(57)【要約】【課題】接続された入力ユニットに応じた制御方法を容易かつ効率よく選択することが可能なテンションコントローラを得ること。【解決手段】接続された入力ユニットから取得した機種識別情報に基づき接続された入力ユニットの接続パターンを判別し、判別した接続パターンに一致する接続パターンに対応付けられた複数の制御方法を抽出し、抽出された複数の制御方法に対応付けられた制御方法の決定要素の選択項目を抽出し、抽出した制御方法の決定要素の選択項目をユーザに順次選択させ、前記ユーザの選択指示に基づいて複数の制御方法から１つの制御方法を選択し、選択された１つの制御方法に従って、長尺材の張力を制御する。【選択図】図７
2015210782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の張力入力ユニット、１または複数の巻径入力ユニットを含む入力ユニットを複数の異なる接続パターンをもって接続可能であり、接続された入力ユニットからの入力を含む入力信号に基づいて長尺材の張力を制御するための出力信号を出力するテンションコントローラにおいて、
入力ユニットの接続パターンと該接続パターンに対応する複数の制御方法との対応および接続パターンに対応する複数の制御方法から１つの制御方法を確定するための１または複数の制御方法の決定要素の選択項目を含む第１の管理情報が、複数の接続パターン分記憶される第１の記憶部と、
接続された入力ユニットから取得した機種識別情報に基づき接続された入力ユニットの接続パターンを判別し、判別した接続パターンに一致する接続パターンに対応付けられた複数の制御方法を前記第１の管理情報から抽出する第１の制御部と、
前記抽出された複数の制御方法に対応付けられた制御方法の決定要素の選択項目を抽出し、抽出した制御方法の決定要素の選択項目をユーザに順次選択させ、前記ユーザの選択指示に基づいて複数の制御方法から１つの制御方法を選択する第２の制御部と、
選択された１つの制御方法に従って、前記長尺材の張力を制御する第３の制御部と、
を備えることを特徴とするテンションコントローラ。
【請求項２】
制御方法と該制御方法に対応する入出力の割り付けデータとの対応を含む第２の管理情報が、複数の制御方法分記憶される第２の記憶部を更に備え、
前記第３の制御部は、選択された１つの制御方法に対応する入出力の割り付けデータを前記第２の管理情報から選択し、選択した入出力割り付けデータに基づいて前記入力信号および出力信号に対する入力機能および出力機能の割付けを行って、前記長尺材の張力を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のテンションコントローラ。
【請求項３】
前記制御方法の決定要素として、制御軸数、制御軸の制御方式、張力入力の入力方式、巻径入力の入力方式、軸切替え機能の有無を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のテンションコントローラ。
【請求項４】
前記第１の管理情報には、選択番号と制御方法とが対応付けられており、
前記第３の制御部は、入力された前記選択番号に対応する入出力の割り付けデータを前記第２の管理情報から選択し、選択した入出力割り付けデータに基づいて前記入力信号および出力信号に対する入力機能および出力機能の割付けを行うことを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載のテンションコントローラ。
【請求項５】
前記第２の記憶部に記憶された前記入出力の割り付けデータは変更可能であることを特徴とする請求項２から４の何れか一つに記載のテンションコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、長尺材の張力を制御するテンションコントローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テンションコントローラは長尺材の張力を制御するための機械に使用されている。従来のテンションコントローラは、オールインワンタイプと呼ばれる表示・操作機能とパワーアンプ機能が一体型となったテンションコントローラが一般的である。
【０００３】
非特許文献１のテンションコントローラでは、フィードバック制御方式の張力制御が行われている。フィードバック制御方式では、張力検出器の出力を入力とし、この張力入力をモニタしながら目標の張力と一致するように制御出力を制御する。入力機能としては、張力検出器の２入力機能、アナログ張力の１入力機能を備える。出力機能としては、パウダブレーキ／クラッチ用の制御用出力、ＡＣサーボ用の制御出力、張力モニタ用出力を備える。これらの入出力機能は各端子台のピンの機能として固定されており変更は不可能である。
【０００４】
非特許文献２のテンションコントローラでは、オープンループ式の張力制御が行われている。オープンループ式の制御方式では、現在の材料の巻径をアナログデータとして入力する機能、現在の材料径を演算する機能をユーザが選択することができ、巻径を用いた演算処理を行うことで、現在の材料径に応じた張力制御が行われる。入力機能としては、巻径演算用の巻軸センサのパルス信号の入力機能と、超音波センサやポテンショメータなどのセンサからの出力電圧をアナログ電圧で巻径として取り込む入力機能を備える。出力機能としては、パウダブレーキ／クラッチ用の制御用出力、ＡＣサーボ用の制御出力を備える。これらの入出力機能は各端子台のピンの機能として固定されており変更は不可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「三菱テンションコントローラ  LE-30CTN（CEマーキング対応）取扱説明書（活用編）」、三菱電機株式会社発行、２０１２年９月発行
