JP2000222005A - Controller for process - Google Patents

Controller for process

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JP2000222005A
JP2000222005A JP2596099A JP2596099A JP2000222005A JP 2000222005 A JP2000222005 A JP 2000222005A JP 2596099 A JP2596099 A JP 2596099A JP 2596099 A JP2596099 A JP 2596099A JP 2000222005 A JP2000222005 A JP 2000222005A
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flow rate
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昭彦 山田
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美雄 佐藤
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政英 野村
Toshihiko Harashima
敏彦 原嶋
Toru Kimura
木村  亨
Shinya Kikuchi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller with high accuracy because of operating a predicted value in different predicted time in accordance with a manipulated variable for a process in which plural manipulated variables exist to a single controlled variable and deciding a manipulated variable on the basis of respective estimated values. SOLUTION: A steam temperature estimation controller 380 contains controllers 320a and 320b which respectively output a manipulated variable for the same controlled variable, an estimating part 330 calculating an estimated value, a switching part 339 for feedbacking either an estimated value Ys being its output or a plant output value (controlled variable: steam temperature) Y to the controller 320 and a parameter adjusting part 340 for adjusting parameters for various models included in the part 330, and the part 330 operates and outputs two estimated values Ys(t+τa) and Ys(t+τb) whose estimation times are different to different manipulated variables (fuel flow rate and desuperheater spray water flow rate).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスの将来の
状態を予測し、その予測結果に基づいて操作量を決定し
てプロセスを制御する制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for predicting a future state of a process, determining an operation amount based on the prediction result, and controlling the process.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロセスの応答特性として、応答時間遅
れが大きいものがある。例えば火力発電プラントでは、
燃料投入量に変更を加えてから主蒸気温度が変化するま
での時間が長く、その時定数は数分〜20分程度である。
2. Description of the Related Art As a response characteristic of a process, there is one having a large response time delay. For example, in a thermal power plant,
The time from the change in the fuel input to the change in the main steam temperature is long, and the time constant is several minutes to 20 minutes.

【0003】従って通常のフィードバック制御では制御
偏差(主蒸気温度偏差)が大きくなるという問題があっ
た。
Therefore, there is a problem that the control deviation (main steam temperature deviation) becomes large in the ordinary feedback control.

【0004】これに対して、将来のプロセス状態を事前
に予測し、その予測値に基づいて操作量を決定する予測
制御方法がある。予測制御方法には、例えば以下の文献
に開示された従来技術がある。
On the other hand, there is a prediction control method for predicting a future process state in advance and determining an operation amount based on the predicted value. As the predictive control method, for example, there is a conventional technique disclosed in the following document.

【0005】(1)特開平9-274507号公報 (2)特開平6-257702号公報 (3)特開平10-116105号公報 上記従来技術(1)には、物理式に基づく複数の集中定数
化モデルとむだ時間モデルによりプロセスモデルを構成
して、入力変数を状態観測器により推定し、プロセス量
の将来値を計算する方法が述べられている。
(1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-274507 (2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-257702 (3) Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-116105 A method is described in which a process model is composed of a generalized model and a dead time model, input variables are estimated by a state observer, and future values of process quantities are calculated.

【0006】上記従来技術(2)には、モデル規範形適応
制御方式をプロセスと分散形PID(比例、積分、微分)
制御装置とで構成される制御対象に対して並列に付加し
て適応制御系を構成する方法が記載されている。
The prior art (2) includes a model reference type adaptive control method using a process and a distributed PID (proportional, integral, differential).
A method of configuring an adaptive control system by adding in parallel to a control target configured by a control device is described.

【0007】上記従来技術(3)には、一般化予測制御系
を含む複数の制御系を切り替えながら制御する場合に、
制御指令値が大きくずれることなくスムーズに切り替わ
るようにする方法が述べられている。
[0007] The above prior art (3) has a problem in controlling a plurality of control systems including a generalized predictive control system while switching the control systems.
A method is described in which a control command value is switched smoothly without a large deviation.

【0008】これらのような予測制御技術の適用によ
り、将来のプロセスの状態を予測して先行的に操作量を
決定するため、制御偏差を小さくすることができる。
By applying such a predictive control technique, since the manipulated variable is determined in advance by predicting the state of the future process, the control deviation can be reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、適用するプロ
セスの特性や予測するプロセス量の種類、また、それを
制御するための操作量の種類によって、望ましい予測時
間は異なる。そのため、一つのプロセス量の予測値に基
づいて複数の操作量を決定する場合には、予測制御の効
果が最大限発揮できない場合があった。
However, the desired prediction time differs depending on the characteristics of the process to be applied, the type of process amount to be predicted, and the type of operation amount for controlling the process amount. Therefore, when determining a plurality of operation amounts based on a predicted value of one process amount, the effect of the prediction control may not be able to be maximized.

【0010】ところが、上記従来技術(1)〜(3)には、操
作量との関係に応じた予測時間の決定方法に関しては記
載されていない。
However, the above prior arts (1) to (3) do not disclose a method of determining a predicted time according to a relationship with an operation amount.

【0011】例えば、火力発電プラントでは、蒸気温度
を制御するための操作量として燃料流量と蒸気温度減温
器のスプレー水流量などがあるが、燃料に対する蒸気温
度の応答時間よりもスプレー水流量に対する応答時間の
方が短い。そのため、制御量である蒸気温度の予測時間
を例えば燃料に合わせて設定すると、スプレー水流量を
効果的に決定できない。
For example, in a thermal power plant, the manipulated variables for controlling the steam temperature include a fuel flow rate and a spray water flow rate of a steam temperature reducer. Response time is shorter. Therefore, if the predicted time of the steam temperature, which is the control amount, is set according to, for example, the fuel, the spray water flow rate cannot be determined effectively.

【0012】本発明の目的は、予測制御により同一の制
御量に対して複数の操作量を有する制御対象を精度良く
制御することができるプロセスの制御装置および方法を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a process control apparatus and method capable of accurately controlling a controlled object having a plurality of operation amounts for the same control amount by predictive control.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、制御対象とすべきプロセス量(被制御量)
の将来の値を予測する予測手段と、該予測手段から出力
される予測値に基づいて前記被制御量を制御するために
操作するプロセス量(操作量)を決定する操作量算出手
段とを有するプロセスの制御装置または制御方法におい
て、単一の被制御量に対して複数の操作量が存在する場
合に、前記予測手段は、同一の被制御量に対して、予測
時刻および予測時間間隔のうち少なくとも一方が異なる
複数の予測値を演算して出力し、前記操作量算出段は、
前記複数の予測値を用いて前記複数の操作量をそれぞれ
決定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a process amount (controlled amount) to be controlled.
And a manipulated variable calculating means for determining a process quantity (operated variable) to be operated to control the controlled variable based on the predicted value output from the predicting module. In the control device or the control method of the process, when there are a plurality of manipulated variables for a single controlled variable, the predicting unit determines whether the same controlled variable includes a predicted time and a predicted time interval. At least one of the plurality of different predicted values is calculated and output, the manipulated variable calculation stage,
It is characterized in that the plurality of operation amounts are respectively determined using the plurality of predicted values.

【0014】前記予測手段は、例えば、複数の操作量の
うち前記被制御量に対しての時定数が小さい方の操作量
を決定する前記操作量算出手段と等価またはその入出力
特性を模擬した制御器モデルを少なくとも含んで構成す
ることが好ましい。
The predicting means simulates, for example, an input or output characteristic equivalent to the operation amount calculating means for determining an operation amount having a smaller time constant with respect to the controlled amount among a plurality of operation amounts. It is preferable to include at least a controller model.

【0015】また、前記予測手段は、例えば所定のプロ
セスに関する制御信号または操作量のうち少なくとも一
方と被制御量であるプロセス量との関係を模擬したプロ
セスモデルと、例えば前記操作量算出手段と等価または
その入出力特性を模擬した制御器モデルとを備える構成
としてもよい。
The predicting means may be, for example, a process model which simulates a relationship between at least one of a control signal or an operation amount relating to a predetermined process and a process amount which is a controlled amount, for example, equivalent to the operation amount calculating means. Alternatively, a configuration including a controller model simulating the input / output characteristics may be adopted.

【0016】また、上述した本発明において、予め定義
した制御性能評価値に基づいて対応する操作量に対して
複数の予測時間をそれぞれ決定する予測時間決定手段も
さらに備える構成としてもよい。
Further, in the above-mentioned present invention, a configuration may be further provided that includes predicted time determining means for respectively determining a plurality of predicted times for a corresponding operation amount based on a predefined control performance evaluation value.

【0017】また、上述した本発明において、予め定義
した制御性能評価値に基づいて前記制御器モデルや前記
プロセスモデルのパラメータ値を設定するパラメータ設
定手段をさらに具備すればなお良い。
Further, in the present invention described above, it is more preferable that the apparatus further comprises parameter setting means for setting parameter values of the controller model and the process model based on a control performance evaluation value defined in advance.

【0018】また、上記目的を達成するために本発明
は、火力発電プラントの蒸気温度の将来値を予測する予
測手段と、該予測手段の出力値である蒸気温度予測値に
基づいて前記火力発電プラントの燃料流量、蒸気温度減
温器スプレ流量、再循環ガス流量およびガス分配ダンパ
開度のうち少なくとも一つを操作量として決定する、一
つまたは複数の操作量算出手段とを有する火力発電プラ
ントの制御装置または方法において、同一位置における
蒸気温度に対して、予測時刻および予測時間間隔のうち
少なくとも一方が異なる複数の予測値を演算し出力し、
前記出力された複数の予測値を用いて前記燃料流量、前
記蒸気温度減温器スプレ流量、前記再循環ガス流量およ
び前記ガス分配ダンパ開度のうち2つ以上の操作量を決
定することを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a prediction means for predicting a future value of a steam temperature of a thermal power plant, and the thermal power generation based on a steam temperature predicted value which is an output value of the prediction means. A thermal power plant having one or more operation amount calculating means for determining at least one of a fuel flow rate, a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate, and a gas distribution damper opening degree of the plant as an operation amount. In the control device or method, for the steam temperature at the same position, calculate and output a plurality of different predicted values at least one of the predicted time and the predicted time interval,
The operation amount of two or more of the fuel flow rate, the steam temperature desuperheater spray flow rate, the recirculation gas flow rate, and the gas distribution damper opening degree is determined using the plurality of output predicted values. And

【0019】また、上記本発明による火力発電プラント
の制御装置または方法においては、燃焼ガス温度の推定
値と蒸気温度測定値とを少なくとも用いて、該蒸気温度
を測定した時刻以降の蒸気温度と前記熱交換器の伝熱管
温度とを推定すると共に、所定時間経過後の蒸気温度を
予測する際には、推定した前記蒸気温度と推定した伝熱
管温度とを使用するものであって、前記燃焼ガス温度
は、前記時刻以前の前記伝熱管温度推定値と前記時刻以
降の蒸気温度の測定値とを少なくとも使用して算出する
構成としてもよい。
Further, in the control apparatus or method for a thermal power plant according to the present invention, at least the estimated value of the combustion gas temperature and the measured steam temperature are used to determine the steam temperature after the time when the steam temperature is measured. When estimating the heat transfer tube temperature of the heat exchanger and estimating the steam temperature after a lapse of a predetermined time, the estimated steam temperature and the estimated heat transfer tube temperature are used, and the combustion gas is used. The temperature may be calculated using at least the estimated value of the heat transfer tube temperature before the time and the measured value of the steam temperature after the time.

【0020】また、上記本発明による制御装置または方
法は、廃棄物焼却プロセスに対しても、火力発電プラン
トと同様に適用することができる。ただしこの場合、前
記被制御量は、廃棄物焼却プロセスに係わる排出ガス中
のCO(一酸化炭素)濃度、塩化フェノール濃度、窒素酸
化物濃度、およびダイオキシン類濃度のうち少なくとも
一つであり、前記操作量は、焼却炉への廃棄物の投入
量、該焼却炉内の搬送速度、乾燥用空気流量、燃焼用空
気流量、空気温度、および燃焼ガス無害化処理用の薬剤
投入量のうちいずれかを少なくとも含むものである。
Further, the control device or method according to the present invention can be applied to a waste incineration process in the same manner as a thermal power plant. However, in this case, the controlled amount is at least one of a CO (carbon monoxide) concentration, a phenol chloride concentration, a nitrogen oxide concentration, and a dioxin concentration in the exhaust gas related to the waste incineration process. The operation amount is one of the following: the amount of waste input into the incinerator, the transport speed in the incinerator, the air flow rate for drying, the air flow rate for combustion, the air temperature, and the chemical input rate for detoxifying the combustion gas. At least.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態につい
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described.

【0022】本実施の形態では、本発明を火力発電プラ
ントの蒸気温度予測制御に適用した例について述べたも
のである。以下、図を参照して説明する。
In this embodiment, an example is described in which the present invention is applied to steam temperature prediction control of a thermal power plant. Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.

【0023】対象とする石炭焚き火力発電プラント10
0の基本構成の一例を図2に示す。
The target coal-fired thermal power plant 10
FIG. 2 shows an example of the basic configuration of 0.

