JPH02148301A - Ｉ−ｐｄ調節計 - Google Patents
Ｉ−ｐｄ調節計Info
- Publication number
- JPH02148301A JPH02148301A JP30347588A JP30347588A JPH02148301A JP H02148301 A JPH02148301 A JP H02148301A JP 30347588 A JP30347588 A JP 30347588A JP 30347588 A JP30347588 A JP 30347588A JP H02148301 A JPH02148301 A JP H02148301A
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- calculation
- output
- controller
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- Pending
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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〉
本発明は、分散形制御装置において標準機能として準備
されている内部計器を組み合わせることにより実現でき
るＩ−ＰＤ調節計に関する。
されている内部計器を組み合わせることにより実現でき
るＩ−ＰＤ調節計に関する。
〈従来の技術〉
分散形制御装置ではソフトウェア機能による複数の内部
計器を標準化して持ち、これらを組み台わぜて要求され
る機能を満足させる制御装置を実現する。
計器を標準化して持ち、これらを組み台わぜて要求され
る機能を満足させる制御装置を実現する。
内部計器の内、調節計関連では通常のＰＩＤ演算形の標
準調節計、積分演算要素、ｆｆｉ分演算演算要素次遅れ
演算要素等が汎用的な機能として準備されている。
準調節計、積分演算要素、ｆｆｉ分演算演算要素次遅れ
演算要素等が汎用的な機能として準備されている。
第５図はＰＩＤａｌ’８１節計による典型的なプロセス
制御系を示すブロック線図であり、１は制御対象、２は
調節計であり、制御対象の物理量測定値Ｐ■と制御目標
値Ｓ■の偏差Ｅを制御演算するＰＩＤ演算要素２０１と
その演算出力に補償信号ＶＮを加算して操作出力ＭＶを
発信する加算要素２０３よりなる。
制御系を示すブロック線図であり、１は制御対象、２は
調節計であり、制御対象の物理量測定値Ｐ■と制御目標
値Ｓ■の偏差Ｅを制御演算するＰＩＤ演算要素２０１と
その演算出力に補償信号ＶＮを加算して操作出力ＭＶを
発信する加算要素２０３よりなる。
Ｐ■Ｄ演算要素２０１の演算式は、比例帯Ｐ Ｆ３ 。
積分時間１′、微分時間′ｒｏとするとき、（１＋１／
Ｔ、Ｓ−１−ＴＤＳ）１００／ＰＢである。
Ｔ、Ｓ−１−ＴＤＳ）１００／ＰＢである。
制御演算形式としては、一般にＰＩＤ、ＰＩ。
ＰＤ及び微分先行ＰＩ演算が用いられるケースが多く、
これら演算形式は標準の内部計器の調節計機能で実現可
能である。
これら演算形式は標準の内部計器の調節計機能で実現可
能である。
〈発明が解決しようとする課題〉
第６図は、時定数の大きい温度制御プロセスなどで制御
性の高い操業が可能な制御アルゴリズムとして最近注目
されている積分先行のＩ−ＰＤ１ａ節計３節板３を示し
ている。
性の高い操業が可能な制御アルゴリズムとして最近注目
されている積分先行のＩ−ＰＤ１ａ節計３節板３を示し
ている。
１−ＰＤｌｉ節計３は、偏差Ｅの積分要素３０１と、そ
の出力とｐｖｌｉａの比例微分要素３０２の出力の偏差
を比例演算する要素３０３よりなる。
の出力とｐｖｌｉａの比例微分要素３０２の出力の偏差
を比例演算する要素３０３よりなる。
このアルゴリズムは、標準のＰＩＤ演算の調節計とは全
くことなり、特殊な内部計器として開発する必要があり
、大きなソフト開発工数を必要とし、使用頻度との関係
で経済的ではない。
くことなり、特殊な内部計器として開発する必要があり
、大きなソフト開発工数を必要とし、使用頻度との関係
で経済的ではない。
本発明は、この様な問題点を解消し、標準計器の要素の
みでＩ−ＰＤ調節計機能を実現できる構成の提供を目的
とする。
みでＩ−ＰＤ調節計機能を実現できる構成の提供を目的
とする。
く課題を解決するための手段〉
本発明の構成上の特徴は、制御対象の測定ＭＰ■と後述
の前置演算手段の出力ＳＶ′との偏差を比例、積分、Ｆ
Ｒ分演算して操作出力を上記制御対象に発信するＰＩＤ
調節計手段と、制御目標値ＳＶと自己の演算出力ＳＶ′
の偏差を入力すると共に上記ＰＩＤ調節計手段と同一の
積分時間を有する積分演算要素及びこの積分演算出力を
入力すると共に上記ＰＩＤ調節計手段の微分時間と同一
の遅れ時間を有する１次遅れ演算要素よりなる前置演算
手段とを具備せしめた点にある。
の前置演算手段の出力ＳＶ′との偏差を比例、積分、Ｆ
Ｒ分演算して操作出力を上記制御対象に発信するＰＩＤ
調節計手段と、制御目標値ＳＶと自己の演算出力ＳＶ′
の偏差を入力すると共に上記ＰＩＤ調節計手段と同一の
積分時間を有する積分演算要素及びこの積分演算出力を
入力すると共に上記ＰＩＤ調節計手段の微分時間と同一
の遅れ時間を有する１次遅れ演算要素よりなる前置演算
手段とを具備せしめた点にある。
く作用〉
ＰＩＤ調節計手段は、制御対象の測定（ｄｉＰＶと後述
の前置演算手段の出力ｓｖ’との偏差を比例。
の前置演算手段の出力ｓｖ’との偏差を比例。
積分、ｖ＆分演算して操作出力を制御対象に発信する。
前置演算手段における積分演算要素は、ＰＩＤ調節計手
段と同一の積分時間を有し、制御【］標値ＳＶと前置演
算手段の演算出力ｓｖ”の偏差を積分演算する。
段と同一の積分時間を有し、制御【］標値ＳＶと前置演
算手段の演算出力ｓｖ”の偏差を積分演算する。
前置演算手段における１次遅れ演算要素はＰＩＤ調節計
手段の微分時間と同一の遅れ時間を有し、上記積分演算
出力を入力してＳＶ′を演算出力する。
手段の微分時間と同一の遅れ時間を有し、上記積分演算
出力を入力してＳＶ′を演算出力する。
〈実施例〉
第１図に基づいて本発明の詳細な説明する。
第５図で説明した要素と同一要素には同一符号を付して
示す。
示す。
Ｐ Ｉ ＤＩＩＪ節計手段２は、通常のＰＩＤ演算要素
２０１を有し１、制御対象１の測定値Ｐ■と後述の前置
演算手段４の出力ＳＶ′との偏差を比例。
２０１を有し１、制御対象１の測定値Ｐ■と後述の前置
演算手段４の出力ＳＶ′との偏差を比例。
積分、微分演算して操作出力ＭＶを制御対象１に発信す
る。
る。
前置演算手段４における積分演算要素４０１は、ＰＩＤ
演算機能２０１と同一の積分時間Ｔ、を有し、制御目標
値ＳＶと前置演算手段の演算出力ＳＶ′の偏差を積分演
算する。
演算機能２０１と同一の積分時間Ｔ、を有し、制御目標
値ＳＶと前置演算手段の演算出力ＳＶ′の偏差を積分演
算する。
前置演算手段４における１次遅れ演算要素はＰＩＤ調節
計手段の微分時間Ｔ ｏと同一の遅れ時間を有し、上記
積分演算要素の出力を入力して１次遅れ演算を実行して
Ｓ■′を演算出力する。
計手段の微分時間Ｔ ｏと同一の遅れ時間を有し、上記
積分演算要素の出力を入力して１次遅れ演算を実行して
Ｓ■′を演算出力する。
次に第１図の構成が、第６図で説明した１−ＰＤＦＩ節
計の機能と等価であることを、第６図、第２図、第３図
により説明する。
計の機能と等価であることを、第６図、第２図、第３図
により説明する。
先ず、第６図において、制御対象１への操作出力ＭＶ（
Ｓ）は、次のように変形できる。
Ｓ）は、次のように変形できる。
ＭＶ （Ｓ）＝ （Ｅ （Ｓ）／Ｔ、Ｓ−＜１＋’ｌ’
、Ｓ）ｘＰＶ （Ｓ） ｌ １００ ／ＰＢ ＝ ［（ＳＶ （Ｓ）−ＰＶ （Ｓ）／Ｔ、Ｓ−（１＋
ＴＤＳ）’ ＰＶ （Ｓ） ｌ ］ １００ ／ＰＢ＝
［ＳＶ （Ｓ）／Ｔ、５−（１＋１／Ｔ、ｓ十’Ｔ”
ＯＳ ） Ｐ Ｖ （Ｓ ） ） ］ １００ ／
Ｐ ）３＝ ［（１／Ｔ−Ｓ）／ （１十 １／Ｔ
、 Ｓ＋’ｒＤｒ
＋５）ＳＶ （Ｓ）−ＰＶ （Ｓ）］ ｘ （１＋１／Ｔ、Ｓ＋ＴＤＳ）１００／ＰＲここで、 Ｘ＝ （１／’Ｉ’、Ｓ）／（ｉ＋１／Ｔ、Ｓ＋ Ｔ
ｏ Ｓ ） ＝１／ （１＋１／Ｔ−Ｓ＋’ｒ、Ｔ ５２）この等
価ブロックダイヤグラムは第２図のようになり、通常の
ＰＩＤ調節計手段２の前段にＸのＩ１１能を有するブロ
ック４が挿入された形となる。
、Ｓ）ｘＰＶ （Ｓ） ｌ １００ ／ＰＢ ＝ ［（ＳＶ （Ｓ）−ＰＶ （Ｓ）／Ｔ、Ｓ−（１＋
ＴＤＳ）’ ＰＶ （Ｓ） ｌ ］ １００ ／ＰＢ＝
［ＳＶ （Ｓ）／Ｔ、５−（１＋１／Ｔ、ｓ十’Ｔ”
ＯＳ ） Ｐ Ｖ （Ｓ ） ） ］ １００ ／
Ｐ ）３＝ ［（１／Ｔ−Ｓ）／ （１十 １／Ｔ
