JPS6215603A - Ｐｉｄ制御装置 - Google Patents
Ｐｉｄ制御装置Info
- Publication number
- JPS6215603A JPS6215603A JP15488785A JP15488785A JPS6215603A JP S6215603 A JPS6215603 A JP S6215603A JP 15488785 A JP15488785 A JP 15488785A JP 15488785 A JP15488785 A JP 15488785A JP S6215603 A JPS6215603 A JP S6215603A
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- Japan
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- control
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- tuning
- loop
- loops
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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】
〔発明の分野〕
本発明は干渉系制御対象の複数の検出点からの入力信号
に基づいて、夫々異なる操作点にＰＩＤ制御操作を加え
る複数の制御ループを有するＰＩＤｆｔｔ制御装置に関
するものである。
に基づいて、夫々異なる操作点にＰＩＤ制御操作を加え
る複数の制御ループを有するＰＩＤｆｔｔ制御装置に関
するものである。
本発明によるＰＩＤ制御装置は、制御対象のＰＩＤ定数
のチューニング時に夫々の制御ループについて同時にチ
ューニングを行うようにしたものである。こうすれば互
いの干渉を含んだ状態で良好なＰＩＤ定数を得ることが
できる。
のチューニング時に夫々の制御ループについて同時にチ
ューニングを行うようにしたものである。こうすれば互
いの干渉を含んだ状態で良好なＰＩＤ定数を得ることが
できる。
従来ある種の制御対象、例えば合成樹脂の整形装置等に
用いられるシリンダの加熱装置等は複数の操作点の温度
が夫々最適値となるように制御する必要があるので、複
数の検出点より温度を検出して夫々の操作点の温度を制
御するようにしている。このような複数の検出点に夫々
操作出力を与えるマルチループ制御において、従来は検
出点の温度を操作出力にフィードバックするシングルル
ープのＰＩＤ制御装置を複数個用いて行っており、夫々
のループのＰＩＤ定数は独立して設定するようにしてい
た。
用いられるシリンダの加熱装置等は複数の操作点の温度
が夫々最適値となるように制御する必要があるので、複
数の検出点より温度を検出して夫々の操作点の温度を制
御するようにしている。このような複数の検出点に夫々
操作出力を与えるマルチループ制御において、従来は検
出点の温度を操作出力にフィードバックするシングルル
ープのＰＩＤ制御装置を複数個用いて行っており、夫々
のループのＰＩＤ定数は独立して設定するようにしてい
た。
しかしながら同一の制御対象であるシリンダは熱的に結
合しており、ある操作点を加熱した場合に他の検出点や
操作点に干渉を与える。それ故干渉の影響を考慮するこ
となく独立してＰＩＤ定数を定めれば、最適なＰＩＤ定
数を得ることができなくなるという問題点があった。
合しており、ある操作点を加熱した場合に他の検出点や
操作点に干渉を与える。それ故干渉の影響を考慮するこ
となく独立してＰＩＤ定数を定めれば、最適なＰＩＤ定
数を得ることができなくなるという問題点があった。
本発明はこのような従来のＰＩＤ制御装置の問題点に鑑
みて成されたものであって、干渉系の制御対象の複数点
をマルチループ制御により制御する際に各ループのチュ
ーニングを同時に行い、相互の系の干渉を含んだ状態で
ＰＩＤ定数を定めることができるＰＩＤ制御装置を提供
するものである。
みて成されたものであって、干渉系の制御対象の複数点
をマルチループ制御により制御する際に各ループのチュ