【非特許文献２】「三菱テンションコントローラ  トルクテンコンLD-30FTA 取扱説明書（活用編）」、三菱電機株式会社発行、２０１２年６月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のテンションコントローラでは、張力制御が可能な制御系統が１軸のみであるため、１台のテンションコントローラで複数の制御系統の制御軸を同時に制御すること、複数の制御軸を同時に個別の張力制御をすることは不可能であった。また、従来のテンションコントローラでは、それぞれの機種に対して張力制御方式が決まっているため、複数の制御軸の夫々に対してユーザが張力制御方式を変えたい場合には、異なる張力制御方式の機能を持つテンションコントローラを制御軸の数だけ用意する必要があった。さらに、従来のテンションコントローラでは、それぞれの張力制御方式のテンションコントローラに準じた入出力機能があらかじめ割付けされており、入出力機能の割付け変更は出来なかった。
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、接続された入力ユニットに応じた制御方法を容易かつ効率よく選択することが可能なテンションコントローラを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、１または複数の張力入力ユニット、１または複数の巻径入力ユニットを含む入力ユニットを複数の異なる接続パターンをもって接続可能であり、接続された入力ユニットからの入力を含む入力信号に基づいて長尺材の張力を制御するための出力信号を出力するテンションコントローラにおいて、入力ユニットの接続パターンと該接続パターンに対応する複数の制御方法との対応および接続パターンに対応する複数の制御方法から１つの制御方法を確定するための１または複数の制御方法の決定要素の選択項目を含む第１の管理情報が、複数の接続パターン分記憶される第１の記憶部と、接続された入力ユニットから取得した機種識別情報に基づき接続された入力ユニットの接続パターンを判別し、判別した接続パターンに一致する接続パターンに対応付けられた複数の制御方法を前記第１の管理情報から抽出する第１の制御部と、前記抽出された複数の制御方法に対応付けられた制御方法の決定要素の選択項目を抽出し、抽出した制御方法の決定要素の選択項目をユーザに順次選択させ、前記ユーザの選択指示に基づいて複数の制御方法から１つの制御方法を選択する第２の制御部と、選択された１つの制御方法に従って、前記長尺材の張力を制御する第３の制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユーザが使用する入力ユニットを選択することが可能であり、選択された入力ユニットをテンションコントローラに接続することで、使用できる制御方法の絞込みが行われ、ユーザは絞り込まれた後の制御方法の決定要素から最低限の入力条件の選択を行うことで、簡単に入力ユニットの組み合わせと入力条件に準じた制御方法を選択することが可能となり、ユーザの初期設定を簡略化することが可能である。また、複数の制御系統を１台のテンションコントローラで制御することが可能になり、また、複数の制御系統のそれぞれの制御軸に対しての制御方式が選択可能であるため、ユーザにとって複数の制御系統を実現するために対応するテンションコントローラを複数用意する必要が無くなり、コスト的に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１のテンションコントローラを示す正面図である。
【図２】図２は、実施の形態１の本体ユニットの外形を示す三面図である。
【図３】図３は、実施の形態１の張力ユニットの外形を示す三面図である。
【図４】図４は、実施の形態１の巻径ユニットの外形を示す三面図である。
【図５】図５は、入力ユニットの接続台数とチャンネルとの関係を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１の本体ユニットのハードウエア構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態１の本体ユニットの機能構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、入力ユニットの接続パターンと制御方法の対応関係を示す図である。
【図９】図９は、制御方法の選択処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、制御方法毎の入出力機能の機能割付け対応表を示す図（その１）である。
【図１１】図１１は、制御方法毎の入出力機能の機能割付け対応表を示す図（その２）である。
