JPH04127301A - プログラマブルコントローラの制御方法 - 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〕 本発明はプロセスを制御するプログラマブルコントロー
ラの制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来プロセスを制御するプログラマブルコントローラは
ラダープログラムで動作していた。ＡＮＤ、ＯＲのロジ
ック素子で構成される制御回路が電力プラントの制御に
使われるのに対し、リレーやタイマで構成されるワイヤ
ードロジックシーケンス回路は、その回路図が制御用電
源の間にリレーやタイマを接続し縦書きで表わされ梯子
（ラダー）のイメージを与えることからラダー＠路とも
呼ばれ２産業プラントの制御に使われている。ラダープ
ログラムはシーケンス制御の動作順序をプログラマブル
コントローラのプログラムとして表わしたものである。

上記ラダープログラムに対し、新しいプログラム言語の
フローチャート式言語で表わしたフローチャート式言語
プログラムが開発されている。フローチャート式言語プ
ログラムには下記のような特徴がある。

ｌ）制御対象となる機械の動作手順そのままでプログラ
ミングできるので、プログラミングに要する設計時間が
短い。

２）機械の試運転を行なう時、動作をプログラムの１ス
テツプずつ確認していくことができ、短時間で完了する
。

３）動作しているプログラムのステップが一目で認識で
き、その時のオン・オフも表示されるのでメインテナン
スが容易である。

４）動作がフローチャートで表示されるので、動作内容
が良くわかり、プログラムの設計者以外の人でもプログ
ラムの改造・変更が容易にできる。

従来のラダープログラムと、フローチャート式言語プロ
グラムをリンクさせる方法は安用電機技報の第５３巻、
通巻第２０３号、第１３３〜１４０頁（１９８９，Ｎｏ
、２）に記載されているように異常時に、主プログラム
であるラダープログラムから異常処理シーケンス（重故
障工程ともいう）であるフローチャート式言語プログラ
ムを起動していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はプロセス制御用コントローラの制御用プ
ログラムの主体となる部分がラダープログラムで表わさ
れており、プログラムの構造化について配慮がされてお
らず、例えばシーケンス演算ではリレ一番号は特定のデ
ータ番地のビット番号として、また数値演算ではレジス
タ番号といったハードウェアを意識したプログラミング
スタイルをとっていた。この為プログラムのドキュメン
ト性が非常に低く、プログラムの開発、変更、改造とい
った作業の能率が悪かった。また、プログラム開発の平
行作業が困難であり、プログラムが完成しても実機に組
み込むまでシステムのテストが出来ない、実機で稼動中
に発生するトラブル解決時に切り離しが困難であり、実
機運転ノウハウと生産の為のノウハウが同じプログラム
に混在することによる機密漏洩の問題があった。

本発明の目的は、制御用プログラム開発の生産性及び保
守性を向上させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的はラダープログラムと、運転工程フロー上に強
制ジャンプ機能と強制出力インターロック機能を設けた
フローチャート式言語プログラムと、の双方からアクセ
スする中間レジスタを介して同期をとりプラントを制御
することにより達成される。

上記目的は、前記フローチャート式言語プログラムで運
動工程を表示する場合、条件成立と条件不成立を分離し
条件不成立の場合は該当するアドレスを点滅させて表示
することにより達成される。

〔作用〕

上記構成によれば、フローチャート式言語プログラムの
運転工程フロー上に強制ジャンプ機能と強制出力インタ
ーロック機能とを設けることにより、フローチャート式
を語プログラムで運転状態の制御が可能となり、プラン
トの操作手順どおりに入力すればフローチャート式言語
プログラムが作成出来るので制御用プログラムの生産性
、保守性を向上させることができる。

また、フローチャート式言語プログラムで運動工程を表
示する場合、条件成立と条件不成立を分離し条件不成立
の場合は該当するアドレスを点滅させることにより、制
御が実行されていない機器がただちに判明し、保守性を
向上させることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を上下水道′Ｊｆ＃のポンプの制御を例
にとり説明する。

上下水道８ｆ＃の広大な敷地の各所にポンプが据付られ
、そのポンプはすぐ傍のワイヤーロジックで構成された
現場操作盤と中央操作室の計器盤に搭載されたプログラ
マブルコントローラで制御されている。従来は現場操作
盤でのみポンプの運転・停止操作が行われ、運転員が現
場操作盤でポンプの運転を行なった後現場操作盤の制御
モードを中央操作室に切替えて広大な敷地の中を中央操
作室へ戻る迄次の操作が出来ず長い空白時間（時定数）
があった。