【0024】本例の石炭焚き火力発電プラント100に
おいては、ボイラ150で燃料と空気をバーナー160
に供給して燃焼させ、給水ポンプ140により循環する
供給水を火炉水壁152で蒸発させる。さらに過熱器1
54で昇温して過熱状態となった蒸気はタービン加減弁
121を介して高圧タービン130に導かれて高圧ター
ビン130を駆動する。高圧タービンを通過した蒸気は
再熱器156で再び昇温されて低圧タービン120に入
る。高圧タービン130および低圧タービン120の回
転により発電機110で電力を発生させる。
In the coal-fired thermal power plant 100 of the present embodiment, the fuel and the air are
And the water is circulated by the water supply pump 140 and evaporated by the furnace water wall 152. Further superheater 1
The superheated steam that has been heated in 54 is guided to the high-pressure turbine 130 via the turbine control valve 121 to drive the high-pressure turbine 130. The steam that has passed through the high-pressure turbine is heated again by the reheater 156 and enters the low-pressure turbine 120. Electric power is generated in the generator 110 by the rotation of the high-pressure turbine 130 and the low-pressure turbine 120.

【0025】以降、高圧タービン130入口の蒸気を主
蒸気、低圧タービン120入口の蒸気を再熱蒸気と称す
る。主蒸気及び再熱蒸気の温度を制御する目的で、過熱
器154と再熱器156の入口に過熱器減温器154a
と再熱器減温器156aがある。減温器154a,156
aには給水ポンプ140通過後の低温の水が導かれ、減
温器スプレ水量調節弁154b及び156bをそれぞれ介
して高温の蒸気中に注入する構造になっている。
Hereinafter, the steam at the inlet of the high-pressure turbine 130 is referred to as main steam, and the steam at the inlet of the low-pressure turbine 120 is referred to as reheat steam. In order to control the temperatures of the main steam and the reheat steam, the superheater 154a and the superheater cooler 154a are provided at the inlets of the reheater 156.
And a reheater desuperheater 156a. Temperature reducers 154a, 156
Low-temperature water after passing through the water supply pump 140 is guided to a, and is injected into high-temperature steam through the desuperheater spray water amount control valves 154b and 156b, respectively.

【0026】再熱器減温器156aは非常用であり、再
熱蒸気温度が設定値を超えた場合にのみ作動する。
The reheater desuperheater 156a is an emergency and operates only when the reheat steam temperature exceeds a set value.

【0027】また、ボイラ150には燃焼ガスを再循環
させるためのガス再循環ファン142が設けられてお
り、これも蒸気温度を調整する手段の一つとなってい
る。
The boiler 150 is provided with a gas recirculation fan 142 for recirculating the combustion gas, which also serves as a means for adjusting the steam temperature.

【0028】また、プラントによっては過熱器と再熱器
との間に隔壁を設けてガスの流路を二分し、それぞれの
ガス流量の配分を調整するガス分配ダンパが設けられて
いる場合もある。この場合は、ガス分配ダンパも蒸気温
度の調整手段となる。
Further, depending on the plant, a gas distribution damper may be provided between the superheater and the reheater to divide the gas flow path by dividing the gas flow path into two and adjust the distribution of each gas flow rate. . In this case, the gas distribution damper also serves as a means for adjusting the steam temperature.

【0029】火力発電プラントには、上記構成機器の他
にもタービンを駆動後の蒸気を冷却水126により冷却
する復水器125や燃焼排ガス処理装置170などの機
器もある。排ガス処理装置170を通過したガスは煙突
175から大気へ放出される。
In the thermal power plant, in addition to the above components, there are also devices such as a condenser 125 for cooling the steam after driving the turbine with cooling water 126 and a combustion exhaust gas treatment device 170. The gas that has passed through the exhaust gas treatment device 170 is released from the chimney 175 to the atmosphere.

【0030】プラント100の運転状態は、発電機出力
測定器111、主蒸気温度(過熱器出口蒸気温度)測定
器122、過熱器入口蒸気温度測定器127、主蒸気圧
力測定器123、再熱蒸気(再熱器出口蒸気温度)温度
測定器124、再熱器入口蒸気温度測定器124a等の
データ測定装置で計測され、運転制御装置300へ伝送
される。プラントには、この他にも種々のプロセス量を
計測するための装置が取り付けられており、それらによ
る計測値も運転制御装置300で取込んでいる。ここで
は、それらの詳細な説明は省略する。
The operation states of the plant 100 are as follows: generator output measuring device 111, main steam temperature (superheater outlet steam temperature) measuring device 122, superheater inlet steam temperature measuring device 127, main steam pressure measuring device 123, reheated steam (Reheater outlet steam temperature) Measured by a data measuring device such as a temperature measuring device 124 and a reheater inlet steam temperature measuring device 124a, and transmitted to the operation control device 300. The plant is provided with other devices for measuring various process quantities, and the operation control device 300 also captures the measured values. Here, the detailed description thereof is omitted.

【0031】運転制御装置300はこれらのプロセスデ
ータを基にして、プラントの運転状態を把握し、プラン
トが望ましい状態になるように燃料流量調節弁162、
空気流量調節弁161、タービン加減弁121、給水ポ
ンプ140などの機器を制御している。
The operation control device 300 grasps the operation state of the plant based on these process data, and controls the fuel flow control valve 162,
Devices such as an air flow control valve 161, a turbine control valve 121, and a water supply pump 140 are controlled.

【0032】火力プラントでは蒸気温度のように、応答
時間が比較的長い制御量があり、この制御は一般に難し
いとされている。そこで、主蒸気温度及の制御に、本発
明の特徴である予測制御技術を適用する。
In a thermal power plant, there is a control variable having a relatively long response time, such as a steam temperature, and this control is generally considered to be difficult. Therefore, a predictive control technique which is a feature of the present invention is applied to control of the main steam temperature and the like.

【0033】予測制御の目的は、時定数が大きく、応答
が遅いプロセス値に対して、その将来の挙動を予測し、
先行的に操作量を決定することにより、制御精度を向上
させることである。
The purpose of predictive control is to predict the future behavior of a process value having a large time constant and a slow response,
An object of the present invention is to improve control accuracy by determining an operation amount in advance.

【0034】運転制御装置300の機能構成を説明す
る。図3に示すように、マスタ制御部370とそれに基
づくサブループ制御部390とで構成されている。マス
タ制御部370は通常制御コントローラ375と、本発
明を適用している蒸気温度予測制御コントローラ380
とに分かれている。マスタ制御部370では、負荷指令
信号に基づく各種操作量指令信号を作成し、その値に蒸
気温度、蒸気圧力、ガスO2濃度などの測定値に基づく補
正を加えて操作量を決定する。
The functional configuration of the operation control device 300 will be described. As shown in FIG. 3, it is composed of a master control section 370 and a sub-loop control section 390 based thereon. The master controller 370 includes a normal controller 375 and a steam temperature prediction controller 380 to which the present invention is applied.
And divided into The master control unit 370 creates various operation amount command signals based on the load command signal, and adds the correction based on measured values such as the steam temperature, the steam pressure, and the gas O 2 concentration to determine the operation amount.

【0035】サブループ制御部390には、タービン制
御コントローラ391、給水ポンプコントローラ39
2、燃料流量調節弁コントローラ393、押込みファン
コントローラ394、誘引ファンコントローラ395、
スプレ流量コントローラ396、ガス再循環流量コント
ローラ397がある。
The sub-loop control unit 390 includes a turbine control controller 391 and a feedwater pump controller 39
2. Fuel flow control valve controller 393, pushing fan controller 394, induction fan controller 395,
There is a spray flow controller 396 and a gas recirculation flow controller 397.

【0036】これらのコントローラは互いに信号伝送ネ
ットワーク400に接続されており、信号の授受が可能
である。サブループ制御部390の各コントローラから
の出力は、プラント100の各アクチュエータ101に
送られ、機器を操作する。
These controllers are mutually connected to the signal transmission network 400, and can exchange signals. The output from each controller of the sub-loop control unit 390 is sent to each actuator 101 of the plant 100 to operate the device.

【0037】また、運転制御装置300は図4に示すハ
ードウエア構成になっている。外部入力インターフェイ
ス301、出力インターフェイス302を介して信号伝
送ネットワーク400と接続されている。受信した信号
を必要に応じて記憶装置303にストアーしながら、演
算処理装置304にて各種指令信号を演算・生成する。
指令信号は出力インターフェイスを介して制御対象へ送
られる。
The operation control device 300 has a hardware configuration shown in FIG. It is connected to a signal transmission network 400 via an external input interface 301 and an output interface 302. The arithmetic processing unit 304 calculates and generates various command signals while storing the received signal in the storage device 303 as necessary.
The command signal is sent to the control target via the output interface.

【0038】また、外部入力インターフェイス301に
はキーボード930とマウス940とから成る外部入力
装置900及びデータ記憶装置500が接続されてい
る。また出力インターフェイス302には画像表示装置
910と磁気ディスク装置950が接続されており、運
転員とのインターフェイスとして機能する。
The external input interface 301 is connected to an external input device 900 including a keyboard 930 and a mouse 940, and a data storage device 500. An image display device 910 and a magnetic disk device 950 are connected to the output interface 302, and function as an interface with an operator.

【0039】次に、本発明を適用した蒸気温度予測コン
トローラ380について、図1を用いて説明する。蒸気
温度予測コントローラ380には、予測部330とその
出力である予測値Ysとプラント出力値(制御量:蒸気温
度)Yとのうちいずれか一方を制御器320にフィード
バックするための切替部339とパラメータ調整部34
0とが具備されている。なお、予測制御を行わない場合
は、切替部339で蒸気温度Yを選択し、燃料流量及び
スプレ水流量の両方に対して蒸気温度の現在の測定値を
出力する。
Next, the steam temperature prediction controller 380 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The steam temperature predicting controller 380 includes a predicting unit 330 and a switching unit 339 for feeding back one of the predicted value Ys and the plant output value (control amount: steam temperature) Y to the controller 320. Parameter adjustment unit 34
0 is provided. When the prediction control is not performed, the switching unit 339 selects the steam temperature Y, and outputs the current measured value of the steam temperature for both the fuel flow rate and the spray water flow rate.

【0040】主蒸気温度を制御するための操作量として
は、燃料流量に対する操作量指令値Uaと減温器スプレ水
流量に対する操作量指令値Ubがある。操作量指令値Uaは
負荷指令に基づいてユニットマスタ315で操作量基準
値を生成し、その値と制御量Yの測定値または予測値Ys
と目標値Rsとの偏差に基づくPI(比例・積分)制御器3
20aの出力値との和として算出される。
The manipulated variables for controlling the main steam temperature include a manipulated variable command value Ua for the fuel flow rate and a manipulated variable command value Ub for the desuperheater spray water flow rate. The manipulated variable command value Ua generates a manipulated variable reference value in the unit master 315 based on the load command, and that value and the measured value or the predicted value Ys of the control variable Y
(Proportional / integral) controller 3 based on the deviation between the target and the target value Rs
It is calculated as the sum with the output value of 20a.

【0041】操作量指令値Ubは制御量Yの測定値または
予測値Ysと目標値Rsとの偏差に基づいてP(比例)制御
器320bの出力値として算出される。
The manipulated variable command value Ub is calculated as the output value of the P (proportional) controller 320b based on the deviation between the measured value or the predicted value Ys of the control amount Y and the target value Rs.

【0042】本発明の特徴は、予測対象プロセス量は同
じであるが、異なる操作量(燃料流量、減温器スプレ水
流量)に対して、予測時間の異なる二つの予測値Ys(t+
τa),Ys(t+τb)を演算して出力するようにしているこ
とである。
A feature of the present invention is that two predicted values Ys (t +) having different prediction times for different manipulated variables (fuel flow rate, desuperheater spray water flow rate) with the same process quantity to be predicted.
τa) and Ys (t + τb) are calculated and output.

【0043】操作量の一つとなる燃料流量は、それを操
作してから蒸気温度にその影響が現れる時間は比較的長
く数分〜20分程度である。これは、燃料の燃焼プロセ
ス、燃焼ガスから蒸気への伝熱プロセス、ガスや蒸気の
流動遅れなどの要因が存在することに起因している。こ
れに対して、もう一方の操作量となる減温器スプレ水は
過熱器154の入口で作用するため、過熱器154の出
口位置での蒸気温度である主蒸気温度へは、数分の範囲
で影響が現れる。
The fuel flow rate, which is one of the manipulated variables, takes a relatively long time, from several minutes to about 20 minutes, after operating the fuel flow rate to exert its influence on the steam temperature. This is due to the presence of factors such as a fuel combustion process, a heat transfer process from combustion gas to steam, and a gas or steam flow delay. On the other hand, since the desuperheater spray water, which is the other operation amount, acts at the inlet of the superheater 154, the main steam temperature, which is the steam temperature at the outlet position of the superheater 154, is within several minutes. The effect appears.

【0044】このため、例えば、燃料流量に対して有効
な予測時間を選択する場合、減温器スプレ水流量に対し
ては予測時間が長すぎることになる。その場合、スプレ
水流量に対する予測制御の効果が十分発揮されないばか
りか、かえって蒸気温度の制御性能を低下させる原因と
なる。
For this reason, for example, when selecting an effective predicted time for the fuel flow rate, the predicted time is too long for the desuperheater spray water flow rate. In this case, not only the effect of the predictive control on the spray water flow rate is not sufficiently exerted, but also the control performance of the steam temperature is reduced.

【0045】本発明によれば、決定すべき操作量の時間
的特性に応じて予測時間の異なる予測値を出力するの
で、複数の操作量に対しても予測制御の効果を最大限に
発揮することができる。
According to the present invention, a prediction value having a different prediction time is output according to the temporal characteristic of the operation amount to be determined, so that the effect of the prediction control is maximized even for a plurality of operation amounts. be able to.

