JPH09198942A - マルチ押出しプロセスにおける導線被覆装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の被覆ラインを有する導線被覆装置にお
いて、各ラインにおける被覆導線の外径（被覆厚み）を
それぞれ精度良く、効率的に制御して品質および生産性
の向上を図る。 【解決手段】 各ラインにライン用流量調節弁をそれぞ
れ設けると共に、前記押出機に対してオーバーフロー流
量調節弁を設け、一方、オーバーフロー流量と共に各ラ
インにおける被覆導線の外径、および押出機からの被覆
材の供給圧力をそれぞれ計測し、これらの計測値と制御
目標値とに基づいて前記押出機の回転数および前記各流
量調節弁による被覆材の流量を調節し、各ラインの外径
を多変数最適化制御して管理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１台の押出機から複
数の導線被覆ラインに合成樹脂材等からなる被覆材を供
給して各ラインにおける導線をそれぞれ被覆加工するに
際し、各ラインにおける被覆厚み（被覆導線の外径）を
それぞれ適正に制御することのできる制御手段を備えた
マルチ押出しプロセスにおける導線被覆装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】導線を合成樹脂等の被覆材にて被
覆した被覆導線は、通常、押出機のスクリュー回転数を
調整することにより溶融状態にある被覆材を所定の圧力
で押出し、これを導線被覆ラインにおける導線の周囲に
導いて被覆しながら、所定の内径のダイスを通し、その
外径を管理して製造される。このようにして被覆導線を
製造するに際してその外径（被覆厚み）を一定化するべ
く、例えば特開昭６０−３５４１７号公報や特開昭６２
−１７７８１０号公報に開示されるように、種々の外径
（被覆厚み）制御の手法が提唱されている。

【０００３】ところで１台の押出機から複数の導線被覆
ラインに合成樹脂材を同時に供給して各ラインにおける
導線をそれぞれ被覆する、所謂マルチ押出しプロセスに
よる導線被覆装置は、例えば図１に示すように構成され
ている。この例は２本の被覆ライン１ａ，１ｂを備えた
ものであって、これらの各ライン１ａ，１ｂには手動流
量弁２ｂ，２ｂをそれぞれ介して、その供給源である押
出機３から溶融状態の合成樹脂材が所定の圧力で供給さ
れるようになっている。そして製品サイズに応じて選択
されたダイス（図示せず）を各ライン１ａ，１ｂに設け
て被覆導線の外径（被覆厚み）を管理し、また導線の送
り速度に応じて各ライン１ａ，１ｂに対する合成樹脂材
の供給量を前記各手動流量弁２ｂ，２ｂ，５にてそれぞ
れ調整することで、最終的な被覆導線の外径（被覆厚
み）を設定するものとなっている。

【０００４】尚、押出機３の出口部には圧力センサ４が
設けられ、この圧力センサ４にて検出される合成樹脂材
の樹脂圧力に応じて押出機３のスクリュー３ａの回転を
調整することで該樹脂圧力の安定化が行われるようにな
っている。また合成樹脂材の一部（少量）をオーバーフ
ロー流量弁５を介してオーバーフローさせることで、各
ライン１ａ，１ｂに対する合成樹脂材の押出し量（供給
量）の安定化が図られるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
装置にあっては、各被覆ライン１ａ，１ｂに対する合成
樹脂材の供給量を、前記各手動流量弁２ｂ，２ｂをそれ
ぞれマニュアル調整することにより設定するので、その
バランス調整が難しく、調整に多大な時間が掛かってい
る。特にライン本数が増えるに従って、その調整が困難
化している。しかもプロセスを立ち上げる際、前記各被
覆ライン１ａ，１ｂにおける合成樹脂材の流れを管理す
ることができないと言う問題がある。

