JPH02254501A - Process controller - Google Patents
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- JPH02254501A JPH02254501A JP7881189A JP7881189A JPH02254501A JP H02254501 A JPH02254501 A JP H02254501A JP 7881189 A JP7881189 A JP 7881189A JP 7881189 A JP7881189 A JP 7881189A JP H02254501 A JPH02254501 A JP H02254501A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、プロセス制御に関し、プロセス負荷の急激な
変動時のオーバーシュート分、あるいはアンダーシュー
ト分を減少させると共に整定時間を短縮する装置を提供
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to process control, and provides an apparatus that reduces overshoot or undershoot and shortens settling time when a process load suddenly fluctuates. It is.
従来の技術
従来においてもプロセス制御停止時点でプロセス変数信
号に対する積分演算結果を記憶保持し、次回プロセス制
御再開時点に、前記積分量を初期積分量としてＰＩＤ＠
？７１する方法があった。この従来の制御方法を、温度
制御系を例にとった第７図、第８図で説明する。制御器
１では、目標値ＴＵＰとプロセス変数信号ＴＷＯを読み
込み、その偏差ＴＥＲ−ＴＵＰ−ＴＷＯをそれぞれ比例
・微分・積分の各演算部２．３．４で処理し、それぞれ
の演算結果ＶＫ、ＶＴＤ、ＶＴｉを得ている。−前記積
分演算結果ＶＴｉは積分記憶手段５内に常時記憶保持さ
れる。ここでプロセス制御が中止されたとしても、前記
積分演算結果ＶＴｉは前記積分記憶手段５内にて記憶さ
れており、次回プロセス制御が再開されるまで待機伏態
となっている。Conventional technology In the past, the integral calculation result for the process variable signal is stored and held when the process control is stopped, and when the process control is restarted next time, the integral amount is set as the initial integral amount and PID@
? There was a way to do 71. This conventional control method will be explained with reference to FIGS. 7 and 8, taking a temperature control system as an example. The controller 1 reads the target value TUP and the process variable signal TWO, processes the deviation TER-TUP-TWO in the proportional, differential, and integral calculation sections 2.3.4, and calculates the respective calculation results VK and VTD. , VTi is obtained. - The integral calculation result VTi is always stored and held in the integral storage means 5. Even if the process control is stopped at this point, the integral calculation result VTi is stored in the integral storage means 5 and remains in a standby state until the process control is resumed next time.
プロセス制御が再開されると、前記積分記憶手段５に記
憶されている積分量ＶＴｉｍは制御開始初期の積分演算
結果として積分演算部４に取り込まれる。プロセス制御
部６は、前記演算処理結果の和ＴＣ−ＶＫ＋ＶＴＤ＋Ｖ
Ｔ ｉを取り込み、プロセス変数信号ＴＷＯとして目標
値ＴＵＰヘフィードバックしている。When the process control is restarted, the integral amount VTim stored in the integral storage means 5 is taken into the integral calculation section 4 as the integral calculation result at the beginning of the control. The process control unit 6 calculates the sum TC−VK+VTD+V of the arithmetic processing results.
T i is taken in and fed back to the target value TUP as a process variable signal TWO.
発明が解決しようとする課題
しかしながら、前述した構成において、第８図の応答特
性に示すように制御停止時間Ｌ＋から、制御再開時間ｔ
、のプロセス制御停止中、時間Ｌｘにて目標値にＴＣ，
からＴＣ２に変更があり、それが例えば現在よりも高く
設定変更された場合においても、プロセスＩＩＪ？Ｉ再
開時点で、プロセス制御停止前の安定していたＴＣ，（
積分演算結果ＶＴ１＋）で制御しようとする。しかし、
設定は高く変更されているため前記制御出力Ｔ Ｃ＋か
ら更にＰＩＤ＠ｉを行ない制御出力ＴＣ，を出力しよう
とする。前述した内容は目標値を低く設定変更された場
合も同様であり、従って、目標値を変更しない場合と違
って、ＴＷＯのオーバーシュート、あるいはアンダーシ
ュートが大きくなり、整定時間ｔ０を遅くらせるという
課題があった。Problems to be Solved by the Invention However, in the above-described configuration, as shown in the response characteristics of FIG. 8, from the control stop time L+ to the control restart time t.
