JPH02263202A - プラント制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば紙パルプの抄紙工程や石油精製工程に
おけるプロセスにおいて、プラントモデルを必要とする
プラント制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、プラント制御においてプラントモデルを用いる場
合、予め収集したステップ応答等のプロセス特性（動特
性、静特性）データを解析してプラントモデルを設計し
、このプラントモデルを基に制御器を作成してプラント
制御を開始するのが一般的である。

ところが、制御対象のプラントにおいては、配管変更等
のプロセス自体の物理的変動、プロセス特性の季節変動
、経年変化等によりプラントモデル設計時に比べて変化
を生じる。このため、プラントモデルが実プラントから
大きくずれることがあり、このずれに気付かぬまま制御
を継続すると制御性能の劣化を招くことになる。また、
モデルと実プラントとのずれに気付いた場合には再度プ
ラントモデルを設計し直して制御器を作成しなければな
らず、プロセス特性データの収集からやり直すため、多
大な時間と労力が必要となる。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来技術では、プ、ランドの種々の原因によ
るプロセス変動によりプラントモデルと実プラントとの
間にずれが発生して制御性能の劣化を招くことがあり、
この性能劣化を防止するためには多大な時間と労力が要
求され、最適なプラント制御を長期間にわたって継続で
きない不具合があった。

そこで本発明は、プラントの種々の原因によるプロセス
変動を確実に把握してプラントモデルを簡単に更新でき
、このプラントモデルに基く最適なプラント制御を長期
間にわたって維持できるプラント制御装置を提供しよう
とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、プラントモデルを用いてプラント制御を行な
うものにおいて、入力された同定に関する情報に基いて
プラントの同定を行ないプラントモデルを設計する同定
手段と、この同定手段により設計されたプラントモデル
と現状のプラントモデルとの間に有意の差が生じている
か否かを監視する監視手段と、この監視手段が有意の差
有りを判定したとき現状のプラントモデルを同定手段に
より設計されたプラントモデルに更新するモデル更新手
段とを備えたものである。

そして、同定手段により設計されたプラントモデルでプ
ラント制御のシュミレーションを実施し、プラントの同
定結果、シュミレーション結果、プラント制御結果の少
なくとも１つを評価する評価手段を設けることが望まし
い。

（作用） このような手段を講じたことにより、同定に関する情報
が入力されるとプラントの同定が行なわれてプラントモ
デルが設計され、この設計されたプラントモデルと現在
のプラント制御に用いられているプラントモデルとが比
較される。この結果、両者に有意の差が生じていると新
たに設計されたプラントモデルへの更新が可能で、この
更新されたプラントモデルに基く制御が実施されるよう
になる。したがって、プロセス特性の変動に合せてプラ
ントモデルが変更可能なので、プラントモデルに基く最
適な制御が常時継続される。

そして、評価手段を設けることに°よって新たに設計さ
れたプラントモデルの制御性能が評価可能となる。した
がってその評価結果に基いてプラントモデルを更新する
か否かの判断が容易となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図はこの実施例の全体構成を示すブロック図である
。同図において１はプロセス制御装置、２はＣＲＴデイ
スプレィ、キーボード等を備えたコンソール部、３は制
御対象としてのプラントから各種のプロセス入力情報Ａ
を前記プラント制御装置１へ送出し、かつプラント制御
装置１からの制御情報Ｂを受けて同プラントへ出力する
プロセス入出力部である。

プラント制御装置１は、コンソール部２がらの設定入力
情報Ｃに基いてプロセス入出力部３がらのプロセス人力
情報Ａを取込みプラントの同定を行なう同定部４と、こ
の同定Ｈ４によるプラント同定に基いて得られたプラン
トモデル情報りを記憶するためのモデル用データベース
５と、プロセス入出力部３からのプロセス人力情報Ａを
取込み、上記モデル用データベース５に記憶されたプラ
ントモデルを用いてプラントに対する制御情報Ｂを出力
する制御部６と、この制御部６における制御結果に関す
る情報Ｅを記憶するためのモニタ用データベース７とか
ら構成されている。なお、制御部６はコンソール部２に
も接続されており、制御内容の表示出力が可能となって
いる。また、モデル用データベース５の内容１よ同定部
４に取込まれ、その制御結果が評価されるようになって
いる。

第２図は同定部４の詳細な機能ブロック図である。同定
手段４１は、条件設定データベース４２に格納されたプ
ラントの同定に必要な条件を基に各種のプロセス入力情
報Ａを収集してプラントの同定を行ない、プロセス特性
（動特性、静特性）データに対するプラントモデルを設
計して設計モデルデータベース４３上に格納する。

監視手段４４は、設計モデルデータベース４３に格納さ
れたプラントモデルデータと、モデル用データベース５
に格納され制御６によるプラント制御に用いられている
プラントモデルデータとを比較し、両データの間に有意
の差が生じているか否かを監視して、有意の差が生じて
いると判定したときには前記コンソール部２に対して警
告を行なう。

評価手段４５は、必要に応じて各種のプロセス入力情報
Ａおよびモニタ用データベース７に格納された制御結果
に関する情報Ｅを取込み、設計モデルデータベース４３
に格納されたプラントモデルでプラント制御のシュミレ
ーションを実施して、プラントの同定結果、シュミレー
ション結果、プラントの制御結果を評価し、その評価内
容をコンソール部２へ出力する。

