JPH0266601A - バッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は製品の品種によってシーケンスの実行順序や各
種の設定値が変わるいわゆる銘柄管理を行うバッチ制御
装置に関する。

〈従来技術〉 製品の品種によって各種の原料の種類や仕込み量１反応
温度のパターン、さらにはシーケンシャルな操作の実行
順序まで変える必要のある、いわゆる銘柄管理システム
は、バッチ制御の分野における最も重要な対象である。

とくに近年は需要者のニーズの多様化、高速化により５
、益々フレキシブルな多品種少量生産方式が求められて
いる。

銘柄管理のバッチ制御において要求される機能は次の二
つに大別される。

（１）原料の仕込み１反応温度パターン、撹拌機の回転
数などのデータが可変なこと。

（２）シーケンシャルな実行順序が品種により可変なこ
と。

この様な要求機能への対応は既に種々の方式が提案され
ている。この内（１）については、品種ごとに異なる数
値データをファイル化しておき、バッチ毎に該当する品
種の数値データを取り出して設定することにより、比較
的容易に実現することができる。しかしながら（２）に
ついては、シーケンスの設定や実行順序の変更を行うと
き、詳細な実行レベルの段階まで遡って記述を行う必要
があり、機械向の言語を必要とし、特定の担当者以外に
は記述が困難であるという問題がある。

第８図は従来の銘柄管理システムの概念図である。１は
分散制御ステーションで単位シーケンス毎に複数のステ
ーションに分散され、バッチプローセスの単位装置２と
の情報交換により原料の仕込みやりアクタの昇温といつ
な単位シーケンスを実行させる。

３は総合管理ステーションで、全品種の処方管理、即ち
数値パラメータの設定、指令及びデータの制御ステーシ
ョンへのダウンロード、実行順序の組み変えの処方リス
トのメンテナンス等を実行する。

４は処方、実行１．１ｎ序、各種データのファイル手段
、５は銘柄管理を行うための画面表示やオペレータ操作
のためのマンマシンインターフェイス手段、６はバッチ
報のプリントアウト手段である。

〈発明が解決しようとする課題〉 この様な構成では、全品種の数値パラメータの設定や実
行順序の組み変えを一般言語（ＦＯＲＴＲＡＮ、アセン
ブラなど）で記述して実現した場合は、既知の品種につ
いてはきめ細かくカバーできるが、運転開始後の変更や
追加に関しては専門のプログラマ−を必要とし、又プロ
グラム自身の変更となるため、フレキシブルな対応がで
きにくいという問題がある。

出願人は、この様な問題を解決する手段として、機械向
の言語に熟知していないプロセスサイドのエンジニアで
も容易に銘柄変更のメンテナンスが可能なバッチ制御方
法及び装置を特願昭６１−２１２４３８号において提供
した。

この方法は、シーケンスの実行内容を表すＡＣＴＩＯＮ
とそのシーケンスの複数の起動条件を表すＣ０ＮＤＩＴ
ＩＯＮＩ、Ｃ０ＮＤＩＴＩＯＮ２・・・Ｃ０ＮＤＩＴＩ
ＯＮｎを設け、及びこれら条件を結合する演算子を設け
、 （ＡＣＴＩＯＮ＞（演算子＞（ＣＯＮＤＩＴＩＯＮｌ　
）、（ＣＯＮＤ　ｌＴｌ０Ｎ２）、−（ＣＯＮＤＩＴＩ
ＯＮｎ） の形で単位シーケンス要素を記述する この方法によれば、 （１）データベース機能、ユーティリティ機能のすぐれ
た管理用コンピュータａ能を用いて処方の管理や実行順
序情報の作成を行うことができるので、人間に解りやす
い形式での作成や変更が可能となる。

（２）工程実行順序情報は、機械処理向のコードに変換
されて分散制御システム手段側にダウンロードされので
、分散制御システム手段側では実行順序情報の解読と実
行のみに専念できるので、システムの設計が簡素化され
る。

（３）上記（１）、（２）により、シーケンス処理を記
述している言語を熟知することなく実行順序の組み換え
や新品種のシーケンスの作成が容易にできる。

等の効果があるが、ここではシーケンスの実行順序の記
述方法に注目しており、実際に駆動される単位シーケン
ス（Ｕｎｉｔ　５ｅｑｕｅｎｃｅ）の実現方式、シーケ
ンス進行に伴う状況表示やオペレータの介入等、バッチ
制御に伴う総合的な機能については一般言語によるプロ
グラミングを必要とする従来方式を前提としとている。

