JPH06199904A - Method for changing continuous operation condition of continuous polymerization process - Google Patents

Method for changing continuous operation condition of continuous polymerization process

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JPH06199904A
JPH06199904A JP34759692A JP34759692A JPH06199904A JP H06199904 A JPH06199904 A JP H06199904A JP 34759692 A JP34759692 A JP 34759692A JP 34759692 A JP34759692 A JP 34759692A JP H06199904 A JPH06199904 A JP H06199904A
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JP
Japan
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response
standard
neural network
continuous
polymerization process
Prior art date
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Application number
JP34759692A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Tomioka
英俊 富岡
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To predict process response in set operation procedures after starting operation conditions and as necessary correct the operation procedures. CONSTITUTION:Plural kinds of process responses are learned to neural networks 4 and 6 using a process response value of e.g. polymerization temperature at initial stage of process response as a key and actual measured response value is given to these neural networks 4 and 6 and a process response pattern corresponding to the measured response value is taken out from these neural networks 4 and 6 as the response prediction of process being in progress.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、連続重合プロセスにお
いて連続的な重合条件の変更を行う際のプロセス制御を
標準操作手順とニューラルネットワーク、すなわち、複
数段階に分けた条件変更手順と応答動特性を推定するニ
ューラルネットワークを用いてリアルタイムで制御する
連続重合プロセスの連続運転条件変更方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a standard operating procedure and a neural network for process control when continuously changing polymerization conditions in a continuous polymerization process, that is, a condition changing procedure and response dynamic characteristics divided into a plurality of stages. The present invention relates to a continuous operation condition changing method for a continuous polymerization process, which is controlled in real time using a neural network for estimating the temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】重合プロセスのような複雑な生産プロセ
スの状態予測を行なうために生産実績を統計分析するこ
とにより、プロセスの操作内容を示す物理量(以下操作
量と称す)、たとえば原液の流量,熱媒の温度等と、生
産プロセスの制御状態を示す物理量(以下制御量と称
す)、たとえばモノマー濃度,プロセス内温度との間の
関係を示す演算式を作成することが提案されている(特
公平3−401号)。
2. Description of the Related Art Statistical analysis of production results in order to predict the state of a complicated production process such as a polymerization process allows a physical quantity (hereinafter referred to as an operation quantity) indicating the operation content of the process, for example, a flow rate of a stock solution, It has been proposed to create an arithmetic expression showing the relationship between the temperature of the heat medium and the like and the physical quantity (hereinafter referred to as the controlled quantity) indicating the control state of the production process, for example, the monomer concentration and the temperature in the process (special feature). (Fairness No. 3-401).

【0003】このような提案によりプロセス運転に先立
って、仮想の操作量を上記演算式に与え、制御量を算出
することによりプロセスの状態予測ができるようになっ
てきた。
According to such a proposal, prior to the process operation, a virtual operation amount is given to the above-mentioned arithmetic expression, and the control amount is calculated, whereby the process state can be predicted.

【0004】また、この提案では予測処理時間が長くか
かる欠点を持つため、ニューラルネットワークを用いる
ことにより予測処理時間を短縮させる提案(特願平4−
179938号)もなされている。
Further, since this proposal has a drawback that the prediction processing time is long, a proposal is made to reduce the prediction processing time by using a neural network (Japanese Patent Application No.
179938) has also been made.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなプロセス制
御方法を重合プロセスの銘柄切換え等、重合プロセスの
運転条件の切替えに適用しようとした場合、上記提案に
は次のような不具合があった。
When the process control method as described above is applied to the switching of the operating conditions of the polymerization process, such as the brand switching of the polymerization process, the above-mentioned proposal has the following problems.

【0006】(1)重合プロセスの銘柄切換えの操作量
と制御量との関係は非線形であり、統計分析の中で最も
近似精度のよい回帰分析を用いても操作量と制御量との
間の関係を見つけることが難しい。また、測定データを
多数必要とし、制御状態の予測に時間がかかる。
(1) The relationship between the manipulated variable and the controlled variable for brand switching in the polymerization process is non-linear, and even if the regression analysis with the highest approximation accuracy in the statistical analysis is used, the manipulated variable and the controlled variable are controlled. Difficult to find a relationship. Moreover, a large amount of measurement data is required, and it takes time to predict the control state.

【0007】(2)ニューラルネットワークを用いて制
御量を予測(シミュレーション)する手法は、実際にプ
ロセスの切替え運転を行なう際の初期運転条件を決める
には好適であるが、実際のプロセス操作がシミュレーシ
ョンから定めた操作軌道とずれた場合に、その補正がで
きない。
(2) The method of predicting (simulating) the controlled variable using a neural network is suitable for determining the initial operating conditions when the process switching operation is actually performed, but the actual process operation is simulated. If it deviates from the operation trajectory defined by, the correction cannot be made.

