[發明專利]設備控制裝置、設備控制方法以及設備控制程序

有效

• 申請號: 201310319608.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103576546A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 服部哲;福地裕
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王亞愛

技術領域

本發明涉及設備控制裝置、設備控制方法以及設備控制程序，尤其涉及對狀態量偏差大的狀態下的控制增益的調整。

背景技術

如圖17所示，利用某種單元對控制對象設備300的狀態量實際結果進行探測或預測，并通過控制裝置301進行控制使得該狀態量實際結果與狀態量指令一致，由此來實施設備控制。作為控制裝置301，一般進行PID(Proportional?Integral?Derivative：比例積分微分)控制。雖然PID控制包括比例控制、積分控制、微分控制，但是實際上要根據控制對象設備300的特性、所需要的控制的特性來組合必要功能加以使用。

在設備控制成為對象的控制對象設備中存在多種多樣的設備，例如存在熱串列式軋機。在熱串列式軋機中，利用作為上下作業輥間的間隔的輥間隙、和該軋機前后裝置的輥速度來控制向被軋制件施加的張力以及軋制載荷，由此進行軋制操作。

在軋機機座間設置活套，該活套在機座間支承被軋制件。由于該活套在機座間將被軋制件推上去，因此被軋制件的張力會有所變化。通過測定向該活套施加的被軋制件的壓力，從而可以探測被軋制件的張力。活套支承被軋制件的高度，通過由液壓缸所產生的壓力而被控制在所期望的高度。在進行該控制時，采用的是比例積分控制。為了防止在軋機機座間發生被軋制件松弛、或者由于過張力的板寬減少而需要進行張力控制，為此采用比例積分控制來實施張力控制。

作為這種控制系統的技術，提出對基于開環的現有控制和比例積分反饋控制進行切換來使用的方法(例如，參照專利文獻1)。根據專利文獻1所公開的技術，通過采用基于開環的現有控制來避免與反饋控制中的負載追蹤性相關的增益設定的難度，并且如果偏差在規定范圍內，則通過從開環切換到反饋控制，來防止負載追蹤性的劣化，而在偏差較大的情況下，由于其前提是不采用反饋控制，因此其宗旨不同于以反饋控制作為前提的本申請。

專利文獻1：日本特開平9-209712號公報

處于設備控制下的工廠中的生產裝置等控制對象設備，當控制變得異常時有時必須要停止動作。當發生這種事態時，由于要暫停控制對象設備中的生產活動，因此所產生的影響會變大，例如無法向客戶提供商品、在后續工序的生產中出現影響等。為此，必須避免設備控制中的控制異常。

例如，在熱串列式軋機中，由于對多種多樣的產品規格的被軋制件進行軋制，因此控制對象設備300的特性變得多樣，從而控制裝置301的控制增益也變得多樣。為此，需要進行與產品規格相應的控制增益的設定，但是由于作為控制對象設備300的軋制現象的模型、以及模型中使用的變形阻力、摩擦系數、板溫度等的參數不正確，而存在對控制裝置301的控制增益設定的誤差較大的問題。

在圖18中，針對基于控制增益的響應差而示出階梯狀變更了狀態量指令的情況。如圖18所示，如果對設備控制裝置301的控制增益設定不適當，則使狀態量實際結果與狀態量指令一致是需要時間的(控制增益過小時)、或者狀態量變得振蕩或發散(控制增益過大時)。無論在哪種情況下，均會給控制對象設備中的產品品質帶來影響。

因而，在如重新啟動控制對象設備300的情況、開始生產新產品的情況等那樣的、控制對象的狀態發生變化而其結果為狀態量偏差變大時，控制裝置301的調整需要非常多的時間，也可能會產生因控制增益過大、過小所引起的控制不良而導致的控制對象設備的生產停止、產品不良。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種在重新啟動控制對象設備、或者開始生產新產品的情況下不會產生因控制裝置301的控制增益過大、過小所引起的產品不良、生產停止等的操作異常，同時可自動地調整控制裝置301的控制增益的設備控制方法以及設備控制裝置。

本發明的目的位于應對上述技術問題，在反饋控制系統中恰當地進行控制對象的狀態發生較大變化時的增益設定。

本發明的一個方式是一種設備控制裝置，基于控制對象的設備的狀態量偏差來進行反饋控制，所述設備控制裝置的特征在于，包括：第1控制部，其進行基于所述狀態量偏差的比例控制、積分控制以及微分控制之中的至少任一種反饋控制；第2控制部，其基于所述狀態量偏差，來進行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的積分控制；控制切換部，其在所述狀態量偏差的絕對值為規定值以下的情況下，限制由所述第1控制部所進行的反饋控制，使所述第2控制部執行積分控制；和增益調整部，其基于所述控制對象的設備相對于由所述第2控制部所進行的積分控制的控制響應，來調整所述第1控制部的控制增益。