CN105035866B - 张力控制器 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种能容易且高效地选择与所连接的输入单元相对应的控制模式的张力控制器。基于从所连接的输入单元获取到的机种识别信息判断所连接的输入单元的连接模式，提取与判断出的连接模式相一致的连接模式所关联的多个控制模式，并提取与所提取出的多个控制模式相关联的控制模式的决定要素的选择项目，由用户依次选择所提取出的控制模式的决定要素的选择项目，基于所述用户的选择指示从多个控制模式中选择一个控制模式，并根据所选择的一个控制模式来控制长条材料的张力。

Description

张力控制器

技术领域

本发明涉及一种对长条材料的张力进行控制的张力控制器。

背景技术

张力控制器被用于对长条材料的张力进行控制的设备。以往的张力控制器通常是被称为全功能集成型(all in one type)的、将显示和操作功能以及功率放大(power amp)功能一体化的张力控制器。

在非专利文献1的张力控制器中，进行反馈(feedback)控制方式的张力控制。在反馈控制方式中，将张力检测器的输出作为输入，对该张力输入进行监控(monitor)，同时对控制输出进行控制，以和目标张力一致。非专利文献1的张力控制器其输入功能具备张力检测器的双输入功能以及模拟张力(analog tension)的单输入功能。非专利文献1的张力控制器其输出功能具备磁粉制动器(powder break)或磁粉离合器(powder clutch)用的控制用输出、AC伺服(AC servo)用的控制输出、以及张力监控器(tension monitor)用的输出。上述输入输出功能作为各端子台的引脚(pin)的功能而固定，无法变更。

在非专利文献2的张力控制器中，进行开环(open loop)式的张力控制。在开环式的控制方式中，能让用户(user)选择将当前材料的卷绕直径作为模拟数据(analog data)来输入的功能、以及对当前的材料直径进行运算的功能，通过使用卷绕直径进行运算处理，来进行与当前的材料直径相对应的张力控制。作为输入功能，包括：卷绕直径运算用的卷轴传感器的脉冲信号的输入功能、以及以模拟电压(analog voltage)将来自超声波传感器或电位器这样的传感器的输出电压作为卷绕直径来获取的输入功能。作为输出功能，包括：磁粉制动器或磁粉离合器用的控制用输出以及AC伺服用的控制输出。上述输入输出功能作为各端子台的引脚的功能而固定，无法变更。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：《三菱张力控制器LE-30CTN(适用CE标记)使用说明书(活用篇)》(「三菱テンションコントローラLE-30CTN(CEマーキング(marking)対応)取扱説明書(活用編)」)，三菱电机株式会社发行，2012年9月发行

非专利文献2：《三菱张力控制器转矩张力控制LD-30FTA使用说明书(活用篇)》「三菱テンションコントローラトルクテンコン(torque tension control)LD-30FTA取扱説明書(活用編)」，三菱电机株式会社发行，2012年6月发行

发明内容

发明所要解决的技术问题

在现有的张力控制器中，能进行张力控制的控制系统仅为单轴，因此无法利用一台张力控制器同时控制多个控制系统的控制轴，也无法同时对多个控制轴进行单独的张力控制。此外，在现有的张力控制器中，对各个机种的张力控制方式是确定的，因此在用户想要对各个控制轴改变张力控制方式的情况下，需要准备与控制轴的数量相对应个数的、具有不同张力控制方式功能的张力控制器。而且，在现有的张力控制器中，以各个张力控制方式的张力控制器为基准的输入输出功能被预先分配，因而无法进行输入输出功能的分配变更。

为解决上述问题，实现目的，本发明的目的在于获得一种能容易且高效地选择与所连接的输入单元(input unit)相对应的控制模式(control pattern)的张力控制器。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明，提供一种张力控制器，能利用多个不同的连接模式(connectionpattern)对输入单元进行连接，所述输入单元包含一个或多个张力输入单元(tensioninput unit)、以及一个或多个卷绕直径输入单元(winding diameter input unit)，并且张力控制器基于包含来自所连接的输入单元的输入的输入信号，输出用于对长条材料的张力进行控制的输出信号，其特征在于，包括：第一存储部，该第一存储部存储有多个连接模式的第一管理信息，该第一管理信息包含：输入单元的连接模式与对应于该连接模式的多个控制模式之间的对应关系；以及用来从连接模式所对应的多个控制模式中确定一个控制模式的一个或多个控制模式的决定要素的选择项目；第一控制部，该第一控制部基于从所连接的输入单元获取到的机种识别信息判断所连接的输入单元的连接模式，并从所述第一管理信息中提取出与判断出的连接模式相一致的连接模式所关联的多个控制模式；第二控制部，该第二控制部对提取出的所述多个控制模式所关联的控制模式的决定要素的选择项目进行提取，让用户依次选择所提取出的控制模式的决定要素的选择项目，并基于所述用户的选择指示从多个控制模式中选择一个控制模式；以及第三控制部，该第三控制部依照所选择的一个控制模式对所述长条材料的张力进行控制。

