JPS5987504A - プログラム制御システムの自動始動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プログラム制御システムの始動方式に関し
、プログラム制御開始時における設定値プログラム曲線
の時間軸を自動的にセットしてそのまま制御へ移行する
自動始動方式に関する。

従来、炉等の温度をプログラマブルに設定するプログラ
ム制御システムにおいては、例えば第１図に示すように
、昇温温度プログラム設定曲線〔第１図（α）参照〕と
降温温度プログラム設定曲線〔第７図（ｂ）参照〕とを
定め、これらの温度プログラム設定曲線から得られる時
間変化に対しての温度設定値に従って所要の制御出力を
得、この制御出力によって制御対象の制御を行うよう構
成される。

すなわち、従来のプログラム制御システムにおいては、
第２図に示すように、プログラム設定機能部と調節機能
部とを保持するよう構成し、手動により制御開始指令を
前記プログラム設定機能部と調節機能部に入力して各機
能の始動を開始するよう構成する。そこで、前記プログ
ラム設定機能部では、例えば第１図に示す温度プログラ
ム設定曲線に従って時々刻々と変化する温度設定値を設
定し、この設定値を調節機能部へ送出する。調節機能部
では、前記温度設定値の入力と共に制御対象の現在の温
度測定値を入力し、制御対象を所要の温度設定値となる
ような制御出力を得る。なお、図示しないが、前記制御
出力は適宜操作機能部を介して制御対象の温度制御を行
う。

しかるに、従来前述したような温度プログラム制御を開
始するに際しては、全て次のような人為的手段によって
行っている。

（１）制御開始温度すなわち現状温度（第・７７図にお
いてＴ１とする）を把握する。

（２）現状温度に見合った制御開始時点（第１図１／ｒ
−おいて８点）をプログラム設定曲線から求める。

（３）　　プログラム設定機能部の出力が現状温度にな
るようにプログラム設定機能部の時間軸を８点（第１図
）に調節する。

（４）制御開始指令を与える。

従って、これらのプログラム制御を開始する手段を全て
人為的に行うことは、操作が極めて煩雑となるばかりで
なく、現状温度（Ｔ１）とプログラム設定曲線の開始温
度（８点）との不一致を生じ易く、このため所定の°プ
ログラム設定曲線に基づいた適正なプログラム制御がで
きない難点がある。

そこで、本発明者等は、前述した従来のプログラム制御
システムの始動手段に関する問題点を全て克服すべく種
々検討を重ねた結果、プログラム制御の開始時に際し、
制御対象の現状測定値に基づき予め設定したプログラム
設定曲線の時間軸を自動的に一致させるよう構成すれば
、制御対象の現状測定値と同−設定値からプログラム制
御へ円滑かつ確実に移行することができ、前記問題点を
解消し得ることを突き止めた。

従って、本発明の目的は、プログラム制御システムにお
いて、予め設定されたプロセス設定曲線に基づくプログ
ラム設定値の開始点を制御対象の制御測定値と簡便に一
致させて円滑なプログラム制御の自動始動を達成するこ
とができるプログラム制御システムの自動始動方式を提
供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明においては、プログ
ラム設定曲線に基づいて所定の制御設定値を設定するプ
ログラム設定機能部と、このプログラム設定機能部で設
定される設定値と制御対象の制御測定値とから制御対象
の制御出力を発生する調節機能部とを備えたプログラム
制御システムにおいて、前記プログラム設定機能部に制
御対象の制御測定値を入力してこの測定値に対しプログ
ラム設定曲線の時間軸を自動的に一致させ、制御測定値
と同一のプログラム設定値からプログラム制御を開始す
ることを特徴とする。

前記のプログラム制御システムの自動始動方式において
、プログラム設定機能部は、比較タイミング信号発生機
能部と、時間軸発生機能部と、プロセス設定曲線発生機
能部と、制御測定値とプログラム設定値との比較機能部
とを備え、機能開始信号を比較タイミング信号発生機能
部と時間軸発生機能部とに入力し、時間軸発生機能部で
得られる時間軸に基づいてプログラム設定曲線の開始点
を選択し、比較機能部で測定値と設定値とが一致した際
比較タイミング信号発生機能部と時間軸発生機能部に機
能停止信号を供給すると同時にプログラム設定曲線発生
機能部に機能開始信号を供給し、プログラム設定曲線に
基づくプログラム設定値を順次調節機能部へ出力するよ
う構成すれば好適である。

次に、本発明に係るプログラム制御システムの自動始動
方式の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第３図は、本発明自動始動方式の制御機能の原理を示す
説明図である。すなわち、本発明方式においては、自動
操作により制御開始指令をプログラム設定機能部と調節
機能部に入力して各機能の始動を開始するよう構成し、
しかもプログラム設定機能部と調節機能部に対しそれぞ
れ制御対象の現状測定値を入力する。この場合、プログ
ラム設定機能部では、現状測定値に基づき予め設定した
プログラム設定曲線の時間軸を自動的に一致させて所要
の設定値を得ることができる。一方、調節機能部では、
前記設定値と制御対象の現状測定値とから制御対象が所
要の設定値となるような制御出力を得ることができる。

