JPS58149503A - 調節計における制御演算方法 - Google Patents
調節計における制御演算方法Info
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- JPS58149503A JPS58149503A JP2184783A JP2184783A JPS58149503A JP S58149503 A JPS58149503 A JP S58149503A JP 2184783 A JP2184783 A JP 2184783A JP 2184783 A JP2184783 A JP 2184783A JP S58149503 A JPS58149503 A JP S58149503A
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-
- 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
- G05B13/024—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 in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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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】
本発明は、プログラム発信器を内蔵したディジタル制御
方式の調節計における制御演算方法に関するものである
。
方式の調節計における制御演算方法に関するものである
。
近年、化学工場における熱処理工程で炉内の温度を自動
的にプロセス制御する際などに、予め記憶されたプログ
ラムバタンに従って各時間に対応した所定の設定値デー
タを出力するプログラム発信器を備え、この設定値と被
制御量を示すデータとから操作量をディジタル演算処理
し、演算結果に応じて制御を行なう調節計が多く使用さ
れるようになっている。
的にプロセス制御する際などに、予め記憶されたプログ
ラムバタンに従って各時間に対応した所定の設定値デー
タを出力するプログラム発信器を備え、この設定値と被
制御量を示すデータとから操作量をディジタル演算処理
し、演算結果に応じて制御を行なう調節計が多く使用さ
れるようになっている。
この場合、被制御系としてのプロセスは、一般に１次な
いし高次の遅れ系であり、しかもむだ時間を伴うものが
多い。このため、安定条件からの逸脱を防ぎながら十分
な応答速度で制御を行なうためにはオンオフ制御または
比例動作による制御のみでは不十分であり、これにさら
に積分および微分動作を加えたＰＩＤ動作が用いられる
。その場合、各被制御系に応じてそれぞれのＰＩＩ）パ
ラメータが決定され、それに基いて上記操作数の演算が
行なわれる。
いし高次の遅れ系であり、しかもむだ時間を伴うものが
多い。このため、安定条件からの逸脱を防ぎながら十分
な応答速度で制御を行なうためにはオンオフ制御または
比例動作による制御のみでは不十分であり、これにさら
に積分および微分動作を加えたＰＩＤ動作が用いられる
。その場合、各被制御系に応じてそれぞれのＰＩＩ）パ
ラメータが決定され、それに基いて上記操作数の演算が
行なわれる。
ところが、同一の被制御系であっても、その制御性は常
に一定とは限ちず、通常はその時め被制御量の大きさ、
例えば温度の高低によって、また被処理物体の差異など
によって、プロセス中の各処理段階（以下セグメントと
称す）ごとに変動する。例えば、炉内の温度を制御する
場合、被制御量としての温度が比較的低い場合と高い場
合とでは最適な制御動作が異なり、しかもその差が相当
に大きくなることもある。
に一定とは限ちず、通常はその時め被制御量の大きさ、
例えば温度の高低によって、また被処理物体の差異など
によって、プロセス中の各処理段階（以下セグメントと
称す）ごとに変動する。例えば、炉内の温度を制御する
場合、被制御量としての温度が比較的低い場合と高い場
合とでは最適な制御動作が異なり、しかもその差が相当
に大きくなることもある。
しかしながら、従来の調節計においては１つのプロセス
では１組のＰ’ＩＩ）パラメータしか設定されないため
、プログラムパターンに泊って制御が行なわれる際に、
この設定されたＰ Ｉ Ｉ）パラメータに適したセグメ
ントでは良好な制御動作が得られるが、他のセグメント
では必ずしも良好な制御動作とはならず、プロセス全体
にわたって適切かつ高梢Ｄ４ｆな制御を行なうことは困
難であった。
では１組のＰ’ＩＩ）パラメータしか設定されないため
、プログラムパターンに泊って制御が行なわれる際に、
この設定されたＰ Ｉ Ｉ）パラメータに適したセグメ
