JP2002500996A - コンベアシステムを制御するための方法及び制御システム並びに製紙用パルプを梱包するためのプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数のコンベアを備えたコンベアシステムを制御するための方法および制御システムにおいて、各コンベアは１つの制御ユニット４４、４６、４８に割り付けられている。コンベアはコンベアからの状態データにしたがって制御される。各コンベアはその隣接する複数のコンベアとのみ通信（５０、５２、５３、５４を介して）を行なうようになっている。隣接する複数のコンベアもまたこれらと隣接する複数のコンベアとのみ通信を行なうようになっている。前記通信は各コンベアの制御ユニット４４、４６、４８の制御情報送受信を含んでおり、前記情報は、そのコンベア自身の状態データおよびその隣接するコンベアからの状態データとに基づいて形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１のプリアンブルに記載されたような、複数のコンベアを備
えたコンベアシステムを制御するための方法、および複数のそのようなコンベア
を備えたコンベアシステムのための制御システムに関する。各コンベアは、状態
データを供給するための検出手段と通信を行なう１つの制御ユニットに割り当て
られている。これらの状態データおよび他のコンベアからの状態データに基づい
て、制御ユニットは、コンベアを制御するための制御信号を形成する。また、本
発明は、そのようなコンベアシステムを有する製紙用パルプ梱包プラントに関す
る。

【０００２】 コンベアの検出手段は、機械的なリミットセンサや誘導トランスデューサから
成っている場合がある。コンベアの検出手段から得られる状態データは、コンベ
アの状態に関する組み合わせられた情報、すなわち、コンベアの位置といった情
報だけでなく、コンベアが空いているかどうか、あるいはコンベアが荷（例えば
梱）を運んでいるかどうかといった情報を提供する。この場合、「コンベア」は
、実際のコンベア以外のコンベアシステム内の機械を意味するものと理解される
べきである。通信の観点において、そのような機械の全てはコンベアとして機能
しなければならない。

【０００３】 ボール紙の製造のためのパルプ梱包ライン内のコンベア装置は、例えば、殆ど
の場合同一であることはない。これは、主に、コンベア装置が設置される敷地が
殆どの場合同じではなく、また、荷（梱）の形態やコンベアシステムに要求され
る能力が、プラント毎に異なるからである。各プラントは特別に設計されている
ため、配送に関する広範囲な技術的作業が要求される。一般的な場合では、ほぼ
半分の技術的作業がコンベアに当てられ、残る半分の技術的作業がプラント内の
機械装置に当てられる。

【０００４】 また、考察中のタイプの現代のコンベアシステムにおける制御システムは、各
コンベアのための制御ユニットが、コンベアシステムに共通の中央コンピュータ
内に設けられるように構成されている。したがって、中央コンピュータは、各コ
ンベアのための制御ユニットを有している。この場合、各制御ユニットは実際に
はプログラムモジュールである。各コンベアは、その制御ユニットを介して、当
該コンベアが依存しているかもしれない他の全てのコンベアと通信を行なう。制
御ユニットは、それが依存しているコンベアから状態データを受ける。コンベア
は、当該コンベアがどのように制御されるべきであるかに影響を及ぼす状態をも
つコンベアに依存している。純粋に理論上では、コンベアは、多大な数の他のコ
ンベアに依存している。しかしながら実際には、通常、１つのコンベアは、約１
５以下の他のコンベアに依存しており、したがって、その制御ユニットは、１５
の他のコンベアから状態データを受ける。この状態データに基づいて、制御ユニ
ットは、その制御ユニットに属するコンベアを制御するために制御信号を形成す
る。

【０００５】 コンベアシステムの各コンベアは、それが依存しているそれ自身のコンベアの
セットを有しているため、また、２つのコンベアシステムが殆ど同じではないた
め、各コンベアシステムに関して、極めて複雑な顧客に独自の解決策が要求され
る。したがって、一般的には、各コンベアにおいて独自の制御ユニットが必要と
される。

【０００６】 何らかの理由で、例えば、コンベアを取り除くことによって、或いは機能を僅
かに変更することによって、プラントを変更する場合、このコンベアの制御ユニ
ットおよびこのコンベアに依存する全てのコンベアの制御ユニットは、再プログ
ラムされなければならない。