、 Ｓ＋’ｒＤｒ
＋５）ＳＶ （Ｓ）−ＰＶ （Ｓ）］ ｘ （１＋１／Ｔ、Ｓ＋ＴＤＳ）１００／ＰＲここで、 Ｘ＝ （１／’Ｉ’、Ｓ）／（ｉ＋１／Ｔ、Ｓ＋ Ｔ
ｏ Ｓ ） ＝１／ （１＋１／Ｔ−Ｓ＋’ｒ、Ｔ ５２）この等
価ブロックダイヤグラムは第２図のようになり、通常の
ＰＩＤ調節計手段２の前段にＸのＩ１１能を有するブロ
ック４が挿入された形となる。
ここで、（１）式の分子１分母を’Ｉ”、Ｓ十Ｔ÷＋１
／（’Ｔ’、Ｓ＋Ｔ、ＴｏＳ ）＋１１］［１／（Ｔ
、Ｓ （１＋ＴｏＳ） ÷＋１／（’ｆ’・ｓ＋’ｒＤｓ） ＋ｔ）］第３図は
、この（２）式Ｘのブロックダイヤグラムを示しており
、積分時間１゛１を有する積分演算要素４０１と、１紋
分時間′ｒ、に等しい遅れ時間を有する１次遅れ要素４
０２の単純な要素の直列結合の形となり、第１図で示し
た本発明の構成が導かれる。
／（’Ｔ’、Ｓ＋Ｔ、ＴｏＳ ）＋１１］［１／（Ｔ
、Ｓ （１＋ＴｏＳ） ÷＋１／（’ｆ’・ｓ＋’ｒＤｓ） ＋ｔ）］第３図は
、この（２）式Ｘのブロックダイヤグラムを示しており
、積分時間１゛１を有する積分演算要素４０１と、１紋
分時間′ｒ、に等しい遅れ時間を有する１次遅れ要素４
０２の単純な要素の直列結合の形となり、第１図で示し
た本発明の構成が導かれる。
積分演算要素並びに遅れ要素は標準化された内部計器で
実現可能であり、従って、本発明によれば特殊な内部計
器を設計しないでＩ −ＰＤ調節計機能を実現すること
が可能である。
実現可能であり、従って、本発明によれば特殊な内部計
器を設計しないでＩ −ＰＤ調節計機能を実現すること
が可能である。
第４図は、実際に分散形制御装置に本発明調節計機能を
組み込む場合の内部計器構成の例を示し、１−ＰＤ調節
計５と通常のギペツブ付きＰＩＴ）調節計６の組合せで
あり、オペレータはＩ−ＰＤ調節計５の存在を意識しな
いで通常機能の調節計６へのアクセスによりＩ−ＰＤ調
節計として使用することが可能な構成となっている。
組み込む場合の内部計器構成の例を示し、１−ＰＤ調節
計５と通常のギペツブ付きＰＩＴ）調節計６の組合せで
あり、オペレータはＩ−ＰＤ調節計５の存在を意識しな
いで通常機能の調節計６へのアクセスによりＩ−ＰＤ調
節計として使用することが可能な構成となっている。
１−ＰＤ調節計５において、内部計器５０１は通常のＰ
ＩＤ調節計のＰ動作、■動作を停止させて積分演算要素
としたものであり、ＳＶ値としては調節計６のＳＶ値を
トラッキングさせる。
ＩＤ調節計のＰ動作、■動作を停止させて積分演算要素
としたものであり、ＳＶ値としては調節計６のＳＶ値を
トラッキングさせる。
更ニ、微分時間’ｒ、＝ｏ、比例帯Ｐ Ｂ ＝ １００
％、出力補償信号ＶＮ＝ＳＶ−３Ｖ′とすることにより
、積分演算機能のみが有効となるので、積分時間を調節
計６の積分時間ＴＩと同一にセットする。
％、出力補償信号ＶＮ＝ＳＶ−３Ｖ′とすることにより
、積分演算機能のみが有効となるので、積分時間を調節
計６の積分時間ＴＩと同一にセットする。
１−ＰＤ調節計５において、５０２は標準計器として準
備されている１次遅れ演算要素をそのまま利用して、そ
の遅れ時間を調節計６の微分時間］’ｏと同一にセット
する。
備されている１次遅れ演算要素をそのまま利用して、そ
の遅れ時間を調節計６の微分時間］’ｏと同一にセット
する。
Ｉ−ＰＤ調節計５において、５０３は調節計６と全く同
様な通常のＰＩＤ調節計であり、比例帯。
様な通常のＰＩＤ調節計であり、比例帯。
積分時間、微分時間の各パラメータは、調節計６の各パ
ラメータと同一にセットされる。
ラメータと同一にセットされる。
この調節計の差分形の操作出力ΔＭＶが調節計６の出力
補償信号ＶＮとして供給される。
補償信号ＶＮとして供給される。
調節計６はギヤツブｉ能付きのＰＩＤ調節計であり、こ
の場合はギャップ幅を１００％にセットし５偏差の最大
値に対してもゲインをゼロとして使用する。従って、通
常の動作では操作出力ＭＶは、マニュアル操作時の自己
保持出力に調節計５０３から出力補償信号ＶＮとして供
給される差分形の操作出力ΔＭＶが加算されたものとな
る。
の場合はギャップ幅を１００％にセットし５偏差の最大
値に対してもゲインをゼロとして使用する。従って、通
常の動作では操作出力ＭＶは、マニュアル操作時の自己
保持出力に調節計５０３から出力補償信号ＶＮとして供
給される差分形の操作出力ΔＭＶが加算されたものとな
る。
このように、調節計６は自己の偏差に対する制御演算は
実行せず、制御演算はＴ−ＰＤ調節計５側で実行し、そ
の演算出力を自己の操作出力として発信するので、見掛
上Ｉ −Ｐ Ｉ）調節計として使用することができる。
実行せず、制御演算はＴ−ＰＤ調節計５側で実行し、そ
の演算出力を自己の操作出力として発信するので、見掛
上Ｉ −Ｐ Ｉ）調節計として使用することができる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、既存の標準内部
計器を組み合わせることにより特別な１０グラムの開発
なしに特殊なアルゴリズムで制御演算するＩ−ＰＤ調節
計を容易に実現することができ、分散形制御装置の汎用
性を拡大することができる。
計器を組み合わせることにより特別な１０グラムの開発
なしに特殊なアルゴリズムで制御演算するＩ−ＰＤ調節
計を容易に実現することができ、分散形制御装置の汎用
性を拡大することができる。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図。
第３図は本発明の構成を導く過程を説明するブロック線
図、第４図は本発明を実施したＩ−ＰＤ調節計の実施例
を示す構成図、第５図は典型的なＰＩＤ調節計のＲ能構
成図、第６図はＩ−ＰＤ調節計の機能構成図である。
図、第４図は本発明を実施したＩ−ＰＤ調節計の実施例
を示す構成図、第５図は典型的なＰＩＤ調節計のＲ能構
成図、第６図はＩ−ＰＤ調節計の機能構成図である。
Claims (1)
- 制御対象の測定値ＰＶと後述の前置演算手段の出力ＳＶ
との偏差を比例、積分、微分演算して操作出力を上記制
御対象に発信するＰＩＤ調節計手段と、制御目標値ＳＶ
と自己の演算出力ＳＶ′の偏差を入力すると共に上記Ｐ
ＩＤ調節計手段と同一の積分時間を有する積分演算要素
及びこの積分演算出力を入力すると共に上記ＰＩＤ調節
計手段の微分時間と同一の遅れ時間を有する１次遅れ演
算要素よりなる前置演算手段とを具備したＩ−ＰＤ調節
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30347588A JPH02148301A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Ｉ−ｐｄ調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30347588A JPH02148301A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Ｉ−ｐｄ調節計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148301A true JPH02148301A (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=17921405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30347588A Pending JPH02148301A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Ｉ−ｐｄ調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02148301A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198302A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Toshiba Corp | 調節装置 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP30347588A patent/JPH02148301A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61198302A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Toshiba Corp | 調節装置 |
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