JPS61237104A - プロセス制御方法 - Google Patents
プロセス制御方法Info
- Publication number
- JPS61237104A JPS61237104A JP7843385A JP7843385A JPS61237104A JP S61237104 A JPS61237104 A JP S61237104A JP 7843385 A JP7843385 A JP 7843385A JP 7843385 A JP7843385 A JP 7843385A JP S61237104 A JPS61237104 A JP S61237104A
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- Japan
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- deviation
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- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
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- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
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- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はたとえば、プラント内に配置されるタンクの水
位を一定に保つ場合等に用いられるプロセス制御方法に
関するものである。
位を一定に保つ場合等に用いられるプロセス制御方法に
関するものである。
第3図に示すようなタンクlの水位を一定制御する場合
、タンクlの水位りを水位設定値Lllvに保りサ<、
水位tIF2からの入力と膜設値3とから、水位調節器
4に設定された所定の制御アルゴリズムにより流出流微
設定値を求め、これを流量調節器6に通知する。流に調
節器6は流量!1t6からの流量現在値と上記流量設定
値とを比較し、その結果流量調節弁7の開度な操作する
。ここで、流量調節器5における時間遅れ要素はほぼ無
視できるので1本系をPI(比例積分)制御1;てフィ
ードバック制御を行なう場合のブロック線図は第4図に
示すようになる。ここでLIIVは水位設定値、Lは水
位現在値、Qは流量現在値e、は水位偏差、KP e
’1制御定数、にはプロセスの比例定数を示す。
、タンクlの水位りを水位設定値Lllvに保りサ<、
水位tIF2からの入力と膜設値3とから、水位調節器
4に設定された所定の制御アルゴリズムにより流出流微
設定値を求め、これを流量調節器6に通知する。流に調
節器6は流量!1t6からの流量現在値と上記流量設定
値とを比較し、その結果流量調節弁7の開度な操作する
。ここで、流量調節器5における時間遅れ要素はほぼ無
視できるので1本系をPI(比例積分)制御1;てフィ
ードバック制御を行なう場合のブロック線図は第4図に
示すようになる。ここでLIIVは水位設定値、Lは水
位現在値、Qは流量現在値e、は水位偏差、KP e
’1制御定数、にはプロセスの比例定数を示す。
従来の制御装置の動作フローを第5図に示す。
制御周期のタイミングで、プロセス値が不感帯W1の範
囲内に入っているかを判定する(ステップ■)。不感帯
の範囲外にある場合は、例えばP−I制御アルゴリズム
等シ:従い、制御信号(操作量)を出力する(ステップ
■)。不感帯の範囲内にあれば、プロセス値は設定値シ
:充分接近しているとみなし、制御信号は出力しないで
1次の制御周期を待つ(ステップ■)。
囲内に入っているかを判定する(ステップ■)。不感帯
の範囲外にある場合は、例えばP−I制御アルゴリズム
等シ:従い、制御信号(操作量)を出力する(ステップ
■)。不感帯の範囲内にあれば、プロセス値は設定値シ
:充分接近しているとみなし、制御信号は出力しないで
1次の制御周期を待つ(ステップ■)。
従来の方法による制御を行なった場合の動作を第6図の
タイムチャートC二より説明する。第6図(、)中直線
10は設定値の付近に設けられる不感帯の値の変化を示
している。この従来例では、不感帯の値は常に一定とし
ている。
タイムチャートC二より説明する。第6図(、)中直線
10は設定値の付近に設けられる不感帯の値の変化を示
している。この従来例では、不感帯の値は常に一定とし
ている。
通常、不感帯は、設定値に幅をもたせることで、プロセ
ス値(現在値)の微小変動(センナノイズ等の外乱)に
対し不要な制御を行なわない様するために設けられる。
ス値(現在値)の微小変動(センナノイズ等の外乱)に
対し不要な制御を行なわない様するために設けられる。
さらに1本系のような積分系に
プロセス(第4図のプロセス伝達関数か−)の場合、制
御出力を切った後も1時間遅れを伴ってプロセス値が変
動するため、その対策として不感帯を設けている。
御出力を切った後も1時間遅れを伴ってプロセス値が変
動するため、その対策として不感帯を設けている。
第6図(b)、(C)でこの動作を説明する。(b)は
水位設定値LBV (図中11 )に対し、一定の不感
帯W。
水位設定値LBV (図中11 )に対し、一定の不感
帯W。