, while the process control is stopped, the target value is reached at time Lx, TC,
Process IIJ? At the time of restarting I, the stable TC before the process control stop, (
Control is attempted using the integral calculation result VT1+). but,
Since the setting has been changed to a high value, PID@i is further performed from the control output TC+ to output the control output TC. The above-mentioned contents are the same even when the target value is changed to a lower value. Therefore, unlike when the target value is not changed, there is a problem that the overshoot or undershoot of TWO becomes large and the settling time t0 is delayed. was there.
そこで本発明はプロセス制御停止中、目標値の一定以上
の変更により積分記憶量ＶＴｉｍを一定の割合で増減さ
せ、次回制御の初期積分量とするプロセス制御を提供す
ることを第１の目的としている。Therefore, the first object of the present invention is to provide process control that increases or decreases the integral storage amount VTim at a constant rate by changing the target value by a certain amount or more while the process control is stopped, and uses this as the initial integral amount for the next control. .
また第２の目的はプロセス制御停止中、目標値の変更に
より目標値それぞれに対応する積分量を、次回制御の初
期積分量とするプロセス制御を提供することにある。A second object is to provide process control in which, while the process control is stopped, by changing the target values, the integral quantities corresponding to each target value are set as the initial integral quantities for the next control.
また第３の目的はプロセス制御停止中目標値のリニアな
変更に対応して積分量をリニアに変更し、次回制御の初
期積分量とするプロセス制御を提供することにある。A third object is to provide process control in which the integral quantity is linearly changed in response to a linear change in the target value while the process control is stopped, and is used as the initial integral quantity for the next control.
ｌＩＢを解決するための手段
そこで前記第１の目的を達成するために本発明は、目標
値の一定以上の変化を検出する目標変更検出手段と積分
記憶量を一定の割合で加減算を行なう割合演算手段を有
するものである。。Means for Solving IIB Therefore, in order to achieve the first object, the present invention provides a target change detection means for detecting a change in a target value of a certain value or more, and a ratio calculation for adding and subtracting an integral memory amount at a constant rate. It is something that has the means. .
また第２の目的を達成するために本発明は、目標値それ
ぞれに対応する積分量を提供する目標別積分量記憶手段
を設けるものである。Further, in order to achieve the second object, the present invention provides a target integral amount storage means for providing an integral amount corresponding to each target value.
また第３の目的を達成するために、本発明は目標値のリ
ニアな変化に対応する積分量を演算するリニア演算処理
手段を設けるものである。Further, in order to achieve the third object, the present invention provides linear calculation processing means for calculating an integral amount corresponding to a linear change in a target value.
作用
本発明のプロセス制御は、目標値の一定以上の変化によ
り一定の割合で積分量を増減させることで、プロセス制
御再開時の制御出力のオーバーシュート、あるいはアン
ダーシェードを低減でき、目標値への整定時間を短縮す
ることができる。Effect The process control of the present invention can reduce overshoot or undershading of the control output when the process control is restarted by increasing or decreasing the integral amount at a constant rate when the target value changes by more than a certain value. The settling time can be shortened.
また、目標値それぞれに対応する積分量を予め決定して
おくことにより、上記した一定の割合を演算する必要も
な（、目標値相当の積分量を制御出力とするので、オー
バーシュート、あるいはアンダーシュートを更に低減で
き、また目標値への整定時間も更に短縮することができ
る。In addition, by predetermining the integral amount corresponding to each target value, there is no need to calculate the above-mentioned constant ratio (because the integral amount corresponding to the target value is used as the control output, overshoot or under-shooting can be avoided). Shoots can be further reduced, and the settling time to the target value can also be further shortened.
