JPS63310001A - Control equipment - Google Patents
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- JPS63310001A JPS63310001A JP14605787A JP14605787A JPS63310001A JP S63310001 A JPS63310001 A JP S63310001A JP 14605787 A JP14605787 A JP 14605787A JP 14605787 A JP14605787 A JP 14605787A JP S63310001 A JPS63310001 A JP S63310001A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、制御装置に係り、特に制御操作端（以下単に
操作端と称する）の寿命延命に好適なものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device, and particularly to one suitable for extending the life of a control operating end (hereinafter simply referred to as an operating end).
一般に、プロセス量などの被制御量を所望の目標値に高
い精度で追従制御することが重要視されており、例えば
、蒸気タービンの昇速制御をする過程においては、制御
目標値に対してプロセス量の変動分を考慮しながら、タ
ービン流入蒸気量の調節弁をきめ細かく駆動操作するこ
とがなされている（特開昭６０−４５２８８号公報、特
開昭５９−１６４８５号公報、特開昭５８−２５８４２
号公報）。In general, it is important to control controlled quantities such as process quantities to follow desired target values with high precision.For example, in the process of increasing the speed of a steam turbine, the process The control valve for regulating the amount of steam flowing into the turbine is operated in a precise manner while taking into account the fluctuations in the amount of steam flowing into the turbine. 25842
Publication No.).
しかしながら、きめ細かく制御すると、必然的に調節弁
などのアクチュエータの操作頻度が高くなり、それらア
クチュエータなどを含めた操作端の可動部の摩耗などに
よる寿命低下カζ生ずるという問題がある。However, fine control inevitably increases the frequency of operation of actuators such as control valves, and there is a problem in that the movable parts of the operating end, including these actuators, are worn out, resulting in a shortened lifespan.
例えば、操作端にはモータなどを用いた電動式のものや
、油圧式もしくは空気式のアクチュエータを有してなる
ものが用いられており、これらの操作端は制御目標値と
被制御量との偏差に基づいて、駆動回路などの調節制御
手段を介して間歇的に駆動操作されることがなされてい
る。しかして、きめ細かく制御すると、電動式のものに
おいてはモータの起動停止回数の頻度が高くなり、この
ような操作頻度にロータの熱的寿命が消費されるととも
に、電力をオン・オフするしゃ断器などのｈ命が消費さ
れることになる。他方、油圧式あるいは空気式のものに
あっても、操作信号はパルス的なきめの細かい信号とな
り、それに追従して駆動される操作端の可動部の寿命が
消費されることになる。For example, the operating end is electrically powered using a motor, or has a hydraulic or pneumatic actuator, and these operating ends are used to control the relationship between the control target value and the controlled variable. Based on the deviation, the drive operation is performed intermittently via an adjustment control means such as a drive circuit. However, when finely controlled, the frequency of starting and stopping the motor increases in electric motors, and this frequency of operations consumes the thermal life of the rotor, and requires the use of circuit breakers to turn on and off the power. hours of life will be consumed. On the other hand, even in the case of a hydraulic or pneumatic type, the operation signal is a pulse-like fine-grained signal, which consumes the life of the movable part of the operating end that is driven in accordance with the signal.
つまり、制御性を追求してきめ細かな制御をすると、操
作端の機器の寿命が早く消費され、それら機器の補修の
周期が短かくなり、プラントなどの装置全体の耐用年数
が短かくなるなどの問題のほか、操作頻度が著しく高い
場合には、交換補修の時期以前に機器が損偏して装置全
体を稼動することができないという問題も生ずることに
なる。In other words, if we pursue fine-grained control in pursuit of controllability, the lifespan of the equipment at the operating end will be used up quickly, the repair cycle of these equipment will be shortened, and the service life of the entire equipment such as plants will be shortened. In addition to this problem, if the operation frequency is extremely high, there will be a problem that the equipment will be damaged before the time for replacement and repair, making it impossible to operate the entire system.
本発明の目的は、制御精度などの制御性をある程度保持
しつつ、操作端の寿命を延ばすことができる制御装置を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a control device that can extend the life of an operating end while maintaining controllability such as control accuracy to some extent.
本発明は、上記目的を達成するため、制御目標値と被制
御量のフィードバック値との偏差を求める減算手段と、
この偏差を零にすべく当該偏差に基づいて操作端を間歇
的に駆動する操作信号を生成する調節制御手段と、を含
んでなる制御装置において、前記偏差の絶対値が設定値
以下の場合は零を出力する不感帯と、当該設定値を超え
た場合には当該偏差に比例した偏差信号を出力する比例
帯とを有してなる感度調節手段を、前記減算手段と前記
調節制御手段の間に挿入し、前記不感帯の設定値を制御
状態に応じて可変設定する感度設定手段を設けたことを
特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention includes a subtraction means for calculating the deviation between the control target value and the feedback value of the controlled variable;
In a control device that includes an adjustment control means that generates an operation signal for intermittently driving the operating end based on the deviation in order to reduce the deviation to zero, when the absolute value of the deviation is less than or equal to a set value, A sensitivity adjustment means having a dead band that outputs zero and a proportional band that outputs a deviation signal proportional to the deviation when the set value is exceeded is provided between the subtraction means and the adjustment control means. The present invention is characterized in that a sensitivity setting means is inserted to variably set the set value of the dead zone according to the control state.
このように構成することにより、偏差が不感帯に含まれ
るときには、調節制御手段に入力される偏差信号が零に
保持され、不感帯を超えるような大きな偏差に達しなけ
れば操作端は駆動されないことになる。しかし、不感帯
を広く設定すると制御精度が低下するので、本発明にお
いては、制御状態に応じて不感帯を可変設定することに
より、制御精度を要求される場合には不感帯の幅を狭く
設定し、制御精度をある低度無視できる状態の場合には
不感帯の幅を広く設定するようにしている。With this configuration, when the deviation is included in the dead zone, the deviation signal input to the adjustment control means is held at zero, and the operating end is not driven unless the deviation exceeds the dead zone. . However, if the dead zone is set wide, the control accuracy decreases, so in the present invention, the dead zone is variably set according to the control state, and when control accuracy is required, the width of the dead zone is set narrow, and the control When the accuracy is negligible to a certain degree, the width of the dead zone is set wide.
