）。
タイマ１２４の動作時間がｔ＝ｔ１となってタイムアップすると，再び温度センサ１２１が電動アクチュエータ１０１の温度を検出する（Ｓ５０→Ｓ６０）。
【００１２】
判定回路１２２が，温度センサ１２１より検出された温度を，ステップＳ２０と同様に判定する（Ｓ７０）
ステップＳ７０で，温度センサ１２１より検出された温度が，基準温度より低いと判定回路１２２が判定した場合には，制御部１１０がモータ駆動回路１１３を作動させて電動アクチュエータ１０１の動作を開始させる（Ｓ９０）。Ｓ２０で検出された温度が，偶発的なものと解することができるからである。
【００１３】
同じくステップＳ７０で，温度センサ１２１より検出された温度が，基準温度より高いと判定回路１２２が判定した場合には，制御部１１０はモータ駆動回路を作動させず，出力手段１２７を用いて電動アクチュエータが停止していることを外部に示す（Ｓ８０）。高温が継続していることから，異常が恒常性をもっていると判断できるからである。
この出力手段１２７の具体例としては，例えば，ベル，ランプ等電動アクチュエータ１０１が停止状態にあることを示すことができれば如何なるものでも良い。
【００１４】
【実施例】
上記実施の形態に示した電動アクチュエータ１０１の制御装置１００の動作パターンは，図３のパターン１の場合を説明したものである。
このパターン１以外に，例えば，パターン２に示したようなものが考えられる。これは，上述のステップＳ２０において，温度センサ１２１より検出した温度が，基準温度より高いと判定回路１２２が判定しても電動アクチュエータ１０１の動作をさせておく。そして，再び判定回路１２２で温度センサ１２１より検出した温度を判定し，その温度が基準温度より高ければ電動アクチュエータの動作をその時に停止するようにしたものである。
また，メモリ１２３にＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）を用いることが望ましい。このＥＥＰＲＯＭは，データの読み書きが自由にでき，更にデータを保存するための電源等も必要ないので制御基盤上の構成を簡略化することができる。
更に，温度センサ１２１で検出した温度が基準温度より高かった場合に，その記録をメモリ１２３に自動的に記憶し，後ほど通信回路１２５を介して読み出して解析できるようにしても良い。
また，上記のケースでは電動アクチュエータ１０１の状態量の一例として，温度に関して述べてきたが，もちろん電動アクチュエータ１０１の状態量として出力軸のトルクを検出しても良い。この場合，状態検出手段の一例としてトルクセンサを設け，上述の場合と同様にメモリ１２３に基準トルクを予め記憶させておき，トルクセンサで検出されるトルクが基準トルクより大きいか，小さいかを判定して電動アクチュエータ１０１の状態を判定しても良い。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように，本発明は，電動アクチュエータの温度（或いは出力トルク）を検出する温度（或いは出力トルク）検出手段と，
上記温度或いは出力トルク検出手段が検出した電動アクチュエータの温度或いは出力トルクと予めメモリに記憶された基準温度或いは出力トルクとに基づいて，上記電動アクチュエータの状態を判定する判定手段とを具備した電動アクチュエータの制御装置において，
動作時間を限時するタイマを具備し，
上記基準温度或いは出力トルクが上記電動アクチュエータが異常動作をする可能性の無い上限温度或いは出力トルクであり，上記電動アクチュエータが，上記基準温度或いは出力トルクより高い（或いは大きい）温度或いは出力トルクであると上記判定手段が判定した場合に，上記タイマの動作を開始させると共に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させ，上記タイマの限時動作終了後，再び上記温度或いは出力トルク検出手段が上記電動アクチュエータの温度或いは出力トルクを検出し，該検出された温度或いは出力トルクが上記基準温度或いは出力トルク以内，又はこれを超えていると上記判定手段が判定した場合に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させることを特徴とする電動アクチュエータの制御装置として構成されている。
このように構成されているので，電動アクチュエータの温度或いは出力トルクが基準値を超えた場合にタイマを動作させ，その動作時間中一時的に電動アクチュエータの動作を停止，或いは継続させる。そして，上記タイマの動作終了後に再び温度或いは出力トルクを検出して基準値と比較することで，１回目に検出された温度或いは出力トルクが偶発的に基準値を超えたか否かが判定できる。つまり，上記状態量が恒常的に基準値を超えているならば，電動アクチュエータが異常な状態であると判定することができる。
したがって，偶発的に上記温度或いは出力トルクが基準値を超えても誤って電動アクチュエータを停止させることもない。
【００１６】
また，本発明においては，上記電動アクチュエータの温度或いは出力トルクが異常動作をする可能性の無い上限温度或いは出力トルクであると上記判定手段が判定して，上記電動アクチュエータの動作を停止させた場合に，外部に上記電動アクチュエータが停止していることを通知する出力手段を具備してなるように構成しても良い。
このように構成することで，例えば，出力手段がベル，ランプ等であれば，電動アクチュエータがプラント内に設置されている場合などに，どの電動アクチュエータが停止しているかを直ぐに発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御装置の処理手順を示したフローチャート。
【図３】本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御装置の動作例のタイムチャート。
【符号の説明】
１００………制御装置
１０１………電動アクチュエータ
１１０………制御部
１１１………設定値入力器
１１２………角度検出器
１１３………モータ駆動回路
１２１………温度センサ（状態検出器手段）
１２２………判定回路（判定手段）
１２３………メモリ
１２４………タイマ
１２５………通信回路
１２６………外部通信機器
１２７………出力手段
１３０………モータ

