JPH04107601A - Process identifying device - Google Patents
Process identifying deviceInfo
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- JPH04107601A JPH04107601A JP22611890A JP22611890A JPH04107601A JP H04107601 A JPH04107601 A JP H04107601A JP 22611890 A JP22611890 A JP 22611890A JP 22611890 A JP22611890 A JP 22611890A JP H04107601 A JPH04107601 A JP H04107601A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、プロセスの動特性を同定するプロセス同定装
置に関し、さらに詳しくは、電気炉などの温度を制御す
るのに適する調節計において、その演算パラメータ(比
例帯PB、積分時間定数TI、微分時間定数TD等)を
自動設定するような場合に用いられるプロセス同定装置
に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a process identification device for identifying dynamic characteristics of a process, and more specifically, to a process identification device for identifying the dynamic characteristics of a process. The present invention relates to a process identification device used for automatically setting calculation parameters (proportional band PB, integral time constant TI, differential time constant TD, etc.).
〈従来技術〉
制御対象となるプロセスをI&適条件で制御するには、
そのプロセスの動特性を知るためのプロセス同定装置が
必要である。<Prior art> In order to control the process to be controlled under I&appropriate conditions,
A process identification device is required to know the dynamic characteristics of the process.
このようなプロセス同定装置には、プロセスを制御する
調節計をプロセスに接続し、そのプロセスを制御しなが
ら同定を閉ループで行う場合と、調節計をプロセスから
切離して開ループで行う場合とがある。There are two types of process identification devices: one where a controller that controls the process is connected to the process and identification is performed in a closed loop while controlling the process, and the other where the controller is separated from the process and identification is performed in an open loop. .
第3図は、−船釣な制御系を表すブロック図で、10セ
スを制御しながら同定を閉ループで行う場合の従来例を
説明する。FIG. 3 is a block diagram showing a control system for boat fishing, and describes a conventional example in which identification is performed in a closed loop while controlling 10 cells.
PID制御演算部(主演算部)1は、目標設定値SPと
プロセス2からのプロセス量Pvを入力し、その偏差D
Vに対して比例(P)、積分(I)、微分(D)演算を
施し、その演算結果を制御出力(操作量)MVとしてプ
ロセス2に出力し、プロセス量Pvが目@設定値SPに
一致するように制御する。The PID control calculation unit (main calculation unit) 1 inputs the target set value SP and the process amount Pv from the process 2, and calculates the deviation D.
Proportional (P), integral (I), and differential (D) calculations are performed on V, and the calculation results are output to process 2 as control output (manipulated amount) MV, so that the process amount Pv becomes the target @ set value SP. Control to match.
プロセス同定部3は、PID制御演算部1の動作を規制
して、プロセス2を例えばオン/オフ制御を行い、その
時のプロセス量Pvを監視して、プロセスの動特性を測
定し、その結果に基づいて最適なPID演算パラメータ
(演算定数)を算出して、これらをPID制御演算部1
に自動設定する。The process identification unit 3 regulates the operation of the PID control calculation unit 1, performs on/off control of the process 2, monitors the process amount Pv at that time, measures the dynamic characteristics of the process, and uses the results as The optimum PID calculation parameters (calculation constants) are calculated based on the PID control calculation unit 1.
Automatically set to .
第4図は、プロセス同定部3による同定動作のときに観
測されるプロセス量PVの変化の一例を示す波形図であ
る。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a change in the process amount PV observed during the identification operation by the process identification section 3.
(a)〜(c)は、いずれも異なったプロセスを示して
いる。プロセス同定部3は、プロセス量PVの振動振幅
や振動周期を求め、これらの値に基づいて最適なPID
演算パラメータ(演算定数)を算出し、PID制御演算
部1に自動設定する。(a) to (c) all show different processes. The process identification unit 3 determines the vibration amplitude and vibration period of the process amount PV, and determines the optimal PID based on these values.
Calculation parameters (calculation constants) are calculated and automatically set in the PID control calculation section 1.
〈発明が解決すべき課題〉
しかしながら、この様な従来のプロセス同定手法によっ
ては、例えばバッチ炉等の立ち上げに際して、はじめに
まず空の炉に対してプロセス同定のための試運転を行い
、次に炉に実際の被熱処理物を導入し、実運転を行うと
いう手順を踏む必要がある。<Problems to be Solved by the Invention> However, with such conventional process identification methods, when starting up a batch furnace, for example, a trial run is first performed on an empty furnace for process identification, and then a test run is performed on an empty furnace for process identification. It is necessary to take steps to introduce the actual material to be heat treated and conduct actual operation.
このことは−プロセス同定のための試運転の工程が必要
な上に、その工程での電力が無駄になるという問題点が
ある。This has the problem that not only is a trial run step required for process identification, but also that power is wasted in that step.
