JPH01133101A - 多変数制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多変数制御装置に係り、特に圧延など高速処理
を必要とする制御に好適な多変数制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は第２図に示すような構成となっていた。本
図は圧延制御の場合を例として示す。

鋼材７は複数の圧延機（スタンド）５を連続して通過し
、その間に圧延される。各スタンド５毎に圧延制御を行
う為、専用のＰＩ１０２とプロセス制御装置１を持ち、
各プロセス制御装置１は、ネットワーク８で結ばれたプ
ロセス計算機６から圧延初期に指示される圧延仕様を達
成すべく、通過する鋼材７に対する制御を実時間で実施
していた。しかしながら、連続して通過する鋼材に対す
るスタンドでの制御が、他のスタンド、特に隣接するス
タンドの制御に影響を及ぼすことは容易に推定できるが
、プロセス制御装置１は１スタンドに対する実時間処理
能力しかなく、各スタンド５の状態を考慮した制御を考
えると（スタンド）２の演算能力が必要となり実現でき
なかった。

このように、従来の制御はスタンド間の影響を考慮して
いない為、高速圧延に対し精度向上に限界があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、プロセス制御装置間の高速データ転送
手段がない為、スタンドの制御による他スタンドへの影
響を考慮した実時間制御ができないという問題があった
。

また、多変数制御適用時、状態変数の増加にともなう大
容量の行列積演算を高速処理できないという問題があっ
た。

本発明の目的は、多変数演算の演算速度の高速化と各制
御装置間のデータ転送の高速化を計ることにより、各制
御対象からの状態変数に基づく多変数制御を高速で処理
できる多変数制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、上位制御手段から設定された制御信号と
複数の制御対象から入力された測定信号とに基づき操作
信号を生成する各々の前記制御対象に設けられた制御手
段と、該制御手段と前記制御対象との信号授受を行う入
出力手段と、を有する制御装置において、前記制御手段
を前記制御信号と各々の前記制御対象の前記測定信号と
に基づき多変数演算し各々の前記制御対象に前記操作信
号を生成する多変数制御手段とし、該多変数制御手段と
前記入出力手段とを通信回線で接続しデータ転送を行う
通信手段−を設けたことを特徴とする多変数制御装置に
より解決される。

〔作用〕

上位制御手段からの制御信号と複数の制御対象からの測
定信号とを入力して各々の制御対象に操作信号を出力す
る制御装置において、前記制御信号と各々の前記制御対
象の前記測定信号とに基づいて多変数制御手段により多
変数演算し、各々の前記制御対象に前記操作信号を生成
し、この操作信号と前記測定信号とを通信手段により寺
寺イ捲＊楼巷母毒前記多変数制御手段と入出力手段との
間でデータ転送する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は本実施例の全体構成を示す図で、圧延機４台か
ら成る圧延制御システムに多変数制御を適用した場合を
示す。

ＰＩ／○（入出力手段）２は圧延機（スタンド）５に対
する制御信号２４をドライバ３に出力し、ドライバ３は
駆動信号２５をスタンド５に出力する。また、スタンド
５の状態量２６はセンサ４に入力され状態信号２７とし
て、Ｐｒ２Ｏ３に入力される。複数のプロセス制御装置
１は各ＰＩ１０２からスタンド５の状態を入力し、製品
仕様を達成すべく適切なプロセス動作指示を算出して該
当ＰＩ１０２に出力する。

複数のプロセス制御装置１とＰｒ２Ｏ３は、データ転送
を高速に行うリンケージ装置（通信手段）２２に接続さ
れる。このリンケージ装置２２はソフトレスな転送装置
で、このリンケージ装置２２に接続される複数のプロセ
ス制御装置１に各ＰＩ１０２のデータ全てをサイクリッ
クに供給するとともにデータの更新ができる。さらに、
本リンケージ装置２２は、プロセス制御装置１の保有す
る制御データもＰｒ２Ｏ３のデータと同様に、他のプロ
セス制御装置１にサイクリックに供給するとともに、デ
ータの更新ができる。各プロセス制御装置１における、
リンケージインターフェイス族＠２３には、リンケージ
装置２２に接続される装置の全データが保持され、プロ
セス制御装置１内のＤｉｒｅｃｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ（Ｄ　Ｄ　Ｃ）コントローラ２０から任意
の時間に読み書きできる。

複数のプロセス制御装置１は、上位のネットワーク８に
それぞれ接続され、本ネットワーク８に接続されるプロ
セス計算機（上位制御手段）６からの製品仕様指示や、
演算パラメータを受信し圧延情報を送信する。本実施例
におけるプロセス制御装置１では、圧延制御系を機能単
位に分割した例として、２分割の構成例を示している。

各プロセス制御装置１内には、ディジタル信号処理装置
を採用し、多変数制御特有の行列積演算を高速に行うＶ
ｅｃｔｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ　　（Ｖ
ＰＵ）　　２１（多変数制御手段）の複数個をＤＤＣコ
ントローラ２０とバス２８でリンクさせ、ＶＰＵ２１が
並列動作可能なようにコプロセッサ化した。

次に本実施例の動作を説明する。上位のプロセス計算機
６よりネットワーク８を経由して送信される製品仕様と
制御パラメータは、各プロセス制御装置１に入力され、
ＶＰＵ２１のパラメータに変換された後、各ＶＰＵ２１
に記憶される。圧延が開始されるとプロセス制御装置１
−１内のＤＤＣコントローラ２ｏは、ＰＩ１０２とリン
ケージ装置２２を経由した各スタンド５の状態をリンケ
ージインターフェイス装置２３により読み取り、状態変
数としてＶＰＵ２１に与える。

ＶＰＵ２１は各スタンド５ごとに準備され、各スタンド
５の最適操作量をコプロセッサ機能を生かし、状態変数
との行列積を同時演算で算出する。

この算出した最適操作量はリンケージ装置２２を介して
プロセス制御装Ｗｉ１−２内に取り込まれ各ＰＩ１０２
に出力する実際の操作量に変換するため行列積演算を行
い、この演算後の操作量をリンケージインターフェイス
装置２３を介して各ＰＩ１０２に出力し、スタンド５を
駆動する。

本実施例は、第２図に示した従来例に比べで、以下の効
果がある。

リンケージ装置２２によるプロセス制御装置１とＰＩ１
０２間のデータ転送が、ソフトレスでサイクリックに行
なえるため、リンケージ装置２２のない上位ネットワー
クを使用した従来例に比べ約７倍の高速化が得られる。

また、ディジタル信号処理装置を採用し、多変数制御特
有の行列積演算を高速化することができ、しかも、独自
に演算を継続できるようにコプロセッサ化したことによ
り、従来例に比べ約１５倍の高速化が得られる。

さらに、制御系単位ごとに分割するなど機能の分散化が
容易なため、システム設計が簡単化されシステムの拡張
が容易でフレキシビリティがある。

コストについても従来例に比べ装置のみで１／３になる
。

以上の実施例は、圧延制御に対して多変数制御を適用し
た例を示したが、圧延以外の制御についても同様に適用
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上位制御手段からの制御信号と複数の
制御対象からの測定信号とを入力して各各の前記制御対
象に操作信号を出力する制御装置において、前記制御信
号と各々の前記測定信号とに基づいて多変数制御手段に
より多変数演算し、各々の前記制御対象に前記操作信号
を生成し、この操作信号と前記測定信号とを通信手段に
より前記多変数制御手段と入出力手段との間でデータ転
送することにより前記制御対象からの状態変数に基づく
多変数制御を高速で処理できるという優れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は従来
例の全体構成図である。 １・・・プロセス制御装置、２・・・ＰＩｌｏ、６・・
・プロセス計算機、８・・・ネットワーク、２０・・・
ＤＤＣコントローラ、２１・・・ベクタープロセスユニ
ット、２２・・・リンケージ装置、２３・・リンケージ
インターフェイス装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上位制御手段から設定された制御信号と複数の制御
   対象から入力された測定信号とに基づき操作信号を生成
   する各々の前記制御対象に設けられた制御手段と、該制
   御手段と前記制御対象との信号授受を行う入出力手段と
   、を有する制御装置において、前記制御手段を前記制御
   信号と各々の前記制御対象の前記測定信号とに基づき多
   変数演算し各々の前記制御対象に前記操作信号を生成す
   る多変数制御手段とし、該多変数制御手段と前記入出力
   手段とを通信回線で接続しデータ転送を行う通信手段、
   を設けたことを特徴とする多変数制御装置。 ２、前記多変数演算が行列積演算であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。