JPH0720904A - プロセス制御装置のリミッタ設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、リミッタ付積分器のリミッ
タ値を関数発生器の後段に有する制限器の設定値に基づ
き自動的に設定することである。 【構成】 本実施例のプロセス制御装置のリミッタ設定
装置は、入力信号ｇを演算処理した出力が設定値以下の
場合は、積分特性に従う処理を行ない、出力が設定値以
上の場合はこの出力は設定値に制限する処理を行なうリ
ミッタ付積分器１と、リミッタ付積分器３から出力され
る信号が非線形な場合には、予め設定されている補正に
従い処理する関数発生器２と、関数発生器２から出力さ
れる信号が設定範囲内に制限し、制御信号を出力すると
ともに、この信号が予め設定されている値に到達した場
合、到達信号を出力する制限器５と、制御器３から到達
信号が出力された場合、その時点のリミッタ付積分器１
から出力されている信号を取り込み、この信号をリミッ
タ付積分器１の設定値として設定する設定器４とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形な特性を有する
制御対象を制御するプロセス制御装置のリミッタ設定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のプロセス制御装置のリミ
ッタ設定装置部分を示すものである。プロセス制御装置
100 （以下、制御装置100 と言う。）は、非線形な制御
対象10の制御を行う制御装置である。

【０００３】制御装置100 には、リミッタ付積分器１お
よび非線形性を補償するための関数発生器２、制御対象
の保護等を目的として、制御対象10への制御信号を制限
する制限器３から構成されているリミッタ設定装置を備
えている。

【０００４】以下、リミッタ設定装置の動作を説明す
る。リミッタ付積分器１は、この出力がリミッタ値に到
達していな場合には通常の積分器として動作し、この出
力がリミッタ値に到達している場合には出力リミッタ値
に制限される。

【０００５】つまり、リミッタ値の範囲内で出力が飽和
することなく動作する積分器である。リミッタ付積分器
１の制御器出力ｂは、設定値ｇにより制限された値であ
る。

【０００６】関数発生器２は、図２のように制御対象の
制御信号ｄに対する応答が非線形な場合に、制御器出力
ｂを補償する目的で設置し、制御器信号ｂを補償した関
数発生器出力ｃを出力する。

【０００７】関数発生器出力ｃは制御対象10の保護を目
的として設置されている制御器３に入力される。ここ
で、制御器３を設定する必要性としては、例えばタービ
ン駆動のポンプ等において通常は流量相当（制御器出力
ｂ）の回転数（関数発生器出力ｃ）を制御信号ｄとする
が、タービンの保護からオーバースピードを監視する必
要があり、関数発生器２の後段に制限器３を設置する必
要がある。

【０００８】ここで、制御器出力ｂに対して、関数発生
器２から出力される関数発生器出力ｃにて制限した制御
していることから、関数発生器２から出力される関数発
生器出力ｃを制限する制限器３の設定値をリミッタ付積
分器１の設定値に設定する必要がある。

【０００９】これらの、リミッタ付積分器１および制限
器３の設定値が対応していないと、図３に示すように制
御器出力ｂの応答性が悪くなる。すなわち、リミッタ付
積分器１および制限器３の設定値は関数発生器２の関係
を維持し合わせる必要がある。つまり、図３において、
リミッタ付積分器１および制限器３の設定値は同一ライ
ンであればいい。同一ラインであれば、応答性が向上す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、リミ
ッタ付積分器１のリミッタ値は設定値ｇにて設定されて
いるが、設定値ｇを制限器３の設定値相当の値を求めて
個別に設定しているため、その設定に応じた関数発生器
２の変更、制限器３の変更の場合に変更ミス、変更忘れ
等の不具合が生じていた。

【００１１】本発明の目的は、リミッタ付積分器１のリ
ミッタ値の変更を関数発生器２後段の制限器３の設定値
に基づき自動的に設定し、関数発生器２の変更、制限器
３の変更も柔軟に対応可能とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力信号
を演算処理した出力が設定値以下の場合は、積分特性に
従う処理を行ない、出力が設定値以上の場合はこの出力
は設定値に制限する処理を行なう積分手段と、前記積分
手段から出力される信号が非線形な場合には、予め設定
されている補正に従い処理する関数発生手段と、前記関
数発生手段から出力される信号が設定範囲内に制限し、
制御信号を出力するとともに、この信号が予め設定され
ている値に到達した場合、到達信号を出力する制限手段
と、前記制限手段から到達信号が出力された場合、その
時点の前記積分手段から出力されている信号を取り込
み、この信号を前記積分手段の設定値として設定する手
段とを有する。

