JPS60126704A - プロセス調節計 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明はプロセス調節計、特にデジタル演算処理とア
ナログ処理を有機的に結合したハイブリッド式のプロセ
ス調節計に関する。

（ロ）従来技術 一般に、プロセス調節計は、その調節機能として、比例
（Ｐ）、積分（■）、微分（Ｄ）の３要素よりなるＰＩ
Ｄ動作が可能であり、これらＰＩＤ動作をなすために、
従来は基本回路をアナログ回路で構成していた。

しかるに近年の超ＬＳＩ技術の出現により、マイクロプ
ロセッサ等を用いたデジタル技術の発達と信頼性の向上
がもたらされ、その結果プロセス調節計においても、Ｐ
ＩＤ動作をデジタル処理により実現することにより、高
精度の制御機能とデジタル処理により得られる付加機能
の充実等の長所に着目し、調節計としての統合能力の面
でアナログ式に取って替わりつつあるのが現状である。

しかしながら、反面、調節針としての制御出力のスムー
ズ性及び故障時のバンクアップ能力の面では、アナログ
式の方が優れており、したがってアナログ式とデジタル
式を組合わせ、両者の長所を生かしたハイブリッド式の
調節計が開発されるに至っている。

一般に、ＰＩＤ調節動作の基本式は、 ｅ＝Ｐｒ−Ｐｓ　・・・　（２） ＰＯ：プロセス操作出力、Ｐｒ：プロセス入力、Ｐｓ：
プロセス制御目標値、 Ｐ：比例定数、　■＝積分定数、 Ｄ：微分定数 で表されるように、操作出力Ｐｏは制御偏差ｅの比例値
、積分項、及び微分項の各デジタル演算値の和として得
られるので、和を得る方法にアナログ回路を使用して制
御出力のスムーズ性及び故障時のバンクアンプの容易性
を達成するのが、ハイブリッド式調節計の基本的な考え
方である。

従来のハイブリッド式のプロセス調節計のブロック図を
第１図に示している。同図において、１はマイクロプロ
セッサ等で構成されるデジタル処理部、２は係数膜一定
部であり、目標値Ｐｓ、比例係数ｅｐ、積分係数ｅＩ、
微分係数ｅｏ　をそれぞれ設定するポテン’７　ａメー
タ２１．２２．２３．２４から構成されており、これら
ポテンショメータ２１・・・２４で設定される目標値、
係数はＡｌ１、Ａｌ１、・・・Ａｉｓボートを経てデジ
タル処理部１に読み込まれるようになっている。

３は操作部であり、手動モードと自動モードを切替設定
する手動／自動切替スイッチ３１、操作出力の増加用押
ボタンスイッチ３２、減少用押ボタンスイッチ３３、リ
モート（Ｒ）とローカル（Ｌ）の切替スイッチ３４から
構成されており、これら各スイッチの設定状況も、Ｄｉ
ｏ、Ｄｉｌ　・・・Ｄｉ３ボートを経てデジタル処理部
１に読み込まれるようになっている。

デジタル処理部１は、Ｄｉｌ　・・・Ｄｉ３ボートより
入力される信号及びＡｉ＋　・・・Ａｉ５ボートより入
力されるアナログ信号をデジタル値に変換して、所定の
演算を行い、Ｄｏｎ　・・・Ｄ０３ポートから制御信号
を、Ａｏｏ　・・・ＡＯ３からアナログ信号を出力する
。Ａｏｏボートより積分項（、ＲＥＳＥＴ）出力が、Ａ
ｏｚボートより比例項と微分項の和（ＰＲ）の出力が導
出される。

