JPH06214611A - Process control system and operating condition production method for the same - Google Patents

Process control system and operating condition production method for the same

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JPH06214611A
JPH06214611A JP5006658A JP665893A JPH06214611A JP H06214611 A JPH06214611 A JP H06214611A JP 5006658 A JP5006658 A JP 5006658A JP 665893 A JP665893 A JP 665893A JP H06214611 A JPH06214611 A JP H06214611A
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evaluation
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Akashi Ogawara
証 小河原
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Abstract

PURPOSE:To easily produce a manipulated variable track by acquiring the data on the brand to be switched out of the past operation results stored in a data base and then giving the acquired data to a simulator as the initial data. CONSTITUTION:The operating condition changing result data are fetched and stored in a data base 7 through a decentralized control system 2. A manipulated variable track acquiring means 8 retrieves the data base 7 based on the operating condition changing contents of an input process and extracts the manipulated variable track of the most approximate result to give it to a simulator 4. In other words, the means 8 acquires the data on the brand to be switched out of the past operation results stored in the base 7 and gives the data to the simulator 4 as the initial data. The simulator 4 corrects the manipulated variable track in a trial/error way based on the received initial data and acquires a manipulated variable track accordant with the control conditions. This manipulated variable track is sent to a program controller 2 and used for the actual brand switching operation. Thus the input operation can be simplified.

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、プロセス制御システム
に係り、特に、反応器の温度変更時の制御のように負荷
の大きさや原料組成によってプロセスの時定数や無駄時
間等が非線形に変化し、また時定数や無駄時間が大きい
プラントの運転条件変更制御に適し、さらに連続多段重
合反応器の銘柄切り替え操作のように、各段の温度変更
軌道が下流段の外乱として大きな影響を与えるため、制
御量の軌道を総括的に制御することが重要となる制御に
好適なプロセス制御システムおよびその運転条件作成方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process control system, and in particular, a process time constant, a dead time, etc. change non-linearly depending on the size of a load and the composition of raw materials such as control when changing the temperature of a reactor. Also, suitable for operating condition change control of plants with large time constants and dead times, and because temperature change trajectories of each stage have a large effect as disturbance of the downstream stage, as in the brand switching operation of the continuous multi-stage polymerization reactor, The present invention relates to a process control system suitable for control in which it is important to comprehensively control a trajectory of a controlled variable, and a method of creating operating conditions thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、時定数や無駄時間が大きく、負荷
の大きさや原料組成によって非線形に変化するプロセス
(プラント)の運転条件変更の制御には次のような制御
装置が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following control device has been used for controlling the change of operating conditions of a process (plant) which has a large time constant and dead time and which changes non-linearly depending on the magnitude of load and raw material composition.

【0003】(1)「化学工学展望シリーズ第5回プロ
セス制御技術1989」(化学工学会関西支部編)94
P〜等に記載されているモデル予測装置、つまり現時刻
の制御量を測定し、該制御量測定値を始点とし最終制御
量目標値に漸近する参照軌道を設定すると同時に、プロ
セスのモデルを使って該制御量測定値を始点として将来
値を予測し、参照軌道の予め決めてある時間区間の値と
該予測値ができるだけ近くなるように操作量を決定する
操作を、指定時間ごとに繰り返して制御する。
(1) "Chemical Engineering Perspective Series, 5th Process Control Technology 1989" (Kansai Chapter, Chemical Engineering Society) 94
The model predicting device described in P to etc., that is, the control amount at the current time is measured, and a reference trajectory that asymptotically approaches the final control amount target value from the control amount measurement value is set, and at the same time, the process model is used The predicted value is predicted by using the measured control amount as a starting point, and the operation amount is determined so that the predicted value is as close as possible to the value of the predetermined time section of the reference trajectory. Control.

【0004】(2)制御量と操作量目標軌道を予め得
て、条件変更開始から条件変更中の現時点までの制御量
実績値と制御量目標値の偏差を用いて操作量目標値を修
正して、制御量を制御量目標値に沿って変更させるプロ
グラム制御装置(特願平4−179938号、平成4年
7月7日出願)。
(2) The controlled variable and the manipulated variable target trajectory are obtained in advance, and the manipulated variable target value is corrected using the deviation between the controlled variable actual value and the controlled variable target value from the start of the condition change to the current point during the condition change. A program control device for changing the controlled variable in accordance with the controlled variable target value (Japanese Patent Application No. 4-179938, filed on July 7, 1992).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)の装置を多段連続重合プロセスの運転条件変更制
御に適用した場合には次の問題点がある。
However, when the above-mentioned apparatus (1) is applied to control of changing operating conditions in a multistage continuous polymerization process, the following problems occur.

【0006】(イ)多段連続重合プロセスのように前段
の制御量が後段の制御量に対し外乱になる場合の制御量
参照軌道の設定技術が確立しておらず、その設定に困難
がある。例えば、活性の高い触媒を低い触媒に変更する
際に、第1段反応器の内部温度を上げるタイミングを遅
く設定すると第1段反応器で重合反応が進まず、第2段
反応器のモノマー濃度が上昇し、第2段反応器の重合速
度が早くなり除熱の限界を越えると暴走反応を起こすこ
とになる。つまり多段連続重合プロセスの場合、単に条
件1から条件2に短時間でオーバーシュートなしに条件
変更すればよいのではなく、その中間の軌道も後段を配
慮して決定する必要があり、その設定に困難がある。
(A) There is no established technique for setting the control amount reference trajectory in the case where the control amount in the preceding stage becomes a disturbance to the control amount in the latter stage as in the multi-stage continuous polymerization process, and it is difficult to set it. For example, when changing the catalyst having a high activity to a catalyst having a low activity, if the timing of raising the internal temperature of the first-stage reactor is set to be late, the polymerization reaction does not proceed in the first-stage reactor and the monomer concentration in the second-stage reactor is increased. Rises, the polymerization rate of the second-stage reactor becomes fast, and if the heat removal limit is exceeded, a runaway reaction will occur. That is, in the case of a multi-stage continuous polymerization process, it is not necessary to simply change the condition from condition 1 to condition 2 in a short time without overshoot, and it is necessary to determine the intermediate orbit in consideration of the latter stage. There are difficulties.

【0007】(ロ)第2段目以後のモデル予測を精度良
く行うのに必要な各段の入り口組成は、測定を行わな
い、あるいは、精度良く制御に必要な時間内に測定を行
えないため、通常、測定値として得ることができず、第
2段目以後のモデル予測は精度良く行うことができな
い。特に、3段以上の多段反応器の場合、誤差が蓄積さ
れ精度は非常に悪くなり、制御の限界を越えてしまうこ
とがある。
(B) The inlet composition of each stage, which is necessary for accurately predicting the model after the second stage, is not measured or cannot be measured within the time required for accurate control. Normally, it is not possible to obtain the measured value, and the model prediction after the second stage cannot be accurately performed. In particular, in the case of a multi-stage reactor having three or more stages, errors may be accumulated and the accuracy may be deteriorated, and the control limit may be exceeded.

【0008】(ハ)上記(イ)、(ロ)の問題を何等か
の方法で解決できても、モデル予測には必ず誤差が生じ
る。モデル予測制御では該誤差を補正する方法として、
制御量の現時刻の測定値を始点として、最終制御量目標
値に漸近する参照軌道を設定すると同時に、プロセスの
モデルを使って該制御量測定値を始点として将来値を予
測し、参照軌道の予め決めてある時間区間の値と該予測
値ができるだけ近くなるように操作量を決定する操作
を、指定時間ごとに繰り返して制御する方法を用いる。
しかしながら、この方法でモデル予測の誤差を補正する
と、制御量は最初に設定した参照軌道から外れて制御さ
れることになり第2段目以後の反応器に大きな外乱を与
え、第2段反応器以後の制御は困難を極めることにな
り、場合によっては制御範囲を逸脱し暴走反応を起こす
こともある。上記(2)の装置を多段連続重合プロセス
の運転条件変更制御に適用した場合には次の問題点があ
る。
(C) Even if the problems (A) and (B) can be solved by some method, an error always occurs in the model prediction. In model predictive control, as a method of correcting the error,
Using the measured value of the current time of the controlled variable as the starting point, set a reference trajectory that is asymptotic to the final controlled variable target value, and at the same time predict the future value from the controlled variable measured value as the starting point using the process model, A method is used in which the operation of determining the manipulated variable so that the value of the predetermined time interval and the predicted value are as close as possible is repeatedly controlled for each designated time.
However, if the model prediction error is corrected by this method, the controlled variable deviates from the reference trajectory that was initially set and is controlled, which causes large disturbance to the second and subsequent reactors, and the second reactor Subsequent control becomes extremely difficult, and in some cases, it may deviate from the control range and cause a runaway reaction. When the device of (2) above is applied to control of changing operating conditions of a multistage continuous polymerization process, the following problems occur.

【0009】(ニ)上記(イ)同様、制御量目標軌道の
設定に困難がある。
(D) Similar to the above (a), it is difficult to set the controlled variable target trajectory.

【0010】(ホ)多段続重合プロセスは、制御量であ
る反応器内部温度、操作量である熱媒温度、外乱である
反応器入口組成等の関係が線形でなく、制御に遅れのあ
る系であり、操作量目標軌道の設定に困難がある。特
に、第2段反応器以後は、前段の内部温度も外乱とな
り、設定は困難を極める。
(E) In the multi-stage continuous polymerization process, a system in which the internal temperature of the reactor which is a controlled variable, the temperature of the heat medium which is a manipulated variable, the composition of the reactor inlet which is a disturbance, etc. is not linear and the control is delayed Therefore, it is difficult to set the manipulated variable target trajectory. In particular, after the second stage reactor, the internal temperature of the previous stage also becomes a disturbance, and setting is extremely difficult.

【0011】系の特性自体が安定している系においては
(ニ)、(ホ)の課題を解決するのに、過去の条件変更
の実績の中から同条件の実績を選び出し、制御量目標軌
道および操作量目標軌道を設定することが可能である
が、重合プロセスも場合、通常、総括伝熱係数が伝熱管
の汚れ等の原因で経時的に変化するため、この手法では
誤差が大きくなりすぎる。また、過去に同条件の実績が
ない場合にもこの手法は使えない。
In a system in which the characteristics of the system itself are stable, in order to solve the problems (d) and (e), a track record of the same condition is selected from the track record of past condition changes, and the control amount target trajectory is set. Although it is possible to set the manipulated variable target trajectory, in the case of the polymerization process as well, the overall heat transfer coefficient usually changes over time due to factors such as fouling of the heat transfer tube, so this method causes too large an error. . In addition, this method cannot be used even if there is no record of the same conditions in the past.

【0012】そこで、本発明の第1目的は、上述の点に
鑑みて、簡単に操作量軌道を作成することの可能なプロ
セス制御システムおよびその運転条件作成方法を提供す
ることにある。
Therefore, in view of the above-mentioned points, a first object of the present invention is to provide a process control system and an operating condition creating method thereof which can easily create an operation amount trajectory.

【0013】本発明の第2目的は、プロセス状態が非線
形に変化するプロセスを制御するのに好適なプロセス制
御システムの運転条件作成方法を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a method for creating operating conditions of a process control system suitable for controlling a process in which the process state changes non-linearly.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1の発明は、プラントの運転条件変更
制御のために該プラントの操作状態を示す操作量から該
プラントの制御状態を示す制御量をシミュレーションし
て実際の運転に用いる操作量の時系列的な軌道を作成す
るプロセス制御システムの運転条件作成方法において、
前記操作量と、前記制御量との間の時系列的な相関関係
および前記制御量に対する評価基準を予め定め、操作量
の軌道を予め与え、当該与えられた操作量の軌道と前記
相関関係とを用いて制御量の軌道の算出を行い、当該算
出の結果として得られる制御量の軌道が前記評価基準に
合致しているか否かの評価を実行し、合致の評価が得ら
れない場合は前記与えらた操作量の軌道の修正を行い、
以下、当該修正した操作量の軌道を新たな与えられた操
作量の軌道として、前記制御量の軌道の算出、前記評価
および前記修正を繰り返し行って、前記制御基準に合致
の評価が得られた時の操作量の軌道を前記運転条件の軌
道として設定することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention of claim 1 is to control the operating condition of the plant from the manipulated variable indicating the operating condition of the plant to the control condition of the plant. In a method for creating operating conditions of a process control system that creates a time-series trajectory of the manipulated variable used for actual operation by simulating the controlled variable
The operation amount, the time-series correlation between the control amount and the evaluation criteria for the control amount is predetermined, the trajectory of the operation amount is given in advance, and the trajectory of the given operation amount and the correlation. Is used to calculate the trajectory of the controlled variable, and the trajectory of the controlled variable obtained as a result of the calculation is evaluated whether or not it meets the evaluation criteria. Correct the trajectory of the given operation amount,
Hereinafter, with the corrected trajectory of the manipulated variable as a trajectory of the new given manipulated variable, the calculation of the trajectory of the controlled variable, the evaluation, and the modification are repeated, and an evaluation of conformity with the control criterion was obtained. The trajectory of the operation amount at the time is set as the trajectory of the operating condition.

【0015】請求項2の発明は、請求項1の発明に加え
て、前記プラントの運転条件変更のための運転制御に実
際に用いられた操作量の軌道を示すデータをデーターベ
ースの形態で保存しておき、該データーベースから検索
したデータを前記初期条件の操作量の軌道として与える
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, data indicating the trajectory of the manipulated variable actually used for the operation control for changing the operating conditions of the plant is stored in the form of a database. In addition, it is characterized in that the data retrieved from the database is given as a trajectory of the operation amount of the initial condition.

【0016】請求項3の発明は、請求項1の発明に加え
て、前記プラントは予め複数の領域に分割されており、
該領域ごとに前記運転条件の起動の設定を実行すること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, the plant is divided into a plurality of areas in advance,
It is characterized in that the setting of activation of the operating condition is executed for each region.

【0017】請求項4の発明は、プラントの運転条件変
更制御のために該プラントの操作状態を示す操作量から
該プラントの制御状態を示す制御量をシミュレーション
して実際の運転に用いる操作量の時系列的な軌道を作成
するプロセス制御システムにおいて、前記操作量と、前
記制御量との間の時系列的な相関関係および前記制御量
に対する評価基準を予め定め、操作量の軌道を与える操
作量軌道取得手段と、当該与えられた操作量の軌道と前
記相関関係とを用いて制御量の軌道の算出を行うシミュ
レーターと、当該算出の結果として得られる制御量の軌
道が前記評価基準に合致しているか否かの評価を実行す
る評価手段と、合致の評価が得られない場合は前記評価
手段により前記与えらた操作量の軌道の修正を行い、以
下、当該修正した操作量の軌道を新たな与えられた操作
量の軌道として、前記制御量の軌道の算出、前記評価お
よび前記修正を繰り返し行って、前記制御基準に合致の
評価が得られた時の操作量の軌道を前記運転条件軌道と
設定することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, for control of changing the operating condition of the plant, the control amount indicating the control state of the plant is simulated from the operation amount indicating the operating state of the plant, and the control amount of the operation amount used for the actual operation is calculated. In a process control system for creating a time-series trajectory, the operation amount and a time-series correlation between the control amount and an evaluation criterion for the control amount are predetermined, and an operation amount giving a trajectory of the operation amount. A trajectory acquisition means, a simulator for calculating the trajectory of the controlled variable using the trajectory of the given operation amount and the correlation, and the trajectory of the controlled variable obtained as a result of the calculation matches the evaluation standard. And the evaluation means for performing an evaluation of whether or not there is a match, if the evaluation of a match is not obtained, the evaluation means corrects the trajectory of the given operation amount. With the trajectory of the work amount as the trajectory of the new operation amount, the calculation of the trajectory of the control amount, the evaluation and the correction are repeatedly performed, and the operation amount when the evaluation of conformity with the control criterion is obtained. A trajectory is set as the operating condition trajectory.

【0018】請求項5の発明は、請求項4の発明に加え
て、実際の前記プラントの運転に際し、設定された前記
運転条件軌道に対応する、前記シミュレーターにより算
出された制御量の第1軌道と当該プラントの測定結果か
ら得られる制御量の第2軌道とを比較し、前記第2軌道
を第1軌道に近づける処理をファジー推論処理により実
行するファジー推論手段をさらに備えたことを特徴とす
る。
In addition to the invention of claim 4, the invention of claim 5 is, in addition to the invention of claim 4, the first trajectory of the control amount calculated by the simulator, which corresponds to the operating condition trajectory set in the actual operation of the plant. And a second trajectory of the control amount obtained from the measurement result of the plant, and further comprising fuzzy inference means for executing processing for bringing the second trajectory closer to the first trajectory by fuzzy inference processing. .

【0019】請求項6の発明は、プラントの運転条件変
更制御のために該プラントの操作状態を示す操作量から
該プラントの制御状態を示す制御量をシミュレーション
して実際の運転に用いる操作量の時系列的な軌道を作成
するプロセス制御システムの運転条件作成方法におい
て、前記プラントを分割した複数の槽を想定し、前記制
御量についての隣接の前記槽の間の関係と前記槽の各々
自身についての前記操作量と前記制御量との間の時系列
的な関係とを含めた演算式を予め定め、銘柄切り替え開
始時点を起点、前記プラントの入り口の操作量を初期値
として前記演算式を用いて全ての槽について時系列的な
制御量を計算することにより前記プラントのシミュレー
ションを行うことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, for control of changing the operating condition of the plant, the control amount indicating the control state of the plant is simulated from the operation amount indicating the operating state of the plant to calculate the amount of operation used for actual operation. In a method for creating operating conditions of a process control system that creates a time-series trajectory, assuming a plurality of tanks into which the plant is divided, and regarding the relationship between the adjacent tanks for the control amount and each of the tanks themselves. A predetermined arithmetic expression including the time series relationship between the operation amount and the control amount is used, and the arithmetic expression is used with the operation amount at the entrance of the plant as an initial value, starting from the brand switching start point. The simulation of the plant is performed by calculating a time-series control amount for all the tanks.

【0020】[0020]

【作用】請求項1,4の発明は、予め与えた制御基準に
シミュレーショ結果が合致するようにトライアンドエラ
ーにより操作量軌道を修正する。
According to the first and fourth aspects of the invention, the manipulated variable trajectory is corrected by trial and error so that the simulation result matches the control reference given in advance.

【0021】請求項2の発明は、初期的に与える操作量
軌道データをデーターベースから取得するので、ユーザ
ーは操作量軌道データそのものをキー入力する必要はな
い。
According to the second aspect of the present invention, since the operation amount trajectory data to be initially given is acquired from the database, the user does not need to key in the operation amount trajectory data itself.

【0022】請求項3の発明は、シミュレーションの対
象の領域をゾーン分割するので、制御量が基準に合致し
ないゾーンから上流側のみを操作量の修正対象とするこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, since the area to be simulated is divided into zones, only the upstream side from the zone where the control amount does not match the reference can be the target of correction of the manipulated variable.

【0023】請求項5の発明は、ファジー推論を用いて
操作量の軌道修正を行うことにより、プラントの内部温
度のオーバーシュートを減らすことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the overshoot of the internal temperature of the plant can be reduced by correcting the trajectory of the manipulated variable by using fuzzy inference.

【0024】請求項6の発明は、制御量のシミュレーシ
ョン演算にプラントの隣接位置の影響を加味したので、
特に、多段反応のシミュレーション精度を上げることが
できる。
According to the invention of claim 6, the influence of the adjacent position of the plant is added to the simulation calculation of the control amount.
In particular, it is possible to improve the simulation accuracy of the multi-step reaction.

【0025】[0025]

【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.

【0026】図1は本発明を適用したプロセス制御装置
の一例の概略構成を示す。図1において、1はプロセス
制御装置により制御されるプラントである。2はプログ
ラム制御装置でありプログラム付き調節計、分散型制御
システム(以下DCSと略す)あるいは調節計とプロセ
スコンピューターとの組み合わせなどを使用できる。本
実施例においてはDCSを使用した。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a process control device to which the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 is a plant controlled by a process control device. Reference numeral 2 denotes a program controller, which can be a controller with a program, a distributed control system (hereinafter abbreviated as DCS), or a combination of a controller and a process computer. DCS was used in this example.

【0027】3はコンピューターであり、操作量軌道を
得て制御量軌道を演算し、この操作量軌道と制御量軌道
を操作量目標軌道および制御量目標軌道としてプログラ
ム制御装置2に与えるシミュレーター4等を組み込んで
ある。コンピューター3は1台のコンピューターであっ
ても良く、通信システムで結ばれた複数のコンピュータ
ーであっても良い。プログラム制御装置2自身がコンピ
ューターを有していれば、そのコンピューターをコンピ
ューター3として兼用することもできる。本実施例にお
いてはプロセスコンピューターおよびプロセスコンピュ
ーターより高速演算が可能なコンピューターをコンピュ
ーター3として使用し、シミュレーター4のみ後者に組
み込んだ。
Reference numeral 3 denotes a computer which obtains an operation amount trajectory, calculates a control amount trajectory, and gives the operation amount trajectory and the control amount trajectory to the program controller 2 as an operation amount target trajectory and a control amount target trajectory. Is incorporated. The computer 3 may be one computer or a plurality of computers connected by a communication system. If the program control device 2 itself has a computer, the computer can also be used as the computer 3. In the present embodiment, a process computer and a computer capable of faster calculation than the process computer were used as the computer 3, and only the simulator 4 was incorporated in the latter.