【0046】本例では出力する予測値は2個であるが、
本発明において出力する予測値の数に制限はない。
In this example, although two predicted values are output,
In the present invention, the number of predicted values to be output is not limited.

【0047】上記図1の予測部330の機能を説明す
る。
The function of the prediction unit 330 in FIG. 1 will be described.

【0048】まず、目的とする時間(予測時間)先の主
蒸気温度の目標値を計算する。主蒸気温度目標値は、一
定である場合もあるが、負荷変化に伴って目標値が変化
する場合がある。
First, the target value of the main steam temperature before the target time (predicted time) is calculated. The main steam temperature target value may be constant, but may change with a change in load.

【0049】負荷変化計画が既知の場合には、負荷の関
数である蒸気温度目標値Rs(数1)から、その負荷変化
計画に基づいて将来の負荷変化を算出する。
When the load change plan is known, a future load change is calculated from the steam temperature target value Rs (Equation 1) which is a function of the load, based on the load change plan.

【0050】[0050]

【数1】 (Equation 1)

【0051】将来の負荷変化が未知の場合には、現在サ
ンプリングステップkでの蒸気温度目標値Rs(k)と1サン
プリングステップ前の目標値Rs(k-1)と、サンプリング
時間間隔Δt秒から、n秒先の目標値を次式で算出する。
If the future load change is unknown, the target steam temperature Rs (k) at the current sampling step k, the target value Rs (k-1) one sampling step before, and the sampling time interval Δt seconds are used. , And a target value n seconds ahead is calculated by the following equation.

【0052】[0052]

【数2】 (Equation 2)

【0053】本例では、目標値の変化を一次式で近似し
て求めているが、本発明はこの方法に限定されるもので
はない。また、目標値は現在サンプリングステップkに
おける値R(k)を用いても良い。
In the present embodiment, the change in the target value is obtained by approximating it with a linear expression, but the present invention is not limited to this method. Further, the target value may be the value R (k) in the current sampling step k.

【0054】このようにして求めた将来の蒸気温度目標
値に対して、蒸気温度が将来の同時刻に何度Cになるか
を予測する。
The future steam temperature target value thus obtained is predicted how many times the steam temperature will be C at the same time in the future.

【0055】次に、操作量の決定方法を説明する。制御
方式はPI(比例・積分)またはP(比例)制御を採用
している。その具体的計算方法をPI制御の場合を例に示
す。
Next, a method of determining the manipulated variable will be described. The control system employs PI (proportional / integral) or P (proportional) control. The specific calculation method will be described using PI control as an example.

【0056】[0056]

【数3】 (Equation 3)

【0057】[0057]

【数4】 (Equation 4)

【0058】ここで、Uは前述した操作量指令値、ΔUは
操作量指令値の変化分、Ysは蒸気温度予測値、Kcは比例
ゲイン、Tcは積分時間である。
Here, U is the aforementioned manipulated variable command value, ΔU is a change in the manipulated variable command value, Ys is a predicted steam temperature value, Kc is a proportional gain, and Tc is an integration time.

【0059】数3及び数4により操作量指令値Ua,Ubが
決定されると、この値からプラント100の燃料流量調
節弁162の開度とスプレ水流量調節弁開度154bが
操作される。
When the manipulated variable command values Ua and Ub are determined by Equations 3 and 4, the opening of the fuel flow control valve 162 and the spray water flow control valve opening 154b of the plant 100 are operated from these values.

【0060】本例の予測部330には、例えば図5に示
すように、火炉水壁モデル331と、過熱器減温器(ス
プレ)モデル332と、過熱器モデル333と、負荷指
令(計画)値に基づいて諸プロセス量を設定する関数発
生器331a〜331eとから成る制御対象モデルと、上
記図1のPI制御器320a及びP制御器モデル320bの
機能と等価な制御器モデル334及び335とから構成
されている。
As shown in FIG. 5, for example, the prediction unit 330 of this example includes a furnace water wall model 331, a superheater desuperheater (spray) model 332, a superheater model 333, and a load command (plan). A control target model including function generators 331a to 331e for setting various process quantities based on the values, controller models 334 and 335 equivalent to the functions of the PI controller 320a and the P controller model 320b in FIG. It is composed of

【0061】従って、本実施形態の予測部330はプラ
ントの制御系の影響も考慮して予測値を演算するモデル
となっている。
Therefore, the prediction unit 330 of this embodiment is a model that calculates a predicted value in consideration of the influence of the control system of the plant.

【0062】火炉水壁モデル331、過熱器減温器モデ
ル332、過熱器モデル333はエネルギー保存式に基
づいてモデル化している。
The furnace water wall model 331, the superheater desuperheater model 332, and the superheater model 333 are modeled based on the energy conservation equation.

【0063】火炉水壁モデル331のモデル式を次に示
す。火炉水壁部では、輻射熱伝達と対流熱伝達の和とし
て伝熱量を表す
The model equation of the furnace water wall model 331 is shown below. In the furnace water wall, the amount of heat transfer is expressed as the sum of radiant heat transfer and convective heat transfer

【0064】[0064]

【数5】 (Equation 5)

【0065】[0065]

【数6】 (Equation 6)

【0066】[0066]

【数7】 (Equation 7)

【0067】[0067]

【数8】 (Equation 8)

【0068】[0068]

【数9】 (Equation 9)

【0069】ここで、Vは容積[m3]、γは比重量[kg/
m3]、Hはエンタルピー[J/kg]、Fは流量[kg/s]、Aは伝熱
面積[m2]、αは熱伝達率[J/(m2・s・K)]、βは輻射熱伝達
係数及び有効輻射伝熱面積に係わる係数[J/(s・K4)]、θ
は温度[°C]、Mは重量[kg]、Cは比熱[J/(kg・K)]であ
る。また、添え字sは蒸気、mは伝熱管(メタル)、fは
燃料、aは空気、grfは再循環ガス、msは伝熱管から蒸
気、gmは燃焼ガスから伝熱管、inは入口位置、oは出口
位置をそれぞれ表す。また、添え字中の数字1は火炉水
壁部、2は過熱器減温器部、3は過熱器部を表すものとす
る。
Here, V is volume [m 3 ], γ is specific weight [kg /
m 3 ], H is enthalpy [J / kg], F is flow rate [kg / s], A is heat transfer area [m 2 ], α is heat transfer coefficient [J / (m 2 · s · K)], β is a coefficient related to the radiation heat transfer coefficient and the effective radiant heat transfer area [J / (s · K 4 )], θ
Is temperature [° C], M is weight [kg], and C is specific heat [J / (kg · K)]. Also, suffix s is steam, m is heat transfer tube (metal), f is fuel, a is air, grf is recirculated gas, ms is steam from heat transfer tube, gm is heat transfer tube from combustion gas, in is inlet position, o represents each exit position. The numbers 1 in the subscript indicate the furnace water wall, 2 indicates the superheater desuperheater section, and 3 indicates the superheater section.

【0070】過熱器減温器モデル332のモデル式を次
式に示す。
The model formula of the superheater desuperheater model 332 is shown by the following formula.

【0071】[0071]

【数10】 (Equation 10)

【0072】[0072]

【数11】 [Equation 11]

【0073】ここで、添え字s2oは減温器出口位置、2in
はスプレ水を表す。
Here, the subscript s2o is the outlet of the desuperheater, 2in
Represents spray water.

【0074】過熱器モデル333では、熱交換器の特性
をエネルギー保存式に基づいてモデル化している。モデ
ル式を示す。
In the superheater model 333, the characteristics of the heat exchanger are modeled based on the energy conservation equation. The model formula is shown.

【0075】[0075]

【数12】 (Equation 12)

【0076】[0076]

【数13】 (Equation 13)

【0077】[0077]

【数14】 [Equation 14]

【0078】[0078]

【数15】 (Equation 15)

【0079】過熱器モデル333は数14及び数15に基づ
き状態観測器を構成して、これを利用して過熱器入口ガ
ス温度を推定する機能を有している。
The superheater model 333 constitutes a state observer based on Equations 14 and 15, and has a function of estimating the superheater inlet gas temperature using this.

【0080】このガス温度推定機能について具体的に説
明する。
The gas temperature estimating function will be specifically described.

【0081】エンタルピと温度は、次式の関係にあり、
相互に値を変換することが可能である。数16、17は蒸気
についての関係式であるが、ガスに対しても同様の関係
が成り立つ。
The enthalpy and the temperature have the following relationship:
It is possible to convert values to each other. Equations 16 and 17 are relational expressions for steam, but the same relation holds for gas.

【0082】[0082]

【数16】 (Equation 16)

【0083】[0083]

【数17】 [Equation 17]

【0084】ここに、CPsは定圧比熱[J/(kg・K)]、HsBo
は基準エンタルピ[J/kg]である。
Here, C Ps is constant pressure specific heat [J / (kg · K)], H sBo
Is the reference enthalpy [J / kg].

【0085】数14、15に、数16、17を代入して整理する
と次式が得られる。
By substituting Equations 16 and 17 into Equations 14 and 15, the following equation is obtained.

【0086】[0086]

【数18】 (Equation 18)

【0087】[0087]

【数19】 [Equation 19]

【0088】ここで、数18、19を整理すると次式とな
る。
Here, when Equations 18 and 19 are arranged, the following equation is obtained.

【0089】[0089]

【数20】 (Equation 20)

【0090】[0090]

【数21】 (Equation 21)

【0091】[0091]

【数22】 (Equation 22)

【0092】[0092]

【数23】 (Equation 23)

【0093】[0093]

【数24】 (Equation 24)

【0094】[0094]

【数25】 (Equation 25)

【0095】[0095]

【数26】 (Equation 26)

【0096】[0096]

【数27】 [Equation 27]

【0097】[0097]

【数28】 [Equation 28]

【0098】[0098]

【数29】 (Equation 29)

【0099】[0099]

【数30】 [Equation 30]

【0100】[0100]

【数31】 (Equation 31)

【0101】数20及び数21を時間的に離散化し、マトリ
クス表現すると次式となる。
Equations (20) and (21) are discretized in time and are expressed in a matrix as follows.

【0102】[0102]

【数32】 (Equation 32)

【0103】[0103]

【数33】 [Equation 33]

【0104】[0104]

【数34】 (Equation 34)

【0105】[0105]

【数35】 (Equation 35)

【0106】[0106]

【数36】 [Equation 36]

【0107】[0107]

【数37】 (37)

【0108】数32が状態方程式であり、出力方程式は次
式で表される。
Equation 32 is a state equation, and an output equation is represented by the following equation.

【0109】[0109]

【数38】 (38)

【0110】ここで、ZMは観測ベクトル(x1:出口蒸気
温度に対応)、CMは観測行列、VMは観測ノイズベクトル
である。
Here, Z M is an observation vector (x1: corresponding to the outlet steam temperature), C M is an observation matrix, and V M is an observation noise vector.

【0111】次に、この物理式モデルに基づいて蒸気温
度を予測する。
Next, the steam temperature is predicted based on the physical equation model.

【0112】状態XM(k)のうち、x1(過熱器出口蒸気温
度)は測定可能であるが、x2(過熱器伝熱管温度)は測
定困難であるため、カルマンフィルタを適用して状態X
M(k)を推定する。
Of the state X M (k), x 1 (superheater outlet steam temperature) can be measured, but x 2 (superheater heat transfer tube temperature) is difficult to measure. X
Estimate M (k).

【0113】カルマンフィルタを用いた状態観測器31
4のアルゴリズムを説明する。
State observer 31 using Kalman filter
4 will be described.

【0114】現在サンプリングステップをkとすると、
(k-1)サンプリングステップにおける諸値を用いて状
態方程式(数32)より算出した状態値には上付き添字P
を、カルマンフィルタを構成して求める最尤推定値には
上付き添字SPをつけて表すことにする。
Assuming that the current sampling step is k,
(K-1) The state value calculated from the state equation (Equation 32) using various values in the sampling step is a superscript P
Is expressed by adding a superscript SP to the maximum likelihood estimation value obtained by forming a Kalman filter.

【0115】XM SP(k)は次式により求められる。X M SP (k) is obtained by the following equation.

【0116】[0116]

【数39】 [Equation 39]

【0117】[0117]

【数40】 (Equation 40)

【0118】[0118]

【数41】 [Equation 41]

【0119】[0119]

【数42】 (Equation 42)

【0120】ここで、上付き添字Tは転置行列、上付き
添字−1は逆行列を意味する。
Here, the superscript T indicates a transposed matrix, and the superscript -1 indicates an inverse matrix.

【0121】この状態観測器を用いて、過熱器出口蒸気
温度を計算することができる。過熱器出口蒸気温度の前
回値として、計算の初回のみ測定値を使用するが、2回
目以降は計算値を使用して計算する。過熱器出口蒸気温
度の計算値と目標値との偏差に基づいて制御器モデル3
34及び335で次時間ステップの操作量(燃料流量、
スプレ水流量)を算出し、火炉水壁モデル331の燃料
流量と減温器モデル332のスプレ水流量を変更して再
び過熱器出口蒸気温度を計算する。この操作を所定の予
測時間に相当する回数まで繰り返して蒸気温度の予測値
を算出する。
Using this state observer, the superheater outlet steam temperature can be calculated. As the previous value of the superheater outlet steam temperature, the measured value is used only for the first time of the calculation, but the second and subsequent times are calculated using the calculated value. Controller model 3 based on the deviation between the calculated value of the superheater outlet steam temperature and the target value
At 34 and 335, the manipulated variables (fuel flow rate,
Spray water flow rate) is calculated, the fuel flow rate of the furnace water wall model 331 and the spray water flow rate of the desuperheater model 332 are changed, and the superheater outlet steam temperature is calculated again. This operation is repeated up to the number of times corresponding to the predetermined prediction time to calculate the predicted value of the steam temperature.

【0122】さて、数15の右辺には過熱器入口ガス温度
θg3inが必要であるが、高温のガス温度は直接計測する
ことが困難である。ガス温度は火炉水壁モデル331で
計算できるが、前述の状態観測器を用いてより正確にガ
ス温度を決定できるようにしている。
The superheater inlet gas temperature θ g3in is required on the right side of Expression 15, but it is difficult to directly measure a high gas temperature. Although the gas temperature can be calculated by the furnace water wall model 331, the gas temperature can be more accurately determined using the above-described state observer.

【0123】現在サンプリングステップをkとすると、
ステップ(k-1)での諸値を用いて数36により現在の過
熱器出口蒸気温度を推定する。将来の蒸気温度を予測す
るためには、(k-1)時点で得られる情報から、現在ス
テップkの蒸気温度が正しく求められていることが前提
になる。
If the current sampling step is k,
Using the values in step (k-1), the current superheater outlet steam temperature is estimated by Expression 36. In order to predict the future steam temperature, it is assumed that the steam temperature at the current step k is correctly determined from the information obtained at the time (k-1).

【0124】推定しているガス温度θg3inが適切でない
と、XM SP(k)に誤差を生じる原因になる。そこで、本発
明では、現在ステップkにおける過熱器出口蒸気温度x1
(k)(=θs3o(k))の測定値と、ステップ(k-1)におけ
る伝熱管温度の最尤推定値x2 SP(k-1)(=θm3 SP(k-1))
を用いて、状態方程式(数32)の関係から次式を導き、ガ
ス温度θg3inを算出する。
[0124] When the estimated to have gas temperature θ g3in is not appropriate, it is cause for an error in the X M SP (k). Therefore, in the present invention, the superheater outlet steam temperature x 1 in step k at present.
The measured value of (k) (= θ s3o (k)) and the maximum likelihood estimate x 2 SP (k-1) of the heat transfer tube temperature in step (k-1) (= θ m3 SP (k-1))
Is used to derive the following equation from the relation of the equation of state (Equation 32) to calculate the gas temperature θ g3in .

【0125】[0125]

【数43】 [Equation 43]

【0126】ここで、θs3o(k)はステップkにおける
出口蒸気温度測定値である。
Here, θ s3o (k) is the measured value of the outlet steam temperature in step k.

【0127】現在ステップkにおける過熱器出口蒸気温
度の推定値が測定値と一致するように、ガス温度を決定
することができる。火炉水壁モデルの出口ガス温度θ
g1oと式(43)で計算したガス温度θg3inとの偏差に基
づいて、修正部336で逐次火炉水壁モデルのβgm1
修正している。この方法によれば、逐次、適切なガス温
度を決定でき、火炉水壁モデル331の特性も逐次修正
できるので、現在ステップにおけるモデル誤差が小さく
なる。また、モデル誤差が小さいため、予測精度が向上
する。
The gas temperature can be determined such that the estimated value of the superheater outlet steam temperature in step k now matches the measured value. Outlet gas temperature θ of furnace water wall model
Based on the deviation between the calculated gas temperature theta G3in in g1o the formula (43), and sequentially modify the beta gm1 of the furnace waterwall model correction section 336. According to this method, an appropriate gas temperature can be determined successively, and the characteristics of the furnace water wall model 331 can be corrected sequentially, so that the model error in the current step is reduced. In addition, since the model error is small, the prediction accuracy is improved.

【0128】なお、本例では過熱器入口蒸気温度θs3in
はサンプリングステップ(k-1)における値を用いている
が、ステップkにおける測定値を用いてもよい。
In this example, the superheater inlet steam temperature θ s3in
Uses the value in the sampling step (k-1), but the measured value in step k may be used.

【0129】以上、予測方法の具体的方法を述べたが、
本発明は本実施形態に示した予測方法に限定されるもの
ではない。火炉水壁モデル331、過熱器減温器モデル
332、過熱器モデル333はそれぞれ対象機器の特性
を模擬しているモデルなら、物理的因果関係を模擬した
物理モデル以外であっても良い。例えば、統計的方手法
による回帰式モデルでも、ニューラルネットワークによ
る学習型モデルでも良い。その際、蒸気温度の目標値と
測定値との偏差分を出力とする相関モデルとしても良
い。
The specific method of the prediction method has been described above.
The present invention is not limited to the prediction method shown in the present embodiment. The furnace water wall model 331, the superheater desuperheater model 332, and the superheater model 333 may be other than the physical model that simulates the physical causal relationship as long as the model simulates the characteristics of the target device. For example, a regression model using a statistical method or a learning model using a neural network may be used. At this time, a correlation model that outputs a deviation between the target value and the measured value of the steam temperature may be used.

【0130】本発明では、同一の制御対象プロセス量を
制御するための異なる操作量に対して予測時間の異なる
予測値を演算する。パラメータ調整部340は、例えば
図6に示すような燃料流量に対する予測時間τaとスプ
レ流量に対する予測時間τbとを決定すると共に、制御
器320a、320bの比例ゲイン、積分時間も決定す
る。
In the present invention, different predicted values with different predicted times are calculated for different manipulated variables for controlling the same controlled process amount. The parameter adjustment unit 340 determines the predicted time τa for the fuel flow rate and the predicted time τb for the spray flow rate as shown in FIG. 6, for example, and also determines the proportional gain and the integration time of the controllers 320a and 320b.

【0131】パラメータ調整部340は、例えば図7に
示すように、プラントモデル355と、予測部330を
模擬した予測機能モデル350と、予測機能モデル35
0及びプラントモデル355内の制御対象モデルパラメ
ータを調整するモデル調整部342と、制御器320a
のパラメータ(比例ゲインKc1,積分時間Tc)及び制御
器320bのパラメータ(比例ゲインKc2)と予測時間間
隔τa,τbを算出するパラメータ最適化部348とから
構成されている。
As shown in FIG. 7, for example, the parameter adjustment unit 340 includes a plant model 355, a prediction function model 350 simulating the prediction unit 330, and a prediction function model 35.
0 and a model adjustment unit 342 that adjusts a control target model parameter in the plant model 355;
(Proportional gain Kc1, integration time Tc), the parameter of controller 320b (proportional gain Kc2), and parameter optimizing unit 348 for calculating predicted time intervals τa, τb.

【0132】プラントモデル355は、制御器320a
及び320bと等価な制御器モデル346a、346b
と、制御対象100のモデル344とから構成され、予
測機能モデル350にも、プラントモデル355と同じ
モデルが含まれている。
The plant model 355 includes the controller 320a
And 340b equivalent to controller models 346a, 346b
And a model 344 of the control target 100, and the prediction function model 350 includes the same model as the plant model 355.

【0133】制御器モデル346aはPI(比例・積分)
制御器を表す次式の伝達関数で定義する。
The controller model 346a is PI (proportional / integral)
It is defined by the transfer function of the following equation representing the controller.

【0134】[0134]

【数44】 [Equation 44]

【0135】ここで、sはラプラス演算子である。Here, s is a Laplace operator.

【0136】同様に、制御器モデル346bはP(比例)
制御器を表す次式で定義する。
Similarly, the controller model 346b has P (proportional)
The controller is defined by the following equation.

【0137】[0137]

【数45】 [Equation 45]

【0138】制御対象モデル344は燃料流量と蒸気温
度との関係を模擬したモデル344aと減温器スプレ水
流量と蒸気温度との関係を模擬したモデル344bとか
ら成る。
The control object model 344 includes a model 344a simulating the relationship between the fuel flow rate and the steam temperature, and a model 344b simulating the relationship between the temperature reduction spray water flow rate and the steam temperature.

【0139】制御対象モデル344の二つのモデル34
4aと344bはそれぞれ一次遅れと無駄時間で模擬し、
次式の伝達関数で定義する。
The two models 34 of the control target model 344
4a and 344b are simulated with first order delay and dead time, respectively.
It is defined by the following transfer function.

【0140】[0140]

【数46】 [Equation 46]

【0141】[0141]

【数47】 [Equation 47]

【0142】ここで、Kp1,Kp2はゲイン、Tp1,Tp2は時
定数、Lp1,Lp2は無駄時間に相当するモデルパラメータ
である。
Here, Kp1 and Kp2 are gains, Tp1 and Tp2 are time constants, and Lp1 and Lp2 are model parameters corresponding to dead time.

【0143】予測機能モデル350では、プラントモデ
ル355と全く同じモデルを持っているので、先の時間
ステップまでシミュレーション計算することによりプラ
ントモデル355の出力値を予測したことになる。この
予測値をプラントモデル355へ出力し、目標値との偏
差を計算して、制御器モデル346a及び346bを介し
てプラントモデル355の出力を計算する。
Since the prediction function model 350 has exactly the same model as the plant model 355, the output value of the plant model 355 is predicted by performing simulation calculation up to the previous time step. The predicted value is output to the plant model 355, the deviation from the target value is calculated, and the output of the plant model 355 is calculated via the controller models 346a and 346b.

【0144】すなわち、実際の制御対象100に対し
て、予測制御を実施した場合を模擬している。パラメー
タ調整部340は、この予測制御の模擬計算により、制
御対象モデル344が最も望ましい状態になるように予
測時間τa,τb及び制御器パラメータである比例ゲイン
Kc1,Kc2、積分時間Tcとを決定する。
That is, the case where the prediction control is performed on the actual control target 100 is simulated. The parameter adjustment unit 340 calculates the prediction times τa and τb and the proportional gain, which is a controller parameter, so that the control target model 344 becomes the most desirable state by the simulation calculation of the prediction control.
Kc1, Kc2 and integration time Tc are determined.

【0145】予測時間、制御器パラメータなどの具体的
決定方法を説明する。まず、制御対象モデル344の応
答特性を制御対象100の特性と合わせる必要がある。
火力プラントでは、プラント新設時や定期検査終了時に
プラント特性を把握するために試験運転を実施する。
A specific method for determining the predicted time, controller parameters, and the like will be described. First, it is necessary to match the response characteristics of the control target model 344 with the characteristics of the control target 100.
In a thermal power plant, test operation is performed at the time of new plant construction or at the end of periodic inspections to understand plant characteristics.

【0146】その一つとして、各種操作量に対してステ
ップ応答試験を実施する。モデル調整部342はそのス
テップ応答試験のデータを取り込み、制御対象モデル3
44及び344’のモデルパラメータKp1,Kp2,Tp1,T
p2,Lp1,Lp2を調整する。
As one of them, a step response test is performed for various manipulated variables. The model adjustment unit 342 fetches the data of the step response test, and
Model parameters Kp1, Kp2, Tp1, T of 44 and 344 '
Adjust p2, Lp1, Lp2.

【0147】これらの調整には、運転員が介入し、試運
転データを用いてオフラインで実施する。図8にモデル
パラメータ調整のマンマシンインターフェイスを示す。
図8は画像表示装置910に表示され、外部入力装置9
00を用いて操作やデータ入力ができる。
An operator intervenes in these adjustments, and the adjustment is performed offline using the test operation data. FIG. 8 shows a man-machine interface for adjusting model parameters.
FIG. 8 is displayed on the image display device 910 and the external input device 9 is displayed.
Operation and data input can be performed using 00.

【0148】例として制御対象モデル344aの調整過
程について説明する。制御対象モデル344bについて
も同様の手順で調整できる。
As an example, the adjustment process of the control target model 344a will be described. The control target model 344b can be adjusted in the same procedure.

【0149】グラフ表示エリア911にはプラント試運
転時のステップ応答の応答波形915がグラフ表示され
る。この波形からモデルパラメータKp1,Tp1,Lp1を決
定するために補助線912,914,916が表示され
る。補助線914はステップ応答試験開始時の定常状態
の出力レベルAを表しており、画面上でマウスポインタ
カーソル918を用いて上下に移動させることができ
る。出力レベルは定格レベルに対してパーセント表示さ
れている。
In the graph display area 911, a response waveform 915 of the step response at the time of the trial operation of the plant is displayed in a graph. Auxiliary lines 912, 914, 916 are displayed to determine model parameters Kp1, Tp1, Lp1 from this waveform. The auxiliary line 914 indicates the steady-state output level A at the start of the step response test, and can be moved up and down on the screen using the mouse pointer cursor 918. The output level is shown as a percentage with respect to the rated level.

【0150】また、数値表示エリア920には出力レベ
ルAの他、各種数値が表示され、その値をキーボード9
30からの入力により直接変更することができる。ま
た、増減ポインタ922をマウスでクリックすることに
より表示されている値を微小間隔で増加または減少させ
ることができる。補助線914と数値表示エリア920
内の値は連動して変化する。
Further, in the numerical value display area 920, in addition to the output level A, various numerical values are displayed.
It can be changed directly by input from 30. By clicking the increase / decrease pointer 922 with a mouse, the displayed value can be increased or decreased at minute intervals. Auxiliary line 914 and numerical display area 920
The value inside changes in conjunction with it.

【0151】これらの方法により、運転員が出力レベル
Aの値を決定する。同様にして補助線912が示すステ
ップ応答試験終了時の定常状態における出力レベルBを
決定する。
With these methods, the operator determines the value of the output level A. Similarly, the output level B in the steady state at the end of the step response test indicated by the auxiliary line 912 is determined.

【0152】さらに応答波形立ち上がり時の変曲点にお
ける接線916を決定する。接線916は出力レベルA
及びBと同様の方法で図8に示す点C及び点Dを決定す
ることにより特定する。
Further, the tangent line 916 at the inflection point at the time of the rise of the response waveform is determined. The tangent line 916 is the output level A
And B are determined by determining the points C and D shown in FIG.

【0153】以上から点A〜Dが決定されると、以下の
ようにしてモデルパラメータKp1,Tp1,Lp1が決定され
る。
When the points A to D are determined from the above, the model parameters Kp1, Tp1, and Lp1 are determined as follows.

【0154】ステップ応答試験時の操作量の変化幅K2
(%)よりゲインKp1は
Change width K2 of manipulated variable during step response test
The gain Kp1 is

【0155】[0155]

【数48】 [Equation 48]

【0156】[0156]

【数49】 [Equation 49]

【0157】とする。It is assumed that:

【0158】ステップ応答試験開始(操作量変化開始)
時刻Qから無駄時間Lp1は
Step response test start (operation amount change start)
From time Q, the dead time Lp1 is

【0159】[0159]

【数50】 [Equation 50]

【0160】とする。It is assumed that

【0161】また、時定数Tp1は接線916上で線分E
Pの長さが0.632K1となる時刻Pより、
Further, the time constant Tp1 is expressed by a line segment E on the tangent line 916.
From time P when the length of P becomes 0.632K1,

【0162】[0162]

【数51】 (Equation 51)

【0163】とする。It is assumed that

【0164】以上、モデル調整部342の処理手順を整
理して図9に示す。すなわち、本処理手順では、ステッ
プ応答試験データとして目標値R、被制御量Y1を読み込
み(ステップ5001)、該データを用いて出力レベル
A、Bおよび接戦916の形状を特定するための点C、D
を決定し(ステップ5002、5003)、これら点A
〜Dの値からプラントモデルのパラメータKp1、Tp1、Lp
1を決定する(ステップ5004)。
FIG. 9 summarizes the processing procedure of the model adjustment unit 342 as described above. That is, in this processing procedure, the target value R and the controlled variable Y1 are read as step response test data (step 5001), and the output level is
Points C and D for specifying the shapes of A and B and the close battle 916
Are determined (steps 5002 and 5003), and these points A
From the values of ~ D, the parameters Kp1, Tp1, Lp of the plant model
1 is determined (step 5004).

【0165】次に、予測時間τa,τb及び制御器パラメ
ータKc1,Kc2,Tcの決定方法について説明する。
Next, a method of determining the predicted times τa, τb and the controller parameters Kc1, Kc2, Tc will be described.

【0166】パラメータ最適化部348では制御性能評
価値Jを最小にするパラメータτa,τb,Kc1,Kc2,Tc
の組合わせを求める。ここで、制御性能評価値Jは次式
で定義する。
The parameter optimizing unit 348 sets parameters τa, τb, Kc1, Kc2, and Tc for minimizing the control performance evaluation value J.
Find the combination of Here, the control performance evaluation value J is defined by the following equation.

【0167】[0167]

【数52】 (Equation 52)

【0168】ここでRm(t)はモデル目標値、Ym(t)は制御
対象モデル344の出力値、Uam(t)及びUbm(t)はそれぞ
れ制御器モデル346a及び346bの出力値であり制御
対象モデル344に対する操作量に相当する。p、qは重
み係数である。
Here, Rm (t) is a model target value, Ym (t) is an output value of the controlled object model 344, Uam (t) and Ubm (t) are output values of the controller models 346a and 346b, respectively. This corresponds to the operation amount for the target model 344. p and q are weighting factors.

【0169】Jの値はシミュレーションにより近似的に
計算することができる。数52の右辺{ }内第一項、第
二項及び第三項の値を各計算時間ステップにおいて計算
し、それらの和を積算することにより求める。すなわ
ち、計算時間間隔をΔtとすると次式で表される。
The value of J can be approximately calculated by simulation. The values of the first, second, and third terms in the right-hand side of Equation 52 are calculated in each calculation time step, and the sum of them is calculated. That is, if the calculation time interval is Δt, it is expressed by the following equation.

【0170】[0170]

【数53】 (Equation 53)

【0171】制御器パラメータKc1,Kc2,Tcは制御器の
取り得る値として、それぞれ上・下限値を定める。ま
た、予測時間τa,τbはそれぞれ、0からTp1×αaとTp
2×αbまでとする。αaとαbは係数であり、任意に設定
可能である。
The controller parameters Kc1, Kc2, and Tc define upper and lower limits, respectively, as possible values of the controller. The prediction times τa and τb are respectively 0 to Tp1 × αa and Tp
Up to 2 × αb. αa and αb are coefficients and can be set arbitrarily.

【0172】この範囲内で、パラメータを順次所定の刻
み幅で変化させてt=0からTまでシミュレーション計算を
行い、その都度評価値Jを計算する。最終的に評価値J
が最小になるパラメータτa,τb,Kc1,Kc2,Tcの組合
わせを最適値とする。
Within this range, the simulation calculation is performed from t = 0 to T by sequentially changing the parameters at a predetermined step size, and the evaluation value J is calculated each time. Finally the evaluation value J
The combination of the parameters τa, τb, Kc1, Kc2, and Tc that minimizes is defined as the optimum value.

【0173】τa,τb,Kc1,Kc2,Tcの組合わせによっ
ては制御系が安定しない場合があるので、評価値Jを計
算する前にHurwitzの安定判別法などを用いて安定性を
確認することが望ましい。不安定な組合わせに対しては
評価値Jを計算せずに、パラメータ値を変更して、最適
値探索を進める。
Since the control system may not be stable depending on the combination of τa, τb, Kc1, Kc2, and Tc, it is necessary to confirm the stability using Hurwitz's stability judgment method before calculating the evaluation value J. Is desirable. For an unstable combination, the parameter value is changed without calculating the evaluation value J, and the optimum value search is advanced.

【0174】また、最適なパラメータτs,Kc,Tcの組
合わせを求める方法は上記方法に限定されるものではな
く、山登り法、遺伝アルゴリズムなどの最適化方法を用
いても良い。
The method for obtaining the optimum combination of the parameters τs, Kc, and Tc is not limited to the above method, and an optimization method such as a hill-climbing method or a genetic algorithm may be used.

【0175】モデル目標値Rm(t)が変化する場合も同様
にパラメータの最適値が計算できる。
Even when the model target value Rm (t) changes, the optimum value of the parameter can be calculated similarly.

【0176】なお、火力プラントの起動時には、蒸気温
度目標値を所定のタイムスケジュールに従って上げてい
く昇温過程が存在する。昇温過程においては、目標値と
の偏差を小さくすることのみならず、機器材料に与える
影響を考慮すると昇温率を目標値の昇温率と合わせるこ
とも大切な要素となる。
At the time of starting the thermal power plant, there is a heating process in which the steam temperature target value is increased according to a predetermined time schedule. In the heating process, it is important not only to reduce the deviation from the target value but also to match the heating rate with the target heating rate in consideration of the influence on the equipment material.

【0177】その場合には、評価値J(数52右辺{ }
内)に次の昇温率の項を加えることが望ましい。
In this case, the evaluation value J (Equation 52, right-hand side {{})
It is desirable to add the following item of temperature rise rate to (in).

【0178】[0178]

【数54】 (Equation 54)

【0179】ここで、rはp,qと同様、重み係数であ
る。
Here, r is a weighting factor like p and q.

【0180】なお、制御器モデル346、制御対象モデ
ル344、予測機能モデル350はそれぞれ数44、45、
46、47で定義したが、これらのモデル化はこの方法に限
定されるものではない。例えば、前述した予測部330
と全く同じモデルで構成してもよい。
The controller model 346, the control object model 344, and the prediction function model 350 are represented by the following equations (44) and (45), respectively.
Although defined in 46, 47, these modelings are not limited to this method. For example, the prediction unit 330 described above
It may be configured with the exact same model as.

【0181】また、評価値Jも数52または数53に限定さ
れるものではなく、任意に設定可能である。また、フィ
ードバックを伴う閉ループ系に対して、評価値を計算す
る方法が例えば次の文献に示されている。
The evaluation value J is not limited to the expression 52 or 53, but can be set arbitrarily. Further, a method of calculating an evaluation value for a closed loop system with feedback is disclosed in, for example, the following document.

【0182】「一般化ISEを評価規範としたロバストI-P
DコントローラMinimax最適化による設計」、河辺 徹、
片山 徹、計測自動制御学会論文集、Vol.32,No.8,pp1
226〜1233(1996)。
"Robust IP with Generalized ISE as Evaluation Criteria"
D Controller Minimax Optimization Design ", Toru Kawabe,
Toru Katayama, Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol.32, No.8, pp1
226-1233 (1996).

【0183】この方法によりシミュレーションによらず
t=0から評価時間∞までの評価値が計算できる場合もあ
る。
With this method, regardless of the simulation
In some cases, the evaluation value from t = 0 to the evaluation time ∞ can be calculated.

【0184】以上で述べた、パラメータ最適化部348
の処理手順を図10に示す。
The parameter optimizing unit 348 described above
10 is shown in FIG.

【0185】本処理手順では、図10のステップ110
1〜1104に示すように、パラメータτa,τb,Kc
1,Kc2,Tcの値をそれぞれ所定の範囲内を、所定の刻み
幅で変化させて、すべての組合わせの評価が終了した
時、最適値探索を終了する。
In this processing procedure, step 110 in FIG.
As shown in 1-1104, parameters τa, τb, Kc
The values of 1, Kc2, and Tc are each changed within a predetermined range at a predetermined interval, and when the evaluation of all the combinations is completed, the optimal value search ends.

【0186】前述したように、パラメータ最適値の探索
には山登り法などの最適化手法を導入してももちろん良
い。
As described above, an optimization method such as a hill-climbing method may be introduced for the search for the optimum parameter value.

【0187】また、本発明で用いる予測時間を決定する
方法としては、例えば特開平9-146612号公報に述べられ
ている方法等、他の方法を用いても良い。
As a method for determining the predicted time used in the present invention, other methods such as the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-14612 may be used.

【0188】次に、目標値が時間的に変化する場合の、
目標値Rm(t)の設定方法を説明する。
Next, when the target value changes over time,
A method for setting the target value Rm (t) will be described.

【0189】図11にモデル目標値Rm(t)の設定支援の
ためのマンマシンインターフェイスを示す。グラフエリ
ア911には時間軸(横軸)に対する目標値Rmの値93
0のグラフが表示される。
FIG. 11 shows a man-machine interface for supporting the setting of the model target value Rm (t). In the graph area 911, the value 93 of the target value Rm with respect to the time axis (horizontal axis)
A graph of 0 is displayed.

【0190】グラフ上のRm値930の線上の点をマウス
でクリックしてドラッグすることにより、グラフ波形形
状を変更することができる。その時の折れ線の座標は数
値で座標表示エリア932に表示される。座標表示エリ
ア932には全座標点を一度に表示できない場合、スク
ロールバー934が表示されて、マウス操作により上下
にスクロールすることができる。
By clicking and dragging a point on the line of the Rm value 930 on the graph with the mouse, the graph waveform shape can be changed. The coordinates of the polygonal line at that time are displayed in the coordinate display area 932 as numerical values. If all the coordinate points cannot be displayed at once in the coordinate display area 932, a scroll bar 934 is displayed, and the user can scroll up and down by operating the mouse.

【0191】また、数47の評価値Jを算出する際に必要
となる評価時間Tは評価時間入力欄936にキーボード
から数値で入力する。目標値Rmと評価時間Tの入力終了
後、設定ボタン938をマウスでクリックすることによ
り設定が完了する。
The evaluation time T required for calculating the evaluation value J in Expression 47 is input numerically from the keyboard in the evaluation time input field 936. After inputting the target value Rm and the evaluation time T, the setting is completed by clicking the setting button 938 with a mouse.

【0192】以上のようにして予測時間間隔τa,τb及
び制御器パラメータKc1,Kc2,Tcを決定した場合の制御
結果のシミュレーション例を図12に示す。本例は目標
値をステップ変化させた場合の応答である。
FIG. 12 shows a simulation example of the control result when the prediction time intervals τa, τb and the controller parameters Kc1, Kc2, Tc are determined as described above. This example is a response when the target value is changed stepwise.

【0193】上記構成によれば、予測制御を行わない場
合に比べて目標値への追従が早くなり、かつ、オーバー
シュート量が減少しており、制御性能が向上しているこ
とがわかる。
According to the above configuration, it can be seen that the follow-up to the target value is faster, the amount of overshoot is reduced, and the control performance is improved as compared with the case where the predictive control is not performed.

【0194】さらに、本発明による上記構成によれば、
制御性能がもっとも向上する予測時間を操作量に応じて
決定できる他、予測制御を実施した場合の制御器パラメ
ータの最適値も決定することができるので、予測制御方
式の効果を最大限に発揮させることができる。
Further, according to the above configuration of the present invention,
The prediction time at which the control performance is most improved can be determined according to the operation amount, and the optimal value of the controller parameter when the prediction control is performed can be determined, so that the effect of the prediction control method is maximized. be able to.

【0195】さらに、本発明による上記構成によれば、
従来それらの制御器パラメータを試行錯誤的に調整して
いたのに対して、調整時間が短縮できる効果もある。
Further, according to the above configuration of the present invention,
Conventionally, these controller parameters are adjusted by trial and error, but there is also an effect that the adjustment time can be reduced.

【0196】シミュレーションによる効果は、図13に
示すように画面上に表示してユーザが確認可能であるよ
うに構成する。
The effect of the simulation is displayed on the screen as shown in FIG. 13 so that the user can confirm the effect.

【0197】例えば、グラフエリア911にはシミュレ
ーション結果による応答波形を表示する。また、パラメ
ータ表示欄924には、その時のパラメータτa,τb,
Kc1,Kc2,Tcの値を表示する。また、切替えボタン92
6をマウスでクリックするたびにグラフエリア911に
表示されるグラフがモデル出力値Ym(t)と操作量Uam
(t),Ubm(t)とに順に切り替える。
For example, in a graph area 911, a response waveform based on a simulation result is displayed. In the parameter display field 924, the parameters τa, τb,
Displays the values of Kc1, Kc2, and Tc. Also, the switch button 92
6 is displayed in the graph area 911 each time the mouse is clicked on. The model output value Ym (t) and the manipulated variable Uam
(t) and then to Ubm (t).

【0198】また、切替えボタン928により、モデル
出力値Ym(t)または操作量Uam(t),Ubm(t)を単独に表示
させるか、各グラフを並べて表示するかを切り替える機
能を設けても良い。
Further, a function may be provided for switching between the model output value Ym (t) or the manipulated variables Uam (t) and Ubm (t) by using the switch button 928 or displaying the graphs side by side. good.

【0199】以上、パラメータ調整部340により、プ
ラントの試運転時または定期検査時などの機会を利用し
てオフライン的に調整する方法を説明したが、本発明は
以下に述べるようにプラントの運転を制御しながらオン
ライン的に使用することもできる。
In the above, the method of performing the off-line adjustment using the parameter adjustment unit 340 at the time of the trial operation of the plant or at the time of the periodic inspection has been described. The present invention controls the operation of the plant as described below. You can also use it online.

【0200】例えば、パラメータ調整部340をプラン
トの運転中に所定の時間間隔で周期的に起動する。例え
ば5分毎に起動し、パラメータ調整部348によって予
測時間τa,τb及び制御器パラメータKc1,Kc2,Tcを決
定する。パラメータ調整部348の処理手順は図10と
同じである。
For example, the parameter adjusting unit 340 is periodically activated at predetermined time intervals during the operation of the plant. For example, it starts every five minutes, and the parameter adjustment unit 348 determines the predicted times τa and τb and the controller parameters Kc1, Kc2, and Tc. The processing procedure of the parameter adjustment unit 348 is the same as that of FIG.

【0201】このようにすると、プラント100の運転
状態(負荷帯、負荷変化条件)に応じて随時、適正な予
測時間間隔τs及び制御器パラメータKc,Tcを決定でき
るので制御性能をさらに向上させることができる。
In this way, an appropriate prediction time interval τs and controller parameters Kc and Tc can be determined at any time according to the operation state of the plant 100 (load zone, load change conditions), so that control performance is further improved. Can be.

【0202】また、予測時間間隔τs及び制御器パラメ
ータKc,Tcを決定する前に、モデル調整部342により
制御対象モデル344の特性が制御対象100の特性と
合うように随時、制御対象モデル344を調整すること
もできる。制御対象モデルを回帰式モデルやニューラル
ネットワークモデルとすれば、直近(直前)のデータで
相関式を作り直したり、ニューラルネットワークで再学
習することによりモデル特性を逐次調整する構成として
もよい。
Further, before determining the predicted time interval τs and the controller parameters Kc and Tc, the model adjustment section 342 changes the control target model 344 as needed so that the characteristics of the control target model 344 match the characteristics of the control target 100. It can also be adjusted. If the control target model is a regression equation model or a neural network model, the configuration may be such that the correlation equation is recreated with the latest (immediately before) data, or the model characteristics are sequentially adjusted by re-learning with the neural network.

【0203】上記構成によれば、プラントの運転点(運
転状態)近傍の特性に制御対象モデル344の特性を常
に合わせることができるので、予測制御の効果がさらに
向上する。また、制御対象モデル344はプラントの広
範囲な運転状態を模擬する必要がなくなるため、比較的
簡単なモデルで近似できるようになり、演算負荷が減少
する効果もある。
According to the above configuration, the characteristics of the controlled object model 344 can always be matched to the characteristics near the operating point (operating state) of the plant, so that the effect of predictive control is further improved. In addition, since the control target model 344 does not need to simulate a wide range of operating conditions of the plant, it can be approximated by a relatively simple model, and has an effect of reducing the calculation load.

【0204】次に本発明の第2の実施の形態を説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0205】本実施形態の制御装置は、上記第1の実施
の形態において、図14に示すような構成を有する蒸気
温度予測コントローラ380を用いたものである。
The control device of this embodiment uses the steam temperature prediction controller 380 having the configuration shown in FIG. 14 in the first embodiment.

【0206】上記第1の実施の形態における蒸気温度予
測コントローラ380と異なる点は、予測値Ysと目標値
Rsとの偏差をPI制御器320aとP制御器320bにフィ
ードバックするのではなく、プラント出力値(蒸気温度
の測定値)をフィードバックして、予測値YsからはP制
御器320c及び320dによって操作量に補正を加える
構成にした点である。この場合には、プラントモデル3
55も同じ構成にする。
The difference from the steam temperature prediction controller 380 in the first embodiment is that the predicted value Ys and the target value
Instead of feeding back the deviation from Rs to the PI controller 320a and the P controller 320b, the plant output value (measured steam temperature) is fed back, and from the predicted value Ys, the manipulated variable is output by the P controllers 320c and 320d. This is a configuration in which correction is made to. In this case, plant model 3
55 has the same configuration.

【0207】さらに、切替部339は、予測値に基づく
補正値をそのまま出力するか、0を出力して実質的に予
測制御を使わないようにするかを切り替える機能を持つ
ものとする。
Further, the switching unit 339 has a function of switching between outputting the correction value based on the predicted value as it is, or outputting 0 and not using prediction control substantially.

【0208】本実施形態では、予測値に基づく操作量の
補正量算出部としてP制御器320c及び320dを用い
ているが、他の方法であってももちろん良い。
In the present embodiment, the P controllers 320c and 320d are used as the correction amount calculation units for the operation amounts based on the predicted values, but other methods may be used.

【0209】本実施形態の構成によっても、上記第1の
実施の形態と同様に、同一の制御量に対し複数の操作量
が存在するプロセスにおいて、該複数の操作量のそれぞ
れに対応して互いに異なる予測時間における予測値を演
算し、それぞれの予測値に基づいて操作量を決定するこ
とができる。
According to the configuration of the present embodiment, similarly to the first embodiment, in a process in which a plurality of manipulated variables exist for the same control variable, each process corresponds to each of the plurality of manipulated variables. It is possible to calculate prediction values at different prediction times and determine the operation amount based on each prediction value.

【0210】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0211】本実施形態では、本発明を廃棄物焼却プラ
ントの運転制御装置に適用している。廃棄物焼却プラン
トの概要を図15により説明する。
In this embodiment, the present invention is applied to an operation control device of a waste incineration plant. The outline of the waste incineration plant will be described with reference to FIG.

【0212】図15はストーカ式焼却炉を持つ廃棄物焼
却プラント1000の構成の一例を示す。
FIG. 15 shows an example of the configuration of a waste incineration plant 1000 having a stoker type incinerator.

【0213】一般家庭から出される廃棄物(ごみ)は、
ごみ収集車700によって集められる。集められたごみ
は、ごみピット614へ一旦貯蔵される。
[0213] The waste (garbage) discharged from ordinary households is
Collected by the garbage truck 700. The collected waste is temporarily stored in a waste pit 614.

【0214】ごみピット614のごみは、クレーン61
2で焼却炉ホッパ610へ運ばれる。その途中で重量測
定器201があり、ごみの重量を計測する。ホッパ61
0へ投入後、押し出し機630によってストーカ上に運
ばれる。ストーカは前段の乾燥ストーカ626と後段の
燃焼ストーカに分かれている。乾燥ストーカでは、主に
投入ごみの水分を蒸発させる。燃焼ストーカでは、乾燥
したごみを燃焼させる。燃焼後の灰は、灰ピット638
に一旦堆積した後で、埋め立て処理される。
[0214] The waste in the waste pit 614 is
At 2, it is carried to the incinerator hopper 610. On the way, there is a weight measuring device 201 for measuring the weight of the refuse. Hopper 61
After being put into 0, it is carried on the stoker by the extruder 630. The stoker is divided into a former drying stoker 626 and a latter burning stoker. The drying stoker mainly evaporates the moisture of the input waste. The combustion stoker burns dry refuse. The ash after burning is ash pit 638
Once deposited on the land, it is landfilled.

【0215】ごみの乾燥状態は、乾燥ストーカの移送速
度で、また、燃焼量は燃焼ストーカの移送速度で主に制
御している。
The drying state of the refuse is mainly controlled by the transfer speed of the drying stoker, and the amount of combustion is mainly controlled by the transfer speed of the combustion stoker.

【0216】乾燥ストーカ626及び燃焼ストーカ62
8には下部から、それぞれ乾燥用空気及び燃焼用空気が
吹き込まれるようになっている。空気はファン620に
より送り込まれるが、その途中に、燃焼ガスの一部と熱
交換(不図示)して昇温するエアヒータ622が設置さ
れている。
Dry stoker 626 and combustion stoker 62
The drying air and the combustion air are blown into the portion 8 from below. The air is sent in by a fan 620, and an air heater 622 for heat exchange (not shown) with a part of the combustion gas to raise the temperature is installed in the middle of the air.

【0217】乾燥ストーカ626と燃焼ストーカ628
とへの空気量はファン620とそれぞれのストーカへの
配分量を調節する空気ダンパ624の開度によって制御
される。
Dry stoker 626 and combustion stoker 628
The amount of air to be supplied is controlled by the opening of the air damper 624 that adjusts the amount of distribution to the fans 620 and respective stokers.

【0218】燃焼ガスは、排ガス処理装置632によっ
てダストや有害物質をある程度除去した後で煙突634
から排出される。
After the dust and harmful substances have been removed to some extent by the exhaust gas treatment device 632, the combustion gas
Is discharged from

【0219】燃焼ガスの一部は、煙突より放出される前
にガス分析装置115へ送られてCO(一酸化炭素)濃
度、O2(酸素)濃度、NOx(窒素酸化物)の濃度を
随時オンラインで測定している。また、ダイオキシン類
濃度はオフラインで定期的に測定している。
A part of the combustion gas is sent to the gas analyzer 115 before being discharged from the chimney, and the CO (carbon monoxide) concentration, O 2 (oxygen) concentration and NOx (nitrogen oxide) concentration are adjusted as needed. Measured online. In addition, dioxin concentrations are regularly measured off-line.

【0220】また、ストーカ626、628上部で2箇
所、排ガス処理装置632の入口に1個所、煙突634
の入口に1箇所、ガス温度センサ640、642、64
4、646が設置してあり、燃焼ガス温度を測定してい
る。
[0220] In addition, two places above the stokers 626 and 628, one place at the entrance of the exhaust gas treatment device 632, and a chimney 634.
Gas temperature sensors 640, 642, 64
4, 646 are installed to measure the combustion gas temperature.

【0221】さて、廃棄物を焼却処理する施設では、有
害物質の排出を抑制することが重要である。特にダイオ
キシン類は炉内を高温に保つことによって熱分解する性
質が知られている。高温状態を維持することは、基本的
に完全燃焼状態を維持することである。しかし、廃棄物
の焼却では、焼却炉に投入される廃棄物の組成や含水率
が一定ではなく、安定に燃焼させることが難しい。
It is important to control the emission of harmful substances in facilities that incinerate waste. Particularly, it is known that dioxins are thermally decomposed by keeping the inside of a furnace at a high temperature. Maintaining a high temperature state basically means maintaining a complete combustion state. However, in the incineration of waste, the composition and water content of the waste to be introduced into the incinerator are not constant, and it is difficult to stably burn the waste.

【0222】そこで、ダイオキシン類の排出量を抑制す
ることを目的に、本発明の予測制御方法を適用する。
Thus, the predictive control method of the present invention is applied for the purpose of suppressing the emission of dioxins.

【0223】ダイオキシン類の濃度がオンラインで測定
できることが望ましいが、できない場合には、ダイオキ
シン類濃度の指標となるプロセスデータで代用する。そ
の一つとして、CO濃度や塩化フェノールがあり、これ
らの値は比較的短時間で測定が可能であり、ダイオキシ
ン類濃度とある程度相関が認められる。
It is desirable that the concentration of dioxins can be measured on-line, but if it cannot be measured, process data serving as an index of the concentration of dioxins is substituted. As one of them, there are CO concentration and chlorinated phenol, and these values can be measured in a relatively short time, and a correlation with the dioxin concentration is recognized to some extent.

【0224】そこで、予測対象プロセス量を排出ガス中
のCO濃度とする。この値はガス分析装置115でオン
ライン測定している。本例では排出ガス中のCO濃度で
あるが、塩化フェノールなど、ダイオキシン類濃度を推
定でき、比較的短時間で測定可能な物質であればそれ以
外でも良い。
Therefore, the process amount to be predicted is set as the CO concentration in the exhaust gas. This value is measured online by the gas analyzer 115. In this example, the CO concentration in the exhaust gas is used, but any other substance that can estimate the concentration of dioxins such as phenol chloride and can be measured in a relatively short time may be used.

【0225】また、予測値に基づいて操作するプロセス
量(操作量)は燃焼ストーカの移送速度とごみ投入量
(速度)である。
The process amount (operation amount) operated based on the predicted value is the transfer speed of the combustion stoker and the amount of waste input (speed).

【0226】本実施形態の運転制御装置300は、上記
第1の実施の形態で説明した火力プラントの場合と同様
に、焼却プラント1000に配備された各アクチュエー
タの操作量を決定するための制御系を有し、その制御系
には制御の対象となるプロセス量(本例ではCO濃度)
の予測コントローラ380が備えられている。
The operation control device 300 of this embodiment is similar to the case of the thermal power plant described in the first embodiment, in that a control system for determining the operation amount of each actuator disposed in the incineration plant 1000 is provided. In the control system, the process amount to be controlled (CO concentration in this example)
Of the prediction controller 380 are provided.

【0227】予測コントローラ380は、例えば図16
に示すように、制御プロセス量(CO濃度)を変化させ
るための操作量を算出する操作量1算出部321a、操
作量2算出部321bと、各操作量に対応して異なる予
測時間の予測値をそれぞれ出力する予測部330、予測
部330に含まれる制御器モデル等の各種モデルのパラ
メータを調整するパラメータ調整部340と、切替部3
32と、P制御器321c、321dとを備えている。
The prediction controller 380 is, for example, as shown in FIG.
As shown in (1), an operation amount 1 calculation unit 321a and an operation amount 2 calculation unit 321b for calculating an operation amount for changing the control process amount (CO concentration), and prediction values of different prediction times corresponding to the respective operation amounts , A parameter adjustment unit 340 that adjusts parameters of various models such as a controller model included in the prediction unit 330, and a switching unit 3
32 and P controllers 321c and 321d.

【0228】本実施形態の予測コントローラ380で
は、重量測定器201で計測したごみの重量に基づい
て、操作量演算部321a及び321bで燃焼ストーカ移
送速度とごみ投入量(速度)を演算する。さらに、本発
明の予測制御方法により将来のCO濃度を予測し、P制
御器321cと321dにより燃焼ストーカの移送速度と
ごみ投入量に対する操作量に補正を加えるようにしてい
る。
In the prediction controller 380 of the present embodiment, the operation stoichiometry calculation units 321a and 321b calculate the combustion stoker transfer speed and the amount of waste input (speed) based on the weight of the waste measured by the weight measuring device 201. Furthermore, the future CO concentration is predicted by the predictive control method of the present invention, and the P controller 321c and 321d correct the transfer speed of the combustion stoker and the operation amount with respect to the amount of waste input.

【0229】投入されたごみはまず乾燥ストーカ626
上で乾燥した後、燃焼ストーカ628に移動する。この
ため、ごみの投入量の変更が燃焼状態に影響するまでの
時間は比較的長い。これに対して、燃焼ストーカ移送速
度の変更は、すぐに現在の燃焼状態に影響する。そのた
め、両操作量に対して予測制御を実施する場合には、そ
れぞれに適した予測時間を用いる方法が有効である。
[0229] The input waste is first dried stoker 626.
After drying above, it moves to the combustion stoker 628. For this reason, the time until the change in the amount of waste input affects the combustion state is relatively long. In contrast, changes in the combustion stoker transfer rate immediately affect the current combustion state. Therefore, when performing prediction control for both operation amounts, it is effective to use a prediction time that is appropriate for each.

【0230】次に、本実施形態の予測部330について
説明する。
Next, the prediction section 330 of this embodiment will be described.

【0231】排ガス中のCO濃度をごみ供給量(速
度)、燃焼ストーカ移送速度、乾燥空気流量、燃焼空気
流量、(前回サンプリング分までの)CO濃度測定値と
の関数として次式でモデル化している。
The CO concentration in the exhaust gas was modeled by the following equation as a function of the amount of waste supplied (speed), the transfer rate of the combustion stoker, the flow rate of the dry air, the flow rate of the combustion air, and the measured value of the CO concentration (up to the previous sampling). I have.

【0232】[0232]

【数55】 [Equation 55]

【0233】ここで、COは排ガス中のCO濃度、Fwはご
み供給量(速度)、CSVは燃焼ストーカ移送速度、Fdaは
乾燥空気流量、Fcaは燃焼空気流量であり、kは現在サン
プリングステップを表す。
Here, CO is the CO concentration in the exhaust gas, Fw is the amount of waste supplied (speed), CSV is the transfer rate of the combustion stoker, Fda is the flow rate of the dry air, Fca is the flow rate of the combustion air, and k is the current sampling step. Represent.

【0234】予測時にはFw,CSV,Fda,Fcaを現在ステ
ップの値で保持された状態で、数55の右辺のCOの値を順
次、左辺の計算値に置き換えて将来のCO濃度を計算す
る。
At the time of prediction, while the values of Fw, CSV, Fda, and Fca are held at the values of the current step, the value of CO on the right side of Equation 55 is sequentially replaced with the calculated value on the left side to calculate the future CO concentration.

【0235】予測部330の構成を図17に示した。数
55のCO相関モデル360と、操作量算出部321a及び
321bのモデル322a及び322bと、P制御器321
cと321dのモデル322c及び322dとで構成されて
いる。
FIG. 17 shows the configuration of the prediction unit 330. number
55 CO correlation model 360, models 322a and 322b of the operation amount calculation units 321a and 321b, and a P controller 321
and 321d models 322c and 322d.

【0236】本実施の形態では、上記第1の実施の形態
と同様にパラメータ調整部340を備えており、燃焼ス
トーカ移送速度とごみ投入量(速度)に対応する予測時
間と、P制御器321cと321dの比例定数を決定す
る。
In the present embodiment, a parameter adjusting unit 340 is provided as in the first embodiment, and the estimated time corresponding to the combustion stoker transfer speed and the amount of waste input (speed), and the P controller 321c And 321d are determined.

【0237】本実施の形態では、予測制御に対する操作
量として燃焼ストーカ移送速度とごみ投入量を選択して
いるが、乾燥ストーカ移送速度、乾燥空気量、燃焼空気
量などでも良く、また、それらの組合わせであっても良
い。
In this embodiment, the combustion stoker transfer speed and the amount of waste are selected as the manipulated variables for the predictive control. However, the dry stoker transfer speed, the dry air amount, the combustion air amount, and the like may be used. It may be a combination.

【0238】また、ダイオキシン類はCl(塩素)を含む
化合物であるため、排ガス中の塩素を別の安定な塩素化
合物として固定化して除去することによりダイオキシン
類の排出量を抑制する方法がある。この場合例えば、石
灰石や消石灰のようなカルシウム化合物をダイオキシン
抑制剤として用いることができる。その時、次式のよう
な反応によりCaCl2(塩化カルシウム)として塩素分が
固定化される。
Further, since dioxins are compounds containing Cl (chlorine), there is a method of suppressing the emission of dioxins by fixing and removing chlorine in exhaust gas as another stable chlorine compound. In this case, for example, a calcium compound such as limestone or slaked lime can be used as a dioxin inhibitor. At that time, the chlorine content is fixed as CaCl 2 (calcium chloride) by the reaction shown in the following equation.

【0239】[0239]

【数56】 [Equation 56]

【0240】従って、操作量としてカルシウム化合物な
どのダイオキシン抑制剤の投入量を用いても良い。ま
た、制御量としてダイオキシン類の濃度のみならず、
(窒素酸化物)濃度でも良く、NOx濃度を予測しても良
い。
Therefore, the input amount of a dioxin inhibitor such as a calcium compound may be used as the operation amount. In addition, not only the concentration of dioxins as a control amount,
(Nitrogen oxide) concentration or NOx concentration may be predicted.

【0241】[0241]

【発明の効果】本発明によれば、単一の制御量に対して
複数の操作量が存在するプロセスに対して、各操作量に
対応して異なる予測時間における予測値を演算し、それ
ぞれの予測値に基づいて操作量を決定するので制御精度
が高い制御装置を提供することができる。
According to the present invention, for a process in which a plurality of manipulated variables exist for a single controlled variable, predicted values at different prediction times corresponding to each manipulated variable are calculated. Since the operation amount is determined based on the predicted value, a control device with high control accuracy can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第一の実施の形態における予測コントローラの
構成を表すブロック線図。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction controller according to a first embodiment.

【図2】火力発電プラントの構成を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a thermal power plant.

【図3】制御装置の構成とプラントとの関係を表す説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a configuration of a control device and a plant.

【図4】制御装置のハード構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the control device.

【図5】予測部の構成を表すブロック線図。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction unit.

【図6】予測時間間隔の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a prediction time interval.

【図7】パラメータ調整部の構成を表すブロック線図。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a parameter adjustment unit.

【図8】制御対象モデルのパラメータ調整支援画面を表
す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a parameter adjustment support screen of a control target model.

【図9】モデル調整部の処理手順を表すフローチャー
ト。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure of a model adjustment unit.

【図10】パラメータ最適化部の処理手順を表すフロー
チャート。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure of a parameter optimization unit.

【図11】目標値の設定画面を表す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a target value setting screen.

【図12】予測制御の効果を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the effect of predictive control.

【図13】調整効果確認画面を表す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an adjustment effect confirmation screen.

【図14】第二の実施の形態における予測コントローラ
の構成を表すブロック線図。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction controller according to the second embodiment.

【図15】廃棄物焼却プラントの構成を表すブロック線
図。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a waste incineration plant.

【図16】第三の実施の形態における予測コントローラ
の構成を表すブロック線図。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction controller according to a third embodiment.

【図17】第三の実施の形態における予測部の構成を表
すブロック線図。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a prediction unit according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…火力発電プラント、110…発電機、111…
発電機出力計測装置、120…低・中圧タービン、12
1…タービン加減弁、122…過熱器出口蒸気温度測定
器、123…主蒸気圧力測定器、124…再熱蒸気温度
測定器、125…復水器、126…冷却水、130…高
圧タービン、140…給水ポンプ、150…ボイラ、1
52…火炉水壁、154…過熱器、156…再熱器、1
60…バーナー、161…空気流量調節弁、162…燃
料流量調節弁、170…排ガス処理装置、175…煙
突、300…運転制御装置、320a,b…制御器、33
0…予測部、331a…火炉水壁モデル、331b…スプ
レモデル、331c…過熱器モデル、339…切替部、
340…パラメータ調整部、342…モデル調整部、3
44…制御対象モデル、346…制御器モデル、348
…パラメータ最適化部、350…予測機能モデル。
100: thermal power plant, 110: generator, 111:
Generator output measuring device, 120 ... low / medium pressure turbine, 12
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Turbine control valve, 122 ... Superheater outlet steam temperature measuring device, 123 ... Main steam pressure measuring device, 124 ... Reheat steam temperature measuring device, 125 ... Condenser, 126 ... Cooling water, 130 ... High pressure turbine, 140 ... water supply pump, 150 ... boiler, 1
52 ... furnace water wall, 154 ... superheater, 156 ... reheater, 1
Reference numeral 60: burner, 161: air flow control valve, 162: fuel flow control valve, 170: exhaust gas treatment device, 175: chimney, 300: operation control device, 320a, b: controller, 33
0: prediction unit, 331a: furnace water wall model, 331b: spray model, 331c: superheater model, 339: switching unit,
340: Parameter adjustment unit, 342: Model adjustment unit, 3
44: Control target model, 346: Controller model, 348
... parameter optimizing unit, 350 ... prediction function model.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 政英 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 原嶋 敏彦 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 木村 亨 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 菊池 信也 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Fターム(参考) 3L021 BA08 DA05 DA25 DA26 DA27 DA28 EA01 FA08 FA12 FA13 FA15 5H004 GA10 GB04 GB20 HA01 HA04 HB01 HB03 HB04 JB23 KA01 KA65 KB02 KB03 KB04 KB19 KB33 KB38 KB39 KC09 KC10 KC12 KC26 KC28 KC44 KC45 KC48 KC50 KD46 KD67 KD70 LA01 LA03 LA12 LA18 MA27 MA50  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masahide Nomura 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Toshihiko Harashima 5-chome Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside Hitachi Ltd. Omika Plant (72) Inventor Toru Kimura 5-2-1 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Ltd. Omika Plant (72) Inventor Shinya Kikuchi Omika Hitachi City, Ibaraki Prefecture 5-2-1, Machi F-term (reference) at Hitachi, Ltd. Omika Plant 3L021 BA08 DA05 DA25 DA26 DA27 DA28 EA01 FA08 FA12 FA13 FA15 5H004 GA10 GB04 GB20 HA01 HA04 HB01 HB03 HB04 JB23 KA01 KA65 KB02 KB03 KB04 KB19 KB33 KB38 KB38 KB39 KC09 KC10 KC12 KC26 KC28 KC44 KC45 KC48 KC50 KD46 KD67 KD70 LA01 LA03 LA12 LA18 MA27 MA50

