JPS6111804A - プロセス制御装置 - Google Patents
プロセス制御装置Info
- Publication number
- JPS6111804A JPS6111804A JP13392684A JP13392684A JPS6111804A JP S6111804 A JPS6111804 A JP S6111804A JP 13392684 A JP13392684 A JP 13392684A JP 13392684 A JP13392684 A JP 13392684A JP S6111804 A JPS6111804 A JP S6111804A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output signal
- control
- control output
- pumps
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
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】
産業上の利用分野
この発明は一つのアナログフィードバック信号でもって
複数台の制御対象機器をアナログ制御するプロセス制御
装置に関するものである。
複数台の制御対象機器をアナログ制御するプロセス制御
装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
例えば流量制御を行う従来のプロセス制御装置は、第５
図に示すように、目標値Ｐと制御対象機器である複数台
のポンプ２−１．２−２．−・・、２−ｎによって送ら
れる流量を検出する流量検出器１からの流量信号Ｑとの
偏差ｅをもとにして調節演算ブロック３が第（１）式の
演算を行うことにより制御出力信号Ｒを求め、この制御
出力信号Ｒを複数台のポンプ２−１．２−２．・・・、
２−ｎの駆動用モータへ送るように゛なっている。
図に示すように、目標値Ｐと制御対象機器である複数台
のポンプ２−１．２−２．−・・、２−ｎによって送ら
れる流量を検出する流量検出器１からの流量信号Ｑとの
偏差ｅをもとにして調節演算ブロック３が第（１）式の
演算を行うことにより制御出力信号Ｒを求め、この制御
出力信号Ｒを複数台のポンプ２−１．２−２．・・・、
２−ｎの駆動用モータへ送るように゛なっている。
ただし、ＰＢ：比例帯
Ｔｌ ：積分時間
ＴＤ：微分時間
上記プロセス制御装置の開ループ伝達関数Ｇ （Ｓ）は
、第（２）式のようになる。
、第（２）式のようになる。
ただし、Ｇｏ二制御対象プロセスゲインこのようなプロ
セス制御装置において、図外の制御ブロックでポンプ２
−１．・２−２．・・・、２−ｎ（制御対象機器）の運
転台数制御を行っている場合、ポンプ２−１．２−２．
−・・・、２−ｎの運転台数が変化し、４第（２）式の
制御対象プロセスゲインＧ０が変化するので、開ループ
伝達関数Ｇ （Ｓ）全体と、してのゲインが運転台数に
応じて増減し、制御系としての応答速度が遅くなったり
動作が不安定になったりするという問題があった。
セス制御装置において、図外の制御ブロックでポンプ２
−１．・２−２．・・・、２−ｎ（制御対象機器）の運
転台数制御を行っている場合、ポンプ２−１．２−２．
−・・・、２−ｎの運転台数が変化し、４第（２）式の
制御対象プロセスゲインＧ０が変化するので、開ループ
伝達関数Ｇ （Ｓ）全体と、してのゲインが運転台数に
応じて増減し、制御系としての応答速度が遅くなったり
動作が不安定になったりするという問題があった。
発明の目的
この発明は、制御対象機器の運転台数が変化しても常に
安定に最適な制御を行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。
安定に最適な制御を行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。
発明、の構成
この発明のプロセス制御装置は、第１図に示すように、
目標値（Ｐ）と検出器（１）からの検出信号（Ｑ）との
偏差（ｅ）に対して所定の演算を行うことにより制御出