すなわち、単位シーケンスをデシジョンテーブルにより
実現するものとすると（デシジョンテーブルによるシー
ケンス制御に関しては特公昭５５−３９２０２号に開示
されている）、シーケンス進行に伴うオペレータの介入
や状況表示等の管理シーケンスは、その都度個々に作成
する必要があり（この作業を”フレーム設計”と称し、
エンジニアの細心の注意と工夫を要する〉、ス単位装置
に対応した多数のテーブルを作成する手間は変わらない
。

本発明は、シーケンスの実行順序や組み合わせが銘柄に
よって異なる複雑なバッチ制御装置において、シーケン
スの実行順序や組み合わせの分りやすい記述方式と、シ
ーケンスフレームプロトタイプを組み合わせることによ
り従来方式の問題点を解消したバッチ制御装置の提供を
目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、制御対象の単位装置毎に適し
た形式で与えられるシーケンスフレームプロトタイプか
ら生成され、単位装置毎に形成される処方データバッフ
ァ機能よりの情報、同様に単位装置毎に形成される実行
順序定義リスト機能よりの情報、同様に単位装置毎に形
成されるアドレスリスト機能よりの情報に基づいて制御
対象の単位装置との情報交換によりシーケンス制御を行
う実行形式のシーケンスフレーム機能と、このシーケン
スフレームのパッチフェイスプレートを管理すると共に
処方ファイル機能より上記処方データバッファ機能及び
実行順序定義リスト機能にデータをダウンロードする総
合管理機能と、上記処方ファイル機能、上記シーケンス
フレームプロトタイプ並びに上記アドレスリスト機能の
メンテナンスを可能とするビルドアップ機能とを具備せ
しめた点にある。

く作用〉 フィールドコントロールステーション側において、制御
対象の単位装置との情報交換によりシーケンス制御を行
う実行形式のシーケンスフレーム機能は、単位装置毎に
適した形式で与えられるシーケンスフレームプロトタイ
プから生成され、単位装置毎に形成される処方データバ
ッファ機能よりの情報、同様に単位装置毎に形成される
実行順序定義リスト機能よりの情報、同様に単位装置毎
に形成されるアドレスリスト機能よりの情報に基づいて
動作する。

オペレーターズステーション側において、総合管理機能
は、このシーケンスフレーム主要項目を監視、介入する
ためのパッチフェイスプレートを管理すると共に、処方
ファイル機能からフィールドコントロールステーション
側の処方データバッファ機能、実行順序定義リスト機能
にデータをダウンロードする。

ビルドアップ機能は、オペレーターズステーション側の
処方ファイル機能、フィールドコントロールステーショ
ン側のシーケンスフレームプロトタイプ並びにアドレス
リスト機能のメンテナンスを行う。

〈実施例〉 第１図に基づいて本発明の詳細な説明する。

第８図と同一機能の要素には同一記号を付して示す。

オペレーターズステーションＯＰＳは、ハードウェア的
には第８図と同様であり、総合管理ステーション３、処
方ファイル機能４、マンマシンインターフェイス機能５
、バッチ報プリントアウト機能６よりなる。

総合管理ステーション３は、処方ファイル管理、処方選
択／指令管理、パッチフェイスプレート管理、状況表示
管理、実績値処理等を行う。

処方ファイル機能４は、総合管理ステーション３と通信
し、処方データ、実行順序情報をファイルする。

マンマシンインターフェイス機能５は、総合管理ステー
ション３と通信し、処方選択／指令、状況表示、バッチ
フェースプレート監視、介入操作等を行う。

フィールドコントロールステーションＦＣ３は、第８図
における分散制御ステーション１に対応する機能を持つ
が、具体的な構成は異なる。

７．７２・・・７ｏはＦｅ２の中心をなすシークシスフ
レーム群であり、プロセス２側の制御対象の単位装置に
２．２２・・・２ｏに１：１に対応して設けられ、単位
装置の状！Ｂ遷移条件やフェーズ数が定義され、単位装
置と通信して実際のシーケンス制御を担当する。

８はシーケンスフレームプロトタイプであり、本発明の
特徴部をなす。シーケンスフレームプロトタイプとは、
シーケンステーブルのフレームデザインの個人差をなく
し、経験の浅いエンジニアでも短時間で標準的なデザイ
ンが可能なように、一定のルールを定めたものであり、
工程型シーケンスフレームでは、制御対象プロセスのパ
ターン（単位装置）と要求機能（全自動、半自動１手動
切換え、−時停止、再開１歩進、工程表示、工程入口条
件チエツク、異常検出と停止、異常表示）及び工程遷移
の表示方法などが定誦されており、このルールに従って
フレームをデザインする。

