JPS6012641B2 - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
- Publication number
- JPS6012641B2 JPS6012641B2 JP49084951A JP8495174A JPS6012641B2 JP S6012641 B2 JPS6012641 B2 JP S6012641B2 JP 49084951 A JP49084951 A JP 49084951A JP 8495174 A JP8495174 A JP 8495174A JP S6012641 B2 JPS6012641 B2 JP S6012641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- controller
- proportional gain
- deviation
- switch
- becomes
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Ｐ（１）動作またはＰＩＤ動作の調節計を用
いてプロセスを制御する装置に関するもので、特に発熱
を伴う化学反応プロセス等の制御に用いて好適なプロセ
ス制御装置に関するものである。
いてプロセスを制御する装置に関するもので、特に発熱
を伴う化学反応プロセス等の制御に用いて好適なプロセ
ス制御装置に関するものである。
発熱を伴う化学反応プロセスでは、発熱が正常に冷煤で
吸収され制御されている間はよいが、何んらかの原因で
いったん温度が上がると反応がますます活発になり、さ
らに温度が上昇するという正帰還がかかる。
吸収され制御されている間はよいが、何んらかの原因で
いったん温度が上がると反応がますます活発になり、さ
らに温度が上昇するという正帰還がかかる。
したがって発熱逆吏応系は自己平衡性がなく、条件しだ
いでは暴走をおこす危険性がある。このような場合従来
のＰ１（Ｄ）調節計では安定な制御ができず、通常は手
鰯操作にて冷蝶を一時的に増やし温度を下げて暴走を防
止していた。本発明は、プロセス変数と目標値との偏差
が大きくなったとき、調節計の動作をＰ（１）動作また
はＰＩＤ動作から比例ゲインの大きなＰ（Ｄ）動作に切
換えることにより、自己平衡性のないプロセスの暴走を
自動的に防止し、安定な制御を行うことのできるプロセ
ス制御装置を実現したものである。
いでは暴走をおこす危険性がある。このような場合従来
のＰ１（Ｄ）調節計では安定な制御ができず、通常は手
鰯操作にて冷蝶を一時的に増やし温度を下げて暴走を防
止していた。本発明は、プロセス変数と目標値との偏差
が大きくなったとき、調節計の動作をＰ（１）動作また
はＰＩＤ動作から比例ゲインの大きなＰ（Ｄ）動作に切
換えることにより、自己平衡性のないプロセスの暴走を
自動的に防止し、安定な制御を行うことのできるプロセ
ス制御装置を実現したものである。
第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図である
。
。
図において、１は発熱山反応のような自己平衡性のない
プロセス、２はＰ１（Ｄ）動作とＰ動作をスイッチＳＷ
により切換えることのできる調節計で、その入力にはプ
ロセス１より検出器（図示せず）を介して与えられるプ
ロセス変数Ｅｉと目標値正ｓとの偏差ごが加えられ、そ
の出力Ｅｏは操作機（図示せず）を介して制御対象であ
るプロセス１に与えられる。この調節計２においては、
Ｐ１（０）動作時の比例ゲインに比してＰ動作時の比例
ゲインを大き・く選んである。３は比較器で、前記偏差
・と設定値Ｓとを比較し、その結果どくＳのとき調節計
２がＰ１（Ｄ）動作を、ご＞ＳのときＰ動作を行うよう
にスイッチＳＷを駆動するものである。
プロセス、２はＰ１（Ｄ）動作とＰ動作をスイッチＳＷ
により切換えることのできる調節計で、その入力にはプ
