JPH06102902A - Process controller - Google Patents
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- JPH06102902A JPH06102902A JP27337592A JP27337592A JPH06102902A JP H06102902 A JPH06102902 A JP H06102902A JP 27337592 A JP27337592 A JP 27337592A JP 27337592 A JP27337592 A JP 27337592A JP H06102902 A JPH06102902 A JP H06102902A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はプロセス制御装置に係
り、例えば温度、圧力、流量等のプロセス量をプロセス
制御する制御ループ系に用いるプロセス制御装置の改良
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process control device, and more particularly to improvement of a process control device used in a control loop system for process controlling process amounts such as temperature, pressure and flow rate.
【0002】[0002]
【従来の技術】プロセス制御は、例えば図16に示すよ
うに、制御対象1の制御量をセンサ3で測定し、この測
定信号を入力変換器5でその制御量に比例した制御入力
信号PVに変換し、プロセス制御装置7でその制御入力
信号PVと制御目標値SVとの制御偏差が「0」になる
よう例えばPID演算して制御出力信号MVを出力し、
操作器9でその制御出力信号MVに比例した操作量を出
力するとともに外乱要素が加わった状態で上記制御対象
1に加えて制御量を変化させる構成を有するもので、制
御対象1からの制御量を制御目標値SVに一致させる閉
ループ制御であってフィードバック制御とも呼ばれる。
ところが、実際のプロセス制御では、操作器9からの操
作量に必ず飽和レベルが存在するから、この飽和レベル
以上の制御出力信号MVが出力されても操作器9からの
操作量が飽和レベルで抑えられ、制御出力信号MVにお
ける飽和レベルを越えた分が無効となって制御量に反映
されない。2. Description of the Related Art In process control, for example, as shown in FIG. 16, a control amount of a controlled object 1 is measured by a sensor 3, and this measurement signal is converted by an input converter 5 into a control input signal PV proportional to the control amount. The control output signal MV is converted and the control output signal MV is output by the PID calculation so that the control deviation between the control input signal PV and the control target value SV becomes “0” in the process control device 7.
The controller 9 outputs a manipulated variable proportional to the control output signal MV, and has a configuration for changing the controlled variable in addition to the controlled object 1 in the state where a disturbance element is added. Is a closed-loop control that matches the control target value SV, and is also called feedback control.
However, in actual process control, the manipulated variable from the manipulator 9 always has a saturation level. Therefore, even if the control output signal MV above the saturation level is output, the manipulated variable from the manipulator 9 is suppressed at the saturation level. Therefore, the amount of the control output signal MV that exceeds the saturation level becomes invalid and is not reflected in the control amount.
【0003】また、操作器9および制御対象1の機械特
性に起因する飽和レベルに加えて、制御ループ系の安全
性や良好な生産品質を確保する観点から、制御出力信号
MVの変化範囲や変化率を制限する必要がある。そこ
で、プロセス制御装置7には、制御出力信号MVの上限
制限値(以下、上限値と略す。)および下限制限値(以
下、下限値と略す。)を決める出力リミッタや、制御出
力信号MVの許容変化率を決める出力変化率リミッタを
設けるのが一般的である。Further, in addition to the saturation level caused by the mechanical characteristics of the operating device 9 and the controlled object 1, from the viewpoint of ensuring safety of the control loop system and good production quality, the change range and change of the control output signal MV are You need to limit the rate. Therefore, the process control device 7 includes an output limiter that determines an upper limit value (hereinafter abbreviated as an upper limit) and a lower limit value (hereinafter abbreviated as a lower limit) of the control output signal MV, and a control output signal MV. It is common to provide an output change rate limiter that determines the allowable change rate.
【0004】一方、プロセス制御装置7の演算手法とし
てはPID演算が多用されるが、2自由度PIDも含め
てPID演算では制御目標値SVと制御入力信号PVの
制御偏差をなくすために積分演算を用いる。しかしなが
ら、プロセス制御において制御目標値SVを変更したり
制御ループに大きな外乱が加わった場合、PID演算結
果が大きな値となり、出力リミッタによって制御出力信
号MVが制限されるものの、上述した積分演算の続行に
よってPID演算結果がますます大きくなり、制御偏差
が減少してもPID演算結果がなかなか出力リミッタの
制限値(上限値、下限値)内に入らず、制御入力信号P
Vの行き過ぎ量が大きくなってしまう、いわゆるリセッ
トワインドアップ現象が生じ易い。On the other hand, a PID calculation is often used as a calculation method of the process control device 7, but in the PID calculation including the two degrees of freedom PID, an integral calculation is performed to eliminate the control deviation between the control target value SV and the control input signal PV. To use. However, when the control target value SV is changed or a large disturbance is applied to the control loop in the process control, the PID calculation result becomes a large value and the control output signal MV is limited by the output limiter, but the above-described integral calculation is continued. As a result, the PID calculation result becomes even larger, and even if the control deviation decreases, the PID calculation result does not easily fall within the output limiter limit values (upper limit value and lower limit value), and the control input signal P
A so-called reset windup phenomenon in which the excessive amount of V becomes large is likely to occur.
【0005】そのため、上述したプロセス制御装置7に
は、PID演算結果が出力リミッタの制限値を越えてい
るとき、積分演算を止めたり制限して積分動作による出
力上昇分や下降分を抑えてリセットワインドアップ現象
を防止するアンチリセットワインドアップ(ARW)機
能が設けられている。また、プロセス制御装置7におけ
るPID演算手法は大別して位置形と速度形に分類され
る。Therefore, when the PID calculation result exceeds the limit value of the output limiter, the above process control device 7 stops or limits the integral calculation to suppress the output increase or decrease due to the integration operation and reset. An anti-reset windup (ARW) function is provided to prevent the windup phenomenon. The PID calculation methods in the process controller 7 are roughly classified into position type and velocity type.
【0006】位置形のPID演算は、制御偏差に対して
比例P、積分I、微分Dの各演算を行い、それらを加算
してPID演算結果として制御出力信号MVを直接得る
ものであり、リセットワインドアップ現象を防止するた
めに、制御偏差の絶対値がある値より大きいときに積分
演算を制限又は停止するよう構成するのが一般的であ
る。他方、速度形のPID演算は、制御偏差に対して比
例の変化分△P、積分の変化分△I、微分の変化分△D
の各演算を行い、これらを加算して得たPID変化分演
算結果を順次前回の制御出力信号MVに加算してその時
点の制御出力信号MVを得るものである。In the position type PID calculation, each of proportional P, integral I, and derivative D is calculated with respect to the control deviation, and these are added to directly obtain the control output signal MV as the PID calculation result. In order to prevent the wind-up phenomenon, it is general that the integral operation is limited or stopped when the absolute value of the control deviation is larger than a certain value. On the other hand, the velocity type PID calculation is performed by a change amount ΔP proportional to the control deviation, a change amount ΔI of the integral, and a change amount ΔD of the derivative.
Each of the above calculations is performed, and the PID change calculation result obtained by adding these is sequentially added to the previous control output signal MV to obtain the control output signal MV at that time.
【0007】この速度形のPID演算においてリセット
ワインドアップ現象を防止するには、PID変化分演算
結果と前回の制御出力信号MVの加算結果が出力リミッ
タの制限値を越えたとき、その加算結果を出力リミッタ
の制限値に置き換える加算結果修正処理を行うことによ
って実現している。ところで、位置形のPID演算にお
ける上述したアンチリセットワインドアップ機能は、制
御偏差の大きさによって積分演算を制限又は停止するか
ら、プロセス制御装置7の手動/自動のバンプレス切換
えが難しい等の難点があるので、位置形のPID制御装
置7でも速度形における加算結果修正処理と等価な積分
演算修正処理、すなわち、PID演算結果が出力リミッ
タの制限値を越えたとき、積分演算結果を修正してPI
D演算結果が出力リミッタの制限値に一致するようにし
ているプロセス制御装置が多い。In order to prevent the reset windup phenomenon in this speed type PID calculation, when the addition result of the PID change amount calculation result and the previous control output signal MV exceeds the limit value of the output limiter, the addition result is calculated. This is achieved by performing addition result correction processing that replaces the limit value of the output limiter. By the way, since the above-mentioned anti-reset windup function in the position type PID calculation limits or stops the integral calculation depending on the magnitude of the control deviation, it is difficult to perform manual / automatic bumpless switching of the process control device 7. Therefore, even in the position type PID control device 7, the integral calculation correction process equivalent to the addition result correction process in the velocity type, that is, when the PID calculation result exceeds the limit value of the output limiter, the integration calculation result is corrected and PI
Many process control devices are designed so that the D calculation result matches the limit value of the output limiter.
【0008】図17は、従来の位置形PID演算機能を
有するプロセス制御装置7のブロック図を示している。
なお、後述する実施例も含めて特に指摘しない限り逆動
作として説明する。図17において、偏差演算部11で
n時点の制御入力信号PVnおよび制御目標値SVnか
らn時点の制御偏差Enを得て比例演算部13、微分演
算部15および積分変化演算部17へ出力し、比例演算
部13で比例演算結果Pnを、微分演算部15で微分演
算結果Dnを、積分変化演算部17でn時点の積分変化
分演算結果ΔInを得て、加算部19でそれら比例演算
結果Pnと微分演算結果Dnを加算してn時点のPD演
算結果(PDn:比例+微分)を得て加算部21へ加え
る。FIG. 17 is a block diagram of a conventional process control device 7 having a position type PID calculation function.
It should be noted that unless otherwise specified, the operation will be described as the reverse operation including the embodiments described later. In FIG. 17, the deviation calculator 11 obtains the control deviation En at the time n from the control input signal PVn at the time n and the control target value SVn and outputs it to the proportional calculator 13, the derivative calculator 15, and the integral change calculator 17. The proportional calculation unit 13 obtains the proportional calculation result Pn, the differential calculation unit 15 obtains the differential calculation result Dn, the integral change calculation unit 17 obtains the integral change amount calculation result ΔIn at the time point n, and the addition unit 19 obtains the proportional calculation result Pn. And the differential operation result Dn are added to obtain the PD operation result (PDn: proportional + derivative) at the time point n and the result is added to the adder 21.
【0009】積分変化演算部17からの積分変化分演算
結果ΔInはスイッチSW1を介して加算部23へ加
え、この加算部23では記憶部(Z-1)25で記憶され
た後述するn−1時点の記憶結果と加算して加算部21
へ加え、この加算部21からn時点のPID演算結果
(PIDn:比例+積分+微分)を出力リミッタ27へ
加える。これら積分変化演算部17、スイッチSW1、
加算部23および記憶部25で積分演算部29が形成さ
れている出力リミッタ27では、PID演算結果PID
nが予め設定された出力リミッタの上限値MHおよび下
限値MLを越えるときには、それら上限値MHおよび下
限値MLをn時点の制御出力信号MVnとして減算部3
1や図17では省略した制御対象へ出力するとともに、
PID>MHおよびPID<MLとなったとき各々
「1」に変化する論理信号をORゲート33へ出力す
る。The integral change amount calculation result ΔIn from the integral change calculation unit 17 is added to the addition unit 23 via the switch SW1, and in the addition unit 23, n-1 which will be described later and is stored in the storage unit (Z -1 ) 25. Addition unit 21 by adding the result stored at the time point
In addition, the PID calculation result (PIDn: proportional + integral + derivative) at time n is added to the output limiter 27 from the adder 21. These integral change calculator 17, switch SW1,
In the output limiter 27 in which the adder 23 and the storage 25 form the integral calculator 29, the PID calculation result PID
When n exceeds the upper limit value MH and the lower limit value ML of the output limiter set in advance, the upper limit value MH and the lower limit value ML are subtracted as the control output signal MVn at the time point n by the subtraction unit 3.
1 and output to the control target omitted in FIG. 17,
When PID> MH and PID <ML, a logic signal that changes to “1” is output to the OR gate 33.
【0010】減算部31では出力リミッタ27からのn
時点の制御出力信号MVnからn時点のPD演算結果P
Dnを減算してスイッチSW2へ加え、記憶部25はス
イッチSW2を介して減算部31からの減算結果又は加
算部23からの加算結果を1時点分遅延記憶して加算部
23へ出力する。PID演算結果PIDnが上限値MH
および下限値MLを越えるとき、ORゲート33から出
力される積分修正信号SによってスイッチSW1、SW
2が「0」側の端子から「1」側の端子へ切換え制御さ
れる。これら減算部31、ORゲート33、スイッチS
W2にて積分演算修正部35が形成されている。In the subtraction section 31, n from the output limiter 27 is output.
PD control result P at time n from control output signal MVn at time
Dn is subtracted and added to the switch SW2, and the storage unit 25 delay-stores the subtraction result from the subtraction unit 31 or the addition result from the addition unit 23 for one time point via the switch SW2, and outputs it to the addition unit 23. PID calculation result PIDn is the upper limit value MH
And the lower limit value ML is exceeded, the switches SW1 and SW are switched by the integration correction signal S output from the OR gate 33.
2 is controlled to be switched from the "0" side terminal to the "1" side terminal. These subtraction unit 31, OR gate 33, switch S
An integral calculation correction unit 35 is formed at W2.