この例では、事象発生で次の工程か起動されるイベント
ドリブン型と、タイマーにより管理され、プログラムさ
れた時刻で次の工程が起動されるタイムドリブン型２種
類のプロトタイプが生成され、単位装置に対応してどち
らかが選択される構成となっている。

９．９　・・・９ｏは、単位装置に１＝１に対応して設
けられる処方データバッフｙｌ能であり、総合管理ステ
ーション３より処方中のデータ（パラメータ類）がダウ
ンロードされる。

１０．１０２・・・１０．は、単位装置に１：１に対応
して設けられる実行順序定義リスト機能であり、総合管
理ステーション３より処方中のシーケンス実行順序１組
み合わせの定義データがダウンロードされる。

１１１．１１２・・・１１．は、単位装置に１：１に対
応して設けられるアドレスリスト機能であり、装置毎に
異なる計器、■１０等のアドレスデータがまとめてファ
イルされている。

１２．１２２・・・１２．は、ロジックが異なる単位で
作成された複数の単位シーケンス群であり、シーケンス
フレーム７．７２・・・７ｎから選択。

引用され、実行順序定義リスト１０．１０゜・・・１０
、を解読して駆動する。この単位シーケンス中にはロジ
ックのみを記述し、単位装置毎に異なる計器、Ｉｌｏ等
のアドレスは、実行時にアドレスリスト機能１１　．１
１□・・・１１．を参照して結合する。

これによりロジックの同じ単位シーケンスの多重使用を
可能とし、テーブル数の作成量を削減する。

エンジニアリングワークステーションＥＷＳは、ビルド
アップ機能のための構成であり、マンマシンインターフ
ェイス機能１３で実現され、処方ファイル４、シーケン
スフレームプロトタイプ８、アドレスリスト機能１１、
単位シーケンス群１２の内容を新設、変更、追加、削除
等のメンテナンスを実行する。

シーケンスフレーム機能７で合成されたシーケンスフレ
ームは、そのリアルタイムの主要項目情報が標準的な操
作・表示器機能であるパッチフェイスプレートとして総
合管理ステーション３ｆｆｌにアップロードされ、マン
マシンインターフェイス機能５で操作１表示可能とされ
、この機能によってオペレータによる監視と介入を可能
としている。

次に、第２図に基づいてシーケンスフレーム７の合成並
びにパッチフェイスグレートの内容について説明する。

シーケンスフレーム７はある単位装置２に１：１に対応
しており、この例ではイベントドリブン型が示されてい
る。この内容は、シーケンスフレームプロトタイプ８か
らのイベントドリブン型プロトタイプをベースにして処
方バッファ機能９、実行順序定義リスト機能１０、アド
レスリスト機能１１との結合によるデータ供給に基づい
て具体的な内容が記述される。

この例では、バッチＩＤ、ステータス、状態遷移定義等
が示されている。

オペレーターズステーションＯＰＳにアップロードされ
るパッチフェイスプレートは、そのフォーマットがイベ
ントドリブン型、タイムドリブン型など数種類が設けら
れており、単位装置名、バッチＩＤ（処方名、ロット番
号等）、シーケンス進捗状況表示（フェーズ名、ステッ
プ番号、イベントドリブン型の場合のタイムカウント等
）、ステータス表示（警報、自動、半自動９手動モード
等）、オペレーシヨン（開始／再開始、停止。

時停止、リセット、歩進等）のリアルタイムの主要項目
情報が把握できるようになっており、マンマシンインタ
ーフェイス機能５を介して監視、介入操作が実行される
。

第３図は、イベントドリブン型の実行順序定義リストの
一例を示すものであり、事象発生による単位装置のドラ
イブ実行順序／Ｍみ合わせがマク口に記述される。フェ
ーズ名ＣＨＡＲＧＥ−１，ＣＨＡＲＧＥ−２ＴＥＨＰ−
ＵＰ等はパッチフェイスプレート情報として表示される
。

第４図は、タイムドリブン型の実行順序定義リストの一
例を示すものであり、タイマーのカウントアツプにより
起動される単位装置のドライブ実行順序／組み合わせが
マクロに記述される。フェーズ名ＣＨＡ　ＲＧ　Ｅ等は
パッチフェイスプレート情報として表示される。

第５図は、単位シーケンス１２の記述形式の例を示すも
のであり、単位シーケンス名（ヘッダー部と記述部）、
アドレス部（実アドレスに変換すべきパラメータのリス
ト）、処方データ定義部（単位シーケンス内で参照する
処方データと処方バッファの対応を記述）、シーケンス
記述部（ロジック　アルゴリズムそのものを記述）等よ
りなる。

