JPH0684596B2 - 抄紙プロセスの制御装置 - Google Patents
抄紙プロセスの制御装置Info
- Publication number
- JPH0684596B2 JPH0684596B2 JP63280471A JP28047188A JPH0684596B2 JP H0684596 B2 JPH0684596 B2 JP H0684596B2 JP 63280471 A JP63280471 A JP 63280471A JP 28047188 A JP28047188 A JP 28047188A JP H0684596 B2 JPH0684596 B2 JP H0684596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dead time
- control
- controller
- transfer function
- ash content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は抄紙プロセスの制御装置に関する。
（従来の技術） 一般に抄紙プロセスは次のような構成である。第７図に
示すように灰分（クレー）を含んだパルプが貯えられて
いる種箱１と、水と混合された一定濃度のクレーが貯え
られているクレータンク２とから、種口弁３とクレー添
加弁４を通じてパルプとクレーが供給される。パルプと
クレーの流量はそれぞれ種口弁３とクレー添加弁４の弁
開度により調整され、プロセス内部を循環している低濃
度のパルプ、クレーを含む流体（白水）と混合され、精
選工程５に供給される。
示すように灰分（クレー）を含んだパルプが貯えられて
いる種箱１と、水と混合された一定濃度のクレーが貯え
られているクレータンク２とから、種口弁３とクレー添
加弁４を通じてパルプとクレーが供給される。パルプと
クレーの流量はそれぞれ種口弁３とクレー添加弁４の弁
開度により調整され、プロセス内部を循環している低濃
度のパルプ、クレーを含む流体（白水）と混合され、精
選工程５に供給される。
精選工程５は、白水中の異物を除去することがおもな機
能である。この精選工程５を出た白水はヘッドボックス
６から噴射され、ワイヤ７で真空力によって脱水され、
シート８を形成する。このシート８はまだ水分が高い状
態にある。
能である。この精選工程５を出た白水はヘッドボックス
６から噴射され、ワイヤ７で真空力によって脱水され、
シート８を形成する。このシート８はまだ水分が高い状
態にある。
ワイヤ７を出たシート８は、ドライヤ９によって乾燥さ
れて低水分の紙10となり、絶乾坪量、灰分量測定器11を
通して巻取機12により巻き取られる。
れて低水分の紙10となり、絶乾坪量、灰分量測定器11を
通して巻取機12により巻き取られる。
前記精選工程５、ヘッドボックス６及びワイヤ７から出
てシート８にならなかった白水13は、回収されて再使用
される。
てシート８にならなかった白水13は、回収されて再使用
される。
また、ワイヤ７、ドライヤ９の所で紙切れが発生した場
合、損紙14がブロークタンク15に貯えられ、配合工程16
にフィードバックされるようになっている。
合、損紙14がブロークタンク15に貯えられ、配合工程16
にフィードバックされるようになっている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この様な抄紙プロセスに対する従来の制
御装置では、操作端にある種口弁、クレー添加弁と制御
量である坪量、灰分との間に相互干渉があるため、特定
の制御量に対して目標値変更を行ったり、外乱が印加さ
れ目標値から外れた場合、その制御量を目標値に一致さ
せるように主操作量を操作しなければならないが、そう
することによって他の制御量に変化を与えることにな
る。このため、全ての制御量をそれぞれの目標値に一致
させることは難しく、それまでには多くの時間を必要と
する問題点があった。
御装置では、操作端にある種口弁、クレー添加弁と制御
量である坪量、灰分との間に相互干渉があるため、特定
の制御量に対して目標値変更を行ったり、外乱が印加さ
れ目標値から外れた場合、その制御量を目標値に一致さ
せるように主操作量を操作しなければならないが、そう
することによって他の制御量に変化を与えることにな
る。このため、全ての制御量をそれぞれの目標値に一致
させることは難しく、それまでには多くの時間を必要と
する問題点があった。
また、プロセスにむだ時間がある場合、任意伝達関数コ
ントローラの制御ゲインを大きくするとプロセスが不安
定になるので、制御ゲインを小さくしなければならず、
それにより速応性が悪くなる問題点があった。
ントローラの制御ゲインを大きくするとプロセスが不安
定になるので、制御ゲインを小さくしなければならず、
それにより速応性が悪くなる問題点があった。
さらに、制御ゲインが小さいためにプロセスに加わる外
乱に対して応答性が悪く、計算機による自動運転は定常
操業時にのみ実施し、大きな外乱が加わり操作量を大き
く変更しなければならない紙の種類の変更などの抄替え
時には操作員による手動運転を行うようにしているが、
操作員による手動制御では、制御性能の良否が操作員の
操作方法によって決まり、操作員の経験や勘に大きく依
存するので、常に良好な制御を行えるとは限らない問題
点もあった。
乱に対して応答性が悪く、計算機による自動運転は定常
操業時にのみ実施し、大きな外乱が加わり操作量を大き
く変更しなければならない紙の種類の変更などの抄替え
時には操作員による手動運転を行うようにしているが、
