デジタルサーボアンプシステムおよびそのパラメータ調整方法
【課題】デジタル制御を用いたサーボアンプシステムにおいて、パラメータ調整を迅速に進めるとともにパラメータ調整データを保護する。
【解決手段】デジタルサーボアンプシステムは、ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置１４０を有する。センサ２０１〜２０３の信号と目標指令とをデジタル信号に変換し、パラメータ調整装置が調整したパラメータを用いてデジタル制御信号をサーボアンプユニット１２０が生成する。サーボアンプユニットは、デジタル変換されたセンサ信号と指令信号とを比較演算して制御信号を生成するサーボ制御部２２２と、演算に使用するパラメータを管理するパラメータ管理装置２２７とを有する。パラメータ管理装置は、パラメータ調整装置からのパラメータ更新通知に基づいて記憶装置２２６に更新されたパラメータを書込んでいるときは、サーボ制御部が記憶装置へアクセスすることを禁止する。
【解決手段】デジタルサーボアンプシステムは、ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置１４０を有する。センサ２０１〜２０３の信号と目標指令とをデジタル信号に変換し、パラメータ調整装置が調整したパラメータを用いてデジタル制御信号をサーボアンプユニット１２０が生成する。サーボアンプユニットは、デジタル変換されたセンサ信号と指令信号とを比較演算して制御信号を生成するサーボ制御部２２２と、演算に使用するパラメータを管理するパラメータ管理装置２２７とを有する。パラメータ管理装置は、パラメータ調整装置からのパラメータ更新通知に基づいて記憶装置２２６に更新されたパラメータを書込んでいるときは、サーボ制御部が記憶装置へアクセスすることを禁止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧加振機を駆動するサーボ弁等に指令を与えるデジタルサーボアンプシステムおよびそのパラメータ調整方法に係り、特に、ネットワークにより接統された場合に好適なデジタルサーボアンプシステムおよびそのパラメータ調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧加振機等のサーボアンプシステムを有する試験装置では、装置の立上げ時などに、装置の安定動作や特性向上を目的として、制御装置の制御用パラメータを調整する必要がある。従来のアナログ型コントローラを有する制御装置の場合には、制御用パラメータを調整するために回路基板に取り付けた可変抵抗を調整していた。
【０００３】
一方、デジタル制御システムでは、別途パラメータ調整装置が必要となっている。このように、コントローラと別にパラメータ調整装置を有するシステムの例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１では、ロボット本体制御用のコントローラとは別に、パラメータ調整用の装置を有しており、本体制御用のコントローラとパラメータ調整用装置間で通信して、パラメータ調整を実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９２５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のアナログ型コントローラを有する制御装置では、制御用パラメータの調整のために、回路上に実装されている可変抵抗を調整していた。ところで、アナログ回路の場合、オペアンプ出力特性が機器ごとに異なることが多く、同型のオペアンプを用いた回路であっても、調整値である可変抵抗の抵抗値が大きく異なる可能性がある。したがって、調整作業を一律にすることが難しく、個々の機器に応じた作業が必要であり、作業者の熟練度に左右されている。
【０００６】
一方デジタル制御システムに関しては、上記回路特性による調整値のばらつきは存在しないので、一律に作業を進めることができ、定量的に調整値を把握もできる。特許文献１に記載のロボットの場合には、本体制御用のコントローラとは別にパラメータ調整用のサーバコンピュータを有し、ネットワークを通じてパラメータ調整を実行している。その際、ロボット制御盤には、ロボット本体を制御する制御用プログラム（ロボットコントロールプログラム）の他に、調整用パラメータの設定作業のためのパラメータ調整用プログラムが搭載されている。そして、このパラメータ調整用プログラムを独立して動作させて、調整作業を進めている。
【０００７】
しかしながら、この特許文献１に記載のパラメータ設定方法では、サーバコンピュータから送信されたパラメータの更新タイミングや更新されたパラメータの反映タイミングが、ロボット自体の制御に及ぼす影響については考慮されていない。
【０００８】
つまり、パラメータ調整用プログラムが最新のパラメータを何らかの記憶手段に記憶中に、ロボットコントロールプログラムがパラメータを利用しようとすると、同時アクセスによりパラメータデータが破壊されるおそれがある。または、パラメータ調整用プログラムがパラメータを記憶手段に記憶させる処理が終了するまで、ロボットコントロールプログラムが処理を待たされるおそれがある。さらには、パラメータ調整用プログラムを動作させればさせるだけ、制御装置の処理負荷が増大する。
【０００９】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムにおいて、パラメータ調整を迅速に進めるとともにパラメータ調整データを保護することにある。本発明の他の目的は、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムの調整パラメータを迅速に調整するとともに、サーボアンプシステムが有する制御装置の処理負荷を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の特徴は、ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置を有し、被制御対象の状態を検出するセンサの信号と目標指令とをデジタル信号に変換し、前記パラメータ調整装置が調整したパラメータを用いてデジタル制御信号をサーボアンプユニットが生成し、このサーボアンプユニットの制御信号に基づいて前記被制御対象が有する被制御手段を制御するデジタルサーボアンプシステムにおいて、前記サーボアンプユニットは、デジタル変換されたセンサ信号と指令信号とを比較演算して制御信号を生成するサーボ制御部と、前記演算に使用するパラメータを管理するパラメータ管理装置と、前記パラメータ管理装置がパラメータを書き込む記憶装置と、前記パラメータ管理装置が前記記憶装置にパラメータを書込み中に前記サーボ制御部に通知する書込み通知装置とを有し、前記パラメータ管理装置は、前記パラメータ調整装置からのパラメータ更新通知に基づいて前記記憶装置に更新されたパラメータを書込んでいるときは、前記サーボ制御部が前記記憶装置へアクセスすることを禁止することにある。
【００１１】
