KR850000326B1 - 공정제어용 제어기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

공정제어용 제어기
제1도는 본 발명의 일실시예를 표시한 블록선도.
제2도는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 순서도.
제3도 및 제4도는 본 발명을 기능적으로 표시한 블록선도.
본 발명은 마이크로프로세서 응용의 공정제어용 제어기에 관한 것이다.
마이크로프로세서 응용의 제어기에 있어서는, 제어대상에 따른 사용자 프로그램이 작성된다. 그리고, 실제로 제어를 개시하기 전에는, 제어프로그램이 순서대로 완성되어 있는지 어떤지의 순서확인과 제어프로그램으로 목적하는 제어 결과를 얻을 수 있는지 어떤지의 동작확인과, 제어파라미터의 초기치의 설정 및 하아드웨어의 동작확인 등의 테스트가 필요하게 되어 있다. 이 테스트를 행할 경우는 일반적으로 제어대상을 모방한 제어대상 모델(이하 공정모델이라 함)을 만들어서 제어기에 접속하여, 제어기를 동작시킨다. 이것을 시뮬레이션이라고 한다. 종래 시뮬레이션은 제어기의 기능과는 별도로 생각하고 있으며, 따라서 제어기의 설계자는 필요에 따라서 적당한 공정모델을 만들지 않으면 안된다. 이 대책으로서 공정을 고차지연 시스템으로 유사한 공정시뮬레이터 등이 제품화되고 있으나, 기능이 단순하기 때문에 복잡화하는 공정에 대응하기 어렵게 되어가고 있다. 또, 계산기 제어시스템에서는 복잡한 공정모델을 소프트웨어로 만들어 테스트하는 예가 있으나, 그 수법이 표준화되어 있지 않기 때문에 누구나 사용할 수 있는 것은 아니다.
본 발명은, 제어기 본체와 프로그래머로서 구성되어 있어, 프로그래머에 의해서 사용자 프로그램을 기억소자에 기록시키는 프로그램 방식과 기억소자에 입력된 프로그램을 제어기 본체에서 실행하는 시운전 방식을 가지며, 동시에 사용자 프로그램에 제어프로그램 영역과는 별도로 공정모델프로그램 영역을 두어서 시뮬레이션의 수법을 표준화하므로서, 특별한 시뮬레이터를 필요로 함이 없이, 그러면서도 누구나가 용이하게 테스트할 수 있는 공정제어용 제어기를 실현한 것이다.
제1도는 본 발명 제어기의 일실시예를 표시한 블록선도이다. 도면에 있어서, (10)은 제어기 본체이며, 마이크로프로세서(CPU)나 시스템프로그램이 입력된 기억소자를 포함한 시스템제어부(11)와, 제어대생의 공정량을 검출하는 검출기나 제어대상을 제어하는 조작단(端)등의 공정 I/O와의 인터페이스회로(12)와, 작업(job)마다에 프로그램이 바뀌는 사용자 프로그램이 입력된 ROM 등의 불휘발성 기억소자(13)가 부착되는 소케트(14)와, 제어파라미터등의 데이터가 입력되는 RAM 등의 휘발성 기억소자(15)와, 제어파라미터등을 표시하는 디지탈 표시기(16) 및 제어파리미터의 동조를 위한 키이보오드(17)와의 D/K 인터페이스(18)를 가지며, 이것들은 데이터버스(19)로 접속되어 있다. (20)은 프로그래머로서, 프로그래밍용의 프로그램이 입력된 기억소자를 가지며, 프로그래밍동작을 제어하는 프로그램제어부(21)와, 프로그램키이보오드(22), 표시기(23), 동작모우드 스위치(24), 프로그램영역 지정스위치(25)와 ROM라이터 등의 I/O 인터페이스회로(27)와 작성된 프로그램을 입력하기 위한 RAM 등의 기록과 독출을 자유롭게 할 수 있는 기억소자(28)를 갖고 있으며, 이들은 데이터버스(29)로 접속되어 있다. 프로그래머(20)의 데이터버스(29)는 제어기본체(10)의 데이터버스(19)에 접속기(30)로 착탈자재케 접속된다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작을 제2도의 순서도를 참조하면서 다음과 같이 설명한다. 먼저, 제어기본체(10) 및 프로그래머(20)의 동작은 모두 시스템제어부(11)의 CPU의 제어에 의해서 행해진다.