【図１２】図１２は、テンションコントローラの入出力の機能割付け選択機能を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるテンションコントローラの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は実施の形態１のテンションコントローラ１００を正面からみた外形図である。テンションコントローラ１００は、本体ユニット１１０と、１台以上の張力入力ユニット１２０または１台以上の巻径入力ユニット１３０とから構成されている。この実施の形態１では、最大２個の張力入力ユニット１２０と、最大２個の巻径入力ユニット１３０とを、本体ユニット１１０に接続可能であるとする。張力入力ユニット１２０と、巻径入力ユニット１３０と、本体ユニット１１０とは分離可能である。張力入力ユニット１２０および巻径入力ユニット１３０を夫々３台以上接続可能にしてもよい。張力入力ユニット１２０は、検出された張力を入力要素として入力する機能を備える。巻径入力ユニット１３０は、検出された巻径を入力要素として入力する機能を備える。
【００１３】
図２は、本体ユニット１１０の外形を示す三面図であり、図２（ａ）は左側面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は右側面図である。図３は、張力入力ユニット１２０の外形を示す三面図であり、図３（ａ）は左側面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は右側面図である。図４は、巻径入力ユニット１３０の外形を示す三面図であり、図４（ａ）は左側面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は右側面図である。
【００１４】
本体ユニット１１０の正面パネルの左端部には、電源入力の確認（ＰＯＷ）、第１制御軸の自動制御の運転・停止状態の識別（ＡＵＴＯ１）、第１制御出力のＯＮ／ＯＦＦ状態の識別（ＯＵＴ１）、第２制御軸の自動制御の運転・停止状態の識別（ＡＵＴＯ２）、第２制御出力のＯＮ／ＯＦＦ状態の識別（ＯＵＴ２）、アラーム表示（ＡＬＭ）を行うためのモニタランプ１が設けられている。
【００１５】
本体ユニット１１０の正面パネルに設けられた外部接続用端子２は、各接点指令の入力及び出力するための配線、電源入力などの配線を接続するための端子である。外部接続用端子３は、本体ユニット１１０に接続される張力入力ユニット１２０、巻径入力ユニット１３０以外の外部機器からの張力、巻径をアナログ電圧として入力するための端子や、張力制御の設定を外部からのアナログ入力電圧で設定するための端子や、各種制御出力やモニタ出力信号を接続するための端子を有する。ネットワーク通信接続用端子４は、テンションコントローラ１００のデータ通信用ケーブル接続用端子である。この端子４に接続される機器の信号はそれぞれのネットワーク方式で定められたものであることが必要である。通信確認用ランプ５はネットワーク通信接続用端子４に入力された通信信号のＨ／Ｌレベルが入替わるたびに点滅して通信信号が動作していることを確認するためのモニタランプである。また、通信動作中や通信設定にエラーがある時にも、通信確認用ランプ５が点灯する。  
【００１６】
コネクタ６は、プログラマブル表示器用通信ケーブルを接続するためのコネクタである。このコネクタ６にはプログラマブル表示器との通信を行うための信号、プログラマブル表示器が接続された事を検出するための信号線が接続されている。コネクタ６には、小形プログラマブル表示器接続のための電源も接続されているために、この電源方式に対応したプログラマブル表示器が接続される場合には、このコネクタ６に接続するだけでプログラマブル表示器への電源供給が行える。また、この電源に対応していない中大形プログラマブル表示器を接続する場合には、コネクタ６によって通信ラインのみ中大形プログラマブル表示器へ接続し、中大型プログラマブル表示器への電源供給は別電源から行うことも出来る。このコネクタ６に接続できるプログラマブル表示器は通信信号が、例えばＲＳ−４２２に準拠していることが必要である。
【００１７】
インターフェースユニット７は、本体ユニット１１０と、張力入力ユニット１２０または巻径入力ユニット１３０を接続するためのユニットである。インターフェースユニット７は外部コネクタ８を備えており、この外部コネクタ８に、張力入力ユニット１２０の外部コネクタ１０、または巻径入力ユニット１３０の外部コネクタ１４が接続される。インターフェースユニット７は、ＵＳＢ通信機能を搭載したものや、ＲＳ-４８５に準拠した通信機能を搭載したものに交換することで、対応するネットワーク通信機能を利用し、各種モニタや設定を行うことができる。
【００１８】
メモリカセット９は、着脱可能な外部メモリである。メモリカセット９に、本体ユニット１１０の内部メモリに保存されている各箇所の張力校正値データと、張力表示設定値データ及び出力設定値データを記憶することができる。本体ユニット１１０の内部メモリとメモリカセット９間で、設定データを交互コピー可能となっており、別の本体ユニットに対する設定データのコピーや故障した時のために、メモリカセット９にも設定データをバックアップし、メンテナンス性を高めることが出来る。また内部メモリとメモリカセット９との間で、各種設定データの記憶先の優先順位を設定出来るようになっており、メモリカセット９を一時的な設定変更や設定の復帰にも使用することができる。
【００１９】
張力入力ユニット１２０の左側面にある外部コネクタ１３、巻径入力ユニット１３０の左側面にある外部コネクタ１７は、張力入力ユニット１２０の右側面にある外部コネクタ１０、または巻径入力ユニット１３０の右側面にある外部コネクタ１４と接続可能である。したがって、これらコネクタを使用して張力入力ユニット１２０と張力入力ユニット１２０と、巻径入力ユニット１３０と巻径入力ユニット１３０と、張力入力ユニット１２０と巻径入力ユニット１３０とを相互に接続することができる。
