KR970076145A

KR970076145A - 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR970076145A
Application number: KR1019960015468A
Authority: KR
Inventors: 윤진규; 백기황; 장재우; 이상주; 서봉국; 박민우; 신준호; 장길상; 한경택; 차문환; 최영재
Original assignee: 정순착; 선경건설 주식회사; 이종학; 한화종합화학 주식회사
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1997-12-12

Abstract

본 발명은 공정의 다변수 모델 예측 제어를 수행하는 분산 제어 시스템용 공정 모델 예측 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 기존의 PID 제어기로 처리할 수 없는 공정에 대해 그 공정의 동특성을 갖는 모델을 사용하여 공정의 미래 출력을 예측하고 미리 설정된 출력값과의 오차가 최소화되도록 제어기 출력값을 계산하여 공정의 입력으로 주는 모델 예측 제어를 수행하는 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치를 제공하는 것으로, 본 발명은 공정 제어를 통해 공정을 모니터링하여 공정 변수를 수신하고 상기 공정부를 제어하기 위해 사용되는 조작변수를 발생하는 분산 제어 시스템에 연결하여 사용되는 것으로, 공정 변수를 입력 받아 다양한 제어 구조에 대한 시뮬레이션을하여 그 결과를 발생하고, 분산 제어 시스템에서의 제어기 구조에 대응하는 제어 구조로써 조작 변수를 연산하여 분산 제어 시스템내의 제어기 설정치로서 제공한다. 본 발명은 시뮬레이션을 통해 공정 제어를 수행함으로써 공정의 위험성 및 공정 이상시에도 제어가 유지될 수 있도록 제어 구조 변경 절차가 사용되어 공정 제어의 안정성이 확보된다.

Description

분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치 및 방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명의 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치를 가진 공정 제어 시스템의 구성도.

제2도는 본 발명의 공정모델 예측 제어 장치중 VAX가 수행하는 연산의 흐름도.

제3도는 본 발명의 공정모델 예측 제어장치중 개인용 컴퓨터가 수행하는 시뮬레이션을 통한 제어기 설계의 흐름도.

Claims

공정부(10)의 제어를 위해 공정부의 공정을 모니터링하여 공정 변수(PV)를 수신하고 상기 공정부(10)를 제어하는 조작 변수(MV)를 발생하는 분산 제어 시스템(20)에 사용되는 것으로, 상기 공정 변수를 입력받아 소정의 공정모델 예측 제어 방법으로 공정의 출력을 계산하고 사전 설정된 변수의 변경을 통해 제어구조변경절차 및 공정제어과정을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 결과를 발생하는 시뮬레이션 수단과; 상기 공정 변수를 입력받고 상기 시뮬레이션 수단에 저장된 시뮬레이션 결과를 이용하여 상기 분산 제어 시스템(20)에서의 제어기 구조에 대응하는 조작 변수 MV를 사전 연산하여 이를 상기 분산 제어 시스템 내의 제어기의 설정치로서 제공하는 연산 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 수단이 개인용 컴퓨터(PC)(34)로 구성되는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 연산 수단이 VAX(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어기의 설정치는 사전 설정된 여러개의 값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어기의 설정치를 상기 분산 제어 시스템에 선택적으로 제공하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 장치.
공정부(10)의 제어를 위해 공정부의 공정을 모니터링하여 공정 변수(PV)를 수신하고 상기 공정부(10)를 제어하는 조작 변수(MV)를 발생하는 분산 제어 시스템(20)에서 사용되는 공정모델 예측 제어 방법으로서, 상기 공정 변수를 이용하여 공정 제어 과정을 시뮬레이션하는 과정과; 상기 공정 변수 및 시뮬레이션 결과를 이용하여 상기 조작 변수(MV)를 계산하고 계산된 값으로 분산 제어 시스템(20)의 제어기의 제어기 설정치를 제공하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분잔 제어 시스템용 공정모델 예측 제어 방법.
제6항에 있어서, 상기 공정 모델을 시뮬레이션하는 과정이, 상기 공정의 크기를 설정하는 단계; 상기 공정의 입출력 변수들의 데이터를 입력하는 단계; 상기 공정의 공정 전달 함수를 입력하는 단계; 상기 시뮬레이션의 경로를 입력하는 단계; 상기 공정의 입력 및 출력 변수의 상태에 따라 제어 구조를 구성하는 단계; 상기 공정의 제어 모델을 입력하는 단계; 상기 제어 모델에서 튜닝 파라미터를 입력하는 단계 상기 제어 모델을 통해 시뮬레이션을 실행하는 단계; 상기 시뮬레이션 결과를 사전 설정된 값과 비교하여 원하는 성능을 얻었는지 상기 시뮬레이션의 실행 결과를 분석하는 단계; 상기 시뮬레이션 결과가 원하는 결과가 아닌 경우 상기 제어 모델의 제어 구조를 재구성하는 단계; 상기 제어 구조의 제어 구조 변경 절차를 결정하는 단계; 상기 시뮬레이션 결과를 통해 제어 모델과 제어 구조를 결정하고 이와 함께 이때의 튜닝 파라미터를 저장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 모델 예측 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 제어기 설정치를 제공하는 과정이, 상기 분산 제어 시스템(20)으로부터 공정 변수를 읽어 들이는 단계와; 상기 읽어 들인 공정 변수가 기설정된 범위내에 있는지를 판단하여 그 값의 유효성을 검토하는 단계와; 상기 검토 단계에서 검토된 결과로써 시뮬레이션을 통해 수집된 제어구조 변경 절차에 따라 제어 구조를 재구성하는 단계와; 상기 재구성된 제어기의 현상태에 적합한 공정모델 및 튜닝 파라미터를 읽어들이는 단계와; 상기 공정 변수들의 제약 조건을 고려하여 공정부(10)의 미래 출력을 예측하고 미리 설정된 출력값과의 오차가 최소화되도록 분산 제어 시스템의 출력값인 MV를 연산하는 단계와; 상기 계산된 MV를 분산 제어 시스템의 제어기 설정치로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 제어 시스템용 공정의 모델 예측 제어 방법.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.