JPH078530B2 - 押出成形ラインのアナログ信号制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は押出成形ラインのアナログ信号制御装置に係
り、特に、押出機を含み長尺物や積層物のプラスチック
成形に用いる押出成形ラインのアナログ信号制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

押出成形ラインは、例えば押出機に引取機を連結させて
構成されており、押出機において溶融プラスチックをス
クリューで押出し成形するとともに、引取機でその押出
し成形品を引取る構成を有している。

このような押出成形ラインでは、押出機にモータ、温度
センサおよび圧力センサ等が配置されており、これらモ
ータ、温度センサおよび圧力センサ等からのアナログ信
号を運転制御装置に入力するとともに、これらアナログ
入力信号に基づいてその運転制御装置からモータやヒー
タ等にアナログ信号を出力して運転制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、押出成形ラインにおいて配置される押出
機の数が増加したり、押出機に内蔵したモータ数が多い
場合には、モータ、温度センサおよび圧力センサ等から
のアナログ入力信号数および運転制御装置からモータや
ヒータ等へのアナログ出力信号数が増大するから、押出
成形ラインにおける成形運転に適した状況でこれら増大
するアナログ信号を操作制御する技術の提供が強く要望
されている。

本発明はこのような状況の下になされたもので、複数の
入力アナログ信号に対して適切な警報出力およびこの警
報出力に対応するモータの停止制御が容易なアナログ信
号制御装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明は、第１図のク
レーム対応図で示すように、押出機を含む押出成形ライ
ンからのアナログ信号を所定の信号形態で信号処理する
アナログ信号系100と、このアナログ信号系100からの信
号に対する警報レベルを設定するレベル設定手段101
と、その押出成形ラインに配置された複数のモータにつ
いてそのアナログ信号系のどの警報に対してどのモータ
を停止させるかを設定するモータ停止選択設定手段105
と、アナログ信号系からの信号と警報レベルを比較する
とともにその信号が警報レベルを越えるとき、そのモー
タ停止選択設定手段105で設定されたモータを停止制御
させる警報信号を出力する比較手段102と、そのアナロ
グ信号に関する警報信号の出力の有無を設定する出力有
無設定手段103と、この出力有無設定手段103による設定
に基づいて上記警報信号の出力有無を、上記レベル設定
手段101からの出力段階又はその警報信号の出力段階で
制御する出力制御手段104と、を具備して構成されてい
る。

そして、本発明は、当該装置全体のシステム安全用のシ
ステム警報値とこのシステム警報値の範囲内の上下限警
報値をその警報レベルとして設定するよう上記レベル設
定手段を形成可能である。

〔作用〕

このような手段を備えた本発明は、アナログ信号を信号
処理するアナログ信号系100からの信号とレベル設定手
段101からの警報レベルとが比較手段102で比較されると
ともに、アナログ信号系100からの信号が警報レベルを
越えるとき、上記モータ停止選択設定手段105で設定さ
れたモータを停止させる警報信号が出力されるが、出力
有無設定手段103にて設定された警報信号の出力有無に
基づき、出力制御手段104がその警報信号を出力制御す
る。

しかも、この警報信号はレベル設定手段101からの出力
段階又はその警報信号の出力段階で制御される。

また、システム警報値と上下限警報値をその警報レベル
として上記レベル設定手段で設定する構成では、そのシ
ステム警報値の範囲内でユーザーが個々の成形ラインと
の関係で上下限警報値を設定できるし、システム全体の
安全を確保するためにシステム警報値を設定できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明に係るアナログ信号制御装置を実施する
押出成形ラインの一例を示す概略図である。

図において、押出機１は、成形機台３内に主スクリュー
（図示せず）を回転させる押出用モータ５と、この押出
用モータ５の回転数を検出する回転数検出用センサ７
等、その他の構成を有する従来公知の構成となってい
る。符号９は後述するケーブルである。