また、目標値のリニアな変化に対応して積分量をリニア
に変更することにより、前記目標値相当の積分量をより
最適な積分量に変更し制御出力として出力するので、オ
ーバーシュート、あるいはアンダーシュートを更に低減
し、かつ目標値への整定時間も更に短縮することができ
る。In addition, by linearly changing the integral amount in response to linear changes in the target value, the integral amount equivalent to the target value is changed to a more optimal integral amount and output as a control output, so overshoot or under-shooting is avoided. It is possible to further reduce shoots and further shorten the settling time to the target value.
実施例
以下本発明の実施例について第１図、第２図、第３図、
第４図、第５図、第６図を用いて説明する。従来例に対
応させて、プロセス制御が一度停止した後目標値が高く
設定変更された場合を取り上げる。Examples Below, regarding examples of the present invention, Figs. 1, 2, 3,
This will be explained using FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6. Corresponding to the conventional example, let us consider a case where the target value is changed to a higher value after the process control has stopped once.
実施例１
第１図において、第７図と同一符号のものは同じ動きを
する箇所であり、本発明の目標変更検出手段８によって
目標値が一定以上ΔＶＲだけ変更されたことを検出する
。前記目１ａ変更検出手段８にて検出された変化量ΔＶ
Ｒは、割合演算手段７内にて積分記憶手段５内の積分記
憶１１ＶＴｉｍに一定の割合αを乗じた積分変化量ΔＶ
Ｔｉを算出する、すなわち、
ΔＶＴ ｉ −αＸＶＴ ｉ ｍ
である、その後、積分記憶手段５内の積分記憶量ＶＴｉ
ｍと前記積分変化量ΔＶＴｔとを加算し、新しい積分量
とし積分演算器４内で処理される。Embodiment 1 In FIG. 1, the same reference numerals as in FIG. 7 indicate parts that move in the same way, and the target change detection means 8 of the present invention detects that the target value has been changed by more than a certain value ΔVR. Amount of change ΔV detected by the eye 1a change detection means 8
R is the integral change amount ΔV obtained by multiplying the integral storage 11VTim in the integral storage means 5 by a certain ratio α in the ratio calculating means 7.
Ti is calculated, that is, ΔVT i −αXVT i m , and then the integral storage amount VTi in the integral storage means 5 is calculated.
m and the integral change amount ΔVTt are added to form a new integral quantity, which is then processed in the integral calculator 4.
すなわち、 ＶＴ ｉ＋＋ −ＶＴ ｉ、ｌ−、＋ΔＶＴｉである。That is, VT i++ -VT i, l-, +ΔVTi.
目標値変更時に以上の様な演算処理を施すことにより、
第４図の応答特性が得られる。プロセス制御停止時１．
からプロセス制御再開時り、内の時間ｔ！にて、目標値
がＴＵＰ、からＴＵＰ、に変更されると、制御出力ＴＣ
，は前述した欅に積分変化量ΔＶＴｉ分だけ加算され、
制御出力ＴＣ！に変更される。その後、時間ｔ、にてプ
ロセス制御が再開されると、制御出力ＴＣ，を使用して
再びＰＩＤ制御を行なうことになる。ここで、設定値Ｔ
ＵＰ、までの整定時間を注目してみると、積分変化量Δ
ＶＴｔ分だけ既に加えられているので従来よりも整定時
間が短縮されｔ、となる。By performing the above calculation processing when changing the target value,
The response characteristics shown in FIG. 4 are obtained. When process control stops 1.
When process control is resumed from t! When the target value is changed from TUP to TUP, the control output TC
, is added to the keyaki described above by the integral change amount ΔVTi,
Control output TC! will be changed to Thereafter, when process control is restarted at time t, PID control is performed again using control output TC. Here, the set value T
If we pay attention to the settling time until UP, we can see that the integral change amount Δ
Since an amount equal to VTt has already been added, the settling time is reduced to t compared to the conventional method.
実施例２
第２図において、第７図と同一符号のものは同じ働きを
する箇所であり、本発明の特許請求範囲（２）項に記載
する所の目標変更検出手段１０、目標値にそれぞれ対応
する積分量を記憶してお（目標別槽分量記憶手段９であ
る。前記設定別積分量記憶手段９内には各設定値に相当
する積分Ｎ９−１゜９−２．・・・・・・９−ｎが記憶
されている。また、第２図の構成により得られた応答特
性を第６図に示す、第６図において、プロセス制御中ｔ
１までは目標ＶＲ，で温度ＴＩを目標に制御していて、
ＰＩＤＩ［ｌ出力がＴＣ＝ＴＣ，で安定していたものと
する。そして、時間ｔ１にてプロセス制御が停止され、
再開されるｔ、までの時間内のｔ２で目標値がＶＲ，か
らＶＲ，に変更されたとする。すると、目標変更検出手
段ＡＩＯがこれを検出し、目標別積分量記憶手段９内へ
現在の目標設定はＶＲ。Embodiment 2 In FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. The corresponding integral amount is stored (target-specific tank volume storage means 9).In the setting-specific integral amount storage means 9, integrals corresponding to each set value are stored. ...9-n is memorized.Furthermore, the response characteristics obtained by the configuration shown in FIG. 2 are shown in FIG.
Until 1, the temperature TI was controlled with the target VR,
It is assumed that the PIDI[l output is stable at TC=TC. Then, the process control is stopped at time t1,
Assume that the target value is changed from VR, to VR, at t2 within the time period t, which is restarted. Then, the target change detection means AIO detects this and stores the current target setting in the target integral amount storage means 9 as VR.
である信号を送る。目標別積分量記憶手段９内では、前
記目標値ＶＲ３により、ＶＲ，相当の積分量を選択しＶ
ＴｉイーＶＴｉ、として制ｊ１出力ＴＣ１に変更される
。その後、時間Ｌ３にてプロセス制御が再開されると、
制御出力ＴＣ，を使用して再びＰＩＤ制御を行なうこと
になる。ここで、目標値ＴＵＰ、までの整定時間を注目
してみると、積分量は、上記処理内容により目標値相当
の量に変更されているので従来例、実施例１よりも更に
整定時間が短縮され１．となる。また、実施例１にて述
べた様な乗算・加算等の演算を不要とし制御が簡単化し
ている。send a signal that is. In the target integral amount storage means 9, an integral amount corresponding to VR is selected based on the target value VR3, and V
The control j1 output is changed to TC1 as TiEVTi. Thereafter, when process control is restarted at time L3,
PID control will be performed again using the control output TC. Here, if we look at the settling time until the target value TUP, the integral amount is changed to an amount equivalent to the target value due to the above processing content, so the settling time is further shortened compared to the conventional example and Example 1. 1. becomes. Further, operations such as multiplication and addition as described in the first embodiment are not required, simplifying control.
実施例３
第３図において、第７図と同一符号のものは同じ働きを
する箇所であり、本発明の特許請求範囲（３）項に記載
する所の目標値のリニアな変化を検出する目標値検出手
段Ｂｌｌ、前記目標値検出手段１１で検出された目標値
ＶＲ，により、目標値ＶＲ。Embodiment 3 In FIG. 3, the same reference numerals as in FIG. 7 indicate parts that have the same function, and the target detects a linear change in the target value as described in claim (3) of the present invention. The target value VR is determined by the value detection means Bll and the target value VR detected by the target value detection means 11.
に対応する積分量を演算するリニア演算処理手段１２で
ある。また、第３図の構成により得られた応答特性を第
６図に示す。This is a linear calculation processing means 12 that calculates an integral amount corresponding to . Further, FIG. 6 shows the response characteristics obtained with the configuration shown in FIG. 3.
第６図において、プロセス制御中１．までは目標値ＶＲ
，で温度Ｔ、を目標に制御していて、ＰＩＤ制御出力が
ＴＣ＝ＴＣ，で安定していたものとする。そして、時間
１＋にてプロセス制御が停止され、再開されるｔ、まで
の時間内のｔ２で目標設定がＶＲ，からＶＲ，に変更さ
れたとする。In FIG. 6, during process control 1. Target value VR until
, and the PID control output is stable at TC=TC. Assume that the process control is stopped at time 1+ and the target setting is changed from VR to VR at t2 within the time period t when process control is restarted.
すると、目標値検出手段Ｂｌｌがこれを検出し、検出し
た目標値ＶＲ，＝ＶＲ，をリニア演算処理手段１２へ送
る。リニア演算処理手段１２では、検出値ＶＲ，１−Ｖ
Ｒ４を一次式
％式％
にのっとり変更された目標値に最適な積分量を計算処理
し、制御出力Ｔ ｅ ａに変更される。その後、時間ｔ
３でプロセス制御が再開されると、上記演算結果Ｖ Ｔ
ｉ ａの含まれる制御出力Ｔ Ｃ４を利用して再びＰ
ＩＤ制御を行なうことになる。ここで目標値ＴＵＰ、に
到達するまでの整定時間を注目してみると、積分量は上
記処理内容により目標値に最適な量に変更されているの
で従来例、実施例１、実施例２よりも更に整定時間が短
縮されｔｃとなる。また、実施例２とは異なり、目標値
と目標値の間もリニアに検出し、積分量もリニアに変更
することが可能となり、−次式さえ確定していれば任意
の目標値に対してもよりスムーズな応答特性を得ること
ができる。Then, the target value detection means Bll detects this and sends the detected target value VR,=VR, to the linear arithmetic processing means 12. In the linear arithmetic processing means 12, the detected value VR, 1-V
The optimal integral amount for the changed target value is calculated for R4 according to the linear formula % formula % and is changed to the control output T e a. Then time t
When process control is restarted in step 3, the above calculation result V T
P again using the control output T C4 containing i a
ID control will be performed. Here, if we look at the settling time until reaching the target value TUP, we can see that the integral amount is changed to the optimal amount for the target value by the above processing content, so it is better than the conventional example, Example 1, and Example 2. The settling time is further shortened to tc. Also, unlike the second embodiment, it is possible to linearly detect between target values and change the integral amount linearly, and - for any target value as long as the following formula is established. It is also possible to obtain smoother response characteristics.
本実施例では、目標値が高く設定変更された場合を説明
したが、逆に目標値が低く設定変更された場合にも、同
様に目標値の変更分又は目標値相当の積分量にてＰＩＤ
ＩＩＩ？１ｍを開始するので整定時間を短縮でき快適な
制御を実現するのである。In this embodiment, the case where the target value is set higher is explained, but conversely, even when the target value is set lower, the PID is calculated by the change in the target value or the integral amount equivalent to the target value.
III? Since the starting point is 1 m, the settling time can be shortened and comfortable control can be realized.
本発明の制御方法は、計算機を用いて実現出来ることは
当然である。It goes without saying that the control method of the present invention can be realized using a computer.
発明の効果
以上のように本発明のプロセス制御方法においては、下
記の効果が得られる。Effects of the Invention As described above, the process control method of the present invention provides the following effects.
（１）ＰＩＤ！Ｉ＋御が停止されてから再度開始される
までの間に、目標値の変更が行なわれた場合でも、目標
値の変化分だけ、又は、変更された目標値相当の積分量
を積分演算結果の記憶として更新することで、制御出力
のオーバーシュート、あるいはアンダーシュート分を減
少させることができる。(1) PID! Even if the target value is changed between when I+ control is stopped and when it is restarted, the integral calculation result will be calculated by the change in target value or the integral amount equivalent to the changed target value. By updating the memory, overshoot or undershoot of the control output can be reduced.
（２）また、プロセス制御再開から制御出力安定までの
整定時間を従来よりも短縮することができ、より快適な
制御を実現することができる。(2) Further, the settling time from restarting process control to stabilizing the control output can be shortened compared to the conventional method, and more comfortable control can be realized.
