JPH01274202A

JPH01274202A - ループ制御装置

Info

Publication number: JPH01274202A
Application number: JP63102587A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saito; 尚斉藤; Hideyuki Fujiwara; 藤原　英幸; Kenji Kubo; 久保　憲二
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1988-04-27
Filing date: 1988-04-27
Publication date: 1989-11-02
Also published as: US5014185A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、デジタル計算機を用いたループ制御装置に係
り、より詳細には、ループ制御機能を設計する機能を備
えるループ制御装置に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕一般に
、この種ループ制御装置において、ループ制御機能をも
たせるには、指示計、ＰＩＤ調節計、操作器などの計器
の設計の他、計器の制御を特定する演算式の設計が必要
である。計器設計とは、制御を行う単位である計器を作
成・登録することであり、計器項目としてセンサスパン
ＭＩＮ・ＭＡＸ、アナログ入力・出力チャンネルＮα、
フィルタ定数、ＰＢ（比例帯）、ＴＩ（積分時間）、Ｔ
Ｄ（６’＆分時間）などのパラメータがある。一方、演
算式設計では、アナログ入力の取り込みから、Ｓ■（設
定値）・ＰＩＤ演算によるＭＶ（操作量）の算出、アナ
ログ出力までを計器ごとに記述する。

従来、上述した機能を有するループ制御装置として２つ
の方式があった。

その１つは、ループ制御機能設計のためのマンマシンイ
ンターフェースと制御動作実行とを１台のデジタル計算
機で行い、マンマシンインターフェースによる入力及び
表示の確認を行いながら計器の設計を行うものである。

この方式では、制御動作中にモニタリング等を行うマン
マシンインターフェースが不要になった場合、マンマシ
ンインターフェース手段である例えばＣＲＴやキーボー
ドが全＜芦！も意味となり、コストパフォーマンスの点
で不利である。

他の１つは、マンマシンインターフェースと制御動作実
行とを別々のデジタル計算機で行うものである。この方
式では、マンマシンインターフェース側の計算機におい
て、設定された設計データのチエツクと設計データを制
御動作側の計算機に伝送するためのフォーマット化とを
行ってこれを伝送することにより計器設計を行っている
。従って、マンマシンインターフェース側の計算機のプ
ログラムが制御動作側の計算機の処理言語となっていな
ければならないため、マンマシンインターフェース側の
計算機としてどんな機種でもよいという訳にはいかず、
機種が変わるとソフトウェアの面倒な改作等の作業を伴
い、汎用性に欠けていた。

よって本発明は、マンマシンインターフェースと制御動
作実行とを別々のデジタル計算機で行うものにおいて、
マンマシンインターフェース側に汎用の計算機を使用で
きるようにすると共に、制御動作中のマンマシンインタ
ーフェースを必要といないときにマンマシンインターフ
ェース側の計算機を他に有効利用できるようにしたルー
プ制御装置を提供することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明によりなされたループ制
御装置は、第１図の基本構成図に示す如く、制御対象か
らその制御量を入力する入力手段ｌｋと、制御対象にそ
の制御操作量を出力する出力手段ＩＰ、と、外部との通
信を行う標準シリアルインターフェース１ｆと、咳標乍
シリアルインターフェース１ｒを介して外部より入力さ
れる未変換文字列からなるループ制御機能を設計するた
めの情報を字句解析、構文解析する例えばＣＰＵで構成
されうる解析手段１ａ＋　と、該解析手段１ａ＋で解析
して得たループ制御機能情報を格納する例えばＲＡＭで
構成されうる記憶手段ＩＣと、前記入力手段１ｋに入力
される制御量と前記記憶手段ｌｃに記憶されているルー
プ制御機能情報とに基づいて処理して前記出力手段１１
から制御操作量を出力し、ループ制御を行う例えばＣＰ
Ｕで構成されうる制御手段１３ｚとを備える。

前記ループ制御機能情報は、ループ制御に必要なパラメ
ータが設定された計器に関する情報と、ループ制御の動
作を記述した演算式に関する情報とを含む。また、前記
解析手段１ａ＋　は、前記計器情報をインクプリトする
インタプリタと、前記演算式情報をコンパイルするコン
パイラとを含む。

〔作　用〕

以上の構成において、解析手段１ａ＋が、標準シリアル
インターフェースｉｆを介して外部から入力される未変
換文字列からなるループ制御機能を設計するための情報
を字句解析、構文解析し、該解析で得られるループ制御
機能情報が記憶手段１ｃに格納されるため、外部から入
力する情報は解析手段１ａ＋で解析可能な一定の文法で
記述された未変換の文字列でよい。よって、文字列のエ
デイツト機能及び標準シリアルインターフェース１ｒに
よる通信機能を有するものであれば、ループ制御機能情
報を発生するマンマシンインターフエースとしてのデジ
タル計算機の機種は特定されず、例えばパソコン等の汎
用のデジタル計算機を使用することができる。

