JP5694111B2 - プラント制御装置、プラント制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、プラント制御装置、プラント制御方法およびプログラムに関する。

発電プラントや化学プラント等のプラント制御を行うプラント制御装置において、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御は、広く利用されている制御方式である。ＰＩＤ制御には、位置型ＰＩＤ制御と速度型ＰＩＤ制御の２つの制御方式がある。

上記２つの制御方式のうち、積分演算部を最下流に配置する速度型ＰＩＤ制御方式は、トラッキング処理が不要であるという利点を有する。

しかしながら、速度型ＰＩＤ制御は、例えばプラントの配管構成上並列に配置された複数の操作端を一つの速度型ＰＩＤ演算部で同時に操作する場合、各操作端用の操作量指令の間で初期に発生した値の差がそのまま残ってしまい、その後のプラントの制御に影響を及ぼすという問題があった。この点を図７および図８を参照しながら説明する。

図７は、従来のプラント制御装置の一例を示す図である。図７のプラント制御装置は、プラントＰＴの配管構成上並列に配置された２つの操作端２Ａ，２Ｂを一つの速度型ＰＩＤ演算部５で同時に操作するよう構成されており、主要な構成要素として、第１偏差演算部４、速度型ＰＩＤ演算部５、Ａ積分演算部６Ａ、Ｂ積分演算部６Ｂ、ＭＶ−Ａ上書き部７ＡおよびＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂを備える。なお、図７の例において、操作対象である操作端は０％から１００％の動作範囲を持つ調節弁である。

第１偏差演算部４は、制御の目標値である設定値ＳＶと、制御対象であるプロセス値ＰＶとの偏差を演算し、偏差（ｅ）を出力する。プロセス値ＰＶはプラントＰＴのセンサ３から送られる。速度型ＰＩＤ演算部５は、第１偏差演算部４から偏差（ｅ）を与えられて速度型ＰＩＤ演算を行い、偏差（ｅ）に応じた速度型の操作量指令信号ＳΔＭＶを出力する。Ａ積分演算部６Ａ及びＢ積分演算部６Ｂは、共に操作量指令信号ＳΔＭＶを与えられ、積分演算により０％から１００％で表されるＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）と、Ｂ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）を出力する。このように、速度型ＰＩＤ演算部５からの操作量指令信号ＳΔＭＶによって積分演算が処理されてＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）またはＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）が生成される状態を自動モードと称することとする。

また、ＭＶ−Ａ上書き部７Ａ及びＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂは、例えばオペレータ（運転員）が手動設定を行った場合、その手動設定値をそれぞれＡ積分演算部６Ａ
およびＢ積分演算部６Ｂへ送り、これらの演算部は上書き処理を行うことにより、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）およびＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）を手動設定値の信号とする。このようにオペレータの手動設定によりＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）またはＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）が決定される状態を上書きモードと称することとする。

このような速度型ＰＩＤ演算部を用いた従来のプラント制御装置において、例えばＭＶ−Ａ上書き部７Ａからオペレータが手動設定を行った場合、Ａ積分演算部６Ａでは手動設定値による上書き処理が行われる上書きモード状態となり、これに対してもう一方のＢ積分演算部６Ｂでは速度型ＰＩＤ演算部５からのΔＭＶの積算演算が行われる自動モードを継続していることとなる。そしてその結果、Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＳ（ＭＶ−Ｂ）は、異なる位置指令値となる。

この状態からＭＶ−Ａ上書き部７Ａによる手動設定が解除された場合、Ａ積分演算部６Ａでは、それまで上書き処理されていた手動設定による値から、速度型ＰＩＤ演算部５からの操作量指令信号ＳΔＭＶの積算演算処理に切り替わる。ところが、この時のＡ積分演算部６ＡとＢ積分演算部６Ｂとでは、積分処理の初期値に差があるため、図８の例に示すように、以後の演算結果であるＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との間に初期値の差がそのまま残ってしまうことになる。その結果、図８の例で操作量指令信号ＳΔＭＶが同じプラスの値を継続した場合、Ｂ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）が入力される操作端２Ｂの方がＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）が入力される操作端２Ａより先に全開状態となってしまう。そして、それ以後はＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）のみが送られることとなるが、これは操作端２Ｂが全開に達した時点で、それまで２弁で制御していたものから１弁による制御に切り替わってしまうのと同じことになり、プラントの制御に影響を及ぼしてしまうという問題がある。なお、図８については平易な理解のために、操作量指令信号ＳΔＭＶがプラスの一定値を継続している状態を示した。

