JPH0244442Y2

JPH0244442Y2 -

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Publication number: JPH0244442Y2
Application number: JP1989133990U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1989-11-20
Publication date: 1990-11-26
Also published as: AU556744B2; US4521869A; AU1301383A; JPH0276447U; CA1201515A; IN157178B; JPS58204434A

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は一般的にはPLCと略称されるプログ
ラム論理制御装置に関し、詳しくいうと、オペレ
ーテイング・システムにおけるパラメータの時々
刻々の変化を、その日が作業日であるか非作業日
であるかを区別しながら、正確に、高い信頼性を
もつて制御することができる新規な、有用なプロ
グラムタイマー制御装置に関する。

［従来の技術］１日の時間のみの関数である監視設定点の制御
を必要とする多くの制御応用例がある。例えば、
建物の暖房、換気及びエアコンデイシヨニング制
御に対する温度設定点の発生、非ピーク需要中の
公共料金の割引を利用するために、非ピーク時間
中の水の汲み上げのような機械設備の動作、並び
に日中或は終日の変化は知られているが、キー・
プロセス変数を測定するのが困難である、又は測
定するのに費用がかかる廃水処理動作におけるフ
イードフオワード化学薬品需要の発生（例えば、
廃水処理のための凝固剤需要及び塩素需要）があ
る。

建物の温度設定及び廃水処理凝固剤需要に対す
る代表的な日中の変化が第１図及び第２図に示さ
れている。これら制御応用例は１時間ごとの設定
点又は制御出力の変化及び作業日、週末及び休日
間の差別をつけることを必要とする。

プログラム論理制御装置は機械及びプロセスを
制御するためにタイミング、シーケンス、ロジツ
ク、計数及び演算を必要とする応用例において使
用されている。このPLCはシーケンス制御及び
計数を取扱うのに十分に適している。しかしなが
ら、関数発生器、アナログ出力信号、及び日或は
週の時間スケールでの精密な時間積分を取扱う
PLCの構成は非常に複雑である。

例えば、アレン・ブラツドリー（Allen
Bradley）社のカタログ1774には３デイジツトの
10進数（＋及び−に対しては３デイジツト）（×
及び÷に対しては６デイジツトの結果）の４機能
の算術能力（＋、−、×及び÷）を提供する算術モ
ジユール（カタログ番号1774−102）が説明され
ている。このブラツドリー社の関数発生器及び精
密時間積分器の能力は日或は週の時間スケールで
は役に立たない。

モジコン（Modicon）584は整数算についての
基本算術演算（＋、−、×及び÷）を提供する。割
算（÷）演算は整数及び小数を保持する。アナロ
グ転送又は関数発生器動作をありのままに実行で
きる移動命令が用意されている。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の装置は加算、減算、
乗算及び割算だけしか行なえないという点でそれ
らの能力に限界があり、従つて一日の特定の時刻
によつて、或はその日が作業日であるか週末休み
（又は休日）であるかによつて、異なるパーセン
トの出力が必要とされる第１，２及び８図に示す
ような複雑なシステムを監視するのには適応でき
ないという難点があつた。

［課題を解決するための手段］本考案によれば、シーケンス論理、アナログ制
御操作及び数日間のような長期間の精密な時間積
分を単一のモジユールで利用するプログラムタイ
マー制御装置が提供される。

３つ全部の要件をネツトワーク９０制御装置に
よつて提供することができる。

バンプレス（衝撃のない）アナログ転送及び日
の時間スケールでの精密な実時間積分のために複
雑な関数発生器が設けられている。

本考案によれば、たとえ非作業日が通常の作業
日中に生じる休日の場合でも、或は週末の場合で
も、作業日と非作業日の選択が行なえる。本考案
の他の特徴によれば、かかる制御は前もつて３日
まで確立することができる。

