(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定周期で演算を実行する変化率制限装置であって、
目標値と帰還値に差を生じるときに一定値を与える制限器と、該制限器出力を一方の入力とする第１の加算器と、該第１の加算器の出力と前回の前記帰還値の和を今回の前記帰還値として与える第２の加算器と、該第２の加算器の今回出力と前回出力の差を求める第１の減算器と、該第１の減算器の出力と前記第１の加算器の出力の差を求める第２の減算器とを備え、第２の減算器の出力を前記第１の加算器の他方の入力として加算することを特徴とする変化率制限装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変化率制限装置において、
前記第１の減算器は、数回の連続する演算周期での差の平均値として今回出力と前回出力の差を求めることを特徴とする変化率制限装置。
【請求項３】
請求項１に記載の変化率制限装置において、
前記第１の減算器は、適宜の回数の演算周期だけ前の値の差として今回出力と前回出力の差を求めることを特徴とする変化率制限装置。
【請求項４】
一定周期で演算を実行する変化率制限装置であって、目標値と帰還値に差を生じるときに一定値を与える制限器と、該制限器出力と前回の前記帰還値の和を今回の前記帰還値として与える加算器を備える変化率制限装置において、
前記制限器が与える本来意図された変化量と、前記帰還値の前回からの変化量の差分を演算誤差として抽出し、抽出された演算誤差を次回演算周期に加味して前記帰還値を求めることを特徴とする変化率制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変化率制限装置に係り、特に長時間演算に使用するに好適な変化率制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変化率制限装置は、各種制御装置において一定の増加率（減少率）での目標信号を与えるときなどに使用される。特に長時間をかけて所定の目標信号に移行させる場合に適用されることが多い。
【０００３】
具体的に長時間演算に使用される適用事例としては、原子力発電プラントがある。例えば沸騰水型原子炉を用いた発電プラントでは、発電機出力を最終目標発電機出力（例えば１００万ｋｗ）に立ち上げる。このための自動制御装置は、例えば０．１秒周期での演算を実行し、その都度演算された制御指令を、原子炉出力制御を担う再循環流量制御装置または制御棒駆動装置、ならびにタービン制御装置に出力することにより、発電機出力を制御する。
【０００４】
目標発電機出力は、制御装置の演算周期毎に演算され、運転員により予め設定された目標発電機出力変化率に応じて増加／減少し、同じく運転員により予め設定された最終目標発電機出力に到達した時点で一定となる。
【０００５】
因みに、再循環制御による起動段階では例えば３０時間をかけて目標出力の５０％を達成する。あるいは、１時間当たりの増加量が定められている。これらのことから、１回の演算周期で増加／減少される発電機出力変化量が求められている。特許文献１には、係る変化率制限装置の一構成例が記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来における変化率制限装置の一例を図２に示す。変化率制限装置ＬＬは、最終目標発電機出力Ｐａ（例えば１００万ｋｗ）を入力している。また目標発電機出力の前回値Ｐｆ（ｔ−１）を帰還し、減算器３によりこれらの間の偏差量を演算する。偏差量は制限器１により制限され、発電機出力変化量ΔＰとして加算器２において目標発電機出力前回値Ｐｆ（ｔ−１）に加算され、今回演算周期での目標発電機出力Ｐｆ（ｔ）として出力される。このように変化率制限装置ＬＬでは、
Ｐｆ（ｔ）＝Ｐｆ（ｔ−１）＋ΔＰを演算している。
【０００８】
ここで制限器１には、目標発電機出力変化率を演算周期１周期あたりの変化量に換算した制限値ΔＰが設定されており、これにより意図された変化率にて増加／減少する目標発電機出力を得る事が出来る。
【０００９】
この場合に図２の変化率制限装置ＬＬで取り扱う各部信号の大きさについて考えてみると、最終目標発電機出力Ｐａは、例えば１００万ｋｗという一定の大きさを表している。また目標発電機出力の前回値Ｐｆ（ｔ−１）は、０ｋｗから１００万ｋｗまでの間の順次増加する値である。これに対し発電機出力変化量ΔＰは、１００万ｋｗを起動完了までの総演算回数で除した大きさであり、先の起動時間の例で計算すると例えば０．５ｋｗ程度の大きさである。
【００１０】
この結果、起動後期の演算周期における加算器２の加算処理では、格段に桁違いの数値どうしを加算することになる。定格出力に近い運転状態では大きさが２００万倍ほど相違する数値どうしを加算することになる。
【００１１】
ディジタル的な各演算においては、制御装置内部の数値表現に対応した丸め誤差等が発生することが良く知られている。変化率制限装置ＬＬも実際にはディジタル的な演算を実行している。この場合に特に加算器２においては、起動過程の中後期段階で目標発電機出力前回値とそれに比べて非常に小さい１周期あたりの変化量が演算周期毎に加算されるため、丸め誤差が蓄積され顕著となる。
【００１２】
このことは、時間経過に対して本来線形に増加すべき目標発電機出力が、飽和傾向の増加信号として出力されることを意味している。結果として、最終目標発電機出力到達時刻は、設定された最終目標発電機出力と目標発電機出力変化率から予測する事が出来るが、予測された到達時刻と実際の到達時刻が相違することになる。３０時間後に目標出力５０％を達成すべきところ、３０．５時間を要して起動されるという事態を招く。
【００１３】