【００２０】
張力入力ユニット１２０の正面パネルに設けられた外部接続用端子１１は、張力検出器への電源供給、張力検出器からの出力信号の入力、上下限張力検出用接点出力などの配線を接続するための端子である。巻径入力ユニット１３０の正面パネルに設けられた外部接続用端子１５は、巻軸センサからの巻軸パルス入力や、メジャーパルス入力、センサ用の電源、巻径のリセット用接点入力や巻軸のタイミング検出の接点出力などの配線を接続するための端子である。張力入力ユニット１２０の正面パネルには、電源入力の確認用ランプ１２が設けられている。巻径入力ユニット１３０の正面パネルには、電源入力の確認や、巻軸センサのパルス入力の確認表示を行うための確認用ランプ１６が設けられている。
【００２１】
入力ユニット１２０、１３０の接続に応じたチャンネルの割り当てについて説明する。図５では、入力ユニット１２０、１３０の全ての接続パターンが示されており、各接続パターンに対応するチャンネル割り当ても示されている。最大の接続構成は、２台の張力入力ユニットと２台の巻径入力ユニットを含む合計４台である。接続台数に伴ってチャンネルの割当を決定し、図１、図２に示したように、本体ユニット１１０に対して左側に外部コネクタ８を設ける構成では、本体ユニット１１０から遠い順にｃｈ１、ｃｈ２、…と自動的に割当てられる。また、制御軸が２軸あって、軸切替機能を使用する場合には、巻径入力ユニット１３０のチャンネル番号の小さい方がＡ軸、チャンネル番号の大きいほうがＢ軸と割付けられる。このように１〜４台の入力ユニットに対してｃｈ１〜ｃｈ４のチャンネルが本体ユニット１１０によって割当てられる。
【００２２】
次に、図６を用いて本体ユニット１１０のハードウエア構成例を説明する。マイクロコンピュータ１８は、プログラムを実行することによって、外部接続用端子２に含まれる複数の接点指令の入出力制御、外部接続用端子３あるいは外部コネクタ８から入力される張力信号、巻径信号などの電圧信号をアナログ／デジタル変換する制御、電圧出力や電流出力端子への出力信号をデジタル／アナログ変換する制御、入出力機能の割付け選択処理、メモリ管理、プログラマブル表示器との通信制御やネットワーク通信制御などを実行する。
【００２３】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１９は、不揮発性メモリであり、後述する制御方法の構成データ、制御方法ごとの入出力機能の機能割付け表などを記憶する。ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０は、不揮発性メモリでありかつ記憶の書換えが可能なメモリであり、後述する制御方法の構成データ、制御方法ごとの入出力機能の機能割付け表などを記憶する。このＥＰＲＯＭ２０に記憶されたデータは、電源ＯＮ時にＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１に読出され、設定変更のタイミングや電源ＯＦＦ時に再び記憶保持される。
【００２４】
アナログ／デジタル変換器２２は各チャンネルの電圧入力信号を取り込んでアナログからデジタル信号に変換する。デジタル／アナログ変換器２３は演算した出力信号をデジタルからアナログに変換し出力する。
【００２５】
図７に、本体ユニット１１０の制御系の機能ブロック図を示す。本体ユニット１１０に接続される張力入力ユニット１２０および巻径入力ユニット１３０は、自機が張力ユニットであるか巻径入力ユニットであるかを示す機種識別情報を記憶している。
【００２６】
本体ユニット１１０は、第１選択機能部４０、表示・設定機能部５０、第２選択機能部６０、入力切替要素７０．テンション制御部８０，出力切替要素９０を備える。第１選択機能部４０は、接続パターン判定部４１、記憶部４２，記憶部４３、選択処理部４４を備える。第２選択機能部６０は、記憶部６１、自動割付け処理部６２および入出力機能割り付けテーブル６３を備える。
【００２７】
テンション制御部８０は、紙、フィルム、糸、ワイヤなどの長尺材の巻出し、巻取り、中間段階での材料の張力を制御する。テンション制御部８０は、フィードバック制御部８１およびオープンループ制御部８２を備える。フィードバック制御部８１は、張力入力をモニタしながら目標の張力と一致するように制御出力を制御する。入力機能としては、張力入力ユニット１２０の２入力機能、アナログ張力の１入力機能を備える。出力機能としては、パウダブレーキ／クラッチ用の制御出力、ＡＣサーボ用の制御出力、張力モニタ用出力などを備える。オープンループ制御部８２は、現在の材料の巻径をアナログデータとして入力する機能、現在の材料径を演算する機能を備える。オープンループ制御部８２は、巻径を用いた演算処理を行うことで、現在の材料径に応じた張力制御を行う。入力機能としては、巻径演算用の巻軸センサのパルス信号の入力機能と、超音波センサやポテンショメータなどのセンサからの出力電圧をアナログ電圧で巻径として取り込む入力機能を備える。出力機能としては、パウダブレーキ／クラッチ用の制御用出力、ＡＣサーボ用の制御出力を備える。
【００２８】
入力切替要素７０は、切替信号に基づいて、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ４に接続された入力ユニット、またはアナログ入力端子からの入力を張力および巻径のどちらにするかを切り替えて、テンション制御部８０内の制御要素であるフィードバック制御部８１またはオープンループ制御部８２に入力する。
