JPS592921B2 - デイジタル コントロ−ラ - Google Patents

デイジタル コントロ−ラ

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Publication number
JPS592921B2
JPS592921B2 JP50151368A JP15136875A JPS592921B2 JP S592921 B2 JPS592921 B2 JP S592921B2 JP 50151368 A JP50151368 A JP 50151368A JP 15136875 A JP15136875 A JP 15136875A JP S592921 B2 JPS592921 B2 JP S592921B2
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JP
Japan
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switch
control
deviation
target value
reversible counter
Prior art date
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Expired
Application number
JP50151368A
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English (en)
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JPS5274780A (en
Inventor
晃弘 上谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5274780A publication Critical patent/JPS5274780A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、停電があつても停電前のプロセス制御目標値
及び操作量を記憶していることができるディジタル・コ
ントローラに関する。
最近、アナログ調整計の代わりに、信頼度の高15いデ
ィジタル電子計算機により直接プロセス制御を行うディ
ジタル・コントローラが多く使用されている。
ディジタル・コントローラは2つの可逆カウンタからそ
れぞれプロセスの制御目標値及び操作量を出力するもの
であるが、従来のものは上20記可逆カウンタは停電が
あるとリセットされてしまい、停電前の制御目標値、操
作量がもとの値を記憶していないといラ欠点があつた。
本発明は、この問題点を解決すべくなされたもので、停
電があつても停電前のプロセスの制御目25標値及び操
作量を記憶しているディジタル・コントローラを提供す
ることを目的とする。
この目的を達成するために、本発明は、制御目標値及び
操作量の出力部に設けられた可逆カウンタに例えばMN
OS(金属一窒化物一酸化物一半30導体)メモリ等の
不揮発性メモリを使用するものである。
不揮発性メモリの一例であるpチャンネルMNOSメモ
リは、第1図の如き構造を有しており、n形基板Aと厚
さ500〜1000Aの窒化シリコン35(Si3N4
)のゲート絶縁層Cの間に20〜60A厚の薄い酸化膜
(Bi2O3)Bが形成される。
ゲート電圧VGがかかると高電界によるトンネル現象に
より、電荷が酸化物の伝導体へ抜けてくる。この電荷は
ゲート絶縁層Cと酸化膜Bの界面およびその近くのトラ
ツプ・レベルに入り込み、数年間にわたり留まる。電界
の方向を逆にすると、トラツプされた電荷によつてしき
い電圧が変化し、例えばゲート電圧を+25V〜−25
Vと変化させる場合には、しきい電圧は+15V〜−1
5Vの広範囲に変化する;第2図はMNOSメモリを使
用した不揮発性カウンタの原理を示す回路図である。
図において、カウンタに不揮発の記憶特性を与えるのは
トランジスタQM,、QM2である。このトランジスタ
対はしきい電圧の相違によりカウンタ状態(Q,.Qの
値)を記憶するもので、電源が切れて回復したときには
、しきい電圧の差異に対応した過渡的電圧不平衡が生じ
、これによりカウンタは電源の切れる前の状態に戻るこ
とになる。カウンタの状態が変わると、メモリトランジ
スタQMl、QM2のゲート電圧VMが変化し、ゲート
絶縁層に電圧が誘起し、しきい電圧が変化する。ゲート
電圧がもとに戻つたとき、メモリトランジスタQMl、
QM2のゲート・ソース間電圧はカウンタの状態によつ
て決まる。例えば、カウンタの状態がQ二0v.σ=−
20V、ゲート電圧VMが−25Vであるとすれば、メ
モリトランジスタQMlのゲート・ソース間電圧は−2
5Vとなり、絶縁値の大きいしきい電圧(例えば−10
V)状態となり、メモリトランジスタQM29ゲート・
ソース間電圧は−5Vとなり、絶対値の小さいしきい電
圧(例えば−2V)状態となる。
この状態で電源が切れ、再び電源が入り、電源電圧V。
Oを−30Vに向かつて少しずつ増していくと、ゲート
電圧VMも増加する。メモリトランジスタQM2はVD
D=−2Vに達したときから導通し始め、VDD=−7
Vでそのソースが負電位となる。VDD:一10Vにな
るとメモリトランジスタQMlのソースが負電位となる
。VDD=−12Vとなり、メモリトランジスタQMl
、QM2のソース電位がそれぞれ−2V、−5Vとなり
