JPH0836403A - 自動補正機能を備えた折線関数発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊な機能の装置を用いることなく折線関数
を自動的に補正でき、経済性及び保守性に優れた自動補
正機能を備えた折線関数発生装置を提供する。 【構成】 １入力１出力の主折線関数発生器１に対し、
その折線関数の各折点に対する補正用折線関数を発生す
る複数の補正用折線関数発生器２ａ，２ｂ，…を設け
る。主折線関数発生器１から出力される折線関数の各折
点におけるＹ軸のパラメータと補正値との差分を減算器
１３により求め、アナログメモリ１１ａ，１１ｂ，…に
記憶して乗算器３ａ，３ｂ，…に入力し、対応する補正
用折線関数発生器２ａ，２ｂ，…の各出力に乗じる。こ
の乗算器３ａ，３ｂ，…の乗算出力を加算器１５ａ，１
５ｂ，…を介して加算器４に入力し、主折線関数発生器
１から出力される折線関数に加算して補正された折線関
数を得る。アナログメモリ１１ａ，１１ｂ，…の記憶内
容は、書込み制御部２０からの指示により更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１入力１出力の折線関
数発生装置に係り、特に出力する折線関数を自動的に補
正する自動補正機能を備えた折線関数発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】１入力１出力の折線関数発生器は、例え
ばプラントにおける制御装置、運転支援装置、監視装置
等に広く使用されている要素である。図６に示すように
従来の１入力１出力の折線関数発生器１は、設定された
パラメータに応じて関数ｆ（ｘ）を発生する。即ち、ｎ
点（ｎ≧２）折線関数の場合、入力信号Ｘに対する出力
信号Ｙを次のようにして発生する。

【０００３】（１）Ｘ≦ｘ₁ のとき、Ｙ＝ｙ₁ （２）ｘ_m-1 ＜Ｘ≦ｘ_m （２≦ｍ≦ｎ）のとき Ｙ＝｛（ｙ_m −ｙ_m-1 ）／（ｘ_m −ｘ_m-1 ）｝（Ｘ−ｘ
_m-1 ）＋ｘ_m-1 （３）Ｘ＞ｘ_n のとき、Ｙ＝ｙ_n また、その他、 Ｘ≦ｘ₂ のとき ：Ｙ＝｛（ｙ₂ −ｙ₁ ）／（ｘ₂ −ｘ
₁ ）｝（Ｘ−ｘ₁ ） Ｘ＞ｘ_n-1 のとき：Ｙ＝｛（ｙ_n −ｙ_n-1 ）／（ｘ_n −
ｘ_n-1 ）｝（Ｘ−ｘ_n ）＋ｘ_n とすることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の折線関数発
生器１では、パラメータｘ₁ ，…，ｘ_n 、ｙ₁ ，…，ｙ
_n は固定値であり、設定操作によってのみ可変すること
ができる。上記のようにパラメータが固定値である場
合、設計時などにおいて一意的に決定する折線関数の場
合は問題ないが、経時（経年）変化を有するプロセス制
御装置の先行信号や設定値等に折線関数を使用する場合
は、その都度、オペレータが再設定操作を実施するか、
折線関数を切換える必要がある。また、例えば石炭焚の
火力発電設備では、石炭の種類の変更や伝熱面の汚れ等
で折線関数の最適パラメータが変化するので、そのとき
の動作条件に応じてパラメータを再設定する必要があ
る。

【０００５】パラメータの再設定操作を自動化する方法
は、従来から種々の方法が提案されているが、何れの方
法も専用の機能を持った特殊折線関数発生器を使用する
か、折線関数のパラメータを変更する機能を持った別の
装置を適用するといった複雑な方法が用いられており、
経済性、並びに保守性が悪いという問題があった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、特殊な機能の装置を用いることなく、通常の演算要
素の組合わせにより折線関数を自動的に補正することが
でき、経済性並びに保守性に優れた自動補正機能を備え
た折線関数発生装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動補正機
能を備えた折線関数発生装置は、１入力１出力の主折線
関数発生器と、この主折線関数発生器から出力される折
線関数の各折点に対する補正用折線関数を発生する複数
の補正用折線関数発生器と、上記主折線関数発生器から
出力される折線関数の各折点におけるＹ軸のパラメータ
と補正値との差分を求める手段と、この手段により求め
た差分を対応する上記補正用折線関数発生器の出力に乗
じる乗算手段と、この乗算手段の演算結果を上記主折線
関数発生器から出力される折線関数に加算して補正され
た折線関数を得る加算手段とを具備したことを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】まず、例えばユニット負荷から与えられる操作
量（又は状態量）及び主折線関数発生器から出力される
初期の整定値を表す関数値を減算器に入力して両者の偏
差値を求め、アナログメモリに記憶する。このアナログ
メモリの記憶内容は、ユニット負荷が所定の条件を満た
す毎に更新する。