ーニングを同時に行い、相互の系の干渉を含んだ状態で
ＰＩＤ定数を定めることができるＰＩＤ制御装置を提供
するものである。
〔発明の構成と効果］
本発明は複数点の制御量を夫々検出する検出手段と、各
検出手段の検知人力に基づいて干渉系の制御対象の複数
の操作点に夫々操作を行う複数の制御ループを有するＰ
、ＩＤ制御装置であって、各制御ループのステップ応答
により同時にＰＩＤ定数を算出するＰＩＤ定数算出手段
と、ＰＩＤ定数算出手段による全ての制御ループのＰＩ
Ｄ定数算出終了前に、Ｐ（Ｄ定数算出後の制御ループを
該算出されたＰＩＤ定数に基づいて夫に制御する制御手
段と、を具備することを特徴とするものである。
検出手段の検知人力に基づいて干渉系の制御対象の複数
の操作点に夫々操作を行う複数の制御ループを有するＰ
、ＩＤ制御装置であって、各制御ループのステップ応答
により同時にＰＩＤ定数を算出するＰＩＤ定数算出手段
と、ＰＩＤ定数算出手段による全ての制御ループのＰＩ
Ｄ定数算出終了前に、Ｐ（Ｄ定数算出後の制御ループを
該算出されたＰＩＤ定数に基づいて夫に制御する制御手
段と、を具備することを特徴とするものである。
このような特徴を存する本発明によれば、複数の検出点
から得られる制御入力に基づいて操作を加える複数のル
ープを有し、各ループのチューニングを同時に行うこと
によって各ＰＩＤ定数を同時に算出している。そして全
てのループのＰＩＤ定数が算出されるまでに既にチュー
ニングを終えたループでは求まったＰＩＤ定数に基づい
た制御を行っている。従って系の干渉を含んだＰＩＤ定
数を夫々のループについて得ることが可能となり、正確
なＰＩＤ定数を得ることができる。又複数のループのチ
ューニングを同時に実施しているため、夫々独立して行
う場合に比べてチューニングに要する時間を大幅に短縮
することが可能となる。
から得られる制御入力に基づいて操作を加える複数のル
ープを有し、各ループのチューニングを同時に行うこと
によって各ＰＩＤ定数を同時に算出している。そして全
てのループのＰＩＤ定数が算出されるまでに既にチュー
ニングを終えたループでは求まったＰＩＤ定数に基づい
た制御を行っている。従って系の干渉を含んだＰＩＤ定
数を夫々のループについて得ることが可能となり、正確
なＰＩＤ定数を得ることができる。又複数のループのチ
ューニングを同時に実施しているため、夫々独立して行
う場合に比べてチューニングに要する時間を大幅に短縮
することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す温度調節装置の全体構
成図である。本図において温度調節装置１は制御ステッ
プの設定、チューニング要求等の操作を行う設定器２、
ステップの番号や設定温度。
成図である。本図において温度調節装置１は制御ステッ
プの設定、チューニング要求等の操作を行う設定器２、
ステップの番号や設定温度。
現在の温度を表示する表示部３を有しており、複数の操
作点を有する熱的な干渉系の制御対象４、例えば前述し
たシリンダの加熱装置を制御するものとする。制御対象
４の各操作点５ａ、５ｂ、５Ｃには夫々センサが設けら
れ、各センサ出力がセンサ入力部６ａ、６ｂ、６ｃを介
して制御部７に与えられる。制御部７は中央演算装置（
以下ｃｐＵという）から成り、制御対象４の各操作点５
８〜５ｃを直接操作するヒータ等の出力部８ａ、８ｂ。
作点を有する熱的な干渉系の制御対象４、例えば前述し
たシリンダの加熱装置を制御するものとする。制御対象
４の各操作点５ａ、５ｂ、５Ｃには夫々センサが設けら
れ、各センサ出力がセンサ入力部６ａ、６ｂ、６ｃを介
して制御部７に与えられる。制御部７は中央演算装置（
以下ｃｐＵという）から成り、制御対象４の各操作点５
８〜５ｃを直接操作するヒータ等の出力部８ａ、８ｂ。
８ｃが接続され、更に記憶手段としてリードオンリメモ
リ （以下ＲＯＭという）９、及びランダムアクセスメ
モリ （以下ＲＡＭという）１０が接続されている。Ｒ
ＯＭ９は制御部７の演算処理手順を記憶するものであっ
て、ＲＡＭｌ０は設定器２やセンサ入力部６８〜６Ｃか
