JPH06214608A - プロセス制御装置 - Google Patents

プロセス制御装置

Info

Publication number
JPH06214608A
JPH06214608A JP451993A JP451993A JPH06214608A JP H06214608 A JPH06214608 A JP H06214608A JP 451993 A JP451993 A JP 451993A JP 451993 A JP451993 A JP 451993A JP H06214608 A JPH06214608 A JP H06214608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
process variable
variable signal
value
circuit
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.)
Granted
Application number
JP451993A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3393886B2 (ja
Inventor
Koji Horie
幸司 堀江
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 JP00451993A priority Critical patent/JP3393886B2/ja
Publication of JPH06214608A publication Critical patent/JPH06214608A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3393886B2 publication Critical patent/JP3393886B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はプロセス系の応答が通常の動きと異
なった場合にも、常に最適なPID制御を行なう。 【構成】 プロセス制御装置1を構成するプロセス変量
補正回路2によって検出器4から出力されるプロセス変
量信号を取り込み、その変化分に基づいて前記プロセス
変量信号を補正するとともに、PID演算回路3によっ
て補正済みのプロセス変量信号に基づいてPID演算を
行ない操作量信号を求め、これを制御対象機器(図示は
省略する)に供給してこれを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種のプラントなどを制
御するプロセス制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】各種のプラントなどを制御するプロセス
制御装置として、従来、図6に示す装置が知られてい
る。
【0003】この図に示すプロセス制御装置101は信
号異常検出回路102と、PID制御回路103とを備
えており、制御対象となる機器側に設けられたタンク1
04の水位を検出する水位センサ105から出力される
プロセス変量信号を取り込むとともに、このプロセス変
量が異常な値かどうかをチェックした後、PID演算を
行ない操作量信号を求めて調節弁106の開度を制御
し、これによってポンプ107により前記タンク104
内から汲み出される流体の流量を制御する。
【0004】信号異常検出回路102は前記水位センサ
105から出力されるプロセス変量信号を取り込むとと
もに、このプロセス変量信号の値が予め設定されている
上限値や下限値で指定される範囲内に入っているかどう
かをチェックし、前記プロセス変量信号の値が前記範囲
内に入っているときには、前記プロセス変量信号を前記
PID制御回路103に供給し、また前記プロセス変量
信号の値が前記範囲から外れているときには、前記プロ
セス変量信号をリミットするとともに、異常を示す警報
信号を生成して警報を出す。
【0005】PID制御回路103は前記信号異常検出
回路102から出力されるプロセス変量信号と、予め設
定されている目標値とを取り込むとともに、これらの偏
差を演算し、この偏差に対して次式に示すPID演算を
行なって操作量信号を生成し、これを前記調節弁106
に供給してこの調節弁106の開度を制御する。
【0006】
【数1】 但し、MV:操作量信号の値(操作量)。
【0007】KP :比例定数。
【0008】TI :積分定数。
【0009】TD :微分定数。
【0010】e :偏差
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
プロセス制御装置101においては、安定したプロセス
制御系を作るために、前記(1)式で使用される比例定
数や積分定数、微分定数の値(パラメータ)が最適かど
うかが制御性の良し悪しになるので、各パラメータの設
定は、そのプラントの持つ種々の現象に対してプラント
を管理する側として妥協できるような値に設定しておか
なければならない。
【0012】このため、Ziegler−Nechol
s法や限界感度法などの種々の方法によってこれらの各
パラメータを最適な値に設定する必要がある。
【0013】そして、現状では、このような各パラメー
タの設定作業をプラントの操作員やメーカの調整員など
が行なっているが、非常に熟練を必要とする作業である
ことから難しい作業になっている。
【0014】また、各パラメータの設定を行なったと
き、これらの各パラメータを最適な値にでき、これによ
ってプラントの持つ特有の時定数に対して非常に安定し
た制御特性を持たせることができたとしても、プロセス
系の応答が通常の動きと異なった場合には、制御応答が
悪くなってしまう。
【0015】本発明は上記の事情に鑑み、プロセス系の
応答が通常の動きと異なった場合にも、常に最適なPI
D制御を行なうことができるプロセス制御装置を提供す
ることを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、制御対象となるプロセスからのプロセス
変量を取り込むとともに、演算回路により前記プロセス
変量と予め設定されている設定値とに基づいて操作量を
