JPS5831201Y2 - 制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はカスケード制御を行う制御装置に関する。

第１図はカスケード制御系の通常の構成を示す。

Ｕは目標値設定部、Ｃは比較器、Ｇ１は一次制御装置で
鎖線Ａ１で囲１れたこれらの各部によって一次調節計が
構成されており、比較器Ｃには制御対象Ｇ２の制御量Ｖ
１例えば加熱室の温度の値がフィードバックされている
。

−次調節計Ａ１の出力は鎖線Ａ２で囲１れた二次調節計
に二次目標値として印加され、Ａ２の出力によって二次
制御対象例えば燃料バルブＶの開度が調節され、比較的
応答の速い適当な量ｖ２が二次制御量としてその値が二
次調節計にフィードバックされている。

このような制御系において制御系が積分動作を含む場合
、例えば燃料ガスの供給圧力が制御装置の側で予定した
許容幅よりも低下すると、バルブが全開になっても炉温
を目標値に維持できない状態になるが、このように二次
制御対象Ｖを可変範囲一杯に調節（例えばバルブであれ
ば全開成は全閉）しても本来の制御対象の制御量（例え
ば加熱室の温度）を−次調節計の設定目標値に制御でき
ない条件になると一次調節計の出力は１００％或は０φ
の方向に振切ってし１う。

その後プロセス条件が二次制御対象の調節可能範囲に復
帰しても、−次調節計がリセットワインドアップしてい
るため一次調節計の出力が所要の値に回復するにはきわ
めて長時間を要し、本来の制御量ｖ１には大きなオーバ
ーシュートが生じる。

本考案は制御系内に積分動作を含むようなカスケード制
御系における上述した問題を解消することを目的として
いる。

以下実施例によって本考案を説明する。

第２図は本考案の一実施例を示す。

この図にも・いても第１図の各部に対応する部分には同
じ符号がつけである。

Ｍ２は二次制御対象Ｖの可変範囲の限界即ち前例に従え
ばバルブの開度モニタでバルブ全開成は全閉の状態を検
出するものであり、その検出信号によりロジック回路り
を制御して一次調節計Ａ１を手動に切換えることにより
、−次調節計Ａ１の出力をそのときの値に保持する。

Ｍｌは二次調節計Ａ２にフィードバックされている二次
制御量ｖ２と二次目標値（ＡＩの出力）との差をモニタ
する偏差モニタで偏差の符号が反転するのを検出する。

即ちＡ１は積分動作を含んでいるので本来の制御量ｖ１
と目標値との間の偏差が一定符号を有する間はＡ１の制
御出力は増加を続け、遂に二次制御対象Ｖの可変範囲を
超過することになり、このときモニタＭ２によって一次
調節計が手動に切替えられる。

調節計は一般に自動・手動の切替えが可能になっており
、手動に切換えたときは、切換えの前後で制御系の状態
が変化せず連続的に手動制御に移行できるようにその切
換え時点の調節計出力を保持し、積分動作を含むもので
ｄ：積分動作も停止させるようにしであるので、手動に
切換えられることによって、−次調節計の出力はそのと
きの出力状態に保持され、積分動作も進行しなくなる。

それ１での間二次調節計Ａ２にわける二次目標値と二次
制御量Ｖ２との間の偏差の符号も一定であるから、二次
調節計の出力が二次制御対象Ｖの可変範囲内に戻るため
には１ず上記二次調節計にち・ける偏差の符号が反転し
なければならない。

前述した例で説明すれば燃料ガスの供給圧力が低下して
バルブを全開しても炉温を目標値に維持できない場合、
バルブ全開の所で一次調節計の出力がその時の値に保持
され、それが二次目標値になっているが、これはガス圧
が低下した状態でのバルブ全開時のガス流量Ｖ２よりわ
づか大きい値であり、ガスの供給圧力が正常に復すると
、ガス流量ｖ２は上記固定されている二次目標値を上わ
廻り、二次調節計の偏差の符号が反転する。

従って上記偏差の符号の検出はプロセス条件が二次制御
対象■の可変範囲に復帰したことの検出信号となり、こ
の検出信号によってロジック回路りが制御されて一次調
節計Ａ１７５ＫｌｌＪ動に復帰せしめられる。

更にロジック回路りによってスイッチＳＷを操作せしめ
Ａ１が手動に切換っている間、本来の制御量の微分値が
微分回路りを通して求められこれがＡ１の出力（手動に
切換る直前の値に保持されている）に加算されてこれが
二次調節計Ａ２の目標値となる。

この微分回路りは二次調節計Ａ２が振切って手動制御に
なっている状態から正常動作への復帰を速めるものであ
る。

従来システムでは二次調節計Ａ２の出力が二次制御対象
Ｖの可変範囲を超えてもＡ１における偏差の符号が一定
の間はＡ１の出力は積分作用で増加を続けるから、プロ
セス条件が変ってもＡ１内における積分が逆方向に進行
してそれ寸での積分を減算し、Ａ１の出力と二次制御量
との間の偏差がＡ２の出力としてＶの可変範囲内に戻る
１でに減少するには時間がか＼す、この間Ｖは可変範囲
一杯になっているので例えば温度が上昇傾向に変ってい
るのに燃料が全開状態で供給され、温度が目標値を大き
く超えてし１うことになったのであるが、本考案では二
次制御対象Ｖ（カスケード制御の場合制御操作をしてい
るのはこの部分に対ｌ〜でである）か可変範囲を超えた
ら一次調節計を手動に切換えて出力の増加（或は減少）
を停止させ、そのときの出力を保持させるので、供給電
力の電圧とか燃料の供給圧力と云った制御装置とっては
通常定数として与えられている外的プロセス条件が変っ
ても、その変化が回復したとき直ちに二次制御対象を可
変範囲内に戻すことができることになる。

なむ上記実施例でロジック回路と云うのはキープリレー
とかフリップフロップのような一ビットの記憶回路であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はカスケード制御システムの一般的構成を示すブ
ロック図、第２図は本考案の一実施例を示すブロック図
である。 Ａ１・・・−次調節計、Ａ２・・・二次調節計、■・・
・二次調節計によって制御される二次制御対象、Ｇ２・
・・本来の制御対象、Ｍｌ・・・二次調節計にむける目
標値とフィードバックされている二次制御量との間の偏
差の符号の変化を検出するモニタ、Ｍ２・・・二次制御
対象の可変範囲の限界を検出するモニタ、Ｌ・・・Ａ１
の自動手動を切換えるロジック回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 積分動作を含んだ一次調節計と二次調節計とよりなるカ
   スケード制御を行う構成であって、二次調節計の出力に
   より制御される部分の可変範囲の限界を検出するモニタ
   と、二次調節計における目標値とフィードバックされた
   二次制御量との間の偏差の符号の変化を検出するモニタ
   とを有し、前者のモニタの検出信号で、−次調節計の積
   分動作を停止させ一次調節計出力をその時の出力に保持
   させる状態に一次調節計を切換え、後者のモニタの検出
   信号で一次調節計を上記状態から自動の状態に復帰させ
   るようにした制御装置。