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JPH08626B2 - Cutting amount control device - Google Patents
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JPH08626B2 - Cutting amount control device - Google Patents

Cutting amount control device

Info

Publication number
JPH08626B2
JPH08626B2 JP63136712A JP13671288A JPH08626B2 JP H08626 B2 JPH08626 B2 JP H08626B2 JP 63136712 A JP63136712 A JP 63136712A JP 13671288 A JP13671288 A JP 13671288A JP H08626 B2 JPH08626 B2 JP H08626B2
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JP
Japan
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pid
gate opening
raw material
brand
control
Prior art date
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Application number
JP63136712A
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修一 谷吉
大介 斧田
毅 池田
Original Assignee
川崎製鉄株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 川崎製鉄株式会社 filed Critical 川崎製鉄株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉱石等の粉粒状となった原料を貯蔵するホ
ッパー、サイロ、ビン、バンカー等の貯槽の下端開口部
から原料を切出すためのゲートとフィーダとを具備した
切出し装置における切出し量制御装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is intended to cut out raw materials from a lower end opening of a storage tank such as a hopper, silo, bottle, bunker or the like for storing powdered raw materials such as ores. The present invention relates to a cutting amount control device in a cutting device including a gate and a feeder.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の一般的な切出し量制御装置は、貯槽の下端開口
部に切出し用のゲートおよびフィーダを配置し、このフ
ィーダ駆動用のモータと、モータの一次電圧を変化させ
る可変電圧器であるスライダックとを具備している。こ
の従来の一般的な切出し量制御装置は、スライダックの
操作により、モータへの加圧電圧を変化させ、もってフ
ィーダの振動数を変化させて貯槽内の原料の切出し量を
変化調節している。
A conventional general cut-out amount control device has a cut-out gate and a feeder arranged at the lower end opening of a storage tank, and has a motor for driving the feeder and a sliderac which is a variable voltage device for changing the primary voltage of the motor. It has. In this conventional general cut-out amount control device, the pressurization voltage to the motor is changed by the operation of the slidac, thereby changing the frequency of the feeder to change and adjust the cut-out amount of the raw material in the storage tank.

上記した従来の一般的な切出し量制御装置は、切出し
量を下流側の輸送量計量器による測定結果により判断
し、直接あるいは遠隔操作によりパイロットモータを経
由してスライダックを操作することにより、モータの一
次電圧、すなわち切出し量を適度に調整すると云う手動
制御であるため、調整に手間取ると共に、制御精度が悪
いと云う問題がある。
The conventional general cutting-out amount control device described above determines the cutting-out amount based on the measurement result of the transportation amount measuring device on the downstream side, and directly or remotely operates the sliderac via the pilot motor to control the motor. Since it is a manual control that the primary voltage, that is, the cutout amount is appropriately adjusted, there is a problem that the adjustment takes time and the control accuracy is poor.

第6図は、ゲート開度を一定にしての材料銘柄毎の切
出し量とモータの一次電圧との関係を示したものである
が、この第6図から、モータの一次電圧が一定であって
も、原料の種類、湿度、貯槽内の原料レベル等の相違に
より切出し量が変動すると云う問題があり、これを一定
に保とうとすると常に輸送量計量器での輸送量である計
量値を監視し、かつこの計量値の変化に応じてスライダ
ックを細かく調整しなければならないので、操作が煩雑
となると云う問題がある。
FIG. 6 shows the relationship between the cutout amount for each material brand and the primary voltage of the motor with the gate opening kept constant. From FIG. 6, it can be seen that the primary voltage of the motor is constant. However, there is a problem that the amount cut out varies depending on the type of raw material, the humidity, the level of raw material in the storage tank, etc.When trying to keep this constant, it is necessary to constantly monitor the measured value, which is the transport amount in the transport amount measuring device. In addition, since the sliderac must be finely adjusted according to the change in the measured value, there is a problem that the operation becomes complicated.

これらの問題を解消する手段としては、第10図に示す
ように、原料2を貯蔵した貯槽1の下端開口部にゲート
3と一緒に設けられたフィーダ4の切出し量を計量すべ
く切出された原料2を搬送するベルトコンベア5の途中
に設けられた輸送量計量器7で検出された計量信号と、
切出し量設定装置11により設定された切出し量設定信号
との偏差を減算器8で演算し、この偏差を零にすべくPI
D調節器9でPIDフィードバック制御演算し、この結果を
フィードバック制御信号としてフィーダ4の駆動源とし
てのモータ6の電源装置である可変電圧可変周波数装置
10に入力する制御手段(特開昭61-106334号公報)があ
る。
As a means to solve these problems, as shown in FIG. 10, the feed tank 4 which is provided with the gate 3 at the lower end opening of the storage tank 1 storing the raw material 2 is cut out so as to measure the cut amount. A weighing signal detected by a transportation amount measuring device 7 provided in the middle of a belt conveyor 5 that conveys the raw material 2;
The subtractor 8 calculates the deviation from the cut-out amount setting signal set by the cut-out amount setting device 11, and PI is set to make this deviation zero.
A variable voltage variable frequency device which is a power supply device of the motor 6 as a drive source of the feeder 4 by performing a PID feedback control calculation by the D controller 9 and using the result as a feedback control signal.
There is a control means for inputting to 10 (JP-A-61-106334).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

この特開昭61-106334号公報に示された手段において
は、オペレータの操作調整の省力化を或る程度達成する
ことができるものの、PIDフィードバック制御の各種設
定を原料2の種類、原料2の湿度、貯槽1内の原料レベ
ル等の変化に併せて細かくチューニング作業しなければ
ならない弊害を伴うと共に、貯槽1形状による貯槽1内
での原料2の堆積状態、流動状態の違い及び変化、フィ
ーダ4の切出し特性の違い、ゲート3の開度の変化に対
して有効な制御性を発揮できない。
In the means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-106334, although labor saving of the operation adjustment of the operator can be achieved to some extent, various settings of the PID feedback control can be made for the type of raw material 2 and the raw material 2. In addition to the harmful effect that fine tuning work must be performed in accordance with changes in humidity, raw material level in the storage tank 1, etc., the deposition state and flow state difference and change of the raw material 2 in the storage tank 1 due to the shape of the storage tank 1 and the feeder 4 It is not possible to exert effective controllability with respect to the difference in the cut-out characteristics and the change in the opening of the gate 3.

すなわち、PIDフィードバック制御では、計量信号に
重畳する外乱を最小に抑えるのに最適な制御定数と、設
定値変更に対して最適な追従性を発揮するPID値とは必
ずしも一致せず、両者の要求を同時に満たす調整は難し
いとされており、大きなむだ時間と一次遅れ系である貯
槽1からの切出し量制御においても例外ではなく、高度
な制御精度を得ることは至難とされていた。
That is, in PID feedback control, the optimum control constant for minimizing the disturbance superimposed on the weighing signal does not always match the PID value that provides the optimum follow-up performance with respect to the change in the setting value. It is said that it is difficult to make an adjustment to satisfy the above conditions at the same time, and it is said that it is extremely difficult to obtain a high degree of control accuracy even when controlling the amount of cutting out from the storage tank 1 which is a first-order lag system with a large dead time.

また、ゲート3の開度は、これが切出し量を大きく左
右するファクターでありながらオペレータの従来からの
経験と勘とにより、原料2の銘柄と切出し目標値とに従
って適性に調節していた。
Further, the opening degree of the gate 3 is appropriately adjusted according to the brand of the raw material 2 and the target cutting value, based on the operator's conventional experience and intuition, although this is a factor that greatly influences the cutting amount.

第6図中の銘柄Aをとってゲート開度をパラメータと
した切出し量変化を求めると、その特性は第7図に示す
ようになる。この第7図に示された特性から明らかなよ
うに、ゲート開度は切出し量変化を大きく支配し、小さ
くはフィーダ4の振動数変化で調整することが可能であ
ることが分かる。すなわち、第7図において、切出し量
Wkを得る場合には、ゲート開度を70%とし、モータ6の
一次電圧をVkとすれば良い。
Taking the brand A in FIG. 6 and obtaining the change in cutting amount using the gate opening as a parameter, the characteristics are as shown in FIG. As is clear from the characteristics shown in FIG. 7, it is understood that the gate opening largely controls the change in the cutting amount, and the gate opening can be adjusted by changing the frequency of the feeder 4 if the opening is small. That is, in FIG. 7, the cutting amount
To obtain Wk, the gate opening may be 70% and the primary voltage of the motor 6 may be Vk.

しかしながら、このゲート開度と一次電圧との最適組
合せを求めることは容易ではない。一次電圧については
PID調節器9によりPIDフィードバック系を組むことによ
り或る程度の自動調節ができるが、ゲート開度について
は、原料2の銘柄が400種にも及ぶので、オペレータに
よる設定は試行錯誤的に長時間を要することになってい
た。
However, it is not easy to find the optimum combination of the gate opening and the primary voltage. For the primary voltage
Although a certain degree of automatic adjustment can be made by forming a PID feedback system with the PID controller 9, the gate opening can be set by the operator by trial and error for a long time because there are 400 kinds of brands of raw material 2. Was to be required.

例えば、第7図において、切出し量Wkを得るのに、当
初指示点がゲート開度を90%として点にあったとする
と、この指示点を一次電圧を下げて下限の点までシフ
トした後、また切出し量WKよりも大きいので一次電圧を
そのままにしてゲート開度を50%に変えて点に移す。
この点での切出し量Wが切出し量WKよりも小さいので
一次電圧を上げて点までシフトさせるが、この点で
の切出し量Wがまだ切出し量WKよりも小さいので、一次
電圧をそのままにしてさらにゲート開度を70%に変えて
点に移り一次電圧を下げて目標の切出し量Wkを得るこ
とのできる点を探し出すと云う極めて面倒な操作を行
う。
For example, in FIG. 7, assuming that the initial indication point was at the point with the gate opening of 90% in order to obtain the cutout amount Wk, after the indication point was lowered to the lower limit point by lowering the primary voltage, Since it is larger than the cutout amount WK, change the gate opening to 50% and move to the point while keeping the primary voltage.
Since the cutout amount W at this point is smaller than the cutout amount WK, the primary voltage is raised and shifted to the point, but since the cutout amount W at this point is still smaller than the cutout amount WK, the primary voltage is left as it is. The gate opening is changed to 70%, and the operation moves to a point where the primary voltage is lowered to find a point where the target cutting amount Wk can be obtained, which is an extremely troublesome operation.

基本的には、ゲート開度は、原料2の銘柄によって決
まるのであるが、短期的には、原料2の水分、フィーダ
4の切出し特性等の変化によっても微調整を必要とする
ものであり、これをオペレータの経験と勘とで短時間の
内に判定処理するのは極めて困難である。また、ゲート
開度の制御を自動化するにしても、原料2の銘柄別によ
る基本設定は容易ではあるが、短期的な原料2の水分、
フィーダ4の切出し特性等の変化を反映させることは至
難である。
Basically, the gate opening is determined by the brand of the raw material 2, but in the short term, fine adjustment is required due to changes in the water content of the raw material 2, the cutting characteristics of the feeder 4, and the like. It is extremely difficult to perform a determination process in a short time based on the experience and intuition of the operator. Even if the control of the gate opening is automated, the basic setting for each brand of the raw material 2 is easy, but the water content of the raw material 2 in the short term,
It is extremely difficult to reflect changes in the cutting characteristics of the feeder 4 and the like.

すなわち、貯槽からの原料の切出し量制御において
は、原料の種類、原料の湿度、貯槽内の原料レベルと云
ったプロセス変動があり、貯槽形状、フィーダの切出し
特性の違い、ゲート開度との対応、外乱抑制、設定値変
更追従性に対しても柔軟な調整を達成できると云った課
題を克服した上での操作及びチューニング作業の省力化
と高度な制御精度とを得ることが要求されているのであ
り、またこれとは別に短期的な原料の水分、フィーダの
切出し特性等の変化に対応したゲート開度の微調整を可
能とすることが要求されるのである。
In other words, in controlling the amount of raw material cut out from the storage tank, there are process variations such as the type of raw material, the humidity of the raw material, and the raw material level in the storage tank. Correspondence with the shape of the storage tank, the difference in the cutting characteristics of the feeder, and the gate opening However, it is required to save labor in operation and tuning work and to obtain high control accuracy after overcoming the problem that it is possible to achieve flexible adjustment with respect to disturbance suppression and set value change followability. In addition to this, it is required that fine adjustment of the gate opening can be performed in response to short-term changes in the water content of the raw material, the cutting characteristics of the feeder, and the like.

一般的に、フィーダによる原料切出しの過渡特性は、
第8図に示すように、大きなむだ時間TLと一次遅れ時間
Tとの系で近似することが可能である。この系をPIDフ
ィードバック制御方式にて最適制御するためのPID演算
式は、 m(t)=100/PB・{1/TI・∫e(t)dt+e(t)+
TDde(t)/dt} である。なお、m(t)は操作出力、PBは比例項、TIは
積分時間、TDは微分時間、e(t)は制御偏差である。
Generally, the transient characteristics of material cutting by the feeder are
As shown in FIG. 8, it is possible to approximate with a system of a large dead time TL and a first-order delay time T. The PID calculation formula for optimally controlling this system by the PID feedback control method is m (t) = 100 / PB · {1 / TI · ∫e (t) dt + e (t) +
TDde (t) / dt}. Note that m (t) is an operation output, PB is a proportional term, TI is an integration time, TD is a differential time, and e (t) is a control deviation.

上式におけるPB、TI、TDであるPID設定値は、FP、F
I、FDをPB、TI、TDの最適値を求める関数とすれば、次
のように表わされる。
PID set values that are PB, TI, TD in the above equation are FP, F
If I and FD are functions that find the optimum values of PB, TI, and TD, they are expressed as follows.

原料の銘柄の相違、原料の銘柄により異なる粒度、比
重、湿度、貯槽内の原料レベル、貯槽の形状、フィーダ
の切出し特性の違い、ゲート開度との対応と云った点か
らプロセスのK、T、TL値は変化する。また、逆に外乱
抑制と設定値変更追従性の両者にも柔軟な調整を得るこ
とができるようにするには、PID設定値であるPB、TL、T
Dを変化させる必要がある。
In terms of differences in raw material brands, particle size, specific gravity, humidity, raw material level in storage tanks, storage tank shape, feeder cutting characteristics, and gate opening, process K, T , TL value changes. On the contrary, in order to be able to obtain flexible adjustments for both disturbance suppression and set value change followability, the PID set values PB, TL, T
It is necessary to change D.

このことから、フィーダによる原料切出し量制御にお
いては、PID設定値を、プロセスの特性変化に対応しか
つ柔軟な調整のためにも直接的に変化させる必要がある
ことがわかる。
From this, it is understood that in controlling the amount of raw material cut out by the feeder, it is necessary to directly change the PID set value in order to respond to the change in the characteristics of the process and for flexible adjustment.

また、切出し目標値と原料の銘柄の違いと、さらに原
料の水分、フィーダの切出し特性等の変化に基づいた適
正な初期ゲート開度を数学モデルを用いて演算算出する
ことは非常に難しいことは前述の通りであるが、支点を
変えて、一つの原料銘柄の所定の貯槽からの切出し開始
から切出し終了までの1ジョブで見れば、その切出し終
了時点では試行錯誤的制御があったかも知れないが、最
終的にはゲート開度は最適値となっているはずである。
従って、この最も有効な経験値を次回のジョブの初期ゲ
ート開度に順次累積して反映する学習制御を行えば、有
効なゲート開度制御が可能となる。
In addition, it is very difficult to calculate and calculate the appropriate initial gate opening based on the difference between the target cutting value and the brand of raw material, the moisture content of the raw material, the change in the cutting characteristics of the feeder, etc. using a mathematical model. As mentioned above, if we look at one job from the start to the end of cutting from a given storage tank for one raw material brand by changing the fulcrum, there may have been trial and error control at the end of that cutting. Finally, the gate opening should be the optimum value.
Therefore, if the learning control for sequentially accumulating and reflecting the most effective experience value on the initial gate opening of the next job is performed, the effective gate opening can be controlled.

本発明は、上記した従来技術における問題点を解消
し、従来からの要望を満たすべく創案されたもので、操
作およびチューニング作業の省力化を達成すると共に、
PID設定値をプロセス特性変化への対応および柔軟な調
整のために大幅に変化させ、フィーダによる原料の切出
し量の高度な制御精度を得ることを目的とするものであ
る。
The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems in the prior art and meet the demands of the prior art, and achieves labor saving of operation and tuning work,
The purpose is to significantly change the PID set value in order to respond to changes in process characteristics and to make flexible adjustments, and to obtain a high degree of control accuracy of the amount of raw material cut out by the feeder.

