設備・生 産 技術開発

プロセスライン制御ソフトの内製開発
In-House Development of Process Line Control System浦上康雄

Yasuo Urakami

概要西村浩一寺本Kouichi Nishimura

伸弘

Nobuhiro Teramoto

福井工場では，アルミニウム飲料缶用材料の生産性向上の一環として，キャン塗装ラインにおいて冷延材からの一貫生産を行うための機器の増設を行った。主な増設機器は，脱脂，テンションレベラ，前処理装置，アキュムレータなどである。これに伴い，ライン駆動制御システムについては，運転方法の変更に伴う既存部の大幅改造も必要であったので，既存ハードの改造および単純増設だけではなく，MMI（マンマシンインターフェイス）を含めて一新することにした。システム更新にあたっては，拡張性，保守性，費用および社内技術レベルの蓄積を考慮し，重電メーカーへの発注は最小限に抑え，エンジニアリング，設計，ソフトの更新などは可能な限り社内で実施した。
Abstract： Several equipment such as a degreaser, tension-leveller, sheet accumulator andchemical preprocessing section were added to the can-stock coating line of the Fukui Works forthe purpose of integrated production of as-rolled coils. The line drive control system was fully
renewed instead of partial reinforcement including HMI (Human Machine Interface). Engineering,
design and software development of the control system renewed were carried out in-house as
much as possible, from the viewpoint of enhancing extendability, maintainability, cost-reduction
and technology accumulation within the company.

1. はじめに

2. 設備開発の概要

福井工場では，図 1 に示すアルミニウム飲料缶用材料

図 2 に缶用下地塗装ラインでの処理プロセスを示す。の生産比率が高く，生産性向上の一環として，缶用下地脱脂（洗浄），テンションレベラおよび前処理装置の増塗装ラインに，冷延材からの一貫連続生産を行うための設に伴い，ライン駆動制御システムについては，連続運機器の増設を行った。主な増設機器は，脱脂，テンショ転方法への変更に伴う既存部の大幅改造が必要となり，ンレベラ，前処理装置，アキュムレータなどである。
特に，既存ハードの改造および単純増設だけではなく，MMIライン制御ソフトの開発を自社内で取り組んだので，概（マンマシンインターフェイス）を含めて一新することに要を紹介する。

した。
脱脂（洗浄）

テンションレべラ

前処理

コイル入側

塗装

焼付
コイル出側

増設設備

図 1. アルミニウム飲料缶
Fig.1 Aluminum beverage can.

図 2 缶用下地塗装ラインでの処理プロセス
Fig.2 Process flow of can-stock coating line.

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プロセスライン制御ソフトの内製開発

3. 内製開発トローラを設置し，これらを，制御用 LAN で連携した。

ライン制御システム開発に当たっては，拡張性，保守は，入側，中央，出側およびトラッキングに分割し，それ性，費用および社内技術蓄積を考慮し，重電メーカーへぞれにコントローラを設置する事例が多いが，保守性のの発注は最小限に抑え，エンジニアリング，設計，ソフ観点から 1 台のコントローラで実現することにした。まトの更新などは可能な限り社内で実施することにした。

た，コントローラの IO 点数制約に対しては，d. IO 専用

この中で内製対象とした①の主幹制御機能について機を設け制御用 LAN で連携させることで対応した。

内製開発の対象とした主幹制御機能は，次のとおりであ3.2 ソフトウェアる。
①アルミニウムコイルの継目および製品状態のライン

内製対象としたトラッキング，主幹制御および自動化

全長に亘る追跡（トラッキング）と，それに基づく各部分は，設計から試運転調整までを社内で実施し，操作種設定値（張力など）の自動変更

表示器およびユーティリティ関係については，社外を活用した。

②各プロセスセクションでの張力および伸び率の制御

ソフト構成はと，その結果のモータ駆動装置への指令出力①トラッキング③コイルハンドリング，レベラ圧下位置制御，巻取機②張力および伸び率制御とモータ駆動装置への指令出力の自動運転などの機器制御
3.1 ハードウェア③機器制御

