JP6130749B2 - 制御システムおよびデータ収集表示方法 - Google Patents
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Description
このような高速昇温ヒータは、高速な昇降温が繰り返される製造プロセスで使用される。この製造プロセスでは、個々の昇降温毎に処理対象の製品が短時間で入れ替わるので、重要な昇降温状態を個々の短時間内にチェックすることが要求される。すなわち、オペレータが直感的に昇降温状態をチェックできる手法が必要になる。このような場合、操作量MV、温度計測値PV、ヒータに通電される電流値などの各々の変化を時刻同期させて、それぞれの時間的なずれ方も含めて確認することが好ましい。
また、特許文献1に開示された技術では、保存可能な情報が限られるので、データ収集表示機能としては不十分であり、オペレータが制御の上下動状態(昇降温状態)を確認するには情報不足である。
また、本発明の制御システムの1構成例において、前記データ表示手段は、前記最新の時系列データを、比較対象の時系列データである参照データと重ね合わせてグラフ表示することを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例は、さらに、前記最新の時系列データと前記参照データとの間の差異を数値化して、前記グラフと共に表示する差異表示手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例において、前記参照データは、前記最新の時系列データよりも1回前に収集され記録された時系列データである。
また、本発明の制御システムの1構成例において、前記参照データは、収集すべきデータの理想的な値を示す時系列データである。
また、本発明の制御システムの1構成例において、前記参照データは、前記最新の時系列データよりも過去の複数回にわたって収集され記録された複数の時系列データの平均データである。
また、本発明の制御システムの1構成例において、前記データ表示手段は、前記最新の時系列データの収集開始時から規定時間が経過したときに、前記最新の時系列データに表示を切り替えることを特徴とするものである。
本発明では、収集するデータの例として、設定値SP、制御量PV、操作量MV、ヒータに流れる電流値CTを取り上げる。操作量MVは、調節計(例えば温調計)に設定される設定値SPと、調節計に接続された計測器(センサ)から入力される制御量PVに基づき、調節計内部で算出される。電流値CTは、ヒータ断線検出の目的で調節計に入力される。すなわち、設定値SP、制御量PV、操作量MV、電流値CTは全て調節計に集約されており、ハードウェアとしてはこれを活用する。
そして、個々のデータの切り出しを行なう毎に、個々のデータをグラフ表示すれば、規則正しいタイミングで表示切替が行なわれるようになり、例えば1回前に切り出された個々のデータからの表示切替をもって、その差異(変化)をオペレータが確認のタイミングを誤らずに認識できるようになる。すなわち、オペレータが短時間で上下動状態(昇降温状態)をチェックできる。
表示切替のタイミングについても、データ収集終了後の処理に依存させるだけではなく、データ収集開始時点から予め規定された時間経過時というように管理することで、オペレータが確認のタイミングを誤る確率を低減できる。この場合、データ収集終了後の処理が確実に実行できるだけの余裕のある時間を規定するべきであり、仮に最速で表示切替できる状態になっても、規定された時間が経過するまでは表示切替を(若干)待機させることになる。したがって、非効率なようにも思えるが、高速な制御量PVの上下動(例えば高速な昇降温)が繰り返される場合においては、その制御動作自体を無理に遅らせる必要があるものではないので問題は生じない。
例えば1回前に切り出された個々のデータのような参照データと合わせて、最新の切り出されたデータを重ねて表示することで、その差異(変化)をオペレータがさらに認識し易くなる。ただし1回前に切り出された個々のデータを表示する場合、徐々に上下動状態(昇降温状態)が変化していくと、差異(変化)をオペレータが認識できるとは限らない。そこで、理想的な制御動作のデータなどを参照データとして、適宜採用するのが好ましい。また、重ねて表示するデータ間の差異を数値化して同時に表示すると、差異(変化)をオペレータがさらに認識し易くなる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、上記発明の原理1、発明の原理2に対応するものである。図1は本発明の第1の実施の形態に係る調節計の構成を示すブロック図である。調節計は、従来から調節計に設けられている一般的構成である調節計制御機能部1と、本実施の形態の特徴的構成であるデータ収集機能部2とを備えている。
