(57)【要約】【課題】制御対象の複数の点において、同じプログラムパターンに従った制御を行なう場合に、コストおよび設置スペースを削減する。【解決手段】マスタチャンネルである第１のチャンネルの調節手段６は、プログラムパターンに応じて目標値（ＰＳＰ）を生成して該目標値（ＰＳＰ）に従ってプログラム制御を行なうとともに、生成した目標値（ＰＳＰ）をＲＡＭ１４に書き込み、スレーブチャンネルである第２〜第４のチャンネルの調節手段７〜９は、ＲＡＭ１４の目標値（ＰＳＰ）を読み出し、該目標値（ＰＳＰ）に従って定値制御を行なうようにし、これによって、１台の調節計１によって、同じプログラムパターンに従った４チャンネルの制御を可能としている。【選択図】図２
2007233716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムパターンに従って複数チャンネルの制御を行なうことが可能な調節計であって、
各チャンネルに個別的に対応する複数の調節手段を備え、
前記複数チャンネルの内の一つのマスタチャンネルの調節手段は、プログラムパターンに応じて目標値を生成するとともに、該目標値に従ってプログラム制御を行なうものであり、
前記マスタチャンネル以外の複数のスレーブチャンネルの調節手段は、前記マスタチャンネルの調節手段で生成した前記目標値に従って定値制御を行なうことを特徴とする調節計。
【請求項２】
前記マスタチャンネルの調節手段で生成される前記目標値が書き込まれるとともに、前記スレーブチャンネルの調節手段の目標値として読み出される記憶手段を備える請求項１に記載の調節計。
【請求項３】
前記記憶手段は、マスタチャンネルに対応するマスタチャンネル記憶領域およびスレーブチャンネルに対応するスレーブチャンネル記憶領域を有し、
前記マスタチャンネル記憶領域および前記スレーブチャンネル記憶領域には、前記マスタチャンネルの調節手段で生成される前記目標値が書き込まれ、
前記スレーブチャンネルの調節手段は、前記スレーブチャンネル記憶領域の前記目標値を読み出して定値制御を行なう請求項２に記載の調節計。
【請求項４】
前記複数の調節手段は、ＰＩＤ制御を行なうＰＩＤ制御部をそれぞれ有し、
前記マスタチャンネルの調節手段は、前記プログラムパターンに応じて前記スレーブチャンネルの調節手段のＰＩＤ制御部のＰＩＤ定数に関するデータを生成するものであり、
生成されたＰＩＤ定数に関するデータが前記記憶手段に書き込まれるとともに、前記スレーブチャンネルの調節手段に読み出されて該データに基づいて、ＰＩＤ制御部のＰＩＤ定数が設定される請求項２または３に記載の調節計。
【請求項５】
前記マスタチャンネルの調節手段は、前記プログラムパターンに応じて前記スレーブチャンネルの調節手段の警報に関するデータを生成するものであり、
生成された警報に関するデータが前記記憶手段に書き込まれるとともに、前記スレーブチャンネルの調節手段に読み出されて該データに基づいて、警報値が設定される請求項２〜４のいずれか１項に記載の調節計。
【請求項６】
前記記憶手段に対する書き込みおよび読み出しが、制御周期毎に行なわれる請求項２〜５のいずれか１項に記載の調節計。
【請求項７】
複数チャンネルの前記制御が、温度制御であり、前記目標値が目標温度である請求項１〜６のいずれか１項に記載の調節計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御などに好適な調節計に関し、更に詳しくは、目標値を時間の経過に伴って変化させるプログラム制御が可能な調節計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、工業炉などの制御対象の温度を、予め設定されたプログラムパターンに従って複数の点で均一に制御するような場合には、例えば、図５に示すようにして行なわれる。
【０００３】
すなわち、プログラム制御が可能なプログラム調節計３０と、複数の調節計３１，３２とを接続する。プログラム調節計３０は、ユーザの設定に応じて、例えば、図３に示すプログラムパターンの目標温度を生成し、工業炉３９内に配置された温度センサとしての熱電対３３によって検出される温度が、目標温度になるように、ＳＳＲ３６を介してヒータ４０への通電を制御する一方、複数の調節計３１，３２に対してプログラムパターンの目標温度をアナログ伝送する。各調節計３１，３２は、伝送された目標温度をそれぞれ受信し、工業炉３９内に配置された熱電対３４，３５によって検出される温度が、目標温度になるように、ＳＳＲ３７，３８を介してヒータ４１，４２の通電を制御するものである。
【０００４】