特開平９−１９０２０１号公報

本発明が解決しようとする課題は、上書きモードによる上書き処理により複数の操作端毎の位置指令信号値の間に差が生じた場合でも、上書き処理を解除した後に、速度型ＰＩＤ演算部からの自動制御を継続しつつ、複数の操作端毎の位置指令信号値間の偏差を自動的に解消することができるプラント制御装置、プラント制御方法およびプログラムを提供することである。

実施形態のプラント制御装置は、偏差演算手段と速度型ＰＩＤ演算手段と複数の積分演算手段と複数の上書き手段と自動バランス手段とを持つ。

前記偏差演算手段は、複数の操作端を有する制御対象であるプラントから与えられるプロセス値と、制御目標に応じた設定値と、の偏差を演算して偏差信号を生成する。

前記速度型ＰＩＤ演算手段は、前記偏差演算手段から前記偏差信号を与えられてＰＩＤ演算を行い、前記偏差に応じた速度型の操作量指令信号を生成する。

前記複数の積分演算手段は、前記操作端の数量に応じて設けられ、前記操作量指令信号に基づいて各操作端用の位置指令信号を、規定された操作端位置指令信号としてそれぞれ生成する。

前記複数の上書き手段は、前記積分演算手段のそれぞれに対応して設けられ、各操作端用の追加の位置指令信号を生成し、対応する積分演算手段に対して上書き処理を行って操作端位置指令信号を新たに規定する。

前記自動バランス手段は、前記規定された操作端位置指令信号を与えられ、前記規定された操作端位置指令信号間の偏差を算出し、その算出結果に基づいて前記操作量指令信号を補正し、補正された操作量指令信号を前記積分演算手段に与える。

実施の一形態によるプラント制御装置の概略構成図。 図１のプラント制御装置の動作を説明する図。 図１のプラント制御装置の自動バランス部の具体的内部構成の第１の例を示す図。 図１のプラント制御装置の自動バランス部の具体的内部構成の第２の例を示す図。 図１のプラント制御装置の自動バランス部の具体的内部構成の第３の例を示す図。 図１のプラント制御装置の自動バランス部の具体的内部構成の第４の例を示す図。 従来のプラント制御装置の一例の概略構成を示す図。 図７のプラント制御装置の動作を説明する図。

以下、実施の形態のいくつかについて図面を参照しながら説明する。図面において同一の部分には同一の参照番号を付し、重複説明は適宜省略する。

（Ａ）プラント制御装置
（１）装置構成
図１は、実施の一形態によるプラント制御装置の概略構成を示す図である。図１に示すプラント制御装置１は、第１偏差演算部４、速度型ＰＩＤ演算部５、自動バランス部１０、Ａ積分演算部６Ａ、Ｂ積分演算部６Ｂ、ＭＶ−Ａ上書き部７ＡおよびＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂを備える。プラントＰＴの配管には、操作端２Ａ，２Ｂが並列に配置される。なお、本実施形態では説明を容易にするために、プラントＰＴの操作端の数量を２つとしたが、３つ以上配置される場合も勿論あり、プラント制御装置１の積分演算部や上書き部もプラントＰＴの操作端の数量に応じた数だけ設けられる。

第１偏差演算部４は、制御対象であるプロセス値ＰＶと、プラントＰＴのセンサ３から送られる制御の目標値である設定値ＳＶとの偏差を演算し、偏差（ｅ）を出力する。速度型ＰＩＤ演算部５は、第１偏差演算部４に接続され、第１偏差演算部４から偏差（ｅ）を与えられて速度型ＰＩＤ演算を行い、偏差（ｅ）に応じた速度型の操作量指令信号ＳΔＭＶを出力する。

自動バランス部１０は、速度型ＰＩＤ演算部５、Ａ積分演算部６Ａ、Ｂ積分演算部６Ｂ、ＭＶ−Ａ上書き部７ＡおよびＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂに接続される。自動バランス部１０は、速度型ＰＩＤ演算部５から操作量指令信号ＳΔＭＶを与えられ、ＭＶ−Ａ上書き部７ＡおよびＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂから、Ａ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂに対して上書き処理中であるかどうかをそれぞれ表すＡ上書き中信号およびＢ上書き中信号を与えられ、さらに、Ａ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６ＢからＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）およびＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）をそれぞれ与えられる。

自動バランス部１０は、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との間に偏差があるかどうかを判定する。

Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との間に偏差が無く等しい時、または、その偏差が予め設定した値以下の時には、自動バランス部１０は、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられた操作量指令信号ＳΔＭＶをそのままＡ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂに、それぞれＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）としてそれぞれ送る。

この一方、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）とが等しくなく偏差が有る時、または、その偏差が予め設定した値より大きい時で且つ、Ａ上書き中信号とＢ上書き中信号が両方共オフとなっている時には、自動バランス部１０は、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）の偏差が小さくなるように作用する方向に、予め定めた固定値または、偏差に応じた可変の値を元のＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）および元のＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）に加算もしくは減算して新たに規定したＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）を出力する。

Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）とが等しくなった時または、その偏差が予め設定した値以下となったら、自動バランス部１０は、予め定めた固定値を、または偏差に応じた可変の値を、元のＳ（ΔＭＶ−Ａ）および元のＳ（ΔＭＶ−Ｂ）に加算もしくは減算する処理を停止し、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられた操作量指令信号ＳΔＭＶをそのままＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）と規定してそれぞれ出力する。なお、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）とが等しくなく偏差が有る時または、その偏差が予め設定した値より大きい時でも、Ａ上書き中信号とＢ上書き中信号のいずれか一方または両方がオンしている場合は、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられた操作量指令信号ＳΔＭＶをそのままＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）と規定してそれぞれ出力する。

Ａ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂは、自動バランス部１０から、上述のように規定されたＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）をそれぞれ与えられ、各操作量を積分演算し、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）およびＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）としてそれぞれ出力する。

ＭＶ−Ａ上書き部７ＡおよびＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂは、例えばオペレータの手動操作等による割り込み要求が有った時、その値をＡ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂの積分要素に対してそれぞれ上書き処理を行う。また、上書き処理を実施中の時には、それぞれＡ上書き中信号およびＢ上書き中信号をオン出力する。

（２）作用
図１のプラント制御装置１の作用についてプラント制御方法の実施の一形態として図２を参照しながら説明する。

まず、ＭＶ−Ａ上書き部７ＡとＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂが両方共に上書き処理を行っていない自動モードの場合、自動バランス部１０は、速度型ＰＩＤ演算部５から操作量指令信号ＳΔＭＶを与えられ、それをそのままＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）とＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）と規定してＡ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂへそれぞれ送る。Ａ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂはそれぞれ、規定されたＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）とＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）を与えられて積分演算処理を行う。図２の例では、理解し易くするために、操作量指令信号ＳΔＭＶがプラスの一定値を継続している状態を示したものであるが、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）の両方が自動モードの状態では、Ａ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂからそれぞれ出力されるＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）は同じ値となり、一定のレートで増加していくこととなる。図２中ではグラフ内左側で太い実線で表している。

この状態から、オペレータが例えば操作端２Ａ用に手動設定を行い、ＭＶ−Ａ上書き部７Ａよる上書き処理が行われると、Ａ積分演算部６Ａの出力であるＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）がＭＶ−Ａ上書き部７Ａから与えられた値に上書きされ、新たなＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）として規定される。

図２では、それまで一定のレートで増加していたものから減少方向の曲線（細線）で示されている。
この一方、自動モードを継続したままのＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）については、それまでのレートでの増加を継続する。そして、その結果として、図２に示したように、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）の間には偏差Ｄが生じてくる。また、この時、自動バランス部１０では、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）を与えられて両者間の偏差の有無を判定し、その結果、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との間に偏差が生じており、また、その関係がＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ） ＜Ｂ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）であること検知する。

この状態から、操作端２Ａに対する手動設定が解除されてＭＶ−Ａ上書き部７Ａからの上書き処理が解除され、ＭＶ−Ａ自動モードに戻ると、自動バランス部１０では、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との間に偏差が有ると既に検出しており、また、Ａ上書き中信号もＢ上書き中信号も両方共にオフとなっているので、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差が小さくなるように補正する方向に予め定めた固定値または、偏差に応じた可変の値をＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）に加算または減算して出力する。図２の例では、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）＜Ｂ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）という大小関係であるので、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差を減少させるために、Ａ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）には増加方向とするために予め定めた固定値または、偏差に応じた可変の値の正数を加算し、Ｂ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）には減少方向とするために予め定めた固定値または、偏差に応じた可変の値の負数を加算するという補正処理が行われる。

