JPH04177502A

JPH04177502A - 計装制御装置

Info

Publication number: JPH04177502A
Application number: JP30529490A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Kurei; 呉比　哲司
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1992-06-24

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】Ｃ発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は計装制御装置において、特にセンサの異常監視
、プロセスの状態監視、制御応答監視を行なう計装制御
装置に関する。

（従来の技術）計装制御装置においては、例えばセンサ回路から入力さ
れるプロセス値に異常があるか否かを監視するようにし
ている。

第３図はかかる従来の計装制御装置の構成例を示してい
る。この制御装置は、第３図に示すようにセンサ回路１
の検圧器２により検出されたプロセス生データＰＶＣが
フィルタ３を通してプロセス制御系に出力すると共に、
センサ下限チエツク回路５およびセンサ上限チエツク回
路６にそれぞれ与え、プロセス値の上限、下限がそれぞ
れの設定範囲内にあるか否かをチエツクして監視を行な
っている。そして、センサ下限チエツク回路うてプロセ
ス値の下限がその設定範囲外になるとローセンサアラー
ム信号を出力し、またセンサ上限チエツク回路６でプロ
セス値の上限がその設定範囲外になるとハイセンサアラ
ーム信号を８カし、同時にこれら両信号をオア回路７を
通して制御系に与えて制御動作を停止させている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、このような計装制御装置においては、センサ回
路１から制御長Ｗ４に入力されたプロセス値はフィルタ
３を通してセンサ下限チエツク回路５およびセンサ上限
チエツク回路６に加えられるため、センサに異常が発生
してもそのプロセス値が両チエツク回路５．６でチエツ
クされるまでの応答が遅くなる。このため制御系は下限
チエツク回路５およびセンサ上限チエツク回路６でプロ
セス値の異常が検出されるまで制御動作が行われ、計装
制御システムにとっては苛酷な状態に至ることがある。

また、異常のチエツクはセンサのみを対象として行われ
ているため、設備的な異常に対してはチエツクしていな
いのが現状である。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的はセンサの異常を迅速に検知することができると
共に、設備自信の異常による制御応答の異常を検知して
速やかに制御系を停止させることができる計装制御装置
を提供するにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、センサ回路から入力
されるプロセス値をフィルタを通して制御系に与えると
共に、センサチェック回路に入力してプロセス値の異常
の有無を監視するようにした計装制御装置において、制御モードと学習モードとの切替え機能を有し、学習モ
ード時に複数種類の制御パターン毎に前記センサ回路か
ら入力されるプロセス値の変動の偏差を求めてテーブル
に記憶するセンサ監視手段を設けた制御監視装置を備え
、この制御監視装置は制御モード時に前記センサ監視手
段に入力されるプロセス値が前記学習モード時に記憶し
たプロセス値の変動の偏差と異なっていると判定される
と異常信号を発生させて前記制御系に停止指令を与える
ようにしたものである。

また、上記制御監視装置に設けられたセンサ監視手段に
加えて、プロセス値が入力され設定値の変更に対する制
御の応答時間を求めてテーブルに記憶する制御応答時間
監視手段を設け、制御モード時この制御応答時間監視手
段により求められるプロセス値が設定値に追従するまで
の応答時間が学習モード時に記憶した制御応答時間と異
なっていると判定されると異常信号を発生させて制御系
に停止指令を与えるようにしたものである。

さらに、上記制御監視装置に設けられたセンサ監視手段
および制御応答時間監視手段に加えて設定値と前記プロ
セス値との偏差が一定値以内に入るまでの整定回数を求
めてテーブルに記憶する制御整定監視手段を設け、制御
モード時にこの制御整定監視手段により設定値とプロセ
ス値の偏差が一定値以内に入るまでの整定回数が学習モ
ード時に記憶した整定回数と異なっていると判定される
と異常信号を発生させて制御系に停止指令を与えるよう
にしたしたものである。

（作用）このような構成の計装制御装置にあっては、制御状態が
正常な時学習モードに切替えられて収集されたプロセス
データがら、各制御パターンにおける偏差値、設定値の
変更に対する制御の応答時間および設定値とプロセス値
との偏差が一定値以内に入るまでの整定回数をそれぞれ
求めて各テーブルに記憶しておき、制御モード時に入力
されるプロセス値の変動の偏差、応答時間および整定回
数が各テーブルの該当データを越えているか否かにより
異常の有無を判定し、異常の場合には制御系に対して停
止指令を与えるようにしたので、センサ自身の異常、セ
ンサ信号伝送路の断線等に対して迅速に異常検知ができ
ると共に、設備自身の異常による制御応答異常、チュー
ニング異常に対しても検知できるようになり、制御系が
異常制御を行なう前に制御系を停止させることが可能と
なる。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による計装制御装置の構成例を示す回路
図で、第３図と同一部分には同一記号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。本実
施例では第１図に示すようにセンサ回路１より出力され
る生のプロセスデータＰＶＣと、このプロセスデータＰ
ＶＣをフィルタ３を通して制御系に入力されるプロセス
データＰＶおよび設定値ＳＶを、学習モードと制御モー
ドとの切替機能を有する詳細を後述する制御監視装置８
にそれぞれ入力し、その出力信号ＣＬＦをオア回路７を
通して制御系へ停止指令として出力するようにしたもの
である。

