JPS5977501A

JPS5977501A - Ｐｉ調節器切換方式

Info

Publication number: JPS5977501A
Application number: JP18748282A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Tonozuka; 戸野塚　武浩
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1984-05-04
Also published as: JPS6256521B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、現用としての第１のＪ）　Ｉ調節器（比例・
積分動作付き調節器）と予備用としての第２のＰＩ調節
器を同一制御対象に対して設け、第１の調節器に障害が
発生したときＫす］、第２のにＩＩＪ節器に切シ換えて
制御動作を続行するよ５にしたＰＩ調節器切換方式に関
するものである。

例えば発電機の自動電圧調整用として、発電機の界磁電
流をコイトロールするのに用いられるＰ工調節器などは
、発電機の運転にとって必須欠くことのできないもので
あるから、現用としての第１のＰＩ調節器のほか、予（
ｌｆｉｆ用の第２のＩ）　Ｉ調節器を待機させてＪ６き
、第１の調節器に障害が発生したときは、直ちに第２の
１ｌＪＩｊ節器に切り１１慕えて制御動作を続行するよ
うにしており、かかる切換に際し、では、切換によって
発生ずるショックは、制御対象に悪影響を及ぼさないよ
うにするために、出来るだけ小さいことが望ましい。

なお、ここでは切換に際し、予力１１１用の第２の調節
器における設定値と調節出力の大きさが、現用の第１の
調節器におけるそれらと四じであるとき、両調節器間の
切換はショックレスに行なわれるものと考えている。

第１図はこの種切換方式の従来例を示すブロック図であ
る。同図において、ｉＶｉ、現用の第１のＰ工調節器、
１１はＰＩ演３１回路、１２は電動設定器、１３ｔ；ｉ
：制御対象における制御変数の検出器、２は予備用の第
２のＰＩ調節器、２１は１）　Ｉ演算回路、２２ｔｉ電
動設定器、２３＃−１：制御対象における制御変数の検
出器、ｌ３ｊ−！ｌは接点Ｓの投入により動作するリレ
ー、ｒｙはリレー均ｒの動作接点、３は自動追従装置、
３１は偏差演算器、３２はパルス発生器、である。

第１のＰＩ調節器１は現用として動作しているものとす
る。すなわち、検出器１３により制御対象の制御変数を
検出し、その検出値と、電動設定４１！、４１２による
設定値との［１」１で制御偏差を作成し、該偏差に対し
、ＰＩ演睨−回路１１においでＰ１演ｎをほどこし、そ
の結果をｒｖ、ａ第１」４力として次段の出力調節器へ
供給している。

他方、第２のＰＩ＋；’ＩＡ＠器２Ｉ−１、何時でも、
８ｉ″Ｓ１の調節器１にとって代れるように該第１の調
節器１に追従しな妙＼ら待機している。ずなわヤ）、自
動追従装置３における偏差演算器３１Ｃよ、第１の調節
器１の１７Ｙ１節出力と第２のＦｉｊ＋Ｕ節器２のｈ：
１９節出力との間の制御偏差を作成し、該偏差をパルス
発生器３２に出力している。パルス発Ｉ圭器３２は、入
力された制御偏差が零になるように、制御偏差の極性に
応じて、増加指令ま／ζは減少指令を電動設定器２２へ
供給し、設定器２２による設定値と９１、）Ｈ調節器１
における設定器１２による設定値とが一致するように、
従って第１の訓１近ｅ１り１によるｉｌｉ、１．９節出
力と第２のル【匈節器２による調節出力とが一致するよ
うに追従制御を行なっている。

なお、第２の調節器２における検出器２３と、第１の調
節器１における検出器１３と嬬１．１ｒ１」−制御対象
における１１１」−制御変数を検出するものであること
は云うまでもない。

さて、かかる従来の切換方式においてｅま、待機中のＰ
Ｉ調節器２における演算回路２１　ｉｔ、接点Ｓの投入
にＪ：つてリレー■を付勢し、ぞの接点ｒｙを閉じるこ
とによってコンデンサＣを短絡することによシ■動作を
除去し、強制的にＰ演算回路たらしめられでいる。つま
り、調節器２は、強制的にＰｎ醐節器とし待機せしめら
れ、ｉｉｉ＋’！Ｉ貨１テ封３１への自動追従を行なっ
ている。

