JPH0670002U - 調節計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調節計において、操作量を演算する制御演算
部までの測定値入力系の故障を自己検査できるようにす
る。 【構成】 切換部１は制御演算部１１からの切換信号に
よって複数の測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎを切換えて
入力部３と測定値比較部２７へ出力する。入力部３は選
択された測定値ＰＶを増幅するとともにデジタル変換し
て絶縁部９へ出力する。絶縁部９はデジタル値を一度光
信号に変えてから電気信号に変換して制御演算部１１へ
出力する。制御演算部１１は入力した測定値ＰＶと設定
部１３からの設定値ＳＶに基づき操作量ＭＶを演算して
出力部１５へ出力する。測定値比較部２７は切換部１お
よび制御演算部１１からの測定値を比較して比較信号を
制御演算部１１へ出力する。制御演算部１１は比較信号
が許容範囲を越えるとき警報信号を出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は制御対象を操作する操作量を測定値と設定値から演算出力する調節計 に係り、特にその制御対象から入力した測定値に対する自己検査機能を有する調 節計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

調節計、例えば多点調節計は、図５に示すように、複数の測定値ＰＶ１、ＰＶ ２〜ＰＶｎを切換部１で選択的に切換えて入力部３へ加え、この入力部３を形成 する増幅部５でその選択された測定値ＰＶを増幅して変換部７でデジタル信号に Ａ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された測定値ＰＶをフォトカプラからなる絶縁部９を 介して制御演算部１１へ出力し、この制御演算部１１では入力した測定値ＰＶと 設定部１３で設定された設定値ＳＶとの偏差から例えばＰＩＤ演算して操作量Ｍ Ｖを出力部１５へ出力し、この出力部１５から所定の形態で複数の操作量ＭＶ１ 、ＭＶ２〜ＭＶｎを外部へ出力し、図示しない例えば射出成形機のシリンダ等の 温度制御を行なうようになっている。

【０００３】 なお、測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎを切換える切換部１は制御演算部１１か らの切換信号Ｓによって順次所定のタイミングで切換え制御される。 また、上述した多点調節計では、選択された測定値ＰＶと設定値ＳＶの偏差が 予め決められた範囲以上になったときに警報出力部１７を介して警報信号を出力 したり、制御演算部１１の主体となるＣＰＵが故障したときにＦＡＩＬ出力部１ ９を介してＦＡＩＬ信号を出力する機能等を有するとともに、外部から通信回線 によって設定部１３を介して設定値ＳＶその他のパラメータを設定することもあ る。

【０００４】 この多点調節計では、切換部１を経て制御演算部１１までの測定値の入力系に 、フォトカプラからなる絶縁部９が挿入されているから、測定点側と制御演算部 １１側が電気的に絶縁された状態となって入出力信号系統の接地について考慮す る必要がなくなり、全体の制御システム構成が簡単となるし、センサから混入し たノイズ成分の除去が可能である。 このような多点調節計Ａは、図６に示すように、射出成形機（図示せず）内に 配置した制御対象としてのヒータ２１に配置した複数の（温度）センサ（１、２ 〜ｎ）２３ａ、２３ｂ〜２３ｎを図５の切換部１に接続し、これらのセンサ（１ 、２〜ｎ）２３ａ、２３ｂ〜２３ｎからの測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎを取込 んで複数の操作量ＭＶ１、ＭＶ２〜ＭＶｎを演算出力して、例えばヒータ操作器 （図示せず）にその操作量ＭＶ１、ＭＶ２〜ＭＶｎに応じてヒータ操作器でヒ ータ電流をＯＮ／ＯＦＦして射出成形機等の温度制御を行う。

【０００５】 ところが、このような多点調節計では、図５における制御演算部１１の故障に 対してはＦＡＩＬ信号の出力で、出力部１５の故障に対しては警報信号の出力で 検知できるが、切換部１から制御演算部１１までの測定値ＰＶの入力系で故障が 生じた場合には制御対象の過昇温の状況が起こり得る。 例えば、絶縁部９を形成するフォトカプラが経時的劣化をおこして少しずつ異 常な動作をし始めた場合は、温度測定用のセンサ２３ａ、２３ｂ〜２３ｎ、制御 演算部１１および出力部１５が正常でも測定温度が正確に取り込めない場合が生 ずる。

