JPH0370005A - シーケンス制御方法 - Google Patents

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 この発明は物品の生産等において種々のユニット、たと
えば原料を仕込むユニット、仕込んだ原料を加熱する昇
温ユニット等を順次所定条件のもとて駆動、停止等を行
なういわゆるシーケンス制御を行なう方法に関する。

従来技術 この種のシーケンス制御方法はたとえば特開昭５９−１
２５４０３号公報、特開昭６２−１００８０６号公報等
に開示されている。

前−者はバッチプロセスのシーケンス制御方法に於いて
機器各々にｌ対ｌに対応する機器動作シーケンスと、工
程毎に機器動作シーケンスを複数組合せた工程シーケン
スを設け、工程シーケンスを複数組合せ可能とするバッ
チシーケンスにより工程毎に作成された工程シーケンス
を時系列的に処理しようとするもので、各工程シーケン
スの先頭にて該工程シーケンスが制御する機器状態を初
期化する事を特徴としたものであり、バッチシーケンス
が機器の動作状態あるいは動作条件を指定する数値を仮
変数を使用して作成し、実動作時に前記仮変数を具体的
数値に置換える事を特徴としている。

後者は指定機構によって指定された一組の機器情報、並
びに第一の記憶機械に記憶されているバッチ・データ生
産用の汎用設備を構成する機器及び該機器間の配管接続
情報に基づいて、指定された一組の機器間に位置する前
記少なくとも一種類の機器をバッチ生産用の前記汎用設
備を構成する特定の機器に対応づけることによって、第
二の記憶機構に記憶された前記複数の類似工程のシーケ
ンス制御用の非生成汎用モジュールから前記複数の類似
工程のうちの特定の工程のシーケンス制御用のプログラ
ムを生成するようにして、指定機構によって前記複数の
類似工程の夫々の前記−組の機器を指定機構を介して指
定し、必要ならば（被生成汎用モジュールが複数種類あ
る場合）被生成汎用モジュールの種類を特定することに
より、汎用生産設備が複雑な場合でも容易且つ誤りの虞
れが少なく、バッチ生産プロセスのシーケンス制御プ゛
ログラムが生成され得るようにしたものである。

発明が解決しようとする課題 従来の手法は製造する全銘柄の工程毎に工程シーケンス
を作成し、銘柄毎に、 工程シーケンスの組み合わせ情報 温度、圧力などの運転条件 をパラメータとして銘柄管理し、生産開始時に制御コン
ビネータにダウンロードし、工程シーケンスを直列処理
させる事により銘柄運転を実現させている。そのため全
銘柄の工程を意識したシーケンス設計が必要であり、さ
らに新しい銘柄が増え、それまでにない工程が増えれば
工程シーケンスを作成しなければならないなどの問題が
あった。

いずれの従来技術においても、多種少量の生産工程にお
いては実際の運転に際しては複雑な予備作業等が必要で
あった。

この発明は製造する全銘柄の工程は意識せず工程毎のシ
ーケンスは作成しない。工程はユニットシーケンスの組
合せで構成され、その組合せ情報がパラメータ化されて
いる。ユニットシーケンスは最小機能操作毎に作成され
たシーケンスで設備に依存し銘柄や工程には依存しない
シーケンス制御が行える制御方法を提供することを目的
とするものである。

課題を解決する手段 この発明においては、銘柄や工程に依存しない設備固有
の最小機能単位であるユニットの運転開始から運転完了
までの一連の動作プログラムであって各ユニットに対し
て共通に使用できるプログラムであるユニットシーケン
スを各ユニットについて設けるとともに、上記ユニット
シーケンス個々に他のユニットシーケンス等のプログラ
ムと連携動作するためのフラグを割り当てて、所要のフ
ラグを各ユニットシーケンス毎に判断しながらユニット
シーケンス内でのプログラム制御を進行させる一方、銘
柄個々の運転条件をパラメータとしてユニットシーケン
スに取り込み上記フラグの判断と取り込んだパラメータ
とに従ってシーケンス制御をすることを特徴とするシー
ケンス制御方法である。