ントでは良好な制御動作が得られるが、他のセグメント
では必ずしも良好な制御動作とはならず、プロセス全体
にわたって適切かつ高梢Ｄ４ｆな制御を行なうことは困
難であった。
本発明はこのようガ事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、プロセスの各セグメントにおける制御動作に差
がある場合にも、プロセス全体にわたって適切かつ高精
度の制御が行なえる調節ｎ１″を提供することにある。
目的は、プロセスの各セグメントにおける制御動作に差
がある場合にも、プロセス全体にわたって適切かつ高精
度の制御が行なえる調節ｎ１″を提供することにある。
このような目的ｆ達成するために、本発明ｔ」１、予め
複数のＰＩＤパラメータを記憶しておき、プログラムバ
タンのセグメントに対応して、す々わちセグメントが変
わるご七にそのセグメントに最適なＰｆｌ）パラメータ
を選択し、こ７″１．ｆ用いてＰｉｌ）制御演′ｓｆ行
なうようにしたものである。
複数のＰＩＤパラメータを記憶しておき、プログラムバ
タンのセグメントに対応して、す々わちセグメントが変
わるご七にそのセグメントに最適なＰｆｌ）パラメータ
を選択し、こ７″１．ｆ用いてＰｉｌ）制御演′ｓｆ行
なうようにしたものである。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す調節計のブロック図
である。図において、アナログ入力部１はアナログ量で
ある炉温の測定値を所定のサンプリング周期ごとに被制
御量であるプロセス変数値（ＰＶ値）として入力し、デ
ィジタル縦に変換してＣＩ）Ｕからなる演算部２に送出
する。一方、メモリ３にｔｉｔ制御演算手順を指定する
通常のプログラムの外に、時間に応じた設定温度値（Ｓ
Ｐ値）（ｉ−規定したプログラムバタンか予め記憶して
あり、演算部２は、図上省略したタイマから送出される
時間信号ｔに応じて、前記アナログ入力部１から取込ん
だＰＶ値とメモリ３から得たＳＰ値とから必要な操作縫
ｆ演算する。この演算結果は操作量出力部４においてア
ナログ量に変換されて壕作菫（ＭＶ値）として出力され
、ＰＶｌｉｉｉｊはその１１１に応じた温度だ゛け調節
ばｉする。なお、上述した説明では簡牟のためＩｊＶ値
がアナログ入力部１を介して直接演算部２に取込まれる
ように述べたが、実際にｔ１図上省略したバスを介して
いったんメモリ３に格納され、演算部２で必安な時に改
めてメモリ３から読出す方法がとられる、 ここで、予めメモリ３に複数のＰＩＤパラメータのリス
トを記憶しておく。そして演算部２は、操作量の演算に
めたりプログラムバタンの各セグメントごとに最適なＰ
Ｉ Ｉ）パラメータを選択し、その選択したパラメー
タと、前記ＰＶ値とＳＰ値との偏差（ト］値）とから操
作ｔを演算する９、例えば、プログラムバタンか第２図
に示したよう在も・のである場合、各セクメ７） １
、 ＩＩ 、 ＩＩ 、 ＩＶ 、 ■ニーｖいてそれ
ぞれに最適なパラメータが選択される。
である。図において、アナログ入力部１はアナログ量で
ある炉温の測定値を所定のサンプリング周期ごとに被制
御量であるプロセス変数値（ＰＶ値）として入力し、デ
ィジタル縦に変換してＣＩ）Ｕからなる演算部２に送出
する。一方、メモリ３にｔｉｔ制御演算手順を指定する
通常のプログラムの外に、時間に応じた設定温度値（Ｓ
Ｐ値）（ｉ−規定したプログラムバタンか予め記憶して
あり、演算部２は、図上省略したタイマから送出される
時間信号ｔに応じて、前記アナログ入力部１から取込ん
だＰＶ値とメモリ３から得たＳＰ値とから必要な操作縫
ｆ演算する。この演算結果は操作量出力部４においてア
ナログ量に変換されて壕作菫（ＭＶ値）として出力され
、ＰＶｌｉｉｉｊはその１１１に応じた温度だ゛け調節
ばｉする。なお、上述した説明では簡牟のためＩｊＶ値
がアナログ入力部１を介して直接演算部２に取込まれる
ように述べたが、実際にｔ１図上省略したバスを介して
いったんメモリ３に格納され、演算部２で必安な時に改
めてメモリ３から読出す方法がとられる、 ここで、予めメモリ３に複数のＰＩＤパラメータのリス
トを記憶しておく。そして演算部２は、操作量の演算に
めたりプログラムバタンの各セグメントごとに最適なＰ
Ｉ Ｉ）パラメータを選択し、その選択したパラメー
タと、前記ＰＶ値とＳＰ値との偏差（ト］値）とから操
作ｔを演算する９、例えば、プログラムバタンか第２図
に示したよう在も・のである場合、各セクメ７） １
、 ＩＩ 、 ＩＩ 、 ＩＶ 、 ■ニーｖいてそれ
ぞれに最適なパラメータが選択される。
この場合、各セグメントの先頭において上記最適なＰＩ
Ｄパラメータが選択されれば当該セグメントの間はその
ＰＩＤパラメータが継続しＣ用いられる。
Ｄパラメータが選択されれば当該セグメントの間はその