【０００６】 そこで、上述した図６に示すように、各測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎに対応 する監視用単位調節計２５ａ、２５ｂ〜２５ｎからなる副調節計としての過昇温 監視用温度調節計２５を主調節計としての多点調節計Ａとは別に配置し、多点調 節計Ａに何等かの異常があり、しかも警報検知機能やＦＡＩＬ検知機能でその異 常が検知できない場合に、多点調節計Ａとは別の独立した過昇温監視用温度調節 計２５でその異常を検知して警報信号１〜ｎを出力できるように構成するのが一 般的であった。 例えば、射出成形機のシリンダで熱硬化性樹脂を成形加工する場合、不用意に シリンダ内が過昇温になるとその樹脂が硬化してしまい、正常な制御状態に復旧 するには大きな物理的および時間的損失が生じるから、監視用単位調節計２５を 多点調節計Ａに併設させて安全性を確保している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、多点調節計Ａに対して独立した過昇温監視用温度調節計２５を 併設する構成では、実質的に調節計が測定点の倍だけ必要となって制御システム 構成が複雑になるし、その分だけ設置場所も余分に必要となって、制御システム の小型化に対しての阻害要因となる。しかも、過昇温監視用温度調節計２５の操 作と言った余分な操作をオペレータに要求しなくてはならず、改善が望まれてい た。

【０００８】 なお、多点調節計に限らず一般的な調節計についても同様のことが言える。 本考案はこのような従来の欠点を解決するためになされたもので、操作量を演 算出力する制御演算部までの測定値の入力系で故障が生じても、検査用の副調節 計を併設することなく簡単にその異常を検知できる自己検査機能付きの調節計の 提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

このような課題を解決するために本考案は、所定の設定値および制御対象から の測定値に基づき制御演算部で操作量を演算する調節計において、その制御演算 部よりもその制御対象に近い側の測定値と制御演算部における測定値とを比較す る測定値比較部を設けるとともに、その測定値比較部からの比較結果が許容範囲 を越えるときその測定値が異常であると判断して異常信号を出力するようその制 御演算部を形成したものである。

【００１０】

【作用】

このような手段を備えた本考案では、制御対象に近い側の測定値と制御演算部 における測定値とが測定値比較部で比較され、例えば制御対象に近い側の測定値 が大きくなってその測定値比較部からの比較結果が許容範囲を越え、制御演算部 がその測定値が異常であると判断して異常信号を出力し、結果として測定値の入 力系に故障が生じたことが分る。

【００１１】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分 には同一の符号を付す。 図１は本考案に係る調節計の一実施例を多点調節計を例にして示すブロック図 である。 図１において、切換部１は後述する制御演算部１１からの切換信号Ｓによって 複数の測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎを選択的に切換えるもので、入力部３およ び後述する測定値比較部２７に接続されている。

【００１２】 入力部３は、図２に示すように増幅部５に変換部７を直列接続してなり、選択 された測定値ＰＶを増幅してＡ／Ｄ変換したデジタル測定値を変換部７から絶縁 部９へ出力するものである。 絶縁部９は公知のフォトカプラからなり、デジタル測定値を一度光信号に変換 してから電気信号に逆変換し、制御演算部１１へ出力するものである。 設定部１３は、制御演算部１１の管理下で設定値ＳＶを入力するキーボードで あって、例えば本体ケース２９に配置されており、操作者によって外部から入力 設定されるものである。もっとも、通信回線による設定値ＳＶ等の入力インター フェースとして機能させることも可能である。

【００１３】 測定値比較部２７は、切換部１からのアナログ測定値と制御演算部１１へ加え たデジタル測定値を比較し、比較結果を制御演算部１１へ出力するものであり、 図３に示すように、制御演算部１１からのデジタル測定値をアナログ測定値にＤ ／Ａ変換するＤ／Ａ変換部３１と、切換部１からのアナログ測定値を増幅してＤ ／Ａ変換部３１からのアナログ測定値とレベルを合せる増幅部３３と、Ｄ／Ａ変 換部３１と増幅部３３からのアナログ測定値を比較して比較信号Ｃを制御演算部 １１へ出力する比較部３５から形成されている。 比較部３５から制御演算部１１への比較信号Ｃとしては、切換部１からの測定 値が制御演算部１１からの測定値より大きいときにプラスの比較信号Ｃを、逆に 制御演算部１１からの測定値の方が大きいときにはマイナスの比較信号Ｃを出力 したり、切換部１からの測定値の方が大きいときにプラスの高レベルの比較信号 Ｃを、制御演算部１１からの測定値の方が大きいときにはプラスの低レベルの比 較信号Ｃを出力する等、種々の形態が可能である。

