JPS6146844B2

JPS6146844B2 -

Info

Publication number: JPS6146844B2
Application number: JP5057079A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamamoto; Shinichi Takigishi
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JPS55143602A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、計算機を利用したバツチ・プロセス
制御装置におけるバツチ・データ設定方法に関す
るものである。

バツチ・プロセスにおいては、製品の銘柄の変
更に合わせて、制御装置の各種設定値や制御パラ
メータ（バツチ・データ）を設定し直す必要があ
る。バツチ・データは制御装置の１ループ当り複
数個ありえ、これらバツチ・データ群が各ループ
ごとに銘柄に応じて定められているので、制御ル
ープの数が増し銘柄の種類が増すにつれて、バツ
チ・データの設定を手動で行うのは大変手間のか
かるものとなる。

バツチ・プロセス制御装置がアナログ調節計の
組合せによつて構成されるときは、バツチ・デー
タの設定は、現実的には手動でやるよりしかたが
ないが、計算機を利用して構成した場合には、バ
ツチ・データ設定の自動化が期待できる。その場
合、バツチ制御は所定のシーケンスに則つて遂行
されるので、バツチ・データの設定については、
シーケンスの推移と協調した適切な管理が必要と
される。

本発明の目的は、簡単な手順により、バツチ制
御のシーケンスの推移と協調したバツチ・データ
の設定が行なえる方法を提供することにある。

本発明は、バツチ・データを設定制御語ととも
にリスト形式にして銘柄ごとにまとめ、制御ルー
プへのバツチ・データの設定は、リストの設定制
御語に従つて行うようにするとともに、この設定
制御語を、オベレータ操作装置、シーケンス制御
装置、および上位計算機によつて書替えられるよ
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
は計装配線４を通じて信号の授受を行う。オペレ
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。

計算制御装置１はDDCプログラムに従つて
DDC（ダイレクト・デイジタル・コントロー
ル）を遂行する。DDCブログラムはデータベー
ス構造をとつている。このためプログラムで使用
される種々のデータはリストに一括して集録され
ている。リストの形態は仕事処理の便宜に合わせ
て決められる。ここではDDCに単位機能ごとに
リストの形態が決められている。DDCの各単位
機能はアナログ制御システムにおける各コンポー
ネントに対応づけられる。単位機能としてはたと
えば、バツチ制御用のPID調節計、オンオフ調節
計，手動操作器，指示計，信号選択器，１次遅れ
ユニツト（フイルタ），進み遅れユニツト，むだ
時間ユニツト，折線関数ユニツト等がある。以
下、これらを内部計器と呼ぶ。

単位機能のうちPID調節計のリストを第２図に
示す。第２図において、Ｌ１はアナログ入力リス
ト、Ｌ２はPIDコントロールリスト、Ｌ３はカル
キユレーシヨンリスト、Ｌ４はコンスタントリス
トである。アナログ入力リストＬ１はマスタリス
トであり、その他のリストＬ２，Ｌ３，Ｌ４はこ
れに従属する。カルキユレーシヨンリストＬ３と
コンスタントリストＬ４は必要に応じて付加され
るものである。このようなリストが個々のPID調
節計のループごとに用意される。アナログ入力リ
ストＬ１の詳細を第３図に示す。第３図にはリス
トの項目のうち本発明の説明に必要なものだけを
示し、その他は省略してある。第３図における各
項目の意味は次のとおりである。

フアクシヨンNo.…単位機能の代表表示コントロールリスト…コントロールリストＬ２
を指定カルキユレーシヨンリスト…カルキユレーシヨ
ンリストＬ３を指定入力処理指定…入力信号の線形化演算の種類を
指定入力処理詳細番号…線形化演算のプログラムや
コンスタントリストＬ４を指定ステータス…入力状態を表示 PV_o-1…測定値（入力値） PH…測定値の上限設定値 PL…測定値の下限設定値 PV_o′_-1…変化率算出用測定値 VL…測定値変化率許容値 PIDコントロールリストＬ２の詳細を第４図に
示す。第４図にはリストの項目のうち本発明の説
明に必要なものだけを示しその他は省略してあ
る。第４図における各項目の意味は次のとおりで
ある。

フアンクシヨンNo.…単位機能の細目表示 SV…設定値 Vn…補償信号（入力または出力の補償用） MV…操作量（出力値） MH…接作量の上限設定値 ML…操作量の下限設定値 Kp…比例定数Ｉ…積分定数Ｄ…微分定数 DV…偏差 DL…偏差限値 M′_o-1…前回の測定値Ｅ_o-1…前回の偏差 △Ｍ_o-1…前回の測定値変化分 DDCプログラムはこれらのリストからデータ
を得てそれぞれのループに応じた単位機能を発揮
する。その他の内部計器についても、類似なリス
トが設けられる。

計算制御装置１は、また、DDCプログラムに
よつてシーケンス制御を行う。第５図において、
０１はシーケンス制御装置である。このシケンス
制御装置０１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０１において、１１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１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１２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１２は
シーケンス・テーブル１１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１２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。１３，１３′は内部スイツチ、１４は内部
プリセツト・カウンタ、１５は内部タイマ、、１
６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１１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はオペレータ操作装置、０３はメツセージ印
字装置、４は接点入力装置、５はパルス入力装
置、６は接点出力装置、７はアナログ入力装置、
８はアナログ出力装置、９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９におい
て、９１は制御ユニツト、９２はスイツチ・ユニ
ツト、９３，９３′は手動操作ユニツトである。
これら各ユニツトは、前記のようにDDCプログ
ラムの単位機能によつてそれぞれ実現される。メ
ツセージ印字装置０３はーシーケンス・テーブル
１１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４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１１に
入力する。パルス入力装置５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１
３に入力する。接点出力装置６はシーケンス・テ
ーブル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
７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９に入力し、アナログ出力装
置８はフイードバツク制御装置９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９の制御ユニツト９
１は警報信号等をシーケンス・テーブル１１に入
力信号として与える。シーケンス・テーブル１１
からスイツチ・ユニツト９２には操作信号が与え
られ、手動操作器９３，９３′を切換える。フイ
ードバツク制御装置９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
４、パルス入力装置５、接点出力装置６、アナロ
グ入力装置７、アナログ出力装置８、およびフイ
ードバツク制御装置９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。

操作開始信号および操作信号を構成する信号の
種類としては、それぞれ第１表および第２表のよ
うなものがある。第１表において、「接点入力」、
「内部スイツチ」、「内部タイマ」、「内部プリセツ
ト・カウンタ」、および「フイードバツク制御ル
ープ」とあるのは、それぞれ、第５図の接点入力
装置４、内部スイツチ１３，１３′、内部タイマ
１５、内部プリセツト・カウンタ１４、および、
フイードバツク制御装置９が発生する２値信号で
ある。また「シーケンス・テーブル番号」とは、
計算機が別なシーケンス・テーブルに基づく動作
をした結果生じる２値信号であつて、いくつかの
工程で共通に使用されるシーケンス・テーブルを
設けた場合や、複雑なシーケンス制御の場合で、
制御動作をいくつかのブロツクに分けてそれぞれ
別のシーケンス・テーブルに書いたとき、そのよ
うなシーケンス・テーブルを引用する場合などに
使用するものである。第２表において、「保持形
接点出力」、「保持形内部スイツチ出力」、「内部タ
イマ・スタート」、「内部プリセツト・カウンタ・
スタート」、「フイードバツク制御ループ」、およ
び「メツセージ出力」とは、それぞれ、第５図の
接点出力装置６、内部スイツチ１３′、内部タイ
マ１５、内部プリセツト・カウンタ１４、、フイ
ードバツク制御装置９、および、メツセージ印字
装置０３に与えられる出力信号である。なお、接
点出力装置６および内部スイツチ１３′としては
その役割上保持形の他に瞬時形もあるので、それ
ら用の出力信号として、「瞬時形接点出力」およ
び「瞬時形内部スイツチ出力」がそれぞれ設けら
れる。ただし、保持形とはいつたん操作されたら
次に逆の操作がなされるまで同じ状態を維持する
タイプのものであり、瞬時形とは操作信号が継続
している間だけその状態を維持するタイプのもの
である。また「シーケンス・テーブル番号」と
は、別なシーケンス・テーブルにまとめられた制
御を引用して行えるように計算機（のプログラ
ム）に与える出力信号である。

計算制御装置１は、さらにまた、DDCプログ
ラムの単位機能として、バツチ・データ設定器を
持つており、そのデータ・ベースとしてのリスト
は第６図のような構成になつている。第６図のリ
ストは形態的には、第２図のPID調節計用のリス
トと類似の構造になつている。すなわち、マスタ
リストＬ１′があつて、それにコントロールリス
トＬ２′とカルキユレーシヨンリストＬ３′が縦属
している。

マスタリストＬ１′の２番地から15番地までの
14語の領域はバツチ・データの設定先アドレスを
記憶する領域であつて、14個のバツチ・データの
設定先をそれぞれ示すアドレスが記憶される。バ
ツチ・データの設定先は、PID調節計等の内部計
器やシーケンス制御装置であつて、アドレス信号
としては、それぞれ第７図ａ，ｂのような信号が
用いられる。第７図において、ａは内部計器用で
あつて、ループ番号とループ内相対番地によつ
て、それぞれ所望の内部計器のリストとそのリス
ト内の所望のデータを指定するもの、またｂはシ
ーケンス制御装置用であつて、前記のような操作
開始信号や操作信号の種類や番号を指定するもの
である。なお、アドレス０は設定無効を表わす。

コントロールリストＬ２′とカルキユレーシヨ
ンリストＬ３′には、設定すべきバツチ・データ
が記憶される。このうち、コントロールリストＬ
２′には今回バツチのデータが記憶され、カルキ
ユレーシヨンリストＬ３′には次回バツチのデー
タが記憶される。これによつて、２つの銘柄のバ
ツチ・データが１つのバツチ・データ設定器に集
録できるようになつている。なお、１銘柄分のデ
ータを集録するだけでよいときは、カルキユレー
シヨンリストは省略される。両リストにおいて
は、いずれも、先頭の２語を除いた14語の領域が
バツチ・データの領域として定められる。この領
域の各データは、マスタリストの各アドレス信号
と同順で対応し、設定先と設定内容との対を形成
する。

コントロールリストＬ２′の２語目には設定制
御語SVが記憶される。設定制御語はその内容に
よつてバツチ・データ設定器の動作を決定するも
ので、そのコードと動作内容は次のとおりであ
る。

０…今回バツチ・データなし、１…今回バツチ・データあり、バツチ待機２…今回バツチ・データを内部計器やシーケン
ス制御装置に設定３…今回バツチ・データあり、バツチ操業設定制御語SVは、オペレータ操作装置、シー
ケンス制御装置、上位計算機、およびバツチ・デ
ータ設定器自身によつて書替えられる。今回バツ
チ・データはオペレータ操作装置、上位計算機、
またはカルキユレーシヨンリストＬ３′から与え
られる。

カルキユレーシヨンリストＬ３′の２語目に
は、次回データ・ステイタス・ワードNVが記憶
される。このステイタス・ワードは次回バツチ・
データの有無を表わすものであつて、０…次回バツチ・データなし１…次回バツチ・データありである。このステイタス・ワードNVは、次回バ
ツチ・データ領域の状態に応じて、バツチ・デー
タ設定器によつて書替えられる。次回バツチ・デ
ータは、オペレータ操作装置または上位計算機か
ら与えられる。

内部計器やシーケンス制御装置に対するバツ
チ・データの設定動作は次のように行われる。動
作説明図を第８図、第９図、および第１０図に示
す。第８図は１バツチの場合、第９図は２バツチ
の場合、第１０図は多バツチの場合である。

第８図において、BDはバツチ・データ設定
器、Ｍ１〜Ｍ１４はバツチ・データの設定を受け
る内部計器やシーケンス制御装置である。バツ
チ・データ設定器BDは、設定制御語SVの内容に
従つて動作する。設定制御語SVはコトロールリ
ストＬ２′にバツチ・データがないときは０であ
るが、オペレータ操作装置または上位計算機から
バツチ・データが書込まれると１にされる。バツ
チ・データ設定器BDは、設定制御語SVが０また
は１のときは、内部計器等に対するバツチ・デー
タの設定は行わない。この状態を概念的にスイツ
チSWのオフによつて表わす。

設定制御語SVが１の状態において、オペレー
タ操作装置あるいはシーケンス制御装置からバツ
チ起動指令が与えられると、設定制御語SVは２
となり、それに従つてバツチ・データ設定器BD
は、概念上のスイツチSWをオンにして、各バツ
チ・データを各設定先アドレスが指定する内部計
器等Ｍ１〜Ｍ１４にそれぞれ設定し、設定し終る
と設定制御語SVを３にする。そして設定制御語
SVが３になつたことによつて、設定されたバツ
チ・データに基づくバツチ・プロセス制御が開始
される。

第９図の２バツチの場合は、コントロールリス
トＬ２′とカルキユレーシヨンリストＬ３′に、オ
ペレータ操作装置または上位計算から今回バツ
チ・データと次回バツチ・データがそれぞれ書込
まれ、SV＝１，NV＝１とされる。そして、、バ
ツチ起動指令が与えられると、コントロールリス
トＬ２′の今回データが上記の場合と同様にして
内部計器等Ｍ１〜Ｍ１４に設定され、１つのバツ
チ・プロセス制御が行われる。このバツチが終る
とSV＝０とされ、今回バツチ・データなしの状
態にされる。そうすると、バツチ・データ設定器
BDは、SV＝０，NV＝１の状態になつたことに
従つて、スイツチSW′をオンにし、カルキユレー
シヨンリストＬ３′の次回バツチ・データをコン
トロールリストＬ２′に書き移して、新たな今回
バツチ・データとする。これによつてSV＝１，
NV＝０となり、この状態でまたバツチ起動指令
が与えられると、上記と同様に内部計器等Ｍ１〜
Ｍ１４へのバツチ・データ設定が行われ、第２の
バツチのプロセス制御が行われる。

第１０図の多バツチの場合は、同図ａのよう
に、各バツチごとに１バツチ用のバツチ・データ
設定器BD１〜BDnを設け、スケジユール用のシ
ーケンス制御装置SEQによつて切換えて使用す
るか、同図ｂのように、１バツチ用または２バツ
チ用のバツチ・データ設定器BDに、上位計算機
CPのフアイルＦからバツチ・データを逐次転送
して動作させるようにした。ｂの場合に２バツチ
用のバツチ・データ設定器を用いたときは、バツ
チ・データの格納領域が２つあることによる緩衝
作用を、上位計算機とのデータ転送に有効に活用
できる。

このように、本発明は、バツチ・データを設定
制御語とともにリスト形式にして銘柄ごとにまと
め、制御ループへのバツチ・データの設定は、リ
ストの設定制御語に従つて行うようにするととも
に、この設定制御語を、オペレータ操作装置、シ
ーケンス制御装置、および上位計算機によつて書
替えられるようにした。このため、計算機を利用
した簡単な手順により、バツチ制御のシーケンス
の推移と協調したバツチ・データの設定が行なえ
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
置の概念的構成図、第２図、、第３図、および第
４図は、PID調節計のデータ・リストの説明図、
第５図は、シーケンス制御装置の概念的構成図、
第６図は、バツチ・データ設定器のデータ・リス
ト説明図、第７図は、第６図のデータ・リスト内
のデータ構造の例、第８図、第９図、および第１
０図は、本発明実施例の動作説明図である。１……計算制御装置、２……オペレータ操作装
置、３……プロセス、Ｌ１〜Ｌ４……リスト、０
１……シーケンス制御装置、１１……シーケン
ス・テーブル、BD……バツチ・データ設定器、
Ｍ１〜Ｍ１４……内部計器。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１上位計算機とオペレータ操作装置が接続され
うる計算機を用いたバツチ・プロセス制御装置に
おいて、プログラムによつて実現されるPID制御
機能やシーケンス制御機能等を含む各種のプロセ
ス制御機能のデータベースにバツチ・データを設
定する方法であつて、後述する第２のリストにおけるバツチ・データ
のそれぞれの設定先を示す情報を記憶する第１の
リストと、この第１のリストをマスタリストとし
てそれに従属し、上位計算機またはオペレータ操
作装置から与えられる１つのバツチの制御に関す
るバツチ・データ群を記憶し、かつ、それらバツ
チ・データ群が書き込まれないとき第１の値を示
し上位計算機またはオペレータ操作装置からバツ
チ・データが書き込まれたとき第２の値に書き替
えられオペレータ操作装置またはシーケンス制御
機能からバツチ起動指令が与えられたとき第３の
値に書き替えられる設定制御語を記憶する第２の
リストからなるバツチ・データ設定機能用のデー
タベースを設け、このデータ・ベースの第２のリストの設定制御
語が第３の値を示すとき、第２のリストのバツ
チ・データを第１のリストの設定先情報に従つて
各種のプロセス制御機能用のデータベースに設定
するとともに同設定制御語を第４の値書き替える
バツチ・データ設定方法。２上位計算機とオペレータ操作装置が接続され
うる計算機を用いてバツチ・プロセス制御装置に
おいて、プログラムによつて実現されるPID制御
機能やシーケンス制御機能等を含む各種のプロセ
ス制御機能のデータベースにバツチ・データを設
定する方法であつて、後述する第２のリストにおけるバツチ・データ
のそれぞれの設定先を示す情報を記憶する第１の
リストと、この第１のリストをマスタリストとし
てそれに従属し、上位計算機またはオペレータ操
作装置から与えられる１つのバツチの制御に関す
るバツチ・データ群を記憶し、かつ、それらバツ
チ・データ群が書き込まれないとき第１の値を示
し上位の計算機またはオペレータ操作装置からバ
ツチ・データが書き込まれたとき第２の値に書き
替えられオペレータ操作装置またはシーケンス制
御機能からバツチ起動指令が与えられたとき第３
の値に書き替えられ１つのバツチ制御が終了した
ときに第１の値に書き替えられる設定制御語を記
憶する第２のリストと、前記第１のリストをマス
タリストとしてそれに従属し、上位計算機または
オペレータ操作装置から与えられる他のバツチの
制御に関するバツチ・データ群を記憶し、かつ、
それらバツチ・データ群が書き込まれないとき第
１の値を示し上位の計算機またはオペレータ操作
装置からバツチ・データが書き込まれたとき第２
の値に書き替えられる設定制御語を記憶する第３
のリストとからなるバツチ・データ設定機能用の
データベースを設け、このデータ・ベースの第２のリストの設定制御
語が第３の値を示すとき、第２のリストのバツ
チ・データを第１のリストの設定先情報に従つて
各種のプロセス制御機能用のデータベースに設定
するとともに同設定制御語を第４の値に書き替
え、データベースの第２のリストの設定制御語が
第１の値を示し第３のリストの設定制御語が第２
の値を示すとき、第３のリストのバツチ・データ
を第２のリストに書き移すとともに第２のリスト
の設定制御語を第２の値に書き替え第３のリスト
の設定制御語を第１の値に書き替えるバツチ・デ
ータ設定方法。