JPS61275905A - Controller for controlling multi-input multi-output system - Google Patents

Controller for controlling multi-input multi-output system

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JPS61275905A
JPS61275905A JP11639685A JP11639685A JPS61275905A JP S61275905 A JPS61275905 A JP S61275905A JP 11639685 A JP11639685 A JP 11639685A JP 11639685 A JP11639685 A JP 11639685A JP S61275905 A JPS61275905 A JP S61275905A
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JP
Japan
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control
data
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output system
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JP11639685A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kominami
小南 毅
Takamitsu Gunji
郡司 隆充
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SYST SOGO KAIHATSU KK
Original Assignee
SYST SOGO KAIHATSU KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To add a process stabilizing control function, an additional state decision function, and a model selecting function by using optimum control parameters based on dynamic model identification due to time series data analysis of process data. CONSTITUTION:In an input part 1 to which process data is inputted, time series analog signals are selected and inputted successively for every variable through isolators 4...by a multiplexer 5. Plural data are read in by the multiplexer in a time very shorter than the sampling period, and the input value signal is converted to digital data by an A/D converter 6 and is taken into an arithmetic processing part 2 from a bus line 7. the arithmetic processing part consists of a central processing unit CPU 8, a memory 9, and a data storage file 10. A magnetic bubble memory or the like is used for the data storage file 10 to register and preserve parameters for execution of the control of process models, an optimum control gain, etc. and log data of the process.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は産業界における連続プロセス、バッチプロセス
の各種プラントに適用される分散方式の制御系において
対象プロセスの構造に立脚した多入力多出力系制御モデ
ルによる安定化制御およびプロセスの異状検知を可能に
する小型化した制御装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Technical Field of the Invention) The present invention relates to multi-input multi-output system control based on the structure of a target process in a distributed control system applied to various continuous process and batch process plants in industry. The present invention relates to a miniaturized control device that enables stabilization control using a model and detection of process abnormalities.

(従来技術とその問題点) 近年、プロセスコントロールのための計測、制御システ
ムは小型化されたコントローラを使用した分散コントロ
ール方式が主流となっている。大型のコンピュータで多
数点の直接制御を行なう集中コントロール方式に比べて
、分散コントロール方式には次のような利点がある。
(Prior art and its problems) In recent years, distributed control systems using miniaturized controllers have become mainstream in measurement and control systems for process control. Compared to a centralized control method that directly controls multiple points using a large computer, a distributed control method has the following advantages.

■対象プロセスの各部分毎に制御モデルの設定、変更が
容易に行なえる。
■Easy to set and change control models for each part of the target process.

(φ部分システムの異常動作が全体に影響を及ぼす危険
性が少ない。
(There is little risk that abnormal operation of the φ subsystem will affect the entire system.

〈か設備の導入が段階的に実施でき、価格的にも経済的
である。
The equipment can be introduced in stages and is economical in terms of price.

このような利点を持つ小型コントローラは近年のブイグ
ロプロセー、すの高性能化、低価格化によって急速に普
及し、大型のプロセスコンピュータや汎用的ミニコンピ
ユータはこれらのコントローラの上位システムとしてプ
ロセス全体の状態表示、記録、統合的管理を受は持つこ
とが多くなっている。
Small controllers with these advantages have become rapidly popular in recent years due to the higher performance and lower prices of vgropros, and large process computers and general-purpose minicomputers are used as host systems for these controllers to display the status of the entire process. , records, and integrated management are increasingly being taken care of.

ところで、これらの小型コンピュータは全て l入力l
出力のシステムを対象とした古典的制御モデルによる比
例制御、積分制御、微分制御とそれらの組合せに限られ
ており、複雑なプロセスの制御に対してはその適用性に
限界がある。
By the way, all these small computers have l input l
It is limited to proportional control, integral control, differential control, and their combinations using classical control models for output systems, and its applicability to control of complex processes is limited.

−J、m業界の多くのプロセスにおいては、プロセスの
内部に信号的フィード・バック・ループが存在し、多く
の変数(例えば、温度、圧力等とそれらに関連する操作
量)が相互に関連し合って動いている。このようなプロ
セスに対して従来型のコントローラを適用した場合には
、それぞれの部分プロセスを l入力l出力としてとら
え、複数のコントローラによってプロセス全体を安定化
させることになる。しかし現実のプロセスは変数相互の
干渉が無視できず、従来のコントローラによってプロセ
ス全体を安定化させることは事実上不可能であった。
-J,m In many industry processes, there are signal feedback loops within the process, where many variables (e.g. temperature, pressure, etc. and their associated manipulated variables) are interrelated. They are moving together. When a conventional controller is applied to such a process, each partial process is treated as one input and one output, and the entire process is stabilized using multiple controllers. However, in actual processes, the interference between variables cannot be ignored, and it is virtually impossible to stabilize the entire process using conventional controllers.

即ち、変数相互に干渉を有する多入力多出力系の制御に
従来のコントローラを使用した場合、シングル・ループ
(l入力l出力)の組合せでは制御しきれないのである
That is, when a conventional controller is used to control a multi-input multi-output system in which variables interfere with each other, control cannot be achieved with a single loop (1 input, 1 output) combination.

従来の1人力1出カモデルはいわゆるPIDコントロー
ラに代表されるように、対象プロセスの内部構造を集中
定数的に集約しブラックボックス化した応答関数的把握
にとどまっており、プロセスの構造に基づいた本来の挙
動モデルとはなりにくい、更に部分モデルを統合してプ
ラントプロセス全体のレベルでの達成目標を設定し、各
部分プロセスの設定値間のバランスを求めようとする場
合にも従来型モデルの自由度は極めて小さい。
Conventional single-manpower, single-output models, as typified by so-called PID controllers, are limited to grasping the internal structure of the target process as a lumped constant and turning it into a black box response function. Furthermore, the freedom of the conventional model is also useful when integrating partial models to set goals at the level of the entire plant process and finding a balance between the set values of each partial process. The degree is extremely small.

またプロセス内部に存在するプロセス変数間の相互作用
は各変数の状態変化に対しては必ずしも一定の大きさで
はなく、過度状態や異常状態においては定常状態のモデ
ルが当てはまらなくなるケースが少なくない、この定常
状態からの外れを検知できればモデルの切換え、−Fニ
ュアル運転への移行等対応措置がとれるが、単なるリミ
ットチェック的方法しかとれない従来のコントローラで
は異状の発見や対策が遅れがちであった。
In addition, the interaction between process variables within a process does not necessarily have a constant magnitude with respect to changes in the state of each variable, and there are many cases where the steady state model no longer applies in transient or abnormal conditions. If deviation from the steady state can be detected, countermeasures can be taken, such as switching models or shifting to -F manual operation, but with conventional controllers that can only perform limit checks, there is a tendency to be slow in discovering abnormalities and taking countermeasures.

これら従来型コントローラの性能的限界により、現在の
分散コントロール方式は前出の多くの利点を有するにも
拘らずその適用を −D応答の比較的早い単純なプロセス (力多入力多出力であっても、相互作用が無視できて 
1人力 1出力系の組合せで表現出来るプロセス ・辺プロセス状態の定常域が大きく安定したプロセス 等の範囲に限定されている。
Due to the performance limitations of these conventional controllers, the application of current distributed control methods, despite having many of the advantages mentioned above, is limited to simple processes with relatively fast responses (multiple inputs and multiple outputs). Also, the interaction can be ignored.
Processes that can be expressed by a combination of one-manpower and one-output system are limited to processes that have a large stationary region and are stable.

そこで、セメント・キルン令プロ、セス、各種熱炉プロ
セス、各種化学プラント等、プロセス内部に複雑なフィ
ード・バック・ループを含む多入力多出力系については
、その解析、モデル推定、制御系の設計等一連の効果を
確認された手法が確立されているにも拘らず、高価なコ
ンピュータやミニコン費用、集中型制御の導入の困難さ
から効果的制御の導入が進まないのが現状である。
Therefore, for multi-input multi-output systems that include complex feedback loops within the process, such as cement kiln process, process, various thermal furnace processes, and various chemical plants, analysis, model estimation, and control system design are required. Despite the fact that a series of proven effective methods have been established, the current situation is that the introduction of effective control is slow due to the cost of expensive computers and minicomputers and the difficulty of introducing centralized control.