发明效果

根据本发明，用户能选择所使用的输入单元，通过使所选择的输入单元与张力控制器相连，来进行能使用的控制模式的限定，用户能从限定后的控制模式的决定要素中选择最低限度的输入条件，来简单地选择以输入单元的组合以及输入条件为准的控制模式，从而能简化用户的初始设定。此外，由于能利用一台张力控制器控制多个控制系统，并且能对多个控制系统的各个控制轴选择控制方式，因此对用户而言，无需准备多个相应的张力控制器来实现多个控制系统，成本(cost)上较为有利。

附图说明

图1是表示实施方式1的张力控制器的主视图。

图2是表示实施方式1的主体单元(body unit)的外形的三视图。

图3是表示实施方式1的张力输入单元的外形的三视图。

图4是表示实施方式1的卷绕直径输入单元的外形的三视图。

图5是表示输入单元的连接台数与通道(channel)的关系的图。

图6是表示实施方式1的主体单元的硬件(hardware)结构例的框图。

图7是表示实施方式1的主体单元的功能结构例的框图(block diagram)。

图8是表示输入单元的连接模式与控制模式的对应关系的图。

图9是表示控制模式的选择处理的流程图(flowchart)。

图10是表示每个控制模式的输入输出功能的功能分配对应表的图(之一)。

图11是表示每个控制模式的输入输出功能的功能分配对应表的图(之二)。

图12是表示张力控制器的输入输出的功能分配选择功能的图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明的张力控制器的实施方式。此外，本发明并不由本实施方式所限制。

实施方式1.

图1是从正面观察实施方式1的张力控制器100得到的外形图。张力控制器100由主体单元110、以及一台以上的张力输入控制单元120或一台以上的卷绕直径输入单元130构成。在本实施方式1中，假设主体单元110可连接最多两个张力输入单元120与最多两个卷绕直径输入单元130。张力输入单元120与卷绕直径输入单元130可与主体单元110分离。张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130也可以分别连接三台以上。张力输入单元120具有将所检测到的张力作为输入要素进行输入的功能。卷绕直径输入单元130具有将所检测到的卷绕直径作为输入要素进行输入的功能。

图2是表示主体单元110的外形的三视图，图2(a)为左侧视图，图2(b)为主视图，图2(c)为右侧视图。图3是表示张力输入单元120的外形的三视图，图3(a)为左侧视图，图3(b)为主视图，图3(c)为右侧视图。图4是表示卷绕直径输入单元130的外形的三视图，图4(a)为左侧视图，图4(b)为主视图，图4(c)为右侧视图。

主体单元110的正面面板(front panel)的左端部设有监控灯(monitor lamp)1，用于确认电源输入(POW)、识别第一控制轴的自动控制的运行或停止状态(AUTO1)、识别第一控制输出的开关(on-off)状态(OUT1)、识别第二控制轴的自动控制的运行或停止状态(AUTO2)、识别第二控制输出的开关状态(OUT2)、显示警报(alarm)(ALM)。

设置在主体单元110的正面面板上的外部连接用端子2用于连接输入以及输出各触点指令用的布线以及输入电源用的布线。外部连接用端子3具有：用于将来自与主体单元110相连的张力输入单元120或卷绕直径输入单元130以外的其它外部设备的张力或卷绕直径以模拟电压的形式进行输入的端子；用于利用来自外部的模拟输入电压(analog inputvoltage)来设定张力控制的端子；以及用于对各种控制输出以及监控输出信号(monitoroutput signal)进行连接的端子。网络通信连接用端子(connecting terminal fornetwork communication)4是张力控制器100的数据通信用线缆连接用端子(cableconnecting terminal for date communication)。与网络通信连接用端子4相连的设备的信号需要由各个网络方式(network system)来决定。通信确认用灯(communicationconfirmation lamp)5是用来确认通信信号正在工作的监控灯，每次输入到网络通信连接用端子4的通信信号在高电平(high level)与低电平(low level)之间进行交替时，该监控灯就进行闪烁。另外，在通信动作中或通信设定中发生错误(error)时，通信确认用灯5都点亮。

连接器(connector)6用于连接可编程显示器用通信线缆(cable forcommunication with programmable display)。该连接器6连接有用于与可编程序显示器(programmable display)进行通信的信号线、和用于检测是否连接了可编程序显示器这一情况的信号线。连接器6在主体单元110内与小型可编程显示器连接用电源相连，因此在连接了与电源方式相匹配的可编程显示器的情况下，只需与连接器6相连即可从主体单元110向可编程显示器进行供电。此外，在连接了与主体单元110内连接器6所连接的电源不匹配的中大型可编程显示器的情况下，也可以利用连接器6仅将通信线与中大型可编程显示器相连，而由其它电源向中大型可编程显示器进行供电。能够与连接器6相连接的可编程显示器的通信信号需要符合例如RS-422的标准。

接口单元(interface unit)7用于连接主体单元110、张力输入单元120或卷绕直径输入单元130。接口单元7具备外部连接器(external connector)8，外部连接器8连接张力输入单元120的外部连接器10、或卷绕直径输入单元130的外部连接器14。通过将接口单元7更换成搭载了USB通信功能的接口单元或搭载了符合RS-485标准的通信功能的接口单元，从而能利用相对应的网络通信功能(network communication function)，能进行各种监控以及设定。

