JPH1165610A - Control parameter automatic adjusting method for cascade loop - Google Patents

Control parameter automatic adjusting method for cascade loop

Info

Publication number
JPH1165610A
JPH1165610A JP22907897A JP22907897A JPH1165610A JP H1165610 A JPH1165610 A JP H1165610A JP 22907897 A JP22907897 A JP 22907897A JP 22907897 A JP22907897 A JP 22907897A JP H1165610 A JPH1165610 A JP H1165610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
simulation
pattern
increasing
decreasing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP22907897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3937194B2 (en
Inventor
Yuji Gomi
裕司 五味
Kiichi Shimada
紀一 島田
Shigeki Murayama
茂樹 村山
Toshio Inoue
敏男 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP22907897A priority Critical patent/JP3937194B2/en
Publication of JPH1165610A publication Critical patent/JPH1165610A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3937194B2 publication Critical patent/JP3937194B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable use of this system in a short time, without grasping the control system of a whole plant by selecting a simulation pattern equivalent to a real pattern obtained by a control time and a controlled variable, deciding the increasing and decreasing direction and increasing and decreasing amounts of plural control parameters, and adding significance for obtaining a weighted mean. SOLUTION: A simulation pattern is prepared by the simulation of an objective plant or a step response test 1 of a real machine, and automatic learning is operated by an automatic learning algorithm 3. In this case, the optimal pattern of a control time and a controlled variable has been set viously, plural control parameters ire increased or decreased so that a relation between the control time and controlled variable of the objective plant can be set as plural simulation patterns. Then, the objective plant is operated, the simulation pattern equivalent to a real pattern obtained from the relation between the control time and the controlled variable, increasing and decreasing direction and the increasing and decreasing amounts of the plural control parameters are decided from the selected simulation pattern, and significance is added for obtaining a weighted mean.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、制御調節器の制御
パラメータを自動設定する方法に関する。
The present invention relates to a method for automatically setting control parameters of a control controller.

【0002】[0002]

【従来の技術】火力発電プラントにおいては、高効率
化、省力化、運用の多様化、保守性向上、環境保全など
のニーズに対し、高温高圧化、全自動化、燃料の多様化
などの機能を追加することにより運用の高度化が図られ
ている。また、各種海外炭を燃料とする石炭焚火力発電
プラントの増加に従い、炭種により異なる水分量、粉砕
性、灰付着特性などに起因するボイラ特性変化などに柔
軟に対応できる制御システムが求められている。
2. Description of the Related Art In a thermal power plant, functions such as high temperature and high pressure, full automation, and diversification of fuels are required to meet needs such as high efficiency, labor saving, diversification of operation, improvement of maintainability, and environmental protection. By adding it, the operation is advanced. In addition, as the number of coal-fired thermal power plants using various types of overseas coal as fuel increases, there is a need for a control system that can flexibly cope with changes in boiler characteristics caused by moisture content, crushability, ash adhesion characteristics, etc., depending on the type of coal. I have.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらの要望を満たす
ために、火力発電プラントの制御システムも、高度化、
高機能化が進められているが、制御調節器としては、P
I(比例・積分)調節器を用いたものが依然として主流
であり、このPI調節器の制御パラメータ(比例ゲイン
Pと積分時間I)を主に調整員の経験に基づき従来設定
していた。
In order to satisfy these demands, the control system of a thermal power plant has also been advanced,
Although advanced functions are being promoted, P
The one using an I (proportional / integral) controller is still mainstream, and the control parameters (proportional gain P and integration time I) of this PI controller have been conventionally set mainly based on the experience of the adjuster.

【0004】そのため火力発電プラントにおける試運転
調整において、以下の問題点があった。 試運転調整を短期間に円滑に完了させるためには、熟
練した調整員が不可欠であるが、プラント数の増加、プ
ラント出力の大容量化に伴い熟練者調整員の不足が深刻
化しており、プラントの操業にも影響が生じるおそれが
ある。 プラント全体の制御システム(APC:Automatic Pow
er Plant Control System )が高度化、高機能化し、調
整員が全ての内容を把握しきれない状況にある。 コスト低減のため、試運転期間の短縮が強く要望され
ている。
[0004] Therefore, there are the following problems in the trial operation adjustment in the thermal power plant. Skilled coordinators are indispensable to complete the commissioning smoothly in a short period of time.However, the shortage of skilled coordinators is increasing due to the increase in the number of plants and the increase in plant output. Operation may be affected. Plant-wide control system (APC: Automatic Pow
er Plant Control System) has become more sophisticated and sophisticated, and the coordinator cannot understand all the details. To reduce costs, there is a strong demand for shortening the trial run period.

【0005】更に、試運転調整後も、以下の課題が生じ
ている。 炭種が短期間(数週間から数カ月)で変化し、かつ炭
種により含有水分量、粉砕性、灰付着特性、燃料比など
が異なるので、炭種切替え毎に制御パラメータを再調整
する必要がある。 炭種が同一でも、石炭水分量が、天候(雨、雪など)
の影響を受け、これにより出炭特性が変化する。 石炭の運用は一炭種だけでなく混炭も行うため混炭後
の石炭性状が明確に把握できない。 石炭は、石炭ヤード、バンカ、ベルトコンベア、ミル
等を経由するため、どの時点で炭種が切り替わったのが
明確でない。
[0005] Further, even after the trial operation adjustment, the following problems occur. Since the coal type changes in a short period (several weeks to several months) and the moisture content, crushability, ash adhesion characteristics, fuel ratio, etc. differ depending on the coal type, it is necessary to readjust the control parameters every time the coal type is switched is there. Even if the coal type is the same, the water content of the coal will change depending on the weather (rain, snow, etc.)
, Which changes the coal output characteristics. Coal operation involves not only one type of coal but also coal blending, so the properties of coal after coal blending cannot be clearly understood. Coal goes through a coal yard, bunker, belt conveyor, mill, etc., so it is not clear at what point the coal type was switched.