また、他の目的は、原料の銘柄毎の過去のゲート開度
を制御した実績を最も有効な経験値として学習制御によ
り切出し目標値に対応した適正な初期ゲート開度を演算
制御することにある。
Another purpose is to calculate and control an appropriate initial gate opening corresponding to the cut-out target value by learning control, using the past experience of controlling the gate opening for each brand of raw material as the most effective experience value. .

さらに、他の目的は、PID調節器に対するPID設定制御
に加えて、初期ゲート開度の演算制御を与えることによ
り、原料の切出し量のより高度な制御精度を得ることに
ある。
Furthermore, another object is to obtain a higher degree of control accuracy of the amount of material cut out by giving arithmetic control of the initial gate opening in addition to PID setting control for the PID controller.

〔課題を解決するための手段〕 この目的を達成する本発明の手段は、PID調節器から
出力されるフィードバック制御信号を調整設定する手段
と、適性な初期ゲート開度を演算制御する手段と、両手
段を有機的に結合した手段とがある。
[Means for Solving the Problem] Means of the present invention for achieving this object, means for adjusting and setting the feedback control signal output from the PID controller, means for calculating and controlling an appropriate initial gate opening, There is a means that organically combines both means.

PID調節器からのフィードバック制御信号を調整設定
する手段は、 貯槽内に収納された粉粒状原料のゲートおよびフィーダ
を介しての切出し量を、切出された原料量と設定された
切出し量との偏差値をPID調節器によりPID処理してフィ
ードバック制御信号としてフィーダの駆動源に入力する
切出し量制御装置であること、 原料銘柄と貯槽番号とから予め登録したPID適性値を抽
出してPID基本設定値とする影響信号と、起動時のプロ
セス同定結果によりPID基本設定値の補正演算をさせる
探索信号と、さらに制御途中で偏差値が大きくなる制御
不安定時に探索信号による補正演算に代わって一時的に
強制介入して偏差値によりPID基本制定値の補正演算を
させる偏差信号とを発して段階的な制御を行うPID設定
値を成形し、このPID設定値をPID調節器に出力するPID
設定演算装置を設けること、 にある。
The means for adjusting and setting the feedback control signal from the PID controller is the amount of cutting out of the granular material stored in the storage tank through the gate and the feeder. It is a cutting amount control device that performs PID processing of the deviation value with a PID controller and inputs it as a feedback control signal to the drive source of the feeder.PID aptitude value registered in advance from the material brand and storage tank number is extracted and the PID basic setting is made. Value influence signal, a search signal that corrects the PID basic set value according to the process identification result at startup, and a temporary operation instead of the correction calculation by the search signal when the control value becomes unstable when the deviation value increases during control. Forcibly intervenes to generate a deviation signal that causes the PID basic established value to be calculated according to the deviation value, and forms a PID setting value that performs stepwise control and outputs this PID setting value to the PID controller. That PID
Providing a setting calculation device.

また、適性な初期ゲート開度を演算制御する手段は、 貯槽内に収納された粉粒状原料のゲートおよびフィーダ
を介しての切出し量を、切出された原料量と設定された
切出し量との偏差値をPID調節器によりPID処理してフィ
ードバック制御信号としてフィーダの駆動源に入力する
切出し量制御装置に併設されるものであること、 ジョブ終了時点でのゲート開度比を演算し、この演算結
果とそのジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回
のジョブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート
開度比を指数平均演算により算出して原料の銘柄グルー
プ別に記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複
数の銘柄グループに分割し、原料の銘柄指定に従って対
応する銘柄グループを選択してこの銘柄グループの記憶
された初期ゲート開度比を取出し、この取出された初期
ゲート開度比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定
すると共に、ゲートのその後の補正開閉制御をPID調節
器からの信号により実施するゲート制御装置を設けるこ
と、 にある。
In addition, the means for calculating and controlling the appropriate initial gate opening, the cutting amount of the granular material stored in the storage tank through the gate and the feeder, the amount of raw material cut out and the set cutting amount The deviation value should be PID processed by the PID controller and input to the drive source of the feeder as a feedback control signal, and it should be installed together with the cutting amount control device.The gate opening ratio at the end of the job should be calculated. From the result and the initial gate opening ratio at the start of the job, the initial gate opening ratio of the same brand group of raw materials in the next job is calculated by exponential averaging and stored for each brand group of raw materials, and the bulk density and Based on the corners, each raw material is divided into multiple brand groups, the corresponding brand group is selected according to the brand designation of the raw material, and the stored initial gate opening ratio of this brand group is set. In addition to setting the initial gate opening degree for the next job from the extracted initial gate opening ratio, a gate control device is provided to perform the subsequent correction opening / closing control of the gate by the signal from the PID controller. is there.

そして両手段を有機的に結合した手段は、 貯槽内に収納された粉粒状原料のゲートおよびフィーダ
を介しての切出し量を、切出された原料量と設定された
切出し量との偏差値をPID調節器によりPID処理してフィ
ードバック制御信号としてフィーダの駆動源に入力する
切出し量制御装置であること、原料の銘柄と貯槽番号と
から予め登録したPID適性値を抽出してPID基本設定値と
させる影響信号と、起動時のプロセス同定結果によりPI
D基本設定値の補正演算をさせる探索信号と、制御途中
で偏差値が大きくなる制御不安定時に探索信号による補
正演算に代わって一時的に強制介入して偏差値によりPI
D基本制定値の補正演算をさせる偏差信号とを発して段
階的な制御を行うPID設定値を成形し、このPID設定値を
PID調節器に出力するPID設定演算装置を設けること、ジ
ョブ終了時点でのゲート開度比を演算し、この演算結果
とそのジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回の
ジョブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート開
度比を指数平均演算により算出して原料の銘柄グループ
別に記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複数
の銘柄グループに分割し、原料の銘柄指定に従って対応
する銘柄グループを選択してこの銘柄グループの記憶さ
れた初期ゲート開度比を取出し、この取出された初期ゲ
ート開度比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定す
ると共に、ゲートのその後の補正開閉制御をPID調節器
からの信号により実施するゲート制御装置を設けるこ
と、 にある。
The means that organically combines both means determines the amount of powdered granular material stored in the storage tank through the gate and feeder, and the deviation value between the amount of raw material cut out and the set amount of cutout. It is a cutting amount control device that performs PID processing by the PID controller and inputs it to the drive source of the feeder as a feedback control signal, extracts the preregistered PID aptitude value from the brand of the raw material and the tank number, and sets it as the PID basic set value. PI based on the influence signal that causes it and the process identification result at startup
D Search signal for correction calculation of basic set value and PI control depending on deviation value by temporarily intervening instead of correction calculation by search signal when control becomes unstable during deviation of control value
D Form a PID set value that emits a deviation signal to perform correction calculation of the basic set value and performs stepwise control, and then use this PID set value.
Providing a PID setting calculation device that outputs to the PID controller, calculates the gate opening ratio at the end of the job, and calculates the raw material for the next job from the calculation result and the initial gate opening ratio at the start of the job. The initial gate opening ratio of the same brand group is calculated by exponential averaging and stored for each brand group of raw materials, and each raw material is divided into multiple brand groups based on the bulk density and angle of repose, and the raw material brand is designated. Select the corresponding brand group according to the above to retrieve the stored initial gate opening ratio of this brand group, set the initial gate opening ratio of the next job from this retrieved initial gate opening ratio, and There is a gate control device for carrying out the correction opening / closing control of 1) by a signal from the PID controller.

