JPH033007A - Controller - Google Patents
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- JPH033007A JPH033007A JP13852289A JP13852289A JPH033007A JP H033007 A JPH033007 A JP H033007A JP 13852289 A JP13852289 A JP 13852289A JP 13852289 A JP13852289 A JP 13852289A JP H033007 A JPH033007 A JP H033007A
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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、リミットサイクル法によるオートチューニン
グ機能を有した調節計に係り、特に、オートチューニン
グ終了時の最適処理に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a controller having an auto-tuning function using a limit cycle method, and particularly relates to optimal processing at the end of auto-tuning.
〈従来の技術〉
従来のリミットサイクル法によるオートチューニング機
能を有する調節計としては、例えば第8図に示した如き
ものがある。<Prior Art> As a conventional controller having an auto-tuning function using the limit cycle method, there is a controller as shown in FIG. 8, for example.
この調節計において、■は制御1t(PV)が入力され
るA/D変換器、2は設定値(SV)を設定する設定部
、3は制御量(PV)と設定値(SV)との偏差を求め
る偏差演算部、4はPID制御部、5はオートチューニ
ング部、6はオートチューニング部5中のオートチュー
ニング/PID制御切り換え用スイッチ、7は操作信号
(MV)を出力するD/A変換器である。In this controller, ■ is an A/D converter to which control 1t (PV) is input, 2 is a setting section for setting the set value (SV), and 3 is the connection between the control amount (PV) and the set value (SV). 4 is a PID control unit, 5 is an auto-tuning unit, 6 is a switch for switching between auto-tuning/PID control in the auto-tuning unit 5, and 7 is a D/A conversion unit that outputs a manipulation signal (MV). It is a vessel.
上記オートチューニング部5は、チューニング管理部8
と、0N10FF制御部9と、リミットサイクル測定部
10と、PID定数算出部11と、PID定数変更部1
2とからなる。The auto-tuning section 5 includes a tuning management section 8
, 0N10FF control section 9, limit cycle measuring section 10, PID constant calculating section 11, and PID constant changing section 1
It consists of 2.
周知のように、この種の調節計では、制御対象、例えば
加熱炉等をPID制御する場合、制御対象に対する最適
PID定数を知る必要があるため、先ず、オートチュー
ニング部5によりオートチューニングを実行し、最適な
PID定数を求め、この定数を用いて、目的とするPI
D制御を行う。As is well known, in this type of controller, when performing PID control on a controlled object, such as a heating furnace, it is necessary to know the optimum PID constant for the controlled object. , find the optimal PID constant, and use this constant to determine the desired PI
Perform D control.
そして、このオートチューニングの一手法として、制御
対象を0N10FF制御して、その制御量(PV)のサ
イクリング波形(リミットサイクル)から、PID定数
を求めるリミットサイクル法があり、良く用いられてい
るが、このリミットサイクルの測定は数周期にわたって
行い、このリミットサイクルの測定が終了した時点をオ
ートチューニング終了点とし、この時点で、PID制御
に切り換える。As one method for this auto-tuning, there is a limit cycle method that performs 0N10FF control on the controlled object and calculates the PID constant from the cycling waveform (limit cycle) of the controlled variable (PV), which is often used. The measurement of this limit cycle is performed over several cycles, and the point in time when the measurement of this limit cycle is completed is defined as the end point of auto-tuning, and at this point, the control is switched to PID control.
このリミットサイクル測定終了時点は、設定値(SV)
と制御量(PV)とが等しくなった時点とするのが一般
的である。At the end of this limit cycle measurement, the set value (SV)
Generally, this is the point when the control amount (PV) and the control amount (PV) become equal.
また、制御対象によっては、ある制御量(PV)を越え
ると、制御対象の性質が変わってしまう等の理由により
、制御量(PV)’が設定値(SV)を越えてしまうこ
とを極端に嫌う場合がある。Also, depending on the controlled object, if the controlled variable (PV) exceeds a certain value, the properties of the controlled object will change. You may dislike it.
ところが、ミツトサイクル法によるオートチューニング
では、設定値(SV)を中心にして、ある振幅を持つリ
ミットサイクルを発生させる関係上、当然制御量(PV
)が設定値(SV)を越えることは避けられない。そこ
で、従来、このような場合には、実際に制御を行うため
の設定値(S V s)より、小さ目の値をオートチュ
ーニングを行うための設定(!(SV、)として設定し
、この設定値(SV、)でオートチューニングを行い、
リミットサイクルの測定が終了した時点(tx )で設
定値(SV)をPIDIIJ御ツタメツ設定値(SV、
)へ変更し、PID制御に切り換えるという方法が取ら
れている。However, in auto-tuning using the Mitucycle method, since a limit cycle with a certain amplitude is generated around the set value (SV), it is natural that the control amount (PV
) will inevitably exceed the set value (SV). Conventionally, in such cases, a value smaller than the setting value for actual control (S V s) is set as the setting for auto-tuning (!(SV,), and this setting is Perform auto-tuning with the value (SV,),
At the point when the limit cycle measurement is completed (tx), set value (SV) is changed to PIDIIJ set value (SV).
) and switch to PID control.
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記のようなオートチューニングの終了
からPID制御の切換え時点において、ただ単にそのま
ま切り換えたのでは、次のような問題があった。<Problems to be Solved by the Invention> However, if the PID control was simply switched from the end of the auto-tuning as described above to the PID control, the following problems would occur.
(1)従来の調節計では、第8図に示したようにリミッ
トサイクル測定がある時点(tx )で終了し、Pi制
御に切り換わる場合、オン/オフのいずれかの状態で(
例えばMV。8、MV。FFの状態)で、そのまま切り
換えられている。(1) With conventional controllers, as shown in Figure 8, limit cycle measurement ends at a certain point (tx) and when switching to Pi control, it is either on or off (
For example, MV. 8.MV. (FF state), it is switched as is.
この切り換え時点は、制御対象の遅れ要素やむだ時間要
素のために、切り換え直前の操作信号(M V ON
)の影響が最も大きく現れる点であり、図示のように制
御1jt(PV)の傾きが大きくなっている。その上、
PID制御の操作信号(MV)は、オフ状態(MV。、
Fの状態)からスタートされるため、変動が大きく(変
動区間A、参照)、迅速な安定化が期待できないという
欠点があった。At this switching point, due to delay elements and dead time elements of the controlled object, the operation signal (MV ON
) is the point where the influence of 1jt (PV) is greatest, and as shown in the figure, the slope of control 1jt (PV) is large. On top of that,
The PID control operation signal (MV) is in the off state (MV.
Since the process starts from state F), there are large fluctuations (see fluctuation section A), and there is a drawback that rapid stabilization cannot be expected.
(2)また、実際にPID制御を行うための設定値(S
Viより、小さ目の設定値(SV、)でオートチューニ
ングを行う場合も、第9図に示したように制御量(PV
)の傾きが大きいうえ、オン/オフのいずれかの状態(
例えばMV。8、MVOF、の状B)で、そのま・ま切
り換えられるため、変動が大きく(変動区間B1参照)
、やはり迅速な安定化が期待できないという同様の欠点
があった。(2) Also, set values for actually performing PID control (S
Even when performing auto-tuning with a set value (SV, ) smaller than Vi, the control amount (PV
) has a large slope, and it is either on or off (
For example, MV. 8, MVOF, state B), the fluctuation is large because it is switched directly (see fluctuation section B1)
However, there was a similar drawback in that rapid stabilization could not be expected.
つまり、リミットサイクル測定終了時に、そのままオー
トチューニングを終了して、PID制御に切り換えたの
では、制御!(PV)が大きく乱れてしまい、安定する
までにはかなり時間がかかってしまう。In other words, when the limit cycle measurement is finished, auto-tuning is immediately terminated and the switch is switched to PID control. (PV) is greatly disturbed and it takes a considerable amount of time to stabilize.
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもの
である。The present invention has been made in view of such conventional circumstances.
く課題を解決するための手段〉
か\る本発明の特徴とする点の一つは、リミットサイク
ル法によるオートチューニング機能付きの調節計にオー
トチューニング終了処理部を付加し、このオートチュー
ニング終了処理部により、リミットサイクル測定が終了
した時点から、オン/オフの何れかの出力状態を、リミ
ットサイクル測定により求めたむだ時間(L)と同じだ
け保つことにより、制御対象の遅れ要素やむだ時間によ
って生じる、それまで行っていた0N10FF制御の影
響が少なくなった点でPID制御に切り換えることを可
能にし、PID制御へ切り換える際の操作信号としてそ
のときの設定値(SVX)に対応した負荷率(KX )
を与えることにある。One of the features of the present invention is that an auto-tuning end processing section is added to a controller with an auto-tuning function based on the limit cycle method, and this auto-tuning end processing is performed. By keeping either the on or off output state the same as the dead time (L) determined by the limit cycle measurement from the point at which the limit cycle measurement is completed, the delay element or dead time of the controlled object is This makes it possible to switch to PID control when the influence of the 0N10FF control that had been performed until then is reduced, and the load factor (KX) corresponding to the set value (SVX) at that time is used as an operation signal when switching to PID control. )
It is about giving.
また、本発明の特徴とする点のもう一つは、上記オート
チューニング終了処理部により、リミットサイクル測定
終了時に設定値(SV)の変更を可能とし、リミットサ
イクル測定終了時から設定変更後の実際にPID制御を
行うための)設定値(SVx)に対応した負荷率(KX
)を操作信号(MVx)として出力し、リミットサイ
クル測定により求めたむだ時間(L)と同じだけこの出
力を保つことにより、制御対象の遅れ要素やむだ時間に
よって生じる、それまで設定値(SVll)で行ってい
た0N10FFIIIJ?IIの影響が少なくなった点
でPID制御に切り換えることを可能にし、PID制御
へ切り換える際の操作信号としてそのときの設定値(S
VX)に対応した負荷率(KX)を与えることにある。Another feature of the present invention is that the auto-tuning end processing section allows the set value (SV) to be changed at the end of the limit cycle measurement, and the actual value after the setting change is changed from the end of the limit cycle measurement. The load factor (KX) corresponding to the set value (SVx) for PID control
) as an operation signal (MVx), and by keeping this output for the same amount of time as the dead time (L) determined by limit cycle measurement, the set value (SVll) caused by delay elements and dead time of the controlled object can be calculated. 0N10FFIIIJ that I went to? It is possible to switch to PID control when the influence of II has decreased, and the setting value (S
The objective is to provide a load factor (KX) corresponding to VX).
く作用〉
従って、上記構成の本発明では、オートチューニングの
終了後、PID!IHIに切り換えた際、制御量(PV
)の速やかな安定化が図れる。Therefore, in the present invention having the above configuration, after the auto-tuning is completed, the PID! When switching to IHI, the control amount (PV
) can be quickly stabilized.
〈実施例〉
第1図は本発明に係る調節計の一実施例を示したもので
ある。<Embodiment> FIG. 1 shows an embodiment of a controller according to the present invention.
この調節計は、オートチューニング部5の3点切換え用
スイッチ16とオートチューニング終了処理部21を除
くと、上述した第7図の調節計と略同−構成であり、当
該調節計と同一構成部分には、同一符号を付しである。This controller has approximately the same configuration as the controller shown in FIG. 7 described above, except for the three-point changeover switch 16 of the auto-tuning unit 5 and the auto-tuning end processing unit 21, and has the same components as the controller. are given the same reference numerals.
上記オートチューニング終了処理部21は、むだ時間算
出部22と、プロセスゲイン算出部23と、チューニン
グ終了管理部24と、出力保持時間管理部25と、積分
項変更部26と、負荷率出力部27とからなる。The auto-tuning termination processing section 21 includes a dead time calculation section 22, a process gain calculation section 23, a tuning termination management section 24, an output holding time management section 25, an integral term change section 26, and a load factor output section 27. It consists of
上記むだ時間算出部22は、オートチューニング部5の
リミットサイクル測定部lOからの信号を受けて、むだ
時間(L)を算出する部分で、このむだ時間(L)は出
力保持時間管理部25に入力され、管理される。The dead time calculation section 22 is a section that receives a signal from the limit cycle measurement section 1O of the autotuning section 5 and calculates the dead time (L).This dead time (L) is sent to the output holding time management section 25. entered and managed.
上記プロセスゲイン算出部2は、オートチューニング部
5のリミットサイクル測定部10からの信号を受けて、
リミットサイクル測定が正常終了する毎に、制御対象の
プロセスゲイン(GP)を算出し、格納する部分である
。The process gain calculation section 2 receives a signal from the limit cycle measurement section 10 of the autotuning section 5, and
This is a part that calculates and stores the process gain (GP) of the controlled object every time the limit cycle measurement ends normally.
上記むだ時間の算出およびプロセスゲイン(GP)の算
出は、例えば第2図に示した条件下の場合、次のように
して求められる。この第2図は、3周期のリミットサイ
クルを測定し、比較的安定した2、3周期のリミットサ
イクルの測定値を利用してPID定数を算出する一般的
なリミットサイクル法によるオートチューニングを実施
した場合の設定値(SV)、操作信号(MV)および制
御量(PV)の関係を示したものである。The calculation of the dead time and the calculation of the process gain (GP) are performed as follows under the conditions shown in FIG. 2, for example. This figure 2 shows auto-tuning performed using the general limit cycle method, which measures three limit cycles and calculates the PID constant using the relatively stable measured values of two or three limit cycles. 3 shows the relationship between the set value (SV), the operation signal (MV), and the control amount (PV) in the case of FIG.
オートチューニングを行うための設定値(SVl)の選
び方によっては、SV、くPVでのむだ時間(L3 、
Ls )とsv、>PVで(Dむだ時間((L4.
L、)にかなりの違いが生じる場合がある。Depending on how you choose the setting value (SVl) for auto-tuning, the dead time (L3,
Ls ) and sv, > PV and (D dead time ((L4.
L,) may vary considerably.
そこで、出力保持に用いられるむた時間(L)の算出は
、実際に保持を行う側のむだ時間(L3L、)を用いて
、次のように求める。Therefore, the dead time (L) used for holding the output is calculated as follows using the dead time (L3L,) on the side that actually holds the output.
L=((L3±LS)/2・・・・・・式(1)プロセ
スゲイン(G、)の算出にあたり、先ず、設定値(SV
、)での負荷率(K1)を求める。L=((L3±LS)/2...Formula (1) When calculating the process gain (G,), first, set value (SV
, ) to find the load factor (K1).
K、= (τ08+ +τosz )/(,1皿 +
τ・r)・・・・・・・・・式(2)
そして、プロセスゲイン(GF)は次のように求められ
る。K, = (τ08+ +τosz)/(,1 plate +
τ·r)...Equation (2) Then, the process gain (GF) is obtained as follows.
K、 (MVON MVOFF ) +MVQFF
GP=
SVll
・・・・・・・・・式(3)
但し、第2図中、SV、はオートチューニングを行うた
めの設定値(sv) 、pvは制御量、L1〜.はりミ
ツトサイクルを測定して求めたむだ時間、τ0□、τ。K, (MVON MVOFF) +MVQFF
GP= SVll ......Equation (3) However, in Fig. 2, SV is a set value (sv) for performing auto-tuning, pv is a control amount, and L1 to . The dead time, τ0□, τ, obtained by measuring the beam cycle.
0は操作信号(MV)がオン(MVos)である時間、
τ0FFl+ τ0FF11は操作信号(MV)がオ
ン(MVo□)である時間、τ1τ2はリミットサイク
ルの1周期である。0 is the time when the operation signal (MV) is on (MVos),
τ0FFl+τ0FF11 is the time during which the operation signal (MV) is on (MVo□), and τ1τ2 is one period of the limit cycle.
上記チューニング終了管理部24は、オートチューニン
グ部5のリミットサイクル測定部lOにおける測定終了
の信号を受けて、各部に動作信号を送る部分である。The tuning completion management section 24 is a section that receives a measurement completion signal from the limit cycle measurement section IO of the autotuning section 5 and sends an operation signal to each section.
上記積分項変更部26は、上記プロセスゲイン算出部2
3で求められた最初のプロセスゲイン(G、)を受けて
、オートチューニングからPID制御に切り換える際の
PID制御部4の初期出力を、そのときの設定(1m(
SVX)の負荷率(KX)とし、操作信号(MVX)と
して制御対象に与えられるようP I D !II御部
種部4分項出力(I(II) 、n時点での積分項出力
)の値を算出、変更する部分であり、例えば第3図に示
したPID制御部の演算ブロック図に従って求められる
。The integral term changing section 26 includes the process gain calculating section 2
In response to the first process gain (G,) obtained in step 3, the initial output of the PID control unit 4 when switching from autotuning to PID control is set at that time (1m (
SVX) load factor (KX), and P I D ! is given to the controlled object as the operation signal (MVX). This is the part that calculates and changes the value of the quadrant output (I(II), integral term output at time n) of the II control part type section.For example, it is calculated according to the calculation block diagram of the PID control section shown in Fig. It will be done.
S V (−1=S Vx 、 MV (−1=KXと
したとき、M V (−1= (100/PB)・(P
(II) II(11) + Dい、)から、
1 (II) =(PB/100)・KX (P
(−)+ D+−+ )・・・・・・・・・式(4)
但し、Kxは設定値(SVX)に対応した負荷率で、K
、=G、 ・SVXで表され、SVい) はn時点で
の設定値、P V (n) はn時点での制御量、MV
い、はn時点での操作信号、e(7,はn時点。SV (-1=SVx, MV (-1=KX, MV (-1= (100/PB)・(P
(II) From II(11) + D,), 1 (II) = (PB/100)・KX (P
(-)+D+-+)......Formula (4) However, Kx is the load factor corresponding to the set value (SVX), and K
, = G, ・Represented by SVX, SV) is the setting value at time n, P V (n) is the control amount at time n, MV
y, is the operation signal at time n, e(7, is the operation signal at time n.
での偏差、P(7) はn時点での比例項出力、I (
nl、はn−1時点での積分項出力、D (fit は
n時点での微分項出力、PBは比例帯、T、は積分時間
、TDは微分時間、Δはサンプリングタイムである。The deviation at , P(7) is the proportional term output at time n, I (
nl is the integral term output at point n-1, D (fit is the differential term output at point n, PB is the proportional band, T is the integral time, TD is the differential time, and Δ is the sampling time.
上記負荷率出力部27は、プロセスゲイン算出部23で
求められた最新のプロセスゲイン(c p)を受けて、
そのときの設定値(SVX)の負荷率(K、)を、Kイ
=G、 ・SVXにより算出し、オートチューニング
部5の3点切換え用スイッチ16に送り出す部分である
。The load factor output unit 27 receives the latest process gain (cp) calculated by the process gain calculation unit 23, and
This is the part that calculates the load factor (K,) of the set value (SVX) at that time using K=G, SVX, and sends it to the three-point changeover switch 16 of the auto-tuning section 5.
このように構成された本調節計では、オートチューニン
グの際、チューニング管理部8により、切り換え用スイ
ッチ16の可動接点16aが0N10FF制御部9の固
定接点16c側と接続され、制御対象を0N10FF制
御する。In this controller configured in this way, during auto-tuning, the tuning management unit 8 connects the movable contact 16a of the changeover switch 16 to the fixed contact 16c side of the 0N10FF control unit 9, and performs 0N10FF control of the controlled object. .
そして、リミットサイクル測定部10におけるリミット
サイクル測定が終了したとき、その終了信号が、チュー
ニング終了管理部24に入力され、ここで、設定値(S
V)の変更があるか否かを判断し、変更がある場合には
、設定部2に、当該設定部2のオートチューニングのた
めの設定値(SV、)を実際のPID制御のための設定
値(SV、)に変える信号を出す。When the limit cycle measurement in the limit cycle measurement section 10 is completed, the end signal is input to the tuning completion management section 24, where the set value (S
It is determined whether or not there is a change in V), and if there is a change, the setting value (SV,) for auto-tuning of the setting unit 2 is set in the setting unit 2 for actual PID control. A signal is output to change the value to (SV, ).
一方、チューニング管理部8には、出力保持時間管理部
25を通じて、切り換え用スイッチ16の切り換え信号
を送る。この切り換え信号は、リミットサイクル測定の
終了時と、むだ時間算出部22から得られたむだ時間(
L)を保持時間として、この時間(L)の経過後の2回
送られる。On the other hand, a switching signal for the changeover switch 16 is sent to the tuning management section 8 through the output holding time management section 25 . This switching signal is generated at the end of limit cycle measurement and at the dead time (
L) is the holding time, and the data is sent twice after this time (L) has elapsed.
そして、そのときの具体的な切り換えと、操作信号(M
V)の出力値は、上記設定値(SV)の変更があるか否
かよって、2つのケースに分かれる。Then, the specific switching at that time and the operation signal (M
The output value of V) is divided into two cases depending on whether or not the set value (SV) is changed.
(1)設定値(SV)の変更がない通常のオートチュー
ニングの終了時。(1) At the end of normal auto-tuning without changing the set value (SV).
例えば、第4図に示したように(上述した第9図の場合
に対応)、tX時点でリミットサイクル測定が終了した
場合、むだ時間(L)が経過するし7時点まで、チュー
ニング終了管理部24およびチューニング管理部8の働
きにより、切り換え用スイッチ16の可動接点16aを
0N10FF制御部9の固定接点16c側と接続したま
まとして、オフ状態(MVOFF)の出力を続けた後、
切り換え用スイッチ16の可動接点16aをPID制御
部4の固定接点16b側に接続することにより、PID
制御に切り換える際には、このPID制御部4の初期出
力を、上述したプロセスゲイン算出部23で求めた最新
のプロセスゲイン(G。For example, as shown in FIG. 4 (corresponding to the case of FIG. 9 described above), if the limit cycle measurement ends at time tX, the dead time (L) will elapse and the tuning end management unit will 24 and the tuning management section 8, the movable contact 16a of the changeover switch 16 is kept connected to the fixed contact 16c side of the 0N10FF control section 9, and after continuing to output the off state (MVOFF),
By connecting the movable contact 16a of the changeover switch 16 to the fixed contact 16b side of the PID control section 4, the PID
When switching to the control, the initial output of the PID control section 4 is determined by the latest process gain (G.
)を用いて、そのときの設定値(SVX)に対応した負
荷率(K、”)とし、操作信号(MVX)として制御対
象に与えられるようにしてスタートさせる。) is used to set the load factor (K,'') corresponding to the set value (SVX) at that time, and start by giving it to the controlled object as an operation signal (MVX).
これにより、極めて迅速に安定したPID制御に移行す
ることができる(変動区間A2参照)。Thereby, it is possible to shift to stable PID control very quickly (see fluctuation section A2).
(2)設定値(SV)の変更を伴うオートチューニング
の終了時。(2) At the end of auto-tuning that involves changing the set value (SV).
例えば、第5図に示したように(上述した第10図の場
合に対応)、tx時点でリミットサイクル測定が終了し
た場合、この時点で、チューニング終了管理部24およ
びチューニング管理部8の働きにより、切り換え用スイ
ッチ16の可動接点16aを負荷率出力部27の固定接
点16d側に切り換え、この時点からむだ時間(L)が
経過するt7時点まで、この負荷率出力部27から得た
負荷率(K、)に対応した出力を続けた後、切り換え用
スイッチ16の可動接点16a@PID制御部4の固定
接点16b側に接続することにより、やはりこのPID
制御部4の初期出力を、上述したプロセスゲイン算出部
23で求めた最新のプロセスゲイン(GP >を用いて
、そのときの設定値(SVX)に対応した負荷率(K、
)とし、操作信号(MVX)として制御対象に与えられ
るようにしてスタートさせる。For example, as shown in FIG. 5 (corresponding to the case of FIG. 10 described above), if the limit cycle measurement ends at time tx, at this point, the tuning end management section 24 and the tuning management section 8 , the movable contact 16a of the changeover switch 16 is switched to the fixed contact 16d side of the load factor output section 27, and the load factor (( After continuing the output corresponding to K,), by connecting the movable contact 16a of the changeover switch 16 @ the fixed contact 16b side of the PID control unit 4, this PID
The initial output of the control unit 4 is calculated by using the latest process gain (GP > calculated by the process gain calculation unit 23 described above) to calculate the load factor (K,
) and start by giving it to the controlled object as an operation signal (MVX).
これにより、やはり極めて迅速に安定したptD制御に
移行することができる(変動区間B!参照)。As a result, it is possible to shift to stable ptD control very quickly (see fluctuation section B!).
次に、か\る本調節計の動作をフローチャートに従って
述べると、第6図の如くである。このフローチャートは
、実際には本調節計を構成するマイコン等のプログラム
としてオートチューニング実行中に制御周期毎に繰り返
し、実行される。Next, the operation of this controller will be described according to a flowchart as shown in FIG. This flowchart is actually executed as a program of a microcomputer or the like constituting this controller at every control cycle during auto-tuning execution.
オートチューニング中は毎制御周期毎にステップS0が
メインプログラムから呼び出され、ステップS、で、オ
ートチューニングの終了処理かどうかの判断が行われ、
YESの場合(オートチューニング終了処理の場合)、
ステップS2に進み、出力保持時間経過(むだ時間経過
)の存無を判断する。そして、NOの場合は、直ちにス
テップS6に進み、その制御周期におけるオートチュー
ニングのプログラムを終了する。During auto-tuning, step S0 is called from the main program every control cycle, and in step S, it is determined whether or not the auto-tuning is finished.
If YES (in case of auto-tuning end processing),
Proceeding to step S2, it is determined whether or not the output holding time has elapsed (dead time elapsed). If the answer is NO, the process immediately proceeds to step S6, and the auto-tuning program in that control cycle is ended.
出力保持時間経過が経過したYESの場合は、ステップ
S3に進み、負荷率(KX)の算出が行われ、引き続き
、ステップS4で、積分項(r+、、、)の算出が行わ
れ、この後、ステップSsのPrD制御への切り換えが
行われ、その出力値が上記負荷率(Kll >に対応し
た値として与えられる。オートチューニングは正常終了
し、次の制御周期より、PID制御に切り換わることに
なる。If YES, the output holding time has elapsed, the process proceeds to step S3, where the load factor (KX) is calculated, followed by step S4, where the integral term (r+, , ,) is calculated. , the switch to PrD control in step Ss is performed, and its output value is given as the value corresponding to the load factor (Kll >).The auto-tuning ends normally, and the switch to PID control starts from the next control cycle. become.
一方、ステップSIで、オートチューニング中のNoの
場合は、ステップS7に進み、ON10FF制御の出力
算出が行われ、ステップS、に至り、オートチューニン
グ測定中かどうか状態判断が行われる。ここで、測定中
のYESの場合は、ステップS9のリミットサイクルの
測定処理に進む。ステップS、では、リミットサイクル
測定処理を行うと共に、後述するステップsrsにおけ
る判断のため、(SVs−sv、)と(sv、−p■)
の符号比較を行い、符号が異なった場合、その事実があ
ったことを記憶しておく。その後、ステップS、に至り
、その制御周期におけるオートチューニングのプログラ
ムを終了する。On the other hand, in the case of No in step SI indicating that auto-tuning is being performed, the process proceeds to step S7, where output calculation of ON10FF control is performed, and step S is reached, where it is determined whether or not auto-tuning is being measured. Here, in the case of YES during measurement, the process advances to step S9, a limit cycle measurement process. In step S, limit cycle measurement processing is performed, and (SVs-sv,) and (sv, -p■) are used for judgment in step srs, which will be described later.
Compare the signs, and if the signs differ, remember that fact. Thereafter, the process proceeds to step S, and the auto-tuning program in that control cycle is ended.
ステップS、で、リミットサイクルの測定が終了したN
Oの場合には、ステップ310で、PIDの各定数を算
出し、次に、ステップSllで、むだ時間を算出し、さ
らにステップSl!で、プロセスゲイン(cp )を算
出する。In step S, limit cycle measurement is completed N
In the case of O, each constant of the PID is calculated in step 310, then the dead time is calculated in step Sll, and further step Sl! Then, process gain (cp) is calculated.
この後、ステップSI3で、設定値(SV)の変更があ
るか否かを判断し、無しのNOの場合は、直ちにステッ
プShの終了に進む。設定値(SV)の変更があるYE
Sの場合には、ステップSIで、実際の変更を行い、ス
テップsrsに至り、前述したステップS9でのリミッ
トサイクル測定処理の中での符号比較((SVs S
V、)の符号と(SVs PV)の符号の比較〕の結
果を判断し、符号が等しくない事実が一度でもあった「
≠」のNOの場合にはステップS6の終了に進む。リミ
ットサイクルの測定中、常に符号が等しかった「−」の
YESの場合には、設定値(sv、)の負荷率(K、)
を算出し、この後、終了のステップS、に進む。Thereafter, in step SI3, it is determined whether or not there is a change in the set value (SV), and if the answer is NO, the process immediately proceeds to the end of step Sh. YE with setting value (SV) change
In the case of S, an actual change is made in step SI, and step srs is reached, where the sign comparison ((SVs S
Compare the signs of V, ) and (SVs PV)] and determine if the signs are not equal even once.
If the answer is NO, the process proceeds to step S6. During limit cycle measurement, if the sign is always equal to YES (-), the load factor (K,) of the set value (sv,)
After that, the process proceeds to step S, which is the end of the process.
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように本発明の調節計によれば
、次のような優れた効果が得られる。<Effects of the Invention> As is clear from the above description, the controller of the present invention provides the following excellent effects.
(1)先ず、リミットサイクル法によるオートチューニ
ング機能付きの調節計にオートチューニング終了処理部
を付加しであるため、オートチューニングが終了した際
、ただ単にそのままPIDに切り換えるのではなく、出
力保持時間(むだ時間)と負荷率に対応した最適の出力
値との組み合わせにより、制御量(PV)を速やかに安
定化させることができる。(1) First, since an auto-tuning end processing section is added to a controller with an auto-tuning function using the limit cycle method, when auto-tuning is finished, the output holding time ( The control amount (PV) can be quickly stabilized by combining the optimum output value corresponding to the dead time (dead time) and the load factor.
(2)また、上記オートチューニング終了処理部を、む
だ時間算出部と、プロセスゲイン算出部と、チューニン
グ終了管理部と、出力保持時間管理部と、積分項変更部
と、負荷率出力部とから構成しであるため、最適な出力
保持時間(むだ時間)の算出および管理、P(D制御項
り換え時の最適の出力値を得るための、プロセスゲイン
の算出、負荷率の算出および積分項変更等を行うことが
できる。(2) Furthermore, the auto-tuning end processing section is comprised of a dead time calculation section, a process gain calculation section, a tuning end management section, an output holding time management section, an integral term change section, and a load factor output section. Because it is configured as Changes etc. can be made.
第1図は本発明に係る調節計の一実施例を示したブロッ
ク図、第2図はむだ時間およびプロセスゲインを求める
ためのグラフ、第3図は積分項の変更を求めるためのP
ID制御部の演算ブロック図、第4図〜第5図は本調節
計の動作状態を示した各グラフ、第6図は本調節計の動
作の流れを示したフローチャート、第7図は従来例に係
る調節計を示したブロック図、第8図は従来の調節計の
動作状態を示した各グラフである。
図中、
2・・・・設定部、
3・・・・偏差演算部、
4・・・・PID制御部、
5・・・・オートチューニング部、
8・・・・チューニング管理部、
16・・・切り換え用スイッチ、
21・・・オートチューニング終了処理部、22・・・
むだ時間算出部、
23・・・プロセスゲイン算出部、
24・・・チューニング終了管理部、
25・・・出力保持時間管理部、
26・・・積分項変更部、
27・・・負荷率出力部、
手続補正書(自発)
平成 1年 8月31日
特許庁長官 吉 1)文 毅 殴
■、事件の表示
平成1年特許願第138522号
2、発明の名称
IJ!4節計
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 東京都太田区久が原五丁目16番6号名称 理
化 工 業 株式会社
代表者保知輝幸
4、代理人 〒141 603(440)−67
61住所 東京部品用区東五反田五丁目23番1号6、
hi正の対象
(1)明細書中、発明の詳細な説明の欄および図面の簡
単な説明の欄(1)、明細書中、第2頁第9行目の「第
8図」を、「第7図」と補正する。
(2)、明細書中、第4頁第20行目の「切換え時点」
を、「切り換え時点」と補正する。
(3)、明細書中、第5頁第6行目の「・・・の状態で
」を、「・・・の状態」と補正する。
(4)、明細書中、第6頁第19行目の「むだ時間」を
、「むだ時間要素」と補正する。
(5)、明細書中、第7頁第9行目の「変更後の実際に
」を、「変更後の(実際に」と補正する。
(6)、明細書中、第7頁第13〜14行目の「むだ時
間」を、「むだ時間要素」と補正する。
(7)、明細書中、第7頁第14行目の「それまで設定
値」を、「それまでの設定値」と補正する。
(8)、明細書中、第9頁第2行目の「算出部2」を、
「算出部23」と補正する。
(9)、明細書中、第9頁第19行目の’ ((L4
Jを、’(L4Jと補正する。
00)、明細書中、第10頁第4行目の’ ((L、
」を、’(L3Jと補正する。
(印、明細書中、第10頁第1I行目の’Ka (MV
ONMVOFF ) Jを、’K a ・(MVON−
MVOFF ) Jと補正する。
02)、明細書中、第10頁第20行目の[オン(MV
。rr ) Jを、「オフ(MV o□)」と補正する
。
θ3)、明細書中、第11頁第7行目の「最初」を、「
最新」と補正する。
a4)、明細書中、第14頁第1〜2行目の「第9図」
を、「第8図」と補正する。
aω、明細書中、第15頁第2〜3行目の「第10図」
を、「第9図」と補正する。
θω、明細書中、第15頁第12行目の「接続すること
により、」を、「接続することによりPID制御に切り
換える際には、」と補正する。
q力、明細書中、第17頁第7行目の「どうか状態判断
」を、「どうかの状態判断」と補正する。
08)、明細書中、第17頁第19〜20行目の「むだ
時間」°を、「むだ時間L」と補正する。
09)、明細書中、第20頁第3行目の「第8図」を、
[第8図〜第9図Jと補正する。
CO9第1図、第5図および第6図を、添付図面の如く
補正する。
以上
手続補正書(刃側
平成 1年10月ユO日
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
2゜
発明の名称
調節計
3゜
4゜
補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 東京都太田区久が原五丁目16番6号名称 理
化 工 業 株式会社
代表者保知輝幸
代理人 〒141 ’!!?03 (440)
−6761住所 東京部品用区東五反田五丁目23番1
号6゜
補正の対象 図面の簡単な説明の欄
補正の内容
明細書中、第20頁第3行目の「第8図」を、「第8図
〜第9図」と補正する、訂正は、平成1年8月31日付
けの手続補正書(自発)により完了法である。Figure 1 is a block diagram showing an embodiment of the controller according to the present invention, Figure 2 is a graph for determining dead time and process gain, and Figure 3 is a graph for determining changes in integral terms.
A calculation block diagram of the ID control section, Figures 4 and 5 are graphs showing the operating status of this controller, Figure 6 is a flowchart showing the flow of operation of this controller, and Figure 7 is a conventional example. FIG. 8 is a block diagram showing the controller according to the present invention, and FIG. 8 is a graph showing the operating state of the conventional controller. In the figure, 2... Setting section, 3... Deviation calculation section, 4... PID control section, 5... Auto tuning section, 8... Tuning management section, 16...・Switching switch, 21...Auto tuning end processing section, 22...
Dead time calculation section, 23... Process gain calculation section, 24... Tuning end management section, 25... Output holding time management section, 26... Integral term changing section, 27... Load factor output section , Procedural amendment (voluntary) August 31, 1999 Director General of the Japan Patent Office Yoshi 1) Tsuyoshi Moon ■, Indication of the case 1999 Patent Application No. 138522 2, Name of the invention IJ! 4 Section Total 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant Address: 5-16-6 Kugahara, Ota-ku, Tokyo Name: Ri
Chemical Industry Co., Ltd. Representative Teruyuki Hochi 4, Agent 141 603 (440)-67
61 Address: 5-23-1-6 Higashigotanda, Tokyo Parts Ward,
hi Correct Object (1) In the specification, in the Detailed Description of the Invention column and the Brief Description of Drawings column (1), in the specification, ``Figure 8'' on page 2, line 9, is replaced with ``Figure 8''. Figure 7”. (2) "Switching point" on page 4, line 20 in the specification
is corrected as the "switching point". (3) In the specification, "in the state of..." on page 5, line 6 is amended to "in the state of...". (4) In the specification, "dead time" on page 6, line 19 is corrected to "dead time element." (5) In the specification, "actually after the change" in line 9 of page 7 is amended to "(actually) after the change." (6) In the specification, page 7, line 13. "Dead time" in lines 14 to 14 is corrected as "dead time element". ”. (8) In the specification, “Calculation unit 2” on page 9, line 2,
It is corrected as "calculation unit 23". (9), in the specification, page 9, line 19' ((L4
J is corrected as '(L4J. 00), in the specification, page 10, line 4' ((L,
' is corrected as '(L3J. (marked, 'Ka (MV
ONMVOFF) J,'Ka・(MVON-
MVOFF) Correct as J. 02), [On (MV
. rr) J is corrected to "off (MV o□)". θ3), in the specification, "first" on page 11, line 7 is replaced with "
"The latest." a4), “Figure 9” on page 14, lines 1 and 2 in the specification
is corrected as "Fig. 8". aω, "Figure 10" on page 15, lines 2-3 in the specification
is corrected as "Fig. 9". θω, in the specification, “by connecting,” on page 15, line 12, is amended to “when switching to PID control by connecting.” q, in the specification, ``judgment of status'' on page 17, line 7 is corrected to ``judgment of status of status.'' 08), "dead time" ° in lines 19 and 20 on page 17 in the specification is corrected to "dead time L". 09), "Figure 8" on page 20, line 3 in the specification,
[Corrected from FIGS. 8 to 9 J.] CO9 Figures 1, 5 and 6 are corrected as shown in the attached drawings. Written amendment to the above procedure (October 1999, Director General of the Japan Patent Office Yoshi 1) Tsuyoshi Moon 2゜Invention name adjustment meter 3゜4゜Relationship with the case Patent applicant address Ota, Tokyo Kugahara 5-16-6 Name Osamu
Chemical Industry Co., Ltd. Representative Teruyuki Hochi Agent 〒141'! ! ? 03 (440)
-6761 Address: 5-23-1 Higashigotanda, Tokyo Parts Ward
No. 6゜ Target of amendment In the description of contents of amendment in the brief explanation of drawings column, "Figure 8" in the third line of page 20 is amended to "Figures 8 to 9." , the Act was completed by a procedural amendment (voluntary) dated August 31, 1999.
Claims (2)
チューニング部を備え、制御対象に対するPID定数を
オートチューニングにより求め、当該定数を用いて、制
御量(PV)をPID制御して、操作信号(MV)を出
力する調節計において、オートチューニング終了処理部
を付加し、前記オートチューニング部によるオートチュ
ーニングが終了する際、設定値(SV)の変更を可能に
し、かつ前記設定値(SV)の変更の有無にかかわらず
、当該オートチューニング終了処理部により、オートチ
ューニング終了後の制御量(PV)を速やかに安定化さ
せることを特徴とする調節計。(1) Equipped with a PID control unit and an auto-tuning unit using the limit cycle method, the PID constant for the controlled object is determined by auto-tuning, the controlled variable (PV) is PID-controlled using the constant, and the operation signal (MV) is In a controller that outputs, an auto-tuning end processing section is added, and when the auto-tuning by the auto-tuning section ends, the set value (SV) can be changed, and whether or not the set value (SV) is changed. Regardless of the above, the controller is characterized in that the auto-tuning end processing section quickly stabilizes the controlled variable (PV) after the auto-tuning ends.
算出部と、プロセスゲイン算出部と、チューニング終了
管理部と、出力保持時間管理部と、積分項変更部と、負
荷率出力部とからなることを特徴とする請求項1記載の
調節計。(2) The auto-tuning termination processing section includes a dead time calculation section, a process gain calculation section, a tuning termination management section, an output holding time management section, an integral term changing section, and a load factor output section. The controller according to claim 1, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13852289A JPH033007A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | Controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13852289A JPH033007A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | Controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH033007A true JPH033007A (en) | 1991-01-09 |
Family
ID=15224115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13852289A Pending JPH033007A (en) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | Controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH033007A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021033739A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | Control parameter tuning device and method |
JP2021033738A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | Control parameter tuning device and method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63132302A (en) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Omron Tateisi Electronics Co | Controller |
JPS6426204A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Sekisui Chemical Co Ltd | Pid controller |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13852289A patent/JPH033007A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS63132302A (en) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Omron Tateisi Electronics Co | Controller |
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JP2021033738A (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | Control parameter tuning device and method |
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