演算して前記プロセスを制御するプロセス制御装置にお
いて、前記プロセスからのプロセス変量の変化率を検出
する変化率検出部と、この変化率検出部の検出結果に基
づいて前記演算回路に入力されるプロセス変量または前
記演算回路から出力される操作量のいずれか一方を補正
する補正部とを備えたことを特徴としている。
【0017】
【作用】上記の構成において、変化率検出部によってプ
ロセスからのプロセス変量の変化率が検出されるととも
に、補正部によって前記変化率検出部の検出結果に基づ
き、演算回路に入力されるプロセス変量または前記演算
回路から出力される操作量のいずれか一方を補正され
て、最適な制御が行われる。
【0018】
【実施例】図1は本発明によるプロセス制御装置の一実
施例を示すブロック図である。
【0019】この図に示すプロセス制御装置1はプロセ
ス変量補正回路2と、PID制御回路3とを備えてお
り、検出器4から出力されるプロセス変量信号を取り込
んでその変化分に基づいて前記プロセス変量信号を補正
するとともに、補正済みのプロセス変量信号に基づいて
PID演算を行なって操作量信号を求め、これを制御対
象機器(図示は省略する)に供給してこれを制御する。
【0020】プロセス変量補正回路2は前記検出器4か
ら出力されるプロセス変量信号を取り込んでこれを2乗
する2乗演算回路5と、前記検出器4から出力されるプ
ロセス変量信号を取り込んで変化率を演算する変化率演
算回路6と、この変化率演算回路6から出力される信号
(変化率信号)を取り込んでこれを2乗する2乗演算回
路7と、この2乗演算回路7から出力される信号(変化
率の2乗信号)を取り込んで予め設定されている係数を
かけるスケーリング回路8とを備えている。
【0021】さらに、プロセス変量補正回路2は前記検
出器4から出力されるプロセス変量信号を取り込んでこ
のプロセス変量信号が上昇中か下降中かを検知する変化
率増減検知回路9と、前記2乗演算回路5から出力され
る信号(プロセス変量の2乗信号)および前記スケーリ
ング回路8から出力される信号(変化率を2乗してスケ
ーリングした信号)、変化率増減検知回路9から出力さ
れる信号(変化方向検出信号)を取り込んで予め設定さ
れている加減算を行なう加減演算回路10と、この加減
演算回路10から出力される信号(プロセス量と変化量
とを示す2乗信号)を取り込んで開平演算を行なう開平
演算回路11とを備えている。
【0022】そして、検出器4から出力されるプロセス
変量信号を取り込んで、このプロセス変量信号の値が上
昇しているときには、次式に示す演算を行なって前記プ
ロセス変量信号の変化分に基づいて前記プロセス変量信
号の値を補正し、
【数2】 但し、PV:検出器4から出力されるプロセス変量信号
の値。
【0023】K :補正係数。
【0024】PV’:補正済みのプロセス変量信号の
値。
【0025】また前記プロセス変量信号が下降している
ときには、次式に示す演算を行なって前記プロセス変量
信号の変化分に基づいて前記プロセス変量信号の値を補
正し、補正済みのプロセス変量信号をPID制御回路3
に供給する。
【0026】
【数3】 これによって、図2の実線に示す如く前記検出器4から
出力されるプロセス変量信号の値が変化したとき、係数
を“1”に設定していれば、前記プロセス変量信号の変
化率に基づいて一点鎖線で示す如く前記プロセス変量信
号が補正され、前記係数を“2”に設定していれば、点
線で示す如く前記プロセス変量信号が補正されて前記P
ID制御回路3に供給される。
【0027】PID制御回路3は前記プロセス変量補正
回路2から出力される補正済みのプロセス変量信号と、
予め設定されている目標値とを取り込むとともに、これ
らの偏差を演算し、この偏差に対して次式に示すPID
演算を行なって操作量信号を生成し、これを前記制御対
象機器に供給してこの制御対象機器を制御する。
【0028】
【数4】 但し、MV:操作量信号の値(操作量)。
【0029】KP :比例定数。
【0030】TI :積分定数。
【0031】TD :微分定数。
【0032】e :偏差 このようにこの実施例においては、検出器4から出力さ
れるプロセス変量信号を取り込み、その変化分に基づい
て前記(2)式または前記(3)式に基づいて前記プロ
セス変量信号を補正するとともに、補正済みのプロセス
変量信号に基づいてPID演算を行なって操作量信号を
求め、これを制御対象機器に供給するようにしているの
で、プロセス系の応答が通常の動きと異なった場合に
も、常に最適なPID制御を行なうことができる。
【0033】図3は上述したプロセス制御装置1を使用
したプロセス制御システムの一例を示す構成図である。
【0034】この図に示すプロセス制御システムは雨水
や汚水が集められる合流式のポンプ井15の水位を検出
してこの検出結果に基づいて得られる水位検出信号をプ
ロセス変量信号として出力する水位検出器15と、本発
明によるプロセス制御装置1と、このプロセス制御装置
1から出力される操作量信号の値(電圧値)に応じた周
波数の駆動信号を生成する可変電圧可変周波数装置17
と、この可変電圧可変周波数装置17から出力される駆
動信号に基づいた回転数で回転して前記ポンプ井15か
ら水を汲み出すポンプ18とを備えている。
【0035】そして、ポンプ井15の水位が上昇してい
るときには、前記(2)式に基づいて前記水位検出器1
6から出力される水位検出信号の値を補正するととも
に、補正済みの水位検出信号に基づいて前記(4)式に
示すPID演算が行なって操作量信号を生成した後、可
変電圧可変周波数装置17によって前記操作量信号に応
じた周波数の駆動信号を生成してポンプ18の回転を制
御し、前記ポンプ井15内の水を汲み出す。
【0036】また、前記ポンプ井15の水位が下降して
いるときには、前記(3)式に基づいて前記水位検出器
16から出力される水位検出信号の値を補正するととも
に、補正済みの水位検出信号に基づいて前記(4)式に
示すPID演算が行なって操作量信号を生成した後、可
変電圧可変周波数装置17によって前記操作量信号に応
じた周波数の駆動信号を生成してポンプ18の回転を制
御し、前記ポンプ井15内の水を汲み出す。
【0037】このように、この実施例においては、ポン