そしてこの特徴において、前記サーボ制御部は、前記記憶装置へのアクセスを禁止されているときは、それまで使用していたパラメータを用いて制御信号を生成するのがよく、パラメータ調整装置からの終了通知やパラメータ更新通知を確認し、予め定めた時間通知がない場合は前記パラメータ管理装置は動作を休止するよう指令するのがよい。また、パラメータ調整装置は、各パラメータが一覧表示されたユーザインターフェース画面を表示可能な表示手段を有し、この表示画面上でユーザがデジタルデータ入力可能になっていてもよい。さらに、前記被制御対象が加振機であり、被制御手段がサーボ弁であってもよい。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置からの更新指令に基づいて、デジタルサーボアンプシステムのパラメータを調整するパラメータ調整方法において、このデジタルサーボアンプシステムの被制御対象が有する被制御手段をサーボ制御部がパラメータを用いて制御するときに、前記パラメータ調整装置からの更新指令に基づいてパラメータ管理装置が記憶装置に記憶されたパラメータを更新しているときは、サーボ制御部が前記記憶措置へのアクセスを禁止して、それまで使用していたパラメータを継続使用させることにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムにおいて、制御対象装置を制御するサーボアンプのアクセス権をパラメータ調整手段のアクセス権よりも優先させているので、パラメータ調整を迅速に進めるとともにパラメータ調整データを保護できる。また、ネットワークからの情報でパラメータ更新タイミングを確認できるので、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムの調整パラメータを迅速に調整できるとともに、サーボアンプシステムが有する制御装置の処理負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るデジタルサーボアンプシステムの一実施例のブロック図である。
【図２】図１に示したデジタルサーボアンプシステムの一部を取り出した詳細ブロック図である。
【図３】図２に示したデジタルサーボアンプシステムが有するパラメータ調整装置のユーザインターフェース画面の一例を示す図である。
【図４】図２に示したデジタルサーボアンプシステムが有するパラメータ管理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図２に示したデジタルサーボアンプシステムが有するサーボ制御部の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明に係るデジタルサーボアンプシステムの一実施例を説明する。図１に、複数の油圧加振機１００〜１０３を有する加振システムをブロック図で示す。ネットワーク１３０に、複数のサーボアンプユニット１２０〜１２３およびパラメータ調整装置１４０、電源ユニット１４１が接続されている。サーボアンプユニット１２０〜１２３は、それぞれ油圧加振機１００〜１０３に取り付けられたサーボ弁１１０〜１１１を制御する。すなわち、サーボアンプユニット１２０に、サーボ弁１１０、油圧加振機１００が対応している。同様に、サーボアンプユニット１２１に、サーボ弁１１１、油圧加振機１０１が対応している。サーボアンプユニット１２２に、サーボ弁１１２、油圧加振機１０２が対応している。サーボアンプユニット１２３に、サーボ弁１１３、油圧加振機１０３が対応している。
【００１６】
ネットワーク１３０としては、例えば、インターネットに代表されるような公衆の通信回線や、ＬＡＮ（ロ−カルエリアネットワーク）や専用の通信回線を使用できる。各サーボアンプユニット１２０〜１２３は、工場やプラント、試験設備等で用いられる産業用機器の油圧加振機１００〜１０３に、それぞれ指令を与える。電源ユニット１４１は、サーボアンプユニット１２０〜１２３に一括して電源を供給する。なお、サーボアンプユニット１２０〜１２３は、ネットワーク１３０に接続されている。ネットワーク１３０には、パラメータ調整装置１４も接続されており、各サーボアンプユニット１２０〜１２３に対して、制御用パラメータを設定する。
【００１７】
油圧加振機１００〜１０３は、工場やプラント、試験設備等の内部に設置された図示しない供試体を加振し、変形を加える。油圧加振機１００〜１０３内には、詳細を図示しないがシリンダが形成されており、そのシリンダにピストンが移動可能に収容されている。ピストンはフランジ部を有しており、このフランジ部でシリンダ内を２つの部屋に区切っている。
【００１８】
各サーボ弁１１０〜１１３が、対応する油圧加振機１００〜１０３が有するシリンダ内に形成された２つの部屋に流入する油の流入方向や流入量を、対応するサーボアンプユニット１２０〜１２３からの指令を受けて制御する。すなわち、２つの部屋のうちのいずれに油を流入させるかにより、ピストンの動作方向が決定される。また、シリンダ内の部屋に流入する油の単位時間あたりの流入量を変化させれば、ピストンの動作速度が変化する。
【００１９】
図２に、図１に示した加振システム中から１個のサーボアンプユニット１２０に関する部分だけを取り出し、単体のデジタルサーボアンプシステム２００の例として説明する。この図２は、デジタルサーボアンプシステム２００のブロック図である。
【００２０】
油圧加振機１００には、変位センサ２０１、圧力センサ２０２、２０３、加重センサ２０５が設けられており、図示しない供試体には加速度センサ２０４が設けられている。加速度センサ２０４は、センサヘッド２０４ａとアンプ２０４ｂを有している。サーボアンプユニット１２０は、Ａ／Ｄコンバータ２２１、サーボ制御部２２２、Ｄ／Ａコンバータ２２３、デジタル入出力装置２２４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）装置２２５、記憶装置２２６、パラメータ管理装置２２７、コントロール基板２２８、電圧電流変換装置２２９、書込み通知装置２３１を備えている。ここで、Ａ／Ｄコンバータ２２１、サーボ制御部２２２、Ｄ／Ａコンバータ２２３、デジタル入出力装置２２４、インターフェース装置２２５は、コントロール基板２２８に実装されている。
【００２１】
変位センサ２０１は、油圧加振機１００に設けたシリンダ内のピストン変位を計測する。変位センサ２０１として例えば差動変圧器を用いると、ピストン位置を磁気の変化として検出する。検出された信号は、増幅された後アナログ電圧値Ａとして出力される。アナログ電圧出力Ａは、油圧加振機１００のピストン変位としてサーボアンプユニット１２０に入力される。
【００２２】
圧カセンサ２０２、２０３は、油圧加振機１００内に設けたシリンダ内のピストンのフランジ部で区画された２つの部屋の圧力をそれぞれ計測する。計測された圧力値は、アナログ電圧値Ｂ、Ｃとして出力され、サーボアンプユニット１２０に入力される。
【００２３】
加速度センサ２０４のセンサヘッド２０４ａは、図示しない供試体に設置されている。センサヘッド２０４ａは、油圧加振機１００が供試体に加えた変形の度合いを計測する。供試体に設置したセンサヘッド２０４ａが計測したデータは、加速度センサ２０４のアンプ２０４ｂに送られる。アンプ２０４ｂで信号を増幅した後、アナログ電圧値Ｄとしてサーボアンプユニット１２０に入力する。
【００２４】
油圧加振機１００が供試体に加えた変形に対する反力を計測できるように、ピストンの他端側に加重センサ２０５を取り付けている。計測した荷重値は、アナログ電圧値Ｅとして出力され、サーボアンプユニット１２０に入力される。これらの計測信号Ａ〜Ｅが入力されるサーボアンプユニット１２０の構成について、以下に説明する。
【００２５】
サーボアンプユニット１２０には、変位センサ２０１および圧カセンサ２０２、２０３、加速度センサ２０４、荷重センサ２０５の出力信号Ａ〜Ｅの他に、図示しない指令装置から目標変位指令が入力される。これらの出力信号Ａ〜Ｅや目標変位指令は、アナログ電圧信号で与えられるので、この信号を取り込むために、アナログ／デジタル変換するＡ／Ｄコンバータ２２１が、サーボアンプユニット１２０に設けられている。
【００２６】
デジタル変換された信号の整形が可能で、指令信号と各種センサ２０１〜２０５からのフィードバック信号により、正確かつ速やかに追従させようとするサーボ制御部２２２と、Ｄ／Ａコンバータ２２３は、サーボ制御部２２２から出力される信号をアナログ信号としてサーボ弁１１０に出力するため、デジタル／アナログ変換する。
