JPS6119041B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6119041B2 JPS6119041B2 JP17736380A JP17736380A JPS6119041B2 JP S6119041 B2 JPS6119041 B2 JP S6119041B2 JP 17736380 A JP17736380 A JP 17736380A JP 17736380 A JP17736380 A JP 17736380A JP S6119041 B2 JPS6119041 B2 JP S6119041B2
- Authority
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- Japan
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- differential
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- control
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- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 description 1
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
- G05B5/00—Anti-hunting arrangements
- G05B5/01—Anti-hunting arrangements electric
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プロセス制御に関し、プロセス負荷
の急激な変動時のオーバーシユート分、あるいは
アンダーシユート分の積分量を大幅に減少させる
と共に整定時間を短縮する方法を提供するもので
ある。
の急激な変動時のオーバーシユート分、あるいは
アンダーシユート分の積分量を大幅に減少させる
と共に整定時間を短縮する方法を提供するもので
ある。
従来においてもプロセス負荷の急激な変動時、
プロセス変数信号に対する微分演算結果をある値
と比較して、前記微分量が前記ある値を超えたと
きには制御部の出力を極限値に固定し、快極制御
を実現する方法があつた。この従来の制御方法
を、温度制御系を例にとつた第１図で説明する。
制御器１では、目標値TUPとプロセス変数信号
TWOを読み込み、その偏差TER＝TUP−TWO
をそれぞれ比例・積分・微分演算部２，３，４で
処理し、それぞれの演算結果VK，VTi，VTDを
得ている。前記微分演算結果VTDは比較器５で
ある設定値VSと比較され、VTD＜VSのとき前記
比較器出力TC2は制御部出力最小値TCminに、
また、VTDVSでは最大値TCmaxとなる。ま
た、前述演算処理結果の和TC1＝VK＋VTi＋Ｖ
＋Ｄと、前記比較器出力TC2は、セレクタ６で低
い値の方が取られ制御部出力TCとしては、プロ
セス部７へ入力する。第１図の比較器５、及び、
ローセレクタ６の働きは微分項が負側へ大きく変
化した場合のもので、これは、プロセス７の負荷
が急に小さくなつたときに相当している。
プロセス変数信号に対する微分演算結果をある値
と比較して、前記微分量が前記ある値を超えたと
きには制御部の出力を極限値に固定し、快極制御
を実現する方法があつた。この従来の制御方法
を、温度制御系を例にとつた第１図で説明する。
制御器１では、目標値TUPとプロセス変数信号
TWOを読み込み、その偏差TER＝TUP−TWO
をそれぞれ比例・積分・微分演算部２，３，４で
処理し、それぞれの演算結果VK，VTi，VTDを
得ている。前記微分演算結果VTDは比較器５で
ある設定値VSと比較され、VTD＜VSのとき前記
比較器出力TC2は制御部出力最小値TCminに、
また、VTDVSでは最大値TCmaxとなる。ま
た、前述演算処理結果の和TC1＝VK＋VTi＋Ｖ
＋Ｄと、前記比較器出力TC2は、セレクタ６で低
い値の方が取られ制御部出力TCとしては、プロ
セス部７へ入力する。第１図の比較器５、及び、
ローセレクタ６の働きは微分項が負側へ大きく変
化した場合のもので、これは、プロセス７の負荷
が急に小さくなつたときに相当している。
この従来例における応答特性を第３図に示す。
第３図ではプロセスの負荷が急に小さくなつた場
合を表わしており、Ａはプロセス変数信号TWO
の時間特性、Ｂは前述微分演算結果の時間特性、
Ｃは制御部出力TCの時間特性である。Ｂ図から