【0011】このような位置形のプロセス制御装置7で
は、PID演算結果PIDnが出力リミッタ29の上限
値MHと下限値MLの間に入っていれば(ML≦PID
n≦MH)、ORゲート33からの積分修正信号Sが
「0」となって積分演算修正部35のSW1、SW2が
「0」側端子へ切換わるから、 In=(In−1)+△In PIDn=Pn+In+Dn (=PDn+In) MVn=PIDn のように演算され、PID演算結果PIDnが制御出力
信号MVnとしてそのまま出力される。In such a position type process control device 7, if the PID calculation result PIDn falls between the upper limit value MH and the lower limit value ML of the output limiter 29 (ML≤PID
n ≦ MH), the integration correction signal S from the OR gate 33 becomes “0”, and SW1 and SW2 of the integration calculation correction section 35 are switched to the “0” side terminals, so In = (In−1) + Δ In PIDn = Pn + In + Dn (= PDn + In) MVn = PIDn, and the PID calculation result PIDn is output as it is as the control output signal MVn.
【0012】しかし、PID演算結果PIDnが上限値
MH又は下限値MLのいずれかを越えると(ML>PI
Dn又はMH<PIDn)、積分修正信号Sが「1」に
変化してSW1、SW2が「1」側端子へ切換わり、 In=(In−1)=MVn−PDn (=MH−PDn又は=ML−PDn) PIDn=PDn+In=MVn (=MH又は=ML) のように積分演算結果Inが修正され、PID演算結果
PIDnが出力リミッタ29の上限値MH又は下限値M
Lと等しくなり、制御出力信号MVnとして出力され
る。However, when the PID calculation result PIDn exceeds either the upper limit value MH or the lower limit value ML (ML> PI).
Dn or MH <PIDn), the integration correction signal S changes to “1”, SW1 and SW2 are switched to “1” side terminals, and In = (In−1) = MVn−PDn (= MH−PDn or = ML-PDn) PIDn = PDn + In = MVn (= MH or = ML), the integral calculation result In is corrected, and the PID calculation result PIDn is the upper limit value MH or the lower limit value M of the output limiter 29.
It becomes equal to L and is output as the control output signal MVn.
【0013】図18は、従来の速度形PID演算機能を
有するプロセス制御装置7のブロック図である。図18
において、偏差演算部37でn時点の制御入力信号PV
nおよび制御目標値SVnからn時点の制御偏差Enを
得て比例変化演算部39、微分変化演算部41および積
分変化演算部43へ出力し、比例変化演算部39で比例
変化分演算結果ΔPnを、微分変化演算部41で微分変
化分演算結果ΔDnを、積分変化演算部43でn時点の
積分変化分演算結果ΔInを得て、加算部45でそれら
比例変化分演算結果ΔPnと微分変化分演算結果ΔDn
を加算してn時点のPD変化分演算結果(ΔPDn:比
例+微分)を得て加算部47へ加える。FIG. 18 is a block diagram of a conventional process control device 7 having a speed type PID calculation function. FIG.
In the deviation calculation unit 37, the control input signal PV at time n
The control deviation En at the time point n is obtained from n and the control target value SVn and output to the proportional change calculation unit 39, the differential change calculation unit 41 and the integral change calculation unit 43, and the proportional change calculation unit 39 calculates the proportional change calculation result ΔPn. The differential change calculation unit 41 obtains the differential change calculation result ΔDn, the integral change calculation unit 43 obtains the integral change calculation result ΔIn at the time n, and the addition unit 45 calculates the proportional change calculation result ΔPn and the differential change calculation. Result ΔDn
Is added to obtain the PD change amount calculation result (ΔPDn: proportional + derivative) at the time point n, and the result is added to the addition unit 47.
【0014】加算部47ではそのPD変化分演算結果Δ
PDnと積分変化分演算結果ΔInを加算して加算部4
9へ加え、加算部49ではΔPID変化分演算結果ΔP
IDnと記憶部(Z-1)51に記憶された後述するn−
1時点の記憶結果とを加算し、得られたPID演算結果
PIDnを出力リミッタ53へ加える。これら加算部4
9および記憶部51は変化分加算部55を形成してい
る。この出力リミッタ53では、PID演算結果PID
nが上限値MH又は下限値MLを越えないとき、そのP
ID演算結果PIDnを制御出力信号MVnとして記憶
部51や図示しない制御対象へ出力し、越えるときには
それら上限値MHおよび下限値MLをn時点の制御出力
信号MVnとして出力し、記憶部51はその制御出力信
号MVnを記憶する。In the adder 47, the PD change amount calculation result Δ
PDn and the integral change amount calculation result ΔIn are added, and the addition unit 4
In addition to 9, the addition unit 49 calculates the ΔPID change amount ΔP
IDn and n-to be described later stored in the storage unit (Z -1 ) 51.
The storage result at one point is added, and the obtained PID calculation result PIDn is added to the output limiter 53. These adders 4
9 and the storage unit 51 form a change addition unit 55. In the output limiter 53, the PID calculation result PID
When n does not exceed the upper limit value MH or the lower limit value ML, the P
The ID calculation result PIDn is output as a control output signal MVn to the storage unit 51 or a control target (not shown). When the control output signal MVn is exceeded, the upper limit value MH and the lower limit value ML are output as the control output signal MVn at the time point n, and the storage unit 51 controls the control output signal MVn. The output signal MVn is stored.
【0015】このような速度形のプロセス制御装置7で
は、PID演算結果PIDnが出力リミッタ53の上限
値MHと下限値MLの間に入っていれば(ML≦PID
n≦MH)、制御出力信号MVnとしてPID演算結果
PIDnがそのまま出力される。しかし、PID演算結
果PIDnが上限値MH又は下限値MLいずれかを越え
たとき(ML>PIDn又はMH<PIDn)、 MVn=MH(又は=ML) MVn−1=MVn(=MH又は=ML) のように制御出力信号MVnとして上限値MH又は下限
値MLが出力されるとともに、1時点前の制御出力信号
MVn−1がPID演算結果PIDnではなく、出力リ
ミッタ53の上限値MH又は下限値MLに修正される。In such a speed type process control device 7, if the PID calculation result PIDn falls between the upper limit value MH and the lower limit value ML of the output limiter 53 (ML≤PID
n ≦ MH), the PID calculation result PIDn is output as it is as the control output signal MVn. However, when the PID calculation result PIDn exceeds either the upper limit value MH or the lower limit value ML (ML> PIDn or MH <PIDn), MVn = MH (or = ML) MVn-1 = MVn (= MH or = ML) As described above, the upper limit value MH or the lower limit value ML is output as the control output signal MVn, and the control output signal MVn-1 one time before is not the PID calculation result PIDn but the upper limit value MH or the lower limit value ML of the output limiter 53. Will be corrected to.
【0016】なお、図17および図18の破線を示した
フィードフォワード部59は制御目標値SVnに対する
修正演算をする部分である。このような従来のプロセス
制御装置7では、正常な動作変更例えば制御目標値SV
nが変更されると、図19(A)および(B)の制御応
答波形図に示すように、PID演算結果PIDnが出力
リミッタの上限値MHを越えたとき、制御出力信号MV
nがその上限値MHに制限されるとともに、位置形PI
Dでは積分演算結果Inを、速度形PIDでは1時点前
の制御出力信号MVn−1を修正することにより、PI
D演算結果PIDnを上限値MHに一致させる。The feedforward section 59 shown by the broken lines in FIGS. 17 and 18 is a section for performing a correction calculation for the control target value SVn. In such a conventional process control device 7, a normal operation change such as the control target value SV is performed.
When n is changed, as shown in the control response waveform diagrams of FIGS. 19A and 19B, when the PID calculation result PIDn exceeds the upper limit value MH of the output limiter, the control output signal MV
n is limited to the upper limit value MH, and the position PI
In D, the integral calculation result In is corrected, and in the speed type PID, the control output signal MVn-1 one time before is corrected to correct PI.
The D calculation result PIDn is made to match the upper limit value MH.
【0017】そのため、制御入力信号PVnが制御目標
値SVnに近づくと、PID演算結果PIDn(制御出
力信号MVn)が実線のようにすみやかに上限値MHを
離れ、制御入力信号PVnの増加を抑えるように働くた
め、同図中の破線のように修正処理を行わない場合に比
べてリセットワインドアップ現象が抑制され、位置形お
よび速度形PIDの双方で制御目標値SVnに対する行
き過ぎ量を抑えることができる。Therefore, when the control input signal PVn approaches the control target value SVn, the PID calculation result PIDn (control output signal MVn) quickly departs from the upper limit value MH as shown by the solid line to suppress the increase of the control input signal PVn. Therefore, the reset windup phenomenon is suppressed as compared with the case where the correction process is not performed as indicated by the broken line in the figure, and the overshoot amount with respect to the control target value SVn can be suppressed for both the position type and the velocity type PID. .
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプロセス制御装置7では、例えば誤設定によっ
て通常の100倍といった異常なPID定数が設定され
て制御ループが不安定になったり、連続的なノイズが制
御入力信号PVラインに混入し、PID演算結果が振動
して周期的に出力リミッタ27、53の制限値を越える
場合には、その制限値を越える度にPID演算結果がそ
の制限値に一致するように積分結果を修正され、制御偏
差Enに対応した比例出力および積分出力(特に比例出
力分)が積分結果の修正の度に失われることになる。そ
のため、制御出力信号MVが制御目標値SVに対する本
来の適正な値へ収束することができず、制御ループへ悪
影響を与え、はなはだしい場合は制御不能状態に陥るお
それがある。However, in the conventional process control device 7 described above, an abnormal PID constant, such as 100 times the normal PID constant, is set due to an erroneous setting, and the control loop becomes unstable, or the control loop becomes continuous. When noise is mixed into the control input signal PV line and the PID calculation result vibrates and periodically exceeds the limit value of the output limiters 27, 53, the PID calculation result becomes the limit value each time the limit value is exceeded. The integral result is corrected so as to match, and the proportional output and the integral output (especially proportional output portion) corresponding to the control deviation En are lost each time the integral result is corrected. Therefore, the control output signal MV cannot converge to an original proper value with respect to the control target value SV, which may adversely affect the control loop and, in the worst case, may result in an uncontrollable state.
【0019】また、図20(A)および(B)に示すよ
うに、制御安定状態の制御入力信号PVラインにインパ
ルス状ノイズが混入し、ノイズの立ち下がり部でPID
演算結果が出力リミッタの上限値MHを越え、修正処理
によってPID演算結果PIDnを上限値MHに一致さ
せた場合、次の時点でそのノイズが立ち上がって消滅す
ると、先に修正処理によって修正した分だけ余分にPI
D演算結果PIDnが引き戻される引き戻し現象が発生
し、同図中の破線で示すように、修正処理をしない実線
の場合に比べて再び制御が安定するまでに時間がかかる
欠点がある。図21(A)および(B)は図20と逆方
向のインパルス状ノイズによって生じる引き戻し現象の
悪影響を示すものである。As shown in FIGS. 20 (A) and 20 (B), impulse noise is mixed in the control input signal PV line in the stable control state, and PID is generated at the trailing edge of the noise.
If the calculation result exceeds the upper limit value MH of the output limiter and the PID calculation result PIDn is made to match the upper limit value MH by the correction process, if the noise rises and disappears at the next time point, only the amount corrected by the correction process first. Extra PI
A pullback phenomenon occurs in which the D calculation result PIDn is pulled back, and as shown by the broken line in the figure, there is a drawback that it takes time until the control becomes stable again compared to the case of the solid line without correction processing. 21 (A) and 21 (B) show the adverse effect of the pullback phenomenon caused by the impulse noise in the direction opposite to that in FIG.
【0020】この引き戻し現象は、上述した制御入力信
号PVラインの断線、接触不良、ショート等の異常時や
その修復時にも発生する可能性がある。これらは、位置
形のプロセス制御装置7においてPID演算結果が出力
リミッタ27、53の制限値を越えた場合の不具合であ
るが、出力変化率リミッタが付加されている場合も、1
時点前の制御出力信号MVn−1に許容信号変化率を加
減算した値をそれぞれ出力リミッタの上限値MHおよび
下限値MLとみなすと、同様な不具合が発生する。さら
に、この位置形のプロセス制御装置7における積分演算
修正処理の不具合は、速度形PIDの加算結果修正処理
においても、全く同様に発生する。This pullback phenomenon may also occur at the time of abnormalities such as disconnection of the control input signal PV line, contact failure, short circuit, and the like, and at the time of repair thereof. These are problems when the PID calculation result exceeds the limit values of the output limiters 27 and 53 in the position type process control device 7, but even when the output change rate limiter is added, 1
If the values obtained by adding or subtracting the allowable signal change rate to the control output signal MVn-1 before the time point are regarded as the upper limit value MH and the lower limit value ML of the output limiter, respectively, a similar problem occurs. Further, the defect of the integral calculation correction process in the position type process control device 7 occurs in the same manner in the addition result correction process of the velocity type PID.
【0021】もっとも、このような不具合に対し、位置
形のプロセス制御装置7では、積分演算の修正動作を連
続的に行わずに一定の時間間隔毎に間欠的に行ったり、
瞬時に行わずに一定の時間をかけて徐々に行うことによ
って引き戻し現象を軽減したものがあるが、引き戻し現
象の不具合を完全には解決することは困難である。ま
た、速度形のプロセス制御装置7では、加算結果が出力
リミッタ53の制限値を越えた場合、制御偏差Enの符
号とPID演算結果が出力リミッタ53の制限値を越え
た方向が逆の場合以外、積分値をホールドするとともに
加算結果を修正しないで単純にリミットするようにした
ものがある(図19参照)。In response to such a problem, however, in the position type process control device 7, the correction operation of the integral calculation is not continuously performed, but is intermittently performed at regular time intervals.
Although there is a method in which the pullback phenomenon is mitigated by gradually performing it over a certain period of time instead of instantaneously, it is difficult to completely solve the problem of the pullback phenomenon. Further, in the speed type process control device 7, when the addition result exceeds the limit value of the output limiter 53, the sign of the control deviation En and the PID calculation result are in the opposite directions except when the limit value of the output limiter 53 is exceeded. , There is one in which the integrated value is held and the addition result is simply limited without being modified (see FIG. 19).
【0022】しかし、このように構成すると、正常動作
時における積分値の修正もなくなるため、その分だけ制
御目標値SVの変更に対するリセットワインドアップ防
止効果が劣り、制御入力信号PVnの行き過ぎ量が若干
大きくなる欠点がある。本発明者は、PID演算結果P
IDnと上限値MHや下限値MLとの関係と、並びに制
御入力信号PVnの立上がり又は立下がり、すなわち変
化方向によって上述した引き戻しが発生したり抑えられ
る点に着目し、本発明を完成させた。本発明はそのよう
な従来の欠点を解決するためになされたもので、目標値
の変更に対するリセットワインドアップ現象を抑制する
ことが可能で、かつPID定数の設定、連続的なノイズ
やインパルス状のノイズの混入によって制御ループが不
安定になっても、制御出力信号がそれらに起因して引戻
されることを抑制し、制御に対する悪影響を最小限に止
めたプロセス制御装置の提供を目的とする。However, with such a configuration, since the correction of the integral value during normal operation is also eliminated, the reset windup prevention effect for the change of the control target value SV is inferior to that extent, and the overshoot amount of the control input signal PVn is slightly. It has the drawback of becoming larger. The present inventor has found that the PID calculation result P
The present invention has been completed by focusing on the relationship between the IDn and the upper limit value MH or the lower limit value ML, and the rise or fall of the control input signal PVn, that is, the pullback described above may be generated or suppressed depending on the changing direction. The present invention has been made in order to solve such a conventional drawback, and can suppress the reset wind-up phenomenon with respect to the change of the target value, and can set the PID constant, the continuous noise and the impulse type. An object of the present invention is to provide a process control device that suppresses the control output signal from being pulled back due to them even if the control loop becomes unstable due to the mixing of noise, and that adverse effects on control are minimized.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】そのような課題を解決す
るために本発明に係る第1の構成は、制御目標値と制御
対象からの制御入力信号から求めた制御偏差をなくすよ
うに少なくとも位置形の比例演算および積分演算を行
い、それらを加算して演算結果を得る制御演算部と、設
定された上限値および下限値によってその演算結果を制
限した制御出力信号を上記制御対象に出力する出力リミ
ッタと、その演算結果が上限値又は下限値に制限された
ときにその演算結果がそれら上限値又は下限値に一致す
るようにその積分演算値を修正する積分演算修正部に加
え、積分演算修正判断部を有している。この積分演算修
正判断部は、その制御入力信号の変化方向と演算結果が
上限値および下限値を越える方向とから制御入力信号の
変化の正常又は異常を判定し、異常と判定したときに積
分演算値の修正を禁止し、演算結果が上限値と下限値の
間に戻ったとき、又は当該時点の制御入力信号が前記積
分演算値の修正を禁止した時点より1時点前の制御入力
信号レベルに戻ったとき、積分演算値修正の禁止を解除
するものである。In order to solve such a problem, the first configuration according to the present invention is to provide at least a position so as to eliminate a control deviation obtained from a control target value and a control input signal from a controlled object. Control operation unit that performs proportional proportional and integral operations of the form and adds them to obtain the operation result, and an output that outputs a control output signal that limits the operation result by the set upper and lower limit values to the control target. In addition to the limiter and the integral calculation correction unit that corrects the integral calculation value so that the calculation result matches the upper limit value or the lower limit value when the calculation result is limited to the upper limit value or the lower limit value, the integral calculation correction unit It has a judgment part. The integration calculation correction judging unit judges whether the change of the control input signal is normal or abnormal from the direction of change of the control input signal and the direction in which the calculation result exceeds the upper limit value and the lower limit value. When the correction of the value is prohibited and the calculation result returns between the upper limit value and the lower limit value, or the control input signal at that time point becomes the control input signal level one time point before the time point when the correction of the integral calculation value is prohibited. When returning, the prohibition of the correction of the integral calculation value is released.
【0024】また、本発明に係る第2の構成は、制御目
標値と制御対象からの制御入力信号とから求めた制御偏
差をなくすように少なくとも速度形の比例変化分演算お
よび積分変化分演算を行い、それらを1時点前の演算結
果と加算して当該時点の演算結果を得る制御演算部と、
設定された上限値および下限値によってその演算結果を
制限した制御出力信号を上記制御対象へ出力する出力リ
ミッタと、その演算結果が上限値又は下限値に制限され
たときに加算される1時点前の演算結果を上限値又は下
限値に置き換えて加算結果を修正する加算結果修正部に
加え、加算結果修正判断部を有している。この加算結果
修正判断部は、制御入力信号の変化方向と演算結果が上
限値および下限値を越える方向とから制御入力信号の変
化の正常又は異常を判定し、異常と判定した場合に加算
結果の修正を禁止し、上限値から下限値の間に戻ったと
き、又は当該時点の制御入力信号が前記積分演算値の修
正を禁止した時点より1時点前の制御入力信号レベルに
戻ったとき、加算結果修正の禁止を解除するものであ
る。そして、上述した第1および第2の構成では、1時
点前の上記制御出力信号値に許容信号変化幅を加算した
値と上記上限値のうち小さい方を実際の上限値とし、1
時点前の上記制御出力信号から許容信号変化幅を減算し
た値と上記下限値のうち大きい方を実際の下限値として
上記出力リミッタに設定し、上記制御出力信号の変化率
を制限する出力変化率リミッタを設けるよう構成可能で
ある。The second configuration according to the present invention performs at least a velocity-type proportional change calculation and an integral change calculation so as to eliminate the control deviation obtained from the control target value and the control input signal from the control target. And a control operation unit that obtains the operation result of the time point by adding them to the operation result of the time point before,
An output limiter that outputs a control output signal whose operation result is limited by the set upper limit value and lower limit value to the above-mentioned controlled object, and one time before the operation result is added when the operation result is limited to the upper limit value or the lower limit value. In addition to the addition result correction unit that replaces the calculation result of (1) with the upper limit value or the lower limit value and corrects the addition result, the addition result correction determination unit is included. The addition result correction determination unit determines whether the change in the control input signal is normal or abnormal based on the direction of change of the control input signal and the direction in which the calculation result exceeds the upper limit value and the lower limit value. Addition is made when correction is prohibited and returns from the upper limit value to the lower limit value, or when the control input signal at that time point returns to the control input signal level one time point before the time point when the correction of the integral calculation value is prohibited. This is to remove the prohibition of result modification. In the above-described first and second configurations, the smaller one of the value obtained by adding the allowable signal change width to the control output signal value one time before and the upper limit value is set as the actual upper limit value.
An output change rate that limits the rate of change of the control output signal by setting the larger of the value obtained by subtracting the allowable signal change width from the control output signal before the time point and the lower limit value as the actual lower limit value in the output limiter. It can be configured to provide a limiter.
【0025】[0025]
【作用】このような手段を備えた本発明の第1の構成で
は、位置形PID演算結果が出力リミッタの制限値を越
えると、積分演算修正判断部が、制御入力信号PVの正
常又は異常を出力リミッタの制限値を越えた方向と制御
入力信号PVの変化方向から判定し、積分演算修正処理
を実行又は禁止させる。例えば、適正なPID定数で制
御目標値SVを正方向に変更して、PID演算結果が出
力リミッタの上限値を越えたときの制御入力信号PVの
変化方向が非負(零又は正)であれば、その積分演算修
正判断部が正常と判定して積分演算修正処理を実行さ
せ、PID演算結果が出力リミッタの制限値に戻される
のでリセットワインドアップ現象が抑制される。According to the first configuration of the present invention having such means, when the position type PID calculation result exceeds the limit value of the output limiter, the integral calculation correction determination section determines whether the control input signal PV is normal or abnormal. Judgment is made from the direction in which the limit value of the output limiter has been exceeded and the direction in which the control input signal PV has changed, and the integral calculation correction process is executed or prohibited. For example, if the control target value SV is changed to a positive direction with an appropriate PID constant and the direction of change of the control input signal PV when the PID calculation result exceeds the upper limit value of the output limiter is non-negative (zero or positive). The integration calculation correction determining unit determines that the operation is normal and executes the integration calculation correction process, and the PID calculation result is returned to the limit value of the output limiter, so that the reset windup phenomenon is suppressed.
【0026】また、ノイズの混入などでPID演算結果
が出力リミッタの上限値を越えたときの制御入力信号P
Vの変化方向が負であれば、積分演算修正判断部が異常
と判定して積分演算修正処理を禁止し、異常な制御入力
信号PVの変化に対してPID演算結果の引き戻しが起
こらない。さらに、積分修正判断部は、異常と判定した
一時点前の正常な制御入力信号PVを保持しており、P
ID演算結果が自然に上限値と下限値の間に戻ったとき
はもちろん、制御入力信号PVがこの正常な保持値に復
帰したとき、積分修正処理の禁止が解除されるので、目
標値変更応答中に一時的にノイズで積分修正処理が禁止
されても、ノイズの影響がなくなれば、積分修正処理が
再実行され、リセットワインドアップ現象が防止され
る。Further, the control input signal P when the PID calculation result exceeds the upper limit value of the output limiter due to the inclusion of noise or the like.
If the direction of change of V is negative, the integral calculation correction determination unit determines that it is abnormal, prohibits the integral calculation correction process, and the PID calculation result is not pulled back with respect to the abnormal change of the control input signal PV. Further, the integral correction determination unit holds the normal control input signal PV before the temporary point when it is determined to be abnormal, and P
When the ID calculation result naturally returns between the upper limit value and the lower limit value, and when the control input signal PV returns to this normal holding value, the inhibition of the integral correction process is released, so the target value change response Even if the integral correction process is temporarily prohibited due to noise, if the influence of the noise disappears, the integral correction process is re-executed to prevent the reset windup phenomenon.
【0027】逆に、PID演算結果が出力リミッタの下
限値を越えるときには、積分演算修正判断部が、制御入
力信号PVの変化が零または負方向であれば正常である
と判定し、正方向であれば異常と判定して同様の積分演
算修正処理をし又はその修正処理を禁止する。また、第
2の構成では、前回の制御出力信号MVn−1とPID
変化分演算結果△PIDnの加算結果が出力リミッタの
制限値を越えたとき、加算結果修正判断部が、制御入力
信号PVの正常又は異常を出力リミッタの制限値を越え
た方向と制御入力信号PVの変化方向から判定し、正常
と判定されたときにはその加算結果修正処理を実行し、
異常と判定したときにはそれらの処理を禁止する。そし
て、第1および第2の構成において出力変化率リミッタ
を設けた構成では、当該時点より1時点前の制御出力信
号値に許容信号変化幅を加算および減算するとともに、
それら加算結果および減算結果と、上限値および下限値
から実際の上限値および下限値を出力リミッタに設定す
る。On the other hand, when the PID calculation result exceeds the lower limit value of the output limiter, the integral calculation correction judging unit judges that the change is normal if the change of the control input signal PV is zero or in the negative direction, and in the positive direction. If there is, it is determined to be abnormal and the same integral calculation correction process is performed or the correction process is prohibited. Further, in the second configuration, the previous control output signal MVn-1 and PID
When the addition result of the variation calculation result ΔPIDn exceeds the limit value of the output limiter, the addition result correction determination unit determines whether the control input signal PV is normal or abnormal and the direction in which the limit value of the output limiter is exceeded and the control input signal PV. Judgment from the changing direction of, and when it is judged to be normal, execute the addition result correction processing,
When it is determined to be abnormal, those processes are prohibited. Further, in the configuration in which the output change rate limiter is provided in the first and second configurations, the allowable signal change width is added to and subtracted from the control output signal value one time point before the time point, and
The actual upper and lower limits are set in the output limiter from the addition and subtraction results and the upper and lower limits.
