JPH10254533A - プロセスコントロール装置およびプロセスコントロール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非定常時においても制御対象の状態に応じ
て、警報を発する条件を変化させることによって、制御
の異常を素速く感知し、知らせることができるプロセス
コントロール装置およびプロセスコントロール方法の提
供を目的とする。 【解決手段】 情報保有手段１１は、段階毎に、その段
階に特有な制御対象５の正常状態情報を保有する。危険
情報出力手段１３は、制御対象５から現実の制御対象５
の状態を示す対象状態情報を獲得し、情報保有手段１１
から正常状態情報を獲得し、正常状態情報と前記対象状
態情報とに基づいて危険情報を出力する。表示手段１５
は、危険情報出力手段より危険情報を得て、表示する。
操作情報獲得手段１７は、操作者が制御対象５を制御す
るための操作情報を獲得する。制御手段１９は、操作情
報獲得手段１７から操作情報を獲得しない場合には、情
報保有手段１１から獲得した正常状態情報に基づいて制
御対象５を制御し、また操作情報獲得手段１７から操作
情報を獲得した場合には、操作情報に基づいて制御対象
５を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスコントロ
ール装置およびプロセスコントロール方法に関するもの
であり、特に現実の制御対象の状態と正常時の状態とを
比較することによって、警報を発するプロセスコントロ
ール装置およびプロセスコントロール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセスコントロール装置の従来の技術
としては、例えば図１０に示す樹脂押出成形機に用いら
れるものがある。樹脂押出形成機用プロセスコントロー
ル装置１０１は、樹脂押出成形機１０２の運転制御に用
いられる。樹脂押出成形機１０２は、樹脂パイプ等を製
造する装置である。

【０００３】樹脂押出成形機１０２は、ヒータ（図示せ
ず）で加熱されるシリンダ１０３、ペレット状の樹脂を
シリンダ１０３に導入するフィーダ１０４、シリンダ１
０３内の樹脂を攪拌して加熱容融するスクリュ１０５、
シリンダ１０３内の樹脂を連続して押出すための所定の
断面形状をしたダイス１０６を有している。

【０００４】なお、フィーダ１０４は、フィーダモータ
１０７によって駆動される。また、スクリュ１０５は、
スクリュモータ１０８によって駆動される。

【０００５】プロセスコントロール装置１０１は、フィ
ーダモータ１０７およびスクリュモータ１０８と接続さ
れ、それぞれのモータの電流値を制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の技術には
次の様な問題点があった。樹脂押出成形機において、ス
クリュモータ１０８の電流値は、内部の樹脂状態の代替
特性として見ることができる。スクリュモータ１０８の
立上げの初期では、スクリュモータ回転数とフィーダモ
ータ回転数は低い状態である。この時のスクリュモータ
１０８の電流値は、目標状態と比較してかなり低レベル
である。

【０００７】しかし、スクリュモータ１０８の電流値が
何等かの要因で高くなる場合がある。例えばシリンダ１
０３の加熱が十分でなかった場合である。プロセスコン
トロール装置１０１は、この電流の異常を早期に検出し
て警報を発する必要がある。

【０００８】しかし、従来のプロセスコントロール装置
１０１では、警報を発するためのスクリュモータ１０８
の電流値は、定常状態に対する電流値が設定されてい
た。また、この電流値は、システムで固定化されてい
た。従って、スクリュモータ１０８の立上げ初期におい
て、スクリュモータ１０８の電流値が通常に比して高く
なっていても、検出することができなかった。それに伴
い、警報を発することもできなかったという問題が生じ
ていた。

【０００９】そこで本発明は、非定常時においても制御
対象の状態に応じて、警報を発する条件を変化させるこ
とによって、制御の異常を素速く感知し、知らせること
ができるプロセスコントロール装置およびプロセスコン
トロール方法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかるプロセ
スコントロール装置において、制御対象の状態の変化を
複数の段階に分け、前記制御対象を前記段階毎に制御す
るプロセスコントロール装置であって、前記段階毎に、
その段階に特有な制御対象の正常状態情報を保有する情
報保有手段、前記制御対象から現実の制御対象の状態を
示す対象状態情報を獲得し、前記情報保有手段から前記
正常状態情報を獲得し、前記正常状態情報と前記対象状
態情報とに基づいて危険情報を出力する危険情報出力手
段、前記危険情報出力手段より前記危険情報を得て、表
示する表示手段、を有することを特徴としている。

【００１１】請求項２にかかるプロセスコントロール装
置において、請求項１にかかるプロセスコントロール装
置において、操作者が制御対象を制御するための操作情
報を獲得する操作情報獲得手段、前記操作情報獲得手段
から操作情報を獲得しない場合には、前記情報保有手段
から獲得した正常状態情報に基づいて前記制御対象を制
御し、また前記操作情報獲得手段から操作情報を獲得し
た場合には、前記操作情報に基づいて制御対象を制御す
る制御手段、を有することを特徴としている。

