JP5047327B2

JP5047327B2 - テンションメータ

Info

Publication number: JP5047327B2
Application number: JP2010094634A
Authority: JP
Inventors: 隆志川西; 要寺田; 成昭白井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: CN102221436B; CN102221436A; JP2011226828A

Description

この発明は紙、フィルム、糸、ワイヤなどの長尺材の巻出し又は巻取り、中間の、材料の張力による荷重を検出するセンサ（以下、張力検出器と称す）と併用して、材料の張力を表示し、材料の張力に比例した張力信号を出力するテンションメータに関するものである。

テンションメータは長尺材の張力を制御するための機械に使用されており、テンションメータ１台に対して左右１台ずつの計２台又は１台の張力検出器が使用される。
張力検出器による張力の検出方法を図１０に示す。張力検出を行う箇所に張力検出器５１を設置してその張力検出器５１の上部と両側に１本の検出ローラ５２と２本のガイドローラ５３を配置してその間に材料５０を通すことで、材料５０に張力をかけると張力検出器５１に荷重がかかり、張力検出器５１はこの荷重を電気信号として出力する。テンションメータはこの張力検出器５１からの荷重信号を取り込んで荷重を張力に変換して張力の表示及び出力を行う。紙やフィルムのような幅広材料の場合には一般的に図１０の様に検出ローラ５２の左右両端位置に１台ずつの計２台の張力検出器５１を配置する。また、糸やワイヤのような非幅広材料の場合には１台の張力検出器５１を設置するが張力の検出方法は同じである。

テンションメータには、前面に４桁の７セグメント表示とモニタランプ表示があり、この７セグメント表示とモニタランプ表示で張力モニタや設定画面の表示を行い、設定変更の操作は前面の６個のキースイッチを使用して行う。また、背面にある外部接続用端子で張力信号出力、電源入力、張力検出器への電源供給、張力検出器からの出力信号の入力などの配線を接続するよう構成されている。

次に、従来のテンションメータについて、機能ブロックを示す図１１にて説明する。張力検出器５１からの出力信号は非常に小さな信号であり、そのままでは扱いづらいので、テンションメータ６０に取り込んで、最初に増幅回路６１で張力検出器５１からの出力信号を増幅させる。張力検出器５１の信号を取り込んで増幅させる機能を張力検出器入力機能と称す。張力検出器５１からの出力信号を増幅した後は演算処理部６３で張力校正演算と張力表示及び出力演算を行う。張力校正とは張力検出器５１の風袋荷重をキャンセルするゼロ調整と最大張力を予め定めるスパン調整とがあり、張力検出器５１の取付け角度および材料の通し角度などの条件が張力検出を行う箇所それぞれで異なるため、ゼロ調整とスパン調整は各箇所で行う必要がある。

図１２の（ａ）はゼロ調整を示す図であり、検出ローラ５２と軸受けＡ５４および軸受けＢ５５が風袋荷重であり、このときの張力検出器５１の出力信号をゼロ調整値とする。１２図（ｂ）はスパン調整を示す図で、検出ローラ５２の中央に紐５６を通し、その先にスパン目標値となる錘５７をつるし、この時の張力検出器５１からの出力信号にフルスケール張力までのスパンを加えた信号をスパン調整値とする。ゼロ調整値とスパン調整値を校正値データと呼び、この校正値データはテンションメータの記憶手段６２に保存される（詳細は特許文献１による）。

張力表示及び出力演算は、張力表示及び出力演算用設定を元に演算処理部６３が張力表示の応答性や小数点位置の演算、張力出力の応答性やフルスケール出力値の演算などを行う。張力表示演算用設定は張力単位設定、張力小数点設定、張力表示フィルタ設定などの設定があり、張力出力演算用設定には出力モード設定、出力フィルタ設定、張力上限／下限検出値設定などがある。これらの設定値データを張力表示及び出力演算用設定値と呼び、校正値データと同じ様にテンションメータの記憶手段６２に保存される。

張力表示及び出力演算を加えた値を７セグメント表示器に表示し、外部接続用端子台から出力する。張力出力としては制御用とモニタ用のアナログ信号、所定外張力を検出する接点出力があり、これらの信号を使用すれば外部メータで張力モニタを行ったり、外部プログラマブルコントローラで張力制御演算を行ったり、所定外張力になった際の警告を行うことが出来る。

この発明の対象であるテンションメータが使用される機械装置では、張力検出が必要な箇所が１箇所だけで無く複数箇所の場合もあり、複数箇所の張力検出を行う際にはテンションメータが複数台必要となる。従来のテンションメータを使用した場合の複数箇所のテンションコントロールシステムでは各箇所に設置された張力検出器からの出力信号をテンションメータに入力して、各テンションメータから出力される張力信号をアナログ／デジタル変換を通してプログラマブルコントローラに取り込んでいる。各箇所の張力データはプログラマブルコントローラで集中管理され大形プログラマブル表示器で各箇所の張力値の一括モニタを行い、この張力データを使用してプログラマブルコントローラで張力制御演算を行い、送りローラを駆動する各モータに制御指令信号を出力している。

特開２００４−３３３２９８号公報（図１）

従来のテンションメータでは１台１台の機能が完全に独立しているため、複数台のテンションメータの張力校正演算の校正値データや張力表示及び出力演算の設定値データを集中管理することが出来ず、各テンションメータの張力データを集中管理するにはテンションメータから出力される張力信号をアナログ／デジタル変換を通してプログラマブルコントローラなどに取込む必要がある。