この制御監視装置８は、第２図に示すように制御の種々
のパターンの切替えを行なう制御パターンと学習モード
時各種制御パターンのプロセス生データＰＶＣとの偏差
を演算し、そのプロセス偏差値をプロセス値偏差テーブ
ル１０に各制御パターンに対応させて記憶するセンサ監
視回路９と、学習モード時設定値ＳＶの変更に対する各
種制御パターンの制御応答時間を演算し、その制御応答
時間を制御応答時間テーブル１２に各制御パターンに対
応させて記憶する制御応答監視回路１コおよび学習モー
ド時設定値Ｓｖに対するプロセス値Ｐｖの追従性を監視
し、各種制御パターンのＰｖ値とＳＶ値の偏差が一定値
以内に入るまでの整定回数を求めて整定回数テーブル１
４に各制御パターンに対応させて記憶する制御整定監視
回路１３とを備えている。そして、これら各監視回路９
゜１１．１３は、制御モード時に第１図のセンサ回路１
から入力されるプロセス生データＰＶＣおよびフィルタ
３を通して入力されるプロセス値ＰＶを各制御パターン
毎に監視し、各テーブル１０゜１２、ユ４の該当データ
を参照して異常かあることを判定すると、異常検知信号
ＣＬＦＩ。

ＣｌＦ２．ＣｌＦ３を出力し、これらの異常検知信号は
オア回路１５を通して第１図のオア回路７に与えるよう
にしている。

次にこのように構成された制御監視装置の作用を述べる
。

まず、学習モード時におけるデータの収集について説明
する。

学習モード時には制御状態が正常時のデータ収集が各制
御パターン毎に行われ、次のような演算処理によりプロ
セス偏差値、制御応答時間、整定回数が求められる。プ
ロセス生データＰＶＣがセンサ監視回路９に入力される
と、監視周期におけるプロセス生データＰＶＣの変動の
偏差が求められ、設定値ＳＶ一定時および変化時におけ
る最大の偏差ΔＰＶｎをプロセス値偏差テーブル１０に
記憶される。また、制御応答時間監視回路１１にプロセ
ス値ＳＶを入力すると共に設定値Ｓｖをステップ状に変
化させると、プロセス値Ｓ■がこれに追従し、一定偏差
内に収まるまでの応答時間か測定され、そのデータは制
御応答時テーブル１２に記憶される。さらに制御整定回
路１３では設定値ＳＶとプロセス値ＰＶが入力されると
、その偏差が一定値範囲内に入ったときから完全に安定
するまでの整定回数（ハンチングして一定値範囲を離脱
する回数）を測定しそのデータを整定回数テーブル１４
に記憶させる。

次に制御モード時における監視について説明する。

センサ監視回路９ては各制御パターンにおけるＰＶＣの
変動偏差を常時監視しており、その値がプロセス値偏差
テーブル１０に記憶されているデータΔＰＶｎを参照し
てその値を越えている場合にはセンサ異常とみなし、異
常信号ＣＬＦＩを出力する。また、制御応答時間監視回
路１１では設定値Ｓｖとプロセス値Ｐｖとの偏差が制御
応答テーブル１２に記憶されている応答時間ΔＴ１によ
りプロセス値Ｐｖが設定値Ｓｖに追従するまでの応答時
間を演算する。そして、整定するまでの時間がその演算
値をオーバした場合には制御異常とみなし、異常信号Ｃ
ＬＦ２を出力する。さらに、制御整定監視回路１３では
設定値ＳＶが変化したとき、あるいは外部の変動により
プロセス値が変動したとき、つまり偏差が一定値範囲か
ら外れたときから安定するまで（一定値範囲に収まるま
で）の整定回数をカウントし、その値が整定回数テーブ
ル１３に記憶されている値Ｃｎを越えている場合に制御
異常とみなし、異常信号ＣＬＦ３を出力する。

