JP2014126896A - 自動チューニング装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】不適切なPIDパラメータ値に更新されてしまう可能性を低減する。
【解決手段】自動チューニング装置は、自動チューニングの実行時に、操作器を介してバルブ2を駆動し、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定する自動チューニング実行部14と、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶するPIDパラメータ値記憶部40と、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値とPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するPIDパラメータ値比較部41と、相違量が閾値以内である場合に、PIDパラメータ値の候補をポジショナ1の新たなPIDパラメータ値として更新するPIDパラメータ値更新処理部15とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】自動チューニング装置は、自動チューニングの実行時に、操作器を介してバルブ2を駆動し、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定する自動チューニング実行部14と、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶するPIDパラメータ値記憶部40と、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値とPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するPIDパラメータ値比較部41と、相違量が閾値以内である場合に、PIDパラメータ値の候補をポジショナ1の新たなPIDパラメータ値として更新するPIDパラメータ値更新処理部15とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、バルブの開度を制御するポジショナの制御パラメータ値を調整する技術に関するものである。
バルブ(調節弁)を制御するためにポジショナが実用されており、この場合、ポジショナの制御対象がバルブということになる。したがって、ポジショナは、バルブを制御する機能を有するものであり、その制御機能を実現するために、バルブの特性に合わせて制御パラメータがチューニングされる必要がある。制御パラメータとしては、例えばPID制御のPIDパラメータがある。
従来、ポジショナの自動チューニング技術として、ポジショナによりバルブを試験的に動作させ、PIDパラメータ値を決定するためのバルブ特性値(操作器サイズとヒステリシスレベル)を測定し、PIDパラメータテーブルを参照して、PIDパラメータ値を選択・設定する技術が提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
PIDパラメータの更新については、特に制約はない。したがって、特許文献1、特許文献2に開示された技術では、自動チューニングを実行するには不適切な状態(例えばバルブへの供給空気圧が不安定な状態など)でこれが実行される可能性があり、不適切な状態で自動チューニングが実行されると、不適切なPIDパラメータ値に更新されてしまうという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、不適切なPIDパラメータ値に更新されてしまう可能性を低減することができる自動チューニング装置および方法を提供することを目的とする。
本発明の自動チューニング装置は、ポジショナの制御パラメータを調整する自動チューニングの実行時に、操作器を介してバルブを駆動し、測定したバルブの特性値に基づいて制御パラメータ値の候補を決定する自動チューニング実行手段と、自動チューニングにより過去に設定された適切な制御パラメータ値または自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶する適切値記憶手段と、この適切値記憶手段に記憶されている制御パラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定された制御パラメータ値の候補との相違量、または前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出し、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定する適切値比較手段と、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行手段により決定された制御パラメータ値の候補を前記ポジショナの新たな制御パラメータ値として更新する制御パラメータ値更新処理手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング装置の1構成例において、前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、前記自動チューニング実行手段は、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定し、前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶し、前記適切値比較手段は、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定し、前記制御パラメータ値更新処理手段は、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新することを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング装置の1構成例において、前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、前記自動チューニング実行手段は、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定し、前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶し、前記適切値比較手段は、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定し、前記制御パラメータ値更新処理手段は、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新することを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング装置の1構成例は、さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより設定された適切なPIDパラメータ値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段と、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値を、前記PIDパラメータ値の候補に更新する適切値更新処理手段とを備え、前記適切値比較手段は、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング装置の1構成例は、さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより測定された適切なバルブ特性値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段と、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値を、前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値に更新する適切値更新処理手段とを備え、前記適切値比較手段は、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング方法は、ポジショナの制御パラメータを調整する自動チューニングの実行時に、操作器を介してバルブを駆動し、測定したバルブの特性値に基づいて制御パラメータ値の候補を決定する自動チューニング実行ステップと、自動チューニングにより過去に設定された適切な制御パラメータ値または自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶する適切値記憶手段を参照して、前記適切値記憶手段に記憶された適切な制御パラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定した制御パラメータ値の候補との相違量、または前記適切値記憶手段に記憶された適切なバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出し、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定する適切値比較ステップと、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行ステップにより決定した制御パラメータ値の候補を前記ポジショナの新たな制御パラメータ値として更新する制御パラメータ値更新処理ステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング方法の1構成例において、前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶し、前記自動チューニング実行ステップは、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定するステップを含み、前記適切値比較ステップは、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するステップを含み、前記制御パラメータ値更新処理ステップは、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング方法の1構成例において、前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶し、前記自動チューニング実行ステップは、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定するステップを含み、前記適切値比較ステップは、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するステップを含み、前記制御パラメータ値更新処理ステップは、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング方法の1構成例は、さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値を、前記PIDパラメータ値の候補に更新する適切値更新処理ステップを備え、前記適切値比較ステップは、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記バルブが前記特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより設定された適切なPIDパラメータ値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段を参照して、この特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補との相違量を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の自動チューニング方法の1構成例は、さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値を、前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値に更新する適切値更新処理ステップを備え、前記適切値比較ステップは、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記バルブが前記特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより測定された適切なバルブ特性値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段を参照して、この特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、適切値記憶手段に記憶されている制御パラメータ値と自動チューニング実行手段により決定された制御パラメータ値の候補との相違量、または適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出し、相違量が予め設定された閾値を超える場合には、自動チューニングの実行条件に問題があった可能性があると判断して、制御パラメータ値の更新を行なわないようにしたので、ポジショナの制御パラメータ値が不適切な値に更新されてしまう可能性を低減することができ、安全性を高めることができる。
また、本発明では、バルブが特殊な状態に移行した場合は、特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、バルブが特殊な状態に移行していない場合は、適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出することにより、バルブのパッキンなどの部品交換等によりバルブ特性が大きく異なる特殊な状態に移行した場合でも、ポジショナのPIDパラメータ値が不適切な値に更新されてしまう可能性を低減することができる。
また、本発明では、バルブが特殊な状態に移行した場合は、特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出し、バルブが特殊な状態に移行していない場合は、適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出することにより、バルブのパッキンなどの部品交換等によりバルブ特性が大きく異なる特殊な状態に移行した場合でも、ポジショナのPIDパラメータ値が不適切な値に更新されてしまう可能性を低減することができる。
[発明の原理1]
ポジショナの制御対象はバルブであり、ポジショナとバルブが1対1でセットされた状態で何年も使用される。したがって、バルブの経年変化に伴う自動チューニングの再実行では、制御対象の特性(バルブ特性)が極端に大きく異なることはないことに着眼した。そして、過去のPIDパラメータ値(あるいはPIDパラメータ値を決定するためのバルブ特性値)と比較して予め規定された変化量(変化割合)を超えるPIDパラメータ値が選定(あるいはバルブ特性値が測定)された場合には、自動チューニングの実行条件に問題があった可能性があると判断して、無制約にPIDパラメータの更新を行なわないようにすることで、安全性を高められることに想到した。
ポジショナの制御対象はバルブであり、ポジショナとバルブが1対1でセットされた状態で何年も使用される。したがって、バルブの経年変化に伴う自動チューニングの再実行では、制御対象の特性(バルブ特性)が極端に大きく異なることはないことに着眼した。そして、過去のPIDパラメータ値(あるいはPIDパラメータ値を決定するためのバルブ特性値)と比較して予め規定された変化量(変化割合)を超えるPIDパラメータ値が選定(あるいはバルブ特性値が測定)された場合には、自動チューニングの実行条件に問題があった可能性があると判断して、無制約にPIDパラメータの更新を行なわないようにすることで、安全性を高められることに想到した。
[発明の原理2]
バルブのパッキンの劣化に対応して複数回の自動チューニングを実施してきた経緯がある場合、PIDパラメータ値が“妥当に少しずつ変化”している。パッキン交換があると、PIDパラメータ値は、その少しずつの変化の累積分だけ元に戻ることもある。したがって、メンテナンス時については、単純にメンテナンスの直前のPIDパラメータ値あるいはバルブ特性値と比較するのではなく、初期設定時、前回メンテナンス終了時のように、パッキンなどの部品が交換されたか否かを指標として、引用比較するPIDパラメータ値あるいはバルブ特性値を選択するのが好ましい。
