JPS61221983A

JPS61221983A - パルス計数型計測装置

Info

Publication number: JPS61221983A
Application number: JP6209385A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Baba; 馬場　泰
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1986-10-02

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】〔発明の技術分野〕この発明は、例えば回転流量計や回転計、ガイガー計数
管などから流量や回転数、放射線強度に比例して検出さ
れるパルスの数を積算し測定針を求めるパルス計数型軽
損装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

流量などのプロセスの計測１ｉＩＪｔＩＩＩを行なう場
合に、種々の条件変化に対しプログラミングで柔軟に対
応できるようにするためマイクロコンピュータなどのコ
ンピュータ計測制御システムが用いられている。

このコンピュータシステムにおいて、プロセス１つの測
定対象である例えば流量をパルス変換法で計測する場合
、第３図に示すようにパイプライン１０の途中にプロペ
ラ式等の回転流量計１２を備え、この回転流量計１２に
付設した流量検出、パルス変換部１４より流量に比例し
た数のパルスを出力させるようになっている。

一方、流量計ｉｌｌ　ｉｌＪ　ｍ　装置１６は検出パル
スを計数するパルスカウンタ１８、所定のプログラムに
従い計測及びＩＩＩ　ＩＩ動作を司る中央演算処理装置
（ＣＰＬＩ）２０、種々のプログラムを格納したＲＯＭ
２２、流量等のデータを一時記録するＲＡＭ２４、シス
テムバス２６等から構成されている。

そして、計ａｕｉ始前に第４図のステップ１００の如く
パルスカウンタ１８の計数値を読込んでＣＮＴＳとして
ＲＡＭ２４に格納し、又、所定時間経過した計測終了後
に第５図のステップ１１０の如くパルスカウンタ１８の
計数値を読込んでＣＮＴＥとしてＲＡＭ２４に格納する
。

パルスカウンタ１８は通常エンドレス（サイクリック）
に計数を行ない、（第６図、第７図において符号１９で
表示）、最大カウントＣＮＴＭＡＸ−１を越えるとカウ
ントアウトして「０」に戻る（計数値クリア）が、計測
中にカウントアウトがないときは第６図の状態であるの
で、積算値（総流量）ＳＵＭは、ＳＵＭ−ＣＮＴＥ−ＣＮＴＳで求まる（ステップ１１６参照）。

但し、計測中にカウントアウトがあるときは、単純に上
式で計算すると誤差を生じるので、ステップ１１２でＣ
ＮＴＳ＞ＣＮＴＥか判断しＹＥＳのときは、第７図のＣ
ＮＴＳとＣＮＴＥのように１回カウントアウトがあった
としてステップ１１４でＣＮＴＥ−ＣＮＴＥ＋ＣＮＴＭＡＸとしたあとステップ１１６のＳＵＭ計算を行なうように
していた。

ところで、第５図のフローに基づく計測では、ＣＮＴＳ
≦ＣＮＴＥであるが計測中に１回以上カウントアウトし
ている場合、例えば第７図のＣＮＴＳとＣＮＴＥ−のよ
うに実際はＳ　Ｕ　Ｍ　”が正しいが計算ではＳＵＭ”
とＣＮＴＭＡＸだけ少なくなってしまう。計測中に２回
以上カウントアウトしてＣＮＴＳ＞ＣＮＴＥとなった場
合にもやはり誤差を生じ、結局、カウンタの最大カウン
トの範囲内でしか正確に測定できない。

このため、従来は、有る所定の計測時間における総流量
の積算値がカウンタの最大カウント内に必ずおさまるよ
うカウンタの桁数を十分大きくしておくか、回転流量計
のプロペラ径を変えるなどして流量対パルス発生比率を
小さくし単位流量当りのパルス発生数を少なくするか、
更に、計測時間を短くして計測中のカウントアウトを見
逃さないようにしていた。

