JPH05247734A - プラントの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はファジー制御によって開繊ラインを
制御することによってバッファの充填レベルを最適に制
御することを目的とする。 【構成】 開繊ラインは充填ボックス26,28 等のバッフ
ァと、バッファに材料を供給するローラ対34等の供給手
段と、バッファ内の材料レベルに応動する充填レベルセ
ンサ38,40 と、センサ38,40 によって検出される充填レ
ベルに応じて供給手段のオン−オフ切替を行なう制御回
路と、供給手段のスループット（単位時間当りの瞬間的
生産量）を制御するための制御装置とを有し、制御装置
はオン−オフ時間の比率は所定の値とする。スループッ
トは特定の値について予め定められておらず、制御装置
は供給手段のオン−オフに応じて一時的なスループット
が増加、減少もしくは維持されるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は短繊維紡績等における
開繊ラインのための制御ユニットもしくは制御方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】開繊ラ
インは一連の搬送位置と、貯蔵手段とから構成される。
搬送位置は次の貯蔵手段の充填レベルによって制御され
る。搬送位置のスループット(throughput)の制御は搬送
量を変えることに連続的に行なわれるが同時にオンオフ
原理にて行なわれるものである。連続設定レンジとなる
のは技術的な理由によるものであり、搬送量を零まです
るものではない。

【０００３】従って、スループットの設定は以下(1) 、
(2) 、(3) のようになっている。 (1) スループットが少ない程個々の段階での除塵効果が
良くなる。従って、定常的な動作ではスループットは所
望の値に適合されかつ搬送装置が恒久的にオンされてい
ることが理想的である。 (2) 最大の除塵効果に加えて加工後の特性が一定である
ことも理想的である。そのため、とり得るスループット
の範囲には制限がある。従って、スループットを一定で
搬送し、散発的に停台を行なわせるようにすることが推
奨される。

【０００４】(3) 最適な設定は長い時間範囲では変動を
なるべく小さくし、過渡的な期間では小量の要求に合わ
せるため周期的な停台を行なわせることである。 この問題のための制御手段はスループットの調整と、個
々のオン−オフサイクルが開繊ラインのスループット内
の変動より実質的に速く惹起される場合には単純であ
る。この変動は主として個々のカードをオン及びオフす
ることによって発生する。スループット制御は高性能カ
ードと組み合せた最近の開繊ラインでは一層困難とな
る。開繊ラインのスループットに対する個々のカードの
影響は大きく、短時間ベースでの予見不可能な誤差源と
なる。スループットが理想的に制御されていることは開
繊ライン上の個々の機械を高度に利用するために必要と
なるものである。

【０００５】制御ユニットを予測される誤差源に対して
迅速に反応せしめるようにするための必須要件は開繊装
置にあってはごく不十分にのみ満たされているだけであ
る。ファインクリーニング領域においてカード群の直接
前方に位置している制御回路のみが個々のカードをオン
及びオフに切り換える際に分或いは時間単位で追従でき
る位置にあり、その結果、スループットの調整を都合よ
く制限もしくは抑制することができる。従って、デジタ
ルもしくはアナログ技術を使用した以前からの技術を使
用することができる。しかしながら、開俵工程では移動
制御装置は速度の非常に遅いラインを力学的に制御する
ものであり、その制御は極めて困難である。通常のリニ
ア制御ループはここでは無力であった。即ち、制御が必
要となる欠陥は速く制御回路がそれに応答するより前に
消えてしまうのである。従って、たった一つの解決手段
はエラー源確認回路であって、この回路はカード群によ
って発生せしめられた生産中カード数に属する信号形態
をとることができる。カードは頻繁にスイッチオン及び
オフされることからこの解決手段は不必要な外乱が作動
に加えられる恐れがある。

【０００６】スループット制御を非常に困難とする開繊
ラインのもう一つの特殊性はそこに堆積される材料の計
測が極めて困難であるということである。この計測の基
本原理は光学的充填レベルセンサもしくは空気式の供給
ラインの圧力計測である。従って、“満”もしくは
“空”の信号が得られるだけである。個々の段階でのス
ループットの計測は困難、不正確かつそもそも計測の必
要のないものである。スループットの調整は増加もしく
は減少という限りにおいて定性的になされる。従って、
感度を上げることができかつ画期的な工夫のエレメント
を具備した制御を行なう必要がある。このような制御の
ため、“ファジー制御”の名前の新規な制御技術が提案
されている。このファジー制御は簡略化すると次の利点
(1) 、(2) 、(3) を具備している。

