プログラム調節計

【課題】複数台のプログラム調節計を並列運転するのにあたり、比較的安価な構成で、プログラムパターンの進行についてセグメント単位で同期をとることができるプログラム調節計を提供すること。
【解決手段】複数のセグメントに分割された時間の経過に応じて目標設定値が変化するように作成された所定の制御プログラムパターンに基づき制御対象を制御するプログラム調節計において、他のプログラム調節計の運転状態を監視する監視手段を設け、いずれかのプログラム調節計がセグメントにおける目標設定値の変化に追従できない場合には次のセグメントへの移行を遅らせることを特徴とするもの。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラム調節計に関し、詳しくは、複数台のプログラム調節計を並列運転する場合における同期動作の改善に関するものである。
【０００２】
プログラム調節計のプログラムパターンは、たとえば図７に示すように、目標設定値を時間経過に連動して変化させる複数のセグメントよりなる折れ線パターンとして設定されていて、１セグメントから順にたとえば最大９９セグメントまで動作して、１つのパターンが終了する。
【０００３】
各セグメントには、到達目標値と、到達目標値になるまでのセグメント時間が設定されている。各セグメントにおいて、スタートした目標値から設定されたセグメント時間をかけて到達目標値へ目標値が変化することにより１セグメントが終了し、次のセグメントの到達目標値に向かう動作に移行する。
【０００４】
図８は、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の並列運転動作の一例を示す説明図である。図８において、各調節計は別々の温度プログラムパターンをもち、それぞれの測定温度入力に基づいて、それぞれのヒータをそれぞれのサイリスタにより個別に駆動制御して製品を加熱処理するように構成されている。
【０００５】
図８の構成によれば、いずれかの調節計の測定温度入力が目標設定値の変化に追従できない場合、各調節計で温度プログラムパターンの進行を停止できるが、各調節計は個々に動作しているので、温度プログラムパターンの進行状態の同期をとることはできない。
【０００６】
図９は、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の並列運転動作の他の例を示す説明図である。図９において、調節計Ｎｏ１のみが温度プログラムパターン情報をもっている。そして、調節計Ｎｏ１は、通信手段を介して他の調節計Ｎｏ２、Ｎｏ３に、温度プログラムパターン情報を送信している。
【０００７】
図９の構成によれば、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３は、調節計Ｎｏ１から送信される共通の温度プログラムパターン情報とそれぞれの温度測定入力に基づき、それぞれのヒータをそれぞれのサイリスタにより個別に駆動制御して製品を加熱処理することができるので、温度プログラムパターンの動作については同期をとることができる。
【０００８】
調節計Ｎｏ１は、測定温度入力が目標設定値の変化に追従できているか否かの動作を確認できるので、測定温度入力が目標設定値の変化に追従できない場合に温度プログラムパターンの進行を停止できる。
【０００９】
ところが、他の調節計Ｎｏ２、Ｎｏ３は、調節計Ｎｏ１に測定温度入力に基づく目標設定値変化追従情報を送信できないので、測定温度入力が目標設定値の変化に追従できなくなっても温度プログラムパターンの進行を停止させることができない。
【００１０】
図１０は、３系統Ｎｏ１〜Ｎｏ３の制御対象を、１台のプログラム制御装置で所定の温度プログラムパターンに基づいて並列運転する例を示す説明図である。図１０の構成によれば、温度プログラムパターンの進行の同期をとることができるが、コストが高くなってしまう。
【００１１】
特許文献１には、１台のループコントローラで複数のプログラムを同時に実行させることにより、複数の熱源を同期運転制御する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−０４８１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、複数台のプログラム調節計を並列運転するのにあたり、比較的安価な構成で、プログラムパターンの進行についてセグメント単位で同期をとることができるプログラム調節計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような課題を達成する請求項１の発明は、
複数のセグメントに分割された時間の経過に応じて目標設定値が変化するように作成された所定の制御プログラムパターンに基づき制御対象を制御するプログラム調節計において、
他のプログラム調節計の運転状態を監視する監視手段を設け、