しかし、パルスカウンタの桁数を太き（するとカウンタ
をマイコンボード等に実装する際、かなりのスペースを
要し、Ｉ／’Ｏボートなどとの配線数も増えて構成が複
雑化する。また、計測側のカウンタ桁数に対し、流量対
パルス発生比率が適当な値となるよう、測定点での回転
流量計のプロペラ径をその点での流量を考慮して最適な
大きさに設定することは非常に面倒な作業であり、単位
流量当りのパルス発生数が少な過ぎて計測が粗くなる恐
れがある。更に、計測時間を短くして積算値が常にカウ
ンタの最大カウント内におさまるようにすると、カウン
タに対するＣＰＵのアクセス回数及び計測処理回数が増
えて負担となり、かつ、あまり計測時間が短いと測定誤
差が大きくなるという欠点がある。

（発明の目的）本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、
所定の計測時間中に例えばカウンタがカウントアウトし
ても正確にパルスの全積算値を計測することができるパ
ルス計数計測装置を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、第１図に示す如く
一定数のパルスを計数すると計数値をクリアして再び計
数を繰返す機能を有し、測定対象から測定量に比例して
検出されるパルスの数を計数するカウンタ手段５１と、
このカウンタ手段５１が計数値をクリアした回数を検出
するクリア回数検出手段５３と、測定開始と測定終了時
のカウンタ手段５１の計数値及びこの間のクリア回数か
らパルスの積算値を算出して測定量を求める演算手段５
３とを有することを要旨とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例に係るプロセスの流量計測制御
装置を第２図、第８図乃至第１１図に基づいて説明する
。

なお、第２図は当該流量計測制御装置の構成を示すブロ
ック図、第８図乃至第１１図は各々第２図の動作を説明
するためのフローチャートである。

第２図に於て、流量計測制御装置２８は、マイクロコン
ピュータシステムで構成されており、その主要部は所定
のプログラムに従って命令を実行し計測処理や制御処理
等を司る演算手段およびクリア回数検出手段を構成する
中央演算処理装置（ＣＰＵ）３０、この中央演算処理装
置３０に所定の処理を行なわせるための計測プログラム
や制御プログラムなど各種プログラムを内蔵したプログ
ラムＲＯＭ３２、計測データや制御データなどを格納す
るためのＲＡＭ３４、入力パルスを計数するカウンタ手
段を構成するパルスカウンタ３６、各部を接続するシス
テムバス３８とから構成されており、Ｉ１０ボート及び
１回当りの計測時間を設定するタイマ等も図示しないが
適宜設けられている。

中央演算処理装置３０は割込み機能を有しており、パル
スカウンタ３６から送られる割込み信号を入力すると割
込を生じ、カウントアウト処理プログラム（第１０図参
照）を実行するようになっている。また、タイマがクロ
ックパルスを計時して一定時間経過し、計測時間経過信
号を出力すると、中央演算処理装置ｔ３０は所定の計測
及び制置処理プログラム（第８図、第９図、第１１図参
照）を実行するようになっている。

パルスカウンタ３６は、パルスを入力すると１づつカウ
ントアツプするカウントレジスタ４０と、このカウント
レジスタ４０がカウントアウトするとこれを検出しカウ
ントレジスタ４０をクリアすると同時に中央演算処理装
＠３０へ割込信号を出力するカウントアウト検出部４１
とから構成されている。

カウントレジスタ４０は、出力側がシステムバス３８と
接続されている。このカウントレジスタ４０はｒＯＪ　
へｒＣＮＴＭＡＸ−ＩＪ　Ｆｔ’Ｊｌ大ＣＮＴＭＡＸの
カウント数をエンドレスでカウンタする。

バイブライン４２の途中に設けた回転流量計４４の流量
検出・パルス変換部４６から流量に比例して出力される
パルスはカウントレジスタ４０に入力されて計数される
ようになっている。

システムバス３８には、またパイプライン４２に設けた
図示しない流ＩＩＩＪＩＩｌ弁の開度を操作する弁操作
部が接続されている。

次に上記実施例の全体的な動作について説明する。

まず、中央演算処理装［３０は計測準備プログラムに基
づき第８図のフローに示すように、ステップ２００でそ
の時点でのパルスカウンタ３６のカウントデータをシス
テムバス３８を介して読込みＣＮＴＳデータとしてＲＡ
Ｍ３４に格納し、そしてＲＡＭ３４に格納したカウント
アウト回数Ｎをクリアする（ステップ２０２）。また、
ステップ２０４でタイマをスタートさせる。

