JPS62266302A - ボイラの制御方法 - Google Patents
ボイラの制御方法Info
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- JPS62266302A JPS62266302A JP10788686A JP10788686A JPS62266302A JP S62266302 A JPS62266302 A JP S62266302A JP 10788686 A JP10788686 A JP 10788686A JP 10788686 A JP10788686 A JP 10788686A JP S62266302 A JPS62266302 A JP S62266302A
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 101000609957 Homo sapiens PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Proteins 0.000 description 1
- 102100039157 PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Human genes 0.000 description 1
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- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (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。
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]
本発明はボイラの制御方法に係り、特に火力発電ユニッ
トの負荷変動に対して浸れた追従性が得られるようにし
たボイラの制御方法に関する。
トの負荷変動に対して浸れた追従性が得られるようにし
たボイラの制御方法に関する。
[従来の技術]
火力発電ユニットの負荷変動に対1−る)B従性は、ボ
イラの制御方法によって左右ざrし、とくに、負荷変動
にざいして、プロセス状態量である主蒸気温度などをボ
イラ使用材料の強度特性などの制約から許容範囲以内に
抑えることが要請されている。
イラの制御方法によって左右ざrし、とくに、負荷変動
にざいして、プロセス状態量である主蒸気温度などをボ
イラ使用材料の強度特性などの制約から許容範囲以内に
抑えることが要請されている。
かかる要請に対して、フィードバック制御のみでは厳し
い制約のもとての良好な制御が行えないため、通常、ボ
イラの制御方法としては、PID1!制御回路によるフ
ィードバック制御と、負荷の信号による先行動作を行う
フィードフォワード制御を基本とした方法が利用されて
いる。ざらに、上記の制御方法の性能改善を行うために
、現代制御理論にもとづくアドバンス制御回路を適用し
、フィードバックの性能を改善するようにされている。
い制約のもとての良好な制御が行えないため、通常、ボ
イラの制御方法としては、PID1!制御回路によるフ
ィードバック制御と、負荷の信号による先行動作を行う
フィードフォワード制御を基本とした方法が利用されて
いる。ざらに、上記の制御方法の性能改善を行うために
、現代制御理論にもとづくアドバンス制御回路を適用し
、フィードバックの性能を改善するようにされている。
第3図は従来のアドバンス制御を適用したボイラの制御
方法の回路をしめすものである。10はPIDフィード
バック制御系をしめし、P I D 1lillす11
回路12、および制り11灼象であるボイラ14などに
より(i4成されている。34は負荷指令をしめし、関
数光牛器24にもとづく先行信号20はP I D i
i’制御回路12へ入力されている。アドバンス1j制
御回路40にはボイラの制御変数18および先行信号2
1が入力され、その出力42はPID制御回路12の出
力と加亦器46により加算されて、ボイラ14の入力変
数48が与えられる。
方法の回路をしめすものである。10はPIDフィード
バック制御系をしめし、P I D 1lillす11
回路12、および制り11灼象であるボイラ14などに
より(i4成されている。34は負荷指令をしめし、関
数光牛器24にもとづく先行信号20はP I D i
i’制御回路12へ入力されている。アドバンス1j制
御回路40にはボイラの制御変数18および先行信号2
1が入力され、その出力42はPID制御回路12の出
力と加亦器46により加算されて、ボイラ14の入力変
数48が与えられる。
かかるボイラの制御方法においては、ボイラの外乱であ
る負荷変動に対応して、負荷指令の操作が行われ、関数
発生器24にもとづく先行動作とフィードバック1+1
1御ならびにアドバンス制御回路40による制御動作が
行われ、ボイラ14の制御変数18を検出してからアド