かかる構成では、調節計３１，３２には、目標温度がアナログ伝送されるので、送信あるいは受信の際に誤差が生じ、各調節計３０〜３２の目標温度にずれが生じるといった課題がある。
【０００５】
このため、アナログ伝送に代えて、プログラムパターンをディジタル伝送するシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２８７５６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のシステムでは、制御対象の複数の点におけるプログラム制御を行なうとすると、プログラムパターンを生成するプログラム調節計と、このプログラム調節計から伝送されるプログラムパターンに従って温度制御を行なう複数の調節計とを必要とするとともに、各調節計間を配線接続しなければならず、このため、コストが増加するとともに、設置スペースが必要になるといった課題がある。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、制御対象の複数の点において、同じプログラムパターンで制御を行なう場合に、コストおよび設置スペースを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の調節計は、プログラムパターンに従って複数チャンネルの制御を行なうことが可能な調節計であって、各チャンネルに個別的に対応する複数の調節手段を備え、前記複数チャンネルの内の一つのマスタチャンネルの調節手段は、プログラムパターンに応じて目標値を生成するとともに、該目標値に従ってプログラム制御を行なうものであり、前記マスタチャンネル以外の複数のスレーブチャンネルの調節手段は、前記マスタチャンネルの調節手段で生成した前記目標値に従って定値制御を行なうものである。
【０００９】
調節手段は、制御対象からの検出値が入力される入力部と、この検出値と目標値とに基づいて、操作量を演算する制御部と、操作量を出力する出力部とを備えるのが好ましい。
【００１０】
マスタチャンネルとは、プログラムパターンに応じて目標値を生成し、プログラム制御を行なうチャンネルであり、スレーブチャンネルとは、マスタチャンネルで生成された目標値に従って定値制御を行なうチャンネルである。
【００１１】
マスタチャンネルの調節手段は、切換設定などによって定値制御を行なえるようにしてもよい。
【００１２】
スレーブチャンネルの調節手段は、プログラムパターンに応じて生成された目標値に従った定値制御と、予め設定された目標値に従った定値制御とを切換えることができるようにしてもよい。
【００１３】
本発明によると、マスタチャンネルの調節手段は、プログラムパターンに応じて目標値を生成して該目標値に従ったプログラム制御が可能であり、スレーブチャンネルの調節手段は、生成されたプログラムパターンの目標値に従った定値制御が可能であるので、複数の全てのチャンネルで同じプログラムパターンに従った制御が行なわれることになる。
【００１４】
したがって、従来のように複数の調節計を必要とせず、それら調節計を配線接続する必要もなく、本発明に係る１台の調節計によって、制御対象の複数の点において、同じプログラムパターンに従った制御が可能となる。
【００１５】
（２）本発明の調節計の他の実施形態では、前記マスタチャンネルの調節手段で生成される前記目標値が書き込まれるとともに、前記スレーブチャンネルの調節手段の目標値として読み出される記憶手段を備えている。
【００１６】
この実施形態によると、マスタチャンネルの調節手段でプログラムパターンに応じて生成された目標値が記憶手段に書き込まれ、この目標値が、スレーブチャンネルの調節手段で読み出されて定値制御が行なわれる。
【００１７】
（３）本発明の調節計の一実施形態では、前記記憶手段は、マスタチャンネルに対応するマスタチャンネル記憶領域およびスレーブチャンネルに対応するスレーブチャンネル記憶領域を有し、前記マスタチャンネル記憶領域および前記スレーブチャンネル記憶領域には、前記マスタチャンネルの調節手段で生成される前記目標値が書き込まれ、前記スレーブチャンネルの調節手段は、前記スレーブチャンネル記憶領域の前記目標値を読み出して定値制御を行なうものである。
【００１８】
マスタチャンネルの調節手段が、生成した前記目標値をマスタチャンネル記憶領域に書き込むとともに、該マスタチャンネル記憶領域の前記目標値を読み出してスレーブチャンネル記憶領域に書き込み、スレーブチャンネルの調節手段は、スレーブチャンネル記憶領域の前記目標値を読み出して定値制御を行なうようにしてもよい。
【００１９】