【0008】そこで、従来では、重合プロセスの運転条
件の変更(例えば銘柄切替)を開始すると、運転オペレ
ータは、過去の試行錯誤についての経験からある操作量
の操作の応答として得られる制御量を予測し、運転条件
変更後の目標の制御量となるように手動で微調整操作を
行なわなければなかった。
Therefore, conventionally, when a change in operating conditions of the polymerization process (for example, brand switching) is started, an operating operator predicts a control amount obtained as a response to an operation of a certain operation amount based on past experience of trial and error. However, it is necessary to manually perform a fine adjustment operation so that the target control amount is obtained after changing the operating conditions.

【0009】このようなプロセス制御方法は自動化が困
難というだけでなく、プロセスがある程度、定常状態に
近づいてからではなければ、運転オペレータは操作量や
操作手順が適切であったかどうかの判断がつかない。加
えて、各オペレータ毎に経験やノウハウが異なるために
最適操作量を一義的に決定できないため、各オペレータ
間でばらつきが発生して条件変更に要する時間がまちま
ちになってしまい、常に所望する時間内にプロセスを整
定させることが困難であるという問題がある。
Not only is it difficult to automate such a process control method, but the operating operator cannot judge whether the operation amount or the operation procedure is appropriate unless the process approaches a steady state to some extent. . In addition, since each operator has different experience and know-how, it is impossible to uniquely determine the optimal operation amount. There is a problem that it is difficult to settle the process within.

【0010】そこで、本発明の第1目的は、運転条件の
変更を開始した後、プラントの制御量の測定結果からそ
の動応答を予測することができる連続重合プロセスの連
続運転条件変更方法を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a continuous operating condition changing method for a continuous polymerization process, which is capable of predicting the dynamic response from the measurement result of the controlled variable of the plant after starting the changing of operating conditions. To do.

【0011】本発明の第2の目的は、上記動応答の予測
結果に基き、目標の応答パターンが得られるような修正
操作量を得ることができる連続重合プロセスの連続運転
条件変更方法を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a continuous operation condition changing method for a continuous polymerization process, which can obtain a corrected operation amount such that a target response pattern can be obtained based on the above-mentioned result of dynamic response prediction. Especially.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的を達
成するために、請求項1の発明は、連続重合プロセスの
運転条件変更を標準操作手順に従って開始し、重合反応
の進行度を表す代表物理量を測定し、測定結果の示す標
準手順での代表物理量の応答パターンと、測定結果の応
答パターンを一致させる前記標準操作手順で規定された
操作量を修正する連続重合プロセスの連続運転条件変更
方法において、各動特性毎に異なる時刻での複数点の前
記代表物理量を入力、当該動特性を表わすパラメータ値
を出力として与えることにより複数種の動特性をニュー
ラルネットワークに学習させておき、前記運転条件変更
を開始した後、測定結果として得られる複数点の前記代
表物理量を前記ニューラルネットワークの入力に与え、
当該複数点の代表物理量に類似の動特性を示すパラメー
タ値を該ニューラルネットワークの出力から取り出すこ
とにより以後の前記代表物理量の動特性を予測すること
を特徴とする。
In order to achieve the first object of the present invention, in the invention of claim 1, the operating condition change of the continuous polymerization process is started in accordance with the standard operating procedure, and the progress of the polymerization reaction is controlled. Measure the representative physical quantity to represent, the response pattern of the representative physical quantity in the standard procedure of the measurement results, the continuous operation conditions of the continuous polymerization process to correct the operation amount specified in the standard operating procedure to match the response pattern of the measurement result In the changing method, the representative physical quantity at a plurality of points at different times for each dynamic characteristic is input, and a plurality of types of dynamic characteristics are learned in a neural network by giving a parameter value representing the dynamic characteristic as an output. After starting the operation condition change, the representative physical quantity of a plurality of points obtained as a measurement result is given to the input of the neural network,
It is characterized in that a parameter value showing a dynamic characteristic similar to the representative physical quantity of the plurality of points is extracted from the output of the neural network to predict the subsequent dynamic characteristic of the representative physical quantity.

【0013】本発明の第2の目的を達成するために、請
求項2の発明は、請求項1の発明に加えて、前記予測の
結果得られる推定応答パターンと予め定められ、前記標
準操作手順に対応した標準応答パターンとが一致しない
場合には、前記予測の結果得られる予測パラメータ値
(第1パラメータ値)と前記標準操作手順に対応した標
準パラメータ値との差分に基き、以後の前記操作量を相
対的に修正することを特徴とする。
In order to achieve the second object of the present invention, the invention of claim 2 is, in addition to the invention of claim 1, determined in advance as an estimated response pattern obtained as a result of the prediction, and the standard operating procedure. If there is no match with the standard response pattern corresponding to, the subsequent operation based on the difference between the predicted parameter value (first parameter value) obtained as a result of the prediction and the standard parameter value corresponding to the standard operation procedure. It is characterized in that the quantity is relatively corrected.

【0014】[0014]

【作用】請求項1の発明は、ニューラルネットワークが
複数時刻の代表物理量をキーとして複数種の動応答(パ
ターン)を決定するパラメータを記憶していることにな
る。実際の測定結果から採取した代表物理量から、現在
進行している応答パターンに類似する応答パターンを決
定するパラメータをニューラルネットワークの学習結果
の中から取り出すことにより、運転を開始した後でも以
後の実際の応答を予測することができる。
According to the first aspect of the present invention, the neural network stores parameters for determining a plurality of types of dynamic responses (patterns) using the representative physical quantity at a plurality of times as a key. From the representative physical quantity collected from the actual measurement result, the parameters that determine the response pattern similar to the response pattern currently in progress are extracted from the learning results of the neural network, so that even after starting the operation, the actual The response can be predicted.

【0015】請求項2の発明は、応答内容を示すパラメ
ータについて予測量と標準量の相対関係に基き、操作量
を修正することで、好適な修正操作量を取得する。
According to the second aspect of the present invention, a suitable corrected operation amount is acquired by correcting the operation amount based on the relative relationship between the predicted amount and the standard amount for the parameter indicating the response content.

【0016】[0016]

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0017】本実施例では、合成ゴム重合プロセスの銘
柄変更時の重合温度制御の具体例を示す。
In this embodiment, a specific example of the polymerization temperature control at the time of changing the brand of the synthetic rubber polymerization process will be shown.

【0018】対象とするプラントの構成例を図2に示
す。ここでSCは、銘柄変更を行う場合のバルブ21の
操作量であり、プラント制御装置10から指示される。
HTは、銘柄変更の進行度を表す代表物理量である重合
温度である。重合温度HTは温度センサTICにより測
定され、プラント制御装置10に入力される。θは、反
応槽の平均滞留時間である。プラント制御装置10は反
応槽20の状態量の測定結果をワークステーション11
に転送すると共に、ワークステーションから指示された
操作量でプラント構成部を制御する。ワークステーショ
ン11はプラント制御装置10から一定時間毎に制御量
についての測定結果を受信し、この測定結果に基いて、
新たな操作量の指示をプラント制御装置10に対して行
なう。
FIG. 2 shows a configuration example of the target plant. Here, SC is the operation amount of the valve 21 when the brand is changed, and is instructed by the plant control device 10.
HT is a polymerization temperature that is a representative physical quantity indicating the progress of brand change. The polymerization temperature HT is measured by the temperature sensor TIC and input to the plant control device 10. θ is the average residence time in the reaction tank. The plant control device 10 displays the measurement result of the state quantity of the reaction tank 20 on the workstation 11
And the plant components are controlled by the operation amount instructed from the workstation. The workstation 11 receives the measurement result of the controlled variable from the plant control device 10 at regular intervals, and based on the measurement result,
A new manipulated variable instruction is given to the plant control device 10.

【0019】図2のワークステーション11の回路構成
を図1に示す。
The circuit configuration of the workstation 11 of FIG. 2 is shown in FIG.