【００１３】第２の発明は、入力信号を演算処理した出
力が設定値以下の場合は、積分特性に従う処理を行な
い、出力が設定値以上の場合はこの出力は設定値に制限
する処理を行なう積分手段と、前記積分手段から出力さ
れる信号が非線形な場合には、予め設定されている補正
に従い処理する関数発生手段と、前記関数発生手段から
出力される信号を設定値内に制限し、制御信号を出力す
る制限手段と、前記制限手段に設定されている設定値を
前記関数発生手段で行われる補正とは逆の補正に従い処
理し、この信号を前記積分手段の設定値として設定する
設定手段とを有することを特徴とする。

【００１４】

【作用】第１の発明のプラント制御装置のリミット設定
装置は、設定値を有する信号が積分手段に入力され、設
定値が設定される。そして、関数発生手段では、積分手
段から出力される信号が非線形な場合には予め設定され
ている補正に従い処理する。そして、制限手段では関数
発生手段から出力される信号が設定範囲内に制限し、制
御信号を出力するとともに、この信号が予め設定されて
いる値に到達した場合、到達信号を出力する。そして、
設定手段では制限手段から到達信号が出力された場合
に、その時点の積分手段から出力されている信号を積分
手段の設定値として設定する。

【００１５】第２の発明のプラント制御装置のリミッタ
設定装置は、設定値を有する信号が積分手段に入力さ
れ、設定値が設定される。そして、関数発生手段では、
積分手段から出力される信号が非線形な場合には予め設
定されている補正に従い処理する。そして制限手段では
関数発生手段から出力される信号が設定範囲内に制限
し、制御信号を出力すると出力する。そして、設定手段
では制限手段に設定されている設定値を関数発生手段で
の補正処理とは逆の補正処理に従い処理し、制限手段の
設定値とし設定する。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例プロセス制御装置
のリミッタ設定装置部分を示すものである。プロセス制
御装置100 （以下、制御装置100 と言う。）は、非線形
な制御対象10の制御を行う制御装置である。

【００１７】制御装置100 には、リミッタ付積分器１お
よび非線形性を補償するための関数発生器２、制御対象
の保護等を目的として、制御対象10への制御信号を制限
するとともに制限器３、リミッタ付積分器１と制限器３
から出力される信号によりリミッタ付積分器１の設定値
を設定する設定器４から構成されているリミッタ設定装
置を備えている。

【００１８】以下、リミッタ設定装置を説明する。リミ
ッタ付積分器１は、この出力がリミッタ値に到達してい
ない場合には通常の積分器として動作し、この出力がリ
ミッタ値に到達している場合には出力リミッタ値に制限
される。

【００１９】つまり、リミッタ値の範囲内で出力が飽和
することなく動作する積分器である。リミッタ付積分器
１の制御器出力ｂは、設定器４からの設定値ｇにより制
限された値である。

【００２０】関数発生器２は、図２のように制御対象の
制御信号ｄに対する応答が非線形な場合に、制御器出力
ｂを補償する目的で設置し、制御器信号ｂを補償した関
数発生器出力ｃを出力する。

【００２１】関数発生器出力ｃは制御対象10の保護を目
的として設置されている制限器３に入力される。ここ
で、制限器３を設定する必要性としては、例えばタービ
ン駆動のポンプ等において通常は流量相当（制御器出力
ｂ）の回転数（関数発生器出力ｃ）を制御信号ｄとする
が、タービンの保護からオーバースピードを監視する必
要があり、関数発生器２の後段に制限器３を設置する必
要がある。

【００２２】ここで、制御器出力ｂに対して、関数発生
器２から出力される関数発生器出力ｃにて制限した制御
していることから、関数発生器２から出力される関数発
生器出力ｃを制限する制限器３の設定値をリミッタ付積
分器１の設定値に設定する必要がある。

