JPS6022204A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
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- JPS6022204A JPS6022204A JP13154883A JP13154883A JPS6022204A JP S6022204 A JPS6022204 A JP S6022204A JP 13154883 A JP13154883 A JP 13154883A JP 13154883 A JP13154883 A JP 13154883A JP S6022204 A JPS6022204 A JP S6022204A
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- 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
- G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
-
- 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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/10—Plc systems
- G05B2219/11—Plc I-O input output
- G05B2219/1169—Activating output if input changes, transition input and output not yet on
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- 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、他の制御対象に加えられる操作信号によシ自
己の制御量が変化する干渉作用のある制御対象を制御す
るプロセス制御装置に関する。
己の制御量が変化する干渉作用のある制御対象を制御す
るプロセス制御装置に関する。
ひとつのプラントには複数の制御系があシ、これら制御
系の中には互に干渉を生ずるものがある。
系の中には互に干渉を生ずるものがある。
すなわち、ある制御系の操作信号を変化させると、その
影響が他の制御系に及んで制御結果を乱す。
影響が他の制御系に及んで制御結果を乱す。
例えば、化学プラントにおける蒸留塔での塔頂温度制御
系と塔底温度制御系や工業炉での右側温度制御系と左側
温度制御系がある。これら独立した制御系に相互干渉が
おこると■相互干渉の変動によるエネルギー損失、■こ
のようなプロセスで製造された製品の品質低下を招くと
込う問題があシ、このような相互干渉を除去する必要が
ある。
系と塔底温度制御系や工業炉での右側温度制御系と左側
温度制御系がある。これら独立した制御系に相互干渉が
おこると■相互干渉の変動によるエネルギー損失、■こ
のようなプロセスで製造された製品の品質低下を招くと
込う問題があシ、このような相互干渉を除去する必要が
ある。
第１図に従来の非干渉の制御装置を示す。λつの制御系
／、２があシ相互干渉をおこす。制御系／の設定値ＳＶ
Ｉと、検出器／３で制御量Ｘ１を検出したプロセス値Ｐ
Ｖ１とを比較器ｉｓで比較して偏差を取シ出し、これを
調節演算部１６でＰ（比例）Ｉ（積分）Ｄ（微分）演算
をした後、加算器１７で減算し、操作信号ＭＶＩを得る
。この操作信号ＭＶＩは制御対象に加えられ、制御対象
の伝達要素／デを経たものと、制御系コの操作信号ＭＶ
２／Ｃよる干渉の伝達要素ｉｏｉを経たものとが加算器
ｌざで加算されて制御量Ｘ１となる。制御系コの操作信
号ＭＶ２が変化すると、伝達要素ｉｏｉを介して制御系
ｌの制御量ｘｉに影響を与える。この影響、すなわち干
渉を排除するために非干渉要素１００を設けて相殺する
ようにする。同様に制御系２においても、制御系／の操
作信号ＭＶＩが変化すると、伝達要素、２ｏ／を介して
制御系コの制御量Ｘ２に影響を与えるため、非干渉要素
ＪＯを設けて相殺するようにしている。
／、２があシ相互干渉をおこす。制御系／の設定値ＳＶ
Ｉと、検出器／３で制御量Ｘ１を検出したプロセス値Ｐ
Ｖ１とを比較器ｉｓで比較して偏差を取シ出し、これを
調節演算部１６でＰ（比例）Ｉ（積分）Ｄ（微分）演算
をした後、加算器１７で減算し、操作信号ＭＶＩを得る
