JP6076914B2 - 大規模プロセスオートメーション制御システムを解析および診断する方法 - Google Patents
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Description
Pは比例コントローラゲインを表す
Iは積分時間を秒単位で表す
Dは微分ゲインを秒単位で表す
eは誤差=SP−MVを表す
異なる製造業者のPIDコントローラが、比例、積分および微分の用語に対して異なる定義および名称を有する。「ゲイン」および「時間」がこの例である。比例、積分および微分という用語は、一般に「チューニングパラメータ」と呼ばれるので、比例、積分および微分のチューニングパラメータという用語が以下の段落で使用される。これらの用語は、比例コントローラゲイン、積分時間および微分ゲインだけでなく、他の複数の製造業者により使用される他の比例、積分および微分という用語も含むことを意味することが理解される。
Claims (15)
- プロセスを制御するように動作可能な制御システムの複数の制御ループの1つまたは複数を解析するための、コンピュータにより実施される方法であって、前記複数の制御ループはそれぞれコントローラ、最終制御要素、および前記コントローラにより制御されているプロセス変数の測定値を前記コントローラに提供するための測定装置を有し、前記方法は、
解析のためにユーザから前記複数の制御ループの1つの選択を受信することと、
前記選択された制御ループの第1、第2および第3のセクションの各々に対して、あらかじめ定義された主要業績評価指標(KPI)に対する評価を生成することと、ここで、前記第1のセクションは、前記選択された制御ループの前記コントローラと関係があり、前記第2のセクションは、前記選択された制御ループの前記プロセスおよび前記最終制御要素と関係があり、前記第3のセクションは、前記選択された制御ループの前記プロセス変数の前記測定値と関係がある、
前記選択された制御ループの制御データの少なくとも2つの異なるタイプを前記コンピュータのグラフィカル・ユーザ・インタフェース(GUI)の単一画面に表示することと、ここで、制御データの前記複数のタイプは、前記プロセス変数の前記測定値、前記コントローラの出力、前記コントローラの設定値、前記コントローラの比例チューニングパラメータ、前記コントローラの積分チューニングパラメータ、および前記コントローラの前記設定値と前記プロセス変数の前記測定値の差である誤差からなるグループから選択される、
前記選択された制御ループに対する複数の前記あらかじめ定義されたKPIの前記生成された複数の評価を、前記コンピュータの前記GUIの前記単一画面に表示することと、
前記選択された制御ループに対する複数の前記KPIの1つに対する異なる評価をユーザから受信することと、
前記選択された制御ループに対する複数の前記あらかじめ定義されたKPIの前記1つに対する前記生成された評価の代わりに、前記選択された制御ループに対する複数の前記あらかじめ定義されたKPIの前記1つの前記受信された、異なる評価を、前記コンピュータの前記GUIの前記単一画面に表示することと、
を備える方法。 - 前記制御データは、複数の時系列傾向の形で表示される、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の時系列傾向の第1の1つが、前記コントローラの前記設定値に対するものであり、前記複数の時系列傾向の第2の1つが、前記コントローラの前記出力に対するものである、請求項2に記載の方法。
- 前記複数の時系列傾向の第3の1つが、前記プロセス変数の前記測定値に対するものである、請求項2に記載の方法。
- 複数の前記あらかじめ定義されたKPIの前記複数の評価の各々は、問題ありまたは問題なしを示す状態を備える、請求項1に記載の方法。
- 問題ありを示す状態を有するそれぞれのあらかじめ定義されたKPIの前記評価は、前記問題の重大度を示す値をさらに備える、請求項5に記載の方法。
- 前記第1のセクションに対する前記あらかじめ定義されたKPIは、過大な制御、制御不足、過大な手動制御、振動性設定値、前記コントローラ内のかなりの不感帯、非ゼロ制御誤差、前記最終制御要素の過大な動作、前記コントローラの遅い実行、および未知の制御問題からなるグループから選択される、請求項5に記載の方法。
- 前記第2のセクションに対する前記あらかじめ定義されたKPIは、前記コントローラの飽和した出力、大部分が前記最終制御要素の動作範囲の外側の複数の部分での前記最終制御要素の動作、前記プロセス変数の前記測定値および前記コントローラの前記出力の周期的挙動、前記測定装置の較正誤差または前記最終制御要素の漏洩、前記プロセス内の非周期的擾乱、前記プロセス変数の前記測定値における、外部からトリガされた周期的変動性、および未知のプロセス問題からなるグループから選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記第3のセクションに対する前記あらかじめ定義されたKPIは、量子化されている前記プロセス変数の前記測定値、前記プロセス変数の前記測定値における過大なノイズ、前記プロセス変数の前記測定値および/または前記コントローラの出力における複数の異常値、前記プロセス変数の前記測定値における不自然な複数の段階変化、データ圧縮、前記プロセス変数の前記測定値の過大なスムーズ性、前記プロセス変数の前記測定値に対する不適切なサンプリングレート、前記プロセス変数の測定値なし、前記プロセス変数の前記測定値における飽和、および未知の測定問題からなるグループから選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記選択された制御ループの第1、第2および第3のセクションの各々に対して、複数のKPIに対する複数の評価を生成することを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記制御データは、互いに対して2つの異なるデータタイプの2次元プロットの形で表示される、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のデータタイプの第1の1つが、前記プロセス変数の前記測定値であり、前記複数のデータタイプの第2の1つが、前記コントローラの前記出力である、請求項11に記載の方法。
- 前記制御データは、互いに対して3つの異なるデータタイプの3次元プロットの形で表示される、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のデータタイプの第1の1つが、前記プロセス変数の前記測定値であり、前記複数のデータタイプの第2の1つが、前記コントローラの前記出力であり、前記複数のデータタイプの第3の1つが、前記コントローラの前記設定値である、請求項13に記載の方法。
- 制御データの前記複数のタイプの1つに対して複数の数値方法を実施することと、前記複数の数値方法の複数の結果をテーブルの形で前記コンピュータの前記GUIの前記単一画面に表示することと、をさらに備え、前記複数の数値方法は、標準偏差、平均値、最大値および最小値を備える、請求項1に記載の方法。
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