成形機台３にはプラスチック原材料を供給するホッパー
11および副スクリュー（図示せず）その他を有する原料
フィーダ装置13が装備されており、原料フィーダ装置13
には副スクリューを回転させるフィーダ用モータ15とこ
のフィーダ用モータ15の回転数検出用センサ17が配置さ
れている。

押出機１において、主スクリュー近傍のシリンダ部分を
その押出し方向に複数区分した複数区間に、加熱ヒータ
（図示せず）や温度測定用の温度センサ19a〜19eが配置
され、先端ダイス21部分には樹脂圧を測定する圧力セン
サ23が配置されている。

これら押出用およびフィーダ用モータ５、15、回転数検
出用センサ７、17、温度センサ19a〜19eおよび圧力セン
サ23は上述したケーブル９によって本発明のアナログ信
号制御装置を含む運転制御装置25に接続されている。な
お、押出機１を複数設ける場合も多い。

そして、押出用およびフィーダ用モータ５、15、回転数
検出用センサ７、17、温度センサ19a〜19eおよび圧力セ
ンサ23からのアナログ信号を入力し、運転制御装置25に
よって監視しながらモータ５、15や加熱ヒータに制御用
のアナログ信号やデジタル信号を出力して運転し、成形
品が押出される。

第３図は本発明に係るアナログ信号制御装置の実施例を
示すブロック図である。

図において、制御回路27は、後述する機能を達成する主
たる要素であるCPU29と、このCPU29の動作プログラムを
格納したROM31と、CPU29の演算過程のデータを一時的に
記憶するRAM33およびデータ入出力用のインタフェース
（I/O）35等を有して形成され、所謂マイクロコンピュ
ータの主要部となっている。

制御回路27に接続された表示装置37は、第２図に示した
運転制御装置25の操作面に形成される例えばプラズマデ
ィスプレイ装置であり、後述する設定画面やモニタ画面
等を表示するものである。

それら設定画面やモニタ画面は、制御回路27に接続され
かつ図示しない外部記憶回路に予め記憶されたレイアウ
ト画面データに基づき、制御回路27の管理下で表示装置
37に表示されるとともに、後述する各設定装置からの設
定データを重ね書きするようにして画面表示され、外部
記憶回路に記憶される。

制御回路27に接続された名称設定装置39は、種々のアナ
ログ入力信号（AI信号）に対する名称を設定する装置で
あり、第２図のような運転制御装置25の操作面に配置さ
れたキーボード41で構成されている。

第４図はAI信号名称設定画面であり、名称設定装置39か
らの入力により、表示するアナログ入力信号のチャンネ
ルCH（入力端子）に対応した名称、例えばモータ１、電
流１、樹脂圧１、モータ２、電流２および樹脂圧２等を
単位とともに設定するものである。

制御回路27にはアナログ信号測定装置43、使用チャネル
設定装置47、警報設定装置49、警報有効／無効設定装置
51およびモータ停止選択設定装置53が接続されており、
上述した名称設定装置39と同様にキーボード41によって
形成されている。アナログ信号測定装置43はフィルタ装
置45を介して接続されている。

アナログ信号測定装置43は、第２図に示すセンサ19a〜1
9e、23等から出力されたモータの回転数、温度、樹脂圧
およびモータ電流等の物理量を示すアナログ信号をデジ
タル信号にA/D変換し、その物理量に応じた周波数のパ
ルス信号を出力するもので、フィルタ装置45に接続され
ている。

フィルタ装置45は従来公知のデジタルフィルタ構成を有
し、ノイズを除去するとともに元の物理量にスケール変
換し、制御回路27に出力するものである。

第５図はフィルタに関する設定画面であり、図中の符号
Ａはフィルタ装置45における遅延時間の設定欄、符号Ｂ
は後述する遅延装置63における警報遅延時間の設定欄で
あって具体的な数字データの入力によって設定される。

使用チャンネル設定装置47はアナログ入力信号のチャン
ネルCHを設定するもので、制御回路27に接続されてお
り、所定のアナログ入力信号に対して不使用のチャンネ
ルCHが設定されると、該当するアナログ入力信号に関す
る全ての設定および表示が不能となるようになってい
る。