【００２３】これらの、リミッタ付積分器１および制限
器３の設定値が対応していないと、図３に示すように制
御器出力ｂの応答性が悪くなる。すなわち、リミッタ付
積分器１および制限器３の設定値は関数発生器２の関係
を維持し合わせる必要がある。

【００２４】つまり、図３において、リミッタ付積分器
１および制限器３の設定値は同一ラインであればいい。
同一ラインであれば、応答性が向上する。制限器３で
は、関数発生器出力ｃが設定値に到達したか否かを検出
し、到達した場合には制限器動作検出用信号ｅを設定器
４に出力する。

【００２５】設定器４に制限器動作検出用信号ｅが出力
されたら、その時点の制御器出力ｂを取り入れ、リミッ
タ付積分器１のリミッタ設定値ｇとしてリミッタ付積分
器１に設定する。

【００２６】なお、リミッタ付積分器１のリミッタ設定
値ｇの初期値は、制御器出力ｂに制限がかからない値と
する。ここで、設定器４の動作を以下詳細に説明する。

【００２７】初期状態において、設定器にて設定されて
いる４のリミッタ設定値ｇは、上／下限値ともリミッタ
付積分器１の出力に対して十分大きい値を設定する。つ
まり、リミッタ付積分器１の出力はリミッタ設定値ｇに
制限されることはない。

【００２８】そこで、制限器３の制限器動作検出用信号
ｅが成立した時に、予め設定器４に入力されている制御
器出力ｂをリミッタ設定値ｇとして設定する。このよう
にして、制限器３の上／下限のリミッタ値相当の値が、
リミッタ付積分器１の上／下限値のリミッタ値として設
定される。

【００２９】以上より、リミッタ付積分器１のリミッタ
値の設定が制限器３の設定のみにより自動的に行うこと
が可能となり、さらに関数発生器２の設定値の変更も柔
軟に対応可能となる。

【００３０】上記実施例に限らず図４に示す様に関数発
生器後段の制限器設定値ｈを関数発生器８（設定関数は
関数発生器２の逆関数）に入力する事により、制御器内
制限器設定値ｇを作成し、自動的に設定する事も可能。

【００３１】

【発明の効果】本発明による回路を設置する事により関
数発生器後段の制限器の設定値に相当する値を制御器内
制限器に自動的に設定する事が可能となり、設定値変更
に対して柔軟な対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の実施例のプロセス制御装置
のリミッタ設定装置の構成図。

【図２】制御器出力と関数発生器出力の対応グラフ。

【図３】プロセス制御装置のリミッタ設定装置の応答性
を示すグラフ。

【図４】本発明の請求項２の実施例のプロセス制御装置
のリミッタ設定装置の構成図。

【図５】従来のプロセス制御装置のリミッタ設定装置の
構成図。

【符号の説明】

１…リミッタ付積分器、２，５…関数発生器、３…制限
器、４…設定器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を演算処理した出力が設定値以
   下の場合は、積分特性に従う処理を行ない、出力が設定
   値以上の場合はこの出力は設定値に制限する処理を行な
   う積分手段と、 前記積分手段から出力される信号が非線形な場合には、
   予め設定されている補正に従い処理する関数発生手段
   と、 前記関数発生手段から出力される信号を設定値内に制限
   し、制御信号を出力するとともに、この信号が予め設定
   されている値に到達した場合、到達信号を出力する制限
   手段と、 前記制限手段から到達信号が出力された場合、その時点
   の前記積分手段から出力されている信号を取り込み、こ
   の信号を前記積分手段の設定値として設定する設定手段
   とを有することを特徴とするプロセス制御装置のリミッ
   タ設定装置。
2. 【請求項２】 入力信号を演算処理した出力が設定値以
   下の場合は、積分特性に従う処理を行ない、出力が設定
   値以上の場合はこの出力は設定値に制限する処理を行な
   う積分手段と、 前記積分手段から出力される信号が非線形な場合には、
   予め設定されている補正に従い処理する関数発生手段
   と、 前記関数発生手段から出力される信号を設定値内に制限
   し、制御信号を出力する制限手段と、 前記制限手段に設定されている設定値を前記関数発生手
   段で行われる補正とは逆の補正に従い処理し、この信号
   を前記積分手段の設定値として設定する設定手段とを有
   することを特徴とするプロセス制御装置のリミッタ設定
   装置。