Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0684596B2 - Papermaking process controller - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0684596B2 - Papermaking process controller - Google Patents

Papermaking process controller

Info

Publication number
JPH0684596B2
JPH0684596B2 JP63280471A JP28047188A JPH0684596B2 JP H0684596 B2 JPH0684596 B2 JP H0684596B2 JP 63280471 A JP63280471 A JP 63280471A JP 28047188 A JP28047188 A JP 28047188A JP H0684596 B2 JPH0684596 B2 JP H0684596B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dead time
control
controller
transfer function
ash content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63280471A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02127589A (en
Inventor
宏幸 今成
克彦 葛西
昭 山口
裕昭 小林
実 谷口
信章 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Mitsubishi Paper Mills Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Mitsubishi Paper Mills Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63280471A priority Critical patent/JPH0684596B2/en
Publication of JPH02127589A publication Critical patent/JPH02127589A/en
Publication of JPH0684596B2 publication Critical patent/JPH0684596B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は抄紙プロセスの制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a controller for a papermaking process.

(従来の技術) 一般に抄紙プロセスは次のような構成である。第7図に
示すように灰分(クレー)を含んだパルプが貯えられて
いる種箱1と、水と混合された一定濃度のクレーが貯え
られているクレータンク2とから、種口弁3とクレー添
加弁4を通じてパルプとクレーが供給される。パルプと
クレーの流量はそれぞれ種口弁3とクレー添加弁4の弁
開度により調整され、プロセス内部を循環している低濃
度のパルプ、クレーを含む流体(白水)と混合され、精
選工程5に供給される。
(Prior Art) Generally, a papermaking process has the following structure. As shown in FIG. 7, a seed box 1 in which pulp containing ash (clay) is stored, a clay tank 2 in which a certain concentration of clay mixed with water is stored, and a seed valve 3 are provided. Pulp and clay are supplied through the clay addition valve 4. The flow rates of pulp and clay are adjusted by the valve openings of the seed port valve 3 and the clay addition valve 4, respectively, and are mixed with a fluid (white water) containing low-concentration pulp and clay circulating in the process, and the cleaning step 5 Is supplied to.

精選工程5は、白水中の異物を除去することがおもな機
能である。この精選工程5を出た白水はヘッドボックス
6から噴射され、ワイヤ7で真空力によって脱水され、
シート8を形成する。このシート8はまだ水分が高い状
態にある。
The main function of the selection step 5 is to remove foreign matter in the white water. The white water that has exited this selection step 5 is jetted from the head box 6 and dehydrated by the wire 7 with a vacuum force.
The sheet 8 is formed. This sheet 8 is still high in water content.

ワイヤ7を出たシート8は、ドライヤ9によって乾燥さ
れて低水分の紙10となり、絶乾坪量、灰分量測定器11を
通して巻取機12により巻き取られる。
The sheet 8 coming out of the wire 7 is dried by the dryer 9 into the low-moisture paper 10, which is wound by the winder 12 through the absolutely dry basis weight and ash content measuring device 11.

前記精選工程5、ヘッドボックス6及びワイヤ7から出
てシート8にならなかった白水13は、回収されて再使用
される。
The white water 13 that has not gone out of the sheet 8 after coming out of the selection step 5, the head box 6 and the wire 7 is recovered and reused.

また、ワイヤ7、ドライヤ9の所で紙切れが発生した場
合、損紙14がブロークタンク15に貯えられ、配合工程16
にフィードバックされるようになっている。
When the wire 7 and the dryer 9 run out of paper, the broke 14 is stored in the broke tank 15 and the mixing process 16 is performed.
To be fed back to.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この様な抄紙プロセスに対する従来の制
御装置では、操作端にある種口弁、クレー添加弁と制御
量である坪量、灰分との間に相互干渉があるため、特定
の制御量に対して目標値変更を行ったり、外乱が印加さ
れ目標値から外れた場合、その制御量を目標値に一致さ
せるように主操作量を操作しなければならないが、そう
することによって他の制御量に変化を与えることにな
る。このため、全ての制御量をそれぞれの目標値に一致
させることは難しく、それまでには多くの時間を必要と
する問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional control device for such a papermaking process, mutual interference occurs between the seed port valve at the operating end, the clay addition valve, and the basis weight that is the controlled amount, and the ash content. Therefore, if the target value is changed for a specific control amount, or if a disturbance is applied and deviates from the target value, the main manipulated variable must be manipulated so that the control amount matches the target value. By doing so, the other controlled variables are changed. Therefore, it is difficult to match all the control amounts to their respective target values, and there is a problem that it takes a lot of time until then.

また、プロセスにむだ時間がある場合、任意伝達関数コ
ントローラの制御ゲインを大きくするとプロセスが不安
定になるので、制御ゲインを小さくしなければならず、
それにより速応性が悪くなる問題点があった。
Also, if there is dead time in the process, increasing the control gain of the arbitrary transfer function controller will make the process unstable, so the control gain must be reduced,
As a result, there is a problem that the responsiveness deteriorates.

さらに、制御ゲインが小さいためにプロセスに加わる外
乱に対して応答性が悪く、計算機による自動運転は定常
操業時にのみ実施し、大きな外乱が加わり操作量を大き
く変更しなければならない紙の種類の変更などの抄替え
時には操作員による手動運転を行うようにしているが、
操作員による手動制御では、制御性能の良否が操作員の
操作方法によって決まり、操作員の経験や勘に大きく依
存するので、常に良好な制御を行えるとは限らない問題
点もあった。
Furthermore, since the control gain is small, the response to the disturbance added to the process is poor, and automatic operation by the computer is performed only during steady operation, large disturbance is added and the operation amount must be changed significantly. When changing machines, etc., the operator manually operates.
In the manual control by the operator, the quality of control performance is determined by the operation method of the operator and largely depends on the experience and intuition of the operator, so that there is a problem that good control cannot always be performed.