いずれかのプログラム調節計がセグメントにおける目標設定値の変化に追従できない場合には次のセグメントへの移行を遅らせることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のプログラム調節計において、
前記監視手段は、
前記目標設定値が各セグメントの到達目標値に到達しかつその時点の測定値が所定の設定偏差内のときに次のセグメントへの移行を許可する信号を出力する移行許可信号出力手段と、他のプログラム調節計から出力される前記移行許可信号が入力される移行許可信号入力手段とで構成され、
これら出力移行許可信号と入力移行許可信号のレベルが一致することにより次のセグメントへの移行を実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２に記載のプログラム調節計において、
前記移行許可信号は接点信号であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３に記載のプログラム調節計において、
前記接点信号のレベルは、所定の遅延時間後に変化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
これらにより、複数台のプログラム調節計を並列運転するのにあたり、比較的安価な構成で、プログラムパターンの進行についてセグメント単位で同期をとることができ、プログラムパターンの進行のばらつきを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るプログラム調節計を用いた制御システムの一実施例を示す説明図である。
【図２】図１の接続状態の説明図である。
【図３】次セグメント移行判断部１３の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】次セグメント移行判断部１３の動作の流れを説明するフローチャートである。
【図５】並列接続された３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の同期運転の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】次セグメント移行判断部１３の全体の動作の流れを説明するフローチャートである。
【図７】プログラム調節計のプログラムパターンの説明図である。
【図８】３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の並列運転動作の一例を示す説明図である。
【図９】３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の並列運転動作の他の例を示す説明図である。
【図１０】１台のプログラム制御装置で所定の温度プログラムパターンに基づいて並列運転する例を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明について、図面を用いて説明する。
本発明のプログラム調節計は、他のプログラム調節計の運転状態を監視する監視手段を設け、複数台のプログラム調節計を並列運転するのにあたり、いずれかのプログラム調節計がセグメントにおける目標設定値の変化に追従できない場合には、次のセグメントへの移行を遅らせるようにしたものである。
【００２１】
図１は本発明に係るプログラム調節計を用いた制御システムの一実施例を示す説明図であり、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３を並列運転する例を示している。図１において、各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３はそれぞれ同一に構成されていて、図７〜１０と同様に、それぞれのヒータをそれぞれのサイリスタにより個別に駆動制御して製品を加熱処理する電気炉を制御対象としているものとする。
【００２２】
たとえばプログラム調節計Ｎｏ１において、プログラムパターン生成部１１は、複数のセグメントに分割された時間の経過に応じて、目標設定値ＳＰが折れ線グラフのように変化する所定の温度制御プログラムパターンを生成する。このプログラムパターン生成部１１で生成されたプログラムパターンはＰＩＤ演算部１２に出力されるとともに、プログラムパターンの各セグメントの到達目標値は次セグメント移行判断部１３に出力される。
【００２３】
ＰＩＤ演算部１２は、プログラムパターン生成部１１で生成された温度制御プログラムパターンの目標設定値ＳＰと制御対象２０の温度測定値ＰＶに基づいて所定のＰＩＤ演算を行い、その演算結果を、制御対象２０の内部温度が温度制御プログラムパターンにしたがって変化するように制御対象２０のヒータを駆動するための出力値として制御対象２０に出力する。
【００２４】
次セグメント移行判断部１３には、制御対象２０で測定された温度測定値ＰＶも入力されている。次セグメント移行判断部１３は、温度制御プログラムパターンの現在のセグメントｎ−１において、
ａ）目標値ＳＰがセグメントの到達目標値に到達している
