(57)【要約】【課題】従来のようにオープンネットワーク専用特殊ユニットおよびオープンネットワーク専用オプションという高価な装置を使用せずにシリアル送信することができ、また負荷の運転状態を判断するためのデータの割り付けまたは復調処理が簡便なインバータ装置を得る。【解決手段】インバータ装置１より送信される状態監視信号は、時刻ａで立ち上がり（オンとなり）、時刻ｂで立ち下がる（オフとなる）までのｔ１時間のスタートビット、時刻ｂで立ち下がった（オフとなった）後、時刻ｃで立ち上がる（オンとなる）までのｔ２時間で表される第１のデータとしての出力電流値、時刻ｃで立ち上がった（オンとなった）後、時刻ｄで立ち下がる（オフとなる）までのｔ３時間で表される第２のデータとしての積算稼動時間、時刻ｄで立ち下がった（オフとなった）後、時刻ｅで立ち上がる（オンとなる）までのｔ４時間で表されるストップビット、から構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を可変速駆動するインバータ装置において、２つの情報をパルス幅変調して、スタートビット後のこのスタートビットとオン／オフを逆転させた状態の継続時間に第１のデータを、続いてこの第１のデータとオン／オフを逆転させた状態の継続時間に第２のデータを割り付け、さらにこの第２のデータ状態とオン／オフを逆転させたのストップビットによりデータを構成し、一つの信号線を通じて上位の制御機器にシリアル送信するインバータ装置。
【請求項２】
前記２つの情報は、負荷の状態を判断するための情報であって、前記第１のデータおよび前記第２のデータは、前記インバータ装置から電動機に出力される出力電流値を、基準電流値に比例した継続時間、前記インバータ装置の稼動時間を積算した積算稼動時間を、基準稼動時間に比例した継続時間として作成したことを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機を可変速駆動するインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベルトコンベア駆動システムにおいては、シーケンサにオープンネットワーク専用特殊ユニットを装着し、ベルトコンベア駆動システム全体を制御するシーケンサと、オープンネットワーク経由で送受信を実行するオープンネットワーク専用オプションを内蔵し、シーケンサからオープンネットワーク経由で送信された指令および設定されている運転条件により作成した所定の周波数、所定の交流電圧を電動機に供給するインバータ装置と、ベルトコンベアに接続され、インバータ装置から供給される所定の周波数、所定の交流電圧の交流電力により、ベルトコンベアを可変速駆動する電動機と、から構成されていた。
【０００３】
次に、シーケンサとインバータ装置との間のデータ通信および処理について説明する。
オープンネットワーク専用特殊ユニットを装着したシーケンサは、内部のメモリに格納されたプログラムに従ってインバータ装置に送信すべき指令を決定し、オープンネットワーク専用特殊ユニットに出力する。オープンネットワーク専用特殊ユニットは、入力した指令をオープンネットワーク経由でインバータ装置に内蔵されたオープンネットワーク用オプションへ送信する。
インバータ装置に内蔵されたオープンネットワーク用オプションは受信した指令を解析し、インバータ装置へ出力する。インバータ装置は、受信した指令および予め設定されている運転条件により所定の周波数、所定の交流電圧を作成し、電動機に供給することにより、ベルトコンベアを可変速駆動する。
【０００４】
また、従来のベルトコンベア駆動システムにおいては、インバータ装置は電動機に出力する出力電流値を、オープンネットワーク用オプションを介してオープンネットワーク経由でシーケンサに装着されたオープンネットワーク用特殊ユニットへ送信し、シーケンサで、オープンネットワーク用特殊ユニットを介して受信した出力電流値を基に、ベルトコンベアの運転状態・磨耗状態などを判断する演算を実行し、異常な状態と判断した場合には、警報を発生するようにしていた。
【０００５】
従来のベルトコンベア駆動システムにおいては、上述のようにオープンネットワークを構築するために、オープンネットワーク専用特殊ユニットおよびオープンネットワーク専用オプションという高価な装置が必要となるという問題点があった。
【０００６】
また、複数のＣＰＵ（中央演算処理装置）が並行動作するマルチＣＰＵシステムにおいて、それら各ＣＰＵ間でＰＷＭ（パルス幅変調）データを授受するＰＷＭ（パルス幅変調）データの通信方法があり、特許文献１（特開平７−４６２１５号公報）に、複数のデータをパルス幅変調してシリアル送信し、受信側でそれらデータを分離復調するＰＷＭデータの通信方法が開示されている。
【０００７】
特許文献１に開示のＰＷＭデータの通信方法は、第１のデータおよび第２のデータを送信するのに、２つのパルスの組を用い、第１のデータはそれら２つのパルスのオンタイミングからオンタイミングまでの時間に割り付け、第２のデータは同２つのパルスのオフタイミングからオフタイミングまでの時間に割り付け、組とするこれら２つのパルスを周期送信するものである。
【０００８】