関数発生器は複雑な日々の機能の正確なそれぞ
れの部分の直線的近似を提供するようにカスケー
ド接続してもよい。

上記本考案の特徴及び目的は、オペレーテイン
グ・システムにおけるパラメータの変化を制御す
るためのプログラムタイマー制御装置において、
少なくとも１つの24時間の期間の間一日の時刻に
対応する時間信号を発生するための実時間積分器
と、該積分器に接続され、一日が完全に終了した
24時間ごとに日パルス信号を発生するための日パ
ルス発生装置と、前記オペレーテイング・システ
ムのパラメータを変化させるための制御可能なパ
ラメータ制御装置と、作業日のパラメータの変化
に対応する第１の関数を発生するための第１の関
数発生器と、非作業日のパラメータの変化に対応
する第２の関数を発生するための第２の関数発生
器と、これら関数発生器及び前記パラメータ制御
装置に接続され、前記第１及び第２の関数の一方
を前記パラメータ制御装置に供給するための制御
可能な選択スイツチと、前記日パルス発生装置に
接続され、日の経過を係数し、かつ週末日の発生
時に週末信号を発生するとともに、自動装置によ
り自動的に又は手動装置を通じて毎週リセツトさ
れる曜日カウンタと、翌日が休日であるときに休
日発生信号を発生するように動作し得る手動操作
可能な設定装置と、該設定装置、前記曜日カウン
タ、前記日パルス発生装置、及び前記選択スイツ
チに接続され、当該論理回路が前記設定装置から
前記休日発生信号を受信した後で前記日パルス発
生装置から前記日パルス信号が発生されたとき
に、或は前記曜日カウンタから前記週末信号が発
生されたときに、前記選択スイツチを、非作業日
に対応する前記第２の関数を前記第２の関数発生
器から前記パラメータ制御装置に供給するよう
に、動作させる論理回路と、該論理回路に接続さ
れ、この論理回路にリセツト信号を提供して、週
末日及び休日を除く日に前記選択スイツチを、作
業日に対応する前記第１の関数を前記第１の関数
発生器から前記パラメータ制御装置に供給するよ
うに、動作させるための手動操作可能なリセツト
装置とを具備する本考案によるプログラムタイマ
ー制御装置によつて達成される。

本考案を十分に理解するために、以下、添付図
面を参照して本考案の好ましい実施例について詳
細に説明する。

［実施例］添付図面を参照すると、この中で実施される本
考案は、作業日或は非作業日（この非作業日が週
末であるか休日であるかに関係なく）の発生を考
慮に入れてある日数にわたり変化するレベルで動
作する装置の日々の変化を制御するためのプログ
ラムタイマー制御装置からなる。

第１図は作業日及び非作業日に対するサーモス
タツト設定動作をそれぞれ制御する２つの関数を
曲線２及び４で示す。

第２図には、明ばん計量ポンプの制御が全流量
容量のパーセントで一日の時間に対してプロツト
されている。６及び８で図示された２つの関数は
作業日及び非作業日に対するポンプの動作をそれ
ぞれ示す。このような計量ポンプの制御は都市の
廃水処理プラントにおいて有益である。

本考案によれば、制御動作はネツトワーク９０
装置を利用して達成できる。ネツトワーク９０は
ザ・バブコツク・アンド・ウイルコツクス・カン
パニーのベイリー・メーター・デイビジヨンの商
品名である。

ネツトワーク９０を制御手段とするベイリー・
メーター・デイビジヨンのマイクロプロセツサを
使用するプログラムタイマー制御装置が第３図に
示されている。この制御装置は、一方が作業日に
対するものであり、他方が非作業日に対するもの
である２つの関数発生器１０及び１２を含む。切
換えスイツチ１４及び関連する論理が適当な関数
発生器を選択する。プログラムタイマー１６の制
御装置は24時間クロツクは（日パルス発生装置）
１８、曜日カウンタ２０、及び次の日が休日であ
る状態に対して論理をプリセツトするメモリ論理
システムを含む。

タイマーは一日の正しい時間を保持するために
ベイリー・メーター・デイビジヨンのコントロー
ラモジユールPIDアルゴリズムにおいて積分器
（実時間積分器）を使用する。このタイマーは標
準の手動／自動ステーシヨン２８を通じて手動で
セツトでき、また24時間ごとにスイツチ２６によ
り自動的にリセツトされる。

曜日カウンタ２０は毎日真夜中にライン２４及
びスイツチ２２を介して進められる。曜日カウン
タは自動装置３０または手動装置３２を通じて毎
週リセツトされ、かつその日が作業日であるか或
は週末であるかを決定するために、チエツクされ
る。ORゲート３４は作業日が休日であるか否か
を決定するようにチエツクする。