【０００７】(1) 極めて曖昧にのみ決定することができ
るプロセス値に適合することができる。 (2) 数値的に必ずしも正確に表現することができない基
準の下で論理的組み合せ及び最適化を行うことができ
る。 (3) 過大、過小、不正確、及び矛盾したデータ等といっ
た不確実性を帯びた一つの情報状況における“合理的”
挙動を追及することができる。

【０００８】開繊ライン全体の機能は関係する貯蔵手段
の各々が部分的に充填されているが過充填でも空でもな
いという事実に依存する。第１の優先度は上側及び下側
スレッショルドから開始する搬送手段のスイッチオンも
しくはスイッチオフにある。しかしながら、これは開繊
ラインの作動に必要となる制御のための最低限の必須事
項でもある。この結論は、特別な制御ループを使用する
ことにより許容最大もしくは最小貯蔵量に決して達する
ことがないようにスループットを制御するべき場合にお
いても当てはまるものである。

【０００９】この発明の制御の基本は前記問題の解決の
ために、所望のオン／オフ比が維持される上記最小限の
システムに加え個々の搬送段階のスループットを自動的
に調整することにある。これによりその段階で所期の除
塵効果を得ることができる。また、これにより単一のベ
ールオープナからの複数の開繊ラインの交互供給が可能
とされる。このためには、充分なリザーバを設けること
によってスイッチオン時間を分割させる必要がある。こ
の発明の制御システムは夫々の段階のスループットを
“３価”の出力信号“スループット増加”、“変化無
し”、“スループット減少”によってスループットの制
御を行なう。この制御は時間ブロックを持ったステップ
バイステップ方式等で行なうことができる。この制御は
夫々の段階におけるレギュレーティングモータに対して
行うことができ、このモータはスピードガバナーの設定
値のためのポテンショメータ等を作動する。コントロー
ラ出力のスループット変化への変換は直接的デジタル制
御を使用することによっておおよそ連続的に解くことも
できる。

【００１０】或るオン−オフ比が設定値として制御ユニ
ットに供給される。この入力はキーボードを介して数値
を入れることによって行なわれるのが好ましい。コント
ローラは現実の値としての夫々の搬送段階のオン−オフ
信号を有する。このコンセプトの利点は別個のセンサを
設ける必要がないことである。全開繊ラインの作動条件
から始まってコントローラの機能は解除もしくは阻止す
ることができる。

【００１１】欧州特許第93238 号及び311831号は“停止
／作動”もしくは“作動停止”方式で作動する開繊ライ
ンのための制御システムを開示する。これは各制御可能
段階が高いスループットで作動され、この段階で供給さ
れる継続する貯蔵手段がそのうちに満もしくは過充填と
なり、制御（供給）段階は供給装置として機能しないよ
うにしなければならない。双方の場合において制御段階
のオン−オフスイッチ期間の比のための設定値を決定す
るため設けられる。欧州特許第93238 号では設定値は一
定に（制御可能な値に）保持されることが望ましい。同
311831号では各設定値は開繊ラインによって供給される
カード室のカーディングを行なっているカードの数に依
存して変化可能である。

【００１２】上述特許に開示された原理は古典的な制御
理論に基礎をおいたものである。旧来の理論に基礎をお
いたシステムが“素直な”挙動を呈するのは要求が処理
された計測値の精度及び欠陥信号の性質に適合したとき
のみである。古典的原理の制御技術に基づき開繊ライン
を自動的に制御することができ、素直な挙動を示すこと
ができるシステムを設計することは非常に困難である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、バッフ
ァと、バッファに材料を供給する供給手段と、バッファ
内の材料レベルに応動する充填レベルセンサ手段と、セ
ンサ手段によって検出される充填レベルに応じて供給手
段のオン−オフ切替を行なう制御装置と、供給手段のス
ループット（単位時間当りの瞬間的生産量）を制御する
ための制御装置とを有し、制御装置によってオン−オフ
時間の比率は所定の値とされるプラントにおいて、スル
ープットは特定の値について予め定められておらず、供
給手段のオン−オフに応じて一時的なスループットが増
加、減少もしくは維持されるように制御装置は配置され
ることを特徴とするプラントの制御方法が提供される。