【0006】上述した種々の問題点を解決するために、
制御調節器の制御パラメータを自動設定することが従来
から強く要望されており、種々の手段が既に提案されて
いる(例えば、特開平4−294402号、特開平5−
143113号、特開平5−173605号、特開平5
−324011号、特開平6−1311007号、特開
平7−268006号、等)。
In order to solve the various problems described above,
There has been a strong demand for automatic setting of the control parameters of the control controller, and various means have already been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-294402 and 5-5-).
No. 143113, JP-A-5-173605, JP-A-5-173605
-324011, JP-A-6-1311007, JP-A-7-268006, etc.).

【0007】しかし、かかる従来の手段、例えば特開平
5−173605号の「内燃機関の回転速度PID制御
器用ゲイン調整装置」ではファジイ理論や学習機能を用
いているが、基本的にIF〜THEN〜形式の複合命題
で記述され、多数のルールの各々は人間が経験に基づく
知識やノウハウを用いて作成されていた。そのため、従
来の手段を特定のプラント(例えば火力発電プラント)
に適用するためには、熟練した調整員のノウハウを正確
に分析して多数の論理式を作成し、それぞれに適当な命
令を作成する必要があった。
However, such conventional means, for example, the "gain adjusting device for the rotational speed PID controller of an internal combustion engine" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-173605, uses a fuzzy logic and a learning function. Described in a formal compound proposition, each of a number of rules was created using human experience and knowledge. For this reason, conventional means have been replaced with specific plants (for example, thermal power plants).
In order to apply this, it was necessary to accurately analyze the know-how of a skilled coordinator, create a large number of logical expressions, and create appropriate instructions for each.

【0008】そのため、従来の手段では、熟練した調整
員のノウハウが不可欠であり、プラント全体の制御シス
テムの把握が必要であり、かつ多数の炭種の含有水分
量、粉砕性、灰付着特性、燃料比等の特性に対応してI
F〜THEN〜形式の複合命題における設定量を適切に
設定する必要があり、試運転や再調整に長期間を要する
問題点があった。
[0008] Therefore, in the conventional means, know-how of a skilled coordinator is indispensable, it is necessary to grasp the control system of the whole plant, and the water content, crushability, ash adhesion characteristics, I according to the characteristics such as fuel ratio
It is necessary to appropriately set the set amount in the compound propositions of the F-THEN-form, and there is a problem that a long time is required for the trial run and the readjustment.

【0009】更に特に、複数の測定変量によって複数の
操作端を制御するカスケードループでは、1つの操作端
(例えばボイラマスタ)の制御パラメータを変化させる
ことにより、発電機出力、主蒸気圧力、主蒸気温度、再
熱蒸気温度、排ガスO2 等の複数の測定変量が影響を受
けるため、プラントの制御特性は一層複雑となり、それ
ぞれを短時間で最適パターンに近づけることが極めて困
難となる。
More particularly, in a cascade loop in which a plurality of operation terminals are controlled by a plurality of measurement variables, a generator output, a main steam pressure, and a main steam temperature are changed by changing a control parameter of one operation terminal (for example, a boiler master). , reheat steam temperature, since a plurality of measurement variables, such as the exhaust gas O 2 is affected, control characteristics of the plant becomes more complex, be brought close to the optimum pattern respectively in a short time is very difficult.

【0010】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、プラ
ント全体の制御システムの把握を必要とせず、熟練度を
必要とせずに誰でも、短時間に容易に使用でき、かつ短
時間に短い制御ステップで最適パターンに近づけること
ができる制御パラメータの自動調整方法を提供すること
にある。
The present invention has been made to solve such a problem. That is, an object of the present invention is to provide a system which can be easily used in a short time without requiring a grasp of a control system of the entire plant, and does not require a skill level, and can bring an approximate pattern to an optimal pattern in a short control step in a short time. It is an object of the present invention to provide a method for automatically adjusting control parameters.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
測定変量によって複数の操作端を制御するカスケードル
ープにおいて、制御調節器の複数の制御パラメータを自
動調節する方法であって、各測定変量について、(A)
制御時間と制御量の最適パターンを予め設定し、(B)
複数の制御パラメータをそれぞれ増減させて、対象プラ
ントの制御時間と制御量の関係を複数の模擬パターンと
してそれぞれ設定し、(C)対象プラントを運転して、
制御時間と制御量の関係から実パターンを求め、該実パ
ターンに相当する模擬パターンを選択し、(D)選択し
た模擬パターンから複数の制御パラメータの増減方向と
その増減量を決定し、次いで、(E)各測定変量に対す
る各制御パラメータの増減方向と増減量を、重要度を加
味して加重平均する、ことを特徴とするカスケードルー
プの制御パラメータ自動調整方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method for automatically adjusting a plurality of control parameters of a control controller in a cascade loop for controlling a plurality of operation terminals by a plurality of measurement variables, comprising the steps of: For the variables, (A)
(B) setting an optimum pattern of the control time and the control amount in advance;
By increasing or decreasing the plurality of control parameters, respectively, setting the relationship between the control time and the control amount of the target plant as a plurality of simulation patterns, (C) operating the target plant,
An actual pattern is obtained from the relationship between the control time and the control amount, a simulation pattern corresponding to the actual pattern is selected, and (D) the increasing / decreasing directions and the increasing / decreasing amounts of a plurality of control parameters are determined from the selected simulation pattern. (E) A method for automatically adjusting the control parameters of a cascade loop, characterized in that the increasing direction and the decreasing amount of each control parameter for each measured variable are weighted and averaged in consideration of importance.

