KR20180028305A - Secondary valve control method using integral action of PID as manipulated variable demands of primary valve - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a method for controlling an auxiliary valve in accordance with a required amount of an operation of a main valve by using an integral action of a proportional integral derivative (PID) in a power plant comprises: 1) a step of additionally configuring an auxiliary PID controller (20) for controlling an auxiliary valve (12) in accordance with an output of a main PID controller (10) controlling the main valve (11), allowing a preset positive (+) error to be input into the auxiliary PID controller (20) when the output of the main PID controller (10) is an upper limit value or more, allowing a preset negative (-) error to be input when the output of the main PID controller (10) is a lower limit value or less, and allowing an error of 0 to be input when the output of the main PID controller (10) is between the upper limit value and lower limit value to calculate an error of the auxiliary PID controller (20) in accordance with the output of the main PID controller (10); 2) a step of determining an integral time (Ti) of the auxiliary PID controller (20) according to an opening degree of the auxiliary valve (12); and 3) a step of controlling the auxiliary valve (12) by an output of the auxiliary PID controller (20), which is calculated through equation (1) using as input the error and the integral time (Ti) calculated in steps 1) and 2).

Description

발전소에서 ＰＩＤ제어기의 적분동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법{Secondary valve control method using integral action of PID as manipulated variable demands of primary valve}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary valve control method using an integral action of a PID controller at a power plant,

본 발명은 발전소에서 보조밸브의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화력발전소 또는 기타 플랜트에서 PID제어기의 적분동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브의 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control method of an auxiliary valve in a power plant, and more particularly, to a control method of an auxiliary valve in accordance with a required amount of operation of a main valve using an integral operation of a PID controller in a thermal power plant or other plant.

화력발전소를 포함한 모든 플랜트에서는 밸브 또는 댐퍼(이하 밸브) 등을 사용하여 공정을 제어한다. PID(Proportional Integral Derivative) 제어기를 사용하여 하나의 밸브가 하나의 변수를 제어하는 것이 일반적이지만 공정의 특수성으로 인해 두 개의 밸브가 하나의 변수를 제어하게 되는 경우가 발생한다. 이는 하나의 PID 제어기로 두 개의 밸브를 제어한다는 의미이다. 이러한 공정의 경우 주밸브가 변수를 제어하다가 조작량이 많아져 전개되고 난 뒤 보조밸브가 변수 제어를 위해 열리기 시작한다. 즉, 주밸브의 용량이 한계점을 넘어 완전히 열린 후에 보조밸브가 제어를 시작한다. In all plants including thermal power plants, valves or dampers (valves) are used to control the process. It is common for one valve to control one parameter using a PID (Proportional Integral Derivative) controller, but due to the specificity of the process, two valves may control one parameter. This means that one PID controller controls two valves. In this process, the main valve controls the variable, the manipulated variable is increased, and the auxiliary valve starts to be opened for variable control. That is, the auxiliary valve starts to be controlled after the capacity of the main valve is fully opened beyond the limit.

도1은 이러한 종래 발전소에서 PID(Proportional Integral Derivative) 제어기를 사용하여 두 개의 밸브를 제어하는 종래 방법을 도시한 것이고 도2는 도1에서 주밸브 및 보조밸브의 개도를 도시한 도면이다. 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저 설정값(SP, Set Point)과 제어변수(PV, Process Variable)의 편차(Error)가 입력되어 제어변수(PV)가 설정값(SP)과 일치하도록, 즉, 편차(Error)가 0이 되도록 조작 요구량을 발생시켜 PID제어기(1)가 밸브를 제어하게 되는데(S1부분), PID제어기(1)의 출력(Output)이 0~80%시 주밸브(11)를 0~100%로 제어하며(S2부분), PID제어기(1)의 출력(Output)이 80~100%시 보조밸브(12)를 0~100%로 제어하게 된다(S3부분). FIG. 1 shows a conventional method of controlling two valves using a PID (Proportional Integral Derivative) controller in such a conventional power plant, and FIG. 2 is a view showing the opening of the main valve and the auxiliary valve in FIG. (SP) and a deviation (error) between a control variable (PV) and a control variable (PV) are set so that the control variable PV coincides with the set value SP The PID controller 1 controls the valve so that the deviation Error is 0 and the output of the PID controller 1 is 0 to 80% 11) is controlled to 0 to 100% (S2 portion), and the output (output) of the PID controller 1 controls the auxiliary valve 12 to 0 to 100% when the output is 80 to 100% (S3 portion).

