JPS60205709A - 自動制御装置 - Google Patents
自動制御装置Info
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- JPS60205709A JPS60205709A JP6078884A JP6078884A JPS60205709A JP S60205709 A JPS60205709 A JP S60205709A JP 6078884 A JP6078884 A JP 6078884A JP 6078884 A JP6078884 A JP 6078884A JP S60205709 A JPS60205709 A JP S60205709A
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- deviation
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (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。
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〕
本発明はプラントプロセスの自動制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその間一点］
発電プラント等における自動制御装置では応答性或は、
精度上の関係から特に制御ゲインを高く必要とされる場
合がある。このような場合、プラントの状態量を得る検
出系の特つ分解能が高く要求される。
精度上の関係から特に制御ゲインを高く必要とされる場
合がある。このような場合、プラントの状態量を得る検
出系の特つ分解能が高く要求される。
第１図に従来の自動制御装置としてのディジタル制御装
置のブロック図を示す。たとえばプラント機器の起動パ
ターンは設定器１に設定される。
置のブロック図を示す。たとえばプラント機器の起動パ
ターンは設定器１に設定される。
そして、その設定器１１の出力である設定値Ｘ１はディ
ジタル量である。その設定値Ｘ１と、プラントの状態量
であるプロセス信号Ｙ１を〜Φ変換器２で介したプロセ
ス信号Ｙ２とを比較器３で比較する。そして、その偏差
信号ｚ１を算出する。この偏差信号ｚ１は、増幅器４を
介しレベルアップされた偏差信号ｚ２となり、コントロ
ーラ５に入力されその出力は、最終操作出力Ｗ１として
出力されている。
ジタル量である。その設定値Ｘ１と、プラントの状態量
であるプロセス信号Ｙ１を〜Φ変換器２で介したプロセ
ス信号Ｙ２とを比較器３で比較する。そして、その偏差
信号ｚ１を算出する。この偏差信号ｚ１は、増幅器４を
介しレベルアップされた偏差信号ｚ２となり、コントロ
ーラ５に入力されその出力は、最終操作出力Ｗ１として
出力されている。
このように、従来の自動制御装置ではプラントの状態量
をアナログの検出器より検出し、これを〜Φ変換して内
部設定値と比較するようにしているので一／通常のディ
ジタル制御では、４／Ｄ変換器２の分解能が、検出器全
体の分解能を決めることとなる。その分解能が充分でな
い場合、プロセス信号Ｙ２の１ビツトの変化で出力信号
が大きく変化し、システム全体の制御性或は操作端アク
チェエータの寿命が問題となってくる場合がある。
をアナログの検出器より検出し、これを〜Φ変換して内
部設定値と比較するようにしているので一／通常のディ
ジタル制御では、４／Ｄ変換器２の分解能が、検出器全
体の分解能を決めることとなる。その分解能が充分でな
い場合、プロセス信号Ｙ２の１ビツトの変化で出力信号
が大きく変化し、システム全体の制御性或は操作端アク
チェエータの寿命が問題となってくる場合がある。
たとえば、通常の調整弁による夕／り圧力制御の回路で
は、トータル制御ゲインは、通常３０倍程度（また、調
整弁を８弁備え順次間としているプラントの制御回路で
は、１弁当りのトータルゲインは３０倍×８で２４０倍
にもなることがある）まで高くなっているため、見掛は
上バルブの感度が上ることにより、プロセス信号の変化
は、小さいレベルであってもパルプ感度が高い。このた
めバルブは人きべ開閉してしまい、制御系の安定性や機
械側の寿命が問題となる。
は、トータル制御ゲインは、通常３０倍程度（また、調
整弁を８弁備え順次間としているプラントの制御回路で
は、１弁当りのトータルゲインは３０倍×８で２４０倍
にもなることがある）まで高くなっているため、見掛は
上バルブの感度が上ることにより、プロセス信号の変化
