JPS6093507A - プラント制御装置 - Google Patents
プラント制御装置Info
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- JPS6093507A JPS6093507A JP20101383A JP20101383A JPS6093507A JP S6093507 A JPS6093507 A JP S6093507A JP 20101383 A JP20101383 A JP 20101383A JP 20101383 A JP20101383 A JP 20101383A JP S6093507 A JPS6093507 A JP S6093507A
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- JP
- Japan
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- plant
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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
- 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
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
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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】
［発明の技術分野］
本発明はプラントを円滑に運転するためのプラント制御
装置に関する。
装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
プラント制御装置において、一般に操作量は目標値と状
態量（制御量）との差をＰＩＤ演算したり、あるいは予
測演算する等規定のアルゴリズにより算出されるが、プ
ラントを安全に運転するため、その算出された操作量に
制限値を設けて逸脱しないように制限する場合がある。
態量（制御量）との差をＰＩＤ演算したり、あるいは予
測演算する等規定のアルゴリズにより算出されるが、プ
ラントを安全に運転するため、その算出された操作量に
制限値を設けて逸脱しないように制限する場合がある。
しかし、単に操作量が制限値を越えないように制限する
だけだと、状態量が大きく変動し、プラントの保護装置
が働いてプラントトリップとなる問題点が生じる。
だけだと、状態量が大きく変動し、プラントの保護装置
が働いてプラントトリップとなる問題点が生じる。
［発明の目的］
本発明はプラントをトリップさせることなく状態量の変
動を抑え、最適操作量をプラントに出力することにより
、プラントを円滑に運転することのできるプラント制御
装置を提供することを目的とする。
動を抑え、最適操作量をプラントに出力することにより
、プラントを円滑に運転することのできるプラント制御
装置を提供することを目的とする。
［発明の概要］
このため、本発明はプラントモデルを用いて将来の操作
量を予測する一方、複数の制限値を設けて前記予測した
操作量と比較し、その操作量がそれらの制限値を逸脱す
るとき、それぞれの制限値で制限した操作量に対応する
状態量をプラントモデルから算出し、その状態量が最も
安定した値をとる最適操作量をめ、これをプラントに加
えるようにしたことを特徴としている。
量を予測する一方、複数の制限値を設けて前記予測した
操作量と比較し、その操作量がそれらの制限値を逸脱す
るとき、それぞれの制限値で制限した操作量に対応する
状態量をプラントモデルから算出し、その状態量が最も
安定した値をとる最適操作量をめ、これをプラントに加
えるようにしたことを特徴としている。
［Ｊ！明の実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係るプラント制御装置のブ
ロック構成図を示したもので、１は制御対象であるプラ
ントである。２はプラントｌがらプラント状態量を読み
込む入力装置である。３は入力装置２を介してプラント
状態を読み込むプラント状態入力手段である。４はプラ
ント状態入力手段３にて読み込んだプラント状態量より
、規定のアルゴリズムに基づき、操作量を算出すると共
に。
ロック構成図を示したもので、１は制御対象であるプラ