【0028】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付
す。図1は本発明に係る第1の構成であり、位置形PI
D演算機能を有するプロセス制御装置を示す概略ブロッ
ク図である。図1において、制御演算部61は、制御目
標値SVと制御対象(図1では省略)からの制御入力信
号PVとから求めた制御偏差をなくすように位置形の比
例演算、微分演算および積分演算を行い、それらを加算
してPID演算結果を得て出力リミッタ(図17参照)
27へ出力するものであり、出力リミッタ27はPID
演算結果を上限値又は下限値で制限した制御出力信号M
Vnを制御対象に出力するものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in the conventional example are designated by the same reference numerals. FIG. 1 is a first configuration according to the present invention, which is a position type PI.
It is a schematic block diagram which shows the process control apparatus which has a D calculation function. In FIG. 1, a control calculation unit 61 includes a position-type proportional calculation, a differential calculation and an integral calculation so as to eliminate a control deviation obtained from a control target value SV and a control input signal PV from a control target (not shown in FIG. 1). And add them to obtain the PID calculation result and output limiter (see FIG. 17)
The output limiter 27 is a PID.
Control output signal M in which the calculation result is limited by the upper limit value or the lower limit value
Vn is output to the controlled object.
【0029】積分演算修正部(図17参照)35は、P
ID演算結果が上限値又は下限値に制限されたとき、制
御演算部61の積分演算値を修正してPID演算結果を
上限値又は下限値に一致させるものである。積分演算修
正判断部63は、その制御入力信号PVの変化方向とP
ID演算結果が上限値又は下限値を越える方向とから制
御入力信号PVの変化の正常又は異常を判定し、異常と
判定したときに積分演算修正部35による積分演算値の
修正を禁止し、更に、PID演算結果が上限値と下限値
の間に戻ったとき、又は当該時点の制御入力信号PVが
積分演算値の修正禁止をした時点より1時点前の制御入
力信号PVレベルに戻ったとき、その積分演算値修正禁
止を解除するものである。なお、制御演算部61は、少
なくとも比例演算および積分演算を行うよう形成可能で
あり、出力変化率リミッタ65については後述する。The integral calculation correction section (see FIG. 17) 35 is
When the ID calculation result is limited to the upper limit value or the lower limit value, the integral calculation value of the control calculation unit 61 is corrected so that the PID calculation result matches the upper limit value or the lower limit value. The integral calculation correction determination unit 63 determines the change direction of the control input signal PV and P
Whether the change in the control input signal PV is normal or abnormal is determined from the direction in which the ID calculation result exceeds the upper limit value or the lower limit value, and when it is determined that the change is abnormal, the integral calculation correction unit 35 prohibits the correction of the integral calculation value. , When the PID calculation result returns between the upper limit value and the lower limit value, or when the control input signal PV at that time point returns to the control input signal PV level one time point before the time when the correction of the integral calculation value is prohibited. The prohibition on correction of the integral calculation value is released. The control calculation unit 61 can be formed to perform at least proportional calculation and integral calculation, and the output change rate limiter 65 will be described later.
【0030】本発明に係る第2の構成として、速度形の
PID演算機能を有するプロセス制御装置を構成するに
は、図1において、制御演算部61が少なくとも速度形
の比例変化分演算および積分変化分演算を行い、出力リ
ミッタ27が図18の出力リミッタ53になり、積分演
算修正部35が加算結果修正部57になり、積分演算修
正判断部63が加算結果修正判断部67に変更されるだ
けで、概略構成は変らない。この加算結果修正判断部6
7は、制御入力信号PVの変化方向と、PID演算結果
が上限値又は下限値を越える方向とから制御入力信号P
Vの変化の正常又は異常を判定し、異常と判定したとき
に加算結果修正を禁止し、そのPID演算結果が上限値
と下限値の間に戻ったとき、又は当該時点の制御入力信
号PVがその積分演算値修正を禁止した時点より1時点
前の制御入力信号PVレベルに戻ったとき、その加算結
果修正禁止を解除するものである。As a second configuration according to the present invention, in order to configure a process control device having a speed type PID calculation function, in FIG. 1, the control calculation section 61 calculates at least a speed type proportional change and integral change. The minute calculation is performed, the output limiter 27 becomes the output limiter 53 of FIG. 18, the integral calculation correction unit 35 becomes the addition result correction unit 57, and the integration calculation correction determination unit 63 is changed to the addition result correction determination unit 67. So, the general structure does not change. This addition result correction determination unit 6
Reference numeral 7 indicates the control input signal P from the changing direction of the control input signal PV and the direction in which the PID calculation result exceeds the upper limit value or the lower limit value.
When the change in V is determined to be normal or abnormal, the addition result correction is prohibited when it is determined to be abnormal, and when the PID calculation result returns between the upper limit value and the lower limit value, or the control input signal PV at that time point is changed. When the control input signal PV level returns one time before the time when the correction of the integral calculation value is prohibited, the addition result correction prohibition is released.
【0031】そして、これら積分演算修正判断部63や
加算結果修正判断部67における修正処理の禁止条件を
まとめると、次のようになる。 禁止条件 PIDn>MH かつ PVn<PVn−
1 禁止条件 PIDn<ML かつ PVn>PVn−
1 (PVn−1はn−1時点の制御入力信号) そして、禁止条件が成立した時点より1時点前の制御入
力信号PVn−1をホールド入力信号値PHとすれば、
禁止条件成立時にはPH=PVn−1となる。The prohibition conditions for the correction processing in the integral calculation correction determination section 63 and the addition result correction determination section 67 are summarized as follows. Prohibited condition PIDn> MH and PVn <PVn-
1 Prohibited conditions PIDn <ML and PVn> PVn-
1 (PVn-1 is a control input signal at time n-1) Then, if the control input signal PVn-1 one time before the time when the prohibition condition is satisfied is the hold input signal value PH,
When the prohibition condition is satisfied, PH = PVn-1.
【0032】当該時点の制御入力信号PVnがノイズな
どで本来の変化方向と逆方向に動いた異常値であるとす
れば、ホールド入力信号値PHは禁止条件が成立した時
点より1時点前の正常な制御入力信号値であるから、修
正処理禁止を解除するには、PID演算結果PIDnが
自然に出力リミッタ27、53の出力制限値MH、ML
の間に入ってくるか、または制御入力信号PVが正常な
値すなわちホールド入力信号値PHレベルに復帰したと
きにすればよい訳である。また、積分演算修正判断部6
3や加算結果修正判断部67における禁止解除条件をま
とめると、次のようになる。If the control input signal PVn at that time point is an abnormal value that moves in the opposite direction from the original change direction due to noise or the like, the hold input signal value PH is normal one time point before the time when the prohibition condition is satisfied. Since the control input signal value is different, the PID calculation result PIDn naturally causes the output limit values MH and ML of the output limiters 27 and 53 to cancel the correction processing prohibition.
It may be performed when the control input signal PV returns to a normal value, that is, the hold input signal value PH level. In addition, the integral calculation correction determination unit 6
3 and the prohibition cancellation conditions in the addition result correction determination unit 67 are summarized as follows.
【0033】解除条件 ML≦PIDn≦MH(禁止
条件およびとも共通) 解除条件 PVn≧PH(禁止条件のとき) PVn≦PH(禁止条件のとき) 次に、上述した第1および第2の構成のプロセス制御装
置について詳細な構成を説明する。図2は本発明に係る
第1の構成(位置形のプロセス制御装置)を示すブロッ
ク図であるが、積分演算修正判断部63およびスイッチ
SW4を除き他の構成、すなわち偏差演算部11、比例
演算部13、微分演算部15、積分変化演算部17、加
算部19、加算部21、23、記憶部25、出力リミッ
タ27、積分演算部29、減算部31、ORゲート3
3、積分演算修正部35およびスイッチSW1、SW2
は図17とほぼ同様であり、積分演算修正判断部63に
特徴がある。フィードフォワード部59の図示は省略し
た。Release condition ML ≦ PIDn ≦ MH (common with prohibition condition) Release condition PVn ≧ PH (when prohibition condition) PVn ≦ PH (when prohibition condition) Next, the above-mentioned first and second configurations A detailed configuration of the process control device will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a first configuration (position type process control device) according to the present invention, but other configurations except the integration calculation correction determination unit 63 and the switch SW4, that is, the deviation calculation unit 11, the proportional calculation. Unit 13, differential calculation unit 15, integral change calculation unit 17, addition unit 19, addition units 21 and 23, storage unit 25, output limiter 27, integration calculation unit 29, subtraction unit 31, OR gate 3.
3, integral calculation correction unit 35 and switches SW1 and SW2
17 is almost the same as that of FIG. 17 and is characterized by the integral calculation correction determining unit 63. Illustration of the feedforward unit 59 is omitted.
【0034】積分演算修正判断部63は、ORゲート3
3からの積分修正信号S、上限値MHおよび下限値ML
でリミットされたとき「1」に変化する論理信号、並び
に制御入力信号PVnから上述した禁止条件および禁止
解除条件の有無を判断して積分演算修正部35の動作を
禁止又は禁止解除するものである。なお、スイッチSW
4については後述する。図3は、図2の積分演算修正判
断部63およびその周辺を詳細に示すブロック図であ
る。図3において、制御入力信号PVnは記憶部69、
減算部71およびフラグリセット部73に接続されてお
り、記憶部69は制御入力信号を1時点分記憶して当該
時点より1時点前の制御入力信号PVn−1を記憶部7
5および減算部71へ出力するものである。The integration calculation correction determination unit 63 is provided with the OR gate 3
Integration correction signal S from 3, the upper limit value MH and the lower limit value ML
It is determined whether or not the above-described prohibition condition and prohibition cancellation condition are present based on the logic signal that changes to "1" when the limit is reached by the control input signal PVn and prohibits or cancels the operation of the integral calculation correction unit 35. . In addition, switch SW
4 will be described later. FIG. 3 is a block diagram showing in detail the integral operation correction determination unit 63 of FIG. 2 and its periphery. In FIG. 3, the control input signal PVn is stored in the storage unit 69,
The storage unit 69 is connected to the subtraction unit 71 and the flag reset unit 73, stores the control input signal for one time point, and stores the control input signal PVn-1 one time point before the time point.
5 and the subtraction unit 71.
【0035】記憶部75は、後述するフラグ保持部77
からの積分修正禁止信号Tが「0」から「1」に変化し
たとき、記憶部69からの制御入力信号PVn−1をホ
ールドし、ホールド信号PHをフラグリセット部73へ
出力するものであり、減算部71は記憶部69からの制
御入力信号PVn−1から制御入力信号PVnを減算し
て得た入力信号変化量DPをフラグセット部79へ出力
するものである。このフラグセット部79は、その入力
信号変化量DP、ORゲート33へ入力される上限値M
Hおよび下限値MLでリミットされたとき「1」に変化
する論理信号、並びにフラグ保持部77のフラグ状態を
取込み、上述した禁止条件又はの判定を実行し、禁
止条件が成立したときにはフラグ保持部77のフラグ
を「1」に、禁止条件が成立したときには「2」に、
それ以外のときには「0」にセット(クリア)する機能
を有する。The storage unit 75 has a flag holding unit 77 described later.
The control input signal PVn-1 from the storage unit 69 is held and the hold signal PH is output to the flag reset unit 73 when the integration correction inhibition signal T from 0 changes from "0" to "1". The subtraction unit 71 outputs the input signal change amount DP obtained by subtracting the control input signal PVn from the control input signal PVn−1 from the storage unit 69 to the flag setting unit 79. The flag setting unit 79 has the input signal change amount DP and the upper limit value M input to the OR gate 33.
A logic signal that changes to "1" when limited by H and the lower limit value ML, and the flag state of the flag holding unit 77 are taken in, the above-described prohibition condition or determination is executed, and when the prohibition condition is satisfied, the flag holding unit The flag of 77 is set to "1", and when the prohibition condition is satisfied, it is set to "2",
In other cases, it has a function of setting (clearing) to "0".
【0036】フラグ保持部77は、フラグが「1」又は
「2」のとき積分修正禁止信号Tを「1」に、フラグが
「0」のとき「0」にしてANDゲート81の一方の入
力側へ負論理で加えるとともに、上述した記憶部75へ
加える機能を有している。フラグリセット部73は、記
憶部75からのホールド信号PH、制御入力信号PV
n、ORゲート33からの積分修正信号Sおよびフラグ
保持部77のフラグ状態を取込み、上述した解除条件
およびの判定を実行し、いずれかの解除条件が成立し
たときには、フラグ保持部77のフラグを「0」にして
クリアする機能を有する。The flag holding unit 77 sets the integration correction prohibition signal T to "1" when the flag is "1" or "2", and sets it to "0" when the flag is "0" to one input of the AND gate 81. It has a function of adding to the side by negative logic and adding to the storage unit 75 described above. The flag reset unit 73 has a hold signal PH and a control input signal PV from the storage unit 75.
n, the integration correction signal S from the OR gate 33 and the flag state of the flag holding unit 77 are taken in, the above-described cancellation conditions and judgment are executed, and when any of the cancellation conditions is satisfied, the flag of the flag holding unit 77 is set to It has the function of clearing to "0".