は、小さいレベルであってもパルプ感度が高い。このた
めバルブは人きべ開閉してしまい、制御系の安定性や機
械側の寿命が問題となる。
この精度及び分解能の間軸を解決ものとして、ディジタ
ル制御装置内の４／Ｄ変換器をさらに高分解能を有する
φ変換器に置き換えることが考えられる。しかし、高分
解能のＡ／Ｄ変換器は、モノリシック化が困難であり、
個別部品（二より回路を組まねばならないという技術的
背景から、信頼性が低く、かつコスト的にも非常に高価
なものであるため、実際の活用は難かしい。又、外部に
固定設定器を設け、その偏差をんΦ変換するものもある
が、固定設定器に対するプロセス信号の偏差では、ある
一定範囲の狭帯域の制御信号にすぎず、起動特等θ〜１
００％定格迄の広レンジの制御を行なう場合には、飽和
を生じ最適制御が出来ない等の固定設定器の問題点があ
る。
ル制御装置内の４／Ｄ変換器をさらに高分解能を有する
φ変換器に置き換えることが考えられる。しかし、高分
解能のＡ／Ｄ変換器は、モノリシック化が困難であり、
個別部品（二より回路を組まねばならないという技術的
背景から、信頼性が低く、かつコスト的にも非常に高価
なものであるため、実際の活用は難かしい。又、外部に
固定設定器を設け、その偏差をんΦ変換するものもある
が、固定設定器に対するプロセス信号の偏差では、ある
一定範囲の狭帯域の制御信号にすぎず、起動特等θ〜１
００％定格迄の広レンジの制御を行なう場合には、飽和
を生じ最適制御が出来ない等の固定設定器の問題点があ
る。
第２図は、固定設定器の設定値Ｘ１と、プラントの状態
量であるプロセス信号Ｙ１とその偏差ｚ１を示したもの
である。この図かられかるよう定格近傍では、偏差ｚ１
は微少であり、拡大検出も可能であるが、起動初期時に
おいては、偏差ｚ１のレベルが非常に大きく、実際上、
定格プロセス信号と同等の値となり、拡大検出では飽和
に達してしまう。
量であるプロセス信号Ｙ１とその偏差ｚ１を示したもの
である。この図かられかるよう定格近傍では、偏差ｚ１
は微少であり、拡大検出も可能であるが、起動初期時に
おいては、偏差ｚ１のレベルが非常に大きく、実際上、
定格プロセス信号と同等の値となり、拡大検出では飽和
に達してしまう。
本発明の目的は、特別に高精度のＡ／Ｄ変換器を用いず
通常の〜Φ変換器及びＤ／Ａ変換器を使って高軸度の検
出信号を得ることの出来るようにし。
通常の〜Φ変換器及びＤ／Ａ変換器を使って高軸度の検
出信号を得ることの出来るようにし。
また広範囲に渡り設定値とプロセス信号との偏差検出を
行うことの出来るディジタル制御装置を提供することに
ある。
行うことの出来るディジタル制御装置を提供することに
ある。
〔発明の概要１
この目的を達成するために９本発明においては、設定器
に設定されたディジタル量をＤ／Ａ変換器を介してアナ
ログ量に変換し、その変換した設定値とプロセス信号と
の偏差をめ、その偏差を一定のレベル増幅して高精度の
出力信号を得るようにし、また固定設定器に換えランプ
関数状の設定値作成可能なソフトによる設定器を採用し
て広範囲の出力偏差検出を可能としたことを特徴とする
ものである。
に設定されたディジタル量をＤ／Ａ変換器を介してアナ
ログ量に変換し、その変換した設定値とプロセス信号と
の偏差をめ、その偏差を一定のレベル増幅して高精度の
出力信号を得るようにし、また固定設定器に換えランプ
関数状の設定値作成可能なソフトによる設定器を採用し
て広範囲の出力偏差検出を可能としたことを特徴とする
ものである。
以下本発明の一実施例を第３図によって説明する。起動
パターンをソフトで作成する設定器１１と、その設定器
で作成された設定値Ｘｌｌをディジタル信号からアナロ
グ信号に変換するＶ大変換器１２を、Ｄ／Ａ変換器出力
の設定値Ｘ１２をプラントの状態量であるプロセス信号
Ｙ１との偏差検出を行う比較器１３と、その出力偏差信
号Ｚｌｌのレベルを増幅する増幅器１４増幅されたアナ
ログ偏差信号Ｚ１２をディジタル信号に変換する〜Φ変
換器１７と、その出力信号である偏差信号Ｚ１３から制
御装置の最終操作出力Ｗｌｌを作成するコントローラ５
とから構成されている。
パターンをソフトで作成する設定器１１と、その設定器
で作成された設定値Ｘｌｌをディジタル信号からアナロ
グ信号に変換するＶ大変換器１２を、Ｄ／Ａ変換器出力
の設定値Ｘ１２をプラントの状態量であるプロセス信号
Ｙ１との偏差検出を行う比較器１３と、その出力偏差信
号Ｚｌｌのレベルを増幅する増幅器１４増幅されたアナ
ログ偏差信号Ｚ１２をディジタル信号に変換する〜Φ変
換器１７と、その出力信号である偏差信号Ｚ１３から制
御装置の最終操作出力Ｗｌｌを作成するコントローラ５
とから構成されている。
まず予めプラントのシステムに適した起動パターンをソ
フトでブログラシングし、それを設定器１１に設定して
置く。このディジタルにて設定された設定値Ｘｌｌは、
アナログ信号に変換するため、Ｄ／Ａ変換器１２に入力
される。アナログ信号に変換された設定値Ｘ１２と、プ
ラントの状態量であるプロセス信号Ｙ１とは、各々アナ
ログ°制御部１６内の比較器１３に入力される。このこ
とにより、両信号の偏差検出が行われ、偏差信号ｚ１１
が検出され、本発明によって提供された増幅器１４に入
力される。
フトでブログラシングし、それを設定器１１に設定して
置く。このディジタルにて設定された設定値Ｘｌｌは、
アナログ信号に変換するため、Ｄ／Ａ変換器１２に入力
される。アナログ信号に変換された設定値Ｘ１２と、プ
ラントの状態量であるプロセス信号Ｙ１とは、各々アナ
ログ°制御部１６内の比較器１３に入力される。このこ
とにより、両信号の偏差検出が行われ、偏差信号ｚ１１
が検出され、本発明によって提供された増幅器１４に入
力される。
増幅器１４の決められたゲインにより偏差信号Ｚｌｌは
増幅され偏差信号Ｚ１２として出力される。偏差信号ｚ
１２はアナログ信号からディジタル信号に変換するため
、１２ビツトのψ変換器１７を介し、偏差信号Ｚ１３と
して制御装置の最終操作出力Ｗｌｌを作成するコントロ
ーラ５に入力される。
増幅され偏差信号Ｚ１２として出力される。偏差信号ｚ
１２はアナログ信号からディジタル信号に変換するため
、１２ビツトのψ変換器１７を介し、偏差信号Ｚ１３と
して制御装置の最終操作出力Ｗｌｌを作成するコントロ
ーラ５に入力される。
第４図はこの一実施例による設定値Ｘ１２とプロセス信
号Ｙ１と偏差信号Ｚｌｌとの関係を示したものである。
号Ｙ１と偏差信号Ｚｌｌとの関係を示したものである。
偏差（ｆｉｔ号Ｚｌｌを見るとプロセス信号のレベルに
かかわらず、偏差量は常にある程度一定レベルに保たれ
る。このことは、偏差量検出のモニタ回路が備えられて
いる場合においても、偏差量は特に何らかの異常時を除
いて検出されるという問題はなく、制御装置運用上も何
ら支障をきたさなくてすむ。
かかわらず、偏差量は常にある程度一定レベルに保たれ
る。このことは、偏差量検出のモニタ回路が備えられて
いる場合においても、偏差量は特に何らかの異常時を除
いて検出されるという問題はなく、制御装置運用上も何
ら支障をきたさなくてすむ。
いま、設定値Ｘ１２を９．８７ （１２ビツトＤ／Ａ
、に換器出力のため３桁）、プロセス信号を９．８６５
（アナログ信号のため、桁数は無限だが、ここでは４
桁とする）、そして増幅器１４のゲインを１０倍である
とする。この場合、増幅器１４が無い場合と、本発明に
よる増幅器】４が有る場合のφ変換器出力を比較すると
、まず比較器１３の出力で偏差信号Ｚｌｌは０．００５
となり、増幅器１４が無い場合０．００５の偏差をＡ／
Ｄ変換器１７に入力しても出力である偏差信号Ｚ１３は
０．００（＝Ｏ）となる。次に増幅器１４が有る場合増
幅器１４の出力で偏差信号Ｚ１２は、０．０５となり〜
Φ変換器１７の出力の偏差信号Ｚ１３も０，０５となる
°。このことから増幅器１４の必要性は、システムの制
御系ゲインが高いほど要求され有効となり、システムの
制御系ゲインが高ければ高いほど増幅器自体のゲインも
高く必要とされる。又、具体的精度を見ると、従来の１
２ビツト〜■変換器のみの装置の場合１／２”Ｘ １０
０ ＝ ０．０２４４％までの精度だったのに位べ本発
明による増幅器＋１２ピツ）Ａ／Φ変換器の場合１／Ｋ
（増幅器ゲイン） Ｘ １／１２” ＸＺｏｏ ＝ ０
．０２４４・ｌ／に％となり、仮に増幅器ゲイン１０倍
とした場合、０．００２４４％まで精度を上げることが
できる。
、に換器出力のため３桁）、プロセス信号を９．８６５
（アナログ信号のため、桁数は無限だが、ここでは４
桁とする）、そして増幅器１４のゲインを１０倍である
とする。この場合、増幅器１４が無い場合と、本発明に
よる増幅器】４が有る場合のφ変換器出力を比較すると
、まず比較器１３の出力で偏差信号Ｚｌｌは０．００５
となり、増幅器１４が無い場合０．００５の偏差をＡ／
Ｄ変換器１７に入力しても出力である偏差信号Ｚ１３は
０．００（＝Ｏ）となる。次に増幅器１４が有る場合増
幅器１４の出力で偏差信号Ｚ１２は、０．０５となり〜
Φ変換器１７の出力の偏差信号Ｚ１３も０，０５となる
°。このことから増幅器１４の必要性は、システムの制
御系ゲインが高いほど要求され有効となり、システムの
