JPS6394308A - バツチ制御診断装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はデジタル・コントローラでバッチ制御を実行す
るに当り、その制御状態の良否を診断するバッチ制御診
断装置に関する。

（従来の技術） 一般に、バッチ制御においては、そのスタートからエン
ドまでの間に各時点における瞬間的な設定値Ｓ■とこれ
を積算して得られる積算設定値ＳＳ■をもとにプロセス
変数Ｐ■を制御して、いく。

代表的な例として、石油プラントのバッチ制御の場合、
設定値Ｓ■は第５図の波形図のように変化する。同図中
、斜線で示した部分の面積が時刻１０時点における積算
設定値ＳＳｖとなる。

コントローラによる自動制御またはオペレータによる操
作の結果、プロセス変数は第６図、第７図の波形図に示
すように変化していく。ちなみに、第６図は設定値Ｓｖ
とプロセス変数Ｐｖの瞬時値を示し、第７図は設定値Ｓ
ｖとプロセス変数Ｐ■のそれぞれの積算値ＳＳ■を示す
ものである。このように変化して行く各設定値ＳＶおよ
びプロセス変数ＰＶに対して、バッチ制御そのものは瞬
時値または積算値のいずれか一方を目標とするか、ある
いはこれらの組合わせを制御目標としてプロセス制御を
実行していく。

こうしたバッチ制御における制御性の良否は、偏差量つ
まり第６図、第７図において実線で示した設定値Ｓｖと
その積算値ＳＳＶに対する破線で示したプロセス変数Ｐ
■とその積算値ＳＰＶのそれぞれの差によって示される
。

従来のバッチ制御においては、オペレータがこの偏差を
各時刻について見守りながら制御性を判断していた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、こうしたオペレータの目視による診断だけで
は以下の問題点が残る。

（イ）　人間による監視能力の限界による見落し。

（ロ）　瞬時値と積算値のどちらか一方に注意が片より
がちとなり総合的な判断が難しい。

（ハ）　バッチ制御途中の様子を数値化したり客観化す
ることが難しい。

（ニ）　一般的には、最終的に得られる結果が積算値の
最終偏重だけという場合が多く、これをゼロにするよう
にバッチエンドさせていると途中経過が情報として残ら
ない。つまり、積算量だけを一致させるように制御した
とすれば、途中の様子はともかく偏差はごく小さくなっ
たという情報しか得られない。

本発明は上記の問題点を解消し、オペレータによる監視
のかわりにデジタルコントローラそのものに監視機能を
もたせて偏差情報をバッチスタートからエンドまで収集
し、収集した情報によって制御性を診断することにより
見落しのない客観的な制御診断を行なうことを可能なら
しめたバッチ制御診断装置の提供を目的とする。

（発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は第１図の機能ブロック図で示すように、設定値
の特定のパターンに従ってスタートからエンドまでの制
御動作を１回以上くり返すバッチ制御を、バッチスター
トからバッチエンドまでの間の設定値とプロセス変数の
差を収集し記録する記録手段と、この記録手段の記録情
報にもとづいて制御性の良否を判定する診断手段とを備
えたものである。

（作　用） この発明においては、バッチ制御のスタートからエンド
までの間の設定値とプロセス変数の差を記録手段によっ
て定量的に収集・記録し、この記録情報に基づいて診断
手段が確実なバッチ制御の診断を行なう。

（実施例） 以下、図面を参照しながら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バッチ制御診断装置の
ブロック図である。同図に示すように、制御対象となる
図示しないプラントに対しては、人力１／Ｆ（インター
フェース）２、出力１／Ｆ４が接続され、パスライン３
０を介してＣＰＵ（中央処理装置）８と結合される。一
方、ＣＰＵ８と図示しないオペレータとの間にはマンマ
シン！／Ｆ６が設けられ、パスライン３０に接続される
。パスライン３０には他にプログラムＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）１０とＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ
）１２が接続される。なお、プロダラムＲＯＭｌ０には
入力データ処理１４、制御アルゴリズム１６、データ出
力１８、マンマシンデータ処理２０、制御状態診断２２
の各プログラムが設定される。一方、ＲＡＭ１２には入
力データ、出力データの他に、バッチ制御のスタート以
前、スタート後の制御中、エンド等の各状態を示す情報
であるバッチ制御状態２４、設定値Ｓ■、設定積算値Ｓ
■の値２６、制御診断データ２８の各データが格納され
る。

かかる構成において、ＣＰＵ８はプログラムＲＯＭｌ０
内におかれたプログラムに従って動作し、データをアク
セスする。アクセスしたデータはＲＡＭ１２に格納した
り、出力！／Ｆ４、マンマシンＩ／Ｆ６を通じて外部に
導出する。なお、入力１／Ｆ２から入力されるデータは
適宜入力処理プログラムを経てプロセス変数Ｐ■および
その積算値ＳＰ■としてＲＡＭ１２に格納される。一方
、出力１／Ｆ４から出力されるデータとは制御アルゴリ
ズム１６で決定された操作出力等の情報である。出力デ
ータは出力１／Ｆ４を経てプラントに送られ、最終的に
はプロセス変数Ｐ■を変化させていく。また、マンマシ
ンＩ／Ｆ６はオペレータの操作を受けつけ、またオペレ
ータに情報を提供する。たとえば、バッチのスタート指
令を受けつけ、制御状態を表示し、診断結果を通知する
。

さて、第２図の構成において、バッチ制御は第３図のフ
ローチャートに示すように実行される。

入力データはある特定の定められた制御実行周期毎に入
力！／Ｆ２を通じてとり込まれ（ステップ２０１）、バ
ッチスタートを判断すると（ステップ２０２）バッチ制
御に入る。制御は設定値Ｓｖと設定積算値ＳＳＶをそれ
ぞれ設定しくステップ２０４）　、制御アルゴリズム１
６に従って制御を実行しくステップ２０５）、データを
出力１／Ｆ４を通じて出力する（ステップ２０６）とい
う形でくり返し実施される。そして、この−回のバッチ
制御が終了すると、次に制御診断が実行される（ステッ
プ２０７）。なお、この制御診断はバッチ制御中以外で
もステップ２０２での判断により、プラントの状態を常
時モニタする形で実施される。

つまり、制御状態診断プログラム２２は制御実行中だけ
でなく常時動作して、制御完了後（バッチエンド）にオ
ペレータに通知できるように制御アルゴリズム１６と同
時に動作するようになっている。

第４図は制御状態診断プログラム２２を詳細に説明する
ためのフローチャートである。

同図に示すように、制御診断プログラムはバッチスター
トすると（ステップ３０１）、各制御周期毎に、すなわ
ちプロセス変数ＰＶ、設定値Ｓｖ。

ＳＳ■が更新される毎に偏差情報を収集する（ステップ
３０２）。この情報収集はバッチエンドとなるまで繰り
返し行なわれる（ステップ３０３）。

しかる後に、偏差情報の評価に入る（ステップ３０４）
。

この評価のごく単純な例として、偏差の絶対値を積算す
る方法をとると、偏差情報ＤＶは次の形で収集されてい
く。

ＤＶ、−ＤＶ＋　ｌ　５Ｖ−ＰＶ　ｌ　　　・旧・・（
１）このように偏差情報ＤＶをバッチスタートからバッ
チエンドまで収集することにより、バッチ制御１回分の
偏差情報ＤＶが得られる。

この偏２情報ＤＶに基づいてバッチ制御の診断を行ない
、もし良好と判断されれば（ステップ３０５）、その結
果をマンマシン！／Ｆ６を通じて表示を行なう（ステッ
プ３０６）。そして、診断の結果が良好でなかった場合
（ステップ３０５）マンマシン１／Ｆ６を通じて再チユ
ーニング要求等の出力を行なう（ステップ３０７）。

上述のように、本実施例のバッチ制御診断装置によれば
、以下に列記するような数多の項目にわたる診断を実行
することができる。

（ａ）　　診断プログラムによって偏差情報という数値
化された診断データを得ることができる。

（ｂ）　　偏差情報収集の際、時刻との対応関係（時間
的な変化）、制御パラメータ（ＰＩＤ等）との関係、設
定値（ＳＶ）パターンとの関係を同時に：己録すること
ができる。

（Ｃ）　　前回の診断情報と数値を具体的に比較するこ
とが可能なので、制御性が改善されているかどうかを確
認することができる。

（ｄ）　　瞬時値の情報と積算値の情報の両者を含めて
判断することができる。

（ｅ）　　オペレータによる制御介入や制御定数の設定
、変更の影響も含めて制御診断することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、バッチ制御のデジ
タルコントローラの中に制御状態診断プログラムを組み
込み、これを各バッチ制御毎にあるいは一定の周期毎に
実行することにより、オペレータの視認だけでは極めて
困難とされてきたバッチ制御の確実な診断を行なうこと
を可能としたバッチ制御診断装置を得ることができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示すブロック図、第３図、第４図
は圓実施例の動作を説明するためのフローチャート、第
５図、第６図、第７図は一般的なバッチ制御を説明する
ための波形図である。 ２・・・入力Ｉ／Ｆ、４・・・出力Ｉ／Ｆ、６・・・マ
ンマシンＩ／Ｆ、８・・・ＣＰＵ、１０・・・プログラ
ムＲＯＭ１１２・・・ＲＡＭ、２２・・・制御状態診断
プログラム。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 鶏１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設定値の特定のパターンに従ってスタートからエン
   ドまでの制御動作を１回以上くり返すバッチ制御を診断
   するものにおいて、バッチスタートからバッチエンドま
   での間の設定値とプロセス変数の差を収集し記録する記
   録手段と、この記録手段の記録情報にもとづいて制御性
   の良否を判定する診断手段とを備えたことを特徴とする
   バッチ制御診断装置。 ２、前記記録手段が偏差情報に対応した時刻の情報を記
   録する手段を含み、前記診断手段が偏差情報と時刻情報
   の組合わせで得られる時系列情報にもとづいて制御性の
   良否を判定する手段を含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のバッチ制御診断装置。 ３、前記記録手段が前記診断手段による診断結果を記録
   する手段を含み、前記診断手段が前記記録手段に記録さ
   れた過去の診断結果にもとづいて制御性の良否の改善状
   態を判定する手段を含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のバッチ制御診断装置。 ４、前記記録手段が制御途中の制御定数の設定、変更、
   オペレータの手動操作の事実を記録する手段を含み、前
   記診断手段が偏差情報とオペレータの介入情報とにもと
   づいてオペレータの介入の影響を判定する手段を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載のバッチ制御診断装置。