【００２７】
一方、図示しない外部装置から、加振開始等の指令信号を入力するため、およびサーボアンプユニット１２０の状態を外部に出力するため、デジタル入出力装置２２４も有している。さらに、ネットワーク１３０を介して外部と接続するためのインタ−フェース装置２２５や、ネットワーク１３０に接続されたパラメータ調整装置１４０からのパラメータ更新通知を受けてパラメータを更新するパラメータ管理装置２２７、パラメータ管理装置２２７が更新したパラメータを記憶する記憶装置２２６を、サーボアンプユニット１２０は備えている。
【００２８】
ところで本実施例では、パラメータ情報を取得するためにパラメータ調整装置１４０とサーボアンプユニット１２０の双方からのアクセスが衝突するのを防止するために、書き込み通知装置２３１を備えている。書込み通知装置２３１は、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６に更新されたパラメータを書込む際に、サーボ制御部２２２に書込み中であることを通知する。
【００２９】
なお、上記Ａ／Ｄコンバータ２２１およびデジタル入出力装置２２４、インターフェース装置２２５、サーボ制御部２２２、Ｄ／Ａコンバータ２２３、書き込み通知装置、２３１、記憶装置２２６、パラメータ管理装置２２７は、１枚の基板に実装されて、コントロール基板２２８を構成する。サーボ弁１１０を駆動するためには、電流信号が必要なため、Ｄ／Ａコンバータ２２３でアナログ信号に変換された信号を、さらに電圧電流変換装置２２９で、入力電圧信号に比例した電流信号に変換して、サーボ弁１１０を駆動する。この電圧電流変換装置２２９もサーボアンプユニット１２０に備えられている。
【００３０】
以下に、Ａ／Ｄコンバータ２２１およびＤ／Ａコンバータ２２３での変換について説明する。Ａ／Ｄコンバータ２２１では、入力されたアナログ信号をデジタル信号化するために、連続量であるアナログ値を離散値化する。具体的には、例えば±１０Ｖ範囲のアナログ電圧値を４０９６段階（１２ｂｉｔ Ａ/Ｄ変換の場合）の離散値（デジタル値）の内、最も近い値に当てはめて数値情報に変換する。一方、Ｄ／Ａコンバータ２２３では、Ａ／Ｄコンバータ２２１と逆の処理を行う。すなわち、入力されたデジタル信号をアナログ電圧信号化するために、例えば±１０Ｖ範囲が４０９６段階（１２ｂｉｔ Ａ/Ｄ変換の場合）の離散値（デジタル値）として定義されている場合に、離散値（デジタル値）をもっとも近いアナログ電圧値に変換する。
【００３１】
次に、図２および図３を用いてパラメータ調整動作について説明する。パラメータ調整装置１４０は、サーボアンプユニット１２０に対して制御用パラメータを設定する。そのため、パラメータ調整装置１４０は表示手段を有しており、図３に一例を示すように表示手段は、調整画面３００が表示される。この図３において、３０１は調整項目名称であり、例えば各種センサ２０１〜２０５毎に用意されている。調整項目名称３０１で示された各調整項目(パラメータ)ごとに、ゼロ点３０２やスパン３０３、極性３０４、ゲイン３０５を設定する。
【００３２】
ここで、ゼロ点３０２は、例えばセンサ出力電圧Ａ〜Ｅのオフセットを調整する項目である。変位センサ２０１を例にとると、基準位置では出力電圧が０Ｖとなるべきであるが、センサの経年変化などで０Ｖでなくなることがある。そのオフセット分を、ゼロ点３０２で調整する。スパン３０３では、センサ２０１〜２０５が測定した物理量と出力電圧の比率を調整する。同様に変位センサ２０１を例にとると、変位量と出力電圧の比率となる。本来は、１ｍｍの変位量あたり出力電圧１Ｖ等の一定の比率に設定されているが、センサの経年変化などでこの比率に誤差を生じたときに、その誤差をスパン３０３で調整する。
【００３３】
極性３０４では、例えばセンサ出力電圧Ａ〜Ｅの正負を変更する。正の値の信号に対して、極性を反転させて負の値の信号とすることができる。ゲインでは、増幅度を調整する。対象とする信号にゲインを乗算して、増幅度を調整する。これらの各設定項目において、必要なパラメータが調整可能なように設定用のボタン３０６、３０７等が用意されている。
【００３４】
例えば、３０６は調整用ＵＰ・ＤＯＷＮボタンであり、３０７は調整用選択ボタンである。調整用ＵＰ・ＤＯＷＮボタン３０６では、数値のＵＰ・ＤＯＷＮを三角ボタンで操作する。上向きの三角ボタンを押すと数値が上がり、逆に下向きの三角ボタンを押すと数値が下がる。また、調整用選択ボタン３０７では、事前に決められた複数個の値から選択する。具体的には、下向きの三角ボタンを押すと選択可能な値が表示される。図３の極性の場合は、“１”または“−１”が選択可能で、どちらかひとつを選択して調整する。３０８は終了ボタンであり、調整用画面を終了させる時に押す。
【００３５】
パラメータ調整装置１４０によるパラメータ調整動作は、以上のように実行される。設定するパラメータの内のどれか一つでも更新されると、この更新情報は図２に示したネットワーク１３０を介して、サーボアンプユニット１２０に通知される。サーボアンプユニット１２０内では、最初にインタ−フェース装置２２５に更新情報が通知される。その後インタ−フェース装置２２５から、パラメータ管理装置２２７に更新情報が通知される。パラメータの更新通知を受けて、パラメータ管理装置２２７は記憶装置２２６の該当するパラメータを書換える。その後、サーボ制御部２２２は一連のサーボ制御動作の中で、最新のパラメータを記憶装置２２６から読み込み、演算に使用する。
【００３６】
次に図２及び図４を用いて、パラメータ管理装置２２７におけるパラメータの更新動作を説明する。図４に、パラメータ管理装置２２７におけるパラメータの更新動作をフローチャートで示す。ステップ４１０では、図２に示したパラメータ調整装置１４０を参照して「終了通知」が通知された否かを確認する。「終了通知」が通知されている場合は、パラメータ調整動作を終了する。「終了通知」が通知されていない場合は次に進む。
【００３７】
ステップ４２０では、パラメータの「更新通知」が通知されているか否かを、図２に示したインターフェース装置２２５を参照して確認する。インターフェース装置２２５を参照して、パラメータの「更新通知」が通知されていないときは、ステップ４３０からステップ４４０へ進む。パラメータの「更新通知」が通知されているときは、ステップ４３０からステップ４５０へ進む。
【００３８】
ステップ４４０では、インタ−フェース装置２２５を介してネットワーク１３０に接続されたパラメータ調整装置１４０からの通知があるまで動作を休止する。インターフェース装置２２５から何らかの通知があったら、再びステップ４１０に戻り、上記動作を繰り返す。
【００３９】
ステップ４３０で「更新通知」が通知されていたら、ステップ４５０へ進み、「更新通知」に示された更新されたパラメータについてだけ、図２に示す記憶装置２２６の内容を書換える。その際、書込み通知装置２３１に対して「書込み中」であることを、通知する。書込み通知装置２３１はこの「書き込み中」の通知を受け取ると、サーボ制御部２２２に対して、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６に「書込み中」であることを通知する。そして、書込みが終了した場合は、書込み通知装置２３１に対して「書込みが終了」したことを通知する。
【００４０】
書込み通知装置２３１が「書込みが終了」の通知を受け取ると、サーボ制御部２２２に対して、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６への「書込みが終了」したことを通知する。パラメータ書込みが終了したら、1秒間だけ、パラメータの「更新通知」が通知されるか否かを確認する。「更新通知」が通知されたら、ステップ４８０に進む。
