JPH10232702A - 多変数制御パラメータ調整支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御系の入出力データに基づいて制御モデル
を設定し、ユーザーに制御パラメータ設計させ、実機に
よる制御性能を確認させる多変数制御パラメータ調整支
援装置を提供する。 【解決手段】 多変数制御装置９とのデータ送受信を行
う通信手段２と、通信手段２を介して制御系から取得し
た制御系の入出力データと、ユーザーが指定した制御モ
デル条件とから制御モデルを作成する制御モデル作成手
段３と、制御モデルの制御パラメータをユーザーに設計
させ、その制御パラメータを算出するパラメータ演算手
段４と、制御状態を監視し、制御パラメータ変更、制御
停止を命令する信号を出力する制御系監視手段５と、通
信手段２を介して多変数制御装置９へ送信する制御信号
を設定する送信パラメータ設定手段６と、メニュー手段
７と、ユーザーの入力により制御パラメータ変更、制御
中止の命令を出力するプラント保護手段８と、を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多変数制御装置の
制御パラメータの調整作業を支援する多変数制御パラメ
ータ調整支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、互いに干渉する複数の変数を有す
る制御対象の制御性能の向上を目的として、最適レギュ
レータ理論に基づく多変数制御装置の適用が増加してい
る。ここで、最適レギュレータ理論とは、多入力多出力
系の制御で制御の安定性と速応性が両立する最適な制御
係数（制御パラメータ）を決定する理論である。この最
適レギュレータ理論によれば、制御対象の系（本明細書
では制御系という）の制御モデルが設定されている場合
には、机上の計算によりその制御モデルで最適な制御パ
ラメータを設定することができる。

【０００３】しかし、制御装置の実機（実際の制御系）
への適用においては、実機の挙動は設計上の制御モデル
や制御パラメータとは異なるため、実機の動特性に応じ
て制御パラメータを適当に調整することが良好な制御を
実現する上で欠かすことのできない作業となっている。

【０００４】この制御パラメータの調整においては、特
に多変数制御装置の場合は、複数の制御パラメータは互
いに関連しているため、パラメータ一つ一つを独立して
調整も満足のいく制御性能を得ることは困難なことであ
った。

【０００５】すなわち、満足のいく制御パラメータの調
整を行うためには、制御パラメータを一つ一つ変化させ
て実機の応答を確認するが、他の制御パラメータの変化
による影響によって実機の応答が変化するので、全体の
制御性能を考慮して複数の制御パラメータを試行錯誤的
に調整しなければならなかった。

【０００６】しかし、このような作業は作業負荷が過大
であったため、従来の制御パラメータの調整作業は、設
計時に一つの制御パラメータを設定して実機の応答を確
認するのみであったり、設計時に複数の制御パラメータ
セットを用意しておき、実機による制御性能比較によっ
てそのうちの一つの制御パラメータを決定するのみであ
った。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御パラメータの調整方法によると、机上で設計し
た制御パラメータをそのまま採用することになり、設計
に用いた制御モデルの動特性と実機の動特性に大きな差
がある場合には、多変数制御装置による制御性能向上の
効果が得られないばかりでなく、制御性能の低下を招く
ことさえあった。

【０００８】また、従来の方法で満足な制御性能が得ら
れない場合には、再度机上で制御モデルと制御パラメー
タを設定し、その制御パラメータに基づいて実機により
制御性能を確認し、満足がいくまで上記調整作業を繰り
返していた。この調整作業は、既に説明したように制御
パラメータが互いに影響しあうため、多大な労力を必要
としていた。

