JP2647428B2 - 自動制御システムの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、各種制御対象を自動制御する自動制御シ
ステムを、例えば汎用されているパソコン等の外部計算
機のマンマシンインターフェースを用いて構成するため
の、自動制御システムの制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来において、例えばディジタル計算機によるループ
制御を行う場合、制御対象における目標値、計測値、操
作値などのパラメータや、PID制御用の比例帯、積分
値、微分値などのパラメータがソフトウエアによる処理
で扱われており、このソフトウエア処理の１つ１つの制
御単位を構成する処理単位に対して、上記の各種パラメ
ータを指定する必要がある。このようなソフトウエア処
理の制御単位は「計器」と称され、各種パラメータを指
定することは「計器設計」と称されている。そして、こ
の計器設計を行うには次のようにしている。

第１の方法としては、計器設計を行うマンマシンイン
ターフェースと制御を行う計算機とを一体に構成した装
置により、マンマシンインターフェースにおける入力に
応じて内部処理により計算機に計器の各パラメータを設
定する方法がある。

また、第２の方法としては、マンマシンインターフェ
ースを行う計算機およびそのソフトウエアを、制御を行
う計算機から分離して設定されるように構成し、マンマ
シンインターフェースの計算機によって、計器の各パラ
メータのチェックを行なうとともに、制御を行う計算機
に対して計器の情報を伝達するためのフォーマット化を
行う方法がある。そして、制御を行う計算機に対して、
上記計器のパラメータおよび情報を伝達し、この制御用
計算機における計器の各パラメータが設定されるように
している。

しかし、上記のような第１および第２の方法にあって
は、いずれもマンマシーンインターフェースのソフトウ
エアが機種毎に異なるようになるものであり、機種毎に
ソフトウエア設定が必要となる。また上記第１の方法に
あっては、制御動作中において計器設計を行うマンマシ
ンインターフェースが不要となる場合、これがコスト的
に無駄となる。なお、第２の方法の場合は、このような
問題点は存在しないが、マンマシンインターフェースを
行う計算機のソフトウエアが、マンマシンインターフェ
ースを行う計算機の種類が異なった場合に手直しが必要
となる。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例
えばパソコン等の外部計算機においては、例えば前記の
ような計器設計のための条件データを入力するのみで、
この入力データ即ち未変換文字列を通信ケーブルを介し
て受信することによって上記計器設計等が実行され、ま
た制御対象からの検出信号等に基づいてこの制御対象の
自動制御が実行されるようにし、マンマシンインターフ
ェースである外部計算機の種類等を特に選ぶ必要がな
く、自動的な制御が制御対象を選ばず容易且つ確実に実
行されるようにする自動制御システムの制御装置を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る自動制御システムの制御装置にあって
は、外部計算機からの情報が通信ケーブルを介して受信
されるようにする。そして、この受信された設計コマン
ドに対応して実行される設計手段を備え、さらに制御対
象に設定されるセンサおよびスイッチ類からの検出信号
を入力する入力手段を備え、この入力手段で入力された
検出信号、および上記設計手段で設計された計器のパラ
メータ、ループ制御の機械語、さらにシーケンス制御の
内部コードに基づいて、制御対象に対する制御指令が設
定されるようにし、この制御指令を制御対象に出力させ
るようにする。

［作用］ この制御装置にあっては、計器設計、演算式設計、さ
らにシーケンス設計等が外部計算機に入力された設計コ
マンドによって実行されるようになる。したがって、外
部計算機にあっては、単に文字列によるコマンドを設定
するのみで、任意のパソコン等が適宜使用されるように
なり、このパソコンからの指令に対応して制御対象の制
御態様が適宜設定されるようになる。したがって、非常
に簡易に自動制御システムを設計でき、汎用のパソコン
等を適宜利用することによって、各種自動制御さらにオ
ンラインの監視等が実行できるものである。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第１図は概略的な構成を示しているもので、この発
明に係る制御装置10はMPU基板11と入出力基板12とによ
って構成されている。そして、この制御装置10に対し
て、外部計算機例えばパソコン13が使用されるもので、
このパソコン13と制御装置10とは、通信ケーブル14を介
して接続される。