作用 ユニットシーケンス内でフラグを判断し、またパラメー
タを読みとることによってユニットシーケンス内での一
連のプログラムが自動的に進行する。したがってこのよ
うなユニットシーケンスを製造すべき銘柄に応じて選択
し、順次実行することによって当該銘柄の製品の製造の
シーケンス制御をすることができる。

上記のシーケンス制御方法によれば、 運転スケジュールデータとして、 各工程の歩進条件 各工程の名称 各工程の起動／停止するユニットシーケンスを計器パラ
メータとして、 温度、圧力などの運転条件 等をパラメータとして銘柄管理し、生産開始時に制御コ
ンピュータにダウンロードしユニットシーケンスを並列
処理させる事により銘柄運転を実現させている。

全銘柄の工程を意識しなくても設備がきまればシーケン
ス制御が可能 新しい銘柄が増え、それまでにない工程が増えてもシー
ケンスを作成する必要はなく、ユニットシーケンスを組
み合わせ運転スケジュールデータ、計器パラメータ等の
パラメータを作成するだけで対応できる。

実施例 以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明する。

第２図はこの発明が適用される製造装置の一例を示して
おり、 ｌはＡ原料仕込みユニット、２はＢ原料仕込みユニット
、３は昇温ユニット、４は循環ユニット、５は攪はんユ
ニット、６は真空ユニット、７はタイマーユニットを示
す。

仕込みユニット１．２にはバルブ１１．１２が接続され
ており、これらのバルブ１１．１２を開くことによって
処理槽１０へＡ原料あるいはＢ原料を導入する。

昇温ユニット３はたとえば加熱ジャケット１３を処理槽
１０の周囲に包囲して設けたものであり、コントロール
パルプ１７の開閉によって加熱ジャケット１３への蒸気
の供給を制御し、処理槽１０の温度制御を行なう。

Ａ原料の仕込量は流量積算計１５によって検出され、Ｂ
原料の仕込量は流量積算計１６によって検出され、また
、処理槽１０の温度は温度センサ１４で検出される。

攪拌ユニット５の回転数は回転計１８によって検出され
る。

真空ユニット６の真空度は真空センサ１９によって検出
される。

それぞれのセンサのデータは第１図（Ａ）に示す制御装
置へ入力される。

この発明のシーケンス制御装置は第１図（Ａ）に示すよ
うに、マイクロコンピュータ（通常のコンピュータその
他データ処理装置でもよい）を用いた制御コンピュータ
２０と、各ユニット１〜６に設けられる圧力スイッチ、
位置を規制するリミットスイッチやレベルスイッチなど
のセンサ２１．バルブやポンプヒータ、モータなどの操
作器２２と制御コンピュータ２０との間の信号の授受を
行なう入出力インターフェースとしてのリレーモジュー
ル２３、オペレータからデータを入力するキーボード２
４と入・出力データ等を表示するＣＲＴ　２５を含むオ
ペレータコンソール２６、生産すべき銘柄に伴う種々の
パラメータ（詳細後述）を入力するキーボード２７、パ
ラメータ等を表示するＣＲＴ２８を含む銘柄管理コンピ
ュータ２９を備えている。

制御コンピュータ２０は上述の各ユニットのシーケンス
作動を司るユニットシーケンス（詳細後述）３０とどの
ユニットシーケンスを使用するかを制御する運転スケジ
ューラ３１と、ユニットシーケンスの作動時の制御信号
であるフラグを記憶しているフラグエリア３２等を有す
る。

ここでいうユニットは前述のＡ原料仕込みユニット１．
Ｂ原料仕込みユニット２、昇温ユニット３、循環ユニッ
ト４、攪はんユニット５、真空ユニット６、タイマーユ
ニット７等であり、既述のように設備の運転を最小機能
操作単位の集合と考え、最小機能操作単位毎に作成した
シーケンスがユニットシーケンスである。したがって、
ユニットシーケンスは設備に依存し、品種には依存しな
い構築がされている。

