JPH04195610A - プロセス制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、プロセス制御装置、特にサイクリックに演
算が実行され、かつ演算内容が変更できるプロセス制御
装置に関する。

（ロ）従来の技術 プロセス制御装置には、第３図に示すように、外部入力
処理部１と、中央処理部２と、パラメータ設定部３と、
リアルタイムクロック発生部４と、外部出力処理部５と
からなるものがある。外部入力処理部１は、マルチプレ
クサ、Ａ／Ｄ変換器等を含み、中央処理部２はＣＰＵ、
メモリ等を含み、パラメータ設定部３は、キーボード・
デコーダ等を含む。また、リアルタイムクロック発生部
４は、発振器、分周器等を含み、外部出力処理部５はマ
ルチプレクサ、Ｄ／Ａ変換器等を含む。リアルタイムク
ロック発生部４からは、クロック周期が設定されること
により、この設定したクロック周期に対応して、発振器
からの分周比が決定され、サンプリング周期毎のリアル
タイムクロックパルスを発生し、中央処理部２に人力す
る。中央処理部２のＣＰＵは回路動作の制御と内部演算
を実行し、メモリは、基本プログラム、演算サブルーチ
ン、固定データテーブルなどを格納するＲＯＭ、作業領
域ならびに演算内容（パラメータ）を格納するために使
用されるＲＡＭから構成される。

この従来のプロセス制御装置では、第４図に示すように
、電源投入または装置リセットで初期処理が起動し、サ
ンプリング周期の設定値Δｔに基づいてリアルタイムク
ロック周期を設定し、さらにその他の初期処理（作業領
域のクリアや初期データの設定）を実行する。その後空
き時間があった後、はじめて発生するリアルタイムクロ
ックパルスでサイクリック処理が起動する。サイクリッ
ク処理は第５図に示すように、外部入力処理、ブロック
１〜ブロツク１００の演算処理、外部出力処理の順に実
行し、その後空き時間があった後、次のリアルタイムク
ロックパルスの発生でふたたびサイクリック処理が起動
し、以下、同様にサンプリング周期毎に起動され、実行
される。

また、第６図に示すように、パラメータ設定操作が行わ
れると、パラメータ設定指令が発生し、割込優先処理に
より、サイクリック処理の終了直後からパラメータ設定
処理が起動する。しかし、次のリアルタイムクロックパ
ルスが発生するとパラメータ設定処理を一時中断し、サ
イクリック処理を実行し、その後パラメータ設定処理を
再開し、以後、これを繰り返し、メモリ上のパラメータ
データを実際に書き替えてパラメータ設定処理が終了す
る。ここでパラメータとは、例えば演算ブロック毎の演
算内容や、サンプリング周期の設定値等である。パラメ
ータ設定指令は、例えば「設定」あるいは「変更ｊ等の
キー操作によって発せられる。

第７図に、上記初期処理、サイクリック処理及びパラメ
ータ設定処理の処理をフロー図で示してあり、図中、実
線は処理の流れを、破線はデータの流れを示している。

ブロック１〜ブロツク１００の各ブロックの演算処理で
は、ＲＡＭ上の演算内容（パラメータデータ）が参照さ
れ、それに対応するＲＯＭ上のサブルーチンが呼び出さ
れ、順次実行される。また、パラメータ設定処理では、
ＲＡＭ上の演算内容を書き替える。初期処理の際、参照
されるサンプリング周期設定値Δｔもパラメータの一つ
であり、ＲＡＭ上に存在し、読み出される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した従来のプロセス制御装置では、サイクリックに
演算を実行する場合のサンプリング周期は、装置により
固定されているか、または演算内容による処理時間を考
慮して、人手により選択していた。