【０００７】 本発明の目的は、このような問題を回避して、特に技術的作業を大幅に削減し
て、結果的にコストを削減することである。

【０００８】 この目的は、請求項１および請求項２にそれぞれ規定された特徴的な構成をも
つ導入部に記載されるタイプの方法および制御システムによって達成される。

【０００９】 本発明においては繰り返し（ｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅ）が利用される。すなわち
、各コンベアは、これが隣接する１または複数のコンベアとのみ通信を行ない、
この隣接する複数のコンベアもまた、これらと隣接する複数のコンベアとのみ通
信を行なう。隣接するコンベアとは、コンベアに荷を渡したりコンベアから荷を
受け取るコンベアのことであるとみなせる。通信は、各コンベアの制御ユニット
がこれと隣接する各コンベアの制御ユニットとの間で制御情報を送受信すること
を含む。各コンベアの制御情報は、そのコンベア自身の状態データと、その隣接
するコンベアの制御情報とから形成される。したがって、各コンベアは、これと
隣接するコンベアの状態に関する直接の情報を所有していないが、その代わりに
、複数のコンベアからの状態データに基づいて形成される制御情報を所有してい
る。そのため、複数のコンベアの連鎖が検索され、状態データが、制御情報の形
態で戻される。

【００１０】 制御信号は、制御対象となるコンベア自身の状態データと、そのコンベアの制
御ユニットによって所有される制御情報とに基づいて、当該コンベアを制御する
ために形成される。

【００１１】 従って、コンベアの制御ユニットを標準化することができる。隣接するコンベ
ア間の制御情報の範囲は、使用されるコンベアのタイプとは無関係に、常に同一
である。通信の観点では、回転操作および移動操作は同じであり、また、固定コ
ンベアは、ある１つの位置だけにおいては、移動コンベアとして扱われる。した
がって、コンベア間で荷を移動するために必要なプログラムは１つだけである。
全ての搬送システムは、プログラミングの面では全く同じであり、また、既存の
プラントのその後の変更は、新たなプラントを構築する場合と同じ位簡単である
。既存のプラントを拡張したり変更したりする場合には、新たな隣接するコンベ
アを指定するだけで良い。通信の観点では、新たな隣接するコンベアに関する情
報を入力することによって、固定コンベアを移動コンベアに容易に変更すること
ができる。

【００１２】 本発明においては、コンベアの制御ユニットが、完全に標準化されたユニット
として構築されるため、大きな節約を達成することができる。新たなコンベアシ
ステムの供給に先立つプログラミングのような技術作業や、コンベアの取り付け
に関する技術作業は、従来において必要とされた作業のほぼ１０分１まで減少さ
れる。このような労力の節約は、本発明に係る既存のコンベアシステムを変更す
る時、および新たな設備を構築する時の両方において達成できる。異なるタイプ
の制御システムを有する既存のプラントであっても、本発明に係る制御システム
に変更することができる。

【００１３】 本発明に係る制御ユニットは、最大数の隣接するコンベアに関連する制御ユニ
ットとの通信に対して寸法設定されている。つまり、これは、制御ユニットが、
製紙用パルプの梱包ラインのコンベアシステムの場合に、５つの異なる位置を有
し且つ各位置で２つの隣接するコンベアからなる「最悪の場合」に対して寸法設
定されていることを意味している。また、同様に標準化されたユニットは、最も
単純な場合、すなわち、１つの隣接するコンベアを有する真っ直ぐなコンベアに
おいて使用される。しかし、この場合には、その能力の一部分だけが使用される
。

【００１４】 本発明に係る制御システムにおいて、例えば、コンベアの制御ユニットは、そ
の隣接するコンベアの制御ユニットに直接に接続されていても良く、あるいは、
隣接するコンベアの制御ユニットとフィールドバスによって通信を行なうように
構成されていても良い。フィールドバスがコンベア間の通信のために使用される
場合には、ケーブル布設を最小限に押さえることができる。

【００１５】 物理入力部および物理出力部は、各コンベアに設けられており、モータやラン
プや信号装置や検出手段などとの通信のために使用される。入力部は、制御ユニ
ットに対して状態データを形成し、出力部は、制御ユニットから供給された制御
信号を伝送する。また、入力部および出力部を標準化することもできる。