ＰＩＤパラメータが継続しＣ用いられる。
また、ＳＰ値を示すものとして実際にメモリ３に記憶さ
れるデータは、一般にはセグメント■のようなソータセ
グメントでは時間長と設定値（ＳＰ値）自体、セグメン
ト１ｖのようなランプセグメントでは時間長と傾斜角デ
ータであり、各セグメントの先頭においてこれらのデー
タが続出され、以後当該セグメント内の各時点における
ＳＰ値はこれらのデータから演算により求めらｉするの
が普通である。
れるデータは、一般にはセグメント■のようなソータセ
グメントでは時間長と設定値（ＳＰ値）自体、セグメン
ト１ｖのようなランプセグメントでは時間長と傾斜角デ
ータであり、各セグメントの先頭においてこれらのデー
タが続出され、以後当該セグメント内の各時点における
ＳＰ値はこれらのデータから演算により求めらｉするの
が普通である。
以上の動作ｆｉ３図のフロー千ヤードを用いて説明する
。
。
演算部２け、スタートするとメモリ３に記憶されたプロ
グラムに従ってステップ１００でイニシャライズ処Ｍを
行なった後、主演算プログラムを実行する。すなわち、
まずステップ１０１でセグメントを決定する。イニシャ
ライズ処理直後のセグメン！・は、プログラムパターン
の最初のセグメン！・１に該当する。次に、ステップ１
０２で当該セグメントの終了まで、一定のサンプリング
周期ごとにアナログ入力部１を介してＰｖ値データを取
込み、そのＰＶ値およびメモリ３にＨｊ？憶されたデー
タから求めたＳＰ値ならびに当該セグメントについて予
め指定されたＰ Ｉ Ｉ）パラメータからＭＶ値を演算
する。すなわち、ＳＰ値からＰＶ値を減算してｌ晶差Ｅ
を求めた後、メモリ３から読込んだ所定の１） Ｉ Ｄ
パラメータを用いてＰＩＩＪｆｌｉＩＪ御演算しＭＶ値
を決定する。
グラムに従ってステップ１００でイニシャライズ処Ｍを
行なった後、主演算プログラムを実行する。すなわち、
まずステップ１０１でセグメントを決定する。イニシャ
ライズ処理直後のセグメン！・は、プログラムパターン
の最初のセグメン！・１に該当する。次に、ステップ１
０２で当該セグメントの終了まで、一定のサンプリング
周期ごとにアナログ入力部１を介してＰｖ値データを取
込み、そのＰＶ値およびメモリ３にＨｊ？憶されたデー
タから求めたＳＰ値ならびに当該セグメントについて予
め指定されたＰ Ｉ Ｉ）パラメータからＭＶ値を演算
する。すなわち、ＳＰ値からＰＶ値を減算してｌ晶差Ｅ
を求めた後、メモリ３から読込んだ所定の１） Ｉ Ｄ
パラメータを用いてＰＩＩＪｆｌｉＩＪ御演算しＭＶ値
を決定する。
次に、ステップ１０３で計時データがプログラムパター
ンの終了時間に達したか否かが確認さね、達していない
ことが確認されハばステップ１０１に戻って次のセグメ
ントが決定きれそのセグメントの終了まで上述したと同
様の制御動作か行なイ）れる。このようにして全セグメ
ントにイつｆ（る火付が終了すればプログラムパターン
終了となり全’＋ｔｉｌＪ御動作は終了となる。
ンの終了時間に達したか否かが確認さね、達していない
ことが確認されハばステップ１０１に戻って次のセグメ
ントが決定きれそのセグメントの終了まで上述したと同
様の制御動作か行なイ）れる。このようにして全セグメ
ントにイつｆ（る火付が終了すればプログラムパターン
終了となり全’＋ｔｉｌＪ御動作は終了となる。
このようにプログラムパターンの各セグメントごとに、
そのセグメントの制御動作に最Ｊｍ々ｉ’ ｉ １．）
パラメータがその都度取出されてＰＩＤ演算が行なわＰ
Ｌるため、プロセスの全体にわたって良好な制御が行な
える。
そのセグメントの制御動作に最Ｊｍ々ｉ’ ｉ １．）
パラメータがその都度取出されてＰＩＤ演算が行なわＰ
Ｌるため、プロセスの全体にわたって良好な制御が行な
える。
例えば、第４図はＰＩＩ）パラメータによって制御動作
が変化する状態をセグメン） Ｉ 、 １１の部分につ
いて示した特性図であるが、実線ｆで示したプログラム
バタンとしてのＳＰ値の軌道によｉ′ＬばセグメンＩ−
１のゾーンでは常温から高温まで急速に温度を上げるよ
うになっており、このように炉および被処理負荷に損害
を与えない範囲で急速に温度が立」これば、炉の稼動効
率を向上させることができる。また、セグメント■のゾ
ーンでは温度を所定の高温で一定に保持するようになっ
ており、この場合ｄ゛例えば■）で示すような外乱が加
わったときに速やかにこれを一定の値に戻す制御動作が
要求される。
が変化する状態をセグメン） Ｉ 、 １１の部分につ
いて示した特性図であるが、実線ｆで示したプログラム
バタンとしてのＳＰ値の軌道によｉ′ＬばセグメンＩ−
１のゾーンでは常温から高温まで急速に温度を上げるよ
うになっており、このように炉および被処理負荷に損害
を与えない範囲で急速に温度が立」これば、炉の稼動効