上記MPU基板11は、MPU111と共にシリアルインターフ
ェース112を備え、また入出力基板12は、アナログ入力
部121、ディジタル入力部122、アナログ出力部123およ
びディジタル出力部124を備えている。

アナログ入力部121には制御対象となるプロセスの、
例えばアナログセンサからの検出信号が入力され、ディ
ジタル入力部122にはスイッチ類からのディジタル的な
入力信号が入力される。また、アナログ出力部123およ
びディジタル出力部124からは、制御プロセスの制御弁
等に対してアナログ的あるいはディジタル的に制御指令
が出力される。

第２図は上記制御装置10の構成をさらに詳細にして示
したもので、MPU基板11には上記MPU111およびシリアル
インターフェース112と共に、さらにEPROM113、バッテ
リバックアップ回路114を備えたSRAM115、プリンタイン
ターフェース116、インターバルタイマ117等を備えてお
り、これらの相互間はデータバスおよびアドレス・制御
バスによって結合されている。入出力基板12にあって
は、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ
／ディジタル変換部125、ディジタル信号をアナログ信
号に変換するディジタル／アナログ変換部126、MPU111
がディジタル信号の入出力を行うためのPIO（Periphera
l Input Output）127を備えており、これらの相互間は
データバスおよびアドレス・制御バスによって結合され
ている。また、この入出力基板12のデータバスおよびア
ドレス・制御バスと、MPU基板11のデータバスおよびア
ドレス・制御バスは、コネクタ15を介してそれぞれ接続
されている。

そして、アナログ入力部121からの入力信号は、マル
チプレクサを介してアナログ・ディジタル変換器125に
供給され、ディジタル信号に変換してデータバスおよび
アドレス・制御バスに伝送され、コネクタ15を介してMP
U基板のデータバスおよびアドレス・制御バスに供給さ
れる。

また、MPU基板11からデータバスおよびアドレス・制
御バスに伝送されたディジタル状の出力データは、ディ
ジタル・アナログ変換器126でアナログデータに変換さ
れ、アナログ出力部122から出力される。

ディジタル入力部123からのディジタル入力信号は、
フォトアイソレータを介してPIO127に入力され、このPI
O127を介してMPU基板11のMPU111に取り込まれる。ま
た、MPU111からのディジタル出力信号は、PIO127および
フォトアイソレータを介してドライブ回路128に供給さ
れ、これによりドライブ回路128を制御して、例えば弁
駆動信号としてのデジタル出力信号がディジタル出力部
124から出力される。

ここで、制御装置10の機能を説明するために、制御対
象として例えば或る系の温度をPID制御で一定の温度に
制御する場合について説明すると、このような制御で
は、系の温度［すなわち計測値］を測定し、系の温度が
所定の温度［すなわち目標値］になるように、系の加熱
量［すなわち操作値］を決めて、系を加熱または加熱停
止（あるいは冷却）する。そして、このようなフィード
バックによる制御を一定のタイミングで繰り返すが、こ
の動作をループ制御という。

このようなループ制御を行うために、計測値を得るセ
ンサのセンサスパンの最大値や最小値のパラメータ、PI
D制御で必要となる比例帯、積分時間あるいは微分時間
などのパラメータ、操作量の制御方法（正／負）を示す
パラメータなど、各種のパラメータを設定しておく必要
がある。

このセンサスパンの最大値、最小値、比例帯、積分時
間、微分時間、制御方向等のループ制御に必要な各種パ
ラメータを設定することを計器設計という。また、ルー
プ制御の動作を記述する機械語を生成することを演算式
設定といい、この機械語に従って、計器設計で設定され
たパラメータを使用してループ制御が行われる。さら
に、系のシーケンス制御の動作を記述するシーケンス命
令の内部コードを生成することをシーケンス設計とい
う。

