JPH0511801A - 調整制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】偏差検出演算部１３は、制御信号ｆと操作端出
力信号ｂとの偏差を演算し、偏差出力信号ｇを変化率制
限演算部１４へ出力する。変化率制限演算部１４は、手
動操作時に操作端出力信号ｂを入力保持し、自動操作信
号ｏを入力しているときに偏差出力信号ｇとを入力し、
所定変化率で出力信号ｋを信号切替部１５へ出力する。
信号切替部１５は、偏差出力信号ｇが所定値以上で、か
つ、自動操作信号を入力しているとき出力信号ｋを選択
する一方、偏差出力信号ｇが所定値以下で、かつ、自動
操作信号ｏを入力しているとき制御信号ｆを選択する。
この選択された信号が自動手動切替部１０を介して操作
端３を制御する。 【効果】手動操作から自動操作へ円滑に切替えができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１個の制御演算部の制
御信号により複数個の操作端を制御する調整制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図５に示す如く、分岐した流路
に各々配置された操作端を１個の制御演算部からなる調
整制御装置１により制御する場合について説明する。

【０００３】この流路２は、Ａ方向からＢ方向へ流体が
流れ、途中で分岐した分岐路２ａ，２ｂにそれぞれ操作
端３が配置されている。合流した流路２には、オリフィ
ス４が備えられ、このオリフィス４の差圧を流量検出器
５で検出して開平演算した後に、この流量検出信号を測
定値ａとして調整制御装置１へ出力している。調整制御
装置１では、制御演算して操作端出力信号ｂを対応する
操作端３へ出力して流路２の流量を所定値に制御する。

【０００４】具体的には、調整制御装置１は、図６に示
す如く、設定器６、偏差演算部７、ＰＩＤ演算部８、２
個からなる関数演算部９およびこれに対応する２個の自
動手動切替部１０で構成される。

【０００５】偏差演算部７では、測定値ａと設定器６の
設定値ｃとの偏差ｄが演算され、この偏差ｄは、ＰＩＤ
演算部８に入力される。ＰＩＤ演算部８では、偏差ｄに
基づいて比例、積分および微分の演算処理がされ、この
演算処理出力信号ｅが各々の関数演算部９に入力され
る。関数演算部９の各々は、図示する如くの関数設定に
より演算処理出力信号ｅに対応して制御信号ｆを出力す
る。この制御信号ｆは、各々の自動手動切替部１０を介
して操作端出力信号ｂにより対応する操作端３を制御す
る。

【０００６】ここで、手動操作のときは対応する自動手
動切替部１０の手動部１０ａを操作する。また、自動操
作信号ｏが各々の自動手動切替部１０に入力していると
き対応する制御信号ｆが操作端出力信号ｂとして操作端
３を開閉制御する。この場合、自動操作信号ｏが入力し
ているとき、制御信号ｆが手動部１０ａに入力して、こ
の手動部１０ａの積分要素により制御信号ｆをトラッキ
ングしている。このため自動操作から手動操作になって
も、当初制御信号ｆが手動部１０ａを介して操作端出力
信号ｂとして操作端３へ出力し、その後に関数演算部９
からの制御信号ｆへ円滑に切替わる。

【０００７】なお、関数演算部９は、図６に示す如く、
各々の操作端３の特性に応じて設定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成の装置では、手動操作から自動操作に切替える場
合、次の問題がある。

【０００９】例えば、図７を参照して説明すると、ｔ０
時点からｔ１時点までいずれかの自動手動切替部１０の
手動部１０ａの出力信号により操作端３が操作されてい
るとする。その後のｔ１時点に自動手動切替部１０へ自
動操作信号ｏが入力すると、自動操作となり操作端出力
信号ｂとして制御信号ｆが操作端３を制御する。

【００１０】このとき、図示する如く、両者の信号に大
きな差があると、操作端出力信号ｂは急変し、プラント
に大きな外乱を与える結果となる。この場合、操作端３
とプラントの状態によっては、非常に危険な事態を招く
こともある。

