(57)【要約】【課題】同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の入力機能や出力機能を利用できるようにすること。【解決手段】制御部１４は、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置とコマンド２２の授受を行う通信ポート１７の制御等を行う通信処理部２０を備え、自インバータ装置１０の入力端子１５に空きがない場合は、インバータ装置の余っている接点入力端子やアナログ入力端子を利用して、その入力端子の情報によってインバータ部１３の運転を制御することができる。また、出力端子１６に空きがない場合は、同一のネットワーク上の他のインバータ装置の余っているオープンコレクタ出力信号端子、出力接点端子およびアナログ出力端子（ＡＭ出力端子、ＦＭ出力端子）を利用することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械を運転制御する交流電力を直流電力から生成するインバータ装置において、
同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置とコマンドの授受を行う通信手段と、
前記通信手段を用いて前記他のインバータ装置の余っている入力端子を利用して必要な信号入力を取得し、それを運転に反映させる制御手段と、
を備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、他インバータ装置の入力端子の使用有無と、使用する他インバータ装置の識別番号と、使用する他インバータ装置の入力端子に割り付ける入力機能とが設定されるテーブルを備えることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記通信手段を用いて前記他のインバータ装置から必要な入力端子情報の読み込みができないときは、通信エラーとして外部に報知することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項４】
電気機械を運転制御する交流電力を直流電力から生成するインバータ装置において、
同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置とコマンドの授受を行う通信手段と、
前記通信手段を用いて前記他のインバータ装置の余っている出力端子を利用して必要な信号出力を行う制御手段と、
を備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、他インバータ装置の出力端子の使用有無と、使用する他インバータ装置の識別番号と、使用する他インバータ装置の出力端子に割り付ける出力機能とが設定されるテーブルを備えることを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記通信手段を用いて前記他のインバータ装置に対し必要な出力端子情報の送出ができないときは、通信エラーとして外部に報知することを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気機械を運転制御する交流電力を直流電力から生成するインバータ装置に関し、特に同一のネットワーク上に配置されるインバータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同一のネットワーク上に配置されるインバータ装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。すなわち、特許文献１では、複数の交流電動機が使用されるシステム（例えば、圧延システム、紡績の生産システム、押出成形システム等）において、各電動機の駆動制御を行うインバータ装置を同一のネットワーク上に配置し、そのネットワークを介して各インバータ装置が指令信号やモニタ信号などをやりとりし、設定することを可能にする技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、入力端子や出力端子に空きが無いために増設する場合、（１）当該インバータ装置が増設入出力オプション基盤対応の機種でない場合は入出力端子の多い上位機種と交換する必要があり、（２）当該インバータ装置が増設入出力オプション基盤対応の機種であるときはその接点入出力オプション基盤を増設する必要がある。また、（３）上位コントローラおよび表示器の増設が必要になる。
【０００５】
つまり、従来では、入力端子や出力端子に空きが無いために増設する必要が生じた場合に、既存のシステムだけでの対応ができないという問題がある。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の入力機能や出力機能を利用できる手段を備えたインバータ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、この発明は、電気機械を運転制御する交流電力を直流電力から生成するインバータ装置において、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置とコマンドの授受を行う通信手段と、前記通信手段を用いて前記他のインバータ装置の余っている入力端子を利用して必要な信号入力を取得し、それを運転に反映させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、入力端子に空きが無く増設の必要がある場合に、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の余っている入力端子を利用するという措置によって、既存のシステムだけで対応することができるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の入力機能や出力機能を利用できるので、入力端子や出力端子に空きが無く増設の必要がある場合に増設等のコストアップを招来することなく、簡単に既存のシステムだけで対応することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明にかかるインバータ装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１はこの発明の一実施の形態によるインバータ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すインバータ装置１０は、コンバータ部１１、平滑コンデンサ１２、インバータ部１３、制御部１４、入力端子１５、出力端子１６を備える他、通信ポート１７を備え、ネットワーク上に配置される他のインバータ装置（局番が付与されている）との間でコマンド２２の授受が行えるようになっている。