なお、計器設計の対称となるパラメータは以下のとお
りである。

（パラメータ） SVはループ制御を行うときの目標値（Set Value）、P
Vはセンサ等を用いた外部から得る計測値（Process Val
ue）、MVは操作量、ローカルSVは制御モードがローカル
のときに使用されるSVで、このローカルSVの値によりPI
Dの演算が行われてMVが決定される。またマニュアルMV
は制御モードがマニュアルのときに使用されるMVであっ
て、そのままMVとして出力される。そして制御モード
は、ループ制御を行う計器においてオート、ローカル、
マニュアルの３種が設定されるもので、オートの状態で
は演算式で決定されるSVで制御を行なう。

その他PBはPIDあるいはＩ−PDの計算に使用されるパ
ラメータの１つであり、比例帯（Proportional Band）
と呼ばれている。TIはPIDあるいはＩ−PDの計算に使用
されるパラメータの１つであり、積分時間（Integrated
Time）と呼ばれる。TDはPIDあるいＩ−PDの計算に使用
されるパラメータの１つで、微分時間（Derivative Tim
e）と呼ばれる。

前記第１図で示したように、上記制御装置10に対して
外部計算機となるパソコン13が使用されるもので、この
パソコン13にはエディタ機能が存在する。そこで、パソ
コン13によって編集（エディット）されたアスキーコー
ド（エディタ等で作成されたコードそのもの）即ち前記
未変換文字列を通信ケーブル14を介して制御装置10に転
送する。制御装置10は計器設計インタプリタ、演算式コ
ンパイラ、およびシーケンスコンパイラを備えており、
パソコン13から転送される未変換文字列に応じて、計器
設計、演算式設計、シーケンス設計等を行う。

なお、この実施例で「オンライン」とは制御対称を制
御しているとき（制御実行中）を、「オフライン」とは
制御対象の制御を行っていないとき（制御停止中）をそ
れぞれ意味する。したがって、オフラインでも制御装置
10とパソコン13との通信が断たれることはない。また、
オンライン状態であるかオフライン状態であるかを示す
オンライン／オフライン・フラグがシステム管理エリア
41に予め設けられており、このオンライン／オフライン
・フラグはそれぞれの状態に応じてMPU111によって書き
換えられるものである。

また、計器設計インタプリタ、演算式コンパイラ、お
よびシーケンスコンパイラにおいて、字句解析、横文解
析、機械語生成を行うが、この字句解析の正常終了とは
単語や数値が文法の範囲内で記述され最大字句数以内で
あること、横文解析の正常終了とは字句の並びが文法ど
おりであること、機械語生成の正常終了とは機械語がメ
モリの制約内に収まったことを指す。また、異常終了と
は正常終了でない場合を指す。

第３図は上記のような制御装置10の通信についての基
本構成を示すもので、MPU基板11におけるMPU111のソフ
トウエア処理（インタプリタやコンパイラ等の処理）お
よびSRAM115に設定されたメモリエリアによる各種処理
部の関係を示す機能ブロック図である。まず、制御装置
10に設定される各エリアについて説明する。

（システム管理エリア） システム管理エリア41は、この制御装置10の全体の動
作についてのエリアであり、主に以下のメンバーからな
る。

＜オンライン／オフラインのフラグ＞ 制御装置10がオンライン中か、あるいはオフライン中
かを表すフラグである。

＜計器設計済みフラグ＞ 計器の設計が正常に終了していればオンとされ、未設
計あるいはエラー等により異常終了していればオフとさ
れる。すなわち、オンラインとなるための計器情報の確
定がされているか否かを表わすフラグである。