組とする２つのパルスを、ヘッダパルスを用いる従来の通信方式でのヘッダパルスおよびデータパルスにそれぞれ見立てるものとすると、この通信方法により、従来の通信方式では１つのデータしか送ることができなかった時間で、第１および第２の２つのデータが送られるようになる。したがって、互いに順序付けられているとするこれら第１および第２の２つのデータに関しては、従来の通信方式に比べて少なくとも２倍の通信速度をもってこれを伝送できるようになる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−４６２１５号公報（１頁〜８頁、図１〜図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献１に開示のＰＷＭデータの通信方法において、送信側がシリアル伝送するデータは、時刻Ａで立ち上がり（オンとなり）、時刻Ｂで立ち下がる（オフとなる）第１のパルスと、時刻Ｃで立ち上がり（オンとなり）、時刻Ｄで立ち下がる（オフとなり）第２のパルス、との２つのパルスに、送信対象とするデータ１およびデータ２といった異なる２つのデータを組み込むもので、データ１を２つのパルスの各立ち上がり時刻（オンタイミング）Ａから立ち上がり時刻（オンタイミング）Ｃまでの時間に、またデータ２を２つのパルスの各立ち下がり時刻（オフタイミング）Ｂから立ち下がり時刻（オフタイミング）Ｄまでの時間に割り付けたものである。したがって、受信側では、これら２つのパルスの論理レベルが変化するタイミング、すなわち時刻Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを順次捕らえ、データ１については（Ｃ−Ａ）時間、データ２については（Ｄ−Ｂ）時間として、各々その復調を行うことが必要であり、組となる２つのパルスについての全時刻情報を取り込んだ後、データ１およびデータ２を確定しなければならないという問題点があった。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、従来のようにオープンネットワーク専用特殊ユニットおよびオープンネットワーク専用オプションという高価な装置を使用せずにシリアル送信することができ、また負荷の運転状態を判断するためのデータの割り付けまたは復調処理が簡便なインバータ装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るインバータ装置は、電動機を可変速駆動するインバータ装置において、２つの情報をパルス幅変調して、スタートビット後のこのスタートビットとオン／オフを逆転させた状態の継続時間に第１のデータを、続いてこの第１のデータとオン／オフを逆転させた状態の継続時間に第２のデータを割り付け、さらにこの第２のデータ状態とオン／オフを逆転させたのストップビットによりデータを構成し、一つの信号線を通じて上位の制御機器にシリアル送信するものである。
【００１３】
また、前記２つの情報は、負荷の状態を判断するための情報であって、前記第１のデータおよび前記第２のデータは、前記インバータ装置から電動機に出力される出力電流値を、基準電流値に比例した継続時間、前記インバータ装置の稼動時間を積算した積算稼動時間を、基準稼動時間に比例した継続時間として作成したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るインバータ装置およびシーケンサで制御されるベルトコンベア駆動システムの構成を示す図である。図において、インバータ装置１は商用電源２の交流電源を所定の周波数、所定の交流電圧の交流電力に変換し、誘導電動機３に供給し、誘導電動機３に接続されたベルトコンベア４を可変速駆動する。
また、インバータ装置１において、コンバータ部５で商用電源２の交流電源を直流電力に変換し、平滑コンデンサ６で直流電圧を平滑する。また、インバータ部７はスイッチング素子およびダイオードから構成され、インバータ部７のスイッチング素子を制御部８からの制御信号によりオン／オフ制御することにより、直流電力を所定の周波数、所定の交流電圧の交流電力に逆変換する。
【００１５】
また、インバータ装置１から誘導電動機３に出力される出力電流値を電流検出器９で検出する。また、制御部８は一定速運転中に、電流検出器９で検出した出力電流値および積算稼動時間を運転状態チェック用のデータとして状態監視信号演算部１１に出力する。ここで、一定速運転中の出力電流値に比べ、大きく変動する加速中の出力電流値または減速中の出力電流値は、過電流保護または過負荷保護としては使用するが、システムのメンテナンスを目的とした運転状態チェック用のデータとしては使用しない。
また、状態監視信号演算部１１は制御部８から入力した運転状態チェック用のデータを基にパルス幅変調して状態監視信号を作成し、端子台１２を介して、上位の制御機器としてのシーケンサ１３に装着されている入力端子ユニット１４に送信する。
【００１６】
図２はこの発明の実施の形態１に係るインバータ装置から送信される状態監視信号の構成を示す図である。図において、状態監視信号は、時刻ａで立ち上がり（オンとなり）、時刻ｂで立ち下がる（オフとなる）までのｔ１時間のスタートビット、時刻ｂで立ち下がった（オフとなった）後、時刻ｃで立ち上がる（オンとなる）までのｔ２時間で表される第１のデータとしての出力電流値、時刻ｃで立ち上がった（オンとなった）後、時刻ｄで立ち下がる（オフとなる）までのｔ３時間で表される第２のデータとしての積算稼動時間、時刻ｄで立ち下がった（オフとなった）後、時刻ｅで立ち上がる（オンとなる）までのｔ４時間で表されるストップビット、から構成される。
また、時刻ｅの立ち上がりは次データのスタートビットを構成する。
【００１７】
また、上記状態監視信号は繰り返し演算され、シーケンサ１３に周期送信される。状態監視信号を送信する送信周期時間Ｔは、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４となる。