制御系ゲインが高ければ高いほど増幅器自体のゲインも
高く必要とされる。又、具体的精度を見ると、従来の１
２ビツト〜■変換器のみの装置の場合１／２”Ｘ １０
０ ＝ ０．０２４４％までの精度だったのに位べ本発
明による増幅器＋１２ピツ）Ａ／Φ変換器の場合１／Ｋ
（増幅器ゲイン） Ｘ １／１２” ＸＺｏｏ ＝ ０
．０２４４・ｌ／に％となり、仮に増幅器ゲイン１０倍
とした場合、０．００２４４％まで精度を上げることが
できる。
次に他の一実施例を第５図に示す。本発明によって提供
された設定器１１と、この設定器１１で作成された設定
値Ｘｌｌをディジタル信号からアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器１２と、とのＤ／Ａ変換器出力の設定値Ｘ
１２とプロセス信号Ｙ１との偏差検出を行う比較器１３
と、その出力偏差のレベルを増幅する増幅器１４と、増
幅されたアナログ偏差信号Ｚ１２をアナログ信号からデ
ィジタル信号に変換するψ変換器１７と、その出力で偏
差信号ｚ１３から最終操作出力を作成するコントローラ
５と、偏差４Ｗ号ｚ１３のオーバスケール検出を行う検
出器１８と、この検出器１８で検出された信号を受け設
定器１１の出力である設定値Ｘｌｌを補正する補正５１
９と、プラント状態量すなわちプロセス信号Ｙと同等の
信号を検出するための回路として増幅器１４と間等の増
幅ゲインを持たせた増幅器２０と、その出力で設定値Ｘ
１３と偏差信号Ｚ１３との偏差検出を行う比較器２１と
から構成される。この一実施例では、偏差信号Ｚ１３を
検出器１８で常に監視することにより、偏差信号Ｚ１３
のオーバースケールを検出し、ソノオーバースケール信
号で補正器１９を動作させ設定値Ｘｌｌが常にプロセス
信号Ｙ１に見合った値となるよう、つまり、偏差４Ｍ
ｉ Ｚ１３をある一定値以内に保つように、随時設定器
を変化させ、飽和のない偏差（Ｋ号Ｚ１３を作成するこ
とができることである。
された設定器１１と、この設定器１１で作成された設定
値Ｘｌｌをディジタル信号からアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器１２と、とのＤ／Ａ変換器出力の設定値Ｘ
１２とプロセス信号Ｙ１との偏差検出を行う比較器１３
と、その出力偏差のレベルを増幅する増幅器１４と、増
幅されたアナログ偏差信号Ｚ１２をアナログ信号からデ
ィジタル信号に変換するψ変換器１７と、その出力で偏
差信号ｚ１３から最終操作出力を作成するコントローラ
５と、偏差４Ｗ号ｚ１３のオーバスケール検出を行う検
出器１８と、この検出器１８で検出された信号を受け設
定器１１の出力である設定値Ｘｌｌを補正する補正５１
９と、プラント状態量すなわちプロセス信号Ｙと同等の
信号を検出するための回路として増幅器１４と間等の増
幅ゲインを持たせた増幅器２０と、その出力で設定値Ｘ
１３と偏差信号Ｚ１３との偏差検出を行う比較器２１と
から構成される。この一実施例では、偏差信号Ｚ１３を
検出器１８で常に監視することにより、偏差信号Ｚ１３
のオーバースケールを検出し、ソノオーバースケール信
号で補正器１９を動作させ設定値Ｘｌｌが常にプロセス
信号Ｙ１に見合った値となるよう、つまり、偏差４Ｍ
ｉ Ｚ１３をある一定値以内に保つように、随時設定器
を変化させ、飽和のない偏差（Ｋ号Ｚ１３を作成するこ
とができることである。
また、設定値Ｘｌｌをメイン回路の増幅器１７と同じゲ
インを持たせた増幅器２０に入力させ出力である設定値
Ｘ１３と偏差信号ｚ１３との偏差を検出するため比較器
２１を設け、その出力すなわち偏差信号Ｔ１をプラント
の状態量（プロセス信号）として、図示していない他の
回路に使用するための高精度の信号検出が容易に出来る
ことである。
インを持たせた増幅器２０に入力させ出力である設定値
Ｘ１３と偏差信号ｚ１３との偏差を検出するため比較器
２１を設け、その出力すなわち偏差信号Ｔ１をプラント
の状態量（プロセス信号）として、図示していない他の
回路に使用するための高精度の信号検出が容易に出来る
ことである。
以上のように本発明の構成によれば、低分解能のＡ／Ｄ
変換器を使って所望の制御精度を持つ制御装置を簡単か
つ安価で作ることが出来、制御装置の出力である操作指
令も、プラントの現状態量に適した最適出力を得ること
が出来る。
変換器を使って所望の制御精度を持つ制御装置を簡単か
つ安価で作ることが出来、制御装置の出力である操作指
令も、プラントの現状態量に適した最適出力を得ること
が出来る。
第１図は従来のディジタル制御回路の１例を示す構成図
、第２図は固定設定器の設定値とプロセス信号およびそ
