JPS60103401A - プロセス制御計算機 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は各種のグランドの制御に用いられるプロセス制
御計算機に関するものである。

［発明の技術的背景と一七の問題点〕 第１図に従来のプロセス制御計９機の栽本的な構成を示
す。第１図においてプロセス制御計ｆ１　機（以下計算
機と呼ぶ）１０はそれぞれ計測器（センサ）を用いて測
定した各種測定値をアナログ信号として入力している。

スキャナ１１は各入力点を順次選択し、選択された入力
イａ号は〜Φコンバータ１２を介してディジタル信号に
変換され、信号読込Ｉ３を介してメモリ１５に保存され
る。

信号読込１３の動作は一定のサンプリング周期で行われ
、サンプリング周期の管理は周期１７理１４によって行
われる。

読込寸れたアナログ信号読込み値は、読込み値判定部分
１６において、正常か異常かの判定が行われる。

第２図に、アナログ入力信号４とその耽込み値５の関係
の一例を示す。

第２図に示すように読込み値５は、サンプリングを行っ
た時点の値が次のサンプリングの時刻まで保持されるの
で、例えばサンプリング時点へにおいてたまたま非常に
周波数の高い急激な変動があると、この値は次のサンプ
リング時点まで保持される。

アナログ信号の胱込み値５は、毎回読込むたびに、その
値が正常なものが異′になものがを判定しているので、
第２図の例のように、サンプリング時点Ａにおいて読込
み値５が、あらが℃め、各アナログ信号ごとに設定され
ているリミット値７を越える場合や、または、ディジタ
ル値として表現できる最大の値、すなわちオーバフロー
値６に達してしまった場合に、アナログ大刀異常と判断
して故障信号全リレー接点信号としてリレー出カ１７よ
り外部の装置に出力する。

このような故障信号が出力されると、アナログ信号の種
りｊｌによっては、プロセスの動作を停止させる場合が
ある。

しかし第２図で示すように入力信号がサンプリング周期
よりはるかに短−い周期で変化するような場合は測定の
対象としているプロセスはそのものが変化しているので
はなく、ノイズが信号に乗っている場合が多く、従って
このようなノイズによりアナログ信号が異常と判断して
警報信号を出力することは誤動作であってしはしは運転
上の除害となる。

通常、ノイズによる誤動作を防止する手段として、アナ
ログ入力回路にフィルタを挿入してノイズを除去するこ
とが行われている。

これはきわめて有効であって、別格的ｌζノイズが入る
場合はこれによらざる！］ｌ−得ないか、その反面フィ
ルタｆζよって（Ｆｆ号そのものが変化するという問題
がある。

〔発明の目的〕

本発明は、アナログ入力に含まれるパルス状の、／イス
ｊこよＳ誤制御や誤表示ケ防止できるプロ七ス制仰計算
機を提供することと目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は所定のサンプリング周期でアナログ信号を入力
し、これをディジタル信号に変換して演ｐ、制御や表示
を行なうプロセス制御計ｎｔｌＡにおいて、サンプリン
グにおける前回の人力値Ｘｔを前前回の入力値ｘ１およ
び今回の入力値ｘ３と比較し、ｘ２とＸ、の差またはＸ
、とＸｌの差か所定値以下のときはＸ、を正常な入力値
として出力すると共に、上記Ｘ！とｘＸの差およびＸ！
とｘｓの差の何れもが所定値を超えたときはＸ！を異常
な入力値と判断してＸ□とｘｓとの平均値を正常な入力
値として出力する信号判別回路を設け、上記信号判別回
路の出力する正常な入力値を用いて演算制御や表示を行
なわせ、これによつ゛〔アナログ入力信号に乗ってくる
ノイズによる誤制御や誤表示の発生を防止したものであ
る。

（発明の実施例〕 本発明の一実施例を７１３図に示す。

第３図は間欠的に負荷通電を行う発゛醸機をＵ導゛屯動
礪（ＩＭ）を用いて駆動制御する電動発電機（”’　）
　ｒ　ｆｌｉｌＪ御する場合を示している。

第３図においてＭＧ回転数はＭ　０回転数検出器２１に
より検出され、ＭＧ回←、数構出値Ｎは泪７１１に入力
される。

また誘導電動機（ＩＭ）の固定子電流はＩＭ′屯流検流
検出器２２り検出され、その検出値ｌも計ｐれ−１に入
力される。

ＭＯ回転数検出値ＮおよびＩ　Ｍ　’ｒ４ｉ流検出値Ｉ
は共にアナログ信号であり、スキャナ１１によって順次
選択されＡ／Ｄコンバータ１２ｔ？介してイｄ号読込１
３で読込まれ、各入力信号種別ごとにメモリ１５の所定
の領域に保存される。

メモリ１５に−たん害き込１れた読込み値は各信号種別
ごとにフィルタ１８でノイズを除去され、読込み値判定
１Ｇにおいて値が正常か異常かを判定され、異常の場合
はリレー出力１７を介して運転イノ〉正信号Ｓがリレー
接点信号として出力される。

