(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤ上の原料位置を捕捉するために実原料をＰＬＣ内メモリに置かれた仮想コンベヤ領域上にシミュレートして前記原料位置をトラッキングする高炉用コンベヤの原料トラッキング方法において、
前記コンベヤが所定距離移動する毎にシフトパルスを発生するシフトパルス発生手段と、前記シフトパルスによって上位桁側へ１ビットずつトラッキングビットをシフトする手段と、前記トラッキングビットを記憶するトラッキングビットメモリと、前記トラッキングビットメモリ内のオン・オフ状態から原料の有無を判別する手段を有し、
前記シフトパルス発生手段は、前記コンベヤに設置された移動距離センサと、前記コンベアが運転中かどうかを判断し、前記コンベアの移動速度と移動時間により求められる移動距離が前記所定距離と等しくなる前記移動時間が経過する毎に、前記シフトパルスをソフトウェア処理によって生成する手段を備えており、前記移動距離センサまたはソフトウェア処理によって生成した前記シフトパルスを選択スイッチによって切り替えて使用することを特徴とする高炉用コンベヤの原料トラッキング方法。
【請求項２】
前記トラッキングビットメモリは、前記シフトパルスが発生する毎に前記トラッキングビットメモリのビット番号を１ビット毎に１増加するように構成し、前記コンベアの特定位置を前記トラッキングビットメモリの前記ビット番号から検出し、前記トラッキングビットメモリにセットされた原料有フラグにより前記コンベヤ上の前記原料位置を検知することを特徴とする請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法。
【請求項３】
前記トラッキングビットメモリにおけるシフト演算処理は、前記シフトパルスに同期して、３２ビットレジスタの下位１６ビットに前記トラッキングビットメモリの値をセットし、上位１６ビットに０をセットし、前記下位１６ビットと前記上位１６ビットを合わせた前記３２ビットレジスタをそれ自身で加算演算して２倍し、シフト演算処理をすることを特徴とする請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法。
【請求項４】
前記トラッキングビットメモリにおけるシフト演算処理は、前記シフトパルスに同期して、１６ビットレジスタを用いて拡張加算命令により加算して２倍し、シフト演算処理することを特徴とする請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の原料トラッキング方法を適用したことを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉設備におけるＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）のデータ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高炉設備におけるコンベヤ上の原料位置を捕捉するために固定距離間隔でＯＮ／ＯＦＦ信号により原料の有無を示す表現を行ない。この信号を実物のコンベヤの運転状況と同期させるために、センサによる固定距離動作毎に原料有無信号をずらしていた。
また、ホッパや特定点まで原料が来ているかをデータのマスキング処理により判別していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術は、センサによる固定距離動作ではセンサ故障時に対応できないという問題があった。
また、原料のマスキング処理において、位置が変更になるとマスキングビットを変更することになって、マスクデータを設定するビット値を計算する必要が有り、更に、プログラムバグの要因となるという問題があった。
そこで、本発明の第１の発明は、コンベヤ上の原料トラッキングにおいてコンベヤの動作をソフトによりシミュレートして、コンベヤテールから特定位置までの原料有無を容易に判別可能とする高炉用コンベヤの原料トラッキング方法を提供することを目的としている。
更に、本発明の第２の発明は、同一データを２倍することによってレジスタ内容としてはビットシフトしたと同一効果になることを利用して、プログラム動作時間の短縮を図る高炉用コンベヤの原料トラッキング方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法の発明は、コンベヤ上の原料位置を捕捉するために実原料をＰＬＣ内メモリに置かれた仮想コンベヤ領域上にシミュレートして前記原料位置をトラッキングする高炉用コンベヤの原料トラッキング方法において、
前記コンベヤが所定距離移動する毎にシフトパルスを発生するシフトパルス発生手段と、前記シフトパルスによって上位桁側へ１ビットずつトラッキングビットをシフトする手段と、前記トラッキングビットを記憶するトラッキングビットメモリと、前記トラッキングビットメモリ内のオン・オフ状態から原料の有無を判別する手段を有し、
前記シフトパルス発生手段は、前記コンベヤに設置された移動距離センサと、前記コンベアが運転中かどうかを判断し、前記コンベアの移動速度と移動時間により求められる移動距離が前記所定距離と等しくなる前記移動時間が経過する毎に、前記シフトパルスをソフトウェア処理によって生成する手段を備えており、前記移動距離センサまたはソフトウェア処理によって生成した前記シフトパルスを選択スイッチによって切り替えて使用することを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法において、前記トラッキングビットメモリが、前記シフトパルスが発生する毎に前記トラッキングビットメモリのビット番号を１ビット毎に１増加するように構成し、前記コンベアの特定位置を前記トラッキングビットメモリの前記ビット番号から検出し、前記トラッキングビットメモリにセットされた原料有フラグにより前記コンベヤ上の前記原料位置を検知することを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法において、前記トラッキングビットメモリにおけるシフト演算処理が、前記シフトパルスに同期して、３２ビットレジスタの下位１６ビットに前記トラッキングビットメモリの値をセットし、上位１６ビットに０をセットし、前記下位１６ビットと前記上位１６ビットを合わせた前記３２ビットレジスタをそれ自身で加算演算して２倍し、シフト演算処理をすることを特徴としている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の高炉用コンベヤの原料トラッキング方法において、前記トラッキングビットメモリにおけるシフト演算処理が、前記シフトパルスに同期して、１６ビットレジスタを用いて拡張加算命令により加算して２倍し、シフト演算処理することを特徴としている。
また、請求項５に記載のプログラマブルコントローラの発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の原料トラッキング方法を適用したことを特徴としている。
この高炉用コンベヤの原料トラッキング方法によれば、ＰＬＣ内部処理において、原料位置を捕捉するために、ＰＬＣメモリー内にコンベヤ固定距離を１ビットとして連続領域に原料トラッキング・データとして割り付ける。ＯＮが原料有り、ＯＦＦが原料無しとする。また、コンベヤ速度定数値により、固定距離に対する原料移動時間を求めて、コンベヤの運転中信号でタイマを動作させ、原料移動時間経過により、原料トラッキングデータのビットを下流方向へ１ビットシフトさせる。これをコンベヤ運転中に繰り返すことにより、運転中のコンベヤ上の原料の動作位置をシミュレートすることができる。また、コンベヤ上の原料が、特定位置まで到達しているかを判別する方法として、コンベヤ固定距離を１ビットとして割り付けられたＰＬＣメモリーにおいてコンベヤテールから数えた特定位置のビットＮｏ．を指定する。まず、このビットＮｏ．を１つのレジスタのビット数１６で割り算し、商と余りを求め、コンベヤ上のトラッキングデータをテールから商のレジスタ（１６ビット）個数分のうち「０」でないレジスタを検索して、一つでも「０」であれば原料有りと検知する。次にコンベヤ上のトラッキングデータの特定位置を含むレジスタの０ビット目（ＬＳＢ）から特定位置までビットの「ＯＮ」を検出する。一つでも「ＯＮ」であれば原料有りと検知する。レジスタ検出とビット検出のＯＲ信号により原料有りと検知することが可能になる。
【０００５】
更に、第２の発明は、ＰＬＣ処理において動作時間のかかるシフト命令に着眼して、ＰＬＣ処理として速度のかからないレジスタの数値演算回路で表現する。１ビット分上位ビット側へシフトすることと数値を２倍することが、レジスタ内部値で見ると情報が同じであることから、シフト命令でレジスタ値を２倍する。
また、この２倍する回路も掛け算ではなく同一レジスタの足し算とすることにより、さらにＰＬＣ動作時間を短縮することができる。
トラッキングビットとしては数ワード分のメモリを使用しているが１６ビット（＝ワード）単位で処理する。３２ビットレジスタ機能を持つＰＬＣ機種の場合は、レジスタの下位ワード（１６ビット）へトラッキング情報をセットする。上位ワード（１６ビット）には「０」をセットする。この上位下位ワードを合わせた３２ビットレジスタを自分自身で足し算を行ない結果として２倍する。足し算結果後の下位ワードは元のトラッキングレジスタへセットする。また上位ワードの０ビット目（ＬＳＢ）はキャリーとして次のトラッキングデータへ渡す。
１６ビットレジスタしか無いＰＬＣ機種の場合は、レジスタのＦビット目（ＭＳＢ）のＯＮ／ＯＦＦ状態を記憶する。これをキャリーとしての次のレジスタへ渡す。またレジスタに拡張加算命令（１ワード型数値の場合ＭＳＢが符号を示すが符号無しとして取り扱い、且つ、加算オーバーフロー検出しない加算命令）によりレジスタ自身の足し算を行ない結果として２倍する。以上をトラッキングメモリのワード分繰り返す。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る高炉用コンベヤの原料トラッキング方法におけるシフトパルスを出力する処理のフローチャートである。
図２は図１に示す高炉用コンベヤの原料トラッキング方法における特定位置までの原料有無状態検出処理のフローチャートである。
図３は図１に示す高炉用コンベヤの原料トラッキング方法の実原料とトラッキングデータの関係を示す概念図である。
図４は図３に示すトラッキングデータとコンベヤ上の特定位置との関係を示す概念図である。
図３、図４において、１はコンベヤ、２は原料、３はトラッキングビット（ＰＬＣ内部レジスタ）、４はトラッキングビットのＯＮ／ＯＦＦ状態（ＰＬＣ内部レジスタ）、５は４から原料がＸｍの距離を移動した時のトラッキングビットのＯＮ／ＯＦＦ状態（ＰＬＣ内部レジスタ）である。４、５の黒塗り部分がＯＮを示す。６はホッパーである。
図３を参照すると、トラッキングビット３はコンベヤ１へ原料２を載せる制御でＯＮがセットされる。１つのコンベヤ１に付属する移動距離センサ（図示していない）はＸｍ動作する毎にシフトパルス信号を発信する。
このシフトパルス信号１回によりトラッキングビット３をトラッキングビット４からトラッキングビット５の様に上位側へ１ビットシフトさせてトラッキングを行う。このセンサが故障またはコンベヤにセンサが付いていない場合、ソフト的にシフトパルス信号をシミュレートする必要があり、選択スイッチによりセンサとソフトシミュレーションパルスのどちらを使用するか選択し一方のみを使用する。
【０００７】
つぎに動作について説明する。
図１を参照すると、図１はコンベヤ速度が高速と低速の２段階でソフト的にシフトパルス信号を出力する例である。
先ず、低速運転中判断でコンベヤ１の運転速度を判別し（Ｓ１０１）、低速であれば、低速用のパルス幅をセットする（Ｓ１０２）。低速でなければ、高速用のパルス幅をセットする（Ｓ１０３）。
次にコンベヤ１の運転中信号を判断する（Ｓ１０４）。運転中でなければ以降の処理はせずＳＴＡＲＴに戻る。運転中の場合Ｓ１０２、Ｓ１０３で設定されたパルス幅を設定値としてタイマを動作させる（Ｓ１０５）。このときコンベヤ運転中がＯＦＦとなった場合タイマ計数は途中停止される。続いて、Ｓ１０５のタイマがカウントアップしたかを判断する（Ｓ１０６）。タイムアップした場合、タイマ計数値をパルス幅分減算し、シフトパルスＯＮを出力する（Ｓ１０７）。
次に、図２を参照すると、図２はコンベヤテールから特定位置（例えば、ホッパー位置）までの原料有無を検出するフローチャート図である。
フロー図への入力はビットＮｏ．でコンベヤテールが「０」であり、下流方向へ向かって１ビット毎に１増加する。図４におけるホッパー６の位置のビットＮｏ．は１６（ビット数）×１９（レジスタ数）＝「３０５」となる。ホッパー６の位置の手前までであればビットＮｏ．は「３０４」である。
先ず、カウンタやフラグの初期化及びコンベヤテールから特定位置までのレジスタ数と余りのビット数を演算する。図４のホッパー位置の例で進めると、レジスタ数＝１９、ビット数＝２となる（Ｓ２０１）。
次のＳ２０２〜Ｓ２０６までが１６ビット一括して処理するレジスタ処理ルーチンである。レジスタ処理の終了判断を行なう（Ｓ２０２）。レジスタカウンタは１〜１９まで変化する。コンベヤテールから処理レジスタへの相対レジスタＮｏ．をインデックスレジスタへセットする（Ｉ＝０の時がコンベヤテールのあるレジスタである）ループ内ではＩは０〜１８まで変化する（Ｓ２０３）。
次に、処理するトラッキングレジスタが「０」であるか否かを判別する（トラッキングレジスタの先頭はＭＷ１００なのでループ内ではＭＷ１００〜ＭＷ１１８を処理する）、（Ｓ２０４）。そこで「０」であれば１６ビットの内の何れかがＯＮしているので、原料有フラグにＯＮをセットする（Ｓ２０５）。ループカウンタであるレジスタカウンタに「１」を加える（Ｓ２０６）。その後ループ先頭へ戻る。
次のＳ２０７〜Ｓ２１２までの処理は残りのビットを処理するビット処理ルーチンである。
残りのビットをワークレジスタに一旦置く（Ｓ２０７）。レジスタ数（１９）をインデックスレジスタにセットし、トラッキングレジスタＭＷ１００ｉ（＝ＭＷ１１９）をワークレジスタへセットする。次に、ビット処理の終了判断を行なう。ビットカウンタは１〜２まで変化する（Ｓ２０８）。０ビット目から処理ビットへの相対ビットＮｏ．をインデックスレジスタへセットする（Ｉ＝０の時は特定位置があるレジスタの０ビット目である）。ループ内ではＩは０〜１まで変化する（Ｓ２０９）。
続いて、処理するワークレジスタのビットが「ＯＮ」であるか否かを判別する（Ｓ２１０）。例ではワークレジスタの０ビット目ー１ビット目を処理する。そこで「ＯＮ」であれば、原料有フラグにＯＮをセットする（Ｓ２１１）。ループカウンタであるビットカウンタに「１」を加える（Ｓ２１２）。その後ループ先頭へ戻る。
このように、以上２つのループ（レジスタ処理とビット処理）を抜けて原料フラグがＯＮしていれば、特定位置の上流に原料があることを正確に検知できる。
【０００８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図を参照して説明する。
図５は本発明の第２の実施の形態に係る高炉用コンベヤの原料トラッキング方法の３２ビットレジスタによるシフト処理のフロチャートである。
図６は図５に示す３２ビットレジスタを１６ビットレジスタにした場合のシフト処理のフロチャートである。
図７は図５に示す高炉用コンベヤの原料トラッキング方法におけるトラッキングビットとシフト状態を示す構成図である。
図７は、符号については前実施の形態の図３と全く同じなので重複する説明は省略する。図３との相違点はトラッキングビットのＯＮ／ＯＦＦ状態（ＰＬＣ内部レジスタ）４におけるビットシフト表示が異なる。
この図７において、３のトラッキングビットはコンベヤへ原料を載せる制御でＯＮがセットされる。又、１つのコンベヤに付属する移動距離センサはＸｍ動作する毎にシフトパルス信号を発信する。（あるいはタイマー動作による）。
このシフトパルス信号１回によりトラッキングビットをトラッキングビット４からトラッキングビット５の様に上位側へ１ビットシフトさせる。シフトは後述するように２倍する加算処理によって、トラッキングを行う。
【０００９】
つぎに動作について説明する。
図５を参照すると、先ず、シフト指令判断ではシフトパルス信号またはセンサ故障時のタイマ動作にシフトパルス信号のＯＮ／ＯＦＦを判断し、ＯＮであればシフト処理を行なう（Ｓ３０１）。コンベヤテールの原料有無を記憶し、キャリー用ビットにＯＦＦをセットする。またループ処理用インデックスを０クリアする。インデックスは０がコンベヤのテールで、数字が大きくなるほどヘッド側である（Ｓ３０２）。
次に、ビットのシフト処理を行なうために、トラッキングビットメモリ１ワード（ＭＷ１００）をワーク用の３２ビット型レジスタの下位ワードへセットし、上位は０クリアする。その後ワークレジスタを自分自身で加算しそのまま同じレジスタにセットする。キャリービットの状態をワークレジスタの下位ワード０ビット目にセットする。その下位ワードをトラッキングビットメモリ（ＭＷ１００）へセットする。また上位ワードの０ビット目はヘッド方向隣のレジスタへ渡すためにキャリービットへセットする。ループ処理用インデックスをカウントアップする（Ｓ３０３）。
ループ処理用を行ないＳ３０３へ処理が戻る。この時インデックスが「＋１」されているのでＳ３０３はヘッド方向隣のＭＷ１０１の内容で処理される。
１台のコンベヤ分のメモリの処理（図７ではＭＷ１１９まで）が終了しているかを判断する（Ｓ３０４）。終了していれば、記憶していたコンベヤテールの状態をトラッキングに再度セットする（Ｓ３０５）。
【００１０】
次に、図６は１６ビットレジスタの場合のフローチャートであり、図６を参照すると、先ず、シフト指令判断ではシフトパルス信号またはセンサ故障時のタイマ動作にシフトパルス信号のＯＮ／ＯＦＦを判断して、ＯＮであればシフト処理を行なう（Ｓ４０１）。続いて、コンベヤテールの原料有無を記憶し、キャリー用ビットにＯＦＦをセットする。またループ処理用インデックスにトラッキングビットメモリサイズ・１をセットする（Ｓ４０２）。インデックスは０がコンベヤのテールで数字が大きくなるほどヘッド側である。
ビットのシフト処理を行なうために、トラッキングビットメモリ１ワード（ＭＷ１１９）のＦビット目（ＭＳＢ）のＯＮ／ＯＦＦを、キャリービットへ記憶する。ワーク用の１６ビット型レジスタへセットする。その後ワークレジスタを自分自身で加算しそのまま同じレジスタにセットする。記憶していたキャリービットがＯＮであればトラッキングビットメモリのヘッド方向隣のレジスタ（ＭＷ１２０）０ビット目にＯＮをセットする。（但しＭＷ１２０はメモリ領域外なのでセットしない）ループ処理用インデックスをカウントダウンする（Ｓ４０３）。ループ処理を行ないＳ４０３へ処理が戻る。この時インデックスが「−１」されているのでＳ４０３はテール方向隣のＭＷ１１８の内容で処理される。
次に、コンベヤ分の処理（図３ではＭＷ１００まで）が終了しているかを判断する（Ｓ４０４）。終了していれば、記憶していたコンベヤテールの状態をトラッキングに再度セットする（Ｓ４０５）。
このように、２倍する加算処理によりシフトさせることで、処理時間を短縮できる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の発明によれば、センサの代わりにソフトウェアによるシミュレーションシフトパルスを使用することができ、またマスキング処理を手計算すること無く、シミュレーション演算により特定位置までの原料有無を正確に検出可能とすることができる。
また、第２の発明によれば、シフト命令１ビット単位でシフトせずに２倍する加算処理により、ＰＬＣとして処理速度の早い１６ビット一括による処理を可能にして処理時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高炉用コンベヤの原料トラッキング方法におけるシフトパルスを出力する処理のフロチャートである。
【図２】図１に示す高炉用コンベヤの原料トラッキング方法における特定位置までの原料有無状態検出処理のフローチャートである。
【図３】図１に示す高炉用コンベヤの原料トラッキング方法の実原料とトラッキングデータの関係を示す図である。
【図４】図３に示すトラッキングデータとコンベヤ上の関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る高炉用コンベヤの原料トラッキング方法の３２ビットレジスタによるシフト処理のフローチャートである。
【図６】図５に示す３２ビットレジスタを１６ビットレジスタにした場合のシフト処理のフローチャートである。
【図７】図５に示す高炉用コンベヤの原料トラッキング方法におけるトラッキングビットとシフト状態を示す構成図である。
【符号の説明】
１  コンベヤ
２  原料
３  トラッキングビットメモリ
４  トラッキングビットメモリ状態図
５  トラッキングビットメモリ遷移図
６  ホッパー
【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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