JPS6019206A - 制御系監視装置 - Google Patents

制御系監視装置

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JPS6019206A
JPS6019206A JP58126562A JP12656283A JPS6019206A JP S6019206 A JPS6019206 A JP S6019206A JP 58126562 A JP58126562 A JP 58126562A JP 12656283 A JP12656283 A JP 12656283A JP S6019206 A JPS6019206 A JP S6019206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
deviation
control system
control
detector
duration
Prior art date
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Pending
Application number
JP58126562A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunobu Hayama
葉山 安信
Sadamu Terado
寺戸 定
Mitsuhiro Abe
阿部 光博
Makoto Watanabe
誠 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP58126562A priority Critical patent/JPS6019206A/ja
Publication of JPS6019206A publication Critical patent/JPS6019206A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Servomotors (AREA)

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】 この発明は、例えば油圧制御系の異常動作および故障等
金高感度に検出する制御系監視装置に関する。
例えば油圧制御系における制御弁の故障および油漏れ等
を検出するicは、第1図に示すような故障検出装置1
1が使用さnる。この故障検出装置11は、制御系12
の制御目標値X’に入力し、制御系モデル13によって
制御系12の出力予測値Y#’に3!1.出するもので
、この予測値Y8と実際の制御系12の出力値Yとから
制御偏差E(=Ya−Yl求める。次に、故障判定装置
14によって上記制御偏差Eが予め設定される偏差許容
範囲内であるか否かを判定するもので、この場合、制御
偏差Eが許容範囲全逸脱すると、制御系12は故障であ
ると判定さ扛表示装置15に表示されるようになる。す
なわち、この故障検出装置11は、制御系モデル13と
実際の制御系12とに、それぞn実時間で同じ入力信号
を与え、そして、その時の出力信号の差を監視すること
によシ、制御系12の故障全検出するものである。この
場合、一般に、上記のよ′)な演算処理および判定処理
等は、ディジタルコンピュータで行なわれるものである
ここで、上記制御系モデル13は、一般に微分方程式で
モデル化されるものであるため、この制御系モデル13
の精度を高めるには、微分方程式の次数全土けれはよい
。この場合、ディジタルコンピュータによる制御系モデ
ル13(D演算時間は非常に長くなってしまう。
しかしこのように制御系モデル13の演算時間が長いと
、例えばこの故障検出装置11を油圧制御系のような、
数10(Hz)〜数100[Hz)の高速応答性を有す
る制御系12に対して使痢すル場合に、ディジタルコン
ピュータによる演算処理動作全円滑に行なうことができ
ない。したがって、制御系12制御用のコンピュータと
は別に、故障診断専用のミニコンピユータを設置する必
要が生じ不経済である。
この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
例えば油圧制御系のように高速応答性?有する制御系に
対して使用する場合でも、故障診断専用のコンピュータ
?設置する必要なく、制御用コンピュータを利用するこ
とが可能となる高精度な制御系監視装置1’に提供する
こと全目的とする。
すなわち、この発明に係る制御系監視装置は、制御系の
制御偏差値が予め設定される偏差許容範囲を逸脱したこ
と′(I−検出する偏差レベル検出器と、この偏差レベ
ル検出器による検出信号が一定限界時間以上継続したこ
と全検出する継続時間検出器と、9の継続時間検出器に
よる検出動作に対応して表示作動する表示器と全具備し
、簡易な演算手順により制御系の故障検出を行なうよう
にしたものである。
以下図面によりこの発明の一実施例を説明する。
第2図はこの監視装置を、例えば位置制御用油圧制御系
に使用する場合のブロック構成を示すもので、20は位
置制御系、21はこの実施例による制御系監視装置であ
る。
まず、上記位置制御系20は、偏差算部20a。
増幅部20b、サーボ弁20C,シリンダ20dおよび
このシリンダ20dの出力側と上記偏差演算部20aと
の間に介在される位置検出器2(Dにより構成される。
ここで、この実施例による監視装置21は、2つの偏差
レベル検出器22m、22b k備えている。
この2つの偏差レベル検出器2211 、22bは、そ
れぞn予め異なる範囲で設定される偏差許容範囲(−L
s−Ll) + (−Lx〜Lx )會、上記制御系2
0の制御偏差値Eが逸脱したか否か會そnぞれ検出する
もので、この2つのレベル検al器22t1.22bか
らの検出信号をそれぞれ2つの継続時間検出器23Bお
よび23bに供給する。この継続時間検出器23B、2
3bは、それぞれ上記偏差許容範囲(−L+ = Lt
 )および(−L2〜Lx )に対応して設定される一
定限界時間Tlおよび12以上、上記レベル検出器22
B 、 22bからの検出信号がそれぞれ継続して供給
されたか否かを検出するもので、この2つの継続時間検
出器23m、23b Kは、キれぞれその継続検出動作