【００１８】
実施の形態１に係るインバータ装置１の動作について、図１および図２により説明する。
システム全体を制御するシーケンサ１３は、内部に格納されているプログラム（図示せず）に従って、運転、停止などの運転指令信号を、入出力端子ユニットを介してオープンコレクタ信号または機械接点信号としてインバータ装置１に送信する。
インバータ装置１は、端子台１２を介して運転指令信号を入力すると、制御部８で設定されている運転条件に基づき制御信号を作成し、インバータ部７のスイッチング素子をオン／オフ制御することにより、直流電力を所定の周波数、所定の交流電圧の交流電力に逆変換して、この交流電力を誘導電動機３に供給し、誘導電動機３に接続されたベルトコンベア４を可変速駆動する。
【００１９】
また、制御部８は電流検出器９で検出した出力電流値、インバータ装置１が稼動した時間を積算した積算稼動時間を、状態監視信号演算部１１に出力する。状態監視信号演算部１１は、制御部８から入力した出力電流値から基準電流値に比例した継続時間ｔ２を演算し、また積算稼動時間から基準稼動時間に比例した継続時間ｔ３を演算して、図２に示すパルス幅変調した状態監視信号を作成し、端子台１２を介して、シーケンサ１３に装着されている入力端子ユニット１４にシリアル信号として周期送信する。
【００２０】
シーケンサ１３は、入力端子ユニット１４を介して状態監視信号を入力すると、継続時間ｔ２（出力電流値）および継続時間ｔ３（積算稼動時間）の長さを計測し、分離復調して出力電流値および積算稼動時間のデータとして取り込み、内部に格納されているプログラム（図示せず）に従って、誘導電動機３に接続されたベルトコンベア４の状態を判定する。
例えば、ベルトコンベア４の機械磨耗等により劣化が進むと、機械摩擦が変化し電流値が変化するので異常が判断できる。
【００２１】
また、シーケンサ１３に、初期状態（積算稼動時間が０）における出力電流値を記憶しておき、インバータ装置１から状態監視信号として送信された出力電流値と積算稼働時間の情報を基に、出力電流値の変化を監視し、所定値を越えた場合に警報を発するようにすることにより、管理者は、シーケンサ１から出力される警報に従い、システムのメンテナンスすることができ、システムダウンを未然に回避することができる。
【００２２】
ところで、上記説明では、スタートビットがｔ１時間オン状態、第１のデータがｔ２時間オフ状態、第２のデータがｔ３時間オン状態、ストップビットがｔ４時間オフ状態として状態監視信号を構成す例について述べたが、逆に状態監視信号を時刻ａで立ち下がり（オフとなり）、時刻ｂで立ち上がる（オンとなる）までのｔ１時間をスタートビット、時刻ｂで立ち上がった（オンとなった）後、時刻ｃで立ち下がる（オフとなる）までのｔ２時間を第１のデータとしての出力電流値、時刻ｃで立ち下がった（オフとなった）後、時刻ｄで立ち上がる（オンとなる）までのｔ３時間を第２のデータとしての積算稼動時間、時刻ｄで立ち上がった（オンとなった）後、時刻ｅで立ち下がる（オフとなる）までのｔ４時間をストップビットとして構成しても、同様の効果が得られる。
システムダウンを未然に防ぐシステムを、シーケンサの入出力ユニットとインバータ装置の入出力端子と最小の配線のみで構成できる。
【００２３】
また、上記説明では、誘導電動機５の例について述べたが、同期電動機であっても同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２５】
この発明に係るインバータ装置は、電動機を可変速駆動するインバータ装置において、２つの情報をパルス幅変調して、スタートビット後のこのスタートビットとオン／オフを逆転させた状態の継続時間に第１のデータを、続いてこの第１のデータとオン／オフを逆転させた状態の継続時間に第２のデータを割り付け、さらにこの第２のデータ状態とオン／オフを逆転させたのストップビットによりデータを構成し、一つの信号線を通じて上位の制御機器にシリアル送信するようにしたので、データの割り付けまたは復調処理が簡便なインバータ装置を得ることができる。
【００２６】
また、前記２つの情報は、負荷の状態を判断するための情報であって、前記第１のデータおよび前記第２のデータは、前記インバータ装置から電動機に出力される出力電流値を、基準電流値に比例した継続時間、前記インバータ装置の稼動時間を積算した積算稼動時間を、基準稼動時間に比例した継続時間として作成したので、従来のようにオープンネットワーク専用特殊ユニットおよびオープンネットワーク専用オプションという高価な装置を使用せずにシリアル送信することができインバータ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るインバータ装置およびシーケンサで制御されるベルトコンベア駆動システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るインバータ装置から送信される状態監視信号の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  インバータ装置、  ２  商用電源、  ３  誘導電動機、  ４  ベルトコンベア、  ５  コンバータ部、  ６  平滑コンデンサ、  ７  インバータ部、  ８制御部、  ９  電流検出器、  １１  状態監視信号演算部、  １２  端子台、
１３  シーケンサ、  １４  入力端子ユニット。
【図１】
2004289942.tif 000003
【図２】
2004289942.tif 000004