このように、単位装置により異なるアドレス類やデータ
設定部を分離することにより、単位シーケンスが同一ロ
ジックのシーケンスに対して多重使用が可能（ｒｅ−ｅ
ｎｔｒａｎｔ）となり、単位シーケンス群のボリューム
を大幅に削減することができる。

第６図は、単位装置に１＝１に対応して設けられる処方
データバッファ機能９．９２・・・９ｏの構成例であり
、処方中のデータ（設定値、パラメータ）のみが総合管
理ステーション３１１１１からダウンロードされる。

第７図は、単位装置に１：１に対応して設けられるアド
レスリスト機能１１　．１１２・・弓１゜の構成例であ
り、単位シーケンス内で仮引数で記述されたアドレス類
はこのリスト機能により単位装置毎のアドレスに対応付
けられる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明により次のような効果を期
待することができる。

（１）シーケンスフレームのプロトタイプを用意するこ
とにより、煩雑な”フレーム設計”を省略でき、経験の
薄いエンジニアでも一定水準以上のシーケンスフレーム
設計が可能となる。

（２）実行形式のシーケンスフレームとパッチフ二−ス
プｌ／−トを対応付けることにより、シーケンス進行状
況の把握、監視とオペレータによる介入を統一的に実行
することができる。

（３）シーケンスの組み合わせ、実行順序を、実行順序
定義リストで人間に解りやすい形式で記述することがで
きる。

（４）単位シーケンスの記述を第５図のごとくアドレス
部、データ定義部、ロジック／アルゴリズム記述部と分
離し、実際のアドレスは実行時にシーケンスフレームが
結合するアドレスリストから供給する方式とすることに
より、同一機能（ロジックが同一）の多数の単位装置か
ら多重に引用しての使用が可能となり、この結果ユニッ
トシーケンスのボリュームを削減することができる。

このｒｅ−ｅｎｔｒａｎｔ機能は、同一機能の単位装置
が極めて多数あるパッチ制御装置の場合に、全ての単位
装置に対してシーケンステーブルを作成するために美大
なメモリエリヤを要する必要の成る従来方式に比較して
経済的及び工数的な効果が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図はシーケ
ンスフレームとパッチフェイスプレートの対応関係を示
す説明図、第３図、第４図は実行順序定義リストの例を
示す説明図、第５図はシーケンスフレームの記述例を示
す説明図、第６図は処方データバッファ機能の構成例を
示す説明図、第７図はアドレスリスト機能の構成例を示
す説明図、第８図は従来技術の一例を示す概念図である
。 ＯＰＳ・・・オペレーターズステーション　　Ｆｅ２・
・・フィールドコントロールステーション　　ＥＷＳ・
・・エンジニアリングワークステーション２１．２２〜
２ｏ・・・単位装置　　３・・・総合管理ステーション
　　４・・・処方ファイル機能　　５・・・マンマシン
インターフェイス機能　　６・・・バッチ報プリントア
ウト機能　　７．７〜７　・・・シー２ｎ ゲンスフレーム機能　　８・・・シーケンスプロトタイ
プ機能　　９．９２〜９ｎ・・・処方データバラファ機
能　　１０．１０□〜１０ｏ・・・実行順序定義リスト
機能　　１１１，１１２〜Ｉｌｎ・・・アドレスリスト
機能 位シーケンス群 １２．１２２〜１２１・・・単 １３・・・マンマシンインターフ 第 図 ｎ４ ＳｅメＬｔεｎｃε　番乙と形式

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御対象の単位装置毎に適した形式で与えられるシーケ
   ンスフレームプロトタイプから生成され、単位装置毎に
   形成される処方データバッファ機能よりの情報、同様に
   単位装置毎に形成される実行順序定義リスト機能よりの
   情報、同様に単位装置毎に形成されるアドレスリスト機
   能よりの情報に基づいて制御対象の単位装置との情報交
   換によりシーケンス制御を行う実行形式のシーケンスフ
   レーム機能と、このシーケンスフレームのバッチフェイ
   スプレートを管理すると共に処方ファイル機能より上記
   処方データバッファ機能及び実行順序定義リスト機能に
   データをダウンロードする総合管理機能と、上記処方フ
   ァイル機能、上記シーケンスフレームプロトタイプ並び
   に上記アドレスリスト機能のメンテナンスを可能とする
   ビルドアップ機能とを具備したバッチ制御装置。