【0037】ANDゲート81は、従来構成におけるO
Rゲート33とスイッチSW2の間に挿入されており、
他方の入力側にORゲート33からの積分修正信号Sを
加え、その出力側をスイッチSW2に加えたものであ
り、フラグ保持部77からの積分修正禁止信号Tが
「1」のとき積分修正信号SのスイッチSW2への印加
を禁止し、積分修正禁止信号Tが「0」のときそれを加
える開閉ゲートである。すなわち、積分修正禁止条件成
立中に積分演算修正処理を禁止するものである。図2お
よび図3中のスイッチSW3は積分修正禁止期間中の積
分演算を通常通りに続行するか、積分演算を停止して禁
止前の積分値でホールドするかの選択スイッチである。
通常では、制御演算部61部分で制御偏差Enの符号お
よび絶対値の大きさによって切り換えることが望ましい
が、説明は省略する。The AND gate 81 is an O gate in the conventional configuration.
It is inserted between the R gate 33 and the switch SW2,
The integration correction signal S from the OR gate 33 is added to the other input side, and the output side is added to the switch SW2. When the integration correction prohibition signal T from the flag holding unit 77 is "1", the integration correction signal is It is an open / close gate that prohibits the application of S to the switch SW2 and adds it when the integration correction prohibition signal T is "0". That is, the integral calculation correction process is prohibited while the integral correction prohibition condition is satisfied. The switch SW3 in FIG. 2 and FIG. 3 is a selection switch for continuing the integration calculation during the integration correction prohibition period as usual, or stopping the integration calculation and holding it at the integration value before prohibition.
Normally, it is desirable to switch the control calculation unit 61 depending on the sign of the control deviation En and the magnitude of the absolute value, but the description thereof will be omitted.
【0038】この積分演算修正判断部63の動作タイミ
ングを簡単に説明すると、例えば図4(A)〜(B)の
ようになる。制御目標値SVnの変更によってPID演
算結果PIDnが上限値MHを越える場合には、PID
演算結果PIDn(制御出力信号MVn)が上限値MH
に抑えられるとともに積分演算が修正されるが、途中で
パルス性ノイズが発生して制御入力信号PVnが減少す
ると、フラグセット部79が禁止条件の成立を判断し
てフラグ保持部77にフラグ「1」を立て、1時点前の
制御入力信号PVn−1が記憶部75にホールドされ、
フラグの立てられた期間中でフラグ保持部77からの積
分修正禁止信号Tが「1」になってANDゲートが閉じ
られ、スイッチSW2による積分演算修正処理が禁止さ
れる。The operation timing of the integral calculation correction determining section 63 will be briefly described as follows, for example, as shown in FIGS. When the PID calculation result PIDn exceeds the upper limit value MH due to the change of the control target value SVn, the PID
The calculation result PIDn (control output signal MVn) is the upper limit value MH.
However, if the pulse noise is generated on the way and the control input signal PVn decreases, the flag setting unit 79 determines that the prohibition condition is satisfied, and the flag holding unit 77 sets the flag “1”. , The control input signal PVn-1 one time before is held in the storage unit 75,
During the period in which the flag is set, the integration correction inhibiting signal T from the flag holding unit 77 becomes "1", the AND gate is closed, and the integration calculation correcting process by the switch SW2 is prohibited.
【0039】そして、制御入力信号PVnが増加して1
時点前の制御入力信号PVn−1レベルに達すると、フ
ラグリセット部73が解除条件を判断してフラグ保持
部77のフラグをクリアし、フラグ保持部77からの積
分修正禁止信号Tが「0」に変ってANDゲートが開放
され、積分修正信号Sによって積分演算修正処理が再開
される。上述した第1の構成に係るプロセス制御装置
は、図示はしないがCPUやこのCPUの動作プログラ
ムを格納したROMやインターフェースI/Oを主体と
するマイクロコンピュータによって構成するのが一般的
であり、一定間隔(サンプリング周期)で繰り返し実行
される。Then, the control input signal PVn increases to 1
When the control input signal PVn-1 level before the time point is reached, the flag reset unit 73 determines the release condition, clears the flag of the flag holding unit 77, and the integral correction prohibiting signal T from the flag holding unit 77 is "0". Then the AND gate is opened and the integration correction signal S restarts the integration calculation correction process. Although not shown, the process control device according to the first configuration described above is generally configured by a CPU, a ROM storing an operation program of the CPU, and a microcomputer mainly including an interface I / O, and the process control device is fixed. It is repeatedly executed at intervals (sampling period).
【0040】図5および図6は第1の構成に係るプロセ
ス制御装置7の動作を説明するフローチャートであり、
便宜上2図に分けて示すが、両図とも一連の処理動作を
示すものである。プログラムが開始されると、ステップ
500でn時点の比例演算結果Pn、微分演算結果D
n、PD演算結果PDn、積分変化分演算結果△In、
積分演算結果In、PID演算結果PIDnを得るPI
D演算処理を行ない、ステップ501でフラグ保持部7
7内のフラグ内容を判別してフラグが「0」のときには
ステップ506へ移り、「0」以外の場合にはステップ
502又は504へ移って制御入力信号PVnとホール
ド入力信号値PHの比較を行う。5 and 6 are flow charts for explaining the operation of the process control device 7 according to the first configuration.
For the sake of convenience, the figures are divided into two figures, but both figures show a series of processing operations. When the program is started, in step 500, the proportional calculation result Pn and the differential calculation result D at time n
n, PD calculation result PDn, integral change calculation result ΔIn,
PI for obtaining the integral calculation result In and the PID calculation result PIDn
D calculation processing is performed, and in step 501, the flag holding unit 7
The content of the flag in 7 is determined, and if the flag is "0", the process proceeds to step 506, and if it is other than "0", the process proceeds to step 502 or 504 to compare the control input signal PVn with the hold input signal value PH. .
【0041】ステップ501にてフラグが「1」と判別
されるとステップ502に移ってPVn≧PHか否か判
別し、このステップ502がNOであればステップ50
6に移り、YESの場合にはステップ503でフラグを
「0」にクリアしてステップ506に移る。ステップ5
01にてフラグが「2」と判別されるとステップ504
に移ってPVn≦PHか否か判別され、このステップ5
04がNOであればステップ506に移り、YESの場
合にはステップ505でフラグを「0」にクリアしてス
テップ506に移る。これらは制御入力信号PVnが正
常値に復帰したと判定された場合のフラグリセット処理
(修正禁止状態の解除処理)である。When the flag is determined to be "1" in step 501, the process proceeds to step 502 to determine whether PVn≥PH. If this step 502 is NO, step 50
6, the flag is cleared to "0" in step 503 if YES, and the process proceeds to step 506. Step 5
If the flag is judged to be "2" at 01, step 504
Then, it is judged whether PVn ≦ PH or not, and this step 5
If 04 is NO, the routine proceeds to step 506, and if YES, the flag is cleared to "0" at step 505 and the routine proceeds to step 506. These are flag reset processing (correction prohibition state cancellation processing) when it is determined that the control input signal PVn has returned to the normal value.
【0042】続く、ステップ506では1時点前の制御
入力信号PVn−1と当該時点の制御入力信号PVnの
差から入力信号変化量DPを算出してステップ507に
移る。ステップ507ではPID演算結果PIDnと下
限値MLや上限値MHとの比較を行ない、PID演算結
果PIDnが下限値MLと上限値MHの間(リミット範
囲内)にあってML≦PIDn≦MHであれば、ステッ
プ508でMVnをPIDnにして図6のステップ51
1へ移る。Subsequently, at step 506, the input signal change amount DP is calculated from the difference between the control input signal PVn-1 one time before and the control input signal PVn at that time, and the routine proceeds to step 507. In step 507, the PID calculation result PIDn is compared with the lower limit value ML or the upper limit value MH. If the PID calculation result PIDn is between the lower limit value ML and the upper limit value MH (within the limit range), ML ≦ PIDn ≦ MH. For example, in step 508, MVn is set to PIDn and step 51 in FIG.
Move to 1.
【0043】ステップ507でMH<PIDnと判別さ
れると、ステップ509でMVn=MHにして図6のス
テップ512へ移り、ステップ507でML>PIDn
と判別されると、ステップ510でMVn=MLにして
図6のステップ520へ移る。これらは出力リミッタ処
理である。次に、図5のステップ508でMVnをPI
Dnにしたときには、図6のステップ511で強制的に
フラグを「0」にクリアしてステップ517へ移り、ス
テップ517で前回積分値In−1を今回の積分値In
で更新するとともに前回制御入力信号PVn−1を今回
制御入力信号PVnで更新して終了する。When it is determined that MH <PIDn in step 507, MVn = MH is set in step 509 and the process proceeds to step 512 in FIG. 6, where ML> PIDn in step 507.
When it is determined that MVn = ML in step 510, the process proceeds to step 520 in FIG. These are output limiter processes. Next, in step 508 of FIG. 5, MVn is set to PI.
When it is set to Dn, the flag is forcibly cleared to "0" in step 511 of FIG. 6 and the process proceeds to step 517. In step 517, the previous integration value In-1 is changed to the current integration value In.
And the previous control input signal PVn-1 is updated with the current control input signal PVn and the process ends.
【0044】また、図5のステップ509でMVn=M
Hにしたときには、図6のステップ512へ移ってフラ
グが「1」でないか判断され、NOの場合には引続き禁
止処理とし、ステップ516を介してステップ517へ
移り、ステップ517で前回積分値In−1や前回制御
入力信号PVn−1を今回の積分値Inや制御入力信号
PVnで更新して終了する。なお、修正処理禁止中の積
分演算を停止して積分値をホールドする動作を選択して
いる場合はステップ516によって積分演算結果Inを
前回積分値In−1として積分値を更新しない。ステッ
プ512がYESの場合にはステップ513で入力信号
変化量DPが0より大きいか否か、すなわち入力信号変
化量DPの符号が判別され、入力信号変化量DPが正
(PVnの変更方向が負)でステップ513がYESの
場合には積分修正処理を禁止するためにステップ514
でフラグ内容を「1」にする。In step 509 of FIG. 5, MVn = M
When it is set to H, the routine proceeds to step 512 in FIG. 6 and it is determined whether the flag is “1”. If NO, the prohibition processing is continued, the routine proceeds to step 517 via step 516, and the previous integrated value In -1 and the previous control input signal PVn-1 are updated with the current integrated value In and the control input signal PVn, and the processing is ended. If the operation of stopping the integral calculation while the correction process is prohibited and holding the integral value is selected, the integral calculation result In is set as the previous integral value In-1 and the integral value is not updated in step 516. If YES in step 512, it is determined in step 513 whether the input signal change amount DP is larger than 0, that is, the sign of the input signal change amount DP is determined, and the input signal change amount DP is positive (the change direction of PVn is negative). ), If step 513 is YES, step 514 is executed to prohibit the integral correction process.
The flag content is set to "1".
【0045】続くステップ515では記憶部75のホー
ルド入力信号値PHを前回入力信号PVn−1で更新
し、ステップ516を介してステップ517へ移り、ス
テップ517で前回積分値In−1や前回制御入力信号
PVn−1を今回の積分値Inや制御入力信号PVnで
更新して終了する。この場合も、修正処理禁止中の積分
演算を停止して積分値をホールドする動作を選択してい
る場合は積分演算結果Inを前回積分値In−1として
積分値を更新しない。In the following step 515, the hold input signal value PH of the storage unit 75 is updated with the previous input signal PVn-1, and the process proceeds to step 517 via step 516. In step 517, the previous integrated value In-1 and the previous control input are input. The signal PVn-1 is updated with the current integrated value In and the control input signal PVn, and the process ends. Also in this case, when the operation of stopping the integral calculation while the correction process is prohibited and holding the integral value is selected, the integral calculation result In is set as the previous integral value In−1 and the integral value is not updated.
【0046】入力信号変化量DPの符号が正でなくて
(PVnの変化方向が零又は正)ステップ513がNO
の場合には、ステップ518でフラグを「0」にクリア
してステップ519で積分演算修正処理を実行して現在
の積分演算結果Inを In=MVn−PDn=MH−PDn のように修正し、ステップ517へ進んで終了する。さ
らに、図5のステップ510でMVn=MLにしたとき
には、図6のステップ520でフラグが「2」か否か判
別され、NOの場合には引続き禁止処理とし、ステップ
524を介してステップ517へ移り、ステップ517
で前回積分値In−1や前回制御入力信号PVn−1を
今回の積分値Inや制御入力信号PVnで更新して終了
する。If the sign of the input signal change amount DP is not positive (the change direction of PVn is zero or positive), step 513 is NO.
In the case of, the flag is cleared to "0" in step 518, the integral calculation correction process is executed in step 519, and the current integral calculation result In is corrected as In = MVn-PDn = MH-PDn, The process proceeds to step 517 and ends. Further, when MVn = ML is set in step 510 of FIG. 5, it is determined in step 520 of FIG. 6 whether or not the flag is “2”. If NO, the prohibition process is continued, and the process proceeds to step 517 via step 524. Move, step 517
Then, the previous integrated value In-1 and the previous control input signal PVn-1 are updated with the current integrated value In and the control input signal PVn, and the processing is ended.