次の日が休日であるか否かのチエツクは操作者
が設定ユニツト３６を使用してプログラムタイマ
ーを休日の前の日に設定することを可能にする。
第３図に示す論理は次の日が休日か否かのチエツ
クのみを可能にする。この論理は、第４図に示す
ように、３日先の日まで次の日が休日であるか否
かのチエツクを見込めるように拡張でき、プログ
ラムタイマー制御装置を休日、週末に設定するこ
とを可能にしている。

第３図において、単一の実線はブール・シンボ
ル（論理１又は論理０）を示し、また２本の実線
はアナログ又は被変調信号を示す。

動作において、翌日が休日である場合には、既
に言及したように、操作者は設定ユニツト３６を
作動させて論理１信号をRSフリツプフロツプ５
０に供給する。かくしてフリツプフロツプ５０は
論理１信号をライン５２に出力し、この信号は第
１のANDゲート５４に入力される。真夜中に、
翌日の始まりが24時間クロツク１８によつて計測
されて素子５５に供給され、この素子５５は論理
１信号をPTタイマー５６に供給する。このタイ
マー５６は正パルスをライン５８を介して第１の
ANDゲート５４に、及び第２のANDゲート６０
に供給する。これによつて論理１信号がORゲー
ト３４に供給され、ORゲート３４は論理１信号
をライン６６に発生する。この信号は、例えば、
第１図及び第２図の曲線４及び８にそれぞれ対応
する非作業日関数発生器１２を選択するように、
スイツチ１４を制御する。

同様にして、曜日カウンタ２０が週末日の接近
を感知した場合には、このカウンタ２０は適当な
信号（週末信号）をスイツチ７０に供給する。ス
イツチ７０は素子７２を制御して論理１信号を
ORゲート３４の他方の入力に供給し、スイツチ
１４によつて非作業日関数発生器１２を適正に選
択させる。

他のすべての作業日（すなわち作業日の全部）
では、手動操作可能なリセツト素子７４が論理１
信号をORゲート７６を介してフリツプフロツプ
５０に供給する。フリツプフロツプ５０は論理０
信号をライン５２に発生する。かくして、ライン
５８上の論理１パルスによつてANDゲート５４
は動作しないからライン６２に論理１パルスが発
生されず、従つてフリツプフロツプ６４によつて
制御されるANDゲート６０は論理０出力を発生
する。素子７２からも論理０出力が供給されるの
で（週末ではないので）、ライン６６は論理０信
号を受信し、切換えスイツチ１４は作業日関数発
生器１０を選択する。

このように、関数発生器１０及び１２の関数の
いずれかが８０で指示された計量ポンプ制御装置
またはサーモスタツト制御装置に適用される。こ
の制御装置は手動操作器８２によつて既知の態様
で操作できる。

次の日が休日であることを指示するための指示
器８４が設けられており、ライン５２からその信
号を傍受する。非作業日指示器８６がまた、設け
られており、ライン６６からその信号を傍受し、
また時間指示器８８が設けられており、クロツク
１８から受信した時間を読取つている。

第４図ではANDゲート、ORゲート及びセツ
ト／リセツト（RS）フリツプフロツプを含む同
様の論理素子が３日先の休日あるいは非作業日を
設定するために使用されている。

システムの操作者はブロツク１０１の第３日
目、ブロツク１０３の第２日目、あるいはブロツ
ク１０４の第１日目のように将来の休日を設定す
る。ブロツク１００から１日当り１回発生される
パルスはブロツク１１３，１２０及び１２３のメ
モリ機能を進める。ブロツク１０６の第３日メモ
リはブロツク１０２の外部からのリセツトによつ
てあるいはANDゲート１０７からの出力によつ
て生じるORゲート１０５の出力によつてリセツ
トされる。ANDゲート１０７からの出力はブロ
ツク１０６の第３日メモリがセツトされた１日後
でブロツク１００からの１日当り１回のパルスが
設定されることを必要とする。ブロツク１０７の
この同じANDゲートからの出力がブロツク１１
３の第２日メモリをセツトする。これらメモリブ
ロツクは同様の論理によつて毎日１回順次にシフ
トする。ブロツク１１３の第２日論理メモリに対
するリセツトはブロツク１０２の外部からのリセ
ツトによつてORゲート１１１を介して制御され
る。また、第３日メモリが不作動状態である場合
には、ブロツク１００の１日当り１パルスタイマ
ーによつても第２日メモリのリセツトは制御され
る。このためのテストはNOTブロツク１０９で
あり、このNOTブロツクはブロツク１０６の第
３日メモリがセツトされた場合にブロツク１１３
のリセツトを阻止する。同様の論理素子が第２日
及び第１日メモリブロツクを進めるために使用さ
れている。

ブロツク１１０，１１６及び１２４の指示器ス
テーシヨンはどの日が休日と設定されたかを指示
するために使用される。

上記したように、このプログラムタイマー制御
装置は作業日または非作業日に対する別々の関数
発生器からの出力を使用する。ネツトワーク９０
の関数発生器ブロツクはそれぞれの部分の直線関
数（第６図参照）によつて入力に関係している出
力を計算する。６つの入力／出力対が５つの直線
部分３０２乃至３０６を定めている。上部及び下
部境界３０１及び３０７は関数発生器ブロツクが
加法的に組合されて（第７図参照）より複雑な関
数関係を取扱うことができるようにクランプされ
る。明ばん計量ポンプ制御装置の昼間の日々の変
化（第２図参照）はより複雑な関数関係の一例で
ある。明ばん計量ポンプ制御装置に対して複数の
ネツトワーク９０関数発生器ブロツクを使用する
ことは第８図に例示されている。

第８図において、合計の関数（曲線６）は曲線
６′（午前９時以前）及び６″（午前９時以後）に
分割される。

ｆ（ｘ）＝f₁（ｘ）＋f₂（ｘ）＋f₃（ｘ）＋f₄（ｘ
）合計ここでf₁（ｘ）は曲線６′であり、組合された他の
関数が曲線６″である。f₁（ｘ）を除く他の全部の
関数が70％又はそれ以上の流れであるから、ｘ＝９の場合には、ｆ（９）＝f₁（９）＋f₂（９）＋f₃（９）＋f₄（９
）合計又は＝70＋０＋０＋０＝70 ｘ＝23.5の場合には、ｆ（23.5）＝70＋０＋（−10）＋（−５）＝55 合計ネツトワーク９０を制御手段としたマイクロプ
ロセツサは制御、データロギング、リポート及び
計算に対して使用できる。第３図はネツトワーク
９０のプログラムタイマー制御装置への応用を例
示し、複数のネツトワーク９０制御装置モジユー
ルに区分されたシステムを含む。