【００１２】請求項３にかかるプロセスコントロール装
置において、請求項２にかかるプロセスコントロール装
置において、前記危険情報出力手段は、前記制御手段が
前記操作情報に基づいて前記制御対象を制御し終えた後
に、前記制御対象より現在の対象状態情報を獲得し、前
記対象状態情報に応じた前記正常状態情報を前記情報保
有手段から獲得し、前記正常状態情報と前記対象状態情
報とに基づいて危険情報を出力するとともに、前記情報
処理手段は、前記操作情報に基づいて前記制御対象を制
御し終えた後に、前記制御対象より現在の対象状態情報
を獲得し、前記対象状態情報に応じた前記正常状態情報
を前記情報保有手段から獲得し、前記正常状態情報に基
づいて前記制御対象を制御する、ことを特徴としてい
る。

【００１３】請求項４にかかるプロセスコントロール方
法において、制御対象の状態の変化を複数の段階に分
け、前記段階毎に、その段階に特有な制御対象の正常状
態情報を保有し、前記制御対象を前記段階毎に制御する
プロセスコントロール方法において、前記制御対象から
現実の制御対象の状態を示す対象状態情報を獲得し、前
記正常状態情報を獲得するステップ、前記正常状態情報
と前記対象状態情報とに基づいて危険情報を出力するス
テップ、前記危険情報を得て、表示するステップ、を有
することを特徴としている。

【００１４】請求項５にかかるプロセスコントロール方
法において、請求項４にかかるプロセスコントロール方
法において、操作者が制御対象を制御するための操作情
報を獲得するステップ、前記操作情報を獲得しない場合
には、獲得した前記正常状態情報に基づいて前記制御対
象を制御し、前記操作情報を獲得した場合には、前記操
作情報に基づいて制御対象を制御するステップ、を有す
ることを特徴としている。

【００１５】請求項６にかかるプロセスコントロール方
法において、請求項５にかかるプロセスコントロール方
法において、前記操作情報に基づいて制御対象を制御す
るステップの後に、制御対象より対象状態情報を獲得す
るステップ、前記対象状態情報に応じた前記正常状態情
報を獲得するステップ、前記対象状態情報と前記正常状
態情報とに基づいて危険情報を出力し、前記正常状態情
報に基づいて前記制御対象を制御するステップ、を有す
ることを特徴としている。

【００１６】

【発明の効果】請求項１にかかるプロセスコントロール
装置において、情報保有手段は、段階毎に、その段階に
特有な制御対象の正常状態情報を保有する。危険情報出
力手段は、制御対象から、現実の制御対象の状態を示す
対象状態情報を獲得し、情報保有手段から正常状態情報
を獲得し、正常状態情報と対象状態情報とに基づいて危
険情報を出力する。表示手段は、危険情報出力手段より
危険情報を得て、表示する。

【００１７】したがって、情報保有手段は正常状態情報
を各段階毎に保有するので、非定常時においても各段階
に応じた警報を発することができる。また、状態の変化
の過程を全体的に捕らえるのではなく段階的に捕らえて
いるので、より早く警報を発することができる。

【００１８】請求項２にかかるプロセスコントロール装
置において、操作情報獲得手段は、操作者が制御対象を
制御するための操作情報を獲得する。制御手段は、操作
情報獲得手段から操作情報を獲得しない場合には、情報
保有手段から獲得した正常状態情報に基づいて制御対象
を制御し、また操作情報獲得手段から操作情報を獲得し
た場合には、操作情報に基づいて制御対象を制御する。

【００１９】これにより、プロセスコントロール装置が
制御対象に施す制御だけでは、十分に制御することがで
きない場合には、操作者が制御対象を制御することがで
きる。また、プロセスコントロール装置では対処するこ
とができなっかた場合（例えば警報が発せられた場合
等）においても、操作者が制御対象を制御することがで
きる。

【００２０】請求項３にかかるプロセスコントロール装
置において、危険情報出力手段は、制御手段が操作情報
に基づいて制御対象を制御し終えた後に、制御対象より
現在の対象状態情報を獲得し、対象状態情報に応じた正
常状態情報を情報保有手段から獲得し、正常状態情報と
対象状態情報とに基づいて危険情報を出力する。制御手
段は、操作情報に基づいて制御対象を制御し終えた後
に、制御対象より現在の対象状態情報を獲得し、対象状
態情報に応じた正常状態情報を情報保有手段から獲得
し、正常状態情報に基づいて制御対象を制御する。

【００２１】したがって、制御手段は正常状態情報、対
象状態情報を更新していくので、操作者が制御対象に制
御を加え、その状態を大きく変化させた場合でも、プロ
セスコントロール装置は再び現在の状態を確認し、そこ
から新たに制御を始めることができる。