ところで、サンプリング周期は可能な限り、短い方が一
般には制御性が良い。しかし、従来のようにサンプリン
グ周期が固定であれば、演算内容がわずかで処理時間が
長くかからない場合に、周期内のむだ時間が多くなるし
、人手により選択できるならば、演算内容を変更するた
びに制御性をよくするため、適当なサンプリング周期を
選択して設定する手間がかかり、また、誤って処理時間
に対して不適当な短すぎるサンプリング周期を選択する
おそれがあり、誤選択すると処理が正常に完了しなくな
るという問題があった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、演算内容を設定・変更しても、最適なサンプリング
周期を自動的に選択し、かつ同時にリアルタイムクロッ
クの周期を設定し得るプロセス制御装置を提供すること
を目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明のプ
ロセス制御装置は、外部人力処理部と、リアルタイムク
ロック発生部と、パラメータ設定部と、外部出力処理部
と、電源投入または装置のリセットによる割込みで起動
する初期処理手段と、前記リアルタイムクロック発生部
からのリアルタイムクロックパルスによる割込みで起動
され、外部から入力信号を取込み、所定の演算を実行し
、外部へ出力するサイクリック処理手段と、パラメータ
設定指令による割込みで起動するパラメータ設定処理手
段とを備えるものにおいて、前記パラメータ設定処理手
段は、演算処理時間のトータル値を算出する演算処理時
間トータル算出手段と、この演算処理時間トータルから
最適サンプリング周期を選択し、設定する最適サンプリ
ング周期選択、設定手段と、この最適サンプリング周期
に対応するクロック周期を前記リアルタイムクロック発
生部に設定するクロック周期設定手段とを特徴的に備え
ている。

このプロセス制御装置では、演算内容を設定変更する際
、パラメータ設定部からパラメータ設定指令が出ると、
パラメータ処理手段（中央処理部）が起動され、設定デ
ータを読み込み、その設定データをもとに、演算内容の
設定を行う。同時に演算処理時間のトータルを算出し、
このトータル値に基づき、最適なサンプリング周期（ト
ータル値よりも大で、できるだけ短い時間）を選択して
設定し、さらにリアルタイムクロック周期を設定する。

これにより、メモリ上の演算内容が書き替えられると同
時に、リアルタイムクロック周期設定手段よりリアルタ
イムクロック発生部に対して最適なサンプリング周期の
設定がされる。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

この発明が実施されるプロセス制御装置のハード構成は
、第３図に示したものと同様である。

この実施例プロセス制御装置のフロー図を、第７図に示
したものと比較し相違するもののみを図示すると第１図
に示すものとなり、パラメータ設定処理ルーチンが相違
している。中央処理部２のメモリにはＲＯＭに、Σ（加
算）、Δ（減算）、×（乗算）、÷（除算）、ｆ（開平
）・・・等のサブルーチン（第７図と同様）の他、各演
算の最大処理時間が記憶されている。また、メモリのＲ
ＡＭには、サンプリング周期の設定値、ブロック１、・
・・、ブロック１００の演算内容の設定値（演算内容を
特定するコード阻）が記憶されている。なお、第２図に
、この実施例プロセス制御装置の処理タイミング例を示
している。

サイクリック処理中に、パラメータ設定部３よリパラメ
ータ設定指令が入ると、割り込み優先処理により、サイ
クリック処理の終了直後からパラメータ設定処理が起動
する。パラメータ設定処理のスタートで、先ずパラメー
タ設定値の読み込みを行う（ステップ５ＴＩ）。そして
、この読み込まれた設定データと、その最大処理時間を
もとにトータル処理時間Ｔの算出を行う（ステップ５Ｔ
２）。図示例では、ブロック３０の演算内容をΔ（減算
）から÷（除算）に設定変更する場合を示している。ト
ータル処理時間Ｔは、ブロック１がらブロック１００ま
での各ブロック毎の最大演算処理時間のトータルである
から、ブロック３０の演算内容をΔから÷に変更する場
合は、それまでのトータル処理時間からΔの最大処理時
間を減じ、十の最大処理時間を加算すればよい。

次に、トータル処理時間Ｔがそれまでのサンプリング周
期Δｔより大きいか判定しくステップ５Ｔ３）、この判
定がＹＥＳであれば、先ずトータル処理時間Ｔよりも大
きく最も短い時間のΔＬ′を最適なサンプリング周期と
して選択し、かつ設定する。つまりＲＡＭに記憶する（
ステップ５Ｔ４）。またリアルタイムクロック周期もリ
アルタイムクロック発生部４に再設定する（ステップ５
Ｔ５）。そして最後に演算内容÷を、ＲＡＭのブロック
３０に設定する（ステップ５Ｔ５）。ここで、Ｔ〉Δｔ
なら演算内容÷を最後に設定しているのは、先に演算内
容を変更すると、変更後に、次のリアルタイムクロック
の到来でサイクリック処理に入ると、サンプリング周期
Δｔが元のままで、演算内容のみが新しく変更され、処
理時間がΔＬを越え、演算処理がすべて終了できないお
それがあるためである。