ｂ）制御対象２０の測定値ＰＶがあらかじめ設定されている偏差（到達目標値からの上下限幅）内に入っている
の２点の条件を満たしているか否かを確認し、これらの条件に応じたＯＮ／ＯＦＦの接点信号を出力端子１４に出力する。
【００２５】
出力端子１４は、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３に共通している信号線３０を介して、入力端子１５と接続されている。すなわち、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の出力端子１４と入力端子１５は、図２に示すように共通の信号線３０を介して並列に接続されている。
【００２６】
入力端子１５には、プログラムパターン生成部１１に次セグメントへの移行の可否をＯＮ／ＯＦＦで指示する次セグメント移行スイッチ１６が接続されている。
【００２７】
次セグメント移行スイッチ１６は、共通の信号線３０から入力端子１５に入力される接点信号のレベルがたとえばＯＮの状態では次セグメントｎへ移行しないで待機する命令を出力し、ＯＦＦになると次セグメントｎへの移行を許可する命令を出力する。
【００２８】
なお、次セグメント移行スイッチ１６としては、たとえば機械的接点を有するリレーを用いる。そこで、次のセグメントに移行した後、接点信号がＯＦＦからＯＮに切り替わるのにあたっては、機械的な接点が安定化するのに十分な遅延時間（たとえば１秒）を付加している。
【００２９】
図３は、このような次セグメント移行判断部１３の動作を説明するタイミングチャートである。図３において、目標値ＳＰがセグメントｎ−１の到達目標値に到達していても、制御対象２０の測定値ＰＶがあらかじめ設定されている１点鎖線で示す（±）の警報設定値と点線で示す（±）警報ヒステリシスよりなる所定の偏差内に入っていない場合には出力端子１４に出力される接点信号はＯＮの状態にあり、次セグメントｎへ移行しないで待機する「待機中」になる。その後、制御対象２０の測定値ＰＶがあらかじめ設定された偏差内に入ると、出力端子１４に出力される接点信号はＯＦＦになり、温度制御プログラムパターンは次のセグメントｎへ移行可能な状態になる。
【００３０】
図４は、次セグメント移行判断部１３の動作の流れを説明するフローチャートである。図４において、セグメントｎ−１の目標値ＳＰがセグメントｎ−１の到達目標値に到達しているか否かを判断する（ステップＳ１）。セグメントｎ−１の目標値ＳＰがセグメントｎ−１の到達目標値に到達していると、接点信号がＯＮか否かを判断する（ステップＳ２）。接点信号がＯＮでない、すなわちＯＦＦの場合には次のセグメントｎに移行し（ステップＳ３）、接点信号がＯＮの場合にはセグメントｎ−１の到達目標値で停止して「待機中」になる（ステップＳ４）。
【００３１】
図５は、図１および図２に示すように共通の信号線３０を介して並列接続された３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の同期運転の動作について説明するタイミングチャートである。
【００３２】
図５において、プログラム調節計Ｎｏ１のセグメントｎ−１の目標値ＳＰは到達目標値となっているが、測定値ＰＶが所定の偏差範囲内に到達していないので警報が発生して警報出力はＯＮになり、接点信号レベルはＯＮになっている。
【００３３】
このとき、他のプログラム調節計Ｎｏ２，Ｎｏ３の目標値ＳＰはいずれもセグメントｎ−１の到達目標値に到達し、測定値ＰＶも所定の設定偏差内に入っていて、これらプログラム調節計Ｎｏ２，Ｎｏ３の警報出力はＯＦＦになり、接点信号レベルはＯＦＦになっている。
【００３４】
この状態では、プログラム調節計Ｎｏ１の接点信号レベルがＯＮになっているので、プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の出力端子１４と入力端子１５を並列接続している信号線３０の信号レベルはＯＮになる。
【００３５】
これらにより、各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の次セグメント移行判断部１３は、信号線３０の信号レベルがＯＮであることを認識して次セグメントｎへは移行せず、「待機状態」になる。
【００３６】
その後、プログラム調節計Ｎｏ１の測定値ＰＶが所定の偏差範囲内に到達して警報出力がＯＦＦになると、各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３すべての接点信号レベルはＯＦＦになり、プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の出力端子１４と入力端子１５を並列接続している信号線３０の信号レベルもＯＦＦになる。
【００３７】
この結果、各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３の次セグメント移行判断部１３は、信号線３０の信号レベルがＯＦＦであることを認識し、プログラムパターン生成部１１に次セグメントｎへの移行を許可する命令を出力する。