【００１４】第２の発明では、バッファと、バッファに
材料を供給する供給手段と、バッファ内の材料レベルに
応動する充填レベルセンサ手段と、センサ手段によって
検出される充填レベルに応じて供給手段のオン−オフ切
替を行なう制御装置と、供給手段のスループット（単位
時間当りの瞬間的生産量）を制御するための制御装置と
を有し、制御装置によってオン−オフ時間の比率は所定
の値とされるプラントにおいて、制御ユニットは次のよ
うに配置され、即ち、決定されもしくは予め定められた
オン−オフ時間からスイッチオン時間の設定値は導か
れ、かつ現実のスイッチオン時間の、設定スイッチオン
時間からの決定された変動に応じて供給手段のスループ
ットを制御して、この変動を補償することを特徴とする
プラントの制御方法が提供される。

【００１５】

【実施例】図１，２の開繊ラインはこの発明の出願人の
欧州特許第311831号のFig. 3の開繊ラインと実質的に同
等であり、従って、その詳細説明はここでは省略するも
のとする。この開繊ラインはベールオープナ(Bale Open
ing Machine)１０と、粗クリーナ１２と、ミキサ１４と
精クリーナ１６とを具備する。この精クリーナ１２はこ
こでは次のカーディング室への供給機械として使用され
ている。即ち、欧州特許第311831号のプラントの供給機
械はもはや必要がなくなっている。カーディング室は公
知のように単一のカードを複数有し、図１，２では例示
としてそのうち３台のカード２０，２２，２４のみが図
示されている。各カードは充填ボックス２６を有し、精
クリーナ１６もまた概略的に示す充填ボックス２８を具
備する。ミキサ１４は箱型貯蔵手段３０を具備する。準
備クリーナ１２は貯蔵手段を具備せず、従ってベールオ
ープナ１０によって供給された材料を連続的に処理し、
前進せしめる。

【００１６】ミキサは更に一対の搬送ローラ３２を有
し、このローラ３２は作動の間にボックス３０から材料
を取り出し、材料をダクトを介して精クリーナ１６の充
填ボックス２８に搬送する。精クリーナ自体は一対の搬
送ローラ３４を具備しており、このローラ３４はボック
ス２８からの材料をカーディング室の分配ネットワーク
に搬送し、この分配ネットワークにて材料は個々のカー
ドのボックス２６に充填される。

【００１７】箱型の貯蔵手段３０は概略的に示す充填レ
ベルセンサ３６を具備している。この充填レベルセンサ
３６は貯蔵手段３０の現在の充填レベルによって決定さ
れる２価の信号を発生するように配置される。即ち、こ
の信号とは、(1) 追加的な材料を貯蔵手段に充填すべき
ことを表す供給状態と、(2) もうこれ以上材料を貯蔵手
段に充填すべきでないことを表す“停止”状態とを表
す。これらの信号はスループット制御ユニット４２を介
して使用され、この制御ユニット４２は後で詳細に説明
するように、ベールオープナ１０を制御する。

【００１８】精クリーナの充填ボックス２８は夫々のセ
ンサ手段３８を具備し、このセンサ手段３８は別のスル
ープット制御ユニット４４を介して搬送ローラ３２の対
の作動を制御する。他のセンサ手段４０はカーディング
室の分配ネットワークに割り当てられ更に別のスループ
ット制御ユニット４６を介して精クリーナ１６の搬送ロ
ーラ３４の対を制御する。図１，２の例ではセンサ手段
４０はボックス２６に接続されている。しかしながら、
公知の原理（欧州特許第303023号等）に準じて前記手段
を分配ネットワークの搬送ラインに割り当てることも可
能である。

【００１９】従って、ベールオープナ１０、ミキサ１４
及び精クリーナ１６は供給手段として使用され、充填ボ
ックス２８と充填ボックス２６は供給手段によって材料
を供給される材料バッファとして使用される。各制御可
能ステージに夫々のスループット制御ユニット４２、４
４及び４６が設けられる。これは、この発明の図１，２
のシステムは従来の欧州特許第311831号のFig. 4のシス
テムとは異なっていることを示している。即ち、スルー
プット制御はマイクロコンピュータによって集中的には
もはや行われず、個々の段階の供給条件が個々に制御さ
れる。上述欧州特許のFig. 3のシステムのように粗クリ
ーナ１２は制御可能な段階を構成せず、従ってスループ
ット制御はこの段階ではなされない。