(発明の目的) 本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところはプロセス内部にフィード・バック
・ループを宥するような複雑なシステムを制御するため
の多入力多出力系制御装置を提供することである。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to control a multi-input system for controlling a complex system that has a feedback loop within the process. An object of the present invention is to provide a multi-output system control device.

(発明の特徴) 本発明の特徴は、従来型コントローラにない多入力多出
力系制御のための「モデル登録」、「データ収集」、「
演算」、「操作信号出力」、「状態表示」、「記録j等
一連の機能を有する小型化された制御装置の実現にあり
、プロセスデータの時系列データ解析によるダイナミッ
クなモデル同定に基づく最適制御パラメータの利用によ
りプロセスの安定化制御を可能にするところにある。
(Features of the Invention) The features of the present invention are "model registration,""datacollection," and "
The aim is to realize a compact control device with a series of functions such as calculation, operation signal output, status display, and recording, and to achieve optimal control based on dynamic model identification through time-series data analysis of process data. The purpose is to enable stabilization control of the process by using parameters.

また、付加的状態判定やモデル選択の機能追加が可能と
なる多機能的構成にも特徴がある。
It is also characterized by its multifunctional configuration, which allows the addition of functions such as additional state determination and model selection.

本発明によって実現される制御装置の機能要件を列挙す
ると、次の通りである。
The functional requirements of the control device realized by the present invention are listed below.

■分散型制御装置として多入力多出力系のモデルを扱う
ためにマトリックス型のノ(ラメータを持つ。
■As a distributed control device, it has a matrix-type parameter to handle multiple-input, multiple-output system models.

■モデルの特性を表わすパラメータはプロセスの時系列
データ解析によるダイナミックなモデル同定に基づく最
適制御パラメータを利用出来る他、必要に応じて付加的
な状態判定やモデル選択の機能も追加できるものとする
- Parameters representing model characteristics can be optimal control parameters based on dynamic model identification through process time-series data analysis, and additional state determination and model selection functions can be added as necessary.

■登録された構造型モデルによる予測機能と実測値との
対比チェック機能を含み、プロセスの状態判定をダイナ
ミックに行なう。
■Includes a comparison check function between the prediction function based on the registered structural model and the actual measured value, and dynamically determines the state of the process.

■制御装置はモデルのパラメータ登録、データの収集、
演算、操作信号出力、状態表示、記録等制御遂行に関す
る一連の機能を有し、他のコントローラ、上位システム
との通信機能も含めることができる。
■The control device registers model parameters, collects data,
It has a series of functions related to control execution such as calculation, operation signal output, status display, and recording, and can also include communication functions with other controllers and host systems.

(発明の作用) 多入力多出力系の対象プロセスから変数として被制御変
数、操作変数等のデータが読み込まれる。これらは複数
のアナログデータとしてマルチプレクサ等により同時に
入力される。
(Operation of the Invention) Data such as controlled variables and manipulated variables are read as variables from the target process of the multi-input multi-output system. These are input simultaneously as a plurality of analog data by a multiplexer or the like.

上記入力データに対して中央処理装置CPuや各種記憶
装置から構成される演算処理部が予め設定されたパラメ
ータに従ってプロセスモデルを作動させ、プロセスの状
態推移を予測し、最適制御ゲインを用いて制御出力を算
出する。
Based on the above input data, the arithmetic processing unit consisting of the central processing unit CPU and various storage devices operates the process model according to preset parameters, predicts the state transition of the process, and outputs control using the optimal control gain. Calculate.

上記の演算によって算出された制御出力は操作変数に対
する設定値として各々出力される。
The control outputs calculated by the above calculations are output as set values for the manipulated variables.