【００１１】一般に、オペレータは、図８に示す如く、
ｔ１時点から自動手動切替部１０の手動部１０ａの出力
信号を徐々に段階的に上昇させつつ、制御信号ｆとほぼ
一致するｔ２時点で手動操作から自動操作に切替える。

【００１２】ところで、これを解決するために、手動操
作時にも制御信号ｆが常に操作端出力信号ｂにトラッキ
ングの手段が考えられる。例えば、１個のＰＩＤ演算部
により１個の操作端を制御する場合には、従来から手動
操作時にトラッキングする手段が採用されていた。即
ち、図９に示すようにＰＩＤ演算部８の積分要素に手動
操作時の操作端出力信号ｂをトラッキングさせておく。
こうすれば自動操作へ切替えたとき、手動操作時の操作
端出力信号ｂから制御信号ｆへバンプレスに切替わる。
ところが、複数の操作端３では、いずれかまたは全部を
手動操作に切り替えたとき、ＰＩＤ演算部８にトラッキ
ングをさせるべき値がない。また、各操作端３への制御
信号ｆが操作端３の容量により各々異なれば、トラッキ
ングしてもバンプレスに切り替えることは困難である。
従って、手動操作から自動操作へ戻すとき、操作端３へ
の急変を避けるため、図８に示す例の如く、手動操作に
より操作端３を操作し、ＰＩＤ演算部８からの制御信号
ｆと操作端出力信号ｂとを一致させた後、自動操作へ戻
すという面倒な操作を行っている。

【００１３】そこで、本発明は、トラッキングが不可能
な制御ループでも、手動操作から自動操作へバンプレス
に切替えることができる調整制御装置を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、１個の測定信
号と１個の設定器の設定信号との偏差を演算する１個の
偏差演算部と、この偏差演算部からの偏差を制御演算
し、複数個の操作端に制御信号を出力して制御するため
の１個の制御演算部と、自動操作信号を入力したとき前
記制御信号を操作端出力信号として前記操作端へ出力
し、自動操作信号を入力しないときは手動操作の設定に
よる出力信号を前記操作端出力信号として前記操作端３
へ出力する前記複数の操作端に対応して設けた自動手動
切替部とからなる調整制御装置において、前記制御演算
部の前記制御信号と前記操作端出力信号との偏差を演算
する偏差演算部と、手動操作時の操作端出力信号を入力
し、かつ、自動操作信号を入力したとき前記偏差検出演
算部の偏差信号とを入力し、これらの入力信号を所定の
変化率で制限して出力信号を出力する変化率制限演算部
と、前記偏差検出演算部の偏差信号が所定値以上で、か
つ、自動操作信号が入力したとき前記変化率制限演算部
の出力信号を選択して前記操作端出力信号とする一方、
前記偏差検出演算部の偏差信号が所定値以下で、かつ、
自動操作信号が入力したとき前記制御演算部の制御信号
を選択して前記操作端出力信号とする信号切替部とから
なる自動切替機能を対応する前記複数個の操作端に応じ
て設けるようにしたものである。

【００１５】

【作用】上記構成により、手動操作から自動操作への切
替えのとき制御信号と操作端出力信号に偏差がある場合
でも、操作端もしくはそれに連なるプロセス量の特性に
応じた最適な変化率で、上記偏差を一定の速度で縮める
ことができる。そして、制御信号と操作端出力の偏差が
設定した値以下となった時点で円滑に制御信号に切替え
る。従って、オペレータの面倒な操作を不用とし、オペ
レータの誤操作によってプラントに外乱を与えることが
ない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例を示す調整制御
装置の構成概念図、図２は、同装置の制御ブロック図で
ある。図６と同一符号は同一部分または相当部分を示
す。図６と異なる点は、自動切替機能部１１を操作端３
に対応して備えている点である。