【0028】本実施例ではシミュレーター4による演算
結果をプログラム制御装置2の制御量目標軌道および操
作量目標軌道として与えることにより、プラント1およ
びその運転条件に適合した制御を行う。
In the present embodiment, the calculation results of the simulator 4 are given as the control amount target trajectory and the manipulated variable target trajectory of the program control device 2 to control the plant 1 and its operating conditions.

【0029】また、プログラム制御装置2は運転条件変
更(銘柄切り替え)開始から条件変更中の現時刻までの
制御量の実績値(測定値)と制御量目標値の偏差を用い
て測定した制御量の軌道が制御量目標軌道に近づくよう
に操作量目標値を自動修正して、プラント制御すること
によりシミュレーター4の演算結果の誤差を補うことが
できる。本実施例のシミュレーター4は、操作量軌道を
入力とし、制御量軌道を演算しているが、制御量軌道を
入力とし、操作量軌道を演算してもかまわない。しか
し、制御量軌道を入力とし、操作量軌道を演算した場
合、連続多段重合反応器のように複雑なプロセスでは操
作量軌道の演算値が実現不可能な軌道になることがあり
好ましくない。
Further, the program control device 2 measures the control amount by using the deviation between the actual value (measured value) of the control amount and the control amount target value from the start of the operating condition change (brand switching) to the current time during the condition change. The target of the manipulated variable is automatically corrected so that the orbit of (1) approaches the target trajectory of the controlled variable, and the plant control is performed to compensate for the error in the calculation result of the simulator 4. The simulator 4 of the present embodiment inputs the manipulated variable trajectory and calculates the controlled variable trajectory, but the controlled variable trajectory may be input and calculated the manipulated variable trajectory. However, when the manipulated variable orbit is calculated by inputting the controlled variable orbit, the calculated value of the manipulated variable orbit may become an unrealizable orbit in a complicated process such as a continuous multi-stage polymerization reactor, which is not preferable.

【0030】5はファジー推論手段である。運転条件変
更開始から条件変更中の現時刻までの制御量の実績値と
制御量目標値の偏差を用いて操作量目標値を修正する方
法としてPID制御を用いても良いが、連続多段重合反
応器のように複雑なプロセスではファジー推論手段を用
いて制御を実行すれば制御性能が向上する。
Reference numeral 5 is a fuzzy inference means. PID control may be used as a method of correcting the manipulated variable target value by using the deviation between the actual value of the controlled variable and the target value of the controlled variable from the start of changing the operating conditions to the current time during the condition change, but continuous multi-stage polymerization reaction In a complicated process such as a vessel, control performance is improved by executing control using fuzzy inference means.

【0031】6はプラント状態量演算手段であり、コン
ピューター3に組み込まれ、運転情報を得て、プラント
の測定値とは別にたとえば総括伝熱係数(以下、Uと称
す)等のプラントの状態量を演算、または将来の運転条
件変更時点のプラント状態量を予測演算して、演算結果
をシミュレーター4に与える機能を有する。本実施例に
おいてはたとえば、1週間前、あるいは1ケ月前の総括
伝熱係数とは違ってきた本日、あるいは条件変更を行う
日の総括伝熱係数を用いてシミュレーションを行う。
Reference numeral 6 denotes a plant state quantity calculating means, which is incorporated in the computer 3, obtains operation information, and separately from the measured values of the plant, the state quantity of the plant such as a general heat transfer coefficient (hereinafter referred to as U). Or the plant state quantity at the time of future change of operating conditions is predicted and calculated, and the calculation result is given to the simulator 4. In the present embodiment, for example, the simulation is performed using the general heat transfer coefficient which is different from the general heat transfer coefficient one week ago or one month ago, or the day when the condition is changed.

【0032】7はデーターベースでありコンピューター
3に組み込み、本実施例ではDCS2を通して運転条件
変更実績データーを取り込み保存しておく。8は操作量
軌道取得手段であり、入力されるプロセスの運転条件変
更の内容によりデーターベース7を検索し、最も近い実
績の操作量軌道を抽出し、シミュレーター4に操作量軌
道を与える。この機能により、シミュレーター4に操作
量軌道を入力するという熟練を要する作業を省略するこ
とができる。この機能は、データーベース7に安定時の
運転条件を保存しておき、入力されるプロセスの内容に
より運転条件変更前後の操作量を含む運転を抽出し、し
かるべき方法にて操作量軌道を演算した後、シミュレー
ター4に操作量軌道を与える方法等により代替えでき
る。本実施例においても、データーベース7に安定時の
運転条件も保存しており、過去の運転条件変更実績デー
ターにしかるべきものがない場合等に、操作量取得手段
8は、運転条件変更前後の内容によりデーターベース7
の安定時の運転条件を検索抽出し、しかるべき方法にて
操作量軌道を演算した後、シミュレーター4に操作量軌
道を与える。
Reference numeral 7 is a database, which is incorporated in the computer 3, and in this embodiment, the operating condition change record data is fetched and stored through the DCS 2. Reference numeral 8 is a manipulated variable trajectory acquisition means, which searches the database 7 according to the contents of the change in the operating condition of the input process, extracts the closest actual manipulated variable trajectory, and gives the manipulated variable trajectory to the simulator 4. With this function, it is possible to omit the work that requires the skill of inputting the operation amount trajectory to the simulator 4. This function saves the stable operating conditions in the database 7, extracts the operation including the manipulated variable before and after changing the operating conditions according to the contents of the input process, and calculates the manipulated variable trajectory by an appropriate method. After that, the simulator 4 can be replaced by a method of giving an operation amount trajectory. Also in this embodiment, stable operating conditions are also stored in the database 7, and when the past operating condition change record data does not have an appropriate value, the manipulated variable acquisition means 8 determines whether the operating conditions before and after the operating conditions are changed. Database 7 depending on the content
After the operating conditions at the time of stable are retrieved and extracted, and the manipulated variable trajectory is calculated by an appropriate method, the manipulated variable trajectory is given to the simulator 4.

【0033】9は評価手段であり、コンピューター3に
組み込み、予め定めた評価基準(本発明の制御基準)と
制御量の演算結果を比較評価し、評価基準が満たされる
まで、しかるべき方法で操作量軌道等を修正してシミュ
レーター4に与え、再シミュレーションを行わせる。上
記評価基準が満たされれば、スイッチ12を閉じ、演算
結果を表示入力装置に表示させる。この機能により、シ
ミュレーター4に操作量軌道を修正して入力するという
熟練を要する作業を省略することができると同時にしか
るべき結果を得るまでの演算時間も短縮される。
Reference numeral 9 is an evaluation means, which is incorporated in the computer 3 to compare and evaluate a predetermined evaluation standard (control standard of the present invention) and the calculation result of the controlled variable, and operate by an appropriate method until the evaluation standard is satisfied. The quantity trajectory and the like are corrected and given to the simulator 4 for re-simulation. When the above evaluation criteria are satisfied, the switch 12 is closed and the calculation result is displayed on the display input device. With this function, it is possible to omit the work requiring the skill of correcting and inputting the operation amount trajectory into the simulator 4, and at the same time shortening the calculation time until obtaining an appropriate result.

【0034】10は表示装置である。11は入力装置で
あり、表示装置10にはCRTやプリンター等を用い
る。入力装置11にはキーボードやマウスを用いる。本
実施例においてはプロセスコンピューター付属のカラー
CRT、キーボードおよびマウスを用いた。シミュレー
ター4からプログラム制御装置2に制御量目標軌道と操
作量目標軌道(以下両者を総称して単に目標軌道と略す
ことがある)を与えるのに先立ち、演算結果の表示を行
い、操作者が設定指令を入力することによりスイッチ1
3を閉じ制御量目標軌道と操作量目標軌道をシミュレー
ター4からプログラム制御装置2に与える。あるいは、
操作者が操作量軌道変更入力および演算指令を入力する
ことにより、変更された操作量軌道に基づきシミュレー
ター4において再演算し、再演算結果を表示装置10に
再表示する。この機能により、システムの不備による不
適正な制御量目標軌道や制御量軌道で運転されることを
妨げ、また評価基準が整備されていない運転条件にも対
応できる。
Reference numeral 10 is a display device. Reference numeral 11 denotes an input device, and the display device 10 uses a CRT, a printer, or the like. A keyboard or a mouse is used as the input device 11. In this example, a color CRT attached to a process computer, a keyboard and a mouse were used. Prior to giving the control amount target trajectory and the manipulated variable target trajectory (hereinafter, both may be simply referred to as a target trajectory) from the simulator 4 to the program controller 2, the calculation result is displayed and set by the operator. Switch 1 by inputting a command
3 is closed and the control amount target trajectory and the manipulated variable target trajectory are given from the simulator 4 to the program controller 2. Alternatively,
When the operator inputs an operation amount trajectory change input and a calculation command, the simulator 4 recalculates based on the changed operation amount trajectory, and the recalculation result is displayed again on the display device 10. With this function, it is possible to prevent the vehicle from operating on an incorrect controlled variable target trajectory or controlled variable trajectory due to a system deficiency, and it is also possible to deal with operating conditions for which evaluation criteria are not established.

【0035】また、本実施例においてシミュレーター
4、操作量軌道取得手段8、プラント状態量演算手段6
および評価手段9はそれぞれの処理を規定したプログラ
ムをコンピュター3が実行することにより上記各手段の
機能を実現する。これらの手段の処理内容は後述する
が、処理内容に応じたフローチャートを参考のために図
10〜図13に示しておく。データーベースはディスク
記憶装置等に保存記憶されておりコンピューター3によ
りキーワード検索される。
In this embodiment, the simulator 4, the manipulated variable trajectory acquisition means 8 and the plant state quantity calculation means 6 are also included.
And the evaluation means 9 realizes the function of each of the above means by the computer 3 executing a program defining each processing. The processing contents of these means will be described later, but the flowcharts corresponding to the processing contents are shown in FIGS. 10 to 13 for reference. The database is stored and stored in a disk storage device or the like, and is searched for a keyword by the computer 3.