第８図のフローによる計測準備動作を終了すると、中央
演算処理装置３０は、次に、流量制御プログラムに基づ
き例えば第９図のフローに従う定値制御動作を開始する
。

まず、ステップ２１０で、前回の計測で得られた総流１
ｓＵＭと予め設定された目標値Ｉどの偏差Ｅを求め、次
にステップ２１２において偏差Ｅに所定の演算を施して
例えばＰ動作を行なうための訂正動作データＤを得る。

この訂正動作データを、システムバス３８を介して外部
の弁操作部に出力しここで操作量に変換せしめて１Ｍ制
御弁の開度を制御する（ステップ２１４）。

なお、初回の制御動作時には、前回の計測値ＳＵＭが存
在しないので適当な仮定値を用いる。また、前回、前々
回等で求めた偏差Ｅｔ−ｓ＊Ｅｔ−２・・・をＲＡＭ３
４に格納しておき所定のアルゴリズの計算を行なってＰ
　Ｉ　Ｄ　Ｉ制御等を行なうことも容易にできる。

ところで、パルスカウンタ３６は、常時１ｆｆｉ検出・
パルス変換部４６から入力するパルスを計数しており、
第８図のステップ２００でカウントデータが読出されて
から次にカウントデータが読出されるまでの間を１回分
の計測時間として入力パルスの加算が進行している。

計測を開始したときのパルスカウンタ３６のカウント値
が最大カウント近くであったり、計測中に外乱等で流量
が増大したりしてカウントアウトが生じると、カウント
アウト検出部４１がこれを検出し割込信号を中央演算処
理装置３０に出力する。

カウントアウト検出部４１から割込信号を入力した中央
演算賞装置３０は、割込を生じ、第９図に従う制御処理
プログラム等を実行中のときはこれを中断して第１０図
のフローに示すカウントアウト処理プログラムを実行す
る。即ち、ステップ２２０でＮに■を加算しＲＡＭ３４
に格納する。

ステップ２２０を終了した後は再び前記中断したプログ
ラムを続行する。

この割込処理はパルスカウンタ３６がカウントアウトす
る度に起動されるのでＲＡＭ３４には１回分の計測中に
生じたカウントアウト回数が記憶されることになる。

中央演算処理装置３０は、第９図の制御処理を行なった
のち、第１１図の示す計測終了プログラムを実行する。

まず、ステップ２３０でタイマが所定時間経時しタイム
アツプしたか判断し、ＹＥＳの場合、ステップ２３２に
移ってその時点でのパルスカウンタ３６のカウントデー
タをシステムバス３８を介して読込みＣＮＴＥデータと
してＲＡＭ３４に格納する。

次に、ＲＡＭ３４に格納されたＣＮＴＳ、ＣＮＴＥ及び
Ｎの値から、ＳＵＭ＝ＣＮＴＥ＋ＣＮＴＭＡＸ　−ＮＣＮＴＳの計算を行ない、今回の積算値（総流量）を求めＲＡＭ
３４に格納してフローを終わる（ステップ２３４）。こ
のＳＵＭを、タイマで経時させる計測時間Ｔで割って流
量を求めたり、また過去の連続する複数回の測定値の平
均を求めることも容易である。マイクロコンピュータシ
ステムにプリンタやディスプレイが接続されているとき
は、所定の出力処理プログラムに従い計測値や偏差など
のプリントアウトや表示を行なわしめることもできる。

このようにして今回の積算値ＳＵＭの計測を行なったあ
と、次回の計測と制御を行なうため第８図そして第９図
のフローに移る。以下、同様の手順をくり返して逐次流
量の計測及び定値制御を行なうことができる。

なお、上記実施例では、計測時間中に流量制御を実行さ
せるようにしたが、計測処理と制御処理を交互に行なう
ようにいてもよい。また、測定対象は流量の他、タービ
ンの回転数や、原子力発電所の放射線強度であってもよ
く、更に、マイクロコンピュータシステムを計測制御装
置として用いる他、制御は行なわずプリント出力やモニ
タ出力或いは以上時の警報出力などを行なう測定装置と
して構成してもよいのは当然である。