【００１６】 本発明に係る制御システムの有利な実施形態によれば、各コンベアは、制御ユ
ニットと、フィールドバスのための通信プロセッサと、物理入力部および物理出
力部とを備えている。

【００１７】 本発明に係る制御システムの他の実施形態によれば、制御ユニットは、中央コ
ンピュータ内のプログラムモジュールとして実現され、コンベアとの通信は、中
央コンピュータ内の通信プロセッサを介して行なわれる。この場合、中央コンピ
ュータは、各コンベアのためのプログラムモジュールを備えている。また、この
プログラムモジュールは、当該コンベアのための制御ユニットを形成する。

【００１８】 本発明を更に説明するため、以下、本発明に係る制御システムの一例として選
ばれた実施形態を、図面を参照しながら説明することとする。

【００１９】 図１は、図の左端部に位置されたカッタ２を有する製紙用パルプの梱包ライン
の一部を示している。梱は、カッタ２から横向きに搬送され、スイベルコンベア
７、９によってコンベア４またはコンベア５へと回転される。図中、スイベルコ
ンベア７、９は、カッタ２から梱を受け取るための待機位置で示されている。梱
は、コンベア４からコンベア６に搬送され、その後、コンベア８、１０上に搬送
される。

【００２０】 コンベア１０の後方のフレーム部１１は、計量機と、梱プレスと、下流側の包
装機１３に梱を搬送するための他のコンベアとを備えている。後述するように、
包装機１３は、コンベア１５、２０、２２によって供給される包装シートで梱を
包装する。

【００２１】 包装機１３の下流側には、第１のバインディング機１７が設けられている。こ
のバインディング機１７では、ワイヤ１９を用いて梱が縛られる。バインディン
グ機１７の後方には、マーキング機２１と折り機１２とが設けられている。折り
機１２は、包装シートの隅を折り込むために、梱を上昇および回転させるための
ターンテーブルを有している。包装シートが折り込まれた後、梱は、第２のバイ
ンディング機２３に供給され、ここで第１のバインディング機１７のワイヤと異
なる方向から通されたワイヤ２５を用いて縛られることにより包装を完了する。

【００２２】 無論、包装のための前述した複数の機械間で梱を逐次搬送するために、追加の
コンベアが設けられている。

【００２３】 これらの包装作業と、その後のステープル作業と、さらなる梱の出荷とについ
ては、ここでは詳細に説明しない。

【００２４】 各コンベアは、物理入力部および物理出力部と検出手段とを有する制御ユニッ
トに結合されている。特に、検出手段からの状態データは、物理入力部を介して
制御ユニットに供給され、また、特に制御信号は、制御ユニットから出力部を介
してコンベアに供給される。

【００２５】 コンベアの制御ユニットは、以下に詳述されるような態様で、この制御ユニッ
トに隣接するコンベアの制御ユニットと通信を行なうように構成されている。各
制御ユニットは、それ自身のコンベアの状態データと、隣接するコンベアからの
制御情報とに基づいて作られる制御情報を形成する。したがって、制御情報は、
隣接するコンベアの制御ユニットによって集められ、それ自身のコンベアを制御
するための制御信号を形成するために、それ自身の状態データとともに使用され
る。

【００２６】 従って、コンベア６は、コンベア４、８、１４、１５から制御情報を得て、コ
ンベア８は、コンベア６はもちろんコンベア１０等から制御情報を得る。

【００２７】 シーケンスは、スタート位置が、梱がさらに搬送されるべきコンベア６上の梱
である場合、以下の形態を有するかもしれない。コンベア８が梱を受け取ること
ができないという制御情報を、コンベア６の制御ユニットがコンベア８の制御ユ
ニットから受けた場合、梱を一時的に保管する場所がコンベア１４、１６あるい
は１８上にあることを、コンベア１４の制御ユニットの制御情報が示していれば
、梱がコンベア６からコンベア１４に運ばれる。コンベア１４、１６は塞がって
いるが、コンベア１８が空いていると仮定する。コンベア１４の状態データは、
コンベア１４が塞がっていることを示す。コンベア１４の制御ユニットは、コン
ベア１６の制御ユニットに場所が空いているかどうかを問い合わせる。コンベア
１６の状態データは、コンベア１６が塞がっていることを示す。コンベア１６の
制御ユニットは、コンベア１８の制御ユニットに場所が空いているかどうかを問
い合わせる。コンベア１８の状態データは、コンベア１８が空いていることを示
す。コンベア１８の制御ユニットは、コンベア１８が空いているという制御情報
を、コンベア１６の制御ユニットに応答する。コンベア１６の制御ユニットは、
場所があるという制御情報を、コンベア１４の制御ユニットに応答する。コンベ
ア１４の制御ユニットは、場所があるという制御情報を、コンベア６の制御ユニ
ットに応答する。梱を次の包装部分および出荷部分へと搬送するための場所がコ
ンベア８、１０上にあり、また、コンベア４とスイベル７とに梱がない場合には
、直ちに、コンベア１４、１６、１８上の一時的な保管場所からコンベア６に梱
が戻される。通常、梱包ラインはカッタよりも速く動作するため、一時的な保管
は、梱包ラインの動作に障害が生じた場合にのみ必要となる。