この発明は、この様な従来の問題点を解決するためにな
されたもので、定常状態のみならず抄替中のような過渡
状態にあっても制御信号から制御量への干渉を取り除
き、むだ時間を補償することによって速応性に優れた安
定性の高い抄紙プロセスの制御装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and eliminates interference from the control signal to the controlled variable not only in a steady state but also in a transient state such as during grade change. An object of the present invention is to provide a highly stable controller for a papermaking process which is excellent in quick response by compensating for time.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明は、所定の速度で移動している紙の坪量と灰分
を検出器で測定し、この坪量と灰分を制御量とし、坪量
に対する主操作端を種口弁として灰分に対する主操作端
をクレー添加弁とするが、種口弁開度変更による種口流
量変化によって灰分も変化し、クレー添加弁開度変更に
よるクレー流量変化によって坪量も変化する相互干渉性
を持つ抄紙プロセスの制御装置であって、 クロスコントローラと、むだ時間補償装置と、任意伝達
関数コントローラとを備え、 前記クロスコントローラは、前記任意伝達関数コントロ
ーラと抄紙プロセスとの間に置かれ、前記任意伝達関数
コントローラから入力される制御信号から坪量、灰分へ
の不要な干渉を取り除き、坪量、灰分とそのそれぞれに
対応する制御信号とを1対1に対応させるような操作量
を抄紙プロセスに対して出力し、 前記むだ時間補償装置は、内部に抄紙プロセスと等価な
モデルを、操作端から制御量が検出器により測定される
までにかかるむだ時間のみを表すモデルと、むだ時間を
含まないモデルの2つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラの制御信号をむだ時間を含まないモデルに
入力して得たモデル出力信号と、測定される制御量とを
加算した信号から、モデル出力信号をむだ時間のみを表
すモデルに入力して得たむだ時間モデル信号を差し引き
むだ時間を含む信号の影響を取り除いてむだ時間を補償
し、むだ時間補償後の制御量を前記任意伝達関数コント
ローラに帰還し、 前記任意伝達関数コントローラは、坪量、灰分のそれぞ
れに対して比例・積分制御あるいは比例・積分・微分制
御で構成され、むだ時間補償装置からの帰還量と目標値
とから、その帰還量を目標状態に移行させる制御信号を
前記クロスコントローラに出力して制御量を目標値に一
致させることを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) The present invention measures the basis weight and ash content of a paper sheet moving at a predetermined speed with a detector, and sets the basis weight and ash content as control amounts. The main operating end for the amount is the seed valve and the main operating end for the ash is the clay addition valve, but the ash content also changes when the seed opening flow rate changes due to the change of the seed opening valve opening, and the clay flow rate changes due to the change of the clay addition valve opening. A controller for a papermaking process having a mutual interference property in which a basis weight also changes depending on a cross controller, a dead time compensation device, and an arbitrary transfer function controller, wherein the cross controller is the arbitrary transfer function controller and the papermaking device. It is placed between the process and the control signal input from the arbitrary transfer function controller to remove unnecessary interference to the grammage and ash content, and to correspond to the grammage and ash content respectively. An operation amount that makes a one-to-one correspondence with a control signal is output to the papermaking process, and the dead time compensation device internally has a model equivalent to the papermaking process, and the control amount is measured by a detector from the operation end. Model output signal obtained by inputting the control signal of the arbitrary transfer function controller to the model that does not include the dead time And the measured control amount are added, the dead time obtained by inputting the model output signal to the model representing only the dead time is subtracted from the model signal. The dead time is compensated by removing the effect of the signal including the dead time. However, the control amount after dead time compensation is fed back to the arbitrary transfer function controller, and the arbitrary transfer function controller performs proportional / integral control for each of the basis weight and the ash content. Or a proportional / integral / derivative control. Based on the feedback amount from the dead time compensation device and the target value, a control signal for shifting the feedback amount to the target state is output to the cross controller to set the control amount to the target value. It is characterized by matching with.

(作用) この発明の抄紙プロセスの制御装置では、抄紙プロセス
をクロスコントーラによって相互干渉を除去して1入力
1出力系の集合に置換し、むだ時間補償装置によってそ
れぞれの1入力1出力系においてむだ時間を補償し、制
御量を目標値に一致させるように任意伝達関数コントロ
ーラから制御信号を出力することができる。
(Operation) In the controller of the papermaking process of the present invention, the papermaking process is replaced by a set of 1-input 1-output system by removing mutual interference by the cross controller, and the 1-input 1-output system wastes each by the dead time compensator. The control signal can be output from the arbitrary transfer function controller so as to compensate for the time and bring the controlled variable to the target value.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

この発明の実施例の抄紙プロセスの制御装置では、第7
図に示す抄紙プロセスにおいて、種口弁3、クレー添加
弁4の弁開度を操作量とし、最終紙10の坪量、灰分量を
制御量とする。そして、目標となる坪量、灰分量を実現
する最終的な弁開度まで可能な限り速く到達するために
最適な弁開度制御が行われる。
In the controller of the papermaking process of the embodiment of the present invention,
In the papermaking process shown in the figure, the valve opening degrees of the seed inlet valve 3 and the clay addition valve 4 are used as manipulated variables, and the basis weight of the final paper 10 and the ash content are controlled variables. Then, optimal valve opening control is performed in order to reach the final valve opening that achieves the target grammage and ash content as quickly as possible.

第1図はこの発明の一実施例の制御装置であり、任意伝
達関数コントローラ17、クロスコントローラ18、むだ時
間補償装置19を備えており、さらに外乱補償用フィード
フォワードコントローラ20を備えている。尚、図におい
て、21は制御対象プロセス、22は外乱プロセスであり、
これらの両プロセス21,22を抄紙プロセスとする。
FIG. 1 shows a controller according to an embodiment of the present invention, which includes an arbitrary transfer function controller 17, a cross controller 18, a dead time compensator 19, and a disturbance compensation feedforward controller 20. In the figure, 21 is a process to be controlled, 22 is a disturbance process,
Both of these processes 21 and 22 are papermaking processes.

今、ある一定の抄速で流れてくる紙の絶乾坪量と灰分を
検出器11で走査して測定し、この絶乾坪量と灰分とを制
御量とする。絶乾坪量に対する主操作端は種口弁3の開
度であり、灰分に対する主操作端はクレー添加弁4の開
度であり、これらの弁開度の操作により坪量、灰分の調
整が行われる。
Now, the absolute dry basis weight and the ash content of the paper flowing at a certain constant speed are scanned and measured by the detector 11, and the absolute dry basis weight and the ash content are used as control amounts. The main operating end for the absolute dry basis weight is the opening of the seed inlet valve 3, and the main operating end for the ash is the opening of the clay addition valve 4. The basis weight and ash content can be adjusted by operating these valve openings. Done.

しかしながら、抄紙プロセスでは、種口弁3を操作する
ことによって灰分が変化する干渉と、クレー添加弁4を
操作することによって絶乾坪量が変化する干渉とが相互
にあり、さらに抄速を変化させる外乱により絶乾坪量と
灰分とが共に変化する。しかも、前記種口弁3とクレー
添加弁4の2つの操作端から制御量に対してむだ時間と
一次遅れ時定数とゲインとを有する。
However, in the papermaking process, there is mutual interference in which the ash content changes by operating the seed inlet valve 3 and interference in which the absolute dry basis weight changes by operating the clay addition valve 4, which further changes the papermaking speed. Both the absolute dry basis weight and the ash content change due to the disturbance caused. Moreover, it has a dead time, a first-order lag time constant and a gain with respect to the control amount from the two operation ends of the seed port valve 3 and the clay addition valve 4.

制御対象プロセス21をGP(S)、外乱プロセス22をG
D(S)、制御量をY(S)、操作量をU(S)、外乱
をD(S)とすると、これらの関係は次の式の表わされ
る。
Controlled process 21 is G P (S), disturbance process 22 is G
Assuming that D (S), the controlled variable is Y (S), the manipulated variable is U (S), and the disturbance is D (S), these relationships are expressed by the following equations.

Y(S)=YC(S)+YD(S) …(1) YC(S)=GP(S)・U(S) …(2) YD(S)=GD(S)・D(S) …(3) ここで、 Y(S)=[BD A]T …(4) U(S)=[FT FCT …(5) D(S)=ΔVS …(6) ただし、 S:ラプラス演算子 BD:紙の絶乾坪量(g/m2) A:紙の灰分(g/m2) FT:種口弁操作による種口流量(m3/分) FC:クレー添加弁操作によるクレー流量(m3/分) VS:抄速(m/分) K:プロセスゲイン T:プロセス時定数 L:プロセスむだ時間 L11=L12=L21=L22; LV1=LV2;L11>LV1 としている。Y (S) = Y C (S) + Y D (S) (1) Y C (S) = G P (S) · U (S) (2) Y D (S) = G D (S) · D (S) ... (3 ) where, Y (S) = [B D A] T ... (4) U (S) = [F T F C] T ... (5) D (S) = ΔV S … (6) However, S: Laplace operator B D : Absolute dry basis weight of paper (g / m 2 ) A: Ash of paper (g / m 2 ) F T : Flow rate at seed opening by seed opening valve operation (m 3 / min) F C : Clay flow rate by clay addition valve operation (m 3 / min) V S : Machine speed (m / min) K: Process gain T: Process time constant L: Process dead time L 11 = L 12 = L 21 = L 22 ; L V1 = L V2 ; L 11 > L V1 I am trying.

以上の制御対象プロセスに対して、クロスコントローラ
18のGC(S)を次のように定める。すなわち、任意伝達
関数コントローラ17の出力である制御信号R(S)から
制御量Y(S)への伝達関数をGCP(S)とすると、 GCP(S)=GC(S)・GP(S) …(9) となり、GCP(S)が対角行列になるようにGC(S)を
定める。このとき、 YC(S)=GCP(S)・R(S) …(10) は次のように表わされ、 R1からBD、R2からAへの1入力1出力系となる。
Cross controller for the above controlled processes
18 G C (S) is defined as follows. That is, when the transfer function from the control signal R (S) output from the arbitrary transfer function controller 17 to the controlled variable Y (S) is G CP (S), G CP (S) = G C (S) · G P (S) (9) is established, and G C (S) is determined so that G CP (S) becomes a diagonal matrix. At this time, Y C (S) = G CP (S) · R (S) (10) is expressed as follows, It becomes one input and one output system from R 1 to B D and R 2 to A.

上記(9)式を満たすGC(S)を求める方法のひとつを
示すと、GP(S)からゲインのみを抽出してプロセスゲ
イン行列GKを作成する。
As one of the methods for obtaining G C (S) that satisfies the above equation (9), only the gain is extracted from G P (S) to create a process gain matrix G K.

次にこのGKの逆行列をとり、 GC(S)=GK -1 …(13) として、GP(S)に乗ずると、R(S)とYC(S)との
関係は、 YC(S)=GC(S)GP(S)R(S) …(14) となる。
Next, taking the inverse matrix of G K , and multiplying G P (S) with G C (S) = G K -1 (13), the relation between R (S) and Y C (S) is , Y C (S) = G C (S) G P (S) R (S) (14)

定常状態では、 となって、完全に非干渉化される。In steady state, And completely de-interacted.

クロスコントローラ18を任意伝達関数コントローラ17と
制御対象プロセス21の間に入れることにより、任意伝達
関数コントローラ17から見た合成プロセスは、1入力1
出力系がGP(S)の次数個、すなわち2個集まったプロ
セスとなって、任意伝達関数コントローラ17には簡単な
1入力1出力系に対する制御アルゴリズムが適用され
る。
By inserting the cross controller 18 between the arbitrary transfer function controller 17 and the control target process 21, the synthesis process viewed from the arbitrary transfer function controller 17 has one input and one input.
The output system is a process in which the order of G P (S), that is, two, is collected, and a simple control algorithm for the one-input one-output system is applied to the arbitrary transfer function controller 17.

次に、むだ時間補償装置19について説明する。むだ時間
補償の方法の1つとしてミス法を用いる。
Next, the dead time compensation device 19 will be described. The miss method is used as one of the dead time compensation methods.

第2図(a)は1入力1出力の制御系を示したものであ
り、制御対象プロセス21はむだ時間を含まない要素23と
むだ時間要素24とに分解され、むだ時間を含まない要素
23と等価なプロセスモデル25、むだ時間要素24と等価な
むだ時間モデル26で構成されている。
FIG. 2 (a) shows a 1-input 1-output control system in which the controlled process 21 is decomposed into an element 23 that does not include dead time and an element 24 that does not include dead time.
The process model 25 is equivalent to 23, and the dead time model 26 is equivalent to the dead time element 24.

すなわち、抄紙プロセスと等価なモデルを、操作端から
制御量が検出器により測定されるまでにかかるむだ時間
のみを表すむだ時間モデル26と、むだ時間を含まないプ
ロセスモデル25の2つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラ17の制御信号R(S)をむだ時間を含まな
いモデル25に入力して得たモデル出力信号Y1(S)と、
測定される制御量Y(S)とを加算した信号から、モデ
ル出力信号Y1(S)をむだ時間のみを表すモデル26に入
力して得たむだ時間モデル信号Y2(S)を差し引くこと
で、むだ時間を含む信号の影響を取り除くことによりむ
だ時間を補償し、むだ時間補償後の制御量Y4(S)を任
意伝達コントローラ17に帰還するようにしている。
That is, a model equivalent to the papermaking process is provided in two modes: a dead time model 26 that represents only the dead time taken from the operating end until the controlled variable is measured by the detector, and a process model 25 that does not include the dead time. , A model output signal Y 1 (S) obtained by inputting the control signal R (S) of the arbitrary transfer function controller 17 to a model 25 not including dead time,
Subtract the dead time model signal Y 2 (S) obtained by inputting the model output signal Y 1 (S) into the model 26 that represents only the dead time from the signal that is added to the measured control amount Y (S). Then, the dead time is compensated by removing the influence of the signal including the dead time, and the control amount Y 4 (S) after the dead time compensation is fed back to the arbitrary transfer controller 17.

制御信号R(S)からY(S),Y2(S)への記述式は
次のようになる。
The description expression from the control signal R (S) to Y (S), Y 2 (S) is as follows.

Y(S)=PC(S)e-LSR(S) …(16) Y2(S)=GPC *(S)e-L*SR(S) …(17) ここで、PC (S)=GPC *(S),e-LS=e-L*S …(18) であるから、 Y3(S)=Y(S)−Y2(S)=O …(19) が成立する。したがって、任意伝達関数コントローラ17
に帰還される量Y4(S)は、 Y4(S)=Y1(S)=GPC *(S)R(S) …(20) となって、R(S)からのむだ時間を含まない量であ
る。むだ時間補償後の第2図(a)と等価なブロック図
を第2図(b)に示す。
Y (S) = PC (S ) e -LS R (S) ... (16) Y 2 (S) = G PC * (S) e -L * S R (S) ... (17) where, PC ( S) = G PC * (S ), since it is e -LS = e -L * S ... (18), Y 3 (S) = Y (S) -Y 2 (S) = O ... (19) is To establish. Therefore, the arbitrary transfer function controller 17
The amount Y 4 (S) returned to is Y 4 (S) = Y 1 (S) = G PC * (S) R (S) (20), and the dead time from R (S) The amount does not include. A block diagram equivalent to FIG. 2A after dead time compensation is shown in FIG. 2B.

以上述べたクロスコントローラ18とむだ時間補償装置19
を適用することにより、絶乾坪量と灰分の2つのむだ時
間のない1入力1出力系に対して任意伝達関数コントロ
ーラ17を2個別々に構築すればよい。この手法の1つを
次に説明する。
The cross controller 18 and the dead time compensation device 19 described above.
By applying the above, it is only necessary to construct two arbitrary transfer function controllers 17 individually for two absolute dry basis weights and two ash-less one-input one-output systems. One of these techniques will be described next.

第3図(a)は絶乾坪量のむだ時間のない1入力1出力
系を示しており、27は絶乾坪量の任意伝達関数コントロ
ーラ、28はむだ時間のない制御対象プロセスを示してお
り、図示した閉ループ制御系の所望の時定数をTDSとし
て、第3図(b)に示す制御系を実現するような任意伝
達関数コントローラ29は、次に示す比例積分制御器で表
わされる。
FIG. 3 (a) shows a one-input one-output system with no dead time of dead weight, 27 is an arbitrary transfer function controller of dead weight, and 28 is a control target process without dead time. The arbitrary transfer function controller 29 that realizes the control system shown in FIG. 3 (b) is represented by the proportional-plus-integral controller shown below, where T DS is the desired time constant of the illustrated closed-loop control system.

同様の制御系設定手法は灰分の制御系にも適用できる。 The same control system setting method can be applied to the ash control system.

次に外乱補償用フィードフォワードコントローラ20につ
いて説明する。第1図において、可観測な外乱D(S)
は前記(6)式に示すように抄速の変化分であり、外乱
プロセス22のGD(S)を経て絶乾坪量と灰分に影響を与
える。前記(3)式と(8)式から抄速変化分による絶
乾坪量の変化分ΔBD Dと灰分の変化分ΔADは次の式によ
り表わされる。
Next, the disturbance compensation feedforward controller 20 will be described. In Fig. 1, the observable disturbance D (S)
Is a change in the machine speed as shown in the equation (6), and affects the absolute dry basis weight and the ash content through G D (S) of the disturbance process 22. Variation .DELTA.A D of variation .DELTA.B D D and ash content of the (3) and (8) bone dry basis weight by machine speed variation from the equation is expressed by the following equation.

このΔBD DとΔADとを打ち消すような操作量UD(S)を
決定するが、次の式を満たすUD(S)が外乱を補償する
操作量である。
An operation amount U D (S) that cancels the ΔB D D and ΔA D is determined, and U D (S) that satisfies the following expression is the operation amount that compensates for the disturbance.

YD(S)+GP(S)UD(S)=O …(23) ここで、 として、GP(S)の過渡特性は無視すると、(23)式は
次のようになる。
Y D (S) + G P (S) U D (S) = O (23) where Assuming that the transient characteristic of G P (S) is ignored, equation (23) becomes as follows.

ここで、L11=L12=L21=L22;LV1=LV2であるから、
(25)式を解いて次の式を得る。
Here, since L 11 = L 12 = L 21 = L 22 ; L V1 = L V2 ,
Solve equation (25) to obtain the following equation.

ここで、(26)式において、 LV1<L11 …(27) であるから、 は将来事象を表わすことになるが、抄速の変更は予めス
ケジュール化されているので、抄速の変更タイミングと
変更パターン及び変更量は予測できる。
Here, in the equation (26), since L V1 <L 11 ... (27), Represents a future event, but since the speed change is scheduled in advance, the change timing of the speed change and the change pattern and amount can be predicted.

したがって、(28)式で表わされるようなスケジュール
化された抄速の変化分ΔVS *を得ることは可能である。
Therefore, it is possible to obtain the scheduled variation ΔV S * of the papermaking speed as expressed by the equation (28).

上記の(26)式と(28)式とから、ΔFT DとΔFC Dは次の
式で表わされる。
From the above formulas (26) and (28), ΔF T D and ΔF C D are expressed by the following formulas.

以上の制御手法をまとめてブロック図に表わしたのが第
4図であり、この第4図において、第1図の任意伝達関
数コントローラ17に相当するのが絶乾坪量用任意伝達関
数コントローラGMB(S)、灰分用の任意伝達関数コン
トローラGMA(S)であり、クロスコントローラ18に相
当するのが、クロスコントローラGC11(S)〜G
C22(S)であり、むだ時間補償装置19に相当するのが
絶乾坪量用むだ時間補償装置GBS(S)、灰分制御用む
だ時間補償装置GAS(S)である。また、外乱補償用フ
ィードフォワードコントローラ20に相当するのが坪量用
フィードフォワードコントローラGFDB(S)、灰分制御
用フィードフォワードコントローラGFDA(S)である。
FIG. 4 collectively shows the above control method in a block diagram. In FIG. 4, the arbitrary transfer function controller G for absolute dry basis weight corresponds to the arbitrary transfer function controller 17 in FIG. MB (S) and arbitrary transfer function controller G MA (S) for ash, which correspond to the cross controller 18, are cross controllers G C11 (S) to G
C22 (S), and the dead time compensator 19 corresponds to the dead time compensator for absolute dry basis weight G BS (S) and the dead time compensator for ash control G AS (S). Further, the feedforward controller for disturbance compensation G FDB (S) and the feedforward controller for ash content G FDA (S) correspond to the disturbance compensation feedforward controller 20.

尚、GP11(S)〜GP22(S)は制御対象プロセスであ
り、GDB(S),GDA(S)は外乱プロセスである。
Note that G P11 (S) to G P22 (S) are control target processes, and G DB (S) and G DA (S) are disturbance processes.

第4図に示す構成の制御系で、次に示す条件の下に行な
ったシュミレーションの結果を第5図及び第6図に示
す。第5図(a),(b)は目標値変更を行ない、外乱
印加がない場合である。
The results of the simulation performed under the following conditions with the control system having the configuration shown in FIG. 4 are shown in FIGS. 5 and 6. FIGS. 5A and 5B show the case where the target value is changed and no disturbance is applied.

制御対象プロセス、外乱プロセスのパラメータは次の通
りである。
The parameters of the controlled process and the disturbance process are as follows.

○(7)式において、 K11=7,K12=0.05,K21=1.0,K22=0.05 T11=66,T12=210,T21=210,T22=210 L11=100,L12=100,L21=100,T22=100 ○(8)式において、 KV1=‐0.07,KV2=‐0.006, LV1=30,LV2=30 ○抄速は850.0m/分で一定とし、絶乾坪量目標値を50.0g
/m2から75.0g/m2にステップ変更し、灰分目標値を6.0g/
m2から10.0g/m2にステップ変更した。
○ In the formula (7), K 11 = 7, K 12 = 0.05, K 21 = 1.0, K 22 = 0.05 T 11 = 66, T 12 = 210, T 21 = 210, T 22 = 210 L 11 = 100, L 12 = 100, L 21 = 100, T 22 = 100 ○ In the formula (8), K V1 = -0.07, K V2 = -0.006, L V1 = 30, L V2 = 30 ○ The machine speed is 850.0 m / min. The target value for absolute dry basis weight is 50.0g
Change the step from / m 2 to 75.0 g / m 2 and set the ash target value to 6.0 g /
The step was changed from m 2 to 10.0 g / m 2 .

○絶乾坪量と灰分が第5図の時間軸3.0分において変更
開始するようにむだ時間分を先行して目標値変更を行な
っている。
○ The target values are changed ahead of the dead time so that the absolute dry basis weight and ash content will start changing at 3.0 minutes on the time axis in Fig. 5.

○制御周期は、10秒である。○ The control cycle is 10 seconds.

○閉ループ制御系の時定数を坪量、灰分共に200秒とす
るように設計している。
○ The closed loop control system is designed to have a time constant of 200 seconds for both basis weight and ash content.

第6図(a),(b)は目標値変更を行なわず、外乱を
印加した場合である。
6 (a) and 6 (b) show the case where the disturbance is applied without changing the target value.

○制御対象プロセス、外乱プロセスのパラメータは第5
図(a)と同一である。
○ The parameter of the controlled process and the disturbance process is 5th
It is the same as FIG.

○絶乾坪量は50.0g/m2で一定、灰分は6.0g/m2で一定と
し、抄速を850.0m/分から700m/分に一定変化率で変更し
た。
○ Ze'inuitsuboryou is constant at 50.0 g / m 2, ash content was constant at 6.0 g / m 2, was modified at a constant rate of change in machine speed on 850.0M / min 700 meters / min.

○その他の制御量は第1例と同一である。The other controlled variables are the same as in the first example.

第5図,第6図において、BDは絶乾坪量、FTは種口流
量、Aは灰分、FCはクレー流量を表わしている。
Figure 5, in Figure 6, B D is bone dry basis weight, F T seeding outlet flow, A is the ash, F C represents the clay flow.

第5図では設計した通りの安定した応答特性が得られて
おり、第6図では外乱印加による影響が絶乾坪量、灰分
共に5%以内に収まっていることが明らかになった。
In Fig. 5, stable response characteristics as designed were obtained, and in Fig. 6, it was revealed that the influence of disturbance application was within 5% for both the absolute dry basis weight and the ash content.

第8図は第4図の制御系からむだ時間補償装置、クロス
コントローラ、外乱補償用フィードフォワードコントロ
ーラをそれぞれ取り去った制御系を示し、これは従来用
いられてきた制御系である。
FIG. 8 shows a control system obtained by removing the dead time compensator, the cross controller, and the disturbance compensation feedforward controller from the control system shown in FIG. 4, which is a control system that has been conventionally used.

第9図(a),(b)は目標値変更を行ない、外乱印加
がない場合の結果を示している。
FIGS. 9A and 9B show the results when the target value was changed and no disturbance was applied.

このときの条件は、各パラメータについては、第5図
(a),(b)に示した場合と同一にした。
The conditions at this time were the same as those shown in FIGS. 5A and 5B for each parameter.

第10図(a),(b)は目標値変更を行なわず、外乱を
印加した場合の結果を示している。
FIGS. 10 (a) and 10 (b) show the results when a disturbance is applied without changing the target value.

このときの条件も、第6図(a),(b)に示した場合
と同一にした。
The conditions at this time were the same as those shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

これらの従来の結果を見ると、第9図(a),(b)で
は設定した200秒という時定数より速い応答性を示し、
オーバーシュートが起こっている。このため、オーバー
シュートのない良好な応答性を得ようとする場合、設計
時定数を大きくして試行錯誤的に制御系を設計しなけれ
ばならない。また、第10図(a),(b)では、外乱の
印加による影響が絶乾坪量では約14%、灰分では約10%
出ている。
Looking at these conventional results, in FIGS. 9 (a) and 9 (b), responsiveness faster than the set time constant of 200 seconds is shown.
Overshoot is occurring. Therefore, in order to obtain good responsiveness without overshoot, the control system must be designed by trial and error by increasing the design time constant. In addition, in Fig. 10 (a) and (b), the effect of disturbance is about 14% for absolutely dry basis weight and about 10% for ash.
Out.

このようにして、この発明の実施例ではクロスコントロ
ーラによる非干渉化とむだ時間補償を組み合わせること
によって任意伝達関数コントローラの設計が容易にな
り、制御性能を大きく向上させることができた。
As described above, in the embodiment of the present invention, the decoupling by the cross controller and the dead time compensation are combined to facilitate the design of the arbitrary transfer function controller, and the control performance can be greatly improved.

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、他の態様での実施も可能であり、特に外乱コントロ
ーラについては必要に応じて追加することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in other modes, and in particular, the disturbance controller can be added as necessary.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、抄紙プロセスをクロス
コントローラによって非干渉化して1入力1出力系と
し、各々の入出力系に任意伝達関数コントローラを設け
て制御すると共に、むだ時間補償装置により操作量の変
更から制御量の変更までにかかるむだ時間を補償するこ
とができ、定常状態のみならず抄替中のような過渡状態
にあっても即応性と安定性に優れた抄紙プロセス制御が
行なえる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the papermaking process is made non-interfering by the cross controller into a one-input one-output system, and each input / output system is provided with an arbitrary transfer function controller for control and waste. The time compensator can compensate the dead time from the change of the manipulated variable to the change of the controlled variable, and it has excellent responsiveness and stability not only in the steady state but also in the transient state such as during grade change. The papermaking process can be controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図
(a)は上記実施例におけるむだ時間補償装置の詳しい
構成を示すブロック図、第2図(b)は上記のむだ時間
補償装置のむだ時間補償後の等価ブロック図、第3図
(a)は上記実施例における任意伝達関数コントローラ
でむだ時間のない1入力1出力プロセスを制御する場合
のブロック図、第3図(b)は上記任意伝達関数コント
ローラのブロックを合成した後のブロック図、第4図は
上記実施例のさらに詳しいブロック図、第5図(a),
(b)は上記の詳細なブロック図に示す制御装置による
シュミレーションの結果を示すグラフであって、外乱が
なく、目標値のみを変更した場合のもの、第6図
(a),(b)は上記シュミレーションの結果を示すグ
ラフであって、目標値を変更せず、外乱のみを考慮した
場合のもの、第7図は一般的な抄紙プロセスの一例を示
す模式図、第8図は従来例を示すプログラム図、第9図
(a),(b)は上記の従来例によるシュミレーション
の結果を示すグラフであって、外乱がなく、目標値のみ
変更した場合のもの、第10図(a),(b)は上記の従
来例によるシュミレーシヨンの結果を示すグラフであっ
て、目標値の変更はなく、外乱のみを考慮した場合のも
のである。 17…任意伝達関数コントローラ 18…クロスコントローラ 19…むだ時間補償装置 20…外乱補償用フィードフォワードコントローラ 21…制御対象プロセス 22…外乱プロセス
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a block diagram showing a detailed configuration of the dead time compensating apparatus in the above embodiment, and FIG. 2 (b) is the dead time compensating apparatus. An equivalent block diagram after dead time compensation, FIG. 3 (a) is a block diagram in the case of controlling a 1-input 1-output process without dead time by the arbitrary transfer function controller in the above embodiment, FIG. 3 (b) is A block diagram after synthesizing the blocks of the arbitrary transfer function controller, FIG. 4 is a more detailed block diagram of the above embodiment, FIG. 5 (a),
(B) is a graph showing the result of simulation by the control device shown in the above detailed block diagram, where there is no disturbance and only the target value is changed, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are It is a graph which shows the result of the said simulation, when only a disturbance is considered, without changing a target value, FIG. 7 is a schematic diagram which shows an example of a general papermaking process, FIG. 8 is a conventional example. 9A and 9B are graphs showing the results of the simulation according to the above-mentioned conventional example, where there is no disturbance and only the target value is changed, and FIG. 10A and FIG. (B) is a graph showing the result of the simulation according to the above-mentioned conventional example, in which only the disturbance is considered without changing the target value. 17 ... Arbitrary transfer function controller 18 ... Cross controller 19 ... Dead time compensator 20 ... Disturbance compensation feedforward controller 21 ... Process to be controlled 22 ... Disturbance process

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 昭 青森県八戸市大字河原木字青森谷地3番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 小林 裕昭 青森県八戸市大字河原木字青森谷地3番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 谷口 実 青森県八戸市大字河原木字青森谷地3番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (72)発明者 橋本 信章 青森県八戸市大字河原木字青森谷地3番地 三菱製紙株式会社八戸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−257494(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Yamaguchi, Aomori Prefecture, Hachinohe City, Oji, 3rd Aomori Valley, Aomori Yachi, Mitsubishi Paper Mills, Ltd. (72) Inventor, Hiroaki Kobayashi, Hachinohe City, Aomori, Aomori, 3rd place, Aomori Valley Mitsubishi Paper Mills, Ltd. Hachinohe Mill (72) Inventor Minoru Taniguchi, Aomori, Aomori, Aomori Prefecture, No. 3 Aomori Yachi No. 3 Mitsubishi Paper Mills, Hachinohe Mill (72) Hashimoto Nobuaki, Hachinohe, Aomori, Aomori Valley, Aomori Valley Address Mitsubishi Paper Mills, Ltd. Hachinohe Mill (56) References JP 62-257494 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の速度で移動している紙の坪量と灰分
を検出器で測定し、この坪量と灰分を制御量とし、坪量
に対する主操作端を種口弁として灰分に対する主操作端
をクレー添加弁とするが、種口弁開度変更による種口流
量変化によって灰分も変化し、クレー添加弁開度変更に
よるクレー流量変化によって坪量も変化する相互干渉性
を持つ抄紙プロセスの制御装置であって、 クロスコントローラと、むだ時間補償装置と、任意伝達
関数コントローラとを備え、 前記クロスコントローラは、前記任意伝達関数コントロ
ーラと抄紙プロセスとの間に置かれ、前記任意伝達関数
コントローラから入力される制御信号から坪量、灰分へ
の不要な干渉を取り除き、坪量、灰分とそのそれぞれに
対応する制御信号とを1対1に対応させるような操作量
を抄紙プロセスに対して出力し、 前記むだ時間補償装置は、内部に抄紙プロセスと等価な
モデルを、操作端から制御量が検出器により測定される
までにかかるむだ時間のみを表すモデルと、むだ時間を
含まないモデルの2つの態様で持ち、前記任意伝達関数
コントローラの制御信号をむだ時間を含まないモデルに
入力して得たモデル出力信号と、測定される制御量とを
加算した信号から、モデル出力信号をむだ時間のみを表
すモデルに入力して得たむだ時間モデル信号を差し引き
むだ時間を含む信号の影響を取り除いてむだ時間を補償
し、むだ時間補償後の制御量を前記任意伝達関数コント
ローラに帰還し、 前記任意伝達関数コントローラは、坪量、灰分のそれぞ
れに対して比例・積分制御あるいは比例・積分・微分制
御で構成され、むだ時間補償装置からの帰還量と目標値
とから、その帰還量を目標状態に移行させる制御信号を
前記クロスコントローラに出力して制御量を目標値に一
致させることを特徴とする抄紙プロセスの制御装置。
1. A grammage and an ash content of a paper moving at a predetermined speed are measured by a detector, and the grammage and the ash content are used as control amounts. Although the operating end is a clay addition valve, the ash content also changes due to the change in the seed opening flow rate due to the change in the seed opening valve opening, and the basis weight also changes due to the change in the clay addition valve opening. A controller of the above, comprising a cross controller, a dead time compensator, and an arbitrary transfer function controller, wherein the cross controller is placed between the arbitrary transfer function controller and the papermaking process, and the arbitrary transfer function controller An operation amount that removes unnecessary interference on the grammage and ash content from the control signal input from the device, and makes one-to-one correspondence between the grammage and ash content and the corresponding control signals. Output to the papermaking process, the dead time compensator internally has a model equivalent to the papermaking process, a model showing only the dead time from the operating end until the control amount is measured by the detector, and the dead time. A model output signal obtained by inputting the control signal of the arbitrary transfer function controller to the model not including the dead time, and a signal obtained by adding the measured control amount to the model. Dead time model obtained by inputting the output signal into a model representing only the dead time. The effect of the signal including the dead time is subtracted to compensate for the dead time, and the control amount after the dead time compensation is adjusted to the arbitrary transfer function controller. And the arbitrary transfer function controller is configured with proportional / integral control or proportional / integral / derivative control for each of the basis weight and the ash content. And a feedback amount and the target value from the compensation device, the control apparatus of a paper process, characterized in that to match the control amount is outputted to the cross controller a control signal for shifting the feedback amount to the target state to the target value.
JP63280471A 1988-11-08 1988-11-08 Papermaking process controller Expired - Lifetime JPH0684596B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63280471A JPH0684596B2 (en) 1988-11-08 1988-11-08 Papermaking process controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63280471A JPH0684596B2 (en) 1988-11-08 1988-11-08 Papermaking process controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02127589A JPH02127589A (en) 1990-05-16
JPH0684596B2 true JPH0684596B2 (en) 1994-10-26

Family

ID=17625536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63280471A Expired - Lifetime JPH0684596B2 (en) 1988-11-08 1988-11-08 Papermaking process controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0684596B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9016722B2 (en) 2011-11-18 2015-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steering column device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07109078B2 (en) * 1986-04-25 1995-11-22 横河電機株式会社 Paper machine controller

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02127589A (en) 1990-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69511991T2 (en) Method and device for controlling multi-size / non-linear systems
DE69020919T2 (en) Method and device for changing control parameters according to the state of the process in the area of process control.
US5777872A (en) Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency
US5892679A (en) Method and system for controlling a multiple input/output process with minimum latency using a pseudo inverse constant
DE102004026979B4 (en) Multiple input / multiple output control blocks with non-linear prediction capabilities
DE10231417B4 (en) Model-free adaptation of a process controller (process control unit)
US7846299B2 (en) Apparatus and method for controlling product grade changes in a paper machine or other machine
DE19501077A1 (en) Adaptive cross directional decoupling control systems
DE10165123B3 (en) Integrated optimal model predictive control in a process control system
DE60209077T2 (en) Controller, temperature controller and heating controller
DE69624373T2 (en) DISTRIBUTED AND INTELLIGENT ACTUATOR CONTROL WITH SIMULTANEOUS COMMUNICATION BETWEEN THE ACTIVATORS
DE3750203T2 (en) Adaptive process control system.
DE68922940T2 (en) Flow control.
EP3457226B1 (en) Application of model predictive control (mpc)-based forced ramping of process input variables and process output reference trajectory design over a prediction horizon for mpc-based paper machine grade change control
DE10304902A1 (en) Adaptation of extended process control blocks depending on changing process delays
Celikovic et al. Model predictive control for continuous pharmaceutical feeding blending units
DE19919206A1 (en) Process for the production of pasta
DE10084320B3 (en) Method for controlling the humidity of a paper or board web in a coating plant
AT413023B (en) DEVICE FOR REGULATING THE METAL MIRROR IN A CONTINUOUS COIL
Massimiliano Performance improvement of Smith predictor through automatic computation of dead time
JPH0684596B2 (en) Papermaking process controller
US6094604A (en) Coordinated control of sheet properties by receiving a measured and broadcasted properties data, determining a control action, and broadcasting a predicted changes to other actuators
DE3020648A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING OR CONTROL OF TECHNICAL PROCESSES
EP1266090B1 (en) Method for headbox control
EP0445321B1 (en) Process for making pulp in a continuous digester