【００２２】また、危険情報出力手段も正常状態情報、
対象状態情報を更新していくので、操作者が制御対象に
制御を加え、その状態を大きく変化させた場合でも、プ
ロセスコントロール装置は再び現在の状態に該当する段
階を認識し、その段階に応じた警報を発することができ
る。

【００２３】請求項４にかかるプロセスコントロール方
法は、正常状態情報と対象状態情報とに基づいて危険情
報を出力し、表示する。

【００２４】つまり、本プロセスコントロール方法は、
状態の変化を伴う制御対象をいくつかの段階に分割し、
その各段階における状態量（例えば電流や電圧、温度
等）を保有している。そして、現実の状態が分割した段
階のどの段階に相当するのかを判断し、現実の状態量と
それに相当する段階の状態量とを常に比較する。

【００２５】したがって、正常状態情報が各段階毎に保
有されているので、非定常時においても各段階に応じた
警報を発することができる。また、状態の変化の過程を
全体的に捕らえるのではなく段階的に捕らえているの
で、より早く警報を発することができる。

【００２６】請求項５にかかるプロセスコントロール方
法は、操作者が制御対象を制御するための操作情報を獲
得する。操作情報を獲得しない場合には、正常状態情報
に基づいて制御対象を制御し、操作情報を獲得した場合
には、操作情報に基づいて制御対象を制御する。

【００２７】これにより、本プロセスコントロール方法
は、通常の制御（操作者より操作情報を獲得しない場合
の制御）だけでは、十分に制御することができない場合
には、操作者が制御対象を制御することができる。ま
た、通常の制御では対処することができない場合（例え
ば警報が発せられた場合）においても、操作者が制御対
象を制御することができる。

【００２８】請求項６にかかるプロセスコントロール方
法において、操作情報に基づいて制御対象を制御し終え
た後に、制御対象より対象状態情報を獲得し、対象状態
情報に応じた正常状態情報を獲得する。獲得した正常状
態情報と対象状態情報とに基づいて危険情報を出力し、
獲得した正常状態情報に基づいて制御対象を制御する。
また、出力された危険情報を表示する。

【００２９】したがって、正常状態情報、対象状態情報
が更新されていくので、操作者が制御対象に制御を加
え、その状態を大きく変化させた場合でも、再び現在の
状態を確認し、そこから新たに制御を始めることができ
る。また、現在の状態に該当する段階を認識し、その段
階に応じた警報を発することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］ １．機能ブロック図の説明 図１は本発明にかかるプロセスコントロール装置の第１
の実施形態に対応する機能ブロック図である。プロセス
コントロール装置１は、情報保有手段１１、危険情報出
力手段１３、表示手段１５、操作情報獲得手段１７、制
御手段１９を有している。

【００３１】情報保有手段１１は、段階毎に、その段階
に特有な制御対象５の正常状態情報を保有する。危険情
報出力手段１３は、制御対象５から現実の制御対象５の
状態を示す対象状態情報を獲得し、情報保有手段１１か
ら正常状態情報を獲得し、正常状態情報と前記対象状態
情報とに基づいて危険情報を出力する。表示手段１５
は、危険情報出力手段より危険情報を得て、表示する。

【００３２】操作情報獲得手段１７は、操作者が制御対
象５を制御するための操作情報を獲得する。制御手段１
９は、操作情報獲得手段１７から操作情報を獲得しない
場合には、情報保有手段１１から獲得した正常状態情報
に基づいて制御対象５を制御し、また操作情報獲得手段
１７から操作情報を獲得した場合には、操作情報に基づ
いて制御対象５を制御する。

【００３３】また、危険情報出力手段１３は、制御手段
１９が操作情報に基づいて制御対象５を制御し終えた後
に、制御対象５より現在の対象状態情報を獲得し、対象
状態情報に応じた正常状態情報を情報保有手段１１から
獲得し、正常状態情報と対象状態情報とに基づいて危険
情報を出力する。

【００３４】更に、制御手段１９は、操作情報に基づい
て制御対象５を制御し終えた後に、制御対象５より現在
の対象状態情報を獲得し、対象状態情報に応じた正常状
態情報を情報保有手段１１から獲得し、正常状態情報に
基づいて制御対象５を制御する。

【００３５】これによって、非定常時においても制御対
象５の状態に応じて、警報を発する条件を変化させるこ
とによって、制御の異常を素速く感知し、知らせること
ができる。