４は演算増幅器４１及び積分コンデンサ４２等からなる
積分加算回路であり、４３は演算増幅器４１のオフセン
ト調整用のトリマである。５１．５２及び５３は、Ｄ’
ｏｏボートより出力される信号によりオンオフされるス
イッチである。デジタル処理部１のＡｏｏボートは抵抗
４４に接続され、ＡＯＩボートはコンデンサ６２、抵抗
４５の直列回路に接続され、抵抗４４と４５の出力側は
共通接続され、スイッチ５１を介して接地されるととも
に、スイッチ５２を介して積分加算回路４の演算増幅器
４１の（−）入力端に接続されている。

７は手動操作回路であって、Ｄｏｌ、Ｄ０２ボートより
出′力される信号によりオンされるスイッチ７１．７２
、抵抗７３．７４及び＋Ｖｓ電源、−Ｖｓ電源とから構
成さ−れており、この手動操作回路７はスイッチ５３を
介して、演算増幅器４１の（＝）入力端に接続されてい
る。

８はトラッキング回路であり、演算増幅器８１、抵抗８
２．８３．８４．８５から構成されている。

このトラッキング回路８の演算増幅器８１の（−）入力
端に、抵抗８２を介して積分加算回路４の出力すなわち
操作出力Ｐｏが入力されるようになっており、（＋）入
力端には、抵抗８４を介してデジタル処理部１のＡＯ２
ボートよりトラッキング信号ＴＥが入力されるようにな
っている。またトラッキング回路８の出力は、スイッチ
５４を介して、積分加算回路４の入力、すなわち演算増
幅器４１の（−）入力端に加えられる。スイッチ５４は
、デジタル処理部１のＤＯ３ボートより出力されるトラ
ッキング指令信号ＴＲＡＣＫによってオンされるように
なっている。

次に、このプロセス調整針の動作について概説する。

まず、手動／自動切替スイッチ３１をＭ（手動）側に設
定した場合には、この設定信号がＤｉ２ボートよりデジ
タル処理部１に取り込まれ、これに対応して１）ｏｏボ
ートよりＭ信号が送出され、スイッチ５１．５３がオン
され、またこのＭ信号がノット回路１１１で反転され、
スイッチ５２がオフされる。そのため抵抗４６が積分加
算回路４に接続され、抵抗４４．４５が積分加算回路４
から分離される。すなわち手動操作回路７が積分加算回
路４に接続され、積分項及び比例項と微分項の和の出力
が積分加算回路４から切り離される。

この状態下で、増加用あるいは減少用の押ボタンスイッ
チ３２．３３を押すと、これに対応してデジタル処理部
１のＤ’ｏｌボートあるいはＤＯ２ポートから信号ＩＮ
Ｃあるいは信号ＤＥＣが出力され、スイッチ７１あるい
は７２がオンされる。

例えば増加用押ボタンスイッチ３２がオンされると、こ
れに対応してスイッチ７１がオンし、電圧＋■Ｓが抵抗
７３、スイッチ７１、抵抗４６を通して積分加算回路４
に加えられ、コンデンサ４２と抵抗７３．４６によって
決まる積分時間に基づき積分処理がなされ、操作出力端
４７の操作出力Ｐｏは一様に増加する。逆に、減“少用
押ボタンスイッチ３３がオンされた場合には、操作出力
は一様に減少する。そして増加用（減少用）押ポクンス
イッチ３２（３３）のオフ時点で、その時点での操作出
力ＰＯは積分コンデンサ４２に保持される。

また操作出力ＰＯは、デジタル処理部１のＡｔＯポート
より逐次読み込まれ、デジタル変換されて不揮発性メモ
リに記憶され、リミッタ処理されてＤ／Ａ変換され、Ａ
Ｏ２ボートよりトラッキング信号ＴＥとしてアナログ出
力される。このトラッキング信号ＴＥは、読み込まれた
値がリミッタ値（例えば操作出力の１２０％）より低い
時には操作出力の読み込み値に等しい値（ＴＥ＝Ｐ’Ｏ
）を、リミッタ値以上の場合にはリミッタ値に等しい値
が出力される。トラッキング信号ＴＥはトラッキング回
路８の一方の入力に加えられるが、′トラッキング回路
８の出力は、デジタル処理部１のＤＯ３ボートよりトラ
ッキング指令信号ＴＲＡＣＫが出力され、スイッチ５４
がオンされてはじめて積分加算回路４の入力に加えられ
、積分コンデンサ４２を強制的に充放電し、操作出力Ｐ
ｏをトラッキング信号ＴＥに等しくする。