【００４１】
ステップ４８０では、さらに５秒間ネットワーク１３０からの通知を待つ。５秒間何の通知もないときは、ネットワーク１３０へ未接続としてステップ４１０に戻る。また、「通知あり」の場合は、ネットワーク１３０へ接続状態として、ステップ４１０に戻る。
【００４２】
ステップ４５０に戻り、「更新通知」が通知されていないときは、ステップ４６０に進む。ステップ４６０では、前回のパラメータ更新から１０秒経過する間、その状態で監視し続け、この１０秒間にパラメータが変更されたらステップ４８０に進む。この１０秒間にいずれのパラメータも変更されていないときは、ステップ４７０に進む。
【００４３】
ステップ４７０では、現在のパラメータ内容を、図示していない外部記憶装置に書込む。その後ステップ４８０に進む。ステップ４８０で、ネットワーク１３０からの上記通知を５秒間待ち、ネットワーク１３０への接続状態情報を得る。その後再びステップ４１０に戻る。以下、この一連の動作を繰り返す。
【００４４】
次に、図２および図５を用いて、サーボ制御部２２２の動作を説明する。図５に、サーボ制御部２２２の動作をフローチャートで示す。ステップ５１０では、図２に示したパラメータ調整装置１４０から「終了通知」が通知されているか否かを確認する。「終了通知」が通知されていたら、サーボ弁１１０のサーボ制御を終了する。「終了通知」が通知されていないときは、次に進む。
【００４５】
ステップ５２０では、図２に示したＡ／Ｄコンバータ２２１の状態を確認し、問題なければ次のステップ５３０へ進む。また、前回確認時にエラー状態となり、図２に示すデジタル入出力装置２２４を介して図示しない表示器を点灯させているときは、デジタル入出力装置２２４を介して表示器を消灯させる。問題がある場合は、エラー状態として、デジタル入出力装置２２４を介して表示器を点灯させる。
【００４６】
ステップ５３０では、図２に示した記憶装置２２６から、制御演算で使用するパラメータを取り込む。この時点で書込み通知装置２３１から「書込み通知」が通知されているかを確認する。「書込み通知」が通知されている場合は、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６に対して書込みしているので、衝突によるパラメータデータ破壊を避けるため、パラメータを取り込まずそれまで用いていたパラメータを継続使用する。書込み通知装置２３１から「書込み通知」が通知されていないときは、記憶装置２２６からパラメータを取り込み、次のステップに移る。
【００４７】
ステップ５４０では、デジタル入出力装置２２４を介して図示しない上位からのデジタル入力信号を取り込み、油圧加振機１００のサーボ制御に反映する。次にステップ５５０で、Ａ／Ｄコンバータ２２１からＡ／Ｄ変換結果を取得する。ステップ５６０では、サーボ制御の演算処理を実行する。
【００４８】
ステップ５７０では、ステップ５６０で演算した結果を、Ｄ／Ａコンバータ２２３に渡す。Ｄ／Ａコンバータ２２３では、上記結果をデジタル／アナログ変換して、アナログ電圧を出力する。ステップ５８０では、上記ステップ５２０で取り扱った表示器を消灯または点灯させる。再びステップ５１０に戻り、上記一連の動作を繰り返す。
【００４９】
本実施例によれば、油圧加振機を制御するサーボ制御部と調整用パラメータの設定作業を行うパラメータ調整用装置を個々に独立して動作させているときに、両者が同一パラメータにアクセスしてもサーボ制御部の処理を優先しているので、パラメータデータが破壊されることはない。また、両者が同一パラメータにアクセスした場合であっても、少なくともサーボ制御手段に処理待ちを生じさせないので、一連のサーボ制御動作を繰返し実行できる。
【００５０】
また本実施例によれば、調整用パラメータを設定するパラメータ調整用手段はネットワークからの「終了通知」やパラメータ「更新通知」を確認し、所定時間通知されないときには動作を休止するので、制御装置の処理負荷を減らして安定した制御を実現できる。さらに、パラメータ調整時に、作業自体及びパラメータをデジタル表示しているので、定量的な把握が可能となる。
【００５１】
なお上記実施例では油圧加振機のデジタルサーボシステムを例にとり説明したが、本発明は油圧加振機に限らず、デジタルサーボを利用する機会であれば、どのようなものにも適用できる。ただし、パラメータ調整装置とサーボ制御装置が異なっている必要はある。
【符号の説明】
【００５２】
１００〜１０３…油圧加振機（被制御対象）、１１０〜１１３…サーボ弁(被制御手段)、１２０〜１２３…サーボアンプユニット、１３０…ネットワーク、１４０…パラメータ調整装置、１４１…電源ユニット、２００…デジタルサーボアンプシステム、２０１…変位センサ、２０２、２０３…圧カセンサ、２０４…加速度センサ、２０４ａ…センサヘッド、２０４ｂ…アンプ、２０５…荷重センサ、２２１…Ａ／Ｄコンバータ、２２２…サーボ制御部、２２３…Ｄ／Ａコンバータ、２２４…デジタル入出力装置、２２５…インターフェース装置、２２６…記憶装置、２２７…パラメータ管理装置、２２８…コントロール基板、２２９…電圧電流変換装置、２３１…書込み通知装置、２５０…パラメータ調整装置、３００…パラメータ調整用画面、３０１…調整項目名称、３０２…ゼロ点、３０３…スパン、３０４…極性、３０５…ゲイン、３０６…調整用ＵＰ・ＤＯＷＮボタン、３０７…調整用選択ボタン、３０８…終了ボタン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧加振機を駆動するサーボ弁等に指令を与えるデジタルサーボアンプシステムおよびそのパラメータ調整方法に係り、特に、ネットワークにより接統された場合に好適なデジタルサーボアンプシステムおよびそのパラメータ調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧加振機等のサーボアンプシステムを有する試験装置では、装置の立上げ時などに、装置の安定動作や特性向上を目的として、制御装置の制御用パラメータを調整する必要がある。従来のアナログ型コントローラを有する制御装置の場合には、制御用パラメータを調整するために回路基板に取り付けた可変抵抗を調整していた。
【０００３】
一方、デジタル制御システムでは、別途パラメータ調整装置が必要となっている。このように、コントローラと別にパラメータ調整装置を有するシステムの例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１では、ロボット本体制御用のコントローラとは別に、パラメータ調整用の装置を有しており、本体制御用のコントローラとパラメータ調整用装置間で通信して、パラメータ調整を実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９２５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のアナログ型コントローラを有する制御装置では、制御用パラメータの調整のために、回路上に実装されている可変抵抗を調整していた。ところで、アナログ回路の場合、オペアンプ出力特性が機器ごとに異なることが多く、同型のオペアンプを用いた回路であっても、調整値である可変抵抗の抵抗値が大きく異なる可能性がある。したがって、調整作業を一律にすることが難しく、個々の機器に応じた作業が必要であり、作業者の熟練度に左右されている。
【０００６】