この課題の解決案として容易に考え付くのが１つのテンションメータに多チャンネルの張力検出器入力機能を持たせることである。このテンションメータの機能ブロック図を図１３に示す。図１１のテンションメータ６０と異なる点は、多チャンネルの張力検出器入力機能７１を有しており、各箇所の張力検出器５１の出力信号に対して演算処理部７３で張力校正演算を行い、各箇所の校正値データを記憶手段７２に保存することで、テンションメータ７０の１台で全ての箇所の張力データと校正値データを集中管理することが出来る点である。

但し、この解決案で問題となるのが一つのテンションメータ７０に多チャンネルの張力検出器入力機能７１を内蔵するため、テンションメータのどこかが故障した場合にはテンションメータ７０の全てを交換せざるを得ないことになる。テンションメータ７０を交換すると記憶手段７２に記憶された各箇所の校正値データは失われてしまうため、交換する際には全ての箇所に対して張力校正を再実施する必要がある。背景技術で述べた様に、ゼロ調整は図１２（ａ）の様に材料を取除き風袋荷重のみの状態にする必要があり、スパン調整は図１２（ｂ）の様に張力検出箇所に紐５６を通して紐５６の先にスパン目標値となる錘５７を吊るす必要があるため、張力校正の再実施を行うと非常に時間と労力が掛かってしまう。例えば、テンションメータ７０の故障した箇所が多チャンネルの張力検出器入力機能７１の内の１チャンネルだけであった場合であっても、交換の際には全ての箇所の張力校正を行う必要があり多大な時間と労力を無駄にしてしまう事となる。

この問題点を解決する方法として、多チャンネル入力機能を有するテンションメータを張力検出器入力機能を有する張力検出器入力手段とその他の機能を有する本体に分割し、１台の本体に対して複数台の張力検出器入力手段を接続することが可能なユニットにするという解決案が考えられる。各箇所の張力検出器からの出力信号を張力検出器入力手段に取り込んで増幅回路で増幅させる。増幅された出力信号は本体に取り込まれて張力校正演算を行い各箇所の校正値データを記憶手段に記憶することで、全ての箇所の校正値データを本体にて集中管理することが出来る。
更に、張力検出器入力手段と本体を分割することで、張力検出器入力手段の部分が故障したとしてもその部分のみ交換するだけで使用可能となるため、記憶手段を持つ本体が故障しない限りは張力校正の再実施を行う必要は無い。しかし、本体の故障時は本体の記憶手段に記憶されている各箇所の校正値データが失われるため、本体の交換の際は全ての箇所に対して張力校正の再実施を行う必要がある。

また、従来のテンションメータでは全ての表示をテンションメータの７セグメント表示とモニタランプ表示で行っており、設定変更の操作時の表示が非常に分かりづらく操作前に取扱説明書などで設定変更画面の説明を確認する必要がある。また、全ての操作が前面のキースイッチでしか出来ないため、テンションメータから離れた場所から操作することが出来ず、調整の際に張力検出を行う箇所とテンションメータが離れている場合は張力検出を行う箇所を確認しながら調整することが出来ず、スパン調整の際には検出ローラに紐を通してその先に錘を吊るす必要があるため、一人で張力校正を行うときには張力検出を行う箇所とテンションメータの間を何度も移動する必要がある。

また、従来のテンションメータでは張力信号出力以外の出力機能が無いため、テンションメータ内部のデータを出力することが出来ず、テンションメータ内部のデータをプログラマブルコントローラやパソコンで管理することが出来ない。張力データの出力もアナログ出力しかないためプログラマブルコントローラやパソコンで管理する場合はアナログ／デジタル変換を通す必要がある。

また、従来のテンションメータではモニタや設定項目に関して制限が無かったため、機械が運転状態であっても張力校正や張力出力などの設定変更が可能である。テンションメータの張力信号出力を使用してプログラマブルコントローラやパソコンで張力制御演算を行っている場合にテンションメータの張力校正や張力出力などの設定を変更してしまうと、テンションメータから出力されている張力信号が急に変化してしまうため、プログラマブルコントローラやパソコンがそれを材料張力の変化と判断し、それに追従する様にモータなどへの指令を急激に変化させてしまい、材料の破断や機械の故障などにつながる可能性もあり非常に危険である。

この発明は、上記のような点に鑑み、複数箇所のテンションメータの張力データと校正値データ、設定値データをテンションメータ１台で集中管理することが可能で、且つテンションメータの張力検出器入力手段又は本体の故障時の張力校正の再実施を簡略化することができ、また、外部から表示と設定を行うことが可能で、ユーザが自由にデザインした設定画面を用いて表示と設定が行え、プログラマブルコントローラやパソコンから記憶手段の記憶値や演算値をモニタ可能で、記憶手段に設定を書込むことが可能で、機械の運転又は停止の判断信号を備えたテンションメータを提供することを目的とする。