【００１２】
コンバータ部１１は、三相交流電源２５の交流電圧をダイオードブリッジによって三相全波整流して直流電圧に変換する。平滑コンデンサ１２は、コンバータ部１１の整流直流電圧を平滑化する。インバータ部１３は、複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって平滑コンデンサ１２の端子電圧を制御部１４から指定された電圧・周波数の交流電力に変換して交流電動機２６に供給する。
【００１３】
ここで、制御部１４では、入力指令情報を格納するメモリ１８と、出力指令情報を格納するメモリ１９と、通信ポート１７でのコマンド２２の授受制御等を行う通信処理部２０とが示されている。メモリ１８に格納される入力指令情報は、入力端子１５での割付内容と、通信処理部２０がコマンド２２から取り込んだ他のインバータ装置の入力端子での割付内容とで構成される。また、メモリ１９に格納される出力指令情報は、出力端子１６への割付内容と、通信処理部２０がコマンド２２を用いて他インバータ装置の出力端子に出力する割付内容と、自インバータ装置１０の出力端子１６に余裕がある場合であるが通信処理部２０がコマンド２２から取り込んだ他インバータ装置の出力情報として自インバータ装置１０の出力端子１６への割付内容とで構成される。これらはテーブルとして用意されている。そのテーブルにおける機能割付の具体例は、後述する（図５参照）。
【００１４】
次に、図１〜図５を参照して、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の入出力機能を利用する場合の動作について説明する。なお、図２は、同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の入力機能を利用する場合の動作を説明するフローチャートである。図３は、従来の入出力端子割付の一例を示す図である。図４は、この実施の形態によって実現される入出力端子割付の一例を示す図である。図５は、この実施の形態で用いる機能割付パラメータおよび他インバータ使用有無パラメータの一例を示す図である。
【００１５】
まず、この発明の理解を容易にするため、図３、図４を参照して、従来の入出力端子割付方法とこの実施の形態による入出力端子割付方法とを比較して説明する。図３、図４では、ネットワーク上に配置される２つのインバータ装置ＩＮＶ１（局番１）、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）での入出力端子割付例が示されている。両者共に、入力端子として４つの接点入力と３つのアナログ入力とを備え、出力端子として２つのオープンコレクタ出力と２つの接点出力と２つのアナログ出力とを備えている。
【００１６】
図３において、従来のインバータ装置ＩＮＶ１（局番１）では、入力端子の４つの接点入力では全て割り付けられて空きがなく、３つのアナログ入力では１つ（アナログ入力３）空きになっている。また、出力端子の２つのオープンコレクタ出力では全て割り付けられて空きがなく、２つの接点出力と２つのアナログ出力ではそれぞれ１つ（接点出力２、アナログ出力２）空きがある。
【００１７】
また、従来のインバータ装置ＩＮＶ２（局番２）では、入力端子の４つの接点入力では１つ（接点入力４）空きになっており、また出力端子の２つのオープンコレクタ出力と２つのアナログ出力ではそれぞれ１つ（オープンコレクタ出力２、アナログ出力２）が空きになっているが、２つの接点出力は全て割り付けられている。
【００１８】
このような割付状態で、従来のインバータ装置ＩＮＶ１（局番１）では、入力端子として「中速」用接点入力が必要となり、出力端子として「過負荷」用オープンコレクタ出力が必要になった場合、接点入力端子、オープンコレクタ出力端子は共に空きがないので、「中速」用の接点入力（接点入力５）と「過負荷」用のオープンコレクタ出力（オープンコレクタ出力２）は割り付けできず、端子不足となる。従来では、物理的に端子の増設をしない限りシステムの構築ができない構成になっている。
【００１９】
また、従来のインバータ装置ＩＮＶ２（局番２）では、入力端子として「４〜２０ｍＡ入力２」用アナログ信号入力が必要となり、出力端子として「商用切換ＭＣ２」用接点信号出力が必要となった場合、アナログ入力端子、接点出力端子は共に空きがないので、「４〜２０ｍＡ入力２」用のアナログ信号入力（アナログ入力４）と「商用切換ＭＣ２」用の接点信号出力（接点出力３）は割り付けできず、端子不足となる。従来では、物理的に端子の増設をしない限りシステムの構築ができない構成になっている。
【００２０】
これに対し、この実施の形態では、同様の状況が生じた場合に、図４に示すように、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）とインバータ装置ＩＮＶ２（局番２）は、通信手段を利用して、互いに相手の空き端子を自身の端子として利用できるようにし、既存のシステムだけで対応できるようにしている。
【００２１】
すなわち、図４に示すように、図３に示すケースが生じた場合、この実施の形態では、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）は、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の空き入力端子である接点入力４を自インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の「中速」用の接点入力５として利用し、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の空き出力端子であるオープンコレクタ出力２を自インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の「過負荷」用のオープンコレクタ出力３として利用する。このようにしてインバータ装置ＩＮＶ１（局番１）は、端子不足が生じた場合に、物理的に増設することなく、他インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の空き端子を利用して、不足端子「接点入力５」「オープンコレクタ出力３」の増設を図るようにしている。