【００１４】 図３の測定値比較部２７は、制御演算部１１と切換部１からの測定値をアナロ グ状態で比較する構成であるが、図４に示すように、デジタル状態で比較する構 成も可能である。 すなわち、切換部１からのアナログ測定値を増幅する増幅部３７と、この増幅 されたアナログ測定値をデジタル測定値にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部３９と、 これらデジタル測定値を比較する比較部４１から形成することも可能である。 制御演算部１１は、ＣＰＵや、このＣＰＵの動作プログラムを格納したＲＯＭ 等を有するマイクロコンピュータであり、入力された測定値ＰＶと設定部１３か ら設定された設定値ＳＶとの偏差から例えばＰＩＤ演算して操作量ＭＶを出力部 １５へ出力する機能を有している。

【００１５】 また、制御演算部１１は、切換部１へ切換信号Ｓを出力して切換部１における 測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎを切換えを制御する機能の他、選択された測定値 ＰＶと設定値ＳＶの偏差が予め決められた範囲以上になったときに警報出力部１ ７を介して警報信号を出力したり、ＣＰＵが故障したときにＦＡＩＬ出力部１９ を介してＦＡＩＬ信号を出力する機能等を有している。 さらに、制御演算部１１は、測定値比較部２７からの比較信号Ｃが所定の許容 範囲を越えるとき、例えばその比較信号Ｃが所定レベル以上の高いプラス信号で あったとき、制御演算部１１までの測定値入力系において測定値に異常があって 低レベルの測定値が取込まれたと検知し、例えば警報出力部１７を介して警報信 号を出力する機能を有している。

【００１６】 ところで、測定値比較部２７において切換部１からの測定値と演算制御部１１ からの測定値との間には、演算による時間的遅れや変換誤差等があって同一レベ ルやタイミングにならない場合が多いので、制御演算部１１における異常判断に は多少の余裕分を見込んで判別するよう、上述した許容範囲を選定することが好 ましい。許容範囲を選定するにはレベル差および時間的遅れの双方を考慮する必 要がある また、この許容範囲を考慮する場合、制御演算部１１における範囲選定の他、 測定値比較部２７においてレベル差や時間的遅れを合せて比較する構成でも良い が、制御演算部１１において許容範囲を選定する方が構成が簡単である。

【００１７】 さらに、この測定値の入力系に係る警報信号は、演算制御部１１における測定 値ＰＶと設定値ＳＶの偏差に係る警報信号と区別した形態で出力可能に構成する と良いし、警報出力をディスプレイ表示させるよう構成することもできる。 出力部１５は、演算制御部１１からの操作量ＭＶを所定の形態の複数の操作量 ＭＶ１、ＭＶ２〜ＭＶｎに変換して外部へ出力するものであり、例えば図示しな いヒータ操作器にてその操作量Ｍ１、ＭＶ２〜ＭＶｎに応じてヒータ電流をＯＮ ／ＯＦＦするものである。

【００１８】 次に上述した本考案の調節計の動作を簡単に説明する。 切換部１に加えられた複数の測定値ＰＶ１、ＰＶ２〜ＰＶｎは制御演算部１１ からの切換信号Ｓによって順次選択的に切換えられて入力部３に加えられ、入力 部３で増幅およびＡ／Ｄ変換されて絶縁部９を介して制御演算部１１へ加えられ 、制御演算部１１では設定部１３で設定された設定値ＳＶとの偏差から操作量Ｍ ＶがＰＩＤ演算され、出力部１５から複数の操作量ＭＶ１、ＭＶ２〜ＭＶｎが外 部へ出力される。