一方デジタル制御システムに関しては、上記回路特性による調整値のばらつきは存在しないので、一律に作業を進めることができ、定量的に調整値を把握もできる。特許文献１に記載のロボットの場合には、本体制御用のコントローラとは別にパラメータ調整用のサーバコンピュータを有し、ネットワークを通じてパラメータ調整を実行している。その際、ロボット制御盤には、ロボット本体を制御する制御用プログラム（ロボットコントロールプログラム）の他に、調整用パラメータの設定作業のためのパラメータ調整用プログラムが搭載されている。そして、このパラメータ調整用プログラムを独立して動作させて、調整作業を進めている。
【０００７】
しかしながら、この特許文献１に記載のパラメータ設定方法では、サーバコンピュータから送信されたパラメータの更新タイミングや更新されたパラメータの反映タイミングが、ロボット自体の制御に及ぼす影響については考慮されていない。
【０００８】
つまり、パラメータ調整用プログラムが最新のパラメータを何らかの記憶手段に記憶中に、ロボットコントロールプログラムがパラメータを利用しようとすると、同時アクセスによりパラメータデータが破壊されるおそれがある。または、パラメータ調整用プログラムがパラメータを記憶手段に記憶させる処理が終了するまで、ロボットコントロールプログラムが処理を待たされるおそれがある。さらには、パラメータ調整用プログラムを動作させればさせるだけ、制御装置の処理負荷が増大する。
【０００９】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムにおいて、パラメータ調整を迅速に進めるとともにパラメータ調整データを保護することにある。本発明の他の目的は、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムの調整パラメータを迅速に調整するとともに、サーボアンプシステムが有する制御装置の処理負荷を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の特徴は、ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置を有し、被制御対象の状態を検出するセンサの信号と目標指令とをデジタル信号に変換し、前記パラメータ調整装置が調整したパラメータを用いてデジタル制御信号をサーボアンプユニットが生成し、このサーボアンプユニットの制御信号に基づいて前記被制御対象が有する被制御手段を制御するデジタルサーボアンプシステムにおいて、前記サーボアンプユニットは、デジタル変換されたセンサ信号と指令信号とを比較演算して制御信号を生成するサーボ制御部と、前記演算に使用するパラメータを管理するパラメータ管理装置と、前記パラメータ管理装置がパラメータを書き込む記憶装置と、前記パラメータ管理装置が前記記憶装置にパラメータを書込み中に前記サーボ制御部に通知する書込み通知装置とを有し、前記パラメータ管理装置は、前記パラメータ調整装置からのパラメータ更新通知に基づいて前記記憶装置に更新されたパラメータを書込んでいるときは、前記サーボ制御部が前記記憶装置へアクセスすることを禁止することにある。
【００１１】
そしてこの特徴において、前記サーボ制御部は、前記記憶装置へのアクセスを禁止されているときは、それまで使用していたパラメータを用いて制御信号を生成するのがよく、パラメータ調整装置からの終了通知やパラメータ更新通知を確認し、予め定めた時間通知がない場合は前記パラメータ管理装置は動作を休止するよう指令するのがよい。また、パラメータ調整装置は、各パラメータが一覧表示されたユーザインターフェース画面を表示可能な表示手段を有し、この表示画面上でユーザがデジタルデータ入力可能になっていてもよい。さらに、前記被制御対象が加振機であり、被制御手段がサーボ弁であってもよい。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置からの更新指令に基づいて、デジタルサーボアンプシステムのパラメータを調整するパラメータ調整方法において、このデジタルサーボアンプシステムの被制御対象が有する被制御手段をサーボ制御部がパラメータを用いて制御するときに、前記パラメータ調整装置からの更新指令に基づいてパラメータ管理装置が記憶装置に記憶されたパラメータを更新しているときは、サーボ制御部が前記記憶措置へのアクセスを禁止して、それまで使用していたパラメータを継続使用させることにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムにおいて、制御対象装置を制御するサーボアンプのアクセス権をパラメータ調整手段のアクセス権よりも優先させているので、パラメータ調整を迅速に進めるとともにパラメータ調整データを保護できる。また、ネットワークからの情報でパラメータ更新タイミングを確認できるので、デジタル制御を用いたサーボアンプシステムの調整パラメータを迅速に調整できるとともに、サーボアンプシステムが有する制御装置の処理負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るデジタルサーボアンプシステムの一実施例のブロック図である。
【図２】図１に示したデジタルサーボアンプシステムの一部を取り出した詳細ブロック図である。
【図３】図２に示したデジタルサーボアンプシステムが有するパラメータ調整装置のユーザインターフェース画面の一例を示す図である。
【図４】図２に示したデジタルサーボアンプシステムが有するパラメータ管理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図２に示したデジタルサーボアンプシステムが有するサーボ制御部の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明に係るデジタルサーボアンプシステムの一実施例を説明する。図１に、複数の油圧加振機１００〜１０３を有する加振システムをブロック図で示す。ネットワーク１３０に、複数のサーボアンプユニット１２０〜１２３およびパラメータ調整装置１４０、電源ユニット１４１が接続されている。サーボアンプユニット１２０〜１２３は、それぞれ油圧加振機１００〜１０３に取り付けられたサーボ弁１１０〜１１１を制御する。すなわち、サーボアンプユニット１２０に、サーボ弁１１０、油圧加振機１００が対応している。同様に、サーボアンプユニット１２１に、サーボ弁１１１、油圧加振機１０１が対応している。サーボアンプユニット１２２に、サーボ弁１１２、油圧加振機１０２が対応している。サーボアンプユニット１２３に、サーボ弁１１３、油圧加振機１０３が対応している。
【００１６】
ネットワーク１３０としては、例えば、インターネットに代表されるような公衆の通信回線や、ＬＡＮ（ロ−カルエリアネットワーク）や専用の通信回線を使用できる。各サーボアンプユニット１２０〜１２３は、工場やプラント、試験設備等で用いられる産業用機器の油圧加振機１００〜１０３に、それぞれ指令を与える。電源ユニット１４１は、サーボアンプユニット１２０〜１２３に一括して電源を供給する。なお、サーボアンプユニット１２０〜１２３は、ネットワーク１３０に接続されている。ネットワーク１３０には、パラメータ調整装置１４も接続されており、各サーボアンプユニット１２０〜１２３に対して、制御用パラメータを設定する。
【００１７】
油圧加振機１００〜１０３は、工場やプラント、試験設備等の内部に設置された図示しない供試体を加振し、変形を加える。油圧加振機１００〜１０３内には、詳細を図示しないがシリンダが形成されており、そのシリンダにピストンが移動可能に収容されている。ピストンはフランジ部を有しており、このフランジ部でシリンダ内を２つの部屋に区切っている。
【００１８】
