JP5965793B2 - Control apparatus and control method - Google Patents

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Description

本発明は、高度制御のような上位側制御とPID制御のような下位側制御とを組み合わせたハイブリッド制御を実現する制御装置および制御方法に関するものである。   The present invention relates to a control device and a control method for realizing hybrid control in which higher-order control such as advanced control and lower-order control such as PID control are combined.

従来より、多変数モデル予測制御などの技術に基づく高度制御(例えば大規模プラントで利用されるAdvanced Process Control)技術が知られている。多変数モデル予測制御は、制御変数や操作変数などの多変数間の関係をモデル化して、拘束条件や経済効率などの相互関係を与えることで、最適運転・経済運転を行うための制御である。このような多変数モデル予測制御(特許文献1参照)あるいは多点温度均熱化制御(特許文献2参照)の上位側や目標値整形制御(特許文献3参照)の上位側やシミュレーションベースのオープンループ制御(特許文献4参照)のような高度制御と、PID制御とのハイブリッド制御を実現する手法としては、上位側の高度制御の出力を下位側のPID制御の設定値SPとして設定する手法が考えられる。   Conventionally, advanced control (for example, Advanced Process Control used in a large-scale plant) based on a technique such as multivariable model predictive control is known. Multivariable model predictive control is control for optimal operation and economic operation by modeling the relationship between multivariables such as control variables and manipulated variables, and giving mutual relationships such as constraint conditions and economic efficiency. . The upper side of such multivariable model predictive control (see Patent Document 1) or multipoint temperature equalization control (see Patent Document 2), the upper side of target value shaping control (see Patent Document 3), and the opening of a simulation base As a technique for realizing hybrid control of altitude control such as loop control (see Patent Document 4) and PID control, there is a technique of setting the output of the higher-level altitude control as the set value SP of the lower-level PID control. Conceivable.

図8は高度制御とPID制御とを組み合わせたハイブリッド制御系の構成を示すブロック図である。多くのケースで、高度制御演算部100は、複数の状態観測値を取り込む多入力のアルゴリズムが採用され、シミュレーションや最適化演算などを経て、温度や圧力などの状態量について維持すべき値(目標値)を算出する。そして、温度や圧力などの単変数の状態量を目標値に維持するために、PID制御演算部101は、高度制御演算部100が算出した目標値を設定値SPとして、電力調整器102やバルブ等への指示値である操作量MVを算出する。   FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a hybrid control system combining altitude control and PID control. In many cases, the advanced control calculation unit 100 employs a multi-input algorithm that takes in a plurality of state observation values, and values to be maintained for state quantities such as temperature and pressure (target) through simulations and optimization calculations. Value). In order to maintain a single variable state quantity such as temperature and pressure at a target value, the PID control calculation unit 101 uses the target value calculated by the altitude control calculation unit 100 as a set value SP and sets the power regulator 102 and the valve. An operation amount MV that is an instruction value to the above is calculated.

したがって、上位側の高度制御演算部100のハードウエアが故障したり、多入力系ゆえに想定された入力値のカバー範囲を外れて無効状態になったりしても、設定値SPが維持されたままのPID制御が継続するので、温度や圧力などの状態量が暴走することは起こらない。すなわち、制御アルゴリズムとしては、高度制御の異常をPID制御で補うバックアップ構造になる。   Therefore, even if the hardware of the high-level altitude control arithmetic unit 100 fails or the input value is not covered because of the multi-input system, the set value SP is maintained. Since the PID control continues, the state quantities such as temperature and pressure do not run out of control. That is, the control algorithm has a backup structure that compensates for abnormalities in advanced control with PID control.

また、高度制御が例えばシミュレーションベースのオープンループ制御であれば、状態量観測値に基づく修正動作が不十分な構造という可能性もあることになる。このような高度制御に対し、下位の制御アルゴリズムとしてPID制御が組み合わせられていれば、最低限の修正動作が末端に備えられている形になるので、制御系全体の安全性が高められることになる。すなわち、制御アルゴリズムとしては相互補完関係になる。   Further, if the advanced control is, for example, simulation-based open loop control, there is a possibility that the correction operation based on the state quantity observation value is insufficient. If such advanced control is combined with PID control as a lower-level control algorithm, a minimum correction operation is provided at the end, so that the safety of the entire control system is improved. Become. In other words, the control algorithm has a complementary relationship.

上記のような有効な組み合わせ方が成り立つのは、PID制御が、高度制御から設定値SPを受け取るポジションに入ることが条件になる。逆に言えば、PID制御が、高度制御と設定値SPを共有する形にできなければ、制御アルゴリズムのバックアップ構造、相互補完関係にはならない。   The effective combination as described above is satisfied on the condition that the PID control enters a position for receiving the set value SP from the altitude control. In other words, unless the PID control can share the advanced control and the set value SP, the control algorithm backup structure and mutual complementarity will not be achieved.

特許第3758862号公報Japanese Patent No. 3758862 特許第4358674号公報Japanese Patent No. 4358673 特許第4639821号公報Japanese Patent No. 4639821 特開平10−285804号公報JP-A-10-285804

高度制御側の出力を、電力調整器やバルブへの指示値である操作量MVとすることも、理論上は十分可能である。このとき、高度制御の操作量MVがPID制御の操作量MVと同じ変数になって重複する場合は、図9に示すように高度制御の単独構造にならざるを得ない。
多くのケースで、高度制御は複数の状態観測値を取り込む多入力のアルゴリズムが採用されるのであるが、それゆえに演算量も大きくなる。そして、演算量が大きい(演算が集中的になる)高度制御は、演算機能がダウンするリスクも無視できないということになるので、高度制御のアルゴリズムを単独で実装するのは、リスクの高い計装ということになる。
It is theoretically possible to set the output on the altitude control side to the operation amount MV that is an instruction value to the power regulator or the valve. At this time, if the operation amount MV of the advanced control becomes the same variable as the operation amount MV of the PID control and overlaps, the single structure of the advanced control is unavoidable as shown in FIG.
In many cases, altitude control employs a multi-input algorithm that takes in a plurality of state observations, but the amount of computation is therefore large. And since advanced control with a large amount of computation (computation is intensive), the risk that the computation function is down cannot be ignored, so implementing the algorithm for advanced control alone is a risky instrumentation. It turns out that.