이와 같이 두 개의 밸브(11,12)에 하나의 PID제어기(1)를 사용하는 종래의 방식은 보조밸브(12)의 동작 초기 시점에 문제가 발생한다. 보조밸브(12)가 제어를 시작할 시점에 PID제어기(1)의 편차(Error, 설정치 - 제어변수)가 등락할 경우 밸브가 개폐(Open/Close)를 반복하는 현상이 발생하며, 이는 밸브의 구성품인 디스크와 시트의 손상을 야기할 수 있다. 또한 보조밸브(12)가 동작을 시작한 초기 시점에 PID제어기(1)의 편차가 없어졌을 경우에는 보조밸브(12)가 스로틀(Throttle) 운전구간에 위치하게 된다. 이는 공정에 사용되는 유체가 고온, 고압의 증기일 경우 밸브의 마모를 초래할 수 있다. 상기 두 가지의 경우 모두 밸브의 손상을 야기하여 전폐되어 있을 때 유체의 패싱(Passing) 현상을 유발시키고, 밸브의 정비비용이 증가하는 문제가 발생한다. 특히 고온, 고압의 스팀을 사용하는 발전소의 경우 유체의 패싱(Passing) 현상은 공정의 손실을 수반하여 효율 저하를 야기한다.In the conventional method using one PID controller 1 for the two valves 11 and 12 as described above, a problem occurs at an initial stage of operation of the auxiliary valve 12. [ When the deviation (Error, set value-control variable) of the PID controller 1 changes at the time when the auxiliary valve 12 starts to control, the phenomenon occurs that the valve is repeatedly opened / closed (open / close) Which may cause damage to the disc and the sheet. When the deviation of the PID controller 1 is eliminated at the initial point of time when the auxiliary valve 12 starts to operate, the auxiliary valve 12 is located in the throttle operating section. This can lead to valve wear when the fluid used in the process is high temperature, high pressure steam. In both of the above cases, the valve is damaged, causing the passage of the fluid when the valve is completely closed, and the maintenance cost of the valve is increased. Particularly, in the case of a power plant using high-temperature and high-pressure steam, the passing of the fluid causes a loss of efficiency due to the loss of the process.

따라서, 본 발명은 발전소에서 두 개의 밸브로 하나의 변수를 제어할 때 PID 제어기의 출력이 공정의 필요 조작량을 반영하는 점에 착안하여, 이를 변수로 하는 보조 PID 제어기를 추가 구성하고 기존 PID의 출력에 따라 적분 동작을 수행하여 보조밸브를 제어함으로서 해당 공정 전체의 필요 조작량 중 적정량을 보조밸브가 부담하며, 이는 보조밸브의 빈번한 개폐(Open/Close), 스로틀(Throttle) 운전을 최소화하고 두 개의 밸브가 최소 또는 최대 운전점이 아닌 안정된 영역에서 동작이 되도록 제어하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention focuses on the point that the output of the PID controller reflects the necessary manipulated variable of the process when controlling one variable by two valves in the power plant, and an auxiliary PID controller having the variable as a variable is additionally constructed, (Open / close) and throttle operation of the auxiliary valve is minimized and the operation of the two valves To be operated in a stable region other than the minimum or maximum operating point.