の偏差の関係を示す相関図、第３図は本発明の一実施例
を示す構成図、第４図は本発明の一実施例によるディジ
タル制御回路における設定値とプロセス信号と偏差の関
係を示す相関図、第５図は本発明の実施例によるディジ
タル制御回路を示す構成図である。 １・・設定器 １７・・・Ａ／Ｄ変換器２・・・八４）
変換器 １８・・・検出器３ 比較器 １９・・・補正
器 ４・・・増幅器 ２０・・・増幅器 ５・・・コントローラ ２［・・・比較器１１・・・設
π器 １２・・・Ｄ／Ａ変換器 １３・・・比較器 １４・・・増幅器 ］６・・・アナログ制御部 （７３１７）代理人 弁理士側 近 憑 佑−（はか１
名）第１図 第２０ｉ］ 第４図
、第２図は固定設定器の設定値とプロセス信号およびそ
の偏差の関係を示す相関図、第３図は本発明の一実施例
を示す構成図、第４図は本発明の一実施例によるディジ
タル制御回路における設定値とプロセス信号と偏差の関
係を示す相関図、第５図は本発明の実施例によるディジ
タル制御回路を示す構成図である。 １・・設定器 １７・・・Ａ／Ｄ変換器２・・・八４）
変換器 １８・・・検出器３ 比較器 １９・・・補正
器 ４・・・増幅器 ２０・・・増幅器 ５・・・コントローラ ２［・・・比較器１１・・・設
π器 １２・・・Ｄ／Ａ変換器 １３・・・比較器 １４・・・増幅器 ］６・・・アナログ制御部 （７３１７）代理人 弁理士側 近 憑 佑−（はか１
名）第１図 第２０ｉ］ 第４図
Claims (1)
- 制御対象であるプラントの状態に応じて可変の設定値を
設定するための前記設定器のディジタル咋定値をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器出
力及びプラントの状態量であるプロセス信号とを比較し
て両信号の備差検出を行う比較器と、前記比較器の出力
偏差信号のレベルを増幅する増幅器と、前記増幅器のア
ナログ偏差出力信号をディジタル信号に変換するＡ、／
Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器出力から制御装置最終操
作出力を作成するコントローラからなる自動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6078884A JPS60205709A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6078884A JPS60205709A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 自動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60205709A true JPS60205709A (ja) | 1985-10-17 |
Family
ID=13152385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6078884A Pending JPS60205709A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 自動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60205709A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52138889A (en) * | 1976-04-01 | 1977-11-19 | Philips Nv | Control device and same particularly for controlling radiating current of xxray tube |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6078884A patent/JPS60205709A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52138889A (en) * | 1976-04-01 | 1977-11-19 | Philips Nv | Control device and same particularly for controlling radiating current of xxray tube |
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