JPH04236601A - Process controller - Google Patents

Process controller

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JPH04236601A
JPH04236601A JP463591A JP463591A JPH04236601A JP H04236601 A JPH04236601 A JP H04236601A JP 463591 A JP463591 A JP 463591A JP 463591 A JP463591 A JP 463591A JP H04236601 A JPH04236601 A JP H04236601A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gap
deviation
control
value
pid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP463591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ueno
敬 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP463591A priority Critical patent/JPH04236601A/en
Publication of JPH04236601A publication Critical patent/JPH04236601A/en
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  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To automatize the accurate control of small deviation by performing the feedback control of a process while automatically stepwise changing a gap. CONSTITUTION:When a gap GP is set at the time of PID control, a gap changing part 2 reduces a gap set value GP stepwise by GP at intervals of a certain time. A PID control part 1 compares the deviation between a target value SV and a process measured value PV taken into a measuring instrument Se with the gap GP given from the gap changing part 2 by a deviation comparing part 11. When this deviation is smaller than the gap GP, operation is not performed; but when it is larger than the gap GP, PID operation based on the deviation is performed by a PIV control part 12 to obtain a next manipulated variable MV. This variable MV is given to an operation end Pe to control the process.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[発明の目的][Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】この発明は、プロセスのフィード
バック制御を行うプロセス制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process control device that performs feedback control of a process.

【0003】0003

【従来の技術】従来、例えば、紙パルプ、石油化学、鉄
鋼プラントなど、あらゆる産業のプロセス制御のために
PID制御、サンプルPID制御、その他、種々の制御
方式が採用されており、これらのプロセス制御方式は一
般に、プロセス計測値PVをプロセス目標値SVに近づ
けるためにプロセスへの操作量MVを変化させるように
している。そして、このような制御方式では、プロセス
への操作量MVを決定し、その結果としてのプロセス計
測値PVの変化を検知した後に、次の操作量MVを決定
するフィードバック制御方式をとっている。
[Prior Art] Conventionally, various control methods such as PID control, sample PID control, and others have been adopted for process control in various industries such as pulp and paper, petrochemical, and steel plants. The method generally changes the manipulated variable MV to the process in order to bring the process measured value PV closer to the process target value SV. In such a control method, a feedback control method is used in which the manipulated variable MV to the process is determined, and the resulting change in the process measurement value PV is detected, and then the next manipulated variable MV is determined.

【0004】このフィードバック制御では、プロセス計
測値PVが目標値SVを上回ったり、下回ったりするオ
ーバーシュート減少が発生し、プロセスが安定するまで
に時間がかかる問題点があった。
[0004] This feedback control has the problem that an overshoot decrease occurs in which the process measured value PV exceeds or falls below the target value SV, and it takes time for the process to stabilize.

【0005】このために、このオーバーシュート現象に
対する対応策として、ギャップを設定する方式が導入さ
れている。このギャップ設定方式は、プロセス計測値P
Vと、目標値SVとの偏差をあらかじめ設定したギャッ
プGPと比較し、偏差がギャップGP以上であれば操作
量MVを求めてプロセスの操作を行うが、偏差がギャッ
プGP以下である場合には、フィードバック制御の操作
量MVを出力しない方式である。
[0005] Therefore, as a countermeasure against this overshoot phenomenon, a method of setting a gap has been introduced. This gap setting method is based on the process measurement value P
The deviation between V and the target value SV is compared with a preset gap GP, and if the deviation is greater than or equal to the gap GP, the manipulated variable MV is determined and the process is operated; however, if the deviation is less than or equal to the gap GP, the process is operated. , this is a method in which the manipulated variable MV of feedback control is not output.