本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、プロセスの同定を行うための工程を、プロ
セスの立ち上げの過程に組み入れるようにして、プロセ
ス同定にかかわる時間と電力を節約できるようにした装
置を実現することにある。The present invention has been made in view of these points, and
The purpose is to realize an apparatus that can save time and power related to process identification by incorporating a process identification step into the process start-up process.
く課組を解決する為の手段〉
この様な目的を達成する本発明は、
プロセスに出力する制御出力を変更する制御出力変更手
段と、
プロセスからのプロセス量に関連する信号に微分演算を
行う微分演算回路と、
前記制御出力変更手段によって制御出力を変更してから
、その影響が前記微分演算回路の微分演算量に表れるま
での時間(TL)を計測する時間計測手段と
を備えて構成される。Means for Solving Problems> The present invention that achieves the above objects comprises a control output changing means for changing the control output output to the process, and a differential operation for a signal related to the process amount from the process. The differential calculation circuit is configured to include a differential calculation circuit, and a time measurement unit that measures the time (TL) from when the control output is changed by the control output changing unit until the effect thereof appears in the differential calculation amount of the differential calculation circuit. Ru.
〈作用〉
制御出力変更手段は、微分演算回路からの演算出力が安
定するのを待って、制御出力を一時的に減少させる変更
操作を行う。<Operation> The control output changing means waits until the calculation output from the differential calculation circuit becomes stable, and then performs a changing operation to temporarily reduce the control output.
時間計測手段は、制御出力変更手段によって制御出力を
変更してから、その影響が前記微分演算回路からの微分
演算量に表れるまでの時間(TL)を計測する。そして
、計測された時間(TL)をプロセスの等価無駄時間と
して同定し、この同定結果に基づいて制御演算パラメー
タが算出される。The time measuring means measures the time (TL) from when the control output is changed by the control output changing means until the effect thereof appears in the differential calculation amount from the differential calculation circuit. Then, the measured time (TL) is identified as the equivalent dead time of the process, and control calculation parameters are calculated based on this identification result.
〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
図において、1は目標設定値SPとプロセス2からのプ
ロセス量Pvとを入力し、例えばPID演算を行って制
御出力(操作量)MVをプロセス2に出力するPID制
御演算部で、目標設定値SPとプロセス量Pvとの偏差
信号DVを入力する比例演算回路11と、積分演算回路
12と、プロセス量P■を入力する微分演算量F#11
3と、これらの各演算回路からの演算結果を加算して制
御出力MVとしてプロセス2に出力する出力演算部14
で構成されている。In the figure, 1 is a PID control calculation unit that inputs the target set value SP and the process amount Pv from the process 2, performs PID calculation, and outputs the control output (manipulated amount) MV to the process 2. A proportional calculation circuit 11 which inputs the deviation signal DV between SP and the process quantity Pv, an integral calculation circuit 12, and a differential calculation quantity F#11 which inputs the process quantity P■.
3 and an output calculation unit 14 that adds the calculation results from each of these calculation circuits and outputs the result to the process 2 as a control output MV.
It is made up of.
3はプロセス2に与える制御出力MVを変更させる制御
出力変更手段で、例えばプロセスに与える制御出力を所
定量だけ減するような操作を行う。Reference numeral 3 denotes a control output changing means for changing the control output MV given to the process 2, which performs an operation such as reducing the control output given to the process by a predetermined amount, for example.
4は微分演算回路13からの微分演算出力の変化を検出
する微分演算出力変化検出手段、5は時間計測手段で、
制御出力変更手段3によって制御出力MVを変更してか
ら、その影響が微分演算回路からの微分演算量に表れる
まで(微分演算出力変化検出手段4で変化が検出される
まで)の時間(TL)を計測する。4 is a differential calculation output change detection means for detecting a change in the differential calculation output from the differential calculation circuit 13; 5 is a time measurement means;
Time (TL) from when the control output MV is changed by the control output changing means 3 until the effect appears on the differential calculation amount from the differential calculation circuit (until the change is detected by the differential calculation output change detection means 4) Measure.
6は、時間計測手段5で計測された時間(TL)をプロ
セスの等価無駄時間として同定し、この同定結果に基づ
いて制御演算パラメータを算出して、これをPID制御
演算部1に設定する演算パラメータ設定部である。6 is a calculation for identifying the time (TL) measured by the time measuring means 5 as the equivalent dead time of the process, calculating control calculation parameters based on this identification result, and setting them in the PID control calculation unit 1. This is a parameter setting section.