時に対応して表示作動する表示器24mおよび24bを
接続して構成する。
すなわち、このように構成される装置において、まず位
置制御系20の偏差演算部2013には制御目標値Xk
供給する。これによシ、偏差演算部20Bは、制御目標
値Xとフィードバック信号Yとにより制御偏差EC=X
−Y)’を算出するもので、この制am差Eは増幅部2
0bで増幅さnサーボ弁電流工となってサーボ弁20c
に供給さする。このサーボ弁20cは、サーボ升電流工
に比例した油の流量Qを流入または流出し、シリンダ2
0d kその流量Qに対応して駆動するもので、このシ
リンダ20dの移動位置Y”は、゛位置検出器20eで
検出されフィードバック信号Yとして上記偏差演算部2
013に帰還さnる。この場合、偏差演算部20Bにお
いて、制御目標値Xとフィードバック信号Yとが等しく
(X=Y)なり、制御偏差E=0となれば、増幅部20
bからのサーボ弁電流■およびサーボ弁20Cからの流
fQは、そ壮ぞnI=0.Q=0となりシリンダ20d
の動作は停止するようになる。
第3図は上記位置制御系′20の正常時における制御偏
差Eとその継続時間Tとの関係會示すもので、縦軸全制
御偏差Eの絶対値6とし、横軸tその制御偏差εが連続
して生じた最大継続時間型とする。この場合、制御系2
0の正常時においては、大きい値の制御偏差6の継続時
間tは短かく、また、小さい値の制御偏差6の継続時間
電は長いことが解かる。つまり、実線aので、制御系2
0の正常時には、制御偏差εおよびその継続時間を共に
この計算値曲線aを上回ることはない。
ここで、例えば上記監視装置21の偏差レベル検出器2
2B 、 22bそれぞnに予め設足される偏差許容範
囲値L1およびLzk、それぞrt、tt算値曲111
ja上のL1=0.2およびLz = 0.8に設定し
、また、継続時間検出器231a 、 23bそれぞれ
の一足限界時間T1およびT*k、上記偏差許容範囲値
Ll + Lr2それぞれに対応するT1=OJ3およ
びT2=0.2に設足する。
すなわちこのような監視装置2ノにおいて、例えば制御
系20の正常時には制御偏差Eは、偏差レベル検出器2
2B、22bそ扛ぞれの偏差許容範囲(−Ll”Lt)
および(−L2〜L、 )の伺れも逸脱しないので、表
示器241および24bは伺扛も表示作動することがな
い。
次に2例えば制御系20のサーボW20Cに中立点ドリ
フトが生じツク、シリンダ20dから少量の油漏れが発
生する場合には、サーボ弁20Cには、その中立点ドリ
フト量や油の漏れ量に対応して常時余分なサーボ弁寛流
工0が流れるようになシ、正常時より大きい値の制御偏
差Eが常時発生するようになる。これにより、制御偏差
Eij:偏差レベル検出器2211の偏差許容範囲(−
L1〜L1)k逸脱する状態となると共に、この逸脱状
態が継続時間検出器23Bの一定限界時間T1以上継続
するようになり、表示器248は1故障1”k表示する
ようになる。
また、例えばサーボ弁20Cや位置検出器20eが故障
したり、配管の破損等によって大量の油漏れが発生する
場合には、サーボ920Cに大量のザーボ9Pm流會流
してもフィートノ(ツク信号Yは目標値Xに追従するこ
とが不1J能になると共に、フィードバック信号Y自体
が異常値となるので、制帥偏差Eは非常に大きな値とな
る。
これによp1制御伽差Eは偏差レベル検出器22b(0
4a差許容範囲(−Lm 〜L2 )k逸脱する状態と
なると共に、この逸脱状態が継続時間検出器23bの一
足限界時間T1 T 雪以上継続讐るようになり、表示
器24bflrr故障2w全表示するようになる。
つまり、上記表示器24aおよび24ilIによる”故
障111および1故障2″は、それぞれ軽度の故障およ
び重度の故障を表示するもので、この場合、′故障1″
では部品の交換や点検が必要であり、また、”故障21
では直ちに運転全停止して修理1施す必要がある。
したがって、このように構成された監視装置21によれ
ば、例えばサーボ弁20cの中立点ドリフトというよう
な軽度の故障でも感度良く検出することができると共に
、比較的簡易な演算手順によシ構底さしているので、制
御用コンピュータの突き時間?利用して充分な演算処理
を行なうことができ/b。
尚、上記実施例では、偏差レベル検出器22a。
22bの入力信号として、制御偏差Eを直接入力してい
るが、この検出器22B、22bの入力信号としては、
上記制御偏差E’に単に増幅しただけのサーボ弁電流■
であってもよい。
以上のようにこの発明によれば、例えば、油圧制御系の
ように、高速応答性を有する制御系に対して使用する場
合でも、簡易な演舞手段により故障検出を行なうことが
できるので、故障診断専用のコンピュータ全設置する必
要なく、制御用コンピュータの!2!き時間を利用する
ことができ、非常に経済的であると共に、軽故障から重
故障まで高精度な故障検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は制御系の従来゛の故障検出、T2置を示すブロ
ック構辰図、第2図はこの発明の一実施例に係る制御系
監視1iete示すブロックS成図、第3図は上記監視
装置により監視される位置制御系の正常時における制御
偏差Eとその継続時間Tとの関係を示す−である。 20・・・制御系、21・・・制御系監視装置、22a
。 22b・・・偏差レベル検出器、238a23b・・・
継続時間検出器、24a、24b・・・表示器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御系の制御偏差値が予め設定さルる偏差許容範囲全逸
    脱したことを検出する偏差レベル検出器と、この偏差レ
    ベル検出器による検出信号が一定限界時間以上継続した
    ことを検出する継続時間検出器と、この継続時間検出器
    による検出動作に対応して表示作動する表示器と全具備
    したことを特徴とする制御系監視装置。
JP58126562A 1983-07-12 1983-07-12 制御系監視装置 Pending JPS6019206A (ja)

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