ユニットシーケンスは第３図に示すような一連のプログ
ラムを実行するブロックであり、第３図は一例として昇
温ユニットについてのユニットシーケンスを示している
。

ユニットシーケンスには、開始フラグ／停止フラグ／中
断フラグ／実行中ソラグ／完了フラグが割付けられてお
り下記の機能がある。

開始フラグはオンでユニットシーケンスが起動する。

自動の場合と手動の場合とでフラグの割付けが異なる場
合もある。

停止フラグはオンでユニットシーケンスが停止する。

中断フラグはオンでユニットシーケンスが中断する。

実行中フラグはオンでユニットシーケンスが実行中であ
る。

完了フラグはオンでユニットシーケンスが完了条件を満
たしている。

特に、開始／停止フラグ／完了フラグ：よ運転スケジュ
ーラと密接に関係しており、開始フラグ、停止フラグは
ユニットシーケンスの開始・停止に、完了フラグは歩進
条件に利用される。

第３図について詳述すると、 ステップＳ１で完了フラグリセットされ、ステップＳ２
で停止フラグオンかが判断され、オンならばステップＳ
１３に進み、オフならばステップＳ３にて中断フラグオ
ンかが判断される。オフならばステップＳ４にて開始フ
ラグオンかが判断される。開始フラグがオンであるとス
テップＳ５にて、当該ユニットシーケンス内で実行中フ
ラグオンとなり、ステップＳ６で　液面がＬＳ−１以上
がチエツクされる。次いでステップＳ７でｔ、ｓ−１以
上かどうか判断され、液面がＬＳ−１以下ならばステッ
プＳ２に戻り、以上ならば、ステップＳ８に進んで、バ
ルブＶ−１開ＴｌＣ−１設定値をデータバッファより設
定（８５℃）Ｔ　Ｉ　Ｃ−Ｉ　ＡＵＴＯモードに切替等
の動作を行ない、次にステップＳ９でＴｌＣ−１７７）
ＰＶが８５°Ｃ−ａ以上かチエツクする。そしてステッ
プＳ１ＯでＰＶが８５℃以上が否かが判断され、以上な
らばステップＳ１ｌで完了フラグがオンとステップＳ２
へ戻る。以下の場合もステップＳ２へ戻る。

ステップＳ１２ではバルブＶ−１閉、ＴＩＣ−ＩＭＡＮ
モードに切替えられ、ＴＩＣ−ＩＭＶ＝０コントロール
パルプ全閉とされる。

ステップＳ１３ではバルブＶ−１閉、ＴＩＣ−ＩＭＡＮ
、モードに切替ＴＩＣ−ＩＭＶ＝Ｏ，：１ントロールバ
ルブ全閉とされ、さらにステップＳ１４では開始フラグ
リセット、停止フラグリセット、中断フラグリセット、
実行中フラグリセットされ完了フラグオンとされ、一連
のシーケンスを終了する。

この発明によれば上述のプログラムと同様のユニットシ
ーケンスが各ユニット１〜７にたいして制御コンピュー
タ２０内に設けられる。ユニットシーケンスをすべての
ユニットに用いられるように一般的に表わしたフローチ
ャートを第４図に示す。

第３図と第４図の対比から容易に判るように、すべての
ステップは各ユニットに共通であり、ステップＳ　６．
Ｓ　７．Ｓ　８．Ｓ　９．Ｓ　１０．Ｓ　ｌ　２．Ｓ　
１３についてはその内容をパラメータとして外部から随
意に書き変えられるようにしている。

なおユニットシーケンスのステップＳ２．Ｓ３゜Ｓ４に
おける各フラグはこれらのユニットシーケンスと協働す
る他のプログラム、たとえば押釦スイッチの動作やセン
サ、リミットスイッチ等から得られる信号であり、これ
らの信号は上記した他のプログラムによりフラグエリア
３２に書き込まれる。そしてこのフラグエリア３２をユ
ニットシーケンスにより読み取る。

次に各パラメータにつき説明する。

ユニットシーケンスでは品種に依存する要素はすべてパ
ラメータ化されており、運転スケジューラや手動操作に
より起動された際、計器パラメータを参照し実行を行う
。下記に計器パラメータの一例を表１に示す。