これにより操作端の操作頻度を低減して寿命を延ばすこ
とが可能になる。This makes it possible to reduce the frequency of operation of the operating end and extend its life.
なお、不感帯の幅を制御状態に応じて設定する方法とし
て、運転員が手動により操作する方法や操作端の操作頻
度を検出してその頻度の増減に合わせて不感帯の幅を増
減する方法、あるいは制御目標値の変化率または制御目
標値とその限界値などに応じて設定する方法によること
ができる。The width of the dead zone can be set according to the control status by a method in which an operator manually operates it, a method in which the frequency of operation of the operating end is detected and the width of the dead zone is increased or decreased in accordance with the increase or decrease in frequency, or This can be set according to the rate of change of the control target value or the control target value and its limit value.
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.
第１図に本発明の一実施例のブロック構成図を示す。図
示のように、本実施例は、減算器１．感度調節部２．感
度設定部３．調節制御手段としての調節部４および操作
信号出力部５を含んで構成されており、減算器１は、プ
ロセス検出器６により検出された被制御量のフィードバ
ック値とそれに対応する制御目標値をつき合わせてその
偏差Ｄ１を求め、感度調節部２に出力する。感度調節部
２は、入力される偏差ＤＡの絶対値が設定値以下の場合
には、零を出力するようにされた不感帯と、その設定値
を超えた場合には入力される偏差Ｄｉに比例した偏差信
号Ｄｚを出力する比例帯とを有してなるものとされてお
り、その設定値は、感度設定部３から出力される設定指
令信号Ｓによって可変設定されるようになっている。こ
のように感度調節された偏差信号Ｄｚは、調節部４に送
られ、ここにおいて主に比例積分処理されたのち、操作
信号出力部５を介して操作端７に出力される。FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, subtracters 1. Sensitivity adjustment section 2. Sensitivity setting section 3. It is configured to include an adjustment section 4 as an adjustment control means and an operation signal output section 5, and the subtracter 1 calculates the feedback value of the controlled variable detected by the process detector 6 and the corresponding control target value. In addition, the deviation D1 is determined and outputted to the sensitivity adjustment section 2. The sensitivity adjustment section 2 has a dead zone that outputs zero when the absolute value of the input deviation DA is less than a set value, and a dead zone that outputs zero when the absolute value of the input deviation DA exceeds the set value. The set value of the proportional band is variably set by a setting command signal S output from the sensitivity setting section 3. The deviation signal Dz whose sensitivity has been adjusted in this way is sent to the adjustment section 4, where it is mainly subjected to proportional and integral processing, and then outputted to the operation end 7 via the operation signal output section 5.
操作端７に出力される操作信号は、例えば第２図に示す
ようなものである。すなわも、同図（ａ）に示十ように
、それぞれ偏差に応じたパルス幅ＴＩ。The operation signal outputted to the operation end 7 is as shown in FIG. 2, for example. In other words, as shown in FIG. 10(a), the pulse width TI corresponds to each deviation.
Ｔ２．Ｔａを有するパルス状の操作信号により間歇的に
駆動操作される。また、操作端によっては。T2. The drive operation is performed intermittently by a pulse-like operation signal having Ta. Also, depending on the operating end.
同図（ｂ）に示すように、一定周期のパルス列信号を用
い、その連続するパルスの数を同図（ａ）のパルス幅Ｔ
ｌ 、Ｔ２ 、Ｔａに対応したものとして、操作信号を
形成することもできる。なお、同図（ｂ）のような場合
には、操作端７はパルス列が連続している時間帯Ｔ１
ｐ Ｔ２ ｔ Ｔｓではそれぞれ連続的に駆動されるよ
うになっている。また、第１図には、操作端７の一例と
して、蒸気タービンの速度制御に係る蒸気加減弁に適用
したものについて示したが、これに限らず、各種の流量
または圧力調節弁２位置制御アクチュエータ、回転数制
御アクチュエータなどのように、偏差信号に基づいて変
位９回転などの運動量が操作される操作 ・端に適用で
きることはいうまでもない。なお、第１図の場合の被制
御量は、タービン速度となる。As shown in Figure (b), a pulse train signal with a constant period is used, and the number of consecutive pulses is calculated by the pulse width T in Figure (a).
It is also possible to form operation signals corresponding to l, T2, and Ta. In addition, in the case as shown in FIG.
p T2 t Ts are respectively driven continuously. Further, although FIG. 1 shows an example of the operation end 7 applied to a steam control valve related to speed control of a steam turbine, the actuator is not limited to this and can be applied to various flow rate or pressure control valve two-position control actuators. It goes without saying that the present invention can be applied to operations and ends where the amount of momentum, such as displacement 9 rotations, is manipulated based on a deviation signal, such as a rotation speed control actuator. Note that the controlled variable in the case of FIG. 1 is the turbine speed.
上記感度調節部２と感度設定部３の詳細な構成図を第３
図に示す。図示のように、感度調節部２は、２つの関数
発生器２１．２２と切換えスイッチ２３を含んで形成さ
れている。それぞれの関数発生器２１．２２は、入力さ
れる偏差Ｄ１に対し一定の相関を有する偏差信号Ｄ２１
？ Ｄｚｚをそれぞれ出力するようになっている。す
なわち、関数発生器２１．２２は、入力される偏差Ｄ１
の絶対値がそれぞれ設定値δ１，６２以下のときは、Ｄ
Ｚ１＝Ｏ，Ｄｚｚ＝Ｏの出力となり、それらの設定値δ
１．δ２を超えるときは、一定のゲインに１゜ｋ２を乗
じた偏差信号Ｄｚ１＝ｋｔ・ｏｌ、Ｄｚｚ：に２・Ｄｌ
を出力するようになっている。つまり、偏差Ｄ１の絶対
値が設定値δｌ、δ２により定まる不感帯にあるときは
、偏差信号を零にし、その不感帯を超えた比例帯にある
ときは、偏差Ｄ１に比例した信号を出力するように形成
されている。なお、本実施例では、δ１〉δ２に設定さ
れており。The detailed configuration diagram of the sensitivity adjustment section 2 and sensitivity setting section 3 is shown in the third section.