プ井15の水位変化率に基づいて水位検出器16から出
力される水位検出信号の値を補正した後、PID演算を
行なうようにしているので、ポンプ井15に汚水等が継
続的に流入する場合にも、また図4に示す如く前記ポン
プ井15に雨水などが短時間に大量に流入するときに
も、ハンチングや応答遅れ等の発生を防止しながら、ポ
ンプ井15の水位を一定に保つことができる。
【0038】図5は上述したプロセス制御装置1を使用
したプロセス制御システムの他の一例を示す構成図であ
る。
【0039】この図に示すプロセス制御システムは撹拌
槽20から汲み出される溶液のpHを検出してプロセス
変量信号としてpH検出信号を生成するpH検出器21
と、本発明によるプロセス制御装置1と、このプロセス
制御装置1から出力される操作量信号の値(電圧値)に
応じた開度で薬品タンク22から薬品を汲み出すととも
に、これを前記撹拌槽20に導いて水と調合させる調節
弁23と、前記撹拌槽20内の溶液を撹拌するスターラ
24とを備えている。
【0040】そして、撹拌槽20から汲み出される溶液
のpH値が上昇しているときには、前記(2)式に基づ
いて前記pH検出器21から出力されるpH検出信号の
値を補正するとともに、補正済みのpH検出信号に基づ
いて前記(4)式に示すPID演算を行なって操作量信
号を生成した後、この操作量信号に基づいて調節弁23
の開度を制御し、前記撹拌槽20に流入する薬品の流量
を制御する。
【0041】また、撹拌槽20から汲み出される溶液の
pH値が下降しているときには、前記(3)式に基づい
て前記pH検出器21から出力されるpH検出信号の値
を補正するとともに、補正済みのpH検出信号に基づい
て前記(4)式に示すPID演算を行なって操作量信号
を生成した後、この操作量信号に基づいて調節弁23の
開度を制御し、前記撹拌槽20に流入する薬品の流量を
制御する。
【0042】このように、この実施例においては、撹拌
槽20に薬品を流入させたことに起因してpH検出器2
1により検出される溶液のpH変化率に基づいてpH検
出器21から出力されるpH検出信号の値を補正した
後、PID演算を行なうようにしているので、化学反応
時間や薬品、流体の移送時間などに起因する無駄時間が
非常に大きいプロセスでも、撹拌槽20から汲み出され
る溶液のpH値を一定の値に保つことができる。
【0043】また、上述した実施例においては、プロセ
ス変量信号の変化に基づいて前記プロセス変量信号の値
を補正した後、補正済みのプロセス変量信号に基づいて
PID演算を行なって操作量信号を求め、この操作量信
号に基づいてポンプ18や調節弁23等のアクチュエー
タを制御するようにしているが、プロセス変量信号に基
づいてPID演算を行なって操作量信号を求めた後、前
記プロセス変量信号の変化に基づいてPID演算によっ
て得られた前記操作量信号を補正して、補正済みの操作
量信号に基づいてポンプ18や調節弁23等のアクチュ
エータを制御するようにしても良い。
【0044】このようにしても、上述した実施例と同様
に、プロセス変量信号の値が変化したとき、この変化率
に基づいて操作量信号の値を補正して最適なPID制御
を行なうことができる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ロセス系の応答が通常の動きと異なった場合にも、常に
最適なPID制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプロセス制御装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】図1に示すプロセス制御装置の動作を説明する
ための表図である。
【図3】図1に示すプロセス制御装置を使用したプロセ
ス制御システムの一例を示す構成図である。
【図4】図3に示すプロセス制御システムの動作を説明
するための表図である。
【図5】図1に示すプロセス制御装置を使用したプロセ
ス制御システムの他の一例を示す構成図である。
【図6】従来から知られているプロセス制御装置を使用
したプロセス制御システムの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 プロセス制御装置 2 プロセス変量補正回路 3 PID制御回路(演算回路) 4 検出器 5 2乗演算回路 6 変化率演算回路(変化率検出部) 7 2乗演算回路 8 スケーリング回路 9 変化率増減検知回路 10 加減演算回路(補正部) 11 開平演算回路(補正部)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御対象となるプロセスからのプロセス
    変量を取り込むとともに、演算回路により前記プロセス
    変量と予め設定されている設定値とに基づいて操作量を
    演算して前記プロセスを制御するプロセス制御装置にお
    いて、 前記プロセスからのプロセス変量の変化率を検出する変
    化率検出部と、 この変化率検出部の検出結果に基づいて前記演算回路に
    入力されるプロセス変量または前記演算回路から出力さ
    れる操作量のいずれか一方を補正する補正部と、 を備えたことを特徴とするプロセス制御装置。
JP00451993A 1993-01-14 1993-01-14 プロセス制御装置 Expired - Fee Related JP3393886B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00451993A JP3393886B2 (ja) 1993-01-14 1993-01-14 プロセス制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00451993A JP3393886B2 (ja) 1993-01-14 1993-01-14 プロセス制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06214608A true JPH06214608A (ja) 1994-08-05
JP3393886B2 JP3393886B2 (ja) 2003-04-07

Family

ID=11586305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00451993A Expired - Fee Related JP3393886B2 (ja) 1993-01-14 1993-01-14 プロセス制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3393886B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3393886B2 (ja) 2003-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180037471A1 (en) Wastewater treatment system
US6110382A (en) Automated effluence conditioning and treatment
EP0142567A1 (en) Control apparatus for reverse osmosis process system
CN106659840A (zh) 血液循环系统
JP2007061800A (ja) 水処理プラントに適用する凝集剤注入制御装置
JP2004303086A (ja) 制御装置及び方法、並びに制御状態判定装置及び方法
JPH06214608A (ja) プロセス制御装置
CN112875830A (zh) 一种二级反渗透系统入口pH值的自动控制方法及系统
JP2017109170A (ja) 曝気制御装置及び曝気制御方法
JP2720552B2 (ja) 処理水の残留塩素一定制御装置
JPH09146610A (ja) 多変数非線形プロセス・コントローラー
JP4537562B2 (ja) 汚染地下水の揚水制御方法及び汚染地下水浄化システム
US20030105536A1 (en) Open and closed loop flow control system and method
JPH07275882A (ja) 下水処理制御装置
JP2002093773A (ja) 基板処理装置
JP2006236226A (ja) プラント運用制御装置
JPH0454243B2 (ja)
JPH04305206A (ja) 水処理用凝集濾過装置
JP2006170050A (ja) ポンプ設備の運転台数制御方法および装置
JPH10122506A (ja) 蒸気発生器の給水制御装置
KR101156592B1 (ko) 여과 방식의 수처리 설비의 운영 장치 및 방법
KR100786010B1 (ko) 동력계 부하 자동 추적 p.i.d 제어 방식
JPS60175508A (ja) 凝集反応装置
JPH0679717B2 (ja) 返送汚泥量制御装置
JPH09242674A (ja) ポンプ運転制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080131

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090131

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100131

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees