JPS6143725B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は計算機を用いたシーケンス制御装置に
関するものである。

シーケンス制御においては、実際にプラントを
運転してみなければ、設計段階で決めたシーケン
スが最適かどうかわからない場合がある。その場
合は試運転しながらシーケンスを修正し、最適な
シーケンスを確定する必要がある。したがつてシ
ーケンス制御装置はシーケンスの修正保守が容易
に行えるようになつていることが望ましい。

シーケンス制御装置としては、リレー・ロジツ
ク式、ピンボード式、計算機式等、多様のものが
あるが、中でも計算機式のシーケンス制御装置
は、その能力において他の方式の装置にはるかに
勝るので漸時多用されつつある。そのようなシー
ケンス制御装置の一例として、リレー・ロジツク
式と同等の感覚で取扱えるようにしたものがあ
る。この装置においては、プログラマズ・コンソ
ールにアンド回路やオア回路のようなロジツク・
エレメントに対応するキーが設けられており、プ
ログラマがリレー・ロジツク回路を組むのと同じ
要領でこのキーを操作すると、それに対応したシ
ーケンス制御プログラムが組めるようになつてい
る。このプログラムはCRTデイスプレイ装置に
リレー・ロジツク回路として表示できるようにな
つており、シーケンス修正時にはオペレータがデ
イスプレイを見ながらキーを操作してリレー・ロ
ジツク回路の組み変え、すなわちシーケンス・プ
ログラムの修正を行う。

しかしながらリレー・ロジツク回路において
は、シーケンスの遷移条件と操作出力との対応
は、リレー・ロジツク回路を動作させてみないと
わからないので、リレー・ロジツク回路の組み変
えによつて全体のシーケンスがどう変わるかは、
遷移条件を逐一与えてリレー・ロジツク回路の動
作を追つていかないとわからない。したがつてリ
レー・ロジツク回路形式のデイスプレイを利用す
るものは保守が不便であり、またリレー・ロジツ
クに慣れた者でなければ扱いにくい。

本発明の目的は、計算機を用いた保守の容易な
シーケンス制御装置を提供することにある。

本発明の装置は、シーケンス制御プログラムの
プログラム記憶方式として、遷移条件と操作出力
との対が各ステツプごとに登録されたシーケン
ス・テーブルを用い、保守時にはこれをデイスプ
レイ装置に表示させて、キー操作により書替えを
するようにしたものである。

以下図面によつて本発明を説明する。第１図は
本発明が適用されるプロセス制御装置の概念的構
成図である。第１図において、１は計算機制御装
置、２はオペレータ操作装置、３は制御対象のプ
ロセスである。計算機制御装置１は計算機と各種
インタフエイスからなり、制御対象のプロセス３
とは記装配線４を通じて信号の授受を行う。オペ
レータ操作装置２は床下配線されたデータ伝送線
によつて計算機に連結され、カラーCRT２１と
キーボード２２，２３を通じてオペレータと計算
機とのコミユニケーシヨンが行えるようになつて
いる。

このプロセス制御装置をシーケンス制御機能に
着目して概念的に示したものが第２図である。第
２図において、１００はシーケンス制御装置であ
る。このシーケンス制御装置１００は実際は計算
機とその周辺装置からなるものであるが、ここで
は、機能的に表現してある。シーケンス制御装置
１００において、１１１は主記憶装置内に設けら
れたシーケンス・テーブルで、これにシーケンス
制御に関する各種の情報が書込まれており、計算
機はこのテーブルの情報を利用してシーケンス制
御を遂行する。シーケンス・テーブル１１１はシ
ーケンス制御プログラムを記憶するもので、その
詳細な構成については後述するが、概説すれば、
シーケンス・テーブル１１１は上下左右に四分さ
れて、左上欄には操作開始信号が書込まれ、左下
欄には操作信号が書込まれている。操作開始信号
とはシーケンスの遷移条件となる入力信号であ
り、操作信号とは制御対象に与えられる出力信号
である。右上欄にはシーケンスの操作開始条件が
書込まれ、右下欄には操作指令が書込まれる。操
作開始条件と操作指令とは同じ縦列に属するもの
同志が対になつていて、制御対象から与えられる
入力信号が操作開始条件に一致したとき、それと
対をなす操作指令で指定された操作信号が制御対
象に出力されるようになつている。このような動
作は計算機のプログラムによつて行われる。シー
ケンスの次の遷移先はステツプ・カウンタ１１２
によつて指定できるようになつている。ステツ
プ・カウンタ１１２はシーケンス・テーブル１１
１から操作開始条件といつしよに読出された情報
によつて制御される。ただし、このステツプ・カ
ウンタ１１２は概念上のもので、実際は計算機の
プログラムによつて実現される。１１３，１１
３′は内部スイツチ、１１４は内部プリセツト・
カウンタ、１１５は内部タイマ、１１６はクロツ
クパルス発生器である。これらはシーケンス・テ
ーブル１１１の操作開始条件と照合される入力信
号を発生するもので、必要な個数だけ設けられ、
識別番号が付けられている。