【００２０】スループット制御ユニット４２、４４、４
６は各々が同一基本的なレイアウトをもって配置され、
この配置について図３，４によって詳細に説明する。図
３，４は制御ユニット４４の一例を示すものである。各
スループット制御ユニットは夫々のセンサ手段３６、３
８、４０からの状態信号のための入口５０を具備する。
これらの信号はスイッチユニット５２によって夫々の供
給手段のためのスイッチオン及びスイッチオフ信号に変
換を受け、スループットユニットの出口５４を介して夫
々の供給手段に送られる。供給手段はオン−オフ的な動
作を行い、少なくとも次の段階を供給することができる
ようになっている。

【００２１】入口５０に供給される信号はコンピュータ
５６にも供給されるが、この詳細は図５，６に示されて
いる。コンピュータユニット５６は設定値調整器５８か
らの信号も受け取る。この設定値調整器５８は制御され
た供給手段の非中断作動の経過時間の設定値を決定する
ものである。コンピュータユニット５６は供給手段の非
中断の経過時間の実測値を設定値調整器５８によって決
定された設定値と比較して、比較のベースを基に修正信
号を発生し、この修正信号はスループット制御ユニット
の出力６０を介して制御供給手段のスループット調整器
に送られる。修正信号は供給手段のスループットの変化
を惹起せしめ、その時点での単位時間当りの材料の供給
量が変化される。修正信号は３つの条件、即ち、“スル
ープット増加”、“変化せず”、“スループット減少”
とからなる。

【００２２】スループット制御ユニットは付加的な入口
６２を有し、この入口６２において制御される供給手段
のオン−オフ比の設定値を設定することができる。その
ため、適当なキーボード等が接続される。この設定値
は、制御される供給手段が次のバッファに材料を供給す
るランダムな長い時間間隔のパーセント比と、バッファ
への材料の供給を停止するべき時間間隔のパーセント比
である。この設定値は、入口５０で受け取られた状態信
号と一緒に設定値調整器５８に入力される。設定値調整
器５８は得られたオン−オフ比（実際値）と入口６２で
の設定値とを比較し、スイッチオン期間の上述設定値を
演算し、この演算されたスイッチオン期間はコンピュー
タユニット５６に供給される。

【００２３】図３，４のスループット制御ユニットはこ
の出願人に関わる欧州特許第93235号の制御と同様な制
御を行うものであり、いづれの場合でもオン−オフ比の
設定値によって単一の段階の制御が行われる。相違点は
この発明では制御は次の２点で行なわれることにある。
即ち、(1) 制御される装置のスループットは所望のオン
−オフ比からの変動を基に直接に決定されず、他の制御
値、即ち、オン状態の経過時間によって間接的に制御す
べきものであり、(2) 図３，４の制御は“理想的”もし
くは“最適”条件とする古典的な制御ではなく、所望の
余裕の範囲内での許される条件を達成するように制御さ
れる。この制御は図５，６に示す原理をもって修正信号
が出力６０に生成されるようにして達成することができ
る。

【００２４】最近、新しい数学理論に基づいた制御（即
ちファジー制御）について色々と議論されている。この
原理は各種の書物、例えばHans J. A Zimmerman 氏によ
る"Fuzzy Set Theory"(Kluwer-Nijhoff 出版）等に書か
れてある。しかし、“ファジー制御”についていろいろ
と述べられてはいるがこの用語が現実にはどのようなも
のを意味するのかということについては明確な説明が欠
如している。この発明はこの新しいファジー制御理論の
規則を応用したものである。

【００２５】この制御は精度を重んじた古典的な制御回
路とは異なって、幾分あいまいな人間の行動様式を取り
入れたものである。このことは図５，６、図４について
の以下の説明から理解することができよう。図５，６に
おいて設定値調整器５８はその設定値入力６２を具備す
る。この設定値調整器５８は古典的なＰＩコントローラ
であり、このＰＩコントローラはオン／オフ比の瞬間的
な現在値をこの比の設定値と比較して、その出力信号を
発生する。この原理は旧来からのもので新規な点はなに
もない。オン／オフ比の実測値は評価ユニット等（図
３，４参照）によって与えられ、この評価ユニットはそ
れに応じた出力信号を発生する。

【００２６】設定値調整器５８による出力信号は出口６
０（図３）ではコンピュータユニット５６によって適当
な出力信号に変換される。このコンピュータ５６は実施
例では図５に示すように３つのエレメント６６，６８及
び７０から構成される。エレメント６６では設定値調整
器５８により旧来の原理に基づいて決定されたスイッチ
オン時間の設定値と、評価ユニット６４によって決定さ
れたスイッチオン時間の現実の値との間で比較が行われ
る。エレメント６６は適正な補正を行なうが、それは古
典的な原理に基づいて行なわれものではなく、経験上決
定される追加の原理、即ち図７に準じて行なわれる。こ
の機能によれば、スイッチオン時間の現実の値が設定値
の周辺に設けられる所定の余裕Ｘの範囲内では信号は出
力されない。図７では１によって表示され、この場合ス
イッチオン時間の現実値はスイッチオン時間の設定値と
等しい。

