JPH04107601A - プロセス同定装置 - Google Patents
プロセス同定装置Info
- Publication number
- 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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- time
- control output
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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、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。
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。
〈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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
〈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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〈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。
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。
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。
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。
〈実施例〉
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
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。
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
このように構成した装置の動作を次に説明する。
第２図は、プロセス同定の動作を示す波形図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、ＰＩＤ制御演算部１は、ＰＩ制御演算部であって
もよい。
もよい。
〈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。
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。
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。
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。
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、
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、
Claims (2)
- （１）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、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。 - （２）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）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22611890A JPH04107601A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | プロセス同定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22611890A JPH04107601A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | プロセス同定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04107601A true JPH04107601A (ja) | 1992-04-09 |
Family
ID=16840122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22611890A Pending JPH04107601A (ja) | 1990-08-28 | 1990-08-28 | プロセス同定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04107601A (ja) |
-
1990
- 1990-08-28 JP JP22611890A patent/JPH04107601A/ja active Pending
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