【０００９】そこで、本発明が解決しょうとする課題
は、実機の入出力データに基づいて制御モデルを設定
し、かつ、ユーザーが調整した制御パラメータを直ちに
実機に入力してその制御性能を確認することができ、こ
れによって実機の動特性に最適な制御パラメータを設定
することができる多変数制御パラメータ調整支援装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に係る多変
数制御パラメータ調整支援装置は、多変数制御装置の制
御パラメータの調整作業を支援する多変数制御パラメー
タ調整支援装置において、多変数制御装置とのデータ送
受信を行う通信手段と、前記通信手段を介して制御対象
の制御系から取得した制御系の入出力データと、ユーザ
ーが指定した制御モデル作成用の制御モデル条件とから
制御モデルを作成する制御モデル作成手段と、制御モデ
ルの制御パラメータをユーザーに設計させ、その制御パ
ラメータを算出するパラメータ演算手段と、前記多変数
制御装置の制御状態を監視し、制御が不安定と判断した
場合に制御パラメータの変更あるいは制御の停止を命令
する制御信号を出力する制御系監視手段と、前記パラメ
ータ演算手段が算出した制御パラメータあるいは前記制
御系監視手段からの制御信号を入力し、前記通信手段を
介して前記多変数制御装置へ送信する制御信号を設定す
る送信パラメータ設定手段と、前記制御モデル作成手段
と、パラメータ演算手段と、制御系監視手段と、送信パ
ラメータ設定手段のいずれかによる処理を選択するメニ
ュー手段と、ユーザーの入力により制御パラメータ変更
あるいは制御中止の強制指令を前記送信パラメータ設定
手段に出力するプラント保護手段と、から構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００１１】本願請求項２に係る多変数制御パラメータ
調整支援装置は、前記請求項１の多変数制御パラメータ
調整支援装置において、前記制御モデル作成手段は、制
御モデル作成のためのデータ収集命令を前記通信手段に
出力するデータ収集機能部と、制御モデル作成のための
モデル条件を入力するモデル条件入力機能部と、前記モ
デル条件入力機能部により入力されたモデル条件と、前
記制御系の入出力データとから制御モデルの制御パラメ
ータを演算するモデル同定機能部と、制御系の応答と制
御モデルの応答とを比較する応答比較機能部と、前記各
機能部のいずれかによる処理を選択する選択機能部と、
を有することを特徴とするものである。

【００１２】本願請求項３に係る多変数制御パラメータ
調整支援装置は、前記請求項１の多変数制御パラメータ
調整支援装置において、前記パラメータ演算手段は、ユ
ーザーに制御パラメータを設計させる設計機能部と、前
記設計された制御パラメータによる制御系の極と零点を
複素平面上に表示する極零表示機能部と、制御系のシミ
ュレーションの実行結果を表示するシミュレーション機
能部と、前記各機能部のいずれかによる処理を選択する
選択機能部と、を有することを特徴とするものである。

【００１３】本願請求項４に係る多変数制御パラメータ
調整支援装置は、前記請求項１の多変数制御パラメータ
調整支援装置において、前記制御系監視手段は、制御系
の入出力のリアルタイムトレンドを表示するトレンド表
示機能部と、制御系の入出力データを監視し、制御が不
安定と判断した場合に制御パラメータの変更あるいは制
御の停止を命令する制御信号を前記制御パラメータ設定
手段に出力する安定性監視機能部と、を有することを特
徴とするものである。

【００１４】本願請求項５に係る多変数制御パラメータ
調整支援装置は、前記請求項１の多変数制御パラメータ
調整支援装置において、前記送信パラメータ設定手段
は、前記制御系監視手段あるいはプラント保護手段の信
号により、現在の制御パラメータへ変更する前の制御パ
ラメータを、前記通信手段を介して前記多変数制御装置
に送信するように構成されていることを特徴とするもの
である。

【００１５】本発明の多変数制御パラメータ調整支援装
置によれば、制御モデル作成手段により、通信手段を介
して制御系から収集した制御系入出力データと、ユーザ
ーが入力した制御モデル条件とから、制御モデルが作成
される。この制御モデルの制御パラメータは、制御系監
視手段と送信パラメータ設定手段と通信手段とを介して
多変数制御装置に送られ、その制御パラメータによる制
御系の応答は制御モデル作成手段にフィードバックされ
る。

【００１６】上記制御系の応答により制御パラメータを
調整する場合は、上記パラメータ演算手段により、制御
パラメータが設定される。新たに設定された制御パラメ
ータは、送信パラメータ設定手段と通信手段とを介して
多変数制御装置に送られ、その制御パラメータによる制
御系の応答は制御モデル作成手段にフィードバックされ
る。