力信号（Ｒ）を求めて複数の制御対象機器（２−１，２
，−２，・・・、２−ｎ）へ与える調節演算ブロック（
３）と、前記複数の制御対象機器（２−１，２−２，・
・・、 ２−ｒｌ）の運転台数に応じて前記調節演算
ブロック（３）に与えるパラメータを変更することによ
り伝達関数を運転台数の変化にかかわらず一定にするパ
ラメータ変更油算°ブロック（５）と備える構成にした
ことを特徴とする。
目標値（Ｐ）と検出器（１）からの検出信号（Ｑ）との
偏差（ｅ）に対して所定の演算を行うことにより制御出
力信号（Ｒ）を求めて複数の制御対象機器（２−１，２
，−２，・・・、２−ｎ）へ与える調節演算ブロック（
３）と、前記複数の制御対象機器（２−１，２−２，・
・・、 ２−ｒｌ）の運転台数に応じて前記調節演算
ブロック（３）に与えるパラメータを変更することによ
り伝達関数を運転台数の変化にかかわらず一定にするパ
ラメータ変更油算°ブロック（５）と備える構成にした
ことを特徴とする。
実施例の説明
この発明の一実施例を第２図ないし第４図に基づいて説
明する。このプロセス制御装置は、流量制御を行うもの
で、第２図に示すように、目標値Ｐと流量検出器１から
の流量信号Ｑとの偏差ｅに対して調節演算ブロック３が
第（１１式の演算を行うことにより制御出力信号Ｒを求
め、これを出力信号勾配制限ブロック４−１．４−２．
・・・、４−ｎへ送るようになっている。
明する。このプロセス制御装置は、流量制御を行うもの
で、第２図に示すように、目標値Ｐと流量検出器１から
の流量信号Ｑとの偏差ｅに対して調節演算ブロック３が
第（１１式の演算を行うことにより制御出力信号Ｒを求
め、これを出力信号勾配制限ブロック４−１．４−２．
・・・、４−ｎへ送るようになっている。
出力信号勾配制限ブロック４−１は、接続されているポ
ンプ２−１が停止状態のときは０％の信号を制御出力信
号Ｒ１として出力し、ポンプ２−１が運転状態にあると
きは・、バンプレス信号（前回の制御出力信号）Ｕｌと
調節演算ブロック３からの制御出力信号Ｒとの差に応じ
て制御出力信号Ｒ１を第（３）式のように出力し、ポン
プ２−１の駆動用モータへ与えるようになって−いる。
ンプ２−１が停止状態のときは０％の信号を制御出力信
号Ｒ１として出力し、ポンプ２−１が運転状態にあると
きは・、バンプレス信号（前回の制御出力信号）Ｕｌと
調節演算ブロック３からの制御出力信号Ｒとの差に応じ
て制御出力信号Ｒ１を第（３）式のように出力し、ポン
プ２−１の駆動用モータへ与えるようになって−いる。
ｌ、Ｚｓ−Ｚｋ’ｌ≦ΔＺのときＺｋ＝Ｚｓ、Ｚｓ−Ｚ
ｋ’＜ΔＺ（７）ときＺｋ＝Ｚｋ ’ −ΔＺ Ｚｓ−Ｚｋ’＞ΔＺのときＺｋ＝Ｚｋ ’ ＋ΔＺ ・・・・・・（３） ただし、Ｚｋ’： バンプレス信号Ｕ１の値ＺＳ：
調節演算ブロック３の制御出力信号Ｒの値 Ｚｋ： 制御出力信号Ｒ１の値 ΔＺ （＞０） ： 許容最大勾配このように、調
節演算ブロック３とポンプ２−１との間に出力信号勾配
制限ブロック４−１を設けてポンプ２−１に加えられる
制御出力信号Ｒ１の勾配を所定値以下に制限しているた
め、ポンプ２−１の起動時または目標値変更時等の２過
渡時において目標値Ｐと流量信号Ｑとの偏差ｅが一端に
大きくなってもポンプ２−１が急激に高速運転を始めた
り急激に運転を停止してポンプ２−１．またはそれを竺
動丈るモータ等が破損することを防止するようになって
いる。
ｋ’＜ΔＺ（７）ときＺｋ＝Ｚｋ ’ −ΔＺ Ｚｓ−Ｚｋ’＞ΔＺのときＺｋ＝Ｚｋ ’ ＋ΔＺ ・・・・・・（３） ただし、Ｚｋ’： バンプレス信号Ｕ１の値ＺＳ：
調節演算ブロック３の制御出力信号Ｒの値 Ｚｋ： 制御出力信号Ｒ１の値 ΔＺ （＞０） ： 許容最大勾配このように、調
節演算ブロック３とポンプ２−１との間に出力信号勾配
制限ブロック４−１を設けてポンプ２−１に加えられる
制御出力信号Ｒ１の勾配を所定値以下に制限しているた
め、ポンプ２−１の起動時または目標値変更時等の２過
渡時において目標値Ｐと流量信号Ｑとの偏差ｅが一端に
大きくなってもポンプ２−１が急激に高速運転を始めた
り急激に運転を停止してポンプ２−１．またはそれを竺
動丈るモータ等が破損することを防止するようになって
いる。
ここで、勾配制限の効果についてより詳しく説明する。
勾配制限の効果には、下記■、■の二つがある。
■運転開始ポンプの過トルク保護；運転を始めたポンプ
に対し、急激に高速回転の指令（アナログ信号）を与え
ると、必要な始動外ルクより大きくなり、過トルク状態
となる。、したがって高速回転をさせるにしてもゆるや
かに回転速度を上昇させるような勾配制限をもった信号
を与えてモータの過トルク、状態を防止する。
に対し、急激に高速回転の指令（アナログ信号）を与え
ると、必要な始動外ルクより大きくなり、過トルク状態
となる。、したがって高速回転をさせるにしてもゆるや
かに回転速度を上昇させるような勾配制限をもった信号
を与えてモータの過トルク、状態を防止する。
■既に運転中のボン、プに対する５回転速度の安定１化
：始動したポンプを急激に高速回転させると結果的に送
流量が増大し、流量信号Ｑが急増する。
：始動したポンプを急激に高速回転させると結果的に送
流量が増大し、流量信号Ｑが急増する。
この結果、調整演算ブロック３の出力信号が急減し、既
に安定な速度で運転していたボン、プに対しても回転速
度を急激に低下させる信号を出力することとなり、制御
系が全体として不安定となり、新しい安定な回転速度に
達するまでポンプ回転数が上昇下降の振動をする可能性
がある。この問題は、流量信号Ｑの変゛化速度を低下さ
゛せることで、すなわち始動したポンプの回転速度をゆ
るやかに変化させることで解消することができる。
に安定な速度で運転していたボン、プに対しても回転速
度を急激に低下させる信号を出力することとなり、制御
系が全体として不安定となり、新しい安定な回転速度に
達するまでポンプ回転数が上昇下降の振動をする可能性
がある。この問題は、流量信号Ｑの変゛化速度を低下さ
゛せることで、すなわち始動したポンプの回転速度をゆ
るやかに変化させることで解消することができる。
第３図はポンプ２−１の起動待前後における調節演算ブ
ロック３からの制御出力信号Ｒ（破線で示す）とこれに
対する出力信号勾配制限ブロック４−１からの制御出力
信号Ｒ１（実線で示す）とを示している。第３図におい
て、制御出力信号Ｒが目標値Ｐに対応して破線のように
高いレベルの値が出力されており、時刻ｔ０でポンプ２
−１を起動させると、従来例の場合は高いレベルの制御
出力信号Ｒが急激にポンプ２−１を駆動するモータに加
えられるため、モータが過トルク状態となって破損する
おそれがあったが、この実施例では、勾配制限された制
御出力信号Ｒ１がモータに加えられるため、モータが徐
々にトルクを増加していくことになり、モータの破損を
防止できる。そして、時間の経過とともに制御出力信号
Ｒ１のレベルが一定勾配で上昇していき、時刻ｔ１にお
いて制御出力信号Ｒとほぼ同じレベルまで達すると、制
御出力信号Ｒ自体の変動は制限勾配より小さいため、出
力信号勾配制限ブロック４−１がないのと同じになり、
正常制御動作が行われ、フィードバック制御ループの伝
達関数を変化させることはなく、その制御特性に悪影響
を与えることはない。
ロック３からの制御出力信号Ｒ（破線で示す）とこれに
対する出力信号勾配制限ブロック４−１からの制御出力
信号Ｒ１（実線で示す）とを示している。第３図におい
て、制御出力信号Ｒが目標値Ｐに対応して破線のように
高いレベルの値が出力されており、時刻ｔ０でポンプ２
−１を起動させると、従来例の場合は高いレベルの制御
出力信号Ｒが急激にポンプ２−１を駆動するモータに加
えられるため、モータが過トルク状態となって破損する
おそれがあったが、この実施例では、勾配制限された制
御出力信号Ｒ１がモータに加えられるため、モータが徐
々にトルクを増加していくことになり、モータの破損を
防止できる。そして、時間の経過とともに制御出力信号
Ｒ１のレベルが一定勾配で上昇していき、時刻ｔ１にお
いて制御出力信号Ｒとほぼ同じレベルまで達すると、制
御出力信号Ｒ自体の変動は制限勾配より小さいため、出
力信号勾配制限ブロック４−１がないのと同じになり、
正常制御動作が行われ、フィードバック制御ループの伝
達関数を変化させることはなく、その制御特性に悪影響
を与えることはない。
なお、その他の出力信号勾配制限ブロック４−２、・・
・、４−ｎについても上記と同様であり、制御出力信号
Ｒ２〜Ｒｏおよびバンプレス信号Ｕ２〜Ｕ、を出力する
ことになり、同様の効果がある。
・、４−ｎについても上記と同様であり、制御出力信号
Ｒ２〜Ｒｏおよびバンプレス信号Ｕ２〜Ｕ、を出力する
ことになり、同様の効果がある。
一方、パラメータ変更演算ブロック５では、例えば第ｉ
ｌ１式中の比例帯ＰＢを ＰＢ−ＮｘＰＢｏ ・・・・・・（４）ただし、Ｎ：実
際のポンプ運転台数 ＰＢＯ’定数 と演算し、調節演算ブロック３に与える比例帯ＰＢを運
転台数Ｎに応じて自動的に補正する。このように、比例
帯ＰＢＯ値を運転台数Ｎに応じて補正すると、制御対象
機器の伝達関数が運転台数Ｎに応じて Ｂ’（Ｓ） ｏＸＮＸ Ａ （Ｓ） となっても制御系全体の開ループ伝達関数Ｇ （Ｓ）？
千 ｘｏ・” Ａ（Ｓ） となり、運転台数Ｎが変化しても変動せず、流量を常に
安定に調節制御することができる。
ｌ１式中の比例帯ＰＢを ＰＢ−ＮｘＰＢｏ ・・・・・・（４）ただし、Ｎ：実
際のポンプ運転台数 ＰＢＯ’定数 と演算し、調節演算ブロック３に与える比例帯ＰＢを運
転台数Ｎに応じて自動的に補正する。このように、比例
帯ＰＢＯ値を運転台数Ｎに応じて補正すると、制御対象
機器の伝達関数が運転台数Ｎに応じて Ｂ’（Ｓ） ｏＸＮＸ Ａ （Ｓ） となっても制御系全体の開ループ伝達関数Ｇ （Ｓ）？
千 ｘｏ・” Ａ（Ｓ） となり、運転台数Ｎが変化しても変動せず、流量を常に
安定に調節制御することができる。
第４図は上記したプロセス制御装置の動作を示すフロー
チャートである。以下これに基づいて説明する。
チャートである。以下これに基づいて説明する。
ステップＡ１：運転台数Ｎ、前回の制御出力信号（バン
プレス信号）の値Ｚｋ’および定数を入力する。
プレス信号）の値Ｚｋ’および定数を入力する。
ステップＡ２：第（４）式の演算を行う。
ステップＡ８：第（１）式の比例積分微分演算を行う。
ステップＡ４７に＝１と設定する。
ステップＡ５：に番目の制御対象機器が運転されている
かどうかを判定する。
かどうかを判定する。
ステップＡ６：ステツプＡ５の判定結果がＮ。
のときに今回の制御出力信号の値ＺＫをＺｋ＝Ｏ’
とする。
ステップＡ７：ステツプＡ５の判定結果がＹＥＳのとき
に、制御出力信号の値Ｚｓとバンプレス信号の値Ｚｋ’
と比較し、 ｌＺｋ’−ＺＳＩ≦ΔＺ であるかどうか判定する。
に、制御出力信号の値Ｚｓとバンプレス信号の値Ｚｋ’
と比較し、 ｌＺｋ’−ＺＳＩ≦ΔＺ であるかどうか判定する。
ステップＡ８ニステップＡ７の判定結果がＹＥＳのとき
に今回の制御出力信号、の値ＺｋをＺｋ 千２ｓ とする。
に今回の制御出力信号、の値ＺｋをＺｋ 千２ｓ とする。
ステ・ノブＡ９ニステップＡ７の判定結果がＮＯのとき
に制御出力信号の値Ｚｓとバンプレス信号の値Ｚｋとを
比較し、 Ｚｋ’−Ｚｓ’＞Ａ２ であるかどうかを判定する。
に制御出力信号の値Ｚｓとバンプレス信号の値Ｚｋとを
比較し、 Ｚｋ’−Ｚｓ’＞Ａ２ であるかどうかを判定する。
ステップＡ１１ニステツプＡ９の判定結果がＹＥＳのと
きに今回の制御出力信号の値ＺｋをＺｋ云Ｚｋ’−ΔＺ とする。
きに今回の制御出力信号の値ＺｋをＺｋ云Ｚｋ’−ΔＺ とする。
ステップＡ１１ニステツプＡ９の判定結果がＮ。
のときに今回の制御出力信号の値ＺｋをＺｋ＝Ｚｋ ’
＋ΔＺ とする。
＋ΔＺ とする。
ステップＡＨ’ステップＡ６１ＡＩＱＩＡｌｌのしずれ
かが終了したどきに、全ての制御対象機器についての演
算が終了したかどうか、すなわちに＝Ｍ （Ｍは制御対
象機器の全台数）となったかどうかを判定子る。
かが終了したどきに、全ての制御対象機器についての演
算が終了したかどうか、すなわちに＝Ｍ （Ｍは制御対
象機器の全台数）となったかどうかを判定子る。
ステップＡＩ３’ステップＡＩ２の判定結果がＮＯのと
きにに＝に＋１としてステップＡ、にもどろ。
きにに＝に＋１としてステップＡ、にもどろ。
ステップＡ１４ニステツプＡＩ２の判定結果がＹＥＳの
ときに演算結果の制御出力信号の値Ｚｋを出力し、ステ
ップＡｌｌにもどる。
ときに演算結果の制御出力信号の値Ｚｋを出力し、ステ
ップＡｌｌにもどる。
なお、この発明は、送風器の回転鹸制御を行う場合等、
種々の制御対象機器に適用できる。
種々の制御対象機器に適用できる。
発明の効果
この発明のプロセス制御装置によれば、制御対象機器の
運転台数が変化しても常に安定に最適な制御を行うこと
ができる。
運転台数が変化しても常に安定に最適な制御を行うこと
ができる。
第１図はこの発明の構成を示す機能ブロック図、第２図
はこの発明の一実施例のプロセス制御装置の機能ブロッ
ク図、第３図は制ｍｔ−出力信号の時間変化を示す説明
図、第４図は動作を説明するためのフロートチャ・−ト
、第５図は従来例のブロック図である。 １・・・流量検出器、２二１〜’ｌ−ｎ・・・ポンプ（
制御対象機器）、３・・・調節演算ブロック、５・・・
パラメータ変更演算ブロック 第１図
はこの発明の一実施例のプロセス制御装置の機能ブロッ
ク図、第３図は制ｍｔ−出力信号の時間変化を示す説明
図、第４図は動作を説明するためのフロートチャ・−ト
、第５図は従来例のブロック図である。 １・・・流量検出器、２二１〜’ｌ−ｎ・・・ポンプ（
制御対象機器）、３・・・調節演算ブロック、５・・・
パラメータ変更演算ブロック 第１図
Claims (1)
- 目標値と検出器からの検出信号との偏差に対して所定の
演算を行うことにより制御出力信号を求めて複数の制御
対象機器へ与える調節演算ブロックと、前記複数の制御
対象機器の運転台数に応じて前記調節演算ブロックに与
えるパラメータを変更することにより伝達関数を運転台
数の変化にかかわらず一定にするパラメータ変更演算ブ
ロックとを備えたプロセス制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13392684A JPS6111804A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13392684A JPS6111804A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | プロセス制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111804A true JPS6111804A (ja) | 1986-01-20 |
Family
ID=15116311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13392684A Pending JPS6111804A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367610A (en) * | 1988-09-28 | 1994-11-22 | Omron Tateisi Electronics Co. | Fuzzy controller for selecting an input signal |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13392684A patent/JPS6111804A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367610A (en) * | 1988-09-28 | 1994-11-22 | Omron Tateisi Electronics Co. | Fuzzy controller for selecting an input signal |
| USRE36421E (en) * | 1988-09-28 | 1999-11-30 | Omron Corporation | Fuzzy controller for selecting an input signal |
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