【０００６】またオープンループの制御形態で被覆導線
の外径（被覆厚み）を管理しているだけなので、製造製
品（被覆導線）における外径（被覆厚み）の変化等を適
格に把握し、これをリアルタイムに補正することができ
ないと言う問題がある。更には被覆導線の基本的な外径
（被覆厚み）をダイスにより管理しているので、製造製
品の変更に伴うダイスの交換等に多大な時間を要する等
の不具合があった。特に外径（被覆厚み）を異にする多
品種の製品を順次製造するような場合、ダイスの交換作
業が相当の負担となって生産性悪化の要因となってい
る。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、複数の被覆ラインを有する導線
被覆装置において、各ラインにおける被覆導線の外径
（被覆厚み）をそれぞれ精度良く、しかも効率的に制御
することのできる制御手段を備えた導線被覆装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係るマルチ押出しプロセスにおける導線被
覆装置は、１台の押出機から複数の導線被覆ラインに被
覆材を供給して各ラインにおける導線をそれぞれ被覆加
工するものであって、特に前記各ラインへの被覆材の供
給流量を調節するライン用流量調節弁をそれぞれ設ける
と共に、前記押出機から供給される被覆材のオーバーフ
ロー流量を調節するオーバーフロー流量調節弁を設け、
一方、流量センサにて上記オーバーフロー流量を計測す
ると共に、外径センサにて前記各ラインにおいて前記被
覆材により被覆された被覆導線の外径をそれぞれ計測
し、また圧力センサにて前記押出機からの被覆材の樹脂
圧力を計測し、これらの各センサによる検出値と制御目
標値とに基づいて前記押出機からの被覆材の樹脂圧力お
よび前記各ラインにおける被覆導線の外径をそれぞれ制
御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】つまり各ラインにおける被覆導線の外径
（被覆厚み）と被覆材のオーバーフロー流量，および被
覆材の供給圧力を求め、これらの情報に従って前記各流
量調節弁および押出機の回転数をそれぞれフィードバッ
ク制御することで、被覆材の樹脂圧力のみならず各被覆
ラインへの被覆材の供給流量およびオーバーフロー流量
を調整して、被覆導線の外径（被覆厚み）を管理するよ
うにしたものである。

【００１０】また請求項２に記載の発明は、請求項１に
おける前記制御手段として、押出機の回転数と各流量調
節弁の操作量をプロセスの入力変数、また樹脂圧力、各
ラインにおける被覆導線の外径またはその被覆の厚み、
および被覆材のオーバーフロー流量をプロセスの出力変
数とする自己回帰外生モデルに基づいて状態変数を算出
し、この状態変数を用いた多変数制御により前記押出機
の樹脂圧力、各ラインにおける被覆導線の外径およびオ
ーバーフロー流量をそれぞれ制御することを特徴とする
ものである。

【００１１】更に請求項３に記載の発明は、請求項１に
おける前記制御手段として、押出機の回転数と各流量調
節弁の操作量をプロセスの入力変数、また樹脂圧力、各
ラインにおける被覆導線の外径またはその被覆の厚み、
および被覆材のオーバーフロー流量をプロセスの出力変
数とするステップ応答モデルを用いたモデル予測制御に
より前記押出機の樹脂圧力、各ラインにおける被覆導線
の外径およびオーバーフロー流量をそれぞれ制御するこ
とを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の態様】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係るマルチ押出しプロセスにおける導線被覆
装置について説明する。尚、ここでは２本の被覆ライン
を備えた装置について説明するが、３本以上の被覆ライ
ンを備えた装置についても同様に適用できる。

【００１３】図２は実施例装置の概略的な構成を示すブ
ロック図であり、基本的には図１に示す従来装置と同様
に構成される。特にこの実施例装置が特徴とするところ
は、前記各被覆ライン１ａ，１ｂに対して設けられた手
動流量弁２ａ，２ｂに代えて油圧または気圧制御方式の
ライン用流量調節弁６ａ，６ｂを設け、更に各被覆ライ
ン１ａ，１ｂに被覆導線の外径をそれぞれ計測する外径
センサ７ａ，７ｂを設けている点にある。これらの外径
センサ７ａ，７ｂは、例えばレーザ変位センサからな
る。更にオーバーフロー流路８には、油圧または気圧制
御方式のオーバーフロー流量調節弁９を設けると共に、
そのオーバーフロー流量を計測する流量センサ１０を設
けている点にある。尚、外径センサ７ａ，７ｂにて被覆
導線の外径を計測することで、実質的にはその被覆の厚
み（肉厚）が計測される。

