JPH033007A - 調節計 - Google Patents
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- JPH033007A JPH033007A JP13852289A JP13852289A JPH033007A JP H033007 A JPH033007 A JP H033007A JP 13852289 A JP13852289 A JP 13852289A JP 13852289 A JP13852289 A JP 13852289A JP H033007 A JPH033007 A JP H033007A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 27
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
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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、リミットサイクル法によるオートチューニン
グ機能を有した調節計に係り、特に、オートチューニン
グ終了時の最適処理に関する。
グ機能を有した調節計に係り、特に、オートチューニン
グ終了時の最適処理に関する。
〈従来の技術〉
従来のリミットサイクル法によるオートチューニング機
能を有する調節計としては、例えば第8図に示した如き
ものがある。
能を有する調節計としては、例えば第8図に示した如き
ものがある。
この調節計において、■は制御1t(PV)が入力され
るA/D変換器、2は設定値(SV)を設定する設定部
、3は制御量(PV)と設定値(SV)との偏差を求め
る偏差演算部、4はPID制御部、5はオートチューニ
ング部、6はオートチューニング部5中のオートチュー
ニング/PID制御切り換え用スイッチ、7は操作信号
(MV)を出力するD/A変換器である。
るA/D変換器、2は設定値(SV)を設定する設定部
、3は制御量(PV)と設定値(SV)との偏差を求め
る偏差演算部、4はPID制御部、5はオートチューニ
ング部、6はオートチューニング部5中のオートチュー
ニング/PID制御切り換え用スイッチ、7は操作信号
(MV)を出力するD/A変換器である。
上記オートチューニング部5は、チューニング管理部8
と、0N10FF制御部9と、リミットサイクル測定部
10と、PID定数算出部11と、PID定数変更部1
2とからなる。
と、0N10FF制御部9と、リミットサイクル測定部
10と、PID定数算出部11と、PID定数変更部1
2とからなる。
周知のように、この種の調節計では、制御対象、例えば
加熱炉等をPID制御する場合、制御対象に対する最適
PID定数を知る必要があるため、先ず、オートチュー
ニング部5によりオートチューニングを実行し、最適な
PID定数を求め、この定数を用いて、目的とするPI
D制御を行う。
加熱炉等をPID制御する場合、制御対象に対する最適
PID定数を知る必要があるため、先ず、オートチュー
ニング部5によりオートチューニングを実行し、最適な
PID定数を求め、この定数を用いて、目的とするPI
D制御を行う。
そして、このオートチューニングの一手法として、制御
対象を0N10FF制御して、その制御量(PV)のサ
イクリング波形(リミットサイクル)から、PID定数
を求めるリミットサイクル法があり、良く用いられてい
るが、このリミットサイクルの測定は数周期にわたって
行い、このリミットサイクルの測定が終了した時点をオ
ートチューニング終了点とし、この時点で、PID制御
に切り換える。
対象を0N10FF制御して、その制御量(PV)のサ
イクリング波形(リミットサイクル)から、PID定数
を求めるリミットサイクル法があり、良く用いられてい
るが、このリミットサイクルの測定は数周期にわたって
行い、このリミットサイクルの測定が終了した時点をオ
ートチューニング終了点とし、この時点で、PID制御
に切り換える。
このリミットサイクル測定終了時点は、設定値(SV)
と制御量(PV)とが等しくなった時点とするのが一般
的である。
と制御量(PV)とが等しくなった時点とするのが一般
的である。
また、制御対象によっては、ある制御量(PV)を越え
ると、制御対象の性質が変わってしまう等の理由により
、制御量(PV)’が設定値(SV)を越えてしまうこ
とを極端に嫌う場合がある。
ると、制御対象の性質が変わってしまう等の理由により
、制御量(PV)’が設定値(SV)を越えてしまうこ
とを極端に嫌う場合がある。
ところが、ミツトサイクル法によるオートチューニング
では、設定値(SV)を中心にして、ある振幅を持つリ
ミットサイクルを発生させる関係上、当然制御量(PV
)が設定値(SV)を越えることは避けられない。そこ
で、従来、このような場合には、実際に制御を行うため
の設定値(S V s)より、小さ目の値をオートチュ
ーニングを行うための設定(!(SV、)として設定し
、この設定値(SV、)でオートチューニングを行い、
リミットサイクルの測定が終了した時点(tx )で設
定値(SV)をPIDIIJ御ツタメツ設定値(SV、
)へ変更し、PID制御に切り換えるという方法が取ら
れている。
では、設定値(SV)を中心にして、ある振幅を持つリ
ミットサイクルを発生させる関係上、当然制御量(PV
)が設定値(SV)を越えることは避けられない。そこ
で、従来、このような場合には、実際に制御を行うため
の設定値(S V s)より、小さ目の値をオートチュ
ーニングを行うための設定(!(SV、)として設定し
、この設定値(SV、)でオートチューニングを行い、