ロセス１より検出器（図示せず）を介して与えられるプ
ロセス変数Ｅｉと目標値正ｓとの偏差ごが加えられ、そ
の出力Ｅｏは操作機（図示せず）を介して制御対象であ
るプロセス１に与えられる。この調節計２においては、
Ｐ１（０）動作時の比例ゲインに比してＰ動作時の比例
ゲインを大き・く選んである。３は比較器で、前記偏差
・と設定値Ｓとを比較し、その結果どくＳのとき調節計
２がＰ１（Ｄ）動作を、ご＞ＳのときＰ動作を行うよう
にスイッチＳＷを駆動するものである。
このように構成した本発明袋直の動作を次に説明する。
まず発熱反応のような自己平衡性のないプロセス１は、
系が正常な場合正帰還ループが存在しないプロセスであ
るが、何んらかの原因で系が乱れだすと正帰還ループが
等価的に存在するプタロセスとみなすことができる。し
たがって系が正常で正帰還ループが存在しない場合は、
調節計２のＰ１（０）動作により第２図イのように安定
な制御が行なわれている。このときのＰ１（Ｄ）定数は
２５％のダンピングが得られるような最適値（例えば比
例帯が７０％で、積分時間が５分）に選ばれている。と
ころが何らかの原因で系が乱れだすと正帰還ループが等
価的に存在することになり、このままのＰ１（Ｄ）定数
で制御を続けると第２図口の点線に示す如く暴走が起る
。しかし系が乱れ偏差・が大きくなりご〉Ｓになると、
比較器３が働き調節計２をＰ動作に切換える。そして正
帰還ループをもつプロセスをＰ動作で制御する場合の安
定条件は、比例ゲインをＫｐ、正帰還ゲインを８とする
とＫｐ〉８であるから、正帰還ゲイン８が大きくなるに
したがって比例ゲインＫｐを大きくする必要がある。そ
こで安定条件Ｋｐ＞８を満足するようにＰ動作の比例ゲ
インを大きく（例えば比例帯を２０％に）選定すれば、
大きな訂正動作により第２図口の実線の如く偏差ｚが小
さくなる。その結果・が再びごくＳになると比較器３が
働き、調節計２をＰ１（Ｄ）動作に切換える。このとき
正帰還ループは見かけ上なくなったことになるので「元
のＰ１（Ｄ）定数で安定な制御を行うことができる。こ
のようにプロセス１が暴走しようとすると自動的に比例
ゲインの大きいＰ動作に調節計２を切換えて制御してい
るので、プロセス１の暴走を防止することができる。な
お、偏差が大きいとき調節計２をＰ動作のみにしている
のは、１動作があると遅れが生じ、Ｄ動作があると比例
ゲインを切換えたとき微分により出力が大きく変化する
ためである。
系が正常な場合正帰還ループが存在しないプロセスであ
るが、何んらかの原因で系が乱れだすと正帰還ループが
等価的に存在するプタロセスとみなすことができる。し
たがって系が正常で正帰還ループが存在しない場合は、
調節計２のＰ１（０）動作により第２図イのように安定
な制御が行なわれている。このときのＰ１（Ｄ）定数は
２５％のダンピングが得られるような最適値（例えば比
例帯が７０％で、積分時間が５分）に選ばれている。と
ころが何らかの原因で系が乱れだすと正帰還ループが等
価的に存在することになり、このままのＰ１（Ｄ）定数
で制御を続けると第２図口の点線に示す如く暴走が起る
。しかし系が乱れ偏差・が大きくなりご〉Ｓになると、
比較器３が働き調節計２をＰ動作に切換える。そして正
帰還ループをもつプロセスをＰ動作で制御する場合の安
定条件は、比例ゲインをＫｐ、正帰還ゲインを８とする
とＫｐ〉８であるから、正帰還ゲイン８が大きくなるに
したがって比例ゲインＫｐを大きくする必要がある。そ
こで安定条件Ｋｐ＞８を満足するようにＰ動作の比例ゲ
インを大きく（例えば比例帯を２０％に）選定すれば、
大きな訂正動作により第２図口の実線の如く偏差ｚが小
さくなる。その結果・が再びごくＳになると比較器３が
働き、調節計２をＰ１（Ｄ）動作に切換える。このとき
正帰還ループは見かけ上なくなったことになるので「元
のＰ１（Ｄ）定数で安定な制御を行うことができる。こ
のようにプロセス１が暴走しようとすると自動的に比例