【００２７】スイッチオン時間の現実の値がスイッチ時
間の設定値と比較して過大で、その結果余裕Ｘの外側の
第２の余裕Ｙの範囲にあれば、出力信号が発生される。
この信号は制御される供給手段のスループットを高める
指令となり、供給されるバッファを迅速に充填し、スイ
ッチオン時間の実測値を適当に減少せしめ、スイッチオ
ン時間の実測値は設定値の方向に制御される。修正信号
の発生は予備関数Ｋ１に応じてなされる（図７）。スル
ープットの最大の修正は上側のスレッショルド（図７の
Ｋｐｍ）を具備しており、余裕Ｙを超えた設定値と実測
値との比較は前記の最大補正に至らしめる。

【００２８】もしスイッチオン時間の実測値がスイッチ
オン時間の設定値より小さく、その比が余白Ｘの外側で
はあるが余白Ｚ（図７）の内側であるときは、エレメン
ト６６は予備関数Ｋ２に応じて決定される出力信号を発
生する。制御される供給手段のスループットは減少さ
れ、供給中のバッファの充填速度を下げ、その結果実測
値は増大する。この出力信号は最大値Ｋｎｍを有し、こ
の最大値はスイッチオン時間の実測値がスイッチオン時
間の設定値に対して限界Ｚ以下となっても充填の減速を
制限する。

【００２９】このシステムによるシステムの修正の原理
は供給手段から“多い”、“少ない" もしくは“同じ”
を要求する信号を発生することである。図７の特性全体
をここではファジー規則と称するものとする。この出力
信号は第２の予備関数、即ち、エレメント６８の関数の
処理を受ける。エレメント６８は評価ユニット６４から
瞬間的なオン／オフ比を表す信号を受ける。エレメント
６８は予備関数Ｋ３（図８）に応じたエレメント６６に
より発生される修正に適応する。この予備関数によれ
ば、実測値が高いときはエレメント６６によって発生さ
れた総ての修正のうち比較的僅かのパーセントのみが行
われ、一方実測オン／オフ値が低いときは殆ど完全な修
正が行われる。

【００３０】図８の特性全体もここではファジー規則と
称される。ファジー規則１及び２（図７及び図８）の組
み合せはこの規則の基で働く“ファジーコントローラ”
である。エレメント６８は図７及び図８の変換規則に応
じて決定される信号を送り、エレメント７０によって供
給手段に適した制御信号に変換を受ける。この信号は出
力６０（図３，４）に出現される。信号は制御パルス信
号であり、そのパルス信号の継続時間は要求される修正
の所定関数としてパルスによって決定される。

【００３１】各コントローラは上述の原理の基で予め定
められた条件の基でのみ使用することができる。従っ
て、“境界条件”を規定する適切な外部連結手段があ
り、その結果要求される運転条件が存在しない（もしく
は既に存在しない）ときは制御ユニットはスイッチオフ
され、スキップされる。所定の数（例えば２台）以上の
カードが材料を全然要求しないときはスループット制御
がもはや高い信頼性を持たない。従って、カードはその
カードが依然として作動しているか否かを指示するセン
サを設けるている。評価ユニット（図１，２の７４）は
所望の数のカードが作動しいるか否かを決定し、作動中
のカードの数が少なすぎるときはラインＬを介して開繊
ライン及びスイッチ制御回路４２，４４，４６をスイッ
チオフする。

【００３２】段階レベルが“理想値”から外れたときは
信頼性が欠如した他の運転条件であり、その結果材料は
次の段階に連続的に供給する。この条件はそれに影響さ
れる段階のための評価ユニット６４により決定される。
次いで、この評価ユニットは出力７２（図３，４）に信
号を発生し、この信号はユニット５に送られ、制御を受
ける供給手段のスループットの増大指令を発生する。制
御されるバッファはより迅速な充填を受けるべくオン／
オフサイクルは駆動付勢される。次いで、このサイクル
は既に説明した制御ユニットによって制御される。