例えば、上記増加用押ボタンスイッチ３２をオンして手
動操作している場合には、このスイッチの操作直後（オ
ン後のオフ時）にトラッキング指令信号ＴＲＡＣＫを出
力し、スイッチ５４をオンし、積分コンデンサ４２には
、上記スイッチの操作直後にデジタル処理部１に読み込
まれた操作出力ＰＯの値の電圧が保持される。デジタル
処理部ｌに読み込まれた操作出力は、不揮発性メモリに
記憶されているので、新たな更新操作を行わない限りこ
の値は変化しないので、手動時の操作出力は、長時間に
亘り積分加算回路４のドリフトに無関係に保持される。

また、上記したようにトラッキング信号ＴＥは、操作出
力Ｐｏがリミッタ値を越える場合に、リミッタ値を出力
するので、手動時（あるいは自動時）に操作出力ｐｏが
リミッタ値を越える時にトランキング指令信号ＴＲＡＣ
Ｋを出力することにより、トラッキング回路８はトラッ
キング動作を行い、操作出力Ｐｏをリミッタ値に強制す
る。すなわちアンチリセットリワインドアンプ機能が実
現される。

次に、手動／自動切替スイッチ３１をＡ（自動）側に設
定した場合には、この設定信号がＤｉ２ボートよりデジ
タル処理部１に取り込まれ、これに対応してＤｏｏボー
トより信号Ａが出力されて、スイッチ５１．５３がオフ
されスイッチ５２がオンされる。そのため抵抗４６が積
分加算回路４から分離され、抵抗４４．４５が積分加算
回路４に接続される。すなわち積分項及び比例項と微分
項の和の出力が積分加算回路４に結合され、手動操作回
路７が積分加算回路４から切り離される。その結果操作
出力端４７には、デジタル処理されたＰＩＤ制御出力と
して操作出力ＰＯが出力される。

従来のプロセス調節計は、上記のようにデジタル処理部
よりデジタル演算した積分項、比例項、微分項をアナロ
グ変換して出力し、比例項と微分項の和は微分処理し、
この微分処理した出力と積分項を積分加算回路に加えて
積分加算し、積分、微分を純粋にアナログ処理するよう
にしている。

そのため積分はスムーズな出力が得られるが、しかし微
分はデジタル処理部内のＤＡコンバータのビット毎のス
テップ出力（サンプリング毎の出力）が微分回路で微分
され、一様な増加または減少出力時で当然微分項が零で
あるにもかかわらず、操作出力に微分成分の出力が現れ
、特にＤＡコンバータの分解能が低い時には、制御系に
対しハンチング等の誤動作の原因となる。

また、トラッキング信号とトラッキング指令信号で、ア
ンチリセットリワインドアップ機能を果たしているので
、この機能を働かし、操作出力をリミット値に強制した
後、アンチリセット解除時期を知るには、一定周期でト
ラッキング指令信号をオン・オフしてオフ時の操作出力
値Ｐｏを読み込む必要がある。しかし操作出力が過大の
時は、トラッキング指令信号をオフした瞬間、一時的に
操作出力値Ｐｏは無トラッキング状態となり、過大出力
が送出される。そのため操作出方値Ｐ。

はトラッキング値と過大値との間で一定周期でハンチン
グを呈するようになり、外部装置に対して悪影響を与え
、これが制御特性の外乱の原因となる。

（ハ）目的 この発明の目的は、上記従来のプロセス調節計の問題点
を解消し、デジタル演算値をアナログ変換して微分処理
する際に、サンプリング時のステップ毎の段差に起因す
る微分成分が出力されず、またアンチリセットリワイン
ドアップ機能を持たせる場合には、過大出力によるハン
チング等の生じることのないプロセス調節計を提供する
ことである。

（ニ）構成 上記目的を達成するために、この発明のプロセス調節計
は、ＰＩＤ係数を設定する係数設定手段と、手動と自動
を切替設定する手動／自動設定手段と、手動時の操作量
を入力する手動操作手段と、プロセス入力、操作出力及
び前記係数設定手段よりの信号を受けてデジタル的にＰ
ＩＤ演算を行い、アナログ値に変換された積分項と比例
項、微分項を出力する演算手段と、前記積分項を導出す
る第１のスムージング回路と、前記比例項及び微分項を
導出する第２のスムージング回路と、前記手動操作手段
の操作に応答して手動操作電圧を出力す回路と、前記手
動／自動設定手段の設定信号に応答して、前記第１及び
第２のスムージング回Ｉｎ力と前記積分保持回路を切替
えて選択的に出方する切替回路と、この切替回路の出力
を受けて操作出力を導出するアナログ加算回路とから構
成されている。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明の１実施例を示すプロセス調節計の
ブロック図である。同図において、１ａはデジタル処理
部であり、このデジタル処理部１ａは、第３図に示すよ
うに、アナログ久方ポートＡｉ　（Ａｉｏ、Ａｉ＋　・
−−Ａｒ５）　よりの大刀信号を受ける入力マルチプレ
クサ１１、Ａ／Ｄ変換器１２、ＰＩＤのデジタル演算や
種々の制御を行うマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１３、
マイクロプロセッサ１３よりのデジタル演算値をアナロ
グ値に変換して出力するためのＤ／Ａ変換器１４、出力
デマルチプレクサ１５、ホールドコンデンサ１６１．１
６２．１６３．１６４とホールドアンプ１６５．１６６
．１６７．１６８からなるホールド回路１６及びマイク
ロプロセッサ１３等がダウンした時に、特定の論理信号
を出方する論理ゲート回路１７等から構成されている。

またＤｉｎボート、Ｄｉｔボートは、バイパス回路１８
により論理ゲート回路１７にも接続されている。

このデジタル処理部１ａのＡｉボートには、第１図のプ
ロセス調節計と同様の係数設定部２が、またＤｉポート
には、同様に操作部３のスイッチ群が接続されている。

デジタル処理部１ａはＡｔボートから入力され、アナロ
グ変換されて取り込まれる係数値、Ｄｉボートよりの信
号に応答してＰＩＤ演算をデジタルで行い、これをアナ
ログ変換して、ＡｔボートのＡＯ［］より積分項（ＲＥ
ＳＦ、Ｔ）を、ＡＯＩより比例項と微分項の和（ＰＥ）
を出力するようになっている。

デジタル処理部１ａのＡｉｏポートは、抵抗９４とコン
デンサ６３からなるスムージング回路６ａに接続され、
Ａｔボートは抵抗９５とコンデンサ６４とからなるスム
ージング回路６ｂに接続されている。５１．５２．５３
及び５５は、Ｄｏ。

ボートより出力される信号に応じてオン・オフされるス
イッチである。

４ａは演算増幅器４１、積分コンデンサ４２及び抵抗４
３からなる積分保持回路であり、４６は演算増幅器４１
のオフセント調整用のトリマである。

７は手動操作回路であり、第１図で示したものと同様の
ものであり、その出力はスイッチ５５を介して、積分保
持回路４ａに入力されるようになっている。

８は演算増幅器８１、抵抗８２．８３．８４．８５及び
コンデンサ（自己発振防止用）８６からなるトラッキン
グ回路である。９．は演算増幅器９１、抵抗９２等から
なる加算回路であり、この加算回路の出力端９６より操
作出力Ｐ’ｏが送出される。