ゲインの大きいＰ動作に調節計２を切換えて制御してい
るので、プロセス１の暴走を防止することができる。な
お、偏差が大きいとき調節計２をＰ動作のみにしている
のは、１動作があると遅れが生じ、Ｄ動作があると比例
ゲインを切換えたとき微分により出力が大きく変化する
ためである。
また正帰還ゲイン８は、実際には一定値ではなく温度の
関数と考えられるので、その強さに応じて比例ゲインＫ
ｐを大きく選ぶ必要がある。また、Ｐ動作時の比例ゲイ
ンＫｐはＫｐ＞Ｂにより下限が規定され、上限は規定さ
れていないが、実プロセスではムダ時間などの遅れに起
因してＫｐの上限が存在する。第３図は本発明装置の具
体的な一実施例を示す接続図である。
関数と考えられるので、その強さに応じて比例ゲインＫ
ｐを大きく選ぶ必要がある。また、Ｐ動作時の比例ゲイ
ンＫｐはＫｐ＞Ｂにより下限が規定され、上限は規定さ
れていないが、実プロセスではムダ時間などの遅れに起
因してＫｐの上限が存在する。第３図は本発明装置の具
体的な一実施例を示す接続図である。
図には調節計２としてＰＩ動作の調節計が示されている
。調節計２において、演算増幅器ＯＰＩの入力端子十に
はプロセス変数Ｅｉと目 ４標値Ｅｓとの偏差ごが加え
られており、入力端子一にはその出力ＥｐがスイッチＳ
ＷＩにより抵抗ＲｐまたはＲｐ，Ｒｐ′が分圧された後
帰還されている。これら演算増幅器ＯＰＩを含む回路は
抵抗Ｒｐの分圧比三で決る比例ゲインと、欧Ｒｐ，Ｒｐ
′の分圧比の志で決る比例ゲインをもつＰ動作回路を構
成している。演算増幅器ＯＰ２の入力端子−には演算増
幅器ＯＰＩの出力ＥｐがコンデンサＣ，を介して加えら
れるとともに、演算増幅器ＯＰＩの出力Ｅｐが抵抗Ｒ，
とスイッチＳＷ２を介して加えられている。また演算増
幅器ＯＰ２の入力端子−にはその出力Ｅｏがコンデンサ
ＣＭを介して帰還されている。なお演算増幅器ＯＰ２の
入力端子十は基準電位点に接続されている。したがって
スイッチＳＷ２がａ側に接続されていると演算増幅器Ｏ
Ｐ２はその帰還回路に接続されたコンデンサＣＭととも
に積分回路を構成し、スイッチＳＷ２がｂ側に接続され
ると抵抗Ｒ，が切離されるため演算増幅器ＯＰ２はコン
デンサＣ，，ＣＭとともに比例増幅器を構成する。そし
てスイッチＳＷ１，ＳＷ２は偏差ごと設定値Ｓとを比較
する比較器３により駆動される。このように構成した本
発明装置においては、プロセスが正常でどくＳであると
「スイッチＳＷ１，ＳＷ２がａ側に接続されており、調
節計２はその出力Ｅｏが、Ｅ。
。調節計２において、演算増幅器ＯＰＩの入力端子十に
はプロセス変数Ｅｉと目 ４標値Ｅｓとの偏差ごが加え
られており、入力端子一にはその出力ＥｐがスイッチＳ
ＷＩにより抵抗ＲｐまたはＲｐ，Ｒｐ′が分圧された後
帰還されている。これら演算増幅器ＯＰＩを含む回路は
抵抗Ｒｐの分圧比三で決る比例ゲインと、欧Ｒｐ，Ｒｐ
′の分圧比の志で決る比例ゲインをもつＰ動作回路を構
成している。演算増幅器ＯＰ２の入力端子−には演算増
幅器ＯＰＩの出力ＥｐがコンデンサＣ，を介して加えら
れるとともに、演算増幅器ＯＰＩの出力Ｅｐが抵抗Ｒ，
とスイッチＳＷ２を介して加えられている。また演算増
幅器ＯＰ２の入力端子−にはその出力Ｅｏがコンデンサ
ＣＭを介して帰還されている。なお演算増幅器ＯＰ２の
入力端子十は基準電位点に接続されている。したがって
スイッチＳＷ２がａ側に接続されていると演算増幅器Ｏ
Ｐ２はその帰還回路に接続されたコンデンサＣＭととも
に積分回路を構成し、スイッチＳＷ２がｂ側に接続され
ると抵抗Ｒ，が切離されるため演算増幅器ＯＰ２はコン
デンサＣ，，ＣＭとともに比例増幅器を構成する。そし
てスイッチＳＷ１，ＳＷ２は偏差ごと設定値Ｓとを比較
する比較器３により駆動される。このように構成した本
発明装置においては、プロセスが正常でどくＳであると
「スイッチＳＷ１，ＳＷ２がａ側に接続されており、調
節計２はその出力Ｅｏが、Ｅ。
＝鼻（・十ｓ史；）仙小・．．・．・で、比例ゲインカ
ミｍき、積分時間地ＲＩなるＰＩ動作を行う。
ミｍき、積分時間地ＲＩなるＰＩ動作を行う。
プ。セスが異常になり偏差ごが増加しご〉Ｓになると比
較器３が働きスイッチＳＷ１，ＳＷ２をｂ側に切換える
。このため調節計２は、Ｐ動作回路の比例ゲインが大き
な値に切換えられるとともに、演算増幅器○Ｐ２が比例
増幅器となるので、その出力Ｅｏは、Ｅ。
較器３が働きスイッチＳＷ１，ＳＷ２をｂ側に切換える
。このため調節計２は、Ｐ動作回路の比例ゲインが大き
な値に切換えられるとともに、演算増幅器○Ｐ２が比例
増幅器となるので、その出力Ｅｏは、Ｅ。
＝き三ｍｎご…………………‘２，となり、１動作が殺
されＰ動作のみとなる。
されＰ動作のみとなる。
Ｐ動作時の比例ゲインはＰＩ動作時のｎ倍で安定条件Ｋ
ｐ＞３を充分に満足する値に選ばれている。そしてＰ動
作による大きな訂正動作で偏差ごが４・さくなり再びご
くＳになると、比較器３が働きスイッチＳＷ１，ＳＷ２
をａ側に接続し調節計２を元のＰＩ動作に切換える。こ
のようにして偏差ごが設定値Ｓを越えると、調節計２が
ＰＩ動作から比例ゲインの大きなＰ動作へ切換わるので
、プロセスの暴走を自動的に防止することができる。な
お調節計２として微分先行形のＰＩＤ調節計を用いる場
合には、比例ゲインを切換えても微分による出力変動が
生じないので、第４図に示すようにプロセスが異常にな
ったときＤ動作を殺すことなく、調節計をＰＩＤ動作か
らＰＤ動作へ切換えてプロセスの暴走を防止するように
してもよい。
ｐ＞３を充分に満足する値に選ばれている。そしてＰ動
作による大きな訂正動作で偏差ごが４・さくなり再びご
くＳになると、比較器３が働きスイッチＳＷ１，ＳＷ２
をａ側に接続し調節計２を元のＰＩ動作に切換える。こ
のようにして偏差ごが設定値Ｓを越えると、調節計２が
ＰＩ動作から比例ゲインの大きなＰ動作へ切換わるので
、プロセスの暴走を自動的に防止することができる。な
お調節計２として微分先行形のＰＩＤ調節計を用いる場
合には、比例ゲインを切換えても微分による出力変動が
生じないので、第４図に示すようにプロセスが異常にな
ったときＤ動作を殺すことなく、調節計をＰＩＤ動作か
らＰＤ動作へ切換えてプロセスの暴走を防止するように
してもよい。
また調節計２としてＰｍ演算回路が増幅器の帰還路にあ
る場合には、第５図に示すようにプロセスが異常になっ
たとき、Ｐ動作設定用の分圧抵抗Ｒｐの分圧比をスイッ
チＳＷＩで毒から三に切換えて比例ゲインを大きくする
とともに、１動作設定用の抵抗Ｒ，をスイッチＳＷ２に
より切離し積分時間を充分に長くなるようにして実質的
に１動作を殺し、Ｄ動作設定用の抵抗ＲｏをスイッチＳ
Ｗ３で短絡してＤ動作を殺すことにより、調節計２を比
例ゲインの大きなＰ動作に切換えてプロセスの暴走を防
止するようにすればよい。なお第４図および第５図にお
いて、Ｃ，は１動作用コンデンサ、ＣｏはＤ動作用コン
デンサである。また上述では、比較器３の設定値ＳはＰ
１（Ｄ）動作からＰ（Ｄ）動作への切換えも、Ｐ（Ｄ）
動作からＰ１（Ｄ）動作への切換えも同じ値として説明
したが、その値を別々にして切換えにヒステリシスを持
たせるようにしてもよい。さらに切襖スイッチとして機
械的なものを例示したが、トランジスタ等の電子スイッ
チを用いてもよいことは説明するまでもない。ち久上説
明したように本発明によれば、偏差が大きくなったとき
に、調節計の動作をＰ（１）動作またはＰＩＤ動作から
比例ゲインの大きなＰ（Ｄ）動作に切換えることにより
、自己平衡性のないプロセスの暴走を防止しているので
、安定な制御を行うことのできるプロセス制御装置が得
られる。
る場合には、第５図に示すようにプロセスが異常になっ
たとき、Ｐ動作設定用の分圧抵抗Ｒｐの分圧比をスイッ
チＳＷＩで毒から三に切換えて比例ゲインを大きくする
とともに、１動作設定用の抵抗Ｒ，をスイッチＳＷ２に