【0036】本実施例の制御対象である合成樹脂製造プ
ラントの銘柄切り替え(以下、単に切り替えと略す)に
ついて詳細に説明する。図2は合成樹脂連続塊状重合プ
ラントの概略処理フローを示す。反応器21は、プラグ
フローリアクターであり、内部温度制御は全体を9ゾー
ン31〜39に分け、各ゾーンごとに熱媒41〜49の
温度を調節することにより行っている。反応器自体は1
基であるが9ゾーンに分けて制御しているので、運転条
件変更制御には多段連続重合プロセスと同様の困難が伴
う。制御量とは制御の対象とするプロセスの状態量のこ
とであり、この系においては9ゾーン31〜39後部の
内部温度51〜59のことをいう。操作量とは制御量を
制御するために操作するプロセスの状態量のことであ
り、この系においては9ゾーンの内部温度51〜59に
対応する各々の熱媒41〜49の入り口温度のことをい
う。
The brand switching (hereinafter simply referred to as switching) of the synthetic resin manufacturing plant, which is the control target of this embodiment, will be described in detail. FIG. 2 shows a schematic processing flow of a synthetic resin continuous bulk polymerization plant. The reactor 21 is a plug flow reactor, and the internal temperature control is performed by dividing the whole into 9 zones 31 to 39 and adjusting the temperature of the heat mediums 41 to 49 for each zone. The reactor itself is 1
Although it is the base, it is controlled in 9 zones, and therefore the operation condition change control involves the same difficulties as in the multistage continuous polymerization process. The controlled variable refers to the state variable of the process to be controlled, and in this system, it refers to the internal temperatures 51 to 59 at the rear of the nine zones 31 to 39. The manipulated variable is the state quantity of the process operated to control the controlled variable, and in this system, it is the inlet temperature of each heating medium 41 to 49 corresponding to the internal temperature 51 to 59 of the 9 zones. Say.

【0037】次に、実際の動作を説明する。まず、シス
テムを起動するとず図3の画面の上部が表示装置10に
表示される。操作者が入力装置11から切り替え予定日
時、切り替え前後の銘柄名および切り替え前後の原料供
給速度(以下レートと略す)を入力する。入力された条
件は図1の操作量軌道取得手段8に与えられる。本実施
例においては条件を操作量軌道取得手段8に与えるため
に表示装置10および入力装置を用いて手動入力を行っ
たが生産計画を保存するデーターベースを検索して操作
量軌道取得手段に入力情報を与えても良いし、生産計画
を司るシステムから入力情報を与えても良い。操作量軌
道取得手段8は前後銘柄名およびレートによりデーター
ベース7を検索する。データーベース7は各銘柄切り替
え実績ごとに操作量軌道を保存しているが検索条件に合
致した切り替え実績が存在すれば、図3に示すように切
り替え実績の日時およびランクを表示装置10に表示す
る。ランクは切り替えに対する善悪の程度を示す指標で
あり、DCS2からプロセスコンピューター3に切り替
え実績を与える際に操作者の指示で付与する情報であ
る。ランクはA、B、C等の符号で表される。本実施例
では検索を容易に実行できるように切り替え前後の銘柄
名およびレートをキーワードとして検索を行っている
が、入り口温度、各ゾーンの内部温度、入り口組成等の
運転条件で検索するようなデーターベースを用いること
もできる。検索の結果、表示装置10に、図3のように
表示された切り替え実績(銘柄切り替え時の運転データ
に付加された情報)から望ましい実績の番号を入力装置
11から指示入力すると、操作量軌道取得手段8は指示
された番号に対応の運転条件軌道についてのデータ、す
なわち、図4の反応器入り口組成目標軌道(各組成につ
いて)、反応器入り口温度目標軌道、熱媒温度目標軌道
(各ゾーンごとに)をデーターベース7から取得し、こ
れらの軌道上の折れ線の頂点の時間および目標値を初期
の操作量の軌道についてのデータとしてシミュレーター
4に与える。
Next, the actual operation will be described. First, the upper part of the screen of FIG. 3 is displayed on the display device 10 without starting the system. The operator inputs the scheduled switching date and time, the brand name before and after the switching, and the raw material supply rate before and after the switching (hereinafter abbreviated as the rate) from the input device 11. The input conditions are given to the manipulated variable trajectory acquisition means 8 in FIG. In the present embodiment, in order to give the condition to the manipulated variable trajectory acquisition means 8, manual input was performed using the display device 10 and the input device, but a database storing the production plan is searched and input to the manipulated variable trajectory acquisition means. Information may be given, or input information may be given from the system that controls the production plan. The manipulated variable trajectory acquisition means 8 searches the database 7 by the name of the preceding and following brand and the rate. The database 7 stores the manipulated variable trajectory for each issue switching record, but if there is a switching record that matches the search condition, the date and rank of the switching record are displayed on the display device 10 as shown in FIG. . The rank is an index indicating the degree of goodness or badness with respect to switching, and is information given by an operator's instruction when the switching history is given from the DCS 2 to the process computer 3. The rank is represented by a code such as A, B, and C. In this embodiment, the brand names and rates before and after the switching are used as keywords so that the search can be easily performed. However, data that is searched by operating conditions such as inlet temperature, internal temperature of each zone, inlet composition, etc. A base can also be used. As a result of the search, when a desired actual performance number is input from the input device 11 from the switching performance (information added to the operation data at the time of brand switching) displayed on the display device 10 as shown in FIG. 3, the operation amount trajectory is acquired. The means 8 is data on the operating condition trajectory corresponding to the designated number, that is, the reactor inlet composition target trajectory (for each composition), the reactor inlet temperature target trajectory, the heat medium temperature target trajectory (for each zone) in FIG. 2) is acquired from the database 7, and the time and target value of the vertices of the polygonal lines on these trajectories are given to the simulator 4 as data on the trajectory of the initial manipulated variable.

【0038】一方、データーベース7に望ましい実績が
ない場合は、操作者が番号0を入力すると、図1の操作
量軌道取得手段8は切り替え前後の銘柄名およびレート
に基づき今度は、ある特定銘柄での安定状態の運転デー
タをデーターベース7から取得する。データーベース7
には図4の銘柄切り替え実績の他に図5に示す内容の安
定状態の運転条件を全銘柄(レートごと)につき保存し
ているので、該当の運転条件が初期データとして操作量
軌道取得手段8に引き渡される。引き渡されるデータ
は、切り替え前銘柄およびレートに対応する反応器の入
り口組成目標値(各組成ごとに)、反応器入り口温度目
標値、内部温度目標値(各ゾーンごとに−この目標値を
安全運転条件と呼ぶことがある。)、熱媒温度目安値
(各ゾーンごとに)、切り替え後銘柄、レートに対応す
る安定条件、各ゾーンの熱媒温度目安値である。操作量
軌道取得手段8は受け取った切り替え前後の安全運転条
件および熱媒温度目安値、さらに、既に入力のレート、
反応器の予め定められた各ゾーンの容積等のデータを用
いて予め定められた計算式に従って、運転条件軌道を計
算し、シミュレーター4に運転条件軌道を与える。例え
ば、反応器の第4ゾーンの熱媒温度目標軌道は図6のA
点およびB点の座標で与えられる。A点の時間座標は第
1〜3ゾーンまでの滞留時間、具体的には第1〜3ゾー
ンまでの容積(M3)を体積流量(M3 /H)で除した
値が与えられる。ここで体積流量はレートおよび密度か
ら計算される。ここで用いる密度は一定値として操作量
軌道取得手段8に予め持たせてあり、時間座標の原点は
銘柄切り替え開始時間となる。B点の時間座標は第1〜
4ゾーンまでの滞留時間を用いる。A、B点の温度座標
は各々切り替え前後の第4ゾーンの熱媒温度目安値を用
いる。
On the other hand, if the database 7 does not have a desired record, when the operator inputs the number 0, the operation amount trajectory acquisition means 8 in FIG. The operation data in the stable state at is acquired from the database 7. Database 7
In addition to the brand switching record of FIG. 4, the stable operating conditions shown in FIG. 5 are stored for all the brands (for each rate). Be delivered to. The data passed are the reactor inlet composition target value (for each composition), the reactor inlet temperature target value, and the internal temperature target value (for each zone-this target value is safely operated corresponding to the brand and rate before switching). It may be called a condition.), Heat medium temperature standard value (for each zone), brand after switching, stability condition corresponding to rate, and heat medium temperature standard value of each zone. The operation amount trajectory acquisition unit 8 receives the received safe operating conditions before and after the switching, the heat medium temperature reference value, the already input rate,
The operating condition trajectory is calculated according to a predetermined calculation formula using data such as the volume of each predetermined zone of the reactor, and the operating condition trajectory is given to the simulator 4. For example, the heat medium temperature target trajectory of the fourth zone of the reactor is A in FIG.
Given by the coordinates of point and B point. Time coordinates of the point A residence time of up to the first to third zones, in particular given the value obtained by dividing the volume up to the first to third zone (M 3) at a volume flow rate (M 3 / H). Here the volumetric flow rate is calculated from the rate and the density. The density used here is previously held in the manipulated variable trajectory acquisition means 8 as a constant value, and the origin of the time coordinate is the brand switching start time. The time coordinates of point B are 1st to 1st.
Residence times of up to 4 zones are used. As the temperature coordinates at points A and B, the heat medium temperature reference values in the fourth zone before and after switching are used.

【0039】操作量軌道取得手段8からプラント状態量
演算手段6には銘柄切り替え予定日時が与えられる。プ
ラント状態量演算手段6は、定刻ごとにDCS2から図
2の反応器入り口の温度および組成、各ゾーン31〜3
9の内部温度51〜59および各熱媒41〜49の温度
の値を受け取り、各ゾーンのUを計算し、計算結果を各
ゾーンごとにUのトレンドとして保存しておく。プラン
ト状態量演算手段6は操作量軌道取得手段8から予定日
時を取得することにより起動され、この予定日時におけ
る各ゾーンのUの予測値をUのトレンドの最近20日分
を直線近似し外挿して計算する。計算結果はシミュレー
ター4に与えられる。
From the manipulated variable trajectory acquisition means 8 to the plant state quantity calculation means 6, the scheduled date and time of brand change are given. The plant state quantity computing means 6 measures the temperature and composition of the DCS 2 to the reactor inlet of FIG.
The values of the internal temperatures 51 to 59 of 9 and the temperatures of the heat mediums 41 to 49 are received, U of each zone is calculated, and the calculation result is stored as a trend of U for each zone. The plant state quantity computing means 6 is activated by acquiring the scheduled date and time from the manipulated variable trajectory obtaining means 8, and the predicted value of U in each zone at this scheduled date and time is extrapolated by linearly approximating the latest 20 days of the trend of U. Calculate. The calculation result is given to the simulator 4.

【0040】シミュレーター4は操作量軌道取得手段8
およびプラント状態量演算手段から与えられた運転条件
軌道および各ゾーンのUにより非定常状態の制御量のシ
ミュレーションを行い、予め定めた領域、時間刻みごと
に内部温度,組成,分子量等を計算する。計算結果は運
転条件軌道と共に評価手段9に与えられる。
The simulator 4 is a manipulated variable trajectory acquisition means 8
Also, an unsteady state controlled variable is simulated by the operating condition trajectory and U of each zone given from the plant state quantity calculating means, and the internal temperature, composition, molecular weight, etc. are calculated for each predetermined region and time step. The calculation result is given to the evaluation means 9 together with the operating condition trajectory.