バンス制御回路40の動作によりボイラ14の制御遅れ
を補償して負荷変化時にあけるボイラの蒸気温Lz l
蒸気圧力等の変動を少くするようにさせている。このざ
い、ボイラ14の制御変数18の信号Iは、ボイラ14
の熱容量や燃焼装置特性にもとづく大きな位相遅れの影
響をう【プている。
る負荷変動に対応して、負荷指令の操作が行われ、関数
発生器24にもとづく先行動作とフィードバック1+1
1御ならびにアドバンス制御回路40による制御動作が
行われ、ボイラ14の制御変数18を検出してからアド
バンス制御回路40の動作によりボイラ14の制御遅れ
を補償して負荷変化時にあけるボイラの蒸気温Lz l
蒸気圧力等の変動を少くするようにさせている。このざ
い、ボイラ14の制御変数18の信号Iは、ボイラ14
の熱容量や燃焼装置特性にもとづく大きな位相遅れの影
響をう【プている。
以上のごとく、運転中のボイラは負荷指令にもとづいて
負荷変化にjD従して1り御偏差が少なくなるように1
+lI 1U11されている。
負荷変化にjD従して1り御偏差が少なくなるように1
+lI 1U11されている。
[発明か解決しようとする問題点]
しかしながら、上記従来のボイラのi++ 10方法で
は、フィードフォワード制御はボイラの静特性に従って
動作し、ボイラの追従特性の改善のためにもらいられて
いるが、ボイラの面持[生に従ったn1作であるため、
かかる動作が行われても、ボイラの複雑な動特性の乱れ
のためエネルギバランスを保持することがてぎず、ボイ
ラの蒸気温度、蒸気圧力などの外乱を発生ざVてしまい
、P I D li’制御への制御指令として必ずしも
最適なものでは4工り、ボイラ全体の系の安定が容易に
得られないという問題かめった。
は、フィードフォワード制御はボイラの静特性に従って
動作し、ボイラの追従特性の改善のためにもらいられて
いるが、ボイラの面持[生に従ったn1作であるため、
かかる動作が行われても、ボイラの複雑な動特性の乱れ
のためエネルギバランスを保持することがてぎず、ボイ
ラの蒸気温度、蒸気圧力などの外乱を発生ざVてしまい
、P I D li’制御への制御指令として必ずしも
最適なものでは4工り、ボイラ全体の系の安定が容易に
得られないという問題かめった。
次いで、アドバンス制御とPID制iil++を供用し
た場合では、アドバンス制御とPID制御の’II、l
DO動作は相互に干渉を発生し、応答性が良好な制御
かでさないという問題があり、さらに、ホーイラの試運
転「、1または運転時において、P I D 1+II
Qllの調整帛の変更を行うごとに71〜バンス制U
+1回路の再調整を行わねばならないという問題か必っ
た。
た場合では、アドバンス制御とPID制御の’II、l
DO動作は相互に干渉を発生し、応答性が良好な制御
かでさないという問題があり、さらに、ホーイラの試運
転「、1または運転時において、P I D 1+II
Qllの調整帛の変更を行うごとに71〜バンス制U
+1回路の再調整を行わねばならないという問題か必っ
た。
本発明は、このような従来の問題を解決するしのであり
、負荷変化時に゛積度の良好な制υ11変故の追従か行
われ、より良好な1制御性能が得られるとともに、フィ
ードバック制御とP I D 1ili御による1i1
1υ■動作にJ31=プる相互干渉が回避されるように
した(至)れたボイラの1制御方法を提供することを目
的とするものである。
、負荷変化時に゛積度の良好な制υ11変故の追従か行
われ、より良好な1制御性能が得られるとともに、フィ
ードバック制御とP I D 1ili御による1i1
1υ■動作にJ31=プる相互干渉が回避されるように
した(至)れたボイラの1制御方法を提供することを目
的とするものである。
[問題点を解決するための手段1
本発明は上記目的を達成するために、ボイラを負荷指令
にちとつく先行信号とPID制御とにJ:す1,111
311リ−るとともに、該11<イラの演算用ボイラモ
デルをもらいた現代制御理論によりアドバンス制御回路
により、前記アドバンス制(311回路からの出力信号
を先行信号の動的補正として入力するようにしたもので
必る。
にちとつく先行信号とPID制御とにJ:す1,111
311リ−るとともに、該11<イラの演算用ボイラモ
デルをもらいた現代制御理論によりアドバンス制御回路
により、前記アドバンス制(311回路からの出力信号
を先行信号の動的補正として入力するようにしたもので
必る。
!1乍 用 1
本発明は上記のような)j・1成により次にような作用
を何する。、Jljbら、火力発電1ニツトへの負荷指
令か指令されると、ボイラ静’F5性にしたかった関数
発生器からの111号(ま、P I D 1+’l i
ff!1回路ととしにボイラ”’: ljl j’ll
l シ、」−記にh口えて、ボイラの演算用[デルタら
らいC1上記の負荷j−+7+ ””Jか与えられたざ
いのボイラの蒸気温度、蒸気圧力なとの状態変数の外乱
の推定か行われ、上記の推定による外乱の抑1J1]を
現代刊す11理論による動的計画法等を用いたアドバン