【００２９】
出力切替要素９０は、切替信号に基づいて、４つの出力端子に対する出力機能を、制御出力および張力信号のどちらにするか、制御出力および巻径信号のどちらにするか、張力信号および巻径信号のどちらにするか、回転速度１および回転速度２のどちらにするかを切り替えて出力する。
【００３０】
図７に示した表示・設定機能部５０は、本テンションコントローラに接続されるプログラマブル表示器、パソコン、プログラマブルコントローラなどの入出力部であるユーザインタフェースの総称である。
【００３１】
接続パターン判定部４１は、テンションコントローラ１００の起動時に、接続された入力ユニットから機種識別情報を取得し、取得した機種識別情報を認識することで、張力入力ユニット１２０および巻径入力ユニット１３０が、図５に示した複数の接続パターンのうちのどの接続パターンによって接続されているかを判別する。接続パターン判定部４１は、判別した接続パターンを入力ユニット構成データとして記憶部４２に記憶する。
【００３２】
記憶部４３には、入力ユニット構成データ（入力ユニット接続パターン）と、制御方法の構成データとの対応関係が規定された第１の管理データが記憶されている。制御方法の構成データは、制御方法を決定するための複数の制御方法の決定要素から構成されており、以下制御方法の構成データを制御構成データと略す。第１の管理データは、メーカ出荷前に記憶部４３に予め記憶される。図８に、第１の管理データの一例を示す。図８の左側には、８つの接続パターンＰ１〜Ｐ８を含む入力ユニット構成データが示され、図８の中央部には、複数の制御方法の決定要素を含む制御構成データが示されている。図８の右側には、制御方法の選択番号が示されている。
【００３３】
制御方法の決定要素としては、制御軸数、制御軸１の制御方式、制御軸１の張力入力方式、制御軸１の巻径入力方式、制御軸２の制御方式、制御軸２の張力入力方式、制御軸２の巻径入力方式、軸切替の有無の合計８項目を含む。制御軸数の項目では、１軸か２軸かを選択する。制御軸１の制御方式の項目では、フィードバックか、オープンループか、フィードバック＋オープンループであるかを選択する。制御軸１の張力入力方式の項目では、張力入力ユニット１２０を介して張力検出器の出力を入力するのか否かを選択する。制御軸１の巻径入力方式の項目では、外部接続用端子３内のアナログ入力端子を介して巻径を入力するのか、巻径入力ユニット１３０を介して巻軸検出器の出力である巻軸パルスを入力するのか、巻径の入力はなしにするのかを選択する。制御軸２の制御方式の項目では、フィードバックか、オープンループか、フィードバック＋オープンループであるかを選択する。制御軸２の張力入力方式の項目では、張力入力ユニット１２０を介して張力検出器の出力を入力するのか、外部接続用端子３内のアナログ入力端子を介して張力を入力するのか、巻径入力ユニット１３０を介して巻軸検出器の出力である巻軸パルスを入力するのか、張力の入力はなしにするのかを選択する。制御軸２の巻径入力方式の項目では、外部接続用端子３内のアナログ入力端子を介して巻径を入力するのか、巻径入力ユニット１３０を介して巻軸検出器の出力である巻軸パルスを入力するのか、巻径の入力はなしにするのかを選択する。軸切替の項目では、軸切替の有無を選択する。軸切替え機能は、主に機械における材料の巻出し、巻取りの部分に使用される。すなわち、同じ制御系統の軸に関し、材料がなくなったときに新しい材料のセットされた新軸に切替えをしたり、巻き終わったときに空の新軸に切替えしたりする動作を行うために軸切替え機能を備える。
【００３４】
本テンションコントローラでは、入力ユニットを介して張力検出器からの入力や巻径演算用の巻軸センサからの巻軸パルスの入力を用いる他に、外部装置からアナログ入力形式で張力を入力して張力制御する機能や、アナログ入力形式で巻径を入力して張力制御に用いる機能や、フィードバック制御の制御方式に対して巻径に応じて張力に補正をかけるテーパ制御に用いる機能があるため、制御軸の張力入力方式、制御軸の巻径入力方式などを、決定要素の選択項目として設定している。また、本テンションコントローラでは、アクチュエータの制御出力用の出力端子を２つとしているので、軸切替え機能のように一つの制御系統に対して制御出力の出力端子を２つ使用する機能は、制御軸数が１軸のときのみ選択可能としている、その理由は、制御軸数が２軸で軸切替えを使う場合には制御出力の出力端子が４つ必要になるためである。
【００３５】
制御構成データにおいては、メーカが設定した２６通りの制御方法に対して、１〜２６の制御方法の選択番号が設定してある。そして、これら２６通りの制御方法が、入力ユニットの接続パターン（入力ユニット構成データ）毎に、分類されている。
【００３６】
図７の第１選択機能部４０は、記憶部４３に記憶された制御構成データに含まれる２６通りの制御方法のなかから、１つの制御方法を選択するための処理を実行する。以下、図９のフローチャートに従って、第１選択機能部４０の動作について説明する。まず、テンションコントローラ１００の電源が投入される（ステップＳ１００１）。接続パターン判定部４１は、接続された張力入力ユニット１２０、または巻径入力ユニット１３０が持つ機種識別情報を取得し、取得した機種識別情報を認識することで、張力入力ユニット１２０および巻径入力ユニット１３０と４つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ４との対応関係を示す入力ユニット接続パターン（入力ユニット構成データ）を作成し、作成した入力ユニット構成データを記憶部４２に記憶する。
