JP2024034510A - Operation control device and method - Google Patents
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Abstract
【課題】より熟練者の感性に近い制御を行い得る制御装置及び方法を提案する。【解決手段】制御対象を所定状態に制御するための制御目標を算出し、算出した制御目標を制御対象に送信するようにして、制御対象を制御し、制御対象に対する人手での介入操作による第1の補正量と、当該介入操作が行われたときの制御対象の制御結果とを取得し、取得した第1の補正量及び制御対象の制御結果に基づいて、制御対象の制御結果に対する第1の補正量を学習し、現在の制御対象の制御結果を取得し、取得した制御対象の制御結果と、学習部による学習により得られた学習済モデルとを利用して制御目標に対する第2の補正量を算出し、算出した第2の補正量により制御目標を補正し、又は、算出した第2の補正量を制御対象に送信するようにした。【選択図】 図13The present invention proposes a control device and method that can perform control closer to the sensibilities of an expert. [Solution] A control target for controlling the controlled object to a predetermined state is calculated, the calculated control target is transmitted to the controlled object, the controlled object is controlled, and the control target is controlled by manual intervention on the controlled object. 1 correction amount and the control result of the controlled object when the intervention operation is performed, and based on the obtained first correction amount and the control result of the controlled object, the first correction amount for the control result of the controlled object is obtained. learns the correction amount of the control target, obtains the control result of the current controlled object, and makes a second correction to the control target using the obtained control result of the controlled object and the learned model obtained by learning by the learning section. The control target is corrected using the calculated second correction amount, or the calculated second correction amount is transmitted to the controlled object. [Selection diagram] Figure 13
Description
本発明は運転制御装置及び方法に関し、例えば、炭素電極を焼成する炉の運転を制御する運転制御装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to an operation control device and method, and is suitable for application to, for example, an operation control device that controls the operation of a furnace for firing carbon electrodes.
近年、産業全体としてビッグデータに対するAI(Artificial Intelligence)の利活用が進められている。製造業では、センサ等で取得した操業プロセスデータや、抜取り検査等で取得した品質データ等を数理的に解析し、品質や歩留まりの安定化を目的とした製造ラインなどの制御対象装置の稼働状況や設定値を最適化する技術に対するニーズが高まっている。 In recent years, the industry as a whole has been promoting the use of AI (Artificial Intelligence) for big data. In the manufacturing industry, operational process data acquired by sensors, etc., quality data acquired through sampling inspections, etc. are mathematically analyzed to determine the operating status of controlled equipment such as production lines with the aim of stabilizing quality and yield. There is a growing need for technology to optimize settings and settings.
なお、制御対象装置の稼働状況や設定値を最適化する技術として、例えば特許文献1には、廃棄物焼却炉において、熟練又は経験を積んだ熟練オペレータが各自の判断により行っていた介入操作を、熟練オペレータに代わって、機械学習によって生成された操作学習済みモデルに基づいて実行することが開示されている。
In addition, as a technology for optimizing the operating status and set values of a controlled device, for example,
しかしながら、特許文献1には、機械学習やその他の統計的手法を用いることで機器や装置の制御を自動化する方法が提案されているものの、そこに人の介入があった場合の自動制御と人の介入操作とを協調させた制御手法については何らの開示もなされていない。
However, although
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、自動制御と人の介入操作とを協調させた制御を行い得、より熟練者の感性に近い制御を行い得る制御装置及び方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and attempts to propose a control device and method that can perform control that coordinates automatic control and human intervention, and that can perform control that is closer to the sensibilities of an expert. That is.
かかる課題を解決するため本発明においては、制御対象を所定状態に制御する制御装置において、前記制御対象を前記所定状態に制御するための制御目標を算出し、算出した前記制御目標を前記制御対象に送信するようにして、前記制御対象を制御する制御目標計算部と、前記制御対象に対する人手での介入操作による第1の補正量と、当該介入操作が行われたときの前記制御対象の制御結果とを取得し、取得した前記第1の補正量及び前記制御対象の制御結果に基づいて、前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習する学習部と、現在の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した前記制御対象の制御結果と、前記学習部による学習により得られた学習済モデルとを利用して前記制御目標に対する第2の補正量を算出する補正情報計算部とを設け、前記補正情報計算部が、算出した前記第2の補正量により前記制御目標を補正し、又は、算出した前記第2の補正量を前記制御対象に送信するようにした。 In order to solve this problem, in the present invention, in a control device that controls a controlled object to a predetermined state, a control target for controlling the controlled object to the predetermined state is calculated, and the calculated control target is applied to the controlled object. a control target calculation unit that controls the controlled object, a first correction amount due to a manual intervention operation on the controlled object, and control of the controlled object when the intervention operation is performed; a learning unit that acquires the result and learns the first correction amount for the control result of the controlled object based on the obtained first correction amount and the control result of the controlled object; and the current controlled object. a correction information calculation unit that calculates a second correction amount for the control target using the acquired control result of the controlled object and the learned model obtained by learning by the learning unit; and the correction information calculation unit corrects the control target using the calculated second correction amount, or transmits the calculated second correction amount to the controlled object.
また本発明においては、制御対象を所定状態に制御する制御装置により実行される制御方法であって、前記制御対象を前記所定状態に制御するための制御目標を算出し、算出した前記制御目標を前記制御対象に送信するようにして、前記制御対象を制御する第1のステップと、前記制御対象に対する人手での介入操作による第1の補正量と、当該介入操作が行われたときの前記制御対象の制御結果とを取得し、取得した前記第1の補正量及び前記制御対象の制御結果に基づいて、前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習する第2のステップと、現在の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した前記制御対象の制御結果と、前記学習部による学習により得られた学習済モデルとを利用して前記制御目標に対する第2の補正量を算出する第3のステップとを設け、前記第3のステップにおいて、前記制御装置は、算出した前記第2の補正量により前記制御目標を補正し、又は、算出した前記第2の補正量を前記制御対象に送信するようにした。 The present invention also provides a control method executed by a control device that controls a controlled object to a predetermined state, the method comprising: calculating a control target for controlling the controlled object to the predetermined state; A first step of controlling the controlled object by transmitting it to the controlled object, a first correction amount by a manual intervention operation on the controlled object, and the control when the intervention operation is performed. a second step of learning the first correction amount for the control result of the controlled object based on the obtained first correction amount and the control result of the controlled object; Acquire the current control result of the control target, and calculate a second correction amount for the control target using the acquired control result of the control target and the learned model obtained by learning by the learning unit. and in the third step, the control device corrects the control target using the calculated second correction amount, or corrects the control target using the calculated second correction amount. Now it will be sent to the target.
本発明の制御装置及び方法によれば、自動制御と人の介入操作とを協調させた制御を行うことができる。 According to the control device and method of the present invention, it is possible to perform control in which automatic control and human intervention are coordinated.