また、−度ループ制御機能情報を記ｆα手段１ｃに格納
した後は、該情報と制御対象から入力手段１ｋに入力さ
れる制御量とにより制御手段１ａｚが制御操作量を出力
手段１１から出力するため、ループ制御機能を設計する
ための情報を発生し入力する汎用デジタル計算機はルー
プ制御に必要ないため、他の用途に有効に利用すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図以降を参照して説明する
。

第２図は本発明によるループ制御装置を組み込んだ制御
システムの概観図であり、図において、■はループ制御
機能、通信機能等を存し、本発明によるループ制御装置
として働く専用デジタル計算機である。２はマンマシン
インターフェース手段としてのＣＲＴ、キーボード、マ
ウス等を備え、文字列のエデイツト機能（スクリーンエ
ディタ等）、通信機能等を有す汎用デジタル計算機であ
り、専用デジタル計算ａ１と汎用デジタル計算機２とは
標準シリアルインターフェースとしてのＲ３−２３２Ｃ
信号線３により相互接続され、該信号線３を通じて相互
通信を行う。４は制御対象のプロセスであり、このプロ
セスには、センサ等のアナログ信号発生部４ａ、操作器
等のアナログ信号動作部４ｂ、スイッチ等のデジタル信
号発生部４Ｃ１電磁弁等のデジタル信号動作部４ｄとが
設けられており、専用デジタル計算機ｌはアナログ信号
発生部４ａ及びデジタル信号発生部４Ｃからの信号を処
理してアナログ信号動作部４ｂ及びデジタル信号動作部
４ｄに信号を出力する。

第３図は第２図の専用デジタル計算機ｌのハードウェア
を示すブロック図であり、図中、１ａはＣＰＵであり、
予め定めた制御プログラムに従って動作し、後述する各
種の仕事を行う。ｉｂはＥＰＲＯＭであり、これには制
御プログラムの他、計器設計インタプリタ、演算式コン
パイラ、組込みサブルーチン等のプログラムが格納され
ている。

１ｃはＣＭＯ３−３ＲＡＭであり、これには計器の情報
、演算式機械語等が格納されている。１ｄはバッテリバ
ックアップ回路であり、ＣＭＯ３−３ＲＡＭに格納され
ている計器の情報、演算式機械語等を保持する。１ｅは
オンライン動作時に必要なタイミングを作る周期タイマ
、１ｆはＲ３−２３２Ｃ信号線を通じて外部の汎用デジ
タル計算機とのインターフェースを行うシリアルインタ
ーフェース、１ｇはアドレスバス１ｈ、データバスｌｉ
、制御バスｌｊからなり、入出力のボード１に〜Ｉｎと
の信号伝達を行うコモンバス、１ｏは制御バス制御回路
であり、該回路１ｏは制御バス１ｊに読み取り、書き込
み（命令）などや割り込み、停止、アクノリッジ（同期
信号）などを乗せる制御を行う。

上述した構成の専用デジタル計算機１からなるループ制
御装置は、アナログ入出力、デジタル入出力を備え、か
つループ制御機能、設計機能、通信機能等をもったイン
テリジェント型の制御器である。特に、設計機能につい
ては、計器設計インタプリタ、演算式コンパイラ、汎用
組込みサブルーチンを内部に備えることにより実現して
いる。

またこれと通信機能を活用して同じインターフェース（
Ｒ３−２３２Ｃ）を有する外部の汎用デジタル計算機で
あれば接続可能としている。更に、制御を行うに当たっ
てコンパイラ方式をとっているため高速で動作すること
ができるようになっている。

上記ＥＰＲＯＭ１ｂに格納されている計器設計インタプ
リタ、演算コンパイラ、汎用組込みサブルーチン等につ
いて説明する。

計器設計インタプリタは、シリアルインターフェース１
ｆを介して計器設計データであることを示すヘッダを持
つ未変換文字列が送られてくると動作を開始し、文字列
の意味を解読してＣＭＯＳＳＲＡＭの所定エリアに設計
データを書き込む。

勿論、送られてくる文字列は予め規程された文法に従っ
て記述されていなければならない。もし、エラーがあれ
ば未変換文字列中の復帰改行コードを基に算出したその
行番号とエラーの種類を返答する。この計器設計項目と
しては、計器ラベル、アナログ入出力チャンネル、セン
サスパン最大・最小値、ＰＩＤ定数、計器の種類、制御
方向、フィルタ時定数、小数点位置、単位がある。