リミットサイクルの測定が終了した時点(tx )で設
定値(SV)をPIDIIJ御ツタメツ設定値(SV、
)へ変更し、PID制御に切り換えるという方法が取ら
れている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記のようなオートチューニングの終了
からPID制御の切換え時点において、ただ単にそのま
ま切り換えたのでは、次のような問題があった。
からPID制御の切換え時点において、ただ単にそのま
ま切り換えたのでは、次のような問題があった。
(1)従来の調節計では、第8図に示したようにリミッ
トサイクル測定がある時点(tx )で終了し、Pi制
御に切り換わる場合、オン/オフのいずれかの状態で(
例えばMV。8、MV。FFの状態)で、そのまま切り
換えられている。
トサイクル測定がある時点(tx )で終了し、Pi制
御に切り換わる場合、オン/オフのいずれかの状態で(
例えばMV。8、MV。FFの状態)で、そのまま切り
換えられている。
この切り換え時点は、制御対象の遅れ要素やむだ時間要
素のために、切り換え直前の操作信号(M V ON
)の影響が最も大きく現れる点であり、図示のように制
御1jt(PV)の傾きが大きくなっている。その上、
PID制御の操作信号(MV)は、オフ状態(MV。、
Fの状態)からスタートされるため、変動が大きく(変
動区間A、参照)、迅速な安定化が期待できないという
欠点があった。
素のために、切り換え直前の操作信号(M V ON
)の影響が最も大きく現れる点であり、図示のように制
御1jt(PV)の傾きが大きくなっている。その上、
PID制御の操作信号(MV)は、オフ状態(MV。、
Fの状態)からスタートされるため、変動が大きく(変
動区間A、参照)、迅速な安定化が期待できないという
欠点があった。
(2)また、実際にPID制御を行うための設定値(S
Viより、小さ目の設定値(SV、)でオートチューニ
ングを行う場合も、第9図に示したように制御量(PV
)の傾きが大きいうえ、オン/オフのいずれかの状態(
例えばMV。8、MVOF、の状B)で、そのま・ま切
り換えられるため、変動が大きく(変動区間B1参照)
、やはり迅速な安定化が期待できないという同様の欠点
があった。
Viより、小さ目の設定値(SV、)でオートチューニ
ングを行う場合も、第9図に示したように制御量(PV
)の傾きが大きいうえ、オン/オフのいずれかの状態(
例えばMV。8、MVOF、の状B)で、そのま・ま切
り換えられるため、変動が大きく(変動区間B1参照)
、やはり迅速な安定化が期待できないという同様の欠点
があった。
つまり、リミットサイクル測定終了時に、そのままオー
トチューニングを終了して、PID制御に切り換えたの
では、制御!(PV)が大きく乱れてしまい、安定する
までにはかなり時間がかかってしまう。
トチューニングを終了して、PID制御に切り換えたの
では、制御!(PV)が大きく乱れてしまい、安定する
までにはかなり時間がかかってしまう。
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもの
である。
である。
く課題を解決するための手段〉
か\る本発明の特徴とする点の一つは、リミットサイク
ル法によるオートチューニング機能付きの調節計にオー
トチューニング終了処理部を付加し、このオートチュー
ニング終了処理部により、リミットサイクル測定が終了
した時点から、オン/オフの何れかの出力状態を、リミ
ットサイクル測定により求めたむだ時間(L)と同じだ
け保つことにより、制御対象の遅れ要素やむだ時間によ
って生じる、それまで行っていた0N10FF制御の影
響が少なくなった点でPID制御に切り換えることを可
能にし、PID制御へ切り換える際の操作信号としてそ
のときの設定値(SVX)に対応した負荷率(KX )
を与えることにある。
ル法によるオートチューニング機能付きの調節計にオー
トチューニング終了処理部を付加し、このオートチュー
ニング終了処理部により、リミットサイクル測定が終了
した時点から、オン/オフの何れかの出力状態を、リミ
ットサイクル測定により求めたむだ時間(L)と同じだ
け保つことにより、制御対象の遅れ要素やむだ時間によ
って生じる、それまで行っていた0N10FF制御の影
響が少なくなった点でPID制御に切り換えることを可
能にし、PID制御へ切り換える際の操作信号としてそ
のときの設定値(SVX)に対応した負荷率(KX )
を与えることにある。
また、本発明の特徴とする点のもう一つは、上記オート
チューニング終了処理部により、リミットサイクル測定
終了時に設定値(SV)の変更を可能とし、リミットサ
イクル測定終了時から設定変更後の実際にPID制御を
行うための)設定値(SVx)に対応した負荷率(KX
)を操作信号(MVx)として出力し、リミットサイ
クル測定により求めたむだ時間(L)と同じだけこの出
力を保つことにより、制御対象の遅れ要素やむだ時間に
よって生じる、それまで設定値(SVll)で行ってい
た0N10FFIIIJ?IIの影響が少なくなった点
でPID制御に切り換えることを可能にし、PID制御
へ切り換える際の操作信号としてそのときの設定値(S
VX)に対応した負荷率(KX)を与えることにある。
チューニング終了処理部により、リミットサイクル測定
終了時に設定値(SV)の変更を可能とし、リミットサ
イクル測定終了時から設定変更後の実際にPID制御を
行うための)設定値(SVx)に対応した負荷率(KX
)を操作信号(MVx)として出力し、リミットサイ
クル測定により求めたむだ時間(L)と同じだけこの出
力を保つことにより、制御対象の遅れ要素やむだ時間に