【0041】シミュレーションのモデルはプラグフロー
モデルを採用すると、非定常状態では基礎式が偏微分方
程式となるため、基礎式が常微分方程式となる完全混合
槽列モデルを採用し、さらにシミュレーション結果の内
部温度と各ゾーンの内部温度が1対1の対応が取れるよ
うに、ゾーン数を9(図3参照)、完全混合槽の数を各
ゾーン30槽、合計270槽とした。
When the plug flow model is adopted as the simulation model, the basic equation becomes a partial differential equation in the unsteady state. Therefore, a perfect mixing tank array model in which the basic equation becomes an ordinary differential equation is adopted. The number of zones was set to 9 (see FIG. 3) and the number of complete mixing tanks was set to 30 in each zone, 270 tanks in total, so that the temperature and the internal temperature of each zone could be in a one-to-one correspondence.

【0042】シミュレーター4は非定常状態のシミュレ
ーションを行うにあたり、まず各完全混合槽の温度や組
成等の初期条件を算出する必要がある。この初期条件は
非定常状態のシミュレーションに用いるモデルと等価な
モデルを用いた定常状態のシミュレーションにより算出
する。完全混合槽のマスバランス、ヒートバランスにつ
いては「化学工学III」(大竹伝雄著、岩波全書)等
に詳しく掲載されているが具体例としてモノマー濃度の
計算方法を示しておく。各槽のモノマー濃度についての
バランス式は下記の(数1)式の通りであり、プラント
の入口の操作量を初期値として第1槽から順に最終槽ま
で解いていくが、第N槽のモノマー濃度を計算するのに
第Nー1槽の値の他、第N槽のラジカル濃度や密度、活
量係数、反応速度定数などが必要となる、つまり連立方
程式となっている。連立方程式の解法には種々あるが、
本実施例では第N槽の各値を計算し各仮定値と各計算値
とを比較して差が基準値より小さければ各計算値を正と
し、差が大きければ各仮定値を修正して差が基準値より
も小さくなるまで再度計算を行う方法を採用した。
When the simulator 4 performs a simulation in an unsteady state, it is necessary to first calculate initial conditions such as temperature and composition of each complete mixing tank. This initial condition is calculated by steady-state simulation using a model equivalent to the model used for unsteady-state simulation. The mass balance and heat balance of the complete mixing tank are described in detail in “Chemical Engineering III” (Oden Takeo, Iwanami Zensho) and the like, but the calculation method of the monomer concentration is shown as a specific example. The balance formula for the monomer concentration in each tank is as shown in the following (Equation 1), and the amount of operation at the inlet of the plant is used as an initial value to solve from the first tank to the last tank in order. In order to calculate the concentration, in addition to the value of the N-1st tank, the radical concentration and density of the Nth tank, the activity coefficient, the reaction rate constant, etc. are necessary, that is, they are simultaneous equations. There are various solutions to simultaneous equations,
In this embodiment, each value of the Nth tank is calculated, each assumed value is compared with each calculated value, and if the difference is smaller than the reference value, each calculated value is positive, and if the difference is large, each assumed value is corrected. We adopted a method to calculate again until the difference becomes smaller than the reference value.

【0043】[0043]

【数1】 F(MN-1 −MN )−KNN ρNN γNN =0 この式で用いられている記号は下記の通りである。[Number 1] F (M N-1 -M N ) -K N V N ρ N R N γ N M N = 0 symbols used in this formula is as follows.

【0044】F:流量(KG/H) M:モノマー濃度(KG/KG) K:反応速度定数(/H) V:槽の容積(M3 ) ρ:密度(KG/M3 ) R:ラジカル濃度(KG/KG) γ:活量係数(−) 添え字Nは第N槽を示す。また、N−1=0は反応器入
り口を示す。
F: flow rate (KG / H) M: monomer concentration (KG / KG) K: reaction rate constant (/ H) V: tank volume (M 3 ) ρ: density (KG / M 3 ) R: radical Concentration (KG / KG) γ: Activity coefficient (−) The subscript N indicates the Nth tank. N-1 = 0 indicates the entrance of the reactor.

【0045】上記計算を行う際に、切り替え日時の各ゾ
ーンのUの予測値により各ゾーンの熱媒温度軌道の補正
を同時に行う。具体的には各槽の温度はヒートバランス
式により上流から順に求めていくが、その際必要な熱媒
温度は操作量軌道取得手段8から与えられた切り替え前
の値を初期値として計算し、内部温度測定位置に対応す
る槽まで計算が進んだ段階で、その槽の内部温度の計算
値と操作量軌道取得手段8から与えられた目標値とを比
較して、計算値と目標値の差が基準値より小さくなるま
で熱媒温度を修正し、そのゾーンの初めの槽から再度計
算する。差が基準値よりも小さくなった、その時の熱媒
温度をそのゾーンの熱媒温度と定める。また、切替後の
運転条件でも同様の計算を行い、熱媒温度を補正する。
さらに熱媒温度目標軌道の切替中の値は比例配分して補
正する。この補正により、従来はそのまま用いることの
できなかった過去の熱媒温度軌道が利用できるようにな
った。
When performing the above calculation, the heating medium temperature trajectory of each zone is simultaneously corrected by the predicted value of U of each zone at the switching date and time. Specifically, the temperature of each tank is sequentially obtained from the upstream by a heat balance formula. At that time, the required heat medium temperature is calculated by using the value before switching given from the manipulated variable trajectory acquisition means 8 as an initial value, When the calculation has proceeded to the tank corresponding to the internal temperature measurement position, the calculated value of the internal temperature of the tank is compared with the target value given from the manipulated variable trajectory acquisition means 8, and the difference between the calculated value and the target value is compared. Correct the heat transfer medium temperature until is less than the reference value and recalculate from the first tank in the zone. The heat medium temperature at that time when the difference becomes smaller than the reference value is defined as the heat medium temperature of the zone. Also, the same calculation is performed under the operating conditions after switching to correct the heat medium temperature.
Further, the value during switching of the heating medium temperature target trajectory is proportionally distributed and corrected. With this correction, past heat medium temperature trajectories that could not be used as they were in the past can now be used.

【0046】初期条件が求まれば、シミュレーター4は
さらに非定常状態の演算を実施し、各槽の内部温度の
他、モノマー濃度、分子量、ラジカル濃度、密度、粘度
等を計算する。具体例としてモノマー濃度の計算方法を
示す。各槽のモノマー濃度に関するマスバランス式は下
記数2式で表される。非定常状態の演算式は微分方程式
になり他のマスバランス式およびヒートバランス式と合
わせて連立常微分方程式となる。本実施例では解法には
ルンゲクッタ法を用いたが、事前に定めた時間刻みごと
に第1槽から順に最終槽までの計算を繰り返し、事前に
定めた時間まで演算を行う。
When the initial conditions are obtained, the simulator 4 further executes an unsteady state calculation to calculate the monomer concentration, molecular weight, radical concentration, density, viscosity, etc. in addition to the internal temperature of each tank. As a specific example, a method for calculating the monomer concentration will be shown. The mass balance equation relating to the monomer concentration in each tank is expressed by the following equation 2. The non-steady-state operation formula is a differential equation, which is combined with other mass balance equations and heat balance equations to form a simultaneous ordinary differential equation. In this embodiment, the Runge-Kutta method is used as the solution, but the calculation from the first tank to the last tank is repeated in order at predetermined time intervals, and the calculation is performed until a predetermined time.

【0047】[0047]

【数2】 FN-1N-1 −FNN −KNN ρNN γNN =VN (d(ρNN )/dt) この式で用いられている記号は下記の通りである。[Number 2] F N-1 M N-1 -F N M N -K N V N ρ N R N γ N M N = V N (d (ρ N M N) / dt) is used in this formula The symbols are as follows.

【0048】F:流量(KG/H) M:モノマー濃度(KG/KG) K:反応速度定数(/H) V:槽の容積(M3 ) ρ:密度(KG/M3 ) R:ラジカル濃度(KG/KG) γ:活量係数(−) t:時間(H) d:微分記号 添え字Nは第N槽を示す。また、N−1=0は反応器入
り口を示す。
F: flow rate (KG / H) M: monomer concentration (KG / KG) K: reaction rate constant (/ H) V: tank volume (M 3 ) ρ: density (KG / M 3 ) R: radical Concentration (KG / KG) γ: Activity coefficient (−) t: Time (H) d: Differential symbol Subscript N indicates the Nth tank. N-1 = 0 indicates the entrance of the reactor.

【0049】数2式は第N槽の単位時間あたりのモノマ
ー濃度の変化(d(ρNN )/dt)が隣接の第N−
1槽のモノマー濃度により定まることを示している。換
言すると、ある時点のモノマー濃度は前の時点の第N
槽、第N−1槽のモノマー濃度およびその他、上記第N
槽の状態値により定まることを示している。演算が終了
したらシミュレーター4は演算結果を評価手段9に与え
る。評価手段9は予め定めた評価基準に従って演算結果
を評価し、評価基準が満たされている場合は、スイッチ
12を閉じ表示装置10に演算結果を表示し、評価基準
が満たされていない場合は、運転条件軌道を予め定めら
れたルールに従い補正して、シミュレーター4に与え、
再度シミュレーションを実行させる。スイッチ12は演
算結果を表示するプログラムへの切り替え機能であり、
スイッチ12を閉じるとは結果表示プログラムを起動さ
せることを意味する。ここで用いる評価基準は図2の各
ゾーンの後部温度51〜59に相当する槽の内部温度お
よび反応器出口22の分子量について設けてあり、それ
ぞれ絶対値および安定するまでの時間について設けてあ
る。この評価基準が満たされない場合は、評価基準を満
たさないゾーンを含めて上流側のゾーンの熱媒入口温度
軌道を補正する。熱媒入口温度軌道以外の運転条件軌道
は、評価手段9では自動変更せず、表示装置10に表示
後、入力装置11から入力する形態を採っている。評価
手段9の評価は予め定めた回数を上限に行い、評価回数
が上限を越えた場合には、評価基準が満たされなくても
演算結果を表示装置10に表示する。
In the equation 2, the change in the monomer concentration per unit time in the N-th tank (d (ρ N MN ) / dt) is adjacent to the N-th
It is shown that it is determined by the monomer concentration in one tank. In other words, the monomer concentration at a certain time point is the Nth time point at the previous time point.
Tank, monomer concentration of N-1th tank and others, above Nth tank
It is shown that it depends on the condition value of the tank. When the calculation is completed, the simulator 4 gives the calculation result to the evaluation means 9. The evaluation means 9 evaluates the calculation result in accordance with a predetermined evaluation standard. When the evaluation standard is satisfied, the switch 12 is closed and the calculation result is displayed on the display device 10. When the evaluation standard is not satisfied, Correct the driving condition trajectory according to a predetermined rule and give it to the simulator 4,
Run the simulation again. The switch 12 is a function for switching to a program for displaying the calculation result,
Closing the switch 12 means activating the result display program. The evaluation criteria used here are provided for the internal temperature of the tank and the molecular weight of the reactor outlet 22 corresponding to the rear temperature 51 to 59 of each zone in FIG. 2, and are provided for the absolute value and the time until stabilization. If this evaluation criterion is not satisfied, the heat medium inlet temperature trajectory of the upstream zone including the zone that does not satisfy the evaluation criterion is corrected. The operating condition trajectories other than the heat medium inlet temperature trajectory are not automatically changed by the evaluation means 9, but are displayed on the display device 10 and then input from the input device 11. The evaluation of the evaluation means 9 is performed up to a predetermined number of times. When the number of evaluations exceeds the upper limit, the calculation result is displayed on the display device 10 even if the evaluation criteria are not satisfied.

【0050】以上述べたシミュレーションに対する評価
修正処理を具体例を以て詳細に説明する。図2の第5ゾ
ーン55の内部温度の演算結果が図7の曲線に示すよう
に変化したとする。温度の絶対値については切り替え前
目標温度と切り替え後目標温度の高い方の温度+T1お
よび、切り替え前目標温度と切り替え後目標温度の低い
方の温度−T2の間を正常範囲と定める(図7参照)。
ここでT1、T2は予め定めた値である。図7において
はD点からE点までの区間で正常範囲を逸脱しており評
価基準を満たさないと判断される。状態が安定するまで
の時間とは、切替後目標温度±T3の範囲を外れなくな
った点(F点)の時間t2と切り替え前目標温度±T3
の範囲を初めて外れた点(C点)の時間t1の差t3で
ある。ここでT3は予め定めた値である。t3が予め定
めた安定限界時間t4より大きければ、基準を満たさな
いと判断される。基準を満たさないゾーンが複数発生し
た場合には、上流より順に補正を行って行く。この例で
は第5ゾーンが基準を満たさなかった最上流のゾーンで
あった。
The evaluation correction process for the simulation described above will be described in detail with a specific example. It is assumed that the calculation result of the internal temperature of the fifth zone 55 in FIG. 2 changes as shown by the curve in FIG. Regarding the absolute value of the temperature, the normal range is defined between the higher temperature + T1 of the target temperature before switching and the target temperature after switching and the temperature -T2 of the lower target temperature before switching and the lower target temperature after switching (see FIG. 7). ).
Here, T1 and T2 are predetermined values. In FIG. 7, the evaluation range is deviated from the normal range in the section from point D to point E, and it is determined that the evaluation criteria are not satisfied. The time until the state stabilizes is the time t2 at the point (F point) where the target temperature after switching does not deviate from the target temperature ± T3 and the target temperature before switching ± T3.
It is the difference t3 of the time t1 of the point (point C) which is out of the range of (1) for the first time. Here, T3 is a predetermined value. If t3 is longer than a predetermined stability limit time t4, it is determined that the criterion is not satisfied. When a plurality of zones that do not satisfy the standard occur, correction is performed in order from the upstream. In this example, the fifth zone was the most upstream zone that did not meet the criteria.

【0051】評価基準を満たさないゾーンがあれば、上
流側各ゾーンの出口に相当する槽のモノマー濃度を予め
定めた評価基準と比較し、基準を満たさないゾーンのう
ち最上流のゾーンの熱媒目標温度軌道を補正する。上流
側全てのゾーンでモノマー濃度についての基準が満たさ
れていれば、内部温度が基準を満たさなかったゾーンの
熱媒目標温度軌道を補正する。
If there is a zone that does not satisfy the evaluation criteria, the monomer concentration of the tank corresponding to the outlet of each upstream zone is compared with a predetermined evaluation criteria, and the heat medium of the most upstream zone among the zones that do not meet the criteria is compared. Correct the target temperature trajectory. If the standard for the monomer concentration is satisfied in all the zones on the upstream side, the heat medium target temperature trajectory of the zone where the internal temperature does not satisfy the standard is corrected.

【0052】モノマー濃度についての基準(本発明の制
御基準に対応)を図8を用いて説明する。図8に示す曲
線は第3ゾーンのモノマー濃度の時間に対する演算結果
であり、第3ゾーンが基準を満たさない最上流のゾーン
であった。切り替え前の状態から切り替え後の状態に遷
移する過程において、演算値がM0(切り替え前の演算
値)±M1(上下限範囲)の範囲を初めて外れたG点
(時間t5)から切替後のモノマー濃度の範囲(M3±
M2(図8参照)の範囲を外れなくなったH点(時間t
6)の間の区間において、(M0,t5),(M2,t
6)の点を結ぶ直線を引き、直線の上下±M4の範囲を
正常範囲とする。曲線がこの範囲を外れたら評価基準を
満たさないと、判断する。図8の例ではI点からJ点ま
での区間が正常範囲を逸脱しているので、評価基準を満
たさないと判断される。ここで、M1、M3、M4は予
め定めた値であり、M4>M1、M4>M3の関係があ
る。
The standard for the monomer concentration (corresponding to the control standard of the present invention) will be described with reference to FIG. The curve shown in FIG. 8 is the calculation result of the monomer concentration in the third zone with respect to time, and the third zone was the most upstream zone that did not satisfy the standard. In the process of transitioning from the state before switching to the state after switching, the monomer after switching from the point G (time t5) where the calculated value first deviates from the range of M0 (calculated value before switching) ± M1 (upper and lower limit range). Concentration range (M3 ±
The H point (time t) that does not deviate from the range of M2 (see FIG. 8)
In the section between 6), (M0, t5), (M2, t
A straight line connecting the points 6) is drawn, and the range above and below the straight line ± M4 is defined as the normal range. If the curve deviates from this range, it is judged that the evaluation criteria are not satisfied. In the example of FIG. 8, since the section from point I to point J deviates from the normal range, it is determined that the evaluation criterion is not satisfied. Here, M1, M3, and M4 are predetermined values, and have a relationship of M4> M1 and M4> M3.

【0053】熱媒目標温度軌道の補正方法の一例につい
て図9を用いて説明する。図9の曲線は第3ゾーンのモ
ノマー濃度の演算結果であり、折れ線は第3ゾーンの熱
媒目標温度軌道、破線は補正後の第3ゾーンの熱媒温度
目標軌道であり、モノマー濃度はI点(時間t7)から
J点(時間t8)の区間で上記正常範囲から外れてい
る。熱媒温度目標軌道補正区間はt7−t9からt8−
t9の区間(図9参照)であり、補正方向はモノマー濃
度演算値の正常範囲から外れる方向と同じ方向であり、
補正量はT4xM5である。熱媒温度目標軌道は折れ線
の頂点の座標としてメモリーに格納されている関係上、
実際には補正区間の前後も含めて図9のように補正され
る。
An example of a method of correcting the heat medium target temperature trajectory will be described with reference to FIG. The curve in FIG. 9 is the calculation result of the monomer concentration in the third zone, the broken line is the heat medium target temperature trajectory of the third zone, the broken line is the corrected heat medium temperature target trajectory of the third zone, and the monomer concentration is I The range from the point (time t7) to the point J (time t8) is outside the normal range. The heat medium temperature target trajectory correction section is from t7-t9 to t8-
In the section of t9 (see FIG. 9), the correction direction is the same as the direction out of the normal range of the monomer concentration calculation value,
The correction amount is T4 × M5. Since the heat medium temperature target trajectory is stored in the memory as the coordinates of the vertex of the polygonal line,
Actually, the correction is performed as shown in FIG. 9 including before and after the correction section.

【0054】1ゾーン補正するごとに、図1の評価手段
は修正した熱媒温度目標軌道および演算指令をシミュレ
ーター4に与え、シミュレーター4により非定常の演算
を再度実行し、演算結果を評価手段に返す。評価手段9
は評価基準が満たされるまでまたは予め定めた評価繰り
返し回数に達するまで評価、修正を繰り返す。
Every time one zone is corrected, the evaluation means of FIG. 1 gives the corrected target temperature of the heat medium temperature and the operation command to the simulator 4, the simulator 4 re-executes the unsteady operation, and the operation result is sent to the evaluation means. return. Evaluation means 9
Evaluates and corrects until the evaluation criteria are met or a predetermined number of evaluation iterations is reached.

【0055】評価が終了したら、評価手段9はスイッチ
12に相当する表示プログラムを起動し、表示装置10
に演算結果を表示させる。表示装置10では横軸を時
間、縦軸を反応器の位置(各槽に相当)として表示した
い演算結果の高低を色で表した3次元グラフ、及び横軸
を時間または反応器の位置、縦軸を表示したい演算結果
とした2次元グラフを表示する。2次元グラフは上記3
次元グラフの任意の位置での断面表示となる。
When the evaluation is completed, the evaluation means 9 activates the display program corresponding to the switch 12, and the display device 10
Display the calculation result on. In the display device 10, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the position of the reactor (corresponding to each tank). The three-dimensional graph showing the height of the calculation result in color, and the horizontal axis the time or the position of the reactor, the vertical axis. Display a two-dimensional graph as the calculation result for which you want to display the axis. The two-dimensional graph is 3 above
The cross-section is displayed at any position on the dimensional graph.

【0056】運転条件軌道の補正は表示装置10に表示
される運転条件軌道の頂点の時間および設定値を入力装
置11であるマウスおよびキーボード用いて前回用いた
値を書き換えることにより行う。上記時間および設定値
を修正した後入力装置11からの指示によりシミュレー
ション演算をシミュレーター4に再実行させる。また、
入力装置11からの設定指令の入力により、スイッチ1
3を閉じプログラム制御装置2に各ゾーンの目標軌道を
含む運転上軌道および切り替え予定日時を与える。ここ
で、スイッチ13はDCS2の目標軌道ファイルへの書
き込みプログラムでありスイッチ13を閉じると、この
書き込みプログラムを起動することを意味する。DCS
標準機能で制御を行うために、シミュレーター4からプ
ログラム制御装置2に内部温度目標軌道についてのデー
タを与える際に内部温度目標軌道は折れ線に近似し、そ
の頂点の座標で与える。
The correction of the operating condition trajectory is performed by rewriting the time and the set value of the apex of the operating condition trajectory displayed on the display device 10 using the mouse and keyboard as the input device 11 to rewrite the values used last time. After correcting the time and the set value, the simulator 4 is made to re-execute the simulation operation according to the instruction from the input device 11. Also,
By inputting a setting command from the input device 11, the switch 1
3 is closed and the program control device 2 is provided with the operating trajectory including the target trajectory of each zone and the scheduled switching date and time. Here, the switch 13 is a program for writing to the target trajectory file of the DCS 2, and it means that when the switch 13 is closed, this writing program is started. DCS
In order to perform control by the standard function, when the simulator 4 gives the data about the internal temperature target trajectory to the program controller 2, the internal temperature target trajectory is approximated to a polygonal line and given at the coordinates of its apex.