その結果、図２に示すように、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）は増加し、Ｂ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）は減少し、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差Ｄが小さくなり、最終的には等しくなるかまたは、その偏差が予め設定した値以下となった時点でＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）とＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）への加算処理および減算処理が停止することとなる。

なお、図２の例で、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）の補正処理が行われている時のＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）の増加レートの方がＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）の減少レートより多くなっている理由は、速度型ＰＩＤ演算部５からの操作量指令信号ＳΔＭＶが一定レートで増加しているためである。

このように、本実施形態のプラント制御装置１によれば、一つの速度型ＰＩＤ演算部で、プラントの配管構成上並列に配置された複数の操作端を同時に操作するケースで且つ、速度型ＰＩＤ演算部の下流に、複数の操作端毎に手動設定部に代表される上書き部がある場合において、上書き処理により複数の操作端毎の位置指令値間に差が生じた場合でも、上書き処理を解除した後に、速度型ＰＩＤ演算部からの自動制御を継続しつつ、複数の操作端毎の位置指令値間の偏差を自動的に解消することが可能となる。

（３）自動バランス部の具体的構成
図１に示すプラント制御装置１が備える自動バランス部１０の構成につき、いくつかの例を挙げてより具体的に説明する。

（ｉ）固定値を用いた偏差補正
図３に示す自動バランス部１００は、予め固定値を定めておき、これを用いてＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差を補正するように構成されたものである。

具体的には、図３の自動バランス部１００は、第２偏差演算部１１と、ＭＶ偏差補正部１２と、補正値格納部１３と、加算／減算切替部１４と、加算器１５，１６とを含む。

第２偏差演算部１１は、ＭＶ−Ａ上書き部７ＡおよびＭＶ−Ｂ上書き部７Ｂ（図１参照）に接続され、これらからＡ上書き中信号とＢ上書き中信号が与えられる。第２偏差演算部１１はまた、Ａ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６ＢからＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）が与えられる。

第２偏差演算部１１は、Ａ上書き中信号とＢ上書き中信号の双方がオフになっている場合は、起動せず、したがって、自動バランス部１００は、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられる操作量指令信号ＳΔＭＶそのままをＡ操作量指令信号ＳΔＭＶ−Ａ）とＢ操作量指令信号ＳΔＭＶ−Ｂ）と規定してＡ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂへ送る。

Ａ上書き中信号とＢ上書き中信号との少なくともいずれかがオンとなった場合に第２偏差演算部１１が起動し、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との比較演算を行う。比較の結果、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ））とが等しくなかった場合に、第２偏差演算部１１は偏差補正要求信号ＳＭＶを生成してＭＶ偏差補正部１２へ与える。偏差補正要求信号ＳＭＶを与えられたＭＶ偏差補正部１２は、加算／減算切替部１４を起動させ、補正値格納部１３から予め定めた固定値のデータを引き出し、加算および減算の処理を行って処理結果を加算器１５，１６へ与える。具体的には、加算の場合はデータをそのまま加算器１５へ出力し、減算の場合には、データの符号を逆にして加算器１６へ出力する。

そして、加算器１５は、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられる操作量指令信号ＳΔＭＶに固定値のデータ量だけ加算処理を行い、Ａ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）としてＡ積分演算部６Ａに送る。同様に、加算器１６は、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられる操作量指令信号ＳΔＭＶに固定値のデータ量だけ減算処理を行い、Ｂ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）としてＢ積分演算部６Ｂに送る。

なお、比較演算の結果、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）とが等しいと判定した場合には、第２偏差演算部１１は偏差補正要求信号ＳＭＶを生成しない。このため、自動バランス部１００は、第２偏差演算部１１が起動しない場合と同様に、速度型ＰＩＤ演算部５から与えられる操作量指令信号ＳΔＭＶそのままをＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）と規定してＡ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂへそれぞれ送る。

（ｉｉ）偏差量に応じた可変値による偏差補正
図４に示す自動バランス部２００は、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差補正に際して、固定値を用いるのではなく、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差に応じた可変の値を用いて補正するように構成されたものである。

