JP4722388B2 - 統合型モデル予測制御機能ブロックおよびオプチマイザ機能ブロックのための設定および閲覧用表示画面 - Google Patents
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Description
Q = 総コスト/プロフィット、
P = AVSおよびCVSと関連するプロフィットベクトル、
C = MVSと関連するコストベクトル、
A = ゲイン行列、
ΔMV = MVSにおける変化量を算出するためのベクトル。
[数3]は、予測ホライゾン(t+p)の終点での出力の予測変化を示し、
[数4]は、プロセス定常状態m×nゲイン行列であり、
[数5]は、制御ホライゾン(t+c)の終点での操作変数における変化量を示す。
UCVは制御変数CVプロセス値におけるユニット変化のためのコストベクトル、
UMVは操作変数MVプロセス値におけるユニット変化のためのコストベクトルである。
設定ポイントがHLで定義されるかまたは最大値が選択される場合、pj=1
補助変数AVに関する構成情報が入力されないと仮定すると、補助変数AVについてはすべてpj=0である。同様に操作変数MVについても、Cj値は好ましい操作変数目標MVTが定義されるかどうかによって異なる。好ましい操作目標MVTが定義される場合は次のようになる。
MVTがLLまたは最小値が選択される場合、Cj=-1
MVTが定義されない場合、Cj=0
所望する場合は、オプチマイザ54をMPCコントローラ52と併せて使用する選択は調整可能であり、それによって最適化の度合いを提供することができる。この機能を実行するために、コントローラ52で用いられる操作変数MVの変化量は、MPCコントローラ52とオプチマイザ54とによって決定された操作変数MVの変化量にさまざまな重み付けをすることによって行うことができる。このような操作変数MVに重み付けを結合させたものを、本明細書において有効MV(MVeff)と称する。有効MVeffは次のように決定することができる。
CV(k)は、制御された出力のpステップ先の予測ベクトル、
R(k)は、pステップ先の基準軌跡(設定ポイント)ベクトル、
ΔMV(k)は、cステップ先の増分制御移動ベクトル、
Γy=diag[Γy 1,・・・,Γy p]は、制御出力誤差のペナルティ行列、
Γu=diag[Γu 1,・・・,Γu c]は、制御移動のペナルティ行列、
pは、予測ホライゾン(ステップ数)、
cは、制御ホライゾン(ステップ数)、
Γoは、オプチマイザにより定義されたMVの目標最適変化量に対する、コントローラ出力の制御ホライゾン上での移動の合計の誤差のペナルティである。
表示を簡潔にするために、目的関数は単一入力/単一出力(SISO)制御として示されている。
ΔMV(k)は時間kにおけるMPCコントローラ出力の変化量、
Kompcは最適化されたMPCコントローラゲイン、
Suはプロセスダイナミック行列である。
ΔMVTはMVの最適目標値の変化量、
ΔCVは最適MVに到達するためのCVの変化量である。CVの変化はCV設定ポイントを管理することにより実行される。
Claims (27)
- プロセスに入力される1又は複数の操作変数を決定する多重入力/多重出力制御ルーチンと、選択された目的関数を最小化又は最大化する統合型オプチマイザとを有する制御ブロックを作成または閲覧するのに用いられる装置であって、
コンピュータ読取り可能媒体に格納されており、前記コンピュータ読取り可能媒体に接続されたプロセッサ上で実行可能とされた、前記目的関数の選択を許可するために動作可能な設定ルーチンを有し、
該設定ルーチンが、
応答曲線情報およびパラメータ情報を格納する格納ルーチンであって、前記応答曲線情報およびパラメータ情報のそれぞれが、前記オプチマイザおよび前記多重入力/多重出力制御ルーチンの一方または両方によって利用される複数の制御変数および補助変数のそれぞれと複数の操作変数のそれぞれとのための情報であり、前記応答曲線情報が、複数の応答曲線を含み、前記応答曲線の各々が前記多重入力/多重出力制御ルーチンにおいて前記操作変数のうちの一つに対する前記制御変数および前記補助変数のうちの一つの応答を定義するよう構成された格納ルーチンと、
表示画面をユーザに提示すべく動作可能な表示ルーチンと、
前記表示画面上で前記操作変数の一つに対して最も応答性のある前記制御変数および前記補助変数のうちの一つをユーザが選択することを可能にする第一のルーチンと、
前記表示画面上でユーザによって選択された前記操作変数の一つに対して最も応答性のある前記変数に従って制御ブロックを作成する第二のルーチンとを含み、
前記表示ルーチンは、実行時に、
少なくとも前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのうちの一つについて格納された前記パラメータ情報をユーザが閲覧可能なスクリーンと、
少なくとも前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのうちのその他のセットに関連するタブであって、前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのうちのその他のセットについて格納された前記パラメータ情報を閲覧するために選択可能なタブと、
前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのそれぞれの変数について格納された前記パラメータ情報と、
格納された前記パラメータ情報の一部としての通信パス名と
を表示する、装置。 - 前記表示ルーチンはユーザにより閲覧される前記応答曲線のサブセットを前記表示画面上に提示すべく動作可能とし、前記応答曲線の前記サブセットは前記操作変数のうちの一つに対する前記制御変数および前記補助変数の各々の応答を有する請求項1記載の装置。