【0057】プログラム制御装置2は特に変更のない限
り、切り替え予定日時になると、プラントに対してプロ
グラム制御を開始し、各ゾーンの内部温度を除き、シミ
ュレーター4から与えられた各運転条件軌道を設定値と
するPIDと呼ばれる制御を実施する。各ゾーンの内部
温度は与えられた内部温度軌道を設定値として対応する
熱媒入り口温度設定値を補正することにより制御する。
ここで内部温度以外の制御で実績値が設定値に対して内
部温度に影響が出る程度の後れが生じる場合はその後れ
をシミュレーションモデルに取り込んでおく必要があ
る。
Unless there is a particular change, the program controller 2 starts program control for the plant at the scheduled switching date and time, and sets each operating condition trajectory given from the simulator 4 except the internal temperature of each zone. A control called PID that takes a value is executed. The internal temperature of each zone is controlled by correcting the corresponding heat medium inlet temperature set value using the given internal temperature trajectory as a set value.
In this case, if control results other than the internal temperature deviate from the set value to the extent that the internal temperature is affected, it is necessary to incorporate the deviation into the simulation model.

【0058】各ゾーンの内部温度は次のように制御を行
う。切り替え制御を行うと、プログラム制御装置(DC
S)2のCPUは切り替え開始からの経過時間に対応す
る各ゾーンの内部温度目標軌道の値を設定値として各ゾ
ーンの内部温度コントローラーに出力する。各ゾーンの
内部温度コントローラーは設定値およびPID演算で、
熱媒温度補正値をCPUに出力する。CPUは切り替え
開始からの経過時間に対応する各ゾーンの熱媒温度目標
軌道の値に熱媒温度補正値を加算して、各ゾーンの熱媒
温度コントローラーに出力する。各ゾーンの熱媒温度コ
ントローラーは、与えられた設定値に基づきPID制御
を行う。
The internal temperature of each zone is controlled as follows. When switching control is performed, the program control device (DC
The CPU of S) 2 outputs the value of the internal temperature target trajectory of each zone corresponding to the elapsed time from the start of switching as a set value to the internal temperature controller of each zone. The internal temperature controller of each zone is set value and PID calculation,
The heat medium temperature correction value is output to the CPU. The CPU adds the heating medium temperature correction value to the value of the heating medium temperature target trajectory of each zone corresponding to the elapsed time from the start of switching, and outputs it to the heating medium temperature controller of each zone. The heat medium temperature controller of each zone performs PID control based on the given set value.

【0059】さらに各ゾーンの熱媒温度補正値を算出す
るのに、本実施例ではファジー推論手段5を備えており
上記PID制御に替えてファジー制御を用いることがで
きるがファジー制御のほうが内部温度のオーバーシュー
ト等を減らすことができた。ファジー推論手段5は予め
定めた時間ごとに各内部温度の実績値および各内部温度
の設定値をサンプリングし、実測値と設定値の偏差およ
び実測値の変化率と設定値の変化率との偏差をメンバー
シップ関数として予め定めたルールに従い、各々対応す
る熱媒温度の補正値を算出し熱媒温度軌道を補正するこ
とによりファジ−制御を実施する。
Further, in order to calculate the heat medium temperature correction value of each zone, in the present embodiment, fuzzy inference means 5 is provided and fuzzy control can be used instead of the above PID control, but fuzzy control is more suitable for internal temperature. It was possible to reduce the overshoot and so on. The fuzzy inference means 5 samples the actual value of each internal temperature and the set value of each internal temperature for each predetermined time, and deviates between the measured value and the set value and the deviation between the measured value and the set value. The fuzzy control is performed by calculating a correction value of the corresponding heat medium temperature and correcting the heat medium temperature trajectory in accordance with a predetermined rule using as a membership function.

【0060】切替中の各ゾーンの内部温度の実測値のト
レンドおよび熱媒の目標値は各運転条件軌道と共にDC
Sのディスクに保存しておき、切替の終了後、操作者に
より入力されるランクと共に、データーベース7に与え
る。ランクをつける目安としては例えば、内部温度制御
がうまく行き、製品中に発生した切り替え中間品の量の
少ない切り替えにはAを、内部温度の制御はうまくいっ
たが中間品の量が多ければBを、内部温度制御がうまく
行かなければCを与える方法を用いることができる。
The trend of the actual measurement value of the internal temperature of each zone being switched and the target value of the heat medium are DC together with the operating condition trajectories.
It is stored in the disk S and is provided to the database 7 together with the rank input by the operator after the switching is completed. As a guide for ranking, for example, if the internal temperature control works well and the amount of switching intermediate product that occurs in the product is small, A is used, and if the internal temperature control is successful but the amount of intermediate product is large, B is used. Can be used if the internal temperature control is not successful.

【0061】以上のように、本実施例のような合成樹脂
の連続塊状重合プロセスの銘柄切替を行えば、従来ベテ
ランオペレーターがノウハウを駆使して切り替え期間中
つきっきりで行っていた銘柄切り替え操作を以下のよう
な簡単な操作だけとなる。すなわち、操作者は、切り替
え予定日時、切り替え前後の銘柄名、およびレートを入
力する操作、表示される過去の実績から適切なデータを
選択する操作、表示されるシミュレーション結果を見て
運転条件の設定指令を与える操作を行えばよく、運転条
件は装置が自動的に作成するので、プロセス制御が安全
かつ確実なものとなる。また、過去の運転実績のない銘
柄切り替えに対しては技術スタッフが時間をかけて運転
条件を検討し、切り替えテストを行って初めて実際の運
転条件が決定されていたのに対して、本実施例では、本
実施例では自動的に運転条件を作成できるので、技術ス
タッフは運転条件作成処理から解放される。本実施例で
は製品の物性に大きく影響を与える反応器出口の分子量
がシミュレーターにより計算できるので、中間品を最小
にし、かつ、安定に切り替えられる運転条件をユーザー
が探索することができる。具体的にはユーザーは表示装
置に表示されるシミュレーション結果を見ながら熱媒温
度条件軌道等の運転条件軌道を修正しながら好ましい運
転条件を探索することができる。また評価手段の評価基
準を変更することにより反応器出口分子量の安定までの
時間を変更したりすることも可能であり、これらの処理
を併用することにより好適な運転条件を見つけることが
できる。
As described above, if the brand switching in the continuous bulk polymerization process of synthetic resin as in this embodiment is performed, the brand switching operation conventionally performed by the experienced operator with full know-how is as follows. It's just a simple operation like. That is, the operator inputs the scheduled switching date and time, the brand names before and after the switching, and the rate, selects appropriate data from the past results displayed, and sets the operating conditions by looking at the displayed simulation results. It is only necessary to perform an operation for giving a command, and the operating conditions are automatically created by the device, so that the process control becomes safe and reliable. In addition, the technical staff took a long time to examine the operating conditions for brand switching without a past operating record, and the actual operating conditions were determined only after conducting a switching test. Then, in the present embodiment, since the operating conditions can be automatically created, the technical staff is freed from the operating condition creating process. In this embodiment, since the molecular weight of the reactor outlet, which greatly affects the physical properties of the product, can be calculated by the simulator, the user can search for the operating condition that minimizes the intermediate product and enables stable switching. Specifically, the user can search the preferable operating condition while correcting the operating condition trajectory such as the heating medium temperature condition trajectory while viewing the simulation result displayed on the display device. It is also possible to change the time until the molecular weight of the reactor outlet stabilizes by changing the evaluation criteria of the evaluation means, and it is possible to find suitable operating conditions by using these treatments together.

【0062】さらに本実施例では各ゾーンの内部温度を
隣接位置の温度から求めており、制御に余裕があるよう
に定めるので、運転条件軌道における内部温度と熱媒温
度の関係についての精度が悪くても制御時にプログラム
制御装置による自動補正が可能という利点がある。加え
て、本実施例では自動作成された運転条件軌道をユーザ
が表示装置により確認でき、必要があれば入力装置によ
り運転条件軌道を修正できるので、最適な運転条件を設
定できる。
Further, in this embodiment, the internal temperature of each zone is obtained from the temperature at the adjacent position, and the control is determined so that there is a margin. Therefore, the accuracy of the relationship between the internal temperature and the heat medium temperature in the operating condition trajectory is poor. However, there is an advantage that automatic correction can be performed by the program control device during control. In addition, in this embodiment, the user can check the automatically created operating condition trajectory on the display device, and if necessary, the operating condition trajectory can be corrected by the input device, so that optimum operating conditions can be set.

【0063】本実施例の他に次の例を実施できる。In addition to this embodiment, the following example can be carried out.

【0064】1) 本実施例ではシミュレーション結果
をグラフ表示するようにしているがデータベースの検索
の対象となる過去の運転実績を指定してグラフ表示する
ことも可能である。
1) In the present embodiment, the simulation result is displayed as a graph, but it is also possible to specify the past operation record to be searched for in the database and display it in a graph.

【0065】2) シミュレーターに用いるコンピュー
ターはシミュレーションの演算量に応じて定めれば良く
パーソナルコンピューターのような小型のコンピュータ
ーから通信機能を有し、タイムシェアリングのような大
量の情報処理が可能な大型コンピューターを用いること
ができる。
2) The computer used for the simulator may be determined according to the calculation amount of the simulation, and it has a communication function from a small computer such as a personal computer, and is large in size capable of processing a large amount of information such as time sharing. A computer can be used.

【0066】3) 本実施例では運転条件変更制御の一
例として銘柄切替え制御を示したが、他に、生産量のレ
ート制御についての運転条件変更にも本発明を適用する
ことができる。
3) In the present embodiment, the brand switching control is shown as an example of the operating condition changing control, but the present invention can also be applied to changing the operating condition for the rate control of the production amount.

【0067】4) 操作量と制御量の相関関係は数式で
表してもよく、また、操作量の値に制御量の値を対応さ
せたテーブルで表してもよい。
4) The correlation between the manipulated variable and the controlled variable may be expressed by a mathematical expression, or may be expressed by a table in which the value of the controlled variable is associated with the value of the manipulated variable.

【0068】5) 本実施例で用いる評価基準は予めソ
フトウェア上で規定してもよいし、キーボード入力装置
からユーザーが与えるようにしてもよい。いずれの形態
をとるかは、システム内容により定まる。たとえば運転
条件変更内容が一種で、評価基準を固定できる場合はソ
フトウェア上で規定しておく方がユーザの入力操作を省
略できる。
5) The evaluation standard used in this embodiment may be defined in advance in software or may be given by the user from the keyboard input device. Which form to take depends on the system contents. For example, if the operation condition change content is one type and the evaluation criteria can be fixed, it is possible to omit the user's input operation by defining it on the software.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シミュレーションに用いる操作量軌道を自動的に作成で
きるので、操作量作成処理およびそのキー入力操作をユ
ーザーは行う必要がなく、プラントの運転準備時間を短
縮することができる。また、本発明で得られるシミュレ
ーション結果は反応器(プラント)内の隣接の位置の影
響を加味しているので、多段型のプロセスについても十
分に対応できる。
As described above, according to the present invention,
Since the operation amount trajectory used for the simulation can be automatically created, the user does not need to perform the operation amount creating process and its key input operation, and the plant operation preparation time can be shortened. Further, since the simulation result obtained in the present invention takes into consideration the influence of the adjacent position in the reactor (plant), it can sufficiently deal with the multi-stage process.

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

【図1】本実施例のシステム構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of this embodiment.

【図2】本実施例の制御対象となる合成樹脂連続塊状重
合プラントの概略フローを示す模式断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic flow of a synthetic resin continuous bulk polymerization plant that is a control target of this example.

【図3】本実施例の入力情報の表示例を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display example of input information according to the present embodiment.

【図4】切り替え実績に関するデータベースの内容を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing contents of a database relating to a switching record.

【図5】安定状態の運転条件に関するデータベースの内
容を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the contents of a database relating to stable operating conditions.

【図6】熱媒温度目標軌道の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a heating medium temperature target trajectory.

【図7】内部温度の演算結果の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a calculation result of an internal temperature.

【図8】モノマー濃度の演算結果の一例を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a calculation result of a monomer concentration.

【図9】熱媒体目標温度の補正内容を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the contents of correction of the heat medium target temperature.

【図10】操作量軌道取得手段の処理内容を示すフロー
チャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of an operation amount trajectory acquisition unit.

【図11】プラント状態量演算手段の処理内容を示すフ
ローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of the plant state quantity computing means.

【図12】シミュレーターの処理内容を示すフローチャ
ートである。
FIG. 12 is a flowchart showing the processing contents of the simulator.

【図13】評価手段の処理内容を示すフローチャートで
ある。
FIG. 13 is a flowchart showing the processing contents of the evaluation means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御対象プラント 2 プログラム制御装置 3 コンピューター 4 シミュレーター 5 ファジー推論手段 6 プラント状態量演算手段 7 データーベース 8 操作量軌道取得手段 9 評価手段 10 表示装置 11 入力装置 12 スイッチ 13 スイッチ 20 反応器入口 21 反応器 22 反応器出口 31〜39 ゾーン 41〜49 熱媒 51〜59 内部温度 1 Controlled Plant 2 Program Control Device 3 Computer 4 Simulator 5 Fuzzy Inference Means 6 Plant State Calculator 7 Database 8 Manipulation Trajectory Acquisition Means 9 Evaluation Means 10 Display Device 11 Input Device 12 Switch 13 Switch 20 Reactor Inlet 21 Reaction Vessel 22 reactor outlet 31-39 zone 41-49 heat medium 51-59 internal temperature

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラントの運転条件変更制御のために該
プラントの操作状態を示す操作量から該プラントの制御
状態を示す制御量をシミュレーションして実際の運転に
用いる操作量の時系列的な軌道を作成するプロセス制御
システムの運転条件作成方法において、 前記操作量と、前記制御量との間の時系列的な相関関係
および前記制御量に対する評価基準を予め定め、 操作量の軌道を予め与え、 当該与えられた操作量の軌道と前記相関関係とを用いて
制御量の軌道の算出を行い、 当該算出の結果として得られる制御量の軌道が前記評価
基準に合致しているか否かの評価を実行し、 合致の評価が得られない場合は前記与えらた操作量の軌
道の修正を行い、 以下、当該修正した操作量の軌道を新たな与えられた操
作量の軌道として、前記制御量の軌道の算出、前記評価
および前記修正を繰り返し行って、前記制御基準に合致
の評価が得られた時の操作量の軌道を前記運転条件の軌
道として設定することを特徴とするプロセス制御システ
ムの運転条件作成方法。
1. A time-series trajectory of an operation amount used for actual operation by simulating a control amount indicating the control state of the plant from an operation amount indicating the operation state of the plant for controlling the operation condition change of the plant. In the operating condition creating method of the process control system for creating the operation amount, the operation amount, the time series correlation between the control amount and the evaluation criterion for the control amount are predetermined, and the trajectory of the operation amount is given in advance, The trajectory of the controlled variable is calculated using the given trajectory of the manipulated variable and the correlation, and it is evaluated whether or not the trajectory of the controlled variable obtained as a result of the calculation matches the evaluation standard. If the match is not evaluated, the trajectory of the given manipulated variable is corrected, and the trajectory of the corrected manipulated variable is set as a new trajectory of the given manipulated variable. Of the process control system characterized in that the trajectory of the manipulated variable when the evaluation of conformity to the control criterion is obtained is repeatedly set as the trajectory of the operating condition by repeating the calculation of the trajectory, the evaluation and the correction. How to create operating conditions.
【請求項2】 前記プラントの運転条件変更のための運
転制御に実際に用いられた操作量の軌道を示すデータを
データーベースの形態で保存しておき、該データーベー
スから検索したデータを前記初期条件の操作量の軌道と
して与えることを特徴とする請求項1に記載のプロセス
制御システムの運転条件作成方法。
2. The data indicating the trajectory of the manipulated variable actually used for the operation control for changing the operating condition of the plant is stored in the form of a database, and the data retrieved from the database is stored as the initial data. The operating condition creating method for a process control system according to claim 1, wherein the operating condition is given as a trajectory of an operation amount.
【請求項3】 前記プラントは予め複数の領域に分割さ
れており、該領域ごとに前記運転条件の起動の設定を実
行することを特徴とする請求項1に記載のプロセス制御
システムの運転条件作成方法。
3. The operating condition creation of the process control system according to claim 1, wherein the plant is divided into a plurality of regions in advance, and the setting of activation of the operating condition is executed for each region. Method.
【請求項4】 プラントの運転条件変更制御のために該
プラントの操作状態を示す操作量から該プラントの制御
状態を示す制御量をシミュレーションして実際の運転に
用いる操作量の時系列的な軌道を作成するプロセス制御
システムにおいて、 前記操作量と、前記制御量との間の時系列的な相関関係
および前記制御量に対する評価基準を予め定め、 操作量の軌道を与える操作量軌道取得手段と、 当該与えられた操作量の軌道と前記相関関係とを用いて
制御量の軌道の算出を行うシミュレーターと、 当該算出の結果として得られる制御量の軌道が前記評価
基準に合致しているか否かの評価を実行する評価手段
と、 合致の評価が得られない場合は前記評価手段により前記
与えらた操作量の軌道の修正を行い、以下、当該修正し
た操作量の軌道を新たな与えられた操作量の軌道とし
て、前記制御量の軌道の算出、前記評価および前記修正
を繰り返し行って、前記制御基準に合致の評価が得られ
た時の操作量の軌道を前記運転条件軌道と設定すること
を特徴とするプロセス制御システム。
4. A time-series trajectory of an operation amount used for actual operation by simulating a control amount indicating the control state of the plant from an operation amount indicating the operation state of the plant for controlling the operating condition change of the plant. In the process control system for creating the operation amount, the operation amount trajectory acquisition means for predetermining an evaluation criterion for the time series correlation between the operation amount and the control amount and the control amount, and giving an operation amount trajectory, A simulator that calculates the trajectory of the controlled variable using the given trajectory of the manipulated variable and the correlation, and whether or not the trajectory of the controlled variable obtained as a result of the calculation matches the evaluation criteria. If the evaluation means for executing the evaluation and the evaluation of the agreement cannot be obtained, the evaluation means corrects the trajectory of the given operation amount, and As the trajectory of the given operation amount, the trajectory of the operation amount is calculated when the trajectory of the control amount is calculated, the evaluation and the correction are repeatedly performed, and the trajectory of the operation amount when the evaluation of conformity with the control criterion is obtained is the operating condition. A process control system characterized by setting a trajectory.
【請求項5】 実際の前記プラントの運転に際し、設定
された前記運転条件軌道に対応する、前記シミュレータ
ーにより算出された制御量の第1軌道と当該プラントの
測定結果から得られる制御量の第2軌道とを比較し、前
記第2軌道を第1軌道に近づける処理をファジー推論処
理により実行するファジー推論手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項4に記載のプロセス制御システム。
5. In the actual operation of the plant, a first trajectory of a controlled variable calculated by the simulator and a second controlled variable obtained from the measurement result of the plant corresponding to the operating condition trajectory set. The process control system according to claim 4, further comprising fuzzy inference means for performing a process of comparing the orbit with the orbit and bringing the second orbit closer to the first orbit by a fuzzy inference process.
【請求項6】 プラントの運転条件変更制御のために該
プラントの操作状態を示す操作量から該プラントの制御
状態を示す制御量をシミュレーションして実際の運転に
用いる操作量の時系列的な軌道を作成するプロセス制御
システムの運転条件作成方法において、 前記プラントを分割した複数の槽を想定し、 前記制御量についての隣接の前記槽の間の関係と前記槽
の各々自身についての前記操作量と前記制御量との間の
時系列的な関係とを含めた演算式を予め定め、 銘柄切り替え開始時点を起点、前記プラントの入り口の
操作量を初期値として前記演算式を用いて全ての槽につ
いて時系列的な制御量を計算することにより前記プラン
トのシミュレーションを行うことを特徴とするプロセス
制御システムの運転条件作成方法。
6. A time-series trajectory of an operation amount used for actual operation by simulating a control amount indicating the control state of the plant from an operation amount indicating the operation state of the plant for controlling the operation condition change of the plant. In a method for creating operating conditions of a process control system, a plurality of tanks obtained by dividing the plant are assumed, the relationship between the adjacent tanks for the control amount, and the operation amount for each of the tanks themselves. A calculation formula including a time-series relationship with the control amount is determined in advance, and the operation amount at the entrance of the plant is used as an initial value for all tanks using the calculation formula as a starting point from the start of brand switching. A method for creating operating conditions of a process control system, characterized in that the plant simulation is performed by calculating a time-series controlled variable.
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