また、高度制御が状態量観測値をフィードバックする制御でない場合、温度や圧力などの目標値(設定値SPに相当)と実際の値(制御量PVに相当)との間に誤差が生じる可能性が高くなる。高度制御のアルゴリズムを単独で実装する場合には、この誤差を吸収できないことになる。
したがって、高度制御とPID制御とを組み合わせたハイブリッド制御を実装することが好ましいが、高度制御とPID制御とを組み合わせる手法は実際には確立されておらず、高度制御の異常をPID制御で補うバックアップの技術や高度制御の誤差をPID制御で吸収する誤差吸収の技術は実現できていなかった。
Further, when the altitude control is not control that feeds back the state quantity observation value, an error may occur between a target value (equivalent to the set value SP) such as temperature and pressure and an actual value (equivalent to the control amount PV). Becomes higher. This error cannot be absorbed when the altitude control algorithm is implemented alone.
Therefore, it is preferable to implement hybrid control that combines advanced control and PID control, but a method that combines advanced control and PID control has not been established in practice, and backup that compensates for abnormalities in advanced control with PID control. However, the error absorption technique that absorbs the error of this technique and the altitude control by the PID control has not been realized.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高度制御とPID等のフィードバック制御とを組み合わせたハイブリッド制御を実現し、高度制御の異常をフィードバック制御で補うバックアップの技術や高度制御の誤差をフィードバック制御で吸収する誤差吸収の技術を実現することができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and realizes hybrid control combining advanced control and feedback control such as PID, and provides backup technology and advanced control for compensating for abnormalities in advanced control by feedback control. An object of the present invention is to provide a control device and a control method capable of realizing an error absorption technique for absorbing an error by feedback control.

本発明の制御装置は、高度制御演算により設定値SPから操作量MV1を算出する上位側制御演算手段と、この上位側制御演算手段で算出された操作量MV1に、予め規定された操作量幅を与えることにより操作量下限値OL、操作量上限値OHのうち少なくとも一方を算出する操作量変換手段と、下位側のリミット処理で用いる操作量下限値OL、操作量上限値OHを前記操作量変換手段で算出された値に変更する上下限値設定手段と、フィードバック制御演算により設定値SPから操作量MV2を算出する下位側制御演算手段と、この下位側制御演算手段で算出された操作量MV2を操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限する前記リミット処理を行なうリミット処理手段と、このリミット処理された操作量MV2を制御対象に出力する操作量出力手段と、前記上位側制御演算手段に異常が発生したときに、異常が発生したことを通知する異常化通知手段と、前記上位側制御演算手段の異常が解消したときに、異常が解消したことを通知する正常化通知手段と、前記異常化通知手段からの通知を受けたときに、前記リミット処理手段で用いる操作量下限値OLの数値として許容される最小値を設定し、前記リミット処理手段で用いる操作量上限値OHの数値として許容される最大値を設定すると共に、前記上下限値設定手段の処理を停止させる上下限値変更手段と、前記正常化通知手段からの通知を受けたときに、前記上下限値設定手段の処理を起動する起動指示手段とを備えることを特徴とするものである。 The control device according to the present invention includes a higher-level control calculation unit that calculates the operation amount MV1 from the set value SP by advanced control calculation, and an operation amount range that is defined in advance to the operation amount MV1 calculated by the higher-level control calculation unit. The operation amount converting means for calculating at least one of the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH, and the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH used in the lower limit processing are used as the operation amount. Upper / lower limit value setting means for changing to a value calculated by the conversion means, lower-order control calculation means for calculating the operation amount MV2 from the set value SP by feedback control calculation, and the operation amount calculated by this lower-order control calculation means Limit processing means for performing the limit processing for limiting MV2 to a value that is greater than or equal to the operation amount lower limit value OL and less than or equal to the operation amount upper limit value OH, and controls the operation amount MV2 that has been subjected to the limit process. A manipulated variable output means for outputting the target, when an abnormality occurs in the upper side control arithmetic unit, and the abnormality of notifying means for notifying that an abnormality has occurred, when an abnormality of the upper side control arithmetic unit has been eliminated And a normalization notification means for notifying that the abnormality has been resolved, and a minimum value allowed as the numerical value of the operation amount lower limit value OL used in the limit processing means when receiving the notification from the abnormality notification means. An upper / lower limit value changing means for setting and setting a maximum allowable value as a numerical value of the operation amount upper limit value OH used in the limit processing means, and stopping the processing of the upper / lower limit value setting means; and the normalization notifying means And an activation instructing unit that activates the processing of the upper and lower limit value setting unit when receiving a notification from the above .

また、本発明の制御方法は、高度制御演算により設定値SPから操作量MV1を算出する上位側制御演算ステップと、この上位側制御演算ステップで算出した操作量MV1に、予め規定された操作量幅を与えることにより操作量下限値OL、操作量上限値OHのうち少なくとも一方を算出する操作量変換ステップと、下位側のリミット処理で用いる操作量下限値OL、操作量上限値OHを前記操作量変換ステップで算出した値に変更する上下限値設定ステップと、フィードバック制御演算により設定値SPから操作量MV2を算出する下位側制御演算ステップと、この下位側制御演算ステップで算出した操作量MV2を操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限する前記リミット処理を行なうリミット処理ステップと、このリミット処理した操作量MV2を制御対象に出力する操作量出力ステップと、前記上位側制御演算ステップを実行する上位側制御演算手段に異常が発生したときに、異常が発生したことを通知する異常化通知ステップと、前記上位側制御演算手段の異常が解消したときに、異常が解消したことを通知する正常化通知ステップと、前記異常化通知ステップによる通知を受けたときに、前記リミット処理ステップで用いる操作量下限値OLの数値として許容される最小値を設定し、前記リミット処理ステップで用いる操作量上限値OHの数値として許容される最大値を設定すると共に、前記上下限値設定ステップの処理を停止させる上下限値変更ステップと、前記正常化通知ステップによる通知を受けたときに、前記上下限値設定ステップの処理を起動する起動指示ステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, the control method of the present invention includes an upper control calculation step for calculating the operation amount MV1 from the set value SP by advanced control calculation, and an operation amount that is defined in advance in the operation amount MV1 calculated in the upper control calculation step. The operation amount conversion step for calculating at least one of the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH by giving a width, and the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH used in the lower limit processing are described above. Upper / lower limit value setting step for changing to the value calculated in the amount conversion step, lower level control calculation step for calculating the operation amount MV2 from the set value SP by feedback control calculation, and the operation amount MV2 calculated in this lower side control calculation step A limit processing step for performing the limit processing for limiting the operation amount to a value that is greater than or equal to the operation amount lower limit value OL and less than or equal to the operation amount upper limit value OH; A manipulated variable output step of outputting Tsu preparative process manipulated variable MV2 to the controlled object, when an abnormality occurs in the upper side control arithmetic unit for executing said upper side control arithmetic step, the abnormality notifying that an abnormality has occurred A normalization notification step for notifying that the abnormality has been resolved when the abnormality of the higher-level control calculation means is resolved, and the limit processing step when receiving the notification by the abnormality notification step Is set as the minimum value allowed as the numerical value of the operation amount lower limit value OL used in the above, and is set as the maximum value allowed as the numerical value of the operation amount upper limit value OH used in the limit processing step. When the upper / lower limit value changing step for stopping the processing and the notification by the normalization notification step are received, the processing of the upper / lower limit value setting step is performed. It is characterized in that including the activation instruction step of moving.