【００２８】 図１に示される構成は、２つの梱包ラインを有している。図中下側のラインは
、図の上側の部分に示されたラインと同一である。

【００２９】 包装材料は、コンベア１５、２０、２２、２４によって、これら２つのライン
間に供給される。包装材料の供給は、両方の梱包ラインに共通である。

【００３０】 図２は、幾つかの制御ユニット２６、２８、３０を有する本発明に係る制御シ
ステムの実施形態を示している。各制御ユニット２６、２８、３０はコンベア上
に設けられている。各制御ユニット２６、２８、３０は、物理入力部および物理
出力部３２、３３、３４およびケーブル３６、３８を介して、隣接するコンベア
の制御ユニットに直接に接続されている。

【００３１】 コンベアの状態を検出して状態データを対応する制御ユニット２６、２８、３
０に供給するために、検出手段２７、２９、３１は入力部に接続されている。

【００３２】 図３に示される実施形態において、各制御ユニット４４、４６、４８はコンベ
ア上に設けられており、各コンベアに設けられた通信プロセッサ５０、５２、５
３およびフィールドバス５４を介して互いに通信を行なう。

【００３３】 図４は他の代替的な実施形態を示している。この実施形態において、制御ユニ
ット７０、７２、７４は、中央コンピュータ６６内に設けられている。この場合
、各コンベアはそれ自身の制御ユニット７０、７２、７４に割り当てられている
。各コンベアの状態データは、通信プロセッサ６０、６２、６４により、フィー
ルドバス５６と中央コンピュータ６６の通信プロセッサ５８とを介して、それぞ
れの制御ユニット７０、７２、７４に送られる。中央コンピュータ６６からの制
御信号は、通信プロセッサ５８とフィールドバス５６と通信プロセッサ６０、６
２、６４とを介して、コンベアに伝えられる。この実施形態において、制御情報
は、中央コンピュータ６６内の制御ユニット７０、７２、７４間で直接に伝送さ
れる。また、この実施形態においては、中央コンピュータ６６内で反復が実行さ
れる。すなわち、各コンベアの制御ユニットは、隣接するコンベアの制御ユニッ
トのみと通信を行なう。

【００３４】 また、図３および図４に示された実施形態は、図２に示されたような入力部、
出力部、検出手段を備えている。

【００３５】 本発明に係る制御システムにおいて、制御情報は、制御ユニット間で周期的に
伝送される。したがって、制御ユニットは、必要な全ての情報を常に所有してお
り、情報がどのようにして伝送されるかについて述べている前記シーケンスが即
座に生じる。

【００３６】 前述したタイプの梱包ラインのコンベアシステムは、通常、以下のタイプのコ
ンベアを備えている。

【００３７】 固定コンベア スイベルコンベア 移動コンベア ターンテーブルを有する固定コンベア 傾斜可能なコンベア アンギュラオーバーローダ固定コンベア アンギュラオーバーローダ移動コンベア コンベアシステムの制御のために伝送される信号の例は、コンベア上の梱、コ
ンベア位置１、コンベア位置２、コンベア位置３等、梱位置１、梱位置２、梱位
置３等、梱を受け取れる状態にある前方位置１、梱を受け取れる状態にある前方
位置２、梱を受け取れる状態にある前方位置３等、梱を受け取れる状態にある後
方位置１、梱を受け取れる状態にある後方位置２、梱を受け取れる状態にある後
方位置３等、梱供給前方位置１、梱供給前方位置２、梱供給前方位置３等、梱供
給後方位置１、梱供給後方位置２、梱供給後方位置３等、コンベア前方、コンベ
ア後方、連鎖の前方、連鎖後方等である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 製紙用パルプを梱包するためのコンベアシステムの一部を示す図である。

【図２】 図１に示されたコンベアシステムのための制御システムの第１の実施形態の原
理構成を示す図である。

【図３】 図１に示されたコンベアシステムのための制御システムの第２の実施形態の原
理構成を示す図である。

【図４】 図１に示されたコンベアシステムのための制御システムの第３の実施形態の原
理構成を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のコンベアを備えたコンベアシステムを制御するための
   方法であって、各コンベアは、その制御に関し、前記複数のコンベアのうちの少
   なくとも幾つかの他のコンベアの状態に依存しており、各コンベアが、それ自身
   の状態データ及び当該コンベアが依存しているコンベアからの状態データにした
   がって制御される方法であり、各コンベアは隣接する複数のコンベアとのみ通信
   を行なうようになっており、前記隣接する複数のコンベアもまたこれらと隣接す
   る複数のコンベアとのみ通信を行なうようになっており、通信は各コンベアの制
   御情報送受信を含んでおり、各コンベアの制御情報は、そのコンベア自身の状態
   データおよび当該コンベア自身が依存している他のコンベアからの状態データに
   基づいて形成され、他のコンベアからの状態データは、繰り返しによって、隣接
   するコンベアからの制御情報の形態で当該コンベアに供給されることを特徴とす
   る方法。
2. 【請求項２】 複数のコンベアを備えたコンベアシステムを制御するための
   制御システムであって、各コンベアは、状態データを供給するための検出手段と
   通信を行なう１つの制御ユニットに割り当てられ、各制御ユニットは、関連する
   コンベアを制御するように構成されるとともに、この制御のため、コンベア自身
   の状態データ及び当該コンベアが依存する前記複数のコンベアのうちの幾つかの
   他のコンベアからの状態データに応じて、制御信号を形成する制御システムであ
   り、各コンベアの制御ユニットは、隣接する複数のコンベアの制御ユニットとの
   み通信を行なうように構成されており、前記隣接する複数のコンベアの制御ユニ
   ットもまたこれらと隣接する複数のコンベアの制御ユニットとのみ通信を行なう
   ように構成されており、通信は各コンベアの制御ユニットの制御情報送受信を含
   んでおり、制御情報は、そのコンベア自身の状態データおよび当該コンベアが依
   存している他のコンベアからの状態データに基づいて形成され、他のコンベアか
   らの状態データは、繰り返しによって、隣接するコンベアからの制御情報の形態
   で当該コンベアの制御ユニットに供給されることを特徴とする制御システム。
3. 【請求項３】 各制御ユニットが、標準的なユニットとして構成されるとと
   もに、隣接する最大数のコンベアに関連する制御ユニットとの通信に対して寸法
   設定されていることを特徴とする請求項２に記載の制御システム。
4. 【請求項４】 各コンベアの制御ユニットが、コンベア上に設けられている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御システム。
5. 【請求項５】 各コンベアの制御ユニットが、ケーブルを介して、隣接する
   コンベアの制御ユニットに接続されていることを特徴とする請求項２、３または
   ４のいずれか一項に記載の制御システム。
6. 【請求項６】 各制御ユニットが、各コントローラユニットに設けられた通
   信プロセッサを介してフィールドバスにより、隣接するコンベアの制御ユニット
   と通信を行なうように構成されていることを特徴とする請求項２、３または４の
   いずれか一項に記載の制御システム。
7. 【請求項７】 コンベアの制御ユニットが、共通の中央コンピュータ内のプ
   ログラムモジュールとして実現されることを特徴とする請求項２または３に記載
   の制御システム。
8. 【請求項８】 中央コンピュータ内の制御ユニットが、中央コンピュータに
   設けられた通信プロセッサを介して、フィールドバスと各コンベアに設けられた
   通信プロセッサとにより、それぞれのコンベアと通信を行なうことを特徴とする
   請求項７に記載の制御システム。
9. 【請求項９】 請求項２から８のいずれか一項に記載の制御システムを有す
   るコンベアシステムを備えたことを特徴とする製紙用パルプを梱包するためのプ
   ラント。