従って、前記制御出力は、適宜操作機能部を介して制御
対象のプロ外ラム制御を行うことができる。

次に、前述した原理に基づく本発明のプログラム制御シ
ステムの自動始動方式の一実施例として、温度プログラ
ム制御システムにつき、第参図を参照して具体的に説明
する。すなわち、第≠図において、参照符号１０は温度
比較タイミング信号発生機能部、１２は時間軸発生機能
部、ｌ弘は温度比較機能部、１６は温度プログラム設定
曲線発生機能部、ｌざはＰＩＤ調節機能部、２Ｑは降温
時間軸補正機能部をそれぞれ示す。次に、これら各機能
部の制御操作と各機能の内容について説明する。

まず、降温モード信号または昇温モード信号からなる機
能開始信号が、温度比較タイミング信号発生機能部ＩＯ
および時間軸発生機能部１２へ供給される。この場合、
温度比較タイミング信号発生機能部１０は、指定された
幅のパルスを発生し、また時間軸発生機能部には、指定
された値まで指定された時間をかけて直線的に任意の値
（時間軸）を発生する。

一方、制御対象の炉の温度測定値Ｐｖを、温度比較機能
部１４！とＰＩＤ調節機能部／ｒｖｃ入力する。この場
合、温度比較機能部１４！では、後述する温度プログラ
ム設定曲線発生機能部１６において設定される温度設定
値Ｔ１を入力して前記温度測定値ＰＶと比較し、これら
の値が一致した際、温度比較タイミング信号発生機能部
ｉｏと時間軸発生機能部１２とに対し機能停止信号を発
生してこれを入力し、また温度プログラム設定曲線発生
機能部／４とＰＩＤ調節機能部ｉｔとに対し機能開始信
号を発生してこれを入力する。

そこで、前記温度比較タイミング信号発生機能部１０は
、前記温度比較機能部１６からの機能停止信号によりパ
・ルスの発生を停止し、これに基づき時間軸発生機能部
ｎはその機能を休止して所定の時間軸発生値をホールド
する。しかるに、前記温度比較タイミング信号発生機能
部／Ａで発生するパルス出力は、時間軸発生機能部／、
２へ入力すると共にＡＮＤ回路２．２の一方の入力端に
入力され、このＡＮＤ回路、２２の他方の入力端に入力
される温度比較機能部／≠から出力される機能開始信号
とのＡＮＤ条件によって温度プログラム設定曲線発生機
能部／ｌへ機能開始信号を入力するようにする。温度プ
ログラム設定曲線発生機能部／４は、所定の昇温プログ
ラム設定曲線と降温プログラム設定曲線とを設定し、昇
温モード信号または降温モード信号に基づいて機能する
時間軸発生機能部／、２の昇温時間軸または降温時間軸
の信号入力により、昇温プログラム設定曲線または降温
プログラム設定曲線の開始温度の選択が行われる。なお
、降温プログラム設定曲線の開始温度の選択に際しては
、時間軸発生機能部１２の出力信号は降温時間軸補正機
能部２０を介して温度プログラム設定曲線発生機能部／
６へ入力される。

すなわち、時間軸発生機能部１２でホールドされた時間
軸をＴＡ％とすれば、温度プログラム設定曲線発生機能
部／＆における昇温プログラム設定曲線の開始温度Ｔ１
はＴＡ点となり、一方降温プログラム設定曲線の開始温
度Ｔ、は１００（％ｌ　−Ｔ　Ａ点となる。従って、前
記降温時間軸補正機能部２０では、式１００−ＴＡの演
算を行う。

このようにして、温度プログラム設定曲線発生機能部１
６において、温度プログラム設定曲線の開始温度Ｔ１が
選択設定されると、この開始温度Ｔ１は温度比較機能部
ｌ≠に供給される。温度比較機能部ｌ≠では、炉の温度
測定値ＰＶとを比較し、前記測定値ｐｖと設定値Ｔ１と
が一致すると前記温度プログラム設定曲線発生機能部１
６とＰＩＤ調節機能部７ｇに対する機能開始信号を出力
する。なお、これと同時に温度比較機能部ｌ弘は、温度
比較タイミング信号発生機Ｑ／　０および時間軸発生機
能部ｌ−２に対し、機能停止信号を出力する。この結果
、温度プログラム設定曲線発生機能部／Ｇは、選択され
た温度プログラム設定曲線に基づいて温度プログラム設
定値ＳＶを発生し、この設定値ＳＶはＰＩＤ調節機能部
ｉｔへ入力される。従って、ＰＩＤ調節機能部／ｒでは
、前記設定値ＳＶと炉の温度測定値Ｐｖとに基づいて炉
の温度を所要のプログラム設定値に温度制御するための
制御出力ＭＶを発生する。

