JPH0285901A

JPH0285901A - フィードバック制御系におけるバンプレス切換方式

Info

Publication number: JPH0285901A
Application number: JP23630888A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sugiyama; 正幸杉山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-22
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1990-03-27

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）この発明は、例えば単独制御系からカスケード制御系へ
の切換時等に好適なフィードバック制御系におけるバン
プレス切換方式の改良に関する。

（従来の技術）第３図は、この種のバンプレス切換方式が適用されるフ
ィードバック制御系の構成を示す計装図である。

同図において、原液タンクＴＫには２種類の原液Ａ、Ｂ
がそれぞれ流量センサＨ２１，Ｈ２２及び流量制御弁Ｖ
１．Ｖ２を介して送り込まれるようになっている。

また、原液タンクＴＫに貯溜された混合液は、ポンプＰ
を介して所要プラントへ送り出されており、ポンプＰの
吐出側には濃度センサＨ１が設けられている。

このフィードバック制御系では、単独制御モードとカス
ケード制御モードとの２種類の動作モードを選択的に採
用できるようになっている。

単独制御モードの場合には、コントローラＣ２１、Ｃ２
２に対し、それぞれ所要の流量設定ωＦ０１、ＦＯ２を
与える。

すると、コントローラＣ２１，Ｃ２２では、それぞれ流
給センサＨ２１，ト（２２から得られる流量制ｍｉ聞Ｆ
１１．Ｆ２２に基づきＰＩまたはＰＩＤｌｌ、１ｌｌｉ
ｉ１等を行ない、操作量Ｍ１．Ｍ２を流量制御弁Ｖ１．
Ｖ２に与え、これにより各原液Ａ、Ｂの流量が所要の値
に制御されるわけである。

このような単独制御は、原液タンクＴＫ内の混合液の濃
度を一定値に維持する場合等に好適なものである。

これに対し、カスケード制御の場合には、図示しない上
位制御装置側において、濃度センサＨ１から得られる濃
度制御ＭＤＩに基づいて所要の演算を行い、その結果濃
度設定量を得るに必要な原液流量を設定ＩＦＯ１，ＦＯ
２として求め、これをコントローラＣ２１，Ｃ２２へ与
える。

するとコン］・ローラＣ２１，Ｃ２２では、前述と同様
にしてＰＩ又はＰＩＤ演算等を行い、操作量Ｍ１．Ｍ２
を流量制御弁Ｖ１．Ｖ２へ与え、これにより原液タンク
ＴＫ内の混合液の濃度は所要の濃度に制御されるわけで
ある。

このカスケード制御は、原液タンクＴＫ内の混合液の濃
度を外部から動的に与えられる値に制御する場合等に好
適なものである。

第４図は、このような単独制御モードとカスケード制御
モードとを選択可能なフィードバック制御系を模式化し
て示すブロック図であり、以下このブロック図および第
５図のグラフを参照しながら、単独制御モードからカス
ケード制御モードへの切換時における従来動作について
説明する。

第５図において、時刻Ｏからｔｏまでは中独制御モード
が採用されている。

この状態では、バンプレス切換制御装置ＢＭＰ１、ＢＭ
Ｐ２には、流最設定聞として固定値Ｆ０１ａ　、ＦＯ２
ａがそれぞれ与えられ、バンプレス切換制御袋＠ＢＭＰ
１．ＢＭＰ２からは設定量Ｆ０１ａ　、ＦＯ２ａがその
まま実設定最ＦＯＩ、ＦＯ２として出力され、コントロ
ーラＣ２１，Ｃ２２へと与えられ。

なお、この状態においても、上位制ＯＩｌ装置であるコ
ントローラＣ１からは動的な流量設定ｆｆ１Ｆ。

１ｂ、ＦＯ２１）がバンプレス切換制御装置ＢＭＰ１．
８ＭＰ２へと与えられているが、これらの設定量ＦＯ１
ｂ、ＦＯ２ｂは実設定聞ＦＯ１，ＦＯ２には何ら影響を
与えない。

なお、図中Ｄｏは濃度設定量、Ｄｌは濃度制御量であり
、コントローラＣ１ではこれらＤｏ、Ｄｌに基づき、最
適な流量設定ｆｌＦＯ１ｂ　、ＦＯ２ｂを演算により求
め、これにより各バンプレス切換制御装置ＢＭＰＩ、Ｂ
ＭＰ２へと与えるようになっている。

