JPH0397009A - プロセス制御系の変化率警報装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野〉 本発明は、プロセス制御系におけるＰＶ値やＭＶ値など
、制御出力の変化率異常をオペレータに通知する変化率
警報装置に関する。

（従来の技術〉 プラント設備などで圧力や温度を制御するプロセスｉｉ
ｌｌｔＩｌ系では、センサや計器類の故障等によるプロ
セス異常を防止する目的でプロセスＩ（ＰＶ値）を一定
の周期で測定し、この変化率が所定価を越えた場合には
、オペレータにプロセス異常を通知するようにしている
。

第５図は、このような変化率警報装鱈の従来例を示すも
であり、センサ類からプロセス量ｐｖｎ（ｎはサンプリ
ング時点を示すサフィックス）が与えられると、このデ
ータＰＶｎをホールド回路１に一時記憶すると共に、減
算器２において前回のサンプリング時におけるプロセス
ＩＰＶｎ−ｔとの差分が演算される。そして、この差分
データ、即ちＰｖ変化率ΔＰＶｎは比較器３に供給され
、予め設定された変化率上限値ΔＰ目との比較がされる
。

そして、ＰＶ変化率ΔＰＶｎが上限値ΔＰＨを越えると
、警報信号を出力してオペレータにＰｖ変化率が異常に
大きいことを通知するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来装置では、プロセス異常
の時だけでなく、例えば、設定値を変更した場合におい
てもＰＶ値が大きく変化するため、警報信号が出力され
てしまう。このため、オペレータは、警報信号がプロセ
ス異常によるものか設定値変更によるものかを判断しな
ければならず、警報信号に対する処理が遅れてしまうと
いう課題があった。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、プロセス異常時
以外には警報信号が出力されることのないプロセス制御
系の変化率警報装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、前々回の制御出力
と前回の制御出力との差分から１回目の制ｍｍ変化率を
求める第１の変化率演算手段と、前回の制御出力と今回
の制御出力との差分から２回目の制御量変化率を求める
第２の変化率演算手段と、前記１回目の制ｍｔ量変化率
が予め設定された変化率上限値よりも大きいか否かを判
別する上限値比較手段と、前記２回目の制ｗＪ過変化率
が前記１回目の制御量変化率よりも大きいか否かを判別
する変化率比較手段と、前記上限値比較手段で１回目の
制御量変化率の方が大きいと判別され、かつ、変化率比
較手段で２回目の制御量変化率の方が大きいと判別され
たとき警報信号を出力する警報出力手段と、を有するこ
とが特徴である。

（作用） 上述の如く構戒すれば、前々回の制御出力と前回の制御
出力との差分から、１回目の制御量変化率が求められ、
前回の制御出力と今回のＩＩＩ　ＩＩＩ出力との差分か
ら、２回目の制御量変化率が求められる。そして、１回
目の制ＩｌｌＩｌｉ変化率が予め設定された変化率士限
値より大きいと判別され、かつ、２回目の制御量変化率
が１回目のＩＩＩ御量変化率よりも大きいと判別される
と警報信号が出力される。

従って、設定値変更時などには、制ｍ量変化率が変化率
上限値を越えても、２回目の制御量変化率の方が１回目
の制ｍｔ量変化率よりも小さくなるので警報信号は出力
されなくなる。

これによって、プロセス異常検出の精度が向上する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

同図に示す変化率警報装置は、センサや計器類で一定周
期毎に検出されるブＯセス量のうち、前々回のサンプリ
ング時におけるプロセスＩ　Ｐ　Ｖ　ｎ−２を一時記憶
する第１のホールド回路４と、前回のサンプリング時に
おけるプロセスＩＰＶｎ−＋を一時記憶する第２のホー
ルド回路５と、前回のプロセスｌＰＶｎ−＋から前々回
のプロセスｉＰＶｎ−ｉを減じて１回目のＰｖ変化率Δ
Ｐ　Ｖ　ｎ−＋を求める第１の減算器６と、今回のプロ
セス量Ｐ　Ｖ　ｎから前回のプロセスＩＰＶｎ．を減じ
て２回目のＰＶ変化率ΔＰＶｎを求める第２の減算器７
を有している。