【００１４】そして後述する制御装置１１においては、
前述した押出機３の圧力センサ４、および前記各センサ
７ａ,７ｂ,１０によるセンシングデータ（検出値）をそ
れぞれ入力し、設定入力された制御目標値に従って前記
押出機３のスクリュー３ａの回転数と共に、前記各流量
調節弁６ａ,６ｂ,９による各被覆ライン１ａ，１ｂへの
合成樹脂材の供給流量およびオーバーフロー流量をそれ
ぞれ調整することで、前記各ラインにおける被覆導線の
外径をフィードバック制御するものとなっている。

【００１５】このフィードバック制御は、例えば前記各
センシングデータを変数とする自己回帰外生モデルに基
づいてその状態変数を求めて多変数制御を実行したり、
或いはステップ応答モデルを用いてモデル予測制御を実
行することによりなされる。このような多変数最適制御
により、前記各被覆ライン１ａ，１ｂにおける被覆導線
の外径（被覆厚み）をプロセス全体において総合的に管
理し、それぞれ高精度に安定性良く制御するようにした
ことを特徴としている。

【００１６】上記自己回帰外生モデルに基づく状態変数
に従って実行される多変数最適制御について説明する
と、上述した実施例装置は図３に示す制御システムとし
て表現される。図３において２１は押出機３のスクリュ
ー３ａの回転数および前記各流量調節弁６ａ,６ｂ,９に
おける流量を調節する弁開度を示す入力であり、２２は
該入力２１によってその作動が実行される前記押出機３
の出口や被覆ライン１ａ，１ｂにおけるクロスヘッド等
のプロセスである。また２３は該プロセス２２の作動結
果、つまり圧力センサ４によって計測される樹脂圧力や
外径センサ７ａ，７ｂにより計測される被覆導線の外
径，更には流量センサ１０によって計測されるオーバー
フロー流量である。このセンサ２３の出力ｙ(n)が制御
装置１１に入力される。

【００１７】そして制御装置１１では、上記センサ２３
の出力ｙ(n)と制御目標値ｙrとの差ｅ(n)を誤差演算器
２４にて求めると共に、状態推測部２５にて前記センサ
２３の出力ｙと前記プロセスの入力ｕとに従って状態変
数Ｘ(n)を求め、コントラーラ２６において上記状態変
数Ｘ(n)と前記差ｅ(n)とに従い、所定の制御ゲインＫの
下で上記差ｅ(n)を零［０］とするべく前記システム入
力２１に対する制御値ｕ(n+1)を求めるものとなってい
る。尚、状態推測部２５は上記制御値ｕと前記センサ２
３の出力ｙとに基づいて自己回帰外生モデル（ＡＲＸモ
デル）に従って前記状態変数Ｘ(n)を算出する。

【００１８】次に入力ｕ（ベクトル）と出力ｙ（ベクト
ル）とを変数とするＡＲＸモデルに基づく状態変数Ｘ
(n)の算出処理について説明する。尚、ＡＲＸモデルの
基礎については、例えば［橋本，大野：「時系列データ
解析によるプロセスのモデリング」日本学術振興会１４
３委員会ワークショップテクニカルレポート(1989)］に
詳述される。

【００１９】今、４入力４出力の制御システムを例にと
ると（ｎ入力ｎ出力の制御システムにおいても同様）、
その入出力関係をＡＲＸモデルで表現した場合、例えば
次のように示される。 ｙ₁(n)＝ａ₁ｙ₁(n-1)＋ａ₂ｙ₁(n-2)＋ａ₃ｕ₁(n-1)＋ａ₄ｕ₁(n-2) ＋ａ₅ｕ₂(n-1)＋ａ₆ｕ₂(n-2)＋ａ₇ｕ₃(n-1)＋ａ₈ｕ₃(n-2) ＋ａ₉ｕ₄(n-1)＋ａ₁₀ｕ₄(n-2) … (１) ｙ₂(n)＝ｂ₁ｙ₂(n-1)＋ｂ₂ｙ₂(n-2)＋ｂ₃ｕ₁(n-1)＋ｂ₄ｕ₁(n-2) ＋ｂ₅ｕ₂(n-1)＋ｂ₆ｕ₂(n-2)＋ｂ₇ｕ₃(n-1)＋ｂ₈ｕ₃(n-2) ＋ｂ₉ｕ₄(n-1)＋ｂ₁₀ｕ₄(n-2) … (２) ｙ₃(n)＝ｃ₁ｙ₃(n-1)＋ｃ₂ｙ₃(n-2)＋ｃ₃ｕ₁(n-1)＋ｃ₄ｕ₁(n-2) ＋ｃ₅ｕ₂(n-1)＋ｃ₆ｕ₂(n-2)＋ｃ₇ｕ₃(n-1)＋ｃ₈ｕ₃(n-2) ＋ｃ₉ｕ₄(n-1)＋ｃ₁₀ｕ₄(n-2) … (３) ｙ₄(n)＝ｄ₁ｙ₄(n-1)＋ｄ₂ｙ₄(n-2)＋ｄ₃ｕ₁(n-1)＋ｄ₄ｕ₁(n-2) ＋ｄ₅ｕ₂(n-1)＋ｄ₆ｕ₂(n-2)＋ｄ₇ｕ₃(n-1)＋ｄ₈ｕ₃(n-2) ＋ｄ₉ｕ₄(n-1)＋ｄ₁₀ｕ₄(n-2) … (４) 但し、ｙ₁,ｙ₂,ｙ₃,ｙ₄ は樹脂圧力、外径１、外径２、
オーバーフロー流量をそれぞれ示す出力量であり、これ
らの各出力量はセンサによりそれぞれ検出される。また
ｕ₁,ｕ₂,ｕ₃,ｕ₄ は押出機回転数、各調節弁開度をそれ
ぞれ示す入力量である。

【００２０】次に状態変数を求めるべく、上記式(１)を Ｘ₁(n) ＝ｙ₁(n) Ｘ₂(n) ＝ｙ₁(n-1) → Ｘ₂(n+1) ＝ｙ₁(n) ＝Ｘ₁(n) Ｘ₃(n) ＝ｕ₁(n-1) → Ｘ₃(n+1) ＝ｕ₁(n) Ｘ₄(n) ＝ｕ₂(n-1) → Ｘ₄(n+1) ＝ｕ₂(n) Ｘ₅(n) ＝ｕ₃(n-1) → Ｘ₅(n+1) ＝ｕ₃(n) Ｘ₆(n) ＝ｕ₄(n-1) → Ｘ₆(n+1) ＝ｕ₄(n) のように変換して整理すると、次の関係が得られる。

【００２１】

【数１】

【００２２】同様に上記各式(２),(３),(４)から次の関
係が求められる。

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】

【００２５】

【数４】

【００２６】これらの式(５)(６)(７)(８)を整理すると
次式が求められ、この式からプロセスの状態を算出する
ことが可能となる。

【００２７】

【数５】

【００２８】即ち、自己回帰外生モデルは、プロセス２
２における入力と出力の過去値から現在の出力を推定す
るものである。この自己回帰外生モデルを用いることで
図３に示すプロセスモデルは、例えば次のような状態方
程式として表現される。 Ｘ(n+1) ＝ΦＸ(n) ＋Γｕ(n) ｙ(n) ＝ＣＸ(n) 尚、上式においてＸ(n)はある時点ｎにおける状態変数
であり、ｕ(n)はスクリュー３ａの回転数，および流量
制御弁６ａ，６ｂ，９の開度（操作量）をそれぞれ表す
入力変数（４変数）、またｙ(n)は押出機３からの被覆
材の樹脂圧力，各ライン１ａ，１ｂにおける被覆導線の
各外径，およびオーバーフロー流量を表す出力変数（４
変数）である。またΦ,Γ,Ｃは上述したモデル係数であ
る。