を設けて制御を行なった場合のプロセス値の変動12、
13.14を示す。(c)は流量変更のための制御出力
を行なっているか否かのタイムチャートを示す。
13.14を示す。(c)は流量変更のための制御出力
を行なっているか否かのタイムチャートを示す。
(b)で、プロセス値が不感N wt内に入るt8時刻
以降(、)に示すように、制御出力は停止する。しかし
、上述したように、積分系プロセスに於ては、時間遅れ
が伴なうため、その後もプロセス値はしばらく上昇を続
け、(b)図中曲線13のように設定値り、V付近に落
ち雪くものと期待される。しかしながら、プロセス値が
液絡的(;不感帯内のどの位置に落ち着くかは、系の状
態によって変化するため、(b)図中曲線12.14で
示すように、不感帯W、の範囲いっばいのところで落ち
着くこともある。この場合、プロセス値は不感帯の中に
含まれているといえども所期の目標値からずれた値のi
ま保持されることになる。またプロセス値の外乱に関し
ても、プロセスの状態が変化している時などは、プロセ
ス値そのものも流動的である。通常、外乱等が大きく発
生しやすい制御系でも系が安定しているような状態では
、比較的外乱は発生しにくい性質がある。
以降(、)に示すように、制御出力は停止する。しかし
、上述したように、積分系プロセスに於ては、時間遅れ
が伴なうため、その後もプロセス値はしばらく上昇を続
け、(b)図中曲線13のように設定値り、V付近に落
ち雪くものと期待される。しかしながら、プロセス値が
液絡的(;不感帯内のどの位置に落ち着くかは、系の状
態によって変化するため、(b)図中曲線12.14で
示すように、不感帯W、の範囲いっばいのところで落ち
着くこともある。この場合、プロセス値は不感帯の中に
含まれているといえども所期の目標値からずれた値のi
ま保持されることになる。またプロセス値の外乱に関し
ても、プロセスの状態が変化している時などは、プロセ
ス値そのものも流動的である。通常、外乱等が大きく発
生しやすい制御系でも系が安定しているような状態では
、比較的外乱は発生しにくい性質がある。
つまり、外乱や時間遅れを考慮すると、制御の操作端(
本例では流量調節弁7)の動作回数をなるべく少なくす
るため、安全サイドをとり、通常の不感帯を大きくせざ
るを得ない。しかし不感帯が大きいと、その時の系の状
態によっては、前述の如く大きな不感帯の中で、プロセ
ス値が設定値から大きくシフトした値のま゛まとどまり
、比較的安定した状態を保っているという状況が発生す
る。
本例では流量調節弁7)の動作回数をなるべく少なくす
るため、安全サイドをとり、通常の不感帯を大きくせざ
るを得ない。しかし不感帯が大きいと、その時の系の状
態によっては、前述の如く大きな不感帯の中で、プロセ
ス値が設定値から大きくシフトした値のま゛まとどまり
、比較的安定した状態を保っているという状況が発生す
る。
即ち、従来の装置では、時として不必要に不感帯が大き
いために、制御の精度が悪くなるという欠点がある。
いために、制御の精度が悪くなるという欠点がある。
本発明の目的は、プロセス値が不感帯に入った後、プロ
セス値と設定値の偏差の大小を判定し。
セス値と設定値の偏差の大小を判定し。
偏差が大きい場合にりさ、一時的に不感帯を縮小するこ
とで、プロセス値をより設定値に近ずけるよう修正を加
えるプロセス制御方法を提供することにある。
とで、プロセス値をより設定値に近ずけるよう修正を加
えるプロセス制御方法を提供することにある。
本発明によるプロセス制御方法はプロセス値をある定め
られた設定値になるよう制御するに当り上記設定値に対
する不感帯に対し、上記プロセス値がこの不感帯内に入
った後、設定値とプロセス現在値との偏差の大小を判定
し、この1差が大きい場合は、設定値に対する不感帯幅
を一時的(二縮小し、前記プロセス値がこの小さくなっ
た不感帯に入るように制御するものである。
られた設定値になるよう制御するに当り上記設定値に対
する不感帯に対し、上記プロセス値がこの不感帯内に入
った後、設定値とプロセス現在値との偏差の大小を判定
し、この1差が大きい場合は、設定値に対する不感帯幅
を一時的(二縮小し、前記プロセス値がこの小さくなっ
た不感帯に入るように制御するものである。
以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。
る。
この冥弛例シニおける被制御装置の構成は、例えば第3
図C二示すような構成とする。このような被制御装置に
対する制御方法の動作フローチャートを第1図に示す。
図C二示すような構成とする。このような被制御装置に
対する制御方法の動作フローチャートを第1図に示す。
本フローチャートと第2図のタイムチャートにて本発明
を説明する。
を説明する。
制御タイミングで、まず、プロセス値が通常の不感帯w
1の範囲内(二あるかを判定する(ステップ@)。範囲
内C二あれば何もせず次の制御周期を待つ(ステップ@
)。Wlの範囲外であれば1例えばP−I制御アルゴリ
ズム等に従い、制御信号(操作it)を出力(ステップ
@)シた後、次の制御周期を待つ(ステップ[相])。
1の範囲内(二あるかを判定する(ステップ@)。範囲
内C二あれば何もせず次の制御周期を待つ(ステップ@
)。Wlの範囲外であれば1例えばP−I制御アルゴリ
ズム等に従い、制御信号(操作it)を出力(ステップ
@)シた後、次の制御周期を待つ(ステップ[相])。