【００１７】一方、制御系の制御状態は制御系監視手段
によって監視され、上記制御パラメータの調整作業中に
制御系の制御が不安定になった場合には、制御系監視手
段の命令により、制御パラメータの変更や制御の停止命
令が多変数制御装置に送られ、制御系が保護される。

【００１８】さらに、プラント保護手段により、ユーザ
ー自身が制御系の制御が不安定と判断した場合には、強
制的に制御パラメータを変更する命令や制御を停止する
命令を入力でき、これによって制御系を保護することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の多
変数制御パラメータ調整支援装置の実施形態について以
下に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態による多変数
制御パラメータ調整支援装置の構成を示している。図１
に示すように、本実施形態の多変数制御パラメータ調整
支援装置１は、通信手段２と、制御モデル作成手段３
と、パラメータ演算手段４と、制御系監視手段５と、送
信パラメータ設定手段６と、メニュー手段７と、プラン
ト保護手段８とからなる。

【００２１】なお、ここで「手段」というのは、後記各
処理を行うようにハードウェア的に構成されたものでも
よいが、好ましくはソフトウェアによってそれらの各処
理を行うように制御された情報処理装置のことである。

【００２２】通信手段２は、制御対象の系（制御系）を
制御する多変数制御装置９とデータ送受信を行うもので
ある。通信手段２によって送受信されるデータには、制
御系の実際の入出力データ、制御信号、多変数制御装置
９が制御を行う上で必要な制御パラメータ等がある。

【００２３】制御モデル作成手段３は、通信手段２を介
して制御系から、ユーザーが指定した実際の入出力デー
タを収集し、これら制御系入出力データとユーザーが指
定した制御モデル作成用の制御モデル条件とから制御モ
デルを自動的に作成する処理を行う手段である。さら
に、本実施形態の制御モデル作成手段３は、制御モデル
による応答と実際の制御系の応答とを比較して表示する
処理も行う。これについてはさらに後述する。

【００２４】パラメータ演算手段４は、ユーザーに制御
モデルの制御パラメータを設計させ、設計された制御パ
ラメータを算出する手段である。

【００２５】ここで、制御パラメータの設定は、積分ゲ
インやフィードバックゲイン等の制御パラメータを参照
したり、制御系の安定性と速応性の一般的傾向、すなわ
ち制御系の極と零点の配置を考慮したりするので、この
制御パラメータの設定作業は「制御パラメータの設計」
と呼ばれている。本明細書でもこのようにいうことにす
る。また、上記制御パラメータの設計を行いながら、制
御系の制御性能を観察し、最適な制御パラメータを設定
することが本発明の装置による「制御パラメータの調整
作業」である。

【００２６】制御系監視手段５は、制御系の制御状態を
監視し、制御が不安定と判断した場合には制御パラメー
タの変更や制御の停止を出力する手段である。

【００２７】送信パラメータ設定手段６は、制御系監視
手段５からの制御パラメータの変更命令や、パラメータ
演算手段４からの制御パラメータを入力し、通信手段２
を介して多変数制御装置９に送信する制御信号を設定す
るための手段である。

【００２８】メニュー手段７は、制御モデル作成手段
３、パラメータ演算手段４、制御系監視手段５、送信パ
ラメータ設定手段６のいずれかの手段による処理を選択
する手段である。

【００２９】プラント保護手段８は、ユーザーの入力に
より、強制的に制御パラメータの変更や制御の停止を命
じる手段である。

【００３０】上記構成の多変数制御パラメータ調整支援
装置１は、以下の処理を行い、多変数制御装置９の制御
パラメータの調整作業を支援する。

【００３１】最初に、制御モデル作成手段３により、実
機の制御系の入出力に合った制御モデルを作成する。制
御モデル作成手段３は、ユーザーが指定した制御系入出
力データについて制御系からデータを収集するととも
に、ユーザーに制御モデルの作成に必要な制御モデル条
件を入力させ、これらのデータと条件から制御モデルを
自動作成する。