＜演算式設計済みフラグ＞ 200、500、1000msecの各周期で実行される演算式の機
械語が正常に生成されているか否かを表わすフラグであ
る。すなわち、正常であればこのフラグはオンであり、
そうでなければオフである。なお、機械語の生成は20
0、500、1000msecの各周期毎に行われるので、この各周
期毎にフラグが設けられている。

＜シーケンス設計済みフラグ＞ シーケンス命令内部コードエリア42のコードが正常に
作成されているか否かを表わすフラグであり、正常であ
ればオン、そうでなければオフとされる。

＜タイマカウント値＞ シーケンス実行、演算式実行のタイミング判定を行う
ための割込みカウント値を格納するエリアである。

（シーケンス命令内部コードエリア） シーケンス命令内部コードエリア42では、シーケンス
制御のロジックのための内部コードを格納するエリアで
あり、シーケンス設計により作成され、シーケンス実行
時に読み込まれる。

（演算式機械語エリア） 演算式機械語エリア43は、ループ制御を記述する演算
式をできるだけ高速に実行するため、制御装置10では演
算式についてはコンパイラ方式としている。コンパイラ
は、MPUが直接実行できる機械語を生成し、これを格納
するのがこのエリアである。そして、200、500、1000ms
ecの各制御周期の機械語を格納している。そして、各演
算式設計により作成され、各演算式の実行により読み込
まれる。

（計器情報エリア） 計器情報エリア44は、ループ制御を行う、あるいは指
示計としてモニタリングを行なう計器に関する情報を格
納するエリアである。主なメンバーとしては、次のよう
なものがある。

計器のラベル名、SV、PV、MV、ローカルモードSV、マ
ニュアルモードMV、PB、TI、TD、小数点位置、センサス
パン最大値、センサスパン最小値、表示スパン最大値、
表示スパン最小値、制御モード。

なお、上記以外に図示しない次のようなエリアがメモ
リ上に設定される。

＜D/I情報エリア＞ またメモリ上に設定されるようになるD/I情報エリア
は、ディジタル入力に関するオン・オフ情報等を格納す
るエリアであり、これは物理的なディジタル入力ポート
のオン・オフ情報をメモリに転送（コピー）したもので
ある。上記転送は、シーケンサ実行の前に行われ（書き
込み）、シーケンサ実行、各演算式の実行により読み込
まれる。

＜D/O情報エリア＞ メモリ上に設定されるD/O情報エリアは、ディジタル
出力に関するオン・オフ情報等を格納するエリアであ
る。シーケンサ実行、各演算式実行により書き込みある
いは読み込みがメモリ上で行われ、その後メモリから物
理的なディジタル出力ポートへ転送されるようになる。

＜内部リレー情報エリア＞ メモリ上の内部リレー情報エリアは、通常シーケンサ
で使用される内部リレーに関するオン・オフ情報等のエ
リアであり、シーケンサ実行、各演算式実行により書き
込み若しくは読み込みが行われる。

＜シーケンスデータ情報エリア＞ シーケンスデータ情報エリアは、メモリ上に設定さ
れ、通常シーケンサで使用されるバイナリデータに関す
るエリアである。シーケンサ実行、各演算式実行により
書き込み若しくは読み込みが行われる。

次に、第３図に基づいて動作を説明する。外部計算機
から転送される未変換文字列には、各種動作を指定する
コマンドが含まれており、この未変換文字列から抽出さ
れたコマンドは、コマンドバッファリング31に供給さ
れ、このコマンドのコードを受信バッファに積む。この
積まれたコマンドのコードは、コマンド解析部32で読み
取り、コマンドの種類に応じて設計部33、起動／停止部
34、データ要求部35、データ設定部36等の所要の処理部
に分岐される。

｛設計部｝ 設計部33ではシステム管理エリア41の中のオンライン
／オフライン・フラグを読み取り、オンラインであるこ
とが読み取られたなら、この実施例ではオンライン中に
は制御ロジックの変更をしないことにしているので、計
器設計をすることができないという旨のエラー信号を外
部計算機に送信する。またオフラインである場合は、コ
マンドに応じて計器設計部331、演算式設計部332、ある
いはシーケンス設計部333に分岐される。