。この操作信号ＭＶＩは制御対象に加えられ、制御対象
の伝達要素／デを経たものと、制御系コの操作信号ＭＶ
２／Ｃよる干渉の伝達要素ｉｏｉを経たものとが加算器
ｌざで加算されて制御量Ｘ１となる。制御系コの操作信
号ＭＶ２が変化すると、伝達要素ｉｏｉを介して制御系
ｌの制御量ｘｉに影響を与える。この影響、すなわち干
渉を排除するために非干渉要素１００を設けて相殺する
ようにする。同様に制御系２においても、制御系／の操
作信号ＭＶＩが変化すると、伝達要素、２ｏ／を介して
制御系コの制御量Ｘ２に影響を与えるため、非干渉要素
ＪＯを設けて相殺するようにしている。
この非干渉要素１０θ、 、２ｏｏの伝達関数ＧＭＩ、
ＧＭ２をめる。制御量Ｘｉ、Ｘ２は次式の如くなる。
ＧＭ２をめる。制御量Ｘｉ、Ｘ２は次式の如くなる。
Ｘ１＝ （Ｇ１−０Ｍ２６Ｇ２１ ） Ｙ１＋（Ｇ２１
−ＧＭｔ″Ｇｌ）Ｙ２・・・・・・（１） Ｘ２ ＝ （Ｇｉ２−ＧＭ２１１Ｇ２）Ｙ１＋（Ｇ２−
０Ｍ２°Ｇ１２）Ｙ２・・・・・・（２） 制御系／の制御量Ｘ１が制御系コの調節演算部２．６の
出力信号Ｙ２の影響を受けなくなればよいから、（１）
式よシ （Ｇ２１− ＧＭＩｏＧｌ）Ｙ２＝Ｏ ２１ ・・−ＧＭＩ”−・・・・・・川（３）１ が成立する。同様に制御系−の制御量Ｘ２が制御系−の
調節演算部／６の出力信号Ｙ１の影響を受けなくなれば
よいから（２）式よシ （Ｇ１２ ０Ｍ２・Ｇ２）Ｙ２工０ が成立する。
−ＧＭｔ″Ｇｌ）Ｙ２・・・・・・（１） Ｘ２ ＝ （Ｇｉ２−ＧＭ２１１Ｇ２）Ｙ１＋（Ｇ２−
０Ｍ２°Ｇ１２）Ｙ２・・・・・・（２） 制御系／の制御量Ｘ１が制御系コの調節演算部２．６の
出力信号Ｙ２の影響を受けなくなればよいから、（１）
式よシ （Ｇ２１− ＧＭＩｏＧｌ）Ｙ２＝Ｏ ２１ ・・−ＧＭＩ”−・・・・・・川（３）１ が成立する。同様に制御系−の制御量Ｘ２が制御系−の
調節演算部／６の出力信号Ｙ１の影響を受けなくなれば
よいから（２）式よシ （Ｇ１２ ０Ｍ２・Ｇ２）Ｙ２工０ が成立する。
伝達関数Ｇ１ ｓ Ｇ２ ＊ Ｇ１２ ＊ Ｇ２１を一
次遅れの式で近似して、 とすると、（３１、（４）式よシ伝達関数ＧＭｌ ＋
０Ｍ２ は、となる。通常で１≦Ｔ≧１．Ｔ２≦Ｔ１２
であシ、ＧＭｉｓ ０Ｍ２は遅れ補償となる。ＧＭＩ
、 ０Ｍ２を（５） 、（６１式のように定めて、制御
系／、２間の干渉を防止しようとしている。
次遅れの式で近似して、 とすると、（３１、（４）式よシ伝達関数ＧＭｌ ＋
０Ｍ２ は、となる。通常で１≦Ｔ≧１．Ｔ２≦Ｔ１２
であシ、ＧＭｉｓ ０Ｍ２は遅れ補償となる。ＧＭＩ
、 ０Ｍ２を（５） 、（６１式のように定めて、制御
系／、２間の干渉を防止しようとしている。
しかしながら、従来は位置形、の信号を演算する方式で
あ木ため、■コントローラの自動／手動切換時のバラン
スレスバンプレス切換が非常に複雑である■フィードフ
ォワード制御、ループゲイン補正、弁特性補正などの他
の信号との結合せが非常に複雑である、という問題があ
った。また従来は、負荷変化、干渉量の変化による制御
ループのゲインの自動補正がなされていないという問題
があシ、工業的プロセスへの制御装置として致命的な欠
陥を有していた。
あ木ため、■コントローラの自動／手動切換時のバラン
スレスバンプレス切換が非常に複雑である■フィードフ
ォワード制御、ループゲイン補正、弁特性補正などの他
の信号との結合せが非常に複雑である、という問題があ
った。また従来は、負荷変化、干渉量の変化による制御
ループのゲインの自動補正がなされていないという問題
があシ、工業的プロセスへの制御装置として致命的な欠
陥を有していた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、他の制御
系からの干渉による影響を除き、バランスレスバンプレ
ス切換や他の信号との組合せを容易におこなえ、負荷変
化、干渉量の変化による制御ループのゲインの自動修正
をおこなうことができるプロセス制御装置を提供するこ
とを目的とする。
系からの干渉による影響を除き、バランスレスバンプレ
ス切換や他の信号との組合せを容易におこなえ、負荷変
化、干渉量の変化による制御ループのゲインの自動修正
をおこなうことができるプロセス制御装置を提供するこ
とを目的とする。
上記目的を達成するために本発明によるプロセス制御装
置は、制御偏差信号を出力する比較部と、この制御偏差
信号を速度制御演算し速度形調節出力信号を出力する調
節演算部と、干渉作用を相殺するような所定の伝達特性
