JP2016014945A - Pidコントローラおよびデータ収集方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PIDコントローラは、PID制御演算により設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを算出する操作量算出部12と、操作量MVをコントローラ外部に出力する操作量出力部13と、異常を検出したときにアラームを発生させるアラーム通知部14と、制御量PVの時系列データを一時的に記録するデータ記録部15と、アラームが発生した場合のみ、このアラームの発生前後においてデータ記録部15が記録するデータを読み出して保存するデータ保存部17とを備える。
【選択図】 図1
Description
また、本発明のPIDコントローラの1構成例において、前記データ保存手段は、前記アラームの発生時点よりも第1の時間T1だけ前の時点から、前記アラームの発生時点よりも第2の時間T2だけ後の時点までの範囲のデータを保存するものであり、前記第1の時間T1および第2の時間T2は、PIDパラメータの積分時間TIのα倍の値に予め設定されることを特徴とするものである。
また、本発明のPIDコントローラの1構成例において、前記制御対象は、ヒータを利用した加熱制御系であり、前記データ保存手段は、前記アラームの発生時点よりも第1の時間T1だけ前の時点から、前記アラームの発生時点よりも第2の時間T2だけ後の時点までの範囲のデータを保存するものであり、前記第1の時間T1および第2の時間T2は、アラームの種類に応じて異なる時間に設定されることを特徴とするものである。
また、本発明のPIDコントローラの1構成例において、前記アラーム通知手段は、前記制御量PVが所定の制御量範囲を超えたとき、あるいは前記制御量PVの一定時間当たりの変化率が所定の制御量変化率範囲を超えたときに、アラームを発生させることを特徴とするものである。
また、本発明のPIDコントローラの1構成例は、さらに、前記データ保存手段が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、前記データ保存手段が保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のPIDコントローラの1構成例において、前記データ記録手段は、さらに、前記操作量MVの時系列データと前記設定値SPの時系列データとを一時的に記録し、前記データ保存手段は、前記制御量PVの時系列データに加えて、前記アラームの発生前後において前記データ記録手段が記録する操作量MVの時系列データおよび設定値SPの時系列データを前記データ記録手段から読み出して保存することを特徴とするものである。
温調計などのPIDコントローラにおいて、アラーム発生の前後の時間帯は、アラームの原因の分析のために詳細な時系列データが必要になる。一方、PID演算の場合、アラームが発生していない通常時の制御動作の性質は、一般的にシミュレーションなどにより再現しやすいものになっている。つまり、アラーム発生の前後の時間帯以外は、詳細な時系列データが得られなくても、事後の分析に大きな支障は生じない。
具体的には、データの収集、一時的な記録を常時実行し、アラームが発生した場合のみ、このアラームの発生前後において収集・記録したデータを上書き不可の状態で保存する。このようにすることにより、アラームの原因を分析するためのデータを、煩雑になり過ぎず、かつ情報不足になり過ぎないように収集することができる。
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。図1は本発明の実施の形態に係るPIDコントローラの構成を示すブロック図である。PIDコントローラは、従来からPIDコントローラに設けられている一般的構成である制御機能部1と、本実施の形態の特徴的構成であるデータ収集機能部2とを備えている。
制御量PVは、計測器(図2の例では温度センサ102)によって計測され、制御量入力部11を介して操作量算出部12とアラーム通知部14とデータ記録部15とに入力される(図3ステップS2)。
MV=(100/PB){1+(1/TIs)+TDs}(SP−PV)
・・・(1)
式(1)において、PBは比例帯、TIは積分時間、TDは微分時間、sはラプラス演算子である。
以上の実施の形態により、アラームの原因を分析するためのデータを、煩雑になり過ぎず、かつ情報不足になり過ぎないように収集することができる。
Claims (14)
- PID制御演算により設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを算出する操作量算出手段と、
この操作量算出手段によって算出された操作量MVを制御対象に出力する操作量出力手段と、
前記制御量PVの時系列データを一時的に記録するデータ記録手段と、
異常を検出したときにアラームを発生させるアラーム通知手段と、
前記アラームが発生した場合のみ、このアラームの発生前後において前記データ記録手段が記録するデータを前記データ記録手段から読み出して保存するデータ保存手段とを備えることを特徴とするPIDコントローラ。 - 請求項1記載のPIDコントローラにおいて、
前記データ保存手段は、前記アラームの発生時点よりも第1の時間T1だけ前の時点から、前記アラームの発生時点よりも第2の時間T2だけ後の時点までの範囲のデータを保存するものであり、
前記第1の時間T1および第2の時間T2は、PIDパラメータの積分時間TIのα倍の値に予め設定されることを特徴とするPIDコントローラ。 - 請求項1記載のPIDコントローラにおいて、
前記制御対象は、ヒータを利用した加熱制御系であり、
前記データ保存手段は、前記アラームの発生時点よりも第1の時間T1だけ前の時点から、前記アラームの発生時点よりも第2の時間T2だけ後の時点までの範囲のデータを保存するものであり、
前記第1の時間T1および第2の時間T2は、アラームの種類に応じて異なる時間に設定されることを特徴とするPIDコントローラ。 - 請求項3記載のPIDコントローラにおいて、
前記データ保存手段は、ヒータ断線アラーム発生時はPIDパラメータの積分時間TIのα倍の値を前記第1の時間T1および第2の時間T2として採用し、センサ断線アラーム発生時はPIDパラメータと無関係な固定値を前記第1の時間T1および第2の時間T2として採用することを特徴とするPIDコントローラ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のPIDコントローラにおいて、
前記アラーム通知手段は、前記制御量PVが所定の制御量範囲を超えたとき、あるいは前記制御量PVの一定時間当たりの変化率が所定の制御量変化率範囲を超えたときに、アラームを発生させることを特徴とするPIDコントローラ。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のPIDコントローラにおいて、
さらに、前記データ保存手段が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、前記データ保存手段が保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示手段を備えることを特徴とするPIDコントローラ。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のPIDコントローラにおいて、
前記データ記録手段は、さらに、前記操作量MVの時系列データと前記設定値SPの時系列データとを一時的に記録し、
前記データ保存手段は、前記制御量PVの時系列データに加えて、前記アラームの発生前後において前記データ記録手段が記録する操作量MVの時系列データおよび設定値SPの時系列データを前記データ記録手段から読み出して保存することを特徴とするPIDコントローラ。 - PID制御演算により設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを算出する操作量算出ステップと、
この操作量算出ステップで算出した操作量MVを制御対象に出力する操作量出力ステップと、
前記制御量PVの時系列データを一時的に記録するデータ記録ステップと、
異常を検出したときにアラームを発生させるアラーム通知ステップと、
前記アラームが発生した場合のみ、このアラームの発生前後において前記データ記録ステップで記録するデータを読み出して保存するデータ保存ステップとを含むことを特徴とするデータ収集方法。 - 請求項8記載のデータ収集方法において、
前記データ保存ステップは、前記アラームの発生時点よりも第1の時間T1だけ前の時点から、前記アラームの発生時点よりも第2の時間T2だけ後の時点までの範囲のデータを保存するステップを含み、
前記第1の時間T1および第2の時間T2は、PIDパラメータの積分時間TIのα倍の値に予め設定されることを特徴とするデータ収集方法。 - 請求項8記載のデータ収集方法において、
前記制御対象は、ヒータを利用した加熱制御系であり、
前記データ保存ステップは、前記アラームの発生時点よりも第1の時間T1だけ前の時点から、前記アラームの発生時点よりも第2の時間T2だけ後の時点までの範囲のデータを保存するステップを含み、
前記第1の時間T1および第2の時間T2は、アラームの種類に応じて異なる時間に設定されることを特徴とするデータ収集方法。 - 請求項10記載のデータ収集方法において、
前記データ保存ステップは、ヒータ断線アラーム発生時はPIDパラメータの積分時間TIのα倍の値を前記第1の時間T1および第2の時間T2として採用し、センサ断線アラーム発生時はPIDパラメータと無関係な固定値を前記第1の時間T1および第2の時間T2として採用するステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。 - 請求項8乃至11のいずれか1項に記載のデータ収集方法において、
前記アラーム通知ステップは、前記制御量PVが所定の制御量範囲を超えたとき、あるいは前記制御量PVの一定時間当たりの変化率が所定の制御量変化率範囲を超えたときに、アラームを発生させるステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。 - 請求項8乃至12のいずれか1項に記載のデータ収集方法において、
さらに、前記データ保存ステップで保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、前記データ保存ステップで保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示ステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。 - 請求項8乃至13のいずれか1項に記載のデータ収集方法において、
前記データ記録ステップは、さらに、前記操作量MVの時系列データと前記設定値SPの時系列データとを一時的に記録するステップを含み、
前記データ保存ステップは、前記制御量PVの時系列データに加えて、前記アラームの発生前後において前記データ記録ステップで記録する操作量MVの時系列データおよび設定値SPの時系列データを読み出して保存するステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。
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