JPH10143201A - 調節計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】代表的なアプリケーションをあらかじめ組み込
んでおき、パラメータの選択によって必要なアプリケー
ションを簡単に選択できるようにした調節計を実現す
る。 【解決手段】指定した制御モードに従って入力および出
力の接続態様を変えることのできる調節計であって、代
表的な制御アプリケーションを有し、パラメータの変更
で前記制御アプリケーションを切替え、前記入力および
出力の接続態様を変えることのできる機能を有する制御
演算部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般計装制御に利
用される調節計に関し、特に代表的なアプリケーション
をあらかじめ組み込み、パラメータの選択によって必要
なアプリケーションを簡単に選択できるようにした調節
計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より一般計装制御に利用される調節
計はよく知られている。この種の調節計には例えば機能
固定型と機能構築型がある。

【０００３】機能固定型には、制御モード（ＵＴモード
という）として各種のモードがある。例えば単ループ制
御とカスケード制御がある。単ループ制御は、図５に示
すように制御演算部を１個持つ基本的な機能である。入
力ＩＮ１には熱電対、温度抵抗体、直流電圧信号を入力
できる。その入力信号は入力処理を行った後折線近似や
一次遅れ演算、開平演算、バイアス演算等を施すことが
できる。

【０００４】入力ＩＮ３はリモート設定入力（ＲＳＰ）
として使用でき、これにも折線近似や一次遅れ演算、開
平演算、比率／バイアス演算等を施すことができる。制
御出力では、出力の形態を電流アナログ信号、電圧パル
ス信号、リレー接点信号の中から選択できる。位置比例
ＰＩＤ制御の制御出力はリレー接点信号として出力でき
る。

【０００５】制御演算部では、ＰＩＤ演算の他、ＯＮ／
ＯＦＦ制御、加熱／冷却ＰＩＤ制御、位置比例ＰＩＤ制
御等ができる。また、この調節計では接点入力信号によ
り運転モード切替と目標設定値選択もできる。ただし、
これに関連する入力端子や機能等については本発明と直
接関係しないのでその説明は省略する。

【０００６】このような構成においては、アナログ入力
ＩＮ１をＰＶとし、外部から設定された設定値（ＳＰ
値）に対してＰＩＤ演算を行い、その演算出力値を出力
ハードウェアから出力する。

【０００７】カスケード制御は、図６に示すように制御
演算部を２個持ち、１台の調節計でカスケード制御を行
うことができるものである。入力ＩＮ１には熱電対、温
度抵抗体、直流電圧信号を入力できる。そしてその入力
信号には折線近似や一次遅れ演算、開平演算、バイアス
演算等を施すことができる。

【０００８】入力ＩＮ３の信号は２次側ループの測定値
入力信号で、直流電圧信号である。これにも折線近似や
一次遅れ演算、開平演算、比率／バイアス演算等を施す
ことができる。制御出力については単ループ制御の場合
と同様である。

【０００９】カスケード制御の１次側ループはＰＩＤ制
御を、２次側ループはＰＩＤ制御の他、 ＯＮ／ＯＦＦ
制御、加熱／冷却ＰＩＤ制御、位置比例ＰＩＤ制御等が
できる。なお、接点入力信号により運転モード切替と目
標設定値選択もできるが、単ループ制御の場合と同様
に、これに関連する入力端子や機能等については本発明
と直接関係しないのでその説明を省略する。

【００１０】このような構成において、入力ＩＮ１に加
えられる信号をＰＶとし、入力処理、折線近似、一次遅
れ演算、開平演算、比率／バイアス演算を行った後、そ
の演算結果を第１の制御演算部で設定値に対して第１の
ＰＩＤ演算を施す。次に、補助アナログ入力ＩＮ２をＰ
Ｖ２とし、入力処理、開平演算、折線近似、比率／バイ
アス演算、一次遅れ演算を行った後、第２の制御演算部
で第１のＰＩＤ演算出力値をカスケード目標値としてＰ
ＩＤ演算を行い、その出力値を出力用ハードウェアから
出力する。

【００１１】他方、機能構築型の場合は、あらかじめ用
意された機能ブロックを用いて必要な機能をオペレータ
が構築する。例えば、カスケード制御ループを構築する
には図６中にある入力処理、開平演算、１０折線バイア
ス、一次遅れ演算等のモジュールをモジュール一覧（図
８参照。ただし図では一部のモジュールのみ示してあ
る）から選択し、図６のように配線する。なお、単ルー
プ制御とカスケード制御では運転中に必要とされる情報
が異なるため、必要となる情報を表示するように表示画
面を構築する必要がある。

【００１２】これらの作業は通常、調節計本体で行うこ
とはできず、別途パーソナルコンピュータ上で動作する
構築ツールプログラムを動作させ、専用のプログラムを
作成し、これをＲＯＭ化するか通信等を使って調節計に
ダウンロードする等の方法をとる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の機能
固定型の場合、購入する製品を決定する段階で目的の制
御方式の型名を指定する必要があり、そのため、購入し
た調節計を他の目的で使用することができない。調節計
を購入する段階で周辺の構造がある程度決定されている
必要があった。また、いくつかの制御方式で使用してい
る場合の保守用部品として購入する場合は、それぞれ別
々に購入する必要があった。

【００１４】機能構築型の場合には、購入後必ず機能を
構築しなければ使用することができない。機能構築には
ある程度の知識と熟練度が必要であり、複雑なことを実
現するのは可能であるものの、その代わり簡単なことで
も必ず機能構築ツール等を使用して一台一台使用可能状
態にしなくてはならないという欠点がある。

【００１５】本発明の目的は、このような点に鑑み、代
表的なアプリケーションをあらかじめ組み込んでおき、
パラメータの選択によって必要なアプリケーションを簡
単に選択できるようにした調節計を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、指定した制御モードに従って入力
および出力の接続態様を変えることのできる調節計であ
って、代表的な制御アプリケーションを有し、パラメー
タの変更で前記制御アプリケーションを切替え、前記入
力および出力の接続態様を変えることのできる機能を有
する制御演算部を備えたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】制御演算部に代表的な制御アプリケーションを
格納しておき、パラメータの変更のみで制御アプリケー
ションを選択することができる。選択された制御アプリ
ケーションにより、入力部と出力部との接続態様が選択
され所定の入出力演算が行われると共に所定の制御演算
も行われる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。本発明において従来の構成と異なるところは
制御演算部である。本発明ではこの部分を制御演算部ブ
ロックと呼ぶ。

【００１９】制御演算ブロックは図１に示すように大別
して５つに分けることができる。入力ブロック１２の上
部にある入力処理部１１、入力ブロック１２と出力ブロ
ック１４の間にある制御演算部１３、出力ブロック１４
の下にある実出力部１５、入力ブロック１２および出力
ブロック１４の５つである。

【００２０】このうち入力ブロック１２と出力ブロック
１４の部分が自由に構築できる部分であり、その他の部
分は固定部分である。なお、固定部分は本発明では構築
できない部分であり、本発明の目的とは直接関係がない
ことから、その部分の詳細説明は省略する。

【００２１】さて、まず単ループ制御の場合について説
明する。なお、構成については図５と同等であるので図
５を参照して説明する。入力ＩＮ１の電圧値信号は入力
処理、開平演算、折線近似／バイアス、バイアス演算、
一次遅れ演算等の各種演算モジュールを経て制御演算部
に入力される。また、入力ＩＮ３の電圧値信号は入力処
理、開平演算、折線近似／バイアス、バイアス演算、一
次遅れ演算を経て、Ｒ／Ｌ切替スイッチがＲ（リモート
を意味する）設定時に制御演算部に入力される。

【００２２】Ｒ／Ｌ切替は目標値のモードを切替えるス
イッチでありＲの時は入力ＩＮ３側を、Ｌの時はあらか
じめ設定されたメモリ上の設定値が選択され、制御演算
部に入力される。制御演算部でＰＩＤ演算が行われた後
の出力は、図５の下端部にある実際のハードウェアにあ
らかじめ定められたパラメータに応じて振り分けられ
る。

【００２３】この機能を実現するために、図１中の入力
ブロック１２と出力ブロック１４にあらかじめ用意され
たモジュールを構築する。図２に単ループ制御の入力ブ
ロック１２のブロック図を、図３に単ループ制御の出力
ブロック１４のブロック図を示す。

【００２４】図２において、四角枠は演算モジュールを
表す。四角枠の中には演算モジュールの名称（略号：例
えばEUCONV）、四角枠の左上隅には演算モジュールの登
録番号、右下隅には演算モジュールの番号、四角枠の下
には演算モジュールの出力が格納されるレジスタ、四角
枠の右側にはパラメータがそれぞれ示されている。な
お、図３についても同様である。

【００２５】ＵＴモードで単ループ制御（図７参照）を
選択すると、図２および図３の内容が自動的に図１中の
入力ブロックと出力ブロックの中に構築され、これ以
降、調節計は単ループ制御として動作する。調節計の中
にはあらかじめ、図７で示すように複数のアプリケーシ
ョンが組み込まれており、ＵＴモードで選択することに
よって（例えば１を指定すると単ループ制御モードが選
択される）、選択された入出力ブロックの状態が実行ア
プリケーションに複写される。

【００２６】図４のフローチャートを参照して次にＵＴ
モード選択時のファームウェア動作について説明する。

【００２７】(1) 調節計の電源が投入されると、各種初
期化処理を行う前にＵＴモードをチェックする。ＵＴモ
ードに応じて、入力ブロック、出力ブロックのモジュー
ル情報、接続情報を、あらかじめ用意してあるＵＴモー
ドテーブルより実行プログラムが参照するメモリ上に複
写（ＣＯＰＹ）する。

【００２８】(2) ＵＴモードの複写処理の終了後、各種
初期化処理を行う。 (3) 初期化処理終了後は定周期タイマ（図示せず）によ
り起動される定常処理を定周期で行う。

【００２９】(4) 定周期処理では以下の順に処理が行わ
れる。 ・入力処理部ではハードウェアからの入力を測定する。 ・入力ブロック部では初期化時にＵＴモードに応じてメ
モリ上に複写されたモジュール情報、接続情報により処
理を行う。 ・制御演算部では入力ブロックで計算された値を使用し
てＰＩＤ演算等の処理を行う。 ・出力ブロック部では初期化時にＵＴモードに応じてメ
モリ上に複写されたモジュール情報、接続情報により処
理を行う。 ・実出力部では計算された出力を実際にハードウェアへ
出力する。

【００３０】なお、本発明の以上の説明は、説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。

【００３１】例えば、あらかじめ用意してあるＵＴモー
ドの情報をデータベース化しておき、また外部にＵＴモ
ードを構築できる機能を持ったプログラムを用意し、更
にまた、そのプログラムから通信を使って構築されたデ
ータをダウンロードする機能を調節計に持たせることに
よって、外部ツールを使用してあらかじめ用意してある
ＵＴモードのプログラムの一部分を修正するようにして
もよい。このようにすることにより、より自由度のある
制御アプリケーションを簡単に構築することができる。

【００３２】なお、上記実施例ではＵＴモードとして単
ループ制御の場合についてのみ説明したが、図７に示す
カスケード制御その他の場合についても上記と同様な方
法ににより制御アプリケーションを簡単に構築すること
ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。 (1) ＵＴモードとして持っている制御アプリケーション
は調節計本体のみでキー操作または通信により簡単に選
択し実行させることができる。 (2) したがって、調節計１台で多様な制御アプリケーシ
ョンに対応することができる。 (3) 制御アプリケーションを選択するだけなので、各モ
ジュールの仕様や接続方法等の専門的な知識を必要とし
ない。 (4) 制御アプリケーションをデータベース化して調節計
本体に持っているため、今後汎用的に使用する制御アプ
リケーションが発生した場合には簡単に調節計本体に組
み入れることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る調節計の制御演算ブロックの構成
図

【図２】入力ブロック接続割付例を示す図

【図３】出力ブロック接続割付例を示す図

【図４】動作を説明するためのフロチャート

【図５】従来の調節計の単ループ制御の場合の構成図

【図６】従来の調節計のカスケード制御の場合の構成図

【図７】制御モード一覧を示す図

【図８】モジュール一覧を示す図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ 制御演算部 １１ 入力処理部 １２ 入力ブロック １３ 制御演算部 １４ 出力ブロック １５ 実出力部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】指定した制御モードに従って入力および出
   力の接続態様を変えることのできる調節計であって、 代表的な制御アプリケーションを有し、パラメータの変
   更で前記制御アプリケーションを切替え、前記入力およ
   び出力の接続態様を変えることのできる機能を有する制
   御演算部を備えたことを特徴とする調節計。
2. 【請求項２】前記制御演算部は、各制御モードに関する
   入力ブロックおよび出力ブロックのモジュール情報およ
   び接続情報が格納されたモードテーブルを備え、指定さ
   れた制御モードにより前記モードテーブルより当該モー
   ドの入力ブロックおよび出力ブロックのモジュール情報
   と接続情報を得る機能を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の調節計。
3. 【請求項３】初期化処理と定周期で行う定常処理の機能
   を備え、 前記初期化処理においては、モードテーブルより指定さ
   れたモードの入力ブロックおよび出力ブロックのモジュ
   ール情報と接続情報をメモリに複写し、 前記定常処理においては、入力ブロック部では前記メモ
   リ上に複写されたモジュール情報と接続情報により処理
   を行い、前記制御演算部では入力ブロックで計算された
   値を使用して所定の演算処理を行い、出力ブロック部で
   は前記メモリ上に複写されたモジュール情報と接続情報
   により処理を行い、実出力部では計算された出力をハー
   ドウェアへ出力するように構成されたことを特徴とする
   請求項１記載の調節計。