よって生じる、それまで設定値(SVll)で行ってい
た0N10FFIIIJ?IIの影響が少なくなった点
でPID制御に切り換えることを可能にし、PID制御
へ切り換える際の操作信号としてそのときの設定値(S
VX)に対応した負荷率(KX)を与えることにある。
く作用〉
従って、上記構成の本発明では、オートチューニングの
終了後、PID!IHIに切り換えた際、制御量(PV
)の速やかな安定化が図れる。
終了後、PID!IHIに切り換えた際、制御量(PV
)の速やかな安定化が図れる。
〈実施例〉
第1図は本発明に係る調節計の一実施例を示したもので
ある。
ある。
この調節計は、オートチューニング部5の3点切換え用
スイッチ16とオートチューニング終了処理部21を除
くと、上述した第7図の調節計と略同−構成であり、当
該調節計と同一構成部分には、同一符号を付しである。
スイッチ16とオートチューニング終了処理部21を除
くと、上述した第7図の調節計と略同−構成であり、当
該調節計と同一構成部分には、同一符号を付しである。
上記オートチューニング終了処理部21は、むだ時間算
出部22と、プロセスゲイン算出部23と、チューニン
グ終了管理部24と、出力保持時間管理部25と、積分
項変更部26と、負荷率出力部27とからなる。
出部22と、プロセスゲイン算出部23と、チューニン
グ終了管理部24と、出力保持時間管理部25と、積分
項変更部26と、負荷率出力部27とからなる。
上記むだ時間算出部22は、オートチューニング部5の
リミットサイクル測定部lOからの信号を受けて、むだ
時間(L)を算出する部分で、このむだ時間(L)は出
力保持時間管理部25に入力され、管理される。
リミットサイクル測定部lOからの信号を受けて、むだ
時間(L)を算出する部分で、このむだ時間(L)は出
力保持時間管理部25に入力され、管理される。
上記プロセスゲイン算出部2は、オートチューニング部
5のリミットサイクル測定部10からの信号を受けて、
リミットサイクル測定が正常終了する毎に、制御対象の
プロセスゲイン(GP)を算出し、格納する部分である
。
5のリミットサイクル測定部10からの信号を受けて、
リミットサイクル測定が正常終了する毎に、制御対象の
プロセスゲイン(GP)を算出し、格納する部分である
。
上記むだ時間の算出およびプロセスゲイン(GP)の算
出は、例えば第2図に示した条件下の場合、次のように
して求められる。この第2図は、3周期のリミットサイ
クルを測定し、比較的安定した2、3周期のリミットサ
イクルの測定値を利用してPID定数を算出する一般的
なリミットサイクル法によるオートチューニングを実施
した場合の設定値(SV)、操作信号(MV)および制
御量(PV)の関係を示したものである。
出は、例えば第2図に示した条件下の場合、次のように
して求められる。この第2図は、3周期のリミットサイ
クルを測定し、比較的安定した2、3周期のリミットサ
イクルの測定値を利用してPID定数を算出する一般的
なリミットサイクル法によるオートチューニングを実施
した場合の設定値(SV)、操作信号(MV)および制
御量(PV)の関係を示したものである。
オートチューニングを行うための設定値(SVl)の選
び方によっては、SV、くPVでのむだ時間(L3 、
Ls )とsv、>PVで(Dむだ時間((L4.
L、)にかなりの違いが生じる場合がある。
び方によっては、SV、くPVでのむだ時間(L3 、
Ls )とsv、>PVで(Dむだ時間((L4.
L、)にかなりの違いが生じる場合がある。
そこで、出力保持に用いられるむた時間(L)の算出は
、実際に保持を行う側のむだ時間(L3L、)を用いて
、次のように求める。
、実際に保持を行う側のむだ時間(L3L、)を用いて
、次のように求める。
L=((L3±LS)/2・・・・・・式(1)プロセ
スゲイン(G、)の算出にあたり、先ず、設定値(SV
、)での負荷率(K1)を求める。
スゲイン(G、)の算出にあたり、先ず、設定値(SV
、)での負荷率(K1)を求める。
K、= (τ08+ +τosz )/(,1皿 +
τ・r)・・・・・・・・・式(2) そして、プロセスゲイン(GF)は次のように求められ
る。
τ・r)・・・・・・・・・式(2) そして、プロセスゲイン(GF)は次のように求められ
る。
K、 (MVON MVOFF ) +MVQFF
GP= SVll ・・・・・・・・・式(3) 但し、第2図中、SV、はオートチューニングを行うた
めの設定値(sv) 、pvは制御量、L1〜.はりミ
ツトサイクルを測定して求めたむだ時間、τ0□、τ。
GP= SVll ・・・・・・・・・式(3) 但し、第2図中、SV、はオートチューニングを行うた
めの設定値(sv) 、pvは制御量、L1〜.はりミ
ツトサイクルを測定して求めたむだ時間、τ0□、τ。
0は操作信号(MV)がオン(MVos)である時間、
τ0FFl+ τ0FF11は操作信号(MV)がオ
ン(MVo□)である時間、τ1τ2はリミットサイク
ルの1周期である。
τ0FFl+ τ0FF11は操作信号(MV)がオ
ン(MVo□)である時間、τ1τ2はリミットサイク
ルの1周期である。
上記チューニング終了管理部24は、オートチューニン
グ部5のリミットサイクル測定部lOにおける測定終了
の信号を受けて、各部に動作信号を送る部分である。
グ部5のリミットサイクル測定部lOにおける測定終了
の信号を受けて、各部に動作信号を送る部分である。
上記積分項変更部26は、上記プロセスゲイン算出部2
3で求められた最初のプロセスゲイン(G、)を受けて
、オートチューニングからPID制御に切り換える際の
PID制御部4の初期出力を、そのときの設定(1m(
SVX)の負荷率(KX)とし、操作信号(MVX)と