【００３６】２．ハードウェア構成 図１の各機能をＣＰＵを用いて実現した場合のハードウ
ェアー構成を図２に示す。プロセスコントロール装置１
は、操作者からの各種入力を受付ける入力装置２１（例
えばキーボード等）、操作者に対して制御状態や警報を
表示する表示装置２３（例えばＬＣＤ等）、演算処理を
行うＣＰＵ２５、主記憶装置であるメモリー２７、正常
状態情報およびＣＰＵ２５が行う演算処理に関するプロ
グラム等を格納したＨＤＤ２９を備えている。

【００３７】ここで、入力装置２１は操作情報獲得手段
１７に、表示装置２３は表示手段１５にそれぞれ対応す
る。また、ＣＰＵ２５は危険情報出力手段１３に、ＨＤ
Ｄ２９は情報保有手段１１にそれぞれ対応する。

【００３８】なお、本実施形態においては、制御対象５
として樹脂パイプ製造等に使用する樹脂押出成形機を用
いることとする。樹脂押出成形機は、スクリュモータ３
１とフィーダモータ３３の２つのモータを有している。
また、シリンダ３５とダイス３７を有しており、ぞれぞ
れ複数の加熱ブロックに分れている。また、その一つ一
つに対して温度調節器を有している（図示せず）。

【００３９】ＣＰＵ２５は、制御装置を介して樹脂押出
成形機のスクリュモータ３１の回転数、フィーダモータ
３３の回転数、シリンダ３５およびダイス３７の温度を
コントロールする。

【００４０】３．正常状態情報 正常状態情報の構造の一例を図３を用いて説明する。図
３に示すように、正常状態情報は、いくつかのフェーズ
と目標値によって構成されている。ここでフェーズと
は、樹脂押出成形の制御における樹脂押出成形機および
樹脂の一連の変化状態を複数に分割したもののことをい
う。

【００４１】また、各フェーズは、フェーズ識別子、ス
クリュモータ、フィーダモータおよび温度調節器の操作
方法、警報判定基準、温度調節器のＰＩＤパラメータ、
フェーズ移項判定条件とその移項先を保有している。

【００４２】目標値とは、スクリュモータ回転数、フィ
ーダモータ回転数およびスクリュモータ電流の樹脂押出
成形機の定常運転時の値である。

【００４３】次に、正常状態情報の具体例を図４、図
５、図６および図７に示す。この具体例は、樹脂押出成
形機における立上げに関するものである。立上げとは、
スクリュとフィーダが停止している状態から定常運転に
到達するまで両者の回転数を上昇させていくことをい
う。

【００４４】立上げを行う際には、温度調節器によりシ
リンダとダイスに予熱を施し、十分に加熱しておく。運
転開始時には、スクリュとフィーダを低速で運転させ、
徐々に速度を上昇させていき、最終的にはそれぞれの目
標回転数へもっていく。

【００４５】この立上げの状態変化を複数のフェーズに
分割し、フェーズを順番に移動させていくことによって
制御知識による立上げを行う。この各フェーズの相関関
係を図４に示す。立上げが正常に行われれば、図４にお
いてフェーズ００（スタート）から出発して、フェーズ
０１、フェーズ０２、フェーズ０３、フェーズ０４（定
常０）の順に移行して行く。

【００４６】また、立上げの際に、各フェーズにおい
て、何等かの理由でスクリュモータ電流値が高くなった
場合も想定している。例えば、フェーズ０１でスクリュ
モータ電流値が通常よりも高くなっていればフェーズ１
１へと移行し、フェーズ０２でスクリュモータ電流値が
通常よりも高くなっていればフェーズ１２へと移行す
る。

【００４７】ここで、それぞれのフェーズについて簡単
に説明する。

【００４８】（１） フェーズ００（スタート）では、
表示操作盤においてスタートボタンを押すことで、フェ
ーズ０１に移行する。

【００４９】（２） フェーズ０１（低速 ０）では、
スクリュとフィーダを低速で回転する。この状態で、移
行条件にある時間が経過するとフェーズ０２に移行す
る。また、この状態で電流値が高いと、移行条件よりフ
ェーズ１１へ移行する。

【００５０】（３） フェーズ０２（上昇 ０）では、
スクリュモータとフィーダモータの回転数を徐々に上昇
する。また、温度の設定値とＰＩＤ定数も変更する。そ
して、フィーダが目標値に到達するとフェーズ０３に移
行する。なお、回転数を上昇していく際に電流が目標値
をオーバーすると、フェーズ１２へ移行する。

【００５１】（４） フェーズ０３（調整 ０）では、
スクリュモータ回転数、フィーダモータ回転数およびス
クリュモータ電流の３つの状態からテーブルを参照し
て、スクリュモータ回転数とフィーダモータ回転数を微
調整する。調整の結果、定常状態に達した場合はフェー
ズ０４に移行する。また、電流が高くなってしまい、定
常に達しない場合は、フェーズ１３に移行する。