を有する非干渉要素とをそれぞれの制御系に設け、前記
非干渉要素には相手方の制御系の調節演算部の出力のみ
によって変化する位置形信号を入力し、前記非干渉要素
の出力を速度影信号に変換し前記速度形調節出力信号か
ら減算して、この減算した信号を位置形信号に変換して
制御対象への操作信号としている。
置は、制御偏差信号を出力する比較部と、この制御偏差
信号を速度制御演算し速度形調節出力信号を出力する調
節演算部と、干渉作用を相殺するような所定の伝達特性
を有する非干渉要素とをそれぞれの制御系に設け、前記
非干渉要素には相手方の制御系の調節演算部の出力のみ
によって変化する位置形信号を入力し、前記非干渉要素
の出力を速度影信号に変換し前記速度形調節出力信号か
ら減算して、この減算した信号を位置形信号に変換して
制御対象への操作信号としている。
また本発明によるプロセス制御装置は、前記非干渉要素
からの出力信号を所定の関数により変換して、制御ルー
プゲイン修正係数として出力する関数変換部と、この制
御ループゲイン修正係数を前記速度形調節出力信号に乗
算器とをそれぞれの制御系にくに設け、制御ループゲイ
ンを負荷の大きさに従って自動的に修正するようにして
いる。
からの出力信号を所定の関数により変換して、制御ルー
プゲイン修正係数として出力する関数変換部と、この制
御ループゲイン修正係数を前記速度形調節出力信号に乗
算器とをそれぞれの制御系にくに設け、制御ループゲイ
ンを負荷の大きさに従って自動的に修正するようにして
いる。
本発明の第１の実施例によるプロセス制御ｉｔを第２図
に示す、制御系／９．２は相互干渉する系であり、両制
御系／、−２とも非干渉化する。制御系／の設定値ＳＶ
１と、検出器１３で検出されたプロセス値ＰＶＩ’とを
比較器／Ｓで比較し、その偏差信号を速度計ＰＩＤ調節
演算部弘／に入力する。速度形ＰＩＤ調節演算部弘／に
入力する。速度形ＰＩＤｑ節演算部ケ／は速反形調節出
゛力信号Δｃ１１１ を加算器Ｑに出力する。同様に制
御系λにぢ、設定値ｓｖ２とプロセス値ｐｖ２とを比較
して、偏差信号を出力する比較部Ｊと、この偏差信号を
ＰＩＤ演算して速度形調節出力信号ΔＣコ。を加算器５
．Ａに出力する速度形ＰＩＤ調節演算部Ｓ／とが設けら
れている。
に示す、制御系／９．２は相互干渉する系であり、両制
御系／、−２とも非干渉化する。制御系／の設定値ＳＶ
１と、検出器１３で検出されたプロセス値ＰＶＩ’とを
比較器／Ｓで比較し、その偏差信号を速度計ＰＩＤ調節
演算部弘／に入力する。速度形ＰＩＤ調節演算部弘／に
入力する。速度形ＰＩＤｑ節演算部ケ／は速反形調節出
゛力信号Δｃ１１１ を加算器Ｑに出力する。同様に制
御系λにぢ、設定値ｓｖ２とプロセス値ｐｖ２とを比較
して、偏差信号を出力する比較部Ｊと、この偏差信号を
ＰＩＤ演算して速度形調節出力信号ΔＣコ。を加算器５
．Ａに出力する速度形ＰＩＤ調節演算部Ｓ／とが設けら
れている。
一方、制御系コから制御系ｌへの干渉作用を相殺するた
め（５）式の伝達特性を有する非干渉要素外と、制御系
／から制御系−への干渉作用を相殺するため（６）式の
伝達特性を有する非干渉要素外とが設けられている。こ
れら非干渉要素５ダ外には、操作信号ＭＶ２□、 ＭＶ
Ｉｎがそのまま入力されるのではなく、非干渉要素外に
は、操作信号ＭＶ２ｎと非干渉要素５ダの出力信号Ｄ２
ｎとの合成信号ｚ２が入力され、非干渉要素Ｓりには、
操作信号Ｍｖ１ｎと非干渉要素外の出力信号Ｄｉｎとの
合成信号ｚ１が入力される。合成信号Ｚ１＋Ｚ２はそれ
ぞれ加算器５３．ｌＡ３にょシ合成される。
め（５）式の伝達特性を有する非干渉要素外と、制御系
／から制御系−への干渉作用を相殺するため（６）式の
伝達特性を有する非干渉要素外とが設けられている。こ
れら非干渉要素５ダ外には、操作信号ＭＶ２□、 ＭＶ
Ｉｎがそのまま入力されるのではなく、非干渉要素外に
は、操作信号ＭＶ２ｎと非干渉要素５ダの出力信号Ｄ２
ｎとの合成信号ｚ２が入力され、非干渉要素Ｓりには、
操作信号Ｍｖ１ｎと非干渉要素外の出力信号Ｄｉｎとの
合成信号ｚ１が入力される。合成信号Ｚ１＋Ｚ２はそれ
ぞれ加算器５３．ｌＡ３にょシ合成される。
非干渉要素外の位置形の出方信号Ｄ１ｎは位置形／速度
影信号変換部Ｑによ多速度形の信号ΔＤｉｎに変換され
、加算器弘コに入力される。加算器例は、速度形調節出
力信号ΔＣ１ｎがら信号ΔＤｉｎを減算し、その合成信
号ΔＭｖ１ｎ（＝ΔＣ１ｎ−ΔＤｔｎ ）を得る。これ
を速度形／位置影付号変換部侘に入力して位置形の信号
に変換し、この信号を操作信号ＭｖＩ１１として制御系
／の制御対象を制御する。
影信号変換部Ｑによ多速度形の信号ΔＤｉｎに変換され
、加算器弘コに入力される。加算器例は、速度形調節出
力信号ΔＣ１ｎがら信号ΔＤｉｎを減算し、その合成信
号ΔＭｖ１ｎ（＝ΔＣ１ｎ−ΔＤｔｎ ）を得る。これ
を速度形／位置影付号変換部侘に入力して位置形の信号
に変換し、この信号を操作信号ＭｖＩ１１として制御系
／の制御対象を制御する。
制御系コについても同様であシ、非干渉要素外の位置形
の出力信号Ｄ２ｎは位置形／速度影信号変換部分によ多
速度形の信号ΔＤ２ｎに変換され、加算器見に入力、さ
れる。加算器タコは、速度形調節出力信号ΔＣ２ｎから
信号ｐ２ｎ を減算し、その合成信号ΔＭＶｚｎ （＝
ΔＣ２ｎ−ΔＤ２ｎ ）を得る。これを速度形／位置影
付号変換部昂に入力して位置形の信号に変換し、この信
号を操作信号ＭＶ２ｎとして制御系−の制御対象を制御
する。
の出力信号Ｄ２ｎは位置形／速度影信号変換部分によ多
速度形の信号ΔＤ２ｎに変換され、加算器見に入力、さ
れる。加算器タコは、速度形調節出力信号ΔＣ２ｎから
信号ｐ２ｎ を減算し、その合成信号ΔＭＶｚｎ （＝
ΔＣ２ｎ−ΔＤ２ｎ ）を得る。これを速度形／位置影
付号変換部昂に入力して位置形の信号に変換し、この信
号を操作信号ＭＶ２ｎとして制御系−の制御対象を制御
する。
本実施例では、従来位置影信号の演算であったものに速
度形演算をとシ入れた点に特徴がある。
度形演算をとシ入れた点に特徴がある。
速度形の調節出力信号ΔＣ１ｎ ｌΔＣ’２ｎが変化し
たときのみ相互干渉する相手の制御系に非干渉補償をす
るようになっている。
たときのみ相互干渉する相手の制御系に非干渉補償をす
るようになっている。
まず、制御系λの違反形ＰＩＤ調節演算部Ｓ／がらの調
節出力信号ΔＣ２ｎが変化した゛ときにのみ制御系／に
非干渉補償がががることを説明する。合成信号ΔＭＶ２
ｎ、操作信号ＭＶ２ｎ、合成信号ｚ２は前述したように
次式の如くなる。
節出力信号ΔＣ２ｎが変化した゛ときにのみ制御系／に
非干渉補償がががることを説明する。合成信号ΔＭＶ２
ｎ、操作信号ＭＶ２ｎ、合成信号ｚ２は前述したように
次式の如くなる。
ΔＭ■２ｎ＝ΔＣ２ｎ−ΔＤｊ！ｎ ・・−−−−−・
−（１０）ＭＶ２ｎ＝ΣΔＣ２ｎ−ΣΔＤ２ｎ ・−・
・−・−（１１）Ｚ２ ＝ ＭＶ２ｎ ＋ Ｄ２ｎ ｍ
ｍｍ （１２）（１１）式を（１２）式に代入すると、
ｚ２−ΣΔＣ２ｎ−ΣΔＤ２ｎ＋Ｄ２ｎ＝ΣＣ２ｎ ・
甲・・川（１υ となる。合成信号ｚ２は制御系λの速度形ＰＩＤ調節演
算部５）の出力のみにょ）変化する位置形信号で、これ
を非干渉要素外を経由したのち、位置形／違反形信号変
換部ｑｓで速度形化してΔＣ１ｎと合成する。したがり
て次式が成立する。
−（１０）ＭＶ２ｎ＝ΣΔＣ２ｎ−ΣΔＤ２ｎ ・−・
・−・−（１１）Ｚ２ ＝ ＭＶ２ｎ ＋ Ｄ２ｎ ｍ
ｍｍ （１２）（１１）式を（１２）式に代入すると、
ｚ２−ΣΔＣ２ｎ−ΣΔＤ２ｎ＋Ｄ２ｎ＝ΣＣ２ｎ ・
甲・・川（１υ となる。合成信号ｚ２は制御系λの速度形ＰＩＤ調節演
算部５）の出力のみにょ）変化する位置形信号で、これ
を非干渉要素外を経由したのち、位置形／違反形信号変
換部ｑｓで速度形化してΔＣ１ｎと合成する。したがり
て次式が成立する。
Ｄｉｎ”、ＧＢＪＩＸＺ２＝ＧＭＩＸΣΔＣ２ｎ ＝＝
（１すΔＤｉｎ ” ＧＭＩ ＸΔＣ２ｎ ”” （
１５）ΔＭＶＩｎ＝ΔＣ１ｎ −ＧＭＩＸΔＣｚｎ ・
甲・・（１６）ＭＶＩｎ＝Σ（ΔＣ１ｎ −ＧＭＩ Ｘ
ΔＣｚｎ） −−−−−−（１７）このように制御系−
の調節出力信号ΔＣ２ｎが変化したときのみ、制御系ｌ
の操作信号Ｍ■１ｎは非干渉補償される。
（１すΔＤｉｎ ” ＧＭＩ ＸΔＣ２ｎ ”” （
１５）ΔＭＶＩｎ＝ΔＣ１ｎ −ＧＭＩＸΔＣｚｎ ・
甲・・（１６）ＭＶＩｎ＝Σ（ΔＣ１ｎ −ＧＭＩ Ｘ
ΔＣｚｎ） −−−−−−（１７）このように制御系−
の調節出力信号ΔＣ２ｎが変化したときのみ、制御系ｌ
の操作信号Ｍ■１ｎは非干渉補償される。
逆に、制御系ｌの速度形ＲＩＤ調節演算部弘ｌからの調
節出力信号ΔＣ１ｎが変化したときにのみ、制御系−に
非干渉補償がかかることを説明する。
節出力信号ΔＣ１ｎが変化したときにのみ、制御系−に
非干渉補償がかかることを説明する。
合成信号ΔＭＶ１ｎ、操作信号ＭＶＩｎ、合成信号ｚ１
は次式の如くなる。
は次式の如くなる。
ΔＭＶＩｎ＝ΔＣ１ｎ−ΔＤｔｎ ・”＝ （２０）Ｍ
ｖ１ｎ＝ΣΔＣ１ｎ−ΣΔＤｉｎ ”・・（２１）Ｚｌ