【0012】この方法により、各測定変量(例えば、発
電機出力、主蒸気圧力、主蒸気温度、再熱蒸気温度、排
ガスO2 )について、(A)の制御時間と制御量の最適
パターンを予め設定するだけで、(B)〜(D)のステ
ップは、コンピュータを用いて自動設定することができ
るので、熟練度を必要とせずに誰でも、短時間に容易に
使用することができる。なお、この最適パターンは各測
定変量について共通であってもよい。また、(E)のス
テップでは、重要度を加味して自由に加重平均すること
により、全体の測定変量をバランスよく制御することが
できる。更に、この方法は、対象プラントから模擬パタ
ーンと実パターンを求めることができれば、それ以上の
プラント全体の制御システムの把握を必要としない。従
って、上述した火力発電プラント等に限定されず、カス
ケードループの制御調節器を用いる他の一般のプラント
又は装置にもそのまま適用することができる。
According to this method, for each measured variable (for example, generator output, main steam pressure, main steam temperature, reheat steam temperature, exhaust gas O 2 ), the control pattern of (A) and the optimal pattern of the control amount are determined in advance. Just by setting, the steps (B) to (D) can be automatically set by using a computer, so that anyone can use it easily in a short time without requiring skill. Note that this optimum pattern may be common to each measurement variable. In the step (E), the weighted averaging is freely performed in consideration of the degree of importance, so that the entire measured variable can be controlled in a well-balanced manner. Further, in this method, if the simulation pattern and the actual pattern can be obtained from the target plant, it is not necessary to further grasp the control system of the entire plant. Therefore, the present invention is not limited to the above-described thermal power plant or the like, and can be applied to other general plants or apparatuses using the control regulator of the cascade loop.

【0013】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
模擬パターンの設定は、対象プラントのシミュレーショ
ン又は実機のステップ応答試験による。すなわち、火力
発電プラント等のように、精度の高いシミュレーション
システムが確立している場合にはこれを用いることによ
り、極めて短時間に模擬パターンを設定することができ
る。また、シミュレーションシステムが確立していない
場合でも、実機を用いてステップ応答試験を行うことに
より、プラント全体の制御システムの把握を必要とせず
に、正確に模擬パターンを設定することができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the setting of the simulation pattern is based on a simulation of a target plant or a step response test of an actual machine. That is, when a high-accuracy simulation system is established, such as in a thermal power plant, a simulation pattern can be set in an extremely short time by using this system. Further, even when a simulation system has not been established, by performing a step response test using an actual machine, a simulation pattern can be accurately set without having to grasp the control system of the entire plant.

【0014】また、対象プラントの時定数を算出し、該
時定数を所定数で分割して制御時間の間隔を設定するこ
とが好ましい。この時定数の算出は、シミュレーション
又は実機のステップ応答試験のいずれであってもよい。
このように時定数に応じて制御時間の間隔を設定するこ
とにより、プラント特性に左右されることなく、ほぼ同
一のステップ数で同一の特性を得ることができる。
It is preferable that the time constant of the target plant is calculated, and the time constant is divided by a predetermined number to set a control time interval. The calculation of the time constant may be either a simulation or a step response test of a real machine.
By setting the control time interval according to the time constant in this manner, the same characteristics can be obtained with substantially the same number of steps without being affected by the plant characteristics.

【0015】前記模擬パターンは、面積偏差、減衰程
度、オーバーシュート及び振動程度を特徴量として設定
され、各特徴量をメンバーシップ関数を用いてファジイ
評価するのがよい。このようにプラントにおいて重要な
特徴量である面積偏差、減衰程度、オーバーシュート及
び振動程度をメンバーシップ関数を用いてファジイ評価
することにより、最適パターンへ効果的に短時間に近づ
けることができる。
In the simulation pattern, the area deviation, the degree of attenuation, the degree of overshoot, and the degree of vibration are set as characteristic amounts, and each characteristic amount is preferably subjected to fuzzy evaluation using a membership function. In this way, by performing fuzzy evaluation of the area deviation, the degree of attenuation, the degree of overshoot, and the degree of vibration, which are important features in the plant, using the membership function, it is possible to effectively approach the optimum pattern in a short time.

【0016】対象プラントが火力発電プラントである場
合、前記制御調節器はPI調節器であり、前記複数の測
定変量は、発電機出力、主蒸気圧力、主蒸気温度、再熱
蒸気温度、排ガスO2 であり、各測定変量について、
(A)前記ファジイ評価により面積偏差、減衰程度、オ
ーバーシュートの3つの特徴量の大きさに応じて、それ
ぞれ「小」「中」「大」の評価値を定めて、複数の模擬
パターンを選択し、(B)前記各模擬パターンに応じて
比例ゲインPと積分時間Iの増減方向を増加、保持又は
減少として決定し、(C)更に、振動程度の大きさに応
じて「小」「中」「大」の評価値を定め、これに対応し
て比例ゲインPの増減方向を増加、保持又は減少として
決定し、(D)前記BとCの結果を加算して、比例ゲイ
ンPと積分時間Iを増減又は保持する方向とその量を決
定し、次いで、(E)各測定変量に対する各制御パラメ
ータの増減方向と増減量を、重要度を加味して加重平均
する。
When the target plant is a thermal power plant, the control controller is a PI controller, and the plurality of measured variables are generator output, main steam pressure, main steam temperature, reheat steam temperature, exhaust gas O 2 , for each measured variable,
(A) According to the fuzzy evaluation, evaluation values of “small”, “medium”, and “large” are determined according to the magnitudes of the three feature amounts of area deviation, attenuation degree, and overshoot, and a plurality of simulation patterns are selected. (B) The increase / decrease direction of the proportional gain P and the integration time I is determined as increasing, holding or decreasing according to each of the simulation patterns, and (C) further, “small” and “medium” according to the magnitude of the vibration. The evaluation value of “large” is determined, and the increasing / decreasing direction of the proportional gain P is determined as increasing, holding, or decreasing corresponding to the evaluation value. (D) The results of B and C are added, and the proportional gain P and the integral are integrated. The direction in which the time I is increased or decreased and its amount are determined, and then (E) the increasing and decreasing directions and the amount of each control parameter for each measured variable are weighted and averaged in consideration of the importance.

【0017】火力発電プラントにおける制御調節器は主
にPI調節器であり、PI調節器の制御パラメータであ
る比例ゲインPと積分時間Iの増減方向を、複数の模擬
パターンから決定し、更に振動程度の大きさに応じて比
例ゲインPの増減方向を加算して決定することにより、
現代制御理論のような膨大で複雑な制御を行うことな
く、短時間に短い制御ステップで最適パターンに近づけ
ることができる。
The control regulator in the thermal power plant is mainly a PI regulator, and the direction of increase or decrease of the proportional gain P and the integration time I, which are control parameters of the PI regulator, is determined from a plurality of simulation patterns. By adding and determining the increasing and decreasing directions of the proportional gain P according to the magnitude of
It is possible to approach an optimal pattern in a short time in a short control step without performing a huge and complicated control as in modern control theory.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図1は、本発明の方法によ
る学習・調整手順を示すブロック図である。この図に示
すように、本発明の方法は、学習手順と調整手順の2つ
に大別される。また、本発明の方法は、複数の測定変量
によって複数の操作端を制御するカスケードループにお
ける制御調節器の複数の制御パラメータを自動調節する
ものである。火力発電プラントにおけるカスケードルー
プには、タービンマスタ、ボイラマスタ、水燃比マス
タ、空燃比マスタ、再熱蒸気温度制御、等がある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a learning / adjustment procedure according to the method of the present invention. As shown in this figure, the method of the present invention is roughly divided into a learning procedure and an adjustment procedure. In addition, the method of the present invention automatically adjusts a plurality of control parameters of a control controller in a cascade loop that controls a plurality of operating terminals by a plurality of measurement variables. The cascade loop in the thermal power plant includes a turbine master, a boiler master, a water-fuel ratio master, an air-fuel ratio master, reheat steam temperature control, and the like.

【0019】図1において、学習手順では、1の対象プ
ラントのシミュレーション又は実機のステップ応答試験
により、2で模擬パターンを作成/設定し、3で自動学
習する。また、調整手順では、4の時定数算出により、
対象プラントの時定数を算出し、この時定数を所定数で
分割して制御時間の間隔を設定する。更に、5のファジ
イ推論では、自動学習した結果に基づき、比例ゲイン等
の制御パラメータの自動調整する。
In FIG. 1, in the learning procedure, a simulation pattern is created / set at 2 by a simulation of a target plant or a step response test of an actual machine, and automatic learning is performed at 3. In the adjustment procedure, by calculating the time constant of 4,
The time constant of the target plant is calculated, and the time constant is divided by a predetermined number to set a control time interval. Further, in the fuzzy inference of 5, the control parameters such as the proportional gain are automatically adjusted based on the result of the automatic learning.

【0020】このように、模擬パターンの設定を対象プ
ラントのシミュレーション又は実機のステップ応答試験
によることにより、火力発電プラント等のように、精度
の高いシミュレーションシステムが確立している場合に
はこれを用いることにより、極めて短時間に模擬パター
ンを設定することができる。また、シミュレーションシ
ステムが確立していない場合でも、実機を用いてステッ
プ応答試験を行うことにより、プラント全体の制御シス
テムの把握を必要とせずに、正確に模擬パターンを設定
することができる。
In this way, when the simulation pattern is set by the simulation of the target plant or the step response test of the actual machine, a high-precision simulation system such as a thermal power plant is established and used. Thus, the simulation pattern can be set in a very short time. Further, even when a simulation system has not been established, by performing a step response test using an actual machine, a simulation pattern can be accurately set without having to grasp the control system of the entire plant.

【0021】また、このように時定数に応じて制御時間
の間隔を設定することにより、プラント特性に左右され
ることなく、ほぼ同一のステップ数で同一の特性を得る
ことができる。なお、この時定数の算出は、シミュレー
ション又は実機のステップ応答試験のいずれであっても
よい。
Further, by setting the control time interval according to the time constant in this manner, the same characteristics can be obtained with substantially the same number of steps without being affected by the plant characteristics. The calculation of the time constant may be either a simulation or a step response test of a real machine.