上記の記述に関して、制御モデルと変数の関係を第4図
及び第5図に説明する。第4図に示すように、対象プロ
セスの被制御変数、操作変数の相互の関係を基に制御モ
デルが構成され、上記操作変数Yの出力によって対象プ
ロセスが機能する。
Regarding the above description, the relationship between the control model and variables will be explained with reference to FIGS. 4 and 5. As shown in FIG. 4, a control model is constructed based on the mutual relationship between controlled variables and manipulated variables of the target process, and the target process functions based on the output of the manipulated variable Y.

上記被制御変数メ、操作変数1の×、iは、ベクトルを
表わしているので、例えば、* = (xi、x2゜冨
3) 、 ? = (yl、ツ2)の場合には、第5図
に示すように、多入力多出力系制御モデルが構成される
関係にある。
Since the above-mentioned controlled variables and manipulated variable 1, x and i represent vectors, for example, * = (xi, x2゜depth3), ? In the case of = (yl, 2), a multi-input multi-output system control model is constructed as shown in FIG.

(発明の実施例) 図面第1図は本発明に係る多入力多出力系制御用制御装
置の一実施例を示す機能ブロック図、第2図は同装置の
表示画面の一実施例を示す説明図である。
(Embodiments of the Invention) Fig. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a control device for controlling a multi-input multi-output system according to the present invention, and Fig. 2 is an explanation showing an embodiment of the display screen of the device. It is a diagram.

図中 1はプロセスデータが入力される入力部で、この
入力部lには時系列的なアナログ信号が各変数毎にアイ
ソレータ40.を介してマルチプレクサ5によって順次
選択入力される。マルチプレクサによる複数データの読
込みはサンプリング周期に比べて極めて短時間に行なわ
れ、事実上同時読込みと見なしてよい、上記入力値信号
は、 A/D変換器6を経てディジタルデータに変換さ
れ、パスライン7から演算処理部2に取入れられる。
In the figure, reference numeral 1 denotes an input section into which process data is input, and to this input section 1, a time-series analog signal is sent to an isolator 40 for each variable. The signals are sequentially selected and input by the multiplexer 5 via the multiplexer 5. The reading of multiple data by the multiplexer is carried out in an extremely short time compared to the sampling period, and in fact can be considered as simultaneous reading. 7 to the arithmetic processing section 2.

演算処理部2は、中央処理装置((:PU) 8とメモ
リ 9およびデータ格納ファイル10によって構成され
る。データ格納ファイル10は磁気バブルメモリ等を用
いて電源切断時にも内容を保持するように配慮されてお
り、プロセスモデルや最適制御ゲイン等制御を実行する
ためのパラメータ及びプロセスログのデータを登録、保
管する機能を持つ、またメモリ 9には制御を実行する
ための全てのプログラムが常駐する他1部は演算遂行の
ために使用される。
The arithmetic processing unit 2 is composed of a central processing unit ((:PU) 8, a memory 9, and a data storage file 10.The data storage file 10 uses a magnetic bubble memory or the like to retain its contents even when the power is turned off. It has a function to register and store process models, parameters for executing control such as optimal control gain, and process log data, and all programs for executing control reside in memory 9. The other part is used for performing calculations.

11は上記のプロセスモデルや最適制御ゲインおよび制
御の遂行に必要な制御条件等の各種パラメータを手入力
する場合のキーボードである。12は液晶表示器等を利
用した表示部分であり、−例を第2図に示すと、対象プ
ロセスの各変数の状態を変数毎の設定値と実測値、更に
操作変数に関しては出力値を加えて比較表示し変数毎に
設定された上下限範囲等の付属情報とともに表示する。
Reference numeral 11 denotes a keyboard for manually inputting various parameters such as the above-mentioned process model, optimum control gain, and control conditions necessary for performing control. Reference numeral 12 is a display part using a liquid crystal display or the like, and as an example shown in Figure 2, it displays the status of each variable in the target process by adding set values and actual measured values for each variable, and output values for manipulated variables. The variables are compared and displayed together with additional information such as the upper and lower limit ranges set for each variable.

また12は装置に対するパラメータ登録、制御条件の設
定、変更等のマニュアル操作のガイド表示も受は持つ、
13はプロセス状態、記録、登録されているパラメータ
等の印字を行なうプリンタである。
12 also has a guide display for manual operations such as registering parameters for the device, setting and changing control conditions, etc.
Reference numeral 13 denotes a printer for printing process status, recording, registered parameters, etc.

又、出力部3は各操作変数毎に制御出力、をディジタル
データとしてラッチし、 D/A変換器14によってア
ナログ化した後、アイソレーションアンプ15を介して
増幅出力する。
Further, the output section 3 latches the control output for each manipulated variable as digital data, converts it into analog data using the D/A converter 14, and then amplifies and outputs it via the isolation amplifier 15.

上記構成に基づく制御l装置は、多入力多出力系の制御
を実現するためにマトリックス型のパラメータを許容す
るので、基本的には対象プロセスの特性に応じて各種の
モデルを登録、使用することができるが、ここではその
典型としてダイナミックシステムの統計的解析に基づく
制御モデルの適用の場合を説明する。
The control device based on the above configuration allows matrix-type parameters in order to realize control of a multi-input multi-output system, so basically various models can be registered and used depending on the characteristics of the target process. As a typical example, we will explain the application of a control model based on statistical analysis of a dynamic system.

制御を実施するにあたっては予め制御モデルの決定を行
なう、制御モデルの構築は対象プロセスの被制御変数と
操作変数に対して第5図のように想定された入出力変数
のデータを収集することから始める。収集されたデータ
を整理し、自己並びに相互相関関数、スペクトル等の解
析を経て、多入力多出力系のモデルを統計的推定によっ
て同定することが出来る。これを第5図の事例に関して
示すと次式のようなプロセスモデルとして表現される。
Before implementing control, a control model is determined in advance.The control model is constructed by collecting data on assumed input and output variables for the controlled variables and manipulated variables of the target process, as shown in Figure 5. start. After organizing the collected data and analyzing the self- and cross-correlation functions, spectra, etc., a model for a multi-input multi-output system can be identified by statistical estimation. If this is illustrated for the example shown in FIG. 5, it can be expressed as a process model as shown in the following equation.

(1)式でxi(n) 、x2(n) 、!3(31)
は被制御変数!1゜!2.!3のn時点の予測値を表わ
しており、その値は同式右辺第x項の表わすようにnよ
りも i時点前(481,2,、、、L)の被制御変数
xl(n−f)、x2(n−1)、x3(n−i)と操
作変数yl(n−i)、y2(n−f)の各実測値に係
数行列 を乗じて得られるものとしている。ここにLはラグであ
り、前出のデータ解析により決定される。
In equation (1), xi(n), x2(n),! 3 (31)
is a controlled variable! 1°! 2. ! 3 at time n, and its value is the controlled variable xl(n-f ), x2(n-1), x3(n-i) and the manipulated variables yl(n-i), y2(n-f), which are obtained by multiplying each actual measured value by a coefficient matrix. Here, L is a lag, which is determined by the data analysis described above.

また(1)式第2項はその影響が統計的に無視可能なラ
ンダムノイズである。
Further, the second term of equation (1) is random noise whose influence is statistically negligible.

次に (1)式で表わされたプロセスの特性に基づいて
、制御系設計が行なわれ、時系列データを状態空間表現
に置きかえて、最適化計算を行なうことにより n時点
に向けて(n−1)時点即ち現時点の(2)式でyl(
n−1) 、y2(n−1)は被制御変数(1)n時点
の値χ1(n)、χ2(n)、χ3(n)を制御するた
めの操作変数の(n−1)時点の値を示している。また
同式中ξ1,1(n−1)以下はラグに応じた状態ベク
トルで、被制御変数χ1゜X2.χ3の設定値からの偏
差に対応している 以上のようにプロセスモデルの係数行列、および最適制
御ゲイン行列のパラメータと関連語定数が求められ、登
録されることによって、制御の準備が整う。
Next, a control system is designed based on the characteristics of the process expressed by equation (1), and by replacing the time series data with state space representation and performing optimization calculations, the control system is designed for time point n (n yl(
n-1), y2(n-1) are the values at time (n-1) of the manipulated variables for controlling the controlled variable (1) values χ1(n), χ2(n), and χ3(n) at time n. shows the value of In the same equation, ξ1,1(n-1) and below are state vectors according to the lag, and the controlled variables χ1゜X2. As described above, the coefficient matrix of the process model, the parameters of the optimal control gain matrix, and the related term constants corresponding to the deviation from the set value of χ3 are determined and registered, thereby making preparations for control.

次に制御動作の概略を第3図のフロー図に従って説明す
る。
Next, the outline of the control operation will be explained according to the flowchart shown in FIG.

被制御変数、操作変数等の複数点のプロセスデータの実
測値が定期割込により入力部1に読み込まれる。これら
は複数のアナログデータとしてアイソレータ 4からマ
ルチプレクサ5により入力される。上記データの実測値
はメモリ 9のプログラムに従って夫々の工業単位等が
変換される。
Actual measured values of process data at a plurality of points, such as controlled variables and manipulated variables, are read into the input unit 1 by periodic interrupts. These are input as a plurality of analog data from the isolator 4 to the multiplexer 5. The actual measured values of the above data are converted into industrial units, etc. according to the program in the memory 9.

上記実測値は予め設定された規準に照して、 CPU 
8でその変化率も含めてその上下限がチェック処理され
る0表示部12には例えば第2図の表示画面に示すよう
に、実測値PVI、2,3、設定値SV+、2.3及び
出力値MV3が表示される。又、プロセス許容範囲は、
グラフ等わかり易いように表示されている。
The above measured values are based on preset standards, and the CPU
In step 8, the upper and lower limits, including the rate of change, are checked.The display section 12 shows, for example, the measured values PVI, 2, 3, the set values SV+, 2.3, and 2.3, as shown in the display screen of FIG. Output value MV3 is displayed. Also, the process tolerance is
Graphs are displayed in an easy-to-understand manner.

次に、予じめ設定された制御モードに従って、操作変数
の出力値が計算される0例えば最適制御処理モード(1
)が選択されていれば、データ格納ファイJL/10か
らCPU8や各種記憶装置から構成される演算処理部2
に取り込まれた前記式(1)に従って、随時読み込まれ
た上記実測値PVI、2.3を投入するとCPU8での
演算処理に基づいてプロセスモデルが作動され、プロセ
スの状態推移が予測される。
Next, according to a preset control mode, the output value of the manipulated variable is calculated.
) is selected, the arithmetic processing unit 2 consisting of the data storage file JL/10, CPU 8, and various storage devices is selected.
According to the equation (1) taken into the equation (1), when the actual measured value PVI, 2.3 read at any time is input, the process model is operated based on the arithmetic processing by the CPU 8, and the state transition of the process is predicted.

さらに、 CPU 8では前記式(2)によりプロセス
のn時点に向けての最適操作量!l、!2が計算される
Furthermore, in the CPU 8, the optimum operation amount for the n point in the process is determined by the above equation (2)! l,! 2 is calculated.

に記の如く算出された制御出力としての操作変数Y1.
y2は、その上下限値と変化率がチェック処理され、変
化率が一定以上越えた場合には一定範囲内に補正して出
力される。
Manipulated variable Y1. as a control output calculated as described below.
The upper and lower limits and rate of change of y2 are checked, and if the rate of change exceeds a certain level, it is corrected to within a certain range and output.

この制御出力は、所定の信号レベルに変換処理され、プ
ロセスへ出力される。上記各パラメータ等は、データ格
納ファイルioに登録され、前述の如く随時プロセスモ
デルが更新されることとなる。
This control output is converted to a predetermined signal level and output to the process. Each of the above parameters is registered in the data storage file io, and the process model is updated at any time as described above.

上記制御において、実測値PVI、2.3とその予測値
との偏差を算出することにより、プロセスの異状傾向を
早期に検知することができる0図示しないが、断る検知
に基づいてアラーム等の警報装置との接続を行なえるも
のである。
In the above control, by calculating the deviation between the actual measured value PVI, 2.3 and its predicted value, abnormal trends in the process can be detected at an early stage.Although not shown, alarms etc. can be issued based on the detection of refusal. It can be connected to devices.