【0020】マイクロプロセッサ(MPU)1は内蔵の
ソフトウェアプログラムに従って、プラント測定機器の
物性測定結果を入出力インタフェース(I/O)2から
入力し、測定結果に対応させて以後の制御内容を決定
し、プロセス制御のための機器操作量をI/O2を介し
てプラント制御装置10に指示する。また、連続重合プ
ロセスの運転条件変更時には、初期段階でニューラルネ
ットワーク4を用いて、実際に複数時点で採取した重合
反応の制御量(重合温度)から、これから変化するであ
ろうこの制御量についての動特性を決定するパラメータ
を推定する。また、この推定結果から算出される応答パ
ターンが制御目標とする予め定めた応答パターンと一致
するように操作量を自動調整する。ニューラルネットワ
ーク4または6によりプロセス応答の推定を行なう際に
はニューラルネットワーク4,6に対する入出力値がバ
ッファ3,5に格納され、MPU1により読み/書され
る。
The microprocessor (MPU) 1 inputs the physical property measurement result of the plant measuring equipment from the input / output interface (I / O) 2 according to a built-in software program, and determines the subsequent control contents in correspondence with the measurement result. , The plant control device 10 is instructed via the I / O 2 the operation amount of equipment for process control. Further, when the operating conditions of the continuous polymerization process are changed, the neural network 4 is used in the initial stage, and the control amount (polymerization temperature) of the polymerization reaction actually collected at a plurality of time points is changed from this control amount which will change from now on. Estimate the parameters that determine the dynamics. Further, the operation amount is automatically adjusted so that the response pattern calculated from this estimation result matches the predetermined response pattern as the control target. When the process response is estimated by the neural network 4 or 6, the input / output values for the neural networks 4 and 6 are stored in the buffers 3 and 5 and read / written by the MPU 1.

【0021】ニューラルネットワーク4,6はバッファ
3,5を介して入力データを1から受け取り入力データ
に対する処理の結果として得られる出力データをバッフ
ァ3,5を介してMPU1に送る。このニューラルネッ
トワーク処理をMPU1のソフトウェア処理により実現
することも可能である。
The neural networks 4 and 6 receive the input data from 1 via the buffers 3 and 5 and send the output data obtained as a result of the processing on the input data to the MPU 1 via the buffers 3 and 5. It is also possible to realize this neural network processing by software processing of the MPU 1.

【0022】本実施例で用いたニューラルネットワーク
は、図3に示すように3層からなる階層型ネットワーク
であり、ニューラルネットワークの学習アルゴリズムと
しては、バックプロパゲーション法を用いている。ニュ
ーラルネットワークに学習させるプラントのモデルは、
図4に示す構成であり式−(1)の形態の演算を実行す
る。本実施例では本プラントの実応答特性が一次遅れ系
と二次遅れ系の中間の応答特性であることに注目し、図
4に示すような2段完全混合槽列モデルを想定した。こ
こで、Kは、応答のゲイン、すなわち、実際の機器を制
御する制御信号のゲインである。Tは、応答の時定数、
αは一次応答と二次応答の比率、tは、時間である。こ
のモデルでは、Kは予め運転条件変更時に設定するもの
であることから、運転条件変更中に同定すべきパラメー
タは、Tとαの2つとなる。
The neural network used in this embodiment is a hierarchical network consisting of three layers as shown in FIG. 3, and the back propagation method is used as the learning algorithm of the neural network. The model of the plant trained by the neural network is
It has the configuration shown in FIG. 4 and executes the operation of the form of formula- (1). In this example, attention was paid to the fact that the actual response characteristic of this plant is an intermediate response characteristic between the first-order lag system and the second-order lag system, and a two-stage perfect mixing tank array model as shown in FIG. 4 was assumed. Here, K is the gain of the response, that is, the gain of the control signal for controlling the actual device. T is the time constant of the response,
α is the ratio of the primary response to the secondary response, and t is time. In this model, K is set in advance at the time of changing the operating conditions, so that there are two parameters to be identified during the changing of the operating conditions, T and α.

【0023】そこで、ニューラルネットワークの学習用
教師データに、Tとαの組を予め複数組準備して、式−
(1)から定まる図5に示すようなカーブ(具体的には
カーブ上の複数の座標値)を入力として与える。Tとα
の組の数は、ニューラルネットワークに必要な推定精度
や、プラントから入手できるデータの精度等を考慮して
決定する。具体的には、ニューラルネットワークの入力
層として、応答開始後の一定時間間隔毎の数点の重合温
度に関する応答を、出力層にはその時の応答の時定数T
と比率αを与える。ここで重合温度の応答は、実際の重
合温度の変化を、目標とする温度変更幅で正規化した値
である。
Therefore, a plurality of sets of T and α are prepared in advance in the training data for learning of the neural network, and the formula-
A curve (specifically, a plurality of coordinate values on the curve) as shown in FIG. 5 determined from (1) is given as an input. T and α
The number of sets of is determined in consideration of the estimation accuracy required for the neural network and the accuracy of the data that can be obtained from the plant. Specifically, as the input layer of the neural network, the response relating to the polymerization temperature at several points at fixed time intervals after the start of the response, and the output layer the time constant T of the response at that time.
And the ratio α is given. Here, the response of the polymerization temperature is a value obtained by normalizing the actual change of the polymerization temperature with a target temperature change width.