本発明によれば、上位側制御演算手段で算出された操作量MV1に、予め規定された操作量幅を与えることにより操作量下限値OL、操作量上限値OHのうち少なくとも一方を算出する操作量変換手段と、下位側のリミット処理で用いる操作量下限値OL、操作量上限値OHを操作量変換手段で算出された値に変更する上下限値設定手段とを設けることにより、高度制御とPID等のフィードバック制御とを組み合わせたハイブリッド制御を実現することができ、高度制御の異常をフィードバック制御で補うバックアップの技術や高度制御の誤差をフィードバック制御で吸収する誤差吸収の技術を実現することができる。また、本発明では、下位側制御演算手段とリミット処理手段と操作量出力手段として、例えば温調計のような市販のコントローラを利用することができる。   According to the present invention, an operation for calculating at least one of the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH by giving a predetermined operation amount range to the operation amount MV1 calculated by the higher-level control calculation means. By providing the amount conversion means and the upper and lower limit value setting means for changing the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH used in the lower limit processing to the values calculated by the operation amount conversion means, Hybrid control combined with feedback control such as PID can be realized, backup technology to compensate for abnormalities in advanced control with feedback control, and error absorption technology to absorb errors in advanced control with feedback control it can. In the present invention, a commercially available controller such as a temperature controller can be used as the lower-level control calculation means, the limit processing means, and the operation amount output means.

また、本発明では、上位側制御演算手段に異常が発生したときに、異常が発生したことを通知する異常化通知手段と、異常化通知手段からの通知を受けたときに、リミット処理手段で用いる操作量下限値OLの数値として許容される最小値を設定し、リミット処理手段で用いる操作量上限値OHの数値として許容される最大値を設定すると共に、上下限値設定手段の処理を停止させる上下限値変更手段とを設けることにより、高度制御の異常をフィードバック制御で補うバックアップ機能が不要な制約を受けないようにすることができる。   Further, in the present invention, when an abnormality occurs in the upper control calculation means, an abnormality notification means for notifying that an abnormality has occurred, and when receiving a notification from the abnormality notification means, the limit processing means Set the minimum allowable value as the numerical value of the operation amount lower limit value OL to be used, set the maximum allowable value as the numerical value of the operation amount upper limit value OH used in the limit processing means, and stop the processing of the upper and lower limit value setting means By providing the upper / lower limit value changing means, it is possible to prevent the backup function that compensates for the abnormality of the altitude control by feedback control from receiving unnecessary restrictions.

本発明の参考例に係る制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system which concerns on the reference example of this invention. 本発明の参考例に係る制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the control apparatus which concerns on the reference example of this invention. 本発明の参考例に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the control apparatus which concerns on the reference example of this invention. 本発明の参考例に係る制御装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the control apparatus which concerns on the reference example of this invention. 本発明の実施の形態に係る制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る制御装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 高度制御とPID制御とを組み合わせたハイブリッド制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the hybrid control system which combined altitude control and PID control. 高度制御単独の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of single advanced control.

[発明の原理1]
操作量MVを直接的に算出するタイプの高度制御に対し、誤差吸収の機能が必要になるということは、この操作量MVに暗黙の誤差範囲が実質的に想定されていることに、発明者は着眼した。そして、以下の課題解決方法に想到した。
高度制御の操作量MVに、誤差範囲を想定した幅を考慮する。この操作量幅を、PID制御ループの操作量下限値OL、操作量上限値OHとしてPID制御ループに与えれば、PID制御ループはフィードバック演算による誤差吸収が行なえる。このとき、PID制御ループの設定値SPには、高度制御側に設定されるはずの設定値SPと同じ変数を重複して割当てればよい。また、これによりPID制御ループが常時動作することになるので、高度制御が不調になったり無効状態になったりしたときのためのバックアップ構造としても機能するようになる。
[Principle of Invention 1]
The fact that an error absorption function is required for the type of advanced control that directly calculates the manipulated variable MV means that an implicit error range is substantially assumed for this manipulated variable MV. I focused on. And they came up with the following problem solving method.
A range that assumes an error range is considered in the operation amount MV of the advanced control. If this operation amount width is given to the PID control loop as the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH of the PID control loop, the PID control loop can absorb errors by feedback calculation. At this time, the same variable as the set value SP that should be set on the altitude control side may be assigned to the set value SP of the PID control loop. In addition, this causes the PID control loop to always operate, so that it also functions as a backup structure for when the advanced control becomes malfunctioning or invalid.

さらに、操作量幅(上限値OHと下限値OLとの差)をゼロに近づければ、高度制御側から直接的に操作量MVを電力調整器などに作用させている状態に近づけることができる。すなわち、操作量幅を調整することで、高度制御の影響割合(支配率)を実質的に調整できるというように、可調整なハイブリッド制御を実現することができる。
なお、操作量下限値OL、操作量上限値OHは市販の温調計などが備える一般的なパラメータなので、PID制御演算部として温調計のような市販のコントローラを利用することができ、製造コスト的にも有利になる。
Furthermore, if the operation amount width (difference between the upper limit value OH and the lower limit value OL) is made close to zero, the operation amount MV can be brought closer to the state in which the operation amount MV is directly applied to the power regulator or the like from the altitude control side. . That is, adjustable hybrid control can be realized so that the influence ratio (domination rate) of the altitude control can be substantially adjusted by adjusting the operation amount range.
Since the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH are general parameters provided in a commercially available temperature controller or the like, a commercially available controller such as a temperature controller can be used as a PID control calculation unit. This is advantageous in terms of cost.

[発明の原理2]
上記の発明の原理1において、操作量幅を常に適度な幅に維持していれば、高度制御の異常をPID制御で補う適切なバックアップを実現することができる。しかし、高度制御の影響割合(支配率)を高めるために操作量幅をゼロに近づけた状態において高度制御に故障が発生し、そのまま操作量下限値OL、操作量上限値OHが更新されなくなると、PID制御による操作量MVの可変範囲が極端に狭くなったままになり、バックアップとしての機能が制約されてしまうという問題がある。
[Principle of Invention 2]
In principle 1 of the invention described above, if the manipulated variable range is always maintained at an appropriate range, it is possible to realize an appropriate backup that compensates for abnormalities in altitude control with PID control. However, if a malfunction occurs in the altitude control in a state where the operation amount range is close to zero in order to increase the influence ratio (control ratio) of the altitude control, the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH are not updated as they are. There is a problem that the variable range of the operation amount MV by PID control remains extremely narrow, and the function as a backup is restricted.