ス制御回路にて行うように動作させ、その出力信号は面
記の関数発生器からの先行信号の動的補正として加算さ
れてPID制仰回路に入力される。
を何する。、Jljbら、火力発電1ニツトへの負荷指
令か指令されると、ボイラ静’F5性にしたかった関数
発生器からの111号(ま、P I D 1+’l i
ff!1回路ととしにボイラ”’: ljl j’ll
l シ、」−記にh口えて、ボイラの演算用[デルタら
らいC1上記の負荷j−+7+ ””Jか与えられたざ
いのボイラの蒸気温度、蒸気圧力なとの状態変数の外乱
の推定か行われ、上記の推定による外乱の抑1J1]を
現代刊す11理論による動的計画法等を用いたアドバン
ス制御回路にて行うように動作させ、その出力信号は面
記の関数発生器からの先行信号の動的補正として加算さ
れてPID制仰回路に入力される。
かくして、負荷変化時に蒸気温度、蒸気圧力の変動の少
いボイラの動的変動特性を考慮した理想的なフィードフ
ォワード1.制御か行われろ。J−tJ:bら、負伺変
IL時、ボイラの圧力、温度の乱れの抑制および)B径
外の改善を考慮したフィードフォワード信号を現代制御
理論によるアドバンス制鉗1回路を用いて作成し、ボイ
ラの良好な制鉗1性能か百られるようにしたものである
。
いボイラの動的変動特性を考慮した理想的なフィードフ
ォワード1.制御か行われろ。J−tJ:bら、負伺変
IL時、ボイラの圧力、温度の乱れの抑制および)B径
外の改善を考慮したフィードフォワード信号を現代制御
理論によるアドバンス制鉗1回路を用いて作成し、ボイ
ラの良好な制鉗1性能か百られるようにしたものである
。
したがって、本発明によれば、関数発生器からの先行1
3号は、演算用ボイラモデルと現代11’l j1!理
論によるアドバンス制御によって動的補正としてン山完
されろこと)こよって、1尾来のフィートフン1ワーI
−刊ゆ11(こ化して、適切にして迅速な最;の信号に
変換されるため負荷変化時に精度の良好な制御変数の追
従が行われ、より高度の制御性能が得られるようになり
、本発明による現代り制御理論によるアドバンス制御は
、フィードフォワード制御として用いられているためP
ID制御による制御動作にさいしては相互干渉が回避さ
れるようにすることができる。すなわち、アドバンス制
御は、ボイラ演算用七デルと閉ループを構成し、PID
制御の閉ループには含まれないため、アドバンス制御と
PID制御の(0互干渉か回避される。
3号は、演算用ボイラモデルと現代11’l j1!理
論によるアドバンス制御によって動的補正としてン山完
されろこと)こよって、1尾来のフィートフン1ワーI
−刊ゆ11(こ化して、適切にして迅速な最;の信号に
変換されるため負荷変化時に精度の良好な制御変数の追
従が行われ、より高度の制御性能が得られるようになり
、本発明による現代り制御理論によるアドバンス制御は
、フィードフォワード制御として用いられているためP
ID制御による制御動作にさいしては相互干渉が回避さ
れるようにすることができる。すなわち、アドバンス制
御は、ボイラ演算用七デルと閉ループを構成し、PID
制御の閉ループには含まれないため、アドバンス制御と
PID制御の(0互干渉か回避される。
[実施例]
第1図は本発明の一実施例の構成をしめすものでおる。
第1図において、10はPIDフィードバック制す11
系をしめし、PID制御回路12a3よび制御対象でお
るボイラ14などにより構成されている。16はP I
D 1llll (28回路12による操作部てあり
、ボイラ14の入力変数として与えられる。18はボイ
ラ14の制御変数であり、P I D 1llll御回
路12にフィードバックされている。34(ユ負荷指令
をしめし、関数発生器24にもとづく先行信号32は加
締器22を介して入力信号20としてPID制御回路1
2に入力される。
系をしめし、PID制御回路12a3よび制御対象でお
るボイラ14などにより構成されている。16はP I
D 1llll (28回路12による操作部てあり
、ボイラ14の入力変数として与えられる。18はボイ
ラ14の制御変数であり、P I D 1llll御回
路12にフィードバックされている。34(ユ負荷指令
をしめし、関数発生器24にもとづく先行信号32は加
締器22を介して入力信号20としてPID制御回路1
2に入力される。
26は鋳口用ボイラモデルをしめし、前記のボイラ14
の特性に対応したものであり、また、28はアドバンス
制御回路をしめし、現代制御理論による動的計画法等を
用いたアドバンス制御回路28においては、波線用ボイ
ラモデル26によってjll定される状態変数をもちい
最小口4間で平衡状態か1■られるような最適制御か行
われるようにされており、鋳口用ボイラモデル26には
負荷指令34か入力信号36として入力され、アドバン
ス制御回路28からの出力信号30は演節用ボイラ[デ
ル26への制御信号となるとともに、加締器22を介し
て、先行信号の?+fi正信号として先行信号32に加
鈴される。また、出力信号30はPIDIIII御回路
12より作られる操作部16に直接加等する場合もある
。なお、演算用ボイラモデル26からなる硯測器およσ
アドバンス制U++回路28は専用の特殊デジタル訂障
機’8: NFJみ立てろことにより装置化することか
できるしのて必ろ。
の特性に対応したものであり、また、28はアドバンス
制御回路をしめし、現代制御理論による動的計画法等を
用いたアドバンス制御回路28においては、波線用ボイ
ラモデル26によってjll定される状態変数をもちい
最小口4間で平衡状態か1■られるような最適制御か行
われるようにされており、鋳口用ボイラモデル26には
負荷指令34か入力信号36として入力され、アドバン
ス制御回路28からの出力信号30は演節用ボイラ[デ
ル26への制御信号となるとともに、加締器22を介し
て、先行信号の?+fi正信号として先行信号32に加
鈴される。また、出力信号30はPIDIIII御回路
12より作られる操作部16に直接加等する場合もある
。なお、演算用ボイラモデル26からなる硯測器およσ
アドバンス制U++回路28は専用の特殊デジタル訂障
機’8: NFJみ立てろことにより装置化することか
できるしのて必ろ。
かくして、ボイラ14の外乱であるf′!荷変動に対1
.i5して、負荷指令34の操作が行われ、ボイラ14
の面持[1に対応した関数発生器24にもとづく先行信
号32(J、入力信号36か演算用ボイラモデル26お
よびアドバンス制御回路28により変換された最適制御
信号である出力信号30とともに加算されて、入力信号
20となり、PID制御回路12に入力される。
.i5して、負荷指令34の操作が行われ、ボイラ14
の面持[1に対応した関数発生器24にもとづく先行信
号32(J、入力信号36か演算用ボイラモデル26お
よびアドバンス制御回路28により変換された最適制御
信号である出力信号30とともに加算されて、入力信号
20となり、PID制御回路12に入力される。
rfなわら、ボイラ14の静特性に対応した先行信号3
2は演算用ボイラモデル26と現代制御理論によるアド
バンス回路28をもらいることによって、負荷変化時に
心外孔を発生さ1!ないような動的補正が行われて、従
来の先行信号32と+J¥なる最適なフィードフォワー
ド信号が入力信号20としてPIDlull 1311
回路1?に入力される。
2は演算用ボイラモデル26と現代制御理論によるアド
バンス回路28をもらいることによって、負荷変化時に
心外孔を発生さ1!ないような動的補正が行われて、従
来の先行信号32と+J¥なる最適なフィードフォワー
ド信号が入力信号20としてPIDlull 1311
回路1?に入力される。
かくして、入り信号201は、敏速にして正確なフィー
トノ4ワ〜ド制御かてぎるように動的補正か行われてい
るため、PID制御ととしに制御動作か行われても、負
荷変化時に熱気温度、蒸気圧力なとの1lll pHI
=差の少い応答性の良好な制御か行えるよ′)に11゛
ることかできる。
トノ4ワ〜ド制御かてぎるように動的補正か行われてい
るため、PID制御ととしに制御動作か行われても、負
荷変化時に熱気温度、蒸気圧力なとの1lll pHI
=差の少い応答性の良好な制御か行えるよ′)に11゛
ることかできる。
また、ホブで明によるフィートフAワー1〜1.II
jllとPID制御における相互干渉は回避されること
ができ、とくに、演算用ボイラモデルは、PIDii制
御回路を含まないボイラ本体のみをモデル化することも
出来るのでボイラ試運転時や通常運転時に演算用ボイラ
モデルのμ正をする必要かなくPID制御の調整量の調
整を自在に行うことかできる。
jllとPID制御における相互干渉は回避されること
ができ、とくに、演算用ボイラモデルは、PIDii制
御回路を含まないボイラ本体のみをモデル化することも
出来るのでボイラ試運転時や通常運転時に演算用ボイラ
モデルのμ正をする必要かなくPID制御の調整量の調
整を自在に行うことかできる。
第2図(a)、 (b)は本発明の一実施例にお(プる
ボイラの制御特性をしめすもので必る。
ボイラの制御特性をしめすもので必る。
第2図(a)において、負荷指令にもとづいて、ボイラ
出力が時間とともに曲線50をしめすように設定された
場合、ボイラの制御変数て必るボイラ出力、蒸気圧力な
どが’All速に曲線5?に)8従するように補正をし
た理想的なフィーヒフ4ワー1−信局の変化を示し、こ
のようなlIi!想的なフィー1−フカワード信号が加
えられた場合、ボイラは負荷指令にはと/υど遅れなく
、曲線50に添って応答リ−る。
出力が時間とともに曲線50をしめすように設定された
場合、ボイラの制御変数て必るボイラ出力、蒸気圧力な
どが’All速に曲線5?に)8従するように補正をし
た理想的なフィーヒフ4ワー1−信局の変化を示し、こ
のようなlIi!想的なフィー1−フカワード信号が加
えられた場合、ボイラは負荷指令にはと/υど遅れなく
、曲線50に添って応答リ−る。
また、第2図(b)に(6いて、1ilj V!;!