各サーボ弁１１０〜１１３が、対応する油圧加振機１００〜１０３が有するシリンダ内に形成された２つの部屋に流入する油の流入方向や流入量を、対応するサーボアンプユニット１２０〜１２３からの指令を受けて制御する。すなわち、２つの部屋のうちのいずれに油を流入させるかにより、ピストンの動作方向が決定される。また、シリンダ内の部屋に流入する油の単位時間あたりの流入量を変化させれば、ピストンの動作速度が変化する。
【００１９】
図２に、図１に示した加振システム中から１個のサーボアンプユニット１２０に関する部分だけを取り出し、単体のデジタルサーボアンプシステム２００の例として説明する。この図２は、デジタルサーボアンプシステム２００のブロック図である。
【００２０】
油圧加振機１００には、変位センサ２０１、圧力センサ２０２、２０３、加重センサ２０５が設けられており、図示しない供試体には加速度センサ２０４が設けられている。加速度センサ２０４は、センサヘッド２０４ａとアンプ２０４ｂを有している。サーボアンプユニット１２０は、Ａ／Ｄコンバータ２２１、サーボ制御部２２２、Ｄ／Ａコンバータ２２３、デジタル入出力装置２２４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）装置２２５、記憶装置２２６、パラメータ管理装置２２７、コントロール基板２２８、電圧電流変換装置２２９、書込み通知装置２３１を備えている。ここで、Ａ／Ｄコンバータ２２１、サーボ制御部２２２、Ｄ／Ａコンバータ２２３、デジタル入出力装置２２４、インターフェース装置２２５は、コントロール基板２２８に実装されている。
【００２１】
変位センサ２０１は、油圧加振機１００に設けたシリンダ内のピストン変位を計測する。変位センサ２０１として例えば差動変圧器を用いると、ピストン位置を磁気の変化として検出する。検出された信号は、増幅された後アナログ電圧値Ａとして出力される。アナログ電圧出力Ａは、油圧加振機１００のピストン変位としてサーボアンプユニット１２０に入力される。
【００２２】
圧カセンサ２０２、２０３は、油圧加振機１００内に設けたシリンダ内のピストンのフランジ部で区画された２つの部屋の圧力をそれぞれ計測する。計測された圧力値は、アナログ電圧値Ｂ、Ｃとして出力され、サーボアンプユニット１２０に入力される。
【００２３】
加速度センサ２０４のセンサヘッド２０４ａは、図示しない供試体に設置されている。センサヘッド２０４ａは、油圧加振機１００が供試体に加えた変形の度合いを計測する。供試体に設置したセンサヘッド２０４ａが計測したデータは、加速度センサ２０４のアンプ２０４ｂに送られる。アンプ２０４ｂで信号を増幅した後、アナログ電圧値Ｄとしてサーボアンプユニット１２０に入力する。
【００２４】
油圧加振機１００が供試体に加えた変形に対する反力を計測できるように、ピストンの他端側に加重センサ２０５を取り付けている。計測した荷重値は、アナログ電圧値Ｅとして出力され、サーボアンプユニット１２０に入力される。これらの計測信号Ａ〜Ｅが入力されるサーボアンプユニット１２０の構成について、以下に説明する。
【００２５】
サーボアンプユニット１２０には、変位センサ２０１および圧カセンサ２０２、２０３、加速度センサ２０４、荷重センサ２０５の出力信号Ａ〜Ｅの他に、図示しない指令装置から目標変位指令が入力される。これらの出力信号Ａ〜Ｅや目標変位指令は、アナログ電圧信号で与えられるので、この信号を取り込むために、アナログ／デジタル変換するＡ／Ｄコンバータ２２１が、サーボアンプユニット１２０に設けられている。
【００２６】
デジタル変換された信号の整形が可能で、指令信号と各種センサ２０１〜２０５からのフィードバック信号により、正確かつ速やかに追従させようとするサーボ制御部２２２と、Ｄ／Ａコンバータ２２３は、サーボ制御部２２２から出力される信号をアナログ信号としてサーボ弁１１０に出力するため、デジタル／アナログ変換する。
【００２７】
一方、図示しない外部装置から、加振開始等の指令信号を入力するため、およびサーボアンプユニット１２０の状態を外部に出力するため、デジタル入出力装置２２４も有している。さらに、ネットワーク１３０を介して外部と接続するためのインタ−フェース装置２２５や、ネットワーク１３０に接続されたパラメータ調整装置１４０からのパラメータ更新通知を受けてパラメータを更新するパラメータ管理装置２２７、パラメータ管理装置２２７が更新したパラメータを記憶する記憶装置２２６を、サーボアンプユニット１２０は備えている。
【００２８】
ところで本実施例では、パラメータ情報を取得するためにパラメータ調整装置１４０とサーボアンプユニット１２０の双方からのアクセスが衝突するのを防止するために、書き込み通知装置２３１を備えている。書込み通知装置２３１は、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６に更新されたパラメータを書込む際に、サーボ制御部２２２に書込み中であることを通知する。
【００２９】
なお、上記Ａ／Ｄコンバータ２２１およびデジタル入出力装置２２４、インターフェース装置２２５、サーボ制御部２２２、Ｄ／Ａコンバータ２２３、書き込み通知装置、２３１、記憶装置２２６、パラメータ管理装置２２７は、１枚の基板に実装されて、コントロール基板２２８を構成する。サーボ弁１１０を駆動するためには、電流信号が必要なため、Ｄ／Ａコンバータ２２３でアナログ信号に変換された信号を、さらに電圧電流変換装置２２９で、入力電圧信号に比例した電流信号に変換して、サーボ弁１１０を駆動する。この電圧電流変換装置２２９もサーボアンプユニット１２０に備えられている。
【００３０】
以下に、Ａ／Ｄコンバータ２２１およびＤ／Ａコンバータ２２３での変換について説明する。Ａ／Ｄコンバータ２２１では、入力されたアナログ信号をデジタル信号化するために、連続量であるアナログ値を離散値化する。具体的には、例えば±１０Ｖ範囲のアナログ電圧値を４０９６段階（１２ｂｉｔ Ａ/Ｄ変換の場合）の離散値（デジタル値）の内、最も近い値に当てはめて数値情報に変換する。一方、Ｄ／Ａコンバータ２２３では、Ａ／Ｄコンバータ２２１と逆の処理を行う。すなわち、入力されたデジタル信号をアナログ電圧信号化するために、例えば±１０Ｖ範囲が４０９６段階（１２ｂｉｔ Ａ/Ｄ変換の場合）の離散値（デジタル値）として定義されている場合に、離散値（デジタル値）をもっとも近いアナログ電圧値に変換する。
【００３１】
次に、図２および図３を用いてパラメータ調整動作について説明する。パラメータ調整装置１４０は、サーボアンプユニット１２０に対して制御用パラメータを設定する。そのため、パラメータ調整装置１４０は表示手段を有しており、図３に一例を示すように表示手段は、調整画面３００が表示される。この図３において、３０１は調整項目名称であり、例えば各種センサ２０１〜２０５毎に用意されている。調整項目名称３０１で示された各調整項目(パラメータ)ごとに、ゼロ点３０２やスパン３０３、極性３０４、ゲイン３０５を設定する。
【００３２】
ここで、ゼロ点３０２は、例えばセンサ出力電圧Ａ〜Ｅのオフセットを調整する項目である。変位センサ２０１を例にとると、基準位置では出力電圧が０Ｖとなるべきであるが、センサの経年変化などで０Ｖでなくなることがある。そのオフセット分を、ゼロ点３０２で調整する。スパン３０３では、センサ２０１〜２０５が測定した物理量と出力電圧の比率を調整する。同様に変位センサ２０１を例にとると、変位量と出力電圧の比率となる。本来は、１ｍｍの変位量あたり出力電圧１Ｖ等の一定の比率に設定されているが、センサの経年変化などでこの比率に誤差を生じたときに、その誤差をスパン３０３で調整する。
【００３３】
極性３０４では、例えばセンサ出力電圧Ａ〜Ｅの正負を変更する。正の値の信号に対して、極性を反転させて負の値の信号とすることができる。ゲインでは、増幅度を調整する。対象とする信号にゲインを乗算して、増幅度を調整する。これらの各設定項目において、必要なパラメータが調整可能なように設定用のボタン３０６、３０７等が用意されている。