率を向上させることができる。また、セグメント■のゾ
ーンでは温度を所定の高温で一定に保持するようになっ
ており、この場合ｄ゛例えば■）で示すような外乱が加
わったときに速やかにこれを一定の値に戻す制御動作が
要求される。
ここで、全体を例えばセグメントＩの制御に最適なＰＩ
Ｄパラメータ（、Ｐｌ、ＩＩ、Ｉ）］）によって制御し
た場合、そのＰＶ値の特性は、図中１点鎖線ｇで示した
ようにセグメン）Ｉにおける立上りカ急峻々ためにセグ
メント■のゾーンに切換った時に大きなオーバーシュー
トを生じ、このゾーンにおけるフラットな制御動作を満
足できない。他方、全体をセグメント■の制御に最適な
ＰＩＤパラメータ（Ｐｉ＋、■ｇ、Ｉ）１１）によって
制御した場合には、そのＩ）Ｖ値の特性は図中２点鎖ｍ
ｈで示したように、セグメントＨにおいてフラットなＰ
Ｖ値を保持する必要からセグメン）Ｉにおける立上り時
間が長くなりＳＰ値との間忙大幅なずれを生じる。
Ｄパラメータ（、Ｐｌ、ＩＩ、Ｉ）］）によって制御し
た場合、そのＰＶ値の特性は、図中１点鎖線ｇで示した
ようにセグメン）Ｉにおける立上りカ急峻々ためにセグ
メント■のゾーンに切換った時に大きなオーバーシュー
トを生じ、このゾーンにおけるフラットな制御動作を満
足できない。他方、全体をセグメント■の制御に最適な
ＰＩＤパラメータ（Ｐｉ＋、■ｇ、Ｉ）１１）によって
制御した場合には、そのＩ）Ｖ値の特性は図中２点鎖ｍ
ｈで示したように、セグメントＨにおいてフラットなＰ
Ｖ値を保持する必要からセグメン）Ｉにおける立上り時
間が長くなりＳＰ値との間忙大幅なずれを生じる。
これに対し、本発明によりセグメント■のゾーンではＰ
ｌ、１１．Ｄｌのパラメータ、セグメント■のゾーンで
はＰＲ，Ｉ２．Ｄ２のパラメータを用いてＰＩＤ制御演
算を行なえば、ＰＶ値の特性は破ｄｉで示すようにＳＰ
値に対しきわめて良好な追従性を示す。
ｌ、１１．Ｄｌのパラメータ、セグメント■のゾーンで
はＰＲ，Ｉ２．Ｄ２のパラメータを用いてＰＩＤ制御演
算を行なえば、ＰＶ値の特性は破ｄｉで示すようにＳＰ
値に対しきわめて良好な追従性を示す。
なお、ＰＩＤパラメータは、各セグメントごとに最適な
Ｐ、Ｉ 、Ｄ各パラメータｆ１組として複数組記憶して
おき、選択はその組を指定するという形で行なってもよ
いし、Ｐ、Ｉ、Ｉ）の各パラメータをそれぞれ別個に複
数記憶しておき、選択も直接各パラメータをそれぞれ独
立に指定して行なう方式をとってもよい。
Ｐ、Ｉ 、Ｄ各パラメータｆ１組として複数組記憶して
おき、選択はその組を指定するという形で行なってもよ
いし、Ｐ、Ｉ、Ｉ）の各パラメータをそれぞれ別個に複
数記憶しておき、選択も直接各パラメータをそれぞれ独
立に指定して行なう方式をとってもよい。
なお、以上の説明は炉の温度制御を行なう場合のみを例
に行なったが、本発明はこれに限定さノするものではな
く、例えば流量等の他のＰＶ値を有する制御系に適用し
ても同様の効果を得ることができる。
に行なったが、本発明はこれに限定さノするものではな
く、例えば流量等の他のＰＶ値を有する制御系に適用し
ても同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、プログラムバタ
ンの各セグメントごとに最適なｐＨ）パラメータを設定
するため、プロセスの各段階に応じて最適の制御が行な
え、プロセスの全体にわたって適切かつ高精度の制御を
行なうことができる。
ンの各セグメントごとに最適なｐＨ）パラメータを設定
するため、プロセスの各段階に応じて最適の制御が行な
え、プロセスの全体にわたって適切かつ高精度の制御を
行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例ケ示す調節計のブロック図、
第２図はプログラムバタンの一例を示す図、第３図は制
御動作を斥すフローチャー１・、第４図は制御動作の特
性図である。 １・・・・アナログ入力部、２・・・・削算部、３・俸
・・メモリ、４・・・・操作量出力部。 第３図 第４図 蔚Ｉ″Ｊ′Ｉｔ −
第２図はプログラムバタンの一例を示す図、第３図は制
御動作を斥すフローチャー１・、第４図は制御動作の特
性図である。 １・・・・アナログ入力部、２・・・・削算部、３・俸
・・メモリ、４・・・・操作量出力部。 第３図 第４図 蔚Ｉ″Ｊ′Ｉｔ −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 時間に応じて所望の設定値を規定した連続する複数のセ
グメントからなるプログラムバタンとＰＩＤパラメータ
とを、記憶したメモリと、時間信号に従って被制御系か
ら入力される当該時点における被制御量と前記設定値と
の偏差および前記ＰＩＤパラメータからＰＩＤ制御演算
を行なって必要な操作量を出力する演算装置とを備え、