ら与えられる各種の制御データ及びチューニング時に用
いられるデータを記憶する領域を有している。ここでこ
の温度調節装置１は操作点５８〜５Ｃの温度を夫々制御
する３つのループＬａ−Ｌｃを有するマルチループ制御
装置である。
リ （以下ＲＯＭという）９、及びランダムアクセスメ
モリ （以下ＲＡＭという）１０が接続されている。Ｒ
ＯＭ９は制御部７の演算処理手順を記憶するものであっ
て、ＲＡＭｌ０は設定器２やセンサ入力部６８〜６Ｃか
ら与えられる各種の制御データ及びチューニング時に用
いられるデータを記憶する領域を有している。ここでこ
の温度調節装置１は操作点５８〜５Ｃの温度を夫々制御
する３つのループＬａ−Ｌｃを有するマルチループ制御
装置である。
第２図はＲＡＭｌ０の記憶内容を示すメモリマツプであ
る。本図においてＲＡＭｌ０にはループＬａｘＬｃの夫
々の応答速度ｒａ−ｒＣ％無駄時間ｇａ〜ρＣ及び夫々
のチューニングのフェーズを示すフェーズｐａ＋ ｐｂ
＋ ｐＣと、チューニングの結果得られる夫々のループ
のＰＩＤ定数である比例定数Ｐａ〜Ｐｃ、積分定数Ｉａ
〜Ｉｃ、微分定数Ｄａ〜Ｄｃの各領域が設けられ、更に
オフ点とチューニングスタートフラグを示す領域が設け
られている。
る。本図においてＲＡＭｌ０にはループＬａｘＬｃの夫
々の応答速度ｒａ−ｒＣ％無駄時間ｇａ〜ρＣ及び夫々
のチューニングのフェーズを示すフェーズｐａ＋ ｐｂ
＋ ｐＣと、チューニングの結果得られる夫々のループ
のＰＩＤ定数である比例定数Ｐａ〜Ｐｃ、積分定数Ｉａ
〜Ｉｃ、微分定数Ｄａ〜Ｄｃの各領域が設けられ、更に
オフ点とチューニングスタートフラグを示す領域が設け
られている。
次に本実施例の温度調節装置のチューニング動作につい
て第３図のフローチャート及び第４図の波形図を参照し
つつ説明する。このフローチャートにおいて引き出し線
を用いて示す番号は制御部７の処理ルーチン又は動作ス
テップを示すものである。まずチューニング開始時には
あらかじめ設定器２よりチューニング設定を入力してお
くものとする。そうすれば動作開始後ステップ２０にお
いてチューニングスタートフラグが立っているかどうか
をチェックする。このフラグが既に立っている場合には
ループＬａ〜Ｌｃの全てのフェーズｐａ〜ｐｃを１とし
、チューニングスタートフラグが立っていない場合には
ステップ２１の処理を経ることなくステップ２２に進む
。ステップ２２では全てのフェーズがＯであるかどうか
をチェックし、０でなければステップ２３に進んでフェ
ーズｐａが１又は２であるかどうかをチェックする。フ
ェーズｐａが１又は２の場合にはルーチン２４に進んで
ループＬａの制御系の応答特性を測定する。この応答測
定は第４図（ａ）、 （ｂ）に示すように出力部８ａの
操作出力をオンとし、操作点５ａのセユ・す入力端から
得られる最大の応答速度をｒａとし、制御量がオフ点に
達すればフェーズｐａを２として操作出力を停止した後
制御量が減少するまでの時間を無駄時間１ａとしてＲＡ
Ｍｌ０の所定領域に読込みＰＩＤ定数を算出する処理を
行う。この処理を開始した後にステップ２５に進みルー
プＬａの特性測定を終了したかどうかをチェックし、終
了していればステップ２６においてフェーズｐａを３と
し、測定が終了していなければこの処理を行うことなく
ステップ２９に進む。ステップ２９からステップ３２に
おいても同様にしてループＬｂのフェーズをチェックし
、フェーズカ月又は２の場合にはループＬｂの制御系の
応答特性を測定し、終了すればフェーズを３とする。更
にループＬｃについても同様にしてステップ３５〜３８
においてフェーズｐｃが１又は２がどうかをチェックし
、その場合には制御系の応答特性を測定し特性測定が終
了すればフェーズｐｃを３とする。これらの処理は同時
にほぼ並行して行われ、ステップ４１において全てのフ
ェーズｐａ〜ｐｃが３となっているかどうかをチェック
する。全てのフェーズが３でなければチューニングが終
了していないのでステップ４４に進んでサンプリング周
期の完了を待受け、ステップ２２に戻って同様の処理を
繰り返す。そして第４図（ａｌ〜（ｇｌに示すようにフ
ェーズｐａ〜匹が１では各ループの操作出力をオンとし
