JPH04124727A - パルス入力瞬時量演算装置 - 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） この発明は、石油、化学に代表される一般産業分野のパ
ルス入力を含むプロセス制御に用いるパルス入力瞬時量
演算装置に関する。

（従来の技術） 従来一般に、プラントよりパルス形で入力された信号を
、パルス入力速度と１パルス当たりの重みによって瞬時
量に換算するパルス入力瞬時量演算装置では、一定周期
内に入力されたパルスを係数する方式がとられている。

そして、この方式の場合、パルスの入力速度が低いとき
、データのサンプリング周期との非同期によって一定速
度で入力された場合でも見掛は上、瞬時量が変動するこ
とがあるが、それを抑えるために、従来、次のような方
法をとっていた。

■データのサンプリング周期を長くする。

■ディジタルフィルタを付加する。

■瞬時量の移動平均をとる。

■所定数のパルスが入力される時間を測定し、瞬時流量
を演算する。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のパルス入力瞬時量演算
装置では、次のような問題点があった。

調節弁を持つ流路の流量を制御する場合、パルス入力速
度は高速〜低速で変化するが、このような場合に、前項
の■〜■の技術を適用すると、次のような問題点があっ
た。

■低速パルスの瞬時値表示を平滑化するためには、サン
プリング周期を長くする必要があり、サンプリング期間
内の流量変動は捕捉できないために、高速パルス時の流
量制御ができない。

■低速パルスの瞬時値表示を平滑化するためには、フィ
ルタ係数を大きくする必要があり、高速パルス時の応答
が劣化する。

■低速パルスの瞬時値表示を平滑化するためには、移動
平均サンプリング数を大きくする必要があり、プロセス
制御装置の内部メモリを多量に必要とすると共に、応答
性は劣化する。

■高速パルス側の精度が劣化する。またパルスの指定数
を大きくすると、低速パルスでの流量変動を捕捉するこ
とができない。

この発明は、このような従来の問題点が鑑みてなされた
もので、低速から高速まで、どんな速度のパルス入力に
対しても対応することのできるパルス入力瞬時値演算装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明のパルス入力瞬時値演算装置は、入力パルスを
計数するパルス計数手段と、前記パルス計数手段の計数
値を所定値と比較し、所定値を超えた時に信号を出力す
るパルス数判定手段と、 前記パルス計数手段の計数時間を計時するパルス収集時
間計時手段と、 前記パルス収集時間計時時間の計時値を所定値と比較し
、所定値を超えた時に信号を出力する時間判定手段と、 前記パルス数判定手段の出力または時間判定手段の出力
があった時に、前記パルス計数手段の計数値および前記
パルス収集時間計時手段の計時値を基にしてパルス数お
よびパルス収集時間各々の移動平均を演算する移動平均
演算手段と、前記パルス数判定手段の出力または時間判
定手段の出力があった時に、前記パルス計数手段の計数
値および前記パルス収集時間計時手段の計時値を基にし
てパルス速度を演算するパルス速度演算手段と、 前記パルス速度演算手段がパルス速度演算を行なった時
に前記パルス計数手段とパルス収集時間計時手段をリセ
ットするリセット手段とを備えたものである。

（作用） この発明のパルス入力瞬時値演算装置では、パルス計数
手段で入力パルスの計数を行ない、この計数値をパルス
数判定手段に入力し、パルス数判定手段は所定のパルス
数に到達した時に到達信号を出力する。またパルス収集
時間計時手段により前回リセットからの時間を計時し、
計時値を時間判定手段に入力し、時間判定手段は所定の
時間に到達した時に到達信号を出力する。

そして、移動平均演算手段により、パルス計数手段の出
力およびパルス収集時間計時手段の出力を入力し、指定
サンプル数内の移動平均を演算する。さらに、パルス速
度演算手段では、移動平均の演算の後、パルス数平均値
を収集時間平均値で割ることによりパルス速度を求める
。

こうして、パルス入力が高速である場合にはパルスが所
定の値まで計数された時にその時点でパルス数移動平均
値とパルス収集時間移動平均値とを求め、逆にパルス入
力が低速である場合にはパルス計数時間か所定値になっ
た時にその時点でパルス数移動平均値とパルス収集時間
移動平均値とを求め、このパルス計数平均値を計時平均
値で割ることによりパルス速度を算出するようにして、
低速でも高速でも正確にパルス速度の演算を行なうこと
ができる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示しており、入力パルス
を計数するパルス計数部１と、パルス計数部１の計数値
Ａ１を所定値Ａ２と比較し、所定値Ａ２を超えた時に到
達信号ｃ１を出力するパルス数判定部２と、パルス数判
定部２が所定値Ａ２を超えたことを示す到達信号ｃ１を
出力した時にリセットし、計時を開始するパルス収集時
間計時手段としてのタイマ３と、タイマ３の計時値Ｂ１
を所定値Ｂ２と比較し、所定値Ｂ２を超えた時に到達信
号Ｃ２を出力する時間判定部４とを備えている。

また、パルス数判定部２の到達信号ｃ１の出力または時
間判定部４の到達信号Ｃ２の出力のいずれかがあった時
に、パルス計数部１の計数＆ｉＡｌおよびタイマ３の計
時値Ｂ１を基にしてパルス数およびパルス収集時間各々
の移動平均Ａ、Ｂを演算する移動平均演算部５，６と、
パルス数判定部２の到達信号Ｃ１の出力または時間判定
部４の到達信号Ｃ２の出力のいずれかがあった時に、パ
ルス数移動平均演算部５の演算値Ａおよび収集時間移動
平均演算部６の演算値Ｂを基にしてパルス速度Ｄ　（−
Ａ／Ｂ）を演算するパルス速度演算部７をも備えている
。

なお、移動平均演算部５．６は共に、リセット手段とし
ての機能を併せ持っており、パルス数判定部２からの出
力信号Ｃ１または時間判定部４がらの出力信号Ｃ２かあ
れば、移動平均演算を行なうと共に、パルス計数部１お
よびタイマ３に同時にリセット信号を与えるようになっ
ている。

次に、上記の構成のパルス入力瞬時値演算装置の動作に
ついて説明する。

プロセスからのパルス信号の入力に対して、パルス計数
部１て入力パルスの計数を行ない、この計数値Ａ］をパ
ルス数判定部２に入力し、パルス数判定部２は所定のパ
ルス数Ａ２に到達した時に到達信号Ｃ１を出力する。ま
たタイマ３は、パルス計数部１の計数開始と同時に計時
を開始し、計時値Ｂ１を時間判定部４に入力し、時間判
定部４は所定の時間Ｂ２に到達した時に到達信号’Ｃ２
を出力する。

そして、パルス数移動平均演算部５、パルス収集時間移
動平均演算部６それぞれでは、パルス数判定部２からの
到達信号ｃ１の出力、あるいは時間判定部４からの到達
信号ｃ２の出力があった時に、パルス計数部１の出力Ａ
１およびタイマ３の出力Ｂ１を入力し、指定サンプル数
内のパルス数移動平均Ａおよび時間移動平均Ｂを演算す
る。

そして、パルス速度演算部７では、パルス数平均値Ａを
収集時間平均値Ｂで割ることによりパルス速度を求める
。

こうして、この実施例の場合には、パルスが所定の値Ａ
２まで計数された時に、その時点のパルス数Ａ１と計時
値Ｂ１を用いてパルス数とパルス収集時間の移動平均を
求め、逆に、パルス入力が低速である場合には、パルス
計数時間８１が所定値Ｂ２になった時に、その時点のパ
ルス計数値Ａ１と計時値Ｂ１を用いてパルス数とパルス
収集時間の移動平均Ａ、Ｂを求め、さらにパルス数平均
値Ａを計時値平均値Ｂて割ることによりパルス速度Ｄ　
（−Ａ／Ｂ）を算出し、低速でも高速でも正確にパルス
速度の演算を行なうのである。

第２図はこの発明の他の実施例を示している。

この第２実施例の構成は、大部分が第１図に示した第１
実施例と同様であり、同一の構成要素に対しては同一の
符号を付して示されている。この第２実施例の特徴は、
パルス速度演算部７の出力側に工学単位変換部８と、フ
ィルタ９を追加したところにある。

そして、この実施例では、第１実施例と同様にして入力
パルスを計数し、パルス速度りをパルス速度演算部７に
おいて求める。そしてさらに、工学単位変換部８におい
て、パルスレートおよび単位換算係数をこのパルス速度
りに乗することにより、パルス速度りをプロセス値とし
ての工学単位の流量に変換し、さらにフィルタ９におい
て流量換算値を平滑化することにより、プロセス値とし
て安定した流量信号を得るのである。

このようにして、この発明の実施例では、高速パルスの
場合には定周期間のパルス数より演算して、従来の■の
ような誤差を生じさせることがなく、逆に低速パルスの
場合には、定数のパルスか入力される時間より流速を演
算することになり、従来の■と同様の効果を得ることが
できる。また、指定パルス数に未到達であっても、パル
スデータ収集時間が一定時間に到達した時点でサンプリ
ングを行なうようにしているため、サンプリング周期を
短く設定することができ、応答性を向上させることがで
きるようになる。

さらに、パルス数または収集時間が所定値に到達した時
にのみサンプリングを行なうために、内部メモリの節約
ができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、パルス計数手段で入力
パルスの計数を行ない、この計数値をパルス数判定手段
に入力し、パルス数判定手段は所定のパルス数に到達し
た時に到達信号を出力し、またパルス収集時間計時手段
によりパルス計数時間を計時し、計時値を時間判定手段
に入力し、時間判定手段は所定の時間に到達した時に到
達信号を出力するようにし、移動平均演算手段により、
これらのパルス数判定手段または時間判定手段のいずれ
かからの信号出力があれば、パルス計数手段の出力およ
びパルス収集時間計時手段の出力を入力し、指定サンプ
ル数内のパルス数および計数時間の移動平均を演算し、
この移動平均演算結果に対して、パルス速度演算手段で
パルス速度を求めるようにしているため、パルス入力が
高速である場合には入力パルスが所定の値まで計数され
た時にその時点でパルス速度を求め、逆にパルス入力が
低速である場合にはパルス計数時間が所定値になった時
にその時点でパルス速度を求めることができ、低速パル
スから高速パルスまで、いずれレンジであっても、また
高速から低速まで入力パルス速度が変動する場合でも、
安定したパルス入力瞬時値の演算ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明の他の実施例のブロック図である。 １・・・パルス計数部　　　２・・・パルス数判定部３
・・・タイマ　　　　　　４・・・時間判定部５．６・
・・移動平均演算部 ７・・・パルス速度演算部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力パルスを計数するパルス計数手段と、 前記パルス計数手段の計数値を所定値と比較し、所定値
   を超えた時に信号を出力するパルス数判定手段と、 前記パルス数判定手段が所定値を超えたことを示す信号
   を出力した時にリセットし、計時を開始するパルス収集
   時間計時手段と、 前記パルス収集時間計時時間の計時値を所定値と比較し
   、所定値を超えた時に信号を出力する時間判定手段と、 前記パルス数判定手段の出力または時間判定手段の出力
   があった時に、前記パルス計数手段の計数値および前記
   パルス収集時間計時手段の計時値を基にしてパルス数お
   よびパルス収集時間各々の移動平均を演算する移動平均
   演算手段と、 前記パルス数判定手段の出力または時間判定手段の出力
   があった時に、前記パルス計数手段の計数値および前記
   パルス収集時間計時手段の計時値を基にしてパルス速度
   を演算するパルス速度演算手段と、 前記パルス速度演算手段がパルス速度演算を行なった時
   に前記パルス計数手段とパルス収集時間計時手段をリセ
   ットするリセット手段とを備えて成るパルス入力瞬時量
   演算装置。