(57)【要約】【課題】  制御コンピュータの種類に応じて個別に開発する必要がなく、開発工数を少なくすることができ、得られた運転データを有効に利用できる。【解決手段】  シーケンス制御システム１は、ユニットの運転開始から運転終了までの一連の動作を実行するユニットシーケンス１３と、データバッファ１２ｘに記憶された運転スケジュールデータに従って、当該ユニットの完了条件に適合するようにユニットシーケンス１３の動作を実行させる運転スケジューラ１１とを備える。前記ユニットシーケンス１３と、データバッファ１２ｘ及び運転スケジューラ１１は別のコンピュータ３、４にそれぞれ分離して配置される。運転スケジューラ１１を格納する銘柄管理コンピュータ３は、前記ユニットシーケンス１３からの実績データと運転スケジュールデータを組み合わせて実績結果情報を作成するデータ収集部２１を備える。【選択図】図２
2005196578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扱う銘柄（品種）の製造工程を品種や工程に依存しない設備固有の最小機能単位として複数に分割した各ユニットの運転開始から運転終了までの一連の動作プログラムとしてのユニットシーケンスを設定して、前記各ユニットを品種別に適した運転を行えるよう該ユニットの実行順序に関する工程パラメータ及び当該ユニットにおける品種に依存したパラメータである運転条件パラメータとを含む品種別に格納保存された処方パラメータのうち、製造する品種の前記処方パラメータを選択・読み出して運転スケジュールデータとし、
前記工程パラメータにしたがって特定される対象となるユニットシーケンス（１３）に前記運転条件パラメータを付与し、当該ユニットを品種別に適した運転を行うように実行するシーケンス制御方法であって、
前記運転スケジュールデータと前記ユニットシーケンス（１３）とが互いに別のコンピュータ（３、４）に分離して配置され、
前記運転スケジュールデータが格納されたコンピュータ（３）は、前記ユニットシーケンス（１３）からの実績データ、前記運転スケジュールデータからの運転条件パラメータ、及び前記運転スケジュールデータが格納されたコンピュータ（３）が有するデータのうち少なくとも１つを読出し、所定のタイミングで前記一連の動作に対応した実績結果情報を作成するステップをさらに備えることを特徴とするシーケンス制御方法。
【請求項２】
前記所定のタイミングは、運転開始／終了／中断／再開、製造工程の開始／終了、前記ユニットシーケンスの開始／終了、前記ユニットシーケンスの動作の任意のタイミングの少なくともいずれか１つであることを特徴とする、請求項１に記載のシーケンス制御方法。
【請求項３】
前記運転スケジュールデータが格納されたコンピュータ（３）は、前記ユニットシーケンス（１３）との間の信号の授受を行う通信処理において、前記ユニットシーケンス（１３）を有するコンピュータ（４）の種類に応じた形で、当該ユニットシーケンスに対応する工程パラメータ及び運転条件パラメータを送信することを特徴とする、請求項１又は２に記載のシーケンス制御方法。
【請求項４】
前記実績結果情報を作成するステップにおいて、前記ユニットシーケンス（１３）からの実績データを前記ユニットシーケンスを有するコンピュータ（４）の種類に応じた形で受信することを特徴とする、請求項３に記載のシーケンス制御方法。
【請求項５】
製造工程を複数に分割し、製造する品種に応じて運転開始から終了まで、複数のユニットから構成される一連の動作を行うシーケンス制御システム（１）であって、
品種や工程に依存しない設備固有の最小機能単位をユニットとし、そのユニットの運転開始から運転終了までの一連の動作を実行するユニットシーケンス（１３）と、
前記ユニットの実行順序に関する工程パラメータおよび該ユニットにおける品種に依存したパラメータである運転条件パラメータを含む運転スケジュールデータより、各工程で運転されるユニットを読み出し、そのユニットに対するユニットシーケンスに、当該品種に対する運転条件パラメータを読み出して付与し、該ユニットシーケンスを実行する運転スケジューラ（１１）とを備え、
前記ユニットシーケンス（１３）と前記運転スケジューラ（１１）とは互いに別のコンピュータ（３、４）に分離して配置され、
前記運転スケジューラ（１１）が格納されたコンピュータ（３）は、前記ユニットシーケンス（１３）からの実績データ、前記運転スケジュールデータからの運転条件パラメータ、及び前記運転スケジューラ（１１）が格納されたコンピュータ（３）が有するデータのうち少なくとも１つを読出し、所定のタイミングで前記一連の動作に対応した実績結果情報を作成するデータ収集部（２１）を備えることを特徴とする、シーケンス制御システム。
【請求項６】
前記所定のタイミングは、運転開始／終了／中断／再開、製造工程の開始／終了、前記ユニットシーケンスの開始／終了、前記ユニットシーケンスの動作の任意のタイミングの少なくともいずれか１つであることを特徴とする、請求項５に記載のシーケンス制御システム。
【請求項７】
前記運転スケジューラ（１１）が格納されたコンピュータ（３）は、前記ユニットシーケンス（１３）との間の信号の授受を行う通信処理において、前記ユニットシーケンス（１３）を有するコンピュータ（４）の種類に応じた形で当該ユニットシーケンスに対応する工程パラメータ及び運転条件パラメータを送信する通信処理部（２０）を備えることを特徴とする、請求項５又は６に記載のシーケンス制御システム。
【請求項８】