【００２２】
また、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）は、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の空き入力端子であるアナログ入力３を自インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の「４〜２０ｍＡ入力２」用のアナログ入力４として利用し、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の空き端子である接点出力２を自インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の商用切換ＭＣ２用の接点出力３として利用する。このようにしてインバータ装置ＩＮＶ２（局番２）は、端子不足が生じた場合に、物理的に増設することなく、他インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の空き端子を利用して、不足端子「アナログ入力４」「接点出力３」の増設を図るようにしている。
【００２３】
以下、図２に沿って具体的に説明する。但し、図２では、他インバータ装置の入力端子を利用する場合について示されている。図２において、制御部１４は、運転モードが外部運転モードであるか否かを判断し（ステップＳＴ１）、外部運転モードである（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）ときは、自インバータ装置１０の入力端子１５の状態（ここでは接点入力端子の状態）を読み込む（ステップＳＴ２）。
【００２４】
次に、制御部１４では、予め設定された使用有無パラメータを参照して他のインバータ装置の入力端子（ここでは接点入力端子とする）の使用有無を判定する（ステップＳＴ３）。この使用有無パラメータには、例えば図５に示すように、同一ネットワーク上に配置される他インバータ装置を使用するか否かの情報と、使用する場合はその他インバータ装置の局番と、その他インバータ装置で使用する接点入力端子と、その接点入力端子をどのような機能として使用するかの情報との設定が行われている。
【００２５】
図５を参照して具体的に説明する。図５では、「１．機能割付パラメータ」と、「２．他インバータ入出力端子使用有無パラメータ」とが示されている。「１．機能割付パラメータ」では、局番と全機能の設定が行われる。但し、自局の場合には、局番は省略することができるが、機能割付パラメータでは、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）における入力端子と出力端子の機能割付と、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）における入力端子と出力端子の機能割付とがそれぞれ設定される。このとき、「１．機能割付パラメータ」には、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）における入力端子と出力端子の他インバータＩＮＶ２（局番２）での「使用有り」と、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）における入力端子と出力端子の他インバータＩＮＶ１（局番１）での「使用有り」もそれぞれ設定されている。
【００２６】
「１．機能割付パラメータ」は、次のようになっている。インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）における入力端子の機能割付では、４つの接点入力端子に「正転始動」「逆転始動」「電流入力」「高速」が割り付けられ、また、３つのアナログ入力端子に「０〜５Ｖ入力」「４〜２０ｍＡ入力」「４〜２０ｍＡ入力２：０２」が割り付けられている。ここで、アナログ入力端子「４〜２０ｍＡ入力２：０２」における“０２”の表記は、他インバータＩＮＶ２（局番２）が使用することの表記である。
【００２７】
そして、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）における出力端子の機能割付では、２つのオープンコレクタ出力端子に「運転中」「周波数到達」が割り付けられ、２つの接点出力端子に「異常出力」「商用切換ＭＣ２：０２」が割り付けられ、また、２つのアナログ出力端子の１つに「出力周波数モニタ」が割り付けられている。ここで、接点出力端子「商用切換ＭＣ２：０２」における“０２”の表記は、他インバータＩＮＶ２（局番２）が使用することの表記である。
【００２８】
また、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）における入力端子の機能割付では、４つの接点入力端子に「正転始動」「逆転始動」「電流入力」「中速：０１」が割り付けられ、３つのアナログ入力端子に「０〜５Ｖ入力１」「０〜５Ｖ入力２」「４〜２０ｍＡ入力１」が割り付けられている。ここで、接点入力端子「中速：０１」における“０１”の表記は他インバータＩＮＶ１（局番１）が使用することの表記である。
【００２９】
そして、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）における出力端子の機能割付では、２つのオープンコレクタ出力端子に「周波数到達」「過負荷：０１」が割り付けられ、２つの接点出力端子に「異常出力」「商用切換ＭＣ１」が割り付けられ、また、２つのアナログ出力端子の１つに「出力周波数モニタ」が割り付けられている。ここで、オープンコレクタ出力端子「過負荷：０１」における“０１”の表記は、他インバータＩＮＶ１（局番１）が使用することの表記である。
【００３０】
次に、「２．他インバータ入出力端子使用有無パラメータ」は、「１．機能割付パラメータ」に上記のように設定される他インバータ装置での「使用有り」該当端子がそれぞれ抜き出して設定される。すなわち、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）における入力端子では、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の４番目の接点入力端子を「中速」用として使用する「中速：０２」が設定され、出力端子では、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）の２番目のオープンコレクタ出力端子を「過負荷」用として使用する「過負荷：０２」が設定される。