上記スムージング回路６ａ、６ｂは出力側で共通接続さ
れ、スイッチ５１を介して接地されるとともに、スイッ
チ５２を介して加算回路９の演算増幅器９１の（−）入
力端に接続されている。また積分保持回路４ａの出力端
もスイッチ５３を介して加算回路９の演算増幅器９１の
（−）入力端に接続されている。

１０は極性反転回路であり、演算増幅器１０１、抵抗１
０２．１０３から構成されており、積分保持回路４ａの
出力が入力されるとともに、その出力はトラッキング回
路８の演算増幅器８１の（−）入力端に加えられるよう
になっている。

トラッキング回路８の演算増幅器８１の（＋）入力端に
は、加算回路９の出力端がスイッチ５８を介して、また
デジタル処理部１ａのＡＯ２ボートがスイッチ５９を介
して接続されている。スイッチ５８．５９は、デジタル
処理部ｌａのＤＯ３ボートより出力されるトラッキング
指令信号ＴＲＡＣＫによりオンあるいはオフされる。こ
のトラッキング指令信号ＴＲＡＣＫは、スイッチ５８に
はノット回路１１２を介して、スイッチ５９には直接加
えるようにしているので、スイッチ５８．５９ば、一方
がオンしている時他方がオフしている。

トラッキング回路８の出力は、積分保持回路４ａに入力
されるようになっている。

この実施例調節針において、手動／自動切替スイッチ３
１をＭ（自動）側に設定した場合には、第１図の場合と
同様にして、Ｄ００ポートよりＭ信号が出力され、スイ
ッチ５１．５３．５５がオンされ、スイッチ５２がオフ
される。そのためスムージング回路６ａ、６ｂの出力、
すなわちＰＩＤ演算の積分項及び比例項と微分項の和の
アナログ出力が接地され、かつ加算回路９より電気的に
分離され、また手動操作回路７はスイッチ５５により積
分保持回路４ａに電気的に接続され、スイッチ５３によ
り積分保持回路４ａの出力が加算回路９に電気的に接続
される。

また手動／自動切替スイッチ３１のＭ側への切替と同時
に、操作出力値Ｐｏは、デジタル処理部１ａのＡｉｏボ
ートより取り込まれデジタル変換されて記憶されるとと
もに、リミッタ処理されて再度アナログ値に変換されて
、ＡＯ２ポートよりトラッキング信号ＴＥとして出力さ
れる。と同時にＤＯ３ボートよりトラッキング指令信号
ＴＲＡＣＫが送出されてスイッチ５９がオンされ、また
指令信号ＴＲＡＣＫがノット回路１１２で反転されるの
で、スイッチ５８がオフされる。このスイッチ５９のオ
フにより、操作出力ＰＯはトラッキング回路８より電気
的に切り離される。またスイッチ５９のオンにより、ト
ラッキング信号ＴＥがトラッキング回路８に電気的に接
続されるので、積分保持回路４ａの積分コンデンサ４２
は強制的に充放電されてトラッキング信号ＴＥに等しい
値を保持する。そして、この保持された電圧は、積分保
持回路４ａよりスイッチ５３、加算回路９を経て手動時
の操作出力ＰＯとして導出される。以上の一連の動作に
より、自動（Ａ）から手動（Ｍ）への切替がバランスレ
スバンプレスに行われる。

この手動状態で手動調節を行う場合には、増加用あるい
は減少用の押ボタンスイッチ３２．３３が押される。こ
の抑圧操作に対応して、デジタル処理部１ａのＤ０１ポ
ートあるいはＤＯ２ポートから信号ＩＮＣあるいはＤＥ
Ｃが出力され（第５図のｔ１〜ｔ２のＩＮＣ，ｔ３〜ｔ
４のＤＥＣ参照）、スイッチ７１あるいは７２がオンさ
れる。