【００１９】 他方、切換部１で選択された測定値ＰＶは測定値比較部２７にも加えられ、制 御演算部１１からの測定値ＰＶとの間でアナログ又はデジタルの信号形態を揃え て比較され、比較信号Ｃが制御演算部１１へ加えられる。 制御演算部１１では、その比較信号Ｃが例えば所定の許容範囲を越える高レベ ル信号であったとき、測定値入力系において測定値に異常があって低レベルの測 定値が取込まれたと検知して、警報出力部１７を介して警報信号を出力する。 なお、異常として警報出力等を出力するのは、異常判断が数回連続した場合に 行なうようにする方が好ましい。

【００２０】 このように本考案の調節計は、切換部１で選択された測定値ＰＶと制御演算部 １１からの測定値ＰＶとを比較する測定値比較部２７を設け、その比較信号Ｃが 所定の許容範囲を越えるとき測定値入力系に異常があると検知するように制御演 算部１１を形成したから、その異常検知を介して制御演算部１１に至る測定値の 入力系で何等かの故障が生じた可能性の有無を、調節計自体で簡単に検知できる 。 そのため、従来のように検査用の副調節計を併設する必要がなくなり、制御シ ステム構成が簡素化および小型化されるとともに操作性が向上する利点がある。

【００２１】 上述した実施例では多点調節計を例にして説明したが、本考案はこれに限定さ れず、通常の１点制御の調節計でも実施可能であるが、このような１点制御の調 節計では図１中の切換部１は省略される。 また、上述した構成の調節計では、制御演算部１１からの測定値と比較する測 定値は切換部１からのものであったが、制御演算部１１からの測定値と比較する 測定値は制御演算部１１までの測定値入力系において制御対象（測定点）に近い 点における測定値であれば本考案の目的達成が可能である。例えば絶縁部９へ入 力する測定値ＰＶと比較する構成でもよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の調節計は、設定値および測定値に基づき操作量を 演算する制御演算部と、これより制御対象に近い側の測定値と制御演算部におけ る測定値とを比較する測定値比較部を有し、この測定値比較部からの比較結果が 許容範囲を越えるときその測定値が異常であると判断して異常信号を出力するよ うその制御演算部を形成したから、制御演算部までの測定値の入力系で故障が生 じても、簡単にその異常を検知できる。 そのため、従来のように過昇温監視用の調節計を別個に設ける必要がなくなり 、制御システム構成として大幅に簡素化されるうえ、安価かつ小型化できるし、 操作が簡素化される。 特に、測定値の入力系にフォトカプラからなる絶縁部を有する調節計では、そ の絶縁部が故障し易いので、自己検査機能を有する本考案の調節計は有用である 。 そして、本考案の調節計は、多くの測定点からの測定値に基づき操作量を出力 する多点調節計において適用すると著しい効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る調節計の一実施例を多点調節計を
例にして示すブロック図である。

【図２】図１中の入力部の具体的構成を示すブロック図
である。

【図３】図１中の測定値比較部の具体的構成を示すブロ
ック図である。

【図４】図１中の測定値比較部の具体的構成の他の例を
示すブロック図である。

【図５】従来の調節計を多点調節計を例にして示すブロ
ック図である。

【図６】従来の多点調節計の使用例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 切換部 ３ 入力部 ５、３３、３７ 増幅部 ７ 変換部 ９ 絶縁部 １１ 制御演算部 １３ 設定部 １５ 出力部 １７ 警報出力部 １９ ＦＡＩＬ出力部 ２１ ヒータ（制御対象） ２３ａ、２３ｂ〜２３ｎ センサ ２５ 過昇温監視用温度調節計 ２５ａ、２５ｂ〜２５ｎ 監視用単位調節計 ２７ 測定値比較部 ２９ 本体ケース ３１ Ｄ／Ａ変換部 ３５、４１ 比較部 ３９ Ａ／Ｄ変換部 Ａ 多点調節計（調節計）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の設定値および制御対象からの測定
   値に基づき制御演算部で操作量を演算する調節計におい
   て、 前記制御演算部よりも前記制御対象に近い側の前記測定
   値と前記制御演算部における測定値とを比較する測定値
   比較部を有し、 前記制御演算部は前記測定値比較部からの比較結果が許
   容範囲を越えるとき前記測定値が異常であると判断して
   異常信号を出力するものであることを特徴とする調節
   計。