前記実績結果情報は、前記通信処理部（２０）により前記ユニットシーケンス（１３）を有するコンピュータ（４）の種類に応じた形で受信した前記実績データに基づいて作成されることを特徴とする、請求項７に記載のシーケンス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造する品種、製品ごとの製造工程を制御するためのシーケンス制御システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造する品種によって各種原料の種類や仕込量、反応温度、さらにシーケンシャルな製造工程を自動管理するためにシーケンス制御装置が用いられる。このシーケンス制御装置では、複数の品種への対応を可能にするために、製造工程を例えば、仕込、昇温、攪拌といった複数のユニットに分割し、各ユニットを用いて製造する品種の製造工程のシーケンス制御を行っている。このシーケンス制御装置において、上述のユニットを品種や工程に依存しない設備固有の最小機能単位とし、工程はこのユニットの動作プログラムであるユニットシーケンスの組み合わせで実現するシーケンス制御装置が提案されている（特許第２５２５９１３号公報、特許第２５２５９００号公報）。
【０００３】
上述のシーケンス制御装置の一例を図１２に示す。シーケンス制御装置は図１２に示すように、制御コンピュータ７４と、各ユニットに設けられるバルブ８６、ポンプ８７、各種センサ８８等のプラント７６と制御コンピュータ７４との間の信号の授受を行なうリレーモジュール７５、オペレータからデータを入力するキーボード７２ｂと入・出力データ等を表示するモニタ７２ａを含むオペレータコンソール７２、生産すべき銘柄に伴う種々のパラメータ（詳細後述）を入力するキーボード７３ｂ、パラメータ等を表示するモニタ７３ａを含む銘柄管理コンピュータ７３を備えている。制御コンピュータ７４は上述の各ユニットのシーケンス作動を司るユニットシーケンス８３とどのユニットシーケンスを使用するかを制御する運転スケジューラ８９と、ユニットシーケンスの作動時の制御信号であるフラグを記憶しているフラグエリア８４等を有する。
【０００４】
上述のシーケンス制御装置７１は、制御コンピュータが、銘柄管理コンピュータ７３から各品種の製造に用いられる最小操作単位のユニットを組み合わせた処方パラメータ８０を銘柄管理コンピュータ７３から読出し、運転スケジューラ８９にしたがって、制御コンピュータ７４がユニットシーケンス８３を操作させてプラント７６の操作を行う。
【０００５】
また、特開平１１−１４３５０７号公報は、上記各技術のユニットシーケンスの組立方法に工夫を施して、ユニットを製造工程を時系列的に複数に分割するとともに製造する品種に応じて並列処理機能を含むように設定し、このユニットの運転開始から終了までの一連の制御、計測を行う動作プログラムであるユニットシーケンスを準備することにより、運転スケジューラの設計を容易にするという技術が開示されている。
【０００６】
そして、上記これらの技術は、いずれも、銘柄管理コンピュータ７３に格納された処方パラメータ８０を制御コンピュータ７４に送信し、制御コンピュータ内で運転スケジュールデータを作成し、制御コンピュータ７４の運転スケジューラ８９が当該運転スケジュールデータに基づいて、ユニットシーケンス８３を駆動させて製品の製造を行うものである。
【特許文献１】特許第２５２５９１３号公報
【特許文献２】特許第２５２５９００号公報
【特許文献３】特開平１１−１４３５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、制御コンピュータと銘柄管理コンピュータは、その機種ごとに信号や情報の持ち方や信号の送受信の手順が異なる。このため、各制御コンピュータの種類に応じた形で、処方パラメータを登録、管理する機能及び、運転スケジュールデータを運転スケジューラに提供する機能や運転スケジューラをそれぞれ個別に開発する必要があった。すなわち、制御コンピュータが入れ替えられるごとに、制御コンピュータの信号、情報の持ち方や信号の送受信の手順を熟知した者が、制御コンピュータの種類に応じて処方パラメータを登録、管理する機能及び、運転スケジュールデータを運転スケジューラに提供する機能や運転スケジューラを開発する必要があった。このことは、シーケンス制御装置７１の開発工数の増大につながり、また、銘柄管理コンピュータ、運転スケジューラ、ユニットシーケンスの標準化が進まないという問題があった。
【０００８】
また、上記構成においては、運転スケジューラやユニットシーケンスは、運転時に運転データ（生産時間や工程所要時間などの実績時間や、時刻、温度や圧力や添加量などの運転条件データの設定値や実績値）を得ることができ、このデータを生産管理（運転日報の作成など）や設備の運転方法の改善などのために利用しようとすると、これらのデータを収集して保存や出力を行うためのプログラムを運転スケジューラやユニットシーケンスの通信手順やデータ構造を熟知した者が別途作成する必要があった。そのため当該システムの開発工数が大きくなる結果、これらの開発がなされない場合があり、現在用いられるシステムでは、実績データが生産管理や設備や運転方法の改善に活用されにくいというのが現状であった。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、制御コンピュータの種類に応じて個別に処方パラメータを登録、管理する機能及び、運転スケジュールデータを運転スケジューラに提供する機能や運転スケジューラを開発する必要がなく、開発工数を少なくすることができ、運転に関する実績データを得るためのプログラムを別途作成する必要がないため、得られた運転に関する実績データを生産管理や改善活動に容易に利用することができるシーケンス制御システム、シーケンス制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様のシーケンス制御方法は、扱う銘柄（品種）の製造工程を品種や工程に依存しない設備固有の最小機能単位として複数に分割した各ユニットの運転開始から運転終了までの一連の動作プログラムとしてのユニットシーケンスを設定して前記各ユニットを品種別に適した運転を行えるよう該ユニットの実行順序に関する工程パラメータ及び当該ユニットにおける品種に依存したパラメータである運転条件パラメータとを含む品種別に格納保存された処方パラメータのうち、製造する品種の前記処方パラメータを選択・読み出して運転スケジュールデータとし、
前記工程パラメータにしたがって特定される対象となるユニットシーケンスに前記運転条件パラメータを付与し、当該ユニットを品種別に適した運転を行うように実行するシーケンス制御方法であって、