本考案の原理の応用を例示するために本考案の
特定の実施例を図示し、詳細に記載したけれど、
本考案がこのような原理から逸脱することなしに
他の態様で実施できることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は作業日及び非作業日についてサーモス
タツト制御装置を設定するために必要な関数を示
す波形図、第２図は、一方が作業日に対するもの
であり、他方が非作業日に対するものである２つ
の関数に従つて、廃水処理のために明ばん計量ポ
ンプを制御する態様を示す波形図、第３図は第１
図又は第２図の作業日または非作業日関数を適当
な制御装置に適用するための本考案の一実施例を
示す概略ブロツク図、第４図は３日先までの作業
日又は非作業日を設定するのに有用な本考案の他
の実施例を示す概略ブロツク図、第５図はネツト
ワーク９０制御装置を使用する本考案の一実施例
を示すブロツク図、第６図は複数の関数を組合せ
て全体の制御動作を行なう態様を例示する波形
図、第７図は複数の関数がどのように組合される
かを示す概略ブロツク図、第８図は廃水プラント
の明ばん計量ポンプを制御するために複数の関数
をどのように組合せることができるかを示す波形
図である。１０，１２：関数発生器、１４：切換えスイツ
チ、１６：プログラムタイマー、１８：24時間ク
ロツク、２０：曜日カウンタ、２２，２６：スイ
ツチ、２８：手動／自動ステーシヨン、３０：自
動装置、３２：手動装置、３６：設定ユニツト、
５０：RSフリツプフロツプ、５６：PTタイマ
ー、６４：フリツプフロツプ、７０：スイツチ、
７４：手動操作可能なリセツト素子、８０：計量
ポンプ制御装置又はサーモスタツト制御装置、８
２：手動操作器、８４：翌日休日指示器、８６：
非作業日指示器、８８：時間指示器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) オペレーテイング・システムにおけるパラメ
ータの変化を制御するためのプログラムタイマ
ー制御装置において、少なくとも１つの24時間の期間の間一日の時
刻に対応する時間信号を発生するための実時間
積分器１６と、該積分器に接続され、一日が完全に終了した
24時間ごとに日パルス信号を発生するための日
パルス発生装置１８，５５，５６と、前記オペレーテイング・システムのパラメー
タを変化させるための制御可能なパラメータ制
御装置８０と、作業日のパラメータの変化に対応する第１の
関数を発生するための第１の関数発生器１０
と、非作業日のパラメータの変化に対応する第２
の関数を発生するための第２の関数発生器１２
と、これら関数発生器及び前記パラメータ制御装
置８０に接続され、前記第１及び第２の関数の
一方を前記パラメータ制御装置に供給するため
の制御可能な選択スイツチ１４と、前記日パルス発生装置１８，５５，５６に接
続され、日の経過を係数し、かつ週末日の発生
時に週末信号を発生するとともに、自動装置３
０により自動的に又は手動装置３２を通じて毎
週リセツトされる曜日カウンタ２０と、翌日が休日であるときに休日発生信号を発生
するように動作し得る手動操作可能な設定装置
３６と、該設定装置３６と、前記曜日カウンタ２０、
前記日パルス発生装置１８，５５，５６、及び
前記選択スイツチ１４に接続され、当該論理回
路が前記設定装置から前記休日発生信号を受信
した後で前記日パルス発生装置から前記日パル
ス信号が発生されたときに、或は前記曜日カウ
ンタから前記週末信号が発生されたときに、前
記選択スイツチ１４を、非作業日に対応する前
記第２の関数を前記第２の関数発生器１２から
前記パラメータ制御装置８０に供給するよう
に、動作させる論理回路と、該論理回路に接続され、この論理回路にリセ
ツト信号を提供して、週末日及び休日を除く日
に前記選択スイツチ１４を、作業日に対応する
前記第１の関数を前記第１の関数発生器１０か
ら前記パラメータ制御装置８０に供給するよう
に、動作させるための手動操作可能なリセツト
装置７４とを具備することを特徴とするプログラムタイ
マー制御装置。 (2) 前記論理回路が、前記リセツト装置７４に接
続された第１の入力と第２の入力とを有する第
１のORゲート７６と、前記設定装置３６に接
続された第１の入力と前記第１のORゲートの
出力に接続された第２の入力とを有する第１の
フリツプフロツプ５０と、該第１のフリツプフ
ロツプの出力に接続された第１の入力と前記日
パルス発生装置１８，５５，５６に接続された
第２の入力とを有する第１のANDゲート５４
と、該第１のANDゲートに接続された第１の
入力と第２の入力とを有する第２のフリツプフ
ロツプ６４と、該第２のフリツプフロツプの出
力に接続された第１の入力と前記日パルス発生
装置に接続された第２の入力とを有する第２の
ANDゲート６０と、該第２のANDゲートの出
力に接続された第１の入力と前記週末信号を受
信するために前記曜日カウンタ２０に接続され
た第２の入力と前記選択スイツチ１４に接続さ
れた１つの出力とを有する第２のORゲート３
４とからなり、前記第１のANDゲート５４の
出力が前記第１のORゲート７６の他方の入力
に接続され、前記第２のANDゲート６０の出
力が前記第２のフリツプフロツプ６４の他方の
入力に接続されている実用新案登録請求の範囲
第１項記載のプログラムタイマー制御装置。 (3) 前記積分器１６に接続され、この積分器をリ
セツトして日の始めから時間積分を開始させる
ための真夜中リセツト手段２６を含む実用新案
登録請求の範囲第２項記載のプログラムタイマ
ー制御装置。 (4) 前記第１のフリツプフロツプ５０の出力に接
続された翌日休日指示器８４と、前記第２の
ORゲート３４の出力に接続された非作業日指
示器８６と、前記積分器１６に接続された一日
の時刻指示器８８とが設けられている実用新案
登録請求の範囲第３項記載のプログラムタイマ
ー制御装置。 (5) 前記論理回路が、休日発生信号が発生した後
３日まで前記パラメータ制御装置８０に前記第
２の関数を供給するように前記選択スイツチ１
４を制御するために、休日発生信号の３日前ま
で計数するための手段を含む実用新案登録請求
の範囲第１項記載のプログラムタイマー制御装
置。