JPS61156306A - 模擬制御装置 - Google Patents

模擬制御装置

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JPS61156306A
JPS61156306A JP27479584A JP27479584A JPS61156306A JP S61156306 A JPS61156306 A JP S61156306A JP 27479584 A JP27479584 A JP 27479584A JP 27479584 A JP27479584 A JP 27479584A JP S61156306 A JPS61156306 A JP S61156306A
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JP
Japan
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parameter
tuning
dynamic characteristic
characteristic model
dynamic model
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Pending
Application number
JP27479584A
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English (en)
Inventor
Kenji Tsukahara
謙二 塚原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS61156306A publication Critical patent/JPS61156306A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、一般のプラント等の運転訓練に用いられる模
擬制御装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年のプラント等の複雑化に伴い、その制御操作も増々
複雑化する傾向にある。このため、このようなプラント
等の制御操作訓練についても実際に即して行なえること
が望ましく、そのための模擬制御装置としては、このよ
うな要望に十分応えるべく種々の機能向上が図られてい
る。一般に模擬制御装置は、実機の動特性とロジックシ
ーケンスを模擬する機能を有する電子計算機と、その制
御、操作、監視をおこなう模擬制御盤等により構成され
ている。
ところで、模擬制御装置はその目的から、複雑でかつ高
等な動特性モデル式を必要とはせず、プラント動特性を
マクロで定性的に模擬したモデル式で十分である。反面
、模擬するプラントが大きくなるにつれて、モデル式の
mも増えると共にモデル式のパラメータの数も増大する
。このため、模擬制御装置の動特性モデルの性能はモデ
ル式が決定した後はパラメータのチューニングに左右さ
れることになり、このチューニング作業は非常に重要な
意義を有している。しかしながら従来、このチューニン
グ作業は例えば模擬制御装置とは別個に専用の計算機を
設け、オフライン演算処理で実機との特性のずれを修正
していたが、実機では常時変動している調節計の操作出
力値が影響するような個所では粗いチューニングしかで
きない。
このため、細かいチューニング作業を行なおうとすると
、この粗いチューニングによって得られたパラメータを
用いて模擬制御装置を実際に作動し、試験者がその作動
結果を操作、監視し、マニュアルでチューニング作業を
行なわなければならず、最適なチューニング作業に少な
からぬ手間を要していた。
[発明の目的] 本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とし
ては、動特性モデルのパラメータの詳細なチューニング
を容易に行なえるようにした模擬制御装置を提供するこ
とにある。
[発明の概要] 上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも1つ
のパラメータを有する少な(とも1つの動特性モデル式
を記憶し、制御対象の動特性を運転操作に従)て前記動
特性モデル式で模擬して制御1ffiを出力する動特性
モデル手段51と、前記制御対象の特性データを入力す
る入力手段53と、入力された特性データと動特性モデ
ル手段51における模擬結果とに基づいて前記動特性モ
デル式のパラメータを演算して動特性モデル手段51に
供給するパラメータチューニング手段55とを有するこ
とを要旨とする。
[発明の実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第2図は、本発明の一実施例に係る模擬制御装置脇構成