この発明のテンションメータは、張力検出器からの信号により長尺材の張力を表示して、長尺材の張力に比例した張力信号を出力するテンションメータにおいて、張力演算データ処理が行われる本体と分離可能な張力検出器の張力校正処理を行う複数の張力検出器入力手段を設け、上記張力検出器入力手段にはそれぞれの入力手段に接続される張力検出器の校正値を記憶する記憶手段を備えるとともに、張力演算データ処理が行われる本体にも接続されるすべての張力検出器入力手段の張力検出器の校正値を同時に記憶する記憶手段を備え、かつ、上記張力検出器入力手段と上記本体それぞれには張力校正や設定が実施されたことを判別する調整実施判別手段を備え、それぞれの調整実施判別手段の判別結果はそれぞれの記憶手段に記憶され、上記張力検出器入力手段に記憶された調整実施判別結果と上記本体に記憶された調整実施判別結果を照合する事により、それぞれの張力検出器入力手段または本体が未調整であることを警告するとともに、その警告によって上記張力検出器入力手段または上記本体のいずれかの調整実施後の記憶データを上記張力検出器入力手段と上記本体のいずれかの方向に選択して転送し、上記張力検出器入力手段と上記本体の記憶手段に記憶されたデータを一致させるようにしたものであって、上記本体に接続されている上記張力検出器入力手段の接続台数を確認して、上記本体に記憶されている接続台数と一致しているかどうかにより増設を判別し、増設された上記張力検出器入力手段に対し調整未実施の警告を出して調整実施を促すものである。

この発明のテンションメータによれば、複数箇所の張力データと校正値データと設定値データを１台のテンションメータで集中管理することが可能で、本体又は張力検出器入力手段の故障時の交換の際に行う張力校正の再実施を簡略して実施することが可能であり、上記本体に接続されている上記張力検出器入力手段の接続台数を確認して上記張力検出器入力手段の増設を判別し、増設された上記張力検出器入力手段に対し調整実施を促すことによって張力検出器入力手段の増設にも的確に対応できるものである。

この発明に係るテンションメータの外形を示す正面図。この発明のテンションメータの本体の外部構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図を示す。この発明のテンションメータの張力検出器入力手段の外部構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図を示す。この発明のテンションメータの機能ブロック図。この発明のテンションメータの内部構成図。この発明のテンションメータの張力校正値データ転送判断を示すフローチャート。この発明のテンションメータにおけるプログラマブル表示器通信のモニタ設定項目一覧表（データデバイス）。この発明のテンションメータにおけるプログラマブル表示器通信のモニタ設定項目一覧表（内部接点デバイス）。この発明のテンションメータにおけるネットワーク通信の要求コマンド、接点指令一覧表。この発明のテンションメータにおけるネットワーク通信の要求コード一覧表。この発明のテンションメータにおけるネットワーク通信のアラームコード一覧表。この発明のテンションメータを用いた複数箇所のテンションコントロールシステム例を示す図。張力検出器の張力検出方法を説明した図。従来のテンションメータの機能ブロック図。ゼロ調整、スパン調整を説明した図。他チャンネル入力機能を有するテンションメータの機能ブロック図。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。まず、実施の形態１のテンションメータ単体について説明する。
図１は実施の形態１に係るこの発明のテンションメータ１００の外形を示す正面図である。テンションメータ１００の本体１１０と張力検出器入力手段１２０は分離可能で、図２は本体１１０の外形図で、それぞれ（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図となり、図３は張力検出器入力手段１２０の外形図で、それぞれ（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図となる。なお、図１では、テンションメータ１００は張力検出器入力手段１２０の接続チャンネル数を４台としているが、この発明のテンションメータの接続可能なチャンネル数はこの限りではない。

本体１１０の７セグメント表示１は各軸の張力値の表示又は張力校正、張力表示及び出力設定などの設定操作時の設定画面などを表示するための手段である。また、未調整警告機能の表示もこの７セグメント表示器１で行うことが出来る。確認用ランプ２は電源入力の確認、運転又は停止中を判断する接点入力のオン又はオフ状態の確認などを行うためのモニタランプである。キースイッチ３は７セグメント表示器１の表示切替えや設定変更の操作を行うための手段である。外部接続用端子４は各チャンネルの張力信号出力、各接点指令の入力及び出力、電源入力などの配線を接続するための端子であり、張力検出器入力手段１２０の外部接続用端子１０は張力検出器５１への電源供給、張力検出器５１からの出力信号の入力、上下限張力検出用接点出力などの配線を接続するための端子である。この外部接続用端子４の中に運転又は停止状態を判断する接点入力端子がある。

ネットワーク通信接続用端子台５はテンションメータ１００のデータ通信用ケーブル接続用端子である。この端子に接続する機器の信号はそれぞれのネットワーク方式で定められたものであることが必要である。通信確認用ランプ６はネットワーク通信接続用端子台５に入力された通信信号のＨ／Ｌレベルが入替わるたびに点滅して通信信号が動作していることを確認するためのモニタランプである。また、通信動作中や通信設定にエラーがある時にもランプが点灯する。

本体１１０の左側面には外部コネクタ７が設けられている。また、張力検出器入力手段１２０の左側面には第１の外部コネクタ１１が、右側面には第２の外部コネクタ１２が設けられている。本体１１０の外部コネクタ７と張力検出器入力手段の第２の外部コネクタ１２とで、本体１１０と張力検出器入力手段１２０を接続することが出来る。張力検出器入力手段１２０の第１の外部コネクタ１１は第２の外部コネクタ１２と接続可能で、張力検出器入力手段１２０同士を接続することができるようになっている。これらのコネクタ７、１１、１２には、本体１１０と張力検出器入力手段１２０のデータ受渡しを行うためのバス信号、本体と張力検出器入力手段のマイクロコンピュータへのプログラムの書込みを行うための信号が入出力される。また、これらコネクタを通して本体１１０から張力検出器入力手段１２０へ電源が供給されており、外部接続用端子１０から電源入力を行うことがなくても張力検出器入力手段１２０を動作させることが出来る。