そして次の制御周期において不感帯W1の範囲内にプロ
セス値が入っているかを判定しくステップ0)、入って
いれば、ある時間TI待ち(ステップ■)、その後、時
間T。
セス値が入っているかを判定しくステップ0)、入って
いれば、ある時間TI待ち(ステップ■)、その後、時
間T。
の間、プロセス値の設定値LaVl二対する偏差ΔLを
計算する。偏差の計算は例えば時間T、の間、プロセス
現在値を短周期にてサンプリングし、平均をとるなどす
る。あわせて偏差の標準偏差σΔLを求める(ステップ
O)。ここで、前記時間TIはプロセス系の時間遅れを
考慮し、プロセス値が十分C″−落ち着くまでの時間と
して設定しておく。
計算する。偏差の計算は例えば時間T、の間、プロセス
現在値を短周期にてサンプリングし、平均をとるなどす
る。あわせて偏差の標準偏差σΔLを求める(ステップ
O)。ここで、前記時間TIはプロセス系の時間遅れを
考慮し、プロセス値が十分C″−落ち着くまでの時間と
して設定しておく。
求めた偏差ΔLと、予め設定した許容偏差ΔL1.工な
比較する(ステップ0)。偏差が小さいと判定された場
合、即ち、ΔL≦ΔL1.8の場合には、制御良好と判
断し、次の制御周期を待つ(ステップ@l)。゛1差が
大きい場合、即ちΔL〉ΔL3.8の時は、不感帯の幅
を小さくし、W2(< W、 )とする(ステップ[相
])。W、の値は、例えば1差ΔLとΔLの標準偏差σ
ΔLから0くWt<ΔL−σΔLと設定する。このよう
にして不感帯を小さくした後、プロセス値が不感pfr
wtの範囲外になるよう設定する。ただし、標準偏差
σΔLが大きい場合、即ちプロセス値の変動がノイズ等
外乱によって大きい場合には、不感帯の縮小を行なわな
い。
比較する(ステップ0)。偏差が小さいと判定された場
合、即ち、ΔL≦ΔL1.8の場合には、制御良好と判
断し、次の制御周期を待つ(ステップ@l)。゛1差が
大きい場合、即ちΔL〉ΔL3.8の時は、不感帯の幅
を小さくし、W2(< W、 )とする(ステップ[相
])。W、の値は、例えば1差ΔLとΔLの標準偏差σ
ΔLから0くWt<ΔL−σΔLと設定する。このよう
にして不感帯を小さくした後、プロセス値が不感pfr
wtの範囲外になるよう設定する。ただし、標準偏差
σΔLが大きい場合、即ちプロセス値の変動がノイズ等
外乱によって大きい場合には、不感帯の縮小を行なわな
い。
不感帯をw、 +: した後プロセス値がW、の範囲内
に入るまで制御周期ごとに制御信号を出力する(ステッ
プ@@@) )。その後、不感帯はもとの値W1に戻し
Xステップ[相])1次の制御周期を待つ(ステップ[
相])。
に入るまで制御周期ごとに制御信号を出力する(ステッ
プ@@@) )。その後、不感帯はもとの値W1に戻し
Xステップ[相])1次の制御周期を待つ(ステップ[
相])。
以上の動作をタイムチャートにて第2図(a)#(b)
。
。
(c)に示す。(a)は不感帯の変化、(b)はプロセ
ス値の変動、(C)は制御信号出力の有/無を表わして
いる。
ス値の変動、(C)は制御信号出力の有/無を表わして
いる。
不感帯15がWiからW、に変更される時刻t2からプ
ロセス値16はより設定値に近づく方向へ修正が加えら
れる。
ロセス値16はより設定値に近づく方向へ修正が加えら
れる。
本例の場合、第2図(b)に示すように、最初不感帯W
1の境界付近(二落ち着いていたプロセス値が、途中で
一時的に不感帯をWl(<Wl)とする、ことで修正さ
れ、より設定値に近づくことがわかる。
1の境界付近(二落ち着いていたプロセス値が、途中で
一時的に不感帯をWl(<Wl)とする、ことで修正さ
れ、より設定値に近づくことがわかる。
ここで、プロセス値が設定値から大きくシフトしている
かどうかの判定は、前記の例で示したある18時間内の
平均をとる方法の他、プロセス値が不感帯に入っている
間、常に定期的にプロセス値を監視し一定時間毎の平均
を計算し、その平均の変動が少なくなった時点での平均
と設定値を比較する方法でもよい。この場合、不感帯内
でプロセス値の変動が激しい場合などに一時的に13時
間の平均のみで判断するよりも安全である。また。
かどうかの判定は、前記の例で示したある18時間内の
平均をとる方法の他、プロセス値が不感帯に入っている
間、常に定期的にプロセス値を監視し一定時間毎の平均
を計算し、その平均の変動が少なくなった時点での平均
と設定値を比較する方法でもよい。この場合、不感帯内
でプロセス値の変動が激しい場合などに一時的に13時
間の平均のみで判断するよりも安全である。また。
小さな不感帯W、から大きな不感帯W、に戻った後も、
プロセス値と設定値のシフトを監視しつづけることがで
きる。
プロセス値と設定値のシフトを監視しつづけることがで
きる。
以上述べたように、概してプロセス値の変動(ノイズ等
の外乱)が時として比較的大きいとか、系の時間遅れ要
素が大きい、などの制御系に対して、プロセス値が所期
の設定値になるよう制御する場合、頭初の不感帯幅を大
きくとらざるを得ないこと力rある。しかし、このよう
な場合にでも。
の外乱)が時として比較的大きいとか、系の時間遅れ要
素が大きい、などの制御系に対して、プロセス値が所期
の設定値になるよう制御する場合、頭初の不感帯幅を大
きくとらざるを得ないこと力rある。しかし、このよう
な場合にでも。
本発明C二よるプロセス制御装置では、プロセス値が不
感帯(二人ったあと、設定値から大きくシフトした値で