このように各監視回路９，１１．１３でプロセス生デー
タｐｖｃ、プロセス値ＰＶを監視することにより、セン
サに異常があると判定されると異常信号ＣＦＬＩ〜ＣＦ
Ｌ３がオア回路１５を通して出力され、第１図のオア回
路７を経由して制御系に停止指令として送出される。

したがって、センサー自身の異常、センサ信号伝送路の
断線等に対してもスピーデイ−に異常検知できると共に
、設備自身の異常による制御応答異常、チューニングの
異常に対しても検知できるようになり、制御系が異常動
作を行なう以前に停止させることができる。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、センサの異常を迅速
に検知することができると共に、設備自身の異常による
制御応答の異常を検知して速やかに計装制御システムを
停止させることができる計装制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による計装制御装置の一実施例を示す回
路図、第２図は同実施例における制御監視装置の詳細を
示す回路構成図、第３図は従来の計装制御装置の構成例
を示す回路図である。１・・・・・・センサ回路、２・・・・・・検出器、３
・・・・・フィルタ、４・・・・計装制御装置、５・・
・・・・センサ下限チエツク回路、６・・・・・・セン
サ上限チエツク回路、７・・・・・・オア回路、８・・
・・・・制御監視装置、９・・・・・センサ監視回路、
１０・・・・・・プロセス値偏差テーブル、１１・・・
・・・制御応答時間監視回路、１２　・・・制御応答時
間テーブル、１３・・・・・制御整定監視回路、ユ４・
・・整定回数テーブル、１５　・オア回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）センサ回路から入力されるプロセス値をフィルタ
を通して制御系に与えると共に、センサチェック回路に
入力してプロセス値の異常の有無を監視するようにした
計装制御装置において、制御モードと学習モードとの切
替え機能を有し、学習モード時に複数種類の制御パター
ン毎に前記センサ回路から入力されるプロセス値の変動
の偏差を求めてテーブルに記憶するセンサ監視手段を設
けた制御監視装置を備え、この制御監視装置は制御モー
ド時に前記センサ監視手段に入力されるプロセス値が前
記学習モード時に記憶したプロセス値の変動の偏差と異
なっていると判定されると異常信号を発生させて前記制
御系に停止指令を与えるようにしたことを特徴とする計
装制御装置。
（２）センサ回路から入力されるプロセス値をフィルタ
を通して制御系に与えると共に、センサチェック回路に
入力してプロセス値の異常の有無を監視するようにした
計装制御装置において、制御モードと学習モードとの切
替え機能を有し、学習モード時に複数種類の制御パター
ン毎に前記センサ回路から入力されるプロセス値の変動
の偏差を求めてテーブルに記憶するセンサ監視手段およ
び前記プロセス値が入力され設定値の変更に対する制御
の応答時間を求めてテーブルに記憶する制御応答時間監
視手段とを設けた制御監視装置を備え、この制御監視装
置は制御モード時に前記センサ監視手段に入力されるプ
ロセス値が前記学習モード時に記憶したプロセス値の変
動の偏差と異なっていると判定されると異常信号を発生
させ、前記制御応答時間監視手段に入力されるプロセス
値が設定値に追従するまでの応答時間が前記学習モード
時に記憶した制御応答時間と異なっていると判定される
と異常信号を発生させて制御系にそれぞれ停止指令を与
えるようにしたことを特徴とする計装制御装置。
（３）センサ回路から入力されるプロセス値をフィルタ
を通して制御系に与えると共に、センサチェック回路に
入力してプロセス値の異常の有無を監視するようにした
計装制御装置において、制御モードと学習モードとの切
替え機能を有し、学習モード時に複数種類の制御パター
ン毎に前記センサ回路から入力されるプロセス値の変動
の偏差を求めてテーブルに記憶するセンサ監視手段、前
記プロセス値が入力され設定値の変更に対する制御の応
答時間を求めてテーブルに記憶する制御応答時間監視手
段および前記設定値と前記プロセス値との偏差が一定値
以内に入るまでの整定回数を求めてテーブルに記憶する
制御整定監視手段とを設けた制御監視装置を備え、この
制御監視装置は制御モード時に前記センサ監視手段に入
力されるプロセス値が前記学習モード時に記憶したプロ
セス値の変動の偏差と異なっていると判定されると異常
信号を発生させ、前記制御応答時間監視手段に入力され
るプロセス値が設定値に追従するまでの応答時間が前記
学習モード時に記憶した制御応答時間と異なっていると
判定されると異常信号を発生させ、制御モード時に前記
制御整定監視手段に入力される設定値とプロセス値の偏
差が一定値以内に入るまでの整定回数が前記学習モード
時に記憶した整定回数と異なっていると判定されると異
常信号を発生させて制御系にそれぞれ停止指令を与える
ようにしたことを特徴とする計装制御装置。