本発明によれば、より熟練者の感性に近い制御を行い得る制御装置及び方法を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a control device and method that can perform control closer to the sensibility of an expert.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
(1)本実施の形態による運転制御システムの構成
図1において、1は全体として本実施の形態による運転制御システムを示す。この運転制御システム1は、ネットワーク2を介して接続された制御対象装置3及び運転制御装置4を備えて構成される。なお、制御対象装置3は、どのような機器や装置であってもよいが、以下においては、炭素電極を焼成するための炉であるものとする。
(1) Configuration of the operation control system according to the present embodiment In FIG. 1,
運転制御装置4は、制御対象装置3の運転を制御(以下、制御対象装置3内の炉内温度の制御とする)する機能を有するコンピュータ装置であり、CPU(Central Processing Unit)10、主記憶装置11、二次記憶装置12、入力装置13及び表示装置14を備えて構成される。
The
CPU10は、運転制御装置4全体の動作制御を司るプロセッサである。また主記憶装置11は、例えば半導体メモリから構成され、CPU10のワークメモリとして利用される。本実施の形態の場合、後述の入力データ20を構成する製造情報テーブル21、前工程情報テーブル22、物理/経験モデル23、稼働情報テーブル24及び制御履歴テーブル25と、後述の出力データ30を構成する自動補正値テーブル32、制御目標値テーブル31、アラート情報テーブル34及び装置状況情報テーブル33と、後述の学習済モデル40とがこの主記憶装置11に格納されて保持される。
The
二次記憶装置12は、例えばハードディスク装置やSSD(Solid State Drive)などの大容量の不揮発性の記憶装置から構成され、各種プログラムや長期間保存が必要なデータが格納される。二次記憶装置12に格納されたプログラムが運転制御装置4の起動時や必要時に主記憶装置11にロードされ、主記憶装置11にロードされたプログラムをCPU10が実行することにより、後述のような運転制御装置4全体としての各種処理が実行される。後述する制御目標値計算プログラム50、補正情報計算プログラム51、学習プログラム52及び表示情報作成プログラム53もこの二次記憶装置12に格納されて保持される。
The
入力装置13は、ユーザが必要な情報や指示を運転制御装置4に入力するために利用され、例えばキーボード及びマウスなどから構成される。また表示装置14は、必要な情報を表示するために利用され、例えば液晶パネル又は有機EL(Electro-Luminescence)パネルなどから構成される。なお、入力装置13及び表示装置14を、これらが一体化したタッチパネルにより構成するようにしてもよい。
The
図2は、本運転制御システム1の論理構成を示す。この図2に示すように、制御対象装置3は、操作部60、制御部61、弁駆動部62及び検出部63を備えて構成される。また運転制御装置4は、制御目標値計算部64、学習部65、補正情報計算部66及び表示情報作成部67と、入力データ20を構成する製造情報テーブル21、前工程情報テーブル22、物理/経験モデル23、稼働情報テーブル24及び制御履歴テーブル25と、出力データ30を構成する制御目標値テーブル31、自動補正値テーブル32、装置状況情報テーブル33及びアラート情報テーブル34と、学習済モデル40とを備えて構成される。
FIG. 2 shows the logical configuration of the present
制御対象装置3の操作部60は、運転制御装置4により行われた制御対象装置3に対する制御だけでは不十分な場合に、作業員が手動でガス弁(図示せず)の弁開度を調整するために利用する機能部であり、例えばレバーや、操作パネルなどから構成される。操作部60は、作業員により行われた介入操作の操作内容に応じた大きさの補正値(ガス弁の弁開度に応じた値であり、以下、これを手動補正値と呼ぶ)を制御部61及び運転制御装置4にそれぞれ通知する。なお、この手動補正値は、運転制御装置4側において制御履歴テーブル25に格納されて管理される。
The
制御部61は、後述のように第1の周期(例えば1~数分周期)で到来する所定タイミング(以下、これを制御目標値適用タイミングと呼ぶ)ごとに運転制御装置4から通知されるガス弁の弁開度の目標値(以下、これを制御目標値と呼ぶ)を、ガス弁を開閉駆動する弁駆動部62に転送するようにして炉内温度を制御する機能を有する機能部である。この際、制御部61は、操作部60から手動補正値が通知された場合や、運転制御装置4から後述の自動補正値が与えられた場合には、制御目標値を手動補正値や自動補正値で補正し、補正後の制御目標値に基づいて弁駆動部62を駆動制御する。
The
検出部63は、制御部61により制御された制御対象装置3の炉内温度(以下、適宜、これを稼働値と呼ぶ)や、制御対象装置3の周辺の温度及び湿度などの周辺環境に関する各種状態(以下、適宜、これを環境条件と呼ぶ)を検出する機能部であり、例えば複数のセンサなどから構成される。検出部63は、検出した制御対象装置3の稼働値及び環境条件などを稼働情報24X(図3(C))として第1の周期よりも短い第2の周期(例えば10秒周期)で運転制御装置4に通知する。この稼働情報24Xは、運転制御装置4側において、後述の稼働情報テーブル24に格納されて管理される。
The
運転制御装置4の制御目標値計算部64は、運転制御装置4のCPU10(図1)が主記憶装置11(図1)にロードされた制御目標値計算プログラム50(図1)を実行することにより具現化される機能部である。制御目標値計算部64は、図3(A)に示すように、予め製造情報テーブル21に格納された製造対象の製品に関する各種情報(以下、これを製造情報と呼ぶ)21Xと、予め前工程情報テーブル22に格納された前工程に関する各種情報(以下、これを前工程情報と呼ぶ)22Xと、予め与えられた物理/経験モデル23とに基づいて制御対象装置3の制御対象値である稼働値(炉内温度)の温度プロフィールを算出し、算出した温度プロフィールに基づく制御目標値適用タイミングごとのガス弁の弁開度の目標値である制御目標値31Xを制御目標値テーブル31に格納する。
The control target
なお、ここでの「物理/経験モデル」とは、熱伝達モデルや、経験モデル(これ位の炉内温度のときにこれ位ガス弁を開いたという過去の実績)に基づいて生成されたアルゴリズムである。また、ここでの「温度プロフィール」とは、例えば図4に示すような制御対象装置3の運転開始から運転終了までの運転計画を制御目標値適用タイミングごとの時系列の制御目標値31Xとして表現したデータを指す。
Note that the "physical/empirical model" here refers to an algorithm generated based on a heat transfer model or an empirical model (past performance of opening the gas valve to this extent when the temperature inside the furnace was around this extent). It is. Moreover, the "temperature profile" here refers to the operation plan from the start of operation to the end of operation of the controlled device 3 as shown in FIG. 4, expressed as a time series
また制御目標値計算部64は、制御目標値テーブル31に格納した制御目標値31Xと、制御対象装置3の検出部63から与えられた稼働情報24Xとに基づいて制御対象装置3の稼働値(炉内温度)をフィードフォワード制御又はフィードバック制御する。具体的に、制御目標値計算部64は、制御目標値適用タイミングごとに、制御目標値テーブル31に格納された対応する制御目標値31Xを読み出し、読み出した制御目標値31Xを制御対象装置3の稼働値(炉内温度)に基づき必要に応じて変更した上で制御対象装置3に送信する。
Further, the control target
学習部65は、運転制御装置4のCPU10が主記憶装置11にロードされた学習プログラム52(図1)を実行することにより具現化される機能部である。学習部65は、図3(B)に示すように、前工程情報テーブル22に格納された前工程情報22Xと、後述する制御履歴テーブル25に格納された制御対象装置3に対する過去の制御内容に関する情報(以下、これを制御履歴情報と呼ぶ)25Xとに基づいて、制御対象装置3の稼働値及び環境条件がどのような状態のときに作業員により制御対象装置3に対してどのような介入操作が行われたかを学習して、ニューラルネットワーク、非線形回帰モデル(カーネルモデル)又は線形回帰モデルなどからなる学習済モデル40を生成及び更新する。
The
この場合、学習部65が、例えば作業員の介入操作に対する制御対象装置3の稼働値の変化量(稼動値の一次微分値又は前回値との差分値など)に基づいて、作業員の介入操作による補正量と、稼動値の変化量との関係を学習して学習済モデル40を生成及び更新するようにしてもよい。このようにすることにより、制御対象装置3において焼成される製品(この例では炭素電極)の熱衝撃の制御に本実施の形態の技術を活用することもできる。
In this case, the
補正情報計算部66は、運転制御装置4のCPU10が主記憶装置11にロードされた補正情報計算プログラム51(図1)を実行することにより具現化される機能部である。補正情報計算部66は、図3(C)に示すように、制御対象装置3の検出部63から稼働情報24Xが送信されてくると、その稼働情報24Xを稼働情報テーブル24に格納する。また補正情報計算部66は、稼働情報24Xが送信されてくるごとに、その稼働情報24Xと、前工程情報テーブル22に格納された前工程情報22Xとを学習済モデル40に投入するようにして、現在の制御対象装置3の稼働値及び環境条件下において作業員が行うと予測される介入操作による手動補正値と同じ値の補正値を自動補正値32Xとして算出する。ただし、補正情報計算部66が、前工程情報22Xなどを利用して、制御対象装置3の制御目標値31Xが所定範囲内となるように自動補正値32Xを算出するようにしてもよい。そして補正情報計算部66は、算出した自動補正値32Xを、制御対象装置3に送信すると共に、制御履歴テーブル25及び自動補正値テーブル32にそれぞれ格納する。
The correction
また補正情報計算部66は、制御対象装置3において作業員による介入操作が行われたときに上述のように制御対象装置3の制御部61から通知される手動補正値の有無及び大きさを監視する。そして補正情報計算部66は、かかる手動補正値が予め設定された範囲(以下、これを手動補正値許容範囲と呼ぶ)を超過した場合には、学習済モデル40の利用を一時的に停止すると共に、学習部65に再学習(学習済モデル40の更新)の実行を指示する。これは、データ不足などにより学習済モデル40が未成熟の場合には、手動補正値が想定よりも大きくなるため、自動補正値32Xの計算や適用を停止し、再学習によるモデル改善を行うためである。
In addition, the correction
表示情報作成部67は、運転制御装置4のCPU10が主記憶装置11にロードされた表示情報作成プログラム53(図1)を実行することにより具現化される機能部である。表示情報作成部67は、図3(D)に示すように、稼働情報テーブル24に格納された稼働情報24Xに基づいて図14について後述する制御対象装置状態表示画面80に表示すべき現在の制御対象装置3の状況を表す装置状況情報33Xを作成する。
The display
また表示情報作成部67は、図3(E)に示すように、後述の自動補正値テーブル32に格納された自動補正値32Xと、後述の稼働情報テーブル24に格納された稼働情報24Xとに基づいて、制御対象装置3の異常を検知した場合にはその異常の状況を表すアラート情報34Xを作成する。
Further, as shown in FIG. 3(E), the display
そして表示情報作成部67は、このようにして作成した装置状況情報33X及びアラート情報34Xの各内容を含む図14について後述する制御対象装置状態表示画面80を作成し、作成した制御対象装置状態表示画面80を表示装置14(図1)に表示する。
Then, the display
一方、製造情報テーブル21は、製造対象の製品に関する製造情報21X(図3)を管理するためのテーブルであり、事前に作成されて運転制御装置4に提供される。この製造情報テーブル21は、図5に示すように、製品欄21A、製造数欄21B、装置タイプ欄21C、製品特性欄21D、材料特性欄21E及び工程開始日時欄21Fを備えて構成される。
On the other hand, the manufacturing information table 21 is a table for managing
そして製品欄21Aには、製造対象の製品に付与されたその製品に固有の識別子(製品ID)が格納され、製造数欄21Bには、制御対象装置3で一度に焼成する製品の個数が格納される。また装置タイプ欄21Cには、制御対象装置3の装置タイプを表す識別子(装置タイプID)が格納され、製品特性欄21Dには、製品のサイズや重量などの制御対象装置3の制御に関係する製品の特性を表す情報が格納される。さらに材料特性欄21Eには、加工前の状態や原材料費率などの製品の材料に関する情報が格納され、工程開始日時欄21Fには、制御対象装置3において製品の製造を開始する予定の日時が格納される。
The
また前工程情報テーブル22は、前工程情報22X(図3)が格納されたテーブルであり、事前に作成されて運転制御装置4に提供される。この前工程情報テーブル22は、図6に示すように、前工程欄22A、前工程プロファイル欄22B、前工程開始日時欄22C、前工程完了日時欄22D及び品質値欄22Eを備えて構成される。
Further, the pre-process information table 22 is a table in which pre-process
そして前工程欄22Aには、制御対象装置3において行われる焼成工程の前工程の名称を表す情報が格納され、前工程プロファイル欄22Bには、その前工程で行われた作業の特徴を表す数値(加圧加工であれば温度や圧力など)が格納される。また前工程開始日時欄22Cには、前工程が開始された日時が格納され、前工程完了日時欄22Dには、その前工程が完了した日時が格納される。さらに品質値欄22Eには、その前工程が完了した後に行われた品質検査時に得られた硬度や濃度などの製品の各種品質を表す数値が格納される。
The
物理/経験モデル23は、上述のように熱伝達モデルでなる物理モデルや、経験モデル(これ位の温度のときにこれ位ガス弁を開いたという過去の実績)に基づいて生成されたアルゴリズムである。
The physical/
稼働情報テーブル24は、制御対象装置3の検出部63(図2)から上述の第2の周期で送信されてくる制御対象装置3の稼働情報24X(図3)を記憶保持するために利用されるテーブルである。稼働情報テーブル24は、図7に示すように、装置タイプ欄24A、タイムステップ欄24B、取得日時欄24C、複数の稼働値欄24D及び環境条件欄24Eを備えて構成される。
The operation information table 24 is used to store and hold the
そして装置タイプ欄24Aには、制御対象装置3の装置モデルIDが格納され、タイムステップ欄24Bには、運転制御装置4が稼働情報24Xを取得する周期(制御対象装置3の検出部63が稼働情報24Xを通知してくる周期であり、上述の第2の周期)が格納される。また取得日時欄24Cには、その稼働情報24Xを運転制御装置4が取得した日時が格納され、環境条件欄24Eには、制御対象装置3の環境条件が格納される。
The
さらに各稼働値欄24Dには、稼働情報24Xとして制御対象装置3の検出部63(図2)から通知された制御対象装置3の稼働値(炉内温度)の最新値、1つ前の周期の稼働値、2つ前の周期の稼働値、……のように、現在及び過去の時系列の稼働値がそれぞれ格納される。
Furthermore, each operating
制御履歴テーブル25は、運転制御装置4や作業員が制御対象装置3に対して行った制御の履歴を表す情報である制御履歴情報25X(図3)を記憶保持するために利用されるテーブルである。制御履歴テーブル25には、上述の第1の周期で最新の制御履歴情報25Xが順次格納される。
The control history table 25 is a table used to store and hold
この制御履歴テーブル25は、図8に示すように、装置タイプ欄25A、制御日時欄25B、制御目標値欄25C、自動補正値欄25D、手動補正値欄25E、稼働値欄25F及び環境条件欄25Gを備えて構成される。制御履歴テーブル25では、1つのレコード(行)が、対応する制御目標値適用タイミングから次の制御目標値適用タイミングまでの制御履歴情報25Xに対応する。
As shown in FIG. 8, this control history table 25 includes a
そして装置タイプ欄25Aには、制御対象装置3の装置タイプIDが格納され、制御日時欄25Bには、対応する制御目標値適用タイミングの日時が格納される。また制御目標値欄25Cには、そのとき運転制御装置4から制御対象装置3に送信された制御目標値31X(図3(A))が格納される。なお、ここでの「制御目標値」は、上述のようにガス弁の弁開度に対応する値であるが、制御対象値がガス弁の弁開度及び空気弁の弁開度のように複数存在する場合には、制御目標値31Xも複数の値となる。
The
また自動補正値欄25Dには、対応する制御目標値適用タイミングから次の制御目標値適用タイミングまでの間に補正情報計算部66が制御対象装置3の稼働状況を考慮して算出した自動補正値32X(図3(C))が格納される。なお学習部65による再学習(学習済モデル40の更新)が行われている期間は自動補正値32Xが算出されないため自動補正値欄25Dは空欄となる。
The automatic
さらに手動補正値欄25Eには、対応する制御目標値適用タイミングから次の制御目標値適用タイミングまでの間に作業員が操作部60を操作した場合に、そのとき操作部60から通知された上述の手動補正値が格納される。
Further, in the manual
稼働値欄25Fには、対応する制御目標値適用タイミングで制御目標値31Xを制御対象装置3に送信した結果として得られた、今回の制御目標値適用タイミングから次の制御目標値適用タイミングまでの間に取得した制御対象装置3の稼働値が格納される。なお運転制御装置4が制御すべき制御対象装置3の制御対象値が複数ある場合には、制御対象装置3から通知されるこれらすべての制御対象値が稼働値欄25Fに格納される。
The operating
また環境条件欄25Gには、運転制御装置4が対応する制御目標値31Xを制御対象装置3に送信した時点における制御対象装置3の環境条件が格納される。
Further, the
制御目標値テーブル31は、制御目標値計算部64により算出された制御目標値適用タイミングごとの制御目標値31Xを管理するために利用されるテーブルである。この制御目標値テーブル31は、図9に示すように、装置タイプ欄31A、制御目標値適用タイミング欄31B及び制御目標値欄31Cを備えて構成される。制御目標値テーブル31では、1つのレコード(行)が、運転制御装置4が制御対象装置3に制御目標値31Xを送信すべき1つの制御目標値適用タイミングに対応する。
The control target value table 31 is a table used to manage the
そして装置タイプ欄31Aには、制御対象装置3の装置タイプIDが格納され、制御目標値適用タイミング欄31Bには、制御目標値31Xを制御対象装置3に送信すべきタイミングを表す運転開始からの経過時間(秒)が格納される。また制御目標値欄に31Cは、対応する制御目標値適用タイミングで制御対象装置3に送信すべき制御目標値31Xが格納される。
The
自動補正値テーブル32は、上述のように補正情報計算部66が算出した最新の自動補正値32Xを記憶保持するために利用されるテーブルであり、図10に示すように、装置タイプ欄32A、自動補正値欄32B及び入力稼働情報日時欄32Cを備えて構成される。
The automatic correction value table 32 is a table used to store and hold the latest
そして装置タイプ欄32Aには、制御対象装置3の装置タイプIDが格納され、自動補正値欄32Bには、補正情報計算部66が最後に算出した自動補正値32Xが格納される。また入力稼働情報日時欄32Cには、その自動補正値32Xを算出する際に利用した稼働情報24X(図3(C))の取得日時が格納される。
The
また装置状況情報テーブル33は、表示情報作成部67(図2)が作成した上述の装置状況情報33X(図3(D))を記憶保持するために利用されるテーブルであり、図11に示すように、装置タイプ欄33A、表示情報日時欄33B、稼働値欄33C、制御目標値欄33D、補正値欄33E及びアラート情報欄33Fを備えて構成される。装置状況情報テーブル33では、1つのレコード(行)が1つの装置状況情報33Xに対応する。
Further, the device status information table 33 is a table used to store and hold the above-mentioned
そして装置タイプ欄33Aには、制御対象装置3の装置タイプIDが格納され、表示情報日時欄33Bには、対応する装置状況情報33Xを表示情報作成部67が作成した日時が格納される。また稼働値欄33Cには、対応する装置状況情報33Xを作成した日時における制御対象装置3の稼働値(炉内温度)が格納され、制御目標値欄33Dには、対応する日時に制御対象装置3に適用されている制御目標値31Xが格納される。
The
さらに補正値欄33Eには、対応する日時に制御対象装置3に適用されている補正値(手動補正又は自動補正値32X)が格納され、アラート情報欄33Fには、対応する日時に発生している異常に対するアラートに関する情報(例えばエラーコード)が格納される。なお、対応する日時に異常が発生していない場合には、アラート情報欄33Fは空欄となる。
Further, the
さらにアラート情報テーブル34は、運転制御装置4の表示情報作成部67が制御対象装置3の異常を検知した場合に作成した上述のアラート情報34X(図3(E))を記憶保持するために利用されるテーブルであり、図12に示すように、装置タイプ欄34A、アラート種別欄34B、アラート要因欄34C及びアラート発生日時欄34Dを備えて構成される。アラート情報テーブル34では、1つのレコード(行)が、表示情報作成部67が制御対象装置3の異常を検知したときに作成した1つのアラート情報34Xに対応する。
Furthermore, the alert information table 34 is used to store and hold the above-mentioned
そして装置タイプ欄34Aには、制御対象装置3の装置タイプIDが格納され、アラート種別欄34Bには、表示情報作成部67が検知した制御対象装置3の異常内容を表すエラーコード等の識別子(アラートID)が格納される。またアラート要因欄34Cには、その異常の具体的な要因を表す情報が格納され、アラート発生日時欄34Dには、その異常が発生した日時(正確にはその異常を表示情報作成部67が検知した日時)が格納される。
The
(2)本運転制御システムにおける制御対象装置に対する一連の運転制御の流れ
図13は、本実施の形態による運転制御システム1において実行される、制御対象装置3に対する一連の運転制御処理の流れを示す。
(2) Flow of a series of operation control processes for the control target device in this operation control system FIG. 13 shows a flow of a series of operation control processes for the control target device 3 executed in the
この図13に示すように、本運転制御システム1では、まず、製造情報テーブル21(図5)に格納された製品の製造情報21Xと、前工程情報テーブル22(図6)に格納された前工程情報22Xと、物理/経験モデル23とに基づいて、運転制御装置4の制御目標値計算部64により温度プロフィールが立案され、立案された温度プロフィールに従った制御目標値適用タイミングごとの制御目標値31Xがそれぞれ制御目標値テーブル31(図9)に格納される(S1)。
As shown in FIG. 13, in this
そして制御目標値テーブル31に格納された各制御目標値31Xは、制御目標値計算部64により、それぞれ対応する制御目標値適用タイミングが到来するごとに制御目標値テーブル31から読み出され、制御対象装置3からの稼働情報24Xに基づきフィードフォワード制御又はフィードバック制御のために必要に応じて更新された上で制御対象装置3に送信される(S2)。この際、制御目標値計算部64は、このとき制御対象装置3に送信した制御目標値31Xをその送信日時(制御日時)と一緒に制御履歴情報25Xの一部として制御履歴テーブル25(図8)に登録する。
Each
また、この制御目標値31Xを受信した制御対象装置3の制御部61は、受信した制御目標値を弁駆動部62に送信する(S3)。かくして弁駆動部62は、制御部61から与えられた制御目標値に従った弁開度となるようガス弁を開閉駆動する。
Further, the
また制御部61は作業員70が操作部60を操作した場合には、操作部60から通知された上述の手動補正値71を運転制御装置4に通知する。この結果、この手動補正値71が補正情報計算部66により制御履歴情報25X(図8)の一部として制御履歴テーブル25(図8)に登録される。
Further, when the
さらに制御対象装置3の検出部63は、制御対象装置3の最新の稼働値(炉内温度)及びその取得日時と、過去所定周期分の制御対象装置3の稼働値と、現在の制御対象装置3の環境条件となどの情報を第2の周期で稼働情報24Xとして運転制御装置4に通知する。この結果、この稼働情報24Xが補正情報計算部66により稼働情報テーブル24(図7)に登録されると共に、一部の稼働情報24X(ここでは最新の稼働値及び環境条件)が制御履歴テーブル25(図8)にも登録される。
Furthermore, the
さらに運転制御装置4の学習部65は、制御履歴テーブル25に格納された制御履歴情報25Xと、前工程情報テーブル22に格納された前工程情報22Xと、物理/経験モデル23とに基づいて、制御対象装置3がどのような状態のときに作業員70により制御対象装置3に対してどのような介入操作が行われたかを学習して学習済モデル40を生成する。また学習部65は、学習済モデル40が一定程度成熟した段階で、この学習済モデル40を補正情報計算部66が利用できるようにデプロイする。
Further, the
補正情報計算部66は、学習部65によりデプロイされた学習済モデル40と、前工程情報テーブル22(図6)に格納された前工程情報22Xと、稼働情報テーブル24に格納された稼働情報24Xとに基づいて、現在の運転条件や稼働条件の下で作業員70が行うであろう制御対象装置3に対する介入操作に応じた自動補正値32Xを算出する(S4)。
The correction
具体的に、補正情報計算部66は、前工程情報テーブル22に格納された前工程情報22Xと、稼働情報テーブル24に格納された稼働情報24Xとを学習済モデル40に投入することによりかかる自動補正値32Xを算出する。そして補正情報計算部66は、算出した自動補正値32Xに関する必要な情報を自動補正値テーブル32(図10)と、制御履歴テーブル25とに格納する。
Specifically, the correction
また補正情報計算部66は、制御履歴テーブル25に登録されている最新の制御履歴情報25Xに含まれる手動補正値71を参照して、その手動補正値71の値が予め設定された上述の手動補正値許容範囲内にあるか否かを判定する(S5)。
Further, the correction
そして補正情報計算部66は、かかる手動補正値71が手動補正値許容範囲内にある場合には、自動補正値テーブル32に格納されている自動補正値32Xを制御対象装置3に送信する(S6)。また補正情報計算部66は、このとき制御対象装置3に送信した自動補正値32Xを制御履歴テーブル25に格納された制御履歴情報25Xのうちの対応する制御履歴情報25Xの自動補正値欄25D(図8)に格納する。
Then, when the manual correction value 71 is within the manual correction value allowable range, the correction
これに対して、補正情報計算部66は、かかる手動補正値71が手動補正値許容範囲外であった場合には、学習済モデル40の利用を一時的に停止し、学習済モデル40の更新(再学習)を開始又は再開するよう学習部65に指示を与える(S7)。
On the other hand, if the manual correction value 71 is outside the allowable manual correction value range, the correction
他方、表示情報作成部67は、稼働情報テーブル24に格納された稼働情報24Xに基づいて装置状況情報33Xを生成し、生成した装置状況情報33Xを装置状況情報テーブル33(図11)に格納する(S8)。また表示情報作成部67は、装置状況情報テーブル33に格納した装置状況情報33Xに基づいて図14について後述する制御対象装置状態表示画面80を作成し、作成した制御対象装置状態表示画面80を表示装置14に表示する(S10)。
On the other hand, the display
さらに表示情報作成部67は、補正情報計算部66により算出される自動補正値32Xに基づいて、制御対象装置3における異常の有無を常時判定する。これは制御対象装置3が老朽化などにより傾向が変化してくると、補正情報計算部66により算出される自動補正値32Xのばらつきが大きくなったり、自動補正値32X自体が大きくなったり、自動補正値32Xの変動が大きくなるため、自動補正値32Xを監視することで制御対象装置3に異常が発生したか否かを判定できるためである。
Further, the display
そして表示情報作成部67は、自動補正値32Xのばらつきや、自動補正値32X自体の大きさ、及び、自動補正値32Xの変動のいずれかが、これら自動補正値32Xのばらつきや、自動補正値32X自体の大きさ、及び、自動補正値32Xの変動に対して予めそれぞれ設定された所定の範囲(以下、これらの範囲を纏めて自動補正値許容範囲と呼ぶ)を超えた場合には、物理/経験モデル23からの乖離度などから自動補正値32Xが自動補正値許容範囲外となった要因(異常が発生した要因)を分析し、分析結果に基づいてアラート情報34Xを生成してアラート情報テーブル34(図12)に格納する(S9)。また表示情報作成部67は、アラート情報テーブル34に格納したアラート情報34Xに基づいて、制御対象装置3の異常状況を制御対象装置状態表示画面80に表示する(S10)。
The display
(3)制御対象装置状態表示画面の構成
図14は、表示情報作成部67により作成されて表示装置14に表示される制御対象装置状態表示画面80の構成例を示す。この図14に示すように、画面左側に設けられた稼働状況表示領域81と、画面右側に設けられた異常状況表示領域82とを備えて構成される。
(3) Configuration of Controlled Device Status Display Screen FIG. 14 shows a configuration example of the controlled device status display screen 80 created by the display
稼働状況表示領域81は、制御対象装置3の稼働状況を表示するための領域であり、制御対象装置3の稼働中は、装置状況情報テーブル33に格納された装置状況情報33Xに基づいて、当該制御対象装置3における稼働値(炉内温度)の推移がグラフ等で常時表示される。なお、図14は、監視・制御対象として炉内温度だけでなく、「××水槽」の水温も監視・制御対象となっている場合を例示している。 The operating status display area 81 is an area for displaying the operating status of the controlled device 3. While the controlled device 3 is in operation, the operating status display area 81 is an area for displaying the operating status of the controlled device 3. Changes in the operating value (furnace temperature) in the controlled device 3 are constantly displayed in a graph or the like. Note that FIG. 14 exemplifies a case where not only the temperature inside the furnace but also the water temperature of the "xx water tank" is to be monitored and controlled.
また異常状況表示領域82は、サマリ表示領域82A及び推定原因表示領域82Bから構成される。そしてサマリ表示領域には、表示情報作成部67が制御対象装置3の異常を検知した場合に、アラート情報テーブル34に格納したアラート情報34Xに基づいてその異常の概要が表示情報作成部67により表示される。
Further, the abnormal situation display area 82 includes a summary display area 82A and a probable cause display area 82B. In the summary display area, when the display
また推定原因表示領域82Bには、かかる異常の原因として表示情報作成部67により推定された幾つかの候補(以下、これを原因候補と呼ぶ)が原因候補一覧83内に一覧表示される。この原因候補一覧83では、原因候補ごとに、その具体的な内容を表す文字列83Aと、その原因候補が異常の原因である可能性の割合を表すレベルメータ83Bとがそれぞれ表示される。
Further, in the estimated cause display area 82B, several candidates (hereinafter referred to as cause candidates) estimated by the display
なお、かかる原因候補一覧83に表示させる原因候補の数(以下、これを表示原因候補数と呼ぶ)は、原因候補一覧83の上方に表示されたプルダウンボタン84をクリックすることにより表示させ得るプルダウンメニュー(図示せず)に表示された数字の中から所望する表示原因候補数に合致した数字を選択することにより指定することができる。そして、このとき選択された表示原因候補数がプルダウンボタン84の左横に設けられたテキストボックス85内に表示される。 The number of cause candidates to be displayed in the cause candidate list 83 (hereinafter referred to as the number of displayed cause candidates) can be determined by clicking the pull-down button 84 displayed above the cause candidate list 83. This can be specified by selecting a number that matches the desired number of display cause candidates from among the numbers displayed on a menu (not shown). Then, the number of display cause candidates selected at this time is displayed in a text box 85 provided on the left side of the pull-down button 84.
(4)運転制御装置の各機能部により実行される各種処理
次に、制御対象装置3の運転制御のために運転制御装置4において実行される各種処理の具体的な処理内容について説明する。以下においては、各処理の処理主体を機能部(「……部」)として説明するが、実際上は、その機能部に対応するプログラムに基づいて運転制御装置4のCPU10(図1)がその処理を実行することは言うまでもない。
(4) Various processes executed by each functional unit of the operation control device Next, specific processing contents of various processes executed in the
(4-1)運転制御処理
図15は、制御対象装置3の運転制御のために、運転制御装置4の制御目標値計算部64及び補正情報計算部66が連携して実行する運転制御処理の流れを示す。制御目標値計算部64及び補正情報計算部66は、この図15に示す処理手順に従って制御対象装置3の運転を制御する。
(4-1) Operation control processing FIG. 15 shows the operation control processing executed by the control target
実際上、この運転制御処理は、制御対象装置3に新たな焼成対象の材料が投入された後、運転制御装置4に対して制御対象装置3の運転制御を開始すべき操作入力が作業員70(図13)から与えられると開始される。
In practice, in this operation control process, after a new material to be fired is input into the controlled device 3, an operation input by the
そして、まず、制御目標値計算部64が、製造情報テーブル21(図5)に格納された製造情報21Xと、前工程情報テーブル22(図6)に格納された前工程情報22Xと、物理/経験モデル23とを利用して、制御対象装置3における炉内温度の温度プロフィールを立案し、立案した温度プロフィールに基づく制御目標値適用タイミングごとの制御目標値31Xを制御目標値テーブル31(図9)にそれぞれ格納する(S20)。
First, the control target
続いて、補正情報計算部66が、学習済モデル40がデプロイされているか否かを判断する(S21)。そして補正情報計算部66は、この判断で否定結果を得るとステップS23に進み、肯定結果を得ると、前工程情報テーブル22に格納された前工程情報22Xと、稼働情報テーブル24(図7)に格納されている稼働情報24Xとを学習済モデル40に投入するようにして自動補正値32X(図3(C))を算出する。そして補正情報計算部66は、算出した自動補正値32Xを制御履歴テーブル25及び自動補正値テーブル32に格納すると共に、制御対象装置3に送信する(S22)。この結果、制御対象装置3において、この自動補正値32Xに基づいて制御目標値31Xが補正され、補正された制御目標値31Xに基づいて制御対象装置3内の炉内温度(ガス弁の弁開度)の制御が行われる。
Subsequently, the correction
次いで、補正情報計算部66は、制御履歴テーブル25(図8)に格納された最新の制御履歴情報25Xが手動補正値71(図13)を含むか否かを判断する(S23)。
Next, the correction
この判断で否定結果を得ることは、補正情報計算部66が最後に制御目標値を制御対象装置3に送信してから最新の制御履歴情報25Xを取得するまでの間に作業員70(図13)による介入操作が行われていないことを意味する。かくして、このとき補正情報計算部66は、ステップS28に進む。
Obtaining a negative result in this judgment means that the operator 70 (see FIG. ) means that no intervention operation has been performed. Thus, at this time, the correction
これに対して、ステップS23の判断で肯定結果を得ることは、補正情報計算部66が最後に制御目標値を制御対象装置3に送信してから最新の制御履歴情報25Xを取得するまでの間に作業員70による介入操作が行われたことを意味する。かくして、このとき補正情報計算部66は、かかる介入操作の結果として制御対象装置3の操作部60(図2)から出力された手動補正値71(図13)が手動補正値許容範囲内にあるか否かを判断する(S24)。
On the other hand, obtaining a positive result in the determination in step S23 means that the correction
このステップS24の判断で否定結果を得ることは、運転制御装置4から制御対象装置3に送信された制御目標値31Xに基づく炉内温度の制御が不十分であったため、作業員70(図13)により大きな介入操作が行われたことを意味する。かくして、このとき補正情報計算部66は、学習済モデル40を利用した自動補正値32Xの算出及び当該自動補正値32Xを利用した制御目標値31Xの補正を停止する(S25)。この結果、この後、制御目標値テーブル31に格納されている制御目標値31Xが補正されることなく制御対象装置3に送信されることとなり、制御対象装置3側において、操作部60から通知される手動目標値のみを考慮した制御対象装置3の運転制御が行われる。
Obtaining a negative result in step S24 means that the control of the furnace temperature based on the
また、このとき補正情報計算部66は、学習部65に対して再学習を指示(以下、この指示を再学習指示と呼ぶ)する(S26)。この結果、学習部65において、図16について後述する処理手順に従って学習済モデル40の更新(再学習)が行われ、この後、再学習が完了すると学習部65により学習済モデル40が再度デプロイされる。
Also, at this time, the correction
これに対して、ステップS24の判断で肯定結果を得ることは、運転制御装置4から制御対象装置3に送信された制御目標値31Xに基づく炉内温度の制御が十分であったため、作業員70(図13)により大きな介入操作が行われなかったことを意味する。かくして、このとき補正情報計算部66は、学習済モデル40を利用した自動補正値32Xの算出及び算出した自動補正値32Xの利用を開始又は再開する(S27)。
On the other hand, obtaining a positive result in the determination in step S24 means that the control of the furnace temperature based on the
続いて、補正情報計算部66が、制御対象装置3の検出部63(図2)から送信されてきた稼働情報24X(図3)を取得し、取得した稼働情報24Xを稼働情報テーブル24(図7)に登録すると共に(S28)、制御対象装置3における今回の焼成工程が完了したか否かを判断する(S29)。
Subsequently, the correction
補正情報計算部66は、この判断で否定結果を得るとステップS21に戻り、この後、ステップS28で肯定結果を得るまでステップS21~ステップS29の処理を繰り返す。そして補正情報計算部66は、やがて制御対象装置3における今回の焼成工程が完了すると、この運転制御処理を終了する。
When the correction
(4-2)再学習処理
図16は、図15について上述した運転制御処理のステップS26で補正情報計算部66から再学習指示が与えられた学習部65により実行される再学習処理を示す。学習部65は、この図16に示す処理手順に従って、制御対象装置3の炉内温度やその周辺環境がどのような状態のときに作業員70(図13)が操作部60を介して制御対象装置3に対してどのような介入操作を行ったかを再学習する。
(4-2) Relearning Process FIG. 16 shows the relearning process executed by the
実際上、学習部65は、補正情報計算部66から再学習指示が与えられるとこの図16に示す際学習処理を開始し、まず、制御履歴テーブル25(図8)に格納されている制御履歴情報25Xのうち、未だ学習済モデル40の学習に利用していない制御履歴情報25Xのデータを入力としてかかる再学習を行い、学習済モデル40を更新する(S30)。また学習部65は、この後、更新後の学習済モデル40を補正情報計算部66が利用できるようにデプロイし(S31)し、この後、この再学習処理を終了する。
In practice, when the
(4-3)画面作成表示処理
図17は、表示情報作成部67により実行される画面作成表示処理の処理手順を示す。表示情報作成部67は、この図17に示す処理手順に従って図14について上述した制御対象装置状態表示画面80を作成し、作成した制御対象装置状態表示画面80を表示装置14(図1)に表示する。
(4-3) Screen creation and display processing FIG. 17 shows the processing procedure of the screen creation and display processing executed by the display
実際上、表示情報作成部67は、運転制御装置4が起動されるとこの図17に示す画面作成表示処理を開始し、まず、補正情報計算部66により算出された自動補正値32X自体の大きさ、自動補正値32Xのばらつき、及び、自動補正値32Xの変動のいずれかが、これら自動補正値32X自体の大きさ、自動補正値32Xのばらつき、及び、自動補正値32Xの変動に対してそれぞれ予め設定された所定範囲(以下、これを自動補正値許容範囲と呼ぶ)内にあるか否かを判断する(S40)。
In fact, when the
そして表示情報作成部67は、この判断で肯定結果を得るとステップS43に進み、制御対象装置状態表示画面80における稼働状況表示領域81(図14)に表示すべき制御対象装置3の稼働状況を表す装置状況情報33X(図11)を生成し、生成した装置状況情報33Xを装置状況情報テーブル33(図11)に格納する(S43)。
If the display
また表示情報作成部67は、装置状況情報テーブル33に格納した装置状況情報33Xに基づいて、制御対象装置3の稼働状況を表す情報(図14ではグラフ)を掲載した制御対象装置状態表示画面80を作成する。さらに表示情報作成部67は、作成した制御対象装置状態表示画面80を表示装置14に表示し(S44)、この後ステップS40に戻って、これ以降ステップS40~ステップS44の処理を繰り返す。
In addition, the display
これに対して、表示情報作成部67は、ステップS40の判断で否定結果を得ると、制御対象装置3に異常が発生したものと判断し、異常の要因を分析する(S41)かかる要因の分析手法としては、対応する自動補正値許容範囲外となった自動補正値32X自体の大きさ、自動補正値32Xのばらつき及び又は自動補正値32Xの変動について、物理モデルとの乖離を活用する方法がある。
On the other hand, when the display
続いて、表示情報作成部67は、ステップS41の分析結果に基づいてアラート情報34X(図12)を生成し、生成したアラート情報34Xをアラート情報テーブル34(図12)に格納する(S42)。また表示情報作成部67は、上述と同様にして装置状況情報33Xを生成し、生成した装置状況情報33Xを装置状況情報テーブル33に格納する(S43)。
Subsequently, the display
そして表示情報作成部67は、装置状況情報テーブル33に格納した装置状況情報33Xと、アラート情報テーブル34に格納したアラート情報34Xとに基づいて制御対象装置状態表示画面80を作成すると共に、作成した制御対象装置状態表示画面80を表示装置14に表示する(S44)。さらに表示情報作成部67は、この後ステップS40に戻り、これ以降ステップS40~ステップS44の処理を繰り返す。
Then, the display
(5)本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態の運転制御システム1では、運転制御装置4において、制御対象装置3の稼働値や環境条件がどのような状態のときに作業員70(図13)が操作部60を介して制御対象装置3に対してどのような介入操作を行ったかを学習し、学習により得られた学習済モデル40を利用して、現在の制御対象装置3の稼働値及び環境条件のときに作業員70(図13)が制御対象装置3に対してどのような介入操作を行うかを推測して自動補正値32Xを算出し、算出した自動補正値32Xに基づいて制御対象装置3を制御する。
(5) Effects of the present embodiment As described above, in the
従って、本運転制御システム1によれば、自動制御と人の介入操作とを協調させた制御を行うことができ、その分、より熟練者の感性に近い制御を行うことができる。
Therefore, according to the present
(6)他の実施の形態
なお、上述の実施の形態においては、本発明を炭素電極の焼成工程における炉内温度の制御に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、樹脂ペレットの押出し成型工程におけるスクリュー回転数及び又はシリンダない温度の制御や、植物工場における工場内部の温度及び又は湿度の制御など、種々の制御対象の制御に広く適用することができる。
(6) Other Embodiments In the above-described embodiments, a case has been described in which the present invention is applied to controlling the furnace temperature in the firing process of carbon electrodes, but the present invention is not limited to this. First, it can be widely applied to control various control objects, such as controlling the screw rotation speed and/or cylinder temperature in the extrusion molding process of resin pellets, and controlling the temperature and/or humidity inside a plant factory. .
また上述の実施の形態においては、運転制御装置4が制御対象装置3に制御目標値31Xを送信する第1の周期(制御目標値適用タイミングの周期)と、運転制御装置4が制御対象装置3に自動補正値32Xを送信する第2の周期(制御対象装置3の検出部63が稼働値や環境条件などの情報を運転制御装置4に送信する周期)とが異なっている場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかる第1及び第2の周期が同じ周期及び同じタイミングであってもよい。この場合、運転制御装置4が、算出した自動補正値32Xにより制御目標値31Xを補正した上で、補正後の制御目標値31Xを制御対象装置3に送信するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the first cycle (cycle of control target value application timing) in which the
さらに上述の実施の形態においては、運転制御装置4を1つのコンピュータ装置により構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数のコンピュータ装置から構成される分散型コンピューティングシステムにより構成するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, a case has been described in which the
さらに上述の実施の形態においては、制御対象装置状態表示画面80を図14のように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の画面構成を広く適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which the controlled device status display screen 80 is configured as shown in FIG. can do.
さらに上述の実施の形態においては、補正情報計算部66により算出された自動補正値32X自体の大きさ、自動補正値32Xのばらつき、及び、自動補正値32Xの変動に基づいて制御対象装置3の異常の有無を判定したり、異常の要因を分析するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の情報に基づいて制御対象装置3の異常の有無を判定したり、異常の要因を分析するようにしてもよい。
Furthermore, in the embodiment described above, the control target device 3 is adjusted based on the magnitude of the
本発明は、制御対象を所定状態に制御する種々の制御装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to various control devices that control a controlled object to a predetermined state.
1……運転制御システム、3……制御対象装置、4……運転制御装置、10……CPU、14……表示装置、21……製造情報テーブル、21X……製造情報、22……前工程情報テーブル、22X……前工程情報、23……物理/経験モデル、24……稼働情報テーブル、24X……稼働情報、25……制御履歴テーブル、25X……制御履歴情報、31……制御目標値テーブル、31X……制御目標値、32……自動補正値テーブル、32X……自動補正値、33……装置状況情報テーブル、33X……装置状況情報、34……アラート情報テーブル、34X……アラート情報、40……学習済モデル、64……制御目標値計算部、65……学習部、66……補正情報計算部、67……表示情報作成部、70……作業員、71……手動補正値、80……制御対象装置状態表示画面。
1... Operation control system, 3... Controlled device, 4... Operation control device, 10... CPU, 14... Display device, 21... Manufacturing information table, 21X... Manufacturing information, 22... Pre-process Information table, 22X...previous process information, 23...physical/empirical model, 24...operation information table, 24X...operation information, 25...control history table, 25X...control history information, 31...control target Value table, 31X...Control target value, 32...Auto correction value table, 32X...Auto correction value, 33...Device status information table, 33X...Device status information, 34...Alert information table, 34X... Alert information, 40... Learned model, 64... Control target value calculation section, 65... Learning section, 66... Correction information calculation section, 67... Display information creation section, 70... Worker, 71... Manual correction value, 80...Controlled device status display screen.
Claims (14)
前記制御対象を前記所定状態に制御するための制御目標を算出し、算出した前記制御目標を前記制御対象に送信するようにして、前記制御対象を制御する制御目標計算部と、
前記制御対象に対する人手での介入操作による第1の補正量と、当該介入操作が行われたときの前記制御対象の制御結果とを取得し、取得した前記第1の補正量及び前記制御対象の制御結果に基づいて、前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習する学習部と、
現在の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した前記制御対象の制御結果と、前記学習部による学習により得られた学習済モデルとを利用して前記制御目標に対する第2の補正量を算出する補正情報計算部と
を備え、
前記補正情報計算部は、
算出した前記第2の補正量により前記制御目標を補正し、又は、算出した前記第2の補正量を前記制御対象に送信する
ことを特徴とする制御装置。 In a control device that controls a controlled object to a predetermined state,
a control target calculation unit that controls the controlled object by calculating a control target for controlling the controlled object to the predetermined state and transmitting the calculated control target to the controlled object;
A first correction amount by a manual intervention operation on the control object and a control result of the control object when the intervention operation is performed, and the obtained first correction amount and the control result of the control object a learning unit that learns the first correction amount for the control result of the controlled object based on the control result;
Acquire the current control result of the controlled object, and calculate a second correction amount for the control target using the acquired control result of the controlled object and the learned model obtained by learning by the learning unit. and a correction information calculation section for
The correction information calculation unit includes:
A control device comprising: correcting the control target using the calculated second correction amount; or transmitting the calculated second correction amount to the control target.
現在及び過去の前記時系列の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した時系列の前記制御対象の制御結果に基づいて前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The learning department is
acquiring the current and past time-series control results of the controlled object, and learning the first correction amount for the control result of the controlled object based on the acquired time-series control results of the controlled object; The control device according to claim 1, characterized in that:
前記制御対象の制御結果の変化量に基づいて、人手での介入操作が行われたときの前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習し、
前記補正情報計算部は、
現在の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した前記制御対象の制御結果の変化量に基づき、前記学習済モデルを利用して前記制御目標に対する前記第2の補正量を算出する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 The learning department is
learning the first correction amount for the control result of the controlled object when a manual intervention operation is performed based on the amount of change in the control result of the controlled object;
The correction information calculation unit includes:
A current control result of the controlled object is acquired, and the second correction amount for the control target is calculated using the learned model based on the amount of change in the acquired control result of the controlled object. The control device according to claim 1 or claim 2.
前記第1の補正量が、当該第1の補正量に対して予め設定された所定の第1の範囲を超えた場合に、前記第2の補正量の算出を停止する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The correction information calculation unit includes:
A claim characterized in that the calculation of the second correction amount is stopped when the first correction amount exceeds a predetermined first range set in advance for the first correction amount. The control device according to item 1.
前記第1の補正量が、前記第1の範囲を超えた場合に、前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を再学習する
ことを特徴とする請求項4に記載の制御装置。 The learning department is
The control device according to claim 4, wherein when the first correction amount exceeds the first range, the first correction amount for the control result of the controlled object is re-learned.
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 It is characterized by further comprising a display unit that determines the presence or absence of an abnormality in the control device based on the control result of the controlled object, and when an abnormality is detected, analyzes the cause of the abnormality and displays the analysis result. The control device according to claim 1.
前記第2の補正量のばらつき、当該第2の補正量自体の大きさ及び又は前記第2の補正量の変動のいずれかが、前記第2の補正量のばらつき、当該第2の補正量自体の大きさ及び又は前記第2の補正量の変動に対して予めそれぞれ設定された所定の第2の範囲を超えた場合に前記制御対象に異常が発生したものとして、前記第2の補正量が前記第2の範囲外となった要因を分析し、分析結果を表示する
ことを特徴とする請求項6に記載の制御装置。 The display section is
Any of the variation in the second correction amount, the size of the second correction amount itself, and/or the variation in the second correction amount is the variation in the second correction amount, the second correction amount itself, If the magnitude and/or fluctuation of the second correction amount exceeds a predetermined second range set in advance, it is assumed that an abnormality has occurred in the controlled object, and the second correction amount is determined to be abnormal. 7. The control device according to claim 6, wherein the control device analyzes the cause of the deviation outside the second range and displays the analysis result.
前記制御対象を前記所定状態に制御するための制御目標を算出し、算出した前記制御目標を前記制御対象に送信するようにして、前記制御対象を制御する第1のステップと、
前記制御対象に対する人手での介入操作による第1の補正量と、当該介入操作が行われたときの前記制御対象の制御結果とを取得し、取得した前記第1の補正量及び前記制御対象の制御結果に基づいて、前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習する第2のステップと、
現在の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した前記制御対象の制御結果と、前記学習部による学習により得られた学習済モデルとを利用して前記制御目標に対する第2の補正量を算出する第3のステップと
を備え、
前記第3のステップにおいて、前記制御装置は、
算出した前記第2の補正量により前記制御目標を補正し、又は、算出した前記第2の補正量を前記制御対象に送信する
ことを特徴とする制御方法。 A control method executed by a control device that controls a controlled object to a predetermined state, the method comprising:
a first step of controlling the controlled object by calculating a control target for controlling the controlled object to the predetermined state and transmitting the calculated control target to the controlled object;
A first correction amount by a manual intervention operation on the control object and a control result of the control object when the intervention operation is performed, and the obtained first correction amount and the control result of the control object a second step of learning the first correction amount for the control result of the controlled object based on the control result;
Acquire the current control result of the controlled object, and calculate a second correction amount for the control target using the acquired control result of the controlled object and the learned model obtained by learning by the learning unit. and a third step to
In the third step, the control device:
A control method comprising: correcting the control target using the calculated second correction amount; or transmitting the calculated second correction amount to the control target.
現在及び過去の前記時系列の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した時系列の前記制御対象の制御結果に基づいて前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を学習する
ことを特徴とする請求項8に記載の制御方法。 In the second step, the control device:
acquiring the current and past time-series control results of the controlled object, and learning the first correction amount for the control result of the controlled object based on the acquired time-series control results of the controlled object; The control method according to claim 8, characterized in that:
前記制御対象の制御結果の変化量に基づいて、人手での介入操作が行われたときの前記制御対象の制御結果が所定範囲内となるように前記第1の補正量を学習し、
前記第3のステップにおいて、前記制御装置は、
現在の前記制御対象の制御結果を取得し、取得した前記制御対象の制御結果の変化量に基づき、前記学習済モデルを利用して前記制御目標に対する前記第2の補正量を算出する
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の制御方法。 In the second step, the control device:
learning the first correction amount based on the amount of change in the control result of the controlled object so that the control result of the controlled object when a manual intervention operation is performed is within a predetermined range;
In the third step, the control device:
A current control result of the controlled object is acquired, and the second correction amount for the control target is calculated using the learned model based on the amount of change in the acquired control result of the controlled object. The control method according to claim 8 or claim 9.
前記第1の補正量が、当該第1の補正量に対して予め設定された所定の第1の範囲を超えた場合に、前記第2の補正量の算出を停止する
ことを特徴とする請求項8に記載の制御方法。 In the third step, the control device:
A claim characterized in that the calculation of the second correction amount is stopped when the first correction amount exceeds a predetermined first range set in advance for the first correction amount. The control method according to item 8.
前記第1の補正量が、前記第1の範囲を超えた場合に、前記制御対象の制御結果に対する前記第1の補正量を再学習する
ことを特徴とする請求項11に記載の制御方法。 In the second step, the control device:
The control method according to claim 11, characterized in that, when the first correction amount exceeds the first range, the first correction amount for the control result of the controlled object is re-learned.
前記制御対象の制御結果に基づいて前記制御装置における異常の有無を判定し、異常を検知した場合には、当該異常の要因を分析して分析結果を表示する
ことを特徴とする請求項8に記載の制御方法。 In the third step, the control device:
According to claim 8, the control device determines whether or not there is an abnormality in the control device based on the control result of the controlled object, and when an abnormality is detected, analyzes the cause of the abnormality and displays the analysis result. Control method described.
前記第2の補正量のばらつき、当該第2の補正量自体の大きさ及び又は前記第2の補正量の変動のいずれかが、前記第2の補正量のばらつき、当該第2の補正量自体の大きさ及び又は前記第2の補正量の変動に対して予めそれぞれ設定された所定の第2の範囲を超えた場合に前記制御対象に異常が発生したものとして、前記第2の補正量が前記第2の範囲外となった要因を分析し、分析結果を表示する
ことを特徴とする請求項13に記載の制御方法。
In the third step, the control device:
Any of the variation in the second correction amount, the size of the second correction amount itself, and/or the variation in the second correction amount is the variation in the second correction amount, the second correction amount itself, If the magnitude and/or fluctuation of the second correction amount exceeds a predetermined second range set in advance, it is assumed that an abnormality has occurred in the controlled object, and the second correction amount is determined to be abnormal. 14. The control method according to claim 13, further comprising analyzing the cause of the deviation outside the second range and displaying the analysis result.
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