JPS63217403A - プログラムコントロ−ラ - 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】 ′産業上の利用分野〉 この発明は、電気炉等の温度制御を行うプログラムコン
トローラに関するものであり、とくにプログラミング操
作を簡単にすることを意図したしのである。

〈従来技術〉 プログラムコントローラは湯境、圧力などのプロセス量
を所定のパターンで制御するものであり、電気炉等の制
御に広く用いられている。このＪ：うなプログラムコン
トローラの構成を第５図に示ず。

第５図において、プロセス量を表わづブ［：ｌ　１？ス
信号は入力部１に入力され、デジタル信号に変換される
。この入力部１の出力は制御油ｇ）部２に入力される。

３はブＯグラムファイルであり、複数のブ［１グラムセ
グメントで構成されたプログラムが格納されている。４
はプログラムセレクタであり、入力されるプログラム番
号に従ってプログラムファイル３内に格納された、対応
するプログラムのプログラムセグメントを順に読みだす
。またブ［１グラムセレクタ４には始Ｔ！ｉＪ／停止信
号が入力され、プログラムのスタート／ストップが制御
される。

プログラムセレクタ４が読みだしたプログラムピグメン
トに格納されている目標設定値ＴＳＶおよび所要時間Ｔ
ＩＭＥは設定値発生部５に入力される。目標設定１＋Ｉ
ｒＴｓ　Ｖはそのプログラムセグメントの最後における
設定値を表わし、設定値発生部５はプログラムセグメン
トの設定値Ｓｖをそのプログラムセグメントの所要時間
ＴＩＭＥＲ間かけて目標設定値ＴＳＶまで変化させる。

プログラムセグメントに格納されているコントロールパ
ラメータは制御演峰部２に入力される。制御演算部２は
これらプロセス量、設定値Ｓｖ１コントロールパラメー
タからＰＩＤ演算等により操作ｆｉＭＶを演算して出力
部６に出力する。出力部６はこの操作ｆｆｉＭＶをアナ
ログ信号やオン／オフ信号に変換して出力する。

第６図にプし１グラムの構成を示ず。プログラムは′Ｉ
ｉ数のプログラムセグメント１〜５から構成され、各プ
ログラムセグメントにはそのセグメントの目標設定値Ｔ
ＳＶ、そのセグメントの所要時間’ｒ１ＭＥ、出力であ
る操作量の−Ｅ限および下限を表わすＭＶＨ，ＭＶＬ、
比例帯定数Ｐ　ｓ　ｓ積分定数Ｉｓ、微分定数Ｄｔが格
納されている。これらのセグメントはプログラムセレク
タ４により順に読みだされ、目標設定値ＴＳＶ、所要時
間丁ＩＭＥは設定値発生部５に、上限Ｍ　Ｖ　Ｈ、下限
ＭＶＬ。

比例帯定＠Ｐａ、積分定数Ｉｔ、微分定数Ｄ’＋はシリ
御演輝部２に入力される。Ｍ　Ｖ　ｌ−１、ＭＶＬ。

Ｐａ１　ＩｔｌＤｔはコントロールパラメータと呼ばれ
る。また、操作量の上限Ｍ　Ｖ　１１は電気炉のヒータ
の抵抗値の温度変化を考慮して投入電力の上限値を安全
な範囲に制限するために用いる。このプログラムは、 ０８分間で４５０℃にが温Ｊる。

０８分間で７００℃にｖｖ渇する。

０６分間で８００℃に昇温する。

０２４分間で９００℃に昇温する。

０９９時間９００℃を維持フる。

ことを表わす。

電気炉などの制御では、温度の立上がりを早くし、かつ
オーバーシュートを小さくり′ることが求められる。第
７図に設定値Ｓｖの立上がりを変化させたときにプロセ
スＩＰＶがどのように追従するかを示づ。第７図（Ａ＞
では設定ｆｒ１ｓｖが３０分弱で、（Ｂ）は２時間で、
（Ｃ）は４時間弱で０℃から９００℃まで立上がる例を
示す。この図かられかるように、（Ａ＞では３００℃、
（Ｂ）では１５０℃、（Ｃ）では３０℃程度のＡ−バー
シュートが発生する。すなわら、オーバーシュートを小
さくするためにハ設定値の立上がりを小さくしなければ
ならず、立上がりを早くすることと、オーバーシュート
を小さくＪることは相反する条件になる。そのため、第
８図に示すようなプログラミングを行う。第８図の例は
立も上がりの部分を４つのプログラムセグメントに分割
し、各々のセグメントで立上がりを変化させるようにし
たちのぐある。すなわら、最初のセグメントでは立上が
りを早くし、後ろのセグメント程立］：がりを遅くする
ように１０グラムする。この様にすると立にがりを甲ク
シ、かつオーバーシュートを小さくすることができる。

ぐ発明が解決づべき問題点〉 しかしながら、この様な７０グラムコントローラには次
のような問題点がある。第８図に示したように、立上が
りを甲クシ、かつオーバーシュートを小さくするために
は立上がりの部分を複数のプログラムセグメントに分割
してプログラムする必要がある。υ制御する装置が同じ
であると立上がりのパターンは同じで良いが、最終的な
目標設定１１は使用する目的によって変えなければなら
ない。

プログラムは第６図に示すように目標設定値等をそのま
ま設定しなければならないため、制御パターンはそのま
まで最終的に保持する目標設定値のみを変える場合でも
全てのプログラミングメン１〜の目標設定値を変えなけ
ればならなかった。そのため、複数の条件に対応するた
めには故多くのプログラムを格納しておく必要があり、
プログラム設定のための操作が＊ｍになるという欠点が
あった。また、Ｒ終的に保持する目標値のみを変える場
合でも全てのプログラムセグメントの目標設定値を変え
なければならないため、設定に時間がかかるという問題
点もあった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は、最終的に保持する目標設定値の設定
と制御パターンの設定を分ｍすることにより、プログラ
ムの設定を容易にできるプログラムコントローラを提供
することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 前記問題点を解決するために、本発明では複数のプログ
ラムセグメントからなるプログラムによってその制御パ
ターンが決定され、この１Ｉｉｌｌ＠パターンに従って
操作用を出力するプログラムコントローラにおいて、前
記プログラムの目標設定値に関連する所定の１直を保持
設定値格納部に格納し、また各プログラムセグメントの
目標設定値を前記保持設定値格納部に格納された値の比
率で格納して、これら複数のプログラムセグメントに格
納した比率と前記保持設定値格納部に格納した値の積を
比率演算部で演算して各プログラムセグメントの目４！
ｌ設定値を算出するようにしたものである。

〈実施例〉 第１図に本発明に係るプログラムコントローラの一実施
例を示す。なお、第５図と同じ豆本には同一符号を付し
、説明を省略する。第１図において、１０は保持設定値
格納部であり、各プログラムの最後のプログラムセグメ
ントにお【ノる目標設定１ａＫＰが格納されている。こ
の保持設定値格納部１０には実行するプログラムの番号
が入力される。１１は比率演算部であり、保持設定値格
納部１０の出力ＫＰが入力される。この比率演算部１１
にはまたプログラムセレクタ４から、実行されるプログ
ラムセグメントの目標設定値の比率Ｒ８■が入力される
。比率演算部１１はこの入力された保持設定値ＫＰと目
標設定値の比率Ｒ８Ｖの積を演算し、そのプログラムし
グメントの目標設定（ｆｌ　Ｔ　Ｓ　Ｖとして設定値発
生部５に出力する。すなわら、 ＴＳＶ＝ＫＰ＊Ｒ８Ｖ となる。

次に第２図に基づいてプ［１グラムの構成を説明する。

第２図（Ａ＞はプログラムファイル３のプログラムであ
り、第６図と同じく５つのプログラムセグメントから構
成されている。各プログラムセグメントに格納されてい
るデータは第６図と同じであるが、目標設定値ＴＳＶの
代りに、目標設定値の比率Ｒ８Ｖが格納されている。こ
のプログラムの最後のプログラムセグメントの目標設定
値は９００℃なので、プログラムセグメント１〜５のＲ
８Ｖにはこの最後のプログラムセグメントの目標設定値
との比率である０、５００，０．７７８．０．８８９、
ｉ、ｏｏｏ、ｉ、ｏｏｏが格納される。その他のデータ
Ｔ　ＩＭＥ、ＭＶＨ，ＭＶし、ＰＢ、Ｉｔ、Ｄｔは第６
図と同じである。また、（［３）は保持設定値格納部１
０の構成を示Ｖ。

この保持設定値格納部１０には保持設定１１ＫＰが格納
される。すなわら、保持設定値格納部１０に格納された
保持設定値ＫＰは１つのプログラムで同じ値を用いる。

これらの値は入力されるプログラム番目により読みださ
れて、比率演算部１１に出力される。従って、比率′ｔ
Ｊ＞ｉ部１１の出力ＴＳＶはプロゲラＬｘ　Ｌ’グメン
１〜１〜５でそれぞれ４５０℃、７００℃、８００℃、
９００℃、９００℃となる。

第３図に、第２図＜Ａ＞で示したプログラムの保持設定
値ＫＰを９００℃、１０００℃、１２００℃に変化させ
たときの目標設定値ＴＳＶの変化を示す。この図かられ
かるように、プログラムファイル３のプログラムを変え
ないで保持設定値格納部１０に格納された保持設定値Ｋ
Ｐを変えるだ（）で、ブ［１グラムの設定を変えること
ができる。

第４図に本発明の他の実施例を示す。なお、第１図と同
じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この実施
例は比例帯定ＭＰａ等のコントロールパラメータをプロ
グラムセグメントとは別のコントロールパラメータセグ
メントに格納し、目標設定値下Ｓｖの値によってこのコ
ントロールパラメータセグメントを指定するようにした
ものである。第４図において、１２はコントロールパラ
メータセレクタであり、比率演算部１１の出力である目
標設定ｈｌｌＴｓＶが入力される。１３はコントロール
パラメータファイルであり、比例帯定数Ｐａ、積分定数
Ｉｔ、微分定数Ｄｔ、操作量の上ＩＭ　Ｖ　ｌ−１、下
限ＭＶＬ等のコントロールパラメータが保持されたコン
トロールパラメータセグメントが格納されている。コン
ト［１−ルパラメータセレクタは入力された目標設定値
下Ｓｖの大きさによってコントロールパラメータファイ
ル内のコントロールパラメータセグメントを選択する。

例えば、 ■ＴＳＶ≦４００℃ではセグメント１゜０４００℃く丁
Ｓ■≦５００℃ではセグメント２、　　　　・ ０５００℃＜ＴＳＶ≦７００℃ではセグメント３゜ のように選択する。この選択されたコントロールパラメ
ータセグメントに格納されたコン１へロールパラメータ
はυ」御演鋒部２に入力されて操作量ＭＶが演算される
。このようにすると、プログラムセグメントには目標設
定値の比率Ｒ８ｖと所要時間下ＩＭＥのみ設定すれば良
いので、プログラムの設定が簡単になるという特徴があ
る。

なお、これらの実施例では保持設定値格納部１０に格納
される保持設定１直ＫＰはプログラムの最後のプ［１グ
ラムセグメントでの目４Ｍ［１定値としたが、この値に
限られることはなく、任意の値としてよい。但し、長時
間一定値に保持される目標設定値に一致させた方が７１
コグラミング上便利である。

〈発明の効果〉 以上実施例に基づいて具体的に説明したように、この発
明では複数のプログラムコントン］・を有するプログラ
ムによりｖ制御パターンが決定されるプログラムコント
ローラに４５いて、所定の保持設定値を保持設定値格納
部に格納し、各プログラムセグメント設定する目標設定
値をこの保持設定値の比率で設定して、比率演算部にて
保持設定（直格納＆−に格納された保持設定値とプログ
ラムコントントに格納された比率の積を演咋して目標設
定値とした。そのため、保持設定値を変えるだけで複数
の制御に対応できるので、数多くのプ［１グラムを持つ
必要がなくなるためプログラム設定の操作が簡単になる
。

また、保持設定値を変えるだけで多数のυ！御が行える
ので、制御目標の変化に対して迅速に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプログラムコントローラの構成を
示すブロック図、第２図はプログラムの構成を示Ｊ図１
、第３図は目標設定値の変化の例を示す特性曲線図１、
第４図は本発明の伯の実施例を示づブロック図、第５図
は従来のプログラムコント［１−ラの構成を示すブロッ
ク図、第６図は従来のプログラムセグメントの構成を示
す図、第７図、第８図は設定値とプロセス量の変化の例
を示す特性曲線図である。 １・・・入１）部、２・・・制御演算部、３・・・プロ
グラムファイル、４・・・プログラムセレクタ、５・・
・設定値発生部、６・・・出力部、１０・・・保持設定
値格納部、１１・・・比率演算部、１２・・・コントロ
ールパラメータセレクタ、１３・・・コントロールパラ
メ−タセレクタ、ＭＶ・・・操作量、ＫＰ・・・保持設
定値、Ｒ８Ｖ・・・目標設定値の比率、Ｔ　Ｓ　Ｖ・・
・目標設定値。 第５図 第り図 第７図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）時間 第ε図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のプログラムセグメントからなるプログラムによっ
   てその制御パターンが決定され、この制御パターンに従
   って操作量を出力するプログラムコントローラにおいて
   、 前記プログラムの目標設定値に関連する所定の値が格納
   される保持設定値格納部と、目標設定値が前記保持設定
   値格納部に格納された値の比率で格納される複数のプロ
   グラムセグメントと、これら複数のプログラムセグメン
   トに格納された比率と前記保持設定値格納部に格納され
   た前記所定の値が入力されこれらの値から目標設定値を
   演算する比率演算部とを有することを特徴とするプログ
   ラムコントローラ。