第１図は本発明の請求項（１）の一実施例のプロセス制
御のブロック図、第２図は本発明の請求項（２）の一実
施例のプロセス制御のブロック図、第３図は本発明の請
求項（３）の一実施例のプロセス制御のブロック図であ
る。第４図は第１図の構成により得られた応答特性図、
第５図は第２図の構成により得られた応答特性図、第６
図は第３図の構成により得られた応答特性図である。
第７図は従来例のプロセス制御のブロック図であり、第
８図は第７図の構成により得られた応答特性図である。
１・・・・・・制御部、２・・・・・・比例演算部、３
・・・・・・微分演算部、４・・・・・・積分演算部、
５・・・・・・積分記憶手段、６・・・・・・プロセス
制御部、７・・・・・・割合演算手段、８・・・・・・
目標変更検出手段、９・・・・・・目標別積分量記憶手
段、１０・・・・・・目標値検出手段Ａ、１１・・・・
・・目標値検出手段Ｂ５１２・・・・・・リニア演算処
理手段、ＴＷ○・・・・・・プロセス変数信号、ＴＣ・
・・・・・制御部出力。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図
矯
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第
図
ＶＲ＋
Ｒ４
Ｒ
第
図Figure 1 is a block diagram of process control according to an embodiment of claim (1) of the present invention, Figure 2 is a block diagram of process control according to an embodiment of claim (2) of the present invention, and Figure 3 is a block diagram of process control according to an embodiment of claim (2) of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of process control according to an embodiment of claim (3) of the present invention. Figure 4 is a response characteristic diagram obtained with the configuration shown in Figure 1.
Figure 5 is a response characteristic diagram obtained with the configuration shown in Figure 2;
The figure is a response characteristic diagram obtained by the configuration of FIG. 3. FIG. 7 is a block diagram of conventional process control, and FIG. 8 is a response characteristic diagram obtained by the configuration shown in FIG. 1...Control unit, 2...Proportional calculation unit, 3
...Differential calculation section, 4...Integral calculation section,
5... Integral storage means, 6... Process control section, 7... Ratio calculation means, 8...
Target change detection means, 9...Target-specific integral amount storage means, 10...Target value detection means A, 11...
...Target value detection means B512...Linear calculation processing means, TW○...Process variable signal, TC.
...Control unit output. Name of agent Patent attorney Shigetaka Awano 1 person Fig. 1 / Fig., tl 尤2, t3 Funeral map z Engineering Vied 1h VF4 VF6 Vied VA'? L Figure VR+ R4 R Figure
Claims (3)
分、積分演算処理を施した結果を出力し、プロセス制御
する方法において、前記演算結果の積分量をプロセス制
御停止中記憶保持する手段を設け、設定値のある一定以
上の変化に対し、一定の割合で前記積分記憶量を加減算
し新規積分記憶量とし、制御再開時の初期演算結果とし
てＰＩＤ制御を実施することを特徴とするプロセス制御
装置。(1) In a method for controlling a process by outputting the result of performing proportional, differential, and integral calculation processing on the deviation between a target value and a process variable signal, means for storing and retaining the integral amount of the calculation result while the process control is stopped. A process characterized in that the integral storage amount is added or subtracted at a certain rate in response to a change of a set value exceeding a certain level, a new integral storage amount is obtained, and PID control is performed as an initial calculation result when the control is restarted. Control device.
き、設定変更時、積分記憶量を前記積分量に変更するこ
とを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載のプロセス
制御装置。(2) The process control device according to claim (1), characterized in that an integral quantity corresponding to each setting value is determined in advance, and when the setting is changed, the integral storage quantity is changed to the integral quantity. .
憶量をリニアに変更することを特徴とする特許請求の範
囲（１）項記載のプロセス制御装置。(3) The process control device according to claim (1), wherein the above-mentioned integral storage amount is changed linearly in response to a linear change in the set value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7881189A JPH02254501A (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Process controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7881189A JPH02254501A (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Process controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254501A true JPH02254501A (en) | 1990-10-15 |
Family
ID=13672229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7881189A Pending JPH02254501A (en) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Process controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02254501A (en) |
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