【0024】本実施例では、プラントからの測定データ
収集のタイミングを考慮して、0.04θ間隔の測定デ
ータ(本例の場合、重合温度)を入力として与える。ま
た目標とする整定時間と応答の遅れ時間を考慮して、6
点分の時系列データの入力を必要とするニューラルネッ
トワーク(NNA)4と12点分の時系列データの入力
を必要とするニューラルネットワーク(NNB)6の2
種類のネットワークを選択的に使用する。
In the present embodiment, considering the timing of collecting the measurement data from the plant, the measurement data at 0.04θ intervals (in this example, the polymerization temperature) is given as an input. Also, considering the target settling time and response delay time,
Neural network (NNA) 4 that requires input of time-series data for points and neural network (NNB) 6 that requires input of time-series data for 12 points 2
Selectively use a type of network.

【0025】標準操作手順については、所望する整定時
間と操作段数を決めた上で、式−(1)で示される2段
完全混合槽列モデルを用いて各時刻毎の操作量を算出
し、時系列的な操作量を標準操作手順とする。本実施例
では、目標整定時間を1.5θに設定し、4段階の操作
で十分所望時間内に整定できる事を見いだし、図6の太
線に示すような、0.5θ(θは滞留−通過時間)単位
のステップ1・ステップ2・ステップ3・ステップ4か
らなる標準操作手順を予め定める。
Regarding the standard operating procedure, after determining the desired settling time and the number of operating stages, the operating amount at each time is calculated using the two-stage perfect mixing tank array model represented by the equation (1). The time-series operation amount is the standard operation procedure. In the present embodiment, the target settling time was set to 1.5θ, and it was found that the settling time could be settled within the desired time by four-step operation, and as shown by the thick line in FIG. A standard operation procedure consisting of step 1, step 2, step 3, and step 4 in units of time) is determined in advance.

【0026】標準操作手順のステップ1とステップ2
は、目標操作量を大きく越えて操作を行う事により変更
前の運転条件から変更後の運転条件への移行速度を加速
させる操作であり、ステップ3は操作量を小さくする事
でオーバーシュートを防ぐ操作である。ステップ4で、
目標とする操作量に合わせる。このステップ1〜ステッ
プ3の3段階の各ステップの操作量を適切に選定する事
で、所望する時間内にプロセスを整定させる事ができ
る。
Steps 1 and 2 of the standard operating procedure
Is an operation that greatly accelerates the transition speed from the operating condition before change to the operating condition after change by performing an operation that greatly exceeds the target operation amount, and step 3 prevents overshoot by reducing the operation amount. It is an operation. In step 4,
Match the target operation amount. The process can be settled within a desired time by appropriately selecting the operation amount of each of the three steps of Step 1 to Step 3.

【0027】さらに、このようにして決定した標準操作
手順を実際に測定した制御量に対応させて修正し、プロ
セスを操作することで、オペレータ毎の個人差を解消で
き、オペレータの経験やノウハウを統一することができ
る。実際の条件変更操作の手順を図7を参照して説明す
る。
Furthermore, by correcting the standard operating procedure determined in this way according to the actually measured control amount and operating the process, individual differences among operators can be eliminated, and operator experience and know-how can be obtained. Can be unified. The procedure of the actual condition changing operation will be described with reference to FIG.

【0028】ワークステーション11はまず、図6の標
準操作手順に従ってステップ1の操作量をプログラム制
御装置10に指示し、銘柄切替えの操作を開始する。こ
こから、MPU1は無駄時間の計時を開始し、次に無駄
時間の判定を行う。この間、プラント制御装置10から
は一定時間間隔で重合温度の測定信号が送られ、ワーク
ステーション11内に記憶される。ここで、無駄時間と
は運転条件を変更開始してから実際に制御量が変化しは
じめるまでに要する時間と定義することにする。
First, the workstation 11 instructs the program control device 10 about the amount of operation in step 1 according to the standard operation procedure of FIG. 6, and starts the operation of switching the brand. From here, the MPU 1 starts measuring the dead time and then determines the dead time. During this period, a measurement signal of the polymerization temperature is sent from the plant control device 10 at regular time intervals and stored in the workstation 11. Here, the dead time is defined as the time required from the start of changing the operating condition to the actual change of the control amount.

