JPH01250102A - 調節計 - Google Patents
調節計Info
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- JPH01250102A JPH01250102A JP7766588A JP7766588A JPH01250102A JP H01250102 A JPH01250102 A JP H01250102A JP 7766588 A JP7766588 A JP 7766588A JP 7766588 A JP7766588 A JP 7766588A JP H01250102 A JPH01250102 A JP H01250102A
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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。
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〉
この発明は、設定値とプロセス量との偏差に比例、積分
演算を行って操作量を演算する調節計に関し、特に追値
制御形の調節計の制御特性の改善に関するものである。
演算を行って操作量を演算する調節計に関し、特に追値
制御形の調節計の制御特性の改善に関するものである。
〈従来技術〉
第６図にプロセス制御を行う追値制御形の調節計の構成
を示す、第６図において、温度等のプロセス量は入力部
１に入力されてデジタル信号に変換される。また、設定
値はファイル２に格納されたデータに基づいて設定部３
により発生される。
を示す、第６図において、温度等のプロセス量は入力部
１に入力されてデジタル信号に変換される。また、設定
値はファイル２に格納されたデータに基づいて設定部３
により発生される。
このプロセス量と設定値は偏差演算部４に入力されてこ
れらの偏差が演算される。この偏差は比例演算部５、積
分演算部６、微分演算部７にそれぞれ入力されてＰＩＤ
演算が実行される。これらの演算部の演算パラメータは
パラメータ設定部８により与えられる。比例演算部５、
積分演算部６、微分演算部７の出力は加算器９に入力さ
れて加算され、出力部１０で４〜２０ｍＡ等のアナログ
信号に変換されて、操作対象（図示せず）に出力される
。出力部１０にはパラメータ設定部８から操作量の上下
限データが入力され、このデータにより操作量が規制さ
れる場合もある。設定部３が発生する設定値はファイル
２に格納されたデータに基づいて発生される。これらの
データは設定値の変化パターンに応じて複数のセグメン
トに分割されて格納されている。第７図にファイル２に
格納されるデータの構成のうち設定値が一定の比率で変
化する追値区間のセグメントの構成を示す、これらのデ
ータは設定値の開始点を示すＳＳＰ、終了点を示すＴＳ
Ｐ、経過時間を示すＴ Ｉ Ｍ Ｅから構成される。設
定部３は設定値をＳＳＰからＴＳＰまでＴ Ｉ Ｍ Ｅ
時間かけて直線的に変化させる。
れらの偏差が演算される。この偏差は比例演算部５、積
分演算部６、微分演算部７にそれぞれ入力されてＰＩＤ
演算が実行される。これらの演算部の演算パラメータは
パラメータ設定部８により与えられる。比例演算部５、
積分演算部６、微分演算部７の出力は加算器９に入力さ
れて加算され、出力部１０で４〜２０ｍＡ等のアナログ
信号に変換されて、操作対象（図示せず）に出力される
。出力部１０にはパラメータ設定部８から操作量の上下
限データが入力され、このデータにより操作量が規制さ
れる場合もある。設定部３が発生する設定値はファイル
２に格納されたデータに基づいて発生される。これらの
データは設定値の変化パターンに応じて複数のセグメン
トに分割されて格納されている。第７図にファイル２に
格納されるデータの構成のうち設定値が一定の比率で変
化する追値区間のセグメントの構成を示す、これらのデ
ータは設定値の開始点を示すＳＳＰ、終了点を示すＴＳ
Ｐ、経過時間を示すＴ Ｉ Ｍ Ｅから構成される。設
定部３は設定値をＳＳＰからＴＳＰまでＴ Ｉ Ｍ Ｅ
時間かけて直線的に変化させる。
例えば、第７図（Ａ）は０℃から４００℃まで時間０で
変化させ、（Ｂ）は０℃から４００ ’Ｃまで１８００
秒かけて変化させる。
変化させ、（Ｂ）は０℃から４００ ’Ｃまで１８００