これにより電圧＋Ｖ’ｓあるいは電圧−Ｖｓが、抵抗７
３（７４’）、スイッチ７１（７２）を通して積分保持
回路４ａに加えられ、コンデンサ４２が充放電される。

演算増幅器４１の出力は、抵抗９３、スイッチ５２を通
して加算回路９に入力され、この加算回路９の出力すな
わち操作出力ＰＯは、一様の割合で増加（減少）してい
く。増加割合は、抵抗７３．４３の和とコンデンサ４２
の静電容量による時定数と電圧Ｖｓによって決まる。

増加用あるいは減少用の押ボタンスイッチ３２．３３の
いずれかがオンされている時は、トラッキング指令信号
ＴＲＡＣＫはオフ状態であるが、もし誤って上記スイッ
チ３２．３３のいずれかのオンが継続され、ＩＮＣ（Ｄ
ＥＣ）信号が連続して出力された場合には、操作出力Ｐ
Ｏは当然上限または下限のリミッタ値を越えて出力され
ることになる（第５図のｔ２〜ｔ３のＰｏの黒線部参照
）。

しかしデジタル処理部１ａでは、常に操作出力ＰＯをモ
ニタリングしており、そのためリミッタ処理により操作
出力ＰＯがリミッタ値を越える時には、トラッキング信
号ＴＥとしてリミッタ値を出力しく第５図のＴＥ参照）
、シかもここでトラッキング指令信号ＴＲＡＣＫをオン
（出力）することにより、操作出力ＰＯを強制的にリミ
ッタ値にトラッキングする（第５図のｔ２〜ｔ３のＴＲ
ＡＣＫ及びＰＯ参照）。すなわちリセットリワインドア
ップ機能が働くようにしている。

また増加用あるいは減少用の押ボタンスイッチ３２．３
３をオンからオフにすると、その時点での操作出力ＰＯ
がデジタル処理部ｌａ内の不揮発性メモリにデジタル的
に記憶され、これがトラッキング信号ＴＥとして固定さ
れ乞。この記憶後にトラッキング指令信号ＴＲＡＣＫを
オンすることにより、トラッキング信号ＴＩＥはトラッ
キング回路８を経て積分保持回路４ａに加えられ、積分
保持回路４ａのコンデンサ４２の電位は常に一定値に保
持される。そのため手動調節電圧設定後の操作出力４！
ＩＰｏは、積分保持回路４ａの演算増幅器４１のドリフ
トに影響されることなく、長時間一定値を保持し続ける
ことができる（第５図のｔ４のＰＯ参照）。

次に、調節針を自動調節状態にしたい場合には、手動／
自動切替スイッチ３１がＡ（自動）側に切替設定される
。この設定信号がＤｉ２ボートよりデジタル処理部１ａ
に取り込まれ、これに対応してＤｏｏボートよりＡ信号
がオンされ、Ｍ信号がオフされスイッチ５２がオンされ
る一方（第５図のｔ５参照）、スイッチ５１．５３．５
５がオフされる。これによりスムージング回路６ａ、６
ｂが加算回路９に接続されるとともに、積分保持回路４
ａが加算回路９から、また手動操作回路７が積分保持回
路４ａからそれぞれ切り離される。

また、手動から自動への切替時点において、操作出力値
ＰＯはデジタル処理部１ａのＡｉｏポートより読み込ま
れ、この操作出力値が以後のＰＩＤ演算の初期値として
使用されるので、手動か、ら自動への切替がバランスレ
スバンプレスに行われる。

スムージング回路６ａ、６ｂが加算回路９に接続されて
いるので、デジタル処理部１ａのＡｉ。

ポートよりの積分項のアナログ値とＡｉ＋ボートよりの
比例項＋微分項のアナログ値が加算回路９に入力され加
算される。

今、抵抗６１．６３．９２．９４．９５の値を等しく選
定すれば、加算回路９の演算増幅器９１の出力として得
られる操作出力Ｐｏは Ｐｏ　＝ＰＥ　（ｎ）＋ＲＥＳＥＴ　（ｎ）’＋Ｐ。