バルブのパッキンの劣化に対応して複数回の自動チューニングを実施してきた経緯がある場合、PIDパラメータ値が“妥当に少しずつ変化”している。パッキン交換があると、PIDパラメータ値は、その少しずつの変化の累積分だけ元に戻ることもある。したがって、メンテナンス時については、単純にメンテナンスの直前のPIDパラメータ値あるいはバルブ特性値と比較するのではなく、初期設定時、前回メンテナンス終了時のように、パッキンなどの部品が交換されたか否かを指標として、引用比較するPIDパラメータ値あるいはバルブ特性値を選択するのが好ましい。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応するものである。図1は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図である。バルブ制御システムは、ポジショナ1と、流体の流れる通路を開閉するバルブ(調節弁)2と、ポジショナ1のPIDパラメータ値を管理する機器管理システム4とから構成される。バルブ2は、流体の流れる通路を開閉するバルブ本体2aと、ポジショナ1から供給される空気圧に応じてバルブ本体2aを操作する操作器2bとから構成される。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応するものである。図1は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図である。バルブ制御システムは、ポジショナ1と、流体の流れる通路を開閉するバルブ(調節弁)2と、ポジショナ1のPIDパラメータ値を管理する機器管理システム4とから構成される。バルブ2は、流体の流れる通路を開閉するバルブ本体2aと、ポジショナ1から供給される空気圧に応じてバルブ本体2aを操作する操作器2bとから構成される。
ポジショナ1は、基本機能部10と、自動チューニングを実行して基本機能部10に設定されている制御パラメータ値であるPIDパラメータ値の候補を選び出す自動チューニング実行部14と、基本機能部10に設定されているPIDパラメータ値を、自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値に更新するPIDパラメータ値更新処理部15(制御パラメータ値更新処理手段)とを備えている。
基本機能部10は、制御部11と、電空変換部12と、角度センサ13とを備えている。制御部11は、外部から入力される開度設定値SPと角度センサ13によって検出されるバルブ2の開度とが一致するように操作量をPID制御演算により算出する。このPID制御演算のためのPIDパラメータが制御部11に設定されている。なお、PID制御は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。電空変換部12は、操作量(入力電気信号)を空気圧に変換してバルブ2の操作器2bに供給する。操作器2bは、電空変換部12から供給される空気圧に応じてバルブ本体2aを操作する。こうして、バルブ2の開度、すなわちバルブ2を通る流体の流量が制御される。
自動チューニング実行部14は、PIDパラメータの自動チューニング指令を受けて、バルブ2を実駆動し、このバルブ2の開度位置が連続的に変化する際の応答時間から操作器2bのサイズを決定し、またバルブ2の第1の開度位置から第2の開度位置へのステップ応答からバルブ2のヒステリシスレベルを決定し、この決定した操作器2bのサイズおよびバルブ2のヒステリシスレベルに基づいて予め作成されているPIDパラメータテーブルから対応するPIDパラメータ値の候補を選び出す。
機器管理システム4は、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶するPIDパラメータ値記憶部40(適切値記憶手段)と、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値と自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値との相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するPIDパラメータ値比較部41(適切値比較手段)とを備えている。制御部11に現在設定されているPIDパラメータ値が自動チューニングにより設定されたものであれば、単純に“現在設定値”が記憶対象に一致する。なお、適切なPIDパラメータ値を記憶するためには、例えば初期設定時のみ複数回の自動チューニングを実行するなどのように、常識的な範囲での慎重な操作が行なわれる必要がある。
自動チューニング実行部14とPIDパラメータ値更新処理部15とPIDパラメータ値記憶部40とPIDパラメータ値比較部41とは、自動チューニング装置を構成している。以下、本実施の形態の自動チューニング装置の動作を図2を参照して説明する。ポジショナ1の自動チューニング実行部14は、外部から自動チューニング指令が入力されると、自動チューニングを開始し、電空変換部12に電気信号を与えることにより、バルブ2の開度位置を0%位置から100%位置へと連続的に変化させ(図2ステップS100)、このときのバルブ2の応答時間、例えばバルブ2が10%位置から90%位置に移行する時間Tupを測定する(図2ステップS101)。
自動チューニング実行部14は、バルブ2の開度位置が100%位置に達した後、電空変換部12に電気信号を与えることにより、バルブ2の開度位置を100%位置から0%位置へと連続的に変化させ(図2ステップS102)、このときのバルブ2の応答時間、例えばバルブ2が90%位置から10%位置に移行する時間Tdownを測定する(図2ステップS103)。
次に、自動チューニング実行部14は、バルブ2の10%位置〜90%位置間の応答時間TRESを、ステップS101で測定した時間TupとステップS103で測定した時間Tdownとの平均値として求める(図2ステップS104)。
TRES=(Tup+Tdown)/2 ・・・(1)
TupとTdownの平均値を求める理由は、開度が大きくなる方向と開度が小さくなる方向で速度差がある場合があり、TupとTdownの平均をとることによって、より正確な応答時間を求めることができるからである。
TRES=(Tup+Tdown)/2 ・・・(1)
TupとTdownの平均値を求める理由は、開度が大きくなる方向と開度が小さくなる方向で速度差がある場合があり、TupとTdownの平均をとることによって、より正確な応答時間を求めることができるからである。
そして、自動チューニング実行部14は、予め記憶している操作器サイズ−応答時間テーブルを参照し、ステップS104で求めた応答時間TRESに対応する操作器サイズSZの値を操作器サイズ−応答時間テーブルから取得する(図2ステップS105)。図3に操作器サイズ−応答時間テーブルの1例を示す。図3に示すとおり、操作器サイズ−応答時間テーブルは、操作器サイズSZと応答時間TRESとを対応付けたものである。なお、操作器2bの内部は、ダイアフラムによって上室と下室に分割されている。その上室と下室の何れか一方にポジショナ1の出力空気圧を送り込むことで、ダイアフラムが空気圧を受けて、バルブ本体2aの弁軸を駆動する。操作器2bの駆動力の大きさはダイアフラムの面積に依存し、ダイアフラムの面積が大きいほど駆動力も大きくなる。面積の大きなダイアフラムを内蔵する操作器2bのサイズが大きくなることは言うまでもない。このように、操作器サイズSZの大小は、ダイアフラム面積の大小(駆動力の大小)を表している。図3の例では、操作器サイズSZを3段階に区分している。
続いて、自動チューニング実行部14は、制御部11に入力する開度設定値SPを例えば40%(第1の開度位置)に設定し、次に開度設定値SPを例えば60%(第2の開度位置)に設定する。これにより、図4(A)、図4(B)に示すように、バルブ2の開度位置が40%位置から60%位置へとステップ応答する(図2ステップS106)。図4(A)はバルブ2の開度増加時と開度減少時の開度位置差の程度を表すヒステリシスレベルが小さい場合のステップ応答を示し、図4(B)はヒステリシスレベルが大きい場合のステップ応答を示している。
自動チューニング実行部14は、このステップ応答の際のバルブ開度の誤差面積Esを測定し、この測定した誤差面積Esよりバルブ開度の誤差の平均EAを求める(図2ステップS107)。バルブ開度の誤差面積Esは、次式のように求めることができる。
式(2)において、t1はバルブ2の開度が60%に達した時刻、t2は時刻t1から一定時間経過した時刻である。また、角度センサ13によって検出されるバルブ2の開度をPVとすると、誤差Eは次式のように求めることができる。
E=PV−60[%] ・・・(3)
そして、誤差平均EAは次式のように求めることができる。
EA=Es/(t2−t1) ・・・(4)
E=PV−60[%] ・・・(3)
そして、誤差平均EAは次式のように求めることができる。
EA=Es/(t2−t1) ・・・(4)
次に、自動チューニング実行部14は、予め記憶しているヒステリシスレベル−誤差平均テーブルを参照し、ステップS107で求めた誤差の平均EAに対応するバルブ2のヒステリシスレベルHYSの値をヒステリシスレベル−誤差平均テーブルから取得する(図2ステップS108)。図5にヒステリシスレベル−誤差平均テーブルの1例を示す。図5に示すとおり、ヒステリシスレベル−誤差平均テーブルは、バルブ2のヒステリシスレベルHYSと誤差の平均EAとを対応付けたものである。
そして、自動チューニング実行部14は、予め記憶しているPIDパラメータテーブルを参照して、ステップS105,S108で求めた操作器サイズSZおよびヒステリシスレベルHYSに対応するPIDパラメータ値の候補をPIDパラメータテーブルから選び出す(図2ステップS109)。図6にPIDパラメータテーブルの1例を示す。図6に示すとおり、PIDパラメータテーブルは、操作器サイズSZおよびヒステリシスレベルHYSと、PIDパラメータ(比例ゲインKP、積分時間TI、微分時間TD)とを対応付けたものである。以上で、自動チューニング実行部14の動作が終了する。なお、このような自動チューニングの手法は特許文献2に開示されている。
次に、機器管理システム4のPIDパラメータ値比較部41は、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されている、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値KPx,TIx,TDxと、ステップS100〜S109の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyとの、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDをそれぞれ算出する(図2ステップS110)。
ΔKP=|KPx−KPy| ・・・(5)
ΔTI=|TIx−TIy| ・・・(6)
ΔTD=|TDx−TDy| ・・・(7)
ΔKP=|KPx−KPy| ・・・(5)
ΔTI=|TIx−TIy| ・・・(6)
ΔTD=|TDx−TDy| ・・・(7)
PIDパラメータ値比較部41は、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDとそれぞれ予め設定された閾値Th_KP,Th_TI,Th_TDとを比較し(図2ステップS111)、相違量ΔKPが閾値Th_KP以下で、相違量ΔTIが閾値Th_TI以下で、相違量ΔTDが閾値TD以下の場合(ステップS111においてYES)、ポジショナ1のPIDパラメータ値更新処理部15に更新指令を送り(図2ステップS112)、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDのうち少なくとも1つが対応する閾値Th_KP,Th_TI,Th_TDを超えている場合(ステップS111においてNO)、自動チューニングの無効を通知する信号を出力することにより、オペレータに対して自動チューニングが無効であることを知らせる(図2ステップS113)。
PIDパラメータ値更新処理部15は、PIDパラメータ値比較部41からの更新指令を受けると、制御部11に設定されているPIDパラメータ値を、ステップS100〜S109の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新する(図2ステップS114)。以上で、自動チューニング装置の処理が終了する。
以上のように、本実施の形態では、最新の自動チューニングにより過去のPIDパラメータ値との相違量が予め規定された閾値を超えるPIDパラメータ値が選定された場合には、自動チューニングの実行条件に問題があった可能性があると判断して、PIDパラメータ値の更新を行なわないようにしたので、不適切なPIDパラメータ値に更新されてしまう可能性を低減することができ、安全性を高めることができる。
なお、本実施の形態では、通信機能を介してポジショナ1と接続される上位PC(Personal Computer)に実装される機器管理システム4でPIDパラメータ値を管理するようにしているが、これに限るものではなく、ポジショナ自体でPIDパラメータ値を管理するようにしてもよい。この場合、PIDパラメータ値記憶部40のみがポジショナ1に含まれていてもよいし、PIDパラメータ値記憶部40とPIDパラメータ値比較部41の両方がポジショナ1に含まれていてもよい。
また、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDについては、次式のように変化割合で算出してもよい。
ΔKP=|KPx−KPy|/KPx ・・・(8)
ΔTI=|TIx−TIy|/TIx ・・・(9)
ΔTD=|TDx−TDy|/TDx ・・・(10)
ΔKP=|KPx−KPy|/KPx ・・・(8)
ΔTI=|TIx−TIy|/TIx ・・・(9)
ΔTD=|TDx−TDy|/TDx ・・・(10)
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応するものである。図7は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。バルブ制御システムは、ポジショナ1と、バルブ2と、機器管理システム4aとから構成される。ポジショナ1およびバルブ2の構成は第1の実施の形態で説明したとおりである。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応するものである。図7は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。バルブ制御システムは、ポジショナ1と、バルブ2と、機器管理システム4aとから構成される。ポジショナ1およびバルブ2の構成は第1の実施の形態で説明したとおりである。
機器管理システム4aは、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値(応答時間TRES、誤差の平均EA)を記憶する特性値記憶部42(適切値記憶手段)と、特性値記憶部42に記憶されているバルブ特性値と自動チューニング実行部14により測定されたバルブ特性値との相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定する特性値比較部43(適切値比較手段)とを備えている。なお、適切なバルブ特性値を記憶するためには、例えば初期設定時のみ複数回の自動チューニングを実行するなどのように、常識的な範囲での慎重な操作が行なわれる必要がある。
自動チューニング実行部14とPIDパラメータ値更新処理部15と特性値記憶部42と特性値比較部43とは、自動チューニング装置を構成している。以下、本実施の形態の自動チューニング装置の動作を図8を参照して説明する。図8のステップS200〜S209の処理は、図2のステップS100〜S109と同じであるので、説明は省略する。
機器管理システム4aの特性値比較部43は、特性値記憶部42に記憶されている、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値TRESx,EAxと、ステップS200〜S209の最新の自動チューニングにより測定されたバルブ特性値TRESy,EAyとの、相違量ΔT,ΔEをそれぞれ算出する(図8ステップS210)。
ΔT=|TERSx−TRESy| ・・・(11)
ΔE=|EAx−EAy| ・・・(12)
ΔT=|TERSx−TRESy| ・・・(11)
ΔE=|EAx−EAy| ・・・(12)
特性値比較部43は、相違量ΔT,ΔEとそれぞれ予め設定された閾値Th_T,Th_Eとを比較し(図8ステップS211)、相違量ΔTが閾値Th_T以下で、相違量ΔEが閾値Th_E以下の場合(ステップS211においてYES)、ポジショナ1のPIDパラメータ値更新処理部15に更新指令を送り(図8ステップS212)、相違量ΔT,ΔEのうち少なくとも1つが対応する閾値Th_T,Th_Eを超えている場合(ステップS211においてNO)、自動チューニングの無効を通知する信号を出力することにより、オペレータに対して自動チューニングが無効であることを知らせる(図8ステップS213)。
PIDパラメータ値更新処理部15は、特性値比較部43からの更新指令を受けると、制御部11に設定されているPIDパラメータ値を、ステップS200〜S209の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新する(図8ステップS214)。以上で、自動チューニング装置の処理が終了する。
こうして、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態では、通信機能を介してポジショナ1と接続される上位PCに実装される機器管理システム4aでバルブ特性値を管理するようにしているが、これに限るものではなく、ポジショナ自体でバルブ特性値を管理するようにしてもよい。この場合、特性値記憶部42のみがポジショナ1に含まれていてもよいし、特性値記憶部42と特性値比較部43の両方がポジショナ1に含まれていてもよい。
また、相違量ΔT,ΔEについては、次式のように変化割合で算出してもよい。
ΔT=|TERSx−TRESy|/TRESx ・・・(13)
ΔE=|EAx−EAy|/EAx ・・・(14)
ΔT=|TERSx−TRESy|/TRESx ・・・(13)
ΔE=|EAx−EAy|/EAx ・・・(14)
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理2に対応するものである。図9は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。バルブ制御システムは、ポジショナ1aと、バルブ2と、機器管理システム4bとから構成されている。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理2に対応するものである。図9は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。バルブ制御システムは、ポジショナ1aと、バルブ2と、機器管理システム4bとから構成されている。
ポジショナ1aは、基本機能部10と、自動チューニング実行部14と、PIDパラメータ値更新処理部15と、メンテナンス時にバルブ2を開放しパッキンなどの部品交換を行ない、メンテナンス前の特性とは大きく異なる特性になる特殊な状態に移行したことをオペレータがパラメータ設定する特殊更新設定部16と、特殊な状態に移行したことを示すパラメータが設定された場合で、ポジショナ1aの制御部11に設定されているPIDパラメータ値が自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値に更新されたときに、特殊な状態に移行したことを示すパラメータをリセットする特殊更新設定解除部17とを備えている。
機器管理システム4bは、PIDパラメータ値記憶部40と、バルブ2が特殊な状態に移行した場合は後述する特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44(特殊更新時適切値記憶手段)に記憶されているPIDパラメータ値と自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値との相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定し、バルブ2が特殊な状態に移行していない場合はPIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値と自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値との相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するPIDパラメータ値比較部41bと、バルブ2が特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより設定された適切なPIDパラメータ値を記憶する特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44と、バルブ2が特殊な状態に移行していない場合で、ポジショナ1aの制御部11に設定されているPIDパラメータ値が自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値に更新されたときに、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値を、自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値に更新するPIDパラメータ値記憶部更新処理部45(適切値更新処理手段)とを備えている。なお、本実施の形態では、バルブ2が特殊な状態に移行していないときには、PIDパラメータ値が“妥当に少しずつ変化”していくことを前提としている。したがって、“妥当に少しずつ変化”していく以前(例えば初期設定時)は、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値と特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44に記憶されているPIDパラメータ値は原則的に一致することになり、“妥当に少しずつ変化”していく過程においては、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値のみが更新されるので、経年変化の進行に応じて各々異なるPIDパラメータ値が記憶される場合が生じる。
自動チューニング実行部14とPIDパラメータ値更新処理部15と特殊更新設定部16と特殊更新設定解除部17とPIDパラメータ値記憶部40とPIDパラメータ値比較部41と特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44とPIDパラメータ値記憶部更新処理部45とは、自動チューニング装置を構成している。以下、本実施の形態の自動チューニング装置の動作を図10を参照して説明する。
オペレータは、メンテナンス時にバルブ2を開放し、バルブ2のパッキンなどの部品交換を行ない、原理的にメンテナンス前のバルブ特性とは大きく異なる特性になる特殊な状態に移行した時に、特殊な状態への移行を示す信号をポジショナ1aに入力する。この信号入力に応じて、ポジショナ1aの特殊更新設定部16は、特殊な状態になったことを示すパラメータMXを1に設定し、特殊な状態になっていないときにはパラメータMXを0に設定する。
図10のステップS300〜S309の処理は、図2のステップS100〜S109と同じであるので、説明は省略する。
機器管理システム4bのPIDパラメータ値比較部41bは、パラメータMXが1に設定されている場合(図10ステップS310においてYES)、特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44に記憶されている、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値KPz,TIz,TDzと、ステップS300〜S309の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyとの、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDをそれぞれ算出する(図10ステップS311)。
ΔKP=|KPz−KPy| ・・・(15)
ΔTI=|TIz−TIy| ・・・(16)
ΔTD=|TDz−TDy| ・・・(17)
機器管理システム4bのPIDパラメータ値比較部41bは、パラメータMXが1に設定されている場合(図10ステップS310においてYES)、特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44に記憶されている、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値KPz,TIz,TDzと、ステップS300〜S309の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyとの、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDをそれぞれ算出する(図10ステップS311)。
ΔKP=|KPz−KPy| ・・・(15)
ΔTI=|TIz−TIy| ・・・(16)
ΔTD=|TDz−TDy| ・・・(17)
また、PIDパラメータ値比較部41bは、パラメータMXが0に設定されている場合(図10ステップS310においてNO)、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されている、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値KPx,TIx,TDxと、ステップS300〜S309の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyとの、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDをそれぞれ式(5)〜式(7)のように算出する(図10ステップS312)。
PIDパラメータ値比較部41bは、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDとそれぞれ予め設定された閾値Th_KP,Th_TI,Th_TDとを比較し(図10ステップS313)、相違量ΔKPが閾値Th_KP以下で、相違量ΔTIが閾値Th_TI以下で、相違量ΔTDが閾値TD以下の場合(ステップS313においてYES)、ポジショナ1aのPIDパラメータ値更新処理部15に更新指令を送り(図10ステップS314)、相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDのうち少なくとも1つが対応する閾値Th_KP,Th_TI,Th_TDを超えている場合(ステップS313においてNO)、自動チューニングの無効を通知する信号を出力することにより、オペレータに対して自動チューニングが無効であることを知らせる(図10ステップS315)。なお、閾値Th_KP,Th_TI,Th_TDについては、パラメータMXが1の場合とMXが0の場合とで別々の値を用いてもよい。
PIDパラメータ値更新処理部15は、PIDパラメータ値比較部41bからの更新指令を受けると、制御部11に設定されているPIDパラメータ値を、ステップS300〜S309の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新する(図10ステップS316)。
次に、機器管理システム4bのPIDパラメータ値記憶部更新処理部45は、パラメータMXが0に設定されている場合で(図10ステップS317においてYES)、制御部11に設定されていたPIDパラメータ値が、ステップS300〜S309の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新されたときに(図10ステップS318においてYES)、PIDパラメータ値記憶部40に記憶されているPIDパラメータ値を、最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新する(図10ステップS319)。
ポジショナ1aの特殊更新設定解除部17は、パラメータMXが1に設定されている場合で(図10ステップS317においてNO)、制御部11に設定されていたPIDパラメータ値が、ステップS300〜S309の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新されたときに(図10ステップS320においてYES)、パラメータMXを0にリセットする(図10ステップS321)。以上で、自動チューニング装置の処理が終了する。
こうして、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、例えばバルブ2のパッキンなどの部品交換等によりバルブ特性が大きく異なる特殊な状態に移行した場合でも、不適切なPIDパラメータ値に更新されてしまう可能性を低減することができる。
なお、本実施の形態では、通信機能を介してポジショナ1aと接続される上位PCに実装される機器管理システム4bでPIDパラメータ値を管理するようにしているが、これに限るものではなく、ポジショナ自体でPIDパラメータ値を管理するようにしてもよい。この場合、PIDパラメータ値記憶部40と特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44のみがポジショナ1aに含まれていてもよいし、PIDパラメータ値記憶部40と特殊更新時PIDパラメータ値記憶部44とPIDパラメータ値比較部41bとPIDパラメータ値記憶部更新処理部45とがポジショナ1aに含まれていてもよい。
また、ステップS311で算出する相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDについては、次式のように変化割合で算出してもよい。
ΔKP=|KPz−KPy|/KPz ・・・(18)
ΔTI=|TIz−TIy|/TIz ・・・(19)
ΔTD=|TDz−TDy|/TDz ・・・(20)
ステップS312で算出する相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDについては、式(8)〜式(10)のように変化割合で算出してもよい。
ΔKP=|KPz−KPy|/KPz ・・・(18)
ΔTI=|TIz−TIy|/TIz ・・・(19)
ΔTD=|TDz−TDy|/TDz ・・・(20)
ステップS312で算出する相違量ΔKP,ΔTI,ΔTDについては、式(8)〜式(10)のように変化割合で算出してもよい。
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理2に対応するものである。図11は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図であり、図1、図7、図9と同一の構成には同一の符号を付してある。バルブ制御システムは、ポジショナ1aと、バルブ2と、機器管理システム4cとから構成される。ポジショナ1aの構成は第3の実施の形態で説明したとおりである。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理2に対応するものである。図11は本実施の形態に係るバルブ制御システムの構成を示すブロック図であり、図1、図7、図9と同一の構成には同一の符号を付してある。バルブ制御システムは、ポジショナ1aと、バルブ2と、機器管理システム4cとから構成される。ポジショナ1aの構成は第3の実施の形態で説明したとおりである。
機器管理システム4cは、特性値記憶部42と、バルブ2が特殊な状態に移行した場合は後述する特殊更新時特性値記憶部46(特殊更新時適切値記憶手段)に記憶されているバルブ特性値と自動チューニング実行部14により測定されたバルブ特性値との相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定し、バルブ2が特殊な状態に移行していない場合は特性値記憶部42に記憶されているバルブ特性値と自動チューニング実行部14により測定されたバルブ特性値との相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定する特性値比較部43cと、バルブ2が特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより測定された適切なバルブ特性値を記憶する特殊更新時特性値記憶部46と、バルブ2が特殊な状態に移行していない場合で、ポジショナ1aの制御部11に設定されているPIDパラメータ値が自動チューニング実行部14により選び出されたPIDパラメータ値に更新されたときに、特性値記憶部42に記憶されているバルブ特性値を、自動チューニング実行部14により測定されたバルブ特性値に更新する特性値記憶部更新処理部47(適切値更新処理手段)とを備えている。なお、第3の実施の形態と同様に、本実施の形態では、バルブ2が特殊な状態に移行していないときには、PIDパラメータ値が“妥当に少しずつ変化”していくことを前提としている。したがって、“妥当に少しずつ変化”していく以前(例えば初期設定時)は、特性値記憶部42に記憶されているバルブ特性値と特殊更新時特性値記憶部46に記憶されているバルブ特性値は原則的に一致することになり、“妥当に少しずつ変化”していく過程においては、特性値記憶部42に記憶されているバルブ特性値のみが更新されるので、経年変化の進行に応じて各々異なるバルブ特性値が記憶される場合が生じる。
自動チューニング実行部14とPIDパラメータ値更新処理部15と特殊更新設定部16と特殊更新設定解除部17と特性値記憶部42と特性値比較部43cと特殊更新時特性値記憶部46と特性値記憶部更新処理部47とは、自動チューニング装置を構成している。以下、本実施の形態の自動チューニング装置の動作を図12を参照して説明する。
ポジショナ1aの特殊更新設定部16の処理は第3の実施の形態で説明したとおりであり、図12のステップS400〜S409の処理は図2のステップS100〜S109と同じである。
機器管理システム4cの特性値比較部43cは、パラメータMXが1に設定されている場合(図12ステップS410においてYES)、特殊更新時特性値記憶部46に記憶されている、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値TRESz,EAzと、ステップS400〜S409の最新の自動チューニングにより測定されたバルブ特性値TRESy,EAyとの、相違量ΔT,ΔEをそれぞれ算出する(図12ステップS411)。
ΔT=|TRESz−TRESy| ・・・(21)
ΔE=|EAz−EAy| ・・・(22)
機器管理システム4cの特性値比較部43cは、パラメータMXが1に設定されている場合(図12ステップS410においてYES)、特殊更新時特性値記憶部46に記憶されている、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値TRESz,EAzと、ステップS400〜S409の最新の自動チューニングにより測定されたバルブ特性値TRESy,EAyとの、相違量ΔT,ΔEをそれぞれ算出する(図12ステップS411)。
ΔT=|TRESz−TRESy| ・・・(21)
ΔE=|EAz−EAy| ・・・(22)
特性値比較部43cは、パラメータMXが0に設定されている場合(図12ステップS410においてNO)、特性値記憶部42に記憶されている、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値TRESx,EAxと、ステップS400〜S409の最新の自動チューニングにより測定されたバルブ特性値TRESy,EAyとの、相違量ΔT,ΔEをそれぞれ式(11)、式(12)のように算出する(図12ステップS412)。
特性値比較部43cは、相違量ΔT,ΔEとそれぞれ予め設定された閾値Th_T,Th_Eとを比較し(図12ステップS413)、相違量ΔTが閾値Th_T以下で、相違量ΔEが閾値Th_E以下の場合(ステップS413においてYES)、ポジショナ1aのPIDパラメータ値更新処理部15に更新指令を送り(図12ステップS414)、相違量ΔT,ΔEのうち少なくとも1つが対応する閾値Th_T,Th_Eを超えている場合(ステップS413においてNO)、自動チューニングの無効を通知する信号を出力することにより、オペレータに対して自動チューニングが無効であることを知らせる(図12ステップS415)。
PIDパラメータ値更新処理部15は、特性値比較部43cからの更新指令を受けると、制御部11に設定されているPIDパラメータ値を、ステップS400〜S409の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新する(図12ステップS416)。
機器管理システム4cの特性値記憶部更新処理部47は、パラメータMXが0に設定されている場合で(図12ステップS417においてYES)、制御部11に設定されていたPIDパラメータ値が、ステップS400〜S409の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新されたときに(図12ステップS418においてYES)、特性値記憶部42に記憶されているバルブ特性値を、最新の自動チューニングにより測定されたバルブ特性値TRESy,EAyに更新する(図12ステップS419)。
ポジショナ1aの特殊更新設定解除部17は、パラメータMXが1に設定されている場合で(図12ステップS417においてNO)、制御部11に設定されていたPIDパラメータ値が、ステップS400〜S409の最新の自動チューニングにより選び出されたPIDパラメータ値KPy,TIy,TDyに更新されたときに(図12ステップS420においてYES)、パラメータMXを0にリセットする(図12ステップS421)。以上で、自動チューニング装置の処理が終了する。
こうして、本実施の形態では、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態では、通信機能を介してポジショナ1aと接続される上位PCに実装される機器管理システム4cでバルブ特性値を管理するようにしているが、これに限るものではなく、ポジショナ自体でバルブ特性値を管理するようにしてもよい。この場合、特性値記憶部42と特殊更新時特性値記憶部46のみがポジショナ1aに含まれていてもよいし、特性値記憶部42と特殊更新時特性値記憶部46と特性値比較部43cと特性値記憶部更新処理部47とがポジショナ1aに含まれていてもよい。
また、ステップS411で算出する相違量ΔT,ΔEについては、次式のように変化割合で算出してもよい。
ΔT=|TRESz−TRESy|/TRESz ・・・(23)
ΔE=|EAz−EAy|/EAz ・・・(24)
ステップS412で算出する相違量ΔT,ΔEについては、式(13)、式(14)のように変化割合で算出してもよい。
ΔT=|TRESz−TRESy|/TRESz ・・・(23)
ΔE=|EAz−EAy|/EAz ・・・(24)
ステップS412で算出する相違量ΔT,ΔEについては、式(13)、式(14)のように変化割合で算出してもよい。
第1〜第4の実施の形態で説明したポジショナ1,1aと機器管理システム4,4a,4b,4cの各々は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。各々の装置のCPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1〜第4の実施の形態で説明した処理を実行する。
本発明は、ポジショナの制御パラメータ値を調整する技術に適用することができる。
1,1a…ポジショナ、2…バルブ、2a…バルブ本体、2b…操作器、4,4a,4b,4c…機器管理システム、10…基本機能部、11…制御部、12…電空変換部、13…角度センサ、14…自動チューニング実行部、15…PIDパラメータ値更新処理部、16…特殊更新設定部、17…特殊更新設定解除部、40…PIDパラメータ値記憶部、41,41b…PIDパラメータ値比較部、42…特性値記憶部、43,43c…特性値比較部、44…特殊更新時PIDパラメータ値記憶部、45…PIDパラメータ値記憶部更新処理部、46…特殊更新時特性値記憶部、47…特性値記憶部更新処理部。
Claims (10)
- ポジショナの制御パラメータを調整する自動チューニングの実行時に、操作器を介してバルブを駆動し、測定したバルブの特性値に基づいて制御パラメータ値の候補を決定する自動チューニング実行手段と、
自動チューニングにより過去に設定された適切な制御パラメータ値または自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶する適切値記憶手段と、
この適切値記憶手段に記憶されている制御パラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定された制御パラメータ値の候補との相違量、または前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出し、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定する適切値比較手段と、
前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行手段により決定された制御パラメータ値の候補を前記ポジショナの新たな制御パラメータ値として更新する制御パラメータ値更新処理手段とを備えることを特徴とする自動チューニング装置。 - 請求項1記載の自動チューニング装置において、
前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、
前記自動チューニング実行手段は、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定し、
前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶し、
前記適切値比較手段は、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定し、
前記制御パラメータ値更新処理手段は、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新することを特徴とする自動チューニング装置。 - 請求項1記載の自動チューニング装置において、
前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、
前記自動チューニング実行手段は、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定し、
前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶し、
前記適切値比較手段は、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定し、
前記制御パラメータ値更新処理手段は、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新することを特徴とする自動チューニング装置。 - 請求項2記載の自動チューニング装置において、
さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより設定された適切なPIDパラメータ値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段と、
前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値を、前記PIDパラメータ値の候補に更新する適切値更新処理手段とを備え、
前記適切値比較手段は、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補との相違量を算出することを特徴とする自動チューニング装置。 - 請求項3記載の自動チューニング装置において、
さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより測定された適切なバルブ特性値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段と、
前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行手段により決定されたPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値を、前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値に更新する適切値更新処理手段とを備え、
前記適切値比較手段は、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行手段により測定されたバルブ特性値との相違量を算出することを特徴とする自動チューニング装置。 - ポジショナの制御パラメータを調整する自動チューニングの実行時に、操作器を介してバルブを駆動し、測定したバルブの特性値に基づいて制御パラメータ値の候補を決定する自動チューニング実行ステップと、
自動チューニングにより過去に設定された適切な制御パラメータ値または自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶する適切値記憶手段を参照して、前記適切値記憶手段に記憶された適切な制御パラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定した制御パラメータ値の候補との相違量、または前記適切値記憶手段に記憶された適切なバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出し、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定する適切値比較ステップと、
前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行ステップにより決定した制御パラメータ値の候補を前記ポジショナの新たな制御パラメータ値として更新する制御パラメータ値更新処理ステップとを含むことを特徴とする自動チューニング方法。 - 請求項6記載の自動チューニング方法において、
前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、
前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に設定された適切なPIDパラメータ値を記憶し、
前記自動チューニング実行ステップは、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定するステップを含み、
前記適切値比較ステップは、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するステップを含み、
前記制御パラメータ値更新処理ステップは、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新するステップを含むことを特徴とする自動チューニング方法。 - 請求項6記載の自動チューニング方法において、
前記制御パラメータ値は、PIDパラメータ値であり、
前記適切値記憶手段は、自動チューニングにより過去に測定された適切なバルブ特性値を記憶し、
前記自動チューニング実行ステップは、測定したバルブの特性値に基づいてPIDパラメータ値の候補を決定するステップを含み、
前記適切値比較ステップは、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出して、前記相違量が予め設定された閾値以内であるか否かを判定するステップを含み、
前記制御パラメータ値更新処理ステップは、前記相違量が前記閾値以内である場合に、前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補を前記ポジショナの新たなPIDパラメータ値として更新するステップを含むことを特徴とする自動チューニング方法。 - 請求項7記載の自動チューニング方法において、
さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値を、前記PIDパラメータ値の候補に更新する適切値更新処理ステップを備え、
前記適切値比較ステップは、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記バルブが前記特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより設定された適切なPIDパラメータ値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段を参照して、この特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているPIDパラメータ値と前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補との相違量を算出するステップを含むことを特徴とする自動チューニング方法。 - 請求項8記載の自動チューニング方法において、
さらに、前記バルブの特性が経年変化よりも大きく変化する特殊な状態に移行していない場合で、かつ前記ポジショナのPIDパラメータ値が前記自動チューニング実行ステップにより決定したPIDパラメータ値の候補に更新されたときに、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値を、前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値に更新する適切値更新処理ステップを備え、
前記適切値比較ステップは、前記バルブが前記特殊な状態に移行した場合は、前記バルブが前記特殊な状態に移行したときに自動チューニングにより測定された適切なバルブ特性値を記憶する特殊更新時適切値記憶手段を参照して、この特殊更新時適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出し、前記バルブが前記特殊な状態に移行していない場合は、前記適切値記憶手段に記憶されているバルブ特性値と前記自動チューニング実行ステップにより測定したバルブ特性値との相違量を算出するステップを含むことを特徴とする自動チューニング方法。
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---|---|---|---|
JP2012280785A JP2014126896A (ja) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | 自動チューニング装置および方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016045695A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 運動デバイス制御回路 |
JP2016058020A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | アズビル株式会社 | 調節弁特性情報管理装置 |
JP2018055299A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 横河電機株式会社 | プラントシミュレーション装置およびプラントシミュレーション方法 |
-
2012
- 2012-12-25 JP JP2012280785A patent/JP2014126896A/ja active Pending
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