（発明の効果〕以上説明したように本発明に係るパルス計数型計測装置
によれば、パルスの計数を行なうカウンタがカウントア
ウトしたとき中央演算処理装置に割込みを生じさせてカ
ウントアウト回数を記録するようにしたので、成る計測
時間中にパルス入力数が不測に増大して１回又はそれ以
上カウントアウトが生じても計測時間内の全積算値を正
確に計測することができ信頼性が向上する。

また、一般のカウンタは既にカウントアウト時にキャリ
アウド信号を発生する機能を有しているので回路上特別
な構成を付加する必要はなく、又、割込処理プログラム
を含めた計測処理プログラムも簡単な為、装置の製造・
組立段階で特に負担になることはない。

更に、パルス計数用のカウンタ桁数はそれ程多くなくて
よいので装置スペースに余裕ができ、カウンタとシステ
ムバス間の配線数も少な、くて済む。

また、測定点に回転流量計などの計器を設ける際、計測
側のカウンタの最大カウント数を考慮する必要がないの
で計器設置作業が用にとなり、また、１回当りの計測時
間も短くする必要がないので所要の測定精度を保持でき
中央演算処理装置を計測処理の為に占有することがなく
他の制制若しくは出力処理等に十分な時間を当てること
ができる。

このように本発明は計測データをそのまま或いは加工し
てプリンタ、モニタ等に出力したり、計測データに基づ
いて制御を行なうようにするなどしたデジタルコンピュ
ータシステムに於て、ハード上又はソフト上の負担を増
すことなく測定量に比例したパルスの積算値を正確に計
測することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は本発明の一実施例に
係るマイクロコンピュータシステムによるプロセスの流
量計測制御装置を示すブロック図、第３図は従来の流量
計測制御装置を示すブロック図ブロック図、第４図及び
第５図は各々第３図の動作を説明するためのフローチャ
ート、第６図及び第７図は各々第３図の動作の説明図、
第８図ないし第１１図は各々第２図の動作を説明するた
めのフローチャートである。３０・・・中央演算処理装置、３２・・・プログラムＲＯＭ。３４・・・ＲＡＭ。３６・・・パルスカウンタ、４１・・・カウントアウト検出部、５１・・・カウンタ手段、５３・・・クリア回数検出手段、５５・・・演算手段。第３図第４図　　　　　第５図第８ｙＪ前１０１１！１第９図第１１図手続ネ甫正書く自発）昭和６０年牛用１ｚ日特許庁長官　　志　賀　　　学　　殿３、補正をする者氏名（名称）　株式会社　東　芝虎ノ門第−ビル５階電話　東京（５０４）　３０７５・３０７６・３０７７
番５、補正の対象（１）　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄（２）　
　明細書の「図面の簡単な説明」の欄６、補正の内容（１）　　明細書第１頁第１９行目の「・・・パルス計数型軽損装置に関する。」とあるのを
、［パルス計数型計測装置に関する。」と補正する。（２）　　明細書第１頁第２０行目の「「考案の技術的背景とその問題点」」とあるのを、「「発明の技術的背景とその問題点」」と補正する。（３）　　明細書第１１頁第１６行目の「・・・タイム
アツプしたか判断し、・・・」とあるのを、［・・・タイムアツプしたか判断し、・・・」と補正す
る。（４）　　明細書第１４頁第９行目の「・・・計器設置作業が用にとなり、・・・ｊとあるの
を、「・・・計数設置作業が容易となり、・・・」と補正す
る。（５）　　明細書第１４頁第１２行目の「・・・他の制
制若しくは」とあるのを、「・・・他の制御若しくは」と補正する。（６）　　明細書第１５頁第６行目の［図ブロック図、第４図・・・」とあるのを「図、第４図・・・」と補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

一定数のパルスを計数すると計数値をクリアして再び計
数を繰返す機能を有し、測定対象から測定量に比例して
検出されるパルスの数を計数するカウンタ手段と、この
カウンタ手段が計数値をクリアした回数を検出するクリ
ア回数検出手段と、測定開始と測定終了時のカウンタ手
段の計数値及びこの間のクリア回数からパルスの積算値
を算出して測定量を求める演算手段とを有するパルス計
数型計測装置。