【００３７】
選択処理部４４は、記憶部４２から入力ユニット構成データを取得し（ステップＳ１００２）、記憶部４３から第１の管理データを取得し、両者を照合する（ステップＳ１００３）。第１の管理データ中に入力ユニット構成データと一致する接続パターンのエントリが存在しない場合、選択処理部４４は、入力ユニットの構成エラーを表示・設定機能部５０に表示する（ステップＳ１００４）。第１の管理データ中に入力ユニット構成データと一致する接続パターンのエントリが存在する場合、選択処理部４４は、一致した接続パターンのエントリに含まれる制御方法の選択番号と制御方法の決定要素の選択項目を抽出して（ステップＳ１００５）、記憶部４２内の制御方法の決定要素の各データエリア４５に選択項目４５として設定する。
【００３８】
例えば、ｃｈ１に張力入力ユニット１２０、ｃｈ２に巻径入力ユニット１３０が接続され、ｃｈ３〜ｃｈ４に何も接続されない場合、この入力ユニット構成データは接続パターンＰ３に一致するので、選択可能な制御方法の選択番号が９〜１３に絞り込まれると共に、制御方法の決定要素の選択項目としては、制御軸数が１または２、制御軸１の制御方式はフィードバック+オープンループまたはフィードバック、制御軸１の張力入力方式は張力検出器のみ、制御軸１の巻径入力方式は巻軸パルス、無しまたはアナログ入力、…、というように、制御方法の選択番号９〜１３中で設定すべき制御方法の決定要素が選択項目として設定される。ここまでの処理は、テンションコントローラ１００の電源投入時の動作として行われる。この電源投入時における制御方法の選択処理を第１の選択処理と呼ぶ。
【００３９】
つぎに、第１の選択処理によって絞り込まれた複数の制御方法のなかから、ユーザが制御方法の決定要素を選択することで最終的に１つの制御方法を選定する。ユーザが制御方法の決定要素を選択する手段としては、本体ユニット１１０のプログラマブル表示器接続用コネクタ６に接続されたプログラマブル表示器や、ＵＳＢインターフェースユニットを使用したＵＳＢ通信によるパソコンからの設定や、プログラマブルコントローラからテンションコントローラ１００へのネットワーク通信を利用した設定方法がある。図７に示した表示・設定機能部５０は、これらプログラマブル表示器、パソコン、プログラマブルコントローラのユーザインタフェースの総称である。
【００４０】
選択処理部４４は、まず制御方法の決定要素として制御軸数を選択し（ステップＳ１００７）、制御軸数を決定するための選択項目数が２以上ある場合は、表示・設定機能部５０を介してユーザによる制御軸数の手動選択を行わせ（ステップＳ１００８）、また制御軸数を決定するための選択項目数が１以下である場合は、制御軸数を自動決定する（ステップＳ１００９）。つぎに、選択処理部４４は、この決定を条件に再度残りの決定要素の選択項目に対して絞込みを行う（ステップＳ１０１０）。
【００４１】
選択処理部４４は、つぎに制御方法の決定要素として制御軸１の制御方式を選択し（ステップＳ１０１１）、制御軸１の制御方式を決定するための選択項目数が２以上ある場合は、表示・設定機能部５０を介してユーザによる制御軸１の制御方式の手動選択を行わせ（ステップＳ１０１２）、また制御軸１の制御方式を決定するための選択項目数が１以下である場合は、制御軸１の制御方式を自動決定する（ステップＳ１０１３）。つぎに、選択処理部４４は、この決定を条件に再度残りの決定要素の選択項目に対して絞込みを行う（ステップＳ１０１４）。
【００４２】
選択処理部４４は、このような処理を繰り返す。選択処理部４４は、つぎに制御方法の決定要素として軸切替を選択し（ステップＳ１０３５）、軸切替を決定するための選択項目数が２以上ある場合は、表示・設定機能部５０を介してユーザによる軸切替の手動選択を行わせ（ステップＳ１０３６）、また軸切替を決定するための選択項目数が１以下である場合は、軸切替の制御方式を自動決定する（ステップＳ１０３７）。このようにして、決定要素が確定されると、最終的に１つの制御方法が選定される（ステップＳ１０３８）。
【００４３】
例えば、上述したように接続パターンＰ３が選択された場合、最初に選択項目として制御軸数が選択され、ユーザに対し制御軸数を１にするか２にするかを質問する。ユーザが制御軸数として１を選択した場合は、これ以上選択項目はないので、選択番号９が選択される。ユーザが制御軸数として２を選択した場合は、つぎに、制御軸１の制御方式をフィードバック＋オープンループにするのかフィードバックにするのかがユーザに質問される。ユーザが制御軸１の制御方式としてフィードバック＋オープンループを選択した場合は、選択番号は１０か１１に絞り込まれる。この場合、制御軸２の制御方式をフィードバックにするのかオープンループにするのかがユーザに質問され、ユーザが制御軸２の制御方式としてフィードバックを選択した場合は、選択番号１０が選択され、また、ユーザが制御軸２の制御方式としてオープンループを選択した場合は、選択番号１１が選択される。ユーザが制御軸１の制御方式としてフィードバックを選択した場合は、選択番号は１２か１３に絞り込まれる。この場合は、制御軸１の巻径入力方式を無しにするのかアナログ入力にするのかがユーザに質問され、ユーザが無しを選択した場合は、選択番号１２が選択され、また、ユーザがアナログ入力を選択した場合は、選択番号１３が選択される。
【００４４】
