JPH111888A

JPH111888A - シート測定制御装置

Info

Publication number: JPH111888A
Application number: JP14897597A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tsuchiya; 彰彦土屋; Tomohiro Mineo; 知宏峯尾; Kosei Maruyama; 孝生丸山; Atsushi Kodama; 厚児玉
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: JP3348823B2

Abstract

(57)【要約】【課題】センサヘッドに搭載するセンサの種類を変更
する際の交換追加作業が容易にできるシート測定制御装
置を提供すること。【解決手段】シート幅方向に横断する測定フレーム３
０に沿って往復直線走査運動をするセンサヘッド３２に
用いられるシート測定制御装置であって、当該センサヘ
ッドに搭載された前記シートに関する状態量を測定する
センサ１０と、当該センサヘッドに搭載され、一対一に
対応するセンサの測定信号に対し当該センサに必要な演
算を施すセンサ用演算手段１４と、当該センサヘッドに
搭載され、このセンサ用演算手段と一対一に接続される
と共に、ネットワーク型汎用通信回線と接続される通信
制御手段１８と、当該演算用プロセッサと通信により情
報を授受して当該シート製造プロセスの状態を操作し監
視するマンマシンインターフェイス５２と、この通信制
御手段とマンマシンインターフェイスとが接続されたネ
ットワーク型汎用通信回線２６とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、プラスチッ
ク、ゴム等のシート状物体の面積重量や厚さ等を測定す
るシステムに関し、特にセンサ制御／演算部のマイクロ
プロセッサを各センサ毎に分散化をする改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】製紙工業では、紙の品質測定として、坪
量・水分率・紙厚・光沢・色等が測定されている。そし
て、紙の品質を目標値に制御するために、本出願人の提
案にかかる特開平８−６１９４２号公報に開示されてい
るような、シート測定制御装置が使用されている。

【０００３】図３はシート測定制御装置を説明する構成
斜視図である。測定用フレーム３０はシート４０の幅方
向に架け渡された長方形のフレームで、ここではシート
４０の表側と裏側でセンサヘッド３２がこのフレームに
沿って往復走査している。シート製造装置は流れ方向に
シートを連続的に製造しているので、シート４０上のセ
ンサヘッド３２の走行軌跡はジグザグになっている。演
算ユニット３４は測定用フレーム３０に固定して収容さ
れており、センサヘッド３２とは信号ケーブルによって
接続されている。演算ユニット３４ではセンサの測定信
号とセンサの幅方向の測定位置からデータ処理演算を行
っており、ここではシートの流れ方向成分と幅方向成分
とに分離している。

【０００４】マンマシンインターフェイス５２は測定フ
レーム３０とは独立した場所に設けられ、オペレータが
シート製造装置の運転状態を把握し易いように考慮され
ている。例えば、演算ユニット３４の演算した測定値の
幅方向成分はプロファイルと呼ばれるが、このプロファ
イルの表示をしてシート品質の幅方向の均一性を監視し
やすくしている。

【０００５】図４は従来の小規模測定制御システムの構
成ブロック図である。図において、センサヘッド３２の
中にはセンサ１０、センサ用プロセッサ１４並びに通信
用プロセッサ１６の３種類が搭載されている。センサ１
０は、例えばセンサヘッド３２の中に２台搭載されてお
り、同一種類のセンサを２種類搭載することも可能であ
る。例えば、坪量計の場合β線源としてプロメシューム
¹⁴⁷Ｐｍを採用すると、測定精度は良いものの測定範囲
が０〜１００ｇ／ｃｍ²に限られる。他方、β線源とし
てストロンチューム⁹⁰Ｓｒを採用すると、測定精度は荒
いものの測定範囲が０〜2000ｇ／ｃｍ²と一桁以上ひろ
くなる。そこで、坪量の大きな紙と小さな紙を同一の抄
紙プロセスで銘柄変更により製造する場合には、坪量計
としてβ線源が¹⁴⁷Ｐｍと⁹⁰Ｓｒとを切り替えて対処で
きる。

【０００６】センサ用プロセッサ１４は、センサ１０と
一対一に設けられたもので、センサからのアナログ出力
信号に対して、各センサ毎に必要な補正演算を行い測定
瞬時値を演算する。演算された測定瞬時値は逐次通信用
プロセッサに送られる。通信用プロセッサ１６は、セン
サヘッド３２に収容されたもので、各センサ用プロセッ
サ１４と１対Ｎで接続され、上位計算機側からの要求に
応じて各センサ用プロセッサ１４に直接アクセスしてデ
ータの授受をする。例えば、各センサ用プロセッサ１４
で演算した測定瞬時値を時系列に貯えて、演算用プロセ
ッサ３６からの要請により貯えた時系列データを演算用
プロセッサ３６に送る。