秒かけて変化させる。
第８図に制御の一例を示す、第８図（Ａ）は第７図（Ａ
）の設定データに対応するものであり、時刻ｔ１で設定
値１１を急上昇させる。その為、偏差が大きくなり、比
例出力１２、積分出力１３、微分出力１４共に増大する
。その為、操作量１５、プロセス量１６共に上昇し、や
がて操作量はプロセス量の増大による偏差の減少と共に
減少する。
）の設定データに対応するものであり、時刻ｔ１で設定
値１１を急上昇させる。その為、偏差が大きくなり、比
例出力１２、積分出力１３、微分出力１４共に増大する
。その為、操作量１５、プロセス量１６共に上昇し、や
がて操作量はプロセス量の増大による偏差の減少と共に
減少する。
時刻ｔ２で設定値とプロセス量が一致し、制御は安定す
る。この様な制御では、プロセス量が設定値に近づく過
程でオーバーシュートが発生する事はないが、事実上無
制御状態になるために問題が残る。
る。この様な制御では、プロセス量が設定値に近づく過
程でオーバーシュートが発生する事はないが、事実上無
制御状態になるために問題が残る。
第８図（Ｂ）の制御は第７図（Ｂ）の設定データに対応
するものであり、時刻ｔ３から設定値１１を徐々に上昇
させる。プロセス量１６は設定値１１に追従して上昇す
る。すなわち、プロセス量１６は設定値１１に対して一
定の偏差を維持しながら変化する。この偏差は微少かつ
一定なので、比例出力、微分出力はいずれも極小になり
、操作量１５はほとんど積分出力によって与えられる。
するものであり、時刻ｔ３から設定値１１を徐々に上昇
させる。プロセス量１６は設定値１１に追従して上昇す
る。すなわち、プロセス量１６は設定値１１に対して一
定の偏差を維持しながら変化する。この偏差は微少かつ
一定なので、比例出力、微分出力はいずれも極小になり
、操作量１５はほとんど積分出力によって与えられる。
操作量の変化分をΔＯＵＴ 、偏差をＤＶとすると、Ａ
ＯｔｌＴ ＝ＤＶ＊Ａｔ／ （ＰＢ＊Ｔｉ）・・・・・
・・・・・・・（１） Δｔ：時間変化分 Ｐ、：比例帯定数 Ｔ、：ｌ１分時間定数 で与えられる。ΔＳＰを設定値の変化分とし、Ｇ ＝
Ａ ＳＰ／ Ａ ＯＵＴ とすると、前記（１）式から ＤＶ＝ （Ｐ Ｂ ＊ Ｔ 、 ／Ｇ）
本 （ＡＳＰ／Ａｔ ）になる、この式にＰ ｅ
” ５％、Ｔ１牛９０Ｓ、ΔＳＰ／Δｔ＝１００％／
１８００Ｓ、Ｇ＝２を代入すると、ＤＶ＝０．１２％に
なる。プロセス量１６は設定値１１に対してこの偏差Ｄ
Ｖを維持しながら追従する。この偏差ＤＶは積分されて
操作量は徐々に上昇する。すなわち、操作量はほとんん
と積分演算によって与えられる。
ＯｔｌＴ ＝ＤＶ＊Ａｔ／ （ＰＢ＊Ｔｉ）・・・・・
・・・・・・・（１） Δｔ：時間変化分 Ｐ、：比例帯定数 Ｔ、：ｌ１分時間定数 で与えられる。ΔＳＰを設定値の変化分とし、Ｇ ＝
Ａ ＳＰ／ Ａ ＯＵＴ とすると、前記（１）式から ＤＶ＝ （Ｐ Ｂ ＊ Ｔ 、 ／Ｇ）
本 （ＡＳＰ／Ａｔ ）になる、この式にＰ ｅ
” ５％、Ｔ１牛９０Ｓ、ΔＳＰ／Δｔ＝１００％／
１８００Ｓ、Ｇ＝２を代入すると、ＤＶ＝０．１２％に
なる。プロセス量１６は設定値１１に対してこの偏差Ｄ
Ｖを維持しながら追従する。この偏差ＤＶは積分されて
操作量は徐々に上昇する。すなわち、操作量はほとんん
と積分演算によって与えられる。
〈発明が解決すべき課題〉
しかしながらこの様な調節計には、追値区間から定値区
間に移行する点でオーバーシュートが発生するという課
題があった。すなわち、追値区間が終了し、定値区間が
開始されるまでは設定値とプロセス量の偏差は一定であ
り、積分動作の為に操作量は増大し続けるが、この増大
する操作量の為に定値区間になってもプロセス量の増加
が抑制されず、オーバーシュートしてしまう、このよう
に、設定値を徐々に増加させて制御性を良くしようとす
ると、かえってオーバーシュートが発生するという課題
があった。
間に移行する点でオーバーシュートが発生するという課
題があった。すなわち、追値区間が終了し、定値区間が
開始されるまでは設定値とプロセス量の偏差は一定であ
り、積分動作の為に操作量は増大し続けるが、この増大
する操作量の為に定値区間になってもプロセス量の増加
が抑制されず、オーバーシュートしてしまう、このよう
に、設定値を徐々に増加させて制御性を良くしようとす
ると、かえってオーバーシュートが発生するという課題
があった。
〈発明の目的〉
この発明の目的は、オーバーシュートが発生しない調節
計を提供する事にある。
計を提供する事にある。
く課題を解決する為の手段〉
前記課題を解決する為に本発明では、追値区間から定値
区間に移行する際に、追値区間の終端返戻を判定部によ
り検出し、この判定部の出力により終端返戻から定値区
間が始まるまでの間積分出力を追値区間の設定値の勾配
に関連する値で補正するようにしたものである。
区間に移行する際に、追値区間の終端返戻を判定部によ
り検出し、この判定部の出力により終端返戻から定値区
間が始まるまでの間積分出力を追値区間の設定値の勾配
に関連する値で補正するようにしたものである。
〈実施例〉
第１図に本発明にかかる調節計の一実施例を示す、なお
、第６図と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略す
る。第１図において、２０は補′ＪＥ部であり、ファイ
ル２に格納されたデータのうち開始点ｓｓｐ、終了点Ｔ
ＳＰ及び経過時間ＴＩＭＥが、パラメータ設定部８から
比例帯定数Ｐ８及び微分時間定数Ｔ、が、設定部３から
設定＠ｓｐが入力され、補正値を演算して積分演算部６
に出力する、積分演算部６は積分演算の結果にこの補正
値を加算して出力する。
、第６図と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略す
る。第１図において、２０は補′ＪＥ部であり、ファイ
ル２に格納されたデータのうち開始点ｓｓｐ、終了点Ｔ
ＳＰ及び経過時間ＴＩＭＥが、パラメータ設定部８から
比例帯定数Ｐ８及び微分時間定数Ｔ、が、設定部３から
設定＠ｓｐが入力され、補正値を演算して積分演算部６
に出力する、積分演算部６は積分演算の結果にこの補正
値を加算して出力する。
第２図に補正部２０の構成を示す、第２図において、２
１は補正データ演算部であり、ファイル２に格納されて
いる開始点ＳＳＰ、終了点ＴＳＰ及び経過時間’ｌ’Ｉ
ＭＥが、パラメータ設定部８から比例帯定数Ｐ、及び微
分時間定数Ｔ ａが入力される。補正データ演算部２１
はこれら入力されたデータから下記（２）式に従って補
正データＤ。０肝を演算する。
１は補正データ演算部であり、ファイル２に格納されて
いる開始点ＳＳＰ、終了点ＴＳＰ及び経過時間’ｌ’Ｉ
ＭＥが、パラメータ設定部８から比例帯定数Ｐ、及び微
分時間定数Ｔ ａが入力される。補正データ演算部２１
はこれら入力されたデータから下記（２）式に従って補
正データＤ。０肝を演算する。
ＤｃＯＨｐ＝（（ＴＳＰ ５ＳＰ）／ＴＩＭＦ、１＊
（Ｔｄ／Ｐ８）＄１００（％） ・・・・・・・・・・・・・・・ （２）第１項は追値
区間の勾配を表わす、この補正データは終端近扉検出部
２２及びゲート部２３に出力される。終端近扉検出部２
２にはまた設定部３から設定値ＳＰが、及びファイル２
から終了点ＴＳＰが入力される。終端近扉検出部２２は
これらのデータを参照して、追値区間であり、かつＩ
ＴＳＰ−３Ｐ Ｉ≦Ｄ ネＰ ／１００）のときに
追値区間の終端近回であると判断し、ゲート部２３に信
号を出力する。ゲート部２３はこの信号が入力されると
補正データＤ。ＯＨＰを積分演算部６に出力する。第３
図に積分演算部６の構成を示す、第３図において、２４
は乗算部であり、プロセス量と設定値の偏差が入力され
、この偏差にパラメータＡを乗算する。パラメータＡは
下記（３）式により求められる。
（Ｔｄ／Ｐ８）＄１００（％） ・・・・・・・・・・・・・・・ （２）第１項は追値
区間の勾配を表わす、この補正データは終端近扉検出部
２２及びゲート部２３に出力される。終端近扉検出部２
２にはまた設定部３から設定値ＳＰが、及びファイル２
から終了点ＴＳＰが入力される。終端近扉検出部２２は
これらのデータを参照して、追値区間であり、かつＩ
ＴＳＰ−３Ｐ Ｉ≦Ｄ ネＰ ／１００）のときに
追値区間の終端近回であると判断し、ゲート部２３に信
号を出力する。ゲート部２３はこの信号が入力されると
補正データＤ。ＯＨＰを積分演算部６に出力する。第３
図に積分演算部６の構成を示す、第３図において、２４
は乗算部であり、プロセス量と設定値の偏差が入力され
、この偏差にパラメータＡを乗算する。パラメータＡは
下記（３）式により求められる。
Ａ＝（１００／ Ｐ ａ ） ＊ （制御周期定数／’
Ｔ’、）・・・・・・・・・・・・・・・（３）２５は
加算器であり、乗算部２４の出力、補正データＤ。ＯＨ
Ｐ及びレジスタ２６の出力を加算する。
Ｔ’、）・・・・・・・・・・・・・・・（３）２５は
加算器であり、乗算部２４の出力、補正データＤ。ＯＨ
Ｐ及びレジスタ２６の出力を加算する。
加算器２５の出力はレジスタ２６に格納される。
レジスタ２６の出力が積分出力になる。このようにして
補正データＤ。ＯＨＰが積分出力に加算される。
補正データＤ。ＯＨＰが積分出力に加算される。
次に、第４図に基づいてこの実施例の動作を示す、第４
図（Ａ）及び（Ｂ）は微分出力を表わしたものであり、
追値区間では（Ａ）に示すように設定値の変化に起因す
る微分出力Ｄ８．とプロセス量の変化に起因する微分出
力Ｄ２が合成されて、実際には（Ｂ）のように微分出力
は表れない、この設定値の変化に起因する微分出力Ｄｓ
、はプロセス量のオーバーシュートを抑制する効果があ
るので、前記く２）式によりＤ８．に相当する値を算出
し、この値を補正出力Ｄ として積分出力に加ＯＨＰ 算する事により操作量に反映させてオーバーシュートを
防止するようにする。（Ｃ）はこのようにして求めた微
分出力に相当するものであり、追値区間のり。ｏ、４．
は前記（２）式で求めた補正データを表わし、定値区間
のり。Ｕｌは真の微分出力を表わす。Ｄ８．は追値区間
の設定値の勾配に比例する。
図（Ａ）及び（Ｂ）は微分出力を表わしたものであり、
追値区間では（Ａ）に示すように設定値の変化に起因す
る微分出力Ｄ８．とプロセス量の変化に起因する微分出
力Ｄ２が合成されて、実際には（Ｂ）のように微分出力
は表れない、この設定値の変化に起因する微分出力Ｄｓ
、はプロセス量のオーバーシュートを抑制する効果があ
るので、前記く２）式によりＤ８．に相当する値を算出
し、この値を補正出力Ｄ として積分出力に加ＯＨＰ 算する事により操作量に反映させてオーバーシュートを
防止するようにする。（Ｃ）はこのようにして求めた微
分出力に相当するものであり、追値区間のり。ｏ、４．
は前記（２）式で求めた補正データを表わし、定値区間
のり。Ｕｌは真の微分出力を表わす。Ｄ８．は追値区間
の設定値の勾配に比例する。
ので、ＤＣＯＨＰでり３．を模擬する事が出来る。
第５図に実際の制御例を示す、（Ａ）は従来の制御の状
態を表わしたものであり、上段は操作量、下段はプロセ
ス量を表わす０時間は右側から左側に流れる０図では追
値区間の勾配が異なる３種類の場合の実験データを表わ
し、プロセス量のオーバーシュートＰ。、は勾配が大き
くなる程大きくなる。（Ｂ）は同じ条件で本発明に係る
調節計の制御状態を表わしたものであり、補正データＤ
ｔ６ｓｐの為に追値区間の終端近回で操作量が低下し、
その為に定値区間の最初でオーバーシュートは発生しな
い、なお、（Ａ）、（Ｂ）において定値区間の後にプロ
セス量が低下しているが、これは実験の都合によるもの
であり、本発明には関係しない。
態を表わしたものであり、上段は操作量、下段はプロセ
ス量を表わす０時間は右側から左側に流れる０図では追
値区間の勾配が異なる３種類の場合の実験データを表わ
し、プロセス量のオーバーシュートＰ。、は勾配が大き
くなる程大きくなる。（Ｂ）は同じ条件で本発明に係る
調節計の制御状態を表わしたものであり、補正データＤ
ｔ６ｓｐの為に追値区間の終端近回で操作量が低下し、
その為に定値区間の最初でオーバーシュートは発生しな
い、なお、（Ａ）、（Ｂ）において定値区間の後にプロ
セス量が低下しているが、これは実験の都合によるもの
であり、本発明には関係しない。
なお、この実施例では追値区間の終端近回を補正データ
Ｄ。ＯＨＰに関連して検出するようにしたが、他の値に
関連して、例えば偏差が一定値以下になる事により検出
するようにしてもよい。
Ｄ。ＯＨＰに関連して検出するようにしたが、他の値に
関連して、例えば偏差が一定値以下になる事により検出
するようにしてもよい。
また、補正データは必ずしも前記（２）式に寄らなくて
もよい、要は、追値区間の設定値の勾配に関連する値で
あればよい。
もよい、要は、追値区間の設定値の勾配に関連する値で
あればよい。
〈発明の効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、この