【００５２】（５） フェーズ０４（定常 ０）では、
スクリュモータ回転数とフィーダモータ回転数を保持し
て操業を行う。ただし、電流が増加してフェーズ移行基
準を越えてしまった場合は、フェーズ０３に戻る。

【００５３】（６） フェーズ１１（低速 １）では、
電流が低下するように、フィーダモータ回転数をわずか
に下降する。この結果、電流が低下した場合にはフェー
ズ０１に戻る。また、フィーダモータ回転数を低下して
も、電流が減少しない場合は、なんらかのトラブルが想
定されるため、一定時間経過後に、押出成形機を停止し
てフェーズ００に戻る。ただし、オペレータが確認し
て、操作ボタンを押した場合は、フェーズ１２に移る。

【００５４】（７） フェーズ１２（上昇 １）では、
スクリュモータ回転数のみ微増し、フィーダモータ回転
数は保持することで電流を低下させる。電流が低下した
場合は、フェーズ０２に戻るが、電流が低下せずにスク
リュモータ回転数が目標値に到達した場合は、フェーズ
１３に移行する。

【００５５】（８） フェーズ１３（調節 １）では、
スクリュモータ回転数、フィーダモータ回転数およびス
クリュモータ電流の３つの状態からテーブルを参照し
て、スクリュモータ回転数とフィーダモータ回転数を微
調節する。電流が高いなりに定常状態に入った場合は、
フェーズ１４に移行する。調整の結果、電流が低下した
場合は、フェーズ１２に移行する。

【００５６】（９） フェーズ１４（定常 １）では、
スクリュモータ回転数とフィーダモータ回転数を保持し
て操業を行う。ただし、電流が低下してきた場合はフェ
ーズ１３に移行する。

【００５７】（10） フェーズ２２（上昇 ２）では、
スクリュモータ回転数、フィーダモータ回転数を下降
し、電流を低下させる。電流が低下した場合は、フェー
ズ１２に移行する。

【００５８】前記フェーズの相関関係に基づいた正常状
態情報の一例を図５、図６、図７に示す。これらの図か
ら、具体的数値を用いたスクリュモータ回転数、フィー
ダモータの回転数およびスクリュモータ電流値の決定方
法を以下において説明する。

【００５９】例えば、現在フェーズ０３（調整 ０）の
状態にあり、スクリュモータ回転数２８０ｒｐｍ、フィ
ーダモータ回転数１８０ｒｐｍ、スクリュモータ電流値
９５Ａであるとする。図５より、スクリュモータ回転
数、フィーダモータ回転数については別表０（図６）を
参照することとなっている。

【００６０】以後、スクリュモータ回転数２８０ｒｐｍ
より、この値はスクリュモータ回転数の目標値３００ｒ
ｐｍ（目標値に関しては図５参照）の約９３パーセント
に相当する。フィーダモータ回転数１８０ｒｐｍより、
この値はフィーダモータ回転数の目標値２００ｒｐｍの
９０パーセントに相当する。また、スクリュモータ電流
値９５Ａは目標値１００Ａの９５パーセントに相当す
る。

【００６１】以上の計算結果を図６に照らし合せると、
二重枠の値を使用することとなる。即ち、スクリュモー
タ回転数については、現状保持、つまり２８０ｒｐｍと
なる。フィーダモータ回転数については、１ｒｐｍ加算
し、１８１ｒｐｍとなる。また、フェーズは現状保持で
フェーズ０３にとどまる。この後、スクリュモータ回転
数、フィーダモータ回転数を変更し、新たにスクリュモ
ータ電流を測定する。そして、再び判断を行う。

【００６２】前述の具体例では、立上げを通常状態の５
つのフェーズ（００〜０４）と異常状態の５つのフェー
ズ（１１〜１４、２２）に分割している。両状態におけ
る共通の方向性としては、スクリュモータ回転数を目標
値まで上昇することである。しかし、スクリュモータ電
流が目標値をオーバーした時の操作としては、二通り考
えられる。スクリュモータ回転数を上げることによって
電流を低下させる方法とスクリュモータ回転数を下げる
ことによって電流を低下させる方法である。熟練したオ
ペレータは、二つの方法のうち何れを選択するか樹脂の
状態を見て決定している。

【００６３】本実施例においては、例えばフェーズ０２
においてスクリュモータ電流が目標値をオーバーし、フ
ェーズ１２へ移行した場合は、フェーズ１２においてス
クリュモータ回転数を上昇する操作を行いスクリュモー
タ電流を下げる。一方、フェーズ１２においてスクリュ
モータ電流が目標値をオーバーし、フェーズ２２へ移行
した場合は、フェーズ２２ではスクリュモータ回転数を
下降する操作を行い、スクリュモータ電流を下げる。こ
のように、スクリュモータ電流が目標値をオーバーした
ということから次に移行するフェーズを決定するのでは
なく、さらに樹脂の状態を加味して次に移行するフェー
ズを決定することによって、前記のような熟練したオペ
レータと同等の操作を行うことができる。

【００６４】また、立上げの最終段階ではスクリュモー
タ回転数、フィーダモータ回転数、スクリュモータ電流
を目標値に合わせる必要がある。しかし、シリンダ温度
やダイス温度のばらつき、材料である樹脂の温度や成分
のばらつきによって、全ての項目を目標値に合わせるこ
とは困難である。

【００６５】通常、このような場合は、状態量に優先順
位をつけることが行われるが、優先順位の高い状態量
は、ほぼ目標値に合わせられるが、優先順位の低い状態
量は、優先順位の高い状態量の影響を受けて、目標値か
ら大きく外れてしまう場合がある。このように目標値か
ら大きく外れた状態量が存在すると、装置内の挙動が通
常とは異なるために、他の状態量も目標値も到達できな
い。このような場合、熟練したオペレータは、全ての状
態量がほぼ満足するように妥協点を選ぶことができる。

【００６６】本実施例においては、最終的なフェーズと
して二つの定常状態がある。通常の場合はフェーズ０４
（定常 ０）に到達し、スクリュモータ電流値が高いと
状態で推移した場合は、自動的にフェーズ１４（定常
１）に到達する。フェーズ１４（定常 １）では、フェ
ーズ０４（定常 ０）と比較してスクリュモータ電流は
やや高めではあるが、スクリュモータ回転数とフィーダ
モータ回転数はやや低めに設定される。

【００６７】このように、状態量が目標値を満足できな
い時には、目標からやや外れた妥協点に到達して、定常
運転を行う。これによって、いつまでも調整を行い続け
ることが無く、早期に定常運転に入ることができる。ま
た、警報基準やパラメータの設定値をフェーズ１４（定
常 １）にあわせて設定できるので、制御や警報の性能
も向上させることができる。

【００６８】なお、定常状態としてフェーズ０４（定常
０）に到達した場合は、その状態で定常運転が行われ
るが、時間の経過にしたがってスクリュモータ電流が変
化してしまうことがある。この場合は、フェーズ０４
（定常 ０）からフェーズ０３（調整 ０）に戻って操
作量の調整を行い、再度定常状態に落ち着くまで調整を
行う。

【００６９】更に、スクリュモータ電流値が高くてフェ
ーズ１４（定常 １）に到達した場合であっても、種々
の要因によりスクリュモータ電流値が減少してくること
がある。この場合には、再度フェーズ１３（調整 １）
を経由して、本来の定常状態であるフェーズ０４（定常
０）に向うことができる。

【００７０】４．フローチャート ＣＰＵ２５の動作を図８のフローチャートを用いて説明
する。まず、樹脂押出成形機の制御装置より対象状態情
報として各部の状態量（スクリュモータ回転数、フィー
ダモータ回転数、スクリュモータ電流値、各ブロックの
測定温度等）を読み出す（Ｓ１０）。

【００７１】入力装置２１からの割込み信号があるか否
か判断する（Ｓ２）。割込み信号が無ければ、現在のフ
ェーズを判断する（Ｓ３）。次に、スクリュモータ回転
数を決定するための子プロセスを起動する（Ｓ４）。子
プロセスにおいては以下の動作が行われる。

【００７２】正常状態情報の中からステップＳ３で判断
した現在のフェーズに対応する情報を検索する（Ｓ４
１）。検索された情報の中からスクリュモータ回転数に
関する操作方法を読み込む（Ｓ４２）。読み込んだ操作
方法にしたがいスクリュモータ回転数の操作量を決定
し、親プロセスに戻る（Ｓ４３）。

【００７３】本実施形態においては、フェーズ０３（調
整 ０）とフェーズ１３（調整 １）でテーブル（図
６、図７に相当）を参照している。ここでは、目標値と
状態量が大きく離れている場合でも、操作量の刻み幅を
小さくしている。そして、複数回数の操作修正を行うこ
とで、変化の大きさを確保している。この方法によっ
て、状態を少しづつ変化させていくことができ、熟練者
と同等の調整機能を確保することができる。

【００７４】次いで、フィーダモータ回転数を決定する
ための子プロセスを起動する（Ｓ５）。この子プロセス
で行われる演算処理は、スクリュモータ回転数を決定す
るための子プロセスで行われる演算処理と同様の手順で
行われる。なお、当該演算処理は、図８のフローチャー
ト中では省略している。

【００７５】ここで、制御周期について説明する。本実
施形態では、フェーズによって制御周期を変化させてい
る。これは以下の理由によるものである。スクリュモー
タ電流は、スクリュモータ回転数とフィーダモータ回転
数を調整して目標値に近づけることができる。両回転数
の調整による効果がスクリュモータ電流に現れるまでに
は、大きい無駄時間要素がある。これは、樹脂の状態の
変化がスクリュモータ電流に反映されるからである。

【００７６】本実施形態においては、スクリュモータ回
転数、フィーダモータ回転数の制御周期を極めて短く設
定している。これは、スクリュモータ電流が警報基準値
をオーバーした場合等の警報処理やフェーズ移行操作を
迅速に行うためである。

【００７７】しかし、前述のように、スクリュモータ電
流の調整を行う段階、つまりフェーズ０３（調整 ０）
のような調整段階において、スクリュモータ回転数、フ
ィーダモータ回転数を短い周期で調整すると、もともと
無駄時間要素が大きいためにスクリュモータ電流が過剰
に反応してしてしまう。

【００７８】そこで、通常の制御周期とは別にテーブル
参照のみを行う調整周期を規定する。つまり、警報判定
やフェーズ移行判定は通常の制御周期で実行する。一
方、テーブルを参照して各操作量を決定する場合は、通
常の制御周期と比較して長い調整周期とする。この調整
周期についての情報は、参照テーブルに付随してＨＤＤ
２９に保持する。

【００７９】次に、各ブロックの温度設定値を決定する
ための子プロセスを起動する（Ｓ６）。この子プロセス
で行われる演算処理は、スクリュモータ回転数を決定す
るための子プロセスで行われる演算処理と同様の手順で
行われる。なお、当該演算処理は、図８のフローチャー
ト中では省略している。

【００８０】ステップＳ２において、入力装置２１から
の割込み信号があった場合は入力装置２１から各操作量
（スクリュモータ回転数、フィーダモータ回転数、各ブ
ロックの温度設定値）を読み込む（Ｓ２１）。オペレー
タは、例えば図９に示す表示画面に基づいて現在の状態
量から判断して、操作量を入力装置２１から入力する。

【００８１】ステップＳ４〜ステップＳ６およびステッ
プＳ２１において決定した各操作量を樹脂押出成形機５
の制御装置に出力する（Ｓ７）。続いて、ステップＳ１
で読み込んだ現在の状態量のうちスクリュモータ回転数
の警報判定を行う（Ｓ８）。この判定は、スクリュモー
タ回転数の決定の際と同様に子プロセスを起動して行
う。

【００８２】この子プロセスでは、正常状態情報の中か
らステップＳ３で判断した現在のフェーズに対応する情
報を検索する（Ｓ８１）。検索された情報の中からスク
リュモータ回転数に関する警報基準を読み込む（Ｓ８
２）。読み込んだ警報基準にしたがいスクリュモータ回
転数の警報を判断し、親プロセスに戻る（Ｓ８３）。

【００８３】同様にして、フィーダモータ回転数の警報
判定（Ｓ９）、スクリュモータ電流の警報判定（Ｓ１
０）、各ブロックの温度測定値の警報判定（Ｓ１１）を
行う。なお、各警報判定で起動する子プロセスは図８中
では省略している。

【００８４】次に、各ブロック温度調節器のＰＩＤパラ
メータの設定を行う（Ｓ１２）。このＰＩＤパラメータ
決定の際も子プロセスを起動する。子プロセスで行われ
る演算処理は、これまでの子プロセスでの演算処理と同
様とする。ただし、検索された知識から読み込むのは、
ＰＩＤ定数である。

【００８５】次に、フェーズの移行条件を判定する（Ｓ
１３）。この移行条件の判定の際にも、これまでと同様
の演算処理を施す子プロセスを起動する。ただし、検索
された知識から読み込むものは、フェーズの移行条件で
ある。

【００８６】［その他の実施形態］前記第１の実施形態
において、フェーズが保有する情報としてメッセージ情
報を追加してもよい。これによって、オペレータは常に
表示画面のを見ている必要はなく、少々表示画面から離
れていても樹脂押出成形機の状態を知ることができる。

【００８７】また、前記第１の実施形態において、各操
作量の決定は、あらかじめフェーズに応じてＨＤＤ２９
に保有している正常状態情報から導き出しているがこの
方法に限定されない。たとえば、ＨＤＤ２９には線形演
算式を保有しておき、計測された現在の各状態量を前記
線形演算式代入することによって各操作量を導き出して
もよい。

【００８８】更に、前記第１の実施形態においては、テ
ーブルを利用するルールベース制御を用いたが、この方
法に限定されない。例えば、ＰＩＤ制御やファジィ制御
等を用いて各操作量を算出してもよい。

【００８９】前記第１の実施形態においては、入力装置
２１と表示装置２３を別々としたが、両者の一体形式の
ものでもよい。例えば、タッチパネル式の表示入力装置
を用いれば、操作性もより向上すると考えられる。