表１ この品種毎の計器パラメータは運転スケジュールデータ
と共に銘柄データとしてたとえばオペレータが第１図に
示したように生産しようとする銘柄について種々のデー
タを書き込んだ処方せん３４から銘柄管理コンピュータ
２９により入力され統括管理され、運転開始時に品種選
択された際、銘柄管理コンピュータ２９から制御コンピ
ュータ２０に銘柄データとしてダウンロードされる。

次に運転スケジュールデータにつき説明する。

運転スケジュールデータはどのユニットシーケンスをど
の順番で起動し、停止するかを制御するデータファイル
であり、たとえば第６図に示すようにステップ番号と運
転工程番号とユニット名と各ユニットシーケンスをどの
工程で起動、停止するかをテーブル形式でＲＡＭである
スケジュールデータバッファ３３Ｙに銘柄管理コンピュ
ータからダウンロードし書き込んだものである。第５図
において、・は起動フラグ、Ｘは停止フラグ、Ｏは完了
フラグで歩進条件を示している。各フラグや工程番号は
第７図に示すようなメモリ領域Ｍｌ。

Ｍ２．Ｍ３．Ｍ４に書き込まれる。

たとえば第５図の例ではステップ番号ｌの工程が先ず開
始され、ユニットシーケンスＡが動作し、ユニットシー
ケンスＡの起動フラグＦｌがオンされ、その後該ユニッ
トシーケンスＡのユニットでの所定工程が完了してその
ユニットＡの停止フラグがＦ２がオンとされると、次に
ステップ番号２に移りユニットシーケンスＢ、Ｃ，Ｅが
起動フラグＦ３．Ｆ４．Ｐ５を読み起動し、各ユニット
Ｂ、Ｃの所定工程が終了するとステップ３に移りユニッ
トシーケンスＤが起動する。

運転スケジュールデータを参照し各工程毎に工程の歩進
条件を常時監視し、条件が満たされればその工程で起動
するユニットシーケンスの開始フラグをオンし、停止す
るユニットシーケンスの停止フラグをオンする。歩進条
件は制御コンピュータ内の全ての信号が使用でき、その
アルゴリズムもＡＮＤ条件、ＯＲ条件の組合せによりそ
の制限はない。また、運転スケジューラでは各工程毎に
ステップＮＯ１、及び運転工程ＮＯ９を管理し運転監視
、工程表示等に活用する。

バッチプラントに於いて運転スケジューラは各槽毎に設
けられるが、連続プラントでも基本的には使用可能であ
り、汎用的なプログラムである。

運転スケジューラの運転モードには自動運転と工程運転
とがあり、自動運転は工程の歩進条件のみで工程の移行
を行い、工程運転は工程の歩進条件が成立しても歩進フ
ラグかオンするまで工程の移行は行わない。したがって
、運転スケジューラ固有のフラグとして工程運転フラグ
と歩進フラグが設けられている。

上記の溝底において、制御コンピュータ２０内のユニッ
ト３０には第１図の）に示すように仕込ユニットシーケ
ンス３０−１１昇温ユニツトシーケンス３０　２、冷却
ユニットシーケンス３０−３、移送ユニットシーケンス
３０−４が設けられている。各ユニットシーケンスには
第４図に示すフローチャートに対応するプログラムが書
き込まれている。

いまたとえば仕込ユニットと昇温ユニットを使用して品
種Ａの製品を製造するためのシーケンス制御を行う場合
の制御方法について説明する。

まず仕込ユニットについては原料Ａ（品種ＡにおけるＡ
とは無関係である。）の仕込量を銘柄管理コンピュータ
２９から入力すると、この仕込量は運転開始時、オペレ
ーターズコンソール２６から品名が人力されると、ＲＡ
Ｍ３３内のデータバッファ３３Ｘの仕込ユニットに対応
して設けた区域に書き込まれる。