【００３３】出口７２での“スループット増加”の指令
はユニット６４によって出口７６を介して前段階へ同時
に供給され、その結果開繊ライン全体が同時に速く作動
するように指令を受ける。制御ユニット４２は前段階を
持たないことから出力７２を持たない。制御ユニット４
６は、この制御ユニットに関しては次の段階を持たない
ことからそのような指令を受け取る入口は持たない。双
方の制御ユニット４２及び制御ユニット４４は各々が入
口７８を有しており、この指令を受け取りこれをユニッ
ト５６に実行のため送る。

【００３４】制御された供給手段のスイッチオン時間の
ための“始動値”を提供するのが必要となることがあ
る。始動時には設定値調整器５８ちにオン／オフ非の実
測値が存在しないのである。この始動条件はシステムの
助走の間もしくはシステムの作動が中断された後に出現
される。従って、図５，６には格納手段８０が図示され
ており、この格納手段８０は中断の間のスイッチオン時
間の有効な設定値を格納すると共に、この値を更新始動
時にエレメント６６に供給する。ユニット８２は新規な
始動時の間に入口６２で決定されたオン／オフ比の設定
値を受け取るように設けられ、入口６２は設定値をスイ
ッチオン時間の設定値のための始動値に直接に変換し、
設定値をエレメント６６に供給する。

【００３５】その結果、ダイヤグラムは図９のようにな
り、上側の部分はＡは供給手段のスイッチオン、スイッ
チオフを示し、中央の部分Ｂは供給手段のためのスルー
プット値を示し、下側の部分Ｃは同一の供給手段のため
のスイッチオン時間の設定値を示す。図９Ａは充填ボッ
クスもしくは充填手段の上側スイッチレベルが上側の破
線で、下側スイッチレベルが下側の破線にて図示されて
いる。供給手段は充填レベルが下側スイッチレベルから
落ちたときにスイッチオンされ、上側スイッチレベルに
達したときにスイッチオフされる。

【００３６】充填レベルの変化は実線ＰＳをもって図示
されている。その上昇は送り出し供給手段のスループッ
トと、材料の取り出しスループット（即ち、格納手段
（充填ボックス）から材料を取り出す装置（一対のデリ
バリローラ）との双方によって影響される。傾斜は材料
の取り出しのスループットのみによって決定される。一
方及び他方のスループットのいずれもが所定の一定の値
ではない。この発明の実施例ではこれらのスループット
値は各々処理条件を一定レベルとするように各々自動的
にセットされる。

【００３７】開繊ラインの始動の間（フェーズ(Phase)
Ａ）に、スイッチオン時間の設定値（図９Ｃ）は格納手
段８２によって決定される。しかしながら、送り出し手
段のスループットの設定値（図９Ｂ）はスイッチオン時
間の現実値が未だ存在しないため決定することができな
い。このシステムは図９Ｂのブロック(i) で予め定めた
最大のスループットにて助走するようにセットすること
ができる。供給されたバッファは比較的迅速に充填さ
れ、センサ手段は供給手段をスイッチオフする。エレメ
ント６６でスループットの実測値と設定値との比較を実
施することが可能となり（フェーズＢ）、スループット
を下向きに(kd 1)修正することがこの時点で可能とな
る。

【００３８】一方で、材料の送り出しは継続され、バッ
ファ内の材料のレベルは下側レベルまで降下され、その
結果供給手段はスイッチオンされるに至る。以前に修正
されたスループットでの新規なブロック(ii)が開始され
る。しかしながら、完全なオン／オフサイクルの情報が
入手されていることからスイッチオン時間（フェーズ
Ｃ）の設定値に修正（ｋｅ１）を加えることもできる。
修正はスイッチオン時間の増大を要求しており、スルー
プットの減少が指令される。しかしながら、この減少は
既に開始されたブロック(ii)には何の影響も及ぼさな
い。

【００３９】ブロック(ii)の終端でフェーズＢが開始さ
れる。即ち、スループットが再び修正される（ｋｄ
２）。供給手段を切り換えたときに（ブロック(iii) の
開始時）スイッチオン時間の設定値の２回目の修正（ｋ
ｅ２）が実施される。第３おオン／オフサイクルの終端
でスイッチオン時間の第３の修正（ｋｅ３）が行なわれ
る。図示の例ではこれ以上の修正は行なわれていない。
これは作業員の側の要求による介入なしにスイッチオン
時間設定値が“見つけられた”ことによる。

【００４０】図９Ａにおいては“スイッチオフフェー
ズ”の間にバッファから材料が連続的に取り出されてい
ると仮定している。しかしながら、この仮定は、これに
直接継続する段階もその材料要求を設定することができ
るから必ずしも適用することができるとは限らない。そ
れに応じて送り出しの中断は長くなる。上述のように個
々に示した“ファジーコントローラ”は“ファジー論
理”の厳密な規則の範囲内では働かないが、その段階の
制御において複数のパラメータを考慮しなければならな
いときには特に、それなりの効果を得ることはできるも
のではある。“ファジーコントローラ“の原理は各段階
を自ら即ち相互に独立に制御することを可能とする。

【００４１】ファジー制御理論の原理に応じて“高”、
“中間”、“低”等のバリュークラス(value class) が
パラメータについて定義され、これにより特定パラメー
タに対する現実の値のメンバーシップ(membership)値を
そのクラスに属させることができる。パラメータは“I
F...THEN...”の論理形態に応じて相互に論理的に結合
することができる(Mr. Simmermann の書物を参照）。

【００４２】あるバッファの充填レベルは、例えば、前
の段階からの供給と次に継続する段階からの要求とに依
存する。従って、連鎖したバッファについて二つ（又は
それ以上）の“充填レベルのクラス”を例えば“高／
低”のように定義することが可能となる。従って、ファ
ジーコントローラは以下のように定義される制御規則を
もって作動することになる。

【００４３】1.バッファＡの充填レベルが“高”のとき
でかつバッファＢの充填レベルも“高”のときバッファ
Ａの充填を停止する。 2.バッファＡの充填レベルが“高”のときでバッファＢ
の充填レベルが“低”のときバッファＡを充填する。 3.バッファＡの充填レベルが“低”のときはバッファＢ
の充填レベルが“高”のときでもバッファＢは充填す
る。

【００４４】このことは各バッファにスレッショルドセ
ンサ間に付加的なセンサを必要とし、かつ充填レベルに
ついての正確な情報を供給する必要はなく、定性的クラ
スが“高”か“低”かのデータのみ供給すればよいこと
を意味する。図示した実施例は付加的なセンサなしに作
動する。コントローラ機能の時間シーケンスは夫々の段
階をスイッチオン及びオフすることによって制御され
る。しかしながら、スループット上へのコントローラに
よる修正的な介入の最も重要な情報は完全なオン／オフ
サイクルがスイッチオンフェーズに引き続いて完了され
た後に利用可能となる。この時点に引き続き過去のスイ
ッチオンフェーズの継続時間と最後のサイクルのオン／
オフ比が演算される。スイッチオンフェーズの継続時間
はファジーコントローラ原理に応じて関連する設定値と
比較される。スループットの修正はファジーコントロー
ラの評価関数から得られる。次いで、この修正値は第２
のファジーセットによって修正を受け、この第２のファ
ジーセットはスループットとオン／オフ比との間の非線
型性補償する。次いで、このようにして生成されたスル
ープットの修正値は適当な継続時間の制御パルス等の制
御信号に変換される。この制御回路の特別の利点という
のは単一のスイッチオン期間の後は認知し得る修正は利
用可能な情報の基に丁度人間がしているように行なうこ
とができることにある。開繊ラインの全ての作動条件で
この利点を維持するため、スイッチオン時間の第１の群
の値が新規始動時にスループットと貯蔵量との仮定値を
ベースに予め演算される。短時間の作動中断等のように
瞬間的作動条件ではスイッチオン時間の設定値は次の定
常作動フェーズのため格納され記憶される。

【００４５】定常作動条件ではスイッチオン時間の設定
値は各オン／オフサイクル後に新規に演算される。この
オーバラップした制御回路の特性を良好とするため、ス
イッチオン時間のための既存の設定値と最後のサイクル
（デジタルＰＩコントローラ）の結果である有効目標値
との間の重み付き平均値が得られる。この制御回路はサ
イクルの全体の経過時間を考慮に入れているため緩慢に
動作する。これは全プロセスに所望の精度と安定性を付
与する。

【００４６】更に、このシステムは図１０及び表１及び
２に示すように自己監視機能を持たせることが可能であ
る。図１０は二つの連続的処理段階と第１の段階のため
の図３，４のスループット制御を概略的に示す。位置
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図に示す或る欠陥が起こる位置を示し
ている。表１は誤り（位置１から７）があったときの診
断をその想定理由と想定結果と監視信号及びスレッショ
ルドと共に示している。表２は同一位置についてシステ
ムの反応、診断及び夫々の注を示している。

【００４７】図３及び図５，６においてラインＬの信号
は多様の意味を持たせることができる。例えば、それは
指令“オン”、“オフ”、“空”を意味し、オペレータ
によって選択することができる。この信号は、既に説明
した制御ユニットに送られる（カードの数に属する）信
号と共に送られる。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は４個の処理段階を有した開繊ラインの前
半部分を概略的に示しており、その３つの段階はこの発
明のスプールコントローラによって制御される。

【図２】図２は図１に継続する開繊ラインの後半部分を
示す。

【図３】図３は図１及び図２における一つのコントロー
ラの前半部分の概略図を示す。

【図４】図４は図３に継続するコントローラの後半部分
を示す。

【図５】図５はコントローラ前半部分をより詳細を表す
図である。

【図６】図６は図５に継続するコントローラの後半部分
を示す。

【図７】図７は図５及び図６に示すコントローラの作動
特性の概略図である。

【図８】図８は図５及び図６に示すコントローラの作動
特性の概略図である。

【図９】図９は図５及び図６に示すコントローラにより
制御される処理段階の挙動を表すタイミングダイヤグラ
ムである。

【図１０】図１０はこの発明の制御ユニットの監視シス
テムのダイヤグラムである。

【符号の説明】

１０…ベールオープナ １２…粗クリーナ １４…ミキサ １６…精クリーナ ２０，２２，２４…カード ２６，２８，３０…充填ボックス ３６，３８，４０…充填レベルセンサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッファと、バッファに材料を供給する
   供給手段と、バッファ内の材料レベルに応動する充填レ
   ベルセンサ手段と、センサ手段によって検出される充填
   レベルに応じて供給手段のオン−オフ切替を行なう制御
   装置と、供給手段のスループット（単位時間当りの瞬間
   的生産量）を制御するための制御装置とを有し、制御装
   置によってオン−オフ時間の比率は所定の値とされるプ
   ラントにおいて、スループットは特定の値について予め
   定められておらず、供給手段のオン−オフに応じて一時
   的なスループットが増加、減少もしくは維持されるよう
   に制御装置は配置されることを特徴とするプラントの制
   御方法。
2. 【請求項２】 バッファと、バッファに材料を供給する
   供給手段と、バッファ内の材料レベルに応動する充填レ
   ベルセンサ手段と、センサ手段によって検出される充填
   レベルに応じて供給手段のオン−オフ切替を行なう制御
   装置と、供給手段のスループット（単位時間当りの瞬間
   的生産量）を制御するための制御装置とを有し、制御装
   置によってオン−オフ時間の比率は所定の値とされるプ
   ラントにおいて、制御装置は次のように配置され、決定
   されもしくは予め定められたオン−オフ時間からスイッ
   チオン時間の設定値は導かれ、かつ現実のスイッチオン
   時間の、設定スイッチオン時間からの変動に応じて供給
   手段のスループットを制御して、この変動を補償するこ
   とを特徴とするプラントの制御方法。
3. 【請求項３】 繊維処理段階が複数設けられ、各繊維処
   理段階はバッファと、バッファに材料を供給する供給手
   段と、バッファ内の材料レベルに応動する充填レベルセ
   ンサ手段と、センサ手段によって検出される充填レベル
   に応じて供給手段のオン−オフ切替を行なう制御装置
   と、供給手段のスループット（単位時間当りの瞬間的生
   産量）を制御するための制御装置とを有し、制御装置に
   よってオン−オフ時間の比率は所定の値とされるプラン
   トにおいて、少なくとも一つの制御装置はファジーコン
   トローラであることを特徴とするプラントの制御方法。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、決定されもしくは所定
   のオン−オフ比からスイッチオン時間の設定値を算出
   し、かつ決定されたスイッチオン時間の比率に応じてス
   ループットを制御することを特徴とする請求項２に記載
   の方法。
5. 【請求項５】 スイッチオン時間の実際値とスイッチオ
   ン時間の設定値との比較の結果からスループット制御信
   号への変換は或る方向へのスループットの変化をそのス
   ループットのための特定の目標値を決定することなしに
   決定する一つもしくは複数の変換規則に従って行なわれ
   ることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 最大の変化値が負の変化と正の変化との
   双方について予め定められていることを特徴とする請求
   項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 現実の値が設定値の周辺の与えられた余
   裕の範囲内の場合は前記変化が行なわれないことを特徴
   とする請求項５もしくは６に記載の方法。