JPH09128057A - 調節弁の非線形性補償制御装置 - Google Patents
調節弁の非線形性補償制御装置Info
- Publication number
- JPH09128057A JPH09128057A JP28121295A JP28121295A JPH09128057A JP H09128057 A JPH09128057 A JP H09128057A JP 28121295 A JP28121295 A JP 28121295A JP 28121295 A JP28121295 A JP 28121295A JP H09128057 A JPH09128057 A JP H09128057A
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- valve
- flow rate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 弁の入口出口の圧力変化に関係なく調節弁を
線形に制御する。 【解決手段】 流量指令値Ｗsと流量検出値Ｗdとの偏差
がなくなるように調節弁２をＰＩＤ制御するものにおい
て、調節弁２の入口圧力Ｐ1，出口圧力Ｐ2を検出する圧
力検出器１１，１２と、この圧力検出値Ｐ1，Ｐ2から補
正量１／√（Ｐ1−Ｐ2）を演算し、ＰＩＤ制御部６から
の弁開度信号βを補正して調節弁２を制御する補正制御
部１３とを設ける。調節弁の数値モデルは、Ｗ＝（Ｃv
／１．１７）×√（Ｐ1−Ｐ2）×βで表されるので、弁
開度信号βを１／√（Ｐ1−Ｐ2）で補正して調節弁２を
制御すればＰ1，Ｐ2の変化に関係なくＷ＝（Ｃv／１．
１７）βとなり、流量Ｗは弁開度信号βに比例する。し
たがって流量Ｗを弁開度βに対し線形に制御できる。
（Ｃv：調節弁の容量を示すＣv値）
線形に制御する。 【解決手段】 流量指令値Ｗsと流量検出値Ｗdとの偏差
がなくなるように調節弁２をＰＩＤ制御するものにおい
て、調節弁２の入口圧力Ｐ1，出口圧力Ｐ2を検出する圧
力検出器１１，１２と、この圧力検出値Ｐ1，Ｐ2から補
正量１／√（Ｐ1−Ｐ2）を演算し、ＰＩＤ制御部６から
の弁開度信号βを補正して調節弁２を制御する補正制御
部１３とを設ける。調節弁の数値モデルは、Ｗ＝（Ｃv
／１．１７）×√（Ｐ1−Ｐ2）×βで表されるので、弁
開度信号βを１／√（Ｐ1−Ｐ2）で補正して調節弁２を
制御すればＰ1，Ｐ2の変化に関係なくＷ＝（Ｃv／１．
１７）βとなり、流量Ｗは弁開度信号βに比例する。し
たがって流量Ｗを弁開度βに対し線形に制御できる。
（Ｃv：調節弁の容量を示すＣv値）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、調節弁を用いた自
動制御において、調節弁の非線形性を考慮した調節弁の
非線形性補償制御装置に関する。
動制御において、調節弁の非線形性を考慮した調節弁の
非線形性補償制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水の流量を一定制御する場合コン
トローラで調節弁を制御する。即ち図８に示すように、
流量指令値Ｗsと流量検出器３の検出値Ｗdとを加算器４
でつき合わせてその偏差を制御装置５に入力して偏差が
なくなるように調節弁２の開度を制御し、流量を一定に
保つようにしている。図中、Ｓはセンサを示す。
トローラで調節弁を制御する。即ち図８に示すように、
流量指令値Ｗsと流量検出器３の検出値Ｗdとを加算器４
でつき合わせてその偏差を制御装置５に入力して偏差が
なくなるように調節弁２の開度を制御し、流量を一定に
保つようにしている。図中、Ｓはセンサを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、調節弁の入
口側と出口側の圧力差に変動があると、調節弁の開度が
一定であっても流量が変動してしまう現象がある。これ
が調節弁の非線形性と言われるものである。
口側と出口側の圧力差に変動があると、調節弁の開度が
一定であっても流量が変動してしまう現象がある。これ
が調節弁の非線形性と言われるものである。
【０００４】図８の場合、タンク１の水位に関係なく調
節弁その開度に対して流量が１対１の対応で比例する線
形性のものが制御上好ましいが、実際は調節弁の開度が
一定であってもタンク内水位の低下と共に、調節弁入口
圧力が減少して水の流量が減少する。
節弁その開度に対して流量が１対１の対応で比例する線
形性のものが制御上好ましいが、実際は調節弁の開度が
一定であってもタンク内水位の低下と共に、調節弁入口
圧力が減少して水の流量が減少する。
【０００５】このため、調節弁を用いて流量を自動制御
する場合、調節弁入口圧力及び出口圧力が変動すると流
量が変動してしまう。
する場合、調節弁入口圧力及び出口圧力が変動すると流
量が変動してしまう。
【０００６】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、調節
弁の入口及び出口の圧力が変動しても流量が変動するこ
とのない、調節弁の非線形性補償制御装置を提供するこ
とにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、調節
弁の入口及び出口の圧力が変動しても流量が変動するこ
とのない、調節弁の非線形性補償制御装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の調節弁の非線形
補償制御装置は、コントローラで調節弁を制御して流量
を制御する自動制御装置において、調節弁の入口圧力Ｐ
1と出口圧力Ｐ2を検出する圧力計と、この圧力Ｐ1，Ｐ2
から下記の式により補償装置を演算し、コントローラの
出力信号を補償する補償演算部を設けたものである。
補償制御装置は、コントローラで調節弁を制御して流量
を制御する自動制御装置において、調節弁の入口圧力Ｐ
1と出口圧力Ｐ2を検出する圧力計と、この圧力Ｐ1，Ｐ2
から下記の式により補償装置を演算し、コントローラの
出力信号を補償する補償演算部を設けたものである。
【０００８】
【数３】
【０００９】
【発明の実施の形態】まず、本発明の原理について説明
する。
する。
【００１０】（１）流体が液体（水）の場合 調節弁の数値モデルは（１）式で表される。
【００１１】
【数４】
【００１２】 ただし、ＣV：調節弁のＣV値（ＧＡＬ／ｍｉｎ） Ｗ：流量（ｔ／ｈ） Ｐ1：弁入口圧力（Ｋｇｆ／ｃｍ2） Ｐ2：弁出口圧力（Ｋｇｆ／ｃｍ2） β：調節弁の開度 （１）式をブロック図で表すと図４のようになり、弁入
口，出口圧力Ｐ1，Ｐ2が変動すると調節弁の開度βが一
定であっても流量Ｗが変動する。したがって、弁入口，
出口圧力Ｐ1，Ｐ2を検出し、図５のように構成すれば、
圧力Ｐ1，Ｐ2の変動に関係なく開度βに対して流量Ｗを
（２）式のように比例（線形）させることができる。
口，出口圧力Ｐ1，Ｐ2が変動すると調節弁の開度βが一
定であっても流量Ｗが変動する。したがって、弁入口，
出口圧力Ｐ1，Ｐ2を検出し、図５のように構成すれば、
圧力Ｐ1，Ｐ2の変動に関係なく開度βに対して流量Ｗを
（２）式のように比例（線形）させることができる。
【００１３】
【数５】
【００１４】（２）流体が気体（空気）の場合 調節弁の数値モデルは（３）式で表される。
【００１５】
【数６】
【００１６】ただし、ｔ：温度（℃） したがって、弁入口，出口圧力Ｐ1，Ｐ2を検出し、図６
のように構成すれば、圧力Ｐ1，Ｐ2に関係なく（４）式
のように線形にすることができる。
のように構成すれば、圧力Ｐ1，Ｐ2に関係なく（４）式
のように線形にすることができる。
【００１７】
【数７】
【００１８】（３）水蒸気の場合 調節弁の数値モデルは（５）式で表される。
【００１９】
【数８】
【００２０】したがって、弁入口，出口圧力Ｐ1，Ｐ2を
検出し、図７のように構成すれば、Ｐ1，Ｐ2に関係なく
（６）式のように線形にすることができる。
検出し、図７のように構成すれば、Ｐ1，Ｐ2に関係なく
（６）式のように線形にすることができる。
【００２１】
【数９】
【００２２】実施の形態１ 図１に上記（１）の原理に基づく水の制御装置の構成側
を示すもので、１は水の入ったタンク、２はこのタンク
からの流量を調節する調節弁、３は流量検出器、４は設
定された流量指令値Ｗsと検出値Ｗdとの偏差を検出する
加算器、６はこの偏差をＰＩＤ演算して開度信号βを出
力するＰＩＤ制御部。
を示すもので、１は水の入ったタンク、２はこのタンク
からの流量を調節する調節弁、３は流量検出器、４は設
定された流量指令値Ｗsと検出値Ｗdとの偏差を検出する
加算器、６はこの偏差をＰＩＤ演算して開度信号βを出
力するＰＩＤ制御部。
【００２３】１１，１２は調節弁の入口圧力Ｐ1，出口
圧力Ｐ2を検出する圧力検出器、１３は圧力検出値Ｐ1，
Ｐ2から補正量１／√（Ｐ1−Ｐ2）を演算し、ＰＩＤ制
御部６からの開度信号βを補正して調節弁２を制御する
補正制御部である。
圧力Ｐ2を検出する圧力検出器、１３は圧力検出値Ｐ1，
Ｐ2から補正量１／√（Ｐ1−Ｐ2）を演算し、ＰＩＤ制
御部６からの開度信号βを補正して調節弁２を制御する
補正制御部である。
【００２４】以上のように補正制御部１３を設けて上記
補正量を演算してＰＩＤ制御部６からの開度信号βを補
正して調節弁２の開度を制御しているので、図５の制御
ができる。したがって、調節弁２をその入口圧力Ｐ1，
出口圧力Ｐ2の変動に関係なく開度に対する流量を線形
に制御できる。
補正量を演算してＰＩＤ制御部６からの開度信号βを補
正して調節弁２の開度を制御しているので、図５の制御
ができる。したがって、調節弁２をその入口圧力Ｐ1，
出口圧力Ｐ2の変動に関係なく開度に対する流量を線形
に制御できる。
【００２５】実施の形態２ 図２は同じく上記（１）の原理に基づく水のレベル制御
装置の構成例を示すもので、２１はボイラ、２２はボイ
ラへの給水ポンプ、２３はボイラ内の水位を検出するレ
ベル検出器、２は給水ポンプからボイラへの流量を調節
する調節弁、１１，１２は調節弁入口圧力Ｐ1，出口圧
力Ｐ2を検出する圧力検出器、４は設定されたボイラの
レベル指令値Ｌsと検出値Ｌdとの偏差を検出する加算
器、６はこの偏差をＰＩＤ演算して調節弁を制御する開
度信号βを出力するＰＩＤ制御部、１３は圧力検出値Ｐ
1，Ｐ2から補正量１／√（Ｐ1−Ｐ2）を演算し、ＰＩＤ
制御部６からの開度信号βを補正して調節弁２を制御す
る補正制御部である。
装置の構成例を示すもので、２１はボイラ、２２はボイ
ラへの給水ポンプ、２３はボイラ内の水位を検出するレ
ベル検出器、２は給水ポンプからボイラへの流量を調節
する調節弁、１１，１２は調節弁入口圧力Ｐ1，出口圧
力Ｐ2を検出する圧力検出器、４は設定されたボイラの
レベル指令値Ｌsと検出値Ｌdとの偏差を検出する加算
器、６はこの偏差をＰＩＤ演算して調節弁を制御する開
度信号βを出力するＰＩＤ制御部、１３は圧力検出値Ｐ
1，Ｐ2から補正量１／√（Ｐ1−Ｐ2）を演算し、ＰＩＤ
制御部６からの開度信号βを補正して調節弁２を制御す
る補正制御部である。
【００２６】以上のように、図１の場合と同様に補正制
御部を設けてＰＩＤ制御部６からの開度信号βを補正し
て調節弁２の開度を制御しているので、水のレベル制御
において、調節弁を線形に制御できる。
御部を設けてＰＩＤ制御部６からの開度信号βを補正し
て調節弁２の開度を制御しているので、水のレベル制御
において、調節弁を線形に制御できる。
【００２７】実施の形態３ 図３は上記（３）の原理に基づくボイラの蒸気流量制御
装置の構成例を示すもので、２１はボイラ、２はボイラ
から出る蒸気流量を調節する調節弁、３は蒸気流量を検
出する流量検出器、１１，１２は調節弁入口圧力Ｐ1，
出口圧力Ｐ2を検出する圧力検出器、４は設定された蒸
気流量指令値Ｗsと検出値Ｗdとの偏差を検出する加算
器。
装置の構成例を示すもので、２１はボイラ、２はボイラ
から出る蒸気流量を調節する調節弁、３は蒸気流量を検
出する流量検出器、１１，１２は調節弁入口圧力Ｐ1，
出口圧力Ｐ2を検出する圧力検出器、４は設定された蒸
気流量指令値Ｗsと検出値Ｗdとの偏差を検出する加算
器。
【００２８】６はこの偏差をＰＩＤ演算して開度信号β
を出力するＰＩＤ制御部、１４は圧力検出値Ｐ1，Ｐ2か
ら補正量１／√〔（Ｐ1−Ｐ2）（Ｐ1＋Ｐ2）〕を演算
し、ＰＩＤ制御部６からの開度信号βを補正して調節弁
２を制御する補正制御部である。
を出力するＰＩＤ制御部、１４は圧力検出値Ｐ1，Ｐ2か
ら補正量１／√〔（Ｐ1−Ｐ2）（Ｐ1＋Ｐ2）〕を演算
し、ＰＩＤ制御部６からの開度信号βを補正して調節弁
２を制御する補正制御部である。
【００２９】以上のように、補正制御部１４を設けて蒸
気補正量を演算してＰＩＤ制御部６からの開度信号βを
補正して調節弁２の開度を制御しているので、図７の制
御ができる。したがって、調節弁２を線形に制御でき
る。
気補正量を演算してＰＩＤ制御部６からの開度信号βを
補正して調節弁２の開度を制御しているので、図７の制
御ができる。したがって、調節弁２を線形に制御でき
る。
【００３０】なお、ガスの流量を制御する場合、制御装
置は図６と図７で明らかなように同様の構成となるの
で、図３と同様の制御装置でガス流量を制御することが
できる。また、本発明は調節弁を制御するあらゆるコン
トローラに適用できることはいうまでもない。
置は図６と図７で明らかなように同様の構成となるの
で、図３と同様の制御装置でガス流量を制御することが
できる。また、本発明は調節弁を制御するあらゆるコン
トローラに適用できることはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００３２】（１）圧力による調節弁の非線形性を取り
除くことができるので、調節弁の入口，出口の圧力が変
化しても調節弁を線形に制御することができる。
除くことができるので、調節弁の入口，出口の圧力が変
化しても調節弁を線形に制御することができる。
【００３３】（２）このため、圧力変化しても、流量変
化することのない流量の自動制御が可能となる。
化することのない流量の自動制御が可能となる。
【図１】実施の形態１にかかる水の流量制御装置の構成
説明図。
説明図。
【図２】実施の形態２にかかるボイラのレベル制御装置
の構成説明図。
の構成説明図。
【図３】実施の形態３にかかるボイラの蒸気流量制御装
置の構成説明図。
置の構成説明図。
【図４】調節弁の非線形性を考慮しない場合の水の流量
制御ブロック図。
制御ブロック図。
【図５】調節弁を線形制御する場合の水の流量制御ブロ
ック図。
ック図。
【図６】調節弁を線形制御する場合のガスの流量制御ブ
ロック図。
ロック図。
【図７】調節弁を線形制御する場合の水蒸気の流量制御
ブロック図。
ブロック図。
【図８】従来例にかかる水の流量制御装置の構成図。
１…タンク ２…調節弁 ３…流量検出器 ５…制御装置 ６…ＰＩＤ制御部 １１，１２…圧力検出器 １３，１４…補正演算制御部 ２１…ボイラ ２２…給水ポンプ ２３…レベル計。
Claims (2)
- 【請求項１】 コントローラで調節弁を制御して液体流
量を制御する自動制御装置において、 調節弁の入口圧力及び出口圧力を検出する第１，第２の
圧力計と、 この第１，第２の圧力計の検出信号を受けて下記の式に
より補償量を演算し、コントローラの出力信号を補償す
る補償量演算部と、を設けたことを特徴とした調節弁の
非線形補償制御装置。 【数１】 ただし、Ｐ1…調節弁入口圧力 Ｐ2…調節弁出口圧力 - 【請求項２】 コントローラで調節弁を制御してガス又
は蒸気の流量を制御する自動制御装置において、 調節弁の入口及び出口圧力を検出する第１，第２の圧力
計と、 この第１，第２の圧力計の検出信号を受けて下記の式に
より補償量を演算し、コントローラの出力信号を補償す
る補償量演算部と、を設けたことを特徴とした調節弁の
非線形補償制御装置。 【数２】 ただし、Ｐ1…調節弁入口圧力 Ｐ2…調節弁出口圧力
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28121295A JPH09128057A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 調節弁の非線形性補償制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28121295A JPH09128057A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 調節弁の非線形性補償制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09128057A true JPH09128057A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17635927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28121295A Pending JPH09128057A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 調節弁の非線形性補償制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09128057A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113156810A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 大连派思燃气设备有限公司 | 基于模糊pid控制的天然气调压系统 |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP28121295A patent/JPH09128057A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113156810A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-23 | 大连派思燃气设备有限公司 | 基于模糊pid控制的天然气调压系统 |
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