図３の自動バランス部１００との対比により明らかなように、図４の自動バランス部２００は、図３の補正値格納部１３に代えて可変補正値制御部１８を備える。可変補正値制御部１８は、第２偏差演算部１１および加算／減算切替部１４に接続される。

第２偏差演算部１１は、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との比較演算に際してこれらの信号の偏差のデータを併せて算出する。
可変補正値制御部１８は、第２偏差演算部１１が偏差補正要求信号ＳＭＶを生成した場合に、該偏差補正要求信号ＳＭＶとともにＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との偏差データを与えられ、この偏差の大きさに応じて補正値を算出する。

可変補正値制御部１８は、算出した補正値を加算／減算切替部１４に与え、加算／減算切替部１４は、ＭＶ偏差補正部１２からの指令に従って起動し、加算および減算の処理を行って処理結果を加算器１５，１６へ与える。具体的には、加算の場合は、算出した補正値のデータをそのまま加算器１５へ出力し、減算の場合には、算出した補正値のデータの符号を逆にして加算器１６へ出力する。これにより、偏差量に応じたＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）およびＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）がＡ積分演算部６ＡおよびＢ積分演算部６Ｂにそれぞれ送られる。その結果、偏差量に応じた量だけＡ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）およびＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）が補正されて操作端２Ａ，２Ｂに送られる。

自動バランス部２００のその他の構成および作用は、前述した自動バランス部１００と実質的に同一である。

（ｉｉｉ）デッドバンド（不感体）との比較による偏差演算
上述した自動バランス部１００，２００においては、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）との比較演算の結果、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）とが等しくなかった場合に、第２偏差演算部１１が偏差補正要求信号ＳＭＶを生成することとした。しかしながら、これに限ることなく、デッドバンドを設けておき、それとの対比で偏差補正要求を行うこととしてもよい。

図５に示す自動バランス部１１０は、図３に示す第２偏差演算部１１に代えてデッドバンド付き偏差演算部１７を備え、Ａ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ａ）とＢ操作端位置指令信号Ｓ（ＭＶ−Ｂ）とが等しくない場合でも、偏差がデッドバンドを超える場合に偏差補正要求信号ＳＭＶを生成するようにしたものである。したがって、補正要求に基づくＡ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ａ）とＢ操作量指令信号Ｓ（ΔＭＶ−Ｂ）への加算処理も、ＭＶ偏差が０になるまで行われるのではなく、デッドバンドの範囲に収まれば停止される。

図６に示す自動バランス部２１０も、自動バランス部１１０と同様に、図４の第２偏差演算部１１に代えてデッドバンド付き偏差演算部１７を備え、偏差がデッドバンドの範囲に収まるかどうかに依存して偏差補正が行われるように構成される。図６に示す自動バランス部２１０のその他の構成および作用は、図４に示す自動バランス部２００と実質的に同一である。

（Ｂ）プログラム
上述したプラント制御装置１における各構成要素は、専用機として電子回路等で形成することも可能であるが、各々の動作手順をプログラムに組み込み、制御コンピュータに読込ませて実行させても良い。これにより、上述した実施形態のプラント制御方法を、汎用の制御コンピュータを用いて実現することができる。また、上述したプラント制御方法の一連の手順をコンピュータに実行させるプログラムとしてフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、制御コンピュータに読込ませて実行させても良い。

記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の携帯可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。また、上述したパターン評価方法の一連の手順を組込んだプログラムをインターネット等の通信回線（無線通信を含む）を介して頒布しても良い。さらに、上述したパターン評価方法の一連の手順を組込んだプログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、または記録媒体に収納して頒布しても良い。

（Ｃ）その他
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…プラント制御装置
２Ａ…操作端
２Ｂ…操作端
３…センサ
４…第１偏差演算部
５…速度型ＰＩＤ演算部
６Ａ…Ａ積分演算部
６Ｂ…Ｂ積分演算部
７Ａ…ＭＶ−Ａ上書き部
７Ｂ…ＭＶ−Ｂ上書き部
１０…自動バランス部
１１…第２偏差演算部
１２…ＭＶ偏差補正部
１３…補正値格納部
１４…加算／減算切替部
１５，１６…加算器
１７…デッドバンド付き偏差演算部
１８…可変補正値制御部
ＰＴ…プラント

Claims (7)

1. 複数の操作端を有する制御対象であるプラントから与えられるプロセス値と、制御目標に応じた設定値と、の第１の偏差を演算して偏差信号を生成する偏差演算手段と、
   前記偏差演算手段から前記偏差信号を与えられてＰＩＤ演算を行い、前記第１の偏差に応じた速度型の操作量指令信号を生成する速度型ＰＩＤ演算手段と、
   前記操作端の数量に応じて設けられ、操作端毎の操作量指令信号に基づいて各操作端用の位置指令信号を、規定された操作端位置指令信号としてそれぞれ生成する複数の積分演算手段と、
   前記積分演算手段のそれぞれに対応して設けられ、各操作端用の追加の位置指令信号を生成し、対応する積分演算手段に対して上書き処理を行って操作端位置指令信号を新たに規定する複数の上書き手段と、
   前記規定された操作端位置指令信号を与えられ、前記規定された操作端位置指令信号間の第２の偏差を算出し、前記第２の偏差に基づいて前記操作端毎の操作量指令信号を補正して前記積分演算手段に与える自動バランス手段と、
   を備えるプラント制御装置。
2. 前記自動バランス手段は、予め定めた固定値を用いて前記操作端毎の操作量指令信号を補正することを特徴とする請求項１に記載のプラント制御装置。
3. 前記自動バランス手段は、前記第２の偏差に応じた可変の値を用いて前記操作端毎の操作量指令信号を補正することを特徴とする請求項１に記載のプラント制御装置。
4. 前記自動バランス手段は、前記第２の偏差が、予め定めたデッドバンドを超える場合に前記操作端毎の操作量指令信号を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラント制御装置。
5. 前記上書き手段は、上書き処理中に上書き処理中信号を生成して前記自動バランス手段に与え、
   前記自動バランス手段は、
   全ての上書き処理中信号がオフとなっている場合に前記第２の偏差を算出し、少なくとも一つの上書き処理中信号がオンとなった場合、または、前記第２の偏差が解消した場合に動作を停止する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラント制御装置。
6. 複数の操作端を有する制御対象であるプラントから与えられるプロセス値と、制御目標に応じた設定値と、の第１の偏差を演算して偏差信号を生成する処理と、
   前記偏差信号からＰＩＤ演算を行い、前記第１の偏差に応じた速度型の操作量指令信号を生成する処理と、
   自動モードの場合に、操作端毎の操作量指令信号から積分演算を行い、各操作端用の位置指令信号を、規定された操作端位置指令信号として生成する処理と、
   少なくとも一つの操作端について前記自動モードから上書きモードに移行した場合に、各操作端用の追加の位置指令信号を生成し、対応する積分演算に対して上書き処理を行って操作端位置指令信号を新たに規定する処理と、
   全ての前記上書きモードが解除されて自動モードに戻った場合に、前記規定された操作端位置指令信号間の第２の偏差を算出し、前記第２の偏差に基づいて前記操作端毎の操作量指令信号を補正して前記積分演算を行い、各操作端用の位置指令信号を、規定された操作端位置指令信号として新たに生成する処理と、
   を備えるプラント制御方法。
7. 複数の操作端を有する制御対象であるプラントから与えられるプロセス値と、制御目標に応じた設定値と、の第１の偏差を演算して偏差信号を生成するステップと、
   前記偏差信号からＰＩＤ演算を行い、前記第１の偏差に応じた速度型の操作量指令信号を生成するステップと、
   自動モードの場合に、操作端毎の操作量指令信号から積分演算を行い、各操作端用の位置指令信号を、規定された操作端位置指令信号として生成するステップと、
   少なくとも一つの操作端について前記自動モードから上書きモードに移行した場合に、各操作端用の追加の位置指令信号を生成し、対応する積分演算に対して上書き処理を行って操作端位置指令信号を新たに規定するステップと、
   全ての前記上書きモードが解除されて自動モードに戻った場合に、前記規定された操作端位置指令信号間の第２の偏差を算出し、前記第２の偏差に基づいて前記操作端毎の操作量指令信号を補正して前記積分演算を行い、各操作端用の位置指令信号を、規定された操作端位置指令信号として新たに生成するステップと、
   を備えるプラント制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。

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