【００３４】
例えば、３０６は調整用ＵＰ・ＤＯＷＮボタンであり、３０７は調整用選択ボタンである。調整用ＵＰ・ＤＯＷＮボタン３０６では、数値のＵＰ・ＤＯＷＮを三角ボタンで操作する。上向きの三角ボタンを押すと数値が上がり、逆に下向きの三角ボタンを押すと数値が下がる。また、調整用選択ボタン３０７では、事前に決められた複数個の値から選択する。具体的には、下向きの三角ボタンを押すと選択可能な値が表示される。図３の極性の場合は、“１”または“−１”が選択可能で、どちらかひとつを選択して調整する。３０８は終了ボタンであり、調整用画面を終了させる時に押す。
【００３５】
パラメータ調整装置１４０によるパラメータ調整動作は、以上のように実行される。設定するパラメータの内のどれか一つでも更新されると、この更新情報は図２に示したネットワーク１３０を介して、サーボアンプユニット１２０に通知される。サーボアンプユニット１２０内では、最初にインタ−フェース装置２２５に更新情報が通知される。その後インタ−フェース装置２２５から、パラメータ管理装置２２７に更新情報が通知される。パラメータの更新通知を受けて、パラメータ管理装置２２７は記憶装置２２６の該当するパラメータを書換える。その後、サーボ制御部２２２は一連のサーボ制御動作の中で、最新のパラメータを記憶装置２２６から読み込み、演算に使用する。
【００３６】
次に図２及び図４を用いて、パラメータ管理装置２２７におけるパラメータの更新動作を説明する。図４に、パラメータ管理装置２２７におけるパラメータの更新動作をフローチャートで示す。ステップ４１０では、図２に示したパラメータ調整装置１４０を参照して「終了通知」が通知された否かを確認する。「終了通知」が通知されている場合は、パラメータ調整動作を終了する。「終了通知」が通知されていない場合は次に進む。
【００３７】
ステップ４２０では、パラメータの「更新通知」が通知されているか否かを、図２に示したインターフェース装置２２５を参照して確認する。インターフェース装置２２５を参照して、パラメータの「更新通知」が通知されていないときは、ステップ４３０からステップ４４０へ進む。パラメータの「更新通知」が通知されているときは、ステップ４３０からステップ４５０へ進む。
【００３８】
ステップ４４０では、インタ−フェース装置２２５を介してネットワーク１３０に接続されたパラメータ調整装置１４０からの通知があるまで動作を休止する。インターフェース装置２２５から何らかの通知があったら、再びステップ４１０に戻り、上記動作を繰り返す。
【００３９】
ステップ４３０で「更新通知」が通知されていたら、ステップ４５０へ進み、「更新通知」に示された更新されたパラメータについてだけ、図２に示す記憶装置２２６の内容を書換える。その際、書込み通知装置２３１に対して「書込み中」であることを、通知する。書込み通知装置２３１はこの「書き込み中」の通知を受け取ると、サーボ制御部２２２に対して、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６に「書込み中」であることを通知する。そして、書込みが終了した場合は、書込み通知装置２３１に対して「書込みが終了」したことを通知する。
【００４０】
書込み通知装置２３１が「書込みが終了」の通知を受け取ると、サーボ制御部２２２に対して、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６への「書込みが終了」したことを通知する。パラメータ書込みが終了したら、1秒間だけ、パラメータの「更新通知」が通知されるか否かを確認する。「更新通知」が通知されたら、ステップ４８０に進む。
【００４１】
ステップ４８０では、さらに５秒間ネットワーク１３０からの通知を待つ。５秒間何の通知もないときは、ネットワーク１３０へ未接続としてステップ４１０に戻る。また、「通知あり」の場合は、ネットワーク１３０へ接続状態として、ステップ４１０に戻る。
【００４２】
ステップ４５０に戻り、「更新通知」が通知されていないときは、ステップ４６０に進む。ステップ４６０では、前回のパラメータ更新から１０秒経過する間、その状態で監視し続け、この１０秒間にパラメータが変更されたらステップ４８０に進む。この１０秒間にいずれのパラメータも変更されていないときは、ステップ４７０に進む。
【００４３】
ステップ４７０では、現在のパラメータ内容を、図示していない外部記憶装置に書込む。その後ステップ４８０に進む。ステップ４８０で、ネットワーク１３０からの上記通知を５秒間待ち、ネットワーク１３０への接続状態情報を得る。その後再びステップ４１０に戻る。以下、この一連の動作を繰り返す。
【００４４】
次に、図２および図５を用いて、サーボ制御部２２２の動作を説明する。図５に、サーボ制御部２２２の動作をフローチャートで示す。ステップ５１０では、図２に示したパラメータ調整装置１４０から「終了通知」が通知されているか否かを確認する。「終了通知」が通知されていたら、サーボ弁１１０のサーボ制御を終了する。「終了通知」が通知されていないときは、次に進む。
【００４５】
ステップ５２０では、図２に示したＡ／Ｄコンバータ２２１の状態を確認し、問題なければ次のステップ５３０へ進む。また、前回確認時にエラー状態となり、図２に示すデジタル入出力装置２２４を介して図示しない表示器を点灯させているときは、デジタル入出力装置２２４を介して表示器を消灯させる。問題がある場合は、エラー状態として、デジタル入出力装置２２４を介して表示器を点灯させる。
【００４６】
ステップ５３０では、図２に示した記憶装置２２６から、制御演算で使用するパラメータを取り込む。この時点で書込み通知装置２３１から「書込み通知」が通知されているかを確認する。「書込み通知」が通知されている場合は、パラメータ管理装置２２７が記憶装置２２６に対して書込みしているので、衝突によるパラメータデータ破壊を避けるため、パラメータを取り込まずそれまで用いていたパラメータを継続使用する。書込み通知装置２３１から「書込み通知」が通知されていないときは、記憶装置２２６からパラメータを取り込み、次のステップに移る。
【００４７】
ステップ５４０では、デジタル入出力装置２２４を介して図示しない上位からのデジタル入力信号を取り込み、油圧加振機１００のサーボ制御に反映する。次にステップ５５０で、Ａ／Ｄコンバータ２２１からＡ／Ｄ変換結果を取得する。ステップ５６０では、サーボ制御の演算処理を実行する。
【００４８】
ステップ５７０では、ステップ５６０で演算した結果を、Ｄ／Ａコンバータ２２３に渡す。Ｄ／Ａコンバータ２２３では、上記結果をデジタル／アナログ変換して、アナログ電圧を出力する。ステップ５８０では、上記ステップ５２０で取り扱った表示器を消灯または点灯させる。再びステップ５１０に戻り、上記一連の動作を繰り返す。
【００４９】
本実施例によれば、油圧加振機を制御するサーボ制御部と調整用パラメータの設定作業を行うパラメータ調整用装置を個々に独立して動作させているときに、両者が同一パラメータにアクセスしてもサーボ制御部の処理を優先しているので、パラメータデータが破壊されることはない。また、両者が同一パラメータにアクセスした場合であっても、少なくともサーボ制御手段に処理待ちを生じさせないので、一連のサーボ制御動作を繰返し実行できる。
【００５０】
また本実施例によれば、調整用パラメータを設定するパラメータ調整用手段はネットワークからの「終了通知」やパラメータ「更新通知」を確認し、所定時間通知されないときには動作を休止するので、制御装置の処理負荷を減らして安定した制御を実現できる。さらに、パラメータ調整時に、作業自体及びパラメータをデジタル表示しているので、定量的な把握が可能となる。