より切離し積分時間を充分に長くなるようにして実質的
に１動作を殺し、Ｄ動作設定用の抵抗ＲｏをスイッチＳ
Ｗ３で短絡してＤ動作を殺すことにより、調節計２を比
例ゲインの大きなＰ動作に切換えてプロセスの暴走を防
止するようにすればよい。なお第４図および第５図にお
いて、Ｃ，は１動作用コンデンサ、ＣｏはＤ動作用コン
デンサである。また上述では、比較器３の設定値ＳはＰ
１（Ｄ）動作からＰ（Ｄ）動作への切換えも、Ｐ（Ｄ）
動作からＰ１（Ｄ）動作への切換えも同じ値として説明
したが、その値を別々にして切換えにヒステリシスを持
たせるようにしてもよい。さらに切襖スイッチとして機
械的なものを例示したが、トランジスタ等の電子スイッ
チを用いてもよいことは説明するまでもない。ち久上説
明したように本発明によれば、偏差が大きくなったとき
に、調節計の動作をＰ（１）動作またはＰＩＤ動作から
比例ゲインの大きなＰ（Ｄ）動作に切換えることにより
、自己平衡性のないプロセスの暴走を防止しているので
、安定な制御を行うことのできるプロセス制御装置が得
られる。
第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図はその動作説明図、第３図〜第５図は本発明装置の具
体的な実施例を示す接続図である。 １……プロセス、２……調節計、３……比較器、ＳＷ・
…・・スイッチ、ＯＰ１，ＯＰ２・・・・・・演算増幅
器、Ｅｉ・・…・プロセス変数、Ｅｓ・・・・・・目標
値、ご・・・…偏差、Ｓ・・・・・・切換設定値。 多′図多ｚ図 多３図 第４図 多よ図
図はその動作説明図、第３図〜第５図は本発明装置の具
体的な実施例を示す接続図である。 １……プロセス、２……調節計、３……比較器、ＳＷ・
…・・スイッチ、ＯＰ１，ＯＰ２・・・・・・演算増幅
器、Ｅｉ・・…・プロセス変数、Ｅｓ・・・・・・目標
値、ご・・・…偏差、Ｓ・・・・・・切換設定値。 多′図多ｚ図 多３図 第４図 多よ図
Claims (1)
- １ Ｐ動作、ＰＩ動作またはＰＩＤ動作の調節計を用い
て自己平衡性のないプロセスを制御する装置において、
プロセス変数と目標値との偏差がある値を越えたとき、
前記調節計の動作を比例ゲインの大きなＰ動作またはＰ
Ｄ動作に切換えてプロセスの暴走を自動的に防止する手
段を設けたことを特徴とするプロセス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49084951A JPS6012641B2 (ja) | 1974-07-24 | 1974-07-24 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49084951A JPS6012641B2 (ja) | 1974-07-24 | 1974-07-24 | プロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5114583A JPS5114583A (ja) | 1976-02-05 |
| JPS6012641B2 true JPS6012641B2 (ja) | 1985-04-02 |
Family
ID=13844931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49084951A Expired JPS6012641B2 (ja) | 1974-07-24 | 1974-07-24 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012641B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774670B2 (ja) * | 1983-06-23 | 1995-08-09 | 日産自動車株式会社 | 無段変速機の制御装置 |