コ（７）　ｔ：、　ト（ＩＤ　１７Ｉ！由Ｆ、Ｌ、調節
器２を”　”　ｉ’！Ｉ”１節Ｊのすまで調節器１に追
従させると、調節器２の調節出力ならびに′ｒＩＬ動設
定器２２による設定イ（ｆｊが、調節器２におり゛る■
動作の故に１不安定になってしまうからである。このこ
とを第２図を参照して説明する。

・− 第２図仁１、第１図において、調節器２をＰＩ調節器と
して動作さぜた場合にＪＩ１５ける各部化号レベルの時
間的変化を示すタイムチャートである。同図においで、
■は現用調節器１の調節出力のレベルを示し、常に一定
レベルで４１１；移すゐものとしでいる。＠Ｆｉ調節器
２の調節出力のレベル庖示し、Ｏは調節器２における設
定器２２による設定値（詳しくは、該設定値と検出器２
３による検出値との間の制御偏差）を示している。

今、１１．７刻１（、において、調節器２によるＫＩＪ
節出力＠と調節器１によるそれ■との間にΔＥなる偏差
が存在したとする。すると、この偏差ΔＥｌ解消するた
めに、自動追従装置δ３における７％ルス発生器３２が
電動設定器２２へ指令を送り、これによりその設定値が
θの如（上昇してゆく。時刻ｔ１において、設定値θと
調節器１による調節出力■とは一致するが、この時点以
後、演算回路２１における工動作が逆方向に働き、その
ため調節器２による調節出力Ｏは低下してくる。

時刻ｔ２において、調節器２による調節出力■と調節器
１による調節出力■と一致するが、この時点では設定器
２２による設定値θは行きすぎているので、調節器２に
よる調節出力＠は更に降下を続ける。

このよ５Ｋして、予備用として待機中の調節器２の調節
出力＠および設定値θ１よ、追従している現用調節器１
の調節出力■が一定レベルを維持しているにもかかわら
ず、調節器２のもつ積分ル゛υ作の故に、一定すること
なく、常に不安定圧変動することに疫る。

このような事情で、従来のＰＩ調節器切換方式におい−
Ｕｔ−Ｊ：、予備用の調節器は待機中は強制的にＰ調節
器たらしめられていた。

しかし、この場合でも、つま１４言すると、第１図にお
いて、予備の調節器２における演算回路２１を強制的に
Ｐ演算回路とした場合、該演算回路２１０入力としての
制御偏差０に、オフセットエラーが発生する。このオフ
セットエラー６は次の式で表わされる。

２２による設定値）〕　　　　・・−・・・・・・（１
）但し、ＧはＰ演算回路２１のゲインを表わす。

予備用調節器２を現用調節器１に切シ換えた場合、この
オフセットエラー分だけ、調節器２における設定値と調
節器１におけるそ４れとが相違することにより、ショッ
クレスな切換Ｑま実現できない。

もつとも、上記（１）式から明らかなように、Ｐ演算回
路２１のゲインＯを充分大きくずノｔば、オフセットエ
ラーεは零に近づくわけであるが、ゲインＧの大きさは
、制御対象の特性により決めるべきもので、それを無視
してむやみに大きくすることンよできない。

本発明を」、」二連のような従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、従って本発明の目的は、
ＰＩ調節器切換方式において、予備用として待４１中の
第２のに１節器における設定値およびｉ：４節出力が、
現用の第１０潤節器におけるそれらに常に一致しておシ
、従ってショックレスな切換が可能となるよ５なＩ’Ｉ
調節器切換方式を提供することにある。

」二記目的を達成するため、本発明においては、ＰＩ調
節器切換方式において、常時は、予備用としての第２の
ＰＩ調節器は、第１の調節器出力を設定値とし、自らの
調節器出力を検出値として調節動作を行なうことにより
、自らの調節器出力を第１の調節器出力と一致させるよ
５にし、第２のＰＩ調節器が予備用から現用に切シ換え
られたとき、該Ｈ”Ｗ筒器に設定イ１ａを供給すること
になる設定器（以下、第２の設定器と云う）は、該設定
器からの設定値と、制御対象からの検出値との間の偏差
が解消するように偏差調節手段によってその設定値を制
御されることよシ、第１のＰＩ調節器用の第１の設定器
と同じ設定値を保持するようにし、第１の調節器から第
２の８１４節器への制御動作切換に際し、該切換がショ
ックレスになされるようにしたことを特徴としている。

次に図を参照して本発明の一実施例な説明する。

第３図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図に１６いて、第１図におり゛るのと同じもの、或いは
対応するものには、同じ符号を付しである。