【００２９】一方、上記状態方程式にて表現される状態
変数Ｘ(n)に基づき、多変数最適制御を実行するべく、
制御目標値ｙrに対する出力変数ｙ(n)との差を ｅ(n) ＝ｙr −ｙ(n) … (１０) とし、これを零［０］とするべく、各時点における状態
変数Ｘ(n)および入力変数ｕ(n)の変化量を ΔＸ(n) ＝Ｘ(n+1) −Ｘ(n) … (１１) Δｕ(n) ＝ｕ(n+1) −ｕ(n) … (１２) とすれば、 ΔＸ(n+1) ＝Ｘ(n+2) −Ｘ(n+1) ＝ΦＸ(n+1) ＋Γｕ(n+1)−ΦＸ(n) −Γｕ(n) ＝ΦＸ(n) ＋Γｕ(n) … (１３) ｅ(n+1) ＝ｙr −ｙ(n+1) ＝ｙr −［ＣＸ(n+1)］ ＝ｙr −［Ｃ（ΔＸ(n)＋Ｘ(n)）］ ＝ｙr −ＣΔＸ(n) −ＣＸ(n) ＝ｅ(n) −ＣΔＸ(n) … (１４) と表され、前述した状態方程式を次のように変形整理す
ることができる。

【００３０】

【数６】

【００３１】この新しい状態方程式により出力のオフセ
ットｅ(n)を零［０］とする最適化制御を行うには、そ
の評価関数を最小とする制御アルゴリズム、所謂積分機
付き最適アルゴリズムを実行すれば良い。具体的には、 Ｊ ＝ΣΔｙ(n)'ＱΔｙ(n) ＋Δｕ(n)'ＲΔｕ(n) なる評価関数Ｊを最小とするようにｕを選択すれば良
い。この評価関数Ｊを最小とするには等価的に、例えば
［相良節夫 他：「ディジタル制御の基礎」(コロナ
社)］に詳述される次のリカッチの方程式 Ｐ＝Φ^TＰΦ＋Ｃ^TＱＣ−Φ^TＰΓ（Ｒ＋Γ^TＰΓ）^-1Γ^TＰΦ を解くことで入力ｕが求められ、その関係式を

【００３２】

【数７】

【００３３】として表し、この制御アルゴリズムを実行
するようにすれば良い。尚、上式においＱは正定または
半正定（Ｑ≧０）であり、Ｐは正定（Ｐ＞０）である。
またＫは制御ゲインである。かくして上述した制御アル
ゴリズムに従い、多変数最適化制御を実行する制御装置
１１によれば、導線被覆ライン１ａ，１ｂにおいて合成
樹脂材にて被覆された被覆導線の外径，合成樹脂材の供
給圧力とそのオーバーフロー流量とに基づいて、押出機
３のスクリュー３ａの回転数と共に、流量制御弁６ａ，
６ｂ，９による各ライン１ａ，１ｂへの合成樹脂材の供
給流量およびオーバーフロー流量の相互関連を考慮しな
がら多変数制御するので、各ライン１ａ，１ｂにおける
被覆導線の外径をそれぞれ高精度に管理制御することが
できる。

【００３４】更に自己回帰外生モデルに従ってプロセス
の状態変数を求め、これらの状態変数に基づいて最適化
制御を実行するので、構成樹脂材の各ライン１ａ，１ｂ
への供給流量を適格に把握しながら被覆導線の外径を管
理し、導線被覆の完全自動化を図ることが可能となる。
特に複数の導線被覆ライン１ａ，１ｂに対してバランス
良く合成樹脂材の供給流量を調整することができ、その
調整に人手を煩わすこともないので、作業効率が非常に
良く、生産性の向上を図ることが可能である。またオー
バーフロー流量を調整することで押出機３からの合成樹
脂材の供給量を安定化させ得ることは勿論のこと、各ラ
イン１ａ，１ｂ間における合成樹脂材の供給に対する干
渉を大幅に低減させることができるので、各ライン１
ａ，１ｂにおける導線被覆工程をそれぞれ安定に、且つ
精度良く実行させることが可能となる。尚、このオーバ
ーフロー流量については、実際の制御過程における重み
を小さくしておくことで、多少の変動を吸収するように
し、その変動影響が制御系全体に及ばないように工夫す
ることが望ましい。但し、オーバーフロー流量そのもの
は微少に制限することは勿論のことである。

【００３５】また前述した如く制御を実行する本装置に
よれば、各ライン１ａ，１ｂに対する合成樹脂材の供給
量を個別に制御することができるので、例えば製品仕様
に応じてその都度、ダイスを交換しなくても、或る内径
のダイスに線経（外径）に対する許容幅を持たせること
ができる。具体的には導線の送り速度に応じて合成材の
供給流量を調節することができる。従って従来のように
各サイズ毎に個々にダイスの内径に頼って被覆導線の外
径（被覆厚み）を調節する必要がなくなり、或るサイズ
幅の被覆導線の外径（被覆厚み）に対して共通のダイス
を使用することが可能となり、ダイスの許容幅を広くす
ることができる。つまり或る範囲の製品に対してダイス
を交換しなくても、上記制御により或る程度の幅におい
てその外径（被覆厚み）を高精度に管理制御することが
できるので、線経（被覆厚み）の異なる多品種の被覆導
線を順次製造するに際してダイス交換に要した作業時間
を大幅に削減し、生産効率を高めることができる。

【００３６】ところで上述した説明は、自己回帰外生モ
デルに基づいてプロセスの状態変数を求めて最適制御を
実行するものとしたが、例えば図４にその制御システム
の概略構成を示すように、モデル制御予測の手法を用い
て最適制御を実行するようにしても良い。このモデル制
御予測については、例えば［高松，橋本，大嶋，大野：
「モデル予測制御の構造に関する一考察」化学工学論文
集，１３，１(1987)］，［松山，他：「新体化学工学・
プロセスシステム工学」オーム社］に詳しく紹介される
もので、基本的にはプロセスの動的モデルを用い、現時
刻より未来の出力(制御量)の値を予測し、その予測値が
できるだけ目標値に近付くように入力を決定するアルゴ
リズムである。

【００３７】このモデル制御予測の手法を簡単に説明す
ると、１入力１出力のステップ応答モデルは、例えば図
７にその基本概念を示すように現時刻ｔからｊステップ
先の出力をｙ_M(t+j)とすると、

【００３８】

【数８】

【００３９】として表わされる。即ち、

【００４０】

【数９】

【００４１】として表され、 ｙ_M ＝ｙ_M0＋Ａ_F Δｕｎ＋Ａ₀ Δｕ₀ としてベクトル行列表現することができる。但し、上式
においてｙ_Mはプロセスのモデル値，ｕはプロセスの入
力値，そしてＡ_F，Ａ₀はモデル係数である。しかしステ
ップ応答モデルから計算されるプロセス出力と、実際の
プロセスの出力値とが一致することは極めて希であるこ
とから、時刻ｔにおける実際の出力値ｙ(t)を利用して
次のようにｊステップ後の出力値ｙ(t+j)を予測する。

【００４２】ｙ_P(t+j) ＝ｙ_M(t+j) ＋ｙ(t) −ｙ_M(t) この予測出力値のベクトル行列表現は ｙ_P ＝ｙ_M ＋ｙ−ｙ_M0 として示される。但し、 ｙ_P ＝［ｙ_P(t+L)，ｙ_P(t+L+1)，…ｙ_P(t+L+P-1)］^T ｙ ＝［ｙ(t)，ｙ(t)，…ｙ(t)］^T ｙ_M0＝［ｙ_M(t)，ｙ_M(t)，…ｙ_M(t)］^T である。一方、図７に示すようにプロセス出力の理想的
な変化曲線は、 ｙ_R(t+j) ＝α^j-L+1ｙ(t) ＋（１−α^j-L+1）ｒ(t+j) なる参照軌道で表現される。この参照軌道をベクトル行
列表現すると ｙ_R ＝αｙ＋（１−α）ｒ となる。但し

【００４３】

【数１０】

【００４４】である。そこで制御装置１１の図４におけ
るコントローラ２７において、例えば

【００４５】

【数１１】

【００４６】なる評価関数を最小とするべく、 Δｕｎ＝（Ａ_F ^TＡ_F）^-1Ａ_F ^T（ｙ_R−ｙ−Ａ₀Δｕ₀） なる制御アルゴリズムに従って、プロセス２２の入力を
最適化制御するようにすれば良い。このようにしてモデ
ル制御予測の手法を用いて前記押出機３のスクリュー３
ａの回転数と共に、流量制御弁６ａ，６ｂ，９による各
ライン１ａ，１ｂへの合成樹脂材の供給流量およびオー
バーフロー流量を相互に関連を以て最適化制御するよう
にしても、前述した実施例装置と同様な効果が奏せられ
る。

【００４７】尚、上述した最適化制御を実行するに際し
ては、例えば図５または図６に示す処理手順に従ってそ
の処理手続きを進めれば良い。具体的にはプロセスの起
動に先立って目標値の設定、制御パラメータの設定、制
御サンプリング時間の設定を行う（ステップＳ１）。そ
してその設定のやり直し（再設定）の必要性を確認した
後（ステップＳ２）、サンプリング時間のチェックを行
う（ステップＳ３）。

【００４８】この状態において所定の制御サンプリング
時間が計測される都度、プロセスから出力変数Ｙを読み
込んで状態変数Ｘを計算し、算出された状態変数Ｘを保
存する（ステップＳ４）。尚、モデル予測制御の場合に
は、状態変数Ｘの算出に代えてΔｕ₀の算出を行う（ス
テップＳ４）。そして算出され、且つ保存された状態変
数Ｘに基づいて前述した制御アルゴリズムに従って入力
変数ｕを計算し、その値を保存する（ステップＳ５）。
同時にこの計算された入力変数ｕをプロセスに対して出
力して前述した調節を実行する（ステップＳ６）。この
ような処理手続きを、プロセスの停止に伴う終了時点ま
で、前述した制御サンプリング時間毎に繰り返し実行す
る（ステップＳ７）。

【００４９】かくして上述した如く構成されて多変数最
適化制御を実行する実施例装置によれば、マルチ押出し
プロセシングにおける各ラインの被覆導線の外径（被覆
の厚み）を効率良く管理することができ、製造製品の高
精度化を図りながら、その作業効率の向上を図ることが
できる。しかもプロセスの立ち上げ時から、被覆導線の
外径（被覆の厚み）を管理することができ、また制御系
が外乱に対してロバストであり、設定目標に対して最適
化制御を実行するので、ダイスの内径に対する厳しい要
求を緩和しながら、最終的な被覆導線の外径（被覆の厚
み）を高精度に管理することが可能となる等の実用上多
大なる効果が奏せられる。

【００５０】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではない。例えば実施例では２本のラインを備えた
導線被覆装置を例に説明したが、３本以上のラインを備
えたプロセスに対しても同様に適用することができる。
また被覆導線の外径に代えて被覆の厚みを出力変数とし
て採用して多変数最適化制御を実行するようにしても良
い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
台の押出機から複数の導線被覆ラインに被覆材を供給し
て各ラインにおける導線をそれぞれ被覆加工する導線被
覆装置において、前記各ラインに対してライン用流量調
節弁をそれぞれ設けると共にオーバーフロー流量調節弁
を設け、一方、オーバーフロー流量と各ラインにおける
被覆導線の外径と、前記押出機からの被覆材の供給圧力
をそれぞれ計測し、これらの計測値と制御目標値とに基
づいて上記供給圧力および前記各流量調節弁による被覆
材の流量をそれぞれ調節するので、各ラインにおける被
覆導線の外径（被覆厚み）を効率的に、しかも高精度に
管理することができる。従って簡易にしてその自動化を
図り、省力化と生産性の向上を図ることが可能となる。

【００５２】また請求項２に記載の発明によれば、各ラ
インにおける被覆導線の外径またはその被覆の厚み、お
よび被覆材のオーバーフロー流量を変数とする自己回帰
外生モデルに基づいて状態変数を算出し、この状態変数
を用いた多変数制御により前記押出機の樹脂圧力および
各流量調節弁を調節して各被覆ラインにおける外径をそ
れぞれ制御するので、複数の制御対象（ライン）を相互
に関連付けながら、個々に高精度に、且つ効率的に制御
することができる。

【００５３】更に請求項３に記載の発明によれば、各ラ
インにおける被覆導線の外径またはその被覆の厚み、お
よび被覆材のオーバーフロー流量を出力変数とし、押出
機の回転数と流量調節弁の開度を入力変数とするモデル
制御予測アルゴリズムに従って、前記押出機の樹脂圧力
および各流量調節弁をそれぞれ調節して各被覆ラインに
おける外径を制御するので、プロセスの進行を予測しな
がら効果的な制御を行うことができる等の実用上多大な
る効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマルチ押出しプロセシングによる導線被
覆装置の概略構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施形態に係る導線被覆装置の概略
構成を示すブロック図。

【図３】自己回帰外生モデルを用いた多変数最適化制御
系の概略構成図。

【図４】モデル制御予測アルゴリズムを用いた多変数最
適化制御系の概略構成図。

【図５】実施例装置における自己回帰外生モデルを用い
た制御処理手順の一例を示す図。

【図６】実施例装置におけるモデル予測制御を用いた制
御処理手順の一例を示す図。

【図７】モデル予測制御の基本概念を示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 導線被覆ライン ３ 押出機 ４ 圧力センサ ６ａ，６ｂ ライン用流量調節弁 ７ａ，７ｂ 外径センサ ９ オーバーフロー流量調節弁 １０ 流量センサ １１ 制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １台の押出機から複数の導線被覆ライン
   に被覆材を供給して各ラインにおける導線をそれぞれ被
   覆加工するマルチ押出しプロセスにおける導線被覆装置
   において、 前記各ラインにそれぞれ設けられて各ラインへの被覆材
   の供給流量を調節するライン用流量調節弁と、前記押出
   機からのオーバーフロー流路に設けられて被覆材のオー
   バーフロー流量を調節するオーバーフロー流量調節弁
   と、上記オーバーフロー流量を計測する流量センサと、
   前記各ラインにそれぞれ設けられて前記被覆材にて被覆
   された被覆導線の外径をそれぞれ計測する外径センサ
   と、前記押出機からの被覆材の樹脂圧力を計測する圧力
   センサと、これらの各センサによる検出値と制御目標値
   とに基づいて前記押出機からの被覆材の樹脂圧力および
   前記各流量調節弁による被覆材の流量をそれぞれ制御す
   る多変数制御手段とを具備したことを特徴とする導線被
   覆装置。
2. 【請求項２】 前記多変数制御手段は、プロセスの入力
   変数を前記押出機の回転数と前記各流量調節弁の操作量
   とし、前記プロセスの出力変数を前記押出機からの被覆
   材の樹脂圧力、各ラインにおける被覆導線の外径、およ
   び被覆材のオーバーフロー流量とした自己回帰外生モデ
   ルに基づいて状態変数を算出し、この状態変数を用いた
   多変数制御により前記押出機の樹脂圧力、各ラインにお
   ける被覆導線の外径およびオーバーフロー流量をそれぞ
   れ制御することを特徴とする請求項１に記載のマルチ押
   出しプロセスにおける導線被覆装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、プロセスの入力変数を
   前記押出機の回転数と前記各流量調節弁の操作量とし、
   前記プロセスの出力変数を前記押出機からの被覆材の樹
   脂圧力、各ラインにおける被覆導線の外径、および被覆
   材のオーバーフロー流量としたステップ応答モデルを用
   いたモデル予測制御により、前記押出機の樹脂圧力、各
   ラインにおける被覆導線の外径およびオーバーフロー流
   量をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載
   のマルチ押出しプロセスにおける導線被覆装置。