| JPS60263201A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-26 | Hanshin Electric Co Ltd | 温度制御装置 |
| JPS63140301A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-11 | Fuji Electric Co Ltd | 電動操作端制御装置 |
-
1974
- 1974-07-24 JP JP49084951A patent/JPS6012641B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5114583A (ja) | 1976-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3104249B2 (ja) | フィードバック制御装置 | |
| US4309650A (en) | Average current controlled switching regulator utilizing digital control techniques | |
| US6225794B1 (en) | Step-up continuous mode DC-to-DC converter with integrated fuzzy logic current control | |
| US5166871A (en) | Buck switching regulator with tow control loops | |
| JPS6012641B2 (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPH05206771A (ja) | 自動出力電力制御回路 | |
| US5173649A (en) | Method and apparatus for improving dynamic response of a feedback control loop by generating a common-mode gain | |
| JPS6056396B2 (ja) | 速度制御装置 | |
| US3965684A (en) | Device for controlling speed of turbine | |
| JPH05150802A (ja) | 偏差可変及び偏差ヒステリシス形ｐｉ制御方法 | |
| JPH0638563A (ja) | モータ速度制御装置 | |
| JP2797479B2 (ja) | パルス幅変調型電圧源 | |
| JPS6137041Y2 (ja) | ||
| JP2001290504A (ja) | 制御装置 | |
| JP2936779B2 (ja) | インバータによる誘導電動機速度制御方法 | |
| JPS5825442Y2 (ja) | バツチ・プロセス制御装置 | |
| JPS6158489A (ja) | 直流電動機の速度制御装置 | |
| JP3250185B2 (ja) | 出力特性が不安定な負荷用電源の出力安定化法およびそれに用いる電流形インバータの出力電流のパルス幅制御装置 | |
| JPH0145272Y2 (ja) | ||
| JPS61240872A (ja) | モ−タの速度制御回路 | |
| WO1995010031A1 (en) | Closed loop pressure transducer with improved start-up settling | |
| JP2005530471A (ja) | 殊に降圧変圧器であるスイッチングレギュレータおよびスイッチング調整方法 | |
| JPS6313525Y2 (ja) | ||
| JP2535323B2 (ja) | 負荷電流制御装置 | |
| JPH03123913A (ja) | 高周波電源装置 |