（計器設計部） 計器設計部331では、計器設計のコマンド９を受信し
たとき、字句解析、構文解析を行ない、その結果に基づ
き計器情報エリア44に、未変換文字列の中に記述された
計器情報（パラメータ）を書き込む。そして正常終了で
あれば、正常終了のコードを外部計算機に送信し、シス
テム管理エリア41の計器設計済みフラグをオンする。ま
た異常が見付かったときは、異常の種別コードと行番号
を外部計算機に送信すると共に、システム管理エリア41
の計器設計済みフラグをオフする。なお、初めて計器設
計を行う場合は計器設計済みフラグはもともとオフとな
っているが、一度設計作業が正常終了してフラグがオン
となっている状態で、誤った設計を行った場合はフラグ
をオンからオフにする必要がある。このため異常が見付
かった場合は常にフラグをオフする動作を行うようにし
ているが、初めて計器設計を行う場合などもともとオフ
であるフラグを再度オフに設定し直す動作を行っても実
質的に何ら支障はない。このことは、次に説明する演算
式設計においても同様である。

（演算式設計部） 演算式設計部332においては、演算式設計のコマンド
を受信したとき、200msec、500msec、1000msecの制御周
期の各計算式設計を独立的に行うもので、このそれぞれ
において字句解析、構文解析、機械語生成を行い、これ
が正常終了であれば演算式機械語エリア43に機械語を書
き込み、正常終了のコードを外部計算機に送信する。同
時にシステム管理エリア41の200msec、あるいは500msec
あるいは1000msecの演算式設計済みフラグをオンする。
異常が発見された場合は、異常の種別コードおよび行番
号を外部計算機に送信すると共に、システム管理エリア
41の200msecあるいは500msec、あるいは1000msecの演算
式設計フラグをオフする。ここで、この演算式設計は20
0msec、500msec、1000msecの各制御周期毎に独立的に実
行される。また、演算式設計済みフラグは200、500、10
00msecのそれぞれに対応して３個存在し、フラグのオン
・オフはそのそれぞれについて行われる。

（シーケンス設計部） シーケンス設計部333では、シーケンス設計のコマン
ドを受信したとき、外部計算機から送られてきた未変換
文字列の字句解析、構文解析、内部コードの生成等を行
い、正常であればシーケンス命令内部コードエリア42に
内部コードを書き込む。また正常終了のコードを外部計
算機に送信すると共に、システム管理エリア41のシーケ
ンス設計済みフラグをオンする。ここで異状が見付かれ
ば、異状の種別コードと行番号を外部計算機に送信する
と共に、システム管理エリア41のシーケンス設計済みの
フラグをオフする。

｛起動／停止部｝ 起動／停止部34においては、起動／停止のコマンドを
受信したとき、起動部341でこの制御装置10をオンライ
ンにし、停止部342でオフラインにする。なお、起動を
行うときには、計器設計、３種類の演算式設計、シーケ
ンス設計の全てが正常に行われていることが条件とされ
る。

（起動部） 具体的には、起動部341においては、起動のコマンド
を受信したとき、システム管理エリア41の計器設計済み
フラグ、200、500、1000msecの各演算式設計済みのフラ
グ、シーケンス設計済みフラグを読み取り、これらが全
てオンであればシステム管理のエリア41のオンライン／
オフラインのフラグを読み取る。そして、オフラインで
ある場合は、システム管理エリア41のフラグをオンライ
ンとして正常終了のコードを外部計算機に送信する。こ
のフラグをオンラインにすることで、タイミング判定に
よってシーケンス制御あるいはループ制御（演算式の実
行）が行われる。なお、これらの制御を行うためには、
計器設計、演算式設計およびシーケンス設計の全てが正
常に終了している必要があるので、計器設計済みフラ
グ、演算式設計済みフラグおよびシーケンス設計済みフ
ラグの全てがオンでない場合はオンライン／オフライン
のフラグをオンラインの状態にはしない。またオンライ
ンであれば、現実にオンラインであるのに再度オンライ
ンにしようとした旨のエラー情報を外部計算機に送信す
る。

（停止部） また、停止部342では、停止のコマンドを受信したと
き、システム管理エリア41のオンライン／オフラインの
フラグを読み取り、オンラインであればシステム管理エ
リア41のフラグをオフラインとして制御を停止し、外部
計算機に正常終了コードを送信する。またオフラインで
あれば、オフラインであるのに再度オフラインにしよう
とした旨のエラー情報を外部計算機に送信する。なお、
オフラインでも外部計算機と通信できる状態であること
は前述のとおりである。

｛データ要求部｝ データ要求部35においては、外部計算機がこの制御装
置10の内部情報（制御情報、ステータス情報）を得るも
のである。すなわち、データ要求のコマンドを受信する
と、要求されているデータの種別および計器番号をコマ
ンドから得て、計器情報エリア44から所要のデータを読
み取り、外部計算機に送信する。もし、データの種別、
計器番号に違反があれば、その旨のエラー情報を送信す
るようになる。なお、計器番号とは計器を識別するため
に付けられた番号であるが、この計器番号の違反とは、
そもそも存在しない番号や桁の合わない番号などが指定
された場合である。

ここで、データの種別は例えば以下の通りである。

SV、PV、MV、ローカルモードSV、マニュアルモードM
V、PB、TI、TD、ユーザラベル、小数点位置、センサス
パン最大値、センサスパン最小値、表示スパン最大値、
表示スパン最小値、単位、制御モード。

｛データ設定部｝ データ設定部36においては、外部計算機がこの制御装
置10の内部情報を書き変えるものであって、データ設定
のコマンドを受信すると、設定しようとしているデータ
の種別、計器番号、およびデータをコマンドから得て、
データの種別、計器番号、データそのものに違反があれ
ば、その旨を外部計算機に送信する。なお、データの違
反とは、データの種別に応じてデータの値がそのスパン
から外れた値であった場合などである。また正常であれ
ば、計器情報エリア44の所要の部分にデータを書き込
む。この場合のデータの種類は以下の通りである。

ローカルモードSV、マニュアルモードMV、PB、TI、T
D、制御モード、ワークエリア（計器情報エリアとは独
立したエリア）。

｛割込み処理｝ 上記のような制御装置10において、オンライン時に一
定周期のシーケンス制御（シーケンス実行）、ループ制
御（演算式実行）が行われる。これに係る一定周期の割
込みはインターバルタイマ117で行う。

このようなタイマ割込みに対応して実行についてタイ
ミング判定されるもので、このタイミング判定ではシス
テム管理エリア41のオンライン／オフラインのフラグを
読み取り、オンラインであればシステム管理エリア41の
タイマカウント値を１インクリメントし、その値に基づ
いてシーケンス実行、200、500、1000msecの各演算式の
実行の可否を決定する。そして、オフラインであれば何
もしない。

（シーケンス実行） シーケンス実行は、上記タイミング判定によってシー
ケンス実行と判定されたならば、シーケンス命令内部コ
ードエリア42のコードに基づいてシーケンス制御を実行
する。このとき、D/I（ディジタル・インプット）情報
エリアからオン・オフ情報を読み込んだり、D/O（ディ
ジタル・アウトプット）情報エリア、内部リレー情報エ
リア、シーケンスデータ情報エリアへ読み込み若しくは
書き込みを行う。

（演算式実行） 演算式実行に際しては、タイミング判定によって、20
0あるいは500あるいは1000msec周期の演算式機械語エリ
ア43の中の機械語をMPUが直接実行する。このとき、記
述されているA/D変換、SV算出、PID演算、D/A変換等が
行われる。またD/I情報エリアからの情報読み込み、D/O
情報エリア、内部リレー情報エリア、シーケンスデータ
情報への読み込み若しくは書き込みを行う。