【００１８】自動切替機能部１１は、実行条件演算部１
２、偏差検出演算部１３、変化率制限演算部１４、信号
切替部１５で構成される。

【００１９】実行条件演算部１２は、信号切替部１５を
切替えるための条件を演算し、この条件成立により実行
条件信号ｊを出力する。

【００２０】偏差検出演算部１３は、制御信号ｆと操作
端出力信号ｂとの偏差を演算する。

【００２１】変化率制限演算部１４は、手動操作時の操
作端出力信号ｂを保持し、自動操作信号ｏが入力したと
きの偏差検出演算部１３の偏差出力信号ｇを設定された
変化率制限により演算し、出力信号ｋを出力する。

【００２２】信号切替部１５は、自動操作信号ｏが入力
しており、実行条件演算部１２の実行条件成立信号ｊを
入力していないとき、関数演算部９からの制御信号ｆを
選択する一方、実行条件成立信号ｊを入力したとき変化
率制限演算部１４の出力信号ｋを選択して操作端出力信
号ｂとする。

【００２３】上記構成で、偏差演算部７では測定値ａと
設定値ｃとの偏差が演算され、この偏差ｄはＰＩＤ演算
部８で制御演算がされ、その制御演算信号ｅが各々の関
数演算部９に入力される。関数演算部９では、操作端３
に定まる関数に演算され、制御信号ｆとして対応する自
動切替機能部１１に入力する。

【００２４】信号切替部１５は、自動手動切替部１０に
自動操作信号を入力し、かつ、信号切替部１５に後に説
明する実行条件信号ｊが入力していないとき制御信号ｆ
を選択し、この信号を操作端出力信号ｂとして操作端３
に出力している。

【００２５】一方、自動手動切替部１０に自動操作信号
ｏが入力していないとき、自動手動切替部１０の手動部
１０ａの出力信号を操作端出力信号ｂとして操作端３に
出力する。同時に、操作端出力信号ｂは、変化率制限演
算部１４の出力側にトラッキングして出力される。

【００２６】また、関数演算部９からの制御信号ｆと操
作端出力信号ｂが偏差検出演算部１３に入力し、その偏
差出力信号ｇが実行条件演算部１２に入力するが、変化
率制限演算部１４へは入力が阻止されている。このとき
変化率制限演算部１４の出力側では、上記した操作端出
力信号ｂが保持されトラッキングしているが信号切替部
１５への入力は阻止されている。

【００２７】このため図４に示す如く、ｔ０時点からｔ
１時点まで手動部１０ａの出力信号が操作端出力信号ｂ
として出力されている。

【００２８】ここで、ｔ１時点で自動切替機能部１１に
自動操作信号ｏを入力した場合、次の作用をする。

【００２９】実行条件演算部１２は、図３に示す如く構
成され、偏差検出演算部１３からの偏差出力信号ｇが絶
対値演算部１６に入力し、この絶対値演算部１６で偏差
出力信号ｇは絶対値信号ｈとされ、この絶対値信号ｈが
比較演算部１７に入力している。設定器１８は、予め設
定された設定信号ｉを比較演算部１７に出力し、比較演
算部１７において設定信号ｉと絶対値信号ｈとが比較さ
れる。ここで、絶対値信号ｈが設定信号ｉより大きいと
き、例えば、図４に示すｔ１時点のように絶対値信号ｈ
が大きいとき、フリップフロップ回路１９のリセット端
子Ｒに“０”を出力する。フリップフロップ回路１９の
セット端子Ｓは自動操作信号ｏ“１”が入力されている
ため、実行条件成立信号ｊを信号切替部１５に出力す
る。

【００３０】このためｔ１時点より変化率制限演算部１
４の出力信号ｋが信号切替部１５および自動手動切替部
１０を介して操作端３へ出力される。この場合、ｔ１時
点で自動操作信号ｊが入力されているから偏差出力信号
ｇが変化率制限演算部１４に入力し、この信号が所定の
変化率で制限されつつトラッキングした操作端出力信号
ｂに加算され、ｔ１時点から徐々に増加する。その後、
操作端出力信号ｂの増加に伴って実行条件演算部１２の
絶対値信号ｈが設定信号ｉより小さくなると、つまり、
操作端出力信号ｂと制御信号ｆがほぼ一致したｔ２時点
で比較演算部１７はフリップフロップ回路１９のリセッ
ト端子Ｒに“１”を出力する。

【００３１】この結果、フリップフロップ回路１９のセ
ット端子Ｓは“０”、つまり、実行条件成立信号ｊの信
号切替部１５への出力を停止する。この結果、信号切替
部１５では、変化率制限演算部１４の出力信号ｋから関
数演算部９からの制御信号ｆに切替える。

【００３２】このように手動操作時には、常に、変化率
制限演算部１４の出力信号が手動操作の出力値と等しく
しておく。そして、自動操作に切替えた後に設定した変
化率で徐々に出力信号が制御信号ｆに追いついた後に制
御信号ｆへ切替え操作端出力信号ｂとする。従って、手
動操作時の操作端出力信号ｂから自動操作の制御信号ｆ
へバンプレスに切替えることができる。この場合、変化
率制限演算部１４で設定する変化率設定を、プラントに
とって外乱とならないように調整することによって、各
操作端毎に最適で、かつ、最も短時間による手動操作か
ら自動操作へ切替えが可能となる。

【００３３】なお、本実施例では、２個の操作端を制御
する場合について説明したが、２個以上の複数個の操作
端を備えたプラントも同様に実施できる。また、各々の
操作端の容量は、同じでも異なるもの、例えば、大容量
弁と小容量弁でも同様に実施できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、手
動操作から自動操作へ切替えたとき、オペレータの手動
による操作を不用とし、安全、かつ、正確に手動操作か
ら自動操作へ円滑に切替えができる。従って、オペレー
タの誤操作によりプラントに外乱を与えることが少な
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す調整制御装置の構成概
念図である。

【図２】同装置の制御ブロック図である。

【図３】同装置の実行条件演算部の演算ブロック図であ
る。

【図４】同装置の作用を示す説明図である。

【図５】同装置のプラント構成の−例を示す系統図であ
る。

【図６】従来例を示す調整制御装置の制御ブロック図で
ある。

【図７】同装置の第１の作用を示す説明図である。

【図８】同装置の第２の作用を示す説明図である。

【図９】従来例を示す他の調整制御装置の制御ブロック
図である。

【符号の説明】

１ 調整制御装置 ７ 偏差演算部 ８ ＰＩＤ演算部 ９ 関数演算部 １０ 自動手動切替部 １１ 自動切替機能部 １２ 実行条件演算部 １３ 偏差検出演算部 １４ 変化率制限演算部 １５ 信号切替部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 １個の測定信号と１個の設定器の設定信
   号との偏差を演算する１個の偏差演算部と、この偏差演
   算部からの偏差を制御演算し、複数個の操作端に制御信
   号を出力して制御するための１個の制御演算部と、自動
   操作信号を入力したとき前記制御信号を操作端出力信号
   として前記操作端へ出力し、自動操作信号を入力しない
   ときは手動操作の設定による出力信号を前記操作端出力
   信号として前記操作端へ出力する前記複数の操作端に対
   応して設けた自動手動切替部とからなる調整制御装置に
   おいて、 前記制御演算部の前記制御信号と前記操作端出力信号と
   の偏差を演算する偏差演算部と、 手動操作時の操作端出力信号を入力保持し、かつ、自動
   操作信号を入力したとき前記偏差検出演算部の偏差信号
   を入力し、これらの入力信号を所定の変化率で制限して
   出力する変化率制限演算部と、 前記偏差検出演算部の偏差信号が所定値以上で、かつ、
   自動操作信号が入力したとき前記変化率制限演算部の出
   力信号を選択して前記操作端出力信号とする一方、前記
   偏差検出演算部の偏差信号が所定値以下で、かつ、自動
   操作信号が入力したとき前記制御演算部の制御信号を選
   択して前記操作端出力信号とする信号切替部と、 からなる自動切替機能を対応する前記複数個の操作端に
   応じて備えたことを特徴とする調整制御装置。