ハードウェア選定に当たっては，機能および性能だけの 3 機能に分割し，各機能間でのインターフェイスをでなく，取扱性，拡張性，入手の容易さ，価格面などから，明確にした上で，定期的にソフトを合体させながら開発

重電用の特殊機器を避け，汎用電気品を選定した。

を進めた。また，同時に，構築ルールおよび共通部品の整備も行った。

①制御用コントローラは，処理速度およびアプリケー

ソフトは図 4 に示すように，高速定周期タスクおよびション作成上の自由度の観点から，富士電機機器制御㈱製の，MICREX-SX を採用した。

中速定周期タスクで構成し，各制御機能は，要求される精度と応答速度に応じて，いずれかのタスク内で実行さ②イ ンバータ／ MMI 用タッチパネル操作表示器には，MICREX-SX との連携を考慮した機種を採用しれる。

た。
③インバータ盤以外の主幹盤，入出力盤，操作盤，ユー

4. 成果

ティリティ制御盤などは，自家設計および制御盤

図 5 に完成した缶用下地塗装プロセスラインの全景をメーカー製作とした。
コントローラ・ハードの構成は，図 3 に示すように，a.

示す。プロセスライン制御ソフトの内製開発により得ら内製開発の対象とした主幹制御機能，b. MMI・上位シスれた成果を次にまとめた。個々の開発成果にとどまらず，テムとのゲートウェイ，c. 表面処理と機能に応じたコン開発をとおして数多くのノウハウ蓄積ができ，技術伝承

セットアップa.

主幹トラッキング

c.

b.
表面処理

MMI

Ｉ/Ｏ盤

タッチパネルd.
INV-I/O拡張

操作盤

INVINV

図 3 ライン制御システムハード構成
Fig.3 Line control system hardware configuration.

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炉計装（既設）プロセスライン制御ソフトの内製開発

高速定周期タスク

張力制御伸び率制御①他設備への展開を考慮し，ドキュメントおよび技術資料の整備と充実を図る。
②全社的には制御システム更新対象が多数あるため，当社仕様に適合した開発ができる社外パワーの開拓

中速定周期タスク

継目トラッキングに基づく設定値変更
主機制御：MRH、張力・回転数設定、負荷分担
補機制御：各種APC・自動運転を図る。
③駆動制御システムだけでなく，高価な計装制御システムの置換について展開を図る。
④内製は社員の技術確認および技術情報の整理には極図 4 ライン制御システムソフト構成
Fig.4 Line control system software configuration.

めて有効であり，他のプロジェクトへの展開を図る。

6. おわりに本システム開発に際しては，㈱日鉄エレックス殿には，事例紹介や貴重なアドバイスをいただいた。また，富士
電機機器制御㈱および富士電機システムズ㈱殿には，インバータ適用へのアドバイス，ソフト開発中に生じた各種問題への対応並びに MMI 開発，既設調査，試運転調整助勢などをいただいた。ご支援並びにご協力をいただいた関係各位に深謝いたします。

図 5. プロセスラインの全景
Fig.5 Can-stock coating line.

浦上康雄 （Yasuo Urakami）

設備部の観点から大きな成果が得られた。
①保守および改造の容易なシステムを構築することができ，他の設備への展開に際して有効な雛型が得られた。
②操業開始後の改造に対して，迅速かつ柔軟に対応す西村

浩一 （Kouichi Nishimura）

製板事業部

福井工場ることができるようになった。
③社内の新設あるいは更新に際しての設計ルールおよび共通部品の整備ができた。
寺本

5. 課題と今後の展開

伸弘 （Nobuhiro Teramoto）

製板事業部

福井工場

今回の内製開発で得られた成果を有効活用し横展開できるように次の課題に取組んでいきたい。

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