（制御例） 上記のような制御装置を使用した具体的な自動制御の
例を説明する。第４図は流れる水の温度を一定に制御す
る場合の構成を示しているもので、パイプ51の中にその
入口部から例えば０℃〜30℃の水が供給され、この水が
パイプ51内に設定された蒸気配管52によって加熱される
ようにし、このパイプ51の出口部分の水温が温度センサ
53によって計測されるようにしている。この場合、蒸気
配管52には流通する蒸気の量を可変制御するダイアフラ
ム弁54が設けられ、この弁54によって流通蒸気量、すな
わち流通する水に対する加熱量が制御されるようにす
る。

そして、温度センサ53からの検出信号は、制御装置10
のアナログ入力ポート101に供給され、この制御装置10
のアナログ出力ポート102からの出力信号によって、ダ
イヤフラム弁54の開度が制御されるようにする。その
他、この制御装置10に設定されるディジタル入力ポート
103には、モータスタートおよびモータストップの押ボ
タンスイッチからのディジタル的な制御信号が入力さ
れ、これら入力に対応したモータのオン・オフ制御用の
信号がディジタル出力ポート104から出力される。この
出力ポート104からの出力信号によって、パイプ51に流
れる水を制御する水車55の駆動用のモータ56が制御され
る。

この装置は、水が流れるパイプ51の入口から０℃〜30
℃の温度の水が流され、この水が35℃の一定水温の水と
して取り出されるようにするものであり、この装置にお
ける目標値SVは35℃、測定値PVは温度センサ53で測定さ
れる水温の現在値、操作量MVはダイアフラム弁54の弁開
度である。

この例の場合、計器は次のようなサブルーチンとして
ROMに組込設定されているものである。

a:温度センサ53から取り込んだアナログ信号をディジタ
ル信号に変換し、このディジタル信号を工学値（この場
合℃のスケール）に変換して測定値（PV）を算出するAD
Cという名前のサブルーチン b:SV（この場合35℃）と上記PVからMV（℃のスケール）
を算出するPID等のアルゴリズムを持つPIDという名前の
サブルーチン c:MV（℃のスケール）をディジタル量（アナログ出力の
分解能に対応するディジタル量:12ビットの分解能の場
合は、０〜2¹²−１のスケールとなる）に変換して、こ
のディジタル量をアナログ信号に変換するDACという名
前のサブルーチン また、これらのサブルーチンの実行のために、上記S
V、PV以外に、温度のフルスケールの最大値、温度のフ
ルスケールの最小値、比例帯、積分時間、微分時間、お
よび制御方向のパラメータが必要であり、これらのパラ
メータが計器設計インタプリタにより設定される。

そして、制御装置10にあっては、次のような一連の命
令を発行し、これを一定周期で実行することによって、
水温制御が可能となる。

このような水温制御について整理すると、計器設計の
コマンドの未変換文字列としては、例えば、次のような
文字列を外部計算機（パソコン）で作成する。

TEC_MIN＝0; TEC_MAX＝100; PB＝70; TI＝5; TD＝1; DIREC＝0; そして、外部計算機で入力されたこの文字列を、計器
設計インタプリタにより解釈実行し、前記パラメータを
格納する。

演算式設計のコマンドの未変換文字列としては、例え
ば、次の文字列を外部計算機（パソコン）で作成する。

SV＝35; ADC; PID; DAC; この文字列は、演算式コンパイラで機械語に変換し、
制御開始指令が入力されると、一定周期毎にこの機械語
を実行する。

上記水温制御にシーケンス制御機能を含めた具体例を
さらに説明すると、モータスタート押ボタンスイッチを
閉じると、モータ56が動作開始し、例えばその10秒後に
水温制御中のランプが点灯され、ダイヤフラム弁54の開
度を操作して出口の水温が35℃になるような制御が実行
される。この状態でモータストップ押ボタンスイッチが
操作されると、モータ56は停止し、例えば５秒後にダイ
ヤフラム弁54を全閉して水温制御中ランプが消灯され
る。