発明者は、この問題を解決するために、上位側の高度制御に故障が発生したときに、このことがPID制御側に通知されるように構成し、高度制御に故障が発生したことが通知されたら、PID制御の操作量下限値OL、操作量上限値OHをそれぞれ許容される最小値、最大値(例えば下限値OLは0%、上限値OHは100%)に自動変更することに想到した。これにより、PID制御ループが下位側で連続演算として動作しながら、非常時用のバックアップとして不要な制約を受けない理想的な分散配置になる。
なお、高度制御の故障発生に限らず、オペレータの操作(誤操作を含む)による高度制御の停止、高度制御で算出する操作量の正常範囲からの逸脱による無効化などについても、同様に異常として通知するのが好ましい。
In order to solve this problem, the inventor is configured to notify the PID control side when a failure occurs in the high-level altitude control, and notifies that a failure has occurred in the altitude control. Then, it is conceived that the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH of the PID control are automatically changed to an allowable minimum value and a maximum value (for example, the lower limit value OL is 0% and the upper limit value OH is 100%). did. As a result, the PID control loop operates as a continuous operation on the lower side, and becomes an ideal distributed arrangement that is not subject to unnecessary restrictions as an emergency backup.
Not only the failure of advanced control but also the suspension of advanced control due to operator's operation (including erroneous operation), invalidation due to deviation from the normal range of the operation amount calculated by advanced control, etc. are similarly reported as abnormal. It is preferable to do this.

参考例
以下、本発明の参考例について図面を参照して説明する。本参考例は、上記発明の原理1に対応するものである。図1は本参考例に係る制御系の構成を示すブロック図である。本参考例の制御系は、高度制御演算部1と、温調計2と、SSR(Solidstate Relay)やSCR(Silicon Controlled Rectifier)などの電力調整器3とから構成される。なお、図1では、操作量MVの出力先である制御対象として電力調整器3を例に挙げているが、これに限るものではなく、バルブ等を制御対象としてもよい。
[ Reference example ]
Hereinafter, reference examples of the present invention will be described with reference to the drawings. This reference example corresponds to principle 1 of the invention described above. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system according to this reference example . The control system of this reference example includes an advanced control calculation unit 1, a temperature controller 2, and a power regulator 3 such as an SSR (Solidstate Relay) or an SCR (Silicon Controlled Rectifier). In FIG. 1, the power regulator 3 is taken as an example of the control target that is the output destination of the operation amount MV, but the present invention is not limited to this, and a valve or the like may be the control target.

図2は本参考例の制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。本参考例の制御装置は、図1に示した高度制御演算部1と温調計2とから構成される。
高度制御演算部1は、例えば高度制御演算により操作量MV1を算出する上位側制御演算部10と、上位側制御演算部10で算出された操作量MV1に、規定された操作量幅を与えることにより操作量下限値OL、操作量上限値OHに変換する操作量変換部11と、操作量変換部11で得られた操作量下限値OL、操作量上限値OHを、温調計2の後述するリミット処理部で用いる値として設定する上下限値設定部12とを有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the control device of this reference example . The control device of this reference example includes the altitude control calculation unit 1 and the temperature controller 2 shown in FIG.
The advanced control calculation unit 1 gives a specified operation amount range to the upper control calculation unit 10 that calculates the operation amount MV1 by, for example, advanced control calculation, and the operation amount MV1 calculated by the upper control calculation unit 10. The manipulated variable lower limit value OL and the manipulated variable upper limit value OH, and the manipulated variable lower limit value OL and the manipulated variable upper limit value OH obtained by the manipulated variable converted unit 11 are described later in the temperature controller 2. And an upper / lower limit value setting unit 12 set as a value used in the limit processing unit.

温調計2は、例えばPID制御演算等のフィードバック制御演算により操作量MV2を算出する下位側制御演算部20と、下位側制御演算部20で算出された操作量MV2を操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限するリミット処理を行なうリミット処理部21と、このリミット処理された操作量MV2を制御対象に出力する操作量出力部22とを有する。   The temperature controller 2 includes, for example, a lower-level control calculation unit 20 that calculates an operation amount MV2 by a feedback control calculation such as a PID control calculation, and an operation amount MV2 calculated by the lower-level control calculation unit 20 greater than or equal to an operation amount lower limit value OL. The limit processing unit 21 performs a limit process for limiting the operation amount to a value equal to or less than the operation amount upper limit value OH, and the operation amount output unit 22 outputs the operation amount MV2 subjected to the limit process to a control target.

次に、本参考例の制御装置の動作を図3を用いて説明する。本参考例では、説明を簡単にするために、上位側制御演算部10の制御演算式を、簡易な多入力1出力の1次多項式とする。また、炉内温度を制御対象の状態量とする。つまり、炉を加熱するヒータ(不図示)が図1の電力調整器3に接続されていて、電力調整器3は、温調計2から出力される操作量MV2に応じてヒータに供給する電力を調整する。 Next, the operation of the control device of this reference example will be described with reference to FIG. In this reference example , in order to simplify the description, the control arithmetic expression of the upper control arithmetic unit 10 is a simple first-order polynomial of multiple inputs and one output. Further, the furnace temperature is set as a state quantity to be controlled. That is, a heater (not shown) for heating the furnace is connected to the power regulator 3 in FIG. 1, and the power regulator 3 supplies power to the heater according to the operation amount MV2 output from the temperature controller 2. Adjust.

上位側制御演算部10は、次式の制御演算式により、電力調整器3に出力されることを想定した操作量MV1を算出する(図3ステップS1)。
MV1=ASP+BX1+CX2+DX3 ・・・(1)
式(1)において、SPは制御装置のオペレータによって設定される、制御対象の炉内温度に対する設定値、X1は操作量MV1を決定するために考慮すべき第1の状態量(例えば炉内圧力計測値)、X2は操作量MV1を決定するために考慮すべき第2の状態量(例えば炉内湿度計測値)、X3は操作量MV1を決定するために考慮すべき第3の状態量(例えば炉外周辺温度計測値)、A,B,C,Dは予め規定される1次多項式係数である。
The higher-level control calculation unit 10 calculates an operation amount MV1 that is assumed to be output to the power regulator 3 by the following control calculation formula (step S1 in FIG. 3).
MV1 = ASP + BX1 + CX2 + DX3 (1)
In Equation (1), SP is a set value for the temperature in the furnace to be controlled, which is set by the operator of the control device, and X1 is a first state quantity (for example, furnace pressure) to be considered in order to determine the manipulated variable MV1. (Measured value), X2 is a second state quantity (for example, a furnace humidity measurement value) to be considered for determining the manipulated variable MV1, and X3 is a third state quantity (to be considered for determining the manipulated variable MV1) For example, outside ambient temperature measurement values), A, B, C, and D are first-order polynomial coefficients defined in advance.