【００３２】また、制御モデル作成手段３は、作成した
制御モデルの制御パラメータを、送信パラメータ設定手
段６と通信手段２とを介して多変数制御装置９に送り、
その制御パラメータによる制御系の応答（新たな入出力
データ）を入力し、制御モデルによって予想した制御系
の応答と実際の制御系の応答とを比較させて表示する。

【００３３】上記制御系の応答と実際の制御系の応答と
の比較から、ユーザーは制御パラメータの調整の必要性
の有無を判断することができる。

【００３４】パラメータ演算手段４は、上記制御モデル
作成手段３による制御モデルと実機の制御系の応答の比
較から、ユーザーが制御パラメータの設計が必要と判断
した場合の制御パラメータの設計作業を支援する。

【００３５】具体的には、パラメータ演算手段４はフィ
ードバックゲインと積分ゲインの制御パラメータを計算
し、また、設定された制御パラメータによる制御系の極
と零点の配置を示し、その制御系の安定性と速応性を分
かりやすく表示する。

【００３６】このパラメータ演算手段４によって設計さ
れた制御パラメータは、制御モデル作成手段３と制御系
監視手段５と送信パラメータ設定手段６とに出力され
る。送信パラメータ設定手段６は、この新たに設定され
た制御パラメータを多変数制御装置９に送り、多変数制
御装置９によって実際に制御系を制御する。

【００３７】上記新たな制御パラメータによる制御系の
制御結果は、制御モデル作成手段３にフィードバックさ
れ、これによって、制御モデル作成手段３は再度制御パ
ラメータの調整の必要性の判断材料を提供（表示）し、
制御系監視手段５は制御系の制御状態を監視する。

【００３８】制御系監視手段５は、制御系の制御状態を
監視し、制御系の制御が不安定になった場合には、制御
パラメータの変更や制御の停止命令を送信パラメータ設
定手段６に出力し、通信手段２を介して多変数制御装置
９にその命令を送信する。

【００３９】さらに、プラント保護手段８は、ユーザー
自身が制御系の制御が不安定などと判断した場合には、
強制的に制御パラメータを変更する命令や制御を停止す
る命令を入力できる手段である。プラント保護手段８に
より制御系を保護することができる。

【００４０】メニュー手段７は、ユーザーに上記各手段
による処理を選択させる。

【００４１】以下に、上記各手段の内部の構成と処理と
について説明する。図２に制御モデル作成手段３の構成
を示す。図２に示すように、制御モデル作成手段３は、
データ収集機能部１０と、モデル条件入力機能部１１
と、モデル同定機能部１２と、応答比較機能部１３と、
選択機能部１４とを有している。

【００４２】ここで、「機能部」とは、情報処理を行う
ようにハードウェア的に構成されたものでもよいが、好
ましくはソフトウェアによってそれらの情報処理を行う
ように制御された情報処理装置のであって、実質的には
「手段」と同じものであるが、「手段」を構成する下位
のものとして本明細書で使用する。

【００４３】図３は制御モデル作成手段３をソフトウェ
アで実現した場合のコンピュータ画面の一例を示してい
る。図３の例では、画面の上部に制御モデル作成手段３
の各機能部による処理を選択するソフトスイッチが羅列
されており、画面の下部に多変数制御パラメータ調整支
援装置１の各手段による処理を選択するソフトスイッチ
が羅列されている。

【００４４】画面上部の制御モデル作成手段３の各機能
部による処理を選択するソフトスイッチの部分は、制御
モデル作成手段３の選択機能部１４と対応している。ま
た、ソフトスイッチ「データ収集」、「条件入力」、
「同定」、「応答比較」は、それぞれデータ収集機能部
１０、モデル条件入力機能部１１、モデル同定機能部１
２、応答比較機能部１３と対応している。

【００４５】画面下部の多変数制御パラメータ調整支援
装置１の各手段による処理を選択するソフトスイッチの
部分は、メニュー手段７と対応している。ソフトスイッ
チ「モデル作成」、「パラメータ設計」、「監視」、
「パラメータ設定」は、それぞれ制御モデル作成手段３
と、パラメータ演算手段４と、制御系監視手段５と、送
信パラメータ設定手段６と対応している。

【００４６】画面中央の部分は、選択機能部１４によっ
て選択された制御モデル作成手段３の各機能部の画面
（機能表示画面）を表示する部分である。

【００４７】図４は、データ収集機能部１０が選択され
た場合の画面例を示している。図４に示すように、デー
タ収集機能部１０は、ユーザーに収集すべきデータ名
と、サンプリング周期と、収集した制御系の入出力デー
タを保存すべきデータファイル名を入力させる。画面の
下方にはデータの収集を開始・終了させるためのソフト
スイッチが用意されている。この画面の入力により、実
機の制御系から収集すべき入出力データが収集される。

【００４８】図５は、モデル条件入力機能部１１が選択
された場合の画面例を示している。図５に示すように、
モデル条件入力機能部１１は、ユーザーに制御モデルの
入力数、出力数、状態数、使用する入出力データのファ
イル名を入力させる。さらに、各入出力データから制御
モデルを作成する際の各要素のＡＲ次数（自己回帰次
数）、ＭＡ次数（移動平均次数）を、ユーザーに入力さ
せる。なお、ＡＲＭＡモデルによって制御モデルを作成
方法は公知のものを利用でき、ここではこれ以上の説明
を省略する。この画面の入力により、制御モデルを作成
するための条件が指定される。

【００４９】図６は、モデル同定機能部１２が選択され
た場合の画面例を示している。図６に示すように、モデ
ル同定機能部１２は上記モデル条件入力機能部１１によ
って作成された制御モデルの制御パラメータを算出す
る。制御パラメータの算出により、制御モデルが同定さ
れる。

【００５０】図７は、応答比較機能部１３が選択された
場合の画面例を示している。図７に示すように、応答比
較機能部１３は、各出力データを示す縦軸と時間を示す
横軸の画面上に、制御モデルによって予想された制御系
の応答と実際の制御系の応答とのグラフを表示し、各出
力データの平均誤差と標準誤差とを算出する。

【００５１】制御モデル作成手段３の全体の処理の流れ
は図２に示す通りである。すなわち、制御モデル作成手
段３は、データ収集機能部１０によって収集するデータ
を特定し、通信手段２を介して制御系から入出力データ
を収集する。また、制御モデル条件入力機能部１１によ
りモデル条件を特定する。同定機能部１２は、制御系の
入出力データと制御モデル条件とから作成された制御モ
デルを作成し、その制御パラメータを算出して制御モデ
ルを同定する。作成された制御モデルの制御パラメータ
は送信パラメータ設定手段６に出力され、その制御結果
は通信手段２を介して収集され、応答比較機能部１３に
よって比較表示される。

【００５２】次に図８に、パラメータ演算手段４の構成
を示す。図８に示すように、パラメータ演算手段４は、
設計機能部１５と、極零点表示機能部１６と、シミュレ
ーション機能部１７と、選択機能部１８とを有してい
る。

【００５３】図９はパラメータ演算手段４をソフトウェ
アで実現した場合のコンピュータ画面の一例を示してい
る。図９の例では、画面の上部にパラメータ演算手段４
の各機能部による処理を選択するソフトスイッチが羅列
されており、画面の下部に多変数制御パラメータ調整支
援装置１の各手段による処理を選択するソフトスイッチ
が羅列されている。

【００５４】画面上部のパラメータ演算手段４の各機能
部による処理を選択するソフトスイッチの部分は、パラ
メータ演算手段４の選択機能部１８と対応している。ソ
フトスイッチ「設計」、「極零表示」、「シミュレーシ
ョン」は、それぞれ設計機能部１５、極零点表示機能部
１６、シミュレーション機能部１７と対応している。

【００５５】画面下部の多変数制御パラメータ調整支援
装置１の各手段による処理を選択するソフトスイッチの
部分は、メニュー手段７と対応している。

【００５６】画面中央の部分は、選択機能部１８によっ
て選択されたパラメータ演算手段４の各機能部の画面
（各機能部表示画面）を表示する部分である。

【００５７】図１０は、設計機能部１５が選択された場
合の画面例を示している。図１０に示すように、ユーザ
ーはその判断により制御を変化させ、設計機能部１５は
その制御パラメータのフィードバックゲインや積分ゲイ
ン等を算出する。これにより、ユーザーは自由に制御パ
ラメータを設計することができる。

【００５８】図１１は、極零点表示機能部１６が選択さ
れた場合の画面例を示している。極は、フィードバック
制御における伝達関数の分母（特性方程式）の根であ
り、零点は、伝達関数の分子の根である。極は、制御系
の安定性を決定する重要なものであり、複素平面上の極
と零点の配置を見ることにより、制御系の制御性能の良
否を判断することができる。極零点表示機能部１６は、
図１１に示すように、複素平面をコンピュータ画面上に
表示し、その複素平面上に制御系の極と零点とを表示す
る。これにより、ユーザーは設計した制御パラメータに
よる制御性能を把握することができる。

【００５９】図１２は、シミュレーション機能部１７が
選択された場合の画面例を示している。図１２に示すよ
うに、シミュレーション機能部１７は、制御系の各入出
力データを示す縦軸と時間を示す横軸の画面上に、設計
機能部１５によって設計された制御系の入出力のシミュ
レーション結果を表示する。

【００６０】パラメータ演算手段４の全体の処理の流れ
は図８に示す通りである。すなわち、パラメータ演算手
段４は、メニュー手段７によって起動され、設計機能部
１５は、制御モデル作成手段３から設計前の制御パラメ
ータを入力し、ユーザーに制御パラメータを設計させ、
設計された制御パラメータを送信パラメータ設定手段６
に出力する。また、極零点表示機能部１６は、選択機能
部１８によって選択され、複素平面上に必要に応じて極
零点を表示する。シミュレーション機能部１７は、選択
機能部１８によって選択され、必要に応じてシミュレー
ション結果を表示する。

【００６１】図１３に制御系監視手段５の構成を示す。
図１３に示すように、制御系監視手段５は、トレンド表
示機能部１９と、安定性監視機能部２０とを有してい
る。

【００６２】図１４は、トレンド表示機能部１９が選択
された場合の画面例を示している。図１４に示すよう
に、トレンド表示機能部１９は、コンピュータ画面上に
縦軸入出力、横軸時間の座標面を表示し、その座標面上
に制御系の各入出力の時間経過ごとの値、すなわちトレ
ンドを表示する。これにより、ユーザーは制御パラメー
タの設計による制御系の制御性能を把握することができ
る。

【００６３】次に、送信パラメータ設定手段６について
説明する。送信パラメータ設定手段６は、制御モデル作
成手段３やパラメータ演算手段４で計算された制御パラ
メータを通信手段２を介して多変数制御装置９に送信す
る。また、送信パラメータ設定手段６は、制御系監視手
段５からの制御命令あるいはプラント保護手段８からの
制御命令により、現在の制御パラメータへ変更する前の
制御パラメータあるいは制御中止・開始信号を通信手段
２を介して多変数制御装置９に送信する。

【００６４】図１５に送信パラメータ設定手段６をソフ
トウェアで実現した場合のコンピュータ画面の一例を示
す。

【００６５】図１５に示すように、送信パラメータ設定
手段６はパラメータ演算手段４で演算された制御パラメ
ータの設定値及び前回設定値を表示する制御パラメータ
表示部と、機能選択部とからなる。機能選択部は、ソフ
トスイッチからなり、マウス、トラックボール、タッチ
パネルなどのポインティングデバイスによりボタンを選
択することができる。ソフトスイッチの選択により、パ
ラメータ設定（調整された制御パラメータの多変数制御
装置への送信）、パラメータ復帰（前回値の制御パラメ
ータの多変数制御装置への送信）、制御中止（制御演算
中止指令の送信）、制御開始（制御演算開始指令の送
信）を通信手段２を通し多変数制御装置９に送信する。

【００６６】また、送信パラメータ設定手段６は、制御
系監視手段５あるいはプラント保護手段８からの指令に
よりパラメータ復帰、制御中止の制御命令を通信手段２
を通して多変数制御装置９に送信する。

【００６７】このように、送信パラメータ設定手段６に
より、実際に多変数制御装置９に送信される制御命令が
設定される。

【００６８】次に、通信手段２について説明する。通信
手段２は、制御モデル作成手段３のデータ収集機能部１
０からの信号により制御対象の制御系の入出力データを
多変数制御装置９から受信し、制御モデル作成手段３に
出力すると共に、送信パラメータ設定手段６から出力さ
れた制御パラメータあるいは制御中止／開始等の制御信
号を多変数制御装置９に送信する。

【００６９】メニュー手段７について説明を付加する。
メニュー手段７は上述したソフトウェアでの実現の他に
外部のハードスイッチにより実現することも可能であ
る。

【００７０】また、プラント保護手段８は、外部ハード
スイッチにより実現されており、「パラメータ復帰」、
「制御中止」の２種類のＰＢ（プッシュボタン）で構成
され、「パラメータ復帰」ＰＢを操作することによりパ
ラメータ復帰指令を、「制御中止」ＰＢを操作すること
により制御中止指令をパラメータ設定機能に送信する。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による多変数制御パラメータ調整支援装置は、実機の制
御系の入出力データに基づいて設計モデルを作成し、そ
の制御系モデルによる応答と実機の応答とを比較表示
し、制御モデルの制御性能を分かりやすく把握させる。
さらに、制御モデルの制御パラメータをユーザーに設計
させ、極零点表示やシミュレーション機能により制御パ
ラメータの設計を容易にし、実機の動特性に最適な制御
パラメータを調整させる。

【００７２】これにより、実機の制御系の動特性に最適
な制御パラメータの調整が可能になり、制御系の制御性
能を向上させることができる。

【００７３】また、上記制御パラメータの調整作業中の
プラントの安全性を制御系監視手段やプラント保護手段
により確保し、安全な制御系の運転と詳細な制御パラメ
ータの調整とを両立させることができる。

【００７４】また、上述したように、本発明の多変数制
御パラメータ調整支援装置によれば、制御パラメータの
設計結果は直ちに実機の制御系にフィードバックされ、
その制御結果が直ちに多変数制御パラメータ調整支援装
置にフィードバックされる。これにより、机上設計と調
整作業の無駄な往復がなくなり、効率的なパラメータ調
整が可能となり、調整期間の大幅な短縮化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による多変数制御パラメー
タ調整支援装置の構成とデータ処理の流れとを示すブロ
ック図。

【図２】本発明の制御モデル作成手段の構成とデータ処
理の流れとを示すブロック図。

【図３】本発明の制御モデル作成手段をソフトウェアで
実現した場合の画面の一例を示す図。

【図４】本発明の制御モデル作成手段のデータ収集機能
部をソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示す
図。

【図５】本発明の制御モデル作成手段のモデル条件入力
機能部をソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示
す図。

【図６】本発明の制御モデル作成手段のモデル同定機能
部をソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示す
図。

【図７】本発明の制御モデル作成手段の応答比較機能部
をソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示す図。

【図８】本発明のパラメータ演算手段の構成とデータ処
理の流れとを示すブロック図。

【図９】本発明のパラメータ演算手段をソフトウェアで
実現した場合の画面の一例を示す図。

【図１０】本発明のパラメータ演算手段の設計機能部を
ソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示す図。

【図１１】本発明のパラメータ演算手段の極零点表示機
能部をソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示す
図。

【図１２】本発明のパラメータ演算手段のシミュレーシ
ョン機能部をソフトウェアで実現した場合の画面の一例
を示す図。

【図１３】本発明の制御系監視手段の構成とデータ処理
の流れとを示すブロック図。

【図１４】本発明の制御系監視手段のトレンド表示機能
部をソフトウェアで実現した場合の画面の一例を示す
図。

【図１５】本発明の送信パラメータ設定手段をソフトウ
ェアで実現した場合の画面の一例を示す図。

【符号の説明】

１ 多変数制御パラメータ調整支援装置 ２ 通信手段 ３ 制御モデル作成手段 ４ パラメータ演算手段 ５ 制御系監視手段 ６ 送信パラメータ設定手段 ７ メニュー手段 ８ プラント保護手段 ９ 多変数制御装置 １０ データ収集機能部 １１ モデル条件入力機能部 １２ モデル同定機能部 １３ 応答比較機能部 １４ 選択機能部 １５ 設計機能部 １６ 極零点表示機能部 １７ シミュレーション機能部 １８ 選択機能部 １９ トレンド表示機能部 ２０ 安定性監視機能部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多変数制御装置の制御パラメータの調整作
   業を支援する多変数制御パラメータ調整支援装置におい
   て、 多変数制御装置とのデータ送受信を行う通信手段と、 前記通信手段を介して制御対象の制御系から取得した制
   御系の入出力データと、ユーザーが指定した制御モデル
   作成用の制御モデル条件とから制御モデルを作成する制
   御モデル作成手段と、 制御モデルの制御パラメータをユーザーに設計させ、そ
   の制御パラメータを算出するパラメータ演算手段と、 前記多変数制御装置の制御状態を監視し、制御が不安定
   と判断した場合に制御パラメータの変更あるいは制御の
   停止を命令する制御信号を出力する制御系監視手段と、 前記パラメータ演算手段が算出した制御パラメータある
   いは前記制御系監視手段からの制御信号を入力し、前記
   通信手段を介して前記多変数制御装置へ送信する制御信
   号を設定する送信パラメータ設定手段と、 前記制御モデル作成手段と、パラメータ演算手段と、制
   御系監視手段と、送信パラメータ設定手段のいずれかに
   よる処理を選択するメニュー手段と、 ユーザーの入力により制御パラメータ変更あるいは制御
   中止の強制指令を前記送信パラメータ設定手段に出力す
   るプラント保護手段と、から構成されていることを特徴
   とする多変数制御パラメータ調整支援装置。
2. 【請求項２】前記制御モデル作成手段は、 制御モデル作成のためのデータ収集命令を前記通信手段
   に出力するデータ収集機能部と、 制御モデル作成のためのモデル条件を入力するモデル条
   件入力機能部と、 前記モデル条件入力機能部により入力されたモデル条件
   と、前記制御系の入出力データとから制御モデルの制御
   パラメータを演算するモデル同定機能部と、 制御系の応答と制御モデルの応答とを比較する応答比較
   機能部と、 前記各機能部のいずれかによる処理を選択する選択機能
   部と、を有することを特徴とする請求項１記載の多変数
   制御パラメータ調整支援装置。
3. 【請求項３】前記パラメータ演算手段は、 ユーザーに制御パラメータを設計させる設計機能部と、 前記設計された制御パラメータによる制御系の極と零点
   を複素平面上に表示する極零表示機能部と、 制御系のシミュレーションの実行結果を表示するシミュ
   レーション機能部と、 前記各機能部のいずれかによる処理を選択する選択機能
   部と、を有することを特徴とする請求項１記載の多変数
   制御パラメータ調整支援装置。
4. 【請求項４】前記制御系監視手段は、 制御系の入出力のリアルタイムトレンドを表示するトレ
   ンド表示機能部と、 制御系の入出力データを監視し、制御が不安定と判断し
   た場合に制御パラメータの変更あるいは制御の停止を命
   令する制御信号を前記制御パラメータ設定手段に出力す
   る安定性監視機能部と、を有することを特徴とする請求
   項１記載の多変数制御パラメータ調整支援装置。
5. 【請求項５】前記送信パラメータ設定手段は、 前記制御系監視手段あるいはプラント保護手段の信号に
   より、現在の制御パラメータへ変更する前の制御パラメ
   ータを、前記通信手段を介して前記多変数制御装置に送
   信するように構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の多変数制御パラメータ調整支援装置。