ここで、演算パラメータ設定部6は、制御出力を変更し
てから、その影響が微分演算回路13の微分演算量に表
れるまでの時間(TL)を用いて、PID演算パラメー
タを算出するように構成されている。Here, the calculation parameter setting section 6 is configured to calculate the PID calculation parameter using the time (TL) from when the control output is changed until the influence appears in the differential calculation amount of the differential calculation circuit 13. has been done.
このように構成した装置の動作を次に説明する。The operation of the apparatus configured in this way will be explained next.
第2図は、プロセス同定の動作を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of process identification.
プロセスの同定にあたり、はじめにオペレータの指示を
受け、制御出力変更手段3は、出力演算部14に働きか
けて、ここから(a)に示すような最大出力(100%
)の制御出力MVをプロセス2に出力する。この様な制
御出力MVを受けて、プロセス2からは(b)に示すよ
うに目標設定値SPに向かうプロセス量(ステップ応答
信号)PVが得られる。When identifying a process, first receiving instructions from the operator, the control output changing means 3 acts on the output calculation section 14, and from there the maximum output (100%) as shown in (a) is output.
) is output to process 2. In response to such a control output MV, a process amount (step response signal) PV toward the target setting value SP is obtained from the process 2 as shown in (b).
微分演算回路13は、この様なプロセス量Pvの変化を
受けて、その微分演算量(D)を演算する。(a)にこ
の微分演算量(D)の変化を示す。The differential calculation circuit 13 receives such a change in the process amount Pv and calculates the differential calculation amount (D). (a) shows the change in the differential calculation amount (D).
制御出力変更手段3は、微分演算回路13からの微分演
算量(D)が安定した時点t1で、制御出力差MVを所
定量(例えば50%)だけ減少させる変更操作を行う。The control output changing means 3 performs a changing operation to reduce the control output difference MV by a predetermined amount (for example, 50%) at a time t1 when the differential calculation amount (D) from the differential calculation circuit 13 becomes stable.
この操作を受けたプロセス2は、多少の影響を受けその
影響がやがてプロセス量Pvの変化として表れ、これが
微分演算回路13の微分演算出力の変化として表れてく
る。The process 2 subjected to this operation is affected to some extent, and the effect eventually appears as a change in the process amount Pv, which in turn appears as a change in the differential calculation output of the differential calculation circuit 13.
微分演算出力変化検出手Pi4は、微分演算回路13か
らの微分演算量(D>の変化を検出しており、微分演算
量(D)が制御出力の変更の影響を受けて、急激に変化
する時点t2を捕える0時間計測手段5は、制御出力M
Vに変更操作をした時点t1から、変化時点t2を検出
するまでの時間TLを測定し、計測した時間TLを演算
パラメータ設定部6に伝える。The differential calculation output change detection hand Pi4 detects a change in the differential calculation amount (D>) from the differential calculation circuit 13, and the differential calculation amount (D) changes rapidly due to the influence of a change in the control output. The zero time measuring means 5 that captures the time t2 has a control output M
The time TL from the time t1 when a change operation is made to V until the change time t2 is detected, and the measured time TL is transmitted to the calculation parameter setting section 6.
演算パラメータ設定部6は、この測定時間(TL)と、
この測定時間TLにおけるプロセス量PVの変化量ΔP
Vとを用いて、(1)式で示される演算を行って比例帯
PBを求める。The calculation parameter setting unit 6 calculates this measurement time (TL) and
Amount of change ΔP in process amount PV during this measurement time TL
Using V, the calculation shown in equation (1) is performed to find the proportional band PB.
また、積分時間定数TI、微分時間定数TDを例えば(
2)式、(3)式を用いてそれぞれ求め、これらの演算
定数をPIDilJal演算部1に設定する。In addition, let the integral time constant TI and the differential time constant TD be, for example, (
2) and (3) are used, and these calculation constants are set in the PIDilJal calculation unit 1.
PB=APV (%/秒)*TL(秒)−(1)TI=
TL*に2 ・・・(2)TD=T
L*に3 ・・・(3)その後、プ
ロセス2には前述したプロセス同定結果に基づいて算出
し、設定された新しい1NKパラメータのもとで制御出
力MVが演算され、プロセス量Pvは立ち上がりのほぼ
中間時点から、目標設定値SPへ向けてスムーズに整定
することとなる。PB=APV (%/sec)*TL(sec)-(1)TI=
2 to TL*...(2) TD=T
3 to L* (3) After that, for process 2, the control output MV is calculated based on the above-mentioned process identification result, and the control output MV is calculated based on the set new 1NK parameter, and the process amount Pv is From approximately the middle point, the temperature will settle smoothly toward the target set value SP.
このようなプロセス同定の手法は、プロセスの立ち上が
りを利用して行えるもので、プロセス同定のための時間
と、電力とを節約することができる。Such a process identification method can be performed using the start-up of a process, and can save time and power for process identification.
なお、このようなプロセス同定の手法において、制御出
力MVを減する操作によるプロセス量PVに表れる変化
は、例えば0.1%、0.2%、1%、2%穆度の値で
あって、実際のプロセスに与える影響は無い、また、プ
ロセス量PVが目標設定値SPに到達するまでの時間ロ
スもほとんど無い
なお、実施例では、制御出力変更手段3.微分演算出力
変化検出手段41時間計測手段5をそれぞれ別々のプロ
・yりで示したが、これらの各機能は例えばマイクロプ
ロセッサのプログラムによって実行されるもので、一つ
のプログラムで実行できるようにしてもよい。In addition, in such a process identification method, the change that appears in the process amount PV due to the operation of reducing the control output MV is, for example, a value of 0.1%, 0.2%, 1%, or 2% precision. , there is no influence on the actual process, and there is almost no time loss until the process amount PV reaches the target setting value SP. In the embodiment, the control output changing means 3. Although the differential calculation output change detection means 41 and the time measurement means 5 are shown as separate programs, each of these functions is executed by, for example, a microprocessor program, so it is arranged so that they can be executed by a single program. Good too.
また、PID制御演算部1は、PI制御演算部であって
もよい。Further, the PID control calculation unit 1 may be a PI control calculation unit.
〈発明の効果〉
以上詳細に説明したように、本発明によれば、プロセス
の立ち上げの途中において、プロセスの同定を行うこと
ができるもので、その為の時間と電力とを節約できる。<Effects of the Invention> As described in detail above, according to the present invention, a process can be identified during process start-up, thereby saving time and power.
また、この手法によって得られた同定結果に基づいて演
算パラメータを算出することにより、制御性の優れた調
節計を提供できる。Further, by calculating calculation parameters based on the identification results obtained by this method, a controller with excellent controllability can be provided.
第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第2
図はプロセス同定手段の動作を示す波形図、第3図は一
般的な制御系を表すブロック図、第4図はプロセス同定
部による同定動作のときに観測されるプロセス量の変化
の一例を示す波形図である。
5・・・時間計測手段、
6・・・演算パラメータ設定部、
11・・・比例演算回路、12・・・積分演算回路、1
3・・・微分演算回路、14・・・出力演算部、1・・
・PID制御演算部、
2・・・プロセス、 3・・・制御出力変更手段、4・
・・微分演算出力変化検出手段、FIG. 1 is a configuration block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
Figure 3 is a waveform diagram showing the operation of the process identification means, Figure 3 is a block diagram representing a general control system, and Figure 4 shows an example of changes in process quantities observed during identification operation by the process identification unit. FIG. 5... Time measuring means, 6... Calculation parameter setting section, 11... Proportional calculation circuit, 12... Integral calculation circuit, 1
3... Differential calculation circuit, 14... Output calculation section, 1...
- PID control calculation unit, 2... process, 3... control output changing means, 4.
・Differential calculation output change detection means,
Claims (2)
変更手段と、 プロセスからのプロセス量に関連する信号に微分演算を
行う微分演算回路と、 前記制御出力変更手段によって制御出力を変更してから
、その影響が前記微分演算回路の微分演算量に表れるま
での時間(TL)を計測する時間計測手段と を備え、制御出力を変更してから、その影響が前記微分
演算回路の微分演算量に表れるまでの時間(TL)をプ
ロセスの等価無駄時間として同定するようにしたことを
特徴とするプロセス同定装置。(1) A control output changing means for changing the control output output to the process; a differential operation circuit for performing a differential operation on a signal related to a process amount from the process; and after changing the control output by the control output changing means. , and a time measuring means for measuring the time (TL) until the influence appears on the differential calculation amount of the differential calculation circuit, and after the control output is changed, the influence appears on the differential calculation amount of the differential calculation circuit. A process identification device characterized in that a time until appearance (TL) is identified as an equivalent waste time of a process.
算回路の微分演算量に表れるまでの時間(TL)を用い
て、比例帯PBを下記の式に従って演算することを特徴
とする請求項1記載のプロセス同定装置。 PB=ΔPV(%/秒)*TL(秒)・・・(1)(2) A claim characterized in that the proportional band PB is calculated according to the following formula using the time (TL) from when the control output is changed until the effect appears in the differential calculation amount of the differential calculation circuit. Item 1. Process identification device according to item 1. PB=ΔPV(%/sec)*TL(sec)...(1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22611890A JPH04107601A (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Process identifying device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22611890A JPH04107601A (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Process identifying device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04107601A true JPH04107601A (en) | 1992-04-09 |
Family
ID=16840122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22611890A Pending JPH04107601A (en) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | Process identifying device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04107601A (en) |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22611890A patent/JPH04107601A/en active Pending
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