して制御対象に与えられるようP I D !II御部
種部4分項出力(I(II) 、n時点での積分項出力
)の値を算出、変更する部分であり、例えば第3図に示
したPID制御部の演算ブロック図に従って求められる
。
3で求められた最初のプロセスゲイン(G、)を受けて
、オートチューニングからPID制御に切り換える際の
PID制御部4の初期出力を、そのときの設定(1m(
SVX)の負荷率(KX)とし、操作信号(MVX)と
して制御対象に与えられるようP I D !II御部
種部4分項出力(I(II) 、n時点での積分項出力
)の値を算出、変更する部分であり、例えば第3図に示
したPID制御部の演算ブロック図に従って求められる
。
S V (−1=S Vx 、 MV (−1=KXと
したとき、M V (−1= (100/PB)・(P
(II) II(11) + Dい、)から、 1 (II) =(PB/100)・KX (P
(−)+ D+−+ )・・・・・・・・・式(4) 但し、Kxは設定値(SVX)に対応した負荷率で、K
、=G、 ・SVXで表され、SVい) はn時点で
の設定値、P V (n) はn時点での制御量、MV
い、はn時点での操作信号、e(7,はn時点。
したとき、M V (−1= (100/PB)・(P
(II) II(11) + Dい、)から、 1 (II) =(PB/100)・KX (P
(−)+ D+−+ )・・・・・・・・・式(4) 但し、Kxは設定値(SVX)に対応した負荷率で、K
、=G、 ・SVXで表され、SVい) はn時点で
の設定値、P V (n) はn時点での制御量、MV
い、はn時点での操作信号、e(7,はn時点。
での偏差、P(7) はn時点での比例項出力、I (
nl、はn−1時点での積分項出力、D (fit は
n時点での微分項出力、PBは比例帯、T、は積分時間
、TDは微分時間、Δはサンプリングタイムである。
nl、はn−1時点での積分項出力、D (fit は
n時点での微分項出力、PBは比例帯、T、は積分時間
、TDは微分時間、Δはサンプリングタイムである。
上記負荷率出力部27は、プロセスゲイン算出部23で
求められた最新のプロセスゲイン(c p)を受けて、
そのときの設定値(SVX)の負荷率(K、)を、Kイ
=G、 ・SVXにより算出し、オートチューニング
部5の3点切換え用スイッチ16に送り出す部分である
。
求められた最新のプロセスゲイン(c p)を受けて、
そのときの設定値(SVX)の負荷率(K、)を、Kイ
=G、 ・SVXにより算出し、オートチューニング
部5の3点切換え用スイッチ16に送り出す部分である
。
このように構成された本調節計では、オートチューニン
グの際、チューニング管理部8により、切り換え用スイ
ッチ16の可動接点16aが0N10FF制御部9の固
定接点16c側と接続され、制御対象を0N10FF制
御する。
グの際、チューニング管理部8により、切り換え用スイ
ッチ16の可動接点16aが0N10FF制御部9の固
定接点16c側と接続され、制御対象を0N10FF制
御する。
そして、リミットサイクル測定部10におけるリミット
サイクル測定が終了したとき、その終了信号が、チュー
ニング終了管理部24に入力され、ここで、設定値(S
V)の変更があるか否かを判断し、変更がある場合には
、設定部2に、当該設定部2のオートチューニングのた
めの設定値(SV、)を実際のPID制御のための設定
値(SV、)に変える信号を出す。
サイクル測定が終了したとき、その終了信号が、チュー
ニング終了管理部24に入力され、ここで、設定値(S
V)の変更があるか否かを判断し、変更がある場合には
、設定部2に、当該設定部2のオートチューニングのた
めの設定値(SV、)を実際のPID制御のための設定
値(SV、)に変える信号を出す。
一方、チューニング管理部8には、出力保持時間管理部
25を通じて、切り換え用スイッチ16の切り換え信号
を送る。この切り換え信号は、リミットサイクル測定の
終了時と、むだ時間算出部22から得られたむだ時間(
L)を保持時間として、この時間(L)の経過後の2回
送られる。
25を通じて、切り換え用スイッチ16の切り換え信号
を送る。この切り換え信号は、リミットサイクル測定の
終了時と、むだ時間算出部22から得られたむだ時間(
L)を保持時間として、この時間(L)の経過後の2回
送られる。
そして、そのときの具体的な切り換えと、操作信号(M
V)の出力値は、上記設定値(SV)の変更があるか否
かよって、2つのケースに分かれる。
V)の出力値は、上記設定値(SV)の変更があるか否
かよって、2つのケースに分かれる。
(1)設定値(SV)の変更がない通常のオートチュー
ニングの終了時。
ニングの終了時。
例えば、第4図に示したように(上述した第9図の場合
に対応)、tX時点でリミットサイクル測定が終了した
場合、むだ時間(L)が経過するし7時点まで、チュー
ニング終了管理部24およびチューニング管理部8の働
きにより、切り換え用スイッチ16の可動接点16aを
0N10FF制御部9の固定接点16c側と接続したま
まとして、オフ状態(MVOFF)の出力を続けた後、
切り換え用スイッチ16の可動接点16aをPID制御
部4の固定接点16b側に接続することにより、PID
制御に切り換える際には、このPID制御部4の初期出
力を、上述したプロセスゲイン算出部23で求めた最新
のプロセスゲイン(G。
に対応)、tX時点でリミットサイクル測定が終了した
場合、むだ時間(L)が経過するし7時点まで、チュー
ニング終了管理部24およびチューニング管理部8の働
きにより、切り換え用スイッチ16の可動接点16aを
0N10FF制御部9の固定接点16c側と接続したま
まとして、オフ状態(MVOFF)の出力を続けた後、
切り換え用スイッチ16の可動接点16aをPID制御
部4の固定接点16b側に接続することにより、PID
制御に切り換える際には、このPID制御部4の初期出
力を、上述したプロセスゲイン算出部23で求めた最新
のプロセスゲイン(G。
)を用いて、そのときの設定値(SVX)に対応した負
荷率(K、”)とし、操作信号(MVX)として制御対
象に与えられるようにしてスタートさせる。
荷率(K、”)とし、操作信号(MVX)として制御対
象に与えられるようにしてスタートさせる。
これにより、極めて迅速に安定したPID制御に移行す
ることができる(変動区間A2参照)。
ることができる(変動区間A2参照)。
(2)設定値(SV)の変更を伴うオートチューニング
の終了時。
の終了時。
例えば、第5図に示したように(上述した第10図の場
合に対応)、tx時点でリミットサイクル測定が終了し
た場合、この時点で、チューニング終了管理部24およ
びチューニング管理部8の働きにより、切り換え用スイ
ッチ16の可動接点16aを負荷率出力部27の固定接
点16d側に切り換え、この時点からむだ時間(L)が
経過するt7時点まで、この負荷率出力部27から得た
負荷率(K、)に対応した出力を続けた後、切り換え用
スイッチ16の可動接点16a@PID制御部4の固定
接点16b側に接続することにより、やはりこのPID
制御部4の初期出力を、上述したプロセスゲイン算出部
23で求めた最新のプロセスゲイン(GP >を用いて
、そのときの設定値(SVX)に対応した負荷率(K、
)とし、操作信号(MVX)として制御対象に与えられ
るようにしてスタートさせる。
合に対応)、tx時点でリミットサイクル測定が終了し
た場合、この時点で、チューニング終了管理部24およ
びチューニング管理部8の働きにより、切り換え用スイ
ッチ16の可動接点16aを負荷率出力部27の固定接
点16d側に切り換え、この時点からむだ時間(L)が
経過するt7時点まで、この負荷率出力部27から得た
負荷率(K、)に対応した出力を続けた後、切り換え用
スイッチ16の可動接点16a@PID制御部4の固定
接点16b側に接続することにより、やはりこのPID
制御部4の初期出力を、上述したプロセスゲイン算出部
23で求めた最新のプロセスゲイン(GP >を用いて
、そのときの設定値(SVX)に対応した負荷率(K、
)とし、操作信号(MVX)として制御対象に与えられ
るようにしてスタートさせる。
これにより、やはり極めて迅速に安定したptD制御に
移行することができる(変動区間B!参照)。
移行することができる(変動区間B!参照)。
次に、か\る本調節計の動作をフローチャートに従って
述べると、第6図の如くである。このフローチャートは
、実際には本調節計を構成するマイコン等のプログラム
としてオートチューニング実行中に制御周期毎に繰り返
し、実行される。
述べると、第6図の如くである。このフローチャートは
、実際には本調節計を構成するマイコン等のプログラム
としてオートチューニング実行中に制御周期毎に繰り返
し、実行される。
オートチューニング中は毎制御周期毎にステップS0が
メインプログラムから呼び出され、ステップS、で、オ
ートチューニングの終了処理かどうかの判断が行われ、
YESの場合(オートチューニング終了処理の場合)、
ステップS2に進み、出力保持時間経過(むだ時間経過
)の存無を判断する。そして、NOの場合は、直ちにス
テップS6に進み、その制御周期におけるオートチュー
ニングのプログラムを終了する。
メインプログラムから呼び出され、ステップS、で、オ
ートチューニングの終了処理かどうかの判断が行われ、
YESの場合(オートチューニング終了処理の場合)、
ステップS2に進み、出力保持時間経過(むだ時間経過
)の存無を判断する。そして、NOの場合は、直ちにス
テップS6に進み、その制御周期におけるオートチュー
ニングのプログラムを終了する。
出力保持時間経過が経過したYESの場合は、ステップ
S3に進み、負荷率(KX)の算出が行われ、引き続き
、ステップS4で、積分項(r+、、、)の算出が行わ
れ、この後、ステップSsのPrD制御への切り換えが
行われ、その出力値が上記負荷率(Kll >に対応し
た値として与えられる。オートチューニングは正常終了
し、次の制御周期より、PID制御に切り換わることに
なる。
S3に進み、負荷率(KX)の算出が行われ、引き続き
、ステップS4で、積分項(r+、、、)の算出が行わ
れ、この後、ステップSsのPrD制御への切り換えが
行われ、その出力値が上記負荷率(Kll >に対応し
た値として与えられる。オートチューニングは正常終了
し、次の制御周期より、PID制御に切り換わることに
なる。
一方、ステップSIで、オートチューニング中のNoの
場合は、ステップS7に進み、ON10FF制御の出力
算出が行われ、ステップS、に至り、オートチューニン
グ測定中かどうか状態判断が行われる。ここで、測定中
のYESの場合は、ステップS9のリミットサイクルの
測定処理に進む。ステップS、では、リミットサイクル
測定処理を行うと共に、後述するステップsrsにおけ
る判断のため、(SVs−sv、)と(sv、−p■)
の符号比較を行い、符号が異なった場合、その事実があ
ったことを記憶しておく。その後、ステップS、に至り
、その制御周期におけるオートチューニングのプログラ
ムを終了する。
場合は、ステップS7に進み、ON10FF制御の出力
算出が行われ、ステップS、に至り、オートチューニン
グ測定中かどうか状態判断が行われる。ここで、測定中
のYESの場合は、ステップS9のリミットサイクルの
測定処理に進む。ステップS、では、リミットサイクル
測定処理を行うと共に、後述するステップsrsにおけ
る判断のため、(SVs−sv、)と(sv、−p■)
の符号比較を行い、符号が異なった場合、その事実があ
ったことを記憶しておく。その後、ステップS、に至り
、その制御周期におけるオートチューニングのプログラ
ムを終了する。
ステップS、で、リミットサイクルの測定が終了したN
Oの場合には、ステップ310で、PIDの各定数を算
出し、次に、ステップSllで、むだ時間を算出し、さ
らにステップSl!で、プロセスゲイン(cp )を算
出する。
Oの場合には、ステップ310で、PIDの各定数を算
出し、次に、ステップSllで、むだ時間を算出し、さ
らにステップSl!で、プロセスゲイン(cp )を算
出する。
この後、ステップSI3で、設定値(SV)の変更があ
るか否かを判断し、無しのNOの場合は、直ちにステッ
プShの終了に進む。設定値(SV)の変更があるYE
Sの場合には、ステップSIで、実際の変更を行い、ス
テップsrsに至り、前述したステップS9でのリミッ
トサイクル測定処理の中での符号比較((SVs S
V、)の符号と(SVs PV)の符号の比較〕の結
果を判断し、符号が等しくない事実が一度でもあった「
≠」のNOの場合にはステップS6の終了に進む。リミ
ットサイクルの測定中、常に符号が等しかった「−」の
YESの場合には、設定値(sv、)の負荷率(K、)
を算出し、この後、終了のステップS、に進む。
るか否かを判断し、無しのNOの場合は、直ちにステッ
プShの終了に進む。設定値(SV)の変更があるYE
Sの場合には、ステップSIで、実際の変更を行い、ス
テップsrsに至り、前述したステップS9でのリミッ
トサイクル測定処理の中での符号比較((SVs S
V、)の符号と(SVs PV)の符号の比較〕の結
果を判断し、符号が等しくない事実が一度でもあった「
≠」のNOの場合にはステップS6の終了に進む。リミ
ットサイクルの測定中、常に符号が等しかった「−」の
YESの場合には、設定値(sv、)の負荷率(K、)
を算出し、この後、終了のステップS、に進む。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように本発明の調節計によれば
、次のような優れた効果が得られる。
、次のような優れた効果が得られる。
(1)先ず、リミットサイクル法によるオートチューニ
ング機能付きの調節計にオートチューニング終了処理部
を付加しであるため、オートチューニングが終了した際
、ただ単にそのままPIDに切り換えるのではなく、出
力保持時間(むだ時間)と負荷率に対応した最適の出力
値との組み合わせにより、制御量(PV)を速やかに安
定化させることができる。
ング機能付きの調節計にオートチューニング終了処理部
を付加しであるため、オートチューニングが終了した際
、ただ単にそのままPIDに切り換えるのではなく、出
力保持時間(むだ時間)と負荷率に対応した最適の出力
値との組み合わせにより、制御量(PV)を速やかに安
定化させることができる。
(2)また、上記オートチューニング終了処理部を、む
だ時間算出部と、プロセスゲイン算出部と、チューニン
グ終了管理部と、出力保持時間管理部と、積分項変更部
と、負荷率出力部とから構成しであるため、最適な出力
保持時間(むだ時間)の算出および管理、P(D制御項
り換え時の最適の出力値を得るための、プロセスゲイン
の算出、負荷率の算出および積分項変更等を行うことが
できる。
だ時間算出部と、プロセスゲイン算出部と、チューニン
グ終了管理部と、出力保持時間管理部と、積分項変更部
と、負荷率出力部とから構成しであるため、最適な出力
保持時間(むだ時間)の算出および管理、P(D制御項
り換え時の最適の出力値を得るための、プロセスゲイン
の算出、負荷率の算出および積分項変更等を行うことが
できる。
第1図は本発明に係る調節計の一実施例を示したブロッ
ク図、第2図はむだ時間およびプロセスゲインを求める
ためのグラフ、第3図は積分項の変更を求めるためのP
ID制御部の演算ブロック図、第4図〜第5図は本調節
計の動作状態を示した各グラフ、第6図は本調節計の動
作の流れを示したフローチャート、第7図は従来例に係
る調節計を示したブロック図、第8図は従来の調節計の
動作状態を示した各グラフである。 図中、 2・・・・設定部、 3・・・・偏差演算部、 4・・・・PID制御部、 5・・・・オートチューニング部、 8・・・・チューニング管理部、 16・・・切り換え用スイッチ、 21・・・オートチューニング終了処理部、22・・・
むだ時間算出部、 23・・・プロセスゲイン算出部、 24・・・チューニング終了管理部、 25・・・出力保持時間管理部、 26・・・積分項変更部、 27・・・負荷率出力部、 手続補正書(自発) 平成 1年 8月31日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殴 ■、事件の表示 平成1年特許願第138522号 2、発明の名称 IJ!4節計 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都太田区久が原五丁目16番6号名称 理
化 工 業 株式会社 代表者保知輝幸 4、代理人 〒141 603(440)−67
61住所 東京部品用区東五反田五丁目23番1号6、
hi正の対象 (1)明細書中、発明の詳細な説明の欄および図面の簡
単な説明の欄(1)、明細書中、第2頁第9行目の「第
8図」を、「第7図」と補正する。 (2)、明細書中、第4頁第20行目の「切換え時点」
を、「切り換え時点」と補正する。 (3)、明細書中、第5頁第6行目の「・・・の状態で
」を、「・・・の状態」と補正する。 (4)、明細書中、第6頁第19行目の「むだ時間」を
、「むだ時間要素」と補正する。 (5)、明細書中、第7頁第9行目の「変更後の実際に
」を、「変更後の(実際に」と補正する。 (6)、明細書中、第7頁第13〜14行目の「むだ時
間」を、「むだ時間要素」と補正する。 (7)、明細書中、第7頁第14行目の「それまで設定
値」を、「それまでの設定値」と補正する。 (8)、明細書中、第9頁第2行目の「算出部2」を、
「算出部23」と補正する。 (9)、明細書中、第9頁第19行目の’ ((L4
Jを、’(L4Jと補正する。 00)、明細書中、第10頁第4行目の’ ((L、
」を、’(L3Jと補正する。 (印、明細書中、第10頁第1I行目の’Ka (MV
ONMVOFF ) Jを、’K a ・(MVON−
MVOFF ) Jと補正する。 02)、明細書中、第10頁第20行目の[オン(MV
。rr ) Jを、「オフ(MV o□)」と補正する
。 θ3)、明細書中、第11頁第7行目の「最初」を、「
最新」と補正する。 a4)、明細書中、第14頁第1〜2行目の「第9図」
を、「第8図」と補正する。 aω、明細書中、第15頁第2〜3行目の「第10図」
を、「第9図」と補正する。 θω、明細書中、第15頁第12行目の「接続すること
により、」を、「接続することによりPID制御に切り
換える際には、」と補正する。 q力、明細書中、第17頁第7行目の「どうか状態判断
」を、「どうかの状態判断」と補正する。 08)、明細書中、第17頁第19〜20行目の「むだ
時間」°を、「むだ時間L」と補正する。 09)、明細書中、第20頁第3行目の「第8図」を、
[第8図〜第9図Jと補正する。 CO9第1図、第5図および第6図を、添付図面の如く
補正する。 以上 手続補正書(刃側 平成 1年10月ユO日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 2゜ 発明の名称 調節計 3゜ 4゜ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都太田区久が原五丁目16番6号名称 理
化 工 業 株式会社 代表者保知輝幸 代理人 〒141 ’!!?03 (440)
−6761住所 東京部品用区東五反田五丁目23番1
号6゜ 補正の対象 図面の簡単な説明の欄 補正の内容 明細書中、第20頁第3行目の「第8図」を、「第8図
〜第9図」と補正する、訂正は、平成1年8月31日付
けの手続補正書(自発)により完了法である。
ク図、第2図はむだ時間およびプロセスゲインを求める
ためのグラフ、第3図は積分項の変更を求めるためのP
ID制御部の演算ブロック図、第4図〜第5図は本調節
計の動作状態を示した各グラフ、第6図は本調節計の動
作の流れを示したフローチャート、第7図は従来例に係
る調節計を示したブロック図、第8図は従来の調節計の
動作状態を示した各グラフである。 図中、 2・・・・設定部、 3・・・・偏差演算部、 4・・・・PID制御部、 5・・・・オートチューニング部、 8・・・・チューニング管理部、 16・・・切り換え用スイッチ、 21・・・オートチューニング終了処理部、22・・・
むだ時間算出部、 23・・・プロセスゲイン算出部、 24・・・チューニング終了管理部、 25・・・出力保持時間管理部、 26・・・積分項変更部、 27・・・負荷率出力部、 手続補正書(自発) 平成 1年 8月31日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殴 ■、事件の表示 平成1年特許願第138522号 2、発明の名称 IJ!4節計 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都太田区久が原五丁目16番6号名称 理
化 工 業 株式会社 代表者保知輝幸 4、代理人 〒141 603(440)−67
61住所 東京部品用区東五反田五丁目23番1号6、
hi正の対象 (1)明細書中、発明の詳細な説明の欄および図面の簡
単な説明の欄(1)、明細書中、第2頁第9行目の「第
8図」を、「第7図」と補正する。 (2)、明細書中、第4頁第20行目の「切換え時点」
を、「切り換え時点」と補正する。 (3)、明細書中、第5頁第6行目の「・・・の状態で
」を、「・・・の状態」と補正する。 (4)、明細書中、第6頁第19行目の「むだ時間」を
、「むだ時間要素」と補正する。 (5)、明細書中、第7頁第9行目の「変更後の実際に
」を、「変更後の(実際に」と補正する。 (6)、明細書中、第7頁第13〜14行目の「むだ時
間」を、「むだ時間要素」と補正する。 (7)、明細書中、第7頁第14行目の「それまで設定
値」を、「それまでの設定値」と補正する。 (8)、明細書中、第9頁第2行目の「算出部2」を、
「算出部23」と補正する。 (9)、明細書中、第9頁第19行目の’ ((L4
Jを、’(L4Jと補正する。 00)、明細書中、第10頁第4行目の’ ((L、
」を、’(L3Jと補正する。 (印、明細書中、第10頁第1I行目の’Ka (MV
ONMVOFF ) Jを、’K a ・(MVON−
MVOFF ) Jと補正する。 02)、明細書中、第10頁第20行目の[オン(MV
。rr ) Jを、「オフ(MV o□)」と補正する
。 θ3)、明細書中、第11頁第7行目の「最初」を、「
最新」と補正する。 a4)、明細書中、第14頁第1〜2行目の「第9図」
を、「第8図」と補正する。 aω、明細書中、第15頁第2〜3行目の「第10図」
を、「第9図」と補正する。 θω、明細書中、第15頁第12行目の「接続すること
により、」を、「接続することによりPID制御に切り
換える際には、」と補正する。 q力、明細書中、第17頁第7行目の「どうか状態判断