この実施形態によると、マスタチャンネルの調節手段で生成した目標値を、記憶手段のスレーブチャンネル記憶領域に書き込み、スレーブチャンネルの調節手段は、スレーブチャンネル記憶領域に書き込まれた目標値を読み出して定値制御を行なうので、記憶手段を介して、マスタチャンネルとスレーブチャンネルとの間で目標値の受け渡しが行なわれることになり、これによって、マスタチャンネルおよびスレーブチャンネルで同じプログラムパターンに従った制御が可能となる。
【００２０】
（４）本発明の調節計の他の実施形態では、前記複数の調節手段は、ＰＩＤ制御を行なうＰＩＤ制御部をそれぞれ有し、前記マスタチャンネルの調節手段は、前記プログラムパターンに応じて前記スレーブチャンネルの調節手段のＰＩＤ制御部のＰＩＤ定数に関するデータを生成するものであり、生成されたＰＩＤ定数に関するデータが前記記憶手段に書き込まれるとともに、前記スレーブチャンネルの調節手段に読み出されて該データに基づいて、ＰＩＤ制御部のＰＩＤ定数が設定されるものである。
【００２１】
ＰＩＤ定数に関するデータは、ＰＩＤ定数そのものであってもよいし、あるいは、予め準備されているＰＩＤ定数を指定するようなデータであってもよい。
【００２２】
このＰＩＤ定数に関するデータは、各チャンネルのＰＩＤ制御部毎に、異なるデータであってもよいし、共通のデータとしてもよい。すなわち、ＰＩＤ制御部毎に、異なるＰＩＤ定数としてもよいし、共通のＰＩＤ定数としてもよい。
【００２３】
この実施形態によると、プログラムパターンに応じたＰＩＤ定数を設定してＰＩＤ制御を行なうことができ、例えば、プログラムパターン毎にＰＩＤ定数を異ならせたり、プログラムパターンの各ステップ（セグメント）毎にＰＩＤ定数を異ならせるといったことができ、精度の高い制御が可能となる。
【００２４】
（５）本発明の調節計の他の実施形態では、前記マスタチャンネルの調節手段は、前記プログラムパターンに応じて前記スレーブチャンネルの調節手段の警報に関するデータを生成するものであり、生成された警報に関するデータが前記記憶手段に書き込まれるとともに、前記スレーブチャンネルの調節手段に読み出されて該データに基づいて、警報値が設定されるものである。
【００２５】
警報に関するデータは、警報値そのものであってもよいし、あるいは、予め準備されている警報値を指定するようなデータであってもよい。
【００２６】
この警報に関するデータは、各チャンネル毎に、異なるデータであってもよいし、共通のデータとしてもよい。すなわち、各チャンネル毎に、異なる警報値としてもよいし、共通の警報値としてもよい。
【００２７】
警報値とは、警報を出力する条件となる値をいい、警報の種類は、任意であり、例えば、目標値に対する上限あるいは下限の偏差警報などであってもよい。
【００２８】
この実施形態によると、プログラムパターンに応じた警報値が設定されて警報処理がされることになる。
【００２９】
（６）本発明の調節計の更に他の実施形態では、前記記憶手段に対する書き込みおよび読み出しが、制御周期毎に行なわれるものである。
【００３０】
この実施形態によると、制御周期毎に、プログラムパターンに応じて目標値が更新されて制御が行なわれることになる。
【００３１】
（７）本発明の調節計の好ましい実施形態では、複数チャンネルの前記制御が、温度制御であり、前記目標値が目標温度である。
【００３２】
この実施形態によると、加熱炉などの制御対象における複数点、例えば、複数のゾーンにおける温度を、同じプログラムパターンで制御することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、複数の調節計を必要とせず、それら調節計を配線接続する必要もなく、１台の調節計によって、制御対象の複数点において、同じプログラムパターンに従った制御が可能となり、これによって、コストの低減を図ることができるとともに、設置スペースを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る調節計を用いた温度制御システムの概略構成図である。
【００３５】
この実施形態の調節計１は、複数、例えば、４チャンネルの温度制御、すなわち、１台の調節計１で４ループの制御が可能であり、例えば、制御対象としての工業炉２の温度を制御する。
【００３６】
調節計１には、工業炉２の温度を複数の点でそれぞれ検出する温度センサとしての４個の熱電対３−１〜３−４が接続されるとともに、工業炉２を加熱するヒータ４−１〜４−４に対する電流を開閉するＳＳＲ５−１〜５−４が接続される。
【００３７】
図２は、この実施形態の調節計１の要部の機能ブロック図である。
【００３８】