設定は第６図のAIシステム設定画面で行われ、「CH使
用」欄に「０」、「１」を入力することにより不使用／
使用が設定される。

警報設定装置49は、入力したアナログ信号について下限
もしくは上限の許容値並びにシステム全体の関係で許容
される値を設定して制御回路27に出力するものである。

すなわち、アナログ入力信号レベルがある限度以上にず
れてはこまる場合に設定される下限警報値、上限警報
値、システム警報値等の警報レベルを設定するものであ
る。システム警報値は予め装置の製造メーカがその装置
全体のシステムを考慮して安全運転の見地から設定する
場合に適し、下限および上限警報値はシステム警報値の
範囲内でユーザが個々の成形ラインとの関係で設定する
場合に適する。

なお、下限警報については、運転開始時にアナログ入力
信号が一度警報レベルを越えて許容レベルに達しないと
警報が動作しないように待機機能を持たせることもでき
る。

警報有効／無効設定装置51は、アナログ入力信号が警報
設定装置49で設定した警報値を越えたときに、そのアナ
ログ入力信号に該当する警報信号を出力させるか否か、
換言すれば警報信号の有効／無効を設定するものであ
り、制御回路27に接続されている。

警報信号としては、下限、上限およびシステム警報（ア
ラーム）出力、モータを停止させる停止出力、それらの
表示装置37への表示出力がある。

上述した第６図はシステム設定値の設定画面でもあり、
「システム警報」欄に警報設定装置49および警報有効／
無効設定装置51から入力されたシステム警報値および警
報の有効無効を入力して設定するものである。

なお、第６図中の「ゲート」欄は、モータの回転数等に
ついて低速の回転数まで正確に計測可能なように計測装
置のゲート時間を設定するものである。

第７図は上限および下限の警報値設定画面であり、警報
設定装置49や警報有効／無効設定装置51から入力した下
限、上限警報値や警報の有効／無効の設定が可能になっ
ており、「０」は設定無効、「１」は設定有効となって
警報信号の出力指示となっている。

制御回路27に接続されたモータ停止選択設定装置53は、
後述する複数のモータ57についてアナログ入力信号のど
の警報に対してモータを停止させるかを設定するもので
あり、制御回路27に接続されている。これは装置の安
全、故障の防止の観点や、押出成形品の品質確保の観点
から設定される。

第８図は上限警報信号を発生する事態が生じたときに、
停止するモータのチャンネルCHを設定するモータ停止画
面であり、第９図はシステム警報状態が発生したときに
停止させるモータ57を設定する画面である。

第10図はモータ起動時の遅延設定画面であり、第３図に
示す遅延装置61における警報遅延時間を設定する画面と
なっている。

第３図中の制御回路27は速度指令信号出力回路55が接続
されており、この速度指令信号出力回路55によって複数
のモータ57が速度制御されるようになっている。

モータ57に対しては、速度指令信号を出力する前にモー
タ57側での起動の可否を確認するために起動確認信号を
モータ57（正確にはモータ57に備えたモータ制御装置5
9）へ出力し、モータ57からの起動回答信号の入力を待
って起動させ、しかも、モータ起動時には一時的に定格
電流以上の起動電流が流れる場合があり、この起動電流
に対して警報信号を出力しないように遅延装置61にて起
動回答信号を遅延させて制御回路27に出力するようにな
っている。

そして、いずれのモータ57に対してどの程度遅延させる
かの設定が可能となっており、第10図の警報待機設定画
面への入力によって設定される。

制御回路27に接続された遅延装置63は、制御回路27から
出力される警報信号が所定時間以上続いたか否かを検知
するものであり、所定時間続いた場合のみ、警報信号と
して検知する。そして、遅延装置63は警報信号を出力す
るものである。

モータ停止信号出力装置67は、遅延装置63からの警報信
号に基づき各モータ57に対するモータ停止信号を出力す
るものである。

また、制御回路27は、上述した各制御機能を有する他、
所定の回転速度に応じた速度指令信号を速度指令信号出
力回路55に出力してモータ57を回転制御するとともに、
以下のような機能を有している。

すなわち、フィルタ装置45から入力されたデジタル信号
と、警報設定装置49で入力設定された上限、下限値およ
びシステム値と比較し、デジタル信号がその設定値を越
えていれば、上限、下限警報信号およびシステム警報信
号を出力する機能を有している。更に、その上限、下限
値警報信号およびシステム警報信号の出力は警報有効／
無効設定装置51による警報出力の有効／無効設定データ
に基づいて出力／無出力が制御されるようになってい
る。

このように制御回路27は比較手段および警報信号の出力
制御手段として機能する。

第11図はアナログ信号制御装置の運転時において、表示
装置37に表示される運転モニタ画面であり、各アナログ
入力信号に対する名称等の他に運転中の測定値がバーグ
ラフ表示されている。

第12図は、例えば第５図に示すAI名称設定画面で設定さ
れた各AI名称の種類毎に警報状態を表示するモニタ画面
である。

次に、上述した本発明のアナログ信号制御装置について
の動作を第13図の動作説明図を用いて説明する。なお、
上述した各設定装置の図示は省略した。

図において、押出成形ラインからのアナログ入力信号は
アナログ信号測定装置43でA/D変換され、フィルタ装置4
5のデジタルフィルタ45aでノイズを除去されるとともに
スケール変換回路45bにてスケール変換されて元の物理
量に戻され、制御回路27にて所定の信号処理がされて表
示装置37に表示される。

第３図の警報設定装置49によって上限警報値、下限警報
値およびシステム値が設定されていれば、スケール変換
回路以降のデジタル信号とそれら上限警報値、下限警報
値およびシステム警報値が比較回路69〜73で比較され、
上限警報値、下限警報値およびシステム警報値を越える
ときには比較回路69〜73から信号が出力され、続くAND
ゲート81〜85の一方の入力端に加えられる。

第３図の警報有効／無効設定装置51によって上限警報有
効、下限警報有効およびシステム有効が設定されている
場合には、ANDゲート75〜79において、モータ（ｎ）か
らの信号であって遅延装置61にて遅延された信号とのAN
D条件が揃ったとき、設定有効信号がANDゲート81〜85の
他方の入力端子に入力される。

従って、モータ57が起動されている条件下で上限警報有
効、下限警報有効およびシステム有効の設定が可能とな
っている。

ANDゲート81〜85では、比較回路69〜73とANDゲート75〜
79からの両信号のAND条件が揃ったときに警報信号を出
力し、各々遅延装置63を介して警報信号が出力される。

そして、上限警報および下限警報が警報出力装置65から
出力されアラームが駆動される一方、モータ停止信号出
力装置67から各々モータ停止信号が出力されるととも
に、それらが表示装置37に表示される。

なお、第13図中符号S1〜S4はスイッチである。

上述した第13図に基づく動作は１個のモータについての
動作であるが、設定されたチャンネルCH数分のモータ57
については同一な構成が複数設けて構成されると考えれ
ばよく、図示および動作説明を省略する。

また、上述した動作説明では、スケール変換回路以降の
デジタル信号と上限警報値、下限警報値およびシステム
警報値とを比較し、さらに上限警報有効、下限警報有効
およびシステム有効とのAND条件によって警報信号の出
力を制御する構成であった。

しかし、本発明では上限警報値、下限警報値およびシス
テム警報値信号と、上限警報有効、下限警報有効および
システム有効とのAND条件結果に基づき、スケール変換
回路以降のデジタル信号と上限警報値、下限警報値およ
びシステム警報値とを比較し、警報信号の出力を制御す
る構成も可能である。

さらに、比較回路69〜73やANDゲート75〜79、81〜85の
構成は便宜上、制御回路27の動作を分り易くするために
示したものであり、これに限定されない。

このように本発明では、種々のアナログ信号に対して種
々の警報レベルと比較し、アナログ信号が警報レベルを
越えたときにはそのアナログ信号に応じた警報信号を出
力し、警報信号に対応して選択されたモータを停止制御
するとともに、その警報出力をするか否かの設定条件に
基づいてその警報信号の出力制御が可能となっている
し、アナログ信号、警報レベルおよび警報出力の有効無
効設定に対して名称やレベルを任意に設定して動作させ
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、種々のアナログ信号に対
して警報レベルと比較し、そのアナログ信号が警報レベ
ルを越えたとき、そのアナログ信号に応じたモータを停
止する警報信号を出力するとともに、その警報出力をす
るか否かの設定条件に基づいてその警報信号の出力制御
が可能となるように構成したので、複数のアナログ入力
信号に対して適切な警報出力および割付けが可能とな
り、そのアナログ信号の警報に応じたモータを停止制御
が可能となり、押出成形ラインにおいて的確な押出し成
形運転を簡単に実施することができる。

また、システム警報値と上下限警報値をレベル設定手段
で設定する構成では、システム全体の安全を確保した成
形運転ができるし、そのシステム警報値の範囲内でユー
ザーが個々の成形ラインとの関係で設定した上下限警報
値内で成形運転ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る特許請求の範囲に対応するクレー
ム対応図、第２図は本発明のアナログ信号制御装置が用
いられる押出成形ラインを示す概略図、第３図は本発明
に係るアナログ信号制御装置の一実施例を示すブロック
図、第４図〜第12図は本発明について表示手段で表示さ
せながら設定される種々の設定データの設定画面、第13
図は本発明の動作を説明する動作説明図である。 １……押出機 ３、15、57……モータ ７、17、19a〜19e、23……センサ 27……制御回路 37……表示装置 39……名称設定装置 41……キーボード 43……アナログ信号測定装置 45……フィルタ装置 47……使用チャンネル設定装置 49……警報設定装置 51……警報有効／無効設定装置 53……モータ停止選択設定装置 55……速度指令信号出力回路 57……モータ 61、63……遅延装置 65……警報出力装置 67……モータ停止信号出力装置 69〜73……比較回路 75〜79、81〜85……ANDゲート 100……アナログ信号系 101……レベル設定手段 102……比較手段 103……出力有無設定手段 104……出力制御手段 105……モータ停止選択設定手段

フロントページの続き (72)発明者 岩間 龍則 東京都大田区久が原５丁目16番６号 理化 工業株式会社内 (72)発明者 宮木 敏久 東京都大田区久が原５丁目16番６号 理化 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−233518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−111714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−14015（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−157826（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−265723（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−151719（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−135616（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出機を含む押出成形ラインからのアナロ
   グ信号を所定の信号形態で信号処理するアナログ信号系
   と、 前記アナログ信号に対する警報レベルを設定するレベル
   設定手段と、 前記押出成形ラインに配置された複数のモータについて
   前記アナログ信号系のどの警報に対してどのモータを停
   止させるかを設定するモータ停止選択設定手段と、 前記アナログ信号系からの信号と前記警報レベルを比較
   するとともに前記アナログ信号系からの信号が前記警報
   レベルを越えるとき、前記モータ停止選択設定手段で設
   定されたモータを停止制御させる警報信号を出力する比
   較手段と、 前記アナログ信号系からの信号に関する前記警報信号の
   出力の有無を設定する出力有無設定手段と、 この出力有無設定手段による設定に基づいて前記警報信
   号の出力有無を制御する出力制御手段と、 を具備してなることを特徴とする押出成形ラインのアナ
   ログ信号制御装置。
2. 【請求項２】前記レベル設定手段は、当該装置全体のシ
   ステム安全用のシステム警報値とこのシステム警報値の
   範囲内の上下限警報値を前記警報レベルとして設定する
   ものである請求項１記載の押出成形ラインのアナログ信
   号制御装置。