(57)【要約】【課題】プロセス情報を保存するコンピュータに多く保存されるプロセス情報に基づいて、ＰＩＤコントローラによる定値制御システムの制御性能を簡便に評価する方法を提供すること。【解決手段】ＰＩＤコントローラによって定値制御された制御システムから収集した制御量および操作量のデータをもとに、数１で表される制御性評価指数ＣＰＶと、数２で表される操作性評価指数ＣＭＶとを算出し、算出された両指数が制御対象に応じ許容されるバラツキの程度に比較して許容値以内に収まっているか否かを判定することを特徴とする定値制御システムにおける制御性能の評価方法。【数１】ＣＰＶ＝３＊σＰＶ／ＭＳ【数２】ＣＭＶ＝３＊σＭＶ（ここで、σＰＶは制御量の標準偏差、ＭＳは測定スパン、σＭＶは操作量の標準偏差をそれぞれ示す。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＩＤコントローラによって定値制御された制御システムから収集した制御量および操作量のデータをもとに、数１で表される制御性評価指数ＣＰＶと、数２で表される操作性評価指数ＣＭＶとを算出し、算出された両指数が制御対象に応じ許容されるバラツキの程度に比較して許容値以内に収まっているか否かを判定することを特徴とする定値制御システムにおける制御性能の評価方法。
【数１】
2004240496.tif 000002
【数２】
2004240496.tif 000003
（ここで、σＰＶは制御量の標準偏差、ＭＳは測定スパン、σＭＶは操作量の標準偏差をそれぞれ示す。）
【請求項２】
定値制御システムの制御性能の評価システムであって、ＰＩＤコントローラによって定値制御された制御量および操作量のデータを、該データを保存するプロセスデータベース部から、あるいはＤＣＳから直接通信で、またはＤＣＳから記憶媒体に取り出して、入力、移植して、保存するデータ保存部と、収集データから数３で表される制御性評価指数ＣＰＶと数４で表される操作性評価指数ＣＭＶを算出するデータ処理部と、前記データ保存部に保存されるＣＰＶおよびＣＭＶを呼び出して一覧表示し、かつ必要な場合に散布図にプロットする結果解析表示部と、を含んで構成されていることを特徴とする定値制御システムにおける制御性能の評価システム。
【数３】
2004240496.tif 000004
【数４】
2004240496.tif 000005
（ここで、σＰＶは制御量の標準偏差、ＭＳは測定スパン、σＭＶは操作量の標準偏差をそれぞれ示す。）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセス制御におけるＰＩＤコントローラによる定値制御システムの制御性能の評価方法およびその評価システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学プラント、石油精製、鉄鋼業など各種工場のプロセス制御分野で多用されているＰＩＤコントローラによる制御システムにおける制御性能を評価する方法として、調節計の制御偏差の標準偏差、目標値の平均値等からなる制御性指標で評価し、操作量の標準偏差、操作量の平均値等からなる操作性指標として評価し、それら制御性指標、操作性指標を乗除、開平して、制御性能評価指標とし、この値によって制御性能の継続的な監視を行なう方法がある（特許文献１参照）。
しかしながら、プロセス情報を保存するプロセスコンピュータには目標値を保存する場合が少なく、データが不足するため、上記の評価方法では制御性能の正確な評価値が得られない場合が少なくない。また、ＰＩＤコントローラによる制御システムは、１つのプラントに数百、工場全体では数千の数にもなり、これら膨大な数の制御システムについて、制御性能の時系列の変化を監視することに大きな実益はなく、その時々に制御性能が異常となった制御システムを簡便に見出すことで十分ともいえる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２９７０２０号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プロセス情報を保存するコンピュータ（プロセスコンピュータ）に多く保存されるプロセス情報に基づいて、ＰＩＤコントローラによる定値制御システムの制御性能を簡便に評価する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、制御量（ＰＶ）および操作量（ＭＶ）は保存することが多いこと、また、プロセスの多くの調節計は、設定を一定な状態で行なう定値制御であり、その場合、制御性を判定するのには制御量（ＰＶ）の標準偏差で十分であることに着目し、これら制御量（ＰＶ）、操作量（ＭＶ）のデータを使って、目標値が一定である定値制御システムについて制御性能の評価をする方法およびシステムを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、ＰＩＤコントローラによって定値制御された制御システムから収集した制御量および操作量のデータをもとに、数１で表される制御性評価指数ＣＰＶと、数２で表される操作性評価指数ＣＭＶとを算出し、算出された両指数が制御対象に応じ許容されるバラツキの程度に比較して許容値以内に収まっているか否かを判定することを特徴とする定値制御システムにおける制御性能の評価方法を提供するものである。
また、本発明は、定値制御システムの制御性能の評価システムであって、ＰＩＤコントローラによって定値制御された制御量および操作量のデータを、該データを保存するプロセスデータベース部から、あるいはＤＣＳから直接通信で、またはＤＣＳから記憶媒体に取り出して、入力、移植して、保存するデータ保存部と、収集データから数３で表される制御性評価指数ＣＰＶと数４で表される操作性評価指数ＣＭＶを算出するデータ処理部と、前記データ保存部に保存されるＣＰＶおよびＣＭＶを呼び出して一覧表示し、かつ必要な場合に散布図にプロットする結果解析表示部と、を含んで構成されていることを特徴とする定値制御システムにおける制御性能の評価システムを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、定値制御システムにおける制御性能の評価システムのシステム構成を図１に、評価手順を示すフロー図を図２に、制御性能評価指数の一覧表および散布図の例を図３、４に、それぞれ示した。
【０００８】
本発明の定値制御システムは、ＤＣＳ１とプロセスコンピュータ２および（クライアント側）パーソナルコンピュータ３とからなる。プロセスコンピュータ２はプロセスデータベース部を備え、パーソナルコンピュータ３は、データ保存部、データ処理部および結果解析表示部を備えている。
なお、本発明の定値制御システムは、ＤＣＳ１とパーソナルコンピュータ３の直接通信により、あるいはＤＣＳ１のデータを外部記憶媒体に取り出してパーソナルコンピュータ３に移植することにより、プロセスコンピュータ２を使用しなくとも成立する。
【０００９】
プロセスコンピュータ２のプロセスデータベース部は、ＤＣＳ１から一定周期で連続収集された各制御システムの制御量（ＰＶ）、操作量（ＭＶ）を保存する。
パーソナルコンピュータ３のデータ保存部は、プロセスデータベースの制御量（ＰＶ）、操作量（ＭＶ）のデータを保存するほか、ＤＣＳ１の直接通信による、またはＤＣＳ１から外部記憶媒体に取り出した、ＰＶ、ＭＶのデータを保存してもよい。
パーソナルコンピュータ３において、データ処理部は、データ保存部に保存されるＰＶ、ＭＶをもとに後述の制御性評価指数ＣＰＶ、操作性評価指数ＣＭＶを算出し、その結果は同じくデータ保存部に保存する。結果解析表示部は、データ保存部に保存された制御性評価指数ＣＰＶ、操作性評価指数ＣＭＶを呼び出して、両指数を一覧表示し、かつ必要な場合に散布図にプロットすることができる。
【００１０】
本発明においては、定値制御システムの短期的な制御性を評価するために、制御量（ＰＶ）および操作量（ＭＶ）のデータを使用する。
【００１１】
制御性評価指数ＣＰＶは、数５のように制御量のばらつきから統計的な手法である標準偏差をとり、この標準偏差を測定スパンで除しこれを３倍した数値で表す。
【００１２】
【数５】
ＣＰＶ＝３＊σＰＶ／ＭＳ
（ここで、σＰＶは制御量の標準偏差、ＭＳは測定スパンをそれぞれ示す。）
【００１３】
操作性評価指数ＣＭＶは、数６のように同じく統計的な手法である操作量の標準偏差の３倍の数値とする。
【００１４】
【数６】
ＣＭＶ＝３＊σＭＶ
（ここで、σＭＶは操作量の標準偏差を示す。）
【００１５】
制御性評価指数ＣＰＶ、操作性評価指数ＣＭＶは、ともに３σに相当する値の大きさで制御性能すなわちバラツキの程度を評価しようとするものである。
【００１６】
オペレータは、パーソナルコンピュータ３の結果解析表示部により、データ保存部に保存されている制御性評価指数ＣＰＶ、操作性評価指数ＣＭＶを呼び出して、両指数を一覧表示することにより、制御システムの制御性能を評価することができる。
すなわち、その一覧表の中で、制御対象に応じ許容されるバラツキの程度と比較して異常に大きいＣＰＶあるいはＣＭＶを示す制御システムを見出し、かつ、必要な場合に、その制御システムを有するプラント全体のＣＰＶ、ＣＭＶの散布図を作成することで、不具合の起こっている制御システムあるいはプラント全体の制御性能を掌握することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、プロセス情報を保存するコンピュータ（プロセスコンピュータ）に多く保存されるプロセス情報、または、ＤＣＳのＰＶ、ＭＶを直接あるいは外部記憶媒体に取り出した情報に基づいて、制御性評価指数ＣＰＶ、操作性評価指数ＣＭＶを得ることにより、ＰＩＤコントローラによる定値制御システムの制御性能を簡便に評価して、該制御システムの再調整を遅滞なく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における制御性能の評価システムのシステム構成図である。
【図２】本発明における制御性能の評価システムの評価手順を示すフロー図である。
【図３】評価システムにおける制御性能評価指数の一覧表の例である。判定結果は、０：制御性能良好、１：制御性能不良、を示す。
【図４】図３の制御性能評価指数の散布図である。
【符号の説明】
１  ＤＣＳ
２  プロセスコンピュータ
３  パーソナルコンピュータ
【図１】
2004240496.tif 000006
【図２】
2004240496.tif 000007
【図３】
2004240496.tif 000008
【図４】
2004240496.tif 000009