JPH02158801A - 調節計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は設定値とプロセス量の偏差に演算を施して操
作量を出力する調節計において、特にプロセス量の行き
過ぎの防止を意図したものである。

〈従来技術〉 第８図にプロセスの制御を行う調節計の構成を示す、第
８図において、１は１次遅れの演算を行う演算部であり
、設定値ＳＰが入力される。２は制御演算部であり、演
算部１の出力５ＳＰ−及びプロセス量Ｐｖが入力され、
これらの偏差に比例積分微分演算を施して操作量を出力
する。

通常、調節計ではあらかじめ設定されたパターンに基づ
いて設定値ＳＰを変化させ、この設定値ＳＰとプロセス
量ＰＶの偏差に基づいて操作量を演算して出力する。し
かしながら、第９図に示すように設定値ＳＰがステップ
状に変化する場合では、設定値ＳＰとプロセス量ＰＶの
偏差が過大になり、操作量が大きくなってプロセス量に
行き過ぎが発生することがある。その為、設定値ＳＰを
１次遅れ特性を有する演算部１に入力して、第９図点線
の５ＳＰ−のように徐々に増加させ、この５ＳＰ−を設
定値として制御演算を行うようにして、プロセス量の行
き過ぎを防止している。

〈発明が解決すべき課題〉 この様な調節計では、プロセス量の行き過ぎ量を小さく
しようとすると、演算部１の遅れ特性を大きくし、５Ｓ
Ｐ−の立ち上がりを小さくしなければならない、しかし
ながら、ｓｓｐ”の立ち上がりを小さくするとプロセス
量が最終設定値に到達するまでの時間が長くなり、操業
時間が３０分から１時間以上も増加するという課題があ
った。

〈発明の目的〉 この発明の目的は、立ち上がりが早く、かつプロセス量
の行き過ぎがない調節計を提供することにある く課題を解決する為の手段〉 前記課題を解決する為に本発明では、設定値を第１の演
算部に入力して別に入力された演算パラメータに基づい
て前記設定値に漸近的に近付く値を求め、この第１の演
算部の出力とプロセス量を制御演算部に入力して操作量
を演算するようにした構成であって、前記第１の演算部
の演算パラメータをこの第１の演算部の出力及びプロセ
ス量が入力される第２の演算部から供給するようにした
ものである。

また、第２の演算部の初期値として、操作量が出力され
てから前記プロセス量が立ち上がるまでの時間間隔を測
定し、前記プロセス量が立ち上がってから前記測定した
時間間隔経過後の前記プロセス量の値、及びその値と前
記時間間隔の比に関連する値とを用いるようにしたもの
である。

〈実施例〉 第１図に本発明に係る調節計の一実施例を示す。

第１図において、１０は第１の演算部であり、設定ｆｉ
ｉＳ　Ｐが入力され、ＳＳＰを出力する。この出力ＳＳ
Ｐは第１の演算部１０に入力される。１１は第２の演算
部であり、プロセスｉＰＶ及び第１の演算部１０の出力
ＳＳＰが入力される。第２の演算部１１の出力は第１の
演算部１０に入力される。１２は制御演算部であり、第
１の演算部１０の出力ＳＳＰ及びプロセス量Ｐｖが入力
され、これらの入力の偏差に比例積分微分演算などを施
して操作量を演算し、出力する。

次に、この実施例の動作を第２図、第３図のフローチャ
ートを用いて説明する。第２図は第１の演算部１０の動
作であり、制御周期、例えば０゜１秒毎に行われる。ま
た、パラメータＴＴＰ及びＲ３は第２の演算部１１から
供給される。最初にパラメータＴＴＰが正であるかが判
断される。正でないと前回のＳＳＰを出力して終了する
。正であると、次に前回の出力ＳＳＰと（設定値５Ｐ−
ＴＴＰ）が比較される。ｓｓｐの方が小さくないと、前
回のＳＳＰを出力し、小さいと前回の出力ＳＳＰにパラ
メータＲ３を加算して出力する。すなわち、パラメータ
ＴＴＰはＳＳＰの増加をいつ抑制するかを決めるパラメ
ータになる６次に、第３図フローチャートに基づいて第
２の演算部１１の動作を説明する。この動作も制御周期
毎に行われる。またＫはパラメータであり、例えば２が
選択される。最初にプロセス量Ｐ■と（設定値ＳＰ−前
回の’ｒ”ＴＰ−（前回〕ＴＴＰ　）　／Ｋ　）か比較
される。プロセス量ＰＶが等しいか小さいと前回のＴＴ
Ｐ及びＲ３を第１の記憶部１０に出力し、プロセス量Ｐ
■の方が大きいと前回のＴ”ｒ　Ｐ及びＲ３を１／にし
て出力する。すなわち、設定値ＳＰと第１の演算部１０
の出力ＳＳＰの差が第２の演算部１１で与えられたパラ
メータＴ　Ｔ　Ｐより小さいと出力ＳＳＰをパラメータ
Ｒ３だけ増加させ、設定値ＳＰとプロセス量ＰＶの差が
小さくなるに従ってパラメータＴＴＰ及びＲ３を一定比
率で小さくするようにする。パラメータＴＴＰとＲ３の
初期値はあらかじめ適当な値を設定しておく。

第４図に第１の演算部１０の出力ＳＳＰ及びプロセス量
ＰＶの変化の一例を示す、この図において、黒点はＳＳ
Ｐ、白点はＰｖの変化を示す。なお、設定値５Ｐ＝５０
、パラメータＴＴＰ及びＲ８の初期値をそれぞれ５，０
．０２、Ｋ＝２とする、Ａの部分ではｒｓｓＰ＜５Ｐ−
ＴＴＰＪが満たされているので、第２図からＳＳＰは０
．０２ずつ増加する。Ｂの部分ではｒｓｓｐ≧５Ｐ−Ｔ
’ｆ’　Ｐ　Ｊ　ニなり、第２図からｓｓｐは一定値（
＝４５）を保持される。プロセスｊｉＰＶが増加するの
で、時刻ｔ１で第３図の条件が成立し、パラメータＴＴ
Ｐ及びＲ３が半分になる。その為、第２図によりＣのよ
うにＳＳＰは０．０１ずつ増加するようになる。すなわ
ち、最初は比較的早い速度でＳＳＰが増加し、設定値Ｓ
Ｐとプロセス量ＰＶの差か小さくなると、より遅い速度
でＳＳＰが増加する。制御演算部１２はこのＳＳＰに基
づいて操作量を演算して出力するので、プロセス量Ｐｖ
は短時間で設定値ＳＰに近付き、かつ行き過ぎが発生す
ることはない。

第５図にこの実施例の効果の一例を示す、第５図（Ａ）
は設定値ＳＰをそのまま制御演算部１２に入力した場合
であり、（Ｂ）は第１図実施例による制御の場合である
。なお、ＳＰは設定値、ＳＳＰは第１の演算部１０の出
力、Ｐｖはプロセス量を表わす、（Ａ）ではＳＰとＰＶ
の偏差に基づいて操作量が演算されるので、その下降の
タイミングが遅れるためにプロセス量Ｐｖの行き過ぎ１
３が発生するが、（Ｂ）ではプロセス量Ｐ■の増加に従
ってＳＳＰの増加が一時停止されるので、操作量の下降
がより早く発生し、プロセス量ＰＶの行き過ぎは発生し
ない。

第６図に本発明の他の実施例を示す、第１図の実施例で
はパラメータ’Ｉ”ｌ”　Ｐ及びＲ３をプロセス毎に調
整しなければならないが、この実施例は第２の演算部１
１のパラメータＴＴＰとＲ８の初期値をプロセスの状態
によって決めるようにしたものである。なお、第１図と
同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。第６図
において、１４は第３の演算部であり、プロセス量Ｐｖ
及び操作量が入力され、その出力は第２の演算部１１に
入力される。この第３の演算部は第７図に示ずように操
作量が出力を開始した時刻ｔ２か”らプロセス量ｐｖが
立ち上がる時刻ｔ３の時間間隔Δｔすなわち無駄時間を
測定し、かつ時刻ｔ３からΔを時間経過したｔ４におけ
るプロセス量Ｐｖｏを測定して、ＰＶ　　／Δを及びＰ
　Ｖ　ｏをそれぞれバラン〇 一タＲ８，ＴＴＰの初期値として第２の演算部１１に出
力する。第１、第２の演算部１０．１１は第２、第３図
のフローチャートに基づいてＳＳＰを演算し、制御演算
部１２に出力する。

なお、これらの実施例では、設定値ＳＰが増加する例に
ついて説明したが、減少する場合も同様にして実施でき
る。

また、第１図実施例ではに＝１としたが、１より大きい
適当な値を用いることができる。Ｋを大きくすると、よ
り大きなプロセス量の制動効果を得ることができる。ま
た、制御の途中でＫを変え条ようにしてもよい。

また、第６図の実施例において、第２の演算部１１に入
力するＲ８と’Ｉ”　Ｔ　Ｐの初期値をＰＶｏ／Δを及
びＰ　Ｖ　ｏそのものとしないで、手動あるいは自動で
微調整するようにしてもよい、さらに、第７図において
、（１４−１３）の時間はΔｔそのらのでなくても、プ
ロセス量Ｐｖが立ち上がる時刻ｔ３からΔｔの時間間隔
に関連する値であってもよい。

〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、この
発明では制御演算部に入力する設定値ＳＳＰを漸近的に
設定値ＳＰに近付けるようにした。

その為、プロ上置が設定値に近付く手前で操作量の減少
が発生し、プロセス量の行き過ぎを防止する事が出来る
。

また、漸近的な設定値を発生させる演算パラメータをプ
ロセスの無駄時間その他から得るようにしたので、プロ
セスの状況に応じて最適のパラメータを設定でき、より
高度の制御を実行できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る調節計の一実施例を示すブロック
図、第２．第３図はその動作を示すフローチャート、第
４．第５図はその効果を説明するための図、第６図は他
の実施例を示すブロック図、第７図はその動作を説明す
る為の図、第８図は従来の調節計の構成を示す図、第９
図はその動作を示す図である。 １０・・・第１の演算部、１１・・・第２の演算部、１
２・・・制御演算部、１４・・・第３の演算部。 第３図 第５図 （Ａ） 第８図 第９図 Ｓｐ （Ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）設定値が入力され、この入力された設定値に別
   に入力される演算パラメータに基づいて前記設定値に漸
   近する値を演算をして出力する第１の演算部と、この第
   １の演算部の出力及びプロセス量が入力され前記第１の
   演算部に前記演算パラメータを出力する第２の演算部と
   、前記第１の演算部の出力及びプロセス量が入力されこ
   れら入力された値に基づいて操作量を演算して出力する
   制御演算部とを有する事を特徴とする調節計。
2. 　（２）プロセス量及び操作量が入力される第３の演算
   部を有し、この第３の演算部は前記操作量が出力されて
   から前記プロセス量が立ち上がるまでの時間間隔を測定
   し、前記プロセス量が立ち上がってから前記測定した時
   間間隔経過後の前記プロセス量の値及びこの値と前記測
   定した時間間隔との比に関連する値を前記第２の演算部
   に入力するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の調節計。