＝ ｍｖ１ｎ十Ｄｉｎ −・・−（２２）（２１）式
を（２２）式に代入すると、ｚ１＝ΣΔＣ１ｎ−ΣΔＤ
１ｎ＋Ｄｌｎ＝ΣΔＣ１ｎ ・・・・・・（２３） となる。合成信号ｚ１は制御系／の速度形ＰＩＤ調節演
算部ψ／の出力のみによって変化する位置影信号でこれ
魁非干渉要素外を経由したのち位置形／速度影信号変換
部５ｊで速度形化してΔＣ２ｎと合成する。したがって
次式が成立する。
ｖ１ｎ＝ΣΔＣ１ｎ−ΣΔＤｉｎ ”・・（２１）Ｚｌ
＝ ｍｖ１ｎ十Ｄｉｎ −・・−（２２）（２１）式
を（２２）式に代入すると、ｚ１＝ΣΔＣ１ｎ−ΣΔＤ
１ｎ＋Ｄｌｎ＝ΣΔＣ１ｎ ・・・・・・（２３） となる。合成信号ｚ１は制御系／の速度形ＰＩＤ調節演
算部ψ／の出力のみによって変化する位置影信号でこれ
魁非干渉要素外を経由したのち位置形／速度影信号変換
部５ｊで速度形化してΔＣ２ｎと合成する。したがって
次式が成立する。
Ｄ２ｎ ＝ ０Ｍ２ Ｘ Ｚｌ ＝ ０Ｍ２ ＸΣΔＣ
ｘｎ ・・（２１）ΔＤ２ｎ ” ０Ｍ２ ＸΔＣｉｎ
・” （２５）ΔＭＶ２ｎ＝ΔＣ２ｎ ＧＭＩ ＸΔ
Ｃ１ｎ 川（２Ｇ）ＭＶ２ｎ＝Σ（ΔＣ２ｎ −ＧＭＩ
ＸΔＣ１ｎ川（２７）このように制御系ｌの調節出力
信号ΔＣＬｎが変化したときのみ、制御系コの操作信号
ＭＶ ２ｎは非干渉補償される。
ｘｎ ・・（２１）ΔＤ２ｎ ” ０Ｍ２ ＸΔＣｉｎ
・” （２５）ΔＭＶ２ｎ＝ΔＣ２ｎ ＧＭＩ ＸΔ
Ｃ１ｎ 川（２Ｇ）ＭＶ２ｎ＝Σ（ΔＣ２ｎ −ＧＭＩ
ＸΔＣ１ｎ川（２７）このように制御系ｌの調節出力
信号ΔＣＬｎが変化したときのみ、制御系コの操作信号
ＭＶ ２ｎは非干渉補償される。
このように本実施例によれば速反形演算をしているので
相互干渉による影響を除き、バランスレスバンプレス切
換や他の信号との組合せを容易におこなえる。
相互干渉による影響を除き、バランスレスバンプレス切
換や他の信号との組合せを容易におこなえる。
次に本発明の第一の実施例によるプロセス制御装置を第
３図に示す。本実施例では両制御系／。
３図に示す。本実施例では両制御系／。
コとも非干渉化するとともに、両制御ループゲインＫｌ
、に２の自動修正をする。加算器Ｓ３の出力信号ｚ１は
（２２）式よシ、 Ｚｌ＝ ＭＶｌｎ＋Ｉ）ｉｎ となシ、制御系ｌの操作信号Ｍｖ１ｎと制御系ｌへの干
渉量の大きさの和である。結局ｚ１は制御系／の負荷の
大きさに比例することになる。そこで本実施例では所定
の関数による関数変換部６コと乗算器ｔ／を設け、関数
変換部６コで、合成信号ｚ１に応じた制御ループゲイン
補正係数に１ｎをめ、速度形ＰＩＤ調節演算部ｔノの速
度形出力信号Δ（４ｎに乗算器６／で制御ループゲイン
修正係数Ｋｉｎを乗じて、加算器１１２）／Ｃ出力する
。同様に制御系コにつ込ても、加算器ｔ３の出力信号ｚ
２はα４式よシ、ｚ２ ＝＝ ＭＶ２ｎ＋ Ｄｚｎ となシ、結局ｚ２は制御系コの負荷の大きさに比例する
ことになる。そこで関数変換部７２と乗算器７１を設け
、関、数変換部７２で、合成信号ｚ２に応じた制御ルー
プゲイン修正係数に２ｎをめ、速度形ＰＩＤ調節演算部
５１の速度形出力信号ΔＣ２ｎに乗算器７１で制御ルー
プゲイン補正係数に２ｎを乗じて、加算器ＳＳに出力す
る。相互干渉を非干渉補償する構成については、第１の
実施例と同じである。
、に２の自動修正をする。加算器Ｓ３の出力信号ｚ１は
（２２）式よシ、 Ｚｌ＝ ＭＶｌｎ＋Ｉ）ｉｎ となシ、制御系ｌの操作信号Ｍｖ１ｎと制御系ｌへの干
渉量の大きさの和である。結局ｚ１は制御系／の負荷の
大きさに比例することになる。そこで本実施例では所定
の関数による関数変換部６コと乗算器ｔ／を設け、関数
変換部６コで、合成信号ｚ１に応じた制御ループゲイン
補正係数に１ｎをめ、速度形ＰＩＤ調節演算部ｔノの速
度形出力信号Δ（４ｎに乗算器６／で制御ループゲイン
修正係数Ｋｉｎを乗じて、加算器１１２）／Ｃ出力する
。同様に制御系コにつ込ても、加算器ｔ３の出力信号ｚ
２はα４式よシ、ｚ２ ＝＝ ＭＶ２ｎ＋ Ｄｚｎ となシ、結局ｚ２は制御系コの負荷の大きさに比例する
ことになる。そこで関数変換部７２と乗算器７１を設け
、関、数変換部７２で、合成信号ｚ２に応じた制御ルー
プゲイン修正係数に２ｎをめ、速度形ＰＩＤ調節演算部
５１の速度形出力信号ΔＣ２ｎに乗算器７１で制御ルー
プゲイン補正係数に２ｎを乗じて、加算器ＳＳに出力す
る。相互干渉を非干渉補償する構成については、第１の
実施例と同じである。
独立した制御ループ間の相互干渉の問題は、特に温度制