プログラマブル表示器接続用コネクタ８はプログラマブル表示器用通信ケーブルを接続するためのコネクタである。このコネクタ８にはプログラマブル表示器との通信を行うための信号、プログラマブル表示器が接続された事を検出するための信号が接続されている。また小形プログラマブル表示器接続のための電源も接続されているために、この電源方式に対応したプログラマブル表示器が接続される場合にはこのコネクタ８を接続するだけでプログラマブル表示器への電源供給が行える。また、この電源に対応していない中大形プログラマブル表示器を接続する場合には、通信ラインのみ表示器へ接続し、プログラマブル表示器への電源供給は別電源から行うことも出来る。このコネクタに接続できるプログラマブル表示器は通信信号がＲＳ−４２２に準拠していることが必要である。

メモリカセット９は取外し可能な外部メモリで、本体１１０の内部メモリに保存されている各箇所の張力校正値データと張力表示及び出力設定値データが記憶出来る。本体１１０の内部メモリとこのメモリカセット９間の設定の交互コピーが行える様になっており、別の本体１１０への設定コピーや故障した時のためにメモリカセット９にも設定をバックアップしメンテナンス性を高めるために用いることが出来る。また内部メモリと外部メモリカセット９で各種設定の記憶先の優先を設定出来るために一時的な設定変更や設定の復帰にも使用出来る。

次に、この発明のテンションメータの機能について、機能ブロック図を示す図４にて説明する。
多チャンネル入力機能を有するテンションメータを、張力検出器入力機能と張力校正演算機能を有する張力検出器入力手段１２０と、張力演算処理等その他の機能を有する本体１１０とに分割し、１台の本体１１０に対して複数台の張力検出器入力手段１２０を接続することが可能なユニットとし、且つ本体１１０の記憶手段１１２だけでなく、張力検出器入力手段１２０に記憶手段１２２を持たせ、さらに外部に取外し可能な記憶手段１１４を接続できるようにしている。各箇所の張力検出器入力手段１２０の記憶手段１２２に記憶された校正値データを本体１１０の記憶手段１１２にバックアップすることが可能で、本体１１０はこの校正値データと設定値データを記憶する。また、取外し可能な外部の記憶手段１１４には本体の記憶手段１１２に保存されている校正値データと設定値データを転送することが出来る。
更に、張力検出器入力手段１２０と本体１１０はそれぞれに調整又は設定を実施したことを判別することが可能で、この調整実施判別結果をそれぞれの記憶手段１１２、１２２に記憶する。この調整実施判別結果を用いて照合を行い、照合結果が未調整の場合には未調整ということを警告する警告機能を有する。

次に、実施の形態１に係るテンションメータの内部構成について図５を用いて説明する。
図５において、張力検出器入力手段１２０のマイクロコンピュータ１３は張力検出器５１からの出力信号のアナログ／デジタル変換の制御、張力校正の演算、メモリ管理などのプログラムを実行し、本体１１０のマイクロコンピュータ１７は張力信号出力のデジタル／アナログ変換の制御、張力表示及び張力出力の演算、張力検出器入力手段１２０とのバス制御、プログラマブル表示器通信やネットワーク通信などの通信制御、７セグメント表示器への張力表示やキースイッチによる設定変更の操作の制御、メモリ管理などのプログラムを実行する。

張力検出器入力手段１２０のＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１５は電源が切れても記憶を保持できるメモリで、張力校正値データ、調整実施判別データなどを記憶する。また、張力検出器入力手段の回路が固有に持つハードウェア特性のバラツキを補正するためのハードウェア固有値も記憶している。このハードウェア固有値は出荷試験などで特性を測定し、その値を記憶したものである。このＥＰＲＯＭ１５に記憶されたデータは電源オン時にＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１４に読出され、設定変更のタイミングや電源オフ時に再び記憶保持される。本体のＥＰＲＯＭ１９とＲＡＭ１８は上述した張力検出器入力手段のＥＰＲＯＭ１５とＲＡＭ１４と同様な動作をする。メモリカセット９のメモリもＥＰＲＯＭが採用されており、マイクロコンピュータ１７によりデータを本体のＥＰＲＯＭ１８とメモリカセット９内のＥＰＲＯＭを切替えてデータの書込み又は読出しが行える。

張力検出器入力手段１２０のアナログ／デジタル変換器１６は増幅された張力検出器５１の出力信号を取り込んでデジタル信号に変換する。その信号に張力検出器入力手段１２０のマイクロコンピュータ１３、本体１１０のマイクロコンピュータ１７にて校正値演算、張力出力演算を加えて、デジタル／アナログ変換器２０にて演算した張力出力信号をデジタルからアナログに変換し出力する。

次に、本体１１０と張力検出器入力手段１２０の故障箇所判断について説明する。張力検出器入力手段１２０にはそれぞれの張力校正値データが記憶されており、本体１１０には各箇所の張力検出器入力手段１２０に記憶された張力校正値データがバックアップされているが、本体１１０と張力検出器入力手段１２０が未調整であることを警告して、交換時の張力校正を簡略化するためには、本体１１０と各箇所の張力検出器入力手段１２０がどのような状態であるかを判断する必要がある。この判断を行うために本体１１０と張力検出器入力手段１２０に記憶されている調整実施判別データと校正値データを使用する。