第１図は本実施例の制御系の構成と制御モードを示した
もので、始めに制御機器の説明をする。

ポンプの傍にある現場操作盤３には操作開閉器として中
央と現場の切替を行なう操作切替開閉器４．ポンプの運
転・停止を行なう操作開閉器８、ポンプ吐出弁の開閉を
行なう操作開閉器９、ポンプの軸受を冷却する冷却水ポ
ンプの運転・停止を行なう操作開閉器１０及びポンプの
軸受に潤滑油を供給する潤滑油ポンプの運転・停止を行
なう操作開閉器１１が設けられている。操作切替開閉器
４は現場と中央の間がオーバラップ機構となっているの
で現場から中央へ制御モードを切替えてもポンプを運転
する制御動作は保持される。

中央操作室には現場操作盤３と接続するコントローラ２
とコントローラ２に接続する中央操作デスク１が設けら
れている。中央操作デスク１には自動運転と手動運転の
切替を行なう押釦切替器５゜ポンプの運転・停止を行な
う押釦開閉器６、ポンプ吐出弁の開閉を行なう押釦開閉
器７が設けられ自動運転を選択すると上位のコンピュー
タによるＤＤＣ制御が行われる。一方、手動運転を選択
すると押釦開閉器６、押釦開閉器７の操作によりポンプ
の運転・停止及びポンプ吐出弁の開閉を行なうことが出
来る。中央操作デスク１で各切替器や開閉器を操作する
とその内容はコントローラ２に伝送されフローチャート
式言語で表わされたプログラムとシーケンス制御をプロ
グラム化したラダープログラムにより制御演算が行われ
る。

第２図はコントローラ２の構成を示したものである。コ
ントローラ２はプログラマブルコントローラであるから
制御演算を行なう演算部２０と、データを中央操作デス
ク１及び現場操作盤３との間で入出力する入出力装置２
１を備えている。演算部２０はフローチャート式言語プ
ログラムを実行するフローチャート式言語プロセッサ２
２、ラダープログラムを実行するラダープロセッサ２３
、フローチャート式言語プログラムとラダープログラム
を格納するメモリ２４、フローチャート式言語プログラ
ムとラダープログラムの同期化を行なう中間レジスタ２
６、中間レジスタ２６へアクセスする競合回路２５と■
／○インターフェース２７及びデータバス２８を備えて
いる。演算部２０と入出力装置２１は工／○インターフ
ェース２７を介して接続される。

第３図はプログラムの基本的な構成を示す。各機器３６
．３８．４０をそれぞれ制御するラダープログラム３５
．３７．３９と、フローチャート式言語プログラム３０
と、各ラダープログラム及びフローチャート式言語プロ
グラム３ｏがら読み書き可能な中間レジスタ３１がある
。ラダープログラム３５は機器３５の制御操作内容を記
述し、ラダープログラム３７は機器３８、ラダープログ
ラム３９は機器４０の制御操作内容をそれぞれ記述して
いる。フローチャート式言語プログラム３０は上記ラダ
ープログラムと機器の組合せである機器全体３２．３３
．３４を制御するプラントの制御操作内容を記述してい
る。

第４図に第３図で説明した中間レジスタの構成及びフロ
ーチャート式言語プログラムとラダープログラムからの
アクセスを説明する。

Ｘは機器からの外部実装接点六方、 Ｙは機器への外部実装接点出力、 Ｒは内部レジスタ。

Ｊはフローチャート式言語プログラムからラダープログ
ラムへデータを伝送するトランスファレジスタ、 Ｑラダープログラムからフローチャート式言語プログラ
ムからヘデータを伝送するレシーブレジスタ、 ＸＷは外部入力ワードレジスタ、 ＹＷは外部出力ワードレジスタである。

この中間レジスタへはフローチャート式言語プログラム
及びラダープログラムから共通名称の例えばＸ、Ｙ、Ｒ
等によりアクセスが出来る。本図に示した中間レジスタ
は実施例であり、その名称５種類、数により本発明が限
定されるものではない。

第５図は制御モードの切替とポンプの運転・停止を行な
うコントローラのラダープログラムの内容を示す。

現場運転操作の場合、運転員がポンプのある現場に行き
現場操作盤３の操作切替開閉器４を現場モードに切替え
操作開閉器８で運転指令を出すとラダープログラムがイ
ンターロックを確認しボンプ運転指令を出す。

中央操作室運転操作の場合、運転員がポンプのある現場
に行き現場操作＠３の操作切替開閉器４を中央モードに
切替えた後、中央操作室に戻り中央操作デスク１の押釦
切替器５を手動運転に切替え押釦開閉器６で運転指令を
出すとラダープログラムがインターロックを確認しポン
プ運転指令を出す。また、上記押釦切替器５を自動運転
に切替えるとＤＤＣ制御が運転指令を出しラダープログ
ラムがインターロックを確認しポンプ運転指令を出す。