Claims (4)

1. 電動アクチュエータの温度を検出する温度検出手段と，
   上記温度検出手段が検出した電動アクチュエータの温度と予めメモリに記憶された基準温度とに基づいて，上記電動アクチュエータの状態を判定する判定手段とを具備した電動アクチュエータの制御装置において，
   動作時間を限時するタイマを具備し，
   上記基準温度が上記電動アクチュエータが異常動作をする可能性の無い上限温度であり，上記電動アクチュエータが，上記基準温度より高い温度であると上記判定手段が判定した場合に，上記タイマの動作を開始させると共に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させ，上記タイマの限時動作終了後，再び上記温度検出手段が上記電動アクチュエータの温度を検出し，該検出された温度が上記基準温度以内，又はこれを超えていると上記判定手段が判定した場合に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させることを特徴とする電動アクチュエータの制御装置。
2. 電動アクチュエータの出力軸の出力トルクを検出する出力トルク検出手段と，
   上記出力トルク検出手段が検出した電動アクチュエータの出力トルクと予めメモリに記憶された基準出力トルクとに基づいて，上記電動アクチュエータの状態を判定する判定手段とを具備した電動アクチュエータの制御装置において，
   動作時間を限時するタイマを具備し，
   上記基準出力トルクが上記電動アクチュエータが異常動作をする可能性の無い上限出力トルクであり，上記電動アクチュエータが，上記基準出力トルクより大きい出力トルクであると上記判定手段が判定した場合に，上記タイマの動作を開始させると共に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させ，上記タイマの限時動作終了後，再び上記出力トルク検出手段が上記電動アクチュエータの出力トルクを検出し，該検出された出力トルクが上記基準出力トルク以内，又はこれを超えていると上記判定手段が判定した場合に，上記電動アクチュエータの動作を継続，又は停止させることを特徴とする電動アクチュエータの制御装置。
3. 上記電動アクチュエータの温度が上記基準温度以上であると上記判定手段が判定して，上記電動アクチュエータの動作を停止させた場合に，外部に上記電動アクチュエータが停止していることを通知する出力手段を具備してなる請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動アクチュエータの制御装置。
4. 上記電動アクチュエータの出力トルクが上記基準基準出力トルク以上であると上記判定手段が判定して，上記電動アクチュエータの動作を停止させた場合に，外部に上記電動アクチュエータが停止していることを通知する出力手段を具備してなる請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電動アクチュエータの制御装置。

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