전원이 투입되면 일정한 기간, 주변회로의 초기화가 일어난다. 다음에 CPU는 제2도의 순서도에 표시한 바와같이, 프로그래머(20)가 접속되어 있는지 어떤지를 판단한다. 프로그래머(20)가 접속되어 있지 않은 경우에는 ROM(13)에 입력된 사용자 프로그램에 따라서 연산을 실행하는 실행방식이 되고, 프로그래머(20)가 접속되어 있는 경우에는 프로그래머(20)의 동작방식스위치(24)에 의해서 사용자프로그램을 작성하는 프로그램방식과 그 테스트를 행하는 시운전 방식이 선택된다.
제어기본체(10)는, 프로그래머(20)가 접속되어 있지 않으면, 소켓트(14)에 접속된 ROM(13)에 입력되어 있는 사용자 프로그램을 실행하는 실행방식이 된다.
실행방식에서는, 먼저 애널로그 입력이 읽어 넣어지고, A/D 변환된 후, 정규화되어서 RAM(15)의 입력레지스터에 입력된다. 한편, 디지탈입력(접점신호)도 읽어 넣어져서 RAM(15)의 입력레지스터에 입력된다. 모든 입력정보가 RAM(15)의 입력레지스터에 입력된 입력처리가 끝나면, 다음에 ROM(13)에 입력된 사용자프로그램에 따라서, 시스템프로그램 속의 산술연산, 논리연산, 다이나믹연산등의 연산라이브러리를 조합해서 보조연산 및 제어연산이 실행되고, 그 연산 결과가 RAM(15)의 출력레지스터에 입력된다.
사용자프로그램에 의한 제어연산이 끝나면, 출력처리를 행하고, 출력처리에서는, RAM(15)의 애널로그 출력용의 출력레지스터의 내용이 D/A 변환된 후 출력되고, 또 RAM(15)의 디지탈 출력용의 출력레지스터의 내용도 독출되어 출력된다. 이상의 입력신호의 읽어넣는 것으로부터, 연산 그리고 출력까지의 수순이 0.2초 기간에 반복신행되므로, 종래의 애널로그 제어기와 대체로 변하지 않은 응답이 얻어진다. 이 사이에, 입력레지스터, 출력레지스터에 입력되어 있는 데이터는 표시기(16)에서 표시한다.
프로그래머(20)를 제어기본체(10)에 접속하고, 동작방식스위치(24)를 프로그램쪽으로 하면, 프로그램방식이 된다.
프로그램방식에서는, 키이보오드(22)의 이니셜라이즈키이를 누르면 프로그램제어부(21)의 기억소자에 기입되어 있던 P,I,D등의 제어파라미터의 초기치가 RAM(28)의 파라미터 영역에 설정된다. 이 초기치는 시스템고정의 것으로서 작업에 의해서 바뀌지 않는 값으로서 예를들면, P=1000%, I=9999초 D=0초와 같이 안전한 사이드 값이다. 또, RAM(28)에는 제3도에 표시한 바와같이 제어연산을 행하기 위한 제어프로그램영역과는 특별히 시운전방식일때, 시뮬레이션을 행하기 위한 공정모델영역이 남아있으며, 프로그램방식이 있어서, 어느쪽의 영역에 기록할 것인가는 영역지정 스위치(25)에서 지정된다.
따라서, 제4도의 계장순서에서 표시하 바와같은, 프로세스시스템으로부터의 입력(x)에 상수(α)를 곱하고, 다시 바이어스(β)를 가산한치(αx+β)를 측정치(PV)로 하여, 내부의 설정치(SV)와의 편차에 PID연산을 해서 조작출력(MV)을 얻도록한 제어시스템의 제어프로그램을 작성할 경우에는, 영역지정 스위치(25)로 제어프로그램영역을 지정하고, 키이보오드(22)로부터 제3도에 표시한 바와 같은 제어프로그램을 키이인한다.
즉, 스템(01)의 에널로그입력(x)을 읽어넣는 명령(LD×1)은 읽어넣는 명령키이(LD)를 누루고, 레지스터지정키이(X) 및 치수(置數)키이(1)를 순차적으로 누룸으로서 작성되고, 스템(02)의 정수(α)를 읽어넣는 명령(LDP1)은 읽어넣는 명령키이(LD), 레지스터 지정키이(P) 및 치수키이(1)를 순차적으로 누룸으로서 작성되며, 스템(03)의 (αx)가 되는 연산을 행하는 명령(*)은 연산명령키이(*)를 누룸으로서 작성된다. 스템(04)의 상수 (β)의 읽어넣는 명령(LDP2)는 읽어넣는 명령키이(LD), 레지스터 지정키이(P) 및 치수키이(2)를 순차적으로 눌룸으로서 작성되고, 스템(05)의 (αx+β)가 되는 연산을 실행하는 명령(+)는 연산명령키이(+)를 누룸으로써 작성된다. 스템(06)의 (αx+β)를 측정치(PV)로 하고, 내부의 설정치(SV)와의 편차에 PID연산 등의 제어연산을 행하여, 종래의 애너로그제어기에 상당하는 제어연산명령(BCS)은 제어연산 명령 키이(BCS)를 누룸으로서 작성되고, 스템(07)의 출력레지스터(Y1)에 제어연산 결과를 기록하는 명령(STYI)은 읽어넣는 명령키이(ST), 레지스터 지정키이(Y) 및 치수키이(1)를 순차적으로 누룸으로서 작성된다.
그리고, 종료키이(END)를 누룸으로서 스템(08)의 프로그램종료명령(END)이 작성된다. 이들 키이조작은 프로그래밍 제어부의 메모리소자에 입력된 프로그램에 따라서 제어기본체(10)의 CPU에서, 명령코오드로 변환되어서 RAM(28)의 제어프로그램영역에 기입되어진다. 이와같이 해서 각 스텝마다에키이 조작을 행하면, 전탁(電卓) 정도의 조작으로 프로그램을 작성할 수 있다. 이때 표시기(23)에는 프로그램의 각 스텝마다의 내용이 표시되고, 특히 각 명령을 키이보오드상의 표시와 1대 1로 대응된 프로그램 기호로 표시하면, 프로그램의 조작이 극히 용이하게 된다.
다음에 영역지정스위치(25)를 공정모델프로그램쪽으로 절환하여, 시뮬레이션에 필요한 제어대상의 모델, 예를들면 제4도에 표시하는 바와같은 낭비시간+1차 지연시스템등의 알고리즘을 키이보오드(22)에 의해서 프로그램한다. 그 결과는 코오드화되어서, 기억소자(28)의 공정모델 영역에 입력된다. 통상 이 영역은 연산을 행하지 않는 (END) 상태로 초기화되어 있으므로, 테스트의 필요가 없으면 프로그램을 기록할 필요는 없다. 제3도의 공정모델 영역에 있어서, (LDY1)은 출력레지스터(Y1)에 입력된 데이터(Y1)의 읽어넣기(LDP3)는 상수레지스터(P3)에 입력된 상수(L)의 읽어넣기(DED)는 (y1)에 낭비시간(e-LS)을 행하는 연산(LDP4)는 상수레지스터(P4)에 입력된 상수(T)의 읽어넣기, (LAG)는 (y1e-LS)에 1차지연
Figure kpo00001
를 주는 연산, (STY2)는
Figure kpo00002
가 되는 연산결과의 출력레지스터(Y2)에의 기록(END)는 프로그램 스텝종료를 각각 의미하고 있다. 프로그램 작업이 종료하고, 동작방식스위치(24)를 시운전방식쪽에 절환하면, 제어기본체(10)는 프로그래머(20)의 RAM(28)에 입력되어 있는 제어프로그램과 공정모델프로그램을 실행하는 시운전방식이 된다. 따라서, 제4도와 같이 제어프로그램의 결과를 한번 출력레지스터(Y1)에 출력하고, 다시(Y1)의 내용(y1)이 공정모델프로그램을 통해서 출력레지스터(Y2)에 출력되므로, (Y2)의 출력단에는 공정의 개방루우프의 응답이 얻어진다. 이 상태에서 제어프로그램의 알고리즘의 순서확인을 할 수 있다. 다음에(Y2)의 출력(y2)을 입력(x1)에 결선하므로서 공정모델을 포함한 페루우프가 형성되어 제어기본체(10)는 제3도에서는 피이드백 시뮬레이션을 실행한다. 이 상태로 제어프로그램의 제어동작의 확인 및 파라미터의 조(粗)의 조정을 할 수 있다. 즉, 제어동작에 맞추어서 제어기본체(10)의 키이보오드(17)에 의해서 P,I,D 등의 파라미터의 동조를 행한다. 이 동조에 따라서 프로그래머(20)의 기억소자(28)의 파라미터영역에서는 앞서의 초기치가 갱신된다. 이와같이 해서 동작확인과 파라미터 조정이 완료된 기억소자(28)의 프로그램을 프로그래머(20)의 ROM라이터(26)로, ROM에 기록한다. 기록이 끝난 ROM이 제어기본체(10)의 사용자프로그램소케트(14)에 끼워져서 사용자프로그램을 입력한 기억소자(13)가 되는 것이다. 제어기본체(10)로부터 프로그래머(20)를 떼어내면 제어기본체(10)의 동작은 실행방식이 되어, 기억소자(13)의 제어프로그램영역에 기록된 프로그램만을 실행한다.
이와같이 본 발명에 있어서는, 공정시뮬레이션의 수법을 표준화하고, 있으며, 더우기 공정모델을 프로그램할 수 있게하여, 임의로 모델을 편입시킬 수 있도록 해서, 특별한 시뮬레이터를 필요로 하지 않으므로, 누구든지 용이하게 테스트를 실행할 수 있는 공정제어용 제어기가 얻어진다.
또한, 프로그래머(20)에는, 프로그램모우드 할때에 프로그램 작성외에 전용키이로부터의 지령에 따라 제어기본체의 ROM(13) 프로그램을 프로그래머의 ROM(28)에 전송하는 기능, 프로그래머에 장치된 ROM의 내용을 RAM(28)에 복사하는 기능, RAM 프로그램을 임의의 단계로 추가, 삭제하는 편집 기능을 갖게하므로서 프로그래밍을 용이 또한 안전하게 행할 수가 있다. 또, 프로그래머로 작성된 프로그램을 ROM에 복사하는 수단으로서는 상술한 바와같이 프로그래머로 직접행하는 방법이외에, 종이테이프, 자기카아드 등의 중간매개체를 개재해서 행하게 해도 된다, 또한 RAM은 제어기 본체내에 착설해도 된다.

Claims (1)

  1. 마이크로 프로세서나 시스템 프로그램을 입력한 기억소자를 포함하는 시스템제어부와, 사용자프로그램을 입력한 ROM 및 데이터를 입력하는 제1의 RAM을 가지며, 또한 사용자 프로그램을 입력한 ROM이 소켓트에 의해 접속되어 있는 제어기본체와, 이 제어기 본체에 접속기리 개재해서 접속하고, 사용자 프로그램이 기록되는 제2의 RAM, 프로그래밍 제어용의 프로그램이 입력된 기억소자를 가지는 프로그램 제어부를 갖는 제어기에 있어서, 프로그램용의 키이보오드, 프로그램용의 표시기, 동작방식 스위치 및 영역지정 스위치를 가지는 프로그래머를 갖추고, 프로그래머가 제어기 본체에 접속되어 있을때는, 프로그래머의 키이조작에 의해 제어기본체의 마이크로프로 세서를 사용해서 제2의 RAM에 사용자 프로그램을 기록하는 프로그램방식과 이 제2의 RAM에 기록된 사용자 프로그램을 제어기본체에 의해 실행시키는 프로그래머 내의 표시기를 사용해서 확인하는 시운전방식을 동작방식 스위치로 절환해서 행하며, 또한 프로그램방식일때에 기록되어 있는 사용자 프로그램에는 제어연산을 행하기 위한 제어프로그램과 시뮬레이션을 행하기 위한 제어대상 모델프로그램이 있고, 이들 프로그램은 영역지정 스위치의 지정에 의해 제2의 RAM에 남겨진 제어프로그램영역과 제어대상 모델프로그램 영역에 각각 기록하고 있으며, 이 제2의 RAM에 기록된 사용자 프로그램이 ROM에 복사되고, 그 후 ROM이 제어기본체에 장착되어서 프로그래머가 제어기 본체로부터 떼어졌을때, 제어기 본체가 ROM에 입력되어 있는 사용자 프로그램의 제어프로그램을 실행하는 것을 특징으로 한 공정제어용 제어기.
KR1019810002190A 1980-06-25 1981-06-16 공정제어용 제어기 KR850000326B1 (ko)

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JP55-86333 1980-06-25
JP8633380A JPS5713508A (en) 1980-06-25 1980-06-25 Programmable controller

Publications (2)

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KR830006728A KR830006728A (ko) 1983-10-06
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