モデル更新手段４６は、コンソール部２からの指令に応
じてモデル用データベース５の内容を設計モデルデータ
ベース４３内のプラントモデルデータに更新する。

ここで、同定手段４１におけるプラントの同定方法につ
いて説明する。

例えば、同定しようとするプラントのモデルが第３図中
■に示すようにステップ状に変化する［−次遅れ十無駄
時間］系の場合、その伝達関数Ｇ　（Ｓ）は次の（１）
式で表わされる。

Ｇ（Ｓ）　−［Ｋ／　（１＋ＴＳ）　］　ｅ　　　　＝
ｉｌ）ただし、Ｌは無駄時間、Ｔは時定数、にはゲイン
である。

そこで、この伝達関数Ｇ　（Ｓ）の値を求めると第３図
中■で表わされる一意のステップ応答曲線が得られる。

したがって、第３図中■で示す如く応答曲線■に理論上
鏝も近似した曲線の無駄時間り。

時定数ＴおよびゲインＫを求めることによりプラントの
同定が行なわれる。

このように構成された本実施例においては、制御部６の
作用によりモデル用データベース５内のプラントモデル
にしたがって制御対象としてのプラントに対する制御が
行なわれる。そして、このときの制御結果はモニタ用デ
ータベース７に蓄えられるとともに、コンソール部２へ
表示出力され、オペレータはＣＲＴデイスプレィの表示
内容により現状を把握できる。

この状態で、オペレータがコンソール部２におけるＣＲ
Ｔナイスプレイの設定画面またはキーボードを介してプ
ラント同定に必要な条件を入力すると、その入力条件が
条件設定データベース４２に格納される。そして、同定
手段４１により上記データベース４２に格納された条件
を基にプロセス入出力部３を介してプロセス入力情報Ａ
が収集され、プラントの同定が行なわれる。このプラン
ト同定により設計されたプラントモデルデータは設計モ
デルデータベース４３に蓄えられる。そして、監視手段
４４により設計モデルデータベース４３内のプラントモ
デルデータと、モデル用データベース５内の現状のプラ
ントモデルデータとが比較され、両者に有意の差が生じ
ているか否かが判定される。

ここで、両者に有意の差が生じていない場合には特に何
も行なわれないが、有意の差が生じた場合にはコンソー
ル部２より警告が報知され、オペレータに注意を促す。

また、評価手段４５により設計モデルデータベース４３
内のプラントモデルでプラント制御のシュミレーション
が行なわれ、プラントの同定結果、シミュレーション結
果、プラント制御結果が評価されてその解析結果がコン
ソール部２のＣＲ，Ｔデイスプレィに表示出力される。

そこで、オペレータはコンソール部２から警告が発せら
れた場合、同コンソール部２のＣＲＴデイスプレィに表
示された解析結果により新たに設計モデルデータベース
４３に格納されたプラントモデルの精度を検討し、精度
充分であればコンソ−ル部２から変更指示を与える。そ
うすると、モデル更新手段４６によりモデル用データベ
ース５内のプラントモデルが現状のプラントモデルから
設計モデルデータベース４３内のプラントモデルに更新
され、その後は、更新されたプラントモデルにしたがっ
て制御部６の作用によりプラント制御が継続される。

このように本実施例によれば、現状のプラントモデルと
プロセス特性データの同定により設計されたプラントモ
デルとを常時監視し、プラントの種々の原因によるプロ
セス特性の変動によりプラントモデルと実プラントにず
れを生じたならば制御に用いるプラントモデルを適切な
プラントモデルに容易に変更できるので、長期間にわた
ってプラントモデルによる最適なプラント制御を維持で
きる。

また、評価手段４５によって更新すべくプラントモデル
の制御性能を評価できるので、制御装置としての信頼性
を確保できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、プラントの種々
の原因によるプロセス変動を確実に把握してプラントモ
デルを簡単に更新でき、このプラントモデルに基く最適
なプラント制御を長期間にわたって維持できるプラント
制御装置を提供できる。

また、請求項２によれば、更新すべくプラントモデルの
制御性能を評価できるので、充分な信頼性を確保できる
プラント制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す図であって、第１図は全体
構成を示すブロック図、第２図は同定部の詳細な機能ブ
ロック図、第３図はプラント同定方法の説明に用いる信
号波形図である。 １・・・プラント制御装置、２・・・コンソール部、３
・・・プロセス入出力部、４・・・同定部、５・・・モ
デル用データベース、６・・・制御部、７・・・モニタ
用データベース、４１・・・同定手段、４４・・・監視
手段、４５・・・評価手段、４６・・・モデル更新手段
。 第１図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラントモデルを用いてプラント制御を行なうも
   のにおいて、入力された同定に関する情報に基いてプラ
   ントの同定を行ないプラントモデルを設計する同定手段
   と、この同定手段により設計されたプラントモデルと現
   状のプラントモデルとの間に有意の差が生じているか否
   かを監視する監視手段と、この監視手段が有意の差有り
   を判定したとき前記現状のプラントモデルを前記同定手
   段により設計されたプラントモデルに更新するモデル更
   新手段とを具備したことを特徴とするプラント制御装置
   。
2. （２）同定手段により設計されたプラントモデルでプラ
   ント制御のシュミレーションを実施し、プラントの同定
   結果、シュミレーション結果、プラント制御結果の少な
   くとも１つを評価する評価手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載のプラント制御装置。