２はオペレータズ・コンソール、４はメツセー
ジ印字装置、３４は接点入力装置、３５はパルス
入力装置、３６は接点出力装置、３７はアナログ
入力装置、３８はアナログ出力装置、１９０はフ
イードバツク制御装置である。フイードバツク制
御装置１９０において、１９１は制御ユニツト、
１９２はスイツチ・ユニツト、１９３，１９３′
は手動操作ユニツトである。オペレータズ・コン
ソール２は内部スイツチ１１３の操作と内部プリ
セツト・カウンタ１１４および内部タイマ１１５
の設定値の操作ができる。メツセージ印字装置４
はシーケンス・テーブル１１１の出力信号によつ
て操作され所定のメツセージを印字する。接点入
力装置３４は制御対象の状態に応じた接点信号を
シーケンス・テーブル１１１に入力する。パルス
入力装置３５は制御対象の状態に応じたパルス信
号を内部プリセツト・カウンタ１１３に入力す
る。接点出力装置３６はシーケンス・テーブル１
１１から与えられる操作信号に対応した接点信号
を制御対象に出力する。アナログ入力装置３７は
プロセスの状態に応じたアナログ信号をフイード
バツク制御装置１９０に入力し、アナログ出力装
置３８はフイードバツク制御装置１９０から与え
られたアナログ出力信号に応動してプロセスを操
作する。フイードバツク制御装置１９０の制御ユ
ニツト１９１は警報信号等をシーケンス・テーブ
ル１１１に入力信号として与える。シーケンス・
テーブル１１１からスイツチ・ユニツト１９２に
は操作信号が与えられ、手動操作器１９３，１９
３′を切換える。フイードバツク制御装置１９０
はシーケンス制御装置に支配されて、バツチ制御
等を行う。接点入力装置３４、パルス入力装置３
５、接点出力装置３６、アナログ入力装置３７、
アナログ出力装置３８、およびフイードバツク制
御装置１９０は必要な個数だけ設けられ、それぞ
れ識別番号が付けられている。

