JPH01175002A

JPH01175002A - プロセスの制御機構

Info

Publication number: JPH01175002A
Application number: JP33636387A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Nukui; 一光温井; Kenji Nakamura; 賢二中村
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-11

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〕本発明はブ〔１セスの制＋２ｏｎ構に関するものである
。

〔従来の技術〕

各種プロセスを制御するｖＡ１１５計に於ける制御２１
１動作としてはＰＩＤ動作が一般的であり、これは実制
御ｆｉｔの目標値からの偏ｎｅを人力とし、次式の演咋
により、制御２１１対象の操作信号ｙを発生するらので
ある。

従来、かかる式に於ける比例、積分及び微分項の各係数
Ｋｐ　、に＋　、Ｋｏ４よ、系の周波数Ｌｔ＞答を利用
した限界感度法等により適切な値となるように調整し、
そしてこの１「（をＰＩＤ動作ｌ１１）に固定的に設定
して、制御ｉＢの変化にかかわらず−・定の前記係数値
により制御を行っている。また、従来【よ、プロセス中
のむだ時間要素に対応する！こめのむだ時間の設定も固
定的に行っている。

（発明が解決しようとする問題点〕しかしながら実際の制！２１１に於いては、制御対策の
特性等により、制御ｉ６が変化すると系の１５性ら変化
し、従ってυ制御用の対象範囲の全てに渡って前記各係
数やむだ時間が適切となるということはない。

例えば流ｆｆ１ｖＡＯｉ１弁により流量制御を行う場合
に於いて、この弁の特性が第３図（ａ）に示すようなも
のであった場合、弁の間ＩＩＩの変化に対する流量の変
化の割合は、流量が１００％イ・１近に於いて大きく、
３０％イ」近では小さい。従って例えば前記係数のうち
、比例項の係数Ｋｐを従来のように第４図（ａ）に破線
で示す如く流量にかかわらず一定値どして、各流量に於
ける偏差に対する弁開度の変化を一定とすると、各流量
に於１ノる流量の変化の割合が大きく変化するのて・、
かかる係数Ｋｐが流１−ｆｋ　３０％〜１００％の範囲
に渡って全で適切となることはない。また、配管内の流
速は第３図（１））に示すように流ｆａが大きい程大き
くなって、逆にむだ時間は小さくなり、このようにむだ
時間も前記流量の範囲に渡って変化する。他の係数に＋
　、Ｋｏについてはプロセスの特性に依存するものの、
やはり流量に対して適切な値が変化する。

従来は、このように制御ｍの変化に伴う各係数伯Ｋｌ）
、に＋　、ＫＤ及びむだ時間の適切値の変化を考慮せず
に制す１１を行っているので、制御量の対象範囲の全て
に渡る思通くｒ制御は不可能で、制御用を対象範囲の全
てに渡って安定して制御することか困ガである。

本発明は以上の問題点を解決することを目的とＪるもの
である。

〔問題点を解決Ｊるための手段〕

本発明の構成を、実施例に対応１６第１図へ・第４図を
参照して説明すると、本発明は、対象どりるプロレスに
於ける制御用または制御目標値と、Ｐ　Ｉ　Ｄす」作の
比例、積分及び微分項の各係数並びにむだ時間との対応
関係を記憶し、萌記制御６１よたは制御３ｔ＋　１１標
１＋ｆｉを入力と゛すると共に前記各係数並びにむだ時
間を出力とするパラメータ生成部１と、該パラメータ生
成部１の出力により前記各係数を設定するＰＩＤ制御部
２並びにむだ時間を設定づ゛るむだ時間補償部３とを設
け、プロセスの制御量またｔよ制御目標値に対応して前
記パラメータ生成部１により生成した前記各係数並びに
むだ時間を夫々前記ＰＩＤ制御部２並びにむだ４．″を
間補償部３に設定して操作部４を操作−１゛ろ構成とし
たものである。

〔作用及び実施例〕

本発明の作用を、流ｉｔｌ調節弁による流量制御に適用
した実施例につき図に基づいて説明する。まず第１図に
於いて符号５は配管Ｇに設けたオリフィス、７（よ７７
を吊訓であり、また８（ま該流ら１八１７からの３１’
ｌ定流ｆｄ僧呂と流Ｒ設定部９からの設定流量（二Ｂと
を比較して偏を信号を得る比較部を承りものである。

かかる構成に於いて、流吊泪７からの測定流量信号およ
び流５１設定部９からの没定流ｉ１仁シ号は曲間比較部
８に人力さｉｔ、ＰＩＤ制御部２に於けるＰＩＤｉ與吟
の為の偏差（Ａ号ｅをｊξｌるためと共に、パラメータ
生成部１に入力される。しかしてパラメータ生成部１に
於いては、予め記憶さ゛れている対応関係から、測定流
星信号または設定冷徹信号に対応する前記各係数信号Ｋ
ｐ’、に＋’。

Ｋｏ’　とむだＩ＋、″Ｉ間信舅°「が生成され、前者
の各係数（、″７号Ｋｐ’　、に＋’　、Ｋｏ′ＧよＰ
ＩＤ制御部２に、そしてむだ１１．’ｉ間信号［はむだ
１１５間補償部３に出力される。こうしてＰＩＤ制御部
２に於いては、前記偏差信号ｅと該各係数信号Ｋｐ’、
に＋’。

）くＤ′に基づき、］・式の役１詐により成品調節弁４
の操作信号ｙ′を得て、これをむだ時間補償部３に、出
力し、該むｔど時間補償部３は前記パラメータ生成部１
により設定されているむｔど時間°「を補償１！２に前
記操作部！−３ｙ’　に上り流量調節弁４を操作する。

’Ｊ’　＝ＫＩ）　’　ｘｅ＋　Ｋ＋　’　ｘｆｃｄ　
Ｌ−＋　Ｋｏ’　ｘ、ｕｐｄしかかる制御状態に於いて、流準設定部９の設定流べ１を
変化させ、かかる設定流量の変化ににって流！１１が変
化すると、パラメータ生成部１に入力される測定流量信
号またはｌ役定流小信号し変化するので、該パラメータ
生成部１は今回の測定流量信号に対応しＩこ前記各係数
信号Ｋｐ’　、Ｋ（’　。

ＫＩ）′並びにむだ時間信号［を生成し、かがる信号に
基づいて前述と同様の制御を行う。

例えば流量調節弁４の特性が前）ホと同様に、第３図（
ａ）に示ずようなものである場合には、流（１）に対す
る係数Ｋｐ（７）値の対応関係を第４図（ａ）の実線で
示すものとし、即ち小流量で大きく、モして流量が大き
くなるにつれて小さくするように変化させることにより
、各流量に於ける偏差に対する流量の変化の割合を一定
とすることができる。

またむだ時間「については、流量に対する対応関係を第
４図（ｂ）の実線で示づ−ものとし、小流１ｆｔで大き
く、流量が大きくなるにつれて小さくするように変化さ
せることにより、流量の変化による流速の変化に対応し
て、適切なむだ１侍間［を設定することができる。他の
係数に＋　、Ｋｏについては１）有述したようにプロレ
スの特性を考虚し、実験や剖算等により、適切な対応関
係を求めれば良い。

例えば、これらの各係数Ｋｐ、に＋、Ｋｏは、近来提案
されている、いわゆるオートチューニング機構を適用し
て求めることができる。

以上の如く、本発明に於いては、流量に対応してｒ”　
Ｉ　ｌ）動作の各係数Ｋｐ’　、に＋’　、Ｋｌ）’並
びにむＩどｌ１１問［を設定して制御を行うので、’（
／；ｔ　ｆＡの制御１５囲の全てに渡って、かかる各係
数並びにむだ時間Ｔを適切に設定して最適な制御を行う
ことができる。

ここで、パラメータ生成部１に於ける、制御計または制
御目標値と、前記各係数にρ、に１゜ＫｏｌｌＱびにむ
だ１１．１間「とのえｊ応関係の記憶は、例えば第２図
に承りように、名利ｔｌｌｌｈｉ（Ｘ＋、・・・。