【０００９】上記アナログメモリに記憶された補正値
は、補正用折線関数発生器から出力される折線関数とそ
れぞれ乗算される。そして、この乗算結果が加算手段へ
送られ、主折線関数発生器から出力される折線関数に加
算して補正する。

【００１０】上記のようにして主折線関数発生器から出
力される折線関数のＹ軸のパラメータが負荷の状態に応
じて自動的に補正され、常に適切な折線関数の出力値が
得られる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。まず、本発明の基本的な構成について図１によ
り説明する。図１において、１は折線関数ｆ₀ （ｘ）を
発生する主折線関数発生器、２は補正用折線関数発生器
である。この補正用折線関数発生器２は、折線関数ｆ₀
（ｘ）の各補正点に対応して設けられる。上記折線関数
発生器１，２は、１入力１出力の折線関数を発生するも
ので、入力信号Ｘが与えられる。補正用折線関数発生器
２の出力は、乗算器３に入力されて補正データと加算さ
れる。そして、この乗算器３の出力と上記主折線関数発
生器１の出力が加算器４で加算され、出力信号Ｙとして
取り出される。

【００１２】上記主折線関数発生器１が図２（ａ）に示
すように４点の折線関数ｆ₀ （ｘ）を発生している状態
において、例えば点（ｘ₃ ，ｙ₃ ）を点（ｘ₃ ，ｙ
₃ ′）に変更したい場合は、折線関数発生器２として図
２（ｂ）に示すように折線関数ｆ₃ （ｘ）（０≦ｆ₃ ≦
１．０）を発生するものを使用する。ｆ₃ の値は、図２
（ｂ）に示すように 入力≦ｘ₂ のとき ：出力ｆ₃ （ｘ）＝０．０ ｘ₂ ＜入力≦ｘ₃ のとき：出力ｆ₃ （ｘ）＝（Ｘ−ｘ
₂ ）／（ｘ₃ −ｘ₂ ） ｘ₃ ＜入力≦ｘ₄ のとき：出力ｆ₃ （ｘ）＝−｛（Ｘ−
ｘ₃ ）／（ｘ₄ −ｘ₃ ）｝＋１．０ ｘ₄ ＜入力のとき ：出力ｆ₃ （ｘ）＝０．０ である。

【００１３】そして、乗算器３には、補正データとして
「ｙ₃ ′−ｙ₃ 」を与え、折線関数発生器２の出力ｆ₃
（ｘ）と乗算し、その乗算結果を加算器４に入力して主
折線関数発生器１の出力と加算し、出力信号Ｙを得る。
従って、この加算器４の出力信号Ｙは、 Ｙ＝ｆ₀ （ｘ）＋（ｙ₃ ′−ｙ₃ ）・ｆ₃ （ｘ） となり、点（ｘ₃ ，ｙ₃ ）が点（ｘ₃ ，ｙ₃ ′）に変更
されたものとなる。以上は、１つの点（ｘ3 ，ｙ3 ）を
変更する場合について説明したが、これをｎ点の全てに
展開すれば、図３に示すように出力信号Ｙは、