現場停止操作の場合、運転員がポンプのある現場に行き
現場操作盤３の操作切替開閉器４を現場モードに切替え
操作開閉器８で停止指令を出すとラダープログラムがイ
ンターロックを確認しポンプ停止指令を出す。

中央操作室停止操作の場合、運転員がポンプのある現場
に行き現場操作盤３の操作切替開閉器４を中央モードに
切替えた後、中央操作室に戻り中央操作デスク１の押釦
切替器５を手動運転に切替え押釦開閉器６で停止指令を
出すとラダープログラムがインターロックを確認しポン
プ停止指令を出す。また、上記押釦切替器５を自動運転
番こ切替えるとＤＤＣ制御が停止指令を出しラダープロ
グラムがインターロックを確認しポンプ停止指令を出す
。

なお、吐呂弁の開閉・停止もポンプと同様なラダープロ
グラムで制御される。

第６図に中間レジスタを用いてフローチャート式言語プ
ログラムとラダープログラムを同期化する基本的な構成
を示す。ラダープログラムにおいてフローチャート式言
語プログラムの実行ステップ番号毎に手動条件、インタ
ーロックを含んだプログラムを作成し、この時自動運転
の接点をトランスファレジスタを用いて、Ｊ　ＯＯ］と
フローチャート式Ｎ語プログラムの実行ステップ番号に
一致させておき、さらにインターロックラダーのＹｏｌ
ｏも一致させておく。

一方フローチャート式言語プログラムにおいてトランス
ファレジスタＪＯＯＩを用いてフローチャート式言語プ
ログラムの出力によりラダープログラムを起動する形で
自動運転時のプロセス全体のフローを記述する。

第７図に中間レジスタを用いてフローチャート式言語プ
ログラムとラダープログラムを同期化する構成に強制ジ
ャンプ機能を設けた実施例を示す。

始めに、ラダープログラムにおいてプラントの現場操作
盤３よりポンプを起動して運転状態にし。

現場操作盤３の操作切替開閉器４を中央モートに切替え
た場合、フローチャート式言語プログラムのスタート条
件より強制ジャンプ機能を使いラダープログラムのＲＯ
Ｏ９に対応するフローチャート式言語プログラムの実行
ステップ番号ＲＯＯ９に強制ジャンプし運転状態に移行
させてフローチャー１・式言語プログラムにより制御を
続ける６同様にラダープログラムのＲＯＯＡに対応する
フローチャート式言語プログラムの実行ステップ番号Ｒ
ＯＯＡに強制ジャンプさせる。

このようにしてフローチャート式言語プログラムに強制
ジャンプ機能を設けることにより、ラダープログラムで
運転状態にした機器をフローチャート式言語プログラム
で運転状態を継続して制御することが出来る。

第８図に中間レジスタを用いてフローチャート式言語プ
ログラムとラダープログラムを同期化する構成に強制ジ
ャンプ機能を設け、運転工程中に停止指令及び重故障指
令があった場合の実施例を示す。

通常運転工程は、起動条件が成立しポンプ運転の要求で
冷却水ポンプ及び潤滑油ポンプに運転指令を出し、冷却
水ポンプ運転確認と潤滑油ポンプ運転確認の条件でポン
プ運転指令を出し、ポンプ運転確認により吐出弁閉指令
で吐出弁を全開しポンプ運転状態に入る。

また、停止工程はポンプ運転状態においてポンプ停止の
要求で吐出弁閉指令を出し、吐出弁の全開を確認後ポン
プ停止指令を出し、ポンプの停止を確認後冷却水ポンプ
及び潤滑油ポンプに停止指令を出し、冷却水ポンプ及び
潤滑油ポンプの停止を確認して終了する。

更に、重故障工程は一ヒ記運転工程において吐出弁閉指
令とポンプ停止指令を同時に出し、吐出弁の全閉とポン
プの停止を確認後冷却水ポンプ及び潤滑油ポンプに停止
指令を出し、冷却水ポンプ及びｇｉ油ポンプの停止を確
認して終了する。

フローチャート式言語プログラムで運転工程中停止指令
及び重故障指令が入った場合、フローチャート式言語プ
ログラムの停止・重故障工程へコントロールが強制ジャ
ンプ機能により移行する。

その後停止・重故障工程の各ステップの実行を完了し運
転工程は終了する。

第９図に中間レジスタを用いてフローチャート式言語プ
ログラムとラダープログラムを同期化する構成に強制イ
ンターロック機能を設け、運転工程中に重故障指令があ
った場合の他の実施例を示す。

フローチャート式言語プログラムの重故障指令があった
場合のみ条件式により、通常オン・オフしているものに
対してｙナンバ（［インターロック条件オン］、［イン
ターロック解除オン］）を指定することにより、強制的
に出力Ｙ零本木をオン・オフし停止工程と重故障工程が
同一工程で表わされる。

（１）インターロック条件式の有効範囲としては、外部
出力ｙｏｏｏは■式で条件１が成立すればオンし、条件
１が成立していなければｙｏｏｏをオフし次のステップ
へ進む。■式実行後は■式の条件解除式まで条件式１が
有効となり、■〜■の範囲を条件１の有効範囲と呼ぶ。

条件１の有効範囲内で条件が不成立ならば外部出力をオ
フし、再び条件が成立すると外部出力をオンする。

（２）同一インターロック条件で複数点制御する時は、
■式で条件式４が成立した場合■〜■式間で条件式が有
効となり、ＹＯ２０はオンする。

■〜■式間で条件が不成立ならばＹＯ２０をオフし、再
び条件が成立するとＹＯ２０をオンする。

０式以降では条件式は影響せず、ＹＯ２０がオンであれ
ばそのままオンとなる。Ｑ：・式で条件が既に成立して
いる場合、■〜■式間でも条件式は有効となり、ＹＯ２
０はオンし■式のＹＯ２］もオフとなる。■〜■式間で
条件式が不成立ならばＹＯ２ｏはオフし、ＹＯ２１はオ
ンする。（３゛・式以降では条件式は影響せず、ＹＯ２
０がオンであればそのままオンとなり、ＹＯ２１もオフ
であればそのままオフとなる。

（３）複数のインターロック条件の動きは１′：Ｘ・、
（２）。

０）はそれぞれ条件式が成立していれば、■式はＹｏｏ
ｏをオンし、■式はＹＯＯＩをオンし、４１式はＹＯ○
２をオフし、■）式は設定式が無い為出力には何のオン
・オフも無い。インターロック操作の有効範囲は条件式
１か、０〜０式、条件式２で■〜■）式、条件式３が■
以降となる。

第１０図はフローチャート式言語プログラムの工程フロ
ー上のモニタ機能を示したものである。

フローチャート式言語プログラムは実行中にその内容が
ＣＲＴの両面に表示される。モニタ機能を大きく２種類
に分類し、１方は条件成立機能で他方は条件不成立機能
であり、条件不成立の場合はＣＲＴの画面上の該当する
アドレス即ち図でハツチングを施した部分が点滅すると
同時に人形が動いてどの工程で何が不成立の為に実行し
ないが認識出来るようにした。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フローチャート式＝ｍプログラムに強
制ジャンプ機能及び強制インターロック機能を設けるこ
とにより、現場操作盤で機器を起動した後はフローチャ
ート式言語プログラムの運動工程を運転状態へ強制的に
ジャンプさせ以降フローチャート式言語プログラムで制
御ができ、機器の操作手順そのままをプログラミング出
来るフローチャート式言語プログラムによりプログラミ
ングの生産性及び保守性が向上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る制御系の構成を示すブロ
ック図、第２図は第１図に示したコン１−ローラの構成
を示すブロック図、第３図は第２図に示したコントロー
ラのプログラムの基本的な構成を示すブロック図、第４
図は第３図で説明した中間レジスタの構成を示すブロッ
ク図、第Ｓ図は本発明の実施例に係るコントローラのラ
ダープログラムの内容を示す説明図、第６図は本発明の
実施例に係るフローチャート式言語プログラムとラダー
プログラムの同期化を説明する説明図、第７図は本発明
の実施例に係る強制ジャンプ機能を設けたフローチャー
ト式言語プログラムとラダープログラムの同期化を説明
する説明図、第８図は本発明の実施例に係る運転工程と
停止・重故障工程を有するフローチャート式言語プログ
ラムとラダープログラムの説明図、第９図は本発明の実
施例に係るフローチャート式言語プログラムに設けた強
制インターロック機能の有効範囲を説明する説明図、第
１０図は本発明の実施例に係るフローチャート式言語プ
ログラムの工程フロー上のモニタ機能を示した説明図で
ある。 １・・・中央操作デスク、２・・・コントローラ、３・
・・現場操作盤、４・・・操作切替開閉器、５・・・押
釦切替器、６・・・押釦開閉器、７・・・押釦開閉器、
８・・・操作開閉器、９・・・操作開閉器、１０・・・
操作開閉器、１１・・・操作開閉器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ラダープログラムと、運転工程フロー上に強制ジャ
   ンプ機能と強制出力インターロック機能を設けたフロー
   チャート式言語プログラムと、の双方からアクセスする
   中間レジスタを介して同期をとりプラントを制御するこ
   とを特徴とするプログラマブルコントローラの制御方法
   。 ２、前記フローチャート式言語プログラムで運動工程を
   表示する場合、条件成立と条件不成立を分離し条件不成
   立の場合は該当するアドレスを点滅させて表示すること
   を特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントロ
   ーラの制御方法。