操作員による手動制御では、制御性能の良否が操作員の
操作方法によって決まり、操作員の経験や勘に大きく依
存するので、常に良好な制御を行えるとは限らない問題
点もあった。
この発明は、この様な従来の問題点を解決するためにな
されたもので、定常状態のみならず抄替中のような過渡
状態にあっても制御信号から制御量への干渉を取り除
き、むだ時間を補償することによって速応性に優れた安
定性の高い抄紙プロセスの制御装置を提供することを目
的とする。
されたもので、定常状態のみならず抄替中のような過渡
状態にあっても制御信号から制御量への干渉を取り除
き、むだ時間を補償することによって速応性に優れた安
定性の高い抄紙プロセスの制御装置を提供することを目
的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、所定の速度で移動している紙の坪量と灰分
を検出器で測定し、この坪量と灰分を制御量とし、坪量
に対する主操作端を種口弁として灰分に対する主操作端
をクレー添加弁とするが、種口弁開度変更による種口流
量変化によって灰分も変化し、クレー添加弁開度変更に
よるクレー流量変化によって坪量も変化する相互干渉性
を持つ抄紙プロセスの制御装置であって、 クロスコントローラと、むだ時間補償装置と、任意伝達
関数コントローラとを備え、 前記クロスコントローラは、前記任意伝達関数コントロ
ーラと抄紙プロセスとの間に置かれ、前記任意伝達関数
コントローラから入力される制御信号から坪量、灰分へ
の不要な干渉を取り除き、坪量、灰分とそのそれぞれに
対応する制御信号とを１対１に対応させるような操作量
を抄紙プロセスに対して出力し、 前記むだ時間補償装置は、内部に抄紙プロセスと等価な
モデルを、操作端から制御量が検出器により測定される
までにかかるむだ時間のみを表すモデルと、むだ時間を
含まないモデルの２つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラの制御信号をむだ時間を含まないモデルに
入力して得たモデル出力信号と、測定される制御量とを
加算した信号から、モデル出力信号をむだ時間のみを表
すモデルに入力して得たむだ時間モデル信号を差し引き
むだ時間を含む信号の影響を取り除いてむだ時間を補償
し、むだ時間補償後の制御量を前記任意伝達関数コント
ローラに帰還し、 前記任意伝達関数コントローラは、坪量、灰分のそれぞ
れに対して比例・積分制御あるいは比例・積分・微分制
御で構成され、むだ時間補償装置からの帰還量と目標値
とから、その帰還量を目標状態に移行させる制御信号を
前記クロスコントローラに出力して制御量を目標値に一
致させることを特徴とする。
を検出器で測定し、この坪量と灰分を制御量とし、坪量
に対する主操作端を種口弁として灰分に対する主操作端
をクレー添加弁とするが、種口弁開度変更による種口流
量変化によって灰分も変化し、クレー添加弁開度変更に
よるクレー流量変化によって坪量も変化する相互干渉性
を持つ抄紙プロセスの制御装置であって、 クロスコントローラと、むだ時間補償装置と、任意伝達
関数コントローラとを備え、 前記クロスコントローラは、前記任意伝達関数コントロ
ーラと抄紙プロセスとの間に置かれ、前記任意伝達関数
コントローラから入力される制御信号から坪量、灰分へ
の不要な干渉を取り除き、坪量、灰分とそのそれぞれに
対応する制御信号とを１対１に対応させるような操作量
を抄紙プロセスに対して出力し、 前記むだ時間補償装置は、内部に抄紙プロセスと等価な
モデルを、操作端から制御量が検出器により測定される
までにかかるむだ時間のみを表すモデルと、むだ時間を
含まないモデルの２つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラの制御信号をむだ時間を含まないモデルに
入力して得たモデル出力信号と、測定される制御量とを
加算した信号から、モデル出力信号をむだ時間のみを表
すモデルに入力して得たむだ時間モデル信号を差し引き
むだ時間を含む信号の影響を取り除いてむだ時間を補償
し、むだ時間補償後の制御量を前記任意伝達関数コント
ローラに帰還し、 前記任意伝達関数コントローラは、坪量、灰分のそれぞ
れに対して比例・積分制御あるいは比例・積分・微分制
御で構成され、むだ時間補償装置からの帰還量と目標値
とから、その帰還量を目標状態に移行させる制御信号を
前記クロスコントローラに出力して制御量を目標値に一
致させることを特徴とする。
（作用） この発明の抄紙プロセスの制御装置では、抄紙プロセス
をクロスコントーラによって相互干渉を除去して１入力
１出力系の集合に置換し、むだ時間補償装置によってそ
れぞれの１入力１出力系においてむだ時間を補償し、制
御量を目標値に一致させるように任意伝達関数コントロ
ーラから制御信号を出力することができる。
をクロスコントーラによって相互干渉を除去して１入力
１出力系の集合に置換し、むだ時間補償装置によってそ
れぞれの１入力１出力系においてむだ時間を補償し、制
御量を目標値に一致させるように任意伝達関数コントロ
ーラから制御信号を出力することができる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
この発明の実施例の抄紙プロセスの制御装置では、第７
図に示す抄紙プロセスにおいて、種口弁３、クレー添加
弁４の弁開度を操作量とし、最終紙10の坪量、灰分量を
制御量とする。そして、目標となる坪量、灰分量を実現
する最終的な弁開度まで可能な限り速く到達するために
最適な弁開度制御が行われる。
図に示す抄紙プロセスにおいて、種口弁３、クレー添加
弁４の弁開度を操作量とし、最終紙10の坪量、灰分量を
制御量とする。そして、目標となる坪量、灰分量を実現
する最終的な弁開度まで可能な限り速く到達するために
最適な弁開度制御が行われる。
第１図はこの発明の一実施例の制御装置であり、任意伝
達関数コントローラ17、クロスコントローラ18、むだ時
間補償装置19を備えており、さらに外乱補償用フィード
フォワードコントローラ20を備えている。尚、図におい
て、21は制御対象プロセス、22は外乱プロセスであり、
これらの両プロセス21,22を抄紙プロセスとする。
達関数コントローラ17、クロスコントローラ18、むだ時
間補償装置19を備えており、さらに外乱補償用フィード
フォワードコントローラ20を備えている。尚、図におい
て、21は制御対象プロセス、22は外乱プロセスであり、
これらの両プロセス21,22を抄紙プロセスとする。
今、ある一定の抄速で流れてくる紙の絶乾坪量と灰分を
検出器11で走査して測定し、この絶乾坪量と灰分とを制
御量とする。絶乾坪量に対する主操作端は種口弁３の開
度であり、灰分に対する主操作端はクレー添加弁４の開
度であり、これらの弁開度の操作により坪量、灰分の調
整が行われる。
検出器11で走査して測定し、この絶乾坪量と灰分とを制
御量とする。絶乾坪量に対する主操作端は種口弁３の開
度であり、灰分に対する主操作端はクレー添加弁４の開
度であり、これらの弁開度の操作により坪量、灰分の調
整が行われる。
しかしながら、抄紙プロセスでは、種口弁３を操作する
ことによって灰分が変化する干渉と、クレー添加弁４を
操作することによって絶乾坪量が変化する干渉とが相互
にあり、さらに抄速を変化させる外乱により絶乾坪量と
灰分とが共に変化する。しかも、前記種口弁３とクレー
添加弁４の２つの操作端から制御量に対してむだ時間と
一次遅れ時定数とゲインとを有する。
ことによって灰分が変化する干渉と、クレー添加弁４を
操作することによって絶乾坪量が変化する干渉とが相互
にあり、さらに抄速を変化させる外乱により絶乾坪量と
灰分とが共に変化する。しかも、前記種口弁３とクレー
添加弁４の２つの操作端から制御量に対してむだ時間と
一次遅れ時定数とゲインとを有する。
制御対象プロセス21をGP（Ｓ）、外乱プロセス22をG
D（Ｓ）、制御量をＹ（Ｓ）、操作量をＵ（Ｓ）、外乱
をＤ（Ｓ）とすると、これらの関係は次の式の表わされ
る。
D（Ｓ）、制御量をＹ（Ｓ）、操作量をＵ（Ｓ）、外乱
をＤ（Ｓ）とすると、これらの関係は次の式の表わされ
る。
Ｙ（Ｓ）＝YC（Ｓ）＋YD（Ｓ） …（１） YC（Ｓ）＝GP（Ｓ）・Ｕ（Ｓ） …（２） YD（Ｓ）＝GD（Ｓ）・Ｄ（Ｓ） …（３） ここで、 Ｙ（Ｓ）＝［BD A］T …（４） Ｕ（Ｓ）＝［FT FC］T …（５） Ｄ（Ｓ）＝ΔVS …（６） ただし、 S:ラプラス演算子 BD：紙の絶乾坪量（g/m2） A:紙の灰分（g/m2） FT：種口弁操作による種口流量（m3／分） FC：クレー添加弁操作によるクレー流量（m3／分） VS：抄速（m/分） K:プロセスゲイン T:プロセス時定数 L:プロセスむだ時間 L11＝L12＝L21＝L22； LV1＝LV2；L11＞LV1 としている。
以上の制御対象プロセスに対して、クロスコントローラ
18のGC（Ｓ）を次のように定める。すなわち、任意伝達
関数コントローラ17の出力である制御信号Ｒ（Ｓ）から
制御量Ｙ（Ｓ）への伝達関数をGCP（Ｓ）とすると、 GCP（Ｓ）＝GC（Ｓ）・GP（Ｓ） …（９） となり、GCP（Ｓ）が対角行列になるようにGC（Ｓ）を
定める。このとき、 YC（Ｓ）＝GCP（Ｓ）・Ｒ（Ｓ） …（10） は次のように表わされ、 R1からBD、R2からＡへの１入力１出力系となる。
18のGC（Ｓ）を次のように定める。すなわち、任意伝達
関数コントローラ17の出力である制御信号Ｒ（Ｓ）から
制御量Ｙ（Ｓ）への伝達関数をGCP（Ｓ）とすると、 GCP（Ｓ）＝GC（Ｓ）・GP（Ｓ） …（９） となり、GCP（Ｓ）が対角行列になるようにGC（Ｓ）を
定める。このとき、 YC（Ｓ）＝GCP（Ｓ）・Ｒ（Ｓ） …（10） は次のように表わされ、 R1からBD、R2からＡへの１入力１出力系となる。
上記（９）式を満たすGC（Ｓ）を求める方法のひとつを
示すと、GP（Ｓ）からゲインのみを抽出してプロセスゲ
イン行列GKを作成する。
示すと、GP（Ｓ）からゲインのみを抽出してプロセスゲ
イン行列GKを作成する。
次にこのGKの逆行列をとり、 GC（Ｓ）＝GK -1 …（13） として、GP（Ｓ）に乗ずると、Ｒ（Ｓ）とYC（Ｓ）との
関係は、 YC（Ｓ）＝GC（Ｓ）GP（Ｓ）Ｒ（Ｓ） …（14） となる。
関係は、 YC（Ｓ）＝GC（Ｓ）GP（Ｓ）Ｒ（Ｓ） …（14） となる。
定常状態では、 となって、完全に非干渉化される。
クロスコントローラ18を任意伝達関数コントローラ17と
制御対象プロセス21の間に入れることにより、任意伝達
関数コントローラ17から見た合成プロセスは、１入力１
出力系がGP（Ｓ）の次数個、すなわち２個集まったプロ
セスとなって、任意伝達関数コントローラ17には簡単な
１入力１出力系に対する制御アルゴリズムが適用され
る。
制御対象プロセス21の間に入れることにより、任意伝達
関数コントローラ17から見た合成プロセスは、１入力１
出力系がGP（Ｓ）の次数個、すなわち２個集まったプロ
セスとなって、任意伝達関数コントローラ17には簡単な
１入力１出力系に対する制御アルゴリズムが適用され
る。
次に、むだ時間補償装置19について説明する。むだ時間
補償の方法の１つとしてミス法を用いる。
補償の方法の１つとしてミス法を用いる。
第２図（ａ）は１入力１出力の制御系を示したものであ
り、制御対象プロセス21はむだ時間を含まない要素23と
むだ時間要素24とに分解され、むだ時間を含まない要素
23と等価なプロセスモデル25、むだ時間要素24と等価な
むだ時間モデル26で構成されている。
り、制御対象プロセス21はむだ時間を含まない要素23と
むだ時間要素24とに分解され、むだ時間を含まない要素
23と等価なプロセスモデル25、むだ時間要素24と等価な
むだ時間モデル26で構成されている。
すなわち、抄紙プロセスと等価なモデルを、操作端から
制御量が検出器により測定されるまでにかかるむだ時間
のみを表すむだ時間モデル26と、むだ時間を含まないプ
ロセスモデル25の２つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラ17の制御信号Ｒ（Ｓ）をむだ時間を含まな
いモデル25に入力して得たモデル出力信号Y1（Ｓ）と、
測定される制御量Ｙ（Ｓ）とを加算した信号から、モデ
ル出力信号Y1（Ｓ）をむだ時間のみを表すモデル26に入
力して得たむだ時間モデル信号Y2（Ｓ）を差し引くこと
で、むだ時間を含む信号の影響を取り除くことによりむ
だ時間を補償し、むだ時間補償後の制御量Y4（Ｓ）を任
意伝達コントローラ17に帰還するようにしている。
制御量が検出器により測定されるまでにかかるむだ時間
のみを表すむだ時間モデル26と、むだ時間を含まないプ
ロセスモデル25の２つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラ17の制御信号Ｒ（Ｓ）をむだ時間を含まな
いモデル25に入力して得たモデル出力信号Y1（Ｓ）と、
測定される制御量Ｙ（Ｓ）とを加算した信号から、モデ
ル出力信号Y1（Ｓ）をむだ時間のみを表すモデル26に入
力して得たむだ時間モデル信号Y2（Ｓ）を差し引くこと
で、むだ時間を含む信号の影響を取り除くことによりむ
だ時間を補償し、むだ時間補償後の制御量Y4（Ｓ）を任
意伝達コントローラ17に帰還するようにしている。
制御信号Ｒ（Ｓ）からＹ（Ｓ），Y2（Ｓ）への記述式は
次のようになる。
次のようになる。
Ｙ（Ｓ）＝PC（Ｓ）e-LSＲ（Ｓ） …（16） Y2（Ｓ）＝GPC *（Ｓ）e-L*SＲ（Ｓ） …（17） ここで、PC （Ｓ）＝GPC *（Ｓ），e-LS＝e-L*S …（18） であるから、 Y3（Ｓ）＝Ｙ（Ｓ）−Y2（Ｓ）＝Ｏ …（19） が成立する。したがって、任意伝達関数コントローラ17
に帰還される量Y4（Ｓ）は、 Y4（Ｓ）＝Y1（Ｓ）＝GPC *（Ｓ）Ｒ（Ｓ） …（20） となって、Ｒ（Ｓ）からのむだ時間を含まない量であ
る。むだ時間補償後の第２図（ａ）と等価なブロック図
を第２図（ｂ）に示す。
に帰還される量Y4（Ｓ）は、 Y4（Ｓ）＝Y1（Ｓ）＝GPC *（Ｓ）Ｒ（Ｓ） …（20） となって、Ｒ（Ｓ）からのむだ時間を含まない量であ
る。むだ時間補償後の第２図（ａ）と等価なブロック図
を第２図（ｂ）に示す。
以上述べたクロスコントローラ18とむだ時間補償装置19
を適用することにより、絶乾坪量と灰分の２つのむだ時
間のない１入力１出力系に対して任意伝達関数コントロ
ーラ17を２個別々に構築すればよい。この手法の１つを
次に説明する。
を適用することにより、絶乾坪量と灰分の２つのむだ時
間のない１入力１出力系に対して任意伝達関数コントロ
ーラ17を２個別々に構築すればよい。この手法の１つを
次に説明する。
第３図（ａ）は絶乾坪量のむだ時間のない１入力１出力
系を示しており、27は絶乾坪量の任意伝達関数コントロ
ーラ、28はむだ時間のない制御対象プロセスを示してお
り、図示した閉ループ制御系の所望の時定数をTDSとし
て、第３図（ｂ）に示す制御系を実現するような任意伝
達関数コントローラ29は、次に示す比例積分制御器で表
わされる。
系を示しており、27は絶乾坪量の任意伝達関数コントロ
ーラ、28はむだ時間のない制御対象プロセスを示してお
り、図示した閉ループ制御系の所望の時定数をTDSとし
て、第３図（ｂ）に示す制御系を実現するような任意伝
達関数コントローラ29は、次に示す比例積分制御器で表
わされる。
同様の制御系設定手法は灰分の制御系にも適用できる。
次に外乱補償用フィードフォワードコントローラ20につ
いて説明する。第１図において、可観測な外乱Ｄ（Ｓ）
は前記（６）式に示すように抄速の変化分であり、外乱
プロセス22のGD（Ｓ）を経て絶乾坪量と灰分に影響を与
える。前記（３）式と（８）式から抄速変化分による絶
乾坪量の変化分ΔBD Dと灰分の変化分ΔADは次の式によ
り表わされる。
いて説明する。第１図において、可観測な外乱Ｄ（Ｓ）
は前記（６）式に示すように抄速の変化分であり、外乱
プロセス22のGD（Ｓ）を経て絶乾坪量と灰分に影響を与
える。前記（３）式と（８）式から抄速変化分による絶
乾坪量の変化分ΔBD Dと灰分の変化分ΔADは次の式によ
り表わされる。
このΔBD DとΔADとを打ち消すような操作量UD（Ｓ）を
決定するが、次の式を満たすUD（Ｓ）が外乱を補償する
操作量である。
決定するが、次の式を満たすUD（Ｓ）が外乱を補償する
操作量である。
YD（Ｓ）＋GP（Ｓ）UD（Ｓ）＝Ｏ …（23） ここで、 として、GP（Ｓ）の過渡特性は無視すると、（23）式は
次のようになる。
次のようになる。
ここで、L11＝L12＝L21＝L22；LV1＝LV2であるから、
（25）式を解いて次の式を得る。
（25）式を解いて次の式を得る。