また、この警報装置は、１回目のＰＶ変化率ΔＰＶｎ〜
１と予め設定された変化率上限値△ＰＨとの大きさを比
較する第１の上限値比較器８と、２回目のＰ■変化率Δ
ＰＶｎと上限値Δρ日との大きざを比較する第２の上限
値比較器９と、変化率ΔＰ　Ｖ　ｎ−＋と変化率ΔＰＶ
ｎとの大きさを比較する変化率比較器１０を備えている
。

更に、この警報装置は、第１の上限値比較器８において
Ｐｖ変化率ΔＰＶｎ−＋の方が大きいと判断され、第２
の上限値比較器９においてＰＶ変化率ΔＰＶｎの方が大
きいと判断され、かつ、変化率比較器１０において２回
目のＰｖ変化率ΔＰＶｎの方が大きいと判断されたとき
警報信号を出カするＡＮＤ回路１１を有している。

次に、動作について説明する。

プロセス制御系のセンサや計器類から今回のサンプリン
グ時におけるプロセスｌＰＶｎが与えられると、まず、
第１のホールド回路４に記憶されている前々回のプロセ
ス量Ｐ　Ｖ　ｎ−２と第２のホールド回路５に記憶され
ている前回のプロセスＩＰｖｎ−１とが第１の減算器６
に供給される。

そして、第１の減算器６では次の（１）式によって１回
目のＰＶ変化率△ｐｖｎ−１を求める。

ΔＰＶｎ　−１　＝ｐｖｎ　−１　−ＰＶｎ−２　　　
　＝｛Ｉ）求められたＰｖ変化率△ｐｖｎ−１は、第１
の上限値比較器８、及び変化率比較器１０に供給される
。そして、第１の上限値比較器８では、予め設定された
変化率上限値Δρ口と大きさの比較がされ、Ｐｖ変化率
Δｐｖｎ−＋がこの上限値ΔＰ口よりも大きいと判断さ
れた場合には、ＡＮＤ回路１１へ信号が出力される。

一方、第２の減算器７では、第２のホールド回路５に記
憶された前回のプロセスｌＰＶｎ−＋と新たにインプッ
トされた今回のプロセス量ＰＶｎとから、次の（２）式
によって２回目のＰＶ変化率ΔＰｖｎを求める。

ΔＰＶｎ　＝ＰＶｎ　−ＰＶｎ　−＋　　　　　　”−
（２）求められたＰＶ変化率ΔＰＶｎは、第２の上限値
比較器９．及び変化率比較器１０に供給される。

そして、第２の上限値比較器９では、変化率上限値Δρ
日と大きさの比較がされ、ＰＶ変化率ΔＰ■ｎがこの上
限値ΔＰＨよりも大きいと判断された場合には、ＡＮＤ
回路１１へ信号が出力される。

また、変化率比較器１０では、１回目のＰＶ変化率Δｐ
ｖｎ−＋と２回目のＰｖ変化率ΔＰＶｎとの大きさを比
較し、２回目のＰＶ変化率ΔＰＶｎの方が大きいと判断
すると、ＡＮＤ回路１１へ信号を出力する。

そして、ＡＮＤ回路１１では、各比較器８，９．１０か
ら同時に信号が供給されると、プロセス異常であると判
断し、図示しない警報装置等へ警報信号を出力する。

いま、例えば第２図に示すように、プロセス設定値をＳ
Ｖ１からＳＶ２に変更すると、Ｐｖ値はこれに伴なって
曲線ＰＶｘのように変化する。このとき、・１回目のＰ
ｖ変化率ΔＰＶｎ−＋及び２回目のＰＶ変化率ΔＰＶｎ
はともに大きい数値であり、変化率上限値ΔＰ口を越え
てしまう。

ところが、両変化率の間には、（△Ｐｖｎ〉ΔＰＶｎ−
＋）なる関係が或立しないので、警報信号は出力されな
い。即ち、設定値変更時に誤警報が出力されることはな
い。

他方、第３図に示すように、熱電対のバーンアウト等の
トラブルによりＰＶ値が大きく変動した場合には、１回
目のＰｖ変化率ΔＰＶｎ−＋及び２回目のＰｖ変化率Δ
ＰＶｎはともに変化率上限値Δρ口を越えてしまい、か
つ、（△ＰＶｎ　＞ΔＰＶｎ−＋）なる関係が成立する
。したがノて、ＡＮＤ回路１１から警報信号が出力され
、オペレータにプロセス異常が報知されるのである。

このようにして、本実施例では、前々回，前回，及び今
回の各サンプリング時点でのＰＶ値を基に、１回目のＰ
Ｖ変化率Δｐｖｎ−１．及び２回目のＰＶ変化率ΔＰＶ
ｎを求めている。そして、これら各変化率Δｐｖｎ−１
．ΔＰＶｎと、変化率上限値ΔＰＨとの間で、（ΔｐＶ
ｎ−１＞ΔＰＨ）．　　（△ＰＶｎ　＞△ＰＨ）．（Δ
ＰＶｎ　＞ΔＰＶｎ　−１　）　なる条件がすべて満足
した場合にプロセス異常と判別して、警報信号を出力し
ている。

従って、設定値の変更時一には（ΔＰＶｎ　＞ΔＰＶｎ
−＋）なる関係が或立しないので、設定値変更による誤
警報を防止することができ、高精度にプロセス異常をオ
ペレータに通知することができるようになる。

なお、本実施例では、制御出力としてプロセス量（ＰＶ
）を例に説明したが、これを操作１（ＭＶ）として適用
可能なことは自明である。

また、本実施例では、第２のＥ限値比較器９を設け、警
報信号を出力する条件の１つとして（ΔＰＶｎ＞ΔＰＨ
）なる比較を行なったが、他の２つの条件（ΔｐＶｎ−
１＞ΔＰＨ），及び〈ΔＰＶｎ〉ΔＰＶｎ−＋）がとも
に成立すれば、（ΔＰ■ｎ〉ΔＰＨ）が戒立することは
自明であるので、第２の上限値比較器９を設けない構成
としても良い。

更に、第４図に示すように、ＡＮＤ回路１１の出力側を
ＯＲ回路１２の一端に接続し、ＯＲ回路１２の他端には
、Ｐｖ変化率ΔＰＶｎが変化率上上限ＰＨＨを越えたと
きに警報信号を出力する上上限比較器１３を設ける構成
とすれば、Ｐｖ変化率ΔＰＶｎが極端に大きくなった場
合には、無条件で警報信号が出力ざれるので、警報信号
の信頼性がより向上する。

［発明の効果］ 以上説明したよう本発明によれば、設定値の変更時など
に誤警報を出力することなく、確実にプロセス異常を報
知することができるようになるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は設定
値変更時のプロセス量の変動を示す特性図、第３図はブ
Ｏセス異常が発生したときのプロセス量の変動を示す特
性図、第４図は前記実施例の変形例を示す構成図、第５
図は従来例を示す構或図である。 ４・・・第１のホールド回路 ５・・・第２のホールド回路 ６・・・第１の減算器　７・・・第２の減算器８・・・
第１の上限値比較器 １０・・・変化率比較器　１１・・・ＡＮＤ回路１３・
・・上上限比較器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前々回の制御出力と前回の制御出力との差分から１回目
   の制御量変化率を求める第１の変化率演算手段と、 前回の制御出力と今回の制御出力との差分から２回目の
   制御量変化率を求める第２の変化率演算手段と、 前記１回目の制御量変化率が予め設定された変化率上限
   値よりも大きいか否かを判別する上限値比較手段と、 前記２回目の制御量変化率が前記１回目の制御量変化率
   よりも大きいか否かを判別する変化率比較手段と、 前記上限値比較手段で１回目の制御量変化率の方が大き
   いと判別され、かつ、変化率比較手段で２回目の制御量
   変化率の方が大きいと判別されたとき警報信号を出力す
   る警報出力手段と、 を有することを特徴とするプロセス制御系の変化率警報
   装置。