Ｘｎ；流１１３０％、・、１００％）にターＩ　しての
各係数に＋）　、　Ｋｌ　、　Ｋｌ）並び（こむＩご時
間丁の賄（α１．・・・、αｎ；β１．・・・、βｎ；
γ１．・・・。

γｎ　：τ１．・・・、τｎ）を−１−プルとして記憶
する他、場合によっては関数式として配憶引ることムで
きる。また、該パラメータ１成部１　、Ｐ　Ｉ　Ｄ制御
部２並びにむだ時間補償８１１３等は、適宜のバートウ
ー１．アやマーイクロ］ンピｌ−り笠を利用した構成等
、適宜に構成することができる。。

〔発明の効果〕

本発明は以上の通り、ＰＩＤ動作の比例、積分及び微分
項の各係数並びにむだ時間を、プロセスの制ｍ＋吊また
は制御目標値に対応してパラメータ生成部により生成し
、これをＰＩＤｆｔｉ’１ｔｉ１部並びにむだ時間補償
部に設定して操作部を操作するので、制御量の対象範囲
の全てに渡って最適な制御が可能となり、制御１Ｉｌｒ
：Ｐｉを安定して変化させることができるという効果が
ある。尚、本発明は以、ト説明した流出調節弁による流
は制御の他、適宜のプロセス制御に通用し）［７るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のり木概忠を流呼制御の一例について表
わす系統説明図、第２図はパラメータ生成部に於１する
対応関係の一形態を表わすテーブルの説明図、第３図（
ａ）　、　（ｂ）は第１図の構成に於ｔノる流量に対す
る夫々弁の開度、流速の対応関係説明図、第３図は本発
明に於りる流量に対する夫々比例項の係数、むだｌ）間
の対応関係説明図である。符号１・・・パラメータ生成部、２・・・Ｉ）　ｌ　Ｄ
制御部、３・・・むだ時間補償部、４・・・操作部（流
１ｌｉ１調節弁）、５１・・・オリフィス、６・・・配
管、７・・・流量６１，８・・・比較部、５〕・・・；
ん１！段設定３、出願人　　東京瓦１ｖｉ株式会ネ１代即人　　　三　　案　　晃　　１］第２図第３図（α）３０％　　流　量　　１００％第４図（ａ）第４図（ｂ）３０　’１０　　　Ｈｚ　　ｇ　　　１００　％平叙２
ネ甫正￥！ド（方式）％式％１、事件の表示昭和６２年特許願第３３６３６３号２、発明の名称プロセスの制御機構：３．補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　東京都港区海岸１丁１］５番２０号名称東京瓦斯
株式会社代表者　渡辺　宏　　　　　　（４、代理人　〒１０１　　Ｔｕ　（２９／Ｉ）　７３４
１〜２住所　東京都千代ＦＴ（区神「口錦町１１−　Ｉ
Ｉ　２１番地昭和６３年３月２９日６、補正の対象明細書の図面の簡単な説明の欄７、補正の内容明細書第９頁第１６行目の、「第３図は」という記載を
、「第４図（ａ）、（ｂ）は」という記載に補正します
。

Claims

【特許請求の範囲】

対象とするプロセスに於ける制御量または制御目標値と
、ＰＩＤ動作の比例、積分及び微分項の各係数並びにむ
だ時間との対応関係を記憶し、前記制御量または制御目
標値を入力とすると共に前記各係数並びにむだ時間を出
力とするパラメータ生成部と、該パラメータ生成部の出
力により前記各係数を設定するＰＩＤ制御部並びにむだ
時間を設定するむだ時間補償部とを設け、プロセスの制
御量または制御目標値に対応して前記パラメータ生成部
により生成した前記各係数並びにむだ時間を夫々前記Ｐ
ＩＤ制御部並びにむだ時間補償部に設定して操作部を操
作することを特徴とするプロセスの制御機構。