【００５１】
なお上記実施例では油圧加振機のデジタルサーボシステムを例にとり説明したが、本発明は油圧加振機に限らず、デジタルサーボを利用する機会であれば、どのようなものにも適用できる。ただし、パラメータ調整装置とサーボ制御装置が異なっている必要はある。
【符号の説明】
【００５２】
１００〜１０３…油圧加振機（被制御対象）、１１０〜１１３…サーボ弁(被制御手段)、１２０〜１２３…サーボアンプユニット、１３０…ネットワーク、１４０…パラメータ調整装置、１４１…電源ユニット、２００…デジタルサーボアンプシステム、２０１…変位センサ、２０２、２０３…圧カセンサ、２０４…加速度センサ、２０４ａ…センサヘッド、２０４ｂ…アンプ、２０５…荷重センサ、２２１…Ａ／Ｄコンバータ、２２２…サーボ制御部、２２３…Ｄ／Ａコンバータ、２２４…デジタル入出力装置、２２５…インターフェース装置、２２６…記憶装置、２２７…パラメータ管理装置、２２８…コントロール基板、２２９…電圧電流変換装置、２３１…書込み通知装置、２５０…パラメータ調整装置、３００…パラメータ調整用画面、３０１…調整項目名称、３０２…ゼロ点、３０３…スパン、３０４…極性、３０５…ゲイン、３０６…調整用ＵＰ・ＤＯＷＮボタン、３０７…調整用選択ボタン、３０８…終了ボタン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置を有し、被制御対象の状態を検出するセンサの信号と目標指令とをデジタル信号に変換し、前記パラメータ調整装置が調整したパラメータを用いてデジタル制御信号をサーボアンプユニットが生成し、このサーボアンプユニットの制御信号に基づいて前記被制御対象が有する被制御手段を制御するデジタルサーボアンプシステムにおいて、
前記サーボアンプユニットは、デジタル変換されたセンサ信号と指令信号とを比較演算して制御信号を生成するサーボ制御部と、前記演算に使用するパラメータを管理するパラメータ管理装置と、前記パラメータ管理装置がパラメータを書き込む記憶装置と、前記パラメータ管理装置が前記記憶装置にパラメータを書込み中に前記サーボ制御部に通知する書込み通知装置とを有し、
前記パラメータ管理装置は、前記パラメータ調整装置からのパラメータ更新通知に基づいて前記記憶装置に更新されたパラメータを書込んでいるときは、前記サーボ制御部が前記記憶装置へアクセスすることを禁止することを特徴とするデジタルサーボアンプシステム。
【請求項２】
前記サーボ制御部は、前記記憶装置へのアクセスを禁止されているときは、それまで使用していたパラメータを用いて制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項３】
前記パラメータ調整装置からの終了通知やパラメータ更新通知を確認し、予め定めた時間通知がない場合は前記パラメータ管理装置は動作を休止するよう指令することを特徴とする請求項１に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項４】
前記パラメータ調整装置は、各パラメータが一覧表示されたユーザインターフェース画面を表示可能な表示手段を有し、この表示画面上でユーザがデジタルデータ入力可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項５】
前記が被制御対象が加振機であり、被制御手段がサーボ弁であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項６】
ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置からの更新指令に基づいて、デジタルサーボアンプシステムのパラメータを調整するパラメータ調整方法において、
このデジタルサーボアンプシステムの被制御対象が有する被制御手段をサーボ制御部がパラメータを用いて制御するときに、前記パラメータ調整装置からの更新指令に基づいてパラメータ管理装置が記憶装置に記憶されたパラメータを更新しているときは、サーボ制御部が前記記憶措置へのアクセスを禁止して、それまで使用していたパラメータを継続使用させることを特徴とするデジタルサーボアンプシステムのパラメータ調整方法。
【請求項１】
ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置を有し、被制御対象の状態を検出するセンサの信号と目標指令とをデジタル信号に変換し、前記パラメータ調整装置が調整したパラメータを用いてデジタル制御信号をサーボアンプユニットが生成し、このサーボアンプユニットの制御信号に基づいて前記被制御対象が有する被制御手段を制御するデジタルサーボアンプシステムにおいて、
前記サーボアンプユニットは、デジタル変換されたセンサ信号と指令信号とを比較演算して制御信号を生成するサーボ制御部と、前記演算に使用するパラメータを管理するパラメータ管理装置と、前記パラメータ管理装置がパラメータを書き込む記憶装置と、前記パラメータ管理装置が前記記憶装置にパラメータを書込み中に前記サーボ制御部に通知する書込み通知装置とを有し、
前記パラメータ管理装置は、前記パラメータ調整装置からのパラメータ更新通知に基づいて前記記憶装置に更新されたパラメータを書込んでいるときは、前記サーボ制御部が前記記憶装置へアクセスすることを禁止することを特徴とするデジタルサーボアンプシステム。
【請求項２】
前記サーボ制御部は、前記記憶装置へのアクセスを禁止されているときは、それまで使用していたパラメータを用いて制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項３】
前記パラメータ調整装置からの終了通知やパラメータ更新通知を確認し、予め定めた時間通知がない場合は前記パラメータ管理装置は動作を休止するよう指令することを特徴とする請求項１に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項４】
前記パラメータ調整装置は、各パラメータが一覧表示されたユーザインターフェース画面を表示可能な表示手段を有し、この表示画面上でユーザがデジタルデータ入力可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項５】
前記が被制御対象が加振機であり、被制御手段がサーボ弁であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデジタルサーボアンプシステム。
【請求項６】
ネットワーク経由でパラメータを調整するパラメータ調整装置からの更新指令に基づいて、デジタルサーボアンプシステムのパラメータを調整するパラメータ調整方法において、
このデジタルサーボアンプシステムの被制御対象が有する被制御手段をサーボ制御部がパラメータを用いて制御するときに、前記パラメータ調整装置からの更新指令に基づいてパラメータ管理装置が記憶装置に記憶されたパラメータを更新しているときは、サーボ制御部が前記記憶措置へのアクセスを禁止して、それまで使用していたパラメータを継続使用させることを特徴とするデジタルサーボアンプシステムのパラメータ調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５３５１３（Ｐ２０１２−５３５１３Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３２５７（Ｐ２０１０−１９３２５７）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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