、トランジスタQ1が導通し、メモリトランジスタQM
lのソース電位を0Vにする。これにより、トランジス
タQ2はオフ状態となる。そして、VDD=一30Vと
なつても、メモリトランジスタQM2のソース電位は−
20Vになるが、メモリトランジス汐QMlのソース電
位はOのままである。こうして最終的にQ=0V.Qニ
一20Vとなるが、これは電源を切る前の状態と全く同
じである。なお、QL,、QL2は負荷トランジスタで
ある。第3図は、不揮発性可逆カウンタを使用した本発
明によるディジタル・コントローラの一例を示す。図に
おいて、マイクロコンピユータMCは、双方向伝送部8
,8′を介して第1不揮発性可逆カウンタ1に制御目標
値を送出するとともに、第2不揮発性可逆カウンタ3に
操作量を送出する。第1D−A(デイジメルーアナログ
)変換器2は第1不揮発性可逆カウンタ1の出力をアナ
ログ量に変換してスイツチSW3を介して演算増幅器6
に送出する。第2D−A変換器4は第2不揮発性可逆カ
ウンタ3の出力をアナログ量に変換してスイツチSW2
を介して演算増幅器6に送出するとともに、V−1(電
圧一電流)変換器5に送出する。V−1変換器5は操作
量を電流信号にしてプロセス側に出力する。演算増幅器
6は、通常運転時閉成しているスイツチSWl、SW3
を通してそれぞれプロセス変量及び制御目標値を受けて
制御偏差を出力する。
(なお、スイツチSW2はプロセス変量と操作量の偏差
を求めるときに閉成され常時開放されている。)制御偏
差信号はスイツチSW4を介してマイクロコンビユータ
MCf)A−D変換器7に送られデイジタル信号にされ
る。マイクロコンピュータMCは双方向伝送部8,8′
を通して第1、第2不揮発性可逆カウンタ1,3に記憶
されている制御目標値、操作量を読み取り、これらの値
と上記制御偏差信号から新しい操作量を演算により求め
、第2不揮発性可逆カウンタ3に送る。この操作量信号
は第1D−A変換器4によりアナログ信号とされ、さら
にV−1変換器5により電流信号とされプロセス側に送
られる。第3図のデイジタル・コントローラにおいて停
電があつても、第1、第2不揮発性可逆カウンタ1,3
は停電前の制御目標値、操作量を記憶しているから、復
電後直ちにプロセスを制御することができる。
本発明では、プロセス制御の信頼性をより向上させるた
めに、第1不揮発性可逆カウンタ1あるいは第2不揮発
性可逆カウンタ3→第1D−A変換器2あるいは第2D
−A変換器4→スイツチSW3あるいはSW2→演算増
幅器6→スイツチSW4→マイクロコンピユータMCと
いう経路を通つて不揮発生可逆カウンタの内容をマイク
ロコンピュータへ入力させる。
マイクロコンピュータMCl個につきマニアルステーシ
ヨン数台を受け持つており、かつマニアルステーシヨン
はアナログ量の制御系であり操作量に変換の要があり、
しかもマイクロコンピュータMCへの入力段のインピー
ダンス等を考慮するとき、第3図の制御系の構成が最適
である。もつとも第1不揮発性可逆カウンタ1あるいは
第2不揮発性可逆カウンタ3からそれぞれ双方向伝送部
ぎおよび8を介してマイクロコンピュータMCへ入力さ
せることは理論的には可能であるが、実際的ではない。
もつとも双方向伝送部8およびぎをそなえるわけは、第
1・第2不揮発性可逆カウンタ1・3への書込みの確認
信号をマイクロコンピュータMCが受けるためである。
しかして、マニアルステーシヨンとマイクロコンピュー
タMCとの間はデイジタルバス(双方向伝送部8と双方
向伝送部ぎとを結ぶ線)とアナログバス(スイツチSW
4とマイクロコンピユータMCのA−D変換器とを結ぶ
線)により結合され、そしてN個のマニアルステーシヨ
ンが前記デイジタルバスおよびアナログバスに結合する
ようにしてN個のマニアルステーシヨンを1個のマイク
ロコンピユータMCの統括下に置くもので、この場合ア
ナログバスはアナログ信号を扱うため他のマニアルステ
ーシヨンとの相互干渉を防止する必要がある。
スイツチSW4がこの相互干渉を防止するために設けら
れており、スイツチSW4の動作はマイクロコンピユー
タMCから指令を受けたマニアルステーシヨンのみスイ
ツチSW4を閉じ、選択されたマニアルステーシヨンと
マイクロコンピュータMCとを結合する。しかし、停電
前の制御目標値及び操作量を保持していても、プロセス
によつては復電後直ちにプロセス変量がもとの値に戻ら
ない場合がある。
例えば、プラントにおける制御系の一部が復電するよう
な場合、停電中の制御系と復電した制御系が存在するこ
とになり、この場合、復電後直ちにプロセス変量がもと
の値に戻らず、当然ブラントをかく乱するので、時間と
ともに調節され、のちプロセス変量が目標値に近ずくよ
うにしてある。こうした場合に、直ちに自動制御に入つ
てしまうと、誤つたプロセス変量にもとづいて制御が行
われプラントをかく乱する恐れがある。そこで、復電後
は第4図に示す様な制御を行うことが望ましい。復電後
まず始めにマイクロコンピユータMCが停電が瞬時停電
であるか否かを判断する。長時間停電の場合は手動操作
で制御を行う。瞬時停電の場合、取り敢えず、手動操作
にし、プロセス変量PVを読み、制御目標値SPとの偏
差が所定値D(通常偏差警報値)の範囲内あるいはその
数倍の範囲内に入つたことにより、自動制御に切換える
。なお、プロツクに示すようにオペレータの判断で操作
を自動に切換えることができるようにしておいてもよい
。なお、上述の説明では可逆カウンタに使用する不揮発
性メモリとしてMNOSを例として示したが、その他M
AOS(金属−アルミナ膜一酸化物−半導体)やフロー
テイングゲート構造素子等の不揮発性素子を使用できる
ことはもちろんである。
以上の説明から明らかな様に、本発明はプロセスの制御
目標値及び操作量を出力する可逆カウンタに不揮発性メ
モリを使用するものであり、停電があつても停電前の制
御目標値及び操作量を保持するものであるから、復電後
直ちに自動制御状態に入ることができる。また、復電後
直ちにプロセス変量がもとの値に戻らないプロセスに対
しては、復電後強制的に手動操作とし、プロセス変量と
制御目標値との偏差が所定の範囲内に入つたときに自動
操作に切換えるものであるから、精確で安定な制御がな
し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は不揮発性メモリの一例であるMNOSを示す断
面的説明図、第2図はMNOSを使用した不揮発性カウ
ンタの原理を示す回路図、第3図は本発明を適用したデ
ィジタル・コントローラを示すプロツク図、第4図は本
発明による復電後のディジタル・コントローラの制御動
作を示すフローチヤートである。 A・・・n形基板、B・・・酸化膜、C・・・ゲート絶
縁層(窒化シリコン)、QM,、QM2・・・メモリト
ランジスタ、Q1、Q2・・・トランジスタ、QLl、
QL2・・・負荷トランジスタ、1,3・・・不揮発性
可逆カウンタ、2,4・・・D−A変換器、5・・・V
−1変換器、6・・・演算増幅器、7・・・A−D変換
器、8,81・・・双方向伝送部、MC・・・マイクロ
コンピユータ、SWl〜SW4・・・スイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マイクロコンピュータは制御偏差を受け双方向伝送
    部を介して第1不揮発性可逆カウンタに制御目標値を送
    出するとともに第2不揮発性可逆カウンタに操作量を送
    出し、第1デジタル−アナログ変換器は第1不揮発性可
    逆カウンタの出力をアナログ量に変換し制御目標値とし
    て第3のスイッチを経て演算増幅器へ送出し、第2デジ
    タル−アナログ変換器は第2不揮発性可逆カウンタの出
    力をアナログ量に変換し第2のスイッチを介して演算増
    幅器に送出するとともに操作量として電流信号にしてプ
    ロセス側に出力し、演算増幅器は通常運転時閉成してい
    る第1のスイッチ、第3のスイッチを通してそれぞれプ
    ロセス変量および制御目標値を受け制御偏差を出力し要
    すれば第1のスイッチと第2のスイッチを閉成してプロ
    セス変量と操作量の偏差を求めるように構成し、かつ復
    電後、瞬停か否かを判断し、瞬停でなければ手動操作に
    移行させ、瞬停であれば取り敢えず操作を手動状態にし
    、プロセス変量PVを読み、制御目標値SPとの偏差が
    所定の範囲D内に入つたとき(SP−PV)≦D、操作
    を自動に変えプロセスの制御に入るとともに、前記偏差
    が所定の偏差にないときは操作は自動か否かを判断し、
    その操作が自動でなければ前記プロセス変量PVを読む
    過程へ戻り、その操作が自動であればプロセスの制御へ
    入ることを特徴とするディジタル・コントローラ。
JP50151368A 1975-12-19 1975-12-19 デイジタル コントロ−ラ Expired JPS592921B2 (ja)

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JPS5274780A JPS5274780A (en) 1977-06-23
JPS592921B2 true JPS592921B2 (ja) 1984-01-21

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2478686B1 (fr) * 1980-03-21 1986-09-26 Amiens Const Elect Mec Procede de commande d'une machine a laver a fonctionnement regi par un microprocesseur, et machine a laver mettant en oeuvre ledit procede
JPH0619646B2 (ja) * 1984-07-31 1994-03-16 三菱電機株式会社 プログラマブルコントローラ
JPH0619645B2 (ja) * 1984-07-31 1994-03-16 三菱電機株式会社 プログラマブルコントローラ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4980485A (ja) * 1972-12-09 1974-08-02

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JPS4980485A (ja) * 1972-12-09 1974-08-02

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JPS5274780A (en) 1977-06-23

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