図６は本体１１０と張力検出器入力手段１２０の張力校正値転送判断のフローチャートである。まず本体１１０の記憶手段に記憶されているデータの設定読出しを行う（Ｓ１００１）。次に読み出した調整実施判別データにて本体１１０が調整済かを判別する（Ｓ１００２）。本体１１０が調整済でない場合は各箇所の張力検出器入力手段１２０の記憶手段に記憶されているデータの設定読出しを行う（Ｓ１００３）。次に読み出した各箇所の調整実施判別データにて全ての張力検出器入力手段が調整済かを判別する（Ｓ１００４）。全ての張力検出器入力手段が調整済みの場合は本体のみ交換されたと判断できる（Ｓ１００５）。この場合は本体未調整という警告を表示して張力検出器入力手段に記憶されている各箇所の張力校正値データを本体１１０に転送することで、本体１１０にそれぞれの張力検出器入力手段１２０に記憶されている張力校正値データをバックアップすることが出来る。

全ての張力検出器入力手段１２０が調整済でない場合は、全ての張力検出器入力手段１２０が未調整かを判別する（Ｓ１００６）。全ての張力検出器入力手段１２０が未調整の場合は、本体１１０と全ての張力検出器入力手段１２０が交換された、つまり初期設定の状態であると判断できる（Ｓ１００７）。この場合は、全ての箇所に対して張力校正を行う必要があるため、初期調整状態の警告を表示して全ての箇所の張力校正を行うように促す。但し、外部メモリカセット９で以前の張力校正値データをバックアップしている場合は、そのメモリカセット９の張力校正値データを本体１１０に転送することで、張力校正を行うことなく使用することが出来る。

全ての張力検出器入力手段１２０が未調整ではない場合は、本体１１０が交換されて且つ何台かの張力検出器入力手段１２０の交換か増設が行われたと判断できる（Ｓ１００８）。この場合は、本体１１０の未調整という警告と、張力校正が行われていない箇所に対しては張力校正未実施の警告を表示して張力校正を実施するように促し、張力校正が行われている箇所に対しては、張力検出器入力手段１２０に記憶されている張力校正値データを本体１１０に転送することで、張力校正値データを本体１１０でバックアップすることが出来る。また、張力検出器入力手段１２０が交換された場合は、外部メモリカセット９でバックアップしている以前の張力校正値データを転送することで張力校正を行うことなく使用することが出来る。

本体１１０の設定読出しを行い本体１１０が調整済の場合は、本体１１０に接続されている張力検出器入力手段１２０の台数を確認する（Ｓ１００９）。次に、本体１１０に接続されている張力検出器入力手段１２０の台数と本体１１０に記憶されている前回の記憶台数が一致しているか判別する（Ｓ１０１０）。これらの台数が一致してない場合は、張力検出器入力手段１２０が増設されたと判断出来る（Ｓ１０１１）。この場合は増設された箇所に対して張力校正未実施の警告を出して張力校正を実施するように促す。

接続されている台数と本体１１０に記憶されている台数が一致した場合は、張力検出器入力手段１２０の記憶手段に記憶されているデータの設定読出しを行う（Ｓ１０１２）。次に、全ての張力検出器入力手段１２０が調整済かを判別する（Ｓ１０１３）。全ての張力検出器入力手段１２０が調整済でない場合は、張力検出器入力手段１２０が交換されたと判断できる（Ｓ１０１４）。この場合は、交換された張力検出器入力手段１２０に対して張力校正未実施の警告を表示して、本体１１０にバックアップされている張力校正値データを張力検出器入力手段１２０に転送する。

張力検出器入力手段１２０が全て調整済の場合は、本体１１０と張力検出器入力手段１２０の設定値が一致しているかを判別する（Ｓ１０１５）。これらの設定値が一致していない場合は、一度張力校正を実施した本体１１０か張力検出器入力手段１２０を別の箇所で使用していると判断できる（Ｓ１０１６）。この場合は、本体１１０と張力検出器入力手段１２０の張力校正値データが不一致であると警告を表示して、その警告をもとにした操作指令で一方の校正値データをもう一方に転送する。但し、この場合の転送方向は操作者が判断して実施する。

本体１１０と張力検出器入力手段１２０の設定値が一致している場合は、全ての箇所に対して張力校正が実施されており、張力検出器入力手段１２０の設定値が本体１１０にバックアップされていると判断できるので、通常運転状態に移行する（Ｓ１０１７）。

この様に本体１１０と張力検出器入力手段１２０の調整実施判別データと校正値データを用いて図６のフローチャートで本体１１０と張力検出器入力手段１２０の使用状況判断を行い、この状況判断結果に合わせて未調整であるということを警告して、本体１１０又は張力検出器入力手段１２０の校正値データを、本体１１０と張力検出器入力手段１２０のいずれかの方向に選択して転送し、それぞれに記憶された校正値データを一致させることで張力校正の再実施を簡略化することが出来る。

図７−Ａ、図７−Ｂはこの発明のテンションメータのプログラマブル表示器と通信可能なモニタ設定項目一覧であり、この表のデバイス番号とはプログラマブル表示器とのやりとりを行う時のプログラマブルコントローラのデータ要素に対応したデータ番号である。例えば、プログラマブル表示器でＤ０のデータをモニタするとテンションメータのチャンネル１のトータル張力モニタが行え、プログラマブル表示器からＤ１６にデータを書込むとテンションメータのチャンネル１のセンサ入力タイプにデータが設定される。また、チャンネルごとにモニタ設定が必要な項目に関してはそれぞれのチャンネルごとに各モニタ項目と各設定項目のデータデバイスが割り振られており、全チャンネル共通のモニタ設定項目に関しては全チャンネル一括してモニタ項目と設定項目が割り振られている。これは内部接点デバイスに関しても同様である。