본 발명에 따른 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법은 1) 주밸브를 제어하는 주PID제어기의 출력에 따라 보조밸브를 제어하는 보조PID제어기를 추가 구성하고, 상기 주PID제어기의 출력이 상한값 이상일 경우 상기 보조PID제어기에 기설정된 양(+)의 편차(Error)가 입력되고, 상기 주PID제어기의 출력이 하한값 이하일 경우 기설정된 음(-)의 편차(Error)가 입력되며, 상기 주PID제어기의 출력이 상한값과 하한값 사이일 경우 0의 편차(Error)가 입력되어 주PID제어기의 출력에 따라 보조PID제어기의 편차(Error)를 산정하는 단계와, 2) 보조밸브의 개도에 따라 보조PID제어기의 적분시간(Ti)을 결정하는 단계와, 3) 상기 단계 1)과 2)에서 산출된 편차(Error)와 적분시간(Ti)을 입력으로 하여 수식 (1)에 따라 산출된 보조PID제어기의 출력으로 보조밸브를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. A method of controlling an auxiliary valve according to a main valve operation demand using an integral operation of a PID controller in a power plant according to the present invention comprises the steps of: 1) constructing an auxiliary PID controller for controlling an auxiliary valve according to an output of a main PID controller for controlling a main valve; If the output of the main PID controller is equal to or greater than the upper limit value, a predetermined positive error is input to the auxiliary PID controller. If the output of the main PID controller is below the lower limit value, Calculating an error of the auxiliary PID controller based on the output of the main PID controller when the output of the main PID controller is between the upper limit value and the lower limit value and 2) (3) determining the integration time (Ti) of the auxiliary PID controller according to the opening of the valve; and (3) calculating the deviation (Error) and the integration time (Ti) calculated in the steps (1) The auxiliary PID agent And controlling the auxiliary valve with the output of the auxiliary valve.

또한, 주PID제어기의 출력이 상한값 이상일 경우 보조밸브를 일정한 기울기로 개방(Open)하고 주PID 출력이 하한값 이하일 경우 보조밸브를 일정한 기울기로 폐쇄(Close)하고 주PID 출력이 상한값과 하한값 사이일 경우 보조밸브의 개도를 유지시켜 공정의 전체 필요 조작량 중 적정량을 보조밸브가 분담하게 하는 것을 특징으로 한다.If the output of the main PID controller is above the upper limit value, the auxiliary valve is opened at a constant slope. If the main PID output is below the lower limit value, the auxiliary valve is closed at a constant slope. If the main PID output is between the upper limit value and the lower limit value The opening degree of the auxiliary valve is maintained so that an appropriate amount of the total necessary operation amount of the process is shared by the auxiliary valve.

또한, 상기 주PID제어기의 출력의 상한값은 60%이고, 상기 주PID제어기의 출력의 하한값은 30%인 것을 특징으로 한다.The upper limit value of the output of the main PID controller is 60% and the lower limit value of the output of the main PID controller is 30%.

또한, 상기 보조밸브의 개도가 5% 초과시에는 보조PID제어기의 적분시간(Ti)값을 30으로 설정하고, 보조밸브의 개도가 5% 이하시 보조PID제어기의 적분시간(Ti)값을 3으로 설정하는 것을 특징으로 한다.When the opening degree of the auxiliary valve is 5% or more, the integration time (Ti) value of the auxiliary PID controller is set to 30 and the integration time (Ti) value of the auxiliary PID controller is set to 3 when the opening degree of the auxiliary valve is 5% .

