【手続補正書】
【提出日】平成16年3月15日(2004.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの制御対象となるプロセスの制御量を入力し、前記プロセスの運転目標値に基づいて前記制御量を制御するための操作量を出力する制御手段を備えるプロセス制御装置において、
前記プラントの模擬手段と、前記制御手段の模擬手段と、相互に干渉する少なくとも二個以上のプロセスの制御量を独立に制御するための非干渉制御手段とからなる予測制御手段を設け、
前記両模擬手段によって相互に干渉する少なくとも二個以上の前記プロセスの制御量を予測し、前記予測した制御量から前記非干渉制御手段によって少なくとも二個以上の操作量の先行制御指令を計算し、前記制御手段に出力することを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項２】
プラントの制御対象となるプロセスの制御量を入力し、前記プロセスの運転目標値に基づいて前記制御量を制御するための操作量を出力する制御手段を備えるプロセス制御装置において、
線形化されたプラント模擬手段と、線形化された制御手段模擬手段と、相互に干渉する複数の制御量を最適に操作するための操作量を計算する操作量最適化手段とからなる予測制御手段を設け、
予測時には、前記両模擬手段の伝達関数から少なくとも二個以上の制御量が制御目標範囲内となるように前記操作量最適化手段によって最適操作量を算定し、制御時において前記最適操作量と前記制御手段の運用実績である前記操作量との差から少なくとも二個以上の操作量の先行制御指令を決定し、前記制御手段に出力することを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記先行制御指令に上下限制限、変化率制限、負荷補正、位相補償の補正を加え、最適な先行制御指令とすることを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれにおいて、前記予測制御手段に短期予測値選択手段を備え、前記プロセスの模擬手段が出力する制御量の予測値を短期予測値として前記制御手段に出力することを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかにおいて、前記プロセスの運転目標値を入力し、前記運転目標値の変化率から予測値の予測時間を計算する予測時間計算手段を設け、前記予測制御手段の予測時間を前記運転目標値の変化率によって可変とすることを特徴とするプロセスの制御装置。
【請求項６】
プラントの制御対象となるプロセスの制御量を入力し、前記プロセスの運転目標値に基づいて前記制御量を制御するための操作量を出力する制御手段を備えるプロセス制御装置において、
前記プラントの模擬手段と、前記プロセス制御装置の模擬手段と、相互に干渉する少なくとも二個以上のプロセスの制御量を独立に制御するための非干渉制御手段とからなる予測制御手段を設け、
前記両模擬手段によって相互に干渉する少なくとも二個以上の前記プロセスの制御量の時系列データを予測し、前記制御量の時系列データに基づき、前記非干渉制御手段によって該制御量に対するそれぞれの操作量の制御指令値を計算することを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項７】
プラントの制御対象となるプロセスの制御量を入力し、前記プロセスの運転目標値に基づいて前記制御量を制御するための操作量を出力する制御手段を備えるプロセス制御装置において、
前記プラントの模擬手段と、前記プロセス制御装置の模擬手段と、相互に干渉する複数の制御量を最適に操作するための操作量を計算する操作量最適化手段とからなる予測制御手段を設け、
前記両模擬手段及び前記操作量最適化手段によって相互に干渉する少なくとも二個以上の前記プロセスの時系列データを予測し、前記操作量の時系列データと、前記プロセス制御装置の操作量との差から少なくとも二個以上の操作量の制御指令値を計算することを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項８】
火力発電プラントの蒸気温度及び蒸気圧力を計測し、燃料流量及び給水流量の制御量を出力する火力発電プラントの制御装置において、
前記火力発電プラントの発電出力、蒸気温度及び蒸気圧力の過度応答特性を模擬するプラント模擬手段と、前記制御装置のタービン加減弁開度指令、燃料流量指令及び給水流量指令の過度応答特性を模擬する制御装置模擬手段と、相互に干渉する蒸気温度と蒸気圧力を独立に制御するための非干渉制御手段とからなる予測制御手段を設け、
前記両模擬手段によって蒸気温度と蒸気圧力の時系列データを予測し、前記蒸気温度及び蒸気圧力の時系列データに基づき、前記非干渉制御手段によって燃料流量及び給水流量の制御指令値を計算することを特徴とするプロセス制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、プラントの模擬手段と、制御手段の模擬手段と、相互に干渉する少なくとも二個以上のプロセスの制御量を独立に制御するための非干渉制御手段とからなる予測制御手段を設け、前記両模擬手段によって相互に干渉する少なくとも二個以上の前記プロセスの制御量を予測し、予測した制御量から非干渉制御手段によって少なくとも二個以上の操作量の先行制御指令を計算する。
また、線形化されたプラント模擬手段と、線形化された制御手段模擬手段と、相互に干渉する複数の制御量を最適に操作するための操作量を計算する操作量最適化手段とからなる予測制御手段を設け、予測時には、前記両模擬手段の伝達関数から少なくとも二個以上の制御量が制御目標範囲内となるように操作量最適化手段によって最適操作量を算定し、制御時において最適操作量と制御手段の運用実績である操作量との差から少なくとも二個以上の操作量の先行制御指令を決定する。
また、プラントの模擬手段と、プロセス制御装置の模擬手段と、相互に干渉する少なくとも二個以上のプロセスの制御量を独立に制御するための非干渉制御手段とからなる予測制御手段を設け、両模擬手段によって相互に干渉する少なくとも二個以上のプロセスの制御量の時系列データを予測し、前記制御量の時系列データに基づき、非干渉制御手段によって該制御量に対するそれぞれの操作量の制御指令値を計算する。
また、プラントの模擬手段と、プロセス制御装置の模擬手段と、相互に干渉する複数の制御量を最適に操作するための操作量を計算する操作量最適化手段とからなる予測制御手段を設け、両模擬手段及び操作量最適化手段によって相互に干渉する少なくとも二個以上のプロセスの時系列データを予測し、前記操作量の時系列データと、プロセス制御装置の操作量との差から少なくとも二個以上の操作量の制御指令値を計算する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のマスタ制御部の構成図
【図２】
火力発電プラントの基本構成図
【図３】
本発明のプロセス制御装置の一実施形態であり、プロセス制御装置を構成する運転制御装置の機能構成図
【図４】
本発明の運転制御装置のハードウエア構成図
【図５】
本発明のマスタ制御部の計算手順を表すフローチャート
【図６】
通常制御コントローラによるプラントの制御結果を示す説明図
【図７】
通常制御コントローラによるプラントの制御結果を示す説明図
【図８】
本発明によるプラントの制御結果を表す説明図
【図９】
本発明によるプラントの制御結果を表す説明図
【図１０】
本発明によるプラントの制御結果を表す説明図
【図１１】
本発明の他のマスタ制御部の構成図
【図１２】
本発明の他のマスタ制御部の計算手順を表すフローチャート
【符号の説明】
１００…石炭焚き火力発電プラント、２１０…予測制御手段、２１１…プラント模擬手段、２１２…制御装置模擬手段、２２０…非干渉制御手段、２２１…目標値計算手段（主蒸気圧力目標値演算手段）、２２２…目標値計算手段（主蒸気温度目標値演算手段）、２２３ａ〜２２３ｄ…非干渉制御器、２２４…短期予測値選択手段、２４０…予測時間算定手段、２５０…データバッファ、２６０…操作量最適化手段、２６１，２６２…関数器、２７０…予測制御手段、２７１…プラント模擬手段、２７２…制御装置模擬手段、３７５…通常制御コントローラ、３７６…ボイラ負荷制御手段、３７７…燃料流量制御手段、３７８…蒸気温度制御手段、３８０…蒸気温度予測制御コントローラ