この発明のテンションメータでは、張力校正の際に必要となる張力フルスケール設定、スパン目標値設定、ゼロ調整実行、スパン調整実行の張力校正設定項目などがデータデバイスに割り振られており、プログラマブル表示器を使用して各箇所の張力校正を実施することが出来る。
まず、プログラマブル表示器からＤ１６のセンサ入力タイプに張力検出器のセンサタイプを設定し、Ｄ１７の張力フルスケールに張力検出を行う箇所のフルスケール張力値を設定する。ゼロ調整はＭ８のゼロ調整実行をオンとすることでゼロ調整を開始し、Ｍ３のゼロ調整実行中の信号がオンの間はゼロ調整中であり、オフになったらゼロ調整完了となる。スパン調整は張力検出を行う箇所に錘を吊るし、Ｄ１８のスパン目標値に錘の重量を設定し、Ｍ９のスパン調整実行をオンするとスパン調整を実行し、Ｍ４のスパン調整実行中の信号がオンの間はスパン調整中であり、オフになったらスパン調整完了となる。ゼロ調整時、スパン調整時にエラーが発生した場合は、Ｍ５のエラー発生がオンとなり、エラー内容はＤ６〜１３のアラーム履歴０〜７で確認出来る。チャンネル２〜４に対してもそれぞれのチャンネルに対応したデータデバイスで同様の処理を行うことで張力校正を行うことが出来る。

また、プログラマブル表示器を使用して、図６で判断した本体１１０と張力検出器入力手段１２０の未調整箇所の警告と、本体１１０と張力検出器入力手段１２０に記憶されている校正値データをいずれかの方向に選択し転送することが出来る。張力検出器入力手段１２０のチャンネル１が未調整の場合、Ｍ７０のチャンネル１未調整がオンすることでチャンネル１が未調整であると警告を表示することが可能で、その警告によりＭ８２の本体からチャンネル１データ転送指令をオンさせると、本体１１０の校正値データをチャンネル１に転送することが出来る。本体１１０や他のチャンネルが未調整の場合はそれぞれに対応した接点デバイスを使用することで警告の表示とデータの転送を行うことが出来る。

更に、パソコンなどにインストールされた表示画面作成編集ソフトを使用して、この表を元にプログラマブル表示器のモニタ設定画面を設計デザインすることで、ユーザが自由にプログラマブル表示器のモニタ設定画面を作成することが出来る。またテンションメータメーカがあらかじめモニタ設定用のプログラマブル表示器のデザインデータを用意し、ユーザがそれをプログラマブル表示器へインストールして利用することも可能である。さらにこのテンションメータ用にメーカが用意したプログラマブル表示器のデザインデータをユーザが表示画面作成編集ソフトで編集することも可能である。

次に、この発明のテンションメータのネットワーク通信機能について説明する。この発明のテンションメータではネットワーク通信機能を内蔵しており、プログラマブルコントローラやパソコンをマスタとし、この発明のテンションメータはスレイブとして動作することが出来る。なお、このテンションメータ１００がマスタとして動作することはない。この発明のテンションメータの占有局数は張力検出器入力手段１２０の接続チャンネル数と同じ数だけ使用して、各チャンネル共通の本体１１０の設定データは開始局番のみに割り当てられる。

図８−Ａ、図８−Ｂ、図８−Ｃはネットワーク通信機能でマスタとのやりとりを行うときの要求コマンド、接点指令、要求コード、アラームコードの一覧表である。この発明のテンションメータのネットワーク通信機能のマスタとの通信手順として、まずマスタのセットデータに要求コマンドと要求コードと実際に書込むデータを設定する。要求コマンドでデータの読出し又は書込み方法を選択し、要求コードで要求コマンドの要求するデータのデータ番号を決定する。要求コマンドがデータモニタの場合には書込むデータは無視される。

次に、マスタからテンションメータに接点指令ＲＹ０Ｆの要求コマンド実効要求オンが送信されると、テンションメータがマスタの要求コマンド実行要求オンを受信し、セットデータ内の要求を処理し、テンションメータからマスタに接点指令ＲＸ０Ｆの要求コマンド完了返答オンを送信する。マスタがＲＸ０Ｆの要求コマンド完了返答オンを受信すると、マスタからテンションメータに接点指令ＲＹ０Ｆの要求コマンド実行要求オフを送信する。テンションメータが接点指令ＲＹ０Ｆの要求コマンド実行要求オフを受信すると、テンションメータが接点指令ＲＸ０Ｆの要求コマンド完了返答オフを送信する。マスタが接点指令ＲＸ０Ｆの要求コマンド完了返答オフを受信することで通信完了となる。

このネットワーク通信機能では、プログラマブル表示器通信と同様に張力校正に必要なモニタや設定が割り振られているので、マスタから張力校正指令を送ることが出来る。まず、マスタからテンションメータにＨ１０のセンサ入力タイプに張力検出器のセンサタイプの設定をし、Ｈ１１の張力フルスケールに張力検出を行う箇所のフルスケール張力値を設定するよう送信する。ゼロ調整はマスタからテンションメータへＲＹ０Ｂのゼロ調整実行をオンするように送信することでゼロ調整を開始し、テンションメータからマスタへＲＸ０８Ｂのゼロ調整実行中の信号を送信し、この信号がオンの間はゼロ調整中であり、オフになったらゼロ調整完了となる。スパン調整は張力検出を行う箇所に錘を吊るし、マスタからテンションメータへＨ１２のスパン目標値に錘の重量を設定するよう送信する。マスタからテンションメータへＲＹ０Ｃのスパン調整実行をオンするように送信することでスパン調整を実行し、テンションメータからマスタへＲＸ０Ｃのスパン調整実行中の信号がオンの間はスパン調整中であり、オフになったらスパン調整完了となる。