また昇温ユニットについては昇温限度「８５℃」を上記
と同様に銘柄管理コンピュータ２９から入力するとこの
昇温限度はデータバッファ３３Ｘの昇温ユニットに対応
して設けた区域に書き込まれる。

他の必要な条件、たとえばセンサの番号、開閉されるべ
きバルブの番号、起動・停止すべきポンプやモータの番
号などがデータバッファ３３Ｘに書き込まれる。

一方、運転スケジューラ３１には第７図に示すように品
種Ａの製造に必要な歩進条件やステップ番号、工程番号
、起動・停止フラグ番号を銘柄管理コンピュータ２９か
ら入力すると、これらのデータは運転開始時、オペレー
ターズコンソール２６から入力された品名に従って、Ｒ
ＡＭ３３を用いたデータバッファ３３Ｙに、たとえば第
７図に示すように工程番号別に書き込まれる。

そして実際の運転時には各ユニットシーケンスは第４図
のステップＳ　８．Ｓ　９．Ｓ　１２．Ｓ　１３におい
て、データバッファ３３Ｘの該当区域を読んで、たとえ
ば昇温ユニットにおいては第３図に示すプログラムにデ
ータを取り込みつつシーケンス制御を実行する。

上記のような設定を行ったのち、制御システムのスター
トを行うと、ステップ番号がｒＮに設定されている仕込
ユニットシーケンス３０−１が最初に選択される。そし
て工程が進みステップ３となると昇温ユニットシーケン
スが起動され、第３図に示したステップ番号から９１４
までのプログラムを実行し、ステップＳ１４でのフラグ
のリセットが完了すると、運転スケジューラ３１はタイ
マーユニットシーケンス７を選択、起動する。

なお複数のユニットシーケンスについて開始フラグを同
時に設定しておくことにより、複数のユニットシーケン
スを同時に並行運転することができる。

また運転スケジューラを使用せずに単独運転によって所
要のユニットシーケンスを操作者が各ユニットの動作状
態を観察しながら起動してシーケンス制御することもで
きる。

上述の本発明のシーケンス制御方法をまとめれば設備の
運転を最小機能操作単位の集合と考え、最小機能単位に
作成したシーケンスであるユニットシーケンスの組み合
わせにより実現したもので、ユニットシーケンスが並列
処理する事により銘柄運転が行われ、製造すべき品種す
なわち銘柄に依存する運転条件等はユニットシーケンス
個々の計器パラメータとして銘柄毎に管理すればよい。

そしてユニットシーケンス毎に 開始フラグ（自動・手動） 停止フラグ 中断フラグ 実行中フラグ 完了フラグ を設け、運転スケジューラ、押釦シーケンスとの取り合
いやユニット間のインターロック、工程表示等に使用し
ている。

ユニットシーケンス個々に単独操作押釦シーケンスを作
成し、個々に起動／停止が出来る。

運転スケジューラがあり工程毎に起動／停止を行うユニ
ットシーケンスの開始フラグ・停止フラグをオンする。

フラグのリセットはユニットシーケンス側で行う。

運転スケジューラのパラメータとして次工程への歩進条
件と各工程で起動／停止を行うユニットシーケンスの情
報及び各工程の名称があり運転スケジュールデータとい
う。

運転スケジューラの各ステップ（工程）毎に運転工程Ｎ
Ｏｌを管理し、番号と名称とを対応させるマスター（第
９図）を参照し工程表示を行う。

運転スケジューラの動作モードに自動運転と工程運転と
があり、押釦シーケンスより運転スケジューラ固有の工
程歩進手動フラグをオンすれば工程運転モードとなり、
次工程への歩進条件が成立しても次工程へ移行しない。

また、工程運転中に運転スケジューラ固有の工程強制歩
進フラグをオンすれば次工程への歩進条件が成立してい
なくても次工程へ移行する。工程運転中に工程歩進手動
フラグをオフすれば工程運転から自動運転に切り替わる
。