て最大応答速度ｒａ””ｒｃを測定し、その後＃Ｉ御量
がオフ点に達すればフェーズを２とし操作出力をオフと
する。そして各制御量が極値に達するまでの時間を無駄
時間！ａｘ＆ｃとしてＲＡＭｌ０の所定領域に書込む。
て第３図のフローチャート及び第４図の波形図を参照し
つつ説明する。このフローチャートにおいて引き出し線
を用いて示す番号は制御部７の処理ルーチン又は動作ス
テップを示すものである。まずチューニング開始時には
あらかじめ設定器２よりチューニング設定を入力してお
くものとする。そうすれば動作開始後ステップ２０にお
いてチューニングスタートフラグが立っているかどうか
をチェックする。このフラグが既に立っている場合には
ループＬａ〜Ｌｃの全てのフェーズｐａ〜ｐｃを１とし
、チューニングスタートフラグが立っていない場合には
ステップ２１の処理を経ることなくステップ２２に進む
。ステップ２２では全てのフェーズがＯであるかどうか
をチェックし、０でなければステップ２３に進んでフェ
ーズｐａが１又は２であるかどうかをチェックする。フ
ェーズｐａが１又は２の場合にはルーチン２４に進んで
ループＬａの制御系の応答特性を測定する。この応答測
定は第４図（ａ）、 （ｂ）に示すように出力部８ａの
操作出力をオンとし、操作点５ａのセユ・す入力端から
得られる最大の応答速度をｒａとし、制御量がオフ点に
達すればフェーズｐａを２として操作出力を停止した後
制御量が減少するまでの時間を無駄時間１ａとしてＲＡ
Ｍｌ０の所定領域に読込みＰＩＤ定数を算出する処理を
行う。この処理を開始した後にステップ２５に進みルー
プＬａの特性測定を終了したかどうかをチェックし、終
了していればステップ２６においてフェーズｐａを３と
し、測定が終了していなければこの処理を行うことなく
ステップ２９に進む。ステップ２９からステップ３２に
おいても同様にしてループＬｂのフェーズをチェックし
、フェーズカ月又は２の場合にはループＬｂの制御系の
応答特性を測定し、終了すればフェーズを３とする。更
にループＬｃについても同様にしてステップ３５〜３８
においてフェーズｐｃが１又は２がどうかをチェックし
、その場合には制御系の応答特性を測定し特性測定が終
了すればフェーズｐｃを３とする。これらの処理は同時
にほぼ並行して行われ、ステップ４１において全てのフ
ェーズｐａ〜ｐｃが３となっているかどうかをチェック
する。全てのフェーズが３でなければチューニングが終
了していないのでステップ４４に進んでサンプリング周
期の完了を待受け、ステップ２２に戻って同様の処理を
繰り返す。そして第４図（ａｌ〜（ｇｌに示すようにフ
ェーズｐａ〜匹が１では各ループの操作出力をオンとし
て最大応答速度ｒａ””ｒｃを測定し、その後＃Ｉ御量
がオフ点に達すればフェーズを２とし操作出力をオフと
する。そして各制御量が極値に達するまでの時間を無駄
時間！ａｘ＆ｃとしてＲＡＭｌ０の所定領域に書込む。
さていずれかのループ、例えば第４図（ｂｌ、 （ｅ）
のタイムチャートに示すように、ループＬａで時刻ｔ、
にオフ点に達すればフェーズｐａを２とし、時刻ｔ２に
応答速度ｒａ、無駄時間１ａの測定が終了しフェーズが
３となっていれば、次のサンプリング周期ではステップ
２３よりステップ２７を介して２８に進み出力部８ａよ
り既に算出したＰＩＤ定数Ｐａ。
のタイムチャートに示すように、ループＬａで時刻ｔ、
にオフ点に達すればフェーズｐａを２とし、時刻ｔ２に
応答速度ｒａ、無駄時間１ａの測定が終了しフェーズが
３となっていれば、次のサンプリング周期ではステップ
２３よりステップ２７を介して２８に進み出力部８ａよ
り既に算出したＰＩＤ定数Ｐａ。
Ｉａ、ＤａによるＰＩＤ制御を行う。同様にして時刻ｔ
３にループＬｂの制御量がオフ点に達すればフェーズを
２とし無駄時間Ｉｌｂを測定する。そして時刻ｔ４にお
いて無駄時間の測定が終了すればステップ３１よりステ
ップ３２に進んでフェーズｐｂを３とする。従って時刻
ｔ４以後のサンプリング周期ではステップ２９．３３か
らステッ゛プ３４に進み、ここで算出したＰＩＤ定数に
よりループＬｂのＰＩＤ制御を行う。こうすれば相互に