また、プログラマブル表示器通信と同様にネットワーク通信機能で本体１１０と張力検出器入力手段１２０の未調整箇所の警告と、本体１１０と張力検出器入力手段１２０に記憶されている校正値データをいずれかの方向に選択し転送することが出来る。張力検出器入力手段１２０のチャンネル１が未調整の場合、ＲＹ１２のチャンネル１未調整がオンすることでマスタでチャンネル１が未調整であると警告を表示することが可能で、この警告によりＲＸ１１の本体からチャンネル１データ転送がオンすると本体の校正値データをチャンネル１に転送させることが出来る。本体や他のチャンネルが未調整の場合はそれぞれに対応した接点指令を使用することで警告の表示とデータの転送を行うことが出来る。

また、アラームコードにゼロ調整やスパン調整時のエラーが割り振られているので、張力校正時のエラー内容をプログラマブルコントローラやパソコンで確認することが出来る。更に、アラームコードに過大入力アラームや左右モニタアンバランスなどの運転動作中のエラーだけでなく、ネットワーク通信のエラー、メモリカセットやバスのテンションメータ内部のデータ通信のエラーが割り振られており、各機能が正常に動作しているかプログラマブルコントローラやパソコンで確認することが出来る。

次に、この発明のテンションメータの機械の運転又は停止状態を判断する接点入力について説明する。この発明のテンションメータは、この接点入力がオンの時には機械を運転状態と認識して、オフの時には停止状態と認識する。接点入力がオンの時には張力フルスケール、スパン目標値などの張力校正の設定や張力出力設定などの張力出力設定の値が変更出来ないようにし、接点入力がオフの時には全ての設定変更が出来るようにする。これはプログラマブル表示器やネットワーク通信からの設定変更に対しても同様である。

実施の形態２．
この発明に係るテンションメータを用いた複数箇所のテンションコントロールシステム例について図９を用いて説明する。
図９では張力検出を行う各箇所に設置された張力検出器５１からの出力信号をテンションメータ１００の張力検出器入力手段１２０に入力して本体１１０を通して各箇所の張力データ、校正値データ、設定値データなどをプログラマブルコントローラ１３０で集中管理する。

また、図９に示すこの発明のテンションメータ１００が故障した際には、図６のフローチャートで述べたように、調整実施判別データと張力校正値データを使用して張力校正値データ転送判断を行い、本体１１０や張力検出器入力手段１２０の交換時の張力校正を簡略することが出来る。
仮に箇所Ａで使用している張力検出器入力手段１２０が故障してしまった場合、張力検出器入力手段１２０の予備があれば新しい張力検出器入力手段１２０を接続すれば、本体１１０で記憶されている箇所Ａの張力校正値データを転送することで張力校正を再実施することなく箇所Ａの張力モニタを行うことが出来る。また、張力検出器入力手段１２０の予備が無い場合には、箇所Ｂ〜Ｄの中で箇所Ａより張力モニタの重要度の低い箇所で使用している張力検出器入力手段１２０を箇所Ａの張力検出器５１と配線して本体１１０に接続すれば、本体１１０で記憶されている箇所Ａの張力校正値データを別の箇所で使用していた張力検出器入力手段１２０に転送することで張力校正を再実施することなく箇所Ａの張力モニタを行うことが出来る。

この発明のテンションメータの表示や設定変更の操作は、従来のテンションメータと同様に本体１１０の７セグメント表示とキースイッチで行うことが出来るが、小型プログラマブル表示器１４０を使用することで、このテンションメータ用にメーカが用意した画面データかユーザが作成した画面データで設定することが可能となり、７セグメント表示とキースイッチだけでは表示出来ない分かり易い画面で設定を行うことが出来る。また、小型プログラマブル表示器１４０を使用することでテンションメータ１００から離れたところからの設定変更の操作が可能で、張力検出を行う箇所とテンションメータが離れた場所にあっても張力検出を行う箇所の側で調整を行うことが可能となり、一人で張力校正を行うときでもスパン調整の錘を吊るすために張力検出を行う箇所とテンションメータの間を移動する必要がなくなる。

また、ネットワーク通信を用いることでプログラマブルコントローラやパソコンにて張力データ、張力校正値データ、張力表示及び出力設定データのモニタ設定を行うことが可能となり、アナログ／デジタル変換を通すことなくデータの集中管理を行うことが出来る。また、張力データや各設定データの管理以外にも張力校正の実施を行うことが可能で、大形プログラマブル表示器１５０からテンションメータ１００のゼロ調整やスパン調整を実施することが出来る。更に、ネットワーク通信では各状態でのアラームコードを確認することが可能で、張力モニタのエラー、張力校正時のエラー、ネットワークのエラー、本体内部のエラーをモニタすることが出来る。これにより、大形プログラマブル表示器１５０を使用して各軸の張力一括モニタを行うだけでなく、各状態でのエラーを表示してテンションメータ１００の動作状態を大形プログラマブルコントローラ１３０で全て管理することが可能となる。

また、この発明のテンションメータは運転又は停止状態を判断する接点入力端子を有しており、この信号がオン状態の時には、キースイッチからの設定変更だけでなく小型プログラマブル表示器やネットワーク通信からの張力校正や張力出力の設定の制限を行うことが出来る。これによりテンションメータの張力出力信号を使用してサーボモータに制御指令信号を送信していた場合でも、運転中に張力校正や張力出力設定を変更して張力出力信号が急に変化することは無くなり、機械の安全性を向上させることが出来る。