御と成分制御において問題となることが多く、このよう
な制御における世制御ループゲインはその負荷の大きさ
により大きく異なる特性を有している。例えば、偏差が
７℃であっても、操作信号の大きさが１０℃のときと５
０℃のときとでは同じ７℃という偏差を修正するための
操作信号の修正量の大きさが全く異なる。したがって負
荷変化全域にわたって最適な制御応答を得るためには、
制御ループゲインには、 ＫｏＣ（負荷の大きさ）−（操作信号子細の制御系から
の干渉量の大きさ） となる必要がある。
御と成分制御において問題となることが多く、このよう
な制御における世制御ループゲインはその負荷の大きさ
により大きく異なる特性を有している。例えば、偏差が
７℃であっても、操作信号の大きさが１０℃のときと５
０℃のときとでは同じ７℃という偏差を修正するための
操作信号の修正量の大きさが全く異なる。したがって負
荷変化全域にわたって最適な制御応答を得るためには、
制御ループゲインには、 ＫｏＣ（負荷の大きさ）−（操作信号子細の制御系から
の干渉量の大きさ） となる必要がある。
したがって関数変換部６２，７コでは、負荷の大きさに
応じた合成信号Ｚｌ、 ｚ２に対して次の式で示す関数
式により制御ループゲイン修正係数に１ｎ。
応じた合成信号Ｚｌ、 ｚ２に対して次の式で示す関数
式により制御ループゲイン修正係数に１ｎ。
Ｋ２ｎを得る。
ここでｚｌｏ ｐ ｚ２０はＰＩＤパラメータ調整時の
入力ｚｌ、 ｚ２の大きさである。他の要因にょシ上式
の関係が成立しなり場合には、入力ｚｌｐＺ２に対して
最適な制御ループゲインＫｌｙＫ２をめそれを折線近似
した関数でもよ−。
入力ｚｌ、 ｚ２の大きさである。他の要因にょシ上式
の関係が成立しなり場合には、入力ｚｌｐＺ２に対して
最適な制御ループゲインＫｌｙＫ２をめそれを折線近似
した関数でもよ−。
とのよ５に本実施例では、干渉作用なく制御するととも
に、負荷変化や干渉量変化に応じたゲインを自動的に補
正できる。
に、負荷変化や干渉量変化に応じたゲインを自動的に補
正できる。
以上の通シ本発明によれば、非干渉補償が遅れ補償とな
ることから速度形に変換して演算処理することにより、
■カスケード／自動７乎動のモード切換力完全にバラン
スレスバンプレスにでき、■他の信号との組合せ、特性
補正、ゲイン補正などが容易におこなえる。
ることから速度形に変換して演算処理することにより、
■カスケード／自動７乎動のモード切換力完全にバラン
スレスバンプレスにでき、■他の信号との組合せ、特性
補正、ゲイン補正などが容易におこなえる。
また負荷の大きさと干渉量の大きさとの合成信号・に応
じた制御ループゲインを自動修正することによシ、■負
荷の大きさが変化してもゲインが修正され、制御性を最
適に保つことができ、■干渉量が変化しても、非干渉化
するとともにゲインな自動修正し、制御性を最適に保つ
ことができる。
じた制御ループゲインを自動修正することによシ、■負
荷の大きさが変化してもゲインが修正され、制御性を最
適に保つことができ、■干渉量が変化しても、非干渉化
するとともにゲインな自動修正し、制御性を最適に保つ
ことができる。
したが９て制御性を極限まで向上することができ、プラ
ントの省資源、省エネルギ、生成物の品質の向上を実現
することができる。
ントの省資源、省エネルギ、生成物の品質の向上を実現
することができる。
第１図は従来のプロセス制御装置のブロック図、第２図
は本発明の第１の実施例によるプロセス制御装置のブロ
ック図、第３図は本発明の第２の実施例によるプロセス
制御装置のブロック図である。 ／、２・・・制御系、１３．：Ｌ！；・・・加算器、／
ｌ、ユ６・・・調節演算部、／７．２７・・・加算器、
ｌり、 ２９． １０／、 ２θ／・・・伝達要素、Ｉ
Ｉ／、３ノ・・・速度形ＰＩＤ調節演算部、弘ユ、 ３
２・・・加算器、鉢、評・・・非干渉要素、桔、 ＳＳ
・・・・・・位置形／速度影信号変換部、ｔｉｔ、ｓｔ
・・・速度形／位置影付号変換部、Ａ／、 ？／・・・
乗算器、／；、２，７．２・・・関数変換部。 出願人代理人 猪 股 清
は本発明の第１の実施例によるプロセス制御装置のブロ
ック図、第３図は本発明の第２の実施例によるプロセス
制御装置のブロック図である。 ／、２・・・制御系、１３．：Ｌ！；・・・加算器、／
ｌ、ユ６・・・調節演算部、／７．２７・・・加算器、
ｌり、 ２９． １０／、 ２θ／・・・伝達要素、Ｉ
Ｉ／、３ノ・・・速度形ＰＩＤ調節演算部、弘ユ、 ３
２・・・加算器、鉢、評・・・非干渉要素、桔、 ＳＳ