【0006】ところが、従来のギャップの設定方式は、
ギャップGPを人為的に設定し、その変更も人為的に行
う方式であり、偏差を0としたいならば、ギャップGP
を人為的に段階的に減少させていく方法をとらなければ
ならなかった。そのため、厳密な制御を行おうとすれば
、人手による操作を必要とし、時間もかかる問題点があ
った。
However, the conventional gap setting method is
This is a method in which the gap GP is set artificially and the change is also performed artificially.If you want the deviation to be 0, the gap GP
We had to take a step-by-step approach to artificially reduce the amount. Therefore, if strict control is to be performed, manual operation is required and there is a problem that it takes time.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
プロセス制御装置では、ギャップ変更のために人手を要
し、その自動化が要望されていた。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, in the conventional process control apparatus, manpower is required to change the gap, and automation of the process has been desired.

【0008】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、ギャップを自動的に段階的に変更し
ながらプロセスのフィードバック制御を行うことができ
、偏差の小さい厳密な制御を自動的に行うことができる
プロセス制御装置を提供することを目的とする。
[0008] The present invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to perform feedback control of the process while automatically changing the gap in stages, and to automatically perform strict control with small deviations. The purpose is to provide a process control device that can perform

【0009】[発明の構成][Configuration of the invention]

【0010】0010

【課題を解決するための手段】この発明は、プロセス目
標値とプロセス計測値との偏差に基づいてプロセス操作
量を演算し、その操作量に基づいてプロセスのフィード
バック制御を行うプロセス制御装置において、プロセス
目標値と計測値との偏差に対してギャップを設定するギ
ャップ設定手段と、このギャップ設定手段が設定したギ
ャップを段階的に減少させるためのギャップ減少幅を設
定するギャップ減少幅設定手段と、所定時間経過ごとに
、前記ギャップ設定手段が設定したギャップを前記ギャ
ップ減少幅設定手段の設定した減少幅ずつ段階的に減少
させるギャップ変更手段とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a process control device that calculates a process operation amount based on a deviation between a process target value and a process measurement value, and performs feedback control of the process based on the operation amount. a gap setting means for setting a gap for the deviation between the process target value and the measured value; a gap reduction width setting means for setting a gap reduction width for gradually reducing the gap set by the gap setting means; The apparatus further includes a gap changing means for decreasing the gap set by the gap setting means stepwise by the reduction width set by the gap reduction width setting means every predetermined time period.

【0011】[0011]

【作用】この発明のプロセス制御装置では、ギャップ変
更手段が、ギャップ設定手段の設定するギャップに対し
て、所定時間経過ごとにギャップ減少幅設定手段の設定
する減少幅ずつ段階的に減少させる。そして、このギャ
ップ変更手段の変更したギャップを、プロセス計測値と
目標値との偏差と比較し、偏差がギャップ以上であれば
プロセス操作量を求めてプロセスの操作を行い、偏差が
ギャップ以下であれば制御操作を停止するようにして、
プロセスのフィードバック制御を行う。
In the process control apparatus of the present invention, the gap changing means gradually decreases the gap set by the gap setting means by the reduction width set by the gap reduction width setting means every predetermined period of time. Then, the gap changed by this gap changing means is compared with the deviation between the process measurement value and the target value, and if the deviation is greater than the gap, the process operation amount is calculated and the process is operated, and if the deviation is less than the gap, the process is operated. If the control operation is stopped,
Perform feedback control of the process.

【0012】こうして、プロセス計測値が目標値から大
きく開離していて偏差が大きい間は大きなギャップを設
定しておいて大幅なプロセス制御を行い、プロセス計測
値が目標値に近づくに従ってギャップを段階的に小さく
し、厳密な制御ができるようにする。
[0012] In this way, while the process measurement value is far away from the target value and the deviation is large, a large gap is set and significant process control is performed, and as the process measurement value approaches the target value, the gap is gradually increased. small size and allow for strict control.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図1はこの発明のプロセス制御装置の一実施例の
ブロック図であり、フィードバック制御として広く使用
されているPID制御部1と、このPID制御部1に対
するギャップGPを段階的に変更して出力するギャップ
変更部2とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be explained in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the process control device of the present invention, which includes a PID control section 1 that is widely used for feedback control, and a gap GP for this PID control section 1 that is changed in stages and output. The gap changing section 2 is also provided.

【0014】PID制御部1には、制御対象プロセスP
の状態量の目標値SVが与えられており、また、プロセ
ス計測器Seから状態量の計測値PVを取り込み、これ
らの目標値SVと計測値PVとの偏差に対してPID演
算を行い、プロセスの操作量MVをプロセスのプロセス
操作端Peに出力する部分であり、上記偏差|SV−P
V|をギャップGPと比較して、次回のプロセスのPI
D制御を実行するかどうかを決定する偏差比較部11と
、この偏差比較部11からの制御指令CSに応じてPI
D演算を行い、操作量MVを求めて出力するPID演算
部12とから構成されている。
The PID control unit 1 has a control target process P.
The target value SV of the state quantity is given, and the measured value PV of the state quantity is taken in from the process measuring instrument Se, PID calculation is performed on the deviation between these target value SV and the measured value PV, and the process This is the part that outputs the manipulated variable MV of the process to the process operation end Pe of the process, and the above deviation |SV-P
Compare V| with the gap GP to determine the PI of the next process.
A deviation comparator 11 determines whether to execute D control, and a PI
It is composed of a PID calculation section 12 that performs D calculation, obtains and outputs the manipulated variable MV.

【0015】ギャップ変更部2は、マンマシンインター
フェースからオペレータが行う入力信号やPID制御部
1側からのモード選択信号に応じて自動的に入力される
ギャップ変更開始指令SS、ギャップ初期値GPo、ギ
ャップ減少幅ΔGP、減少周期t1およびギャップ下限
値GPmin それぞれを入力データとし、ギャップG
Pを出力とするものであり、入出力制御を行う入出力制
御部21と、時間管理を行うタイマ22と、このタイマ
22のタイムアップ信号に応じて、ギャップGPoから
一定周期t1ごとにΔGPずつ減算し、変更されたギャ
ップGPを出力する演算部23と、このギャップGPが
ギャップ下限値GPmin よりも小さくなっていない
かどうか比較判定する比較部24とから構成されている
The gap change unit 2 receives a gap change start command SS, a gap initial value GPo, and a gap that are automatically input in response to an input signal from an operator through a man-machine interface or a mode selection signal from the PID control unit 1 side. Using each of the decrease width ΔGP, decrease period t1 and gap lower limit value GPmin as input data, the gap G
The input/output controller 21 performs input/output control, the timer 22 performs time management, and according to the time-up signal of this timer 22, ΔGP is output from the gap GPo at regular intervals t1. It is comprised of an arithmetic unit 23 that performs subtraction and outputs the changed gap GP, and a comparison unit 24 that compares and determines whether this gap GP is smaller than the gap lower limit value GPmin.

【0016】次に、上記の構成のプロセス制御装置の動
作について説明する。PID制御部1では、偏差比較部
11において、まず、あらかじめ与えられている目標値
SVと、プロセスPの計測器Seから取り込んだプロセ
ス計測値PVとの偏差|SV−PV|を、ギャップ変更
部2から与えられるギャップGPと比較し、この偏差が
ギャップGPよりも小さければ操作せず、偏差がGPよ
りも大きい場合には、PID演算部12において偏差に
基づくPID演算を行って、次回の操作量MVを求め、
これをプロセスPの操作端Peに与え、プロセスの制御
を行う。
Next, the operation of the process control device having the above configuration will be explained. In the PID control unit 1, the deviation comparison unit 11 first calculates the deviation |SV−PV| between the target value SV given in advance and the process measurement value PV taken from the measuring device Se of the process P, and calculates the deviation |SV−PV| If the deviation is smaller than the gap GP, no operation is performed, and if the deviation is larger than GP, the PID calculation unit 12 performs PID calculation based on the deviation and performs the next operation. Find the amount MV,
This is given to the operating end Pe of the process P to control the process.