前記運転スケジュールデータと前記ユニットシーケンスとが互いに別のコンピュータに分離して配置され、
前記運転スケジュールデータが格納されたコンピュータは、前記ユニットシーケンスからの実績データ、前記運転スケジュールデータからの運転条件パラメータ、及び前記運転スケジュールデータが格納されたコンピュータが有するデータのうち少なくとも１つを読出し、所定のタイミングで前記一連の動作に対応した実績結果情報を作成するステップをさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２態様のシーケンス制御方法は、前記所定のタイミングは、運転開始／終了／中断／再開、製造工程の開始／終了、前記ユニットシーケンスの開始／終了、前記ユニットシーケンスの動作の任意のタイミングの少なくともいずれか１つであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３態様のシーケンス制御方法は、前記運転スケジュールデータが格納されたコンピュータは、前記ユニットシーケンスとの間の信号の授受を行う通信処理において、前記ユニットシーケンスを有するコンピュータの種類に応じた形で、当該ユニットシーケンスに対応する工程パラメータ及び運転条件パラメータを送信することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４態様のシーケンス制御方法は、前記実績結果情報を作成するステップにおいて、前記ユニットシーケンスからの実績データを前記ユニットシーケンスを有するコンピュータの種類に応じた形で受信することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５態様にかかるシーケンス制御システムは、製造工程を複数に分割し、製造する品種に応じて運転開始から終了まで、複数のユニットから構成される一連の動作を行うシーケンス制御システムであって、
品種や工程に依存しない設備固有の最小機能単位をユニットとし、そのユニットの運転開始から運転終了までの一連の動作を実行するユニットシーケンスと、
前記ユニットの実行順序に関する工程パラメータおよび該ユニットにおける品種に依存したパラメータである運転条件パラメータを含む運転スケジュールデータより、各工程で運転されるユニットを読み出し、そのユニットに対するユニットシーケンスに、当該品種に対する運転条件パラメータを読み出して付与し、該ユニットシーケンスを実行する運転スケジューラとを備え、
前記ユニットシーケンスと前記運転スケジューラとは互いに別のコンピュータに分離して配置され、
前記運転スケジューラが格納されたコンピュータは、前記ユニットシーケンスからの実績データ、前記運転スケジュールデータからの運転条件パラメータ、及び前記運転スケジューラが格納されたコンピュータが有するデータのうち少なくとも１つを読出し、所定のタイミングで前記一連の動作に対応した実績結果情報を作成するデータ収集部を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第６態様のシーケンス制御システムは、前記所定のタイミングは、運転開始／終了／中断／再開、製造工程の開始／終了、前記ユニットシーケンスの開始／終了、前記ユニットシーケンスの動作の任意のタイミングの少なくともいずれか１つであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第７態様のシーケンス制御システムは、前記運転スケジューラが格納されたコンピュータは、前記ユニットシーケンスとの間の信号の授受を行う通信処理において、前記ユニットシーケンスを有するコンピュータの種類に応じた形で当該ユニットシーケンスに対応する工程パラメータ及び運転条件パラメータを送信する通信処理部を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第８態様のシーケンス制御システムは、前記実績結果情報は、前記通信処理部により前記ユニットシーケンスを有するコンピュータの種類に応じた形で受信した前記実績データに基づいて作成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のシーケンス制御方法及びシーケンス制御システムによれば、両者間の通信が、比較的単純なオンオフの情報や数値データなどの授受ですむ運転スケジューラとユニットシーケンスとを分離して別のコンピュータに搭載するように構成したため、両コンピュータ間における通信処理を部品化することができる。したがって、例えば、ユニットシーケンスが搭載されている制御コンピュータを変更した場合であっても、通信部分のみを該当制御コンピュータに合うものに交換、または開発するだけでよく、シーケンス制御システムの開発工数の低減を図ることができる。
【００１９】
また、この場合、運転スケジューラ部はユニットシーケンスが搭載されている制御コンピュータの種類に関係なく、共通的に使用できるため、結果としてユニットシーケンスの標準化が推進され、ユニットシーケンスの再利用によるユニットシーケンスの開発工数の低減を図ることができる。
【００２０】
また、本発明のシーケンス制御方法及びシーケンス制御システムによれば、運転開始／終了／中断／再開、製造工程の開始／終了、前記ユニットシーケンスの開始／終了、前記ユニットシーケンスの動作の任意のタイミングで実績結果情報を収集して保存や出力を自動的に行うことができる。したがって、実績データを収集して保存や出力を行うためのプログラムを別途作成する必要がなく、シーケンス制御システムの開発工数の低減につながり、結果的に実績データが生産管理や設備や運転方法の改善に活用されやすくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係るシーケンス制御装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態によるシーケンス制御システムの構成図である。図２は、図１のシーケンス制御システムの情報の流れを示すブロックダイヤグラムである。図１に示すように、シーケンス制御システム１は、オペレーターズコンソール２と、銘柄管理コンピュータ３、制御装置１００により構成される。制御装置１００は、マイクロコンピュータ（通常のコンピュータその他データ処理装置でもよい）を用いた制御コンピュータ４と、プラント６に設けられたバルブ１６やポンプ１７、モータ、及び圧力センサ、位置を規制するスイッチセンサやレベルセンサなどの各種センサ１８などの操作器と制御コンピュータ４との間の信号の授受を行なう入出力インターフェースとしてのリレーモジュール５を備えている。
【００２３】
オペレーターズコンソール２は、図１のシーケンス制御システム１の運転時において、運転監視するためのものであって、オペレータからデータを入力するキーボード２０２と入・出力データ等を表示するモニタ２０１を備えている。
【００２４】
銘柄管理コンピュータ３は、主に、図１のシーケンス制御システムの処方パラメータ作成、運転品種選択、運転進歩管理、実績表示に用いられるものであり、生産すべき銘柄に伴う種々のパラメータ（詳細後述）を入力するキーボード３０２とパラメータ等を表示するモニタ３０１を備える。銘柄管理コンピュータ３には、図１に示すように処方パラメータ１０、運転スケジューラ１１、ＲＡＭ１２が設けられている。これらに関しては、詳細は後述する。また、銘柄管理コンピュータには、図示しないＣＰＵが設けられており、当該ＣＰＵの機能として、図２に示すデータ収集部２１や通信処理部２０などの処理が行われる。
【００２５】
制御コンピュータ４は、ユニットシーケンス１３（詳細後述）と、ユニットシーケンスの作動時の制御信号であるフラグを記憶しているフラグエリア１４、その他の記憶領域であるＲＡＭ１５を備える。ユニットシーケンス１３では、ユニットの運転開始から終了までの一連の制御、計測を行う動作プログラムであるユニットシーケンスの処理を行う。ここで、”ユニット”は、製造工程を最小機能単位に複数に分割して構成された部分工程であり、このユニットが特定の順序で駆動することによって、ある品種の製品が製造される。
【００２６】
図３は、シーケンス制御装置に適用される製造装置における１つのプラントの一例を示す概略図である。このプラント６は、Ａ原料仕込みユニット３１、Ｂ原料仕込みユニット３２、昇温ユニット３３、循環ユニット３４、攪拌ユニット３５、真空ユニット３６を備えている。また、このプラントには図示しないタイマーユニットを有する。
【００２７】
仕込みユニット３１、３２にはバルブ４１、４２が接続されており、これらのバルブ４１、４２を開くことによって処理槽４０へＡ原料あるいはＢ原料が導入される。Ａ原料の仕込量は流量積算計４５によって検出され、Ｂ原料の仕込量は流量積算計４６によって検出される。
【００２８】
昇温ユニット３３はたとえば加熱ジャケット４３を処理槽４０の周囲に包囲して設けたものであり、コントロールバルブ４７の開閉によって加熱ジャケット４３への蒸気の供給を制御し、処理槽４０の加熱を行なう。処理槽４０の温度は温度センサ４４で検出される。
【００２９】
撹拌ユニット３５は、モータにより攪拌羽根を回転させることによって、処理槽４０に貯留された原料を攪拌する。攪拌羽根の回転数は回転計４８によって検出される。また、真空ユニット３６は、真空設備により処理槽４０内部を減圧する。処理槽４０内部の真空度は真空センサ４９によって検出される。
【００３０】
それぞれのセンサによって得られた実績値などに関するデータは、図１に示す制御コンピュータへ入力される。
【００３１】
上記のユニットは前述のＡ原料仕込みユニット３１、Ｂ原料仕込みユニット３２、昇温ユニット３３、循環ユニット３４、攪拌ユニット３５、真空ユニット３６、タイマーユニット等であり、設備の運転を最小機能操作単位の集合と考え、最小機能操作単位毎に作成したシーケンスがユニットシーケンスである。ユニットシーケンスは設備に依存し、品種には依存しない構築がされている。上述のように、ユニットシーケンスは、制御コンピュータ４に格納されている。ユニットシーケンス１３には、各ユニットに対応したユニットシーケンスが設定されている。
【００３２】
次に、銘柄管理コンピュータを構成する各機能ブロックについて説明する。
【００３３】
図４は、図１のシーケンス制御システムに用いられる処方パラメータを説明する図である。処方パラメータは、あるユニットにおいて起動するユニットを示す工程パラメータと当該ユニットの運転条件を示す運転条件パラメータを備えており、製造される品種に応じて品種ごとに、ユニットの工程順序及び各工程順序で実行されるユニットの運転条件が設定されている。
【００３４】
本実施の形態におけるシーケンス制御システムの「ユニット」は、設備機能を最小機能単位に複数に分割したものであることから、ユニットの実行順序に関する工程パラメータは、図４に示すように、製造する品種に必要となるユニットを各ステップごとに列挙することになる。具体的には、各ユニットにユニット固有の番号が割り振られ、そのユニット番号を指定することにより、どのステップでどのユニットを起動させるかの指定を行う。なお、１つのステップにおいて同時に複数のユニットが起動してもよい。なお、製造工程のステップ数が”ｎ”まである場合には、ステップｎまで工程パラメータが設定され、それ以降は空欄、もしくは空欄を示す値が設定される。
【００３５】
運転条件パラメータは、各ユニットの運転条件を設定するためのパラメータであり、対象となるユニットの種類に依存する。運転条件は、上記工程パラメータにより設定された各ステップ毎にユニット番号と関連させて設定する。なお、この運転条件には、各ユニットが完了するためのユニット完了条件が含まれる。例えば、仕込ユニットである場合は、仕込量（例えば、５００ｋｇ、３００Ｌなど）、加熱ユニットである場合は、到達温度（１００℃など）が設定値に含まれる。なお、後述するように、あるユニットにおいて完了条件を満たすと、完了フラグが発行される。
【００３６】
