JPH04501A

JPH04501A - プロセス制御装置

Info

Publication number: JPH04501A
Application number: JP10069690A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kichise; 仁志吉瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1992-01-06

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、火力発電システム又は原子力発電システムに
用いられるもので、蒸気タービンを駆動するための主蒸
気の流量を制御するプロセス制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術）第２図は従来の発電システムにおけるプロセス制御装置
を示すブロック図である。

この図において、ボイラ１が生成した主蒸気は、流量調
節弁２、流量センサ３、主蒸気止め弁４を経由して主蒸
気タービン５に供給される。この供給により、主蒸気タ
ービン５が発電機６を回転駆動させ、機械工ネルキーが
電気エネルギーに変換される。

このとき、主蒸気タービン５に供給される主蒸気の流量
制御は次のようにして行なわれる。すなわち、流量セン
サ３は、流ｆｔＬ：Ａ節弁２からの制御流量を検出する
が、この制御流量の信号Ｘは減算器７にフィードバック
され、流量目標値Ｖとの偏差の信号２が流量制御回路８
に送られるようになっている。

流量制御回路８は、この偏差信号２の入力に基き、比例
動作定数Ｋｐ、積分動作定数Ｔ＋、微分動作定数Ｔ　等
のＰＩＤ定数を用いて操作量ｙを演算し出力する。

この操作量ｙに基いて、流量調節弁２の開度調整を行う
ようにすれば、制御流量Ｘの値は流量目標値■に近づき
偏差２はゼロに近づこうとする。

そして、この場合、上記の各ＰＩＤ定数をノくランス良
く調整すれば、偏差２に対応する応答性が向上し、オフ
セット分をほぼゼロにすることができる。

なお、上記の各ＰＩＤ定数を用いると、操作量ｙは、となる。この式より、伝達関数Ｇ　（ｓ）はで表わされ
ることになる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、プラントシミュレーション技術が発達した現在
でも、上述した各ＰＩＤ定数に、、Ｔ、。

ＴＤは、実際にはオペレータにより人為的に設定されて
いるのが実情である。すなわち、第２図に係る制御系を
オペレータが現地にて実際に運転してデータを採取し、
各ＰＩＤ定数に、、Ｔ、。

Ｔ、の値を過去の経験から割出して決定した後、この値
の再調整を繰り返し、これにより最適なＰＩＤ定数の値
を決定するようにしている。このような人為的な設定で
は、当然のことながら不確実な要素が多く含まれること
になる。

また、流量制御回路８は、ある偏差信号２が人力される
と必ずこれに対応する操作量信号ｙを出力するようにな
っており、制御系はこの偏差信号２かゼロになるように
働く。したかつて、流量調整が不要なほどに偏差信号２
が微少であったとしても、流量制御回路８は、これに対
応する操作量信号ｙを出力して、流量調節弁２を動作さ
せ、制御流量Ｘを調整し続けることになる。このため、
制御系は発散に向うような不安定な状態か続き易いもの
であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、蒸気の
流量制御を行うにあたって、制御の信頼性及び安定性を
より向上させることができるプロセス制御装置を提供し
ようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するための手段として、蒸気
タービンにボイラからの蒸気を流量調節弁を介して供給
する場合に、この流量調節弁に対する操作量を、供給さ
れた流量のフィードパ・ツク値と流量目標値との偏差に
基いて、流量制御回路にＰＩＤ定数を用いて演算させる
ようにし、この演算された操作量に基いて、前記蒸気用
タービンに供給する蒸気流量をＰＩＤ制御するようにし
たプロセス制御装置において、前記フィードバック値と
前記流量目標値との偏差を入力し、この偏差が小さくな
るよう前記ＰＩＤ定数を所定サンプリングタイム毎に演
算して更新するＰＩＤ定数演算手段と、前記偏差が所定
値以上の場合に、前記流量制御回路への偏差信号を出力
する不感帯設定手段と、を備えた構成としたものである
。

（作　用）上記構成において、ＰＩＤ定数演算手段は、制御流量の
フィードバック値と流量目標値との偏差を入力し、必要
なサンプリングタイムを設けて新たなＰＩＤ定数を演算
する。この演算結果は、流量制御回路に送られ、流量制
御回路はそれまでのＰＩＤ定数の代りに、この新たなＰ
ＩＤ定数を用いて流量調節弁の操作量を演算する。