留まっていないかどうかを判定し、シフトが大きく、シ
かも系が安定していると判断した場合に、不感帯な一時
的に小さくして修正をかけるため、プロセス値をより精
度よく設定値に接近させることができる。また、不感帯
な一時的に縮小し、その後また元の不感帯に戻すため、
将来起こりうる系の不安定化による外乱の発生に対して
も、大きな不感帯により対処することができるものであ
る。
感帯(二人ったあと、設定値から大きくシフトした値で
留まっていないかどうかを判定し、シフトが大きく、シ
かも系が安定していると判断した場合に、不感帯な一時
的に小さくして修正をかけるため、プロセス値をより精
度よく設定値に接近させることができる。また、不感帯
な一時的に縮小し、その後また元の不感帯に戻すため、
将来起こりうる系の不安定化による外乱の発生に対して
も、大きな不感帯により対処することができるものであ
る。
第1図は1本発明:二よるプロセス制御方法の一実施例
を示す動作フローチャート、第2図は同じく動作タイム
チャート、第3図は本発明の適用例分野として水位一定
制御を実現するプロセス制御装置の構成例を示す図、第
4図は第3図の制御系のブロック線図、第6図は従来の
プロセス制御装置の動作フローチャート、第6図は従来
のプロセス制御装置の動作タイムチャートである。 W、 、 W、・・・不感帯の大きさ Lsv・・・
設定値(7317)代理人 弁理士 則 近 憲 佑
(ほか1名)第4図
を示す動作フローチャート、第2図は同じく動作タイム
チャート、第3図は本発明の適用例分野として水位一定
制御を実現するプロセス制御装置の構成例を示す図、第
4図は第3図の制御系のブロック線図、第6図は従来の
プロセス制御装置の動作フローチャート、第6図は従来
のプロセス制御装置の動作タイムチャートである。 W、 、 W、・・・不感帯の大きさ Lsv・・・
設定値(7317)代理人 弁理士 則 近 憲 佑
(ほか1名)第4図
Claims (1)
- プロセス値をある定められた設定値になるよう制御する
に当り、上記設定値に対する不感帯に対し、上記プロセ
ス値がこの不感帯内に入つた後、プロセス値と設定値と
の偏差の大小を判定し、この偏差が大なる場合は、設定
値に対する不感帯の大きさを一時的に小さくし、前記プ
ロセス値がこの小さくなつた不感帯に入るように制御す
ることを特徴としたプロセス制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078433A JPH06103445B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | プロセス制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078433A JPH06103445B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | プロセス制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61237104A true JPS61237104A (ja) | 1986-10-22 |
| JPH06103445B2 JPH06103445B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=13661905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60078433A Expired - Lifetime JPH06103445B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | プロセス制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103445B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63310001A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-19 | Hitachi Ltd | 制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50153394U (ja) * | 1974-06-06 | 1975-12-19 |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP60078433A patent/JPH06103445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50153394U (ja) * | 1974-06-06 | 1975-12-19 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63310001A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-19 | Hitachi Ltd | 制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06103445B2 (ja) | 1994-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |