JPH0338602B2 - - Google Patents
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- JPH0338602B2 JPH0338602B2 JP442483A JP442483A JPH0338602B2 JP H0338602 B2 JPH0338602 B2 JP H0338602B2 JP 442483 A JP442483 A JP 442483A JP 442483 A JP442483 A JP 442483A JP H0338602 B2 JPH0338602 B2 JP H0338602B2
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- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は蒸気圧力制御装置に係り、特にエジエ
クタ供給蒸気圧力制御系等に適用し得る蒸気圧力
制御装置に関する。
クタ供給蒸気圧力制御系等に適用し得る蒸気圧力
制御装置に関する。
従来の蒸気圧力制御方式を第１図に示す蒸気圧
力制御系の概略ブロツク線図について説明する。
第１図において１は蒸気源、２は制御弁、３は供
給蒸気圧力、４はエジエクタ、５は設定圧力、６
は加減算器、７は比例・積分・微分制御器であ
る。
力制御系の概略ブロツク線図について説明する。
第１図において１は蒸気源、２は制御弁、３は供
給蒸気圧力、４はエジエクタ、５は設定圧力、６
は加減算器、７は比例・積分・微分制御器であ
る。
第１図において蒸気源１の蒸気を制御弁２でエ
ジエクタ４への供給蒸気圧力３を制御するように
なされている。この制御系は設定圧力５と蒸気圧
力３とを加減算器６により加減算し、比例・積
分・微分制御器７により制御弁２を制御し、蒸気
圧力を設定圧力に保つものである。
ジエクタ４への供給蒸気圧力３を制御するように
なされている。この制御系は設定圧力５と蒸気圧
力３とを加減算器６により加減算し、比例・積
分・微分制御器７により制御弁２を制御し、蒸気
圧力を設定圧力に保つものである。
上記従来の方式では蒸気源圧力および必要蒸気
流量が広範囲にわたる場合、次の２つの理由で高
性能の制御性が得られない欠点がある。
流量が広範囲にわたる場合、次の２つの理由で高
性能の制御性が得られない欠点がある。
(i) 蒸気源圧力が高い場合は、制御弁のわずかな
開度変化に対して通過蒸気流量が大幅に変化
し、蒸気流量とほぼ比例関係にあるエジエクタ
供給圧力は、大幅に変化する。逆に蒸気源圧力
がエジエクタ供給圧力よりわずかに高い程度に
まで低下すると制御弁の開度を大きく変化させ
てもさほどエジエクタ供給圧力は変化しないと
いう性質がある。つまり制御対象のゲイン（制
御弁開度変化に対する供給圧変化の割合）が蒸
気源圧力に依存して大幅に変わる。そのため制
御器を蒸気源圧力が高い場合に良く制御できる
ように制御器のゲインを落して調整すると蒸気
源圧力が低下した場合には応答の悪い制御結果
となり、逆に蒸気源圧力が低い場合に良く制御
できるように制御ゲインを上げて調整すると蒸
気源圧力が上昇した場合には閉ループゲインが
高くなりすぎて制御系が発振してしまう。
開度変化に対して通過蒸気流量が大幅に変化
し、蒸気流量とほぼ比例関係にあるエジエクタ
供給圧力は、大幅に変化する。逆に蒸気源圧力
がエジエクタ供給圧力よりわずかに高い程度に
まで低下すると制御弁の開度を大きく変化させ
てもさほどエジエクタ供給圧力は変化しないと
いう性質がある。つまり制御対象のゲイン（制
御弁開度変化に対する供給圧変化の割合）が蒸
気源圧力に依存して大幅に変わる。そのため制
御器を蒸気源圧力が高い場合に良く制御できる
ように制御器のゲインを落して調整すると蒸気
源圧力が低下した場合には応答の悪い制御結果
となり、逆に蒸気源圧力が低い場合に良く制御
できるように制御ゲインを上げて調整すると蒸
気源圧力が上昇した場合には閉ループゲインが
高くなりすぎて制御系が発振してしまう。