【００９０】なお、プロセスコントロール装置の第１の
実施形態においては図２に示すように、装置をＣＰＵ２
５を用いて構成したが、ＣＰＵ２５を用いて構成した部
分の一部または全部をハードウェアロジックにより構成
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるプロセスコントロール装置の第
１の実施形態を示す機能ブロック図である。

【図２】図１に示すプロセスコントロール装置の各機能
をＣＰＵを用いて実現した場合のハードウェアー構成図
である。

【図３】正常状態情報の階層構造を示す図である。

【図４】各フェーズの相関関係と変化を示す図である。

【図５】フェーズが保有する情報で、操作方法、警報基
準、温度調節機のＰＩＤ定数、フェーズ移行条件の一例
を示す図である。

【図６】図５と同様にフェーズが保有する情報の一例で
ある。

【図７】図５と同様にフェーズが保有する情報の一例で
ある。

【図８】プロセスコントロール装置の第１の実施形態に
おけるＣＰＵ２５の動作を示すフローチャートである。

【図９】表示装置２３の一例を示す図である。

【図１０】プロセスコントロール装置の従来の技術を説
明するための図である。

【符号の説明】

１・・・・・プロセスコントロール装置 ５・・・・・制御対象 １１・・・・・情報保有手段 １３・・・・・危険情報出力手段 １５・・・・・表示手段 １７・・・・・操作情報獲得手段 １９・・・・・制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御対象の状態の変化を複数の段階に分
   け、前記制御対象を前記段階毎に制御するプロセスコン
   トロール装置であって、 前記段階毎に、その段階に特有な制御対象の正常状態情
   報を保有する情報保有手段、 前記制御対象から現実の制御対象の状態を示す対象状態
   情報を獲得し、前記情報保有手段から前記正常状態情報
   を獲得し、前記正常状態情報と前記対象状態情報とに基
   づいて危険情報を出力する危険情報出力手段、 前記危険情報出力手段より前記危険情報を得て、表示す
   る表示手段、 を有するプロセスコントロール装置。
2. 【請求項２】請求項１にかかるプロセスコントロール装
   置において、さらに、 操作者が制御対象を制御するための操作情報を獲得する
   操作情報獲得手段、 前記操作情報獲得手段から操作情報を獲得しない場合に
   は、前記情報保有手段から獲得した正常状態情報に基づ
   いて前記制御対象を制御し、また前記操作情報獲得手段
   から操作情報を獲得した場合には、前記操作情報に基づ
   いて制御対象を制御する制御手段、 を有するプロセスコントロール装置。
3. 【請求項３】請求項２にかかるプロセスコントロール装
   置において、 前記危険情報出力手段は、 前記制御手段が前記操作情報に基づいて前記制御対象を
   制御し終えた後に、前記制御対象より現在の対象状態情
   報を獲得し、前記対象状態情報に応じた前記正常状態情
   報を前記情報保有手段から獲得し、前記正常状態情報と
   前記対象状態情報とに基づいて危険情報を出力するとと
   もに、 前記制御手段は、 前記操作情報に基づいて前記制御対象を制御し終えた後
   に、前記制御対象より現在の対象状態情報を獲得し、前
   記対象状態情報に応じた前記正常状態情報を前記情報保
   有手段から獲得し、前記正常状態情報に基づいて前記制
   御対象を制御する、 ことを特徴とするプロセスコントロール装置。
4. 【請求項４】制御対象の状態の変化を複数の段階に分
   け、前記段階毎に、その段階に特有な制御対象の正常状
   態情報を保有し、前記制御対象を前記段階毎に制御する
   プロセスコントロール方法において、 前記制御対象から現実の制御対象の状態を示す対象状態
   情報を獲得し、前記正常状態情報を獲得するステップ、 前記正常状態情報と前記対象状態情報とに基づいて危険
   情報を出力するステップ、 前記危険情報を得て、表示するステップ、 を有するプロセスコントロール方法。
5. 【請求項５】請求項４にかかるプロセスコントロール方
   法において、 操作者が制御対象を制御するための操作情報を獲得する
   ステップ、 前記操作情報を獲得しない場合には、獲得した前記正常
   状態情報に基づいて前記制御対象を制御し、前記操作情
   報を獲得した場合には、前記操作情報に基づいて制御対
   象を制御するステップ、 を有するプロセスコントロール方法。
6. 【請求項６】請求項５にかかるプロセスコントロール方
   法において、 前記操作情報に基づいて制御対象を制御するステップの
   後に、制御対象より対象状態情報を獲得するステップ、 前記対象状態情報に応じた前記正常状態情報を獲得する
   ステップ、 前記対象状態情報と前記正常状態情報とに基づいて危険
   情報を出力し、前記正常状態情報に基づいて前記制御対
   象を制御するステップ、 を有するプロセスコントロール方法。