【0029】無駄時間<0.24θの場合は、12点入
力のニューラルネットワーク6が選択され、順次に得ら
れる測定結果が12点入力のニューラルネットワーク6
に送られる。12点分の測定結果が得られたときに、M
PU1は12点入力のニューラルネットワーク6の出力
値(図4の式中のαとT)を読出し、そのαとTを使っ
て図4の式より定まる応答値y1を用いて第2,第3ス
テップで設定すべき操作量を決定する。具体的にはMP
U1は図8の手順を実行しy1の大きさによりゲインK
の修正方向を決定し、微小値△Kだけ第2,第3のステ
ップとして現在設定されているゲイン値を修正する。続
いてこの修正されたゲイン値Knewと、固定された他
のパラメータ値を図4の(1)式に代入し、応答値yn
ewをMPU1において計算する。次に、MPU1は図
4の目標操作量の軌道に沿って操作した場合に得られる
目標応答値y5 (固定値)との差分を計算し、この差分
がしきい値以内、すなわち、修正応答値Ynewと目標
応答値yS がほぼ一致したときに、このゲイン値Kから
第2ステップ,第3ステップにおけるプラント各機器の
操作量たとえば原料流量等を予め定めた演算式たとえば
比例(相対)演算式により決定する。
When the dead time is less than 0.24θ, the 12-input neural network 6 is selected, and the sequentially obtained measurement results are the 12-input neural network 6.
Sent to. When the measurement results for 12 points are obtained, M
The PU1 reads the output values (α and T in the equation of FIG. 4) of the 12-point input neural network 6 and uses the α and T to obtain the second and third response values y1 determined by the equation of FIG. The operation amount to be set in the step is determined. Specifically, MP
U1 executes the procedure of FIG. 8 and the gain K depends on the magnitude of y1.
Is determined, and the gain value currently set as the second and third steps is corrected by a minute value ΔK. Then, the corrected gain value Knew and other fixed parameter values are substituted into the equation (1) of FIG. 4 to obtain the response value yn.
Calculate ew in MPU1. Next, the MPU 1 calculates a difference from the target response value y 5 (fixed value) obtained when the MPU 1 is operated along the trajectory of the target operation amount in FIG. 4, and this difference is within the threshold, that is, the corrected response. When the value Ynew and the target response value y S are substantially equal to each other, the operation amount of each plant equipment in the second step and the third step, for example, the raw material flow rate and the like are determined from this gain value K by a predetermined arithmetic expression such as proportional (relative) operation Determined by the formula.

【0030】また、上記差分がしきい値以内とならない
場合は、第2,第3ステップとして現在設定されている
ゲイン値をさらに△Kだけ修正し、以下、修正応答値が
目標応答値に一致するまでゲイン値Kの修正を繰り返
す。
If the difference is not within the threshold value, the gain value currently set in the second and third steps is further corrected by ΔK, and the corrected response value is equal to the target response value. The correction of the gain value K is repeated until.

【0031】このようにして、修正の操作量が定まる
と、MPU1は図6の1ステップの終了時点(0.5θ
時間経過した時点)で修正の第2ステップ操作量をプロ
グラム制御装置10に指示し、プラントの実際の操作量
を修正する。続いて、第2ステップの終了時点(1.0
θ経過時点)ではMPU1からの指示で第3ステップで
の操作量が修正され、第3ステップ終了時点(1.5θ
経過時点)で第4ステップ操作量が予め定めた目標値に
設定される。
When the correction operation amount is determined in this way, the MPU 1 determines the end point (0.5θ) of one step in FIG.
When the time has elapsed), the second step manipulated variable for correction is instructed to the program control device 10 to correct the actual manipulated variable of the plant. Then, at the end of the second step (1.0
At the time when θ has elapsed, the operation amount in the third step is corrected by the instruction from the MPU 1, and when the third step ends (1.5θ
At the elapse time), the fourth step manipulated variable is set to a predetermined target value.

【0032】以上の処理は無駄時間が0.24θ以内の
場合の手順であった。0.24θ<無駄時間<0.38
θの場合は、ニューラルネットワークとして6点入力の
ニューラルネットワーク4が選択され、上述と同様の処
理が行なわれる。
The above processing is a procedure when the dead time is within 0.24θ. 0.24θ <dead time <0.38
In the case of θ, the 6-input neural network 4 is selected as the neural network, and the same processing as described above is performed.

【0033】一方、0.38θ<無駄時間<0.74θ
の場合は、12点入力のニューラルネットワーク6が選
択されるが、第2ステップの操作量には、上述の計算で
求まる修正の操作量は用いず、予め定めた第2ステップ
の標準操作量(図7において1.215S,Sは切換え
前,後の操作量の差分)が実際の操作に用いられ、第3
ステップのみ、上述の計算で求まる修正の操作量が実際
の操作に用いられる(図7参照)。
On the other hand, 0.38θ <dead time <0.74θ
In the case of, the 12-input neural network 6 is selected, but the operation amount of the second step is not the correction operation amount obtained by the above calculation, but the predetermined standard operation amount of the second step ( In FIG. 7, 1.215S, S is the difference between the manipulated variables before and after the switching) is used for the actual manipulation.
Only for the step, the correction operation amount obtained by the above calculation is used for the actual operation (see FIG. 7).