【0017】そして、ギャップ変更部2は、図2のフロ
ーチャートに示すような動作を行い、時間経過と共にギ
ャップを段階的に減少させていき、より厳密なプロセス
制御を行えるようにする。すなわち、マンマシンインタ
ーフェースのような入力装置から、あるいはPID制御
部1側のモード選択信号に応じて自動的にギャップ変更
動作開始指令SSが入力されると(ステップS1)、最
初にまず、ギャップ初期値GPoがギャップ設定値GP
として出力される(ステップS2)。PID制御部1側
は、このギャップ変更部2へのギャップ設定値GPに基
づいて、PID制御を行う。
The gap changing section 2 then operates as shown in the flowchart of FIG. 2, and gradually reduces the gap over time, allowing for more precise process control. That is, when a gap change operation start command SS is automatically input from an input device such as a man-machine interface or in response to a mode selection signal on the PID control unit 1 side (step S1), first, the gap initial The value GPo is the gap setting value GP
(Step S2). The PID control section 1 side performs PID control based on the gap setting value GP to the gap change section 2.

【0018】そして、このギャップ設定値GPがPID
制御部1に出力されると、タイマ22は時間カウントを
開始し、あらかじめ設定されている減少周期t1が経過
したならば(ステップS3,S4)、タイマ22をリセ
ットすると共に、前回のギャップGPからギャップ減少
幅として与えられているΔGPを減算し、これをGP′
とし(ステップS5)、続いて、このGP′をギャップ
下限値GPmin と比較する(ステップS6)。
[0018] Then, this gap setting value GP is PID
When outputted to the control unit 1, the timer 22 starts counting time, and when the preset reduction period t1 has elapsed (steps S3, S4), the timer 22 is reset and the time is changed from the previous gap GP. Subtract ΔGP given as the gap reduction width and convert this to GP'
Then, this GP' is compared with the gap lower limit value GPmin (step S6).

【0019】この比較において、GP′がギャップ下限
値GPmin よりも大きければ、ギャップGPをさら
に小さい値に変更することが可能であるため、このGP
′を新たなギャップ設定値GPとしてPID制御部1に
出力する(ステップS8)。そして、あらたにギャップ
設定値GPを出力したならば、再びタイマ22により減
少周期t1の時間カウントを開始し、以下、周期t1ご
とにギャップ設定値GPを減少幅ΔGPずつ段階的に小
さな値に自動的に変更しながら、PID制御を行わせる
In this comparison, if GP' is larger than the gap lower limit value GPmin, it is possible to change the gap GP to an even smaller value;
' is output to the PID control unit 1 as a new gap setting value GP (step S8). Then, once the new gap setting value GP is output, the timer 22 starts counting the time of the reduction period t1 again, and thereafter, the gap setting value GP is automatically reduced to a smaller value step by step by the reduction width ΔGP every period t1. PID control is performed while changing the

【0020】他方、GP′がギャップ下限値GPmin
 よりも小さくなれば(例えば、負の値になるような場
合)、このGP′をギャップとしてPID制御すること
はできなくなるので、GP′に代えてGPmin を最
終的なギャップ設定値GPとしてPID制御部1に出力
し、PID制御を行う(ステップS7)。
On the other hand, GP' is the gap lower limit value GPmin
If it becomes smaller than (for example, a negative value), it is no longer possible to perform PID control using this GP' as a gap, so instead of GP', PID control is performed using GPmin as the final gap setting value GP. The signal is output to section 1 and PID control is performed (step S7).

【0021】このようにして、PID制御において、ギ
ャップGPを設定するに際し、一定時間ごとにΔGPず
つ段階的にギャップ設定値GPを減少させていくことに
より、最初は大きな偏差に対して大幅なフィードバック
制御を行う。そして、プロセスの系が次第に落ちついて
くるに従って、プロセス計測値PVも大きな変動をしな
くなるためにより細やかな制御を行うようにし、プロセ
ス計測値PVを目標値SVに効果的に追従させて制御す
るのである。
[0021] In this way, when setting the gap GP in PID control, by decreasing the gap setting value GP step by step by ΔGP at regular time intervals, a large amount of feedback is initially provided for large deviations. Take control. Then, as the process system gradually stabilizes, the process measurement value PV will no longer fluctuate greatly, so more detailed control is performed, and the process measurement value PV is controlled by effectively tracking the target value SV. be.

【0022】なお、上記の実施例では、PID制御に対
するギャップの自動変更を行うプロセス制御装置につい
て説明したが、この発明は上記の実施例に限定されるこ
とはなく、フィードバック制御を行う種々のプロセス制
御装置に広く適用することができるものである。
Although the above embodiment describes a process control device that automatically changes the gap for PID control, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to various processes that perform feedback control. It can be widely applied to control devices.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、フィー
ドバック制御する際のギャップを自動的に段階的に減少
させて行くようにしているため、最初は大きな偏差に対
して大幅なフィードバック制御をなし、系が徐々に安定
してきて偏差が小さくなれば、より小さなギャップに変
更してフィードバック制御が行えるようにしているため
、プロセスの立ち上がりから安定運転状態に入るまでの
間、効果的にフィードバック制御することができ、しか
もギャップの変更を人為的に行う必要がないために労力
の省力化が図れる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the gap during feedback control is automatically reduced in stages, large feedback control is initially performed for large deviations. None. As the system gradually stabilizes and the deviation becomes smaller, the gap is changed to a smaller one and feedback control can be performed. This allows effective feedback control from the start of the process until it enters a stable operating state. Moreover, since there is no need to change the gap manually, labor can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例ブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例のギャップ変更部の動作を示すフロ
ーチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the gap changing section of the above embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…PID制御部                 
 11…偏差比較部12…PID演算部       
             2…ギャップ変更部 21…入出力制御部                
  22…タイマ23…演算部           
             24…比較部SS…開始指
令                      GP
o…ギャップ初期値 ΔGP…ギャップ減少幅              
t1…減少周期SV…プロセス目標値        
        PV…プロセス計測値 MV…プロセス操作量
1...PID control section
11... Deviation comparison section 12... PID calculation section
2... Gap changing section 21... Input/output control section
22...Timer 23...Arithmetic unit
24...Comparison section SS...Start command GP
o... Gap initial value ΔGP... Gap reduction width
t1...Decrease period SV...Process target value
PV...Process measurement value MV...Process operation amount

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  プロセス目標値とプロセス計測値との
偏差に基づいてプロセス操作量を演算し、その操作量に
基づいてプロセスのフィードバック制御を行うプロセス
制御装置において、前記プロセス目標値と計測値との偏
差に対してギャップを設定するギャップ設定手段と、前
記ギャップ設定手段が設定したギャップを段階的に減少
させるためのギャップ減少幅を設定するギャップ減少幅
設定手段と、所定時間経過ごとに、前記ギャップ設定手
段が設定したギャップを前記ギャップ減少幅設定手段の
設定した減少幅ずつ段階的に減少させるギャップ変更手
段とを備えて成るプロセス制御装置。
1. A process control device that calculates a process manipulated variable based on a deviation between a process target value and a process measured value, and performs feedback control of the process based on the manipulated variable, wherein the process target value and the measured value are a gap setting means for setting a gap with respect to the deviation of the gap, a gap reduction width setting means for setting a gap reduction width for stepwise decreasing the gap set by the gap setting means; A process control device comprising: gap changing means for stepwise decreasing the gap set by the gap setting means by the reduction width set by the gap reduction width setting means.
JP463591A 1991-01-18 1991-01-18 Process controller Pending JPH04236601A (en)

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