【００３１】
また、インバータ装置ＩＮＶ２（局番２）における入力端子では、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の４番目のアナログ入力端子を「４〜２０ｍＡ入力２」用として使用する「４〜２０ｍＡ入力２：０１」が設定され、出力端子では、インバータ装置ＩＮＶ１（局番１）の２番目の接点出力端子を「商用切換ＭＣ２」用として使用する「商用切換ＭＣ２：０１」が設定される。
【００３２】
図２において、制御部１４は、上記のような使用有無パラメータによる判定結果、他インバータ装置の入力端子（接点入力端子）を使用しない場合（ステップＳＴ３：Ｎｏ）はそのままステップＳＴ２にて読み込んだ自インバータ装置１０の入力端子１５の接点入力状態から入力指令情報（今の例では入力接点指令情報）を作成し、メモリ１８に格納する（ステップＳＴ９）。
【００３３】
また、制御部１４は、使用有無パラメータによる判定結果、他インバータ装置の入力端子（接点入力端子）を使用する場合（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）は、使用する他インバータ装置の局番を使用有無パラメータから確認し（ステップＳＴ４）、ネットワークを介してその他インバータ装置の接点入力端子情報の読み込みを行う（ステップＳＴ５）。入力端子情報の読み込みが正常に行えると（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、入力接点指令情報を作成し、メモリ１８に格納する（ステップＳＴ９）。
【００３４】
このとき、他インバータ装置の入力端子情報の読み込みが正常に行えない場合（ステップＳＴ６：Ｎｏ）は、通信エラーが生じたとしてエラー出力を行うなどのエラー処理を行う（ステップＳＴ７）。このように、他インバータ装置が電源オフ状態にある等によってその入力端子情報の読み込みが行えない場合は、係員にその旨を報知するので、他インバータ装置の電源を投入する等適切な措置を採ることができる。したがって、図４に示した、他インバータ装置の入出力端子を自インバータ装置の入出力端子として利用する機能割付を確実に実施することができる。
【００３５】
一方、制御部１４は、ステップＳＴ１において外部運転モードでないとき（ステップＳＴ１：Ｎｏ）は、通信コマンド２２を読み込み（ステップＳＴ８）、入力接点端子情報を作成し、メモリ１８に格納する（ステップＳＴ９）。制御部１４は、このようにして作成された入力接点端子情報に基づいてインバータ部１３を所定の動作状態に制御する。
【００３６】
以上は、同一ネットワーク上の他インバータ装置の接点入力端子を利用して自インバータ装置にて必要な接点信号の入力を得て運転可能とする例であるが、同様の方法で、同一ネットワーク上の他インバータ装置のアナログ入力端子を利用し、そのアナログ信号によってインバータ部１３の制御周波数を可変できるようにすることも可能である。
【００３７】
次に、同一ネットワーク上の他インバータ装置の出力端子を利用する場合について説明する。これは、上記と同様の考えで行うことができる。好適な利用例としては、次の３つを挙げることができる。
【００３８】
（１）同一ネットワーク上の他インバータ装置の余っているオープンコレクタ出力端子を利用してオープンコレクタ出力を行うことである。
【００３９】
（２）同一ネットワーク上の他インバータ装置の余っている接点出力端子を利用して接点信号出力を行うことである。
【００４０】
（３）同一ネットワーク上の他インバータ装置の余っているアナログ出力端子を利用してアナログ信号出力を行うことである。これには、例えば、他インバータ装置のＡＭ信号出力端子を利用してＡＭ信号出力を行うことや、ＦＭ信号出力端子を利用してＦＭ信号出力を行うことを挙げることができる。
【００４１】
以上のように、この実施の形態によれば、入力端子や出力端子に空きが無いために増設する必要がある場合に、同一のネットワーク上に配置される他インバータ装置の余っている入力機能や出力機能が利用できるので、入出力端子の多い上位機種への交換、増設入出力オプション基盤対応の機種については入出力オプションの増設、上位コントローラ及び表示器の増設等のコストアップを招来することなく、簡単に既存のシステムにて対応することができるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、この発明にかかるインバータ装置は、１以上のインバータ装置と共に同一のネットワーク上に配置される場合において、入力機能や出力機能の増設を既存のシステムだけで対応するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施の形態によるのインバータ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同一のネットワーク上に配置される他のインバータ装置の入力機能を利用する場合の動作を説明するフローチャートである。
【図３】従来の入出力端子割付の一例を示す図である。
【図４】この実施の形態によって実現される入出力端子割付例を示す図である。
【図５】この実施の形態で用いる機能割付パラメータおよび他インバータ使用有無パラメータの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  インバータ装置
１１  コンバータ部
１２  平滑コンデンサ
１３  インバータ部
１４  制御部
１５  入力端子
１６  出力端子
１７  通信ポート
１８  入力指令情報を格納するメモリ
１９  出力指令情報を格納するメモリ
２０  通信処理部
２２  通信コマンド
２５  ３相交流電源
２６  交流電動機
【図１】
2006025551.tif 000003
【図２】
2006025551.tif 000004
【図３】
2006025551.tif 000005
【図４】
2006025551.tif 000006
【図５】
2006025551.tif 000007