続いて、操作量変換部11は、上位側制御演算部10で算出された操作量MV1に、予め規定された操作量幅を加減算して、温調計2の操作量下限値OL、操作量上限値OHを次式のように算出する(図3ステップS2)。
OL=MV1−αL ・・・(2)
OH=MV1+αH ・・・(3)
式(2)、式(3)においてαLは予め規定された下限値用の操作量幅、αHは予め規定された上限値用の操作量幅である。操作量幅αLとαHは同じ値でもよいし、異なる値でもよい。
Subsequently, the operation amount conversion unit 11 adds or subtracts a predetermined operation amount range to the operation amount MV1 calculated by the higher-order side control calculation unit 10 to obtain the operation amount lower limit value OL and the operation amount of the temperature controller 2. The upper limit value OH is calculated as follows (step S2 in FIG. 3).
OL = MV1-αL (2)
OH = MV1 + αH (3)
In Expressions (2) and (3), αL is a predetermined operation amount width for a lower limit value, and αH is an operation amount width for a predetermined upper limit value. The operation amount widths αL and αH may be the same value or different values.

上下限値設定部12は、操作量変換部11で得られた操作量下限値OL、操作量上限値OHを、通信機能などを介して温調計2のリミット処理部21に対して設定する(図3ステップS3)。   The upper / lower limit setting unit 12 sets the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH obtained by the operation amount conversion unit 11 to the limit processing unit 21 of the temperature controller 2 through a communication function or the like. (FIG. 3, step S3).

次に、下位側制御演算部20は、PID制御演算により、以下の伝達関数式のように操作量MV2を算出する(図3ステップS4)。
MV2=(100/Pb){1+(1/Tis)+Tds}(SP−PV)
・・・(4)
式(4)において、SPは制御対象の炉内温度に対する設定値であり、上位側制御演算部10が用いる値と同じである。PVは図示しない温度センサによって計測される制御対象の炉内温度計測値(制御量)、Pbは予め規定された比例帯、Tiは予め規定された積分時間、Tdは予め規定された微分時間、sはラプラス演算子である。
Next, the lower-level control calculation unit 20 calculates the manipulated variable MV2 by the PID control calculation as in the following transfer function equation (step S4 in FIG. 3).
MV2 = (100 / Pb) {1+ (1 / Tis) + Tds} (SP-PV)
... (4)
In Expression (4), SP is a set value for the furnace temperature to be controlled, and is the same as the value used by the upper control calculation unit 10. PV is a furnace temperature measurement value (control amount) to be controlled, which is measured by a temperature sensor (not shown), Pb is a predefined proportional band, Ti is a predefined integration time, Td is a predefined differential time, s is a Laplace operator.

続いて、リミット処理部21は、下位側制御演算部20で算出された操作量MV2を操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限する上下限リミット処理を行なう(図3ステップS5)。
IF MV2<OL THEN MV2=OL ・・・(5)
IF MV2>OH THEN MV2=OH ・・・(6)
つまり、リミット処理部21は、操作量MV2が操作量下限値OLより小さい場合、操作量MV2=OLとし、操作量MV2が操作量上限値OHより大きい場合、操作量MV2=OHとする。
Subsequently, the limit processing unit 21 performs upper / lower limit processing for limiting the operation amount MV2 calculated by the lower-level control calculation unit 20 to a value that is greater than or equal to the operation amount lower limit value OL and less than or equal to the operation amount upper limit value OH (FIG. 3). Step S5).
IF MV2 <OL THEN MV2 = OL (5)
IF MV2> OH THEN MV2 = OH (6)
That is, the limit processing unit 21 sets the operation amount MV2 = OL when the operation amount MV2 is smaller than the operation amount lower limit value OL, and sets the operation amount MV2 = OH when the operation amount MV2 is larger than the operation amount upper limit value OH.

そして、操作量出力部22は、リミット処理部21でリミット処理された操作量MV2を制御対象の電力調整器3に出力する(図3ステップS6)。
以上のようなステップS1〜S6の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで(図3ステップS7においてYES)、制御周期毎に繰り返し実行される。
Then, the operation amount output unit 22 outputs the operation amount MV2 subjected to limit processing by the limit processing unit 21 to the power regulator 3 to be controlled (step S6 in FIG. 3).
The processes in steps S1 to S6 as described above are repeatedly executed for each control cycle until the control is terminated by, for example, an instruction from the operator (YES in step S7 in FIG. 3).

図1、図2に示した制御系の構成において、上位側制御演算部10により算出される操作量MV1は、多入力の条件値を参照して決定されるので、複雑な多変数系、非線形系に対して効率的な制御を実現するのに有効である。しかし、操作量MV1は、予め規定された数式により一意的に算出されるので、条件変動により生じる制御誤差を修正するようには作用しない。すなわち、正確な制御を実現するための操作量の値は、操作量MV1の周辺に存在することになる。   In the configuration of the control system shown in FIGS. 1 and 2, the manipulated variable MV1 calculated by the higher-level control arithmetic unit 10 is determined with reference to a multi-input condition value. It is effective to realize efficient control for the system. However, since the manipulated variable MV1 is uniquely calculated by a predetermined mathematical formula, it does not act to correct a control error caused by a condition change. That is, the value of the operation amount for realizing accurate control exists around the operation amount MV1.

温調計2によるPID制御演算は、操作量下限値OL、操作量上限値OHによりMV1−αL〜MV1+αHの範囲で操作量MV2を探索するように作用する。操作量MV2の範囲が限定されているので、複雑な多変数系、非線形系に対して操作量MV2が発散するリスクが低減された状態で、PID制御ループによるフィードバック制御が行なわれる。   The PID control calculation by the temperature controller 2 acts to search for the operation amount MV2 in the range of MV1−αL to MV1 + αH based on the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH. Since the range of the manipulated variable MV2 is limited, feedback control by the PID control loop is performed in a state where the risk that the manipulated variable MV2 diverges is reduced for complex multivariable systems and nonlinear systems.