シーケンス・テーブル１１１を作るためのシー
ケンス記入用紙の欄構成を第３図に示す。このシ
ーケンス記入用紙の欄構成はシーケンス・テーブ
ル１１１の構成と同一である。第３図において、
Ａはテーブル番号記入欄、Ｂはタイトル記入欄、
Ｃ，Ｍは続きのテーブルの番号記入欄、Ｄはステ
ツプ番号記入欄、Ｅ，Ｆは操作開始信号欄、Ｇは
操作開始条件欄、Ｈ，Ｉは操作信号欄、Ｊは操作
指令欄、Ｋ，Ｌはステツプ番号指定欄である。操
作開始信号欄Ｅ，Ｆにおいて、Ｅ欄には１つのシ
ーケンス制御におけるすべての操作開始信号につ
いて、それらのタグナンバーまたはタグナンバー
と付加条件の組合わせが記入され、Ｆ欄にはそれ
らの信号の説明文が記入される。操作開始条件欄
Ｇには操作開始信号の組合わせによる操作開始条
件が記入される。操作信号欄Ｈ，Ｉにおいて、Ｈ
欄には１つのシーケンス制御におけるすべての操
作信号について、それらのタグナンバーまたはタ
グナンバーと付加条件の組合わせが記入され、Ｉ
欄にはそれら信号の説明文が記入される。操作指
令欄Ｊには操作開始条件成立時に出力すべき操作
信号の組合わせが記入される。操作開始条件も操
作指令も縦の１列でそれぞれ１つの条件と指令を
構成し、これらは同じ列のもの同志が対をなして
いる。そして、操作開始条件に一致する入力信号
があつたときに、この対の操作指令に基づく操作
出力が出力されるようになつている。Ｇ欄および
Ｊ欄の記入は、例えば２値信号の「１」を「Ｙ」
（Yes）と記入し、「０」を「Ｘ」（No）と記入
し、「無視」（Don′t Care）を空欄またはＺ印で
記入する。このような記入はリレー・ロジツク式
シーケンス制御装置、ピンボード式シーケンス制
御装置、または計算機のいずれに慣れた者、ある
いはどれにも慣れていない者でさえも容易に行う
ことができる。１枚の記入用紙には操作開始信号
と操作信号はともに32個まで記入できる。信号の
数がそれ以上になつた場合は、それぞれ別な用紙
に記入することができる。操作開始信号を別な用
紙に記入したときは、その用紙のテーブル番号を
Ｃ欄に記入し、操作信号だけまたは操作開始信号
と操作信号をともに別な用紙に記入したときは、
その用紙のテーブル番号をＭ欄に記入する。これ
らは別々なシーケンス・テーブルを計算機におい
て一体化して使用できるようにするための配慮で
ある。また操作開始条件と操作指令の対が32対以
上になつたときは、別な用紙を使い、そのテーブ
ル番号をＣ欄に記入するようになつている。ステ
ツプ番号欄Ｄにはシーケンス・ステツプの識別番
号が記入され、ステツプ指定欄Ｋ，Ｌには次のシ
ーケンス・ステツプを指定する識別番号が記入さ
れる。これらを利用すれば、同一ステツプ中に複
数通りの操作開始条件や操作指令の対を定め、入
力信号に応じて次のステツプを複数通りに分岐さ
せることができる。ステツプ指定欄Ｋ、Ｌのうち
Ｋは入力信号が操作開始条件に一致したとき
（THEN）の遷移先を示し、Ｌは不一致のとき
（ELSE）の遷移先を示す。シーケンスが単純な
場合はこれらの欄は必ずしも使用しなくてもよ
い。

このように記入されたシーケンス記入用紙はコ
ンパイリングされて計算機に与えられ、それによ
つて主記憶装置の中には、シーケンス記入用紙の
内容と同一な第２図のようなシーケンス・テーブ
ル１１１がデータ・ベースとして形成される。計
算機はこのシーケンス・テーブル１１１を用い
て、入力信号を操作開始条件と照合し、その結果
に応じた操作指令で指定された出力を発生しなが
らシーケンス制御を遂行する。シーケンス・テー
ブルは計算機のソフトウエアの分野でよく用いら
れるデイシジヨン・テーブルとよく似た構造をも
つているので、比較的簡単なプログラムで取扱う
ことができる。

このようなシーケンス制御装置は次のような特
徴をもつ。

(1) シーケンス制御内容の記述はテーブル方式で
あるから、どの方式のシーケンス制御装置の専
門家、あるいは非専門家にとつても理解と記述
が容易である。またシーケンス・テーブルはそ
のままシーケンス制御の仕様書として使用でき
る。したがつて逆にいえばシーケンス制御の仕
様書を書けば、それでシーケンス制御装置の設
計が事実上完了したことになる。

(2) シーケンス制御内容は思考の順に記述してよ
い。

(3) シーケンス制御の規模の拡張が容易であり、
工程の追加、削除、変更等も簡単にできるので
融通性に富む。

さて、このようなシーケンス制御装置における
保守について説明すれば次のとおりである。保守
時にオペレータはオペレータ操作装置２のキーボ
ード２３を操作して、計算機制御装置１内の所望
のシーケンス・テーブルを呼び出しCRT２１上
に表示させる。CRT２１上に表示された画面の
一例を第４図に示す。このような画面の所望の箇
所をオペレータはキーボード２３の操作によつて
書替える。キーボード２３の一例を第５図に示
す。第５図の各種キーのうち以下の説明に関係す
るものだけを指摘すれば、２３１，２３２は選択
キー、２３３は表示キー、２３４はエントリー・
キー、２３５はタグナンバー・キーである。

書替えは次のようにして行われる。動作説明図
を第６図〜第９図に示す。選択キー２３１または
２３２を押すと画面に矢印が現われる（第６
図）。この矢印は選択キー２３１または２３２を
押すことにより、それぞれ上または下に動かすこ
とができるので、どちらかを押して矢印を書替え
たい項目のところまで動かす。いま14番の操作開
始信号を書替えるものとすれば、矢印をそれに合
わせる。