- 前記第一のルーチンは、前記応答曲線のうちの一つを選択することにより、前記操作変数のうちの一つに最も応答性のある前記制御変数および前記補助変数のうちの一つをユーザが選択することを可能にする請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記制御変数および前記補助変数のうちの前もって選択された一つに関連する応答曲線を、該制御変数または該補助変数が前記操作変数のうちの一つに対して最も応答性があるとして前もって選択されたことを示すような方法で表示する請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは第一の設定において、前記操作変数のうちの一つに対する前記制御変数および前記補助変数の各々の応答を含む前記複数の応答曲線のサブセットを表示し、第二の設定において、前記操作変数の各々に対する前記制御変数および前記補助変数のうちの一つの応答を含む前記複数の応答曲線のサブセットを表示するように構成されている請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記操作変数の各々一つに対する前記制御変数および前記補助変数の各々一つの応答曲線を表示し、前記制御変数および前記補助変数の一つに対する応答曲線のみを同時に表示する請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記操作変数の各々一つに対する前記制御変数および前記補助変数の各々一つの応答曲線を表示し、前記操作変数の一つに対する応答曲線のみを同時に表示する請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、ユーザが前記応答曲線のうちの一つをコピーして前記応答曲線のうちのコピーされた一つを他の制御ブロックに貼り付けることを可能とさせる請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのうちの一つに関連する格納された情報と、前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのうちのその他のセットを閲覧すべく選択することが可能な、前記操作変数のセット、前記制御変数のセット、および前記補助変数のセットのうちのその他のセットに関連するタブとをユーザが閲覧することが可能なスクリーンを表示する請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記制御変数のセット、前記補助変数のセット、および前記操作変数のセットのうちの一つ内の各変数に関連する複数のパラメータを表示する請求項9記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記複数のパラメータのうちの一つである変数名を表示する請求項10記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記複数のパラメータのうちの一つである一または複数のリミットを表示する請求項10記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記複数のパラメータのうちの一つである設定ポイントを表示する請求項10記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記複数のパラメータのうちの一つである優先順位指標を表示する請求項10記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記複数のパラメータのうちの一つである、前記オプチマイザによって利用されるプロフィット指標またはコスト指標を表示する請求項10記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、表示された前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数のうちの一または複数をユーザが追加または削除することを可能とさせる請求項9記載の装置。
- 前記格納ルーチンは前記オプチマイザで利用する目的関数のセットを格納し、前記表示ルーチンは、前記表示画面を介して前記目的関数の指標を前記ユーザに表示し、前記オプチマイザ内で利用する前記目的関数として前記目的関数のセットのうちの一つを前記ユーザが選択することを可能とさせる請求項1記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセットに関係する診断情報を表示する診断スクリーンを表示する請求項1記載の装置。
- 前記診断情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数の名称を有する請求項18記載の装置。
- 前記診断情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数の状態指標を有する請求項18記載の装置。
- 前記診断情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数の数値を有する請求項18記載の装置。
- 前記診断情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数のうちの一または複数に対するアラーム指標またはアラート指標を有する請求項18記載の装置。
- 前記表示ルーチンは、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセットに関係する現在の情報を表示する閲覧スクリーンを表示する請求項1記載の装置。
- 前記現在の情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数のうちの一または複数の各々に対する現在値を有する請求項23記載の装置。
- 前記現在の情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数のうちの一または複数の各々に対する予測値を有する請求項23記載の装置。
- 前記現在の情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数のうちの一または複数の各々に対するリミット値を有する請求項23記載の装置。
- 前記現在の情報は、前記制御変数、前記補助変数、および前記操作変数のうちの少なくとも一つのセット内の前記制御変数、前記補助変数、または前記操作変数のうちの一または複数の各々に対する目標値を有する請求項23記載の装置。
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