干渉する複数の操作点で制御対象を制御する場合に夫々
のＰＩＤ定数を最適にチューニングすることができる。
３にループＬｂの制御量がオフ点に達すればフェーズを
２とし無駄時間Ｉｌｂを測定する。そして時刻ｔ４にお
いて無駄時間の測定が終了すればステップ３１よりステ
ップ３２に進んでフェーズｐｂを３とする。従って時刻
ｔ４以後のサンプリング周期ではステップ２９．３３か
らステッ゛プ３４に進み、ここで算出したＰＩＤ定数に
よりループＬｂのＰＩＤ制御を行う。こうすれば相互に
干渉する複数の操作点で制御対象を制御する場合に夫々
のＰＩＤ定数を最適にチューニングすることができる。
同様にして時刻ｔ、でループＬｃの制御量がオフ点に達
すればフエー″ズｐｃを２としループＬｃの無駄時間１
１ｃを算出する。そしてループＬｃの特性測定が終了す
ればステップ３８に進んでフェーズｐｃを３とする。
すればフエー″ズｐｃを２としループＬｃの無駄時間１
１ｃを算出する。そしてループＬｃの特性測定が終了す
ればステップ３８に進んでフェーズｐｃを３とする。
そうすればステップ４１において全てのフェーズが３と
なるのでステップ４２に進み、チューニングを終えて全
てのＰＩＤ定数の算出が完了したのでステップ４３にお
いて全てのフェーズｐａ〜ｐｃをクリアしてサンプリン
グの完了を待ってステップ２２に戻る。この後は全ての
フェーズがＯであるのでステップ２２からルーチン４５
に進んで夫々のループＬａ〜ＬｃについてＰＩＤ制御が
実行される。
なるのでステップ４２に進み、チューニングを終えて全
てのＰＩＤ定数の算出が完了したのでステップ４３にお
いて全てのフェーズｐａ〜ｐｃをクリアしてサンプリン
グの完了を待ってステップ２２に戻る。この後は全ての
フェーズがＯであるのでステップ２２からルーチン４５
に進んで夫々のループＬａ〜ＬｃについてＰＩＤ制御が
実行される。
尚本実施例ではチューニング時に既にチューニングを完
了したループは他のループのチューニングが完了するま
でＰＩＤ制御を行っているが、比例制御のみを行うよう
にすることも可能である。
了したループは他のループのチューニングが完了するま
でＰＩＤ制御を行っているが、比例制御のみを行うよう
にすることも可能である。
第１図は本発明によるＰＩＤ制御装置の一実施例を示す
温度調節装置のブロック図、第２図はＲＡＭＩＯのメモ
リ内容を示すメモリマツプ、第３図は各ループのＰＩＤ
定数を算出するチューニング処理を示すフローチャート
、第４図はそのときの制御量を示すグラフ及びそのとき
の各部の操作出力とフェーズを示すタイムチャートｑあ
る。 １−・一温度調節装置 ２〜−一一一・設定器 ３
−−−−表示部 ４−−−一・−制御対象 ５ａ〜
５ｃｍ・・・・操作点 ６ａ〜６ ｃ−−−一・セン
サ人力部 ？−−−−−−制御部 ８ ａ〜８ ｃ
−−−−出力部 ９−・−ＲＯＭｌ ０−−−−
−ＲＡＭ Ｌａ＝Ｌｃ−−−ループ特許出願人
立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名） 第１図 １−−−−−−−−−シＬ／Ｌｉ１ｌ訃乳置５ａ〜５ｃ
ｍ−−−一塩イケ息 第２図 第４図
温度調節装置のブロック図、第２図はＲＡＭＩＯのメモ
リ内容を示すメモリマツプ、第３図は各ループのＰＩＤ
定数を算出するチューニング処理を示すフローチャート
、第４図はそのときの制御量を示すグラフ及びそのとき
の各部の操作出力とフェーズを示すタイムチャートｑあ
る。 １−・一温度調節装置 ２〜−一一一・設定器 ３
−−−−表示部 ４−−−一・−制御対象 ５ａ〜
５ｃｍ・・・・操作点 ６ａ〜６ ｃ−−−一・セン
サ人力部 ？−−−−−−制御部 ８ ａ〜８ ｃ
−−−−出力部 ９−・−ＲＯＭｌ ０−−−−
−ＲＡＭ Ｌａ＝Ｌｃ−−−ループ特許出願人
立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名） 第１図 １−−−−−−−−−シＬ／Ｌｉ１ｌ訃乳置５ａ〜５ｃ
ｍ−−−一塩イケ息 第２図 第４図
Claims (1)
- （１）複数点の制御量を夫々検出する検出手段と、前記
各検出手段の検知入力に基づいて干渉系の制御対象の複