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】制御対象とすべきプロセス量(被制御量)
の将来の値を予測する予測手段と、該予測手段から出力
される予測値に基づいて前記被制御量を制御するために
操作するプロセス量(操作量)を決定する操作量算出手
段とを有する制御装置において、 1つの被制御量に対して複数の操作量が存在するもので
あって、 前記予測手段は、同一の被制御量に対して、予測時刻お
よび予測時間間隔のうち少なくとも一方が異なる複数の
予測値を演算して出力し、 前記操作量算出段は、前記複数の予測値を用いて前記複
数の操作量をそれぞれ決定することを特徴とするプロセ
スの制御装置。
1. A process amount to be controlled (a controlled amount)
And a manipulated variable calculating means for determining a process quantity (operated variable) to be operated to control the controlled variable based on the predicted value output from the predicting module. In the control device, there is a plurality of manipulated variables for one controlled variable, and the prediction means differs in at least one of a predicted time and a predicted time interval for the same controlled variable. A process control device, wherein a plurality of predicted values are calculated and output, and the manipulated variable calculation stage determines each of the plurality of manipulated variables using the plurality of predicted values.
【請求項2】請求項1に記載のプロセスの制御装置にお
いて、 前記予測手段は、 前記制御対象とすべきプロセスを模擬したプロセスモデ
ルと、 前記操作量算出手段を模擬した制御器モデルとを具備す
ることを特徴とするプロセスの制御装置。
2. The control apparatus for a process according to claim 1, wherein the predicting unit includes a process model simulating the process to be controlled and a controller model simulating the manipulated variable calculating unit. A control device for a process, comprising:
【請求項3】請求項1に記載のプロセスの制御装置にお
いて、 前記予測手段は、前記複数の操作量のうち前記制御対象
量に対しての時定数が小さい方の操作量を決定するため
に設けられた前記操作量算出手段の一部構成を模擬した
制御器モデルを少なくとも含んでいることを特徴とする
プロセスの制御装置。
3. The control device for a process according to claim 1, wherein the predicting means determines an operation amount having a smaller time constant with respect to the control target amount among the plurality of operation amounts. A process control device comprising at least a controller model simulating a partial configuration of the operation amount calculation means provided.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のプロセス
の制御装置において、 予め定義した制御性能を評価するための評価値を算出
し、該評価値を用いて前記複数の予測値の各々について
予測時刻または予測時間間隔を決定する予測時間決定手
段をさらに具備することを特徴とするプロセスの制御装
置。
4. The process control device according to claim 1, wherein an evaluation value for evaluating a predefined control performance is calculated, and the plurality of predicted values are calculated using the evaluation value. A control device for a process, further comprising a predicted time determining means for determining a predicted time or a predicted time interval for each.
【請求項5】請求項2または3に記載のプロセスの制御
装置において、 予め定義した制御性能を評価するための評価値を算出
し、該評価値を用いて前記制御器モデルのパラメータ値
を設定するパラメータ設定手段をさらに具備することを
特徴とするプロセスの予測制御装置。
5. The control device for a process according to claim 2, wherein an evaluation value for evaluating a control performance defined in advance is calculated, and a parameter value of the controller model is set using the evaluation value. A predictive control device for a process, further comprising parameter setting means for performing the following.
【請求項6】請求項5に記載のプロセスの制御装置にお
いて、 前記操作量算出手段は、比例制御器および積分制御器の
うち少なくとも一方を含んで構成されており、 前記パラメータ設定手段が設定するパラメータ値は、前
記比例制御器の比例ゲインまたは前記積分制御器の積分
時間に対応するものであることを特徴とするプロセスの
制御装置。
6. The control device for a process according to claim 5, wherein the manipulated variable calculating means includes at least one of a proportional controller and an integral controller, and the parameter setting means sets the manipulated variable. The process control device according to claim 1, wherein the parameter value corresponds to a proportional gain of the proportional controller or an integration time of the integral controller.
【請求項7】火力発電プラントの蒸気温度の将来値を予
測する予測手段と、該予測手段の出力値である蒸気温度
予測値に基づいて前記火力発電プラントの燃料流量、蒸
気温度減温器スプレ流量、再循環ガス流量およびガス分
配ダンパ開度のうち少なくとも一つを操作量として決定
する、一つまたは複数の操作量算出手段とを有する火力
発電プラントの制御装置において、 前記予測手段は、同一位置における蒸気温度に対して、
予測時刻および予測時間間隔のうち少なくとも一方が異
なる複数の予測値を演算し出力し、 前記操作量算出手段は、前記出力された複数の予測値を
用いて前記燃料流量、前記蒸気温度減温器スプレ流量、
前記再循環ガス流量および前記ガス分配ダンパ開度のう
ち2つ以上の操作量を決定することを特徴とする制御装
置。
7. A predicting means for predicting a future value of steam temperature of a thermal power plant, and a fuel flow rate and a steam temperature reducer spray of the thermal power plant based on a steam temperature predicted value which is an output value of the predicting means. A control device for a thermal power plant having one or more operation amount calculating means, wherein at least one of the flow rate, the recirculation gas flow rate, and the gas distribution damper opening degree is determined as an operation amount, For the steam temperature at the location
Calculating and outputting a plurality of predicted values at least one of which is different from a predicted time and a predicted time interval, wherein the manipulated variable calculating means uses the output plurality of predicted values to calculate the fuel flow rate and the steam temperature desuperheater. Spray flow rate,
A controller that determines two or more operation amounts of the recirculation gas flow rate and the gas distribution damper opening.
【請求項8】請求項7に記載の火力発電プラントの制御
装置において、 前記予測手段は、 前記火力プラントの運転に関する制御信号および前記操
作量のうち少なくとも一方と前記蒸気温度との関係を模
擬した熱交換器モデル、および前記蒸気温度減温器モデ
ルのうち少なくとも一方とから構成されるプロセスモデ
ルと、 前記操作量算出手段と等価またはその特性を模擬した操
作量算出モデルとを具備し、 前記プロセスモデルと前記操作量算出モデルとを組み合
わせて演算を実行し、ある特定の時刻における蒸気温度
を算出することを特徴とする制御装置。
8. The control device for a thermal power plant according to claim 7, wherein the predicting means simulates a relationship between at least one of a control signal relating to operation of the thermal power plant and the manipulated variable and the steam temperature. A process model comprising at least one of a heat exchanger model and the steam temperature desuperheater model; and a manipulated variable calculation model equivalent to the manipulated variable calculation means or simulating the characteristics thereof. A control device that performs a calculation by combining a model and the manipulated variable calculation model to calculate a steam temperature at a specific time.
【請求項9】請求項7に記載の火力発電プラントの制御
装置において、 前記予測手段は、前記燃料流量、前記蒸気温度減温器ス
プレ流量、前記再循環ガス流量および前記ガス分配ダン
パ開度のうち前記蒸気温度に対しての時定数が小さい操
作量を決定する前記操作量算出手段の一部構成と等価ま
たはその入出力特性を模擬した制御器モデルを少なくと
も含んで構成することを特徴とする制御装置。
9. The control device for a thermal power plant according to claim 7, wherein the predicting means is configured to determine the fuel flow rate, the steam temperature desuperheater spray flow rate, the recirculation gas flow rate, and the gas distribution damper opening degree. And a controller model simulating an input / output characteristic equivalent to a part of the operation amount calculating means for determining an operation amount having a small time constant with respect to the steam temperature. Control device.
【請求項10】請求項7〜9のいずれかに記載の火力発
電プラントの制御装置において、 予め定義した制御性能を評価するための評価値を算出
し、該評価値を用いて前記複数の予測値の各々について
予測時刻および予測時間間隔のうち一方を決定する予測
時間決定手段をさらに具備することを特徴とする制御装
置。
10. The control device for a thermal power plant according to claim 7, wherein an evaluation value for evaluating a control performance defined in advance is calculated, and the plurality of prediction values are calculated using the evaluation value. A control device, further comprising prediction time determination means for determining one of a prediction time and a prediction time interval for each value.
【請求項11】請求項7〜10のいずれかに記載の火力
発電プラントの制御装置において、 前記操作量算出手段は、比例制御器および積分制御器の
うち少なくとも一方を含んで構成されており、 予め定義した制御性能を評価するための評価値を算出
し、該評価値を用いて前記比例制御器の比例ゲインまた
は積分制御器の積分時間を算出する制御器パラメータ設
定手段をさらに具備することを特徴とする制御装置。
11. The control device for a thermal power plant according to claim 7, wherein the manipulated variable calculating means includes at least one of a proportional controller and an integral controller. It further comprises controller parameter setting means for calculating an evaluation value for evaluating a predefined control performance, and calculating a proportional gain of the proportional controller or an integration time of the integral controller using the evaluation value. Characteristic control device.
【請求項12】請求項1〜6のいずれかに記載のプロセ
スの制御装置において、 前記被制御量は、廃棄物焼却プロセスに係わる排出ガス
中のCO(一酸化炭素)濃度、塩化フェノール濃度、窒素
酸化物濃度、およびダイオキシン類濃度のうち少なくと
も一つであり、 前記操作量は、焼却炉への廃棄物の投入量、該焼却炉内
の搬送速度、乾燥用空気流量、燃焼用空気流量、空気温
度、および燃焼ガス無害化処理用の薬剤投入量のうちい
ずれかを少なくとも含むことを特徴とするプロセスの制
御装置。
12. The control device for a process according to claim 1, wherein the controlled amount is a concentration of CO (carbon monoxide), a concentration of phenol chloride, a concentration of CO in exhaust gas related to a waste incineration process. Nitrogen oxide concentration, and at least one of dioxin concentration, the manipulated variable is the amount of waste input to the incinerator, transport speed in the incinerator, drying air flow rate, combustion air flow rate, A control device for a process, comprising at least one of an air temperature and a charge amount of a chemical for detoxifying a combustion gas.
【請求項13】制御対象とすべきプロセス量(被制御
量)の将来の値を予測し、該予測値に基づいて前記被制
御量を制御するために操作するプロセス量(操作量)を
決定するプロセスの制御方法において、 1つの被制御量に対して複数の操作量が存在するもので
あって、 同一の被制御量に対して、予測時刻および予測時間間隔
のうち少なくとも一方が異なる複数の予測値を演算して
出力し、 前記出力された複数の予測値を用いて前記複数の操作量
をそれぞれ決定することを特徴とするプロセスの制御方
法。
13. A future value of a process amount (controlled amount) to be controlled is predicted, and a process amount (operated amount) operated to control the controlled amount is determined based on the predicted value. In the method of controlling a process, a plurality of manipulated variables exist for one controlled variable, and for a same controlled variable, at least one of a predicted time and a predicted time interval is different. A method for controlling a process, comprising: calculating and outputting a predicted value; and determining each of the plurality of manipulated variables using the plurality of output predicted values.
【請求項14】火力発電プラントの蒸気温度の将来値を
予測する予測手段と、該予測手段の出力値である蒸気温
度予測値に基づいて前記火力発電プラントの燃料流量、
蒸気温度減温器スプレ流量、再循環ガス流量およびガス
分配ダンパ開度のうち少なくとも一つを操作量として決
定する、一つまたは複数の操作量算出手段とを有する火
力発電プラントの制御方法において、 同一位置における蒸気温度に対して、予測時刻および予
測時間間隔のうち少なくとも一方が異なる複数の予測値
を演算して出力し、 前記出力された複数の予測値を用いて前記燃料流量、前
記蒸気温度減温器スプレ流量、前記再循環ガス流量およ
び前記ガス分配ダンパ開度のうち2つ以上の操作量を決
定することを特徴とする制御方法。
14. A predicting means for predicting a future value of a steam temperature of a thermal power plant, and a fuel flow rate of the thermal power plant based on a steam temperature predicted value which is an output value of the predicting means.
A method for controlling a thermal power plant having one or more operation amount calculating means, wherein at least one of a steam temperature desuperheater spray flow rate, a recirculation gas flow rate, and a gas distribution damper opening is determined as an operation amount, For a steam temperature at the same position, at least one of a predicted time and a predicted time interval is calculated and output a plurality of different predicted values, and the fuel flow rate and the steam temperature are calculated using the output plurality of predicted values. A control method comprising determining at least two operation amounts among a desuperheater spray flow rate, the recirculation gas flow rate, and the gas distribution damper opening.
【請求項15】請求項14に記載の火力発電プラントの
制御方法において、 燃焼ガス温度の推定値と蒸気温度測定値とを少なくとも
用いて、該蒸気温度を測定した時刻以降の蒸気温度と前
記熱交換器の伝熱管温度とを推定すると共に、所定時間
経過後の蒸気温度を予測する際には、推定した前記蒸気
温度と推定した伝熱管温度とを使用する方法であって、 前記燃焼ガス温度は、前記時刻以前の前記伝熱管温度推
定値と前記時刻以降の蒸気温度の測定値とを少なくとも
使用して算出することを特徴とする制御方法。
15. The method for controlling a thermal power plant according to claim 14, wherein at least a combustion gas temperature estimated value and a steam temperature measurement value are used, and the steam temperature and the heat after the time when the steam temperature is measured are determined. A method of using the estimated steam temperature and the estimated heat transfer tube temperature when estimating the heat transfer tube temperature of the exchanger and estimating the steam temperature after the lapse of a predetermined time, comprising: Is calculated using at least the estimated value of the heat transfer tube temperature before the time and the measured value of the steam temperature after the time.
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