銘柄データとして 運転スケジュールデータ 計器パラメータ がある。

発明の効果 上述のようにこの発明によれば、設備の運転を最小機能
操作単位の集合と考え、最小機能単位に作成したシーケ
ンスであるユニットシーケンスの組み合わせにより実現
したもので、ユニットシーケンスが並列処理する事によ
り銘柄運転が行われるから、 １）−度ノーケンスプログラムを作成すれば、プロセス
の変更がない限りパラメータの登録・変更で工程の組替
え、品種の追加等が簡単に行なえる。

２）したがって、シーケンスプログラミングを理解して
いない人でも工程の組替え、品種の追加等が簡単に行な
える。

３）設備の変更であっても関係するユニットシーケンス
のみ変更すればよく、変更に伴いデバッグ作業が効率的
である。

４）試作に対する対応が早い。

５）生産に関する様々な試行が行いやすく、サイクルタ
イムの短縮、品質の向上等が効果を発揮する。

６）制御システムの設計段階において、あまり品種を意
識した設計を行う必要がなく多品種生産設備に効果を発
揮する。

７）考え方がシンプルであり、シーケンスプログラムの
メンテナンスがやり易い。

【図面の簡単な説明】

第１図りは本発明の制御方法に用いられる装置のブロッ
クダイヤグラム、第１図（Ｂ）は第１図（ＡＩ）要部に
おける詳細なブロックダイヤグラム、第２図は本発明が
適用される設備の一例を示すブロック図、第３図は昇温
ユニットのユニットシーケンスを示すフローチャート、
第４図は一般的なユニットシーケンスのフローチャート
、第５図及び第６図は運転スケジューラの一例を示す図
、第７図は運転スケジューラの記憶エリアの一例を示す
図、第８図はユニットシーケンスに用いられるパラメー
タの記憶エリアを示す図、第９図は運転工程名称マスタ
ーの内容を示す図である。 ｌ・・Ａ原料仕込みユニット、 ２・・・Ｂ原料仕込みユニット、 ３・・・昇温ユニット、　４・・・循環ユニット、５・
・・攪はんユニット、６・・真空ユニット、７・・・タ
イマーユニット １０・・・処理槽、１１．１２・・・バルブ、！３・・
・加熱ジャケット、　　１４・・・温度センサ、１５．
１６・・・流量積算計、 ７・・・コントロールバルブ、　　１８・・・回転計、
９・・・真空センサ、２０・・制御コンピュータ、ｌ・
・・センサ、　　２２・・・操作器、３・・・リレーモ
ジュール、２４・・・キーボード、５・・・ＣＲＴ、２
６・・・オペレータコンソール、７・・・キーボード、
　２８・・・ＣＲＴ。 ９・・・銘柄管理コンピュータ、 ０・・・ユニットシーケンス、 ■・・・運転スケジューラ、 ２・・・フラグエリア。 ３・・・ＲＡＭ ４・・・処方せんデータ 第　１　　！！Ｉ（日）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）銘柄や工程に依存しない設備固有の最小機能単位
   であるユニットの運転開始から運転完了までの一連の動
   作プログラムであるユニットシーケンスを各ユニットに
   ついて設けるとともに、上記ユニットシーケンス個々に
   他のユニットシーケンス又は他のプログラムと連携動作
   するためのフラグを割り当てて、所要のフラグを各ユニ
   ットシーケンス毎に判断しながらユニットシーケンス内
   でのプログラム制御を進行させる一方、銘柄個々の運転
   条件をパラメータとしてユニットシーケンスに取り込み
   上記フラグの判断と取り込んだパラメータとに従ってシ
   ーケンス制御をすることを特徴とするシーケンス制御方
   法。
2. （２）ユニットシーケンスを複数同時に並列処理させる
   ことにより銘柄運転を実現させる請求項（１）記載の制
   御方法。
3. （３）各工程毎に歩進条件、起動／停止ユニットシーケ
   ンス、または更に運転工程名称をパラメータとして持ち
   、工程管理を行う運転スケジューラを用いた請求項（１
   ）記載の制御方法。
4. （４）上記ユニットシーケンスと運転スケジューラを組
   合せ銘柄運転を実現させる請求項（１）記載の制御方法
   。