【0047】この場合も修正処理禁止中の積分演算を停
止して積分値をホールドする動作を選択している場合は
積分演算結果Inを前回積分値In−1として積分値を
更新しない。ステップ520がYESの場合にはステッ
プ521で入力信号変化量DPが0より小さいか否か
(負か否か)判別され、入力信号変化量DPが負(PV
nの変化方向が正)でステップ521がYESの場合に
は積分修正処理を禁止するためにステップ522でフラ
グ内容を「2」にし、ステップ523で記憶部75のホ
ールド入力信号値PHを前回入力信号PVn−1で更新
し、ステップ524を介してステップ517へ移り、前
回積分値In−1や前回制御入力信号PVn−1を同様
に更新して終了する。Also in this case, if the operation of stopping the integral calculation while the correction process is prohibited and holding the integral value is selected, the integral calculation result In is set as the previous integral value In-1 and the integral value is not updated. If YES in step 520, it is determined in step 521 whether the input signal change amount DP is smaller than 0 (negative or not), and the input signal change amount DP is negative (PV
If the changing direction of n is positive) and step 521 is YES, the flag content is set to "2" in step 522 to prohibit the integration correction process, and the hold input signal value PH of the storage unit 75 is previously input in step 523. The signal PVn-1 is updated, and the process proceeds to step 517 via step 524, and the previous integrated value In-1 and the previous control input signal PVn-1 are similarly updated and the process ends.
【0048】この場合も、修正処理禁止中の積分演算を
停止して積分値をホールドする動作を選択している場合
は積分演算結果Inを前回積分値In−1として積分値
を更新しない。入力信号変化量DPの符号が正でステッ
プ521がNOの場合には、ステップ518でフラグを
「0」にクリアしてステップ519で積分演算修正処理
を実行し、現在の積分演算結果Inを In=MVn−PDn=ML−PDn のように修正してステップ517へ進み、同様に終了す
る。Also in this case, when the operation of stopping the integral calculation while the correction process is prohibited and holding the integral value is selected, the integral calculation result In is set as the previous integral value In-1 and the integral value is not updated. When the sign of the input signal change amount DP is positive and step 521 is NO, the flag is cleared to "0" in step 518, the integral calculation correction process is executed in step 519, and the current integral calculation result In is set to In. = MVn-PDn = ML-PDn, the process proceeds to step 517, and the process ends similarly.
【0049】このように本発明に係る第1の構成のプロ
セス制御装置7では、位置形のPID演算において積分
演算修正部35の動作を禁止又は禁止解除する積分演算
修正判断部63を設けたから、制御目標値SVnを変更
してPID演算結果PIDnが出力リミッタ27の上限
値MHを越えると、制御出力信号MVnが上限値MHに
制限されるとともに、積分演算結果Inを上限値MHか
らPD演算結果PDnを差引いた値に修正する修正処理
が実行されてPID演算結果PIDnを上限値MHに一
致させるので、制御入力信号PVnが制御目標値SVn
に近づくと制御出力信号MVnが速やかに上限値MHを
離れ、制御入力信号PVnの増加を抑えるように働き、
リセットワインドアップ現象が抑制されて制御目標値S
Vnに対する行き過ぎ量が改善される。As described above, since the process control device 7 of the first configuration according to the present invention is provided with the integral calculation correction determining section 63 for prohibiting or canceling the operation of the integral calculation correcting section 35 in the position type PID calculation, When the control target value SVn is changed and the PID calculation result PIDn exceeds the upper limit value MH of the output limiter 27, the control output signal MVn is limited to the upper limit value MH, and the integral calculation result In is changed from the upper limit value MH to the PD calculation result. Since the correction process for correcting PDn to a value obtained by subtraction is executed to match the PID calculation result PIDn with the upper limit value MH, the control input signal PVn changes to the control target value SVn.
The control output signal MVn quickly departs from the upper limit value MH, and works to suppress the increase of the control input signal PVn.
The reset windup phenomenon is suppressed and the control target value S
The overshoot amount with respect to Vn is improved.
【0050】また、異常なPID定数の設定による制御
ループの不安定や、制御入力信号PVnに混入した連続
的なノイズによってPID演算結果PIDnが振動して
周期的に制限値MH又はMLを越えるような場合や、制
御入力信号PVnにインパルス状のノイズが混入してノ
イズの立ち上がりでPID演算結果PIDnが制限値M
H又はMLを越えた後にノイズが消滅しても、積分演算
修正判断部63によって、引き戻し現象が発生するよう
な条件下での修正処理が禁止され、それら異常なPID
定数、連続的なノイズおよびインパルス状のノイズに伴
う悪影響を最小限に抑えることができる。図7は本発明
に係る第2の構成(速度形のプロセス制御装置)を詳細
に示すブロック図である。Further, the PID calculation result PIDn may vibrate and periodically exceed the limit value MH or ML due to instability of the control loop due to an abnormal PID constant setting or continuous noise mixed in the control input signal PVn. In such a case, impulse-like noise is mixed into the control input signal PVn and the PID calculation result PIDn is the limit value M when the noise rises.
Even if the noise disappears after H or ML is exceeded, the integral calculation correction determination unit 63 prohibits the correction processing under the condition that the pullback phenomenon occurs, and the abnormal PID
The adverse effects associated with constant, continuous noise and impulse-like noise can be minimized. FIG. 7 is a block diagram showing in detail the second configuration (speed type process control device) according to the present invention.
【0051】この構成において、加算結果修正部57、
加算結果修正判断部67およびスイッチSW4〜SW6
を除き、他の構成すなわち偏差演算部37、比例変化演
算部39、微分変化演算部41、積分変化演算部43、
加算部45、47、49、記憶部51、出力リミッタ5
3、変化分加算部55は、上述した従来例を示す図17
と同様であり、加算結果修正判断部67は上述した第1
の構成の積分演算修正判断部63とほぼ同様である。フ
ィードフォワード部59の図示は省略した。図7におい
て、積分変化演算部43はスイッチSW4を介して加算
部47に接続され、この加算部47は更に加算部49に
接続されており、この加算部49は記憶部(Z-1)51
で記憶されたn−1時点の記憶結果と加算してn時点の
PID演算結果(PIDn:比例+積分+微分)を出力
リミッタ53へ出力するものである。In this configuration, the addition result correction unit 57,
Addition result correction determination unit 67 and switches SW4 to SW6
Other than the above, other configurations, that is, the deviation calculator 37, the proportional change calculator 39, the differential change calculator 41, the integral change calculator 43,
Adders 45, 47, 49, storage 51, output limiter 5
3, the change amount adding unit 55 is shown in FIG.
The addition result correction determination unit 67 is similar to
The configuration is substantially the same as that of the integral operation correction determination unit 63 having the above configuration. Illustration of the feedforward unit 59 is omitted. In FIG. 7, the integral change calculation unit 43 is connected to the addition unit 47 via the switch SW4, and the addition unit 47 is further connected to the addition unit 49. The addition unit 49 has a storage unit (Z −1 ) 51.
The PID calculation result (PIDn: proportional + integral + derivative) at the n-th time is added to the stored result at the (n-1) -th time stored in the step (3) and output to the output limiter 53.
【0052】出力リミッタ53は、PID演算結果PI
Dnが上限値MHおよび下限値MLを越えるときには、
それら上限値MHおよび下限値MLをn時点の制御出力
信号MVnとして図示しない制御対象やスイッチSW5
へ出力するとともに、上限値MH又は下限値MLでリミ
ットされているとき「1」に変化する論理信号をORゲ
ート33へ出力する。記憶部51はスイッチSW5を介
して出力リミッタ53からの制御出力信号MVn又は加
算部49からの加算結果を1時点分遅延記憶して加算部
49へ出力する。このスイッチSW5にて加算結果修正
部57が形成されているThe output limiter 53 outputs the PID calculation result PI.
When Dn exceeds the upper limit value MH and the lower limit value ML,
The upper limit value MH and the lower limit value ML are used as the control output signal MVn at the time point n, which is not shown in the figure, or the switch SW5.
And outputs to the OR gate 33 a logic signal that changes to “1” when being limited by the upper limit value MH or the lower limit value ML. The storage unit 51 delay-stores the control output signal MVn from the output limiter 53 or the addition result from the addition unit 49 for one time point via the switch SW5, and outputs it to the addition unit 49. The addition result correction unit 57 is formed by this switch SW5.
【0053】そして、加算結果修正判断部67は、上述
した第1の構成に係る図3の記憶部69、75、減算部
71、フラグセット部79、フラグリセット部73、フ
ラグ保持部77およびORゲート33から形成されてい
るが、第1の構成のようにANDゲート81を介さずに
フラグ保持部77から加算結果修正禁止信号Tをスイッ
チSW5、6へ直接加える構成となっている。なお、図
7中のSW6は、図3のSW3と同様に修正禁止期間中
の積分演算の動作を切り換えるものである。Then, the addition result correction judging section 67 has the storage sections 69 and 75, the subtracting section 71, the flag setting section 79, the flag resetting section 73, the flag holding section 77 and the OR of FIG. Although it is formed of the gate 33, the addition result correction prohibiting signal T is directly applied to the switches SW5 and SW6 from the flag holding unit 77 without passing through the AND gate 81 like the first structure. It should be noted that SW6 in FIG. 7 switches the operation of the integral calculation during the correction prohibition period, like SW3 in FIG.
【0054】このような速度形のプロセス制御装置7で
は、位置形のプロセス制御装置7と異なり、1時点前の
制御出力信号MVn−1を出力リミッタ53の出力から
もってくるだけで、わざわざ加算結果修正部57を設け
なくても自然に加算結果修正処理が行われるが、この修
正処理を一定条件で禁止したり許可したりするためには
図7のように加算結果修正部57を独立させる必要があ
る。このような第2の構成に係る速度形のプロセス制御
装置7も、マイクロコンピュータによって構成するのが
一般的であり、図8および図9のようなフローチャート
で示すように動作する。便宜上2図に分けて示すのは図
5および図6と同様である。Unlike the position type process control device 7, such a speed type process control device 7 takes the purpose of adding only the control output signal MVn-1 one time before from the output of the output limiter 53. Although the addition result correction process is naturally performed without providing the correction unit 57, the addition result correction unit 57 needs to be independent as shown in FIG. 7 in order to prohibit or allow the correction process under a certain condition. There is. The speed type process control device 7 according to the second configuration as described above is also generally configured by a microcomputer, and operates as shown in the flowcharts of FIGS. 8 and 9. For the sake of convenience, the illustration is divided into two views and is similar to FIGS. 5 and 6.
【0055】第2の構成に係るプロセス制御装置7のフ
ローチャートは、PID演算が速度形である点、積分演
算修正処理が加算結果修正処理になる点を除けば、図5
および図6と同様であるから、相違するステップを説明
する。すなわち、プログラムが開始されると、図8およ
び図9のようにステップ500でn時点の比例変化分演
算結果ΔPn、微分変化分演算結果ΔDn、積分変化分
演算結果△In、PID変化分演算結果ΔPIDnおよ
びPID演算結果PIDnを得るPID演算処理を行な
ってステップ501へ移り、以降のステップ501〜5
15、ステップ518、ステップ520〜523の処理
は図5および図6と同様である。The flow chart of the process controller 7 according to the second configuration is shown in FIG. 5 except that the PID calculation is speed type and the integral calculation correction process is addition result correction process.
And, since it is similar to FIG. 6, different steps will be described. That is, when the program is started, the proportional change calculation result ΔPn, the differential change calculation result ΔDn, the integral change calculation result ΔIn, the PID change calculation result at the time point n at step 500 as shown in FIGS. 8 and 9. The PID calculation process for obtaining ΔPIDn and the PID calculation result PIDn is performed, and the process proceeds to step 501, and the subsequent steps 501 to 5
The processes of 15, step 518, and steps 520 to 523 are the same as those in FIGS. 5 and 6.
【0056】図9において、ステップ511やステップ
518でフラグ保持部77のフラグを「0」にして、P
ID演算結果PIDnが出力リミット範囲内もしくはP
ID演算結果PIDnが出力リミット値MHまたはML
を越えたが修正禁止条件でない場合には、ステップ52
5やステップ529で前回の制御出力信号MVn−1を
今回の制御出力信号MVnで更新する。一方、ステップ
514やステップ522でフラグを「1」又は「2」に
して修正禁止条件が成立している場合には、ステップ5
26やステップ530で前回の制御出力信号MVn−1
を今回のPID演算結果PIDnで更新する。In FIG. 9, in step 511 and step 518, the flag of the flag holding unit 77 is set to "0" and P
ID calculation result PIDn is within the output limit range or P
The ID calculation result PIDn is the output limit value MH or ML.
If it exceeds the limit but the correction prohibition condition is not satisfied, step 52
In step 5 or 529, the previous control output signal MVn-1 is updated with the current control output signal MVn. On the other hand, when the flag is set to "1" or "2" in step 514 or step 522 and the correction prohibition condition is satisfied, step 5
26 or step 530, the previous control output signal MVn-1
Is updated with the current PID calculation result PIDn.