As shown in the figure. As shown in the figure, the sensitivity adjustment section 2 includes two function generators 21 and 22 and a changeover switch 23. Each of the function generators 21 and 22 generates a deviation signal D21 having a constant correlation with the input deviation D1.
? Dzz is output respectively. That is, the function generators 21 and 22 receive the input deviation D1
When the absolute value of is less than the set value δ1, 62, respectively, D
Z1=O, Dzz=O output, and their set value δ
1. When it exceeds δ2, the deviation signal Dz1 = kt・ol, which is a constant gain multiplied by 1°k2, Dzz: to 2・Dl
It is designed to output . In other words, when the absolute value of the deviation D1 is in the dead band determined by the set values δl and δ2, the deviation signal is set to zero, and when it is in the proportional band beyond the dead band, a signal proportional to the deviation D1 is output. It is formed. In this embodiment, δ1>δ2 is set.
あとで述べるように、関数発生器２１は寿命優先の場合
に用いられ、関数発生器２２は制御性優先の場合に用い
られるようになっている。そして、この選択は、感度設
定部３により切換えスイッチ２３を切り換えることによ
ってなされる。As will be described later, the function generator 21 is used when life is prioritized, and the function generator 22 is used when controllability is prioritized. This selection is made by switching the changeover switch 23 using the sensitivity setting section 3.
感度設定部３は、第３図に示すように、検出された操作
端７の操作頻度に基づいて、切換えスイッチ２３を切り
換えるように構成されている。すなわち、操作信号出力
部５の出力信号を取り込み、操作端７の間歇駆動の回数
を計数する操作回数計数回路３１と、これにより計数さ
れた操作回数ｎに基づいて操作頻度を計算する操作頻度
計算回路３２と、これにより求められた操作頻度ｆと、
頻度設定器３３に設定された２つの設定値ｆＩ（。As shown in FIG. 3, the sensitivity setting unit 3 is configured to switch the changeover switch 23 based on the detected frequency of operation of the operating end 7. That is, an operation frequency calculation circuit 31 that takes in the output signal of the operation signal output section 5 and counts the number of intermittent driving of the operation end 7, and an operation frequency calculation circuit that calculates the operation frequency based on the number of operations n counted by this circuit. The circuit 32, the operation frequency f determined thereby,
Two setting values fI (.
ｆＬとの大小関係を比較する比較回路３４と、この比較
結果に基づいて、前記切換えスイッチ２３に切換え信号
Ｓを出力する切換えスイッチ操作回路３５を含んで形成
されている。操作回数計数回路３１は、操作信号に基づ
いて、間歇的に駆動される操作端７の運転停止を１回と
して操作回数を計数する機能を有しており、第２図（ａ
Ｌ （ｂ）に示すようなデジタル的に操作されるものに
あつては、Ｔ １１ Ｔ ２ ｐ Ｔ ３に対応する駆
動操作を１回として計数し、第２図（Ｃ）に示すような
アナログ制御の場合には、操作信号の変化率の極性変化
を繰作回数ｎとして計数するようになっている。It is formed to include a comparison circuit 34 that compares the magnitude relationship with fL, and a changeover switch operation circuit 35 that outputs a changeover signal S to the changeover switch 23 based on the comparison result. The operation number counting circuit 31 has a function of counting the number of operations based on the operation signal, with one stop of operation of the operating end 7 that is driven intermittently, as shown in FIG. 2(a).
For digitally operated devices as shown in L (b), the drive operation corresponding to T 11 T 2 p T 3 is counted as one operation, and analog In the case of control, the polarity change of the rate of change of the operation signal is counted as the number of operations n.
操作頻度計算回路３２は、所定の一定周期で操作回数ｎ
を取り込み、単位時間当りの操作頻度ｆを算出して出力
する。頻度設定器３３には、２つの規定頻度ｆＨ，ｆし
が設定されており、それらはｆ ｏ 、＞ ｆ Ｌに設
定されている。このように２つの規定頻度を設定したの
は、あとで述べるように、切り換えに伴うヒステリシス
特性をもたせるためである。切換えスイッチ操作回路３
５は、比較回路３４から出力される比較結果に基づいて
、■ｆ ＞ ｆ Ｈの場合は、切換えスイッチ２３をａ
側に切換え、寿命優先にかかる関数発生器２１を選択す
る。The operation frequency calculation circuit 32 calculates the number of operations n in a predetermined constant cycle.
is taken in, and the operation frequency f per unit time is calculated and output. Two prescribed frequencies fH and fL are set in the frequency setter 33, and they are set to f o and >f L. The reason why the two specified frequencies are set in this way is to provide hysteresis characteristics accompanying switching, as will be described later. Changeover switch operation circuit 3
5 is based on the comparison result output from the comparison circuit 34, and if f>fH, the changeover switch 23 is set to a.
to select the function generator 21 that gives priority to the life span.
■ｆ ＜ ｆ Ｌの場合は、切換えスイッチ２３をｂ側
に切り換え、制御性優先にかかる関数発生器２２を選択
する。(2) In the case of f < f L, the selector switch 23 is switched to the b side, and the function generator 22 that gives priority to controllability is selected.
■ｆし≦ｆ≦ｆｏの場合は、切換えスイッチ２３の状態
を現状に保持する。(2) If f≦f≦fo, the state of the changeover switch 23 is maintained at the current state.
このように構成されることから、感度調節部２の感度が
制御性優先にかかる関数発生器２２が選択されている状
態において、操作端７はδ２に対応した微小な偏差Ｄ１
に基づいて、きめ細かく駆動操作される。この場合にお
いて、操作頻度ｆが規定頻度ｆＨを超える値に達すると
、切換えスイッチ操作回路３５を介して、切換えスイッ
チ２３がａ側に切り換えられ、感度調節部２は、寿命優
先モード、すなわち関数発生器２１に切り換えられる。With this configuration, when the function generator 22 in which the sensitivity of the sensitivity adjustment section 2 prioritizes controllability is selected, the operating end 7 adjusts the minute deviation D1 corresponding to δ2.