【0034】また、0.74θ<無駄時間<0.88θ
の場合、は、ニューラルネットワークには6点入力のニ
ューラルネットワーク4が選択され、第2ステップ目に
は第2ステップの標準操作量が用いられ、第3ステップ
目には修正操作量が用いられる(図7参照)。また、
0.88θ<無駄時間の場合は、第2,第3ステップと
も標準操作量に従って操作し、1.5θで目標の操作量
とし、条件変更操作を終了する。
Further, 0.74θ <dead time <0.88θ
In the case of, the 6-input neural network 4 is selected as the neural network, the standard operation amount of the second step is used in the second step, and the correction operation amount is used in the third step ( (See FIG. 7). Also,
When 0.88θ <dead time, the second and third steps are operated according to the standard operation amount, and the target operation amount is set to 1.5θ, and the condition changing operation is ended.

【0035】以上を要約すると、本実施例では、条件変
更を開始してから複数時点の制御量、たとえば重合温度
の測定結果を採取すると、重合温度の応答をニューラル
ネットワークを用いてパラメータ(T,α)の形態で予
測する。この予測結果が予め定めた目標応答(yS )と
ならない場合は、現在の標準操作量の軌道(図6の第
2,第3ステップの操作量)を適当なモデル式(図4の
式−(1))を用いて修正して制御量の予測を行ない、
予測結果が目標応答と一致するような操作量軌道を見つ
ける。このようにして見つけた操作量に従って実際の操
作量をリアルタイムに修正していくので図9に示すよう
に予め設定した目標値へ所望の時間内にプロセス反応の
制御量を整定することができる。
To summarize the above, in this embodiment, when control results at a plurality of time points, for example, the measurement results of the polymerization temperature are collected after the condition change is started, the response of the polymerization temperature is calculated by using the neural network as a parameter (T, Predict in the form of α). If the predicted result does not reach the predetermined target response (y S ), the current standard manipulated variable trajectory (the manipulated variables in the second and third steps in FIG. 6) is converted into an appropriate model formula (equation in FIG. 4- (1)) is used for correction to predict the control amount,
Find the manipulated variable trajectories whose prediction results match the target response. Since the actual manipulated variable is corrected in real time according to the manipulated variable thus found, the controlled variable of the process reaction can be settled within a desired time to a preset target value as shown in FIG.

【0036】また、無駄時間に応じて、予測精度の異な
るニューラルネットワークを選択し、また、操作量の修
正回数を可変とすることで、プロセスの操作制御精度を
低下させることなく修正操作量の計算時間を短縮させ、
無駄時間による整定時間の遅延を吸収する。
Further, by selecting a neural network having different prediction accuracy according to the dead time and varying the number of corrections of the operation amount, the correction operation amount is calculated without lowering the operation control accuracy of the process. Save time,
Absorb the delay in settling time due to dead time.

【0037】参考のために、ニューラルネットワークを
用いて応答予測を行った場合の予測結果と実応答とを図
10の(a), (c)に示し、同様の条件で回帰分析(最
小2乗法)により応答予測を行なった場合の予測結果と
実応答とを図10の(b), (d)に模式的に示す。実応
答の曲線が非線形になる場合((c), (d))程、ニュ
ーラルネットワークを用いる方がより近似精度がよいこ
とが判る。
For reference, the prediction result and the actual response when the response is predicted by using the neural network are shown in FIGS. 10A and 10C, and the regression analysis (least squares method) is performed under the same conditions. (B) and (d) of FIG. 10 schematically show the prediction result and the actual response when the response is predicted by (4). It can be seen that the approximation accuracy is better when the neural network is used, as the curve of the actual response becomes non-linear ((c), (d)).

【0038】以上の例は、制御量の測定結果から制御量
の動応答を予測し、目標の応答が得られるように操作量
を自動修正する例(請求項2の発明に相当)であった。
このシステムの動応答予測機能(請求項1の発明)を用
いるだけでも、たとえば、オペレータが手動で初期設定
した操作手順が正しいものであるか否かの判定を行なう
ことができる。
The above example is an example (corresponding to the invention of claim 2) of predicting the dynamic response of the controlled variable from the measurement result of the controlled variable and automatically correcting the manipulated variable so as to obtain the target response. .
Only by using the dynamic response prediction function of the system (the invention of claim 1), for example, it is possible to determine whether or not the operation procedure manually initialized by the operator is correct.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、運転開始後であってもプロセスの制御状態の応答を
予測し、自動修正を行なうことができ、制御内容の質を
高めることができるという効果が得られ、複雑な条件変
更制御を自動化することができる。
As described above, according to the present invention, the response of the control state of the process can be predicted and the automatic correction can be performed even after the operation is started, and the quality of the control content can be improved. As a result, it is possible to automate complicated condition change control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図2のワークステーション11の主要構成を示
すブロック図である。
1 is a block diagram showing a main configuration of a workstation 11 of FIG.