【００３８】
図６は次セグメント移行判断部１３の全体の動作の流れを説明するフローチャートであり、図４のフローチャートにセグメント移行許可を出す動作の流れを付加したものであって、図４と共通するステップには同一のステップ番号を付けている。
【００３９】
図６において、ステップＳ３でセグメントｎへ移行した後、目標値ＳＰがセグメントｎの到達目標値に到達しているか否かを判断する（ステップＳ５）。セグメントｎの目標値ＳＰがセグメントｎの到達目標値に到達していると、測定値ＰＶが所定の偏差範囲内に入っているか否かを判断する（ステップＳ６）。測定値ＰＶが所定の偏差範囲内に入っていれば、警報出力がＯＦＦになるので接点信号レベルもＯＦＦになり（ステップＳ７）、次のセグメントへの移行可能状態になる。
【００４０】
ステップＳ５においてセグメントｎの目標値ＳＰがセグメントｎの到達目標値に到達していなければ、接点信号がＯＦＦか否かを判断する（ステップＳ８）。接点信号がＯＦＦでなければ接点信号はＯＮである（ステップＳ９）。
【００４１】
ステップＳ８において接点信号がＯＦＦであれば、ＯＦＦ時間があらかじめ設定されている時間（本実施例では１秒）以上か否かを判断する（ステップＳ１０）。１秒以上であればステップＳ９に遷移し、１秒以上でなければステップＳ７に遷移して次のセグメントへの移行可能状態になる。
【００４２】
このように構成することにより、各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３は、比較的安価な構成で、同時に次セグメントに移行することになり、プログラムパターンの進行についてセグメント単位で同期をとることができ、プログラムパターンの進行のばらつきを防止できる。
【００４３】
また、並列運転されている各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３間にはマスター／スレーブの関係はなく、各プログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３はそれぞれが個別に次セグメントへの移行の可否を判断している。したがって、４台以上の多数のプログラム調節計を接続して並列運転する場合においても、セグメント単位での同期運転が実現できる。
【００４４】
さらに、複数のプログラム調節計によるセグメント単位での同期運転が実現できることにより、ランプ点灯などによるセグメント単位でのイベント動作表示が１系統のみで行うことができ、システム構成の簡略化が図れる。
【００４５】
なお、上記実施例では、３台のプログラム調節計Ｎｏ１〜Ｎｏ３を並列運転する例について説明したが、並列運転台数は２台であってもよいし４台以上であってもよい。
【００４６】
また、上記実施例では、次セグメント移行判断部１３および次セグメント移行スイッチ１６が他のプログラム調節計の運転状態を監視する監視手段として機能する例について説明したが、監視手段はこれらに限るものではなく、これらと同等な動作をするものであればよい。
【００４７】
以上説明したように、本発明によれば、複数台のプログラム調節計を並列運転するのにあたり、比較的安価な構成で、プログラムパターンの進行についてセグメント単位で同期をとることができ、プログラムパターンの進行のばらつきを防ぐことができるプログラム調節計を実現できる。
【符号の説明】
【００４８】
１１プログラムパターン生成部
１２ＰＩＤ演算部
１３次セグメント移行判断部
１４出力端子
１５入力端子
１６次セグメント移行スイッチ
２０制御対象
３０共通信号線

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントに分割された時間の経過に応じて目標設定値が変化するように作成された所定の制御プログラムパターンに基づき制御対象を制御するプログラム調節計において、
他のプログラム調節計の運転状態を監視する監視手段を設け、
いずれかのプログラム調節計がセグメントにおける目標設定値の変化に追従できない場合には次のセグメントへの移行を遅らせることを特徴とするプログラム調節計。
【請求項２】
前記監視手段は、
前記目標設定値が各セグメントの到達目標値に到達しかつその時点の測定値が所定の設定偏差内のときに次のセグメントへの移行を許可する信号を出力する移行許可信号出力手段と、他のプログラム調節計から出力される前記移行許可信号が入力される移行許可信号入力手段とで構成され、
これら出力移行許可信号と入力移行許可信号のレベルが一致することにより次のセグメントへの移行を実行することを特徴とする請求項１に記載のプログラム調節計。
【請求項３】
前記移行許可信号は接点信号であることを特徴とする請求項２に記載のプログラム調節計。
【請求項４】
前記接点信号のレベルは、所定の遅延時間後に変化することを特徴とする請求項３に記載のプログラム調節計。

【図１】