TWI297423B - - Google Patents

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1297423 五、發明說明（2) 當回授訊號A值大於目標預定值Ao時，表示熱水供應 系統（受控系統11 0)所產生之供應水壓（控制變數）過大。 控制單元130即降低幫浦馬達之轉速（受控變數），以減小 供應水壓。而當回授訊號A值小於目標預定值A〇時，表示 熱水供應系統所產生之供應水壓不足。控制單元1 3 〇便提 高幫浦馬達之轉速，以補充供應水壓量。

然而，監測單元1 2 0會因為壽命、品質不良以及受外 力破壞等問題使得其感測元件故障、傳送器異常、導壓管 路、接頭洩漏、導線異常以及輸入模組異常。因此，造成 其輸出之回授訊號A異常，無法正常反應出受控系統1 1 〇之 狀態。例如目前幫浦馬達實際轉速約為每秒丨i00轉，對應 之供應水壓約20· 5 kg/cm2，而目標預定值Ao設為20 kg/cm2 ’對應馬達轉速預定為每秒1〇5〇轉。由於回授訊號八 異常’控制器1 3 0接收之回授訊號a值一直固定為j 9 kg/cm2 °於是控制器13〇根據回授訊號a值與目標預定值A〇 之比較，認為馬達轉速過慢，便一直增加馬達轉速，最後 導致馬達失控，甚至整個熱水供應系統損壞。 一般閉迴路控制系統並無回授訊號之異常判斷功能。 因此’很容易導致上述之系、統失控而影響生產，增加系統

之，險性。而且當系統發出異常警訊時，工作人員必須到 現場以手動方式停機並進行修復，待修復後再恢復系統之 運轉。無法在回授訊號異常時繼續維持正常運轉，嚴重影 響後續之控制程序。 、

1297423 五、發明說明（3) 【發明内容】 “nmr月的目的就是在提供-種閉迴路控制 ^及其方法。利用兩組回授訊號判斷回授訊號本身是否 正吊，並於回授訊號異常時，鎖定受控系統之受控變數， 以避免受控系統失控，且可七拖你 ,. ^^Jist^且了切換使用正常的監測單元繼續 運作’不品停機直接在線上維修或更新異常的監測單元。 可立即恢復自動控制功能，不受異常處理時間之限制。 括a根械據/本考x明的目的’提出一種閉迴路控制系統，其包 括受控糸統、第一監測單元、签_ β — 單元。受控系統具有受控變數 =用=感測文控系統’並輸出對應控制變數之第一回授 ϊ之匕元用以感測受控系統，並輸出對應控制變 數第一口授值。回授控制單元根據第-回授值或第二回 3值與Τ定值之差值經程式運算後輸出控制受控系統Τ 該X控系統之控制變數到读褚< 戶信及隹-Μ 達又之设定值，並利用第一回 扠值及第一回授值之絕對差值判斷監測單元是否正常 。當絕對差值小於誤差預定值時，回授控制‘ 時，回授控制單元鎖定受控變數為固定值。預疋值 絕對差值小於誤差預定值時 器:用以同步數於Γ控制單元更包括暫存 定個回授存輸出值，且暫存器中儲存有固 控制早元執行PID程式操作所得到最新之輸出

1297423 —·— 五、發明說明（4) 值 ⑷ 此u畲絕對差值不小於誤差預定值時，回授控制單元根據 暫存器中儲存固定個輸出值之平均值，以鎖定受控變數為 固定值。 回授控制單元包括判別單元以及控制器。判別單元用 、接收第一回授值及第一回授值’並據以輸出判別訊號。 ^第一回授值與第二回授值之絕對差值小於誤差預定值 寸 判別訊號為正常’而當絕對差值不小於誤差預定值 時丄判別訊號為異常。控制器則用以根據判別結果調整或 ，定受控變數。當判別訊號為正常時，控制器根據第一回 目標預定值之比較’調整受控變數；當判別訊號為 ”㊉¥，控制器鎖定受控變數為固定值。 回 及該第 點輪出 時，控 受控變 別單元 之正常 之參考 斷係參 一組回 功能暫 於 常時， 參考點之監測單元裏 別功能暫時停止致倉丨

授值之 之回授 值之絕 時，切 於判別 ’可由 器，同 > 斷係非 元之判 枚控制單元更包括切換 一回授值並可由操作者 至控制器，當操作者選 制器會根據該被選擇回 數，而另一組未被選擇 用以計算與參考點回授 舆否且於判別訊號正常 點回授值至該控制器。 考點之監測單元異常時 ^值（非參考點）至控制 時停止致能（Disable). 判別訊號異常，且經判 則可由操作者將判別單 單元 選擇其中一組回受值 擇第一或第二回授值 變化調整受控 值（非參考點） 對差值以決定 換單元係輪出 δίΐ ?虎為異常， 切換單元選擇 時將判別單元 回授值 為參考 參考點 系統之 則由判 回授值 被選擇 且經判 輸出另 之判別 1297423 五、發明說明（5) =^除心鎖定並恢復根據原 參考點回授值控制受控變數。當異常之第一監測 二/監測单元經維復或更新後，操作者重新致能 (Eable)判別单元，恢復判斷單元之判斷功能。因此，可 於回授訊號異常時，利用鎖定受控 2控=失控’並提供切換功能及判斷“=及= 二ΐ: ί在回授訊號發生異常時不但能避免系統失控並 ΐ::”動運轉及提供系統正常運轉下執行異常之回授 δίΐ號故排除。 *根，發明之目的’提出一種閉迴路控制方法，用以 控制受控系統之控制變數。閉迴路控制方法包括：分別使 用第一監測單元及第二監測單元感測受控系統，以得到對 應之第一回授值及第二回授值；判斷第一回授值與第二回 授值之絕對差值是否小於誤差預定值，若絕對差值小於誤 差預定值，根據第-回授值（可切換），調整受控變數，並 繼續執行感測受控系統之步驟；若絕對差值不小於誤差 疋值，鎖定受控變數為固定值；根據正常之第一回授值 第二，授值，調整受控變數；以及修復或更新異常之第二 監測單儿或第二監測單元，並繼續執行感測受控系統之牛 驟。 ν 於絕對差值小於誤差預定值時，執行ρ [ D程式操作， 根據第一回授值與目標預定值之比較，得到輸出值' 制文控變數。本方法更包括儲存固定個執行PID程式二 所得到最新之輸出值。鎖定受控變數為固定值之步驟係根

I 第9頁 TW1441F(旺宏）.ptd 1297423 發明說明（6) 據預先儲存固定個輪出值之… 值。因此’於監測單元故障：’食貞定文控變數為固定 測單元繼續運作’ τ受 另-部正常之監 懂，下文特舉一較佳實施】：二和優點能更明顯易 明如下： 配合所附圖式，作詳細說 【實施方式】 本發明之特點在於同時利 統’並藉由其輸出之兩』：：：測早兀感測受控系

續運作，ϋ直接在線上對里常：至f吊的一組監測單元繼 校正及保養不需停機。因進行維修、 不受異常處理時間之限制。 IM灰復自動控制功能’ 路二:ί ΐ ΓΛ ?緣示依照本發明-較佳實施例閉迴 圖。閉迴路控制系統200包括受控系 = 210、第-監測单元220、第二監測單元23〇以及回授控

:早元240。受控系統210例如是—種熱水供應系統，且回 授控制單元240係用以控制受控系統21〇之一個受控變數， 例如是熱水供應系統中幫浦馬達之轉速，以達到一個控制 變數之目標值，例如是20 kg/cm2之水壓。第一監測單元22丨 及第二監測單兀230係分別用以感測受控系統21〇以輸出對 應控制變數之第-回授值S1及第二回授值S2，例如是熱水

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圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖繪示傳統閉迴路控制系統結構方塊圖； 第2圖繪不依照本發明一較佳實施例閉迴 結構方塊圖；以及 仅剌糸統 迴路控 制方法流 第3圖繪示依照本發明較佳實施例閉 程圖。 圖式標號說明 I 0 0、2 0 0 :閉迴路控制系統 II 0、2 1 0 :受控系統 120 :監測單元 130 :控制單元 2 20 ··第一監測單元 2 3 0 :第二監測單元 2 4 0 :回授控制單元 242 :判別單元 244 :控制器 246 :暫存器 248 :切換單元

TW1441F(旺宏）.Ptd 第16頁

Claims (1)

1. 修正 1297423 ----93T0Qfi20 六、申請專利範圍 1 · 一種閉迴路控制系統，用以控制生產現場之一物理 量’以避免失控而影響生產，該控制系統包括： 一受控系統，用以產生該物理量，具有一受控變數及 一控制變數，其中該控制變數係為對應該物理量，該物理 量之大小隨著該控制變數而改變； 一第一監測單元，用以感測該受控系統，並輸出對應 該控制變數之一第一回授值； 一第二監測單元，用以感測該受控系統，並輪出掛麻 該控制變數之一第二回授值；以及 心 一回授控制單元，用以根據該第一回授值及該第二回 授值之一絕對差值，以控制該受控變數； 其中’當該絕對差值小於一誤差預定值時，該回授控 制單元根據該被選擇之第一回授值或第二回授值調敕談二 控變數； 。正以又 其中，當該絕對差值不小於該誤差預定值時，該回授 控制單元立即鎖定該受控變數為實質上可維持該受i系^ 之正常運轉之一固定值，以避免因異常而令該受控^統失 控而影響生產，並使得該受控系統能依據被鎖定2該受杵 變數而運轉之同時，該第一及第二監測單元得以被‘ 更f;該回授控制單元係能選擇性地從鎖定該受控變數之 狀悲’恢復根據該絕對差值以控制該受控變數。 2·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中於該絕對 差值小於該誤差預定值時，該回授控制單元係執行^程 式操作，根據該被選擇之第一回授值或第二回授值與

   TW1441(060801)CRF.ptc 第17頁 1297423

   私預定值之比車父’得到_輸出值，以控制該受控變數。 制單3元=專：；圍第2項所述之系統，其中該回授控 暫存器，用以儲存該輸出值，且該暫存薄 = = 回授控制單元執行該PID程式操得 到最新之該些輸出值。 寸 4·如申請專利範圍第3項所述之系統，其中於該絕對 :小於該誤差預定值時，該回授控制單元根據該暫存 ^固定：固定個該些輸出值之平均值，鎖定該受控變數為 :如申請專利範圍第丨項所述之系統，其中於該回授 f早兀鎖定該受控變數為該固定值之後，該回授控制單 =根據正常之㈣—回授值或該第=回授值控㈣受 # i丄如申ΐ專利範圍第5項所述之系統，其中待異常之 =4丨W'則單元或該第二監測單元修復或更新後，該回授 工1早元根據該絕對差值控制該受控變數。 7·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該回授控 制早元更包括：

   了判別單元，用以接收該第一回授值及該第二回授 f f據以輪出一判別訊號，其中當該絕對差值小於該誤 =，定值該判別訊號為正常，而當該絕對差值不小於 該誤f預疋，時，該判別訊號為異常；以及 立控制器’用以根據該判別訊號，控制該受控變數， ^田該判別訊號為正常時，該控制器根據該該被選擇之

   第18頁 1297423

   a_修正 第一回授值志楚一 咕炎s a + 弟二回授值調整該受控變數，且當該判別訊 8 & ^控制器鎖定該受控變數為該固定值。 w抑」t申睛專利範圍第7項所述之系統，其中該回授控 制單7〇更包枯_ , ^仿一切換單元，用以接收該第〆回授值及該第 二回授值並摆 味， =一輸出至該控制器，且於該判別訊號正常 U “切換單元係輪出該 之第一回授 授值至該控制器。 > ·如^请專利範圍第8項所述之系統，其中於該判別 j 為異吊’且經判斷係該第一監測單元異常時，該切換 早疋切換輸出該第二回授值至該控制器，同時可停止致能 (Disable)該判別單元。 二^ 1〇.^如申請專利範圍第Θ項所述之系統，其中於該判別 1號異f，且經判斷係該非選定參考值之監測單元異常 牯’可停止致能該判別單元，並根據該原選定監測單 參考值繼續控制該受控變數。 11 ·如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中當異常 之該第一監測單元或該第二監測單元經修復或更新時，誃 控制器重新致能（Enab 1 e )該判別單元，並根據該判 控制該受控變數。 々彳戒#u 1 2 · —種閉迴路控制方法，用以控制生產現場之— 理量，以避免失控而影響生產，其中一受控系統之一為物 變數係對應該受控系統所產生的該物理量，該閉又控 古生办t . 才1兑路控制 分別使用一第一監測單元及一第二監測單元感測該為

   TW1441(060801)CRF.ptc 第19頁 1297423 ----- 案號 9310Qfi9n_ 年月曰___ 六、申請專利範圍 控系統，以得到對應該控制變數之一第一回授值及一第二 回授值； 判斷該第一回授值與該第二回授值之一絕對差值是否 小於一誤差預定值，若該絕對差值小於該誤差預定值，根 據該所選定為參考點之第一回授值或第二回授值調整該受 控變數’並繼續執行感測該受控系統之該步驟； ^ 若該絕對差值不小於該誤差預定值，立即鎖定該受控 變數為實質上可維持該受控系統之正常運轉之一固定值， X避免因異常而令該受控系統失控而影響生產；根據正常 之該第一回授值或該第二回授值，調整該受控變數；以及 、 於該受控系統依據被鎖定為該固定值之該受控變數而 ，轉^同時，修復或更新異常之該第一監測單元或該第二 ^测單元’並繼續執行感測該受控系統之該步驟。； 從鎖定該受控變數之狀態，繼續執行感測該受控系統 之該步驟。 1 3·如申請專利範圍第丨2項所述之方法，其中當該絕 對差值小於該誤差預定值時，係執行PID程式操作，根據 j所選定為參考點之第一回授值或第二回授值與一目標預 疋值之比較，得到一輸出值，以控制該受控變數。 1 4·如申請專利範圍第1 3項所述之方法，其中該方法 更包括儲存固定個執行PID程式操作所得到最新之該些輸 出值。 ☆ 1 5 ·如申請專利範圍第丨4項所述之方法，其中鎖定該 又控變數為該固定值之該步驟包括根據預先儲存固定個該

   案號 93109620 1297423 一修正 曰 六、申請專利範圍 些輸出值之平均值，以鎖定該受控變數為該固定值。 16·如申請專利範圍第15項所述之方法，其中根據正 常之該第一回授值或該第二回授值調整該受控變數之該牛 驟包括判斷該第一及第二監測單元是否異常，若該第二= 測單元異常，根據正常之該第二回授值與該目標預定值: =整該受控變數；若該第—監測單元正常，根據正 承第一回授值與該目標預定值之比較，調整該受控變 數。 二:.主如申請專利範圍第12項所述之方法，《中該受控 ΐ供應供應系、统’該受控變數係為該熱水供應系 18.如申請專利範圍第17項所述之方法，其中成 系統^括一幫浦馬達，該受控數為該;二卫 系統係為-熱水供應系、统 控變數 其中:雙控 系統供應之水壓值。 曷該熱水供應 20·如申請專利範圍第丨9項所述之系統，苴 系統包括一幫浦馬達’肖受控變數為該幫浦馬達之；：控