前記被制御量を前記設定値に追随させるように制御する
調節計において、予めメモリに複数のＰＩＤパラメータ
を記憶しておき、演算装置におけるＰＩＤ制御演算は、
プログラムバタンの各セグメントの先頭において上記複
数のＰＩＤパラメータから当該セグメントに最適なＰＩ
Ｊ）パラメータを選択Ｅ。 で行なうことを特徴とする調節計における制御演算方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2184783A JPS58149503A (ja) | 1983-02-12 | 1983-02-12 | 調節計における制御演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2184783A JPS58149503A (ja) | 1983-02-12 | 1983-02-12 | 調節計における制御演算方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58149503A true JPS58149503A (ja) | 1983-09-05 |
Family
ID=12066485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2184783A Pending JPS58149503A (ja) | 1983-02-12 | 1983-02-12 | 調節計における制御演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58149503A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6215602A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-24 | Omron Tateisi Electronics Co | Ｐｉｄ制御装置 |
| JPS6270904A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Nissei Plastics Ind Co | 温度制御方法 |
| JPS6367601A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-26 | Ohkura Electric Co Ltd | 多重設定形調節計 |
| JPH05346805A (ja) * | 1991-04-03 | 1993-12-27 | Tokyo Gas Co Ltd | プロセスの制御方法 |
| JPH05346806A (ja) * | 1991-04-03 | 1993-12-27 | Tokyo Gas Co Ltd | プロセスの制御方法 |
| JPH0744840U (ja) * | 1995-03-17 | 1995-11-28 | 大倉電気株式会社 | 多重設定形調節計 |
-
1983
- 1983-02-12 JP JP2184783A patent/JPS58149503A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6215602A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-24 | Omron Tateisi Electronics Co | Ｐｉｄ制御装置 |
| JPH0566602B2 (ja) * | 1985-07-12 | 1993-09-22 | Omron Tateisi Electronics Co | |
| JPS6270904A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Nissei Plastics Ind Co | 温度制御方法 |
| JPS6367601A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-26 | Ohkura Electric Co Ltd | 多重設定形調節計 |
| JPH05346805A (ja) * | 1991-04-03 | 1993-12-27 | Tokyo Gas Co Ltd | プロセスの制御方法 |
| JPH05346806A (ja) * | 1991-04-03 | 1993-12-27 | Tokyo Gas Co Ltd | プロセスの制御方法 |
| JPH0744840U (ja) * | 1995-03-17 | 1995-11-28 | 大倉電気株式会社 | 多重設定形調節計 |
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