このように、ユーザが表示・設定機能部５０を通して制御方法の決定要素である制御軸数、制御軸の制御方式、張力入力の入力方式、巻径入力の入力方式、軸切替え機能の有無を選択することで制御方法を１つに絞り込むことが可能になる。このような選択処理を第２の選択処理と呼称する。さらに、制御方法の決定要素のうちどれか一つが選択されることで、選択された決定要素を条件に再度残りの決定要素の選択項目に対して絞込みを行い、決定要素の選択項目が１つ、または設定不要となった場合には自動的に決定要素が確定される。
【００４５】
選択処理部４４は、決定要素が選択される度に、記憶部４２中の制御方法の決定要素のデータエリア４５に対して選択内容を記憶する。選択処理部４４は、制御方法の第１の選定処理で絞込まれた制御方法の選択番号に対して、制御方法の第２の選択処理で決定要素をさらに絞込んでいくことで、最終的に制御方法の選択番号を１つ確定させる。選択処理部４４は、１つの選択番号が確定されると、この確定された選択番号が、入力ユニットの構成データと、制御方法の決定要素との２つの情報と共に、第２選択機能部６０の自動割付け処理部６２に通知される。また、確定された選択番号は、テンション制御部８０に入力される。テンション制御部８０は、入力された選択番号に対応する制御方法が実現されるように内部の制御要素を制御する。例えば、フィードバック制御を行う制御方法が選択された場合はフィードバック制御部８１を動作させ、オープンループ制御を行う制御方法が選択された場合はオープンループ制御部８２を動作させ、フィードバック＋オープンループ制御を行う制御方法が選択された場合は、フィードバック制御部８１およびオープンループ制御部８２を動作させる。
【００４６】
図７に示す、第２選択機能部６０は、記憶部６１、自動割り付け処理部６２および入出力機能割付けテーブル６３を備える。図１０、図１１は、記憶部６１に記憶される、全ての制御方法分の入出力機能割付けテーブルを示すものである。入出力機能割付けテーブルでは、制御方法毎に、各入出力に対する機能が割り付けられている。図１０，図１１の例では、接点入力として７点、接点出力として３点、アナログ入力として４点、アナログ出力として４点の入出力端子がある。また、２６個の制御方法毎に、接点入力設定１〜７、アナログ入力設定１〜４、接点出力設定１〜３、アナログ出力設定１〜４を含む設定データエリアを有する。
【００４７】
自動割付け処理部６２は、選択処理部４４から制御方法の選択番号が通知されると、記憶部６１の入出力機能割付けテーブルから通知された制御方法の選択番号に対応付けられた接点入力設定１〜７、接点出力１〜３、アナログ入力１〜４、アナログ出力１〜４を含む入出力機能データを読出し、読み出した入出力機能データを入出力機能割付けテーブル６３のそれぞれの設定エリアに書き込む。
【００４８】
入出力機能割付けテーブル６３の各設定エリアに書き込まれた入出力機能データは、切替信号として入力切替要素７０および出力切替要素９０に入力される。
【００４９】
入力切替要素７０は、入出力機能割付けテーブル６３に設定された接点入力設定１〜７、アナログ入力１〜４を含む入力機能データに基づいて、チャンネルｃｈ１〜ｃｈ４に接続された入力ユニット、またはアナログ入力端子からの入力を張力および巻径のどちらにするかを切り替えて、テンション制御部８０内の制御要素であるフィードバック制御部８１またはオープンループ制御部８２に入力される。
【００５０】
出力切替要素９０は、入出力機能割付けテーブル６３に設定された接点出力１〜３、アナログ出力１〜４を含む出力機能データに基づいて、４つの出力端子に対する出力機能を、制御出力および張力信号のどちらにするか、制御出力および巻径信号のどちらにするか、張力信号および巻径信号のどちらにするか、回転速度１および回転速度２のどちらにするかを切り替えて出力する。
【００５１】
このように、制御方法が１つに確定され、入出力の機能割付けデータが確定されると、入出力機能割付けテーブル６３から接点入力設定１〜７、接点出力１〜３、アナログ入力１〜４、アナログ出力１〜４を含む入出力機能データが切替信号として、入力切替要素７０および出力切替要素９０に入力され、これにより、入力切替要素７０および出力切替要素９０が確定された制御方法に対応する入出力機能になるように切り替えられ、テンション制御部８０内の各テンション制御処理に対し、割り付けられた各入出力の機能に対応する入出力が行われる。
【００５２】
また、入出力機能割付けテーブル６３に設定されたデータは、図１２に示すように、プログラマブル表示器やパソコンの表示器、プログラマブルコントローラに、予め決められたデータデバイス番号のデータとして表示される。プログラマブル表示器やパソコンを通して、このデバイス番号に対応するエントリに対してデータを書き込むことで、ユーザが入出力機能割付けテーブル６３に設定された入出力の機能割付けデータを任意に変更することができる。
【００５３】
なお、取扱説明書等に記載している図８の制御方法の構成データをユーザが確認し、該当する制御方法の選択番号を表示・設定機能部５０を用いてユーザが直接数値入力することも可能である。数値入力された選択番号は自動割付け処理部６２に入力される。自動割り付け処理部６２は、入力された選択番号に基づいて、記憶部６１から選択番号に対応する入出力機能データを読出し、読み出した入出力機能データを入出力機能割付けテーブル６３のそれぞれの設定エリアに書き込む。なお、制御方法の構成データと一致しない場合には制御方法の選択エラーとしてアラームが表示される。
【００５４】
このように、本テンションコントローラでは、複数の入力要素に対応するそれぞれの入力ユニットを複数接続する機能を備え、例えば入力要素の張力を第１入力ユニットに入力し、巻径を第２入力ユニットに入力することが可能になる。入力ユニットは張力や巻径を入力要素として入力する機能を備え、それぞれの入力ユニットが個別の機種識別情報を備えている。本テンションコントローラの本体ユニットでは、テンションコントローラの起動時に接続された入力ユニットが持つ機種識別情報を認識することで、どのような入力ユニットがテンションコントローラのどの部分に接続されているかを判別することが可能であり、認識したデータは入力ユニットの構成データとして記憶部４２に記憶される。
【００５５】
また、本テンションコントローラは入力ユニット構成データと、制御方法の決定要素から構成される制御方法の構成データをメーカ出荷前に記憶部６１に記憶しておき、本体ユニット１１０が記憶部４２に入力ユニット構成データを記憶したときに、記憶部４２に記憶された入力ユニット構成データに一致する入力ユニット構成データを記憶部６１から選択することで、接続された入力ユニットの構成から選択可能な制御方法の絞込みを行うことが可能になる。さらに、ユーザが表示・設定機能部５０を通して、制御方法の決定要素の選択項目をユーザに順次選択させ、決定要素が一つ選択される度に、残りの決定要素の選択項目を絞り込ませるようにしているので、ユーザが制御方法の決定要素を選択する操作を少なくすることができる。すなわち、入力ユニットの構成データによる制御方法の絞込みの段階で、制御方法の決定要素はその入力ユニットの構成で選択可能な制御方法が選択できる決定要素に絞り込まれるため、ユーザが各決定要素を選択するときに選択肢を少なくすることが出来る。さらに決定要素が一つ選択される度に、残りの決定要素の選択項目が絞り込まれるため、ユーザによる制御方法の決定要素を選択する操作を少なくすることができる。
【００５６】
また、制御方法毎の入出力機能割付けデータをメーカ出荷前に記憶部６１に記憶しておき、ユーザが制御方法を決定したと同時に、記憶部６１内の入出力機能割付けデータから、決定された制御方法に対応する最適な入出力の機能割付けデータを、入出力の機能割付けのためのデータとして設定することができる。各入出力の機能割付けデータは切替信号として扱い、複数の入力ユニットと複数の入力機能が接続している入力切替要素７０と、複数の出力端子と複数の出力機能が接続している出力切替要素９０を操作する。この操作によって複数の入力ユニットに対して、それぞれの制御軸の制御方法に対応する最適な入力機能が割付けられる。同様に複数の出力端子に対しては、それぞれの制御軸の制御方法に対応する最適な出力機能が割付けられる。
【００５７】
以上説明したように、本案テンションコントローラでは、ユーザが使用する入力ユニットを選択することが可能であり、選択された入力ユニットをテンションコントローラの本体ユニットに接続することで、使用できる制御方法の絞込みが自動で行われ、ユーザは絞り込まれた後の制御方法の決定要素から最低限の入力条件の選択を行うことで、簡単に入力ユニットの組み合わせと入力条件に準じた制御方法を選択することが可能となる。また、ユーザが入力ユニットの構成と対応する制御方法の選択番号を予め知っている場合には、制御方法の番号を直接入力できる機能によってさらなる制御方法の設定の簡略化が可能になる。
【００５８】
また、制御方法を選択すれば、選択された制御方法に対応する最適な入出力機能が割付けされることにより、ユーザの初期設定を簡略化することが可能であり、また入出力機能の手動割付け機能によって、入出力の配線や端子の配列の制限などの機械側の制限に柔軟に対応することが可能である。また、製品の仕様面では複数の制御系統を１台のテンションコントローラで制御することが可能になり、また、複数の制御系統のそれぞれの制御軸に対しての張力制御方式が選択可能であるため、ユーザにとって複数の制御系統を実現するために対応するテンションコントローラを複数用意する必要が無く、コスト的に有利である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明にかかるテンションコントローラは、長尺材の張力を制御するテンションコントローラに有用である。
【符号の説明】
【００６０】
２  外部接続用端子、３  外部接続用端子、４  ネットワーク通信接続用端子、６  プログラマブル表示器接続用コネクタ、７  インターフェースユニット、８  外部コネクタ、９  メモリカセット、１０  外部コネクタ、１１  外部接続用端子、１２  確認用ランプ、１３  外部コネクタ、１４  外部コネクタ、１５  外部接続用端子、１６  確認用ランプ、１７  外部コネクタ、１８  マイクロコンピュータ、４０  第１選択機能部、４１  接続パターン判定部、４２  記憶部、４３  記憶部、４４  選択処理部、５０  表示・設定機能部、６０  第２選択機能部、６１  記憶部、６２  自動割付け処理部、６３  入出力機能割付けテーブル、７０  入力切替要素、８０  テンション制御部、８１  フィードバック制御部、８２  オープンループ制御部、９０  出力切替要素、１００  テンションコントローラ、１１０  本体ユニット、１２０  張力入力ユニット、１３０  巻径入力ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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