ントである。２はプラントｌがらプラント状態量を読み
込む入力装置である。３は入力装置２を介してプラント
状態を読み込むプラント状態入力手段である。４はプラ
ント状態入力手段３にて読み込んだプラント状態量より
、規定のアルゴリズムに基づき、操作量を算出すると共
に。
その操作量をプラントに送出したと仮定し、記憶装置内
のプラントモデルを用いてプラント状態量を算出する演
算を順次繰り返すことにより、予測操作量と予測状態量
の時系列を得る第１予測演算手段である。５は前記プラ
ント状態量により、プラントの操作端毎に操作量の診断
機能を起動するレベルとしての操作領域を設定する第１
制限値と、前記プラント状態量により、プラントの保護
機能が動作する操作領域を設定する第２制限値とを算出
する制限値算出手段である。６は前記第１制限値。
のプラントモデルを用いてプラント状態量を算出する演
算を順次繰り返すことにより、予測操作量と予測状態量
の時系列を得る第１予測演算手段である。５は前記プラ
ント状態量により、プラントの操作端毎に操作量の診断
機能を起動するレベルとしての操作領域を設定する第１
制限値と、前記プラント状態量により、プラントの保護
機能が動作する操作領域を設定する第２制限値とを算出
する制限値算出手段である。６は前記第１制限値。
第２制限値、状態遷移に用いるプラントモデルを記憶し
ている記憶装置である。７は前記予測操作時系列と前記
第１制限値および第２制限値とを規定回数比較判定する
操作量比較判定手段である。８は前記比較判定の結果、
前記予測操作時系列が前記第１制限値を逸脱した場合、
予め定められた種類の操作量制限処理方法に基づき、再
度前記記憶装置内のプラントモデルを用いて状態遷移す
ることにより、プラント制御結果を予測する第２予測演
算手段である。９は前記プラント制御結果および予測操
作時系列に基づき、最適な操作時系列を選択する最適操
作量選択手段である。１０は選択された最適操作時系列
の第１時点の操作量、即ち、現時点での操作量を出力す
る操作量出方手段である。
ている記憶装置である。７は前記予測操作時系列と前記
第１制限値および第２制限値とを規定回数比較判定する
操作量比較判定手段である。８は前記比較判定の結果、
前記予測操作時系列が前記第１制限値を逸脱した場合、
予め定められた種類の操作量制限処理方法に基づき、再
度前記記憶装置内のプラントモデルを用いて状態遷移す
ることにより、プラント制御結果を予測する第２予測演
算手段である。９は前記プラント制御結果および予測操
作時系列に基づき、最適な操作時系列を選択する最適操
作量選択手段である。１０は選択された最適操作時系列
の第１時点の操作量、即ち、現時点での操作量を出力す
る操作量出方手段である。
１１は制御対象であるプラントにその操作量を送出する
出力装置である。
出力装置である。
以上の構成で、プラントＩの状態量は入力装置２を介し
て制御装置１２内のプラント状態入力手段３に読み込ま
れ、ここで内部処理し易いディジタルデータに変換処理
されて第１予測演算手段４と制限値算出手段５に転送さ
れる。
て制御装置１２内のプラント状態入力手段３に読み込ま
れ、ここで内部処理し易いディジタルデータに変換処理
されて第１予測演算手段４と制限値算出手段５に転送さ
れる。
第１予測演算手段４では、このプラント状態量を受け取
ると、下記（１）式に基づいて時刻り毎の操作量を算出
する。
ると、下記（１）式に基づいて時刻り毎の操作量を算出
する。
Ｘｔ＝Ｇ−Ｚｔ−ｓ ・・・・・・（１）ここで、Ｘｔ
は時刻ｔにおける予測操作量（ベクトル）、ｚｔ−ｉは
時刻ｔ−１における予測プラント状態量（ベクトル）、
Ｇは状態量から操作量を算出するため、記憶装置６から
得られる数学モデル（ベクトル）である。
は時刻ｔにおける予測操作量（ベクトル）、ｚｔ−ｉは
時刻ｔ−１における予測プラント状態量（ベクトル）、
Ｇは状態量から操作量を算出するため、記憶装置６から
得られる数学モデル（ベクトル）である。
同時に、下記（２）式の状態遷移式に基づいて時刻り毎
の状態量を算出する。
の状態量を算出する。
Ｚｔ＝Ａ−Ｘｉ＋Ｂ−Ｙｔ−１＋Ｚｔ、−１・・・・・
・（２）ここで、Ｘｉは現時点１においてプラント状態
入力手段３から得られた現在の状態量（ベクトル）、Ａ
、Ｂは記憶装置６から得られる数学モデル（ベクトル）
である。
・（２）ここで、Ｘｉは現時点１においてプラント状態
入力手段３から得られた現在の状態量（ベクトル）、Ａ
、Ｂは記憶装置６から得られる数学モデル（ベクトル）
である。
このようにして、第１予測演算手段４ではプラント１か
ら得られる現在のプラント状態量と記憶装置６に記憶し
であるプラントモデルを用いて、現時点から規定回数光
までの予測操作量および予測状態量の時系列を演算する
。
ら得られる現在のプラント状態量と記憶装置６に記憶し
であるプラントモデルを用いて、現時点から規定回数光
までの予測操作量および予測状態量の時系列を演算する
。
一方、制限値算出手段５ではプラント状態入力手段３か
らプラント状態量を受け取ると、それに応じた制限値を
記憶装置６内のデータを参照して算出する。例えば１発
電プラントにおける負荷（ＭＷ）に対する燃料流量は第
２図のａで示すように変化する。これに対する水燃比設
定値のプラント保護機能が動作する制限値はｂで示す曲
線で表わせる。従って、記憶装置６に各ブレイクポイン
トＢＰ毎の制限値を記憶させておき、プラント状態入力
手段３から得られるプロセス状態量即ち現時点の負荷（
Ｍｌ＋１）Ｐｉに対応して記憶装置６がらブレイクポイ
ントＢＰ４とＢＦ２の制限値を取り出し、下記（３）式
を計算することにより、そのときの制限値。ｉがＱａ
０３ Ｑｉ＝ ＊Ｐｉ＋Ｏｓ −’・’（３）４−Ｐ３ ここで、Ｐ ４１ Ｐ ３はブレイクポイントＢＰ４．
ＢＰ３における負荷を表わし、また、Ｑ４．Ｑ３はブレ
イクポイントＢＰ４．ＢＰ３における水燃比設定値の制
限値を表わす。
らプラント状態量を受け取ると、それに応じた制限値を
記憶装置６内のデータを参照して算出する。例えば１発
電プラントにおける負荷（ＭＷ）に対する燃料流量は第
２図のａで示すように変化する。これに対する水燃比設
定値のプラント保護機能が動作する制限値はｂで示す曲
線で表わせる。従って、記憶装置６に各ブレイクポイン
トＢＰ毎の制限値を記憶させておき、プラント状態入力
手段３から得られるプロセス状態量即ち現時点の負荷（
Ｍｌ＋１）Ｐｉに対応して記憶装置６がらブレイクポイ
ントＢＰ４とＢＦ２の制限値を取り出し、下記（３）式
を計算することにより、そのときの制限値。ｉがＱａ
０３ Ｑｉ＝ ＊Ｐｉ＋Ｏｓ −’・’（３）４−Ｐ３ ここで、Ｐ ４１ Ｐ ３はブレイクポイントＢＰ４．
ＢＰ３における負荷を表わし、また、Ｑ４．Ｑ３はブレ
イクポイントＢＰ４．ＢＰ３における水燃比設定値の制
限値を表わす。
勿論、上記の如き計算を行なうことなく、記憶装置６に
記憶した制限値から単に所定のものを選択するだけであ
ってもよい。
記憶した制限値から単に所定のものを選択するだけであ
ってもよい。
操作量比較判定手段７では、第１予測演算手段４で算出
された予測操作量と制限値算出手段５で算出された制限
値とを比較し、予測操作量が制限値を越えるものについ
て制限値以下に抑えるリミッタ処理を実行する６即ち、
第１予測演算手段４で算出された予測操作量は例えば第
３図のＣで示すように遷移する時系列となる。この時系
列は現時点ｔｉから規定回数までめることができる。ま
た、制限値算出手段５から算出される制限値はｄで示す
警報レベルの第１制限値と、ｅで示すプラント保護機能
を働かせるレベルの第２制限値となる。従って、最適操
作量選択手段７では予測操作量時系列Ｃと第１、第２制
限値ｄ、ｅと比較し、予測操作量を強制的に第１制限値
以下にする処理と、第２制限値以下にする処理とを並行
して行なう。
された予測操作量と制限値算出手段５で算出された制限
値とを比較し、予測操作量が制限値を越えるものについ
て制限値以下に抑えるリミッタ処理を実行する６即ち、
第１予測演算手段４で算出された予測操作量は例えば第
３図のＣで示すように遷移する時系列となる。この時系
列は現時点ｔｉから規定回数までめることができる。ま
た、制限値算出手段５から算出される制限値はｄで示す
警報レベルの第１制限値と、ｅで示すプラント保護機能
を働かせるレベルの第２制限値となる。従って、最適操
作量選択手段７では予測操作量時系列Ｃと第１、第２制
限値ｄ、ｅと比較し、予測操作量を強制的に第１制限値
以下にする処理と、第２制限値以下にする処理とを並行
して行なう。
次いで、第２予測演算手段８では操作量比較判定手段７
で予測操作量のリミッタ処理を行なったことにより、そ
れ以後の時点の予測値も当然違ってくるため、記憶装置
６のプラントモデルを用いて第１予測演算手段４で行な
った前記（１）、（２）式の演算を再び実行する。
で予測操作量のリミッタ処理を行なったことにより、そ
れ以後の時点の予測値も当然違ってくるため、記憶装置
６のプラントモデルを用いて第１予測演算手段４で行な
った前記（１）、（２）式の演算を再び実行する。
その結果、第２制限値ｅによるリミッタ処理を行なった
分の予測操作量時系列は第４図のＣＩで示すようになり
、また、それに対する予測状態量時系列は第５図のｆ＋
で示すようになる。一方、第１制限値ｄによるリミッタ
処理を行なった場合は、第６図に示すような予測操作量
時系列Ｃ２と、それに対応して第７図で示すような予測
状態量時系列ｆ２が得られる。
分の予測操作量時系列は第４図のＣＩで示すようになり
、また、それに対する予測状態量時系列は第５図のｆ＋
で示すようになる。一方、第１制限値ｄによるリミッタ
処理を行なった場合は、第６図に示すような予測操作量
時系列Ｃ２と、それに対応して第７図で示すような予測
状態量時系列ｆ２が得られる。
最適操作量選択手段９では、第２予測演算手段８で得ら
れた２つの予測状態量時系列ｆ１とｆ２とを、例えば、
２乗積分して互に比較し、値の小さい方、即ち、予測状
態量時系列ｆ１に対応する予測操作量時系列Ｃ１の方を
選択する。
れた２つの予測状態量時系列ｆ１とｆ２とを、例えば、
２乗積分して互に比較し、値の小さい方、即ち、予測状
態量時系列ｆ１に対応する予測操作量時系列Ｃ１の方を
選択する。
操作量出力手段１ｏでは、適量操作量選択手段９で選択
された予測操作量時系列ｃ１のうち、現時点ｔｉの操作
量を最適操作量として出方装置１１．を介し、プラント
１しこ出力する。
された予測操作量時系列ｃ１のうち、現時点ｔｉの操作
量を最適操作量として出方装置１１．を介し、プラント
１しこ出力する。
このように、プラントｌに設けられている保護機能が動
作する以前に、上述のようにしてプラント状態を事前に
予測し、今回の算出操作量をプラントへ送出した場合の
予測操作時系列が制限値を逸脱していた時に操作可能な
制限値にて再度プラント状態遷移を行ない、プラント状
態が正常方向へ収束することを確認し、制御対象が最適
な状態になりうる操作量を選択することにより請求めら
れた操作量が異常な値となった時でもプラントへ送出さ
れる操作量はプラント運転上最適なものとなリプラント
自体の保護装置を働かせることなく、プラントを円滑に
運転することができるようになる。
作する以前に、上述のようにしてプラント状態を事前に
予測し、今回の算出操作量をプラントへ送出した場合の
予測操作時系列が制限値を逸脱していた時に操作可能な
制限値にて再度プラント状態遷移を行ない、プラント状
態が正常方向へ収束することを確認し、制御対象が最適
な状態になりうる操作量を選択することにより請求めら
れた操作量が異常な値となった時でもプラントへ送出さ
れる操作量はプラント運転上最適なものとなリプラント
自体の保護装置を働かせることなく、プラントを円滑に
運転することができるようになる。
尚、上記実施例では操作量の制限値を第１と第２の２つ
設けた例について説明したが、保護機能起動レベル以下
の制限値を更にいくつか設けてもよい。
設けた例について説明したが、保護機能起動レベル以下
の制限値を更にいくつか設けてもよい。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、最適操作量をプラントに
加えることができ、プラント状態量の変動を抑えて、プ
ラントをトリップさせることなく、円滑に運転すること
ができるようになる。
加えることができ、プラント状態量の変動を抑えて、プ
ラントをトリップさせることなく、円滑に運転すること
ができるようになる。
第１図は本発明の一実施例に係るプラント制御装置のブ
ロック構成図、第２図は第１図における制限値算出方法
を説明するための一例を示す負荷対燃料流量および制限
値の関係図、第３図は第１図で算出された予測操作量時
系列と第１．第２制限値との関係図、第４図はその第１
制限値でリミッタ処理したときの予測操作量時系列のタ
イムチャート、第５図はそれに対応する予測状態量時系
列のタイムチャート、第６図は第２制限値でリミッタ処
理したときの予測操作量時系列のタイムチャート、第７
図はそれに対応する予測状態量時系列のタイムチャート
である。 １・・・プラント、２・・・入力装置、３・・・プラン
ト状態入力手段、４・・・第１予測演算手段、５・・・
制限値算出手段、６・・・記憶装置、７・・・操作量比
較判定手段、８・・・第２予測演算手段、９・・・最適
操作量選択手段、１０・・・操作量出力手段、１１・・
・出力装置、１２・・・制御装置。
ロック構成図、第２図は第１図における制限値算出方法
を説明するための一例を示す負荷対燃料流量および制限
値の関係図、第３図は第１図で算出された予測操作量時
系列と第１．第２制限値との関係図、第４図はその第１
制限値でリミッタ処理したときの予測操作量時系列のタ
イムチャート、第５図はそれに対応する予測状態量時系
列のタイムチャート、第６図は第２制限値でリミッタ処
理したときの予測操作量時系列のタイムチャート、第７
図はそれに対応する予測状態量時系列のタイムチャート
である。 １・・・プラント、２・・・入力装置、３・・・プラン
ト状態入力手段、４・・・第１予測演算手段、５・・・
制限値算出手段、６・・・記憶装置、７・・・操作量比
較判定手段、８・・・第２予測演算手段、９・・・最適
操作量選択手段、１０・・・操作量出力手段、１１・・
・出力装置、１２・・・制御装置。
Claims (1)
- プラント状態量からめた操作量をプラントが備える保護
機能起動レベル以下に抑えてプラントに送出しプラント
を運転制御するプラント制御装置において、プラントモ
デルを用いて操作量を予測する手段と、複数の制限値を
設けて前記予測した操作量と比較し、その予測操作量が
それらの制限値を逸脱するとき、それぞれの制限値で制
限した操作量に対応する状態量を前記プラントモデルを
用いて予測する手段と、それらの予測状態が最も安定し
た値をとる最適操作量を選択する手段とを備え、得られ
る最適操作量をプラントに加えてプラントを円滑に運転
制御することを特徴とするプラント制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20101383A JPS6093507A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | プラント制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20101383A JPS6093507A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | プラント制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093507A true JPS6093507A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0519726B2 JPH0519726B2 (ja) | 1993-03-17 |
Family
ID=16434032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20101383A Granted JPS6093507A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | プラント制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093507A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014056383A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Azbil Corp | 制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58139205A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-18 | Hitachi Ltd | プラント制御方法 |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP20101383A patent/JPS6093507A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58139205A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-18 | Hitachi Ltd | プラント制御方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014056383A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Azbil Corp | 制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519726B2 (ja) | 1993-03-17 |
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