JP2847313B2 - プログラム調節計 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプログラム調節計に係り、予め設定したプロ
グラムに従って例えば電気高温炉等を温度調節するプロ
グラム調節計の改良に関する。
グラムに従って例えば電気高温炉等を温度調節するプロ
グラム調節計の改良に関する。
［従来の技術］ 従来、この種のプログラム調節計は、例えば第８図に
示すように、プログラムパターン設定手段１、設定値演
算手段３、比較手段５、PID演算手段７、セグメント到
達判定手段９、切換手段11、ランプ用定数記憶手段13、
定値用定数記憶手段15および制御対象17を有して構成さ
れていた。
示すように、プログラムパターン設定手段１、設定値演
算手段３、比較手段５、PID演算手段７、セグメント到
達判定手段９、切換手段11、ランプ用定数記憶手段13、
定値用定数記憶手段15および制御対象17を有して構成さ
れていた。
すなわち、制御対象17を制御するプロセス区間を、第
９図のように複数に分割して各々をセグメント（１）〜
（５）・・・とし、各セグメント（１）〜（５）・・・
に対応したセグメント識別符号、制御時間および制御レ
ベル等のセグメントデータをプログラムパターン設定手
段１から入力して制御パターンを設定し、設定値演算手
段３ではその制御パターンに従って各セグメントに対応
した制定値SVを演算して比較手段５に加え、この比較手
段５では制御対象17からの測定値PVとの偏差を得てPID
演算手段７に加え、このPID演算手段７ではランプ用定
数記憶手段13又は定値用定数記憶手段15から切換手段11
にて選択的に加えられたPID定数と上記偏差に基づいてP
ID演算し、操作量MVを制御対象17へ出力するものであ
る。
９図のように複数に分割して各々をセグメント（１）〜
（５）・・・とし、各セグメント（１）〜（５）・・・
に対応したセグメント識別符号、制御時間および制御レ
ベル等のセグメントデータをプログラムパターン設定手
段１から入力して制御パターンを設定し、設定値演算手
段３ではその制御パターンに従って各セグメントに対応
した制定値SVを演算して比較手段５に加え、この比較手
段５では制御対象17からの測定値PVとの偏差を得てPID
演算手段７に加え、このPID演算手段７ではランプ用定
数記憶手段13又は定値用定数記憶手段15から切換手段11
にて選択的に加えられたPID定数と上記偏差に基づいてP
ID演算し、操作量MVを制御対象17へ出力するものであ
る。
さらに、セグメント到達判定手段９にて、設定値SVの
演算が次の制御セグメントの演算に到達したことを判定
したとき、セグメント到達判定手段９が切換手段11を切
換え制御して次の制御セグメントに対応したPID定数をP
ID演算手段７へ出力可能に形成されている。
演算が次の制御セグメントの演算に到達したことを判定
したとき、セグメント到達判定手段９が切換手段11を切
換え制御して次の制御セグメントに対応したPID定数をP
ID演算手段７へ出力可能に形成されている。
従って、上述したプログラム調節計は、第10図に示す
ように、ステップ100で各セグメントがプログラム運転
され、ステップ101で次のセグメントに到達したか否か
判定され、NOの場合にはステップ100に戻ってこれらス
テップ100、101を繰返す。
ように、ステップ100で各セグメントがプログラム運転
され、ステップ101で次のセグメントに到達したか否か
判定され、NOの場合にはステップ100に戻ってこれらス
テップ100、101を繰返す。
ステップ101がYESになると、続くステップ102でセグ
メントのカウントを１つ進め、ステップ103にてその進
められたセグメントに応じたPID定数に切換えてステッ
プ100に移るように動作する。
メントのカウントを１つ進め、ステップ103にてその進
められたセグメントに応じたPID定数に切換えてステッ
プ100に移るように動作する。
そのため、ランプセグメントに対しては設定値に追随
する応答速度が早く即答性のある追値制御用のPID定数
をランプ制御用定数記憶手段13に記憶させ、定値セグメ
ントに対しては外乱制御用のPID定数を定値制御用定数
記憶手段15に記憶させ、セグメント（１）、（３）、
（５）...にはランプ制御用定数記憶手段13に記憶され
たPID定数で演算された操作量MVが、セグメント
（２）、（４）、（６）...には定値制御用定数記憶手
段15に記憶されたPID定数で演算された操作量MVが制御
対象17へ出力され、第９図のように全体のセグメントの
連続、すなわち設定された制御パターンに従って制御対
象17がプログラム制御されると考えられている。
する応答速度が早く即答性のある追値制御用のPID定数
をランプ制御用定数記憶手段13に記憶させ、定値セグメ
ントに対しては外乱制御用のPID定数を定値制御用定数
記憶手段15に記憶させ、セグメント（１）、（３）、
（５）...にはランプ制御用定数記憶手段13に記憶され
たPID定数で演算された操作量MVが、セグメント
（２）、（４）、（６）...には定値制御用定数記憶手
段15に記憶されたPID定数で演算された操作量MVが制御
対象17へ出力され、第９図のように全体のセグメントの
連続、すなわち設定された制御パターンに従って制御対
象17がプログラム制御されると考えられている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したプログラム調節計では、予め
設定された制御パターン通りに制御対象17がプログラム