次に表示キー２３３を押すと14番の操作開始信
号のタグナンバーとルールが画面の下の区域に写
し出される（第７図）。

次にタグナンバー・キー２３５を操作して14番
の操作開始信号の新たなタグナンバーと新たなル
ールを指定する（第８図）。新たなタグナンバー
とルールはキー操作につれて元のタグナンバーと
ルールの下にそれぞれ書込まれてゆく。これによ
つて新旧の対比が明確になる。ルールの指示は第
３図のシーケンス・テーブルの記入要領と同様
で、「０」、「１」、「無視」をそれぞれキーＸ，
Ｙ，Ｚで指示する。

14番の操作開始信号について全ての指示が終つ
たら、内容確認後エントリー・キー２３４を押
す。これによつて操作開始信号欄の14番は新たな
タグナンバーとルールに変わる（第９図）。

他の項目についても書替えを要するときは、同
様な手順で書替えを行う。所望の全ての項目の書
替えが終つたらタグナンバー・キー２３５中のキ
ーＷを押す。これによつて書替え済みの新たなシ
ーケンス・テーブルの内容が計算機制御装置１に
転送される。以後計算機制御装置１は新たなシー
ケンス・テーブルに従つてシーケンス制御を行
う。シーケンス・テーブルの転送完了後、同テー
ブルがCRT２１に再び表示されるので、オペレ
ータはそれについて再確認を行う。

CRT２１にシーケンス・テーブルが写し出さ
れているとき、画面中央の操作開始条件欄と操作
指令欄との境に帯状の表示部Ｂが現われる。表示
部Ｂは各帯が部分的に色変わりし、その色によつ
てシーケンス・ステツプの現状を表示する。
THEN、ELSE欄に次ステツプ指定がないとき
は、赤色によつて操作開始条件が成立しているス
テツプを表わし、緑色によつて操作開始条件が不
成立のステツプを表わす。THEN、ELSE欄に次
ステツプの指定があるときは、操作開始条件が成
立して実行中のステツプを赤色で表わし、操作開
始条件が不成立で実行中のステツプを緑色で表わ
し、実行中でないステツプは黄色で表わす。

したがつてオペレータはこの表示によつて、書
替え済みの新たなシーケンス・テーブルによる制
御状況を診断することができる。診断の結果、不
具合が見つかつた場合には前述と同様の手順によ
りシーケンス・テーブルの再訂正を行う。

以上のように本発明においては、シーケンス制
御プログラムを記憶するシーケンス・テーブルを
CRTに写し出し、その内容をキー操作によつて
書替えることによつて保守を行うので、遷移条件
と操作出力との対応は一目瞭然であり、保守作業
はどの方式のシーケンス制御装置の専門家あるい
は非専門家にとつてもきわめて容易に行える。

またシーケンスの現状もCRTに表示されるの
で、プラントの試運転あるいは実運転を行い、そ
の様子を見ながらオンラインでシーケンスの保守
を行うことが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるプロセス制御装置
の概念図、第２図は第１図の装置をシーケンス制
御機能に着目して書直した概念図、第３図はシー
ケンス・テーブルの構成図、第４図はCRT画面
の一例、第５図はキー・ボートの一例、第６〜第
９図は動作説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シーケンスの各段階について、その段階のシ
   ーケンス・ステツプ番号と、その段階から次の段
   階への遷移条件となる２値信号と無視信号との組
   合せからなる操作開始条件と、この操作開始条件
   と対をなす出力信号を定める２値信号と無視信号
   との組合せからなる操作指令と、この操作指令と
   対をなす次のシーケンス・ステツプ番号とが記入
   されたシーケンス記入媒体上の情報をシーケンス
   テーブルとして記憶している計算機、この計算機
   にデータ伝送線を介して結合し前記シーケンステ
   ーブルの内容を表示するとともにオペレータの指
   示に従つてこのシーケンステーブルの内容を２値
   信号と無視信号との組合せによつて書替えできる
   ように構成されたカラーCRTとキーボードとを
   有するオペレータ操作装置とを備え、 前記オペレータ操作装置はカラーCRTに前記
   シーケンステーブルを写し出している時、当該カ
   ラーCRT画面中央の操作開始条件欄と操作指令
   欄との境に帯状の表示部を表わすとともに、この
   帯状表示部を部分的に色変わりさせ当該色によつ
   てシーケンス・ステツプの現状を表示することを
   特徴とするシーケンス制御装置。