この発明で提供するテンションメータは外部に専用の表示設定器を接続することが可能で、汎用プログラマブルコントローラ設定表示用のプログラマブル表示器を接続できる様にするためにプログラマブルコントローラ通信模擬機能を内蔵し、これによりプログラマブル表示器からは接続相手がプログラマブルコントローラであると認識させて通信を行う。

この発明で提供するテンションメータはプログラマブルコントローラやパソコンとの通信ネットワーク機能を内蔵する。

この発明で提供するテンションメータは機械の運転又は停止信号を入力する機能を有し、運転又は停止状態に合わせて表示や設定項目を制限することが出来る。

１７セグメント表示、２確認用モニタランプ、３キースイッチ、４外部接続用端子台、５ネットワーク通信接続用端子台、６通信確認用モニタランプ、７外部コネクタ、８プログラマブル表示器接続用コネクタ、９メモリカセット、１０外部接続用端子台、１１外部コネクタ、１２外部コネクタ、１３マイクロコンピュータ、１４ＲＡＭ、１５ＥＰＲＯＭ、１６アナログ／デジタル変換器、１７マイクロコンピュータ、１８ＲＡＭ、１９ＥＰＲＯＭ、２０デジタル／アナログ変換器、５１張力検出器、１００テンションメータ、１１０本体、１１２記憶手段、１１３演算手段、１１４他の記憶手段、１２０張力検出器入力手段、１２１張力検出器入力機能、１２２記憶手段、１２３演算手段、１３０プログラマブルコントローラ、１４０小形プログラマブル表示器、１５０大形プログラマブル表示器。

Claims

張力検出器からの信号により長尺材の張力を表示して、長尺材の張力に比例した張力信号を出力するテンションメータにおいて、張力演算データ処理が行われる本体と分離可能な張力検出器の張力校正処理を行う複数の張力検出器入力手段を設け、上記張力検出器入力手段にはそれぞれの入力手段に接続される張力検出器の校正値を記憶する記憶手段を備えるとともに、張力演算データ処理が行われる本体にも接続されるすべての張力検出器入力手段の張力検出器の校正値を同時に記憶する記憶手段を備え、かつ、上記張力検出器入力手段と上記本体それぞれには張力校正や設定が実施されたことを判別する調整実施判別手段を備え、それぞれの調整実施判別手段の判別結果はそれぞれの記憶手段に記憶され、上記張力検出器入力手段に記憶された調整実施判別結果と上記本体に記憶された調整実施判別結果を照合する事により、それぞれの張力検出器入力手段または本体が未調整であることを警告するとともに、その警告によって上記張力検出器入力手段または上記本体のいずれかの調整実施後の記憶データを上記張力検出器入力手段と上記本体のいずれかの方向に選択して転送し、上記張力検出器入力手段と上記本体の記憶手段に記憶されたデータを一致させるようにしたものであって、上記本体に接続されている上記張力検出器入力手段の接続台数を確認して、上記本体に記憶されている接続台数と一致しているかどうかにより増設を判別し、増設された上記張力検出器入力手段に対し調整未実施の警告を出して調整実施を促すことを特徴とするテンションメータ。
上記張力検出器入力手段に記憶された記憶データと上記本体の記憶手段に記憶された記憶データとを照合実施指令により照合し、その照合結果によって上記張力検出器入力手段と上記本体の記憶手段のデータが不一致であることを警告する警告手段を設け、この警告手段の警告によって上記張力検出器入力手段または上記本体のいずれかの記憶データを上記張力検出器入力手段と上記本体のいずれかの方向に選択して転送し、上記張力検出器入力手段と上記本体の記憶手段に記憶されたデータを一致させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のテンションメータ。
上記本体と切離しが可能で、上記本体の記憶手段に記憶された記憶データからの書込みや上記本体の記憶手段への読出しを行うことが出来る他の記憶手段を備え、記憶手段同士の書込みや読出しを行う実行指令により、上記本体の記憶手段と上記他の記憶手段との間で書込みや読出しを行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のテンションメータ。
上記張力検出器入力手段や上記本体とは分離されており、上記張力検出器入力手段と上記本体の記憶手段に記憶されたデータや演算結果データを表示し、かつテンションメータの操作やそれぞれの記憶手段に対して設定が行える外部表示設定器を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のテンションメータ。
上記本体にプログラマブルコントローラ通信模擬機能を備え、上記外部表示設定器としてプログラマブルコントローラ用表示設定パネルとの通信を行えるようにしたことを特徴とする請求項４記載のテンションメータ。
プログラマブルコントローラやパソコンとの通信ネットワーク機能を備え、上記プログラマブルコントローラやパソコンからネットワークを通して上記張力検出器入力手段と上記本体それぞれの記憶手段の記憶値または上記本体の演算値を通信ネットワークを用いて上記プログラマブルコントローラやパソコンからモニタしたり、上記プログラマブルコントローラやパソコンから上記張力検出器入力手段と上記本体の記憶手段へ設定を書込んだり、通信ネットワークを通して上記張力検出器入力手段や上記本体の操作を行えたりするようにしたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のテンションメータ。
機械が運転中か停止中かの判断信号入力を備え、上記本体の操作手段からの操作や上記張力検出器入力手段や上記本体の記憶手段のそれぞれのデータの読出し、書込みの実行を、運転中と停止中のそれぞれの機械の状態に必要な実行項目だけに制限できるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のテンションメータ。