これに対し、時刻ｔｏにおいて、単独制御モードからカ
スケード制御モードへの切換指令ＣＯ８が与えられると
、バンプレス切換制御装置ＢＭＰ１．８ＭＰ２から１ｑ
られる実流量設定ｆｎＦＯ１゜ＦＯ２の値は、新設定量
であるＦＯｌｂ、ＦＯ２ｂへと瞬時に変化することはな
く、第５図において時刻ｔｏからｔｌに示されるように
、Ｐ点からＲ点まで緩やかな傾斜を描きながら徐々に変
化する。

これは、時刻ｔｏにおいて実流量設定ｆｆ１ＦＯ１の値
を瞬時に新設定υＦＯ１ｂへと変化させると、コントロ
ーラＣ２１の特性によっては流量制御量Ｆ１１に大きな
変動をきたし、いわゆるバンプレス切換が困難となるか
らである。

なお、第５図においては、現役Ａ側の制御系のみを示し
ているが、現役Ｂ側についても同様に説明される。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来単独制御モードとカスケード制御モー
ドとを選択可能なフィードバック制御系においては、モ
ード切換指令が与えられた直後に、現設定量から新設定
はへと設定量を緩やかに変化させる手法を採用すること
によって、設定間が急激に変化することに基づく制御量
の急変を防止するようになっていた。

しかしながら、このような従来のバンプレス切換方式に
あっても、モード切換時点ｔｏにおいて現設定ｆｆ１Ｆ
Ｏ１ａと規制ｍ＋ｍＦｉｉとの間に比較的大きな制御偏
差ΔＦが存在すると、それが原因で必ずしも十分なバン
プレス切換を達成できないという問題点がある。

また、従来の制御方式にあっては、時刻ｔｏから１１に
至る切換過渡期においては、操作ｆｆ１Ｍ１゜Ｍ２の値
には何ら配慮がなされていなかったため、これら操作ｆ
ｆ１Ｍ１．Ｍ２が急激に変化することによって、必ずし
も十分なバンプレス切換を達成できないという問題点も
あった。

この発明は上述した問題点を解決するためになされたも
ので、その目的とするところは、制ｗ量の変更要求が与
えられると、現設定量から新設定量へと設定量を緩やか
に変化させるようにしたフィードバック制御系における
バンプレス切換方式において、切換直後の制御偏差ある
いは操作量変化率の過大に基づく制御量の変動を抑制し
、この種切換方式の安定性を向上させることにある。

［発明の構成］（８１題を解決するための手段）この出願の第１の発明は、上記の目的を達成するために
、変更要求が与えられた直後に、現設定量を現制御量へ
と瞬時にトラッキングさせて制ｍ＋偏差を零とし、その
状態から新設定量へと設定量を緩やかに変化させること
を特徴とするものである。

また、この出願の第２の発明は、上記の目的を達成する
ために、設定間を現設定量から新設定量へと緩やかに変
化させる過程にあっては、操作ω変化率が許容範囲を越
えないように設定量変化率を制御することを特徴とする
ものである。

（作用）このような第１．第２の発明の構成によれば、切換時点
における制御偏差の影響をなくし、また切換過度用にお
ける操作量変化率を抑制してより−ｍ高精度のバンプレ
ス切換を可能とすることができる。

（実施例）第１図は本発明方式を模式的に示す制御ブロック図、第
２図は本発明方式のモード切換時にお（プる動作を示す
グラフであり、以下これらを参照しながら本発明の詳細
な説明する。

なお、第１図において、前記第４図の従来例と同一構成
部分については同符号を付して説明は省略する。

第１図に示されるように、本実施例方式にあっては、バ
ンプレス切換制御装置ＢＭＰＩ、ＢＭＰ２に対し、操作
ｆｆ１Ｍ１．Ｍ２およ１１１ｔａＤｆｆｉＦ１１゜Ｆ２
２がそれぞれフィードバックされている。

そして、バンプレス切換制御装置ＢＭＰ１．ＲＭＰ２で
は、モード切換指令ＣＯ８が与えられた直後に、現設定
量ＦＯ１，ＦＯ２を現制御量Ｆ１１、Ｆ２２へと瞬時に
トラッキングさせて制御ｌｌ偏差を零とするような機能
が備えられている。

また、現設定ｆｆ１ＦＯ１，ＦＯ２を新設定量ＦＯ１ｂ
、ＦＯ２ｂへと緩やかに変化させる過程にあっては、操
作ｆｆ１Ｍ１．Ｍ２の変化率が許容範囲を越えないよう
に設定間ＦＯ１，ＦＯ２の変化率を制限するようにして
いる。

これを、第２図のグラフを参照しながら説明すると、時
刻ｔｏにおいてモード切換指令ＣＯ８が与えられると、
図中Ｐ点からＱ点に示されるように、実設定ｆｆ１ＦＯ
１の値は直ちに現制御ｆｎＦ１１へと瞬時にドラッギン
グされ、これによりいわゆる制御偏差ΔＦの値は零とな
るわけである。

その後、実設定量ＦＯ１の値は徐々に新設定量ＦＯ１ｂ
へと緩やかに変化するのであるが、この変化の過度用に
おいては、操作量Ｍ１を監視することによって、この操
作ｆｆ１Ｍ１の変化率が余り大きくならないように、実
設定量ＦＯ１の変化の様子を調整するわ（プである。

その結果、第５図の従来の場合と比べ、第２図における
Ｑ点からＲ点に至る軌跡は直線とはならず、その時々の
操作ｆｆ１Ｍ１の変化率に応じた緩やかな変動を残しつ
つ、最終時にＱ点からＲ点へと到達することとなる。

そして、Ｒ点へ到達した以後にあっては、Ｆ０１＝ＦＯ
１ｂとなり、動的に与えられる設定置Ｆ０１ｂがそのま
ま実設定ｆｆ１ＦＯ１としてコントローラＣ２１へ与え
られるわけである。

なお、第２図は原液Ａの側についてのみ説明したが、原
液Ｂの側についての説明も同様である。

このように、本発明にあっては、モード切換指令ＣＯ８
が与えられた直後に、現設定ｆｆ１ＦＯ１ａを現制御ｆ
ｆ１Ｆ１１へと瞬時にトラッキングさせて制御偏差ΔＦ
を零とし、その状態から操作量Ｍ１の変化率が許容範囲
を越えないように制御！！ｍ変化率を制御しつつ新設定
量へと設定置の切換を行うようになっている。

このため、モード切換直後に大きな制御偏差ΔＦが存在
しても、これによる影響は排除され、また制重量の切換
過度期において、操作ｆｉＭ１に急変を生ずることもな
く、その結果、より安定なバンプレス切換が可能となる
のである。

なＪ３、以上の実施例では本発明を単独制御モードとカ
スケード制御モードと選択的に取りＩＦｉるフィードバ
ック制御系に適用したが、本発明の適用はこれに限定さ
れるものではない。

例えば、単独制御モードにおいて、設定置を急激に切換
るような場合にも広く応用が可能である。

［発明の効果１以上の説明で明らかなように、この出願の第１の発明に
よれば、設定にの変更要求が与えられた直後に、現設定
品を現制御！　ｆｆｉへと瞬時にトラッキングさせて制
御偏差を零とし、その状態から新設定ｆｆｉへと設定置
を緩やかに変化させるようにしたため、モード切換時点
にＪ′３いて現設定恒と現制御ωとの間に比較的大きな
制御偏差が存在しても、バンプを生じることがない。

また、この出願の第２の発明によれば、設定置をｙＡ設
定量から新設定量へと緩やかに変化させる過程にあって
は、操作量変化率が許容絶間を越えないように設定量変
化率を制御するようにしだため、切換過渡期において操
作量が急変しこれによりバンプを生ずることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式を模式的に示す制御ブロック図、第
２図は本発明方式の動作を示すグラフ、第３図は本発明
が適用されるフィードバック制御系の一例を示す計装図
、第４図は従来方式を模式的に示す制御ブロック図、第
５図は従来方式の動作を示すグラフである。ＢＭＰＩ、ＢＭＰ２・・・バンプレス切換制御２１Ｉ装
置Ｍ１．Ｍ２・・・操作量ＦＯｌ、ＦＯ２・・・実設定ＭＣＯ８・・・切換指令Ｐｌ・・・−次プロセスＰ２１．Ｐ２２・・・二次プロセスＦ１１．Ｆ２２・・・制御量代理人　弁理士　　則　近　憲　佑

Claims

【特許請求の範囲】

（１）設定量の変更要求が与えられると、現設定量から
新設定量へと設定量を緩やかに変化させるようにしたフ
ィードバック制御系におけるバンプレス切換方式におい
て、前記変更要求が与えられた直後に、現設定量を現制御量
へと瞬時にトラッキングさせて制御偏差を零とし、その
状態から新設定量へと設定量を緩やかに変化させること
、を特徴とするフィードバック制御系におけるバンプレス
切換方式。
（２）設定量の変更要求が与えられると、現設定量から
新設定量へと設定間を緩やかに変化させるようにしたフ
ィードバック制御系におけるバンプレス切換方式におい
て、前記設定量を現設定量から新設定量へと緩やかに変化さ
せる過程にあっては、操作量変化率が許容範囲を越えな
いように設定量変化率を制御すること、を特徴とするフィードバック制御系におけるバンプレス
切換方式。