運転停止イら号Ｓは、ＭＧ運転制仰装置３に与えられ、
ルυ御装置３は、このｈｓ号により運転停止の操作を行
う。

通常このような異常の発生ｔＪ１検出器の故障や、その
他のＭＧの運転に関係する機器の故障によるものであり
、故障原因を究明して修理した後に運転の再開が可能と
なる。

第３図においては、アナログ信号読込み値は異常判定に
使用されるだけではなく、さらにデータ伝送装置１９を
介して他の計算機４にデータ伝送され、計ｎ機４ではこ
の信号をデータ受（！４１で受け取ってメモリ４２に書
き込み、それを読出してフィルタ４３でノイズの除去を
行い、グラフ表示４４を介してグラフィックディスプレ
イ４５にグラフ表示する。

第３図におけるフィルタ１８および読込み値判定１６の
動作を第４図のフローチャートに示す。

すなわちまず、所定のサンプリング周期でアナログ信号
値がメモリ１５に読込まれる。以下ある特定の入力種別
、たとえばＩＭ亀流検出値Ｉのみにλｉ目してれ見明す
る。

読込まれた値をＸとすると、Ｘはディジタル伯尤であり
、例えは士の符号も含めて１２ビツトで表現されている
。この場合、１１ビツトすなわち２０４８（２”）が数
値として表現し得るル・犬の（ｌｌ’ｌである。

従ってアナログ信号の入力値が２０４８以上となると数
値として表現できなくなるので通常動作では入力信号が
これ以上にならないように測定器側のアンプのゲインが
調整されている。

次ｌＣＸＩｒ　Ｘ！＋　ＸｓをＸ、は前々回のサンプリ
ングにおけるＸの値、Ｘ、は前回のサンプリングにおけ
るＸの値、Ｘｓを今回のサンプリングにおけるＸの値と
定義する。

前回のサンプリングにおける’ｌｔ＋ｘｓの値を保存し
ておくと、今回のＸｌ、Ｘ、は前回のサンプリングにお
けるＸ　２　、ＸＨでおき換えることによって得られる
。

今回のＸ、はＸの値をメモリから読、出してセットする
。次に、ＸＩ　ｌ　ｘｔ　ｌ　ｘｌの値を比較する。

まず、ｘ、とｘｌの差があらかじめ設定されているノイ
ズ判定値８以上かどうかを判定する。

ａ以上の場合（ＹＥＳ）はＸ、とＸｓの走がａ以上かど
うかを判定する。

ａ以上（ＹｆｉＳ）の場合は、Ｘ、は、Ｘｒ　ｒ　Ｘｓ
　ノ両方からａ以上の大きさの差をもつことになるが、
このような変動はノイズによる以外にあり（４）ない。

例えは装置の故障が発生したような場合は異常な値は継
わ°５して発生し、このような変化は生じない。

槌ってＸ、はノイズと判断され、止′帛な直におき替え
る必要があるが、そのときのｘｔの真の値は不明ｌので
妥当な推定値、例えばＸ、とＸ、の平均値十（ｘ＋＋ｘ
ｔ）でおき替える。

ｘｔとｘｓの差とａとを比較し、ｘｔ　−Ｘ、　：？　
ａでない場合（ＮＯ）はＸ、は正常とみなず。

ｘｔとＸ、の差とａの比較において、Ｘ、−Ｘ、〉ａで
ない場合（ＮＯ）は、その次にＸ、とＸ、の差がａ以上
かどうかを判定する。

ａ以上の場合（ＹＥＳ）、ｘｓとｘｌの差がａ以上かと
うかを判定する。ａ以上の場合（ｙｇｓ　）はＸ、、Ｘ
、の両方がｘｔよりａ以上大きいことを示し、このよう
な変化はノイズ以外にはあり得ないので上述したのと同
４；＋ｒに、ｘ、の値をＸ、とｘｓとからイ０られる推
定イ直Σ（ｘ＋＋ｘｓ）ｃおき替える。