制御されることが望まれるが、制御対象17に遅れ要素等
があるので、実際には次のような欠点が生じ易い。
設定された制御パターン通りに制御対象17がプログラム
制御されることが望まれるが、制御対象17に遅れ要素等
があるので、実際には次のような欠点が生じ易い。
すなわち、制御中のセグメントの演算が終了してから
次のセグメントに対応したPID定数がPID演算手段７へ切
換え入力されるので、ランプセグメントから定値セグメ
ントへの切換部では第９図中の（イ）に示すように、定
値セグメントの制御開始部にオーバーシュートが生じ易
くなる。
次のセグメントに対応したPID定数がPID演算手段７へ切
換え入力されるので、ランプセグメントから定値セグメ
ントへの切換部では第９図中の（イ）に示すように、定
値セグメントの制御開始部にオーバーシュートが生じ易
くなる。
他方、定値セグメントからランプセグメントへの切換
部では、第９図中の（ロ）で示すように、ランプセグメ
ントの制御開始部にアンダーシュートが生じ易くなる。
部では、第９図中の（ロ）で示すように、ランプセグメ
ントの制御開始部にアンダーシュートが生じ易くなる。
もっとも、PID定数を切換えることなく１組のPID定数
でPID演算手段７を動作させることも考えられるが、設
定値変更に対する制御応答と外乱に対する制御応答が異
なるため、ランプセグメントすなわち追値制御に最適な
PID定数を選択すると定値セグメントでは外乱の影響に
対する制御応答が最適とならず、反対に外乱の影響に最
適なPID定数を選択すると、ランプセグメントすなわち
追値制御での制御応答が最適とならない難点がある。
でPID演算手段７を動作させることも考えられるが、設
定値変更に対する制御応答と外乱に対する制御応答が異
なるため、ランプセグメントすなわち追値制御に最適な
PID定数を選択すると定値セグメントでは外乱の影響に
対する制御応答が最適とならず、反対に外乱の影響に最
適なPID定数を選択すると、ランプセグメントすなわち
追値制御での制御応答が最適とならない難点がある。
これに対して、１組のPID定数を用いて、設定値変更
に対する制御特性の応答と外乱に対する制御特性の応答
を等しくする制御演算方式としてＩ−PD演算方式がよく
知られている。
に対する制御特性の応答と外乱に対する制御特性の応答
を等しくする制御演算方式としてＩ−PD演算方式がよく
知られている。
しかし、この方式は、設定値変更に対する追随性が悪
くてプログラム制御運転を行なうと、ランプ制御開始時
から設定値への変化に追随できなくなり、設定されたプ
ログラムパターン通りの制御が困難となって実用的でな
い。定値制御時からランプ制御への変化時も同様であ
る。
くてプログラム制御運転を行なうと、ランプ制御開始時
から設定値への変化に追随できなくなり、設定されたプ
ログラムパターン通りの制御が困難となって実用的でな
い。定値制御時からランプ制御への変化時も同様であ
る。
本発明はこのような従来の欠点を解決するためになさ
れたもので、簡単な構成により現在制御中のセグメント
から次のセグメントへの切換部においてオーバーシュー
トやアンダーシュートが生じ難く、設定されたパターン
通りのプログラム制御が容易なプログラム調節計の提供
を目的とする。
れたもので、簡単な構成により現在制御中のセグメント
から次のセグメントへの切換部においてオーバーシュー
トやアンダーシュートが生じ難く、設定されたパターン
通りのプログラム制御が容易なプログラム調節計の提供
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために本発明の第１の構成
は、第１図のクレーム対応図に示すように、制御対象10
3、プログラムパターン設定手段100、設定値演算手段10
1、操作量演算手段102および切換点判別手段104を有し
て構成されている。
は、第１図のクレーム対応図に示すように、制御対象10
3、プログラムパターン設定手段100、設定値演算手段10
1、操作量演算手段102および切換点判別手段104を有し
て構成されている。
制御対象103は操作量によってプログラム制御される
ものであり、プログラムパターン設定手段100は、その
制御対象をプログラム制御する複数の制御プロセス区間
の各々をセグメントとし、これら各セグメントに対応し
た少なくとも制御レベルおよび制御時間を入力して全体
のセグメントパターンをプログラム設定し、このセグメ
ントの切換わり前における次のセグメントへの強制切換
点を設定するものである。
ものであり、プログラムパターン設定手段100は、その
制御対象をプログラム制御する複数の制御プロセス区間
の各々をセグメントとし、これら各セグメントに対応し
た少なくとも制御レベルおよび制御時間を入力して全体
のセグメントパターンをプログラム設定し、このセグメ
ントの切換わり前における次のセグメントへの強制切換
点を設定するものである。
設定値演算手段101は、そのプログラムパターン設定
手段100からの制御レベルおよび制御時間から順次設定
量を演算するものである。
手段100からの制御レベルおよび制御時間から順次設定
量を演算するものである。
操作量演算手段102は、制御対象103からの測定量と設
定値演算手段101からの設定量に基づき操作量を演算す
るＩ−PD演算手段102aと、ランプセグメント時に測定量
と設定量に基づきＩ−PD演算手段102aよりも設定値への
応答速度が早く操作量を演算するPID演算手段102bと、
Ｉ−PD演算手段102aおよびPID演算手段102bを選択的に