【0022】図2は、本発明による学習用応答パターン
を模式的に示す図である。この図において、中央に位置
する応答パターンが、望ましい最適パターンであり、そ
のまわりに位置する8つのパターンは、制御パラメータ
を増減させた場合の模擬パターンである。すなわち、本
発明の制御パラメータの自動調整方法では、3の自動学
習において、まず、(A)制御時間と制御量の最適パタ
ーン(学習パターン5)を予め設定し、次いで、(B)
複数の制御パラメータ(この図では比例ゲインPと積分
時間I)をそれぞれ増減させて、対象プラントの制御時
間と制御量の関係を複数の模擬パターン(5を除く、学
習パターン1〜9)としてそれぞれ設定する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a response pattern for learning according to the present invention. In this figure, the response pattern located at the center is a desirable optimal pattern, and the eight patterns located around it are simulation patterns when the control parameters are increased or decreased. That is, in the automatic adjustment method of control parameters of the present invention, in the automatic learning of 3, first, (A) the optimal pattern (learning pattern 5) of the control time and the control amount is set in advance, and then (B)
A plurality of control parameters (proportional gain P and integration time I in this figure) are respectively increased and decreased, and the relationship between the control time and the control amount of the target plant is set as a plurality of simulation patterns (except 5; learning patterns 1 to 9). Set.

【0023】次に、(C)対象プラントを運転して、制
御時間と制御量の関係から実パターンを求め、この実パ
ターンに相当する模擬パターン(学習パターン1〜9)
を選択し、(D)選択した模擬パターンから複数の制御
パラメータの増減方向を(B)における増減方向と逆方
向に決定し、同時にその増減量をファジイ評価により決
定する。なお、この説明において、「増減」には、増減
のないそのままの場合も含んでいる。
Next, (C) the target plant is operated, an actual pattern is obtained from the relationship between the control time and the control amount, and simulation patterns (learning patterns 1 to 9) corresponding to the actual pattern are obtained.
(D), the increasing / decreasing direction of the plurality of control parameters is determined from the selected simulation pattern in a direction opposite to the increasing / decreasing direction in (B), and the increasing / decreasing amount is simultaneously determined by fuzzy evaluation. In this description, “increase / decrease” includes a case where there is no increase / decrease.

【0024】以上の(A)〜(D)は各測定変量につい
てそれぞれ行う。なお、最適パターン5は各測定変量に
ついて共通であってもよい。次いで、(E)各測定変量
に対する各制御パラメータの増減方向と増減量を、重要
度を加味して加重平均する。この加重平均は、重要度を
加味して自由に設定することができ、これにより、全体
の測定変量をバランスよく制御することができる。
The above (A) to (D) are performed for each measured variable. Note that the optimum pattern 5 may be common to each measurement variable. Next, (E) the weighted average of the increasing and decreasing directions and the increasing and decreasing amounts of each control parameter with respect to each measured variable is taken into consideration with importance. The weighted average can be freely set in consideration of the degree of importance, so that the entire measured variable can be controlled in a well-balanced manner.

【0025】なお、図2に示した各パターンは、制御時
間(横軸)と制御量(縦軸)の変化曲線として示してい
るが、実際の制御ではこれを、各図の右上に示すよう
に、面積偏差、減衰程度、オーバーシュート及び振動程
度の特徴量として設定するのがよい。更に、各特徴量を
メンバーシップ関数を用いてファジイ評価する。ここ
で、メンバーシップ関数とは、図3に例示するように、
各特徴量に対して評価値を与えるものであり、区分(こ
の場合、「小」「中」「大」)の境界部分では、2つの
区分の両方に異なる評価値を与えるものである。
Each pattern shown in FIG. 2 is shown as a change curve of the control time (horizontal axis) and the control amount (vertical axis). In actual control, this is shown in the upper right of each figure. In addition, it is preferable to set the characteristic values of the area deviation, the degree of attenuation, the degree of overshoot, and the degree of vibration. Further, each feature value is fuzzy evaluated using a membership function. Here, the membership function is, as exemplified in FIG.
An evaluation value is given to each feature quantity, and different evaluation values are given to both of the two sections at the boundary between the sections (in this case, “small”, “medium”, and “large”).

【0026】次に、対象プラントが火力発電プラントで
ある場合について更に詳述する。この場合、制御調節器
はPI調節器を対象とする。また、この場合に複数の測
定変量は、発電機出力、主蒸気圧力、主蒸気温度、再熱
蒸気温度、排ガスO2 である。先ず、(A)面積偏差、
減衰程度、オーバーシュートの3つの特徴量の大きさに
応じて、それぞれ「小」「中」「大」の評価値を定め
て、表1に示す27種の模擬パターンを予め作成する。
Next, the case where the target plant is a thermal power plant will be described in more detail. In this case, the control controller is a PI controller. Further, a plurality of measurement variable In this case, the generator output, the main steam pressure, main steam temperature, reheat steam temperature, a gas O 2. First, (A) area deviation,
Evaluation values of “small”, “medium”, and “large” are determined in accordance with the three feature amounts of the degree of attenuation and overshoot, and 27 types of simulation patterns shown in Table 1 are created in advance.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】また、この27種の模擬パターンに対応し
て、比例ゲインPと積分時間Iの増減方向を表2に示す
ように、予め定めておく。なお、この対応は表1のN
o.1〜9、10〜18、19〜27がそれぞれ表2に
対応しており、メンバーシップ関数による評価値の大き
さでその度合を変える。
Further, the increasing and decreasing directions of the proportional gain P and the integration time I are determined in advance as shown in Table 2 corresponding to the 27 kinds of simulation patterns. Note that this correspondence corresponds to N in Table 1.
o. 1 to 9, 10 to 18, and 19 to 27 correspond to Table 2, respectively, and the degree is changed depending on the magnitude of the evaluation value by the membership function.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】更に、振動程度の大きさに応じて比例ゲイ
ンPの増減方向を表3のように定める。
Further, the direction of increase and decrease of the proportional gain P is determined as shown in Table 3 according to the magnitude of the vibration.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】実際の自動調整では、上述した自動学習に
おいて、まず、(A)制御時間と制御量の最適パターン
(学習パターン5)を予め設定し、次いで、(B)複数
の制御パラメータ(この図では比例ゲインPと積分時間
I)をそれぞれ増減させて、対象プラントの制御時間と
制御量の関係を複数の模擬パターン(5を除く、学習パ
ターン1〜9)を求め、この模擬パターンから、面積偏
差、減衰程度、オーバーシュート及び振動程度の特徴量
を求めて記憶する。
In the actual automatic adjustment, in the automatic learning described above, first, (A) an optimal pattern of the control time and the control amount (learning pattern 5) is set in advance, and then (B) a plurality of control parameters (see FIG. Then, the proportional gain P and the integration time I) are respectively increased and decreased to obtain a plurality of simulation patterns (learning patterns 1 to 9 excluding 5) for the relationship between the control time and the control amount of the target plant. The feature amounts of the deviation, the degree of attenuation, the degree of overshoot and the degree of vibration are obtained and stored.

【0033】次に、(C)対象プラントを運転して、制
御時間と制御量の関係から実パターンを求め、この実パ
ターンから各特徴量を求め、その各特徴量を表1に照合
して相当するパターンを選択する。次に、選択したパタ
ーンに応じて表2から比例ゲインPと積分時間Iの増減
方向を増加、保持又は減少として決定し、更に振動程度
の大きさに応じて「小」「中」「大」の評価値を定め、
これに対応して表3から比例ゲインPの増減方向を増
加、保持又は減少として決定し、表2と表3の結果を加
算して、比例ゲインPと積分時間Iを増減又は保持する
方向とその量を決定する。
Next, (C) the target plant is operated, an actual pattern is obtained from the relationship between the control time and the control amount, each characteristic amount is obtained from the actual pattern, and each characteristic amount is compared with Table 1. Select the corresponding pattern. Next, the increasing / decreasing direction of the proportional gain P and the integration time I is determined from Table 2 as increasing, holding, or decreasing according to the selected pattern, and further, “small”, “medium”, “large” according to the magnitude of the vibration degree. Determine the evaluation value of
Correspondingly, the direction of increase / decrease of the proportional gain P is determined from Table 3 as increase, hold or decrease, and the results of Tables 2 and 3 are added to determine the direction of increase / decrease or hold of the proportional gain P and the integration time I. Determine its amount.

【0034】以上の(A)〜(D)は、各測定変量に対
してそれぞれ別個に行うが、表1〜表3のパターンは共
通に用いることができる。次いで、(E)各測定変量に
対する各制御パラメータの増減方向と増減量を、重要度
を加味して加重平均する。
The above (A) to (D) are performed separately for each measured variable, but the patterns in Tables 1 to 3 can be used in common. Next, (E) the weighted average of the increasing and decreasing directions and the increasing and decreasing amounts of each control parameter with respect to each measured variable is taken into consideration with importance.

【0035】上述した方法により、ニューラルネットワ
ークのような膨大な学習過程を必要とすることなく、短
時間に短い制御ステップで最適パターンに近づけること
ができる。また、表1〜表3のパターンは、制御対象に
依存しない汎用性があり、火力発電プラント以外の一般
産業の制御に適用できる。更に、この方法は、対象プラ
ントから模擬パターンと実パターンを求めることができ
れば、それ以上のプラント全体の制御システムの把握を
必要としない。従って、熟練度を必要とせずに誰でも、
短時間に容易に適用することができる。
According to the above-described method, an optimal pattern can be approximated in a short time in a short control step without requiring a huge learning process such as a neural network. Further, the patterns in Tables 1 to 3 have versatility independent of the control target and can be applied to control of general industries other than thermal power plants. Further, in this method, if the simulation pattern and the actual pattern can be obtained from the target plant, it is not necessary to further grasp the control system of the entire plant. Therefore, anyone without the need for skill,
Can be easily applied in a short time.

【0036】[0036]

【実施例】上述した本発明の制御パラメータの自動調整
方法を検証するために、精度の高いシミュレーションシ
ステムとして確立している火力発電プラント用の解析シ
ステム(エネルギープラント動特性解析システム)を用
いて、1000MW石炭焚変圧貫流ボイラを対象として
シミュレーションを実施した。なお、対象とするカスケ
ードループにはボイラマスタPI調節器を用いた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to verify the above-described automatic adjustment method of control parameters of the present invention, an analysis system (energy plant dynamic characteristic analysis system) for a thermal power plant that has been established as a highly accurate simulation system will be described. A simulation was performed for a 1000 MW coal-fired variable-pressure once-through boiler. Note that a boiler master PI controller was used for the cascade loop of interest.