(ii) 蒸気源圧力が低く設定圧が高い場合、必要蒸
気流量が大きくなり、逆に蒸気源圧力が高く設
定圧が低い場合、必要蒸気流量は小さくなる。
このため、制御弁を必要蒸気流量が大きい場合
に良く制御できるように選ぶと必要蒸気流量が
小さい場合には、この弁の制御範囲の下限以下
で流量を調節することとなり正確な制御ができ
ない。また弁サイズが大きくなりすぎ応答性が
悪くなる。逆に制御弁を必要蒸気流量が小さい
場合に良く制御できるように選ぶと必要蒸気流
量が大きい場合には弁サイズが小さいためそれ
だけの蒸気量を流すことができない。
気流量が大きくなり、逆に蒸気源圧力が高く設
定圧が低い場合、必要蒸気流量は小さくなる。
このため、制御弁を必要蒸気流量が大きい場合
に良く制御できるように選ぶと必要蒸気流量が
小さい場合には、この弁の制御範囲の下限以下
で流量を調節することとなり正確な制御ができ
ない。また弁サイズが大きくなりすぎ応答性が
悪くなる。逆に制御弁を必要蒸気流量が小さい
場合に良く制御できるように選ぶと必要蒸気流
量が大きい場合には弁サイズが小さいためそれ
だけの蒸気量を流すことができない。
本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは蒸気源圧力や必要蒸気流
量が広範囲にわたつて変化する場合でも常に最良
の制御性が得られる蒸気圧力制御装置を提供する
ことにある。
その目的とするところは蒸気源圧力や必要蒸気流
量が広範囲にわたつて変化する場合でも常に最良
の制御性が得られる蒸気圧力制御装置を提供する
ことにある。
本発明による蒸気圧力制御装置は蒸気源と蒸気
使用側とを結ぶラインに複数の制御弁を並列に介
装し、蒸気源圧力と蒸気使用側圧力設定値とから
必要蒸気流量を求め、同必要蒸気流量を各制御弁
に一定比率で分配して各制御弁開度を決定し、蒸
気使用側圧力の実測値と設定値との差が一定値以
下となつたとき蒸気使用側圧力の実測値と設定値
とによつて前記制御弁のうちの一つの弁開度を修
正することを特徴とし、常に最良の制御性が得ら
れるものである。
使用側とを結ぶラインに複数の制御弁を並列に介
装し、蒸気源圧力と蒸気使用側圧力設定値とから
必要蒸気流量を求め、同必要蒸気流量を各制御弁
に一定比率で分配して各制御弁開度を決定し、蒸
気使用側圧力の実測値と設定値との差が一定値以
下となつたとき蒸気使用側圧力の実測値と設定値
とによつて前記制御弁のうちの一つの弁開度を修
正することを特徴とし、常に最良の制御性が得ら
れるものである。
本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。
る。
第２図は本発明の一実施例の制御系を示すブロ
ツク線図である。第２図において第１図と同一部
分には同一符号を符して説明する。
ツク線図である。第２図において第１図と同一部
分には同一符号を符して説明する。
第２図において、１は蒸気源、２-1，２-2は各
制御弁、３は供給蒸気圧力（エジエクタ圧力）、
４はエジエクタ、１０は蒸気源圧力検出器、１１
は値1/2の係数器、１２は最大値選択器、１３は
演算器、１４は係数器、１５は乗算器、１６は値
a1の係数器、１７は値a2の係数器、１８は乗算
器、１９は比例・積分・微分制御器、２０は加減
算器、２１は制御弁２-1の流量特性を表現する関
数発生器、２２は制御弁２-2の流量特性を表現す
る関数発生器、２３は値0.7の係数器、２４は加
減算器、２５は加減算器２４の値が負の時１を出
力し、正の時比例・積分・微分制御器１９の値を
出力する切替器である。
制御弁、３は供給蒸気圧力（エジエクタ圧力）、
４はエジエクタ、１０は蒸気源圧力検出器、１１
は値1/2の係数器、１２は最大値選択器、１３は
演算器、１４は係数器、１５は乗算器、１６は値
a1の係数器、１７は値a2の係数器、１８は乗算
器、１９は比例・積分・微分制御器、２０は加減
算器、２１は制御弁２-1の流量特性を表現する関
数発生器、２２は制御弁２-2の流量特性を表現す
る関数発生器、２３は値0.7の係数器、２４は加
減算器、２５は加減算器２４の値が負の時１を出
力し、正の時比例・積分・微分制御器１９の値を
出力する切替器である。
上記の演算器１３は蒸気源圧力検出器１０の出
力の２乗から最大値選択器１２の出力の２乗を差
引き、開閉演算してその逆数をとるものである。
力の２乗から最大値選択器１２の出力の２乗を差
引き、開閉演算してその逆数をとるものである。
次に第２図図示の制御系の作用について説明す
る。要求されるエジエクタ供給圧力Ｐを実現する
ために必要な弁流量係数Cv値（＝C* v）は(1)式で
計算される。
る。要求されるエジエクタ供給圧力Ｐを実現する
ために必要な弁流量係数Cv値（＝C* v）は(1)式で
計算される。
ただし
Ps：蒸気源圧力、P2：MAX（1/2Ps，Pset）
Pset：設定圧力、α：定数
乗算器１５の出力は(1)式と一致し、必要Cv値
を計算する。これを係数器１６および１７の係数
でそれぞれ制御弁２-1と制御弁２-2に分配し、そ
のa2倍を制御弁２-1で、a1倍を制御弁２-2で流す
こととする（a1＋a2＝１）。この分配された必要
Cv値が、関数発生器２１，２２で、それぞれの
制御弁の開度指令X1 *，X2 *に換算される。乗算
器１８、比例・積分・微分制御器１９、加減算器
２０、係数器２３、加減算器２４および切替器２
５で構成される部分は微調整用である。供給蒸気
圧力（エジエクタ圧力）３のＰが設定圧力５の
Psetの７割（70％）に達するまでは切替器２５は
１を出力しているので、この部分は開度指令に影
響を与えない。一旦供給蒸気圧力（エジエクタ圧
力）３のＰが設定圧力５のPsetの７割（70％）に
達すれば、切替器２５は、比例・積分・微分制御
器１９の値を出力し、制御弁２-1を駆動する。こ
の際、このフイードバツク系の閉ループゲインは
常に一定に保たれる。なぜなら、この系のプロセ
スゲインは(2)式で求められるため、制御系ゲイン
Kcを(3)式（すなわち関数発生器２１の出力）の
ように定めると、(4)式に示すとおり、閉ループゲ
インが定数となるからである。
を計算する。これを係数器１６および１７の係数
でそれぞれ制御弁２-1と制御弁２-2に分配し、そ
のa2倍を制御弁２-1で、a1倍を制御弁２-2で流す
こととする（a1＋a2＝１）。この分配された必要
Cv値が、関数発生器２１，２２で、それぞれの
制御弁の開度指令X1 *，X2 *に換算される。乗算
器１８、比例・積分・微分制御器１９、加減算器
２０、係数器２３、加減算器２４および切替器２
５で構成される部分は微調整用である。供給蒸気
圧力（エジエクタ圧力）３のＰが設定圧力５の
Psetの７割（70％）に達するまでは切替器２５は
１を出力しているので、この部分は開度指令に影
響を与えない。一旦供給蒸気圧力（エジエクタ圧
力）３のＰが設定圧力５のPsetの７割（70％）に
達すれば、切替器２５は、比例・積分・微分制御
器１９の値を出力し、制御弁２-1を駆動する。こ
の際、このフイードバツク系の閉ループゲインは
常に一定に保たれる。なぜなら、この系のプロセ
スゲインは(2)式で求められるため、制御系ゲイン
Kcを(3)式（すなわち関数発生器２１の出力）の
ように定めると、(4)式に示すとおり、閉ループゲ
インが定数となるからである。
Kp＝∂P／∂X＝１／α√s 2−2 2∂Cv／∂X……(2)
∂P∂X：弁リフトに対する供給圧力の感度
∂Cv／∂X：弁リフトに対する弁Cv値の感度
Kall：希望する閉ループゲイン
Ｋ＝Kp・Kc＝Kall（constant） ……(4)
Ｋ：閉ループゲイン
以上の如く本発明による制御装置においては蒸
気源圧力Psと供給蒸気圧力（エジエクタ圧力）Ｐ
のあらゆる条件に対して、供給蒸気圧力（エジエ
クタ圧力）Ｐと設定圧力Psetを等しくするために
必要なCv値を計算してそれを制御弁２-1と制御弁
２-2にそれぞれa1：a2に割りふり、制御弁２-1と
制御弁２-2への開度信号としている。さらに、制
御弁２-1には、上記Ps，Ｐ，Psetの各圧力と制御
弁特性から、諒プロセスゲインを計算し（第２図
においては乗算器１５の出力がプロセスゲインの
逆数となつている）、全体としての閉ループゲイ
ンが一定となるよう制御ゲインを変化させる比
例・積分・微分制御が施されている。即ち、関数
発生器２１の出力のゲインである制御ゲイン
Kcpotは Kcpot＝K15×K19 ここでK15…乗算器１５の出力のゲイン、 K19…比例・積分・微分制御器１９の出
力のゲイン即ち、比例定数、 プロセスゲインをKprとすると、 Kpr＝１／K15 閉ループゲインKclpseは Kclpse＝Kcpot×Kprであるので、 Kclpse＝K15×K19×１／K15 ＝K19となり一定である。
気源圧力Psと供給蒸気圧力（エジエクタ圧力）Ｐ
のあらゆる条件に対して、供給蒸気圧力（エジエ
クタ圧力）Ｐと設定圧力Psetを等しくするために
必要なCv値を計算してそれを制御弁２-1と制御弁
２-2にそれぞれa1：a2に割りふり、制御弁２-1と
制御弁２-2への開度信号としている。さらに、制
御弁２-1には、上記Ps，Ｐ，Psetの各圧力と制御
弁特性から、諒プロセスゲインを計算し（第２図
においては乗算器１５の出力がプロセスゲインの
逆数となつている）、全体としての閉ループゲイ
ンが一定となるよう制御ゲインを変化させる比
例・積分・微分制御が施されている。即ち、関数
発生器２１の出力のゲインである制御ゲイン
Kcpotは Kcpot＝K15×K19 ここでK15…乗算器１５の出力のゲイン、 K19…比例・積分・微分制御器１９の出
力のゲイン即ち、比例定数、 プロセスゲインをKprとすると、 Kpr＝１／K15 閉ループゲインKclpseは Kclpse＝Kcpot×Kprであるので、 Kclpse＝K15×K19×１／K15 ＝K19となり一定である。
従つて、乗算器１８での乗算により、比例・積
分・微分制御の比例ゲインを、閉ループゲインを
一定にするように修正しながら、フイードバツク
比例・積分・微分制御を行なうようになされてい
る。
分・微分制御の比例ゲインを、閉ループゲインを
一定にするように修正しながら、フイードバツク
比例・積分・微分制御を行なうようになされてい
る。
従つて蒸気源圧力Psが変化すると、蒸気源圧力
検出器１０によりそれが検出され、演算器１３の
出力が乗算器１５、係数器１６および１７ならび
に乗算器１８を介して関数発生器２１および２２
の出力X1 *，X2 *（弁開度指令）を変化させる。こ
れにより蒸気源圧力Psの急激かつ大幅な変化に対
してほとんど瞬時に適切な弁開度を発信し、かつ
閉ループゲインが常に一定となる様比例・積分・
微分制御のゲインを計算し、フイードバツク制御
を行なつているので、蒸気源１の圧力が系の応答
を左右するといつた前述の不具合が解消される。
検出器１０によりそれが検出され、演算器１３の
出力が乗算器１５、係数器１６および１７ならび
に乗算器１８を介して関数発生器２１および２２
の出力X1 *，X2 *（弁開度指令）を変化させる。こ
れにより蒸気源圧力Psの急激かつ大幅な変化に対
してほとんど瞬時に適切な弁開度を発信し、かつ
閉ループゲインが常に一定となる様比例・積分・
微分制御のゲインを計算し、フイードバツク制御
を行なつているので、蒸気源１の圧力が系の応答
を左右するといつた前述の不具合が解消される。
さらに制御弁２-2を必要蒸気流量が大きい場合
に合わせて選び制御弁２-1を要求される応答性を
満足する様に選んでおけばa1，a2の各係数器１
６，１７を弁サイズに合せて決定することによ
り、必要蒸気流量の変化が制御性能に影響を与え
るという不具合も解消される優れた効果が得られ
る。
に合わせて選び制御弁２-1を要求される応答性を
満足する様に選んでおけばa1，a2の各係数器１
６，１７を弁サイズに合せて決定することによ
り、必要蒸気流量の変化が制御性能に影響を与え
るという不具合も解消される優れた効果が得られ
る。
第１図は従来の制御系を示すブロツク線図、第
２図は本発明の一実施例の制御系を示すブロツク
線図である。 １……蒸気源、２-1，２-2……制御弁、３……
供給蒸気圧力（エジエクタ圧力）、４……エジエ
クタ、５……設定圧力、１０……蒸気源圧力検出
器、１１……値1/2の係数器、１２……最大値選
択器、１３……演算器、１４……係数器、１５…
…乗算器、１６……値a1の係数器、１７……値a2
の係数器、１８……乗算器、１９……比例・積
分・微分制御器、２０……加減算器、２１……制
御弁２-1の流量特性を表現する関数発生器、２２
……制御弁２-2の流量特性を表現する関数発生
器、２３……値0.7の係数器、２４……加減算器、
２５……切替器。
２図は本発明の一実施例の制御系を示すブロツク
線図である。 １……蒸気源、２-1，２-2……制御弁、３……
供給蒸気圧力（エジエクタ圧力）、４……エジエ
クタ、５……設定圧力、１０……蒸気源圧力検出
器、１１……値1/2の係数器、１２……最大値選
択器、１３……演算器、１４……係数器、１５…
…乗算器、１６……値a1の係数器、１７……値a2
の係数器、１８……乗算器、１９……比例・積
分・微分制御器、２０……加減算器、２１……制
御弁２-1の流量特性を表現する関数発生器、２２
……制御弁２-2の流量特性を表現する関数発生
器、２３……値0.7の係数器、２４……加減算器、
２５……切替器。
Claims (1)
- １ 蒸気源と蒸気使用側とを結ぶラインに複数の
制御弁を並列に介装し、蒸気源圧力と蒸気使用側
圧力設定値とから必要蒸気流量を求め、同必要蒸
気流量を各制御弁に一定比率で分配して各制御弁
開度を決定し、蒸気使用側圧力の実測値と設定値
との差が一定値以下となつたとき蒸気使用側圧力
の実測値と設定値とによつて前記制御弁のうちの
一つの弁開度を修正するようにしてなることを特
徴とする蒸気圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP442483A JPS59128604A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 蒸気圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP442483A JPS59128604A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 蒸気圧力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128604A JPS59128604A (ja) | 1984-07-24 |
| JPH0338602B2 true JPH0338602B2 (ja) | 1991-06-11 |
Family
ID=11583876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP442483A Granted JPS59128604A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 蒸気圧力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59128604A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2630850B2 (ja) * | 1990-09-14 | 1997-07-16 | 株式会社テイエルブイ | 自動温度制御弁装置 |
| JP6182091B2 (ja) * | 2014-03-04 | 2017-08-16 | 株式会社フジクラ | 光ケーブル及び光ケーブルの製造方法 |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP442483A patent/JPS59128604A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59128604A (ja) | 1984-07-24 |
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