ここで、（26）式において、 LV1＜L11 …（27） であるから、 は将来事象を表わすことになるが、抄速の変更は予めス
ケジュール化されているので、抄速の変更タイミングと
変更パターン及び変更量は予測できる。
ケジュール化されているので、抄速の変更タイミングと
変更パターン及び変更量は予測できる。
したがって、（28）式で表わされるようなスケジュール
化された抄速の変化分ΔVS *を得ることは可能である。
化された抄速の変化分ΔVS *を得ることは可能である。
上記の（26）式と（28）式とから、ΔFT DとΔFC Dは次の
式で表わされる。
式で表わされる。
以上の制御手法をまとめてブロック図に表わしたのが第
４図であり、この第４図において、第１図の任意伝達関
数コントローラ17に相当するのが絶乾坪量用任意伝達関
数コントローラGMB（Ｓ）、灰分用の任意伝達関数コン
トローラGMA（Ｓ）であり、クロスコントローラ18に相
当するのが、クロスコントローラGC11（Ｓ）〜G
C22（Ｓ）であり、むだ時間補償装置19に相当するのが
絶乾坪量用むだ時間補償装置GBS（Ｓ）、灰分制御用む
だ時間補償装置GAS（Ｓ）である。また、外乱補償用フ
ィードフォワードコントローラ20に相当するのが坪量用
フィードフォワードコントローラGFDB（Ｓ）、灰分制御
用フィードフォワードコントローラGFDA（Ｓ）である。
４図であり、この第４図において、第１図の任意伝達関
数コントローラ17に相当するのが絶乾坪量用任意伝達関
数コントローラGMB（Ｓ）、灰分用の任意伝達関数コン
トローラGMA（Ｓ）であり、クロスコントローラ18に相
当するのが、クロスコントローラGC11（Ｓ）〜G
C22（Ｓ）であり、むだ時間補償装置19に相当するのが
絶乾坪量用むだ時間補償装置GBS（Ｓ）、灰分制御用む
だ時間補償装置GAS（Ｓ）である。また、外乱補償用フ
ィードフォワードコントローラ20に相当するのが坪量用
フィードフォワードコントローラGFDB（Ｓ）、灰分制御
用フィードフォワードコントローラGFDA（Ｓ）である。
尚、GP11（Ｓ）〜GP22（Ｓ）は制御対象プロセスであ
り、GDB（Ｓ），GDA（Ｓ）は外乱プロセスである。
り、GDB（Ｓ），GDA（Ｓ）は外乱プロセスである。
第４図に示す構成の制御系で、次に示す条件の下に行な
ったシュミレーションの結果を第５図及び第６図に示
す。第５図（ａ），（ｂ）は目標値変更を行ない、外乱
印加がない場合である。
ったシュミレーションの結果を第５図及び第６図に示
す。第５図（ａ），（ｂ）は目標値変更を行ない、外乱
印加がない場合である。
制御対象プロセス、外乱プロセスのパラメータは次の通
りである。
りである。
○（７）式において、 K11＝7,K12＝0.05,K21＝1.0,K22＝0.05 T11＝66,T12＝210,T21＝210,T22＝210 L11＝100,L12＝100,L21＝100,T22＝100 ○（８）式において、 KV1＝‐0.07,KV2＝‐0.006, LV1＝30,LV2＝30 ○抄速は850.0m/分で一定とし、絶乾坪量目標値を50.0g
/m2から75.0g/m2にステップ変更し、灰分目標値を6.0g/
m2から10.0g/m2にステップ変更した。
/m2から75.0g/m2にステップ変更し、灰分目標値を6.0g/
m2から10.0g/m2にステップ変更した。
○絶乾坪量と灰分が第５図の時間軸3.0分において変更
開始するようにむだ時間分を先行して目標値変更を行な
っている。
開始するようにむだ時間分を先行して目標値変更を行な
っている。
○制御周期は、10秒である。
○閉ループ制御系の時定数を坪量、灰分共に200秒とす
るように設計している。
るように設計している。
第６図（ａ），（ｂ）は目標値変更を行なわず、外乱を
印加した場合である。
印加した場合である。
○制御対象プロセス、外乱プロセスのパラメータは第５
図（ａ）と同一である。
図（ａ）と同一である。
○絶乾坪量は50.0g/m2で一定、灰分は6.0g/m2で一定と
し、抄速を850.0m/分から700m/分に一定変化率で変更し
た。
し、抄速を850.0m/分から700m/分に一定変化率で変更し
た。
○その他の制御量は第１例と同一である。
第５図，第６図において、BDは絶乾坪量、FTは種口流
量、Ａは灰分、FCはクレー流量を表わしている。
量、Ａは灰分、FCはクレー流量を表わしている。
第５図では設計した通りの安定した応答特性が得られて
おり、第６図では外乱印加による影響が絶乾坪量、灰分
共に５％以内に収まっていることが明らかになった。
おり、第６図では外乱印加による影響が絶乾坪量、灰分
共に５％以内に収まっていることが明らかになった。
第８図は第４図の制御系からむだ時間補償装置、クロス
コントローラ、外乱補償用フィードフォワードコントロ
ーラをそれぞれ取り去った制御系を示し、これは従来用
いられてきた制御系である。
コントローラ、外乱補償用フィードフォワードコントロ
ーラをそれぞれ取り去った制御系を示し、これは従来用
いられてきた制御系である。
第９図（ａ），（ｂ）は目標値変更を行ない、外乱印加
がない場合の結果を示している。
がない場合の結果を示している。
このときの条件は、各パラメータについては、第５図
（ａ），（ｂ）に示した場合と同一にした。
（ａ），（ｂ）に示した場合と同一にした。
第10図（ａ），（ｂ）は目標値変更を行なわず、外乱を
印加した場合の結果を示している。
印加した場合の結果を示している。
このときの条件も、第６図（ａ），（ｂ）に示した場合
と同一にした。
と同一にした。
これらの従来の結果を見ると、第９図（ａ），（ｂ）で
は設定した200秒という時定数より速い応答性を示し、
オーバーシュートが起こっている。このため、オーバー
シュートのない良好な応答性を得ようとする場合、設計
時定数を大きくして試行錯誤的に制御系を設計しなけれ
ばならない。また、第10図（ａ），（ｂ）では、外乱の
印加による影響が絶乾坪量では約14％、灰分では約10％
出ている。
は設定した200秒という時定数より速い応答性を示し、
オーバーシュートが起こっている。このため、オーバー
シュートのない良好な応答性を得ようとする場合、設計
時定数を大きくして試行錯誤的に制御系を設計しなけれ
ばならない。また、第10図（ａ），（ｂ）では、外乱の
印加による影響が絶乾坪量では約14％、灰分では約10％
出ている。
このようにして、この発明の実施例ではクロスコントロ
ーラによる非干渉化とむだ時間補償を組み合わせること
によって任意伝達関数コントローラの設計が容易にな
り、制御性能を大きく向上させることができた。
ーラによる非干渉化とむだ時間補償を組み合わせること
によって任意伝達関数コントローラの設計が容易にな
り、制御性能を大きく向上させることができた。
尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、他の態様での実施も可能であり、特に外乱コントロ
ーラについては必要に応じて追加することができる。
く、他の態様での実施も可能であり、特に外乱コントロ
ーラについては必要に応じて追加することができる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、抄紙プロセスをクロス
コントローラによって非干渉化して１入力１出力系と
し、各々の入出力系に任意伝達関数コントローラを設け
て制御すると共に、むだ時間補償装置により操作量の変
更から制御量の変更までにかかるむだ時間を補償するこ
とができ、定常状態のみならず抄替中のような過渡状態
にあっても即応性と安定性に優れた抄紙プロセス制御が
行なえる。
コントローラによって非干渉化して１入力１出力系と
し、各々の入出力系に任意伝達関数コントローラを設け
て制御すると共に、むだ時間補償装置により操作量の変
更から制御量の変更までにかかるむだ時間を補償するこ
とができ、定常状態のみならず抄替中のような過渡状態
にあっても即応性と安定性に優れた抄紙プロセス制御が
行なえる。
第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図
（ａ）は上記実施例におけるむだ時間補償装置の詳しい
構成を示すブロック図、第２図（ｂ）は上記のむだ時間
補償装置のむだ時間補償後の等価ブロック図、第３図
（ａ）は上記実施例における任意伝達関数コントローラ
でむだ時間のない１入力１出力プロセスを制御する場合
のブロック図、第３図（ｂ）は上記任意伝達関数コント
ローラのブロックを合成した後のブロック図、第４図は
上記実施例のさらに詳しいブロック図、第５図（ａ），
（ｂ）は上記の詳細なブロック図に示す制御装置による
シュミレーションの結果を示すグラフであって、外乱が
なく、目標値のみを変更した場合のもの、第６図
（ａ），（ｂ）は上記シュミレーションの結果を示すグ
ラフであって、目標値を変更せず、外乱のみを考慮した
場合のもの、第７図は一般的な抄紙プロセスの一例を示
す模式図、第８図は従来例を示すプログラム図、第９図
（ａ），（ｂ）は上記の従来例によるシュミレーション
の結果を示すグラフであって、外乱がなく、目標値のみ
変更した場合のもの、第10図（ａ），（ｂ）は上記の従
来例によるシュミレーシヨンの結果を示すグラフであっ
て、目標値の変更はなく、外乱のみを考慮した場合のも
のである。 17…任意伝達関数コントローラ 18…クロスコントローラ 19…むだ時間補償装置 20…外乱補償用フィードフォワードコントローラ 21…制御対象プロセス 22…外乱プロセス
（ａ）は上記実施例におけるむだ時間補償装置の詳しい
構成を示すブロック図、第２図（ｂ）は上記のむだ時間
補償装置のむだ時間補償後の等価ブロック図、第３図
（ａ）は上記実施例における任意伝達関数コントローラ
でむだ時間のない１入力１出力プロセスを制御する場合
のブロック図、第３図（ｂ）は上記任意伝達関数コント
ローラのブロックを合成した後のブロック図、第４図は
上記実施例のさらに詳しいブロック図、第５図（ａ），
（ｂ）は上記の詳細なブロック図に示す制御装置による
シュミレーションの結果を示すグラフであって、外乱が
なく、目標値のみを変更した場合のもの、第６図
（ａ），（ｂ）は上記シュミレーションの結果を示すグ
ラフであって、目標値を変更せず、外乱のみを考慮した
場合のもの、第７図は一般的な抄紙プロセスの一例を示
す模式図、第８図は従来例を示すプログラム図、第９図
（ａ），（ｂ）は上記の従来例によるシュミレーション
の結果を示すグラフであって、外乱がなく、目標値のみ
変更した場合のもの、第10図（ａ），（ｂ）は上記の従
来例によるシュミレーシヨンの結果を示すグラフであっ
て、目標値の変更はなく、外乱のみを考慮した場合のも
のである。 17…任意伝達関数コントローラ 18…クロスコントローラ 19…むだ時間補償装置 20…外乱補償用フィードフォワードコントローラ 21…制御対象プロセス 22…外乱プロセス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 昭 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 小林 裕昭 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 谷口 実 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 橋本 信章 青森県八戸市大字河原木字青森谷地３番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−257494（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】所定の速度で移動している紙の坪量と灰分
を検出器で測定し、この坪量と灰分を制御量とし、坪量
に対する主操作端を種口弁として灰分に対する主操作端
をクレー添加弁とするが、種口弁開度変更による種口流
量変化によって灰分も変化し、クレー添加弁開度変更に
よるクレー流量変化によって坪量も変化する相互干渉性
を持つ抄紙プロセスの制御装置であって、 クロスコントローラと、むだ時間補償装置と、任意伝達
関数コントローラとを備え、 前記クロスコントローラは、前記任意伝達関数コントロ
ーラと抄紙プロセスとの間に置かれ、前記任意伝達関数
コントローラから入力される制御信号から坪量、灰分へ
の不要な干渉を取り除き、坪量、灰分とそのそれぞれに
対応する制御信号とを１対１に対応させるような操作量
を抄紙プロセスに対して出力し、 前記むだ時間補償装置は、内部に抄紙プロセスと等価な
モデルを、操作端から制御量が検出器により測定される
までにかかるむだ時間のみを表すモデルと、むだ時間を
含まないモデルの２つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラの制御信号をむだ時間を含まないモデルに
入力して得たモデル出力信号と、測定される制御量とを
加算した信号から、モデル出力信号をむだ時間のみを表
すモデルに入力して得たむだ時間モデル信号を差し引き
むだ時間を含む信号の影響を取り除いてむだ時間を補償
し、むだ時間補償後の制御量を前記任意伝達関数コント
ローラに帰還し、 前記任意伝達関数コントローラは、坪量、灰分のそれぞ
れに対して比例・積分制御あるいは比例・積分・微分制
御で構成され、むだ時間補償装置からの帰還量と目標値
とから、その帰還量を目標状態に移行させる制御信号を
前記クロスコントローラに出力して制御量を目標値に一
致させることを特徴とする抄紙プロセスの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280471A JPH0684596B2 (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 抄紙プロセスの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280471A JPH0684596B2 (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 抄紙プロセスの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02127589A JPH02127589A (ja) | 1990-05-16 |
| JPH0684596B2 true JPH0684596B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17625536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280471A Expired - Lifetime JPH0684596B2 (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 抄紙プロセスの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684596B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9016722B2 (en) | 2011-11-18 | 2015-04-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering column device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07109078B2 (ja) * | 1986-04-25 | 1995-11-22 | 横河電機株式会社 | 抄紙機制御装置 |
-
1988
- 1988-11-08 JP JP63280471A patent/JPH0684596B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02127589A (ja) | 1990-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69511991T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Mehrgrössen-/nichtlinearen Systemen | |
| DE69020919T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ändern von Regelungsparametern entsprechend dem Zustand des Prozesses im Bereich der Prozesssteuerung. | |
| US5777872A (en) | Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency | |
| US5892679A (en) | Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency using a pseudo inverse constant | |
| DE102004026979B4 (de) | Vielfacheingabe- /Vielfachausgabe-Steuer-/Regelblöcke mit nichtlinearen Vorhersagefähigkeiten | |
| DE10231417B4 (de) | Modellfreie Adaptation eines Prozessreglers (Prozesssteuereinheit) | |
| US7846299B2 (en) | Apparatus and method for controlling product grade changes in a paper machine or other machine | |
| DE19501077A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung von Mehrgrößensystemen | |
| DE10165123B3 (de) | Integrierte Optimalmodell-Vorhersagesteuerung in einem Prozeßsteuerungssystem | |
| DE60209077T2 (de) | Regler, Temperaturregler und Heizungsregler | |
| DE69624373T2 (de) | Verteilte und intelligente aktuatorsteuerung mit gleichrangiger kommunikation zwischen den aktivatoren | |
| DE3750203T2 (de) | Adaptives Prozessregelungssystem. | |
| DE68922940T2 (de) | Durchflusssteuerung. | |
| EP3457226B1 (en) | Application of model predictive control (mpc)-based forced ramping of process input variables and process output reference trajectory design over a prediction horizon for mpc-based paper machine grade change control | |
| DE10304902A1 (de) | Anpassung von erweiterten Prozeßsteuerblöcken in Abhängigkeit von veränderlichen Prozeßverzögerungen | |
| Celikovic et al. | Model predictive control for continuous pharmaceutical feeding blending units | |
| DE19919206A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Teigwaren | |
| DE10084320B3 (de) | Verfahren zum Steuern der Feuchtigkeit einer Papier- oder Kartonbahn in einer Beschichtungsanlage | |
| AT413023B (de) | Vorrichtung zum regeln des metallspiegels in einer stranggusskokille | |
| Massimiliano | Performance improvement of Smith predictor through automatic computation of dead time | |
| JPH0684596B2 (ja) | 抄紙プロセスの制御装置 | |
| US6094604A (en) | Coordinated control of sheet properties by receiving a measured and broadcasted properties data, determining a control action, and broadcasting a predicted changes to other actuators | |
| DE3020648A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur regelung bzw. kontrolle technischer prozesse | |
| EP1266090B1 (en) | Method for headbox control | |
| EP0445321B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Zellstoff in einem kontinuierlichen Kocher |