・　・　・　（３） ただし、ｎ−１・ｎ：サンプリング時、ｅは前記（２）
式と同じであり、Ｐ、Ｉ、Ｄは上記（１）式と同様の定
数、 となる。

上記（３）式は、時刻ｎにおける全操作出力をデジタル
演算処理してめていることになるの−で、上記Ｐｏ　（
ｎ）の演算値をデジタル処理部ｌａ内でモニタリングし
ておき、その値がリミッタ値を越える場合には、Ｐｏ（
ｎ）をリミッタ値に等しくして出力することにより、ア
ンチリセットリワインドアンプ機能を持たせることがで
きる。したがって、この実施例プロセス調節計によれば
、特別なアンチリセット解除タイミング及びトラッキン
グ指令等も必要とせず、自動的にアンチリセットリワイ
ンドアップ動作が行われるので、トラッキングのオンオ
フ等による操作出力のハンチング等が発生することはな
い。

また、デジタル処理部１ａのＡｏｏボートより出力され
る積分項（ＲＥＳＥＴ）及びＡｏ１ボートより出力され
る比例項と微分項の和（Ｐ　Ｅ）のアナログ信号は、デ
ジタル処理部ｌａ内でデジタル値からアナログ値に変換
されるものであるがら、第４図の点線に示すように、サ
ンプリング周期毎に段階的に出力されるが、スムージン
グ回路６ａ、６ｂを通して加算回路９に加えられるので
、スムージング回路６ａ、６ｂのフィルタ作用により、
出力波形が第４図の実線で示すように滑らかなものとな
る。特にスムージング回路６ａ、６ｂの時定数を調節計
のサンプリングタイムに等しく設定することにより、応
答遅れのない滑らかなアナログ出力が得られ、アナログ
回路の長所であるスムーズな制御特性を有する調節計が
実現できる。

上記した操作出力Ｐｏの送出動作とほぼ平衡して、デジ
タル処理部１ａのＤｉ３ポートよりのトランキング指令
信号ＴＲＡＣＫがオフとされ、スイッチ５９がオフされ
、逆にスイッチ５８がオンされる。これによりトラッキ
ング信号ＴＥはトラッキング回路８より電気的に分離さ
れ、加算回路９の操作出力ＰＯがスイッチ５８を通して
トラッキング回路８に電気的に接続される。そのためト
ラッキング回路８により、積分保持回路４ａのコンデン
サ４２の電位は、富に操作出力ＰＯの値に等しくなるよ
うにトラッキングされる。

次に、故障の場合、例えばサンプリング周期の異常、演
算処理結果の異常値、Ｄ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等の
不良が発生すると、デジタル処理部１ａのマイクロプロ
セッサ１３では、故障診断プログラムによりＣＰＵＤＯ
ＷＮ等の故障信号を送出し、これにより調節計は手動バ
ンクアップ動作状態となる。

この状態になると、デジタル処理部１ａのマイクロプロ
セッサ１３はその動作を停止し、Ａｉボートからのアナ
ログ信号の読み込みやＤ＋ボートからの信号の取り込み
と判定は行われない。しかし、ＣＰＵＤＯＷＮ信号を受
けた論理ゲート回路１７により、Ｄ００ポートより手動
指令信号Ｍが出力され、Ｄ、ｏ　３ポートよりのトラッ
キング指令信号ＴＲＡＣＫがオフとされる。また、Ｄｉ
ｏ。

Ｄｉ１ボートよりの増加用もしくは減少用の信号は、バ
イパス回路１８を通って、Ｄ０１ボート、ＤＯ２ボート
より信号ｌＮＣ１信号ＤＥＣとして出力される。それゆ
え通常の手動調節時と同様に、増加用あるいは減少用の
押ボタンスイッチ３２．３３をオンすることにより、信
号ＩＮＣあるいは信号ＤＥＣを出力し、手動操作回路７
、積分保持回路４ａを動作させて操作出力ＰＯを手動調
節できる。この場合、スイッチ５８がオンし、スイッチ
５９がオフされているので、操作出力ＰＯはトラッキン
グ回路８に入力され、積分保持回路４ａのコンデンサ４
２に記憶される。スイッチ５３がオンしているので、手
動調節後または故障直後の操作出力Ｐｏは、トラッキン
グ回路８、積分保持回路４ａ、加算回路９の閉ループに
より長時間安定に保持される。また積分保持回路４ａの
出力は、極性反転回路１０、自己発振防止用のコンデン
サ８６を介して、Ｉ−ラッキング回路８の演算増幅器８
１に入力するようにしているので、積分保持回路４ａの
出力が増加する方向に変化する場合には、トラッキング
回路８より、これを減少させる方向の電圧を入力し、逆
に減少する方向に変化する場合には、トラッキング回路
８より積・分保持回路４ａの出力を増加させる方向の電
圧が加えられ、積分保持回路４ａの出力は常に一定に保
持され、故障時においても確実なバッファ・ノブが可能
となる。

なお、上記実施例において、抵抗９２．９４．９５は全
て等しくする必要はなく、等しくなりれば式（３）のＰ
ＩＤ定数が変化するだけであり、これはソフト処理によ
り正規化が可能である。

（へ）効果 この発明によれば、デジタル演算値をアナログ変換して
出力する際に、積分項出力及び比例項と微分項の和出力
もスムージング回路を通して導出するようにしているの
で、サンプリングビ・ノド間隔の影響を受けることなく
、高精度でスムーズな制御特性を得ることができる。

またＰＩＤ演算は全てデジタル処理するので、常に操作
出力をデジタル処理部でモニタできるので、従来のよう
にトラッキング指令信号をオン・オフしてアンチリセッ
ト解除時期を知る必要がないので、操作出力のハンチン
グ等を生じさせることなく、容易かつ正確にアンチリセ
ットリワインドアップ機能を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のハイブリッド型のプロセス調節針を示す
ブロック図、第２図はこの発明の１実施例を示すハイブ
リッド型のプロセス調節計のブロック図、第３図は同実
施例プロセス調節針のデジタル処理部の構成を示すブロ
ック図、第４図は上記実施例プロセス調節計の操作出力
のスムーズ性を説明するための図、第５図は同実施例プ
ロセス調節計の動作を説明するための信号タイムチャー
トである。 １ａ：デジタル処理部、　２：係数設定部、３：操作部
、　４ａ：積分保持回路、 ５１・５２・５３・５５：スイ・ノチ、６ａ・６ｂ：ス
ムージング回路、 ７：手動操作回路、９：加算回路 特許出願人　株式会社島津製作所 代理人　弁理士　中　村　茂　信

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐｌｐ係数を設定する係数設定手段と、手動と自
   動を切替設定する手動／自動設定手段と、手動時の操作
   量を入力する手動操作手段と、プロセス入力、操作出力
   及び前記係数設定手段よりの信号を受けてデジタル的に
   ＰＩ’Ｄ演算を行い、アナログ値に変換された積分項と
   比例項、微分項を出力する演算手段−と、前記積分項を
   導出する第１のスムージング回路と、前記比例項及び微
   分項を導出する第２のスムージング回路と、前記手動操
   作手段の操作に応答して手動操作電圧を出力する路と、
   前記手動／自動設定手段の設定信号に応答して、前記第
   １及び第２のスムージング回路出力と前記積分保持回路
   を切替えて選択的に出力する切替回路と、この切替回路
   の出力を受けて操作出力を導出するアナログ加算回路と
   を備えてなるプロセス調節計。