JP7089335B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
SPn=(Hn-Ln)/100×MVn-1+Ln ・・・(1)
式(1)において、MVn-1は主制御部から出力された操作量、Hn(%)は副制御部目標値スケーリング・リミット上限値、Ln(%)は副制御部目標値スケーリング・リミット下限値である。
SPn=(Hn-Ln)/100×MVn-1+Ln+SPn-1 ・・・(2)
SPn=(Hn-Ln)/100×MVn-1+Ln+PVn-1 ・・・(3)
本発明は、主制御部から出力される操作量MVi-1を副制御部目標値SPiに変換する際、主制御部操作量MVi-1と副制御部目標値SPiとに依存関係がある場合、つまりは独立変数である主制御部操作量MVi-1が決定されると従属変数である副制御部目標値SPiが決定される関係にある場合に、主制御部目標値SPi-1と副制御部目標値SPiの物理量の違いをパラメータ設定によって吸収することを可能とした制御装置である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置は、縦続接続されたn(nは2以上の整数)個の制御部11~1nと、(i-1)次(iは2~nの整数)制御部1i-1とi次制御部1iとの間に設けられ、(i-1)次制御部1i-1によって算出された操作量MVi-1をi次制御部1iの目標値SPiに変換する(n-1)個の目標値変換部22~2nと、目標値変換部22~2nのパラメータを設定するパラメータ設定部3とから構成される。
1次制御部11の制御量PV1は、1次プロセス41に設けられたセンサ(不図示)によって計測され、1次制御部11に入力される(図3ステップS101)。
SP2=(H2-L2)/100×MV1+SP1×R2+B2 ・・・(4)
なお、2次目標値変換部22は、1次制御部目標値SP1の代わりに、1次制御部制御量PV1を用いる以下の式(5)により2次制御部目標値SP2を算出するようにしてもよい。
SP2=(H2-L2)/100×MV1+PV1×R2+B2 ・・・(5)
2次制御部12は、目標値SP2と制御量PV2とを入力として、制御量PV2が目標値SP2と一致するように周知のPID制御演算により操作量MV2を算出する(図3ステップS105)。
SP3=(H3-L3)/100×MV2+SP2×R3+B3 ・・・(6)
なお、3次目標値変換部23は、2次制御部目標値SP2の代わりに、2次制御部制御量PV2を用いる以下の式(7)により3次制御部目標値SP3を算出するようにしてもよい。
SP3=(H3-L3)/100×MV2+PV2×R3+B3 ・・・(7)
SPn=(Hn-Ln)/100×MVn-1+SPn-1×Rn+Bn ・・・(8)
なお、n次目標値変換部2nは、(n-1)次制御部目標値SPn-1の代わりに、(n-1)次制御部制御量PVn-1を用いる以下の式(9)によりn次制御部目標値SPnを算出するようにしてもよい。
SPn=(Hn-Ln)/100×MVn-1+PVn-1×Rn+Bn ・・・(9)
SPi=(Hi-Li)/100×MVi-1+SPi-1×Ri+Bi ・・・(10)
SPi=(Hi-Li)/100×MVi-1+PVi-1×Ri+Bi ・・・(11)
n次制御部1nは、目標値SPnと制御量PVnとを入力として、制御量PVnが目標値SPnと一致するように周知のPID制御演算により操作量MVnを算出してn次プロセス4nに出力する(図3ステップS109)。操作量MVnの出力先は例えばバルブ等の操作端となる。
以上のようなステップS100~S109の処理を、制御装置の動作が終了するまで(図3ステップS110においてYES)、制御周期毎に繰り返し実行する。
ここでは、(i-1)次制御部1i-1(iは2~nの整数)を主制御部、後段のi次制御部1iを副制御部として代表的に説明する。
SPi=SPi-1×Ri+Bi ・・・(12)
SP’i=SP’i-1×Ri+Bi ・・・(13)
Ri=(SPi-SP’i)/(SPi-1-SP’i-1) ・・・(14)
Bi=SPi-SPi-1×Ri ・・・(15)
上下限初期設定部32(iは2~nの整数)は、i次目標値変換部2i毎にステップS202の処理を実施すればよい。
全てのi次目標値変換部2iについてステップS204,S205の処理が終わった時点で(図4ステップS206においてYES)、パラメータ設定部3の処理が終了する。
20=3000×R2+B2 ・・・(16)
40=5000×R2+B2 ・・・(17)
Claims (3)
- n(nは2以上の整数)個の制御部が縦続接続されたカスケード制御系の制御装置において、
それぞれ目標値と制御量とを入力として操作量を算出するように構成されたn個の前記制御部と、
(i-1)次(iは2~nの整数)制御部とi次制御部との間に設けられ、(i-1)次制御部によって算出された操作量をi次制御部の目標値に変換するように構成された(n-1)個の目標値変換部と、
これら目標値変換部のパラメータを設定するように構成されたパラメータ設定部とを備え、
n個の前記制御部のうち、1次から(n-1)次の各制御部は、算出した操作量を直後の前記目標値変換部に出力し、最終段のn次の制御部は、算出した操作量を制御対象の操作端に出力し、