この調節計１は、第１〜第４の各チャンネルに個別的に対応する第１〜第４の調節手段６〜９を備えている。
【００３９】
マスタチャンネルとしての第１のチャンネルに対応する第１の調節手段６は、予めユーザが設定した、例えば、図３に示されるプログラムパターンに従って時間の経過に伴って目標温度を変化させるプログラム制御を行なうものであり、スレーブチャンネルとしての第２〜第４のチャンネルに対応する第２〜第４の調節手段７〜９は、定値制御を行なうものである。なお、図３では、セグメント１〜４の４つのステップからなる台形のプログラムパターンの例を示している。
【００４０】
プログラム制御を行なう第１の調節手段６は、上述の熱電対３−１が接続される入力部１０と、ＳＳＲ５−１が接続される出力部１１と、ユーザによって予め設定されたプログラムパターンに応じた目標温度等を生成するプログラムパターン生成部１２と、この生成されたプログラムパターンの目標温度（ＰＳＰ）と入力部１０からの検出温度（ＰＶ１）との偏差に基づいて、操作量（ＭＶ１）を演算して出力部１１に与えるＰＩＤ制御部１３とを備えており、この第１の調節手段６は、生成したプログラムパターンを、記憶手段としてのＲＡＭ１４に書き込むようにしている。
【００４１】
更に、この実施形態では、プログラムパターン生成部１２は、プログラムパターンに応じて、ユーザによって予め設定されているＰＩＤ定数の複数組のいずれかの組のＰＩＤ定数を指定するためのＰＩＤ組番号（ＰＩＤ）およびユーザによって予め設定されている警報値の複数組のいずれかの組の警報値を指定するための警報組番号（ＡＬＭ）を生成する。
【００４２】
したがって、プログラムパターンに応じて、例えば、プログラムパターン毎に、適切なＰＩＤ定数および警報値を指定するためのＰＩＤ組番号（ＰＩＤ）および警報組番号（ＡＬＭ）を生成することができる。
【００４３】
なお、時間の経過に伴うプログラムパターンの変化に応じて、例えば、図３  の各セグメントに対応して適切なＰＩＤ定数および警報値を指定するためのＰＩＤ組番号（ＰＩＤ）および警報組番号（ＡＬＭ）を生成するようにしてもよい。
【００４４】
このＰＩＤ組番号および警報組番号は、第２〜第４の各チャンネル毎に個別に生成してもよいし、共通に生成するようにしてもよい。
【００４５】
なお、ＰＩＤ組番号（ＰＩＤ）および警報組番号（ＡＬＭ）に対応するＰＩＤ定数および警報値は、上述のようにユーザによって予め設定され、図示しないメモリに格納されている。
【００４６】
この生成されたＰＩＤ組番号（ＰＩＤ）および警報組番号（ＡＬＭ）は、生成された目標温度（ＰＳＰ）と共に、ＲＡＭ１４に書き込まれる。
【００４７】
更に、ＲＡＭ１４には、運転開始／停止（ＲＵＮ／ＲＥＳＥＴ）指令も併せて書き込まれる。
【００４８】
第１の調節手段６では、運転開始（ＲＵＮ）指令が与えられると、プログラムパターン生成部１２からプログラムパターンに応じた目標温度等を生成してＰＩＤ制御を開始する一方、前記目標温度等をＲＡＭ１４に書き込む。
【００４９】
また、運転停止（ＲＥＳＥＴ）指令が与えられると、ＰＩＤ制御部１３からの操作量ＭＶに代えてリセット時操作量を出力する。
【００５０】
定値制御を行なう第２〜第４の各調節手段７〜９は、上述の熱電対３−２〜３−４がそれぞれ接続される入力部１５〜１７と、ＳＳＲ５−２〜５−４がそれぞれ接続される出力部１８〜２０と、ＲＡＭ１４から読み出した目標温度（ＰＳＰ）と入力部１５〜１７からの検出温度（ＰＶ２〜ＰＶ４）との偏差に基づいて、操作量（ＭＶ２〜ＭＶ４）をそれぞれ演算して出力部１８〜２０にそれぞれ与えるＰＩＤ制御部２１〜２３をそれぞれ備えている。
【００５１】
各調節手段７〜９は、ＲＡＭ１４から読み出した運転開始（ＲＵＮ）指令に応じて運転を開始し、ＰＩＤ制御部２１〜２３からの操作量（ＭＶ２〜ＭＶ４）を出力部１８〜２０からそれぞれ出力し、ＲＡＭ１４から読み出した運転停止（ＲＥＳＥＴ）指令に応じて運転を停止し、リセット時操作量を出力部１８〜２０から出力する。
【００５２】
各ＰＩＤ制御部２１〜２３には、ＲＡＭ１４から読み出したＰＩＤ組番号（ＰＩＤ）に対応するＰＩＤ定数が設定されてＰＩＤ制御が行なわれる。
【００５３】
また、第２〜第４の各調節手段７〜９では、ＲＡＭ１４から読み出した警報組番号（ＡＬＭ）に対応する警報値によって警報処理が行なわれる。
【００５４】
ＲＡＭ１４への目標温度等の書き込みおよびその読み出しは、制御周期、例えば、５０ｍｓｅｃ毎に行なわれる。
【００５５】
このように第２〜第４の各調節手段７〜９は、ＲＡＭ１４からの読み出した目標温度等に従って定値制御を行なうものである。
【００５６】
すなわち、この実施形態の調節計１は、プログラム制御機能を有するマスタチャンネルの第１の調節手段６と、この第１の調節手段６で生成されたプログラムパターンの目標温度等に従って定値制御を行なうスレーブチャンネルの第２〜第４の調節手段７〜９とを備えている。
【００５７】
各調節手段６〜９のＰＩＤ制御部１３，２１〜２３およびプログラムパターン生成部１２等は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。
【００５８】
図４は、この実施形態の調節計１の動作説明に供するフローチャートである。
【００５９】
先ず、第１のチャンネルに対応する第１の調節手段６によるプログラム制御を実行する（ステップｎ１）。すなわち、プログラムパターンに応じた目標温度、ＰＩＤ組番号および警報組番号を生成し、ＲＡＭ１４のマスタチャンネに対応する記憶領域に書き込み、目標温度と検出温度との偏差に基づいて、操作量を演算して出力する。
【００６０】
次に、第１のチャンネルの目標温度、ＰＩＤ組番号および警報組番号を、ＲＡＭ１４のマスタチャンネルに対応する記憶領域から読み出してＲＡＭ１４の第２〜第４のチャンネル、すなわち、スレーブチャンネルに対応する記憶領域にコピー、すなわち、書き込む （ステップｎ２）。
【００６１】
第２のチャンネルに対応する第２の調節手段７は、定値制御を実行する（ステップｎ３）。すなわち、第２の調節手段７は、ＲＡＭ１４からＰＩＤ組番号を読み出し、現在設定されている組番号と異なるときには、ＰＩＤ組番号に対応するＰＩＤ定数をＰＩＤ制御部２１に設定する。
【００６２】
また、ＲＡＭ１４から目標温度を読み出し、この目標温度と検出温度との偏差に基づいて、ＰＩＤ制御部２１で操作量を演算して出力する。また、ＲＡＭ１４から警報組番号を読み出し、現在設定されている組番号と異なるときは、警報組番号の警報値を設定して警報処理を行なう。
【００６３】
次に、第３のチャンネルに対応する第３の調節手段８は、定値制御を実行する（ステップｎ４）。すなわち、第３の調節手段８は、ＲＡＭ１４からＰＩＤ組番号を読み出し、現在設定されている組番号と異なるときには、ＰＩＤ組番号に対応するＰＩＤ定数をＰＩＤ制御部２２に設定する。
【００６４】
また、ＲＡＭ１４から目標温度を読み出し、この目標温度と検出温度との偏差に基づいて、ＰＩＤ制御部２２で操作量を演算して出力する。また、ＲＡＭ１４から警報組番号を読み出し、現在設定されている組番号と異なるときは、警報組番号の警報値を設定して警報処理を行なう。
【００６５】
次に、第４のチャンネルに対応する第４の調節手段９は、定値制御を実行する（ステップｎ５）。すなわち、第４の調節手段９は、ＲＡＭ１４からＰＩＤ組番号を読み出し、現在設定されている組番号と異なるときには、ＰＩＤ組番号に対応するＰＩＤ定数をＰＩＤ制御部２３に設定する。
【００６６】
また、ＲＡＭ１４から目標温度を読み出し、この目標温度と検出温度との偏差に基づいて、ＰＩＤ制御部２３で操作量を演算して出力する。また、ＲＡＭ１４から警報組番号を読み出し、現在設定されている組番号と異なるときは、警報組番号の警報値を設定して警報処理を行なう。
【００６７】
以上の処理を、制御周期毎に繰り返す。
【００６８】
このように、１台の調節計１によって、工業炉２の複数の点において、同一のプログラムパターンに従った制御を行なえるので、図５の従来例にように、複数台の調節計を用いる必要がなく、各調節計との配線接続を行なう必要ない。これによって、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一つの実施形態の調節計を備えるシステムの概略構成図である。
【図２】図１の調節計の機能ブロック図である。
【図３】プログラムパターンの一例を示す図である。
【図４】図１の調節計の動作説明に供するフローチャートである。
【図５】従来例のシステムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，３０〜３２       調節計
２                   工業炉
６〜９               第１〜第４の調節手段
１２                 プログラムパターン生成部
１３，２１〜２３     ＰＩＤ制御部
１４                 ＲＡＭ
【図１】
2007233716.tif 000003
【図２】
2007233716.tif 000004
【図３】
2007233716.tif 000005
【図４】
2007233716.tif 000006
【図５】
2007233716.tif 000007