を示すものである。この模擬制御装置としては、実機の
動特性とOシックシーケンスを模擬する演算部1と、当
該演算部1の制御下において設定されたプラント状態の
制御、操作、監視を行なう模擬制御盤3とを有する構成
である。
演算部1は、模擬制御盤3に対しプロセス入力処理部5
およびプロセス出力処理部7を介して接続されている動
特性モデル部9と、この動特性モデル部9あるいは外部
接続されているデータ入力端末装置11からの情報に基
づいて動特性モデル部9に記憶されている動特性モデル
式のパラメータを決定するパラメータチューニング部1
3と、このパラメータチューニング部13で得られた、
あるいは図示しなり)入力装置によって直接入力された
パラメータを記憶して動特性モデル部9に出力する動特
性モデルパラメータテーブル15とを有する構成である
。動特性モデル部9は、模擬しようとするプラントの少
なくとも1つの動特性モデル式を記憶しており、模擬制
御盤3からプロセス入力処理部5を介して入力される訓
練者の操作による操作信号に応じたプラントの状態を演
算してプロセス出力処理部7を介してこの演算結果を出
力し、模擬制御盤3にプラントの模擬状態を表示出力さ
せるものである。なお、動特性モデル部9は、前記動特
性モデル式を用いての演算に際しては、動特性パラメー
タテーブル15に書き込まれているパラメータを読み出
し、これを前記動特性モデル式に代入して演算を行なう
パラメータチューニング部13は、パラメータチューニ
ングのための所定の演算を行なうパラメータチューニン
グ演算部17と、パラメータのチューニングに際して前
記データ入力端末装置11から入力される必要なプラン
トの動特性データを適宜パラメータチューニング演算部
17に供給するデータ入力処理部19と、パラメータチ
ューニング演算部17からのチューニング結果を記憶す
るパラメータチューニングテーブル21と、このパラメ
ータチューニングテーブル21に記憶されたチューニン
グ結果を前記データ入力端末装置11からの指令に応じ
て適宜動特性モデルパラメータテーブル15に書き込む
パラメータテーブル用制御部23とを有する。なお、こ
のパラメータチューニング部13としては、例えば動特
性モデル部9とは別個のマイクロコンピュータ等で構成
されるものである。
次に、本実施例の作用を、模擬しようとするプラントと
して第3図に示す如き圧力制御プラントを想定して第4
図に示す処理フローを用いて説明する。
まず、作用の説明の前段として、この第3図の圧力制御
プラントについ゛て説明する。同図において、31は被
制御体であるタンク31で、その流体流入量は、流体入
口に配管33を介して接続されているバルブ35の開度
制御により調節され得る。また、タンク31内の圧力P
1は、圧力検出器37で検出され、その出力は圧力調節
器39に供給される。圧力調節器39は、この供給され
たタンク31内圧力P1を目標圧力(例えばPlo )
とすべく前記バルブ35の開度を制御してタンク31へ
の流体流入量を調節する。ところで、このような構成の
圧力制御プラントにおけるタンク31内圧力P1は、次
の3つの式で表わされるとする。
−” =A1 (Ft −F2 ) t Fl−A2  (F2−Pt )・MVF2−A3 ・
Pl ここで、Flは流体流入量、F2は流体流出量、F2は
バルブ35の流体入口側圧力、MVはバルブ35の開度
、A1.A2 、A3は定数である。
そして、本実施例の模擬制御装置においては、これら3
つの式から次のようにタンク31内圧力P1を動特性モ
デル化しているとする。
盈−AI  (A2  (F2−Pl)・MV−A3t ・P+ ) Pl−f  (F2 、MV:C1,C2)すなわち、
タンク31内圧力P1としては、独立偏差であるバルブ
35の流体入口側圧力P2およびバルブ35の開度MV
の他に、パラメータC1゜C2によって決定されるので
ある。したがって、タンク31内圧力P1を目標圧力P
+ oに調節制御するに適したパラメータC+ 、C2
としては、例えば最小二乗法による次の演算式によって
求めることができる。
(/2− (P+ o −P+  )2− (Plo 
−f  (F2 、MV:C1゜すなわら、パラメータ
チューニング部13としては、この上式に基づいてタン
ク31内圧力P1と目標圧力P+ oとの残差の二乗が
最小となるようにパラメータC+ 、C2のチューニン
グを行なうのである。
次に、第4図を用いて作用を説明する。
今、例えば別個の計算機である程度粗いチューニングを
行なったパラメータC1,02を動特性モデルパラメー
タテーブル15に書き込んだ状態で、細かいチューニン
グのための試験を行なっているもとする。このときには
、動特性モデル部9で演算された結果は、その演算周期
毎に更新されながらもブOセス出力処理部7を通って模
擬制御M3上の計器等の指示となって表われている。そ
の指示値を試験員は監視し、実際のプラントの特性デー
タと比較し、異なる場合は、パラメータC1、C2をチ
ューニングすべくデータ入力端末袋@11から実機の特
性データを入力してやる(ステップ1oO)。すなわち
、この場合には、対象m昏凌−1%七Z h’r h出
量もn、セド71−爪日備匡力P1oを入力する。
パラメータチューニング演算部17は、この入力された
データをデータ入力処理部19を介して入力して、チュ
ーニングしようとするタンク内圧力P1を決定する動特
性モデル式のパラメータC1、C2チューニング式(前
記(1)式)を呼び出す(ステップ110)。そしてパ
ラメータチューニング演算部17は、この呼び出したチ
ューニング式に基づきパラメータC+ 、C2を決定す
べく必要な独立偏差データである前記流体入口側圧力P
2およびバルブ開度MVを動特性モデル部9からサンプ
リングしくステップ120)、これが終了した後に、前
記チュニング式を用いてパラメータC< 、C2を求め
(ステップ130.140)、この結果をパラメータチ
ューニングテーブル21に記憶させる(ステップ150
)。
このパラメータチューニングテーブル21に書き込まれ
たパラメータC1、C2は、動特性モデル部9の演算に
適宜反映させるべく、前記データλ力端IE装fi11
1からのパラメータ変更要11信号に従い、パラメータ
テーブル用制御部23の制御下において動特性モデルパ
ラメータテーブル15に新たなパラメータC+ 、C2
として書き込まれる(ステップ160,170)。
この後、動特性モデル部9は、この新たに書き込まれた
パラメータC+ 、C2を用いて、タンク内圧力P1を
模擬するのである。
なお、本実施例では、チューニング演算したパラメータ
をパラメータテーブル用制御部23の制御下において自
動的に動特性モデルパラメータテーブル15に書き込む
ようにしているが、この書き込みを、パラメータの内容
を確認してからマニュアルで書き込むようにすることも
可能である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、少なくとも1つ
のパラメータを有する少なくとも1つの動特性モデル式
を記憶し、制御対象の動特性を運転操作に従って前記動
特性モデル式で模擬して制御Imを出力する動特性モデ
ル手段における前記パラメータを、前記制御対象の特性
データを入力するだけで適宜チューニングできるように
したので、従来のように、チューニング作業に長期間を
要することもなく、容易に行なうことができ、熟練者も
必要としない。
また、試験中だけではなく、実際の運転中においても、
動特性モテル精度を更に上げるための微細なチューニン
グを本装置の動作に支障を与えることなく、かつ簡単に
実施可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はクレーム対応図、第2図は本発明の一実施例に
係る模擬制御装置の構成ブロックを示す図、第3図は模
擬しようとする制御対象の一例を示す図、第4図は本実
施例の処理を示す図である。 1・・・演算部 3・・・模擬制@盤 5・・・プロセス入力処理部 7・・・プロセス出力処理部 9・・・動特性モデル部 11・・・データ入力端末装置 13・・・パラメータチューニング部 51・・・動特性モデル手段 53・・・入力手段55
・・・パラメータチューニング手段第1Wj 11181!1 嬉4WI

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも1つのパラメータを有する少なくとも1つの
    動特性モデル式を記憶し、制御対象の動特性を運転操作
    に従って前記動特性をモデル式で模擬して制御量を出力
    する動特性モデル手段と、前記制御対象の特性データを
    入力する入力手段と、入力された特性データと動特性モ
    デル手段における模擬結果とに基づいて前記動特性モデ
    ル式のパラメータを演算して動特性モデル手段に供給す
    るパラメータチューニング手段とを有することを特徴と
    する模擬制御装置。
JP27479584A 1984-12-28 1984-12-28 模擬制御装置 Pending JPS61156306A (ja)

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JP27479584A JPS61156306A (ja) 1984-12-28 1984-12-28 模擬制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63208902A (ja) * 1987-02-25 1988-08-30 Shimizu Constr Co Ltd シミユレ−シヨンによる予測制御装置

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