操作量幅αL,αHの値をゼロにすると、MV2=OL=OH=MV1になり、温調計2のPID制御演算は、上位側制御演算部10により算出される操作量MV1を一切修正しないことになる。すなわち、上位側の影響割合(支配率)を100%に調整できる。そのように調整したとしても、PID制御演算は常時継続しているので、操作量幅αL,αHの値を大きくするだけで、上位側の異常をPID制御演算で補うバックアップ機能や上位側の誤差をPID制御演算で吸収する誤差吸収機能を実現することができる。   When the values of the operation amount ranges αL and αH are set to zero, MV2 = OL = OH = MV1 is established, and the PID control calculation of the temperature controller 2 does not correct the operation amount MV1 calculated by the upper control calculation unit 10 at all. It will be. That is, the influence ratio (control ratio) on the upper side can be adjusted to 100%. Even if such an adjustment is made, since the PID control calculation is always continued, the backup function and the upper side error for compensating the higher-side abnormality by the PID control calculation only by increasing the values of the operation amount widths αL and αH. It is possible to realize an error absorbing function that absorbs the error by PID control calculation.

図4(A)、図4(B)は本参考例の制御装置の動作を説明する図であり、図4(A)は操作量MV1の変化に伴う操作量下限値OL、操作量上限値OHの変化を示す図、図4(B)は操作量下限値OL、操作量上限値OHによって制約される操作量MV2の変化を示す図である。図4(A)には、操作量MV1が時間の経過とともに8%から92%に直線的に上昇し、αL=αH=8%の設定に基づき操作量下限値OLが0%から84%に直線的に上昇し、操作量上限値OHが16%から100%に直線的に上昇する事例が示されている。 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the control device of this reference example . FIG. 4A shows an operation amount lower limit value OL and an operation amount upper limit value that accompany changes in the operation amount MV1. FIG. 4B is a diagram illustrating a change in the operation amount MV2 restricted by the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH. In FIG. 4A, the manipulated variable MV1 increases linearly from 8% to 92% over time, and the manipulated variable lower limit value OL is increased from 0% to 84% based on the setting αL = αH = 8%. An example is shown in which the operating amount upper limit OH increases linearly from 16% to 100%.

図4(B)には、時間の経過とともに操作量下限値OLが0%から84%、操作量上限値OHが16%から100%に直線的に上昇し、この操作量下限値OLと操作量上限値OHの範囲内で操作量MV2が算出される事例が示されている。このように、上位側の高度制御により大局的な操作量変化が与えられ、下位側のPID制御により誤差吸収程度の操作量の調整(変更)が常時継続する。   FIG. 4 (B) shows that the manipulated variable lower limit value OL increases linearly from 0% to 84% and the manipulated variable upper limit value OH increases linearly from 16% to 100% as time elapses. An example is shown in which the manipulated variable MV2 is calculated within the range of the amount upper limit value OH. In this way, the global operation amount change is given by the higher-level altitude control, and the adjustment (change) of the operation amount to the extent of error absorption is always continued by the lower-side PID control.

こうして、本参考例では、高度制御とPID制御とを組み合わせたハイブリッド制御を実現することができ、高度制御の異常をPID制御で補うバックアップの技術や高度制御の誤差をPID制御で吸収する誤差吸収の技術を実現することができる。 Thus, in this reference example , hybrid control combining advanced control and PID control can be realized, and backup technology that compensates for abnormalities in advanced control with PID control and error absorption that absorbs errors in advanced control with PID control. Technology can be realized.

実施の形態
次に、本発明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。本実施の形態においても制御系の構成は図1に示したとおりである。図5は本実施の形態の制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。
[ Embodiment ]
Next, an embodiment of the present invention will be described. This embodiment corresponds to Principle 2 of the invention described above. Also in the present embodiment, the configuration of the control system is as shown in FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the control device of the present embodiment.

本実施の形態の高度制御演算部1は、上位側制御演算部10と、操作量変換部11と、上下限値設定部12と、上位側制御演算部10に異常(故障、停止、無効化)が発生したときに、異常が発生したことを通知する異常化通知部13と、上位側制御演算部10の異常が解消したときに、異常が解消したことを通知する正常化通知部14と、異常化通知部13からの通知を受けたときに、リミット処理部21の操作量下限値OLの数値として許容される最小値(例えば0%)を設定し、操作量上限値OHの数値として許容される最大値(例えば100%)を設定すると共に、上下限値設定部12の処理を停止させる上下限値変更部15と、正常化通知部14からの通知を受けたときに、上下限値設定部12の処理を起動する起動指示部16とを有する。温調計2の構成は参考例と同様である。 The altitude control calculation unit 1 of the present embodiment has an abnormality (failure, stop, invalidation) in the upper control calculation unit 10, the operation amount conversion unit 11, the upper / lower limit value setting unit 12, and the upper control calculation unit 10. ) Occurs, an abnormality notifying unit 13 for notifying that an abnormality has occurred, and a normalization notifying unit 14 for notifying that the abnormality has been resolved when the abnormality of the higher-level control arithmetic unit 10 is resolved, When the notification from the abnormality notification unit 13 is received, a minimum value (for example, 0%) allowed as the numerical value of the operation amount lower limit value OL of the limit processing unit 21 is set, and the numerical value of the operation amount upper limit value OH is set. When the maximum allowable value (for example, 100%) is set and the upper / lower limit value changing unit 15 for stopping the processing of the upper / lower limit value setting unit 12 and the notification from the normalization notification unit 14 are received, An activation instructing unit 16 that activates the processing of the value setting unit 12; A. The configuration of the temperature controller 2 is the same as in the reference example .

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図6を用いて説明する。本実施の形態においても、炉内温度を制御対象の状態量とする。
ステップS1〜S7の処理は通常時の繰返し処理であり、参考例で説明したとおりであるので、説明は省略する。
Next, the operation of the control device of the present embodiment will be described with reference to FIG. Also in the present embodiment, the furnace temperature is set as a state quantity to be controlled.
Since the processing of steps S1 to S7 is a normal repetitive processing and is as described in the reference example , the description thereof is omitted.

次に、異常発生時の処理について説明する。異常化通知部13は、上位側制御演算部10による操作量MV1の算出(更新)が予め規定された時間を超えて停止しているか、あるいは操作量MV1が予め規定された正常範囲を逸脱している場合、上位側制御演算部10に異常が発生したと判定し(図6ステップS8においてYES)、異常が発生したことを上下限値変更部15に通知する(図6ステップS9)。   Next, processing when an abnormality occurs will be described. The abnormality notifying unit 13 determines whether the calculation (update) of the operation amount MV1 by the higher-level control calculation unit 10 has stopped after a predetermined time, or the operation amount MV1 deviates from a predetermined normal range. If it is determined that an abnormality has occurred in the upper control calculation unit 10 (YES in step S8 in FIG. 6), the upper / lower limit value changing unit 15 is notified that an abnormality has occurred (step S9 in FIG. 6).

上下限値変更部15は、異常化通知部13からの通知を受けたときに、リミット処理部21の操作量下限値OLの数値として許容される最小値(例えば0%)を設定し、操作量上限値OHの数値として許容される最大値(例えば100%)を設定する(図6ステップS10)。さらに、上下限値変更部15は、異常化通知部13からの通知を受けたときに、上下限値設定部12の処理を停止させる(図6ステップS11)。   When receiving the notification from the abnormality notifying unit 13, the upper / lower limit changing unit 15 sets a minimum value (for example, 0%) allowed as the numerical value of the operation amount lower limit value OL of the limit processing unit 21, and operates the operation. A maximum value (for example, 100%) allowed as a numerical value of the amount upper limit value OH is set (step S10 in FIG. 6). Furthermore, the upper / lower limit value changing unit 15 stops the processing of the upper / lower limit value setting unit 12 when receiving the notification from the abnormality notifying unit 13 (step S11 in FIG. 6).

図6のステップS12,S13,S14の処理は、それぞれステップS4,S5,S6の処理と同じなので、説明は省略する。
以上のようなステップS9〜S14の処理が、上位側制御演算部10の異常が解消するまで(図6ステップS15においてYES)、制御周期毎に繰り返し実行される。
Since the processes of steps S12, S13, and S14 in FIG. 6 are the same as the processes of steps S4, S5, and S6, respectively, description thereof is omitted.
The processes in steps S9 to S14 as described above are repeatedly executed for each control period until the abnormality of the higher-level control calculation unit 10 is resolved (YES in step S15 in FIG. 6).

次に、異常解消時の処理について説明する。正常化通知部14は、異常化通知部13が異常発生と判定した後に、上位側制御演算部10による操作量MV1の算出(更新)が予め規定された時間以内の間隔で行なわれている状態であり、かつ操作量MV1が予め規定された正常範囲を逸脱していない状態に移行したときに、上位側制御演算部10の異常が解消したと判定し(図6ステップS15においてYES)、異常が解消したことを起動指示部16に通知する(図6ステップS16)。   Next, the process at the time of abnormality elimination is demonstrated. The normalization notification unit 14 is in a state in which the operation amount MV1 is calculated (updated) by the higher-level control calculation unit 10 at intervals within a predetermined time after the abnormality notification unit 13 determines that an abnormality has occurred. And the operation amount MV1 shifts to a state where it does not deviate from the predetermined normal range, it is determined that the abnormality of the higher-order control calculation unit 10 has been resolved (YES in step S15 in FIG. 6). Is notified to the activation instructing unit 16 (step S16 in FIG. 6).

起動指示部16は、正常化通知部14からの通知を受けたときに、上下限値設定部12の処理を起動する(図6ステップS17)。そして、ステップS1に戻る。ステップS1〜S7の処理は参考例で説明したとおりである。 When receiving the notification from the normalization notification unit 14, the activation instruction unit 16 activates the processing of the upper and lower limit value setting unit 12 (step S17 in FIG. 6). Then, the process returns to step S1. The processing in steps S1 to S7 is as described in the reference example .

図7(A)、図7(B)は本実施の形態の制御装置の動作を説明する図であり、図7(A)は操作量MV1の異常に伴う操作量下限値OL、操作量上限値OHの変化を示す図、図7(B)は正常時に操作量下限値OL、操作量上限値OHによって制約され、異常時には不要な制約を受けない操作量MV2の変化を示す図である。   FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the control device of the present embodiment. FIG. 7A shows an operation amount lower limit value OL and an operation amount upper limit value that accompany the abnormality of the operation amount MV1. FIG. 7B is a diagram illustrating a change in the value OH, and FIG. 7B is a diagram illustrating a change in the operation amount MV2 that is constrained by the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH in a normal state and that is not subject to unnecessary restrictions in an abnormal state.

図7(A)には、操作量MV1の更新が規定時間を超えて停止したことにより異常化通知部13が異常発生と判定し、操作量下限値OLが0%に変更され、操作量上限値OHが100%に変更される事例が示されている。図7(B)には、正常時に操作量MV2が操作量下限値OLと操作量上限値OHの範囲内で算出され、異常発生時に操作量MV2が不要な制約を受けずに算出される事例が示されている。
こうして、本実施の形態では、高度制御の異常をPID制御で補うバックアップ機能が不要な制約を受けないようにすることができる。
In FIG. 7A, the abnormality notification unit 13 determines that an abnormality has occurred due to the update of the operation amount MV1 being stopped after a specified time, and the operation amount lower limit value OL is changed to 0%, and the operation amount upper limit value is changed. An example is shown in which the value OH is changed to 100%. FIG. 7B shows a case where the operation amount MV2 is calculated within the range between the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH when normal, and the operation amount MV2 is calculated without any unnecessary restrictions when an abnormality occurs. It is shown.
In this way, in this embodiment, it is possible to prevent the backup function that compensates for the abnormality of the advanced control with the PID control from receiving unnecessary restrictions.

なお、参考例および実施の形態では、操作量変換部11において操作量下限値OLと操作量上限値OHの両方を算出して、リミット処理部21で用いる値を変更しているが、これに限るものではなく、操作量変換部11は操作量下限値OLと操作量上限値OHのうちどちらか一方の値だけを算出するようにしてもよい。この場合、上下限値設定部12は、リミット処理部21で用いる操作量下限値OLと操作量上限値OHのうち操作量変換部11で算出されていない方の値については変更しないものとし、操作量変換部11で算出された方の値だけを変更することになる。 In the reference example and the embodiment , the operation amount conversion unit 11 calculates both the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH, and changes the value used in the limit processing unit 21. The operation amount conversion unit 11 may calculate only one of the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH. In this case, the upper / lower limit setting unit 12 does not change the value that is not calculated by the operation amount conversion unit 11 among the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH that are used in the limit processing unit 21, Only the value calculated by the operation amount conversion unit 11 is changed.

参考例および実施の形態で説明した制御装置は、CPU、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。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って参考例および実施の形態で説明した処理を実行する。 The control device described in the reference examples and the embodiments can be realized by a computer including a CPU, a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. The CPU executes the processing described in the reference example and the embodiment in accordance with a program stored in the storage device.

本発明は、高度制御のような上位側制御とPID制御のような下位側制御とを組み合わせたハイブリッド制御に適用することができる。   The present invention can be applied to hybrid control in which higher-order control such as advanced control and lower-order control such as PID control are combined.

1…高度制御演算部、2…温調計、3…電力調整器、10…上位側制御演算部、11…操作量変換部、12…上下限値設定部、13…異常化通知部、14…正常化通知部、15…上下限値変更部、16…起動指示部、20…下位側制御演算部、21…リミット処理部、22…操作量出力部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Altitude control calculating part, 2 ... Temperature controller, 3 ... Electric power regulator, 10 ... High-order side control calculating part, 11 ... Operation amount conversion part, 12 ... Upper / lower limit value setting part, 13 ... Abnormalization notification part, 14 ... normalization notification part, 15 ... upper and lower limit value changing part, 16 ... start instruction part, 20 ... lower side control calculation part, 21 ... limit processing part, 22 ... manipulated variable output part.

Claims (2)

高度制御演算により設定値SPから操作量MV1を算出する上位側制御演算手段と、
この上位側制御演算手段で算出された操作量MV1に、予め規定された操作量幅を与えることにより操作量下限値OL、操作量上限値OHのうち少なくとも一方を算出する操作量変換手段と、
下位側のリミット処理で用いる操作量下限値OL、操作量上限値OHを前記操作量変換手段で算出された値に変更する上下限値設定手段と、
フィードバック制御演算により設定値SPから操作量MV2を算出する下位側制御演算手段と、
この下位側制御演算手段で算出された操作量MV2を操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限する前記リミット処理を行なうリミット処理手段と、
このリミット処理された操作量MV2を制御対象に出力する操作量出力手段と
前記上位側制御演算手段に異常が発生したときに、異常が発生したことを通知する異常化通知手段と、
前記上位側制御演算手段の異常が解消したときに、異常が解消したことを通知する正常化通知手段と、
前記異常化通知手段からの通知を受けたときに、前記リミット処理手段で用いる操作量下限値OLの数値として許容される最小値を設定し、前記リミット処理手段で用いる操作量上限値OHの数値として許容される最大値を設定すると共に、前記上下限値設定手段の処理を停止させる上下限値変更手段と、
前記正常化通知手段からの通知を受けたときに、前記上下限値設定手段の処理を起動する起動指示手段とを備えることを特徴とする制御装置。
Upper control calculation means for calculating the operation amount MV1 from the set value SP by altitude control calculation;
An operation amount conversion means for calculating at least one of the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH by giving a predetermined operation amount range to the operation amount MV1 calculated by the higher-level control calculation means;
Upper and lower limit value setting means for changing the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH used in the lower limit processing to the values calculated by the operation amount conversion means;
Low-order side control calculation means for calculating the operation amount MV2 from the set value SP by feedback control calculation;
Limit processing means for performing the limit processing for limiting the operation amount MV2 calculated by the lower-level control calculation means to a value not less than the operation amount lower limit value OL and not more than the operation amount upper limit value OH;
An operation amount output means for outputting the operation amount MV2 subjected to the limit process to a control target ;
An abnormality notification means for notifying that an abnormality has occurred when an abnormality has occurred in the higher-level control calculation means;
Normalization notifying means for notifying that the abnormality has been resolved when the abnormality of the higher-level control calculation means has been resolved;
When receiving a notification from the abnormality notifying means, a minimum allowable value is set as a numerical value of the manipulated variable lower limit value OL used in the limit processing means, and a numerical value of the manipulated variable upper limit value OH used in the limit processing means Upper and lower limit value changing means for stopping the processing of the upper and lower limit value setting means,
A control apparatus comprising: an activation instructing unit that activates processing of the upper and lower limit value setting unit when receiving a notification from the normalization notifying unit .
高度制御演算により設定値SPから操作量MV1を算出する上位側制御演算ステップと、
この上位側制御演算ステップで算出した操作量MV1に、予め規定された操作量幅を与えることにより操作量下限値OL、操作量上限値OHのうち少なくとも一方を算出する操作量変換ステップと、
下位側のリミット処理で用いる操作量下限値OL、操作量上限値OHを前記操作量変換ステップで算出した値に変更する上下限値設定ステップと、
フィードバック制御演算により設定値SPから操作量MV2を算出する下位側制御演算ステップと、
この下位側制御演算ステップで算出した操作量MV2を操作量下限値OL以上で操作量上限値OH以下の値に制限する前記リミット処理を行なうリミット処理ステップと、
このリミット処理した操作量MV2を制御対象に出力する操作量出力ステップと
前記上位側制御演算ステップを実行する上位側制御演算手段に異常が発生したときに、異常が発生したことを通知する異常化通知ステップと、
前記上位側制御演算手段の異常が解消したときに、異常が解消したことを通知する正常化通知ステップと、
前記異常化通知ステップによる通知を受けたときに、前記リミット処理ステップで用いる操作量下限値OLの数値として許容される最小値を設定し、前記リミット処理ステップで用いる操作量上限値OHの数値として許容される最大値を設定すると共に、前記上下限値設定ステップの処理を停止させる上下限値変更ステップと、
前記正常化通知ステップによる通知を受けたときに、前記上下限値設定ステップの処理を起動する起動指示ステップとを含むことを特徴とする制御方法。
A high-order side control calculation step for calculating the manipulated variable MV1 from the set value SP by an altitude control calculation;
An operation amount conversion step for calculating at least one of the operation amount lower limit value OL and the operation amount upper limit value OH by giving a predetermined operation amount range to the operation amount MV1 calculated in the upper control calculation step;
Upper / lower limit value setting step for changing the manipulated variable lower limit value OL and manipulated variable upper limit value OH used in the lower limit processing to the values calculated in the manipulated variable conversion step;
A lower-level control calculation step of calculating the manipulated variable MV2 from the set value SP by feedback control calculation;
A limit processing step for performing the limit processing for limiting the manipulated variable MV2 calculated in the lower control calculation step to a value not less than the manipulated variable lower limit value OL and not more than the manipulated variable upper limit value OH;
An operation amount output step for outputting the limit-processed operation amount MV2 to the control target ;
An abnormality notification step for notifying that an abnormality has occurred when an abnormality has occurred in the upper control calculation means for executing the upper control calculation step;
A normalization notification step of notifying that the abnormality has been resolved when the abnormality of the higher-level control calculation means is resolved;
When the notification in the abnormality notification step is received, a minimum value allowed as the numerical value of the operation amount lower limit value OL used in the limit processing step is set, and the numerical value of the operation amount upper limit value OH used in the limit processing step is set. An upper and lower limit value changing step for setting an allowable maximum value and stopping the processing of the upper and lower limit value setting step;
And a starting instruction step for starting the processing of the upper and lower limit value setting step when receiving the notification in the normalization notifying step .
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