発明では追値区間の終点返戻を検出し、その時点から定
値区間が始まる間での間追値区間の設定値の勾配に関連
する補正量を積分出力に加算するようにした。その為、
定値区間の初めでプロセス量がオーバーシュートする事
がなくなり、良好な制御を実行する事が出来るという効
果がある。
発明では追値区間の終点返戻を検出し、その時点から定
値区間が始まる間での間追値区間の設定値の勾配に関連
する補正量を積分出力に加算するようにした。その為、
定値区間の初めでプロセス量がオーバーシュートする事
がなくなり、良好な制御を実行する事が出来るという効
果がある。
第１図は本発明に係る調節計の構成を示すブロック図、
第２図は補正部の構成を示すブロック図、第３図は積分
演算部の構成を示すブロック図、第４図は本発明の詳細
な説明するための図、第５図は従来の調節計と本発明の
調節計の制御状態を比較した特性曲線図、第６図は従来
の調節計の構成を示すブロック図、第７図はファイルの
構成を示す図、第８図は従来の調節計の制御状態を示す
特性曲線図である。 ２・・・ファイル、３・・・設定部、５・・・比例演算
部、６・・・積分演算部、８・・・パラメータ設定部、
２０・・・補正部、２１・・・補正データ演算部、２２
・・・終端近扉検出部、２３・・・ゲート部。 第 １ 図 第２図
第２図は補正部の構成を示すブロック図、第３図は積分
演算部の構成を示すブロック図、第４図は本発明の詳細
な説明するための図、第５図は従来の調節計と本発明の
調節計の制御状態を比較した特性曲線図、第６図は従来
の調節計の構成を示すブロック図、第７図はファイルの
構成を示す図、第８図は従来の調節計の制御状態を示す
特性曲線図である。 ２・・・ファイル、３・・・設定部、５・・・比例演算
部、６・・・積分演算部、８・・・パラメータ設定部、
２０・・・補正部、２１・・・補正データ演算部、２２
・・・終端近扉検出部、２３・・・ゲート部。 第 １ 図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも比例演算部及び積分演算部とを有し、設定値
とプロセス量の偏差に少なくとも比例、積分演算を施し
て操作量を演算して出力する調節計において、 設定値が追値区間から定値区間に変化する場合にその追
値区間の終端近房を検知する判定部と、前記追値区間の
設定値の勾配に関連する補正値を演算する補正部とを有
し、この判定部の出力により前記補正部の出力を前記積
分演算部の出力に加算するようにしたことを特徴とする
調節計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7766588A JPH01250102A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7766588A JPH01250102A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 調節計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250102A true JPH01250102A (ja) | 1989-10-05 |
Family
ID=13640174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7766588A Pending JPH01250102A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01250102A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016034655A (ja) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP7766588A patent/JPH01250102A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016034655A (ja) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
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