存储盒(memory cassette)9是可拆卸的外部存储器(external memory)。存储盒9中能存储：主体单元110的内部存储器(internal memory)中保存的各部分的张力校正值数据(tension calibration value data)、张力显示设定值数据(tension display setvalue data)、以及输出设定值数据(output set value data)。主体单元110的内部存储器与存储盒9之间能相互复制(alternate copy)设定数据(setting data)，在对另一主体单元进行设定数据的复制(copy)或该主体单元故障时，也能在存储盒9中对设定数据进行备份(backup)，能提高维护性(ease of maintenance)。此外，在内部存储器与存储盒9两者之间，能设定各种设定数据的存储目标的优先顺位，也能将存储盒9用于暂时的设定变更或还原设定。

位于张力输入单元120的左侧面的外部连接器13、位于卷绕直径输入单元130的左侧面的外部连接器17能与位于张力输入单元120的右侧面的外部连接器10、或位于卷绕直径输入单元130的右侧面的外部连接器14相连。因此，能利用外部连接器10、13、14、17来进行张力输入单元120与张力输入单元120的相互连接、卷绕直径输入单元130与卷绕直径输入单元130的相互连接、以及张力输入单元120与卷绕直径输入单元130的相互连接。

设置于张力输入单元120的正面面板上的外部连接用端子11用于连接对张力检测器的供电布线、来自张力检测器的输出信号的输入布线、或上下限张力检测用触点输出的布线。设置在卷绕直径输入单元130的正面面板上的外部连接用端子15用于连接来自卷轴传感器(winding axis sensor)的卷轴脉冲输入(winding pulse input)布线、测量脉冲输入(measure pulse input)布线、传感器用的电源布线、卷绕直径的复位用触点输入(contact input for reset)布线、或卷轴的时序(timing)检测的触点输出(contactoutput for detect timing)的布线。张力输入单元120的正面面板上设有电源输入的确认用灯(power supply confirmation lamp)12。卷绕直径输入单元130的正面面板上设有用于进行电源输入的确认以及卷轴传感器的脉冲输入(pulse input)的确认显示的确认用灯(confirmation lamp)16。

对分配张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130的连接所对应的通道进行说明。图5中示出了张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130的所有连接模式，还示出了与各连接模式相对应的通道分配。最多的连接结构包括两台张力输入单元120以及两台卷绕直径输入单元130，一共四台。根据连接台数来决定通道的分配，如图1、图2所示，在对主体单元110的左侧设置外部连接器8的结构中，从主体单元110开始由远到近自动分配ch1、ch2、...。此外，在有两个控制轴并使用轴切换功能的情况下，将卷绕直径输入单元130的通道编号中较小的一个分配成A轴，将通道编号中较大的一个分配成B轴。由此，利用主体单元110将ch1～ch4的通道分配给总计1～4台的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130。

接着，利用图6说明主体单元110的硬件结构例。微机(microcomputer)18通过执行程序(program)来执行外部连接用端子2所包含的多个触点指令的输入输出控制、将从外部连接用端子3或外部连接器8输入的张力信号或卷绕直径信号的电压信号从模拟信号(analog signal)转换为数字信号(digital signal)的控制、将输出到电压输出端子或电流输出端子的输出信号从数字信号转换为模拟信号的控制、输入输出功能的分配选择处理、存储管理(memory management)、或与可编程显示器(programmable display)的通信控制、网络通信控制(network communication control)。

ROM(Read Only Memory：只读存储器)19是非易失性存储器(non-volatilememory)，对后述的控制模式的结构数据(configuration data)以及每个控制模式的输入输出功能的功能分配表进行存储。EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)20是非易失性并且可改写存储的存储器(memory)，对后述的控制模式的结构数据以及每个控制模式的输入输出功能的功能分配表进行存储。存储于EPROM20中的数据在电源接通时由RAM(Random Acess Memory：随机存储器)21读出，在设定变更的时刻或电源关闭时被再次存储保存于EPROM20中。

模数转换器(A/D converter)22获取以电压形式输入的各通道的模拟输入，并从模拟信号转换为数字信号。数模转换器(D/A converter)23将微机18的运算结果、即输出信号从数字信号转换为模拟信号，并输出各通道的模拟输出。

图7示出主体单元110的控制系统的功能框图(function block diagram)。与主体单元110相连的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130存储有机种识别信息，该机种识别信息表示本机器是张力输入单元还是卷绕直径输入单元。

主体单元110包括第一选择功能部40、显示及设定功能部50、第二选择功能部60、输入切换要素70、张力控制部(tension control part)80、以及输出切换要素90。第一选择功能部40包括连接模式判定部(connecting pattern judgment part)41、存储部42、存储部43、以及选择处理部44。第二选择功能部60包括存储部61、自动分配处理部62、以及输入输出功能分配表(input-output function al location table)63。

张力控制部80对长条材料的卷绕、开卷、中间阶段的材料张力进行控制。长条材料举例有纸、薄膜(film)、线丝或引线(wire)等。张力控制部80包括反馈控制部(feedbackcontrol part)81以及开环控制部(open loop control part)82。反馈控制部81监控张力输入，同时对控制输出进行控制，以和目标张力一致。反馈控制部81的输入功能包括张力输入单元120的双输入功能以及模拟张力的单输入功能。反馈控制部81的输出功能包括磁粉制动器或磁粉离合器用的控制输出、AC伺服用的控制输出、以及张力监控用输出。开环控制部82具备以模拟数据的形式输入当前的材料卷绕直径的功能、以及对当前的材料直径进行运算的功能。开环控制部82通过使用卷绕直径进行运算处理来进行与当前的材料直径相对应的张力控制。开环控制部82的输入功能包括卷绕直径运算用的卷轴传感器的脉冲信号(pulse signal)的输入功能、以及以模拟电压的形式将来自传感器(sensor)的输出电压作为卷绕直径进行获取的输入功能。举例而言，传感器有超声波传感器(supersonic sensor)或电位器(potentiometer)等。开环控制部82的输出功能包括磁粉制动器或磁粉离合器用的控制用输出以及AC伺服用的控制输出。

输入切换要素70基于切换信号来切换与通道ch1～ch4相连的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130、或来自模拟输入端子的输入是张力和卷绕直径中的哪一个，并将其输入到张力控制部80内的控制要素、即反馈控制部81或开环控制部82。

输出切换要素90基于切换信号对四个输出端子的输出功能进行切换，输出控制输出与张力信号中的某一个、控制输出与卷绕直径信号中的某一个、张力信号与卷绕直径信号中的某一个、以及转速1与转速2中的某一个。

图7所示的显示及设定功能部50是与张力控制器100相连的装置的输入输出部、即用户接口的总称。与张力控制器100相连的装置例如有可编程显示器、个人计算机、可编程控制器(programmable logic controller)。

连接模式判定部41在张力控制器100启动时从所连接的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130获取机种识别信息，通过对获取到的机种识别信息进行识别来判断张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130是以图5所示的多个连接模式中的哪一个连接模式而连接。连接模式判定部41将所识别的连接模式作为输入单元结构数据(input unitconfiguration data)存储到存储部42中。

存储部43中存储有对输入单元结构数据、即输入单元连接模式(input unitconnection pattern)与控制模式的结构数据之间的对应关系进行了规定的第一管理数据(control data)。第一管理数据是包含如下内容的第一管理信息：张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130的连接模式与对应于连接模式的多个控制模式之间的对应关系；以及用于从连接模式所对应的多个控制模式中确定一个控制模式的一个或多个控制模式的决定要素的选择项目。存储部43是为每个连接模式存储一份第一管理信息的第一存储部。控制模式的结构数据由用于决定控制模式的多个控制模式的决定要素来构成，以下将控制模式的结构数据简称为控制结构数据(control configuration data)。第一管理数据在制造商(manufacture)出厂前预先存储在存储部43中。图8示出了第一管理数据的一个例子。图8的左侧示出了包含八个连接模式P1～P8的输入单元结构数据，图8的中央部示出了包含多个控制模式的决定要素在内的控制结构数据。图8的右侧示出了控制模式的选择编号。

控制模式的决定要素包括控制轴数、控制轴1的控制方式、控制轴1的张力输入方式、控制轴1的卷绕直径输入方式、控制轴2的控制方式、控制轴2的张力输入方式、控制轴2的卷绕直径输入方式、以及有无轴切换，总计八个项目。在控制轴数的项目中选择单轴还是双轴。在控制轴1的控制方式的项目中选择反馈、或是开环、或是反馈+开环。在控制轴1的张力输入方式的项目中选择是否经由张力输入单元120输入张力检测器的输出。在控制轴1的卷绕直径输入方式的项目中选择经由外部连接用端子3内的模拟输入端子(analog inputterminal)输入卷绕直径、或是经由卷绕直径输入单元130输入卷轴检测器的输出即卷轴脉冲、或是不输入卷绕直径。在控制轴2的控制方式的项目中选择反馈、或是开环、或是反馈+开环。在控制轴2的张力输入方式的项目中选择经由张力输入单元120输入张力检测器的输出、或是经由外部连接用端子3内的模拟输入端子输入张力、或是经由卷绕直径输入单元130输入卷轴检测器的输出即卷轴脉冲、或是不输入张力。在控制轴2的卷绕直径输入方式的项目中选择经由外部连接用端子3内的模拟输入端子输入卷绕直径、或是经由卷绕直径输入单元130输入卷轴检测器的输出即卷轴脉冲、或是不输入卷绕直径。在轴切换的项目中选择有无轴切换。轴切换功能主要用于设备中材料的开卷、卷绕部分。即，具备的轴切换功能对于相同的控制系统的轴进行如下动作：当材料耗尽时切换为设置(set)了新材料的新轴，或在卷绕结束时切换为空的新轴。

在张力控制器100中，除了经由张力输入单元120或卷绕直径输入单元130使用来自张力检测器的输入或来自卷绕直径运算用的卷轴传感器的卷轴脉冲的输入以外，还具有从外部装置以模拟输入形式(analog input form)输入张力并进行张力控制的功能、以模拟输入形式输入卷绕直径并用于张力控制的功能、或者对于反馈控制的控制方式根据卷绕直径对张力进行修正的锥度控制(taper control)中使用的功能，为此将控制轴的张力输入方式以及控制轴的卷绕直径输入方式设定为决定要素的选择项目。此外，在张力控制器100中，有两个致动器(actuator)的控制输出用的输出端子，因此仅在控制轴数为单轴时可以选择如轴切换功能那样对一个控制系统使用两个控制输出的输出端子的功能，其理由在于，在控制轴数为双轴且使用轴切换的情况下，控制输出的输出端子需要四个。

在控制结构数据中，对生产商所设定的26种控制模式设定有1～26的控制模式选择编号。并且，这26种控制模式按照张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130的每个连接模式进行分类，换言之，按照每个输入单元结构数据进行分类。

图7的第一选择功能部40执行如下处理：从存储在存储部43中的控制结构数据所包含的26种控制模式中选择一个控制模式。即，第一选择功能部40是基于从所连接的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130获取到的机种识别信息来判断所连接的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130的连接模式、并从第一管理信息中提取与所判断出的连接模式相一致的连接模式所关联的多个控制模式的第一控制部。并且，第一选择功能部40是对提取出的多个控制模式所关联的控制模式的决定要素的选择项目进行提取、让用户依次选择所提取出的控制模式的决定要素的选择项目、并基于用户的选择指示从多个控制模式中选择一个控制模式的第二控制部。以下，按照图9的流程图对第一选择功能部40的动作进行说明。首先，接通张力控制器100的电源(步骤(step)S1001)。连接模式判定部41获取所连接的张力输入单元120、或卷绕直径输入单元130所具有的机种识别信息，通过对所获取到的机种识别信息进行识别来生成表示张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130与四个通道ch1～ch4的对应关系的输入单元连接模式，换言之，生成输入单元结构数据，并将所生成的输入单元结构数据存储到存储部42中。

选择处理部44从存储部42获取输入单元结构数据(步骤S1002)，从存储部43获取第一管理数据，并对两者进行核对(步骤S1003)。在第一管理数据中不存在与输入单元结构数据相一致的连接模式的条目(entry)的情况下(步骤S1003：否)，选择处理部44将输入单元的结构错误(configuration error)信息显示在显示及设定功能部50中(步骤S1004)。在第一管理数据中存在与输入单元结构数据相一致的连接模式的条目的情况下(步骤S1003：是)，选择处理部44提取一致的连接模式的条目所包含的控制模式的选择编号以及控制模式的决定要素的选择项目(步骤S1005)，并作为选择项目设定到存储部42内的控制模式的决定要素的数据区(data area)25中。

例如在ch1与张力输入单元120相连、ch2与卷绕直径输入单元130相连、ch3～ch4未连接任何单元的情况下，输入单元结构数据与连接模式P3相一致，因此将可选择的控制模式的选择编号限定为9～13，并且对于控制模式的决定要素的选择项目，如下那样为控制模式的选择编号9～13中要设定的控制模式的决定要素设定选择项目：控制轴数为1或2，控制轴1的控制方式为反馈+开环或反馈，控制轴1的张力输入方式为仅张力检测器，控制轴1的卷绕直径输入方式为卷轴脉冲、无、或者模拟输入，...。至此为止的处理是张力控制器100的电源接通时进行的动作。将该电源接通时的控制模式的选择处理称为第一选择处理。

接着，由用户选择控制模式的决定要素，从而最终从第一选择处理所限定的多个控制模式中选择一个控制模式。作为由用户选择控制模式的决定要素的手段，可以利用与主体单元110的可编程显示器连接用连接器6相连的可编程显示器或者使用了USB接口单元(USB interface unit)的USB通信，通过个人计算机进行设定；或者可以利用从可编程控制器向张力控制器100的网络通信(network communication)进行设定的方法。图7所示的显示及设定功能部50是可编程显示器、个人计算机、可编程控制器的用户接口的总称。

选择处理部44首先选择控制轴数作为控制模式的决定要素(步骤S1007)，当用于决定控制轴数的选择项目数为两个以上的情况下(步骤S1007：两个以上)，用户经由显示及设定功能部50进行控制轴数的手动选择(步骤S1008)，此外，在用于决定控制轴数的选择项目数为一个以下的情况下(步骤S1007：一个以下)，则自动决定控制轴数(步骤S1009)。接着，选择处理部44以该决定为条件再次对剩余的决定要素的选择项目进行限定(步骤S1010)。

选择处理部44接着选择控制轴1的控制方式作为控制模式的决定要素(步骤S1011)，在用于决定控制轴1的控制方式的选择项目数为两个以上的情况下(步骤S1011：两个以上)，由用户经由显示及设定功能部50进行控制轴1的控制方式的手动选择(步骤S1012)。此外，在用于决定控制轴1的控制方式的选择项目数为一个以下的情况下(步骤S1011：一个以下)，自动决定控制轴1的控制方式(步骤S1013)。接着，选择处理部44以该决定为条件再次对剩余的决定要素的选择项目进行限定(步骤S1014)。

选择处理部44反复进行上述处理。选择处理部44接着选择轴切换作为控制模式的决定要素(步骤S1035)，在用于决定轴切换的选择项目数为两个以上的情况下(步骤S1035：两个以上)，由用户经由显示及设定功能部50进行轴切换的手动选择(步骤S1036)。此外，在用于决定轴切换的选择项目数为一个以下的情况下(步骤S1035：一个以下)，自动决定轴切换的控制方式(步骤S1037)。在如上述那样确定了决定要素后，最终确定一个控制模式的选择编号(步骤S1038)。

例如在如上述那样选择了连接模式P3的情况下，最初选择控制轴数作为选择项目，向用户询问将控制轴数设为1还是2。在用户选择1作为控制轴数的情况下，由于没有其它选择项目，因此选择编号9被选择。在用户选择2作为控制轴数的情况下，接着向用户询问将控制轴1的控制方式设为反馈+开环还是反馈。在用户选择反馈+开环作为控制轴1的控制方式的情况下，将选择编号限定到10和11。该情况下，向用户询问将控制轴2的控制方式设为反馈还是开环，在用户选择反馈作为控制轴2的控制方式的情况下，选择编号10被选择，而在用户选择开环作为控制轴2的控制方式的情况下，选择编号11被选择。在用户选择反馈作为控制轴1的控制方式的情况下，将选择编号限定到12和13。该情况下，向用户询问将控制轴1的卷绕直径输入方式设为无还是模拟输入，在用户选择无的情况下，选择编号12被选择，而在用户选择模拟输入的情况下，选择编号13被选择。

由此，用户通过显示及设定功能部50选择控制模式的决定要素即控制轴数、控制轴的控制方式、张力输入的输入方式、卷绕直径输入的输入方式以及有无轴切换功能，从而能将控制模式限定到一个。将上述选择处理称为第二选择处理。另外，通过选择控制模式的决定要素中的某一个，从而以所选择的决定要素为条件再次对剩余的决定要素的选择项目进行限定，在决定要素的选择项目为一个或不需要设定的情况下自动确定决定要素。

选择处理部44在每次决定要素被选择时，将选择内容存储到存储部42中的控制模式的决定要素的数据区域45中。选择处理部44对于通过控制模式的第一选定处理而限定的控制模式的选择编号，进一步通过控制模式的第二选择处理对决定要素进行限定，从而最终确定一个控制模式的选择编号。选择处理部44在确定了一个选择编号后，将所确定的选择编号连同输入单元结构数据以及控制模式的决定要素这两个信息一起通知给第二选择功能部60的自动分配处理部62。此外，将所确定的选择编号输入给张力控制部80。张力控制部80对内部的控制要素进行控制，以实现与所输入的选择编号相对应的控制模式。例如在选择了进行反馈控制的控制模式的情况下，使反馈控制部81动作，在选择了进行开环控制的控制模式的情况下，使开环控制部82动作，在选择了进行反馈+开环控制的控制模式的情况下，使反馈控制部81以及开环控制部82动作。即，作为第一管理信息的第一管理数据中，选择编号和控制模式相关联，第三控制部即第二选择功能部60从第二管理信息、即每个控制模式的输入输出功能分配表中选择与所输入的选择编号相对应的输入输出的功能分配数据(function allocation data)，并基于所选择的输入输出的功能分配数据对输入信号分配输入功能以及对输出信号分配输出功能。

图7所示的第二选择功能部60包括存储部61、自动分配处理部62、以及输入输出功能分配表63。第二选择功能部60是根据作为第一控制部以及第二控制部的第一选择功能部40所选择的一个控制模式来控制长条材料的张力的第三控制部。图10、图11示出存储部61所存储的所有控制模式的输入输出功能分配表。输入输出功能分配表63是包含控制模式与对应于控制模式的输入输出的功能分配数据之间的对应关系的第二管理信息。存储部61存储多个控制模式的第二管理信息。输入输出功能分配表63对每个控制模式分配与各输入输出相对应的功能。在图10、图11的示例中，具有七个作为触点输入的输入输出端子，三个作为触点输出的输入输出端子，四个作为模拟输入的输入输出端子，以及四个作为模拟输出的输入输出端子。此外，26个控制模式分别具有设定数据区域(setting data area)，该数据区域包含触点输入设定1～7、触点输出设定1～3、模拟输入设定(analog inputsetting)1～4、模拟输出设定(analog output setting)1～4。

自动分配处理部62在由选择处理部44通知了控制模式的选择编号后，从存储部61的输入输出功能分配表中读取与所通知的控制模式的选择编号相关联的、包含触点输入设定1～7、触点输出1～3、模拟输入1～4、模拟输出1～4的输入输出功能数据(input-outputfunction data)，将读取出的输入输出功能数据写入输入输出功能分配表63的各个设定数据区域。

写入输入输出功能分配表63的各设定区域的输入输出功能数据作为切换信号被输入到输入切换要素70以及输出切换要素90。

输入切换要素70基于输入输出功能分配表63中设定的、包含触点输入设定1～7以及模拟输入1～4的输入功能数据(input function data)来切换与通道ch1～ch4相连的张力输入单元120以及卷绕直径输入单元130、或将来自模拟输入端子的输入切换成张力和卷绕直径中的某一个，并将其输入到张力控制部80内的控制要素、即反馈控制部81或开环控制部82。

输出切换要素90基于输入输出功能分配表63中设定的、包含触点输出1～3以及模拟输出1～4的输出功能数据(output function data)，将四个输出端子所对应的输出功能切换为控制输出与张力信号中的某一个、控制输出与卷绕直径信号中的某一个、张力信号与卷绕直径信号中的某一个、以及转速1与转速2中的某一个，并进行输出。

在如上述那样确定一个控制模式并确定输入输出的功能分配数据后，从输入输出功能分配表63中将包含触点输入设定1～7、触点输出1～3、模拟输入1～4、以及模拟输出1～4的输入输出功能数据作为切换信号输入到输入切换要素70以及输出切换要素90，由此，能将输入切换要素70以及输出切换要素90切换成与所确定的控制模式相对应的输入输出功能，对张力控制部80内的各张力控制处理进行与所分配的各输入输出的功能相对应的输入输出。即，作为第三控制部的第二选择功能部60从第二管理信息、即每个控制模式的输入输出功能分配表中选择与所选择的一个控制模式相对应的输入输出的分配数据，并基于所选择的输入输出的分配数据对输入信号以及输出信号进行输入功能及输出功能的分配，从而对长条材料的张力进行控制。

此外，如图12所示，输入输出功能分配表63中设定的数据以预先决定的数据设备编号(data device number)的数据的形式显示在可编程显示器、个人计算机的显示器、或可编程控制器中。通过可编程显示器或个人计算机对与该数据设备编号相对应的条目写入数据，从而能由用户对输入输出功能分配表63中设定的输入输出的功能分配数据进行任意的变更。即，作为第二存储部的存储部61中存储的每个控制模式的输入输出功能分配表内的数据是可以变更的。

另外，用户也能确认使用说明书中记载的图8的控制模式的结构数据，并能利用显示及设定功能部50来直接对相应的控制模式的选择编号进行数值输入。将数值输入的选择编号输入到自动分配处理部62。自动分配处理部62基于所输入的选择编号从存储部61中读取与选择编号相对应的输入输出功能数据，并将读取出的输入输出功能数据写入到输入输出功能分配表63的各个设定区域中。另外，在与控制模式的结构数据不一致的情况下，显示警报作为控制模式的选择错误(selection error)信息。

由此，在本发明的实施方式的张力控制器中，具备连接多个分别与多个输入要素相对应的输入单元的功能，例如能将作为输入要素的张力输入到第一输入单元，将卷绕直径输入到第二输入单元。输入单元具备将张力或卷绕直径作为输入要素进行输入的功能，各个输入单元包括各自的机种识别信息。本发明实施方式的张力控制器的主体单元中，通过在张力控制器启动时对所连接的输入单元所具有的机种识别信息进行识别，从而能判断哪个输入单元与张力控制器的哪个部分相连，并将识别出的数据作为输入单元的结构数据存储到存储部42中。

此外，本发明实施方式的张力控制器在生产商出厂前将输入单元结构数据和由控制模式的决定要素构成的控制模式的结构数据预先存储在存储部61中，在主体单元110向存储部42存储了输入单元结构数据时，从存储部61中选择与存储到存储部42中的输入单元结构数据相一致的输入单元结构数据，从而能根据所连接的输入单元的结构来限定可选择的控制模式。且，由于用户通过显示及设定功能部50来依次选择控制模式的决定要素的选择项目，并且每当选择了一个决定要素时，对所剩的决定要素的选择项目进行限定，因此能减少用户选择控制模式的决定要素的操作。即，在利用输入单元的结构数据限定控制模式的阶段，控制模式的决定要素被限定为该输入单元的结构下可供选择的控制模式所能够选择的那些决定要素，因此能减少用户选择各决定要素时的选项。而且，每当选择了一个决定要素时，对所剩的决定要素的选择项目进行限定，因此能减少用户选择控制模式的决定要素的操作。

此外，每个控制模式的输入输出功能分配数据在生产商出厂前预先存储在存储部61中，在用户决定了控制模式的同时，能从存储部61内的输入输出功能分配表中设定与所决定的控制模式相对应的最合适的输入输出的功能分配数据，作为输入输出的功能分配用的数据。将各输入输出的功能分配数据作为切换信号进行处理，对将多个输入单元与多个输入功能相连的输入切换要素70、以及将多个输出端子与多个输出功能相连的输出切换要素90进行操作。通过该操作向多个输入单元分配与各个控制轴的控制模式相对应的最合适的输入功能。同样，对多个输出端子分配与各个控制轴的控制模式相对应的最合适的输出功能。

如上所述，在本发明实施方式的张力控制器中，用户能选择所使用的输入单元，通过使所选择的输入单元与张力控制器的主体单元相连，来自动进行能使用的控制模式的限定，用户能从限定后的控制模式的决定要素中最低限度地选择输入条件，从而简单地选择与输入单元的组合以及输入条件相匹配的控制模式。此外，在用户预先知道与输入单元的结构相对应的控制模式的选择编号的情况下，利用能直接输入控制模式的编号的功能能进一步简化控制模式的设定。

此外，若选择了控制模式，则分配与所选择的控制模式相对应的最合适的输入输出功能，从而能简化用户的初始设定，还能通过输入输出功能的手动分配功能来灵活应对输入输出的布线或端子排列的限制等设备方面的限制。此外，在产品规格方面，由于能利用一台张力控制器控制多个控制系统，并且能对多个控制系统的各个控制轴选择张力控制方式，因此对用户而言，无需准备多个对应的张力控制器来实现多个控制系统，成本上较为有利。

工业上的实用性

如上所述，本发明的张力控制器适用于对长条材料的张力进行控制的张力控制器。

标号说明

2 外部连接用端子

3 外部连接用端子

4 网络通信连接用端子

6 可编程序显示器连接用连接器

7 接口单元

8 外部连接器

9 存储盒

10 外部连接器

11 外部连接用端子

12 确认用灯

13 外部连接器

14 外部连接器

15 外部连接用端子

16 确认用灯

17 外部连接器

18 微机

40 第一选择功能部

41 连接模式判定部

42 存储部

43 存储部

44 选择处理部

50 显示及设定功能部

60 第二选择功能部

61 存储部

62 自动分配处理部

63 输入输出功能分配表

70 输入切换要素

80 张力控制部

81 反馈控制部

82 开环控制部

90 输出切换要素

100 张力控制器

110 主体单元

120 张力输入单元

130 卷绕直径输入单元

Claims (7)

1.一种张力控制器，能利用多个不同的连接模式对输入单元进行连接，所述输入单元包含一个或多个张力输入单元、以及一个或多个卷绕直径输入单元，并且所述张力控制器基于包含来自所连接的输入单元的输入的输入信号，输出用于对长条材料的张力进行控制的输出信号，其特征在于，包括：

第一存储部，该第一存储部存储有多个连接模式的第一管理信息，所述第一管理信息包含：输入单元的连接模式与对应于该连接模式的多个控制模式之间的对应关系；以及用于从连接模式所对应的多个控制模式中确定一个控制模式的一个或多个控制模式的决定要素的选择项目；

第一控制部，该第一控制部基于从所连接的输入单元获取到的机种识别信息判断所连接的输入单元的连接模式，并从所述第一管理信息中提取与判断出的连接模式相一致的连接模式所关联的多个控制模式；

第二控制部，该第二控制部对提取出的所述多个控制模式所关联的控制模式的决定要素的选择项目进行提取，让用户依次选择所提取出的控制模式的决定要素的选择项目，并基于所述用户的选择指示从多个控制模式中选择一个控制模式；以及

第三控制部，该第三控制部依照所选择的一个控制模式对所述长条材料的张力进行控制。

2.如权利要求1所述的张力控制器，其特征在于，

还包括第二存储部，该第二存储部存储有多个控制模式的第二管理信息，该第二管理信息包含以下两者间的对应关系：控制模式；以及与该控制模式所对应的输入输出的功能分配数据，

所述第三控制部从所述第二管理信息中选择与所选择的一个控制模式相对应的输入输出的功能分配数据，并基于所选择的输入输出的功能分配数据，对所述输入信号以及输出信号进行输入功能和输出功能的分配，从而对所述长条材料的张力进行控制。

3.如权利要求1所述的张力控制器，其特征在于，所述控制模式的决定要素包括控制轴数、控制轴的控制方式、张力输入的输入方式、卷绕直径输入的输入方式、以及有无轴切换功能。

4.如权利要求2所述的张力控制器，其特征在于，所述控制模式的决定要素包括控制轴数、控制轴的控制方式、张力输入的输入方式、卷绕直径输入的输入方式、以及有无轴切换功能。

5.如权利要求2所述的张力控制器，其特征在于，所述第一管理信息中选择编号与控制模式相关联，

所述第三控制部从所述第二管理信息中选择与所输入的所述选择编号相对应的输入输出的功能分配数据，并基于所选择的输入输出的功能分配数据，对所述输入信号进行输入功能的分配以及对输出信号进行输出功能的分配。

6.如权利要求4所述的张力控制器，其特征在于，所述第一管理信息中选择编号与控制模式相关联，

所述第三控制部从所述第二管理信息中选择与所输入的所述选择编号相对应的输入输出的功能分配数据，并基于所选择的输入输出的功能分配数据，对所述输入信号进行输入功能的分配以及对输出信号进行输出功能的分配。

7.如权利要求2、4、5、6中任一项所述的张力控制器，其特征在于，存储在所述第二存储部中的所述输入输出的功能分配数据是可变更的。