数の操作点に夫々操作を行う複数の制御ループを有する
ＰＩＤ制御装置であって、前記各制御ループのステップ
応答により同時にＰＩＤ定数を算出するＰＩＤ定数算出
手段と、前記ＰＩＤ定数算出手段による全ての制御ルー
プのＰＩＤ定数算出終了前に、ＰＩＤ定数算出後の制御
ループを該算出されたＰＩＤ定数に基づいて夫々制御す
る制御手段と、を具備することを特徴とするＰＩＤ制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488785A JPS6215603A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Ｐｉｄ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15488785A JPS6215603A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Ｐｉｄ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215603A true JPS6215603A (ja) | 1987-01-24 |
Family
ID=15594127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15488785A Pending JPS6215603A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | Ｐｉｄ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6215603A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002059700A1 (fr) * | 2001-01-25 | 2002-08-01 | Kabushiki Kaisha Yamatake | Systeme de commande et controleur |
| US6911628B1 (en) | 2001-01-25 | 2005-06-28 | Yamatake Corporation | Control system and control unit |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5122150A (en) * | 1974-08-17 | 1976-02-21 | Sanyo Electric Co | Kyushureitokino nodochoseisochi |
| JPS58139206A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-18 | Hitachi Ltd | プラント制御システム |
| JPS58144203A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-27 | Hitachi Ltd | プラント制御システム |
| JPS59211103A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | Japan Steel Works Ltd:The | 合成樹脂用押出成形機における多変量制御方法および制御装置 |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15488785A patent/JPS6215603A/ja active Pending
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| US6911628B1 (en) | 2001-01-25 | 2005-06-28 | Yamatake Corporation | Control system and control unit |
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