上記一実施例において、モデルとして被制御変数と操作
変数の例示をしたが、これに拘束されない各種プロセス
モデルに適用できることは当然である。
In the above embodiment, controlled variables and manipulated variables are illustrated as models, but it is of course applicable to various process models that are not limited thereto.

(発明の効果) 本発明は従来のコントローラでは達成出来なかった多入
力多出力系の制御を可能にし、プロセスの安定化制御と
予測に基づく異状検知及びプロセス状態変化への対応を
実現する。
(Effects of the Invention) The present invention enables control of a multi-input multi-output system that could not be achieved with conventional controllers, and achieves process stabilization control, prediction-based abnormality detection, and response to process state changes.

これにより従来のコントローラでは困難であったプロセ
ス内部に信号のフィードeバック番ループを有する多入
力多出力の複雑なプロセス対象を安定化させ、長期に亘
って効率の良い運転を行なわせることが出来る。
This makes it possible to stabilize complex process targets with multiple inputs and multiple outputs that have signal feedback loops inside the process, which was difficult with conventional controllers, and to ensure efficient operation over long periods of time. .

また予測に基づく早期の異状検知、状態判定は上記の安
定化と相俟って複雑なプラントのオペレータの作業を軽
減し対象によっては無人運転も可能となる。更に対象シ
ステムの真のメカニズムを反映する構造型モデルを内包
する本コントローラは他の部分システムと連携してプラ
ント全体の最適生産バランスの要請レベルを実現し工場
全体の最適運用の実現に寄与する。
In addition, early abnormality detection and status determination based on predictions, combined with the above-mentioned stabilization, can reduce the work of complex plant operators, and depending on the target, unmanned operation is also possible. Furthermore, this controller, which includes a structural model that reflects the true mechanism of the target system, works in conjunction with other partial systems to achieve the required level of optimal production balance for the entire plant, contributing to the realization of optimal operation of the entire factory.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面第1図は本発明に係る多入力多出力系制御用制御装
置の一実施例を示す機能ブロック図、第2図は同装置の
表示画面の一実施例を示す説明図、第3図は制御動作の
概略のフロー図、第4図及び第5図は変数と対象プロセ
スの関係の説明図である。 !10.入力部、298.演算処理部、309.出力部
、8゜0.中央処理回路(CPU) 、θ01.外部記
憶装置。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a control device for controlling a multi-input multi-output system according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the display screen of the device, and FIG. A schematic flowchart of the control operation, and FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams of the relationship between variables and target processes. ! 10. Input section, 298. Arithmetic processing unit, 309. Output section, 8°0. Central processing circuit (CPU), θ01. External storage device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)変数相互に影響を無視できない干渉が存在する多
入力多出力系のプロセス制御を目的として複数点の変数
データを読み込む入力部と、予め設定されたパラメータ
に従ってプロセスモデルを作動させてプロセスの状態推
移を予測し予め設定された最適制御ゲインを用いて最適
な制御出力を算出する演算処理部と、上記制御出力を複
数点出力する出力部とを有する多入力多出力系制御用制
御装置。
(1) An input section that reads variable data from multiple points for the purpose of process control of a multi-input, multi-output system where variables have non-negligible interference with each other, and an input section that operates a process model according to preset parameters to control the process. A control device for controlling a multi-input multi-output system, which includes an arithmetic processing section that predicts state transition and calculates an optimal control output using a preset optimal control gain, and an output section that outputs the control output at a plurality of points.
(2)特許請求の範囲第1項記載の装置において、プロ
セスモデルを作動させてプロセスの状態推移を予測しこ
の予測値と実測値との偏差を予測誤差として逐次算出し
、予め設定された基準によってチェックすることにより
プロセスの異状傾向を検知する多入力多出力系制御用制
御装置。
(2) In the apparatus according to claim 1, the process model is operated to predict the state transition of the process, and the deviation between the predicted value and the actual measured value is sequentially calculated as a prediction error, and the deviation is calculated based on a preset standard. A control device for multi-input, multi-output system control that detects abnormal trends in processes by checking.
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