切換え動作させる切換手段102cとを有するものである。
定値演算手段101からの設定量に基づき操作量を演算す
るＩ−PD演算手段102aと、ランプセグメント時に測定量
と設定量に基づきＩ−PD演算手段102aよりも設定値への
応答速度が早く操作量を演算するPID演算手段102bと、
Ｉ−PD演算手段102aおよびPID演算手段102bを選択的に
切換え動作させる切換手段102cとを有するものである。
切換点判別手段104は、その設定値演算手段101におけ
る演算が強制切換点に達したとき、操作量演算手段102
の切換手段102cを次のセグメントに対応する前記演算手
段に切換え制御するものである。
る演算が強制切換点に達したとき、操作量演算手段102
の切換手段102cを次のセグメントに対応する前記演算手
段に切換え制御するものである。
そして、上記第１の構成では、プログラムパターン設
定手段100における強制切換点は、当該セグメントの終
了点から制御対象103の持つ約むだ時間分手前に設定可
能である。
定手段100における強制切換点は、当該セグメントの終
了点から制御対象103の持つ約むだ時間分手前に設定可
能である。
また、本発明の第２の構成は、第２図のクレーム対応
図で示したように、第１の構成と同様な制御対象103、
プログラムパターン設定手段100、設定値演算手段101
と、以下のような操作量演算手段105および切換点判別
手段106を有して構成されている。
図で示したように、第１の構成と同様な制御対象103、
プログラムパターン設定手段100、設定値演算手段101
と、以下のような操作量演算手段105および切換点判別
手段106を有して構成されている。
すなわち、操作量演算手段105は、制御対象103からの
測定量と設定値演算手段101からの設定量に基づき操作
量をPID演算するPID演算手段105aと、ランプおよび定値
セグメントに対応するPID演算に用いるランプ追値制御
用および定値制御用のPID定数を個々に記憶する複数のP
ID定数記憶手段105b、105cと、これらのPID定数記憶手
段105b、105cをPID演算手段105aに選択的に切換え接続
する切換手段105dとを有するものである。
測定量と設定値演算手段101からの設定量に基づき操作
量をPID演算するPID演算手段105aと、ランプおよび定値
セグメントに対応するPID演算に用いるランプ追値制御
用および定値制御用のPID定数を個々に記憶する複数のP
ID定数記憶手段105b、105cと、これらのPID定数記憶手
段105b、105cをPID演算手段105aに選択的に切換え接続
する切換手段105dとを有するものである。
切換点判別手段106は、設定値演算手段101における演
算が強制切換点に達したとき、次のセグメントに対応す
るPID定数を記憶したPID記憶手段105b、105cをPID演算
手段105aに切換制御するものである。
算が強制切換点に達したとき、次のセグメントに対応す
るPID定数を記憶したPID記憶手段105b、105cをPID演算
手段105aに切換制御するものである。
そして、この第２の構成においても、上記プログラム
パターン設定手段100における強制切換点は、当該セグ
メントの終了点から制御対象103の持つ約むだ時間分手
前に設定可能である。
パターン設定手段100における強制切換点は、当該セグ
メントの終了点から制御対象103の持つ約むだ時間分手
前に設定可能である。
［作 用］ このような手段を備えた本発明の第１の構成では、切
換点判別手段104が、設定値演算手段101における演算の
強制切換点として、制御中のセグメントの制御終了点か
ら制御対象103の持つ約むだ時間分手前への到達を判別
すると、操作量演算手段102の切換手段102cを所定順序
で切換え制御し、例えば次のセグメントが定値セグメン
トであれば、操作量演算手段102が、Ｉ−PD演算手段102
aにて制御対象103からの設定値と設定値演算手段101か
らの設定値に基づき操作量を演算して制御対象103へ出
力する。
換点判別手段104が、設定値演算手段101における演算の
強制切換点として、制御中のセグメントの制御終了点か
ら制御対象103の持つ約むだ時間分手前への到達を判別
すると、操作量演算手段102の切換手段102cを所定順序
で切換え制御し、例えば次のセグメントが定値セグメン
トであれば、操作量演算手段102が、Ｉ−PD演算手段102
aにて制御対象103からの設定値と設定値演算手段101か
らの設定値に基づき操作量を演算して制御対象103へ出
力する。
他方、次のセグメントがランプセグメントであれば、
操作量演算手段102が、PID演算手段102bにてそれら測定
量と設定量に基づき、操作量を演算して制御対象103へ
出力する。
操作量演算手段102が、PID演算手段102bにてそれら測定
量と設定量に基づき、操作量を演算して制御対象103へ
出力する。
また、本発明の第２の構成では、切換点判別手段106
が、設定値演算手段101における演算の強制切換点到達
を判別すると、切換手段105dを所定順序で切換え制御
し、例えば次のセグメントが定値セグメントであれば、
操作量演算手段105は、定値制御用PID定数を入力し、PI
D演算手段105aにて測定量と設定量に基づき、定値セグ
メントに対応した操作量を演算して制御対象103へ出力
する。
が、設定値演算手段101における演算の強制切換点到達
を判別すると、切換手段105dを所定順序で切換え制御
し、例えば次のセグメントが定値セグメントであれば、