制御量PVは、図示しない計測器によって計測され、制御量入力部11を介して操作量算出部12に入力される(図2ステップS101)。
操作量出力部13は、操作量算出部12によって算出された操作量MVを制御対象に出力する(図2ステップS103)。制御対象が例えば加熱処理炉の場合、加熱処理炉のヒータに電力を供給する電力調整器が、操作量MVの実際の出力先となる。
継続時間測定部23は、データ収集開始後の継続時間を計測する(図2ステップS109)。
なお、本実施の形態では、設定値SPと制御量PVと操作量MVの3つを収集しているが、これに限るものではなく、これら3つのうち少なくとも1つを収集すればよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理2、発明の原理3に対応するものである。図5は本発明の第2の実施の形態に係る調節計の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の調節計は、調節計制御機能部1aと、データ収集機能部2aとを備えている。
データ収集起動部20は、データ記録部22aによるデータ収集が停止しているときに(図6ステップS205においてYES)、設定値入力部10から入力された設定値SPの変更を検出し(図6ステップS206においてYES)、この設定値SPの変更方向がデータ収集開始のトリガーとなる設定値SPの変更方向であった場合(図6ステップS207においてYES)、データ記録部22aを起動してデータ収集を開始させる(図6ステップS208)。
継続時間測定部23は、データ収集開始後の継続時間を計測する(図6ステップS210)。
本実施の形態では、参照データをデータ表示部24がストックし、差異の算出を差異表示部25が実行するものとして記述した。その意味では、単なる表示部とは異なる機能ブロックになる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理2、発明の原理3に対応する別の実施の形態である。本実施の形態においても調節計の構成および処理の流れは第2の実施の形態と同様であるので、図5、図6を参照して説明する。
本実施の形態のデータ表示部24aは、データ記録部22aが停止してデータ収集が終了すると、データ記録部22aによって記録された、最新のデータ収集開始から最新のデータ収集終了までの時系列データであるデータセットD1(i)を、このデータセットの収集開始時から規定時間が経過したときに、予め規定された時系列のフレームに合わせてグラフ表示すると同時に、予めデータ記録部22aに登録された、データセットD1(i)の理想的な値を示す時系列データであるデータセットD3(i)を参照データとして、同じ時系列のフレームに合わせてデータセットD1(i)と重ね合わせるようにしてグラフ表示する(図6ステップS213)。この場合、データセットD1(i)の先頭時刻(データ収集開始時刻)およびデータセットD3(i)の先頭時刻を同一のグラフの時間軸上の共通の開始時刻としてデータセットD1(i),D3(i)を重ね合わせて表示すればよい。
Claims (16)
- 設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを制御周期毎に算出して出力する操作量算出手段と、
データ収集開始時点からの継続時間を計測する継続時間測定手段と、
設定値SPと制御量PVと操作量MVのうち少なくとも1つを収集すべきデータとして制御周期毎に記録するデータ記録手段と、
このデータ記録手段によるデータ収集が停止しているときに、設定値SPの変更を検出し、この設定値SPの変更方向がデータ収集開始のトリガーとなる設定値SPの変更方向であった場合に、前記データ記録手段を起動してデータ収集を開始させるデータ収集起動手段と、
前記データ記録手段によるデータ収集が行われているときに、前記データ収集開始時点からの継続時間が予め設定されたデータ収集終了の制限時間に到達した場合に、前記データ記録手段を停止させてデータ収集を終了させるデータ収集停止手段と、
データ収集が終了する度に前記データ記録手段によって記録された、最新のデータ収集開始からデータ収集終了までの最新の時系列データのグラフ表示に表示を切り替えるデータ表示手段とを備えることを特徴とする制御システム。 - 請求項1記載の制御システムにおいて、
前記データ記録手段は、前記設定値SPと前記制御量PVと前記操作量MVのうちの少なくとも1つに加えて、前記操作量MVに応じてヒータに通電される電流値CTを収集すべきデータとして制御周期毎に記録することを特徴とする制御システム。 - 請求項1または2記載の制御システムにおいて、
前記データ表示手段は、前記最新の時系列データを、比較対象の時系列データである参照データと重ね合わせてグラフ表示することを特徴とする制御システム。 - 請求項3記載の制御システムにおいて、
さらに、前記最新の時系列データと前記参照データとの間の差異を数値化して、前記グラフと共に表示する差異表示手段を備えることを特徴とする制御システム。 - 請求項3または4記載の制御システムにおいて、
前記参照データは、前記最新の時系列データよりも1回前に収集され記録された時系列データであることを特徴とする制御システム。 - 請求項3または4記載の制御システムにおいて、
前記参照データは、収集すべきデータの理想的な値を示す時系列データであることを特徴とする制御システム。 - 請求項3または4記載の制御システムにおいて、
前記参照データは、前記最新の時系列データよりも過去の複数回にわたって収集され記録された複数の時系列データの平均データであることを特徴とする制御システム。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御システムにおいて、
前記データ表示手段は、前記最新の時系列データの収集開始時から規定時間が経過したときに、前記最新の時系列データに表示を切り替えることを特徴とする制御システム。 - 設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを制御周期毎に算出して出力する操作量算出ステップと、
データ記録手段によるデータ収集が停止しているときに、設定値SPの変更を検出し、この設定値SPの変更方向がデータ収集開始のトリガーとなる設定値SPの変更方向であった場合に、前記データ記録手段を起動してデータ収集を開始させるデータ収集起動ステップと、
前記データ記録手段により設定値SPと制御量PVと操作量MVのうち少なくとも1つを収集すべきデータとして制御周期毎に記録するデータ記録ステップと、
データ収集開始時点からの継続時間を計測する継続時間測定ステップと、
前記データ記録手段によるデータ収集が行われているときに、前記データ収集開始時点からの継続時間が予め設定されたデータ収集終了の制限時間に到達した場合に、前記データ記録手段を停止させてデータ収集を終了させるデータ収集停止ステップと、
データ収集が終了する度に前記データ記録手段によって記録された、最新のデータ収集開始からデータ収集終了までの最新の時系列データのグラフ表示に表示を切り替えるデータ表示ステップとを含むことを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項9記載のデータ収集表示方法において、
前記データ記録ステップは、前記設定値SPと前記制御量PVと前記操作量MVのうちの少なくとも1つに加えて、前記操作量MVに応じてヒータに通電される電流値CTを収集すべきデータとして制御周期毎に記録するステップを含むことを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項9または10記載のデータ収集表示方法において、
前記データ表示ステップは、前記最新の時系列データを、比較対象の時系列データである参照データと重ね合わせてグラフ表示するステップを含むことを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項11記載のデータ収集表示方法において、
さらに、前記最新の時系列データと前記参照データとの間の差異を数値化して、前記グラフと共に表示する差異表示ステップを含むことを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項11または12記載のデータ収集表示方法において、
前記参照データは、前記最新の時系列データよりも1回前に収集され記録された時系列データであることを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項11または12記載のデータ収集表示方法において、
前記参照データは、収集すべきデータの理想的な値を示す時系列データであることを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項11または12記載のデータ収集表示方法において、
前記参照データは、前記最新の時系列データよりも過去の複数回にわたって収集され記録された複数の時系列データの平均データであることを特徴とするデータ収集表示方法。 - 請求項9乃至15のいずれか1項に記載のデータ収集表示方法において、
前記データ表示ステップは、前記最新の時系列データの収集開始時から規定時間が経過したときに、前記最新の時系列データに表示を切り替えることを特徴とするデータ収集表示方法。
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