JPS6063601A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
- Publication number
- JPS6063601A JPS6063601A JP17073783A JP17073783A JPS6063601A JP S6063601 A JPS6063601 A JP S6063601A JP 17073783 A JP17073783 A JP 17073783A JP 17073783 A JP17073783 A JP 17073783A JP S6063601 A JPS6063601 A JP S6063601A
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- Japan
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- correlation
- feedforward
- output
- gain
- disturbance
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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】
本発明は、フィードフォワード制御系のゲイン全オンラ
インで自動的に設定することができるようにしたプロセ
ス制御装置に関する。
インで自動的に設定することができるようにしたプロセ
ス制御装置に関する。
プロセスの制御特性を改善するために、通常のフィード
バック制御のみならず所謂フィードフォワード制御が加
えられる場合がある。第１図はフィルドフォワード制御
系の一般的構成を示す図である。図に示すシステムは、
液体原料を熱交換器１に通し該熱交換器で蒸気加熱を行
うものである。
バック制御のみならず所謂フィードフォワード制御が加
えられる場合がある。第１図はフィルドフォワード制御
系の一般的構成を示す図である。図に示すシステムは、
液体原料を熱交換器１に通し該熱交換器で蒸気加熱を行
うものである。
図に示す制御装置は、出口温度が一定になるように制御
するものであって、蒸気流量を制御することによって行
う。熱交換器１内の温度制御は第１には流量調節計２に
よって行われる。即ち、流量検出器３によって検出され
た測定値ｐｖが設定値ＳＶに等しくなるような操作出力
Ｍｖ全調節弁４に与えて蒸気流量調節を行う。流量調節
計２の設定値５ｖＶｉ、製品出口側に取付けられた温度
検出器５の出力を受ける温度調節計６によって与えられ
る。この調節計２．６によるカスケード制御ループで一
応出「１の温度制御は行える。しかしながら、液体原料
の流量そのものが変化した場合は流量変化が列６１．と
々って制御が乱れる。この結果、出口温度が一定になる
までに長時間を必要とする。
するものであって、蒸気流量を制御することによって行
う。熱交換器１内の温度制御は第１には流量調節計２に
よって行われる。即ち、流量検出器３によって検出され
た測定値ｐｖが設定値ＳＶに等しくなるような操作出力
Ｍｖ全調節弁４に与えて蒸気流量調節を行う。流量調節
計２の設定値５ｖＶｉ、製品出口側に取付けられた温度
検出器５の出力を受ける温度調節計６によって与えられ
る。この調節計２．６によるカスケード制御ループで一
応出「１の温度制御は行える。しかしながら、液体原料
の流量そのものが変化した場合は流量変化が列６１．と
々って制御が乱れる。この結果、出口温度が一定になる
までに長時間を必要とする。
そとで、入口側に流量検出器７を設けて負荷流址を検出
し７、その流量変化により定数設定回路８のフィードフ
ォワードゲインに、を変化きせ、温度調節計６の制御出
力を演Ｘ器９でに２倍して流量調節側°２の設定値ＳＶ
とするフィードフォワード制御が用いられる。このよう
なフィードフォワード制御によれば、負荷流量の変化を
速やかに蒸気流量制御に及ぼすことができるので、前記
したような不具合が生じない。
し７、その流量変化により定数設定回路８のフィードフ
ォワードゲインに、を変化きせ、温度調節計６の制御出
力を演Ｘ器９でに２倍して流量調節側°２の設定値ＳＶ
とするフィードフォワード制御が用いられる。このよう
なフィードフォワード制御によれば、負荷流量の変化を
速やかに蒸気流量制御に及ぼすことができるので、前記
したような不具合が生じない。
しかしながら、このようなフィードフォワード制御にお
いてゲインＫｆ−１ｃ決定するためには、出口温度が一
定となるような加熱蒸気流量と負荷流量の関係を測定し
なければならない。
いてゲインＫｆ−１ｃ決定するためには、出口温度が一
定となるような加熱蒸気流量と負荷流量の関係を測定し
なければならない。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
外乱と外乱が入ったときのプロセス出口と′の相関金求
めて、その相関によシフイードフォワードゲインを自動
的に修正することができるようにしたプロセス制御装置
を実現したものである。
外乱と外乱が入ったときのプロセス出口と′の相関金求
めて、その相関によシフイードフォワードゲインを自動
的に修正することができるようにしたプロセス制御装置
を実現したものである。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の一実施例を示す電気的構成図である。
図において、１１はプロセスに外乱りが入るとそれが出
口に影響を与える模様を１次遅れ要素で表現したもの、
１２はフィードフォワード要素、１３はプロセスの特性
を１次遅れ要素とむだ時間要素で表現したものである。
口に影響を与える模様を１次遅れ要素で表現したもの、
１２はフィードフォワード要素、１３はプロセスの特性
を１次遅れ要素とむだ時間要素で表現したものである。
フィートノくツク制御系からの出力信号は、途中でフィ
ードフォワード要素１２の信号が加わりプロセス１３に
入力する。即ち、フィードバンク制御系の出力信号（操
作量）は演算器１４でフィードフォワード信号とフィー
ドバンク信号が加算された後プロセスの操作量となる。
ードフォワード要素１２の信号が加わりプロセス１３に
入力する。即ち、フィードバンク制御系の出力信号（操
作量）は演算器１４でフィードフォワード信号とフィー
ドバンク信号が加算された後プロセスの操作量となる。
なお、プロセス１３は１次遅れ要素と無駄時間要素で模
擬したものである。プロセス１３からは、プロセス出力
Ｙが得られる。１６は外乱りを受ける遅れ要素である。
擬したものである。プロセス１３からは、プロセス出力
Ｙが得られる。１６は外乱りを受ける遅れ要素である。
外乱りがプロセス１３に影響を与えその結果がプロセス
出力Ｙに現われる址での時間に合わせるため、遅れ要素
１６が設けられている。第２図に示す装置を第１図と対
応させて説明すると、以下のとおりである。
出力Ｙに現われる址での時間に合わせるため、遅れ要素
１６が設けられている。第２図に示す装置を第１図と対
応させて説明すると、以下のとおりである。
即ち、外乱りは負荷流量の変化に、プロセス１３に加え
る操作筒は蒸気流量に、プロセス出力は製品温度にそれ
ぞれ対応している。１７はプロセス出力Ｙと外乱Ｘ（遅
れ要素１６の出力）を受けて両者の相関をめる演算制御
部、１８は該演算制御部の出力を受けてフィードフォワ
ードゲインの修正の可否を判断する判別回路で、その出
力はフィードフォワード要素１２に与えられてフィード
フォワードゲインに、 ｆ修正するようになっている。
る操作筒は蒸気流量に、プロセス出力は製品温度にそれ
ぞれ対応している。１７はプロセス出力Ｙと外乱Ｘ（遅
れ要素１６の出力）を受けて両者の相関をめる演算制御
部、１８は該演算制御部の出力を受けてフィードフォワ
ードゲインの修正の可否を判断する判別回路で、その出
力はフィードフォワード要素１２に与えられてフィード
フォワードゲインに、 ｆ修正するようになっている。
演算制御部１７及び判別回路１８としては、ｆｌｕ ｔ
ハマイクロコンピュータが用いられる。２０はプロセ
スの数式モデルである。このように構成された装置の動
作を説明すれば、以下のとおりである。
ハマイクロコンピュータが用いられる。２０はプロセ
スの数式モデルである。このように構成された装置の動
作を説明すれば、以下のとおりである。
外乱りが生じると、プロセス１３は、この外乱によって
影響を受ける。この結果そのプロセス出力Ｙが変動する
。一方、外乱りは遅れ要素１６を介してプロセスの遅れ
時間だけ遅らせられた後、演算制御部１７に入る。演算
制御部１７は、プロセス外乱Ｘ及びプロセス出力Ｙｉ受
けてＸ、Ｙの相関の程度を演算により算出する。該演算
制御部では、以下に示すような演算を行う。
影響を受ける。この結果そのプロセス出力Ｙが変動する
。一方、外乱りは遅れ要素１６を介してプロセスの遅れ
時間だけ遅らせられた後、演算制御部１７に入る。演算
制御部１７は、プロセス外乱Ｘ及びプロセス出力Ｙｉ受
けてＸ、Ｙの相関の程度を演算により算出する。該演算
制御部では、以下に示すような演算を行う。
ここで、ａはフィードフォワードゲインの補正項を示し
、γ２は相関係数を示す。ｎはサンブリング回数を示す
。カ、１！、はそれぞれ第１番目のサンプリング時にお
けるプロセス外乱Ｘとプロセス出力Ｙをそれぞれ示す。
、γ２は相関係数を示す。ｎはサンブリング回数を示す
。カ、１！、はそれぞれ第１番目のサンプリング時にお
けるプロセス外乱Ｘとプロセス出力Ｙをそれぞれ示す。
第３図は、変数ＸとＹの相関を示す図である。
（ａ）は相関係数γ２−１の場合を示す。この場合はＸ
とＹの関係は全−Ｃ１つの直線で表わすことができ、完
全な相関があることを示している。（ｂ）は相関係数γ
がＯと１の間にある場合（０〈γ２＜１）’に示す。
とＹの関係は全−Ｃ１つの直線で表わすことができ、完
全な相関があることを示している。（ｂ）は相関係数γ
がＯと１の間にある場合（０〈γ２＜１）’に示す。
この場合はＸとＹの関係は１つの直線（回帰式）の近辺
に分布しており、ＸとＹの間に一定の相関があることを
示している。（Ｃ）は相関係数γ−〇の場合を示す。こ
の場合はＸとＹとの間には何の関係もなく、ＸとＹはＸ
Ｙ全空間任意に分布している。なお、前述した補正項ａ
は（ｄ）に示すような直線（回帰式）の傾きを示す。演
算制御部１７は、ａとγ２を算出して判別回路１８に送
る。判別回路１８はγ２の値によって、ＸとＹに相関が
あるかどうか全判別する。ＸとＹに相関があるというこ
とは、外乱りがプロセス出力Ｙに影響を与えていること
を意味する。このとき、判別回路１８は定数設定回路１
２に修正信号を送シフィードフォワー。
に分布しており、ＸとＹの間に一定の相関があることを
示している。（Ｃ）は相関係数γ−〇の場合を示す。こ
の場合はＸとＹとの間には何の関係もなく、ＸとＹはＸ
Ｙ全空間任意に分布している。なお、前述した補正項ａ
は（ｄ）に示すような直線（回帰式）の傾きを示す。演
算制御部１７は、ａとγ２を算出して判別回路１８に送
る。判別回路１８はγ２の値によって、ＸとＹに相関が
あるかどうか全判別する。ＸとＹに相関があるというこ
とは、外乱りがプロセス出力Ｙに影響を与えていること
を意味する。このとき、判別回路１８は定数設定回路１
２に修正信号を送シフィードフォワー。
トゲインＫ 、−ｆ Ｋ、’＝に、十ａ のように修正
する。
する。
修正量としては、前述した補正項ａが用いられる。
このような修正動作は、ＸとＹの間に相関がなくなった
と認定されるまで行われる。具体的には、相関係数１２
＝０．７〜０．８以上であることが一つの目安となる。
と認定されるまで行われる。具体的には、相関係数１２
＝０．７〜０．８以上であることが一つの目安となる。
なお、第２図に示す装置でフィードフォワードゲインに
、が正しく設定爆れておれば外乱りの影響はフーロセス
出力Ｙに全く現れないから、ＸとＹの間に相関は全く見
られない筈である。
、が正しく設定爆れておれば外乱りの影響はフーロセス
出力Ｙに全く現れないから、ＸとＹの間に相関は全く見
られない筈である。
従って、この場合は修正の要はない。従って、一定の期
間Ｘ、とｙ、を測定し、相関係数１２を計算し、γ２が
一定値γ３ より小さい場合は相関がないものと考える
ことができる。γ２が一定値γ３よりも大きい場合には
ｙ、とｘｌの回帰式のゲイン（補正項）ａをめ、この補
正項でフィードフォワードゲインＫｆｋ修正すればよい
。外乱の影響を取り去ることかできる。このような修正
をときどき行うことにより、常に正しいフィードフォワ
ードゲインに適応させることができる。なお、本発明は
第１図に示す炉温制御系に限らず他のあらゆるプロセス
に適用できる。本発明の特徴を列挙すれば、以下のとお
シである。
間Ｘ、とｙ、を測定し、相関係数１２を計算し、γ２が
一定値γ３ より小さい場合は相関がないものと考える
ことができる。γ２が一定値γ３よりも大きい場合には
ｙ、とｘｌの回帰式のゲイン（補正項）ａをめ、この補
正項でフィードフォワードゲインＫｆｋ修正すればよい
。外乱の影響を取り去ることかできる。このような修正
をときどき行うことにより、常に正しいフィードフォワ
ードゲインに適応させることができる。なお、本発明は
第１図に示す炉温制御系に限らず他のあらゆるプロセス
に適用できる。本発明の特徴を列挙すれば、以下のとお
シである。
（］） フィードフォワード制御系のゲインを人手を介
石ずに自動的に決めることができる。
石ずに自動的に決めることができる。
（２） フィードフォワードゲインを統計的手法を用い
て科学的に算出することができるので信頼性が高くかつ
精度がよい。
て科学的に算出することができるので信頼性が高くかつ
精度がよい。
（３） プロセス条件が変動したときにもフィードフォ
ワードゲインを簡単に修正することができる。
ワードゲインを簡単に修正することができる。
なお、ｍ 、 （２ｉ式に示す演算は５０ステップ程度
のプログラムで処理できるので、本発明は大規模ＤＤＣ
のみならず小型ＤＤＣでも実現が可能である。
のプログラムで処理できるので、本発明は大規模ＤＤＣ
のみならず小型ＤＤＣでも実現が可能である。
以上詳細に説明したように、本発明によれば外乱と外乱
が入ったときのプロセス出力との相関をめて、その相関
によりフィードフォワードゲインを自動的に修正するこ
とができる。
が入ったときのプロセス出力との相関をめて、その相関
によりフィードフォワードゲインを自動的に修正するこ
とができる。
第１図はフィードフォワード制御系の一例を示す図、第
２図は本発明の一実施例を示す電気的構成図、第３図は
相関関係を示す図である。 １・・・熱交換器、２，６・・・調節計、３．７・・・
流量検出器、４・・・調節弁、５・・・温度検出器、８
・・・定数設定回路、９・・・演算器、１１．１６・・
・遅れ要素、１２ フィードフォワードＪｉ、１３・・
・７’ ｏ セス、１４．１５・・・演算器、１７・・
・演算制御部、１８・・・判別回路。 茅 ３ （ａ） （Ｃン （ｄ） γ
２図は本発明の一実施例を示す電気的構成図、第３図は
相関関係を示す図である。 １・・・熱交換器、２，６・・・調節計、３．７・・・
流量検出器、４・・・調節弁、５・・・温度検出器、８
・・・定数設定回路、９・・・演算器、１１．１６・・
・遅れ要素、１２ フィードフォワードＪｉ、１３・・
・７’ ｏ セス、１４．１５・・・演算器、１７・・
・演算制御部、１８・・・判別回路。 茅 ３ （ａ） （Ｃン （ｄ） γ
Claims (1)
- フィードフォワード制御要素を含むプロセス制御装置に
おいて、外乱が入ったときのプロセス出力Ｙと外乱をプ
ロセスの特性に合わせて一定時開遅らせたものをＸとし
た場合に、ＸとＹの相関関係全演算処理してその相関に
よシフイードフォワード制御要素のゲインを自動的に修
正するように構成きれ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 |
|---|---|---|---|
| JP17073783A JPS6063601A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17073783A JPS6063601A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | プロセス制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063601A true JPS6063601A (ja) | 1985-04-12 |
Family
ID=15910447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17073783A Pending JPS6063601A (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063601A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108306A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Yokogawa Electric Corp | 調節計 |
| JPH01133105A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-25 | Hitachi Ltd | プラント制御方法 |
| EP0689883A3 (en) * | 1994-06-29 | 1996-04-10 | Kawasaki Steel Co | Device and method for cutting rolls of a rolling mill with several rolls |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5012491A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-08 | ||
| JPS5750006A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | Characteristic change detector |
| JPS57125402A (en) * | 1981-01-29 | 1982-08-04 | Toshiba Corp | Feed forward controller |
| JPS58154004A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | フイ−ドフオワ−ド制御付オ−トチユ−ニング・コントロ−ラ |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP17073783A patent/JPS6063601A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| US5655424A (en) * | 1994-06-29 | 1997-08-12 | Kawasaki Steel Corporation | Roller cutting method and apparatus for a plural-roll rolling mill |
| US5927166A (en) * | 1994-06-29 | 1999-07-27 | Kawasaki Steel Corporation | Roller cutting method for a plural-roll rolling mill |
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