以上のことから本発明においては、長時間演算を行う場合にも線形性の高い変化率制限装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題に対し本発明においては、一定周期で演算を実行する変化率制限装置であって、
目標値と帰還値の差に応じて一定値を与える制限器と、制限器出力を一方の入力とする第１の加算器と、第１の加算器の出力と前回の帰還値の和を今回の帰還値として与える第２の加算器と、第２の加算器の今回出力と前回出力の差を求める第１の減算器と、第１の減算器の出力と基準値の差を求める第２の減算器とを備え、第２の減算器の出力を第１の加算器の他方の入力として加算することを特徴とする。
【００１５】
また第１の減算器は、数回の連続する演算周期での差の平均値として今回出力と前回出力の差を求めることを特徴とする。
【００１６】
また第１の減算器は、適宜の回数の演算周期だけ前の値の差として今回出力と前回出力の差を求めることを特徴とする。
【００１７】
また基準値は、第１の加算器の出力とされることを特徴とする。
【００１８】
また基準値は、制限器の与える一定値とされることを特徴とする。
【００１９】
上記課題に対し本発明においては、一定周期で演算を実行する変化率制限装置であって、目標値と帰還値の差に応じて一定値を与える制限器と、制限器出力と前回の帰還値の和を今回の前記帰還値として与える加算器を備える変化率制限装置において、１周期あたりの帰還値の変化量に発生する演算誤差を抽出する回路と、抽出された演算誤差を次回演算周期に繰り越して帰還値を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、丸め誤差による演算誤差が発生した場合において、従来丸められてい
た誤差を次回演算周期に繰り越して加算する。これにより丸め誤差による演算誤差を補正
する事が可能となり、最終目標発電機出力と目標発電機出力から予測される最終目標発電
機出力到達時刻と実際の到達時刻が相違する事が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例を示す制御ブロック図である。
【図２】従来の変化率制限装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、目標発電機出力演算において使用される本発明による変化率制限装置を示す。図１の回路構成では、図２の回路構成に加算器２ａ、減算器３ｂ、３ｃ、前回値保持部４を追加して構成されている。
【００２４】
この回路構成では、減算器３において入力された最終目標発電機出力Ｐａから目標発電機出力の前回値Ｐｆ（ｔ−１）が減算され、制限器１に出力される。制限器１には目標発電機出力変化率を演算周期１周期あたりの変化量に換算した制限値ΔＰが設定されており、入力から１周期あたりの変化量を出力する。ここまでの動作は、図２と同じである。
【００２５】
次に本発明では、加算器２ａにおいて１周期の変化量ΔＰに前回演算周期から繰り越された演算誤差ΔＰｅを加算する。加算結果は、演算誤差補正分を含んだ変化量ΔＰ１（ΔＰ＋ΔＰｅ）である。演算誤差補正分を含んだ変化量ΔＰ１（ΔＰ＋ΔＰｅ）は、加算器２によって目標発電機出力の前回値Ｐｆ（ｔ−１）と加算され、今回演算周期における目標発電機出力Ｐｆ（ｔ）として出力される。ここでは、
Ｐｆ（ｔ）＝Ｐｆ（ｔ−１）＋ΔＰ＋ΔＰｅを演算していることになる。
【００２６】
次に演算誤差ΔＰｅの抽出について説明する。加算器２による演算誤差を抽出する為に、まずは目標発電機出力Ｐｆ（ｔ）の前回からの変化量ΔＰｆを算出する。目標発電機出力変化量ΔＰｆは、目標発電機出力の今回値Ｐｆ（ｔ）から、前回値保持部４に保持された目標発電機出力の前回値Ｐｆ（ｔ−１）を減算器３ｂにて減算することにより得ることが出来る。ここでは、ΔＰｆ＝Ｐｆ（ｔ）−Ｐｆ（ｔ−１）を演算していることになる。この値は、仮に誤差を含まなければ、制限器１が与える演算周期１周期あたりの変化量ΔＰのはずである。
【００２７】
続けて本来意図された変化量である加算器２ａの出力値ΔＰ１（ΔＰ＋ΔＰｅ）と減算器３ｂにより算出された目標発電機出力変化量の偏差ΔＰｆを減算器３ｃにより算出する。この演算は、ΔＰ１（ΔＰ＋ΔＰｅ）−ΔＰｆを求めたものである。
【００２８】
ところで、先にも述べたように、ΔＰｆは、仮に誤差を含まなければ、制限器１が与える演算周期１周期あたりの変化量ΔＰのはずである。従ってこのときの演算結果からはΔＰｅのみが抽出されることになる。そして、誤差を含まない状態が継続して状態を仮定するとΔＰｅはゼロであり、図１の変化率制限装置ＬＬは線形出力を与えている。
【００２９】
次にΔＰｆに誤差を含むとすると、この値は制限器１が与える演算周期１周期あたりの変化量ΔＰと同じ値にはならない。このときに減算器３ｃが導出する結果としてのΔＰｅには、この周期での誤差分を含んでいる。また誤差を含む状態が継続している状態を仮定すると、ΔＰｅは各周期での誤差分を蓄積していく。また、前回から繰り越された誤差を今回の演算に反映する形で誤差分の修正を図っていく。
【００３０】
本発明においては、このように抽出された演算誤差を次回演算周期に繰り越すことで、演算誤差を補正する変化率制限装置が実現できる。
【００３１】
なお、図１の実施例において減算器３ｂにおいて前回と今回の誤差を求める手法としては、代案、変形が採用し得る。例えば、直前の値ばかりでなく、適宜の回数の演算周期だけ前の値とから差を求めてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１：制限器
２ａ、２：加算器
３、３ｂ、３ｃ：減算器
４：前回値保持部
【図１】
0005756030.tif 000002
【図２】
0005756030.tif 000003