【０００７】演算用プロセッサ３６は測定フレーム３０
に収容されたもので、通信用プロセッサ１６から送られ
た測定瞬時値時系列データと、センサヘッド３２のシー
ト幅方向の位置データと組み合わせ、平滑化処理などに
より測定ノイズ成分を除去してシート幅方向の品質を表
すプロファイルを生成する。演算用プロセッサ３６と通
信用プロセッサ１６との間は信号受渡し接続ケーブル２
４で接続されている。また、マンマシンインターフェイ
ス５２は、演算用プロセッサ３６にアクセスして必要な
データを取り込み、オペレータがシート製造装置の運転
状態を把握し易いように表示をする。

【０００８】このように構成された装置においては、測
定フレーム３０内部でセンサ１０と演算用プロセッサ３
６との間で測定値の授受をするに当たり、センサ１０の
出力するアナログ信号はセンサヘッド３２に収容された
センサ用プロセッサ１４、通信用プロセッサ１６との間
で授受される。そして、センサヘッド３２と演算用プロ
セッサ３６との間は、信号受渡し接続ケーブル２４で接
続され、ディジタル高速通信が行われている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通信用
プロセッサ１６は、数組のセンサ１０とセンサ用プロセ
ッサ１４を搭載しているので、センサヘッド３２の内部
に収容するセンサ１０の種類を変更するには通信用プロ
セッサ１６も変更する必要があり、交換作業が煩雑にな
るという課題があった。また、用途によってはセンサヘ
ッド３２に単一のセンサ１０を搭載する必要があるが、
このような場合には通信用プロセッサ１６が複数のセン
サ１０を取り扱う構造のため、コストアップの原因にな
るという課題があった。本発明は上述の課題を解決した
もので、センサヘッドに搭載するセンサの種類を変更す
る際の交換作業が容易にできるシート測定制御装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１のシート測定制御装置は、シー
ト幅方向に横断する測定フレーム３０に沿って往復直線
走査運動をするセンサヘッド３２に用いられるシート測
定制御装置であって、当該センサヘッドに搭載された前
記シートに関する状態量を測定するセンサ１０と、当該
センサヘッドに搭載され、一対一に対応するセンサの測
定信号に対し当該センサに必要な演算を施すセンサ用演
算手段１４と、当該センサヘッドに搭載され、このセン
サ用演算手段と一対一に接続されると共に、ネットワー
ク型汎用通信回線と接続される通信制御手段１８と、当
該演算用プロセッサと通信により情報を授受して当該シ
ート製造プロセスの状態を操作し監視するマンマシンイ
ンターフェイス５２と、この通信制御手段とマンマシン
インターフェイスとが接続されたネットワーク型汎用通
信回線２６とを具備している。

【００１１】本発明の請求項１では、センサヘッドに搭
載されるセンサは、センサ用演算手段と通信制御手段と
が一対一に取り付けられたものなので、センサ単位の交
換作業が容易に行える。ネットワーク型汎用通信回線２
６は社会通念上、広く用いられているものなので、通信
制御手段とマンマシンインターフェイス間の通信は一般
的な通信プロトコルに従って容易に行える。

【００１２】この場合、請求項２のように、センサヘッ
ドにはセンサと、一対一に対応するセンサ用演算手段と
通信制御手段とが複数搭載される。すると、センサを交
換する際にセンサ・センサ用演算手段・通信制御手段を
一体にして交換することができ、保守作業が簡便にな
る。

【００１３】さらに、請求項３では、測定範囲の異なる
同一種類のセンサと、一対一に対応するセンサ用演算手
段と通信制御手段とが複数搭載することができる。する
と、多くの銘柄に対応するセンサヘッドが構成できる
し、また新センサ開発のためのファイルドテスト等に利
用できる。

【００１４】また、請求項４では、センサ用演算手段で
センサの測定信号とセンサの位置情報を組み合わせてい
る。すると、個々のセンサで演算が完結するので、従来
のように別途演算用プロセッサを設けて、センサの測定
信号とセンサの位置情報を組み合わせる構造と比較し
て、ネットワーク型汎用通信回線２６を用いて通信制御
手段とマンマシンインターフェイス間の通信を行うのが
容易になる。