【0037】図4及び図5は得られた結果であり、図4
は、本発明の方法による比例ゲイン・積分時間の自動調
整軌跡を示す図であり、図5はその自動調整過程を示す
図である。これらの結果から、10〜30回程度の調整
により適正値に到達しており、その後も調整値が安定し
ていることが確認できた。
FIGS. 4 and 5 show the obtained results.
FIG. 5 is a diagram showing an automatic adjustment trajectory of a proportional gain / integration time according to the method of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the automatic adjustment process. From these results, it was confirmed that the adjustment value reached the appropriate value by about 10 to 30 adjustments, and that the adjustment value was stable thereafter.

【0038】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】上述したように、本発明の制御パラメー
タの自動調整方法は、プラント全体の制御システムの把
握を必要とせず、熟練度を必要とせずに誰でも、短時間
に容易に使用でき、かつ短時間に短い制御ステップで最
適パターンに近づけることができる等の優れた効果を有
する。
As described above, the method for automatically adjusting the control parameters of the present invention does not require an understanding of the control system of the entire plant, and can be easily used in a short time by anyone without requiring skill. In addition, there is an excellent effect that an optimum pattern can be brought close to the optimum pattern in a short control step in a short time.

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

【図1】本発明の方法による学習・調整手順を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a learning / adjustment procedure according to the method of the present invention.

【図2】本発明による学習用応答パターンを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a response pattern for learning according to the present invention.

【図3】メンバーシップ関数の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a membership function.

【図4】本発明の方法による比例ゲイン・積分時間の自
動調整軌跡を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a trajectory for automatically adjusting a proportional gain and an integration time according to the method of the present invention.

【図5】本発明の方法による比例ゲイン・積分時間の自
動調整過程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a process of automatically adjusting a proportional gain and an integration time according to the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シミュレーション又は実機のステップ応答試験 2 模擬パターンを作成/設定 3 自動学習 4 時定数算出 5 ファジイ推論 1 Step response test of simulation or actual machine 2 Create / set simulation pattern 3 Automatic learning 4 Time constant calculation 5 Fuzzy inference

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 茂樹 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 井上 敏男 東京都江東区豊洲3丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeki Murayama 3-1-1-15 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Tojin Technical Center (72) Inventor Toshio Inoue Toyosu 3-chome, Koto-ku, Tokyo No. 16 Ishikawajima Harima Heavy Industries, Ltd. Toyosu General Office

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の測定変量によって複数の操作端を
制御するカスケードループにおいて、制御調節器の複数
の制御パラメータを自動調節する方法であって、各測定
変量について、(A)制御時間と制御量の最適パターン
を予め設定し、(B)複数の制御パラメータをそれぞれ
増減させて、対象プラントの制御時間と制御量の関係を
複数の模擬パターンとしてそれぞれ設定し、(C)対象
プラントを運転して、制御時間と制御量の関係から実パ
ターンを求め、該実パターンに相当する模擬パターンを
選択し、(D)選択した模擬パターンから複数の制御パ
ラメータの増減方向とその増減量を決定し、 次いで、(E)各測定変量に対する各制御パラメータの
増減方向と増減量を、重要度を加味して加重平均する、
ことを特徴とするカスケードループの制御パラメータ自
動調整方法。
1. A method for automatically adjusting a plurality of control parameters of a control controller in a cascade loop for controlling a plurality of operation terminals by a plurality of measurement variables, wherein (A) control time and control for each measurement variable The optimal pattern of the quantity is set in advance, (B) the plurality of control parameters are respectively increased / decreased, the relationship between the control time and the control quantity of the target plant is set as a plurality of simulation patterns, and (C) the target plant is operated. Determining an actual pattern from the relationship between the control time and the control amount, selecting a simulation pattern corresponding to the actual pattern, and (D) determining the increasing / decreasing directions and the increasing / decreasing amounts of a plurality of control parameters from the selected simulation pattern; Next, (E) a weighted average of the increasing and decreasing directions and the increasing and decreasing amounts of each control parameter with respect to each measured variable, taking into account the importance.
A method for automatically adjusting a control parameter of a cascade loop.
【請求項2】 前記模擬パターンの設定は、対象プラン
トのシミュレーション又は実機のステップ応答試験によ
る、ことを特徴とする請求項1に記載の制御パラメータ
の自動調整方法。
2. The method according to claim 1, wherein the setting of the simulation pattern is performed by a simulation of a target plant or a step response test of an actual machine.
【請求項3】 対象プラントの時定数を算出し、該時定
数を所定数で分割して制御時間の間隔を設定する、こと
を特徴とする請求項1に記載の制御パラメータの自動調
整方法。
3. The method according to claim 1, wherein a time constant of the target plant is calculated, and the time constant is divided by a predetermined number to set a control time interval.
【請求項4】 前記模擬パターンは、面積偏差、減衰程
度、オーバーシュート及び振動程度を特徴量として設定
され、各特徴量をメンバーシップ関数を用いてファジイ
評価する、ことを特徴とする請求項1に記載の制御パラ
メータの自動調整方法。
4. The simulation pattern according to claim 1, wherein the area deviation, the degree of attenuation, the degree of overshoot, and the degree of vibration are set as characteristic amounts, and each characteristic amount is subjected to fuzzy evaluation using a membership function. Automatic adjustment method of the control parameter described in.
【請求項5】 対象プラントが火力発電プラントである
場合、前記制御調節器はPI調節器であり、前記複数の
測定変量は、発電機出力、主蒸気圧力、主蒸気温度、再
熱蒸気温度、排ガスO2 であり、各測定変量について、
(A)前記ファジイ評価により、面積偏差、減衰程度、
オーバーシュートの3つの特徴量の大きさに応じて、そ
れぞれ「小」「中」「大」の評価値を定めて、複数の模
擬パターンを選択し、(B)前記各模擬パターンに応じ
て比例ゲインPと積分時間Iの増減方向を増加、保持又
は減少として決定し、(C)更に、振動程度の大きさに
応じて「小」「中」「大」の評価値を定め、これに対応
して比例ゲインPの増減方向を増加、保持又は減少とし
て決定し、(D)前記BとCの結果を加算して、比例ゲ
インPと積分時間Iを増減又は保持する方向とその量を
決定し、 次いで、(E)各測定変量に対する各制御パラメータの
増減方向と増減量を、重要度を加味して加重平均する、
ことを特徴とする請求項4に記載の制御パラメータの自
動調整方法。
5. When the target plant is a thermal power plant, the control controller is a PI controller, and the plurality of measured variables are generator output, main steam pressure, main steam temperature, reheat steam temperature, Exhaust gas O 2 , for each measured variable,
(A) By the fuzzy evaluation, area deviation, degree of attenuation,
Evaluation values of “small”, “medium”, and “large” are determined in accordance with the magnitudes of the three overshoot feature amounts, and a plurality of simulation patterns are selected. (B) Proportion in accordance with each of the simulation patterns The increase / decrease direction of the gain P and the integration time I is determined as increasing, holding, or decreasing. (C) Further, evaluation values of “small”, “medium”, and “large” are determined according to the magnitude of the vibration degree, and corresponding thereto. (D) The results of B and C are added to determine the direction in which the proportional gain P and the integration time I are increased or decreased and the amount thereof. Then, (E) a weighted average of the increasing and decreasing directions and the increasing and decreasing amounts of each control parameter with respect to each measured variable, taking into account the importance,
The method for automatically adjusting a control parameter according to claim 4, wherein:
JP22907897A 1997-08-26 1997-08-26 Cascade loop control parameter automatic adjustment method Expired - Fee Related JP3937194B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22907897A JP3937194B2 (en) 1997-08-26 1997-08-26 Cascade loop control parameter automatic adjustment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22907897A JP3937194B2 (en) 1997-08-26 1997-08-26 Cascade loop control parameter automatic adjustment method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1165610A true JPH1165610A (en) 1999-03-09
JP3937194B2 JP3937194B2 (en) 2007-06-27