このようにして得られた制御出力により、炉の温度制御
を実際に行う場合の制御系統図を示せば、纂！図の通り
である。すなわち、第！図において、参照符号３Ｑは加
熱炉を示し、この加熱炉３Ｑにはバーナ３２と温度計３
弘が設けられている。バーナ３２には、燃料供給系３６
と空気供給系３ｔとが接続され、各供給系ｊＡ。

３♂にはそれぞれ流量調節弁≠０．１７２と流量計≠≠
、≠６が設けられる。しかるに前記各供給系３ｔ、３ｇ
に設けた流量調節弁弘Ｏ１≠２には、それぞれ流量調節
計ψｇ、ＳＯが設けられ、しかもこれらの流量調節計≠
♂、ｊＯに対し各供給系３６，３１ｒに設けた流量計φ
Ｖ、ｌ／ＬＧに付設される差圧発信器ｊ′λ、！ｔの出
力信号を入力して、流量のフィードバック制御を行うよ
う構成する。さらに、これらの流量調節計ｔｉｔ、ｔｏ
に対し、第≠図に示すＰＩＤ調節機能部Ｉｆから出力さ
れる制御信号に基づいて各供給系３１．，３１の流量を
制御する制御信号を得るための温度プログラム制御調節
計Ｊ−４を設ける。この調節計ｓｔは、温度計３４’に
付設した電気発信器！ざの出力信号を入力して前記流量
調節計ＩＡざ、１０に対して温度プログラムに基づく適
正な流量制御信号を出力するよう構成するＯ 従って、このように構成された加熱炉３Ｑは、第≠図に
示すプログラム制御システムによって瞬時にしかも円滑
に温度制御を行うことができる。特に、本発明によれば
、温度プログラム制御の開始に際して、温度測定値に対
し温度プログラム設定曲線の時間軸を自動的に一致させ
、温度測定値と同一のプログラム設定値からプログラム
制御を開始できるため、従来の手動縁かによる制御開始
温度と測定値との不一致から生じる制御性能の低下を防
止し、操作性の向上と共に自動化が適正に達成される。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した温度プログラム制御システムに限定される
ことなく、その他各種のプロセス制御を実現し得るプロ
セスのプログラム制御に広範囲に応用することができる
と共に本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の
設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度プログラム設定曲線であり、（α）は昇温
プログラム設定曲線、（ｂ）は降温プログラム設定曲線
を示し、第２図は従来のプログラム制御システムの始動
方式を示すシステム系統図、第３図は本発明に係るプロ
グラム制御システムの始動方式の原理を示すシステム系
統図、第弘図は本発明方式の一実施例を示す温度プログ
ラム制御システムの自動始動方式の系統図、第５図は第
≠図に示す方式によって制御される加熱炉の制御系の一
例を示す系統図である。 １０・・・温度比較タイミング信号発生機能部１２・・
・時間軸発生機能部 ／弘・・・温度比較機能部 ／乙・・・温度プログラム設定曲線発生機能部ＩＩ・・
・ＰＩＤ調節機能部 ２０・・・降温時間軸補正機能部 ２２・・・ＡＮＤ回路 ３０・・・加　熱　炉　３Ｊ・・・バーナ３≠・・・温
　度　計　ａｔ、・・・′燃料供給系３ｔ・・・空気供
給系　ｐｏ、ａコ・・・流量調節弁杯、弓・・・流量計
　μｒ、ｊｏ・・・流量調節計１２、！ＩＩ・・・差圧
発信器ｊ６・・・温変プログラム制軸層囲十ｊｔ・・・
電気発信器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プログラム設定曲線に基づいて所定の制御設定値
   を設定するプログラム設定機能部と、このプログラム設
   定機能部で設定される設定値と制御対象の制御測定値と
   から制御対象の制御出力を発生する調節機能部とを備え
   たプログラム制御システムにおいて、前記プログラム設
   定機能部に制御対象の制御測定値を入力してこの測定値
   に対しプログラム設定曲線の時間軸を自動的に一致させ
   、制御測定値と同一のプログラム設定値からプログラム
   制御を開始することを特徴とするプログラム制御システ
   ムの自動始動方式。 （２、特許請求の範囲第１項記載の自動始動方式におい
   て、プログラム設定機能部は、比較タイミング信号発生
   機能部と、時間軸発生機能部と、プロセス設定曲線発生
   機能部と、制御測定値とプログラム設定値との比較機能
   部とを備え、機能開始信号を比較タイミング信号発生機
   能部と時間軸発生機能部とに入力し、時間軸発生機能部
   で得られる時間軸に基づいてプログラム設定曲線の開始
   点を選択し、比較機能部で測定値と設定値とが一致した
   際比較タイミング信号発生機能部と時間軸発生機能部に
   機能停止信号を供給すると同時にプログラム設定曲線発
   生機能部に機能開始信号を供給し、プログラム設定曲線
   に基づくプログラム設定値を順次調節機能部へ出力する
   よう構成してなるプログラム制御システムの自動始動方
   式。