【0057】そして、修正処理禁止中の積分演算を停止
して積分値をホールドする動作を選択している場合は、
ステップ527やステップ531で今回のPID演算結
果PIDnから積分変化分演算結果△Inを差し引いた
値で前回の制御出力信号MVn−1を更新する。このよ
うな第2の構成に係る速度形のプロセス制御装置7にお
いても、加算結果修正部57に対して、その加算結果修
正の動作を禁止又は禁止解除する加算結果修正判断部6
7を設けたから、制御目標値SVnを変更してPID演
算結果PIDnが出力リミッタ27の上限値MHを越え
ると、制御出力信号MVnが上限値MHに制限されると
ともに、1時点前の制御出力信号MVn−1の修正処理
が実行されてPID演算結果PIDnが上限値MHに一
致するので、制御入力信号PVnが制御目標値SVnに
近づくと制御出力信号MVnが速やかに上限値MHを離
れ、制御入力信号PVnの増加を抑えるように働き、リ
セットワインドアップ現象が抑制されて制御目標値SV
nに対する行き過ぎ量が抑えられる。Then, when the operation of stopping the integral calculation while the correction process is prohibited and holding the integral value is selected,
In step 527 or step 531, the previous control output signal MVn-1 is updated with a value obtained by subtracting the integral change amount calculation result ΔIn from the current PID calculation result PIDn. Also in the speed type process control device 7 according to the second configuration as described above, the addition result correction determination unit 6 that prohibits or cancels the addition result correction operation with respect to the addition result correction unit 57.
7 is provided, when the control target value SVn is changed and the PID calculation result PIDn exceeds the upper limit value MH of the output limiter 27, the control output signal MVn is limited to the upper limit value MH and the control output signal one time before is output. Since the correction process of MVn-1 is executed and the PID calculation result PIDn matches the upper limit value MH, when the control input signal PVn approaches the control target value SVn, the control output signal MVn quickly leaves the upper limit value MH, and the control input It works to suppress the increase of the signal PVn, suppresses the reset windup phenomenon, and suppresses the control target value SV.
The overshoot amount for n can be suppressed.
【0058】また、異常なPID定数の設定、連続的な
ノイズ、インパルス状のノイズの混入があっても、加算
結果修正判断部67によって引き戻し現象が発生するよ
うな条件下での修正処理が禁止され、それら異常なPI
D定数、連続的なノイズおよびインパルス状のノイズに
伴う悪影響を最小限に抑えることができる。上述した各
第1および第2の構成は出力リミッタ27、53を有す
る構成であったが、本発明では出力リミッタ27、53
に加えて出力変化率リミッタ65を付加する構成も可能
である。Further, even if an abnormal PID constant is set, continuous noise, or impulsive noise is mixed, correction processing is prohibited under the condition that a pullback phenomenon occurs by the addition result correction determination unit 67. And those abnormal PIs
It is possible to minimize the adverse effects of the D constant, continuous noise, and impulse noise. Although each of the first and second configurations described above has the output limiters 27 and 53, in the present invention, the output limiters 27 and 53 are provided.
In addition to this, a configuration in which an output change rate limiter 65 is added is also possible.
【0059】図10は、上述した出力リミッタ27、5
3に出力変化率リミッタ65を付加させた構成を示すブ
ロック図である。図において出力リミッタ27、53か
らの制御出力信号MVnを記憶部83で記憶して1時点
前の制御出力信号MVn−1を加算部85および減算部
87へ出力し、加算部85ではその制御出力信号MVn
−1と許容信号変化幅MΔを加算してローセレクタ89
へ加え、減算部87ではその制御出力信号MVn−1か
ら許容信号変化幅MΔを減算してハイセレクタ91へ加
え、ローセレクタ89では加算結果と上限値MHのうち
小さい方を実際の上限値M1として出力リミッタ27、
53へ加え、ハイセレクタ91では減算結果と下限値M
Lのうち大きい方を実際の下限値M2として出力リミッ
タ27、53へ加える構成となって出力変化率リミッタ
65が形成されている。FIG. 10 shows the output limiters 27 and 5 described above.
3 is a block diagram showing a configuration in which an output change rate limiter 65 is added to FIG. In the figure, the control output signal MVn from the output limiters 27 and 53 is stored in the storage unit 83, and the control output signal MVn-1 one time before is output to the addition unit 85 and the subtraction unit 87, and the addition unit 85 outputs the control output. Signal MVn
-1 and the allowable signal change width MΔ are added to obtain the row selector 89.
In addition, the subtraction unit 87 subtracts the allowable signal change width MΔ from the control output signal MVn−1 and adds it to the high selector 91. The low selector 89 subtracts the smaller one of the addition result and the upper limit value MH from the actual upper limit value M1. Output limiter 27,
In addition to 53, in the high selector 91, the subtraction result and the lower limit value M
An output change rate limiter 65 is formed by adding the larger one of L to the output limiters 27 and 53 as the actual lower limit value M2.
【0060】すなわち、出力リミッタ27、53に設定
する上限値MHおよび下限値MLについて、実際の上限
値M1および下限値M2は、次のようになる。 M1=MIN[MH、(MVn−1)+M△] M2=MAX[ML、(MVn−1)−M△] ここで、符号MHは外部から設定する出力リミッタの上
限値、符号MLは出力リミッタの下限値、符号M△は出
力変化率制限幅であり、符号MIN(a、b)はaとb
のいずれか小さい方、符号MAX(a、b)はaとbの
いずれか大きい方とすれば良い。このように出力変化率
リミッタ65の接続された出力リミッタ65は、上述し
た第1および第2の構成と同様な効果が得られる。That is, with respect to the upper limit value MH and the lower limit value ML set in the output limiters 27 and 53, the actual upper limit value M1 and the lower limit value M2 are as follows. M1 = MIN [MH, (MVn−1) + MΔ] M2 = MAX [ML, (MVn−1) −MΔ] where MH is the upper limit value of the output limiter set from the outside, and ML is the output limiter. Is a lower limit value of the output change rate limit width, and the code MIN (a, b) is a and b.
, Whichever is smaller, and the code MAX (a, b), whichever is larger, a or b. In this way, the output limiter 65 to which the output change rate limiter 65 is connected has the same effects as those of the above-described first and second configurations.
【0061】ところで、このような出力変化率リミッタ
65は、位置形および速度形いずれの出力リミッタ2
7、53でも実施可能であることは言うまでもない。次
に、上述した本発明および従来のプロセス制御装置7に
ついて、図11〜図15にそれらの動作シミュレーショ
ンを図示する。各シミュレーションは一例として位置形
の測定値微分PID演算(微分演算の入力が制御偏差で
なく制御入力信号であるPID演算)について実行し
た。By the way, such an output change rate limiter 65 is used for both the position type and the velocity type output limiters 2.
It goes without saying that it is possible to carry out even with 7, 53. Next, with respect to the above-described present invention and the conventional process control device 7, FIGS. 11 to 15 show their operation simulations. As an example, each simulation was performed for a position-type measured value differential PID calculation (PID calculation in which the input of the differential calculation is a control input signal instead of a control deviation).
【0062】図11〜図15において、 In+0.6 :積分演算結果(バイアス0.6) FLAG :フラグ(「0」=0.5、「1」=
0.6、「2」=0.4) * 出力リミッタ:上限値=1.0、下限値=0.0 として図示されている。図11には、制御目標値SVの
通常変更について従来型と本発明による制御応答の両方
が描かれており、制御出力信号MVnが制御目標値SV
nの変更直後から出力リミッタの上限値MHにかかって
リミットされているが、このとき修正処理は禁止さずに
実行されるので、制御入力信号PVnの行き過ぎ量が小
さく抑えられ、従来型と本発明での差はみられない。11 to 15, In + 0.6: Integral calculation result (bias 0.6) FLAG: Flag ("0" = 0.5, "1" =
0.6, "2" = 0.4) * Output limiter: upper limit value = 1.0, lower limit value = 0.0. FIG. 11 shows both the conventional type and the control response according to the present invention for the normal change of the control target value SV, in which the control output signal MVn is the control target value SV.
Immediately after the change of n, the upper limit value MH of the output limiter is applied and the limit is applied. However, at this time, the correction process is executed without prohibition, so that the overshoot amount of the control input signal PVn is suppressed to a small value and the conventional type and the There is no difference in invention.
【0063】図12は、従来のプロセス制御装置7を用
いた制御ループ系において、発振によって引き戻し現象
が発生し、制御に悪影響を与えている例を示している。
なお、フラグの図示は省略されている。この図12では
比例定数P、積分時間I、微分時間Dの3定数のうち、
積分時間Iと微分時間Dを各々適正値の100倍以上に
設定して故意に制御ループ系を不安定化したため、制御
出力信号MVnが振動して出力リミッタの制限値を越え
る度に修正処理によって引き戻しが発生した結果、制御
入力信号PVnが制御目標値SVnから離れた点に向か
って動いている。FIG. 12 shows an example in which a pullback phenomenon occurs due to oscillation in the control loop system using the conventional process control device 7 and adversely affects the control.
The illustration of the flag is omitted. In FIG. 12, among the three constants of the proportional constant P, the integral time I, and the differential time D,
Since the control loop system was intentionally destabilized by setting the integral time I and the differential time D at 100 times or more of the respective appropriate values, the correction processing is performed every time the control output signal MVn vibrates and exceeds the limit value of the output limiter. As a result of the pullback, the control input signal PVn moves toward a point away from the control target value SVn.
【0064】図13は本発明によるもので図12と同一
条件であるが、制御出力信号MVn出力リミッタの下限
値MLを越えたときの制御入力信号PVnの変化方向が
正なので、修正処理が禁止されて引き戻しが発生せず、
制御入力信号PVnは制御目標値SVnに向かって収束
している。図14は、従来例における制御入力信号PV
nに混入した持続インパルスノイズによる制御に対する
悪影響を示しており、制御入力信号PVnに正負の持続
インパルスノイズを混入させた例である。FIG. 13 shows the present invention under the same conditions as FIG. 12, but the correction process is prohibited because the direction of change of the control input signal PVn is positive when the lower limit value ML of the control output signal MVn output limiter is exceeded. Is not pulled back,
The control input signal PVn converges toward the control target value SVn. FIG. 14 shows a control input signal PV in the conventional example.
It shows an adverse effect on the control by the continuous impulse noise mixed in n, and is an example in which positive and negative continuous impulse noise is mixed in the control input signal PVn.
【0065】この図14では、正のノイズの立ち下がり
および負のノイズの立ち上がり部分で引き戻しが繰り返
し発生するため制御出力信号MVnが振動し、制御入力
信号PVnが制御目標値SVnから離れた点に向かって
動いている。図15は本発明によるもので図14と同一
条件であるが、制御出力信号MVnが出力リミッタの制
限値を越えたときの制御入力信号PVnの変化方向によ
って修正処理の実行又は禁止を判定するので、引き戻し
が発生せず制御入力信号PVnが制御目標値SVnに向
かって収束している。In FIG. 14, since the pullback is repeatedly generated at the falling edge of the positive noise and the rising edge of the negative noise, the control output signal MVn oscillates and the control input signal PVn is separated from the control target value SVn. Moving towards. FIG. 15 shows the present invention under the same conditions as in FIG. 14, but the execution or prohibition of the correction process is determined depending on the changing direction of the control input signal PVn when the control output signal MVn exceeds the limit value of the output limiter. The pullback does not occur, and the control input signal PVn converges toward the control target value SVn.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上説明したように本発明の第1の構成
では、位置形のプロセス制御装置において、積分演算修
正部の動作を禁止又は禁止解除する積分演算修正判断部
を設けたから、制御目標値SVnの変更に対してリセッ
トワインドアップ現象が抑制されて行き過ぎ量を抑える
ことができる。しかも、異常なPID定数の設定、連続
的なノイズ又はインパルス状のノイズ等によって制御ル
ープが大きく変動しても、それら異常なPID定数、連
続的なノイズおよびインパルス状のノイズに伴う悪影響
を最小限に抑えることができる。また、本発明に係る第
2の構成では、速度形のプロセス制御装置において、加
算結果修正部および加算結果修正の動作を禁止又は禁止
解除する加算結果修正判断部を設けたから、制御目標値
SVnの変更に対してリセットワインドアップ現象が抑
制されて行き過ぎ量が抑えられるし、それら異常なPI
D定数、連続的なノイズおよびインパルス状のノイズに
伴う悪影響を同様に最小限に抑えることができる。そし
て、第1および第2の構成について、1時点前の制御出
力信号値に許容信号変化幅を加減算した値と出力リミッ
タの上限値又は下限値のうち小さい方や大きい方を実際
の上限値や下限値として出力リミッタに設定する出力変
化率リミッタを備える構成では、同様に、リセットワイ
ンドアップ現象の良好な抑制効果や、異常なPID定
数、連続的なノイズおよびインパルス状のノイズに伴う
悪影響を良好に抑えることができる。As described above, in the first configuration of the present invention, the position type process control device is provided with the integral calculation correction determining section for prohibiting or canceling the operation of the integral calculation correcting section. The reset windup phenomenon is suppressed with respect to the change of the value SVn, and the overshoot amount can be suppressed. Moreover, even if the control loop fluctuates significantly due to an abnormal PID constant setting, continuous noise or impulse noise, etc., the adverse effects caused by the abnormal PID constant, continuous noise and impulse noise are minimized. Can be suppressed to Further, in the second configuration according to the present invention, in the speed type process control device, since the addition result correction unit and the addition result correction determination unit for prohibiting or canceling the addition result correction operation are provided, the control target value SVn of The reset windup phenomenon is suppressed against the change, and the overshoot amount is suppressed.
The detrimental effects associated with D constants, continuous noise and impulse-like noise can likewise be minimized. Then, in the first and second configurations, the smaller or larger of the value obtained by adding and subtracting the allowable signal change width to the control output signal value one time before and the upper limit value or the lower limit value of the output limiter is the actual upper limit value or In the configuration including the output change rate limiter set to the output limiter as the lower limit value, similarly, the good suppression effect of the reset windup phenomenon and the bad effects caused by the abnormal PID constant, continuous noise, and impulse noise are good. Can be suppressed to
【図1】本発明のプロセス制御装置に係る第1および第
2の構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing first and second configurations of a process control device of the present invention.
【図2】本発明のプロセス制御装置に係る第1の構成の
詳細を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing details of a first configuration according to the process control apparatus of the present invention.
【図3】図2中の積分演算修正判断部を具体的に示すブ
ロック図である。FIG. 3 is a block diagram specifically showing an integral calculation correction determination unit in FIG.
【図4】図2のプロセス制御装置の動作タイミングを説
明する概略波形図である。FIG. 4 is a schematic waveform diagram illustrating an operation timing of the process control device of FIG.
【図5】図2のプロセス制御装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of the process control device of FIG.
【図6】図2のプロセス制御装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the process control device of FIG.
【図7】本発明のプロセス制御装置に係る第2の構成の
詳細を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing details of a second configuration according to the process control apparatus of the present invention.
【図8】図7のプロセス制御装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。8 is a flowchart illustrating an operation of the process control device of FIG.
【図9】図7のプロセス制御装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。9 is a flowchart illustrating an operation of the process control device of FIG.
【図10】本発明のプロセス制御装置について出力変化
率リミッタの実施例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of an output change rate limiter for the process control device of the present invention.
【図11】本発明および従来のプロセス制御装置の動作
をシミュレーションしたときの応答波形図である。FIG. 11 is a response waveform diagram when simulating the operations of the present invention and the conventional process control device.
【図12】従来のプロセス制御装置の動作をシミュレー
ションしたときの応答波形図である。FIG. 12 is a response waveform diagram when simulating the operation of the conventional process control device.
【図13】本発明のプロセス制御装置の動作をシミュレ
ーションしたときの応答波形図である。FIG. 13 is a response waveform diagram when simulating the operation of the process control device of the present invention.
【図14】従来のプロセス制御装置の動作をシミュレー
ションしたときの応答波形図である。FIG. 14 is a response waveform diagram when simulating the operation of the conventional process control device.
【図15】本発明のプロセス制御装置の動作をシミュレ
ーションしたときの応答波形図である。FIG. 15 is a response waveform diagram when simulating the operation of the process control device of the present invention.
【図16】一般的なプロセス制御ループを示すブロック
図である。FIG. 16 is a block diagram showing a general process control loop.
【図17】従来の位置形のPIDプロセス制御装置を示
すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing a conventional position type PID process control device.
【図18】従来の速度形のPIDプロセス制御装置を示
すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a conventional speed type PID process controller.
【図19】図17および図18のプロセス制御装置にお
ける好ましい制御応答波形図である。FIG. 19 is a preferable control response waveform diagram in the process control device of FIGS. 17 and 18.
【図20】図17および図18のプロセス制御装置にお
ける好ましくない制御応答波形図である。20 is an undesired control response waveform diagram in the process control apparatus of FIGS. 17 and 18. FIG.
【図21】図17および図18のプロセス制御装置にお
ける別の好ましくない制御応答波形図である。FIG. 21 is another undesirable control response waveform diagram in the process control apparatus of FIGS. 17 and 18.
1 制御対象 3 センサ 5 入力変換器 7 プロセス制御装置 9 操作器 11 偏差演算部 13 比例演算部 15 微分演算部 17 積分変化演算部 19、21、23、45、47、49、85 加算部 25、51、69、75、83 記憶部 27、53 出力リミッタ 29 積分演算部 31、71、87 減算部 33 ORゲート 35 積分演算修正部 37 偏差演算部 39 比例変化演算部 41 微分変化演算部 43 積分変化演算部 55 変化分加算部 57 加算結果修正部 59 フィードフォワード部 61 制御演算部 63 積分演算修正判断部 65 出力変化率リミッタ 67 加算結果修正判断部 73 フラグリセット部 77 フラグ保持部 79 フラグセット部 81 ANDゲート 89 ローセレクタ 91 ハイセレクタ SW1〜SW6 スイッチ 1 Control Target 3 Sensor 5 Input Converter 7 Process Control Device 9 Manipulator 11 Deviation Calculator 13 Proportional Calculator 15 Differential Calculator 17 Integral Change Calculator 19, 21, 23, 45, 47, 49, 85 Adder 25, 51, 69, 75, 83 Storage unit 27, 53 Output limiter 29 Integral calculation unit 31, 71, 87 Subtraction unit 33 OR gate 35 Integral calculation correction unit 37 Deviation calculation unit 39 Proportional change calculation unit 41 Differential change calculation unit 43 Integral change Calculation unit 55 Change amount addition unit 57 Addition result correction unit 59 Feed forward unit 61 Control calculation unit 63 Integration calculation correction determination unit 65 Output change rate limiter 67 Addition result correction determination unit 73 Flag reset unit 77 Flag holding unit 79 Flag setting unit 81 AND gate 89 Low selector 91 High selector SW1 to SW6 switches
Claims (4)
号とから求めた制御偏差をなくすように少なくとも位置
形の比例演算および積分演算を行い、それらを加算して
演算結果を得る制御演算部と、 設定された上限制限値および下限制限値によって前記演
算結果を制限した制御出力信号を前記制御対象に出力す
る出力リミッタと、 前記演算結果が前記上限制限値又は下限制限値に制限さ
れたとき、前記演算結果が該当する前記上限制限値又は
下限制限値に一致するよう前記積分演算値を修正する積
分演算修正部と、 を有するプロセス制御装置において、 前記制御入力信号の変化方向と前記演算結果が前記上限
制限値および下限制限値を越える方向とから前記制御入
力信号の変化の正常又は異常を判定し、異常と判定した
ときに前記積分演算値の修正を禁止し、前記演算結果が
前記上限制限値と下限制限値の間に戻ったとき、又は当
該時点の制御入力信号が前記積分演算値の修正を禁止し
た時点より1時点前の制御入力信号レベルに達したと
き、前記積分演算値修正の禁止を解除する積分演算修正
判断部を有することを特徴とするプロセス制御装置。1. A control calculation unit for performing at least a position-type proportional calculation and an integral calculation so as to eliminate a control deviation obtained from a control target value and a control input signal from a controlled object, and adding them to obtain a calculation result. And an output limiter that outputs a control output signal that limits the calculation result to the controlled object by the set upper limit value and lower limit value, and when the calculation result is limited to the upper limit value or the lower limit value. A process control device that corrects the integral calculation value so that the calculation result matches the applicable upper limit value or lower limit value, and a change direction of the control input signal and the calculation result. Determines whether the change of the control input signal is normal or abnormal from the direction in which the value exceeds the upper limit value and the lower limit value, and the integration operation is performed when it is determined to be abnormal. Of the control input signal at the time when the calculation result returns to between the upper limit value and the lower limit value, or when the control input signal at that time prohibits the correction of the integral calculation value. A process control device comprising an integration calculation correction determination unit that releases the inhibition of the correction of the integration calculation value when the signal level is reached.
力変化率リミッタであって、1時点前の前記制御出力信
号値に許容信号変化幅を加算した値と前記上限制限値の
うち小さい方を実際の上限制限値とし、1時点前の制御
出力信号から許容信号変化幅を減算した値と前記下限制
限値のうち大きい方を実際の下限制限値として前記出力
リミッタに設定する出力変化率リミッタを有する請求項
1記載のプロセス制御装置。2. An output change rate limiter for limiting a change rate of the control output signal, which is a smaller one of a value obtained by adding an allowable signal change width to the control output signal value one time before and the upper limit value. Is set as the actual upper limit value, and the larger one of the value obtained by subtracting the allowable signal change width from the control output signal one time before and the lower limit value is set as the actual lower limit value in the output limiter. The process control device according to claim 1, further comprising:
号とから求めた制御偏差をなくすように少なくとも速度
形の比例変化分演算および積分変化分演算を行い、それ
らを1時点前の演算結果と加算して当該時点の演算結果
を得る制御演算部と、 設定された上限制限値および下限制限値によって前記演
算結果を制限した制御出力信号を前記制御対象へ出力す
る出力リミッタと、 前記演算結果が前記上限制限値又は下限制限値に制限さ
れたときに加算される前記1時点前の演算結果を該当す
る前記上限制限値又は下限制限値に置き換えて加算結果
を修正する加算結果修正部と、 を有するプロセス制御装置において、 前記制御入力信号の変化方向と前記演算結果が前記上限
制限値および下限制限値を越える方向とから前記制御入
力信号の変化の正常又は異常を判定し、異常と判定した
ときに前記加算結果の修正を禁止し、前記演算結果が前
記上限制限値と下限制限値の間に戻ったとき、又は当該
時点の制御入力信号が前記積分演算値の修正を禁止した
時点より1時点前の制御入力信号レベルに戻ったとき、
前記加算結果修正の禁止を解除する加算結果修正判断部
を有することを特徴とするプロセス制御装置。3. A proportional change calculation and an integral change calculation of at least a velocity type are performed so as to eliminate a control deviation obtained from a control target value and a control input signal from a control target, and the calculation results one time before are calculated. And a control calculation unit that obtains a calculation result at that time point, an output limiter that outputs a control output signal that limits the calculation result by the set upper limit limit value and lower limit limit value to the control target, and the calculation result. Is added to the upper limit value or the lower limit value, the addition result correction unit that replaces the operation result of the previous time point to be added with the corresponding upper limit value or lower limit value to correct the addition result, In a process control device having: Ordinarily or abnormally determined, prohibiting the correction of the addition result when it is determined to be abnormal, when the operation result returns between the upper limit limit value and the lower limit limit value, or the control input signal at the time is the When it returns to the control input signal level one time before the time when the correction of the integral calculation value is prohibited,
A process control device, comprising: an addition result correction determination unit that releases the prohibition of the addition result correction.
力変化率リミッタであって、1時点前の前記制御出力信
号値に許容信号変化幅を加算した値と前記上限制限値の
うち小さい方を実際の上限制限値とし、1時点前の制御
出力信号から許容信号変化幅を減算した値と前記下限制
限値のうち大きい方を実際の下限制限値として前記出力
リミッタに設定する出力変化率リミッタを有する請求項
3記載のプロセス制御装置。4. An output change rate limiter for limiting a change rate of the control output signal, which is a smaller one of a value obtained by adding an allowable signal change width to the control output signal value one time before and the upper limit value. Is set as the actual upper limit value, and the larger one of the value obtained by subtracting the allowable signal change width from the control output signal one time before and the lower limit value is set as the actual lower limit value in the output limiter. The process control device according to claim 3, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27337592A JP2950050B2 (en) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | Process control equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27337592A JP2950050B2 (en) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | Process control equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102902A true JPH06102902A (en) | 1994-04-15 |
| JP2950050B2 JP2950050B2 (en) | 1999-09-20 |
Family
ID=17527029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27337592A Expired - Lifetime JP2950050B2 (en) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | Process control equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950050B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015092385A (en) * | 2009-04-07 | 2015-05-14 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | Method and apparatus to limit change of drive value in electro-pneumatic controller |
| CN111694368A (en) * | 2020-06-04 | 2020-09-22 | 哈尔滨工业大学 | Six-degree-of-freedom platform control method |
| US11514358B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-11-29 | Lg Electronics Inc. | Automatic control artificial intelligence device and method for updating a control function |
| US11662696B2 (en) | 2018-06-27 | 2023-05-30 | Lg Electronics Inc. | Automatic control artificial intelligence device and method for update control function |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP27337592A patent/JP2950050B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015092385A (en) * | 2009-04-07 | 2015-05-14 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | Method and apparatus to limit change of drive value in electro-pneumatic controller |
| US11514358B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-11-29 | Lg Electronics Inc. | Automatic control artificial intelligence device and method for updating a control function |
| US11662696B2 (en) | 2018-06-27 | 2023-05-30 | Lg Electronics Inc. | Automatic control artificial intelligence device and method for update control function |
| CN111694368A (en) * | 2020-06-04 | 2020-09-22 | 哈尔滨工业大学 | Six-degree-of-freedom platform control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2950050B2 (en) | 1999-09-20 |
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