【００１５】さらに、請求項５では、センサ用演算手段
でセンサの測定信号とセンサの位置情報を組み合わせ
て、紙のプロファイルを演算している。すると、個々の
センサで演算が完結しているので、センサ改造等で演算
の変更があっても、ソフトウェアの変更が容易になる。
これに対して、従来例のように他センサの演算を単一の
ＣＰＵで実行していると、他のセンサとの絡みが発生し
て、ソフトウェアの変更が複雑になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。図において、センサ用演算プロセッサＳＰＲ１４
は、センサ１０と一対一に設けられたもので、センサの
測定信号と別途送信されるセンサ位置情報とを組み合わ
せて、紙のプロフィルを演算する。他の機器は、測定フ
レーム３０内又は外部に装着されるもので、測定フレー
ム３０におけるセンサヘッド３２の駆動シーケンスも管
理している。他の機器は、イーサネットに接続できるセ
ンサ・コミュニケーションカードＳＣＣ、センサ用演算
プロセッサＳＰＲ１４やセンサでも良い。

【００１７】センサ・コミュニケーションカードＳＣＣ
１８は、センサ用演算プロセッサＳＰＲ１４と一対一に
設けられたもので、センサ用演算プロセッサＳＰＲ１４
で演算された結果をネットワーク型汎用通信回線２６を
用いてマンマシンインターフェイス５２に通信する通信
制御機能を有している。ネットワーク型汎用通信回線２
６は、例えばイーサネット（登録商標）等の汎用通信規
格に準拠したものである。この種の通信規格としては、
例えばＩＥＥＥ８０２．３等のＬＡＮのプロトコルに準
拠した１０ＢＡＳＥ−５／２等による。マンマシンイン
ターフェイスＭＭＩ５２は、ネットワーク型汎用通信回
線２６を介して送信されたプロファイル等を表示して、
シート品質の幅方向の均一性を監視しやすくしている。

【００１８】図２は、センサ用演算プロセッサＳＰＲ１
４の機能を説明する構成ブロック図である。位置情報入
力部１４１は、測定フレーム３０におけるセンサヘッド
３２の走行位置を取り込む。センサ１０が複数列の構成
でセンサヘッド３２に搭載されている場合には、各セン
サ１０毎にオフセット量を予め設定しておくことで、正
確なセンサ位置情報を求めることができる。

【００１９】センサ情報入力部１４２は、センサ１０か
ら送信される測定信号の瞬時値を入力してディジタル信
号に変換するもので、例えば必要な桁数のアナログ・デ
ィジタル変換器等が用いられる。センサデータ工業量化
部１４３は、センサ情報入力部１４２で受信した信号を
工業量に変換するもので、例えば水分率であれば
［％］、坪量であれば［ｇ／ｍ²］に変換する。プロフ
ァイル演算部１４４は、位置情報入力部１４１のセンサ
位置情報とセンサデータ工業量化部１４３の測定データ
とを組み合わせて、シート幅方向の測定値の分布を表す
プロファイルを演算する。プロファイルデータ格納部１
４５は、プロファイル演算部１４４で演算されたデータ
をセンサの往路及び復路の走査を単位として格納してい
る。

【００２０】ネットワーク送受信部１８１は、センサ・
コミュニケーションカードＳＣＣ１８の通信制御機能の
中核をなすもので、プロファイルデータ格納部１４５に
格納されたプロファイルデータ等をネットワーク型汎用
通信回線２６を介してマンマシンインターフェイスＭＭ
Ｉ５２に送信する。逆に、マンマシンインターフェイス
ＭＭＩ５２がネットワーク型汎用通信回線２６を介して
ネットワーク送受信部１８１に測定開始を指令したり、
プロファイルデータの送信を要求する等の通信も行って
いる。センサ走行調整部１８２は、ネットワーク送受信
部１８１に対して、センサヘッド３２の走行位置情報を
送っており、データ送信をするタイミングの一助となっ
ている。

【００２１】このように構成された装置の動作を次に説
明する。まず、センサ１０のアナログ出力信号は、セン
サ情報入力部１４２によってディジタル化する。ディジ
タル化された入力信号は、センサデータ工業量化部１４
３とプロファイル演算部１４４によってセンサ制御／測
定演算がなされ、プロファイルが生成される。ここで
は、センサ入力信号の処理が全てセンサ用演算プロセッ
サＳＰＲ１４で行われているので、上位のマンマシンイ
ンターフェイスＭＭＩはセンサ用演算プロセッサＳＰＲ
１４にデータを要求するだけで済み、従来用いられてい
た演算プロセッサ３６が不要になっている。

【００２２】また、センサを変更増設する場合にもセン
サ用演算プロセッサＳＰＲ１４とセンサ・コミュニケー
ションカードＳＣＣ１８を単位として交換増設する。こ
の際、センサ・コミュニケーションカードＳＣＣ１８
は、イーサネット等のネットワーク型汎用通信回線２６
に接続する形式なので、バス上のどこにでもセンサを増
設でき、センサ配置の自由度が増している。

【００２３】なお、上記実施例においては、ネットワー
ク型汎用通信回線２６としてイーサネットの場合を例示
したが、他の汎用ネットワーク回線を採用してもよく、
要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できること
はいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
のシート測定制御装置によれば、センサヘッドに搭載さ
れるセンサは、センサ用演算手段と通信制御手段とが一
対一に取り付けられたものなので、センサ単位の交換作
業が容易に行える。ネットワーク型汎用通信回線２６は
社会通念上、広く用いられているものなので、通信制御
手段とマンマシンインターフェイス間の通信は一般的な
通信プロトコルに従って容易に行えると共に、センサの
取付け場所も自由に選択できる。

【００２５】また、請求項２〜３では、センサ・センサ
用演算プロセッサＳＰＲ・センサ・コミュニケーション
カードＳＣＣが一対一になっているので、従来のように
通信機能が複数のセンサを担当する場合に比較して、セ
ンサ用演算プロセッサＳＰＲの演算プログラムの改造作
業等がセンサ毎に独立して行い易くなり、開発作業が円
滑に行える。

【００２６】また、請求項４〜５では、センサ測定信号
とセンサ位置情報との結合のようなセンサ走行管理に固
有の仕事が全てセンサ用演算プロセッサＳＰＲで行われ
ているので、上位のマンマシンインターフェイスＭＭＩ
はセンサ用演算プロセッサＳＰＲ１４にデータを要求す
るだけで済み、従来用いられていた演算プロセッサ３６
が不要になると共に、ネットワーク型汎用通信回線２６
の採用が容易になっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】センサ用演算プロセッサＳＰＲ１４の機能を説
明する構成ブロック図である。

【図３】シート測定制御装置を説明する構成斜視図であ
る。

【図４】従来の小規模測定制御システムの構成ブロック
図である。

【符号の説明】

１０センサ１４センサ用演算手段（ＳＰＲ）１８通信制御手段（ＳＣＣ）２６ネットワーク型汎用通信回線３０測定フレーム３２センサヘッド５２マンマシンインターフェイス（ＭＭＩ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉厚東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート幅方向に横断する測定フレーム（３
０）に沿って往復直線走査運動をするセンサヘッド（３
２）に用いられるシート測定制御装置であって、当該センサヘッドに搭載された前記シートに関する状態
量を測定するセンサ（１０）と、当該センサヘッドに搭載され、一対一に対応するセンサ
の測定信号に対し当該センサに必要な演算を施すセンサ
用演算手段（１４）と、当該センサヘッドに搭載され、このセンサ用演算手段と
一対一に接続されると共に、ネットワーク型汎用通信回
線と接続される通信制御手段（１８）と、当該演算用プロセッサと通信により情報を授受して当該
シート製造プロセスの状態を操作し監視するマンマシン
インターフェイス（５２）と、この通信制御手段とマンマシンインターフェイスとが接
続されたネットワーク型汎用通信回線（２６）と、を具備することを特徴とするシート測定制御装置。
【請求項２】前記センサヘッドには、複数のセンサと、
このセンサと組みになるセンサ用演算手段と通信制御手
段が搭載されることを特徴とする請求項１記載のシート
測定制御装置。
【請求項３】前記複数のセンサは、測定範囲の異なる同
一種類のセンサであることを特徴とする請求項２記載の
シート測定制御装置。
【請求項４】前記センサ用演算手段は、前記センサの測
定信号に対しセンサの位置情報とを組み合わせることを
特徴とする請求項１記載のシート測定制御装置。
【請求項５】前記センサ用演算手段は、紙のプロファイ
ルを演算することを特徴とする請求項４記載のシート測
定制御装置。