図５に、本実施形態における処方パラメータにより設定可能なユニットとそのユニットに設定可能な運転条件の例を示す。図４に示すように、例えば、ステップ１で指定されたユニット番号が”仕込”ユニット（図５によれば、ユニット番号が「Ａ」となっているため、ステップ１の工程パラメータの起動ユニット番号に「Ａ」が入力されることとなる。）であるとすると、図５に示すように、この”仕込”ユニットでは設定値（運転条件パラメータ）が３つ必要である。設定される運転条件パラメータが、仕込み元タンク、仕込量（重量、体積など）、仕込速度であるとすると、このための設定値がステップ１の設定値１、２、３にそれぞれ入力される。
【００３７】
なお、図５に示すように、各ユニット毎に必要となる設定値の個数が異なるため、処方パラメータの設定値を設定する欄は、少なくともユニットにおいて必要となる最大個数（例えば”ｍ”個）分設けてあるものとする。ただし、必要とする設定値の個数がｍ個より少ない場合には、空欄もしくは空欄を示す所定値が設定される。
【００３８】
工程パラメータの工程移行条件は、当該ステップが移行する条件を示すものであり、本実施形態では、どのユニットが完了するかによって設定されている。具体的には、図４のステップ１では、起動ユニットがＡであり、当該ユニットＡが完了するとステップ２に移行する。ステップ２では、ユニットＢ，Ｃ，Ｅが起動し、ユニットＢ，Ｃが共に完了するとステップ３に移行する。ステップ３では、ステップ２で起動したユニットＥは、完了条件を満たしてないため、起動しつづけており、また、ユニットＤが新たに起動する。ステップ３においてユニットＤが完了すると、ステップ４に移行する。
【００３９】
また、工程パラメータの停止ユニットの項目は、当該ステップが始まる前に停止させる起動中のユニットを示す情報である。具体的には、例えば図６のように、ステップ４においては、ステップ２から連続して起動しているユニットＥとステップ４で新たに起動したユニットＦが駆動しているが、このステップ４では、ユニットＥの完了フラグの発生が工程移行条件となっているため、これが立った時点でステップ５に移行する。図４に示すように、ユニットＥは自己停止可能なユニットであるため、この時点で終了する。よって、ステップ５に移行し、ユニットＧは起動する前に、スケジューラはユニットＦの停止フラグを立て、これによりユニットＦが停止する。
【００４０】
ＲＡＭ１２は、製造する品種におけるユニットの実行順序に関する工程順序および該ユニットにおける品種に依存したパラメータである運転条件パラメータを関連させて記憶するデータバッファ１２ｘ、実態データ部１９の領域を備えている。品種毎の工程パラメータは、銘柄（品種）データとして、たとえばオペレータが生産しようとする銘柄（品種）について、運転開始時に品種選択された際、銘柄管理コンピュータから読み出され、データバッファ１２ｘ内に蓄積され運転スケジュールデータとして用いられる。
【００４１】
運転スケジューラ１１は、データバッファ１２ｘに格納された運転スケジュールデータをもとに各ユニットシーケンスの進捗状況を管理する。すなわち、運転スケジューラ１１は、データバッファ１２ｘ（詳細後述）に記憶されたパラメータに従って、対象となる前記ユニットシーケンス１３内の各ユニットシーケンス（１３ａ〜１３ｄ）に運転条件パラメータである設定値を付与し、各ユニットシーケンスを逐次実行させる。また、各ユニットシーケンス（１３ａ〜１３ｄ）から所定時間ごとにユニットごとの完了フラグが発行されているかについて判断し、完了フラグが発行したユニット番号に基づいて、現在駆動しているステップの工程移行条件を満足するかについて判断する。
【００４２】
次に、図１のシーケンス制御システムのユニットシーケンス１３と運転スケジューラ１１との関係をより詳細に説明する。データバッファ１２ｘに読み込まれた運転スケジュールデータは、工程パラメータと運転条件パラメータが含まれる。工程パラメータはどのユニットシーケンスをどの順番で起動し、停止するかを制御するデータファイルであり、たとえば図６に示すようにステップ番号と運転工程番号とユニット名と各ユニットシーケンスをどの工程（ステップ）で起動、停止するかを示すと共に、運転条件パラメータは当該ユニットの運転条件及び完了条件を示すデータである。
【００４３】
図６に運転スケジュールデータの例を示す。図７に運転スケジューラとある任意のユニットシーケンスとの間の通信処理の説明図を示す。図６において、●は開始フラグ、○は完了フラグ、×は停止フラグの発行を示している。
【００４４】
また、運転スケジューラ１１とユニットシーケンス１３との間には、実態データ部１９及び通信処理部２０が設けられている（図２参照）。実態データ部１９は運転スケジューラ１１から送受信される信号のうち、制御コンピュータ４の種類に関係なく情報を包括的に処理し、ユニットシーケンスとの情報の授受及びユニットシーケンスから受信した各種情報を一時的に蓄積する機能ブロックである。通信処理部２０は、制御コンピュータ４の種類の違いに応じて変更される信号形式の変換処理ブロックである。すなわち、通信処理部２０は、銘柄管理コンピュータ３と通信可能な制御コンピュータの数のコンバータプログラムを備えており、制御コンピュータの種類の変更などを行った場合は、この部分を修正することにより、銘柄管理コンピュータ３の変更手順を完了させることができる。
【００４５】
図４に示した処方パラメータから作成される運転スケジュールデータを示す図６の例では、先ずステップ番号１の工程が開始される。具体的には、運転スケジューラ１１から制御コンピュータ４へ当該ユニットＡを起動させるために運転条件パラメータが送信され、開始フラグが送信される。この情報は、ユニットｊの実態データ部１９ｊの運転条件パラメータ及び開始フラグの書き込みアドレスに書きこまれる。なお、図５に示すように、ユニットの運転条件パラメータは複数である場合があるため、その場合は、書き込みアドレスが複数設けられることとなる。実態データ部に書きこまれた運転条件パラメータの情報は、通信処理部２０によって当該ユニットｊを司る制御コンピュータ４の種類に対応するデータ構造に変換されて、ユニットシーケンス１３ｊに送信される。
【００４６】
制御コンピュータ４が、運転条件パラメータと開始フラグを受信すると、ユニットシーケンス１３ｊの対応するアドレスに書きこまれる。ユニットシーケンスは、対応するアドレスに情報が書きこまれたことが確認されると、ユニット（図６の例では、ユニットＡとなる。）の動作を開始させる。その後、該ユニットシーケンスＡのユニットは、所定時間ごとに各ユニットの計器などから得られた実績値情報を確認し、運転条件パラメータの対応アドレスの情報を参照しつつ、当該ユニットの完了条件を満たすかどうかを判断し、完了条件が満たされた場合は、完了フラグを発行する。なお、この例ではユニットＡは、自己停止可能なユニットであり、完了条件と停止条件が同一であると考えられるため、完了フラグを発行した後、自ら停止する。また、銘柄管理コンピュータは実態データ部１９ｊ（ここでは、ユニットシーケンスＡのための実態データ部に相当する。）の実績アドレス領域（完了フラグと実績値の領域）に格納されるべき実績データを所定時間ごとに読出しする。ユニットＡの完了は、ステップ１の工程移行条件となっているため、運転スケジューラ１１は、ユニットＡの完了フラグを受信すると、ステップ番号２に移行する。
【００４７】
以下、同様に、ステップ番号２では、ユニットシーケンスＢ、Ｃ、Ｅが開始フラグＦ３、Ｆ４、Ｆ５を読んで起動し、各ユニットＢ、Ｃが完了条件を満たした時点で、完了フラグＦ６，Ｆ７を発行し、このフラグを読みこんだ運転スケジューラが工程をステップ番号３に移行させる。なお、この例では、ユニットＢ，Ｃは、自己停止可能なユニットであり、完了条件と停止条件が同一であると考えられるため、完了フラグＦ６，Ｆ７を発行した後、それぞれ自ら停止する。また、このとき、ユニットＥは停止条件を満たしていないため、ステップ３でも引き続き駆動しつづける。以下、同様に、ステップ３では、ユニットＤが新たに起動し、ステップ４では、ユニットＦが新たに起動する。
【００４８】
ステップ４では、ステップ２から連続して駆動しているユニットＥの完了が工程移行条件となっているため、ユニットＥによって完了フラグが発行された時点で、運転スケジューラが、工程をステップ５に移行させる。なお、この例では、ユニットＥは、自己停止可能なユニットであり、完了条件と停止条件が同一であると考えられるため、完了フラグを発行した後、自ら停止する。また、ユニットＦについては、ステップ５の開始と共に、運転スケジューラからユニットＦの停止フラグが発行され、ステップ５の開始と共に停止する。
【００４９】
このように、運転スケジューラ１１は、運転スケジュールデータを参照し、各工程毎に工程の運転条件を常時監視し、条件が満たされれば次工程で起動するユニットシーケンスの開始フラグをオンし、停止するユニットシーケンスの停止フラグをオンする。この例では、工程移行条件には、ユニットの完了フラグを使用したが、工程移行条件は制御コンピュータ内の全ての信号が使用でき、そのアルゴリズムもAND条件、OR条件の組合せによりその制限はない。また、運転スケジューラでは各工程毎にステップ番号及び運転工程番号を管理し、運転監視、工程表示等に活用する。すなわち、運転スケジューラ１１とユニットシーケンスとの間の通信は、開始フラグ、停止フラグ等のオンオフの情報や、各種設定、実績情報のための数値データなど比較的単純な信号の授受ですむため、運転スケジューラと制御コンピュータ１３との間の通信処理を部品化することができる。よって、制御コンピュータ１３の種類に応じて銘柄管理コンピュータを組み替える場合は、当該通信処理部を制御コンピュータにあわせて構成するだけでよく、シーケンス制御システム構築のための作業工数を減少することができる。
【００５０】
また、制御コンピュータ４は、データ収集部２１を備える。データ収集部２１は、実態データ部１９の実績アドレスに記憶された情報と、データバッファ１２ｘに記憶された運転スケジュールデータとを必要に応じて適宜組み合わせ、実態データ部１９に蓄積された情報の保管を行う。具体的には、図８に示すように、例えば、仕込みユニットの場合、実態データ部１９の運転条件の設定アドレスには、仕込み元タンク等の設定情報、及び実績情報を示す実績アドレスには、流量積算計４５（図３参照）によって検出された原料Ａの実際の仕込み量及び当該ユニットを完了するためにかかった所要時間の情報などが蓄積されている。この実態データ部１９の情報は、仕込み元タンクの種類や上記仕込み量及び所要時間としての意味合いはなく、単なる数情報として格納されているにすぎない。
【００５１】
この場合、データ収集部は、データバッファ１２ｘに蓄積されている運転スケジュールデータを参照することにより、当該ユニットの実態データ部の所定のアドレスに蓄積されている各種文字列が、例えば、現在製造されている品種の種別、現在駆動しているユニットが仕込みユニットであること、ユニットの完了条件としての投入量の設定値、実際に投入された原料Ａの量の実績値、当該ユニットに実際にかかった所要時間の情報、であることを認識することができ、両者を対応付けて、利用者に判りやすい情報（実績結果情報）に変換する。
【００５２】
変換された情報は、データ保存部２２に蓄積される。実績結果情報は、上述のように、ユニットシーケンスから受信した各種実績、各種時間の数値データと運転スケジュールデータから受信した当該ユニットにおいて、どのような処理がなされたかを示す当該数値の意味内容とが対応付けられた情報であり、利用者が容易に当該ユニットにおける実績を判別することができる。
【００５３】
なお、データ収集部２１の起動は、運転スケジューラ１１からトリガ信号が出されることによっておこなわれる。運転スケジューラ１１は、各ユニットの完了、製造工程の開始、中断、終了などのタイミングで、トリガ信号を発信し、実態データ部１９に蓄積された情報とデータバッファ１２ｘの対応付けがなされる。
【００５４】
次に、シーケンス制御システムの動作を説明する。図９は、シーケンス制御システムの１つの品種について製造完了までの運転スケジューラの動作の処理の流れを示す図である。まず、オペレータが銘柄管理コンピュータ３を操作し、製造の対象となる品種の処方パラメータ１０を読出し、運転スケジュールデータを作成してデータバッファ１２ｘに入力する。運転スケジューラ１１は、運転スケジュールデータの入力が確認されると、ステップ番号を表す変数”ｉ”を初期化し、ｉに１を入力する（ステップＳ１）。