各目標値変換部は、(i-1)次制御部の目標値をSP i-1 、(i-1)次制御部の制御量をPV i-1 、(i-1)次制御部によって算出された操作量をMV i-1 、i次制御部の目標値をSP i 、予め設定されたi次制御部目標値スケーリング・リミット上限値をH i 、予め設定されたi次制御部目標値スケーリング・リミット下限値をL i 、(i-1)次制御部の目標値SP i-1 または制御量PV i-1 に乗じるパラメータであるレシオをR i 、定数項となるバイアスをB i としたとき、SP i =(H i -L i )/100×MV i-1 +SP i-1 ×R i +B i 、またはSP i =(H i -L i )/100×MV i-1 +PV i-1 ×R i +B i により、(i-1)次制御部によって算出された操作量MV i-1 をi次制御部の目標値SP i に変換し、
前記パラメータ設定部は、
過去のデータ取得時に(i-1)次制御部の目標値SP i-1 が第1の値から第2の値に変更されたときの前記第1、第2の値と、この目標値SP i-1 の変更前後のそれぞれについて取得された、整定時のi次制御部の目標値SP i とを含む既知のデータに基づいて、前記レシオR i とバイアスB i とをi次目標値変換部毎に算出するように構成されたレシオ・バイアス算出部と、
このレシオ・バイアス算出部によってi次目標値変換部毎に算出されたレシオR i とバイアスB i とをそれぞれ対応するi次目標値変換部に設定するように構成されたレシオ・バイアス設定部とを含むことを特徴とする制御装置。 - n(nは2以上の整数)個の制御部が縦続接続されたカスケード制御系の制御装置において、
それぞれ目標値と制御量とを入力として操作量を算出するように構成されたn個の前記制御部と、
(i-1)次(iは2~nの整数)制御部とi次制御部との間に設けられ、(i-1)次制御部によって算出された操作量をi次制御部の目標値に変換するように構成された(n-1)個の目標値変換部と、
これら目標値変換部のパラメータを設定するように構成されたパラメータ設定部とを備え、
n個の前記制御部のうち、1次から(n-1)次の各制御部は、算出した操作量を直後の前記目標値変換部に出力し、最終段のn次の制御部は、算出した操作量を制御対象の操作端に出力し、
各目標値変換部は、(i-1)次制御部の目標値をSP i-1 、(i-1)次制御部の制御量をPV i-1 、(i-1)次制御部によって算出された操作量をMV i-1 、i次制御部の目標値をSP i 、予め設定されたi次制御部目標値スケーリング・リミット上限値をH i 、予め設定されたi次制御部目標値スケーリング・リミット下限値をL i 、(i-1)次制御部の目標値SP i-1 または制御量PV i-1 に乗じるパラメータであるレシオをR i 、定数項となるバイアスをB i としたとき、SP i =(H i -L i )/100×MV i-1 +SP i-1 ×R i +B i 、またはSP i =(H i -L i )/100×MV i-1 +PV i-1 ×R i +B i により、(i-1)次制御部によって算出された操作量MV i-1 をi次制御部の目標値SP i に変換し、
前記パラメータ設定部は、
過去のデータ取得時に(i-1)次制御部の目標値SP i-1 が第1の値から第2の値に変更されたときの前記第1、第2の値と、この目標値SP i-1 の変更前後のそれぞれについて取得された、整定時のi次制御部の目標値SP i とを含む既知のデータに基づいて、前記レシオR i とバイアスB i とをi次目標値変換部毎に算出するように構成されたレシオ・バイアス算出部と、
このレシオ・バイアス算出部によってi次目標値変換部毎に算出されたレシオR i とバイアスB i とをそれぞれ対応するi次目標値変換部に設定するように構成されたレシオ・バイアス設定部と、
初段の1次制御部の目標値SP 1 の変更に対して(i-1)次制御部の制御量PV i-1 の所望の制御応答が得られることを条件として、i次制御部目標値スケーリング・リミット上下限幅が可能な限り狭くなるように、前記i次制御部目標値スケーリング・リミット上限値H i と前記i次制御部目標値スケーリング・リミット下限値L i とをi次目標値変換部毎に決定するように構成された上下限値決定部と、
この上下限値決定部によってi次目標値変換部毎に決定されたi次制御部目標値スケーリング・リミット上限値H i とi次制御部目標値スケーリング・リミット下限値L i とをそれぞれ対応するi次目標値変換部に設定するように構成された上下限値設定部とを含むことを特徴とする制御装置。 - 請求項1または2記載の制御装置において、
前記レシオ・バイアス算出部は、過去のデータ取得時の(i-1)次制御部の目標値の第1の値をSPi-1、第2の値をSP’i-1、(i-1)次制御部の目標値が第1の値SPi-1の場合の整定時のi次制御部の目標値をSPi、(i-1)次制御部の目標値が第1の値SPi-1から第2の値SP’i-1に変更された場合の整定時のi次制御部の目標値をSP’ i としたとき、Ri=(SPi-SP’i)/(SPi-1-SP’i-1)、Bi=SPi-SPi-1×Riにより、レシオRiとバイアスBiとを算出することを特徴とする制御装置。
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JP2018141225A JP7089335B2 (ja) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | 制御装置 |
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