t2＜ｔ＜t3，t4＜ｔ＜T5，t6＜ｔ＜t7の期間では
VTD＜VSの関係になつており、比較器５の出力
TC2は前記期間中TCminでそれ以外はTCmaxと
なる。Ｃ図から明らかなように、定常状態でTC
＝TCF＝VK＋VTi＋VTD＝TC1の制御部出力
が、ｔ＝t2でセレクタ６によりTC＝TCmin＝
TC2となりｔ＝t3で固定されている。次に、t3＜
ｔ＜t4ではTC＝TC1の方が選択され制御部出力
となつている。以下同様にしてセレクタの働きが
続き、最終値として変化後の負荷の定常状態値
TC＝TCRに向かつている。このように、微分演
算結果を、ある一点の設定値VSと比較し、その
値より大きいか小さいかだけで出力をセレクタし
ているので、Ａ図のように制御結果であるTWO
に大きな振動現象が数多く発生する結果を招いて
いた。すなわち、積分演算結果が定常値に近づく
までには、ある程度の時間を要するが、従来例で
は前述のように微分作用の比較を所定の一点での
み行なつていたため、この時間を十分に稼ぐこと
ができなかつたのである。それ故、t2＜ｔ＜t3で
TC＝TCminに固定しTWOを目標値に近づけよ
うとする効果があるものの、固定解除後はまた
TWOが上昇しこのときの微分量がVTD＜VSとな
るため、再びセレクタ動作が発生して振動現象を
複数回発生させる結果となつていた。このように
急激な負荷変動に対しての制御性は十分なもので
はなかつたのである。
第３図ではプロセスの負荷が急に小さくなつた場
合を表わしており、Ａはプロセス変数信号TWO
の時間特性、Ｂは前述微分演算結果の時間特性、
Ｃは制御部出力TCの時間特性である。Ｂ図から
t2＜ｔ＜t3，t4＜ｔ＜T5，t6＜ｔ＜t7の期間では
VTD＜VSの関係になつており、比較器５の出力
TC2は前記期間中TCminでそれ以外はTCmaxと
なる。Ｃ図から明らかなように、定常状態でTC
＝TCF＝VK＋VTi＋VTD＝TC1の制御部出力
が、ｔ＝t2でセレクタ６によりTC＝TCmin＝
TC2となりｔ＝t3で固定されている。次に、t3＜
ｔ＜t4ではTC＝TC1の方が選択され制御部出力
となつている。以下同様にしてセレクタの働きが
続き、最終値として変化後の負荷の定常状態値
TC＝TCRに向かつている。このように、微分演
算結果を、ある一点の設定値VSと比較し、その
値より大きいか小さいかだけで出力をセレクタし
ているので、Ａ図のように制御結果であるTWO
に大きな振動現象が数多く発生する結果を招いて
いた。すなわち、積分演算結果が定常値に近づく
までには、ある程度の時間を要するが、従来例で
は前述のように微分作用の比較を所定の一点での
み行なつていたため、この時間を十分に稼ぐこと
ができなかつたのである。それ故、t2＜ｔ＜t3で
TC＝TCminに固定しTWOを目標値に近づけよ
うとする効果があるものの、固定解除後はまた
TWOが上昇しこのときの微分量がVTD＜VSとな
るため、再びセレクタ動作が発生して振動現象を
複数回発生させる結果となつていた。このように
急激な負荷変動に対しての制御性は十分なもので
はなかつたのである。
本発明は、負荷変動時の微分量が第一設定値を
超えた時点ＴSで制御部出力を極限値に固定した
後、微分量が前記第一設定値とは異なる第二設定
値を通過した時点ＴEで前記極限値への固定を解
除する制御方法を取ることにより、上記従来の欠
点を無くすものである。すなわち、従来は微分値
の比較を所定の一点レベルで行なつていたのに対
して、本発明では第一設定値VS1と第二設定値
VS2との間にヒステリシスを設けることにより、
積分演算効果が現われるのに適正な時間を確保す
るのである。また、本発明では、微分値の正負、
すなわち、両極性に対応出来るのに対して従来例
では微分値の負モードにしか対応出来なかつた。
以下本発明の実施例について、第２図、第４図で
説明する。従来例に対応させて、プロセスの負荷
が急激に小さくなつた場合を取り上げる。
超えた時点ＴSで制御部出力を極限値に固定した
後、微分量が前記第一設定値とは異なる第二設定
値を通過した時点ＴEで前記極限値への固定を解
除する制御方法を取ることにより、上記従来の欠
点を無くすものである。すなわち、従来は微分値
の比較を所定の一点レベルで行なつていたのに対
して、本発明では第一設定値VS1と第二設定値
VS2との間にヒステリシスを設けることにより、
積分演算効果が現われるのに適正な時間を確保す
るのである。また、本発明では、微分値の正負、
すなわち、両極性に対応出来るのに対して従来例
では微分値の負モードにしか対応出来なかつた。
以下本発明の実施例について、第２図、第４図で
説明する。従来例に対応させて、プロセスの負荷
が急激に小さくなつた場合を取り上げる。
第２図では、第１図と同一番号のものは同じ働
きをする箇所であり、本発明の選択部８は微分量
VTDと、TC1＝VK＋VTi＋VTDを取り込み、前
述のような働きをして制御部出力TCを制御して
いる。
きをする箇所であり、本発明の選択部８は微分量
VTDと、TC1＝VK＋VTi＋VTDを取り込み、前
述のような働きをして制御部出力TCを制御して
いる。
第４図で、本発明の応答特性を示し、前記選択
部８の働きを明確化すると共に、その効果を説明
する。Ａはプロセス変数信号TWOの時間特性、
Ｂは前述微分演算結果の時間特性、Ｃは制御部出
力TCの時間特性である。Ｂから、ｔ＝ｔSとｔ＝
t8でVTDは第一設定値VS1を超し、ｔ＝ｔE，ｔ
＝t9で第二設定値VS2を通過しており、この関係
を選択部８で処理し、定常状態から初めてVTD
＜VS1となつたｔ＝ｔSで制御部出力をＣ図のよ
うにTC＝TCminの最小値に固定する。さらに、
TCが固定された後初めてVTDが第二設定値VS2
＝φを通過したｔ＝ｔEで制御部出力の固定を解
除し、通常のPID制御に戻しTC＝TC1としてい
る。また、前述のようにｔ＝t8でVTD＜VS1の関
係になつているが、ｔ＝ｔEがVS2＝φの時点な
ので積分項もさらに最終値TCRに近づいてお
り、２回目の制御出力固定期間は短くなつてい
る。つまり、第二設定値VS2＝φとしたのは、プ
ロセスの負荷に起因した一むだ時間分だけ制御部
出力を固定することにより、TWOをより目標値
TUPに近づけるのである。以上の説明から明ら
かなようにＡ図に示むように、大きな振動現象を
一回だけに抑制し、オーバーシユート分の積分量
全体を減少させると共に、整定時間も短縮し、よ
り快適な制御となるのである。
部８の働きを明確化すると共に、その効果を説明
する。Ａはプロセス変数信号TWOの時間特性、
Ｂは前述微分演算結果の時間特性、Ｃは制御部出
力TCの時間特性である。Ｂから、ｔ＝ｔSとｔ＝
t8でVTDは第一設定値VS1を超し、ｔ＝ｔE，ｔ
＝t9で第二設定値VS2を通過しており、この関係
を選択部８で処理し、定常状態から初めてVTD
＜VS1となつたｔ＝ｔSで制御部出力をＣ図のよ
うにTC＝TCminの最小値に固定する。さらに、
TCが固定された後初めてVTDが第二設定値VS2
＝φを通過したｔ＝ｔEで制御部出力の固定を解
除し、通常のPID制御に戻しTC＝TC1としてい
る。また、前述のようにｔ＝t8でVTD＜VS1の関
係になつているが、ｔ＝ｔEがVS2＝φの時点な
ので積分項もさらに最終値TCRに近づいてお
り、２回目の制御出力固定期間は短くなつてい
る。つまり、第二設定値VS2＝φとしたのは、プ
ロセスの負荷に起因した一むだ時間分だけ制御部
出力を固定することにより、TWOをより目標値
TUPに近づけるのである。以上の説明から明ら
かなようにＡ図に示むように、大きな振動現象を
一回だけに抑制し、オーバーシユート分の積分量
全体を減少させると共に、整定時間も短縮し、よ
り快適な制御となるのである。
本実施例では、プロセスの負荷が小さくなつた
場合を説明したが、逆に負荷が急激に大きくなつ
た場合には、それに対応して第一設定値、第二設
定値、制御部出力固定値が設定され、TWOのア
ンダーシユート分の積分量全体を減少させると共
に、整定時間を短くして快適制御を実現するので
ある。このように、本発明のプロセス制御方法
は、微分演算結果の比較値を第一、第二と異なる
レベルの２点有することにより、急激な負荷変動
に対してもプロセス変数信号の振動現象を最小限
に抑制し、快適な制御を実現することができるの
である。
場合を説明したが、逆に負荷が急激に大きくなつ
た場合には、それに対応して第一設定値、第二設
定値、制御部出力固定値が設定され、TWOのア
ンダーシユート分の積分量全体を減少させると共
に、整定時間を短くして快適制御を実現するので
ある。このように、本発明のプロセス制御方法
は、微分演算結果の比較値を第一、第二と異なる
レベルの２点有することにより、急激な負荷変動
に対してもプロセス変数信号の振動現象を最小限
に抑制し、快適な制御を実現することができるの
である。
本発明の制御方法は、計算機を用いて実現出来
ることは当然である。
ることは当然である。
第１図は従来のプロセス制御方法のブロツク構
成図、第２図は本発明の一実施例におけるプロセ
ス制御方法のブロツク構成図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃ
は従来例におけるTWO，VTD，TCの特性図、
第４図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明におけるTWO，
VTD，TCの特性図である。 １……制御部、２……比例演算部、３……積分
演算部、４……微分演算部、７……プロセス、８
……選択部、TWO……プロセス変数信号、TC…
…制御部出力。
成図、第２図は本発明の一実施例におけるプロセ
ス制御方法のブロツク構成図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃ
は従来例におけるTWO，VTD，TCの特性図、
第４図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明におけるTWO，
VTD，TCの特性図である。 １……制御部、２……比例演算部、３……積分
演算部、４……微分演算部、７……プロセス、８
……選択部、TWO……プロセス変数信号、TC…
…制御部出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 目標値とプロセス変数信号の偏差に比例、積
分、微分演算処理を施した結果を出力してプロセ
スを制御する方法において、前記演算結果の微分
量がその正負に対応したそれぞれの第一設定値
VS1を超えた時点tsで、制御部の出力を前記微分
量の正負に対応した極限値（TCmaxまたは
TCmin）に固定した後、前記微分量がその正負
に対応した前記第一設定値VS1とは異なるそれぞ
れの第二設定値VS2を横切つた時点ｔEで制御部
出力の極限値への固定を解除しPID制御を実施す
る選択部を設けたことを特徴とするプロセス制御
方法。 ２ 微分量の正負に対応したそれぞれの第二設定
値の絶対値を、それぞれの第一設定値の絶対値よ
りも小さくしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のプロセス制御方法。 ３ それぞれの第二設定値を零としたことを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載のプロセス制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17736380A JPS57100502A (en) | 1980-12-16 | 1980-12-16 | Process control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17736380A JPS57100502A (en) | 1980-12-16 | 1980-12-16 | Process control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57100502A JPS57100502A (en) | 1982-06-22 |
| JPS6119041B2 true JPS6119041B2 (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=16029645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17736380A Granted JPS57100502A (en) | 1980-12-16 | 1980-12-16 | Process control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57100502A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123402A (en) * | 1981-01-23 | 1982-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Process control method |
| US4991770A (en) * | 1990-03-27 | 1991-02-12 | Honeywell Inc. | Thermostat with means for disabling PID control |
-
1980
- 1980-12-16 JP JP17736380A patent/JPS57100502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57100502A (en) | 1982-06-22 |
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