Family

ID=16886409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22907897A Expired - Fee Related JP3937194B2 (en) 1997-08-26 1997-08-26 Cascade loop control parameter automatic adjustment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3937194B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115857575A (en) * 2021-09-24 2023-03-28 国能智深控制技术有限公司 Method and device for adjusting main steam pressure of thermal generator set and readable storage medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115857575A (en) * 2021-09-24 2023-03-28 国能智深控制技术有限公司 Method and device for adjusting main steam pressure of thermal generator set and readable storage medium
CN115857575B (en) * 2021-09-24 2024-04-09 国能智深控制技术有限公司 Method and device for adjusting main steam pressure of thermal generator set and readable storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP3937194B2 (en) 2007-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108664006A (en) It is a kind of that ammonia optimization method and system are intelligently sprayed based on the SCR denitration of zonal control and Dynamic matrix control
US4866940A (en) Computer aided tuning of turbine controls
US20210364388A1 (en) Improved Smith Predictive Controller-Based Aero-engine H-Infinity Algorithm
CN110309585B (en) Implementation method of flexible coordination controller
CN111399448B (en) Coal-fired unit primary frequency modulation control method in steam turbine following mode
CN112228901B (en) Online adjustment system and method for secondary air distribution of boiler
EP0698178B1 (en) A method of operating a combined cycle steam and gas turbine power generating system with constant settable droop
US4178762A (en) Efficient valve position controller for use in a steam turbine power plant
JPH06193463A (en) Equipment and method of controlling quantity of coolant injected into combustion equipment in gas turbine power station
CA1244250A (en) Automatic control system for thermal power plant
US4178763A (en) System for minimizing valve throttling losses in a steam turbine power plant
JPH1165611A (en) Automatic adjusting method for control parameter
CN113390099A (en) Coordination control method under coal-fired cogeneration unit self-adaptive BTU
JP4161284B2 (en) Cascade loop control parameter automatic adjustment method
JPH1165610A (en) Control parameter automatic adjusting method for cascade loop
CN113110316B (en) Primary frequency modulation control method for steam turbine of combined cycle unit
JPS6239919B2 (en)
CN109445277A (en) The power contorl parameters automatic adjustment system and method taken based on data automatic seeking
CN112240566B (en) Online adjustment system and method for offset firing of boiler
CN110134003A (en) The fired power generating unit varying duty dynamic Feedforward control method of adaptive AGC operating condition
CN113217119A (en) Stability judgment method for steam turbine speed regulating system
US20100298996A1 (en) Method for operating a power station
USRE35776E (en) Automatic control system for thermal power plant
Pesiridis et al. Variable geometry turbocharger active control strategies for enhanced energy recovery
Pena et al. A four fuel drum boiler combustion control system study and redesign

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040604

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060804

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070314

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120406

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120406

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees