JP2017201522A - 出力制御ユニット、出力制御システム、出力制御ユニットの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1の実施形態について、図1〜4を参照して説明する。まず始めに、本実施形態に係る出力制御システム100について、図1および図2を用いて説明する。
出力制御システム100は、ある対象物(例えば樹脂、水など)の温度を調節するためのシステムであって、温度調節に使われるヒータや冷却装置などの駆動および停止が正常に行われているか否かを検知するためのシステムである。まず始めに、図2を用いて、出力制御システム100に含まれる各装置(ユニット)と、その接続関係について説明する。図2は、出力制御システム100の概要を示す図である。出力制御システム100は少なくとも、コントローラ(制御装置)2と、温度制御ユニット(出力制御ユニット)3と、ヒータ(出力装置)7と、SSR(Solid State Relay、切替装置)8と、CT(Current Transformer、測定装置)9とを含んでいる。また、出力制御システム100は、必須構成ではないが、プログラマブル表示器1と、温度入力ユニット4と、温度センサ5とを含んでいてもよい。
次に、図1を用いて、各装置(ユニット)の働きについて説明する。図1は、出力制御システム100に含まれる装置およびユニットの要部構成を示すブロック図である。
プログラマブル表示器1は、コントローラ2から受信したデータや通知を、自端末から出力する(表示部に表示させる、またはアラームなどの音声出力を行う)ことで上記データや通知をユーザに提示するHMI(Human Machine Interface)である。なお、プログラマブル表示器1は入力部を備え、当該入力部から受け付けたユーザの指示をコントローラ2に送信してもよい。
コントローラ2は、フィールドネットワークの通信網(以降、単に通信網と称する)を周回するデータブロックを受け取り、該データブロックに各種データを含めて上記通信網に返すPLC(プログラマブルロジックコントローラ)である。ここで、データブロックとは、通信網に接続された各種機器の間で周回する(周期的にやりとりされる)データの集合体を示す。データブロックの周回の周期は、コントローラ2のサイクルタイムに応じて決定される。
温度制御ユニット3は、コントローラ2からの情報に応じてSSR8に時分割比例出力(TPO)で指示を出すユニットである。また、温度制御ユニット3はSSR8に送信した指示内容と、CT9から取得した電流値から、ヒータ7が断線しているか否かを判定し、断線していると判定した場合はコントローラ2に警告を送るユニットである。温度制御ユニット3は、より詳しくは、取得部30、SSR制御部(指示出力部)32、電流値取得部(測定値取得部)33、判定部34、および警告出力部35を含む。
SSR8は、ヒータ7の起動および停止(ONおよびOFF)を制御する回路である。SSR8は、温度制御ユニット3のSSR制御部32から受信した駆動指示または停止指示に応じて、ヒータ7を駆動または停止させる。CT9は、ヒータ7に流れる電流値を測定する。すなわち、CT9は、ヒータ7の実動作を測定しているといえる。CT9はヒータ7に流れる電流を直接的に測定してもよいし、間接的に測定してもよい。CT9は測定結果を温度制御ユニット3の電流値取得部33に送信する。ヒータ7は樹脂や水などの温度制御の対象物を温める。ヒータ7は、電気駆動し対象物に熱を伝えることができるものであればその構成は問わない。
温度センサ5は、温度制御の対象物の温度を計り、温度入力ユニット4に送信する。温度入力ユニット4は当該温度を示す温度データをコントローラ2に出力する。
次に、判定部34が行う判定について、図3を用いてより詳しく説明する。図3の(a)は、温度制御ユニット3における入出力パラメータの経時的変化を示すタイミングチャートである。
最後に、本実施形態において、温度制御ユニット3が警告を出力する処理(警告出力処理)の流れについて、図4を用いて説明する。図4は、警告出力処理の流れを示すフローチャートである。
本発明に係る温度制御ユニット3は、単位時間当たりの、出力装置を駆動させる時間の割合を示す操作量をコントローラ2から取得し、SSR8に対し、一定周期かつ操作量が示す時間割合が実現できるように、ヒータ7を駆動または停止させるための指示を時分割比例出力(TPO)してもよい。以下、本発明の第2の実施形態について、図5を用いて説明する。なお、本実施形態および以降の実施形態では、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
また、本発明に係る温度制御ユニット3は、ヒータ7の駆動および停止に係る第1情報と、SSR8へのTPOを自律制御するか否かを示す第2情報とをコントローラ2から取得してもよい。また、温度制御ユニット3は、該第1情報および第2情報に従って、ヒータ7の駆動または停止の指示をTPOで、SSR8に出力してもよい。
上記各実施形態では、ヒータ7の駆動を制御することで、ある対象物の温度を調整するシステムについて説明した。しかしながら、本発明に係る出力制御システム100は、温度調節だけでなく、種々の出力制御に適用可能である。
コントローラ2および温度制御ユニット3の制御ブロック(特に制御部20、取得部30、SSR制御部32、電流値取得部33、判定部34、および警告出力部35)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
2 コントローラ(制御装置)
20 制御部
21 第1通信部
22 記憶部
23 第2通信部
3 温度制御ユニット
30 取得部
32 SSR制御部(指示出力部)
33 電流値取得部
34 判定部
35 警告出力部
4 温度入力ユニット
5 温度センサ
7 ヒータ(出力装置)
8 SSR(切替装置)
9 CT
Claims (8)
- 出力装置の駆動および停止を切り替える切替装置と接続された出力制御ユニットであって、
前記出力装置の駆動および停止に係る第1情報と、前記切替装置への時分割比例出力を自律制御するか否かを示す第2情報とを制御装置から取得する取得部と、
前記第1情報および前記第2情報に従って、前記切替装置に対し前記出力装置の駆動または停止の指示を時分割比例出力する指示出力部と、を備える出力制御ユニット。 - 前記指示出力部は、前記第2情報が、前記時分割比例出力を自律制御しないことを示す場合、前記第1情報が変化したタイミングで前記時分割比例出力の周期を更新することを特徴とする、請求項1に記載の出力制御ユニット。
- 前記指示出力部は、前記第1情報が出力装置の停止を示す情報に変化した場合、前記時分割比例出力の周期に関わらず、前記第1情報が変化したタイミングで前記出力装置を停止させるよう前記切替装置に指示することを特徴とする、請求項1または2に記載の出力制御ユニット。
- 前記取得部は、前記制御装置から前記第1情報および前記第2情報を周期的に取得することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の出力制御ユニット。
- 前記取得部は、フィールドネットワークを介して前記制御装置と接続することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の出力制御ユニット。
- 前記指示出力部は、複数の前記切替装置それぞれに前記時分割比例出力を行い、
前記取得部は、前記第2情報が、前記時分割比例出力を自律制御しないことを示す場合、前記制御装置から、各切替装置に対する前記時分割比例出力の開始タイミングを示す情報を取得し、
前記指示出力部は、前記開始タイミングを示す情報に応じたタイミングで、前記各切替装置への前記時分割比例出力を開始することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の出力制御ユニット。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の出力制御ユニットと、前記制御装置とを含むことを特徴とする出力制御システム。
- 出力装置の駆動および停止を切り替える切替装置と接続された出力制御ユニットの制御方法であって、
前記出力装置の駆動および停止に係る第1情報と、前記切替装置への時分割比例出力を自律制御するか否かを示す第2情報とを制御装置から取得する取得ステップと、
前記第1情報および前記第2情報に従って、前記切替装置に対し前記出力装置の駆動または停止の指示を時分割比例出力する指示出力ステップと、を含む制御方法。
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