このような制御動作について、計器設計は前記のよう
にして行われる。またシーケンス制御では、D/I,D/O等
の情報エリアのアドレスが、 モータスタートのD/I……DIφφφ モータストップのD/I……DIφφ１ モータオンのD/O……DOφφφ 水温制御ランプ……DOφφ１ とされるようにチャンネルが接続されているとすれば、
シーケンス設計のコマンドの未変換文字列として、例え
ば次のようなシーケンス命令を外部計算機（パソコン）
で作成する。

LD DIφφφ OR DOφφφ ANI DIφφ１ OUT DOφφφ LD DOφφφ OUT TMφφφ K100 LDI DOφφφ OUT TMφφ１ K50 LD TMφφφ OR DOφφ１ ANI TMφφ１ OUT DOφφ１ この文字列をシーケンスコンパイラが実行形式に変換
する。

また、演算式設計のコマンドの未変換文字列として、
次の文字列を外部計算機（パソコン）で作成する。

そして、この文字列を演算式コンパイラによって機械
語に変換する。

全ての変換（コンパイル）が終了し、シーケンス命令
と演算式の機械語を一定周期で実行すると、制御動作が
可能とされる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る制御装置にあっては、例
えば通常に一般的に使用されているパソコン等の外部計
算機によって、文字列によるデータを入力し、この文字
列データを通信ケーブル等を介して、上記制御装置に結
合する非常に汎用性に富む操作をすることによって、こ
の制御装置によって各種制御対象の自動制御が、任意性
をもって確実に且つ容易に実行できるようになる。すな
わち、制御対象に対応させた制御計算機等を設定するこ
となく、一般的に存在するマンマシンインターフェース
に、この制御装置を結合することにより、自動制御はも
とより各種観測制御等も実行できる汎用性に富む電子制
御が行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る制御装置を説明する
ための概略的な構成図、第２図は同じく基本的な構成を
示す図、第３図は同じく基本構成の流れを説明する図、
第４図は上記制御装置の具体的な応用例を説明する構成
図である。 10……制御装置、11……MPU基板、12……入出力基板、1
3……パソコン（外部計算機）、14……通信ケーブル、3
1……コマンドバッファリング、32……コマンド解析、3
3……設計、34……起動／停止、35……データ要求、36
……データ設定、41……システム管理エリア、42……シ
ーケンス命令内部コードエリア、43……演算式機械語エ
リア、44……計器情報エリア。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力キーボードおよび表示手段を備えた外
   部計算機に通信ケーブルを介して接続される通信手段
   と、 この通信手段を介して上記外部計算機から未変換文字列
   として与えられる設計コマンドに対応して、制御に必要
   なパラメータを設定する計器設計、ループ制御の動作を
   記述する機械語を生成する演算式設計、およびシーケン
   ス制御の内部コードを生成するシーケンス設計を行う設
   計手段と、 制御対象に配設されるセンサあるいはスイッチ類からの
   検出信号を入力する入力手段と、 上記通信ケーブルを介して入力される外部計算機からの
   指令に基づき、上記計器設計、演算式設計、さらにシー
   ケンス設計に対応して、上記制御対象に対する制御指令
   を設定する手段と、 上記制御指令を上記制御対象に対して出力する出力手段
   とを具備し、 マンマシンインターフェースとなる上記外部計算機が選
   択的に接続された状態で、制御対象に対応した計器設
   計、演算式設計、シーケンス設計を行い、この計器設
   計、演算式設計、シーケンス設計に基づいて上記外部計
   算機からの起動指令によって、制御対象を自動制御する
   ようにしたことを特徴とする自動制御システムの制御装
   置。