したがって、ステップＳＴ３でＴ〉Δｔでない場合は、
そのおそれがないので、演算内容÷をＲＡＭのブロック
３０のΔに代えて書き込み、設定（ステップ５Ｔ７）、
次にこのトータル処理時間をもとに、処理を完了できて
、かつ最も短いサンプリング周期である最適なサンプリ
ング周期Δｔ゛ヲ求め、これをサンプリング周期の設定
値ΔＬに替えて書き替える。つまりＲＡＭに設定する（
ステップ５Ｔ８）。また、リアルタイムクロック周期も
リアルタイムクロック発生部４に再設定する（ステップ
５Ｔ９）。なお、第２図に例示するようにパラメータ設
定処理が終了するまでに、次のリアルタイムクロックが
入ると、パラメータ設定処理を中断してサイクリック処
理に戻り、このサイクリック処理の終了で、パラメータ
設定処理を再開し、以後パラメータ設定処理の終了まで
リアルタイムクロックで中断、サイクリック処理の終了
で再開を繰り返す。パラメータ設定処理の終了でサンプ
リング周期、及びリアルタイムクロック周期Δｔを新た
な値Δｔ“に変更する。以後サンプリング周期はΔｔ′
となり、リアルタイムクロックパルスもΔｔ゛周期で発
生される。

なお、上記実施例において、外部入力処理部及び外部出
力処理部は、通信によるデータ送受であってもよい。ま
た、リアルタイムクロック発生部は、発振器、分周器等
のハード構成を想定しているが、ソフトウエアフ゛ロン
クで置きかえてもよい。

また、演算内容は、ブロック毎に設定し、演算内容に対
応するサブルーチンを呼び出す方法としているが、ブロ
ック毎に入出力処理と演算内容をステップ式に設定する
方法でもよく、要するにサイクリックに処理する部分に
必要なトータル時間をもとにサンプリング周期を選択す
ればよい。

（へ）発明の効果 この発明によれば、そのときの演算の処理時間に対応し
た最適なサンプリング周期が自動的に設定されるため、
手間がかからずに良い制御性が得られる。また、演算内
容を変更するたびに必要に応じてサンプリング周期を自
動的に最適な値に設定されるため誤って不適当なサンプ
リング周期の設定されるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、第１図（Ｂ）は、この発明の一実施例プ
ロセス制御装置のパラメータ設定処理を説明するための
フロー図、第２図は、同実施例プロセス制御装置の処理
タイミングを示す図、第３図は、この発明が実施される
プロセス制御装置のハード構成を示すブロック図、第４
図は、同プロセス制御装置の初期処理のタイミングを示
す図、第５図は、同プロセス制御装置のサイクリック処
理のタイミングを示す図、第６図は、従来のパラメータ
設定処理のタイミングを示す図、第７図は、従来のプロ
セス制御装置の処理動作を説明するためのフロー図であ
る。 １：外部入力処理部、２：中央処理部、３：パラメータ
設定部、 ４：リアルタイムクロック発生部、 ５：外部出力処理部。 特許出願人　　　　　　株式会社島津製作所代理人　　
弁理士　　　中　村　茂　信第１図（Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部入力処理部と、リアルタイムクロック発生部
   と、パラメータ設定部と、外部出力処理部と、電源投入
   または装置のリセットによる割込みで起動する初期処理
   手段と、前記リアルタイムクロック発生部からのリアル
   タイムクロックパルスによる割込みで起動され、外部か
   ら入力信号を取込み、所定の演算を実行し、外部へ出力
   するサイクリック処理手段と、パラメータ設定指令によ
   る割込みで起動するパラメータ設定処理手段とを備える
   プロセス制御装置において、 前記パラメータ設定処理手段は、演算処理時間のトータ
   ル値を算出する演算処理時間トータル算出手段と、この
   演算処理時間トータルから最適サンプリング周期を選択
   し、設定する最適サンプリング周期選択、設定手段と、
   この最適サンプリング周期に対応するクロック周期を前
   記リアルタイムクロック発生部に設定するクロック周期
   設定手段と、 を備えたことを特徴とするプロセス制御装置。