このとき、流量制御回路に入力される偏差信号は、不感
帯設定手段を通るようになっている。そのため、この偏
差が流量調節が不要なほど小さなものである場合には、
流量制御回路に入力される偏差信号はゼロとなり、した
がって、流量調節弁の操作量信号か出力されることはな
い。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図に基き説明する。

但し、第２図と同様の構成要素には同一符号を付し、重
複した説明を省略することとする。

第１図の構成は、第２図の構成に、ＰＩＤ定数演算装置
９及び不感帯設定装置１０を新たに付加したものである
。

このような第１図の実施例の動作を説明すると、まず、
従来と同様の過程を経て、減算器７に流量目標値Ｖと、
フィードバック値Ｘとが送出され、減算器７はこれらの
偏差信号ｚ１をＰＩＤ定数演算装置９及び不感帯設定装
置１０に送出する。

不感帯設定装置１０は、偏差信号ｚ１が一定レベル以下
の場合には出力信号ｚ２を出力せず、したがって、流量
制御回路８も操作量信号ｙの出力を行なわない。つまり
、流量目標値Ｖとフィードバック値Ｘとの偏差ｚ■が微
少の場合には、流量調節弁２に対する操作量ｙは変化せ
ず、無用のハンチング動作の発生を防ぐことができる。

したがって、制御系をより早（安定した状態にすること
ができる。

そして、偏差信号Ｚ１が一定レベルを超えると、不感帯
設定装置１０は出力信号ｚ２を出力し、流量制御回路８
はこの出力信号Ｚ２に基き操作ＨＹの演算を行う。

このとき、ＰＩＤ定数演算装置９も偏差信号ｚ１を入力
しており、必要なサンプリングタイムを設けて、新たな
ＰＩＤ定数ＫＰｉ’　”１１’　”Ｄｉを演算し、これ
ら新たなＰＩＤ定数の信号を流量制御回路８に送出する
。これにより、流量制御回路８は、それまでのＰＩＤ定
数Ｋｐ　、Ｔ＋　、ＴＤを新たなＰＩＤ定数ＫＰｉ’　
　ＴＩ□、Ｔ、１に更新する。

したがって、流量制御回路８は、出力信号ｚ２の入力に
基く、操作量信号ｙの演算を、常に最新のＰＩＤ定数を
用いて演算するようになるため、制御の信頼性をより高
めることができる。

このように操作量信号ｙが求められ、流量調節弁２の開
度調整により流ｆｆｉ調節が行なわれた後、さらに、温
度、圧力等のプロセスに関する制御が行なわれる。

なお、上記の説明において、ＰＩＤ定数演算装置９が偏
差信号ｚ１に基き、ＰＩＤ定数に、１゜”Ｉｆ’　Ｔ１
１１１を演算する手法については、公知のものであるた
めその説明を省略している。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、流量制御回路は、ＰＩ
Ｄ定数演算手段で演算された最新のＰＩＤ定数を用いて
流量調節弁に対する操作量を演算するようにし、また、
不感帯設定手段を設けることにより、微少偏差の場合、
流量制御回路は操作量の演算手段を行なわないように構
成したので、蒸気の制御の信頼性及び安定性をより向上
させることができるという効果がある。

回路、９・・・ＰＩＤ定数演算手段、１ｏ・・不感帯設
定手段、■・・・流量目標値、Ｘ・・・フィードバック
値、ｙ・・・操作量、ｚ、ｚ、、ｚ２・・・偏差。

Claims

【特許請求の範囲】蒸気タービンにボイラからの蒸気を流量調節弁を介して
供給する場合に、この流量調節弁に対する操作量を、供
給された流量のフィードバック値と流量目標値との偏差
に基いて、流量制御回路にＰＩＤ定数を用いて演算させ
るようにし、この演算された操作量に基いて、前記蒸気
タービンに供給する蒸気流量をＰＩＤ制御するようにし
たプロセス制御装置において、前記フィードバック値と前記流量目標値との偏差を入力
し、この偏差が小さくなるよう前記ＰＩＤ定数を所定サ
ンプリングタイム毎に演算して更新するＰＩＤ定数演算
手段と、前記偏差が所定値以上の場合に前記流量制御回路への偏
差信号を出力する不感帯設定手段と、を備えたことを特
徴とするプロセス制御装置。