〔作用〕[Action]

PID調節器からのフィードバック制御信号を調整設定
する手段は、影響信号により原料の銘柄と貯槽番号とに
対応して予め登録された多数のPID適性値中から最適の
値を抽出してPID基本制定値とし、この抽出されたPID基
本設定値を探索信号により得られた起動時のプロセス同
定結果に従って補正演算してPID設定値とし、さらに制
御途中で偏差値が大きくなる制御不安定時にだけ、この
探索信号により得られた起動時のプロセス同定結果に従
った補正演算に代わって偏差信号により得られた偏差値
を一時的に強制介入してPID値を直接変更設定してPID基
本制定値をPID設定値に補正演算をするので、原料の種
類については影響信号により、原料の湿度、貯槽内の原
料レベルについては探索信号と偏差信号とにより、貯槽
形状、フィーダの切出し特性、ゲート開度のそれぞれの
違いについては影響信号と探索信号とにより、そして外
乱抑制と設定値変更追従性の両者に対する柔軟な調整に
ついては偏差信号によって、常に高度な制御精度で制御
することとなる。しかも、これらの制御は自動的に行わ
れるため、操作およびチューニング作業を必要としな
い。
The means for adjusting and setting the feedback control signal from the PID controller is to establish the PID basic by extracting the optimum value from a large number of PID aptitude values registered in advance corresponding to the brand of the raw material and the tank number by the influence signal. This extracted PID basic set value is corrected and calculated as the PID set value according to the process identification result at startup obtained by the search signal, and only when the deviation becomes large during control Instead of the correction calculation according to the process identification result at startup obtained from the search signal, the deviation value obtained from the deviation signal is temporarily forcibly intervened to directly change the PID value and set the PID basic established value to PID. Since correction calculation is performed on the set value, the influence signal for the type of raw material, the humidity of the raw material, the search signal and the deviation signal for the raw material level in the storage tank are used to determine the storage tank shape, feeder cutting characteristics, and The respective differences impact signal for DOO opening and the search signal, and for flexible adjustment of the setting value changing followability of both a disturbance suppression and thus be controlled by the deviation signal, always high control accuracy. Moreover, since these controls are performed automatically, no operation or tuning work is required.

すなわち、影響信号によるPID基本設定値の設定と、
探索信号によるPID基本設定値のPID設定値への補正演算
と、偏差信号によるPID基本設定値におけるPID値の強制
変更とを段階的に行う段階制御を行うことにより、プロ
セス同定過程とPID設定値調整過程とを並行して行い、
制御系が何時でも一応は働くようにしておき、適応過程
が進むに従って性能が向上していくような収束過程を歩
ませ、かつその収束過程をできるだけ速くするようにし
ているのである。
That is, setting the PID basic setting value by the influence signal,
The process identification process and the PID set value are performed by performing stepwise control that performs correction calculation of the PID basic set value to the PID set value by the search signal and forced change of the PID value in the PID basic set value by the deviation signal in stages. Perform the adjustment process in parallel,
The control system is set to work at all times, and the convergence process is performed so that the performance improves as the adaptation process progresses, and the convergence process is made as fast as possible.

また、適正な初期ゲート開度を演算制御する手段は、
停止時に対象銘柄グループの特定ジョブの終了時点での
ゲート全開までの時間と目標切出し量とから停止時ゲー
ト開度比を求め、この停止時ゲート開度比と、同じジョ
ブの開始時の初期ゲート開度比とを取り込み、次のジョ
ブの開始時の初期ゲート開度比を指数平均演算で求めて
おく。
Further, the means for calculating and controlling the appropriate initial gate opening is
At the time of stop, the gate opening ratio at stop is calculated from the time until the gate is fully opened at the end of the specific job of the target stock group and the target cutout amount, and this gate opening ratio at stop and the initial gate at the start of the same job The opening ratio and the initial gate opening ratio at the start of the next job are calculated by exponential averaging.

特定の銘柄グループのジョブが指定されたならば、こ
の銘柄グループに対応する初期ゲート開度比を呼び出し
て、切出し量設定装置からの切出し量目標値とから初期
ゲート開度を求め、このようにして求められた初期ゲー
ト開度によりゲートの具体的な初期ゲート制御を行う。
そして、最終的なゲート閉時間の測定結果は、順次累積
されてゲート開度の学習制御がなされる。
When a job of a specific brand group is specified, the initial gate opening ratio corresponding to this brand group is called, and the initial gate opening is obtained from the cutting amount target value from the cutting amount setting device. The specific initial gate control of the gate is performed according to the initial gate opening obtained as above.
Then, the final measurement result of the gate closing time is sequentially accumulated and learning control of the gate opening is performed.

すなわち、停止時ゲート開度比と同じジョブの開始時
の初期ゲート開度比とから、次回ジョブの開始時の初期
ゲート開度比を指数平均演算で求めることにより、切出
し目標値と原料の銘柄の違いばかりでなく、短期的な原
料の水分、フィーダの特性変化にも追従することができ
るのである。
That is, by calculating the initial gate opening ratio at the start of the next job by exponential averaging from the gate opening ratio at stop and the initial gate opening ratio at the start of the job, the cutting target value and the material brand It is possible to follow not only the difference in water content but also short-term changes in the water content of the raw material and changes in the characteristics of the feeder.

そして両手段、すなわちPID調節器からのフィードバ
ック制御信号を調整設定する手段と、適正な初期ゲート
開度を演算制御する手段とを有機的に結合した手段は、
制御の不安定となり易い駆動初期の時点で上記した両手
段の作用を個々に独立して行って、ゲート開度設定不良
による探索信号によるPID基本設定値のPID設定値への補
正演算を常に良好に達成させ、これにより駆動初期に早
期に制御を安定化させる。また、偏差信号による強制制
御に際しては、直接ゲートの開閉を制御して設定値変更
追従性を大幅に高めている。
And, means for organically combining both means, that is, means for adjusting and setting the feedback control signal from the PID controller, and means for arithmetically controlling the proper initial gate opening,
The operation of both of the above-mentioned means is performed independently at the initial stage of driving when the control tends to become unstable, and the correction calculation of the PID basic set value to the PID set value by the search signal due to the gate opening setting error is always good. In this way, the control is stabilized early in the driving. Further, in the forced control by the deviation signal, the opening / closing of the gate is directly controlled to significantly improve the set value change followability.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、PID調節器からのフィードバック制御信号
を調整設定する手段の基本回路構成を示すもので、原料
切出し装置は従前と同様に、粉粒状原料2を収納した貯
槽1の下端開口部にゲート3を介してモータ6により駆
動される原料切出し用のフィーダ4を設け、切出された
原料2を所望する箇所に搬送するベルトコンベア5とか
ら構成されている。
FIG. 1 shows the basic circuit configuration of the means for adjusting and setting the feedback control signal from the PID controller. The raw material cutting device is the same as before, in the lower end opening of the storage tank 1 containing the granular raw material 2. A raw material cutting feeder 4 driven by a motor 6 via a gate 3 is provided, and a belt conveyor 5 is provided for conveying the cut raw material 2 to a desired location.

この切出し装置に組付けられる切出し量制御装置は、
ベルトコンベア5が形成する原料2の搬送路途中に設け
られ、切出されて輸送されている原料2の輸送量を直接
計量する輸送量計量器7と、CRT等で構成された切出し
量設定装置11と、この切出し量設定装置11で設定された
目標切出し量SVと実際の切出し量である輸送量計量器7
の輸送量PVとの偏差を演算する減算器8と、この減算器
8からの出力によりPID制御するPID調節器9と、このPI
D調節器9の出力である制御出力MVによりモータ6を制
御出力MVに比例した可変電圧可変周波数制御する可変電
圧可変周波数装置10と、PID設定演算装置13とから構成
されている。なお、各装置間のI/F部ではA/DあるいはD/
A変換等がなされるがこれについては省略する。
The cutting amount control device assembled to this cutting device is
A delivery amount measuring device 7 which is provided in the middle of the feed path of the raw material 2 formed by the belt conveyor 5 and directly measures the transport amount of the raw material 2 that has been cut and transported, and a cutout amount setting device including a CRT or the like. 11 and the target amount of cut SV set by the amount of cut setting device 11 and the transportation amount measuring device 7 which is the actual amount of cut.
Of the transport amount PV of the subtractor 8, a PID controller 9 for PID control by the output from the subtractor 8, and the PI
It is composed of a variable voltage variable frequency device 10 for controlling the motor 6 with a variable voltage variable frequency proportional to the control output MV by a control output MV which is the output of the D adjuster 9, and a PID setting arithmetic device 13. In the I / F section between each device, A / D or D /
A conversion etc. is performed, but this is omitted.

PID設定演算装置13は、入力装置12から原料2の銘柄
と貯槽番号とを取り込んでPID基本設定値を演算する影
響信号演算装置14と、制御出力MVに加算器19により探索
信号発生装置16からの探索信号を起動時に強制的に重畳
させて、そのプロセスに対するはね返りを輸送量PVによ
りプロセス同定を行い、このプロセス同定結果に従って
PID基本設定値の補正演算をさせる探索信号演算装置15
と、目標切出し量SVと輸送量PVとの偏差である減算器8
の出力を取り込んでこの偏差値が一定値以上となった際
にPID基本設定値への一時的な強制介入演算を行う偏差
信号演算装置17と、この影響信号演算装置14と探索信号
演算装置15と偏差信号演算装置17とでの演算結果をスト
ックしてPID調節器9に演算結果であるPID設定値を指定
するPID値設定装置18とから構成されている。
The PID setting calculation device 13 receives the brand of the raw material 2 and the tank number from the input device 12 and calculates the PID basic set value, and the influence signal calculation device 14 to the control output MV by the adder 19 from the search signal generation device 16 The search signal of is forcibly superimposed at startup, and the bounce for that process is identified by the transport amount PV, and according to this process identification result.
Search signal calculation device 15 for correction calculation of PID basic set value
And the subtractor 8 which is the deviation between the target cutting amount SV and the transport amount PV
Deviation signal calculation device 17 for performing the temporary forced intervention calculation to the PID basic set value when the deviation value becomes a certain value or more by taking in the output of the output signal, the influence signal calculation device 14 and the search signal calculation device 15 And PID value setting device 18 for stocking the operation results of the deviation signal operation device 17 and designating the PID set value which is the operation result to the PID controller 9.

次に、この第1図に示した実施例の作用を第4図を参
照しながら説明する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

影響信号に従ったプロセス特性を決める一番大きな要
素である原料2の銘柄(原料2の種類および粒度)と貯
槽番号(貯槽番号により自ずとフィーダ4の特性も決定
される)とを入力装置12より取り込む。すなわち、原料
2の銘柄を指定することにより、約400種の銘柄を嵩密
度と安息角とに従って六つに分割された銘柄グループ中
から対応する銘柄グループを選択し、この選択した銘柄
グループと入力された貯槽番号とから、予め登録した設
定値テーブルにより、指定した銘柄と貯槽番号とに適合
した最適PID設定値を抽出してPID基本設定値とする。
From the input device 12, the brand of the raw material 2 (type and grain size of the raw material 2) and the storage tank number (the storage tank number also determines the characteristics of the feeder 4), which are the largest factors that determine the process characteristics according to the influence signal, are input. take in. That is, by designating the brand of the raw material 2, the corresponding brand group is selected from the brand groups divided into six according to the bulk density and the angle of repose of about 400 brands, and the selected brand group is input. The optimum PID set value that matches the specified brand and storage number is extracted from the stored storage number and the set value table registered in advance as the PID basic set value.

次いで、探索信号発生装置16からの探索信号によりゲ
ート3を一定開度とした状態で、制御出力MVを強制的に
最大値としたキック起動を一定時間かけて、第5図に示
すようなプロセスすなわち輸送量PVのはね返り反応をみ
てプロセス同定を実施する。即ち、起動する毎に実際の
プロセスのむだ時間TL、一次遅れ時間T等の実測定を行
ってプロセス同定結果を得、このプロセス同定結果によ
り予め決めている前記(1)式を基本とする演算により
上記したPID基本設定値を補正演算してPID設定値を演算
する。このように、探索信号は、或る一定時間tの間だ
け制御出力MVを強制的に最大とし、これに対応した輸送
量PVからプロセス同定を行うのであるが、例えばゲート
3の詰まりにより原料2が排出されないとむだ時間TL、
一次遅れ時間Tは異常に大きな値となり、補正演算も異
常値を出力してPID制御を暴走させる危険がある。そこ
で、第4図に示すように、プロセス同定OKと云う合理性
チェックをかけてそのチェック結果が正当である時にだ
け補正演算を行うようにしている。なお、起動後一定時
間t経過後は速やかに算出されたPID設定値でのPIDフィ
ードバック制御に移行することは云うまでもなく、また
実際の輸送量PVは、第5図に示すように、多少のオーバ
ーシュート後、目標切出し量SVに一致することになる。
Then, with the search signal from the search signal generator 16 kept the gate 3 at a constant opening degree, the kick start with the control output MV forcibly set to the maximum value is taken for a certain time, and the process as shown in FIG. That is, process identification is performed by observing the rebound reaction of the transport amount PV. That is, every time it is started, the actual process dead time TL, the first-order lag time T, etc. are actually measured to obtain the process identification result, and the calculation based on the formula (1) previously determined based on the process identification result. The above PID basic set value is corrected and calculated to calculate the PID set value. In this way, the search signal forcibly maximizes the control output MV for a certain period of time t, and performs process identification from the transport amount PV corresponding to this, for example, the raw material 2 due to clogging of the gate 3 Is not discharged and dead time TL,
The first-order delay time T becomes an abnormally large value, and the correction calculation also outputs an abnormal value, which may cause the PID control to run away. Therefore, as shown in FIG. 4, a rationality check called process identification OK is performed, and a correction operation is performed only when the check result is valid. Needless to say, the PID feedback control with the calculated PID set value is promptly made after the lapse of a certain time t after the start-up, and the actual transport amount PV is slightly different as shown in FIG. After the overshoot of, the target cutout amount SV will match.

影響信号と探索信号とにより設定されたPID設定値に
従ったPIDフィードバック制御中に偏差値が大きくなっ
て制御不安定と判定される状態となったならば、探索信
号による補正に代わって偏差信号によるPID基本設定値
に対する直接的な補正により比例項PBと積分時間TIとを
強引に強く変更して安全領域に引き込む。偏差値が安全
領域に入ったならば、持続振動の発生等の弊害防止のた
めに、素早く基の探索信号によって補正演算されたPID
設定値に戻す。
If the deviation value becomes large during the PID feedback control according to the PID setting value set by the influence signal and the search signal and it is determined that the control is unstable, the deviation signal is used instead of the correction by the search signal. The proportional term PB and the integration time TI are forcibly and strongly changed into a safe area by the direct correction of the PID basic set value by. If the deviation value enters the safe area, the PID corrected and calculated by the base search signal quickly to prevent the harmful effects such as continuous vibration.
Return to the set value.

すなわち、本発明のPID設定演算の方針は、影響信号
によりPID基本設定値を確定しておいて、例え探索信号
によるプロセス同定が失敗して補正演算ができなくて
も、ほぼ安定した制御が得られるようにしている。従っ
て、探索信号による補正演算ではPID基本設定値の各項
を大きく変更させていない。これに対して、偏差信号で
は、PID基本設定値の各項を直接大きく変更し、もって
系の早期安定化を計っているのである。
That is, the principle of the PID setting calculation of the present invention is that even if the PID basic setting value is fixed by the influence signal and the process identification by the search signal fails and the correction calculation cannot be performed, almost stable control can be obtained. I am allowed to do so. Therefore, in the correction calculation using the search signal, each term of the PID basic set value is not changed significantly. On the other hand, in the deviation signal, each term of the PID basic set value is directly changed to a large extent, thereby achieving early stabilization of the system.

上記実施例における各種演算の設定値、係数は約950
点にもおよび、これによりきめの細かい制御が達成さ
れ、切出し目標値の追従性は約30secを得ることができ
ると共に、外乱抑制は約±1%以下(±15T/H)の制御
精度を得ることができた。
The setting values and coefficients for various calculations in the above embodiment are approximately 950.
Fine control is achieved by this, and the followability of the cut-out target value can be obtained for about 30 seconds, and the disturbance suppression has a control accuracy of about ± 1% or less (± 15T / H). I was able to.

第2図は、適正な初期ゲート開度を演算制御する手段
の基本的回路構成を示すもので、iと云うサフィックス
は銘柄グループ別を示すもので、1〜6グループ設けら
れており、jと云うサフィックスは各銘柄グループ毎の
時系列的なジョブ推移を示している。
FIG. 2 shows a basic circuit configuration of a means for calculating and controlling an appropriate initial gate opening. Suffixes "i" indicate each brand group, and 1 to 6 groups are provided. The suffix indicates a time-series job transition for each brand group.

PIDフィードバック制御系に組付けられるゲート制御
装置20は、ゲート開閉制御装置26と、停止時ゲート開度
比演算装置22と、初期ゲート開度比演算装置24と、初期
ゲート開度比記憶装置25と、初期ゲート開度演算装置23
と、入力部を内蔵した銘柄フアイル装置21とから構成さ
れている。
The gate control device 20 assembled in the PID feedback control system includes a gate opening / closing control device 26, a stop gate opening ratio calculation device 22, an initial gate opening ratio calculation device 24, and an initial gate opening ratio storage device 25. And the initial gate opening calculation device 23
And a brand file device 21 having a built-in input section.

停止時ゲート開度比演算装置22では、iと云う銘柄グ
ループのjと云うジョブの終了時点でのゲート全閉する
までのゲート閉時間Tcijをゲート開閉制御装置26より取
り込むと共に、その時の目標切出し量Wcijを切出し量設
定装置11より取り込んで、停止時ゲート開度比tcijを下
記の演算式で求める。なお、目標切出し量Wcijは輸送量
計量器7からの測定値としても良い。
In the gate opening ratio calculation device 22 at the time of stop, the gate closing time Tcij until the gate is fully closed at the end of the job j of the brand group i is fetched from the gate opening / closing control device 26 and the target cutout at that time is taken out. The amount Wcij is taken in from the cut-out amount setting device 11, and the gate opening ratio tcij at stop is calculated by the following arithmetic expression. The target cutout amount Wcij may be a measured value from the transportation amount measuring device 7.

tcij=Tcij/Wcij すなわち、目標切出し量当たりのゲート閉時間として
停止時ゲート開度比を求めている。停止時ゲート開度比
tcijをゲート閉時間Tcijから求めたのは、目標切出し量
Wcijを得るには、ゲート3を逆に全開よりTcij時間だけ
開けば最適であると云うことに他ならない。
tcij = Tcij / Wcij That is, the gate opening ratio at stop is calculated as the gate closing time per target cutting amount. Gate opening ratio at stop
The target cutout amount was calculated from tcij from the gate closing time Tcij.
In order to obtain Wcij, it can be said that it is optimum to open the gate 3 on the contrary for Tcij time from full opening.

初期ゲート開度比演算装置24では、停止時ゲート開度
比tcijとその同じジョブの開始時の初期ゲート開度比to
ijとを、次段の初期ゲート開度比記憶装置25から取り込
み、iと云う銘柄グループの次回のジョブ(j+1)の
開始時の初期ゲート開度比toi(j+1)を下記の演算
式で求める。
In the initial gate opening ratio calculation device 24, the gate opening ratio tcij at stop and the initial gate opening ratio to when the same job is started to
ij and ij are fetched from the initial stage gate opening ratio storage device 25 of the next stage, and the initial gate opening ratio toi (j + 1) at the start of the next job (j + 1) of the brand group called i is calculated by the following formula. .

toi(j+1)=α・toij+(1−α)tcij 上式は指数平均演算であって、その意味するところ
は、直近の停止時ゲート開度比tcijと云う実績と、初期
ゲート開度比toijと云う実績でもって次のジョブの初期
ゲート開度比toi(j+1)を決定するものである。こ
のことから、初期ゲート開度比toijは、今までの累積学
習演算結果を順次蓄積した結果であると言える。αは、
直近の最新データか過去の累積データかの何方かを優先
させるための係数で、0から1までの値を選ぶことによ
り短期的な原料2の水分、フィーダ4の特性等の変化に
も追従することができる。
toi (j + 1) = α · toij + (1-α) tcij The above formula is an exponential averaging operation, and it means that the latest stop gate opening ratio tcij and the initial gate opening ratio toij The initial gate opening ratio toi (j + 1) for the next job is determined based on the actual result. From this, it can be said that the initial gate opening ratio toij is the result of sequentially accumulating the cumulative learning calculation results up to now. α is
It is a coefficient to prioritize either the latest latest data or past cumulative data. By selecting a value from 0 to 1, short-term changes in the water content of the raw material 2, the characteristics of the feeder 4, etc. can be followed. be able to.

この初期ゲート開度比演算装置24により演算された結
果である初期ゲート開度比toi(j+1)は、銘柄グル
ープi毎に、次の同じ銘柄グループiのジョブ発生まで
初期ゲート開度比記憶装置25に記憶保持される。
The initial gate opening ratio toi (j + 1), which is the result calculated by the initial gate opening ratio calculating device 24, is the initial gate opening ratio storage device for each brand group i until the next job of the same brand group i occurs. Stored at 25.

原料2の銘柄グループiの選定は、銘柄ファイル装置
21に内蔵された銘柄入力部において400種にも分類され
た銘柄の内の一つを設定することにより達成されるが、
実際には上位のプロコンにより伝送指定される。この銘
柄ファイル装置21における原料2の銘柄分類は、嵩密度
と安息角とにより原料性状を同じくする銘柄グループi
に集約するものである。この銘柄ファイル装置21で次の
iと言う銘柄グループのジョブが指定されたなら、この
指定信号が初期ゲート開度比記憶装置25に伝送され、銘
柄グループiに対応する初期ゲート開度比toi(j+
1)を呼び出して、これを初期ゲート開度演算装置23に
伝送し、これとは別に切出し量設定装置11からの次のジ
ョブ(j+1)の切出し量目標値Woi(j+1)を初期
ゲート開度演算装置23に伝送して、初期ゲート開度Toi
(j+1)を、 Toi(j+1)=toi(j+1)×Woi(j+1) で求める。この演算は、開度比に切出し量を乗じること
により、実態の初期ゲート開度時間を求めるのに他なら
ない。
The brand group i of raw material 2 is selected by the brand file device.
This can be achieved by setting one of the 400 brands classified in the brand input section built into the 21.
Actually, the transmission is designated by the host computer. The brand classification of the raw material 2 in the brand file device 21 is performed by the brand group i having the same raw material properties according to the bulk density and the angle of repose.
Are summarized in. When the job of the next brand group called i is designated in this brand file device 21, this designation signal is transmitted to the initial gate opening ratio storage device 25 and the initial gate opening ratio toi (corresponding to the brand group i is stored. j +
1) is called and transmitted to the initial gate opening calculation device 23, and the cutting-out amount target value Woi (j + 1) of the next job (j + 1) from the cutting-out amount setting device 11 is separately sent from the initial gate opening calculation device 23. The initial gate opening Toi is transmitted to the arithmetic unit 23.
(J + 1) is calculated by Toi (j + 1) = toi (j + 1) × Woi (j + 1). This calculation is nothing but obtaining the actual initial gate opening time by multiplying the opening ratio by the cutout amount.

ゲート開閉制御装置26は、初期ゲート開度演算装置23
で算出された初期ゲート開度Toi(j+1)に従ってゲ
ート3の具体的な初期ゲート開制御を行う。このゲート
開閉制御装置26は、その後の切出し量目標値の変化によ
って輸送量PVがPID制御での適正調整幅を逸脱して調整
幅の上下限に達した時に、PID調整器9からの指令によ
りゲート3を開閉制御する。
The gate opening / closing control device 26 includes an initial gate opening degree calculation device 23.
The specific initial gate opening control of the gate 3 is performed according to the initial gate opening Toi (j + 1) calculated in. This gate opening / closing control device 26 receives a command from the PID adjuster 9 when the transportation amount PV deviates from the appropriate adjustment range in the PID control and reaches the upper and lower limits of the adjustment range due to the subsequent change in the extraction amount target value. The gate 3 is controlled to open and close.

従って、当然のことながら、同じジョブの開始時と終
了時とでは、ゲート開時間とゲート閉時間とは異なるこ
とになる。そして、最終的なゲート閉時間の測定結果
は、停止時ゲート開度比演算装置にフィードバックさ
れ、順次累積されてゲート開度の学習制御が行われる。
Therefore, as a matter of course, the gate opening time and the gate closing time are different at the start and end of the same job. Then, the final measurement result of the gate closing time is fed back to the stop gate opening ratio calculation device and sequentially accumulated to perform the gate opening learning control.

なお、ゲート開閉制御装置26には、手動ゲート開閉設
定器27からの手動補正指令を与えることができるように
なっている。また、上記実施例においては、ゲート開度
制御をゲート3の開もしくは閉時間によって制御した
が、直接ゲート3の開度位置制御で行っても良い。
The gate opening / closing control device 26 can be given a manual correction command from the manual gate opening / closing setting device 27. Further, in the above embodiment, the gate opening degree control is controlled by the opening or closing time of the gate 3, but it may be directly performed by the opening degree position control of the gate 3.

第9図は、上記したゲート制御装置20の順次繰り返し
処理される流れの例を示したものである。
FIG. 9 shows an example of a flow in which the gate control device 20 is repeatedly processed in sequence.

第3図は、PID調節器からのフィードバック制御信号
を調整設定する手段と、適正な初期ゲート開度を演算制
御する手段とを有機的に結合した手段の基本的回路構成
を示すもので、前記した第1図図示実施例の構成と第2
図図示実施例の構成とを組合せたものとなっている。
FIG. 3 shows a basic circuit configuration of means for organically combining means for adjusting and setting a feedback control signal from the PID controller and means for arithmetically controlling an appropriate initial gate opening. 2 and the configuration of the embodiment shown in FIG.
This is a combination of the configurations of the illustrated embodiment.

この第3図図示実施例のものは、前記した第1図およ
び第2図図示実施例の制御動作を個々にかつ組合せて実
施するようにしたものであるが、起動時には探索信号発
生装置16からの探索信号によりゲート3を強制的に一時
的に一定開度とした状態で、制御出力MVを強制的に最大
値としたキック起動を一定時間かけ、その後に、初期ゲ
ート開度演算装置23に従ったゲート開度とする。この状
態から輸送量PVがPID制御での適正調整幅を離脱して調
整幅の上下限に達した時に、PID調整器9からの指令に
よりゲート3を開閉制御する。
In the embodiment shown in FIG. 3, the control operations of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 are individually and combined to be carried out. In the state in which the gate 3 is forcibly and temporarily set to the constant opening degree by the search signal of, the kick start in which the control output MV is forcibly set to the maximum value is taken for a certain period of time, and then the initial gate opening calculation device 23 is set. Follow the gate opening. From this state, when the transport amount PV deviates from the proper adjustment range in the PID control and reaches the upper and lower limits of the adjustment range, the gate 3 is controlled to open and close by a command from the PID adjuster 9.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示
す効果を得ることができる。
Since the present invention has the above-mentioned configuration, the following effects can be obtained.

フィーダによる貯槽内からの原料の切出し量を貯槽内
の原料の種類、原料の湿度、貯槽内原料のレベルと言っ
たプロセス変動、貯槽形状、フィーダの切出し特性の違
い、ゲート開度との対応、外乱抑制、設定値変更に対す
る追従性の両者にも柔軟に対応して切出し量を精度良く
調整することができる。
Correspondence between the amount of raw material cut out from the storage tank by the feeder, the type of raw material in the storage tank, the humidity of the raw material, the process variation such as the level of the raw material in the storage tank, the shape of the storage tank, the difference in the cutting characteristics of the feeder, and the gate opening. The cut-out amount can be adjusted with high accuracy by flexibly responding to both disturbance suppression and followability to change of set value.

上記した切出し量の調整を自動的にかつ高い信頼性を
維持して達成することができる。
The above-mentioned adjustment of the cutting amount can be achieved automatically and while maintaining high reliability.

省資源、省エネルギーの社会的情勢からプラントの操
業レベルの変更への対応、安定なら良いと言う操業から
より良い制御への要求、難しいプロセスに対するループ
調整等、の調整値の最適化を高い精度で確実に達成でき
る。
Optimized adjustment values with high accuracy, such as response to changes in plant operation level due to social situation of resource saving and energy saving, demand for better control from operation that is stable, loop adjustment for difficult processes, etc. You can definitely achieve it.

最適調整の抑制理論をプロセス制御の現場で使用する
ことが困難であるため、調整作業が試行錯誤していたた
め、調整に時間がかかり、調整結果に個人差が発生し、
改善余地を残した状態で調整を終えなければならず、こ
の問題を解決するために現場で利用できる自動化システ
ムが望まれていたが、制御パラメータの調整作業の自動
化の達成により上記要求を満たすことができる。
Since it is difficult to use the optimal adjustment suppression theory in the field of process control, the adjustment work was trial and error, so it took a long time to make adjustments, and there were individual differences in the adjustment results.
Adjustments must be completed with room for improvement, and an automated system that can be used in the field to solve this problem was desired, but the above requirements must be met by achieving automation of control parameter adjustment work. You can

プロセス特性が操業条件レベル等により大きく変化す
るプロセスにおいては、その変化に追従してパラメータ
の自動調整を行い、制御性能を安定に維持することが要
求されるが、このプロセス特性の変化に対する素早いそ
して正確な追従を達成することができる。
In a process in which the process characteristics change greatly depending on the operating condition level, etc., it is required to follow the changes and automatically adjust the parameters to maintain stable control performance. Accurate tracking can be achieved.

本発明の実施により、プラントの運転を大きく乱すこ
とがなく、プロセスに加わる外乱、ノイズによりチュー
ニングが乱れると言うことがなく、プロセスの動特性変
化に追従するので、短時間で速やかにチューニングでき
る。
By implementing the present invention, the plant operation is not significantly disturbed, the tuning is not disturbed by the disturbance and noise added to the process, and the dynamic characteristics of the process are followed, so that the tuning can be performed quickly in a short time.

初期ゲート開度を、原料の種類別および切出し目標値
に対応した過去の最適値に従って算出された最適値に設
定するので、制御不安定となり易い運転初期の制御を極
めて安定したものとすることができる。
Since the initial gate opening is set to the optimum value calculated according to the past optimum value corresponding to the type of raw material and the target cutting value, it is possible to make the control in the initial stage of operation, which is prone to control instability, extremely stable. it can.

原料の銘柄の相違、原料の水分の違い、フィーダの切
出し特性の変化等に対しても柔軟に対応することができ
る。
It is possible to flexibly cope with different brands of raw materials, different moisture contents of raw materials, changes in cutting characteristics of the feeder, and the like.

プロセス変動および設定値の変更によるPID制御と合
わせて、ゲート開度をこのPID制御に従動した状態で直
接制御するので、初期制御のより安定した動作を得るこ
とができると共に、大きな偏差に対して速やかに対応す
ることができ、これにより極めて安定した動作を得るこ
とができる。
Together with PID control by process fluctuation and change of set value, the gate opening is directly controlled in the state of being driven by this PID control, so more stable operation of initial control can be obtained and large deviation can be prevented. It is possible to respond promptly, and thereby an extremely stable operation can be obtained.

特に請求項3にあっては、制御の不安定となり易い駆
動初期の時点で、ゲート開度設定不良による探索信号に
よるPID基本設定値への補正演算を常に良好に達成でき
るので、駆動初期に早期に制御を安定化させることがで
きる。また、偏差信号による強制制御に際しては、直接
ゲートの開閉を制御して設定値変更に対する追従性を飛
躍的に高めている。
In particular, according to claim 3, the correction calculation to the PID basic set value by the search signal due to the gate opening setting error can always be satisfactorily achieved at the early stage of driving when the control tends to be unstable, so that early stage of driving can be performed early. The control can be stabilized. Further, in the forced control by the deviation signal, the opening / closing of the gate is directly controlled to dramatically improve the followability to the change of the set value.

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

第1図は、本発明の第1の装置の基本的回路構成の一例
を示すブロック図である。 第2図は、本発明の第2の装置の基本的回路構成の一例
を示すブロック図である。 第3図は、本発明の第3の装置の基本的回路構成の一例
を示すブロック図である。 第4図は、第1図に示した実施例における動作のフロー
チャートを示すものである。 第5図は、第1図および第3図に示した実施例における
探索信号に対する実際の切出し量の変化特性を示す特性
線図である。 第6図は、一般的なフィーダ駆動用モータの一次電圧と
フィーダの切出し量との関係を示す特性線図である。 第7図は、一般的なゲート開度をパラメータとしての一
次電圧と切出し量との関係を示す特性線図である。 第8図は、一般的なフィーダによる原料切出しの過渡特
性を示す特性線図である。 第9図は、第2図および第3図に示した実施例における
処理例を示すチャート図である。 第10図は、従来のPID制御装置の回路構成を示す概略図
である。 符号の説明 1;貯槽、2;原料、3;ゲート、4;フィーダ、5;ベルトコン
ベア、6;モータ、7;輸送量計量器、8;減算器、9;PID調
節器、10;可変電圧可変周波数装置、11;切出し量設定装
置、12;入力装置、13;PID設定演算装置、14;影響信号演
算装置、15;探索信号演算装置、16;探索信号発生装置、
17;偏差信号演算装置、18;PID値設定装置、19;加算器、
20;ゲート制御装置、21;銘柄ファイル装置、22;停止時
ゲート開度比演算装置、23;初期ゲート開度演算装置、2
4;初期ゲート開度比演算装置、25;初期ゲート開度比記
憶装置、26;ゲート開閉制御装置、27;手動ゲート開閉設
定器、MV;制御出力、PV;輸送量、SV;目標切出し量、T;
一次遅れ時間、TL;むだ時間。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a basic circuit configuration of the first device of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the basic circuit configuration of the second device of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the basic circuit configuration of the third device of the present invention. FIG. 4 shows a flowchart of the operation in the embodiment shown in FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the change characteristic of the actual cut-out amount with respect to the search signal in the embodiment shown in FIGS. 1 and 3. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the primary voltage of a general feeder driving motor and the cutting amount of the feeder. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the primary voltage and the cut-out amount with a general gate opening as a parameter. FIG. 8 is a characteristic diagram showing transient characteristics of material cutting by a general feeder. FIG. 9 is a chart showing a processing example in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 10 is a schematic diagram showing a circuit configuration of a conventional PID control device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Storage tank, 2; Raw material, 3; Gate, 4; Feeder, 5; Belt conveyor, 6; Motor, 7; Transport quantity meter, 8; Subtractor, 9; PID controller, 10; Variable voltage Variable frequency device, 11; Cutting amount setting device, 12; Input device, 13; PID setting calculation device, 14; Influence signal calculation device, 15; Search signal calculation device, 16; Search signal generation device,
17: Deviation signal calculation device, 18: PID value setting device, 19: Adder,
20; Gate control device, 21; Brand file device, 22; Stop gate opening ratio calculation device, 23; Initial gate opening calculation device, 2
4; initial gate opening ratio calculation device, 25; initial gate opening ratio storage device, 26; gate opening / closing control device, 27; manual gate opening / closing setter, MV; control output, PV; transportation amount, SV; target cutting amount , T;
Primary delay time, TL; dead time.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−79228(JP,A) 特開 昭57−13016(JP,A) 特公 平63−10058(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-60-79228 (JP, A) JP-A-57-13016 (JP, A) JP-B 63-10058 (JP, B2)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】貯槽内に収納された粉粒状の原料のゲート
およびフィーダを介しての切出し量を、切出された原料
の量と設定された切出し量との偏差値をPID調節器によ
りPID処理してフィードバック制御信号として前記フィ
ーダの駆動源に入力する切出し量制御装置において、前
記原料の銘柄と貯槽番号とから予め登録したPID適性値
を抽出してPID基本設定値とする影響信号と、起動時の
プロセス同定結果により前記PID基本設定値の補正演算
をさせる探索信号と、制御途中で偏差値が大きくなる制
御不安定時に前記探索信号による補正演算に代わって一
時的に強制介入して該偏差値により前記PID基本設定値
の補正演算をさせる偏差信号とを発して段階的な制御を
行うPID設定値を成形し、該PID設定値を前記PID調節器
に出力するPID設定演算装置を設けて成る切出し量制御
装置。
1. A cutout amount of a powdery and granular raw material stored in a storage tank through a gate and a feeder, and a deviation value between the cutout raw material amount and a set cutout amount is determined by a PID controller by a PID controller. In the cutting amount control device for processing and inputting to the drive source of the feeder as a feedback control signal, an influence signal to extract a pre-registered PID suitability value from the brand of the raw material and the storage tank number and a PID basic set value, A search signal for correcting the PID basic set value according to the process identification result at start-up, and a temporary forced intervention instead of the correction calculation by the search signal when the control becomes unstable when the deviation value increases during control. Providing a deviation signal for correction calculation of the PID basic set value according to the deviation value, forming a PID set value for performing stepwise control, and providing a PID setting calculation device for outputting the PID set value to the PID controller hand That cut amount control device.
【請求項2】貯槽内に収納された粉粒状の原料のゲート
およびフィーダを介しての切出し量を、切出された原料
の量と設定された切出し量との偏差値をPID調節器によ
りPID処理してフィードバック制御信号として前記フィ
ーダの駆動源に入力する切出し量制御装置において、ジ
ョブ終了時点でのゲート開度比を演算し、該演算結果と
そのジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回のジ
ョブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート開度
比を指数平均演算により算出して原料の銘柄グループ別
に記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複数の
銘柄グループに分割し、原料の銘柄指定に従って対応す
る銘柄グループを選択して該銘柄グループの記憶された
初期ゲート開度比を取出し、該取出された初期ゲート開
度比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定すると共
に、ゲートのその後の補正開閉制御を前記PID調節器か
らの信号により実施するゲート制御装置を設けて成る切
出し量制御装置。
2. A cutting amount of the granular material stored in the storage tank through a gate and a feeder, and a deviation value between the cutting amount of the raw material and the set cutting amount is determined by a PID controller by a PID controller. In the cutting amount control device for processing and inputting as a feedback control signal to the drive source of the feeder, the gate opening ratio at the end of the job is calculated, and the calculation result and the initial gate opening ratio at the start of the job are calculated. From the next job, the initial gate opening ratio of the same brand group of raw materials in the next job is calculated by exponential averaging and stored for each brand group of raw materials, and each raw material is divided into multiple brand groups based on the bulk density and angle of repose. Divide, select the corresponding brand group according to the brand designation of the raw material, take out the stored initial gate opening ratio of the brand group, and execute the next job from the fetched initial gate opening ratio. It sets the initial gate opening, subsequent correction controls the opening and closing of the cut amount control device comprising providing a gate control carried out by a signal from the PID regulator gate.
【請求項3】貯槽内に収納された粉粒状の原料のゲート
およびフィーダを介しての切出し量を、切出された原料
の量と設定された切出し量との偏差値をPID調節器によ
りPID処理してフィードバック制御信号として前記フィ
ーダの駆動源に入力する切出し量制御装置において、 前記原料の銘柄と貯槽番号とから予め登録したPID適性
値を抽出してPID基本設定値とする影響信号と、起動時
のプロセス同定結果により前記PID基本設定値の補正演
算をさせる探索信号と、制御途中で偏差値が大きくなる
制御不安定時に前記探索信号による補正演算に代わって
一時的に強制介入して該偏差値により前記PID基本設定
値の補正演算をさせる偏差信号とを発して段階的な制御
を行うPID設定値を成形し、該PID設定値を前記PID調節
器に出力するPID設定演算装置と、 ジョブ終了時点でのゲート開度比を演算し、該演算結果
とそのジョブの開始時の初期ゲート開度比とから次回の
ジョブにおける原料の同一銘柄グループの初期ゲート開
度比を指数平均演算により算出して原料銘柄グループ別
に記憶し、嵩密度と安息角とを基にして各原料を複数の
銘柄グループに分割し、原料銘柄指定に従って対応する
銘柄グループを選択して該銘柄グループの記憶された初
期ゲート開度比を取出し、該取出された初期ゲート開度
比から次回のジョブの初期ゲート開度を設定すると共
に、ゲートのその後の補正開閉制御を前記PID調節器か
らの信号により実施するゲート制御装置と、 を設けて成る切出し量制御装置。
3. A cutting amount of the granular raw material stored in the storage tank through a gate and a feeder, and a deviation value between the amount of the raw material cut and the set cutting amount is adjusted by a PID controller by a PID controller. In the cutting amount control device for processing and inputting to the drive source of the feeder as a feedback control signal, an influence signal to extract a pre-registered PID suitability value from the brand of the raw material and the storage tank number, and a PID basic set value, A search signal for correcting the PID basic set value according to the process identification result at start-up, and a temporary forced intervention instead of the correction calculation by the search signal when the control becomes unstable when the deviation value increases during control. A PID setting calculation device for forming a PID set value for performing stepwise control by issuing a deviation signal for performing a correction calculation of the PID basic set value according to a deviation value, and outputting the PID set value to the PID controller, The The gate opening ratio at the end of the job is calculated, and the initial gate opening ratio of the same brand group of raw materials in the next job is calculated by exponential averaging from the calculation result and the initial gate opening ratio at the start of the job. Calculated and stored for each raw material brand group, each raw material is divided into a plurality of brand groups based on the bulk density and angle of repose, and the corresponding brand group is selected according to the designation of the raw material brand, and the brand group is stored. A gate that takes out the initial gate opening ratio, sets the initial gate opening for the next job from the extracted initial gate opening ratio, and executes the subsequent correction opening / closing control of the gate by the signal from the PID controller. A cutout amount control device comprising: a control device.
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