본 발명에 따른 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어 방법은 두 개 이상의 밸브로 하나의 변수를 제어하는 공정에 적용할 수 있는 것으로, 주밸브의 PID 제어기 출력을 변수로 하는 보조밸브의 PID 제어기를 추가하고 적분 동작을 사용하여 보조밸브를 제어한다. 보조밸브의 PID 제어기는 적분 동작만을 사용하므로 공정의 제어변수의 등락 변화율과는 무관하게 밸브가 선형적으로 동작하며, 이는 다시 제어변수의 급작스러운 변화를 예방한다. 또한 주밸브 및 보조밸브가 최대/최소 운전점이 아닌 안정된 영역에서 공정제어를 가능하도록 하며, 이는 밸브의 빈번한 개방/폐쇄(Open/Close)로 인한 디스크와 시트의 손상, 스로틀(Throttle) 운전 구간에서의 고온 고압의 스팀에 의한 밸브의 마모 현상 등 생산성을 저해하는 요소를 제거할 수 있는 효과를 가져 올 수 있다.The auxiliary valve control method according to the main valve operation demand amount using the integral operation of the PID controller in the power plant according to the present invention can be applied to a process of controlling one variable by two or more valves. The PID controller of the auxiliary valve is added and the auxiliary operation is used to control the auxiliary valve. Since the PID controller of the auxiliary valve uses only the integral operation, the valve operates linearly regardless of the fluctuation rate of the control variable of the process, which again prevents sudden change of the control variable. In addition, the main valve and the auxiliary valve enable process control in a stable range, not at the maximum / minimum operating point, which can result in damage to the disk and seat due to frequent opening / closing of the valve, It is possible to remove the factor that hinders the productivity such as the wear of the valve due to the high-temperature and high-pressure steam.

도 1은 종래 발전소에서 PID제어기를 사용하여 두 개의 밸브를 제어하는 종래 방법을 도시한 도면이고,
도 2는 도1에서 주밸브와 보조밸브의 개도를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 발전소에서 PID제어기의 적분동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법을 위한 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 주밸브와 보조밸브의 개도의 일예를 도시한 도면이다.1 illustrates a conventional method of controlling two valves using a PID controller in a conventional power plant, and FIG.
FIG. 2 is a view showing the opening of the main valve and the auxiliary valve in FIG. 1,
3 is a configuration diagram for an auxiliary valve control method according to a main valve operation demand amount using an integral operation of a PID controller in a power plant according to the present invention,
4 is a view showing an example of opening of a main valve and an auxiliary valve according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전소에서 PID제어기의 적분동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an auxiliary valve control method according to a main valve operation demand amount using an integral operation of a PID controller in a power plant according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 발전소에서 PID제어기의 적분동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법을 위한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 주밸브와 보조밸브의 개도의 일예를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a block diagram of a method for controlling an auxiliary valve according to a main valve operation amount using an integral operation of a PID controller in a power plant according to the present invention, FIG. 4 is an illustration of an example of opening of a main valve and an auxiliary valve according to the present invention to be.

본 발명에 따른 발전소에서 PID제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법은 두 개 이상의 밸브로 하나의 변수를 제어하는 발전소의 공정에서, 제어변수를 직접 제어하는 주밸브(11)의 PID 제어기 출력이 공정의 필요 조작량을 반영하는 것을 이용하여, 주밸브(11)의 PID 제어기(이하 “주PID제어기(10)”라 한다) 출력에 따라 보조밸브(12)를 제어하는 PID 제어기(이하 “보조PID제어기(20)”라 한다)를 추가 구성하고, 주PID제어기(10)의 출력이 상한값 이상일 경우 보조PID제어기(20)에 일정한 편차(Error(+))를 입력하고, 주PID제어기(10)의 출력이 하한값 이하일 경우 일정한 편차(Error(-))를 입력하며, 주PID제어기(10)의 출력이 상한값과 하한값 사이일 경우 일정한 편차(Error(0))를 입력하여, 주PID제어기(10)의 출력에 따라 보조PID제어기(20)의 편차(Error)를 산정하는 단계와, 보조밸브(12)의 개도에 따라 보조PID제어기(20)의 적분시간(Integral Time, Ti)을 결정하는 단계와, 상기 산출된 편차(Error)와 적분시간(Integral Time)을 입력으로 하여 수식 (1): 보조PID 제어기 출력 =

Figure pat00001
에 따라 산출된 보조PID제어기(20)의 출력으로 보조밸브(12)를 제어하는 단계로 구성된다.The auxiliary valve control method according to the main valve operation demand amount using the integrating operation of the PID controller in the power plant according to the present invention is characterized in that in the process of the power plant controlling one parameter by two or more valves, (Hereinafter referred to as " main PID controller 10 ") which controls the auxiliary valve 12 in accordance with the output of the PID controller (hereinafter referred to as " main PID controller 10 ") of the main valve 11 by utilizing the PID controller output reflecting the required operation amount of the process (Error (+)) is input to the auxiliary PID controller 20 when the output of the main PID controller 10 is equal to or greater than the upper limit value, and the main PID controller 20 (Error (-)) when the output of the main PID controller 10 is equal to or less than the lower limit value and inputs a constant deviation (Error (0)) when the output of the main PID controller 10 is between the upper limit value and the lower limit value, In accordance with the output of the controller 10, Determining an integration time (Ti) of the auxiliary PID controller (20) according to the opening of the auxiliary valve (12), calculating the deviation (Error) and the integration time (1): Assuming that the auxiliary PID controller output =
Figure pat00001
And controlling the auxiliary valve 12 with the output of the auxiliary PID controller 20 calculated according to the following equation.

도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법을 각 단계별로 보다 상세하게 설명한다. Referring to FIG. 3, an auxiliary valve control method according to a main valve operation demand amount using an integral operation of a PID controller in a power plant according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail in each step.

1) 먼저, 본 발명에서는 도3에 도시된 바와 같이 주밸브(11)의 주PID제어기(10) 출력에 따라 보조밸브(12)를 제어하는 보조PID제어기(20)를 추가 구성하고, 주PID제어기(10)의 출력에 따라 보조PID제어기(20)의 편차(Error)를 산정하는 단계를 수행한다. 주PID제어기(10)는 설정값(SP)과 제어변수(PV)의 편차(Error)가 입력되어 제어변수(PV)가 설정값(SP)과 일치하도록, 즉, 편차(Error)가 0이 되도록 조작요구량을 발생시켜 주밸브(11)를 제어하게 되고(S10부분), 주PID제어기(10)의 제어에 따라 주밸브(11)의 개도가 60% 이상시 보조밸브(12)의 보조PID제어기(20)에 편차(Error(SP-PV)) "1"을 입력한다(S20부분). 그리고, 주밸브(11)의 개도가 30% 이하시 보조밸브(12)의 보조PID제어기(20)에 편차(Error) "-1"을 입력하며(S30부분), 주밸브(11)의 개도가 30% 초과 ~ 60% 미만시 보조밸브(12)의 보조PID제어기(20)에 편차(Error) "0"을 입력한다. 이와 같이 주PID제어기(10)의 출력에 따라 보조PID제어기(20)의 편차(Error)를 산정한다.3, an auxiliary PID controller 20 for controlling the auxiliary valve 12 is additionally provided according to the output of the main PID controller 10 of the main valve 11, The error of the auxiliary PID controller 20 is calculated according to the output of the controller 10. The main PID controller 10 determines that the set value SP and the deviation of the control variable PV are inputted so that the control variable PV coincides with the set value SP, And the main valve 11 is controlled by the main PID controller 10 under the control of the main PID controller 10 when the opening degree of the main valve 11 is 60% 20 (error (SP-PV)) "1 " When the opening degree of the main valve 11 is 30% or less, the error "-1" is inputted to the auxiliary PID controller 20 of the auxiliary valve 12 (S30 portion) &Quot; Error "0" is input to the auxiliary PID controller 20 of the auxiliary valve 12 when the ratio is more than 60%. In this manner, the deviation of the auxiliary PID controller 20 is calculated according to the output of the main PID controller 10.

2) 그 다음, 보조밸브(12)의 개도에 따라 보조PID제어기(20)의 적분시간(Integral Time,Ti)을 결정한다. 본 실시예에서는 보조밸브(12)의 개도가 5% 초과시에는 보조PID제어기(20)의 적분시간(Ti)값을 30으로 설정하고, 보조밸브(12)의 개도가 5% 이하시 적분시간(Ti)값을 3으로 설정하여 스로틀(Throttle) 운전 구간을 최소화한다. 2) Then, the integral time (Ti) of the auxiliary PID controller 20 is determined according to the opening degree of the auxiliary valve 12. [ In this embodiment, the integral time Ti of the auxiliary PID controller 20 is set to 30 when the opening degree of the auxiliary valve 12 exceeds 5%, and the integral time Ti when the opening degree of the auxiliary valve 12 is 5% Ti) is set to 3 to minimize the throttle operation period.

3) 그리고, 단계 1)과 2)에서 산출된 편차(Error)와 적분시간(Integral Time(Ti))을 입력으로 하여 수식 (1)에 따라 산출된 보조PID제어기(20)의 출력으로 보조밸브(12)를 제어하는 단계를 수행한다. 3) The output of the auxiliary PID controller 20 calculated in accordance with the equation (1) with the deviation and the integral time (Ti) calculated in steps 1) and 2) (12).

수식(1) : 보조PID 제어기 출력 =

Figure pat00002
Equation (1): Auxiliary PID controller output =
Figure pat00002

즉, 본 단계에서는 보조밸브(12)를 제어하는 보조PID제어기(20)로, 상기 단계 2)에서 편차(Error) "1" 입력시에는 30초(또는 3초, 상기 단계2)에 따라 결정) 동안 보조밸브(12)의 개도가 1%씩 증가되고, 상기 단계 2)에서 편차(Error)”입력시에는 보조밸브(12)의 개도가 유지되며, 상기 단계 2)에서 편차(Error)“”입력시 30초(또는 3초) 동안 보조밸브(12)의 개도가 1%씩 감소된다. 도4는 본 발명에 따라 주밸브(11)의 개도에 따른 보조밸브(12) 개도의 한 예를 도시한 것이다.That is, in this step, the auxiliary PID controller 20 that controls the auxiliary valve 12 determines in accordance with the time of 30 seconds (or 3 seconds, the step 2) when the error "1" is inputted in the step 2) , The opening degree of the auxiliary valve 12 is increased by 1% and the opening degree of the auxiliary valve 12 is maintained when the " Error " is inputted in the step 2) The opening of the auxiliary valve 12 is reduced by 1% for 30 seconds (or 3 seconds). 4 shows an example of the opening of the auxiliary valve 12 according to the opening degree of the main valve 11 according to the present invention.

이와 같이 본 발명에서는 주PID제어기(10)의 출력이 상한값(60%) 이상일 경우 보조밸브(12)를 일정한 기울기로 개방(Open)하고 주PID제어기(10)의 출력이 하한값(30%) 이하일 경우 보조밸브(12)를 일정한 기울기로 폐쇄(Close)하고 주PID제어기(10)의 출력이 상한값(60%)과 하한값(30%) 사이일 경우 보조밸브(12)의 개도를 유지시켜 공정의 전체 필요 조작량 중 적정량을 보조밸브(12)가 분담하게 한다. When the output of the main PID controller 10 is equal to or greater than the upper limit value (60%), the auxiliary valve 12 is opened at a predetermined slope and the output of the main PID controller 10 is lower than the lower limit value (30% The auxiliary valve 12 is closed at a predetermined slope and the opening degree of the auxiliary valve 12 is maintained when the output of the main PID controller 10 is between the upper limit value 60% and the lower limit value 30% So that the auxiliary valve 12 can share a proper amount of the total necessary operation amount.

따라서, 본 발명에 따른 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법은 두 개 이상의 밸브로 하나의 변수를 제어하는 공정에 적용할 수 있는 것으로, 주밸브(11)의 PID 제어기 출력을 변수로 하는 보조밸브(12)의 PID 제어기를 추가하고 적분 동작을 사용하여 보조밸브(12)를 제어하는 것으로 보조밸브(12)의 PID 제어기는 적분 동작만을 사용하므로 공정의 제어변수의 등락 변화율과는 무관하게 밸브가 선형적으로 동작하며, 이는 다시 제어변수의 급작스러운 변화를 예방한다. 또한 주밸브(11) 및 보조밸브(12)가 최대/최소 운전점이 아닌 안정된 영역에서 공정제어를 가능하도록 하며, 이는 밸브의 빈번한 개방/폐쇄(open/close)로 인한 디스크와 시트의 손상, 스로틀(Throttle) 운전 구간에서의 고온 고압의 스팀에 의한 밸브의 마모 현상 등 생산성을 저해하는 요소를 제거할 수 있는 효과를 가져 올 수 있다. Therefore, the auxiliary valve control method according to the main valve operation demand amount using the integrating operation of the PID controller according to the present invention can be applied to the process of controlling one parameter by two or more valves. The PID controller output of the main valve 11 The PID controller of the auxiliary valve 12 is controlled by adding the PID controller of the auxiliary valve 12 whose parameters are variable and the integral operation is used to control the auxiliary valve 12. The PID controller of the auxiliary valve 12 uses only the integral operation, The valve operates linearly, which again prevents sudden changes in the control parameters. This allows the main valve 11 and the auxiliary valve 12 to perform process control in a stable area other than the maximum / minimum operating point, which can cause damage to the disc and the seat due to frequent opening / closing of the valve, Throttle) It is possible to eliminate the factor that hinders the productivity, such as the wear of the valve due to high-temperature high-pressure steam in the operating section.

단일 밸브로 변수를 제어하는 공정에서의 운전특성상 전폐 상태에서 개방/폐쇄(Open/Close) 동작의 발생은 필연적이므로 밸브의 손상이 불가피하며, 이로 인한 유체의 패싱(Passing) 현상은 공정의 손실을 초래할 수 밖에 없다. 이 때 패싱(Passing)량 및 손실은 밸브의 크기에 비례하기 때문에, 이러한 공정의 경우 용량이 작은 밸브를 추가 설치하여 주밸브(11)로 사용하고 기존밸브를 보조로 사용하여 본 발명을 적용한다면 불가피한 손실을 절감할 수 있을 것이다. Due to the characteristics of operation in the process of controlling the parameters by a single valve, it is inevitable that the opening / closing (open / close) operation in the closed state is inevitable, so that the valve is inevitably damaged and the passing phenomenon of the fluid causes a loss I can not help but cause it. In this case, since the amount of passage and the loss are proportional to the size of the valve, in the case of such a process, if a valve having a small capacity is additionally installed and used as a main valve 11 and an existing valve is used as an auxiliary, Loss can be saved.

본 발명은 상기 실시예에서 두 개의 밸브에 관해서 기술하였으나, 그 이상의 밸브를 사용하는 공정에서도 해당 공정과 밸브의 특성을 고려하여 적절한 설정값을 사용한다면 폭넓은 분야에서 적용이 가능할 것이다.Although the present invention has been described with respect to two valves in the above embodiments, the present invention can be applied to a wide range of applications even if a valve is used in a process of using more than one valve.

10 : 주PID제어기 11 : 주밸브
12 : 보조밸브 20 : 보조PID제어기10: Main PID controller 11: Main valve
12: auxiliary valve 20: auxiliary PID controller

Claims (4)

1) 주밸브(11)를 제어하는 주PID제어기(10)의 출력에 따라 보조밸브(12)를 제어하는 보조PID제어기(20)를 추가 구성하고, 상기 주PID제어기(10)의 출력이 상한값 이상일 경우 상기 보조PID제어기(20)에 기설정된 양(+)의 편차(Error)가 입력되고, 상기 주PID제어기(10)의 출력이 하한값 이하일 경우 기설정된 음(-)의 편차(Error)가 입력되며, 상기 주PID제어기(10)의 출력이 상한값과 하한값 사이일 경우 0의 편차(Error)가 입력되어 주PID제어기(10)의 출력에 따라 보조PID제어기(20)의 편차(Error)를 산정하는 단계와,
2) 보조밸브(12)의 개도에 따라 보조PID제어기(20)의 적분시간(Ti)을 결정하는 단계와,
3) 상기 단계 1)과 2)에서 산출된 편차(Error)와 적분시간(Ti)을 입력으로 하여 하기 수식 (1)에 따라 산출된 보조PID제어기(20)의 출력으로 보조밸브(12)를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법.
수식 (1) : 보조PID 제어기 출력 =
Figure pat00003
1) An auxiliary PID controller 20 for controlling the auxiliary valve 12 according to the output of the main PID controller 10 for controlling the main valve 11 is additionally provided. When the output of the main PID controller 10 is higher than the upper limit value The deviation of the predetermined positive value is input to the auxiliary PID controller 20 and when the output of the main PID controller 10 is less than the lower limit value, When the output of the main PID controller 10 is between the upper limit value and the lower limit value, a deviation of 0 is inputted and the deviation of the auxiliary PID controller 20 is calculated according to the output of the main PID controller 10 , ≪ / RTI &
2) determining the integration time Ti of the auxiliary PID controller 20 according to the opening degree of the auxiliary valve 12,
3) The auxiliary valve 12 is connected to the output of the auxiliary PID controller 20 calculated according to the following equation (1) with the input of the deviation (Error) and the integration time Ti calculated in the above steps 1) and 2) And controlling the auxiliary valve based on the main valve operation demand amount using the integral operation of the PID controller in the power plant.
Equation (1): Auxiliary PID controller output =
Figure pat00003
 제1항에 있어서,
상기 주PID제어기(10)의 출력이 상한값 이상일 경우 보조밸브(12)를 일정한 기울기로 개방(Open)하고, 상기 주PID제어기(10)의 출력이 하한값 이하일 경우 보조밸브(12)를 일정한 기울기로 폐쇄(Close)하고, 상기 주PID제어기(10)의 출력이 상한값과 하한값 사이일 경우 보조밸브(12)의 개도를 유지시켜 공정의 전체 필요 조작량 중 적정량을 보조밸브(12)가 분담하게 하는 것을 특징으로 하는 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법.The method according to claim 1,
When the output of the main PID controller 10 is equal to or greater than the upper limit value, the auxiliary valve 12 is opened at a predetermined slope. When the output of the main PID controller 10 is lower than the lower limit value, And when the output of the main PID controller 10 is between the upper limit value and the lower limit value, the opening degree of the auxiliary valve 12 is maintained to allow the auxiliary valve 12 to share an appropriate amount of the total required operation amount of the process A method of controlling an auxiliary valve according to a required amount of operation of a main valve using integral operation of a PID controller in a power plant. 제1항에 있어서,
상기 주PID제어기(10)의 출력의 상한값은 60%이고, 상기 주PID제어기(10)의 출력의 하한값은 30%인 것을 특징으로 하는 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the upper limit value of the output of the main PID controller 10 is 60% and the lower limit value of the output of the main PID controller 10 is 30%. In the power plant, the auxiliary operation according to the main valve operation demand amount using the integral operation of the PID controller Valve control method. 제1항에 있어서,
상기 보조밸브(12)의 개도가 5% 초과시에는 보조PID제어기(20)의 적분시간(Ti)값을 30으로 설정하고, 보조밸브(12)의 개도가 5% 이하시 보조PID제어기(20)의 적분시간(Ti)값을 3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 발전소에서 PID 제어기의 적분 동작을 이용한 주밸브 조작요구량에 따른 보조밸브 제어방법.The method according to claim 1,
The integration time Ti value of the auxiliary PID controller 20 is set to 30 when the opening degree of the auxiliary valve 12 is 5% or more and the integration time Ti of the auxiliary PID controller 20 is set to 30% Wherein the integral time (Ti) value of the PID controller is set to 3. The auxiliary valve control method according to claim 1,
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