ｘｓとｘｔの差とａの比較がＸｓ−Ｘ２＞ａでない場合
（ＮＯ）は、Ｘ２は正常な値とみなす。

またｘｌとｘｔの晟とａの比較においてＸｌ−Ｘ２〉ａ
でない場合（ＮＯ）はｘｔは正常な値とみなす。

以上の処理の後ｘｔ＋ｘｓの値は次のサンプリングにお
ける処理のため保存する。

ｘｔはノイズを除去されているので、次のルＹ込み値判
定において、ｘ、かりミツトを越、ぐ−でいるかどうか
を判定する。

このリミット値は、各信号種別ごとにあらかじめ設定さ
れるものであるが、もしリミットの設定なしの場合はオ
ーバフロー値（２０４８）　がリミットとなる。

この判定においてリミットを越えた場合は、アナログ入
力故障信号をリレー出力１７を介して出力する。以上の
動作は各サンプリングごとに行われる。

次に第３図におけるフィルタ４３およびグラフ表示４４
の動作を第５図のフローチャートに示す。

各・す゛ンプリング周期においてメモリ１５に保存され
た読込みイーｘはデータ伝送１９、データ受信４】を介
し℃メモリ４２１こ保存される。

Ｘの値シコメモリ４２から読出された後、ＸＩ　Ｉ　Ｘ
ｔ　）ｘ３を第４図の場合と同様にセットする。

またｘＩＴ　×２１　ｘｊの比較によってｘ２かノイズ
によるものかどうかの判定し、ノイズによると判定され
た場合は推定値とおき替えられ、得られたｘ２の値は、
グラフィックディスプレイ４５にグラフ表示のために出
力される。

なおｆｉｔ　％’ｒ’　Ｍ　１および４のイニシャライ
ズ直後においては、ＸＩ、Ｘ３の値は保存されていない
のでこの時はどちらもＯをセットしておく。

また読込み値の判定１６やグラフ表示４４はｘ２を用い
てｊＪうので、■サン１９フフ時間過去の値を表示する
ことになるが、サンプリング周期を十分に短かくしてお
りは問題とならない。

以上に述べたように、本発明においＣは泪￥ｐ、　機ｌ
に読み込まれたアナログ信号はフィルタ１８によってノ
イズが除去されるのでノイズによる誤判定は輿！’ｒ　
＜　’ｘす、従ってノイズによる誤った運転停止信号が
出力されることは無く、不必要なシステムの停止を避け
ることかできる。

またアナ０７１１１号をグラフ表７Ｆ、−１−る場合も
フ・１ルタ４３によってノイズか除去され、きらにノイ
ズを含まない信号値は伺らの変化も覚りないので、正し
いグラフ表示が得られる。

さらに“本発明の一実施例とし゛〔示した第３図は次の
ように変形して実施することが可能である。

すなわちデータ伝送１９はメモリ１５を読出してデータ
伝送を行うのではなく、フィルタＪ８の出力であるＸ２
を直接伝送してもよい。

この場合はフィルタ４３は不実となり、伝送されたＸ、
をそのｔまグラフ表示４４によってグラフィックディス
プレ・ｆ４５に表示する。　゛さらに削算機４で行うグ
ラフ、表示は＊１１２−機工がグラフ表示手段と備えて
おれば計算機１に表示することも可能である。

［発明の効果〕 以上薄明したように本発明によれν」１、パルス状のノ
イズによるアナログ信号の判定の誤動作を防止すること
ができ、さらにアナログ信号のグラフ表示を行う場合で
も大きなノくルス状のノイズによる１具表示を避けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプロセス１ｉｌｉ御計算機のアナログ信
号処理部の一例を示す系統図、第２図１１アナログ信号
とその読込み値の一例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系統図、第４図は第３図におけ
る読込み値１′（１定部の動作を示すフローチャー１・
、第５図は第３図におけるグラフ表示部の動作余水すフ
ローチャートである。 １．４・・制御言（９−機　３・・・制御装置１１・・
スキャナ　１２・・・Ａ／Ｄコンノ（−タｌ：３　・・
・　４１７４号　ｎ先述１４　・＝　Ｊｉ’ｉｌ　ｊＵ
Ｌｊ凸　」１１１１５＋４２・・メモリ１６・・・翫込
み値判定１７・・・リレー出力１８．４３・・・フィル
り１０・・データ伝送　２１．２２・・・センター４１
・データ受（ｉｉ　４４・・・グラフ表示４ｂ・・・グ
ラフィックディスプレイ （７３１７）　代用１人弁理士　則　近　息　市　（を
１、力）１名）第１図 第２図 ハ　→ＩＩ季亥す 第　３　図 １ 第　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　所定のサンプリング周期でアナログ信号を入力
   し、これをディジタル信号に変換して演算制御を行なう
   プロセス制御計算機において、サンプリングの前回の入
   力値ｘ２を前前回の入力値ｘ、および今回の入力値Ｘ３
   と比較し、ｘ、とＸ、のＭまたはｘｌとｘ８の差が所定
   値以下のときはＸ、と正常な入力（ｉ＋′Ｉとして出力
   すると共に、上記Ｘ、とｘ、の差およびＸ２とｘｓの差
   の何れも所定値を超えたときはＸ２を異常な入力値と判
   断してｘｌとｘ３との平均値を正常ｌ）入力値として出
   力する信号判別回路を備え、上記（ｉ４号判別回路の出
   力する正常な入力値を用いて演↑？制御を行なうことを
   特徴とするプロセス制御計３“−機。
2. （２）上記偏成４４ｊ別回路の出刃する正常な入力値を
   グラフィック表示するようにした特許請求の範［１１１
   第１　Ｊｊｔ　１ｊ１４載のプロセス制御針Ｖ）機。