【図2】本発明を適用したプラント制御システムの構成
を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a plant control system to which the present invention is applied.

【図3】ニューラルネットワークの構成例を示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration example of a neural network.

【図4】二段完全混合槽列モデルを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a two-stage perfect mixing tank row model.

【図5】応答パターン推定(予測)に用いるニューラル
ネットワークの学習用教師データ例を示す特性図であ
る。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of learning teacher data for a neural network used for response pattern estimation (prediction).

【図6】本実施例の操作手順を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation procedure of the present embodiment.

【図7】ワークステーション11の制御手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure of the workstation 11.

【図8】ワークステーション11の制御手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of the workstation 11.

【図9】図6の操作手順に対した制御量の応答内容を示
す図である。
9 is a diagram showing the response contents of the control amount to the operation procedure of FIG.

【図10】ニューラルネットワーク,回帰分析それぞれ
の予測結果と実応答を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing prediction results and actual responses of a neural network and regression analysis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 MPU 2 I/O 3,5 バッファ 4,6 ニューラルネットワーク 10 プラント制御装置 20 反応槽 21 バルブ 1 MPU 2 I / O 3,5 Buffer 4,6 Neural Network 10 Plant Controller 20 Reactor 21 Valve

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続重合プロセスの運転条件変更を標準
操作手順に従って開始し、重合反応の進行度を表す代表
物理量を測定し、測定結果の示す標準手順での代表物理
量の応答パターンと、測定結果の応答パターンを一致さ
せる前記標準操作手順で規定された操作量を修正する連
続重合プロセスの連続運転条件変更方法において、 各動特性毎に異なる時刻での複数点の前記代表物理量を
入力、当該動特性を表わすパラメータ値を出力として与
えることにより複数種の動特性をニューラルネットワー
クに学習させておき、 前記運転条件変更を開始した後、測定結果として得られ
る複数点の前記代表物理量を前記ニューラルネットワー
クの入力に与え、当該複数点の代表物理量に類似の動特
性を示すパラメータ値を該ニューラルネットワークの出
力から取り出すことにより以後の前記代表物理量の動特
性を予測することを特徴とする連続重合プロセスの連続
運転条件変更方法。
1. A change in operating conditions of a continuous polymerization process is started according to a standard operation procedure, a representative physical quantity indicating the progress of the polymerization reaction is measured, and a response pattern of the representative physical quantity in the standard procedure indicated by the measurement result and the measurement result. In the continuous operation condition changing method of the continuous polymerization process for correcting the operation amount specified in the standard operation procedure for matching the response pattern of the above, the representative physical quantities at a plurality of points at different times for each dynamic characteristic are input, A neural network is made to learn a plurality of types of dynamic characteristics by giving a parameter value representing the characteristics as an output, and after starting the change of the operating conditions, the representative physical quantities at a plurality of points obtained as a measurement result are calculated by the neural network. A parameter value showing dynamic characteristics similar to the representative physical quantity of the plurality of points is given to the input and output of the neural network. Continuous operation condition changing method for continuous polymerization process, characterized in that to predict the dynamics of subsequent of the representative physical quantities by extracting from.
【請求項2】 前記予測の結果得られる推定応答パター
ンと予め定められ、前記標準操作手順に対応した標準応
答パターンとが一致しない場合には、前記予測の結果得
られる予測パラメータ値(第1パラメータ値)と前記標
準操作手順に対応した標準パラメータ値との差分に基
き、以後の前記操作量を相対的に修正することを特徴と
する請求項1に記載の連続重合プロセスの連続運転条件
変更方法。
2. A predicted parameter value (first parameter) obtained as a result of the prediction when an estimated response pattern obtained as a result of the prediction does not match a predetermined standard response pattern corresponding to the standard operation procedure. Value) and a standard parameter value corresponding to the standard operating procedure, based on the difference, the subsequent operation amount is relatively corrected, continuous operating conditions changing method of the continuous polymerization process according to claim 1, characterized in that .
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