【００１４】

【数１】 となり、折線関数ｆ₀ （ｘ）は、ｎ点の全てにおいて補
正されたものとなる。

【００１５】上式におけるｆ_i （ｘ）は、図３（ｂ）に
示す「０≦ｆ_i ≦１．０」の折線関数であり、具体的に
は次の値をとる。 ［ｆ₁ ］ Ｘ≦ｘ₁ のとき ：ｆ₁ ＝１．０ ｘ₁ ＜Ｘ≦ｘ₂ のとき ：ｆ₁ ＝−｛（Ｘ−ｘ₁ ）／
（ｘ₂ −ｘ₁ ）｝＋１．０ Ｘ＞ｘ₂ とき ：ｆ₁ ＝０．０ ［ｆ_i （ｉ＝２〜ｎ−１）］ Ｘ≦ｘ_i-1 のとき ：ｆ_i ＝０．０ ｘ_i-1 ＜Ｘ≦ｘ_i のとき：ｆ_i ＝（Ｘ−ｘ_i-1 ）／（ｘ
_i −ｘ_i-1 ） ｘ_i ＜Ｘ≦ｘ_i+1 のとき：ｆ_i ＝−｛（Ｘ−ｘ_i ）／
（ｘ_i+1 −ｘ_i ）｝＋１．０ Ｘ＞ｘ_i+1 のとき ：ｆ_i ＝０．０ ［ｆ_n ］ Ｘ≦ｘ_n-1 のとき ：ｆ_n ＝０．０ ｘ_n-1 ＜Ｘ≦ｘ_n のとき：ｆ_n ＝（Ｘ−ｘ_n-1 ）／（ｘ
_n −ｘ_n-1 ） Ｘ＞ｘ_n のとき ：ｆ_n ＝１．０ 上記（１）式から明らかなように「ｙ_i ′−ｙ_i 」の値
を自動的に変えることにより、折線関数のＹ軸のパラメ
ータを自動的に変えるのと同等の働きを持つことにな
る。

【００１６】次に図４により本発明の具体的な実施例に
ついて説明する。図４は、例えば出力３５０ＭＷの油焚
火力発電ユニットの運転支援装置に実施した場合の例を
示したものである。本装置には、制御装置に使用する制
御演算機能をそのまま組込んでおり、各種状態量や各種
操作量について、ユニットが整定したときの値をユニッ
ト負荷等の関数として与える機能に、１入力１出力の折
線関数発生器を用いている。

【００１７】ユニット負荷を示すデータが折線関数ｆ₀
（ｘ）を発生する主折線関数発生器１、及び補正用折線
関数発生器２ａ，２ｂ，…，２ｎに入力される。補正用
の折線関数発生器２ａは折線関数ｆ₁ （ｘ）、折線関数
発生器２ｂは折線関数ｆ₂ （ｘ）、折線関数発生器２ｎ
は折線関数ｆ_n （ｘ）を発生する。即ち、折線関数発生
器２ａ，２ｂ，…，２ｎは、上記図３（ｂ）で説明した
折線関数ｆ₁ （ｘ）〜ｆ_n （ｘ）を発電の状態量に応じ
て設定した補正点、例えば５０，７０，１００，１６
０，３００，３５０ＭＷにて発生する。更に具体的な数
値で示すと、折線関数発生器２ａは、５０ＭＷ以下では
「１．０」、次の補正点７０ＭＷでは「０．０」である
ような折線関数ｆ₁ （ｘ）を発生し、折線関数発生器２
ｂは、５０ＭＷでは「０．０」、７０ＭＷでは「１．
０」、次の補正点１００ＭＷでは「０．０」であるよう
な折線関数ｆ₂ （ｘ）を発生する。そして、折線関数発
生器２ｎは、３００ＭＷでは「０．０」、３５０ＭＷ以
上では「１．０」であるような折線関数ｆ₂ （ｘ）を発
生する。

【００１８】上記折線関数発生器２ａ，２ｂ，…，２ｎ
の出力信号は、それぞれ乗算器３ａ，３ｂ，…，３ｎに
入力される。また、この乗算器３ａ，３ｂ，…，３ｎに
は、アナログメモリ１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎに設定
された値が与えられる。

【００１９】また、ユニット負荷から送られてくる状態
量（又は操作量）は、充分に長い時定数例えば５分の一
次遅れ要素１２を介して減算器１３の＋端子に入力され
る。この減算器１３の−端子には、主折線関数発生器１
の出力信号が５分の一次遅れ要素１４を介して入力され
る。上記一次遅れ要素１２，１４により、瞬時的な変動
の影響を抑制している。上記減算器１３により、ユニッ
ト負荷から送られてくる状態量（又は操作量）と主折線
関数発生器１から出力される補正前の状態量（又は操作
量）との差分を求め、アナログメモリ１１ａ，１１ｂ，
…，１１ｎに入力する。このアナログメモリ１１ａ，１
１ｂ，…，１１ｎは、書込み制御部２０からの指令に従
って入力信号を記憶する。

【００２０】上記補正用折線関数発生器２ａ，２ｂ，
…，２ｎの出力値とアナログメモリ１１ａ，１１ｂ，
…，１１ｎに記憶された値が乗算器３ａ，３ｂ…，３ｎ
で乗算され、その結果が加算器１５ａ，１５ｂ，…で加
算される。更に、加算器１５ａの出力値と主折線関数発
生器１の出力値が加算器４で加算され、補正された状態
量（又は操作量）の整定値として取り出される。

【００２１】一方、書込み制御部２０は、ユニット負荷
の状態をモニタするモニタ回路２１ａ，２１ｂ，…，２
１ｎを備えている。モニタ回路２１ａ，２１ｂ，…，２
１ｎは、ユニット負荷が特定の負荷帯に入ったことを検
出して“１”信号を出力し、その他の状態では“０”信
号を出力する。例えばモニタ回路２１ａはユニット負荷
が４５〜５５ＭＷのとき、モニタ回路２１ｂはユニット
負荷が６５〜７５ＭＷのとき、そして、モニタ回路２１
ｎはユニット負荷が３４５〜３５５ＭＷにある状態を検
出して“１”信号を出力する。

【００２２】上記モニタ回路２１ａ，２１ｂ，…，２１
ｎの各出力信号は、ＡＮＤ（論理積）回路２２ａ，２２
ｂ，…，２２ｎの一方の入力端に入力される。このＡＮ
Ｄ回路２２ａ，２２ｂ，…，２２ｎの出力信号は、例え
ば３０分のオンディレイ２３ａ，２３ｂ，…，２３ｎを
介して取り出される。このオンディレイ２３ａ，２３
ｂ，…，２３ｎの出力信号は、インバータ（論理否定）
２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎを介してＡＮＤ回路２２
ａ，２２ｂ，…，２２ｎの他方の入力端子に戻される。
そして、上記オンディレイ２３ａ，２３ｂ，…，２３ｎ
の出力信号が書込み制御部２０の出力信号として取出さ
れ、上記アナログメモリ１１ａ，１１ｂ，…，１１ｂへ
の書込み指令となる。

【００２３】次に上記実施例の動作を説明する。上記図
４に示す実施例は、初期の整定値を表すｆ₀ （ｘ）をユ
ニット負荷の関数としており、その値がある特定の負荷
帯に３０分以上連続して入った場合に、その時の状態量
を新しい整定値として補正する構成となっている。

【００２４】まず、ユニット負荷から与えられる操作量
（又は状態量）及び主折線関数発生器１から出力される
初期の整定値を表す関数値ｆ₀ （ｘ）は、それぞれ一次
遅れ要素１２，１４により瞬時的な変動の影響を抑制し
た後、減算器１３に入力して両者の偏差値を求めてお
く。

【００２５】この値をユニット負荷５０ＭＷのときの整
定値を補正する条件、つまり、ユニット負荷が４５〜５
５ＭＷの間に連続して３０分間入ったときに１回成立す
る条件でアナログメモリ１１ａに記憶させる。

【００２６】上記の条件は、書込み制御部２０において
検出している。即ち、書込み制御部２０は、ユニット負
荷が４５〜５５ＭＷの間に入ると、その状態をモニタ回
路２１ａで検出して“１”信号をＡＮＤ回路２２ａに出
力する。初期状態ではオンディレイ２３ａの出力が
“０”であり、インバータ２４ａの出力が“１”状態に
保持されているので、上記モニタ回路２１ａの出力信号
は、ＡＮＤ回路２２ａよりオンディレイ２３ａへ送られ
る。そして、この状態が３０分以上続くと、オンディレ
イ２３ａの出力が“１”となり、アナログメモリ１１ａ
に書込み指令を与える。これにより上記減算器１３で求
めた偏差値がアナログメモリ１１ａに書込まれる。ま
た、上記オンディレイ２３ａの出力信号が“１”になる
と、インバータ２４ａの出力が“０”となってＡＮＤ回
路２２ａのゲートを閉じる。上記のようにしてユニット
負荷が４５〜５５ＭＷの間に連続して３０分間入ったと
きに１回だけアナログメモリ１１ａへの書込みが行なわ
れる。

【００２７】このアナログメモリ１１ａに記憶された５
０ＭＷ用の補正値は、乗算器３ａに送られ、折線関数発
生器２ａから出力される折線関数と乗算され、その乗算
結果が加算器１５ａを介して加算器４へ送られる。加算
器４では、乗算器３ａで演算された補正値を主折線関数
発生器１から出力される折線関数ｆ₀ （ｘ）に加算して
補正する。

【００２８】同様にしてユニット負荷が７０、１００、
１６０、３００、３５０ＭＷの補正点においても、整定
値を補正する条件が成立したときに書込み制御部２０か
ら書込み指令が出され、そのとき減算器１３から出力さ
れる偏差値がアナログメモリ１１ｂ，…，１１ｎに書込
まれる。

【００２９】そして、アナログメモリ１１ｂ，…，１１
ｎに記憶された補正値に基づいて、折線関数ｆ₀ （ｘ）
の各補正点における補正処理が行なわれる。上記アナロ
グメモリ１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎに記憶された補正
値は、上記したように所定の条件が成立する毎に書込み
制御部２０から書込み指令が出力されて更新される。こ
の結果、折線関数のＹ軸のパラメータが自動的に補正さ
れ、常に適切な折線関数の出力値が得られる。

【００３０】なお、上記実施例では、折線関数ｆ₀
（ｘ）と補正用の折線関数ｆ_i （ｘ）のＸ軸の折点が一
致している場合について説明したが、図５に示すように
Ｘ軸の折点が一致しない場合においても、補正用の折線
関数ｆ_i （ｘ）のＸ軸の折点ｘ₁，ｘ₂ ，…における折
線関数ｆ₀ （ｘ）との差Δｙ_i を求めることにより、上
記実施例と同様にして、即ち、次式

【００３１】

【数２】 に示すように補正処理を行なうことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、特
殊な機能を持つ折線関数や、折線関数のパラメータを自
動的に変更する特殊な機能を別装置に組込むことなく、
通常の演算要素の組合わせにより、折線関数のＹ軸のパ
ラメータを自動的に補正し、常に適切な折線関数の出力
値を得ることができ、経済性並びに保守性を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動補正機能を備えた折線関数発
生装置の基本的な構成図。

【図２】図１の原理的な動作を説明するための図。

【図３】本発明の基本的な動作を説明するための図。

【図４】本発明の一実施例に係る自動補正機能を備えた
折線関数発生装置の構成図。

【図５】同実施例における折線関数の折点と補正用折線
関数の折点が一致しない場合の説明図。

【図６】従来の１入力１出力の折線関数発生器の説明
図。

【符号の説明】

１ 主折線関数発生器 ２ａ，…，２ｎ 補正用折線関数発生器 ３ａ，…，３ｎ 乗算器 ４ 加算器 １１ａ，…，１１ｎ アナログメモリ １２，１４， 一次遅れ要素 １３ 減算器 １５ａ，１５ｂ，… 加算器 ２０ 書込み制御部 ２１ａ，…，２１ｎ モニタ回路 ２２ａ，…，２２ｎ ＡＮＤ回路 ２３ａ，…，２３ｎ オンディレイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １入力１出力の主折線関数発生器と、こ
   の主折線関数発生器から出力される折線関数の各折点に
   対する補正用折線関数を発生する複数の補正用折線関数
   発生器と、上記主折線関数発生器から出力される折線関
   数の各折点におけるＹ軸のパラメータと補正値との差分
   を求める手段と、この手段により求めた差分を対応する
   上記補正用折線関数発生器の出力に乗じる乗算手段と、
   この乗算手段の演算結果を上記主折線関数発生器から出
   力される折線関数に加算して補正された折線関数を得る
   加算手段とを具備したことを特徴とする自動補正機能を
   備えた折線関数発生装置。