第３図において、調節器１が現用であり、調節器２が予
備用であるときは、自動追従装置３におけるリレー［（
ッの接点ｒｙｌおよびｒｙ２　ｆｉ、それぞれ端子Ｂ側
に倒れている。このため、予備用調節器２では、現用調
節器１の調節出力■を設定値とし、自らの調節出力＠を
ね出値として調節動作を行ない、自らの調節出力を第１
の調節器出力と一致させるようにしている。

他方、調節器２にス、５ける設定器２２による設定値と
検出器２３による検出値は、自動追従装置３における偏
差演算器３１に入力さオＬ１両者間で偏差演算が行なわ
れる。その結果作成された制御偏差はパルス発生器３２
に入力され、〕（ルス発生器３２ｉ１：、該偏差が解消
するように、該偏差の極性に応じて減少指令またはカ１
Ｑ加指令を電動設定器２２へ送る。この場合でも、演算
器３１へ入力される偏差信号にオフセットエラーが発生
することに変わシｔよないが、この偏差演算器３１は、
制御対象の制御とは直接関係のない演算器であるので、
制御対象の特性にかかわりなく、そのゲインを充分高く
とることができ、従ってオフセットエラーを無視可能な
値にまで小きくすることができる０その結果、設定器２
２による設定値を、調節器１における設定器１２による
設定値に追従さぜ、一致させてお（ことができる。

調節器１全予イＩＭに、調節器２を現用に、それぞｈ切
り換えるときケよ、自動追従ｋｉＲ３においで、接点Ｓ
を投入し、リレー１与を付勢することにより、その接点
ｒｙ　１およびｒｙ２を端子Ａ側に切シ換える。

その８１１里、調１＠器２は、調節Ｉ（３１における設
定器１２による設定ｆｉ＋］ｊに追従し一致している設
定値を、設定器２２から供給され、またその照点に北げ
る調節器２の調節出力は調節化）１の七Ｊ′シと同じ筈
であるから、ショックレスな切換を実現することができ
る。

以上、説明したと」６υであるから、本発明によれば、
ＰＩ調節器切換方式に第６いて、ショックレスな切換を
実現できるという利点がある。

本発明の詳細な説明では、予備用としての調節装置の自
動追従について述べてきたが、常用される現用としての
：調節装置についても、自動追従装置を追加する事によ
り、常用→予備の相互切換が可能となる事は明白である
。

また、今後、調節装置をディジタル（ｔ　シた場合にお
いても、同様の手法によって不発１夛］を実Ｍｌｉｉ’
ることによシ同様の効果を得ら第１．る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＰＩ調節筒器換力式の従掲（９すを示す）゛ロ
ン４図、第２図は、第１図にＡ（９シ）で’？Ｊηに）
竹片２をＰ　Ｉ調節器として動作させた場合に３６Ｖ）
’る６矧ｉ（音号レベルの時間的変化を示すタイムチャ
ート、第３図は本発明の一実施例を示す）゛ロ゛ンク閉
１、である。符号説明１．２・・・・・・ＰＩ調節器、３・・・・・・自動追
従装置、１１．２１・−・・・・ＰＩ演算回路、１２．
２２・・・・・・電動設定器、１３，２３・・・・・・
制御変数検出器、３１−・・・・・偏差演ｑ、器、３２
・・・・・・ノクルス発生器代理人　弁理士　並　木　
昭　夫代理人　弁理士　松　崎　　　清第　１　図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１）現用としでの第１のＰＩ調節器と予備用としての第
２のＰＩ調節器を同一制御対象に対して設け、第１の調
節器妬障害が発生したときには、第２の調節器に切り換
えて制御動作を続行するようにしたＰ　Ｉ調節器切換方
式において、常時は、予備用としての第２のＰＩ調ｆ？
ｉＩ′ａは、第１の調節器出力を設定値とし、自らの調
節器出力を検出値として調節動作を行なうことにより、
自らの調節器出力を第１の調節器出力と一致させるよう
にし、第２のＰＩ調節器が予備用から現用に切シ換えら
れたとき、該調節器に設定値を供給することになる設定
器（以下、第２の設定器と云う）は、該設定器からの設
定値と、制御対象からの検出値との間の偏差が解消する
ように偏差調節手段によってその設定値を制御されるこ
とにより、第１のＰＩ調節器用の第１の設定器と同じ設
定値を保持するようにし、第１の調節器から第２のｊｌ
、１４節器への制御動作切換に際し、該切」−痔がショ
ックレスになされるようにしたことを１．シＧ：ｊ、と
する１）　Ｉ訓Ｎ６８：！切換。方式。