操作量演算手段105は、定値制御用PID定数を入力し、PI
D演算手段105aにて測定量と設定量に基づき、定値セグ
メントに対応した操作量を演算して制御対象103へ出力
する。
他方、次のセグメントがランプセグメントであれば、
操作量演算手段105は、ランプ追値制御用PID定数を入力
し、PID演算手段105aにてそれら測定量と設定値に基づ
きランプセグメントに対応した操作量を演算して制御対
象103へ出力する。
操作量演算手段105は、ランプ追値制御用PID定数を入力
し、PID演算手段105aにてそれら測定量と設定値に基づ
きランプセグメントに対応した操作量を演算して制御対
象103へ出力する。
［実 施 例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第３図は本発明に係るプログラム調節計の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
まず、第１の構成を説明する。
第３図において、制御装置19は、キー入力装置21、記
憶装置23、出力装置25、入力装置27および表示装置（図
示せず）に接続され、これらとの間の信号の入出力を制
御するものであり、CPU19a、ROM19b、RAM19cおよびI/O1
9dを主体として形成され、所謂マイクロコンピュータの
主要部で構成される。
憶装置23、出力装置25、入力装置27および表示装置（図
示せず）に接続され、これらとの間の信号の入出力を制
御するものであり、CPU19a、ROM19b、RAM19cおよびI/O1
9dを主体として形成され、所謂マイクロコンピュータの
主要部で構成される。
CPU19aは所定のプログラムの下でキー入力装置21、記
憶装置23、出力装置25および入力装置27間の信号の入出
力制御、設定値SVや操作量MVの演算処理の他、後述する
主要機能を実行するものである。
憶装置23、出力装置25および入力装置27間の信号の入出
力制御、設定値SVや操作量MVの演算処理の他、後述する
主要機能を実行するものである。
ROM19bはCPU19aを動作させるプログラムを記憶したも
ので、RAM19cはCPU19aの演算過程等のデータを一時的に
記憶するもので、I/O19dはキー入力装置21、記憶装置2
3、出力装置25および入力装置27と制御装置19間のイン
ターフェースである。
ので、RAM19cはCPU19aの演算過程等のデータを一時的に
記憶するもので、I/O19dはキー入力装置21、記憶装置2
3、出力装置25および入力装置27と制御装置19間のイン
ターフェースである。
キー入力装置21は、プログラム調節計本体の操作パネ
ル（いずれも図示せず）等に配置された例えばキーボー
ドであり、制御装置19の管理下で、プログラム、各セグ
メントを識別するセグメント識別符号、各セグメントの
制御時間、各セグメントにおける最終の設定値レベル等
の各種のセグメントデータが入力可能になっており、第
４図のようなセグメントパターンをプログラム設定する
プログラムパターン設定手段100を形成している。
ル（いずれも図示せず）等に配置された例えばキーボー
ドであり、制御装置19の管理下で、プログラム、各セグ
メントを識別するセグメント識別符号、各セグメントの
制御時間、各セグメントにおける最終の設定値レベル等
の各種のセグメントデータが入力可能になっており、第
４図のようなセグメントパターンをプログラム設定する
プログラムパターン設定手段100を形成している。
また、キー入力装置21は、制御装置19の管理下で、第
４図に示すように、あるセグメントへの演算到達点、換
言すればあるセグメントの制御期間Ｓの本来の演算終了
点から所定時間、例えば後述する制御対象29のむだ時間
（ｔ）分手前、又は後述する操作量演算手段102で演算
する積分時間の約1/2分手前を次のセグメントへの強制
切換点として設定するものである。
４図に示すように、あるセグメントへの演算到達点、換
言すればあるセグメントの制御期間Ｓの本来の演算終了
点から所定時間、例えば後述する制御対象29のむだ時間
（ｔ）分手前、又は後述する操作量演算手段102で演算
する積分時間の約1/2分手前を次のセグメントへの強制
切換点として設定するものである。
記憶装置23は、制御装置19の管理下で、キー入力装置
21から入力された各セグメントデータ、強制切換点、制
御用のPID定数を各セグメントに対応させて記憶すると
とにも、読み出し可能に形成されたものである。
21から入力された各セグメントデータ、強制切換点、制
御用のPID定数を各セグメントに対応させて記憶すると
とにも、読み出し可能に形成されたものである。
出力装置25は、制御装置19からの演算結果であるデジ
タル操作量MVからアナログ操作量MVを作成して制御対象
29へ出力するものであるが、アナログ操作量MVに限らず
制御装置19からのデジタル操作量に応じ、一定時間内に
所定割合時間でデジタル信号を出力する場合もある。
タル操作量MVからアナログ操作量MVを作成して制御対象
29へ出力するものであるが、アナログ操作量MVに限らず
制御装置19からのデジタル操作量に応じ、一定時間内に
所定割合時間でデジタル信号を出力する場合もある。
制御対象29は、例えば電気炉であり、内蔵する例えば
温度センサー（図示せず）で検出されたアナログ測定値
PVを入力装置27へフィードバック出力するように形成さ
れている。
温度センサー（図示せず）で検出されたアナログ測定値
PVを入力装置27へフィードバック出力するように形成さ
れている。
入力装置27は、制御装置19の管理下で、制御対象29か
ら入力されたアナログ測定値PV（フィードバックデー
タ）をデジタル信号に増幅変換して制御装置19へフィー
ドバック出力するものである。
ら入力されたアナログ測定値PV（フィードバックデー
タ）をデジタル信号に増幅変換して制御装置19へフィー
ドバック出力するものである。
制御装置19は、ROM19bに記憶されたプログラムに従
い、所定のセグメント順序でそのセグメントデータを記
憶装置23から読み込んで設定値SVを作成する設定値演算
手段101を形成するとともに、入力装置27からの測定値P
Vを取込み、これら設定値SVと測定値PVの偏差を用いて
各セグメント毎に操作量MVを演算して出力装置25へ出力
するものであり、操作量演算手段102を形成している。
い、所定のセグメント順序でそのセグメントデータを記
憶装置23から読み込んで設定値SVを作成する設定値演算
手段101を形成するとともに、入力装置27からの測定値P
Vを取込み、これら設定値SVと測定値PVの偏差を用いて
各セグメント毎に操作量MVを演算して出力装置25へ出力
するものであり、操作量演算手段102を形成している。
この操作量演算手段102は、第１図を参照して説明す
るならば、設定値演算手段101からの設定値SVを切換え
接続する切換手段102cと、切換手段102cからの設定値SV
と制御対象103からの測定値PVに基づきＩ−PD演算をす
るＩ−PD演算手段102aと、ランプ制御時に上記Ｉ−PD演
算の欠点である設定値変化への追従の悪さを補うため、
それら設定値SVと測定値PVに基づき演算をするPID演算
手段102bから形成されており、Ｉ−PD演算手段102aおよ
びPID演算手段102bから選択的に操作量MVが出力され
る。
るならば、設定値演算手段101からの設定値SVを切換え
接続する切換手段102cと、切換手段102cからの設定値SV
と制御対象103からの測定値PVに基づきＩ−PD演算をす
るＩ−PD演算手段102aと、ランプ制御時に上記Ｉ−PD演
算の欠点である設定値変化への追従の悪さを補うため、
それら設定値SVと測定値PVに基づき演算をするPID演算
手段102bから形成されており、Ｉ−PD演算手段102aおよ
びPID演算手段102bから選択的に操作量MVが出力され
る。
Ｉ−PD演算手段とPID演算手段の演算構成としては、
第５図のように、切換手段102cの他、Ｉ演算回路102e、
Ｐ演算回路102f、Ｄ演算回路102g、比較回路102dおよび
加算回路102hの接続構成による偏差微分PID演算とＩ−P
D演算の切換え構成が知られている。
第５図のように、切換手段102cの他、Ｉ演算回路102e、
Ｐ演算回路102f、Ｄ演算回路102g、比較回路102dおよび
加算回路102hの接続構成による偏差微分PID演算とＩ−P
D演算の切換え構成が知られている。
さらにまた、第６図のように、Ｉ演算回路102e、Ｐ演
算回路102f、Ｄ演算回路102g、比較回路102dおよび加算
回路102hの接続構成による測定値微分PID演算とＩ−PD
演算構成が知られているが、いずれも公知であるで説明
を省略する。
算回路102f、Ｄ演算回路102g、比較回路102dおよび加算
回路102hの接続構成による測定値微分PID演算とＩ−PD
演算構成が知られているが、いずれも公知であるで説明
を省略する。
第３図において制御装置19は、あるセグメントにおけ
る設定値SVの演算が、キー入力装置21で設定された強制
切換点に達したか否かを判別し、達したことを判定した
ときには第５図および第６図における切換手段102cを切
換え制御する切換点判別手段104をも形成している。
る設定値SVの演算が、キー入力装置21で設定された強制
切換点に達したか否かを判別し、達したことを判定した
ときには第５図および第６図における切換手段102cを切
換え制御する切換点判別手段104をも形成している。
従って、制御装置19は、例えばランプ制御時には比較
的設定変更に対して追随性の良好なPID演算を行ない、
ランプセグメントにおける設定値SVの演算が強制切換点
に達したときＩ−PD演算に切換わり、その後は切換わっ
た演算構成で操作量MVを演算してプログラム出力すると
ともにセグメントカウントを１つ進め、次のセグメント
における設定値SVの演算中に強制切換点に達したときに
は、PID演算に切換わる。なお、演算構成の切換え時に
は操作量MVの変動をさけるためバンプレス動作するよう
になっている。
的設定変更に対して追随性の良好なPID演算を行ない、
ランプセグメントにおける設定値SVの演算が強制切換点
に達したときＩ−PD演算に切換わり、その後は切換わっ
た演算構成で操作量MVを演算してプログラム出力すると
ともにセグメントカウントを１つ進め、次のセグメント
における設定値SVの演算中に強制切換点に達したときに
は、PID演算に切換わる。なお、演算構成の切換え時に
は操作量MVの変動をさけるためバンプレス動作するよう
になっている。
このように構成された本発明のプログラム調節計は、
第７図に示すフローチャートによってより明確となるで
あろう。
第７図に示すフローチャートによってより明確となるで
あろう。
プログラムがスタートするとステップ700でプログラ
ム運転が実行され、プログラムされたセグメントのデジ
タル操作量MVが演算されて出力装置25へ出力され、出力
装置25から例えばアナログ操作量MVが制御対象29へ出力
される。
ム運転が実行され、プログラムされたセグメントのデジ
タル操作量MVが演算されて出力装置25へ出力され、出力
装置25から例えばアナログ操作量MVが制御対象29へ出力
される。
続くステップ701では次のセグメントへ到達したか否
か判定され、NOであればステップ702に移り、制御中の
セグメントにおいて強制切換点に到達したか否か判定さ
れ、このステップ702がNOの場合にはステップ700に戻
り、ステップ700又は702がYESとなるまで繰返しプログ
ラム運転が実行される。
か判定され、NOであればステップ702に移り、制御中の
セグメントにおいて強制切換点に到達したか否か判定さ
れ、このステップ702がNOの場合にはステップ700に戻
り、ステップ700又は702がYESとなるまで繰返しプログ
ラム運転が実行される。
ステップ702がYESになれば、ステップ703にて次のセ
グメントの運転形態が定値か否か判定され、YESの場合
すなわち次のセグメントが定値セグメントの場合にはス
テップ704にて制御演算をＩ−PD演算にバンプレスで切
換え、ステップ700に戻る。
グメントの運転形態が定値か否か判定され、YESの場合
すなわち次のセグメントが定値セグメントの場合にはス
テップ704にて制御演算をＩ−PD演算にバンプレスで切
換え、ステップ700に戻る。
ステップ703がNOの場合、すなわち次のセグメントが
ランプセグメントの場合にはステップ706にて制御演算
をPID演算にバンプレスで切換え、ステップ700に戻る。
ランプセグメントの場合にはステップ706にて制御演算
をPID演算にバンプレスで切換え、ステップ700に戻る。
そして、ステップ700によるPID演算又はＩ−PD演算に
基づくプログラム運転中にステップ701が次のセグメン
トの到達を判定すると、ステップ701がYESとなってステ
ップ706に移る。
基づくプログラム運転中にステップ701が次のセグメン
トの到達を判定すると、ステップ701がYESとなってステ
ップ706に移る。
ステップ706ではセグメントカウンタが１つ進めてス
テップ700に戻る。
テップ700に戻る。
従って、本発明のプログラム調節計は、第３図におい
てキー入力装置21から入力されたプログラムパターンに
従って制御対象29をプログラム制御（正確には設定値演
算）中に、設定値SVの演算が強制切換点に達すると、自
動的に次のセグメントに対応した制御演算に切換わるの
で、制御対象29に遅れ時間があっても、ランプセグメン
トから定値セグメントへ移ってもオーバーシュートやア
ンダーシュートが発生し難くなり、定値セグメントから
ランプセグメントへ移ってもオーバーシュートやアンダ
ーシュートが生じ難くなる。
てキー入力装置21から入力されたプログラムパターンに
従って制御対象29をプログラム制御（正確には設定値演
算）中に、設定値SVの演算が強制切換点に達すると、自
動的に次のセグメントに対応した制御演算に切換わるの
で、制御対象29に遅れ時間があっても、ランプセグメン
トから定値セグメントへ移ってもオーバーシュートやア
ンダーシュートが発生し難くなり、定値セグメントから
ランプセグメントへ移ってもオーバーシュートやアンダ
ーシュートが生じ難くなる。
そのため、制御対象29がプログラムパターン通りにプ
ログラム制御される。
ログラム制御される。
次に本発明の第２の構成を第２図を参照して説明す
る。
る。
上述した第１の構成は、操作量MVの演算手段がＩ−PD
演算手段102aとPID演算手段102bから形成され、これら
を切換手段102cで切換える構成としたもので、PID定数
を一定にしてアルゴリズムを切換え変化させたものであ
るが、本発明では操作量演算手段105を次のように構成
してもよい。
演算手段102aとPID演算手段102bから形成され、これら
を切換手段102cで切換える構成としたもので、PID定数
を一定にしてアルゴリズムを切換え変化させたものであ
るが、本発明では操作量演算手段105を次のように構成
してもよい。
すなわち、PID演算手段105aと、ランプ制御用PID定数
を記憶したランプ制御用PID定数記憶手段105bと、定値
制御用PID定数を記憶した定値制御用PID定数記憶手段10
5cと、これらの記憶手段を切換えて選択的にPID定数をP
ID演算手段105aへ出力する切換手段105dとを有し、上述
した切換点判別手段104と同様な切換点判別手段106が強
制切換点に達したことを判定したときに切換手段105dが
切換え制御される。
を記憶したランプ制御用PID定数記憶手段105bと、定値
制御用PID定数を記憶した定値制御用PID定数記憶手段10
5cと、これらの記憶手段を切換えて選択的にPID定数をP
ID演算手段105aへ出力する切換手段105dとを有し、上述
した切換点判別手段104と同様な切換点判別手段106が強
制切換点に達したことを判定したときに切換手段105dが
切換え制御される。
なお、これらランプ制御用PID定数記憶手段105bおよ
び定値制御用PID定数記憶手段105cは第３図の記憶装置2
3で形成され、PID演算手段105aおよび切換手段105dは同
図の制御装置19で形成されている。
び定値制御用PID定数記憶手段105cは第３図の記憶装置2
3で形成され、PID演算手段105aおよび切換手段105dは同
図の制御装置19で形成されている。
この第２の構成は、演算アルゴリズムをそのままにし
てPID定数をランプおよび定値セグメントに対応させて
切換えるもので、第７図中のステップ704および705の処
理が定値制御用PID定数によるPID演算処理又はランプ用
PID定数によるPID演算処理となるだけで、他の処理手順
は第１の構成と同様である。
てPID定数をランプおよび定値セグメントに対応させて
切換えるもので、第７図中のステップ704および705の処
理が定値制御用PID定数によるPID演算処理又はランプ用
PID定数によるPID演算処理となるだけで、他の処理手順
は第１の構成と同様である。
なお、本発明においては、制御中のセグメントから次
のセグメントへの強制切換点の設定は任意であり、第４
図のように制御中のセグメント制期間Ｓの本来の終了点
から所定時間（ｔ）分手前であればある程度の効果が期
待できるが、制御対象29を考慮すると制御対象29の約む
だ時間（ｔ）分手前を設定することが好ましい。
のセグメントへの強制切換点の設定は任意であり、第４
図のように制御中のセグメント制期間Ｓの本来の終了点
から所定時間（ｔ）分手前であればある程度の効果が期
待できるが、制御対象29を考慮すると制御対象29の約む
だ時間（ｔ）分手前を設定することが好ましい。
また、近年のプログラム調節計には、自動的に制御対
象29をテスト制御することによってその制御対象29に最
適なPID定数を自動的に設定してPID演算する、いわゆる
PID定数のオートチューニング（セルフチューニング）
機能を内蔵したものが提供されているが、このオートチ
ューニング機能を内蔵したプログラム調節計において
も、その自動設定されたPID定数からむだ時間を求めて
強制切換点を自動的にセット可能である。
象29をテスト制御することによってその制御対象29に最
適なPID定数を自動的に設定してPID演算する、いわゆる
PID定数のオートチューニング（セルフチューニング）
機能を内蔵したものが提供されているが、このオートチ
ューニング機能を内蔵したプログラム調節計において
も、その自動設定されたPID定数からむだ時間を求めて
強制切換点を自動的にセット可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、プログラムパターン制
御においてセグメントから次のセグメントへの切換部に
おいてオーバーシュートやアンダーシュートが生じ難
く、ランプ制御時には設定値変更に対する追随性が良好
で、定値制御時には外乱の影響に対して最適な制御応答
が可能となり、設定されたパターン通りのプログラム制
御が容易となるうえ、従来のプログラム調節計の構成に
比較して構成が複雑とならない。
御においてセグメントから次のセグメントへの切換部に
おいてオーバーシュートやアンダーシュートが生じ難
く、ランプ制御時には設定値変更に対する追随性が良好
で、定値制御時には外乱の影響に対して最適な制御応答
が可能となり、設定されたパターン通りのプログラム制
御が容易となるうえ、従来のプログラム調節計の構成に
比較して構成が複雑とならない。
特に、本発明の第１の構成では、PID定数の切換えが
なく、１組のPID定数を用いるので、定数の設定操作が
簡素化される利点がある。
なく、１組のPID定数を用いるので、定数の設定操作が
簡素化される利点がある。
第１図は本発明の第１の構成に係るクレーム対応図、第
２図は本発明の第２の構成に係るクレーム対応図、第３
図は本発明に係るプログラム調節計の実施例を示すブロ
ック図、第４図は第２図のプログラム調節計の動作を説
明する制御プログラムパターンを示す図、第５図および
第６図は本発明におけるPID演算構成を示すブロック
図、第７図は本発明のプログラム調節計の動作を説明す
るフローチャート、第８図は従来のプログラム調節計を
示すブロック図、第９図は従来の制御プログラムパター
ンを示す図、第10図は第８図の動作を説明する図であ
る。 １……プログラムパターン設定手段 ３……設定値演算手段 ５……比較手段 ７……PID演算手段 ９……セグメント到達判定手段 11……切換手段 13……ランプ制御用定数記憶手段 15……定値制御用定数記憶手段 17、29……制御対象 19……制御装置 21……キー入力装置 23……記憶装置 25……出力装置 27……入力装置 100……プログラムパターン設定手段 101……設定値演算手段 102、105……操作量演算手段 102a……Ｉ−PD演算手段 102b……PID演算手段 102c、105d……切換手段 103……制御対象 104、106……切換点判別手段 105a……PID演算手段 105b……ランプ制御用PID定数記憶手段 105c……定値制御用PID定数記憶手段 105d……切換手段
２図は本発明の第２の構成に係るクレーム対応図、第３
図は本発明に係るプログラム調節計の実施例を示すブロ
ック図、第４図は第２図のプログラム調節計の動作を説
明する制御プログラムパターンを示す図、第５図および
第６図は本発明におけるPID演算構成を示すブロック
図、第７図は本発明のプログラム調節計の動作を説明す
るフローチャート、第８図は従来のプログラム調節計を
示すブロック図、第９図は従来の制御プログラムパター
ンを示す図、第10図は第８図の動作を説明する図であ
る。 １……プログラムパターン設定手段 ３……設定値演算手段 ５……比較手段 ７……PID演算手段 ９……セグメント到達判定手段 11……切換手段 13……ランプ制御用定数記憶手段 15……定値制御用定数記憶手段 17、29……制御対象 19……制御装置 21……キー入力装置 23……記憶装置 25……出力装置 27……入力装置 100……プログラムパターン設定手段 101……設定値演算手段 102、105……操作量演算手段 102a……Ｉ−PD演算手段 102b……PID演算手段 102c、105d……切換手段 103……制御対象 104、106……切換点判別手段 105a……PID演算手段 105b……ランプ制御用PID定数記憶手段 105c……定値制御用PID定数記憶手段 105d……切換手段
Claims (4)
- 【請求項１】操作量によってプログラム制御される制御
対象と、 この制御対象をプログラム制御する複数の制御プロセス
区間の各々をセグメントとし、これら各セグメントに対
応した少なくとも制御レベルおよび制御時間を入力して
全体のセグメントパターンをプログラム設定し、前記セ
グメントの切換わり前における次のセグメントへの強制
切換点を設定するプログラムパターン設定手段と、 このプログラムパターン設定手段からの前記制御レベル
および制御時間から順次設定量を演算する設定値演算手
段と、 前記制御対象からの測定量と前記設定値演算手段からの
設定量に基づき前記操作量を演算するＩ−PD演算手段
と、ランプセグメント時に前記測定量と前記設定量に基
づき前記Ｉ−PD演算手段よりも前記設定値への応答速度
が早く前記操作量を演算するPID演算手段と、前記Ｉ−P
D演算手段およびPID演算手段を選択的に切換え動作させ
る切換手段とを有する操作量演算手段と、 前記設定値演算手段における演算が前記強制切換点に達
したとき、前記操作量演算手段の切換手段を次のセグメ
ントに対応する前記演算手段に切換え制御する切換点判
別手段と、 を具備するプログラム調節計。 - 【請求項２】前記プログラムパターン設定手段における
強制切換点は、当該セグメントの終了点から前記制御対
象の持つ約むだ時間分手前である請求項１記載のプログ
ラム調節計。 - 【請求項３】操作量によってプログラム制御される制御
対象と、 この制御対象をプログラム制御する複数の制御プロセス
区間の各々をセグメントとし、これら各セグメントに対
応した少なくとも制御レベルおよび制御時間を入力して
全体のセグメントパターンをプログラム設定し、前記セ
グメントの切換わり前における次のセグメントへの強制
切換点を設定するプログラムパターン設定手段と、 このプログラムパターン設定手段からの前記制御レベル
および制御時間から順次設定量を演算する設定値演算手
段と、 前記制御対象からの測定量と前記設定値演算手段からの
設定量に基づき前記操作量をPID演算するPID演算手段
と、各々前記設定値への応答速度が異なりランプおよび
定値セグメントに対応するPID演算に用いるランプ制御
用および定値制御用のPID定数を個々に記憶する複数のP
ID定数記憶手段と、これらのPID定数記憶手段を前記PID
演算手段に選択的に切換え接続する切換手段とを有する
操作量演算手段と、 前記設定値演算手段における演算が前記強制切換点に達
したとき、次のセグメントに対応する前記PID定数を記
憶したPID記憶手段を前記PID演算手段に切換え制御する
切換点判別手段と、 を具備してなることを特徴とするプログラム調節計。 - 【請求項４】前記プログラムパターン設定手段における
強制切換点は、当該セグメントの終了点から前記制御対
象の持つ約むだ時間分手前である請求項３記載のプログ
ラム調節計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067262A JP2847313B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | プログラム調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067262A JP2847313B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | プログラム調節計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03268105A JPH03268105A (ja) | 1991-11-28 |
| JP2847313B2 true JP2847313B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=13339868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067262A Expired - Fee Related JP2847313B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | プログラム調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847313B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5525432B2 (ja) * | 2010-12-20 | 2014-06-18 | アズビル株式会社 | 有害物質制御装置および方法 |
| JP6967712B2 (ja) * | 2018-07-04 | 2021-11-17 | 理化工業株式会社 | 制御装置及び制御プログラム |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP2067262A patent/JP2847313B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03268105A (ja) | 1991-11-28 |
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