541よ負イ1:i指令にもとづいてボイラ出力か前記
の曲線50にしめすように設定された場合、ア1〜ハン
ス刊ull mj ’its 23からの動的補償を行
う出力信号30がしめされている。
541よ負イ1:i指令にもとづいてボイラ出力か前記
の曲線50にしめすように設定された場合、ア1〜ハン
ス刊ull mj ’its 23からの動的補償を行
う出力信号30がしめされている。
なお、第4図は、従来のボイラの制御特性をしめすしの
である。
である。
第4図において、負荷指令にもとづいて、ボイラ出力か
時間とともに曲線50をしめすように設定された場合、
ボイラの制御変数が曲線56にしめすように応答され、
敏速な平衡が困難であることがしめされている。
時間とともに曲線50をしめすように設定された場合、
ボイラの制御変数が曲線56にしめすように応答され、
敏速な平衡が困難であることがしめされている。
[発明の効果]
本発明は上記実施例より明らかなように、以下にしめす
効果を有している。
効果を有している。
関数発生器からの先行信号は、従来のフィードフAワー
ド制御に比してボイラの動特性を考慮した適切にして迅
速な最適信号に変換されるため、負荷変化時に蒸気温度
、蒸気圧力など制御変数の変動を少くなし得て、より高
度な制御性能が得られるようにすることができる。また
、フィードフォワード制御とPID制御による制御動作
にさいしての相互干渉を回避するようにすることができ
るなどその効果は多大である。
ド制御に比してボイラの動特性を考慮した適切にして迅
速な最適信号に変換されるため、負荷変化時に蒸気温度
、蒸気圧力など制御変数の変動を少くなし得て、より高
度な制御性能が得られるようにすることができる。また
、フィードフォワード制御とPID制御による制御動作
にさいしての相互干渉を回避するようにすることができ
るなどその効果は多大である。
第1図は本発明の一実施例に係るボイラの制御方法の概
略ブロック図、第2図は同方法の制御特性の説明図、第
3図は従来のボイラの制御方法の概略ブロック図、第4
図は同方法の制御特性の説明図である。 12・−・PID制御回路 14・・・ボイラ 26・・・演亦用ボイラモデル 28・・・アドバンス制御回路 34・・・負荷指令
略ブロック図、第2図は同方法の制御特性の説明図、第
3図は従来のボイラの制御方法の概略ブロック図、第4
図は同方法の制御特性の説明図である。 12・−・PID制御回路 14・・・ボイラ 26・・・演亦用ボイラモデル 28・・・アドバンス制御回路 34・・・負荷指令
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ボイラを負荷指令にもとづく先行信号と PID制御とにより制御するとともに、該ボイラの演算
用ボイラモデルをもちいた現代制御理論によるアドバン
ス制御回路により、前記アドバンス制御回路からの出力
信号を先行信号の動的補正として入力することを特徴と
するボイラの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10788686A JPS62266302A (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | ボイラの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10788686A JPS62266302A (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | ボイラの制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62266302A true JPS62266302A (ja) | 1987-11-19 |
Family
ID=14470566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10788686A Pending JPS62266302A (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | ボイラの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62266302A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5880437A (en) * | 1996-09-03 | 1999-03-09 | Tokyo Electron Limited | Automatic control system and method using same |
JP2014234987A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 株式会社Ihi | 発電用ボイラプラントの先行指令制御方法及び装置 |
-
1986
- 1986-05-12 JP JP10788686A patent/JPS62266302A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5880437A (en) * | 1996-09-03 | 1999-03-09 | Tokyo Electron Limited | Automatic control system and method using same |
JP2014234987A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 株式会社Ihi | 発電用ボイラプラントの先行指令制御方法及び装置 |
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