・・・・・・位置形／速度影信号変換部、ｔｉｔ、ｓｔ
・・・速度形／位置影付号変換部、Ａ／、 ？／・・・
乗算器、／；、２，７．２・・・関数変換部。 出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の制御対象に加えられる第１の操体信号によシ
自己の制御量が変化する第一の制御対象と、この第一の
制御対象に加えられる第一の操作信号により自己の制御
量が変化する第１の制御対象とを制御するプロセス制御
装置において、前記第１の制御対象の第１の設定値と第
１の制御量とを比較し第１の制御偏差信号を出力する第
１の比較部と、 この第−ｌの制御偏差信号を速度制御演算し第１の速度
形調節出力信号を出力する第１の調節演算部と、 前記第２の制御対象の第２の設定値と第２の制御量とを
比較し第２の制御偏差信号を出力する第２の比較部と、 この第２の制御偏差信号を速度制御演算し第一の速度形
調節出力信号を出力する第一の調節演算部と、。 前記第２の制御対象に加えられる第一の操作４ｇ号によ
シ前記第１の制御量が変化する第１の干渉作用を相殺す
るような所定の第１の伝達特性を有する第１の非干渉要
素と、 前記第１の制御対象に加えられる第１の操作信号によシ
前記第一の制御量が変化する第一の干渉作用を相殺する
ような所定のＭコの伝達特性を有する第２の非干渉要素
と、 この第２の非干渉要素からの出力信号と、前記第２の操
作信号とを加算し、前記第１の非干渉要素に入力する第
１の加算器と、 前記第１の非干渉要素からの出力信号と、前記第１の操
作信号とを加算し、前記第一の非干渉要素に人力する第
２の加算器と、 前記第１の非干渉要素からの出力信号を速度形の出力信
号に変換する第１の位置形／速度影信号変換部と、 前記第１の速度形調節出力信号からこの第１の位置形／
速度影信号変換部の速度形出力信号を減算する第１の減
算器と、 この第１の減算器からの速度形信号を位置形の第１の操
作信号に変換する第１の速度形／位置影付号変換部と、 前記第２の非干渉要素からの出力信号を速度形の出力信
号に変換する第２の位置形／速度影信号変換部と、 前記第一の速度形調節出力信号からこの第一の位置形／
速度影信号変換部の速度形出力信号を減算する第一の減
算器と、 この第一の減算器からの速度形信号を位置形の第２の操
作信号に変換する第２の速度形／位置影付号変換一部と
を備え、 前記第１の操作信号によシ前記第１の制御対象を制御し
、前記第一の操作信号によ勺前記第コの制御対象を制御
することを特徴とするプロセス制御装置。 コ、第１の制御対象に加えられる薗／の操作信号によシ
自己の制御量が変化する第一の制御対象と、この第２の
制御対象に加えられる第２の操作信号によシ自己の制御
量が変化する第１の制御対象とを制御するプロセス制御
装置において、前記第１の制御対象の第１の設定値と第
１の制御量とを比較し第７の制御偏差信号を出力する第
１の比較部と、 この第７の制御偏差信号を速度制御演算し第１の速度形
調節出力信号を出力する第１の調節演算部と、 前記第２の制御対象の第一の設定値と第２の制御量とを
比較し第一の制御偏差信号を出力する第一の比較部と、 この第一の制御偏差信号を速成制御演算し第２の速度計
調節出力信号を出力する第一の調節演算部と、 前記第λの制御対象に加えられる第一の操作信号によシ
前記第１の制御量が変化する第゛／の干渉作用を相殺す
るような所定の第１の伝達特性を有する第１の非干渉要
素と、 前記第１の制御対象に加えられる第１の操作信号によシ
前記第２の制御量が変化する第一の干渉作用を相殺する
ような所定の第一の伝達特性を有する第一の非干渉要素
と、 この第２の非干渉要素からの出力信号と、前記第２の操
作信号とを加算し、前記第７の非干渉要素に人力する第
１の加算器と、 前記第１の非干渉要素からの出力信号と、前記第１の操
作信号とを加算し、前記第一の非干渉要素に入力する第
一の加算器と、 前記第１の非干渉要素からの出力信号を速度形の出力信
号に変換する第２の位置形／速度影信号変換部と、 前記第１の加算器の出力信号を所定′の第２の関数によ
シ変ｉして、第一の制御ループゲイン修正係数として出
力する第２の′関数変換部と、この第２の関数変換部に
よ多出力された第２の制御ループゲイン修正係数を、前
記第２の速度計調節出力信号に乗する第２の乗算器と、
この第一〇乗算器の出力信号から、前記第λの位置形／
速度影信号変換部の速度形出力信号を減算する第２の減
算器と、 この第２の減算器からの速度計信号を位置形の第２の操
作信号に変換する第一の速度形／位置信号変換部とを備
え、 前記第１の操作信号によシ前記Ｋｌの制御対象を制御し
、前記第２の操作信号により前記第２の制御対象を制御
する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 |
|---|---|---|---|
| JP13154883A JPS6022204A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13154883A JPS6022204A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | プロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022204A true JPS6022204A (ja) | 1985-02-04 |
| JPH0562361B2 JPH0562361B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=15060647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13154883A Granted JPS6022204A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022204A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039249A1 (de) * | 1998-02-02 | 1999-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und regeleinrichtung zur regelung eines gasturbosatzes, insbesondere von gas- und dampf-kraftwerken |
| JP2001306103A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-11-02 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207103A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 複数制御系の非干渉制御装置 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP13154883A patent/JPS6022204A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207103A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 複数制御系の非干渉制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039249A1 (de) * | 1998-02-02 | 1999-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und regeleinrichtung zur regelung eines gasturbosatzes, insbesondere von gas- und dampf-kraftwerken |
| US6704620B1 (en) | 1998-02-02 | 2004-03-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and control device for controlling a gas turbine set, in particular in gas and steam power stations |
| JP2001306103A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-11-02 | Omron Corp | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562361B2 (ja) | 1993-09-08 |
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