【００５５】
次いで、運転スケジューラ１１は、図２に示すようにデータバッファ１２ｘの運転工程パラメータが納められた領域を参照することにより、ステップ番号”ｉ”において駆動するユニットの番号（複数であってもよい。）とそれぞれのユニットに対する運転条件パラメータ、停止するユニットの番号（複数であってもよい。）の情報を取得する（ステップＳ２）。次に、運転スケジューラ１１は、該当ステップにおいて停止させるユニットがある場合は、当該ユニットの停止フラグをオンにする（ステップＳ３）。
【００５６】
次いで運転スケジューラ１１は、ステップ番号”ｉ”において起動させるユニットに対応する設定値を転送する（ステップＳ４）。次に、運転スケジューラ１１は、該当ステップで起動させるユニットの開始フラグをオンし（ステップＳ５）、これにより当該ユニットが起動する。ステップＳ６に示すように、ユニットが起動を開始した後は、完了条件を満たすか否かの判断については、後述する処理によってユニットシーケンスが処理を司る（ユニットの実行処理）。
【００５７】
運転スケジューラは、実行中のユニットシーケンスの完了フラグの発生を検知し、工程移行条件となっているユニットの完了フラグを受信すると、次のステップに進む（ステップＳ７）。ユニットの実行処理（ステップＳ６）については、詳細は後述する。完了移行条件を満たし、現在起動中のステップｉが終了すると、ステップ番号を示す変数”ｉ”に”１”を加えることでインクリメントし（ステップＳ８）、データ収集処理を行うために、データ収集トリガをオンにし、データ収集処理を開始する。また、データバッファ１２ｘの工程パラメータ領域にユニット番号の設定があるか否かにより、すべてのステップが終了したか判断する（ステップＳ９）。すべてのステップの処理が終了していない場合には、ステップＳ３に戻り、次のステップの処理を行う。一方、すべてのステップの処理が終了した場合には、処理を終了し、終了フラグをオン、開始フラグをオフにする。
【００５８】
次に図１０を参照して、実行処理について説明する。実行処理は、主にその制御を制御コンピュータ４の個々のユニットシーケンスが司る。上述のように、制御コンピュータ４の個々のユニットシーケンスには、フラグエリア１４が設けられており、実行処理中の状態をフラグによって判断することができるようになっている。
【００５９】
フラグエリア１４には、開始フラグ、停止フラグ、中断フラグ、実行中フラグ、完了フラグ等が割付けられており、それぞれ、下記の機能がある。中断フラグはオンでユニットシーケンスが中断する。実行中フラグはオンでユニットシーケンスが実行中であることを示す。完了フラグはオンでユニットシーケンスが完了条件を満たしていることを示す。特に、開始／停止フラグ／完了フラグの状態は運転スケジューラ１１との間で送受信されることから、これと密接に関係している。開始フラグ、停止フラグはユニットシーケンス１３の開始・停止に、完了フラグは、運転スケジューラが行う工程移行条件の判断に利用される。
【００６０】
先ず、運転が開始されると、ユニットシーケンスは、運転スケジューラ１１から送信されたユニット及び運転条件の開始ができるように、すべてのユニットについて完了フラグをリセットする（ステップＳ１０）。次いで、停止フラグオンか停止条件ＯＫが判断（ステップＳ１１）され、停止フラグがオンか又は停止条件がＯＫならばステップＳ２１に進み、停止フラグがオフかつ停止条件がＯＫでなければステップＳ１２にて中断フラグがオンかが判断される。通常、運転の開始時は停止フラグがオフになっており、また、停止条件がＯＫになっていないため、ほとんどの場合は、ステップＳ１２に移行する。同様に中断フラグの判断においても、通常中断フラグがオフとなっているため、開始フラグの判断に移行する。運転スケジューラからの開始フラグの送信があるまでは、開始フラグはオフになっているため、通常は、ステップＳ１１からステップＳ１３までの処理を繰り返し行うこととなる。
【００６１】
運転スケジューラから現在のステップにおいて起動されるユニットについて開始フラグが送信され、オンとなった場合は、ステップＳ１４にて、当該ユニットシーケンス内で実行中フラグオンとなり、当該ユニットシーケンスはユニットを実行させる。具体的には、装置の故障などの理由により当該ユニットを実行できるかどうかをチェックするインターロックチェック処理（ステップＳ１５）が行われ、問題がなければ、プラント６の当該起動ユニットのバルブ、センサ、ポンプなどが駆動して開始処理がおこなわれる（ステップＳ１７）。
【００６２】
開始処理が行われた後、上述のように、各種計器からの実績や時間などの情報を基にして、当該ユニットの完了条件を満たすか否かについて判断される（ステップＳ１８）。また、同時に当該ユニットシーケンスから各種実績及び各種時間などに関する情報は所定期間ごとに、銘柄管理コンピュータ３（実態データ部）が読出しをおこなう。
【００６３】
開始処理が行われた後、完了条件が満たされると完了フラグがオンされる。完了フラグは運転スケジューラが所定期間で読出しを行っており、工程移行条件として使用される。また、停止条件が満たされる（当該ユニットが自己停止可能なユニットの場合）か運転スケジューラにより当該ユニットの停止フラグが発行される（当該ユニットが自己停止不可能なユニットの場合）と、当該ユニットの停止処理（ステップＳ２１）がなされる。
【００６４】
停止処理により、当該起動しているユニットが停止し、停止処理が終了すると、当該ユニットの各種フラグを初期状態に戻す（ステップＳ２２）。
【００６５】
次に、図１１を参照してデータ収集処理について説明する。データ収集処理は、各ユニットの処理が完了した場合や運転が開始、終了、中断した場合などに行われる。データ収集処理は、運転スケジューラ１１から発行されるデータ収集トリガがオンされた場合に、データ収集部２１によって処理が開始される。先ず、データ収集部２１が運転スケジューラ１１からデータ収集トリガが発行されたかどうかについて判断し（ステップＳ３１）、データ収集トリガが発行された場合は、実態データ部１９から実績の元データを読み出す（ステップＳ３２）。上述のように、実態データ部１９には、各ユニットシーケンス（１３ａ〜１３ｄ）によって得られた各種実績及び各種時間の情報が、単なる数値として格納されており、トリガが発行されたタイミングで所定のアドレスに格納されている情報が読み出される。
【００６６】
また、データ収集部２１は、データバッファ１２ｘから運転スケジュールデータの中から、現在実行中のユニットの情報（運転条件データ）を読み出す（ステップＳ３３）。次いで、データ収集部２１は、実態データ部１９から読み出した実績元データとデータバッファから読み出した運転条件データとを必要に応じて組み合わせ、オペレータが見て判断しやすいようにデータを変換する（ステップＳ３４）。変換されたデータは、実績結果情報としてデータ保存部２２に保存される（ステップＳ３５）。
【００６７】
以上説明したように、各実施形態にかかるシーケンス制御システムによれば、処方パラメータに格納されている各品種ごとのデータを読み出してデータバッファ１２ｘに運転スケジュールデータを格納し、当該運転スケジュールデータを用いて運転スケジューラがユニットシーケンスを駆動する。運転スケジューラとユニットシーケンスとの間の信号は、処方パラメータからデータバッファに運転スケジュールデータを作成させるためのデータ送信よりも簡単な構成ですむため、運転スケジューラとユニットシーケンスとの間の通信処理を部品化することができ、制御コンピュータの種類に応じた銘柄管理コンピュータ（スケジューリングコンピュータ）の設計の変更が容易となる。よって、銘柄管理コンピュータ（スケジューリングコンピュータ）作成のための作業工数を少なくすることができ、生産安定化、生産管理、改善の効率化を図ることができる。
【００６８】
また、運転スケジューラとユニットシーケンスとが分離され、かつ両者間の通信が比較的簡単な手順でおこなわれるため、通信処理の部品化が可能となり、それぞれが搭載されているコンピュータ間の通信において、コンピュータの種類に応じて運転スケジュールデータを変換する通信処理部を備えることにより、ユニットシーケンスを有するコンピュータの増設、変更に伴う運転スケジューラを有するコンピュータの修正個所を少なくし、そのための作業工数を大幅に少なくすることができる。このことにより、運転スケジューラを有するコンピュータの規格が統一化され、結果としてユニットシーケンスの標準化が推進され、ユニットシーケンスの再利用によるユニットシーケンスの開発工数の低減を図ることができる。
【００６９】
また、通信処理の部品化により、運転スケジューラによって、ユニットシーケンスからの実績情報を当該部品ごとに判別しやすい形に変換させることができ、実績情報を生産管理屋設備や運転方法の改善に用いることができる。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００７１】
例えば、銘柄管理コンピュータとオペレーターズコンソールとを共通のコンピュータにより構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態によるシーケンス制御システムの構成図である。
【図２】図１のシーケンス制御システムの情報の流れを示すブロックダイヤグラムである。
【図３】シーケンス制御装置に適用される製造装置における１つのプラントの一例を示す概略図である。
【図４】図１のシーケンス制御システムに用いられる運転スケジュールデータを説明する図である。
【図５】運転条件パラメータの構成の処方パラメータの構成の一例を示す図である。
【図６】図１のシーケンス制御システムの運転スケジュールデータの構成の一例を示す図である。
【図７】運転スケジューラとある任意のユニットシーケンスとの間の通信処理の説明図である。
【図８】実績元データと運転条件パラメータとの対応付けを説明するための図である。
【図９】シーケンス制御システムの１つの品種について製造完了までのスケジューラの処理の流れを示す図である。
【図１０】ユニット処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】データ収集処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】従来のシーケンス制御システムの構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  シーケンス制御システム
２  オペレーターズコンソール
３  銘柄管理コンピュータ
４  制御コンピュータ
５  入出力リレーモジュール
６  プラント
１０  処方パラメータ
１１  運転スケジューラ
１２  ＲＡＭ
１２  データバッファ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  ユニットシーケンス
１４  フラグエリア
１５  ＲＡＭ
１６、４１、４２  バルブ
１７  ポンプ
１８  各種センサ
１９  実体データ部
２０  通信処理部
２１  データ収集部
２２  データ保存部
３１、３２、３３、３４、３５、３６  ユニット
１００、１１０、１２０  制御装置
【図１】
2005196578.tif 000003
【図２】
2005196578.tif 000004
【図３】
2005196578.tif 000005
【図４】
2005196578.tif 000006
【図５】
2005196578.tif 000007
【図６】
2005196578.tif 000008
【図７】
2005196578.tif 000009
【図８】
2005196578.tif 000010
【図９】
2005196578.tif 000011
【図１０】
2005196578.tif 000012
【図１１】
2005196578.tif 000013
【図１２】
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