」を、「どうかの状態判断」と補正する。 08)、明細書中、第17頁第19〜20行目の「むだ
時間」°を、「むだ時間L」と補正する。 09)、明細書中、第20頁第3行目の「第8図」を、
[第8図〜第9図Jと補正する。 CO9第1図、第5図および第6図を、添付図面の如く
補正する。 以上 手続補正書(刃側 平成 1年10月ユO日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 2゜ 発明の名称 調節計 3゜ 4゜ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都太田区久が原五丁目16番6号名称 理
化 工 業 株式会社 代表者保知輝幸 代理人 〒141 ’!!?03 (440)
−6761住所 東京部品用区東五反田五丁目23番1
号6゜ 補正の対象 図面の簡単な説明の欄 補正の内容 明細書中、第20頁第3行目の「第8図」を、「第8図
〜第9図」と補正する、訂正は、平成1年8月31日付
けの手続補正書(自発)により完了法である。
Claims (2)
- (1)PID制御部とリミットサイクル法によるオート
チューニング部を備え、制御対象に対するPID定数を
オートチューニングにより求め、当該定数を用いて、制
御量(PV)をPID制御して、操作信号(MV)を出
力する調節計において、オートチューニング終了処理部
を付加し、前記オートチューニング部によるオートチュ
ーニングが終了する際、設定値(SV)の変更を可能に
し、かつ前記設定値(SV)の変更の有無にかかわらず
、当該オートチューニング終了処理部により、オートチ
ューニング終了後の制御量(PV)を速やかに安定化さ
せることを特徴とする調節計。 - (2)前記オートチューニング終了処理部が、むだ時間
算出部と、プロセスゲイン算出部と、チューニング終了
管理部と、出力保持時間管理部と、積分項変更部と、負
荷率出力部とからなることを特徴とする請求項1記載の
調節計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13852289A JPH033007A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 調節計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13852289A JPH033007A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 調節計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033007A true JPH033007A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15224115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13852289A Pending JPH033007A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 調節計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021033738A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | 制御パラメータ調整装置および方法 |
| JP2021033739A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | 制御パラメータ調整装置および方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132302A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Omron Tateisi Electronics Co | 制御装置 |
| JPS6426204A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Sekisui Chemical Co Ltd | Pid controller |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13852289A patent/JPH033007A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63132302A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Omron Tateisi Electronics Co | 制御装置 |
| JPS6426204A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-27 | Sekisui Chemical Co Ltd | Pid controller |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021033738A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | 制御パラメータ調整装置および方法 |
| JP2021033739A (ja) * | 2019-08-27 | 2021-03-01 | アズビル株式会社 | 制御パラメータ調整装置および方法 |
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