演算式コンパイラは、シリアルインターフェースｉｆを
介して演算式データであることを示すへ・７ダを持つ未
変換文字列が送られてくると動作を開始し、文字列の意
味を解読してＣＭＯ３ＳＲＡＭの所定エリアにＣＰＵが
直接実行できる機械語で格納する。勿論、送られてくる
文字列は予め規程された文法に従って記述されていなけ
ればならない。もし、エラーがあれば未変換文字列の復
帰改行コードを基に算出したその行番号とエラーの種類
を返答する。演算式としては、Ａ／Ｄ変換、ＳＶの算出
、ＰＩＤ演算などのループ制御ロジックを記述した式が
ある。

汎用組込みサブルーチンとしては、入出力命令及び制御
用ロジックを簡単に記述できるようにサブルーチン形式
で開放されたもので、演算式中で一定の形式でコールす
ることにより、ＰＩＤ等のロジックを知らなくても設計
が可能となり、これにはＡ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換、ＰＩ
Ｄ演算、カスケード接続、折れ線近似、フィルタ演算等
がある。

ＣＭＯ３ＳＲＡＭ１ｃはその内部にバッファエリア、シ
ステム管理エリア、演算式機械語エリア、計器情報エリ
ア、Ｄ／［情報エリア、Ｄ１０情報エリア、内部リレー
情報エリア等の各種のエリアを有する。

コマンドバッファエリアは、外部からシリアルインター
フェース１ｆを介して送られてきたコードを格納するエ
リアである。システム管理エリアは装置の全体の動作に
ついての情報を格納するエリアであり、該エリアには、
装置がオンライン中かオフライン中かを表すオンライン
／オフラインフラグ、計器の設計が正常に終了している
ときオン、未設計或いはエラー等により異常終了してい
るときオフとなり、オンラインとなるための計器情報が
確定されているかどうかを表す計器設計法フラグ、所定
周期で実行される演算式の機械語が正常に生成されてい
るかどうかを表し、正常であればオン、そうでなければ
オフとなる演算式データフラグ等が格納される。

演算式機械語エリアは、ループ制御を記述する演算式を
出来る丈高速で実行できるようにＣＰＵ１ａで直接実行
できる機械語を格納するエリアであり、機械語は演算式
設計により作成され、各演算式の実行により読み取られ
る。

計器情報エリアは、ループ制御を行ったり指示計として
モニタリングを行う単位である計器に関する情報を格納
するエリアであり、このエリアには計器のラヘル名、Ｓ
Ｖ、ＰＶ、ＭＶ、ＰＢＸＰ！、ＴＤ、小数点位置、セン
サスパン最大・最小値、表示スパン最大・最小値、制御
方向、フィルタ時定数、単位、アナログ入出力チャンネ
ル等の情報が格納される。

Ｄ／ｒ情報エリアは、デジタル入力に関するオン／オフ
情報等を格納したエリアであり、この情報は物理的なデ
ジタル入力ボートのオン／オフ情報をメモリに転送コピ
ーしたもので、このコピーは各演算式実行前に行われ、
各演算式の実行により読み込まれる。

Ｄ１０情報エリアは、デジタル出力に関するオン／オフ
情報等を格納するエリアであり、各演算式の実行により
書込み／続出され、その後このエリアから物理的なデジ
タル出力ボートに転送される。

内部リレー情報エリアは、演算式の実行に使用する内部
リレーに関するオン／オフ情報等を格納するエリアであ
り、各演算式の実行により書込み／読出しが行われる。

上記計器情報エリアに格納されている計器ラベルは、装
置で採用しているループ番号を判別するためのもので、
演算式で計器の指定を行うとき番号で行うと判りづらい
のでユーザによって付されたラベル名である。

ＳＶはループ制御を行うときの目標値（ｓｅｔ　ｖａＩ
ｕｅ）、ＰＶはセンサ等を用いて外部から得る計測値（
ｐｒｏｃｅｓｓ　ｖａｌｕｅ）、ＭＶはループ制御を行
うときの抛作値（ｍａｎｉｐｕｌａｔｅ　ｖａｌｕｅ）
である。ＰＢ。

ＴＩ及びＴＢはＰＩＤ或いはＩ−ＰＤの計算に使用され
るパラメータであり、それぞれ比例帯（ｐｒｏｐｏｒｔ
ｉｏｎａｌ　ｂａｎｄ）、積分時間（ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｅｄ　ｔｉｍｅ）及び微分時間（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ
　ｔｉｍｅ）と呼ばれるものである。

センサスパン最大・最小値はセンサ自身が持っているフ
ルスケールに対応する工学値の最大・最小値、表示スパ
ン最大・最小値は制御とは関係なく外部でモニタリング
を行う際のフルスケールの最大・最小値のことである。

小数点位置は制御とは関係ないが外部で数値を表示する
ときの小数点の位置を指定し、単位は制御とは関係ない
が、外部で計器の工学値の単位を表示するだめのもので
ある。制御方向はループ制御にはＳ■とＰＶの差に対し
ＭＶの増加させる系と減少させる系とがあるので、増加
／減少を指定するためのものである。フィルタ時定数は
アナログ入力を行う際外乱を抑えるため挿入する１次遅
れフィルタの時定数である。

計器設計及び演算式設計はオフライン、すなわち装置が
制御動作を行っていないときに行われ、データは第４図
に示すように処理される。

Ｒ３−２３２Ｃ信号線３及びシリアルインターフェース
１ｒを介して外部から入力される計器設計データ或いは
演算式データはＲＡＭ１ｃ中の受信バッファに格納され
る。ＲＡＭ１ｃ中受信バツフア内のデータはＲＯＭ１ｂ
内のコマンド処理プログラムによって所定の処理に分岐
される。このコマンド処理では、設計、起動／停止、デ
ータ要求、データ設定の別を判定する。

コマンドが設計のときは、システム管理エリアのオンラ
イン／オフラインフラグを読み取り、オンラインであれ
ば、設計することができないため、その旨のエラー情報
をＲＡＭ１ｃ中の送信バッファ、シリアルインターフェ
ース１　ｆＳｎｓ−２３２Ｃ信号線３を介して外部に送
信する。オフラインであれば、コマンドにより計器設計
或いは演算式設計に分岐させる。

計器設計の場合は、計器設計インタプリタを起動し、字
句解析、構文解析を行い、ＲＡＭ１ｃ中の計器情報エリ
アに記述されたデータを書き込んでいき、正常に終了す
れば、正常終了コードを外部に送信すると共に、ＲＡＭ
１ｃ中のシステム管理エリアの計器設計済フラグをオン
にし、異常があれば、異常種別コードと未変換文字列中
の復帰改行コードを基に算出した行番号を外部に送信す
ると共にシステム管理エリアの計器設計済フラグをオフ
する。

演算式設計の場合は、演算式コンパイラを起動し、字句
解析、構文解析、機械語生成を行い、正常であればＲＡ
Ｍ１ｃ中の演算式機械語エリアに機械語を書き込み、正
常終了のコードを外部に送信すると共にＲＡＭ１ｃ中の
システム管理エリアの演算式設計フラグをオンする。異
常があれば、異常の種別コードと未変換文字列中の復帰
改行コードを基に算出した行番号を外部に送信すると共
に、システム管理エリアの演算式設計フラグをオフする
。

コマンドが起動のときには、システム管理エリアの計器
設計済フラグ、演算式データフラグを読み取り、全てオ
ンであれば、システム管理エリアのオンライン／オフラ
インフラグを読み取り、オフラインであればオンライン
／オフラインフラグをオンラインにし、正常終了コード
を外部に送信する。オンラインであれば再度オンライン
しようとした旨のエラー情報を外部に送信する。また、
設計済フラグが１つでもオフであれば設計未済である旨
のエラー情報を外部に送信する。

コマンドが停止のときは、システム管理エリアのオンラ
イン／オフラインフラグを読み取り、オンラインであれ
ばシステム管理エリアのオンライン／オフラインフラグ
をオフラインにし、外部に正常終了コードを送信する。

オフラインであれば再度オフラインにしようとした旨の
エラー情報を外部に送信する。

コマンドが外部から装置の内部情報（制御情報、ステー
タス等）を得るためのデータ要求のときは、要求された
データの種別及び計器番号をコマンドから得て計器情報
エリアから所要のデータを読み取り、これを外部に送信
する。もし、データの種別、計器番号に違いがあればそ
の旨のエラー情報を送信する。データの種別としては、
Ｓ■、ＰＶ、ＭＶ、ＰＢ、ＴＩ、ＴＤ、ユーザラベル、
小数点位置、センサスパン最大・最小値、表示スパン最
大・最小値、単位、制御モード等がある。

コマンドが外部から装置の内部情報を書き換えるデータ
設定であるときは、設定しようとされているデータの種
別、計器番号及びデータをコマンドから得て、データの
種別、計器番号、データそのものに誤りがあればその旨
のエラー情報を外部に送信し、正常であれば計器情報エ
リアの所定部分にデータを占き込み、外部に正常終了コ
ードを送出する。データの種別としては、ＰＢ、ＴＩ、
ＴＤ、制御モード等がある。

なお、オンライン時のループ制御は周期タイマ１ｅによ
る一定周期毎の割り込みにより行われる。

上述したループ制御装置の動作の詳細を、予め定めたプ
ログラムに従ってＣＰＵ１ａが行う仕事を示す第５図乃
至第１Ｏ図のフローチャートを参照して以下説明する。

ＣＰＬ］１ａは装置電源がオンすることにより動作をス
タートし、その最初のステップＳ１において、タイマ割
り込みを発生するための周期タイマ１ｅを初期化する。

その後ステップＳ２以降に進み、シリアルインターフェ
ースＬｆを通して外部から入力されるコマンドがＲＡＭ
１ｃ中のコマンドバッファリングエリアに有るか否か、
有ればそれがなんであるかを繰返し判定する。

すなわらステップ８２〜Ｓ８では、計器設計コマンド、
演算式コマンド、制御開始コマンド、制ｉｌｌ停止コマ
ンド、データ要求コマンド、データ設定コマンド、その
他のコマンドが有るか否かを順番に判定し、これらコマ
ンドのいずれかが有りいずれかの判定がＹＥＳとなるま
でステップ８２〜Ｓ８を繰返し実行する。

今、ステップＳ２の判定がＹＥＳとなった場合、すなわ
ち計器設計コマンドが有った場合にはステップ５１００
の計器設計サブルーチンに、ステップＳ３の判定がＹＥ
Ｓで演算式コマンドが有った場合にはステップ５２００
の演算式コンパイルサブルーチンに、ステップＳ４の判
定がＹＥＳで制御開始コマンドが有った場合にはステッ
プ３３００の制御開始（起動）サブルーチンに、ステッ
プＳ５の判定がＹＥＳで制御停止コマンドが有った場合
にはステップ５４００の制御停止サブルーチンに、ステ
ップＳ６の判定がＹＥＳでデータ要求コマンドが打った
場合にはステップ５５００のデータ要求サブルーチンに
、そしてステップＳ７の判定がＹＥＳでデータ設定コマ
ンドが有った場合にはステップ５６００のデータ設定サ
ブルーチンにそれぞれ進む。また、ステップＳ８の判定
がＹＥＳでその他のコマンドが有った場合にはステン７
”５７００に進み、ここでコマンドエラーであることを
示すエラーコードをシリアルインク−フェース１ｆを介
して外部に送出する。

上述したフローチャートの各ステップの実行中゛に制御
周期毎のタイマ割り込みが発生すると、その時点で第５
図のフローチャートの実行を中断し、制御動作のための
第６図のフローチャートを実行する。該フローチャート
では、その最初のステップＳ９においてＲＡＭＩＣ中の
システム管理エリアのオンライン／オフラインフラグを
みて装置がオンライン中か否かを判定し、判定がＮＯで
あれば、すなわちオフラインのときには、第６図のフロ
ーチャートの実行を終了し、第５図のフローチャートの
中断したところから再び動作を行う。ステップＳ９の判
定がＹＥＳのとき、すなわちオンラインフラグがオンの
ときには、ステップＳＩＯに進み、ここで演算式機械語
で示された制御動作を実行し、この仕事の終了後第５図
のフローチャートの中断したところから再び動作を行う
。

なお、ＲＡＭ１ｃはバックアップされているため、ＲＡ
Ｍ１ｃ中の全ての情報は保持されている。

従ってオンラインのまま電源がオフされても電源が再投
入されれば、計器設計インクプリト、演算式コンパイル
を行うことなく、オンラインとして制御動作を行うこと
になる。

ステップ５１００の計器設計サブルーチンでは、第７図
に示すように、その最初のステップ３１０１において、
ＲＡＭＩＣ中の上記システム管理エリアのオンライン／
オフラインフラグをみて装置がオンライン中であるか否
かを判定する。このステップ５ＩＯＩの判定がＹＥＳの
とき、すなわち装置が制御動作中には、ステップ５１０
２に進み、ここで計器設計をすることができないことを
示すコードをシリアルインターフェース１「を介して外
部に送出して第５図のフローチャートのステップＳ２に
戻る。

一方、ステップ５１０１の判定がＮＯのとき、すなわち
装置が制御動作中でないときには、ステップ５１０３に
進み、ここで新しい計器情報を受は入れるためＲＡＭ１
ｃ中の計器情報エリアをクリアすると共に、システム管
理エリアの計器設計済フラグをオフする。その後ステッ
プ５１０４に進み、ここで計器設計データの送信を要求
する送信要求コードをシリアルインターフェース１ｆを
介して外部に出力する。続いてステップ５１０５に進み
、ここでシリアルインターフェース１ｆを介して外部か
ら入力されてくる計器設計データを１文字骨ＲＡＭ１ｃ
中の受信バッファに格納した後ステップ８１０６に進む
。ステップ５１０６では、ステップ５１０５でＲＡＭ１
ｃ中の受信バンファに格納した１文字分のデータがエン
ドコードであるか否か、すなわち送信が終了したか否か
を判定し、判定がＮＯのときにはステップ５１０５に戻
る。以後、ステップ５１０６の判定がＹＥＳとなるまで
ステップ５１０５及び３１０６を繰返し、ステップ５１
０６の判定がＹＥＳとなったところでステップ５１０７
に進む。

ステップ５１０７ではバッファ内の計器設計データを解
析し、ＲＡＭ１ｃ中の計器情報エリアに格納する。すな
わち、ステップ５１０７は計器設計インタプリタとして
の仕事を行う。その後ステップ８１０８に進み、ここで
ステップ５１０７での解析或いはエラーチエツクにおい
てエラーが検出されたか否かを判定する。ステップ３１
０Ｂの判定がＮｏのとき、すなわちエラーがないときに
はステップ５１０９に進みここで計器設計済フラグをオ
ンし、その後ステップ５１１０に進みここで計器設計済
コードをシリアルインターフェース１ｆを介して外部に
出力して第５図のフローチャートのステップＳ２に戻る
。ステップ５１０８の判定がＹＥＳのとき、すなわちエ
ラーがあったときにはステップ５１１１に進み、ここで
エラーコードとエラーのある行番号をシリアルインター
フェース１ｆを介して外部に出力した後、第５図のステ
ップＳ２に戻る。

ステップ５２００の演算式コンパイルサブルーチンでは
、第８図に示すように、その最初のステップ５２０１に
おいて、ＲＡＭ１ｃ中のシステム管理エリアのオンライ
ン／オフラインフラグをみて装置がオンライン中である
か否かを判定する。

このステップ５２０１の判定がＹＥＳのとき、すなわち
装置が制御動作中には、ステップ５２０２に進み、ここ
で演算式設計のためのコンパイルをすることができない
ことを示すコードをシリアルインターフェースｌｆを介
して外部に送出して第５図のフローチャートのステップ
Ｓ２に戻る。

一方ステップ５２０１の判定がＮＯのとき、すなわち装
置が制御動作中でないときには、ステップ５２０３に進
み、ここで新しい演算式機械語を受は入れるためＲＡＭ
１ｃ中の演算式機械語エリアをクリアすると共に、シス
テム管理エリアの演算式機械語フラグをオフする。その
後、ステップ５２０４に進み、ここで演算式設計データ
の送信を要求する送信要求コードをシリアルインターフ
ェース１ｆを介して外部に出力する。次にステップ５２
０５に進み、ここでシリアルインターフェース１ｒを介
して外部から入力されてくる演算式設計データを１文字
骨ＲＡＭ１ｃ中の受信バッファに格納した後ステップ５
２０６に進む。ステップ５２０６では、ステップ５２０
５で受信バッファに格納した１文字分のデータがエンド
コードであるか否かを判定し、判定がＮｏのときは送信
が終了していないとしてステップ５２０５に戻り、次の
データを１文字分受信バッファに格納する。

以後、ステップ５２０６の判定がＹＥＳとなるまでステ
ップ５２０５及び５２０６を繰返し、ステップ５２０６
の判定がＹＥＳとなったところでステップ５２０７に進
む。

ステップ５２０７では受信バッファ内の演算式設計デー
タの字句解析を行い、その結果正常に終了したか否かを
次のステップ３２０８で判定する。

ステップ５２０８の判定がＮＯのときはステップ５２０
９に進み、ＹＥＳのときはステップ５２１０に進む。ス
テップ５２０９ではエラーコードとエラーのある行番号
をシリアルインターフェース１ｒを介して外部に出力し
、ステップ５２１０では構文解析を行う。次に、ステッ
プ５２１０で構文解析の結果が正常終了したか否かをス
テップ５２１１で判定し、この判定がＮｏのときはステ
ップ５２０９に進み、判定がＹＥＳのときはステップ５
２１２に進む。ステップ５２１２では機械語を生成し、
これをＲＡＭ１ｃ中の演算式機械語エリアに格納し、こ
の機械語生成が正常終了したか否かをステップ５２１３
で判定する。このステップ５２１３の判定がＮＯのとき
はステップ５２０９に進み、判定がＹＥＳのときはステ
ップ５２１４に進む。ステップ５２１４ではシステム管
理エリアの演算式設計済フラグをオンしてからステップ
５２１５に進む。ステップ５２１５では演算式コンパイ
ル正常終了コードをシリアルインターフェース１ｆを介
して外部に送信し、その後第５図のフローチャートのス
テップＳ２に戻る。

ステップ５３００の制御開始サブルーチンでは、第９図
に示すように、その最初のステップ５３０１において、
ＲＡＭ１ｃ中のシステム管理エリアのオンライン／オフ
ラインフラグをみて装置がオンライン中であるか否かを
判定する。このステップ５３０１の判定がＹＥＳのとき
はステップ５３０２に進み、ここで制御開始済のエラー
コードを外部に送信し、第５図のフローチャートのステ
ップＳ２に戻る。ステップ５３０１の判定がＮＯのとき
はステップ５３０３に進み、ここで計器設計、演算式設
計の正常終了フラグがオンであるか否かを判定する。ス
テップ５３０３の判定がＮＯのときはステップ５３０４
に進み、ここで制御開始不能のエラーコードを外部に送
信してステップＳ２に戻る。ステップ５３０３の判定が
ＹＥＳのとき、すなわち計器設計及び演算式設計が正常
終了していれば、ステップ５３０５に進み、ここで制御
開始処理を行う。その後ステップ５３０６に進み、ここ
で制御開始した旨のコードを外部に送信してから第５図
のフローチャートのステップＳ２に戻る。

ステップ５４００の制御停止サブルーチンでは、第１０
図に示すように、その最初のステップ５４０１でオンラ
イン中、すなわち制御動作中であるか否かを判定する。

ステップ５４０１の判定がＮＯのときはステップ５４０
２に進み、ここで制御停止済のエラーコードを外部に送
信し、第５図のフローチャートのステップＳ２に戻る。

ステップ５４０１の判定がＹＥＳのときは、ステップ５
４０３に進み、ここで制御停止処理を行う。その後、ス
テップ５４０４に進み、ここで制御停止した旨のコード
を外部に送信してから第５図のステップＳ２に戻る。

ステップ５５００のデータ要求サブルーチンでは外部か
ら制御等のデータが要求されたときに各要求コマンドに
対応する該当計器のデータを外部に送信するための動作
を行い、ステップ３６００のデータ設定サブルーチンで
は外部からの制御等に使っているデータの変更を命令さ
れたときに各設定コマンドに対応する該当計器のデータ
を受信してそれをＲＡＭ１ｃ中の計器情報エリアに記憶
するための動作を行うが、フローチャートによる説明は
省略する。

上述したループ制御装置を用いて行われる制御例を第１
１図及び第１２図を参照して説明する。

第１１図は、水が流れる管２０の入口から入る０°Ｃ〜
３０°Ｃの温度の水を３５°Ｃの一定温度の水にして出
力する制…を行う場合で、管２０内には現在の温度をア
ナログ量に変換する温度センサ２１及び加熱手段２２が
設けられ、加熱手段２２は蒸気配管からなり、蒸気配管
には加熱手段２２の蒸気配管に流す蒸気流量を操作する
ダイヤフラム弁２３が設けられている。

上記温度センサ２０及びダイヤフラム弁２３はデジタル
計算機１のアナログ入力及びデジタル出力にそれぞれ接
続されており、デジタル計算機１は、■温度センサ２０
から取り込んだアナログ信号をデジタル信号に変換し、
■このデジタル信号により温度センサ２０で測定した現
在の水温である測定値（ｐｖ）の工学値すなわち、°Ｃ
のスケールに変換する。デジタル計算機１は、■目標値
（ＳＶ）の３５°Ｃと上記測定値（ｐｖ）とからダイヤ
フラム弁２３の弁開度である操作ｆｆｉ　（ＭＶ）をＰ
ＩＤ等のアルゴリズムにより算出する。■操作ｆｆｉ　
（ＭＶ）はアナログ出力の分解能に対応するデジタル量
に変換された後、■アナログ信号に変換されてアナログ
出力を通じてダイヤフラム弁２３に供給される。このこ
とによりダイヤフラム弁２３はその弁開度が操作される
。

上記測定値（ｐｖ）の算出、操作量（ＭＶ）の算出には
、温度センサ２０のフルスケールの最大・最小値、比例
帯、積分時間、微分時間、制御方向のパラメータが必要
で、ＭＶのデジタル量への変換にはフルスケールの最大
・最小値のパラメータが必要である。

上記■及び■はＡＤＣ１■はＰＩＤ、■及び■はＤＡＣ
の各組込みサブルーチンにより実行され、このために、
計器設計では温度の工学スケール最小値０°Ｃ１最大値
１００°ｃ、ＰＢ＝７０、ＴＩ＝５、ＴＤ＝１、制御方
向（逆動作）の文字列が、演算式設計では５Ｖ＝３５、
ＡＤＣ，ＰＩＤ、ＤＡＣが、それぞれ外部で作成される
。

計器設計の文字列は計器設計インタプリタにより解析実
行されてパラメータとして格納され、演算式の文字列は
演算式コンパイラで機械語に変換されて格納される。

第１２図は、第１１図のループ制御にデジタル人出力を
加えた例を示し、モータ２４のスタートスイッチ２５を
押すと、モータ２４が動き始め、１０秒後に水温制御中
のランプ２６を点灯し、ダイヤフラム弁２３の弁開度を
操作して出口の水温度が３５°Ｃになる制御を行ってい
る。モータストップスイッチ２７が押されると、モータ
２４は停止し、５秒後にダイヤフラム弁２３を全閉して
水温制御中ランプを消灯する。

この動作のために、Ａ／Ｄ変換、モータストップスイッ
チが押されてから５秒のタイマのためのタイマ減算、モ
ータを停止させるタイマのタイムアツプ後の内部リレー
のオフ、水温制御中でモータストップスイッチが押され
てからの５秒のタイマ値のセット、モータストップスイ
ッチが押されてからの内部リレーのオフ、モータスター
トスイッチが押されてから内部リレーの自己保持による
モータ２４の運転のための１０秒のスタートタイマーの
タイマ値のインクリメント、スタートタイマのタイムア
ツプ後のモータ２４の停止、スター　イトタイマがタイ
ムアツプした後のＰＩＤ演算、目標値（ＳＶ）の設定（
３５°ｃ）　、Ｄ／Ａ変換及びタイムアツプの作成、ス
タートタイマのタイマカウント中或いは全くスイッチが
押されていないときのランプ点灯、目標値及びＭＶを中
心とするＤ／Ａ変換などの演算式の設計が行われる。

この演算式の設計によりデジタル入出力動作のタイミン
グがとられる。

〔効　果〕

以上説明した本発明によれば、ループ制御情報の設計は
外部から標準シリアルインターフェースを介して入力さ
れる未変換文字列を字句解析、構文解析して得られる情
報を記憶手段に記憶して行われるため、外部に使用する
エディタ用の計算機の機種は特定されず、どのようなも
のでも使用することができ、またループ制御中で内外間
の通信を必要としないときには、外部の機器を分離して
他に有効に使用することができるので、コストパフォー
マンスなどの点でも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるループ制御装置の基本構成を示す
ブロック図、第２図は本発明による装置を使用したシステムの概観図
、第３図は本発明による装置の具体例を示すブロック図、第４図は第３図の装置のデータ等の流れを示す説明図、第５図乃至第１０図は第３図中のＣＰＵが行う仕事を示
すフローチャート図、第１１図及び第１２図は本発明の装置を使用したル−プ
制御例をそれぞれ示す説明図である。ｆａｔ・・・解析手段、ｌａｚ・・・制御装置、１ｃ・
・・記憶手段、１ｆ・・・標卓シリアルインターフェー
ス、Ｉｋ・・・入力手段、ｌｌ・・・出力手段。特許出願人　　　日本たばこ産業株式会社第１図ｔｎ　　　　　　　　　　ｌ”）　　　　　　　　Ｌｍ
　　　　　　　’７１第５図第６図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）制御対象からその制御量を入力する入力手段と、制御対象にその制御操作量を出力する出力手段と、外部との通信を行う標準シリアルインターフェースと、該標準シリアルインターフェースを介して外部より入力
される未変換文字列からなるループ制御機能を設計する
ための情報を字句解析、構文解析する解析手段と、該解析手段より解析して得たループ制御機能情報を格納
する記憶手段と、前記入力手段に入力される制御量と前記記憶手段に記憶
されているループ制御機能情報とに基づいて処理して前
記出力手段から制御操作量を出力し、ループ制御を行う
制御手段とを備える、ことを特徴とするループ制御装置。
（２）前記ループ制御機能情報が、ループ制御に必要な
パラメータが設定された計器に関する情報と、ループ制
御の動作を記述した演算式に関する情報とを含み、前記解析手段が、前記計器情報をインタプリトするイン
タプリタと、前記演算式情報をコンパイルするコンパイ
ラとを含む、ことを特徴とする請求項第（１）項記載のループ制御装
置。