Based on this, detailed drive operations are performed. In this case, when the operation frequency f reaches a value exceeding the specified frequency fH, the changeover switch 23 is switched to the side a via the changeover switch operation circuit 35, and the sensitivity adjustment section 2 is set to the life priority mode, that is, the function generation mode. It is switched to the device 21.
これにより、ある程度大きな偏差ＤＩ（Ｄｉ〉δ１）に
達しなければ、操作端７に操作信号が出力されず、これ
によって操作端７の操作頻度が低減されることになる。As a result, the operation signal is not output to the operating end 7 unless the deviation DI (Di>δ1) which is large to a certain extent is reached, thereby reducing the frequency of operation of the operating end 7.
このようにして低減された操作回数ｎは、操作回数計算
回路３１により計数され、それに基づいて算出された操
作頻度ｆが規定頻度ｆしよりも大きい場合（ｆ＞ｆし）
は、切換えスイッチ操作回路３５を介して切換えスイッ
チ２３の状態は、ａ側に切り換えられたまま保持される
。一方、操作頻度ｆが規定頻度ｆＬ未満に低下した場合
は、切換えスイッチ操作回路３５により切換えスイッチ
２３はｂ側に切り換えられ、これによって感度調節部２
は、制御性優先モード、すなわち関数発生器２２が選択
され、制御性を優先したきめ細かな制御がなされる。The number of operations n reduced in this way is counted by the operation number calculation circuit 31, and if the operation frequency f calculated based on it is greater than the specified frequency f (f>f)
In this case, the state of the changeover switch 23 is maintained switched to the a side via the changeover switch operation circuit 35. On the other hand, when the operation frequency f falls below the specified frequency fL, the changeover switch operation circuit 35 switches the changeover switch 23 to the b side, and the sensitivity adjustment section 2
In this case, the controllability priority mode is selected, that is, the function generator 22 is selected, and fine control with priority given to controllability is performed.
ここで、関数発生器２１の設定値δ１は、上述したよう
に、寿命優先にかかるものであり、したがって制御感度
が許される限りにおいて大きく設定することが好ましく
、一方、関数発生器２２の設定値δ２は、前記δ１に対
して十分な制御精度を得ることができる値に設定するこ
とが望ましい。Here, as mentioned above, the set value δ1 of the function generator 21 is given priority to the service life, and therefore it is preferable to set it as large as the control sensitivity allows. It is desirable to set δ2 to a value that allows sufficient control accuracy to be obtained with respect to δ1.
また、関数発生器２１と２２の切換え規準となる操作頻
度ｆの規定頻度ｆＨｙ ｆｂは、操作端７の寿命消費の
観点から、許容される頻度に基づいて設定されるもので
あり、また操作端７の使用期間に応じて設定変更するこ
ともできる。そしてまた。In addition, the specified frequency fHy fb of the operation frequency f, which is the switching criterion for the function generators 21 and 22, is set based on an allowable frequency from the viewpoint of the life consumption of the operation end 7, and the operation end The settings can also be changed depending on the usage period of 7. and again.
規定頻度ｆＨとｆＬの開音は、操作頻度ｆの変化に対し
て、切換えスイッチ２３の切換え動作にヒステリシス特
性をもたせるためのものであり、すなわちハンチングを
防止するためのものであり、適用する操作端７の制御特
性（動特性）等に基づいて設定する。なお、この規定頻
度設定器３３と比較回路３４は、上述したようにヒステ
リシス特性をもたせるためのものであることから、これ
らに代えて一定の規定頻度を一定時間超えたか否かによ
り切換えスイッチ２３を切換え動作するようにすること
も可能である。The purpose of opening the prescribed frequencies fH and fL is to provide hysteresis characteristics to the switching operation of the changeover switch 23 in response to changes in the operation frequency f, that is, to prevent hunting, and to prevent hunting. It is set based on the control characteristics (dynamic characteristics) of the end 7, etc. Note that the specified frequency setter 33 and comparison circuit 34 are intended to provide hysteresis characteristics as described above, so instead of these, the selector switch 23 is activated depending on whether or not a certain specified frequency has been exceeded for a certain period of time. It is also possible to perform a switching operation.
以上説明したように、本実施例によれば、操作端の操作
頻度が一定値以下のときは、不感帯幅の狭い関数発生器
を介した偏差に基づいて操作端を駆動するようにし、一
方、操作頻度が規定値を超えたときには、不感帯幅の広
い関数発生器を介した偏差により操作端を駆動するよう
にしていることから、制御精度などの制御性をある程度
保持しつつ、操作端の寿命を延ばすことができるという
効果がある。これにより、操作端の操作回数を大幅に低
減いて、その寿命消費を抑制することができ、耐用年数
を大幅に向上することができるという効果がある。As explained above, according to this embodiment, when the operation frequency of the operating end is below a certain value, the operating end is driven based on the deviation via the function generator with a narrow dead band width, and on the other hand, When the operation frequency exceeds a specified value, the operating end is driven by the deviation via a function generator with a wide dead band, which maintains controllability such as control accuracy to a certain extent, while also extending the operating end's lifespan. It has the effect of prolonging the This has the effect of significantly reducing the number of times the operating end is operated, suppressing its life consumption, and significantly improving its service life.
なお、上記第１図、第３図実施例においては、操作端７
の操作頻度に基づいて感度調節部２の関数発生器２１．
２２を選択、自動的に切り換えるものについて説明した
が、第４図に示すように、手動操作用の選択スイッチ３
８と、この選択スイッチ３８から出力される選択指令信
号に基づいて切換えスイッチ２３の切り換え操作を行う
切換えスイッチ操作回路３９を設け、運転員の判断によ
り、寿命優先モードが制御性優先モードを選択する指令
ｘ、ｙに基づいて切換えスイッチ２３を切り換えるよう
にすることも可能である。なお、この場合は、運転員は
第３図に示した操作頻度表示器３６の表示内容などを参
考にして、容易に寿命優先または制御性優先の各モード
を選択して切り換えることができ、柔軟な運用に対応す
ることができる。In addition, in the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 above, the operating end 7
function generator 21. of the sensitivity adjustment section 2 based on the operation frequency of the function generator 21.
22 has been described above, but as shown in Fig. 4, there is a selection switch 3 for manual operation.
8 and a changeover switch operation circuit 39 that performs a changeover operation of the changeover switch 23 based on the selection command signal output from the selection switch 38, and the life priority mode selects the controllability priority mode at the operator's discretion. It is also possible to switch the changeover switch 23 based on the commands x and y. In this case, the operator can easily select and switch between the life priority mode and controllability priority mode by referring to the display contents of the operation frequency display 36 shown in FIG. It can accommodate various operations.
なお、第３図または第４図実施例により、制御性優先に
かかる関数発生器２２を選択したときは、従来のフィー
ドバック制御と変わらない制御精度および制御性を維持
することが可能である。Note that when the function generator 22 that prioritizes controllability is selected according to the embodiment of FIG. 3 or FIG. 4, it is possible to maintain control accuracy and controllability that are the same as those of conventional feedback control.
第５図に、本発明に係る他の実施例の感度設定部３のブ
ロック構成図を示す。すなわち、本実施例は、第３図実
施例における感度設定部３にかかる他の実施例であり、
感度調節部２の構成については、第３図実施例と同一で
ある。第３図実施例は、感度を切り換えるに当って、操
作端の操作頻度ｆに基づいて行うものについて示したが
、本実施例は、制御状態のうちの運転状態の変化、すな
わち制御目標値の変化に基づいた感度切り換えを行うよ
にした点で異なるものである。FIG. 5 shows a block diagram of the sensitivity setting section 3 according to another embodiment of the present invention. That is, this embodiment is another embodiment of the sensitivity setting section 3 in the embodiment of FIG.
The configuration of the sensitivity adjustment section 2 is the same as the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 3, the sensitivity is switched based on the operation frequency f of the operating end, but in this embodiment, the change in the operating state of the control state, that is, the change in the control target value. The difference is that the sensitivity is switched based on the change.
すなわち、一般に制御量の目標値が時間的に大きく変化
する場合がある。例えば、蒸気タービンの起動時にあっ
ては、暖気運転などのために低速運転を一定時間継続し
たのち、徐々に目標定格速度まで上昇させるような制御
を行う場合がある。That is, in general, the target value of the controlled variable may change significantly over time. For example, when starting a steam turbine, control may be performed to continue low-speed operation for a certain period of time for warm-up, etc., and then gradually increase the speed to a target rated speed.
このような場合において、感度調節部の不感帯幅を広げ
て制御の感度を鈍くした場合には、第６図に示すように
、プロセス量などの制御量目標値２を増加していくと、
定格目標値などの定常状態に移る過程で実際の被制御量
がオーバーシュートぎみとなり、プロセス量の許容限界
値ＱＨを超えるような可能性がある。第５図実施例はこ
のような制御系に適用するに好適なものであり、目標値
設定器４１にプロセス量の許容限界値ＱＨに基づいて定
められた目標値Ｑの規準設定値ｍを設定し、比較回路４
２で入力される目標値ａと規準設定値ｍとを比較し、こ
の比較結果に基づいて切換えスイッチ操作回路４３にお
いてＱ ＜ ｍの場合は、許容限界値ＱＨに対して十分
な余裕があることから、制御感度を鈍くして操作頻度を
低減するため、切換えスイッチ２３をａ側に切り換えて
、寿命優先モードにかかる関数発生器２１を選択する。In such a case, if the dead band width of the sensitivity adjustment section is widened to make the control less sensitive, as shown in FIG.
In the process of transitioning to a steady state such as a rated target value, the actual controlled quantity may almost overshoot and exceed the allowable limit value QH of the process quantity. The embodiment shown in FIG. 5 is suitable for application to such a control system, and sets the standard setting value m of the target value Q determined based on the allowable limit value QH of the process quantity in the target value setting device 41. Comparison circuit 4
The target value a input in step 2 is compared with the standard set value m, and based on the comparison result, the changeover switch operating circuit 43 determines that if Q < m, there is sufficient margin for the allowable limit value QH. Therefore, in order to reduce the control sensitivity and reduce the frequency of operation, the selector switch 23 is switched to the a side to select the function generator 21 in the life priority mode.
一方、目標値Ｑがｍを超えた場合には、上述したオーバ
ーシュート量を低減して、許容限界値ＱＨを超えないよ
うにするため、制御優先モードにかかる関数発生器２２
を選択すべく切換えスイッチ２３に対してｂ側に切り換
える指令Ｓを出力するようになっている。On the other hand, when the target value Q exceeds m, the function generator 22 in the control priority mode reduces the overshoot amount described above and prevents it from exceeding the allowable limit value QH.
In order to select the b side, a command S to switch to the b side is output to the changeover switch 23.
このように構成することにより、目標値Ｑが規準設定値
ｍ未満の場合は、関数発生器２１を用いた寿命優先モー
ドによる制御とされ、目標値Ｑが増大し、規準設定値ｍ
を超えた時点（Ｐ点）で制御優性モードにかかる関数発
生器２２に切り換えられる。これによって所定の制御感
度に高められ、オーバーシュート量などを抑制すること
が可能となり、定常状態に移る過程において、実際の被
制御量を許容限界値ＱＨを超えるような状態になること
を防止することができる。なお、規準設定値ｍは°、第
６図Ｐ点に対応した目標値の値に設定されるものであり
、Ｐ点はフィードバック制御の特性から発生するオーバ
ーシュート量を有効に抑えるため、目標値２が一定の増
加率すら定常状態に切り換わる変曲点よりもその公平前
に設定することが望ましい。With this configuration, when the target value Q is less than the standard setting value m, control is performed in the life priority mode using the function generator 21, and the target value Q increases and the standard setting value m
At the point in time (point P), the function generator 22 is switched to the control dominant mode. This increases the control sensitivity to a predetermined level, makes it possible to suppress the amount of overshoot, etc., and prevents the actual controlled amount from exceeding the allowable limit value QH in the process of transitioning to a steady state. be able to. The standard set value m is set to the target value corresponding to point P in Figure 6, and point P is set to the target value in order to effectively suppress the amount of overshoot that occurs due to the characteristics of feedback control. 2 is preferably set just before the inflection point at which even a constant rate of increase switches to a steady state.
なお、第５図実施例においては、目標値に対応する被制
御量に上限の許容限界値がある場合について説明したが
、下限に許容限界値がある場合においても同様に適用す
ることができる。In the embodiment shown in FIG. 5, a case has been described in which the controlled variable corresponding to the target value has an upper permissible limit value, but the same can be applied to a case where there is a lower permissible limit value.
上述したように、第５図実施例によれば、制御目標値が
変化するものにおいて、被制御量に許容限界値がある場
合にあっても、目標値が変化してその許容限界値に近づ
いていく過程において、自動的に制御感度が調節されて
、所望の制御性を確保することができるとともに、一定
の範囲における操作端の操作！ＩＯ度が著しく低減され
ることから、操作端の寿命消費が軽減され、これにより
操作端の耐用年数を大幅に向上することができるという
効果がある。As described above, according to the embodiment in FIG. 5, even if the controlled variable has a permissible limit value in a device where the control target value changes, the target value changes and approaches the permissible limit value. In the process, the control sensitivity is automatically adjusted to ensure the desired controllability, and the control end can be operated within a certain range! Since the IO degree is significantly reduced, the life consumption of the operating end is reduced, which has the effect of significantly increasing the service life of the operating end.
第７図、本発明のさらに他の実施例の主要部を示す。本
実施例は、第３図実施例の感度設定部２に対する部分の
みを示しており、他の構成は第３図実施例と同一である
。本実施例は、第５図実施例と同様に、運転状態の指標
である制御目標値Ｑに基づいて感度を調節するものであ
り、第８図に示すように、制御目標値Ωが変化するもの
において、その変化過程における制御性が問題となる制
御系に好適なものである。つまり、第８図に示すように
、ゾーン（１）およびゾーン（ｍ）においては、目標値
Ｑが定常値となっており、これらのゾーンにおいては、
制御系の安定性が比較的確保されることから、制御応答
性などの制御性を格別高める必要はない。しかし、ゾー
ン（ＩＩ）に示す目標値変化域においては、制御応答性
等の制御性を優先させて、目標値Ｑに対する被制御量の
追従性を良好にしたいという要求があり得る。第７図実
施例はこのような要求に好適なものであり、制御目標値
Ｑは、目標値ゾーン判定回路４５において、その変化率
が零か否かを判定され、変化率が零の場合はゾーン（１
）または（ＩＩ［）と判定され、−力変化率が零でない
場合はゾーン（ＩＩ）と判定される。この判定結果に基
づいて、切換えスイッチ操作回路４６は、ゾーン（１）
または（ＩＩＩ）の場合は切換えスイッチ２３をａ側に
切り換えて感度を鈍くし、ゾーン（Ｉｔ）の場合にはｂ
側に切り換えて制御感度を高める。FIG. 7 shows the main part of yet another embodiment of the present invention. This embodiment shows only the part corresponding to the sensitivity setting section 2 of the embodiment in FIG. 3, and the other configurations are the same as the embodiment in FIG. 3. In this embodiment, like the embodiment in FIG. 5, the sensitivity is adjusted based on the control target value Q, which is an index of the operating state, and as shown in FIG. 8, the control target value Ω changes. It is suitable for control systems where controllability in the change process of objects is a problem. In other words, as shown in FIG. 8, the target value Q is a steady value in zone (1) and zone (m), and in these zones,
Since the stability of the control system is relatively ensured, there is no need to particularly improve controllability such as control responsiveness. However, in the target value change range shown in zone (II), there may be a demand for giving priority to controllability such as control responsiveness and improving the followability of the controlled variable to the target value Q. The embodiment of FIG. 7 is suitable for such a request, and the target value zone determination circuit 45 determines whether the rate of change of the control target value Q is zero or not. Zone (1
) or (II[), and if the force change rate is not zero, it is determined to be zone (II). Based on this determination result, the changeover switch operation circuit 46 selects the zone (1).
Or, in the case of (III), switch the selector switch 23 to the a side to dull the sensitivity, and in the case of the zone (It), set the changeover switch 23 to the a side to dull the sensitivity.
switch to the side to increase control sensitivity.
上述したように、本実施例によれば、制御対象の運転状
態に応じて要求される制御感度に基づいて、操作端の制
御感度を切り換え、これにより必要な制御性を保持する
とともに、操作端の操作回数を一定の範囲で低減するこ
とができる。すなわち、目標値が変化するものにおいて
、その変化により被制御量の変動が大きくなることが懸
念される場合にあっても、目標値が変化している間は自
動的に制御感度が高くされ、一定の制御性が確保される
ため、操作端の寿命優先運用が行いやすくなり、操作端
の耐用年数を大幅に向上することができる。As described above, according to this embodiment, the control sensitivity of the operating end is switched based on the control sensitivity required depending on the operating state of the controlled object, thereby maintaining the necessary controllability, and The number of operations can be reduced within a certain range. In other words, even if there is a concern that the change in the target value will increase the variation in the controlled quantity, the control sensitivity will be automatically increased while the target value is changing. Since a certain level of controllability is ensured, it becomes easier to prioritize the life of the operating end, and the service life of the operating end can be greatly improved.
なお、第７図実施例において、目標値変化率が零か否か
により、寿命優先または制御優先モードを切り換えるよ
うにしたものについて説明したが、判断する変化率の規
準を一定幅をもたせることも可能である。In the embodiment shown in FIG. 7, the life priority mode or control priority mode is switched depending on whether the target value change rate is zero or not. It is possible.
以上説明した実施例においては、第３図に示したように
、寿命優先にかかる関数発生器２１と制御性優先にかか
る関数発生器２２とを切り換えて操作端の寿命を管理す
るものについて説明したが、さらに制御性および寿命管
理をきめ細かく行うためには、それぞれ不感帯が異なる
関数発生器を複数設けて、それらをきめ細かく切り換え
て用いることが望ましい。In the embodiment described above, as shown in FIG. 3, the lifespan of the operating end is managed by switching between the function generator 21 that gives priority to lifespan and the function generator 22 that gives priority to controllability. However, in order to perform more fine controllability and life management, it is desirable to provide a plurality of function generators each having a different dead zone, and use them by finely switching between them.
また、固定された不感帯幅を有する複数の関数発生器を
用いる代わりに、第９図に示すように、与えられる信号
に基づいて不感帯の幅Ｍを自由に可変することができる
不感帯幅可変関数発生器１００を用することも可能であ
る。この場合の感度設定部２の構成は、第９図に示すよ
うに、例えば操作頻度ｆに対応させて、不感帯幅Ｍを設
定する関数発生器を有してなる感度設定部１０１とする
。このように構成することにより、一般ｔこ操作頻度ｆ
が大きくなるほど操作端の寿命消費が増加する傾向にあ
ることから、感度設定部１０１を関数発生器により構成
し、入力される操作頻度ｆに比例させて不感帯幅Ｍを大
きくする信号を出力するようにしている。これによって
、不感帯幅可変関数発生器１００の不感帯幅が操作頻度
ｆに応じて可変設定され、その操作頻度ｆに基づいて操
作端の操作頻度が調節されることになる。Moreover, instead of using a plurality of function generators having fixed dead band widths, as shown in FIG. It is also possible to use the container 100. The configuration of the sensitivity setting section 2 in this case is, as shown in FIG. 9, a sensitivity setting section 101 having a function generator for setting the dead band width M in accordance with, for example, the operation frequency f. With this configuration, the general operation frequency f
Since the life consumption of the operating end tends to increase as the value increases, the sensitivity setting section 101 is configured with a function generator, and outputs a signal that increases the dead band width M in proportion to the input operating frequency f. I have to. As a result, the dead band width of the variable dead band width function generator 100 is variably set according to the operating frequency f, and the operating frequency of the operating end is adjusted based on the operating frequency f.
なお、入力される操作頻度ｆは第３図実施例とは異なり
、次に述べるように設定されるものである。Note that the input operation frequency f is different from the embodiment shown in FIG. 3 and is set as described below.
前述したように各操作端は操作回数による寿命が定まっ
ており、その操作回数（以下、交換回数という）に達し
た操作端については部品交換などが必要になる。しかし
部品交換はプロセスプラントなどの定修時にしか行なえ
ない。そこで、定修等の交換時期までに交換回数に達し
ないように寿命を管理すべく、予め設定された規定回数
（１又は２以上設定）に達したら、それ以降の操作頻度
ｆを低く抑え、交換時期まで寿命をもたせるように設定
する。この入力設定される操作頻度ｆは手動設定器によ
ることの他、第３実施例と同様の手段により現時点まで
の通算操作頻度（全操作回数を全使用時間で除した値）
を求め、これに基づいて自動的に設定するようにするこ
とができる。As mentioned above, each operating end has a fixed lifespan depending on the number of operations, and when the operating end reaches the number of operations (hereinafter referred to as the number of replacements), parts must be replaced. However, parts replacement can only be done during regular maintenance of process plants. Therefore, in order to manage the service life so that the number of replacements does not reach the number of replacements by the time of regular maintenance etc., once the specified number of times set in advance (set to 1 or 2 or more) is reached, the operation frequency f from then on is kept low. Set it so that it lasts until it is time to replace it. In addition to using the manual setting device, the input and set operation frequency f is determined by the same means as in the third embodiment.
can be automatically configured based on this.
したがって、本実施例によれば、制御性を損ねることな
く、操作端の寿命消費を考慮して連続的に制御感度が補
正されることから、操作頻度が低減され、耐用年数を大
幅に向上することができるという効果がある。Therefore, according to this embodiment, the control sensitivity is continuously corrected in consideration of the life consumption of the operating end without impairing controllability, so the frequency of operation is reduced and the service life is greatly improved. It has the effect of being able to
本発明の効果について、第１０図と第１１図を用いて説
明する。第１０図、第１１図は、いずれも蒸気タービン
起動時の昇速制御を一例にとって示したものであり、第
１０図は従来技術によるものを示し、第１１図は本発明
によるものを示す。また、それらの図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は、それぞれ操作回数、偏差ＤＩ、制御目標値Ｑ
を示している。The effects of the present invention will be explained using FIG. 10 and FIG. 11. 10 and 11 each show an example of speed increase control at the time of starting a steam turbine, with FIG. 10 showing the conventional technique and FIG. 11 showing the one according to the present invention. Also, those figures (a), (b),
(c) is the number of operations, deviation DI, and control target value Q, respectively.
It shows.
それらの図に示すように、タービン昇速過程の２０数分
間の操作回数（モータによる駆動）ｎは。As shown in those figures, the number of operations (driven by the motor) n during the 20-odd minutes of the turbine speed-up process is:
従来の３７５回に対し、本発明によれば、１５３回（約
４０％）に低減される。したがって、操作端にかかる駆
動モータ（上記加減弁を駆動する負荷制限器モータ）の
熱的疲労について、著しい低減効果がある。これに対し
て、目標回転数に対する実際の回転数との差については
、両者殆んど優劣がないものとなっており、本発明によ
れば良好な制御性を確保したうえで、操作端の寿命延命
を向上させることができるという効果があることがわか
る。According to the present invention, this is reduced to 153 times (approximately 40%), compared to 375 times in the conventional method. Therefore, there is a remarkable effect of reducing thermal fatigue of the drive motor (load limiter motor that drives the adjustment valve) connected to the operating end. On the other hand, the difference between the target rotation speed and the actual rotation speed is almost the same, and according to the present invention, while ensuring good controllability, the operating end It can be seen that it has the effect of improving lifespan.
以上説明したように、本発明によれば、制御情度などの
制御性をある程度保持しつつ、操作端の寿命を延ばすこ
とができるという効果がある。As described above, according to the present invention, there is an effect that the life of the operating end can be extended while maintaining controllability such as control sensitivity to some extent.
第１図は本発明の一実施例の概要構成図、第２図は操作
信号の一例の波形を示す線図、第３図は第１図図示実施
例の要部詳細図、第４図は第３図実施例の変形例を示す
図、第５図は本発明の他の実施例の要部を示すブロック
図、第６図は第５図図示実施例の動作を説明するための
線図、第７図は本発明のさらに他の実施例の要部ブロッ
ク構成図、第８図は第７図実施例の動作を説明するため
の線図、第９図は本発明のさらに他の実施例のブロック
構成図、第１０図と第１１図は本発明の詳細な説明する
ための線図であり、第１０図は従来例の特性を示す線図
、第１１図は本発明にかかる特性を示す線図である。
１・・・減算器、２・・・感度調節部、３・・・感度設
定部、４・・・調節部、５・・・操作信号出力部、６・
・・プロセス量検出器、７・・・操作端、２１．２２・
・・関数発生器、２３・・・切換えスイッチ、３１・・
・操作回数計数回路、３２・・・操作頻度計算回路、３
３・・・規定頻度設定器、３４・・・比較回路、３５・
・・切換えスイッチ操作回路、３８・・・選択スイッチ
、４１・・・目標値設定器、４２・・・比較回路、４３
・・・切換えスイッチ操作回路、４５・・・目標値ゾー
ン判定回路、４６・・・切換えスイッチ操作回路、１０
０・・・不感帯可変関数発生器、 □１０１・・・
感度設定部。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the waveform of an operation signal, FIG. 3 is a detailed diagram of the main part of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. Fig. 3 is a diagram showing a modification of the embodiment; Fig. 5 is a block diagram showing main parts of another embodiment of the present invention; Fig. 6 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in Fig. 5. , FIG. 7 is a block diagram of a main part of still another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram showing still another embodiment of the present invention. The block configuration diagram of the example, FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams for explaining the present invention in detail, FIG. 10 is a diagram showing the characteristics of the conventional example, and FIG. 11 is the characteristic according to the present invention. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Subtractor, 2... Sensitivity adjustment section, 3... Sensitivity setting section, 4... Adjustment section, 5... Operation signal output section, 6.
...Process amount detector, 7...Operation end, 21.22.
...Function generator, 23...Selector switch, 31...
・Operation frequency counting circuit, 32...operation frequency calculation circuit, 3
3... Specified frequency setting device, 34... Comparison circuit, 35.
... Changeover switch operation circuit, 38 ... Selection switch, 41 ... Target value setter, 42 ... Comparison circuit, 43
... Changeover switch operation circuit, 45 ... Target value zone determination circuit, 46 ... Changeover switch operation circuit, 10
0... Dead band variable function generator, □101...
Sensitivity setting section.
Claims (1)
を求める減算手段と、この偏差を零にすべく当該偏差に
応じ操作端を間歇的に駆動する操作信号を生成する調節
制御手段と、を含んでなる制御装置において、前記偏差
の絶対値が設定値以下の場合には零を出力する不感帯と
、当該設定値を超えた場合には当該偏差に比例した偏差
信号を出力する比例帯とを有してなる感度調節手段を、
前記減算手段と前記調節制御手段の間に挿入し、前記不
感帯の設定値を制御状態に応じて可変設定する感度設定
手段を設けたことを特徴とする制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、前記感
度設定手段にかかる前記制御状態は、前記操作信号によ
り間歇的に駆動される操作端の操作頻度であり、該操作
頻度の増・減に合わせて前記不感帯の設定値を増・減す
ることを特徴とする制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の発明において、前記感
度設定手段にかかる前記制御状態は、制御対象の運転状
態であることを特徴とする制御装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の発明において、前記運
転状態は前記制御目標値の状態とし、該目標値の変化率
が設定値以上の場合に前記不感帯の設定値を大きく設定
するものとしたことを特徴とする制御装置。 ５、特許請求の範囲第３項記載の発明において、前記運
転状態は前記制御目標値の状態とし、該目標値が被制御
量の上限値に対応して定められた設定値以上の場合に、
前記不感帯の設定値を小さく設定するものとしたことを
特徴とする制御装置。 ６、特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載さ
れた発明において、前記感度調節手段は不感帯の設定値
がそれぞれ異なる値に設定された複数の関数発生手段か
らなるものとし、前記感度設定手段の指令により切換え
選択されるものとしたことを特徴とする制御装置。[Scope of Claims] 1. Subtraction means for determining the deviation between the control target value and the feedback value of the controlled variable, and generating an operation signal to intermittently drive the operating end according to the deviation in order to reduce this deviation to zero. a dead band that outputs zero when the absolute value of the deviation is below a set value, and a deviation signal proportional to the deviation when the absolute value of the deviation exceeds the set value. a sensitivity adjustment means having a proportional band that outputs
A control device characterized in that a sensitivity setting means is provided between the subtraction means and the adjustment control means to variably set the set value of the dead zone according to a control state. 2. In the invention as set forth in claim 1, the control state related to the sensitivity setting means is the frequency of operation of the operating end that is intermittently driven by the operation signal, and the control state is an increase or decrease in the frequency of operation. A control device characterized in that the set value of the dead zone is increased or decreased according to the set value of the dead zone. 3. The control device according to claim 1, wherein the control state applied to the sensitivity setting means is an operating state of a controlled object. 4. In the invention as set forth in claim 3, the operating state is a state of the control target value, and when the rate of change of the target value is equal to or higher than a set value, the set value of the dead zone is set to a large value. A control device characterized by: 5. In the invention as set forth in claim 3, the operating state is the state of the control target value, and when the target value is equal to or greater than a set value determined corresponding to the upper limit of the controlled variable,
A control device characterized in that a set value of the dead zone is set to a small value. 6. In the invention set forth in any one of claims 1 to 5, the sensitivity adjustment means includes a plurality of function generation means each having a dead zone set to a different value, A control device characterized in that switching is selected by a command from the sensitivity setting means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14605787A JPS63310001A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Control equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14605787A JPS63310001A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Control equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63310001A true JPS63310001A (en) | 1988-12-19 |
Family
ID=15399111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14605787A Pending JPS63310001A (en) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | Control equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
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