(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)より一の出力(Ｚ)を得る擬似的二入力折線関数作成方法において、
前記第一の入力変数(Ｘ)の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝と第二の入力変数(Ｙ)の一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝とを用意し、
前記２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)を任意の値毎に対応する前記夫々の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝、｛FY-1〜FY-n｝に投入して得た第一の出力値及び第二の出力値を乗算して、任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を得た後、該任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を順次加算して一の出力Ｚqを得ることを特徴とする擬似的二入力折線関数作成方法。
【請求項２】
２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)より一の出力(Ｚ)を得る擬似的二入力折線関数作成装置において、
第一の入力変数(Ｘ)の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝発生器と第二の入力変数の一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝発生器と、
前記２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)を任意の値毎に対応する前記一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝発生器と前記一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝発生器に夫々投入して得た第一の出力値及び第二の出力値を乗算して、任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を得る乗算器と、
前記乗算器より得た任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を順次加算して一の出力Ｚqを得る加算器とを具えてなることを特徴とする擬似的二入力折線関数作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は擬似的二入力折線関数作成方法及びその装置に係り、特にプラントにおける制御装置、運転支援装置、監視装置等に使用される二入力一出力折線関数を通常の制御装置が有する折線関数器、乗算器、加算器を用いて一入力の折線関数で実現する擬似的二入力折線関数作成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、例えば温度を検知入力信号として弁開度出力を設定する等の一入力一出力の折線関数発生器は、例えばプラントにおける制御装置、運転支援装置、監視装置等に広く使用されている要素である。
一方、温度と圧力のように２つ検知入力信号により一つの弁開度出力を設定する技術、又多炭種石炭焚火力発電ユニットのＳＨ出口温度制御を行なうために、各炭種の石炭性状指標と負荷指標の二つの入力信号に基づいてスプレー弁先行開度信号を設定する技術の場合、二入力一出力の折線関数発生回路を用いて前記夫々の出力信号を得るような演算装置が、実際のプラント制御で多く用いられている。
【０００３】
そしてこれらのプラント制御装置等で二入力一出力の折線関数を実現するために、図１に示すように二入力(Ｘ，Ｙ)及び一出力(Ｚ)の三軸座標からなる三次元座標マップを生成するための二入力一出力折線関数を用意する必要があり、その作成に多数の手間と複雑な解析回路を必要としていた。
【０００４】
かかる従来技術の課題を図１に従って説明するに、
図１のグラフ図は、前記二入力変数一出力の内、一の入力変数(Ｙ)と出力(Ｚ)とによりＹ−Ｚ軸二次元座標を、又の他の入力変数(Ｘ)と出力(Ｚ)とによりＸ−Ｚ軸二次元座標を夫々形成し、これらの座標によりＸ−Ｙ−Ｚ軸の三次元座標を形成して対応する座標上の出力(Ｚ)を求めている。
【０００５】
即ち、図１では例示として
Ｘ＝Ｘ1におけるＹ−Ｚ軸座標の一入力折線関数をFY-1、Ｘ＝Ｘ2におけるＹ−Ｚ軸座標の折線関数をFY-2、Ｘ＝Ｘ3におけるＹ−Ｚ軸座標の折線関数をFY-3の太折線で夫々形成する。
そして図１において、Ｘ＝Ｘ1におけるFY-1の折線関数で形成される切断面は、(Ａ)部分で表現されるハッチング部分となり、又Ｘ＝Ｘ2におけるFY-2の折線関数で形成される切断面は、(Ｂ)部分で表現されるハッチング部分となり、これらのハッチング部分の多数の組合わせにより２つの入力(Ｘ，Ｙ)と出力(Ｚ)とからなるＸ−Ｙ−Ｚ軸の三次元座標マップが形成されることとなる。
【０００６】
従って二入力一出力の折線関数を実現するには、従来技術では図１に示すように二入力(Ｘ，Ｙ)及び一出力(Ｚ)の三軸座標からなる三次元座標マップを形成した後、出力Ｚpを求めている。
しかしながら前記三次元座標マップより出力Ｚpを求めることは、前記したようにマップ作成に多数の手間と複雑な解析回路を必要としていた。
【０００７】
本発明はかかる技術的課題に鑑み、通常の制御装置が持っている機能(一入力一出力の折線関数)のみで簡単に擬似的二入力折線関数作成方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１記載の発明は、２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)より一の出力(Ｚ)を得る擬似的二入力折線関数作成方法において、
前記第一の入力変数(Ｘ)の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝と第二の入力変数(Ｙ)の一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝とを用意し、
前記２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)を任意の値毎に対応する前記夫々の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝、｛FY-1〜FY-n｝に投入して得た第一の出力値及び第二の出力値を乗算して、任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を得た後、該任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を順次加算して一の出力Ｚqを得ることを特徴とする擬似的二入力折線関数作成方法を提案する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)より一の出力(Ｚ)を得る擬似的二入力折線関数作成装置において、
第一の入力変数(Ｘ)の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝発生器と第二の入力変数の一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝発生器と、
前記２つの入力変数(Ｘ)(Ｙ)を任意の値毎に対応する前記一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝発生器と前記一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝発生器に夫々投入して得た第一の出力値及び第二の出力値を乗算して、任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を得る乗算器と、
前記乗算器より得た任意の値毎の乗算値（｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…）を順次加算して一の出力Ｚqを得る加算器とを具えてなることを特徴とする擬似的二入力折線関数作成装置を提案する。
【００１０】
以下本発明を図１及び図２に従って説明する。
図１において、関数FY-1からFY-2間の三次元面(Ａ)は、図２（Ｄ）の(Ａ)部分で表現されるハッチング部分と同等である。
又、関数FY-2からFY-3間の三次元面(Ｂ)は、図２（Ｄ）の(Ｂ)部分で表現されるハッチング部分と同等である。
【００１１】
即ち、より具体的に説明するに、第１の入力変数Ｘ＝Ｘ1における出力Ｚ1の値は、FY-1の折線関数線上に位置し、従って第２の入力変数Ｙ=Ｙpが定まれば、出力Ｚ1はFY-1(Ｙp)として決定される。
又第１の入力変数Ｘ＝Ｘ2と第２の入力変数Ｙ＝Ｙpにおける出力Ｚ2の値は、同様にFY-2(Ｙp)として決定される。
従って例えば、第２の入力変数Ｙ＝Ｙpにおける図１に示す点ア、イはそれぞれ
ア：｛Ｘ1，Ｙp，Ｚ1｝＝｛Ｘ1，Ｙp，FY-1(Ｙp)｝…１）
イ：｛Ｘ2，Ｙp，Ｚ2｝＝｛Ｘ2，Ｙp，FY-2(Ｙp)｝…２）
となり、既知の入力変数と折線関数ＦＹで出力Ｚの３次元座標位置を決定できることが理解できる。
【００１２】
さらに、図１及び図２（Ｄ）で示すように、点アと点イとを結ぶ線分上の任意の点ウの座標位置は、第１の入力変数Ｘ＝Ｘpと第２の入力変数Ｙ＝Ｙpとともに出力Ｚpにより決定されるが、前記出力Ｚpは出力Ｚ1と出力Ｚ2を通る、入力点(Ｙp)上におけるＸ−Ｚ軸と平行な切断面である折線関数FX-1(Ｘp)上に位置する事が理解できる。
従って出力Ｚpは、入力点(Ｘp)上におけるＹ−Ｚ軸と平行な切断面である折線関数ＦＹpと、入力点(Ｙp)上におけるＸ−Ｚ軸と平行な切断面である折線関数ＦＸpの交点にあり、従って折線関数ＦＹとともに折線関数ＦＸを用いて出力Ｚを表現することが可能となる。
【００１３】
即ち、前記出力Ｚpは
Ｚp＝｛FX-1(Ｘp)｝×｛FY-1(Ｙp)｝＋｛FX-2(Ｘp)｝×｛FY-2(Ｙp)｝…３）
と表現される。
以上の様にして、二入力折線関数を一入力一出力の折線関数の組み合わせで表現することが可能となる。
又、図１及び図２（Ｄ）で示す、第２の入力変数Ｙ＝Ｙp'である点イと点エとを結ぶ線分上の任意の点オの座標位置に位置する出力Ｚp'は、前記３）式から明らかなように、
Ｚp'＝｛FX-2(Ｘp')｝×｛FY-2(Ｙp')｝＋｛FX-3(Ｘp')｝
×｛FY-3(Ｙp')｝…４）となる。
【００１４】
これらの演算結果より明らかなように、前記３）と４）式を合成して、点ア、イ、エとを結ぶ線分上の任意の点エ若しくはオの座標位置に位置する出力Ｚqは、
Ｚq＝｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝＋｛FX-2(Ｘq)｝×｛FY-2(Ｙq)｝
＋｛FX-3(Ｘq)｝×｛FY-3(Ｙq)｝…５）となる。
【００１５】
従って前記５）式より
第一の入力変数の一入力折線関数｛FX-1〜FX-n｝と第二の入力変数の一入力折線関数｛FY-1〜FY-n｝とを用意し、
前記夫々の入力変数を任意の値毎に対応する前記一入力折線関数に投入して得た第一の及び第二の出力値を乗算しての任意の値毎の乗算値｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…を得た後、該任意の値毎の乗算値｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝…を順次加算して一の出力Ｚqを得ることが理解できる。
【００１６】
又同様に図４に示すようにかかる発明は、、第一の入力変数の一入力折線関数発生器｛FX-1〜FX-n｝１１〜１３と第二の入力変数の一入力折線関数発生器｛FY-1〜FY-n｝２１〜２３と、
前記夫々の入力変数を任意の値毎に対応する前記一入力折線関数に投入して得た第一の及び第二の出力値を乗算しての任意の値毎の乗算値を得る乗算器３１〜３３と、
前記任意の値毎の乗算値を順次加算して一の出力を得る加算器４１〜４２と
を具えてなることを特徴とする擬似的二入力折線関数作成装置により達成出来ることも理解できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図４は本発明を、石炭焚火力発電ユニットのスーパーモータ蒸気出口温度制御装置に適用した実施形態を示すブロック回路図である。
本実施形態は二つの入力変数として、燃料に使用する石炭の種類によって異なる石炭性状指標(Ｘ)と、火力発電ユニットの変動負荷指標(Ｙ)を用い、その火力発電ユニットのスプレー弁先行信号を出力変数（Ｚ）とする。
同図において、ＦＸ(FX-1，FX-2，FX-3)１１，１２，１３は石炭性状指標(Ｘ)を入力変数とした一入力折線関数発生器、ＦＹ(FY-1，FY-2，FY-3)２１，２２，２３はユニット変動負荷指標(Ｙ)を入力変数とした一入力折線関数発生器、３１，３２，３３は折線関数発生器ＦＸ(FX-1，FX-2，FX-3)１１，１２，１３とFY(FY-1，FY-2，FY-3)２１，２２，２３との夫々の出力を乗算する乗算器、４１，４２は乗算器３１，３２，３３の出力値を順次加算する加算器で、これらの演算要素はＣＰＵ内に組込まれている。
【００１８】
一方スプレー弁５０側の演算回路は、減算器５１、ＰＩ制御器５２、加算器５３からなり、前記減算器５１よりスプール弁出口温度と設定温度との偏差（差分）を求め、該偏差量をＰＩ制御器５２に入力し、補正値を演算する。
前記補正値は、前記ＣＰＵ内の終端側加算器４１よりの出力信号、即ちスプレー弁先行出力信号と、前記加算器５３で加算され、該加算器５３よりの出力信号に基づいてスプレー弁５０が開度制御される。
【００１９】
次に前記実施形態の動作を説明する。
図３（Ａ）に示す折線関数（FX-1）は、第１の炭種の性状指標（Ｘ−１）を入力変数とした一入力折線関数発生器（FX-1）１１の関数グラフが設定されており、従って第１の炭種の入力変数Ｘが、
Ｘ≦Ｘ1のとき  FX1-1＝1.0
Ｘ1＜Ｘ≦Ｘ2のとき  FX1-1＝１-(X-X1)／(X2-X1)
Ｘ2＜Ｘのとき  FX1-1＝0.0
の出力値が生成され、その出力値が乗算器３１に入力される。
【００２０】
図３（Ｂ）に示す折線関数（FX-2）は第２の炭種の性状指標（Ｘ−２）を入力変数とした一入力折線関数発生器（FX-2）１２の関数グラフが設定されており、従って第２の炭種の入力変数Ｘが、
Ｘ≦Ｘ1のとき  FX1-2＝0.0
Ｘ1＜Ｘ≦Ｘ2のとき  FX1-2＝(X-X1)／(X2-X1)
Ｘ2＜Ｘ≦Ｘ3のとき  FX1-2＝１-(X-X2)／(X3-X2)
Ｘ3＜Ｘのとき  FX1-2＝0.0
の出力値が生成され、その出力値が乗算器３２に入力される。
【００２１】
図３（Ｃ）に示す折線関数（FX-3）は第３の炭種の性状指標（Ｘ−３）を入力変数とした一入力折線関数発生器（FX-3）１３の関数グラフが設定されており、従って第２の炭種の入力変数Ｘが、
Ｘ≦Ｘ2のとき  FX1-3＝0.0
Ｘ2＜Ｘ≦Ｘ3のとき  FX1-3＝(X-X2)／(X3-X2)
Ｘ3＜Ｘのとき  FX1-3＝1.0
の出力値が生成され、その出力値が乗算器３３に入力される。
【００２２】
次に前記技術手段の５）式で説明したように、第１の入力変数Ｘ＝Ｘqと第２の入力変数Ｙ＝Ｙqから出力Ｚq、即ちスプレー弁先行出力信号を求める式は５）式に開示してあるが、本式より明らかなように、スプレー弁先行出力信号Ｚqは、
｛FX-3(Ｘq)｝×｛FY-3(Ｙq)｝の出力値（演算値）Ａと｛FX-2(Ｘq)｝×｛FY-2(Ｙq)｝の出力値（演算値）Ｂと｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝の出力値（演算値）Ｃとを加算した値となる。
【００２３】
そこで乗算器３３により｛FX-3｝関数発生器１３と｛FY-3｝関数発生器２３との出力を乗算して｛FX-3(Ｘq)｝×｛FY-3(Ｙq)｝の出力値Ａを得る。
次に乗算器３２により｛FX-2｝関数発生器１２と｛FY-3｝関数発生器２２との出力を乗算して｛FX-2(Ｘq)｝×｛FY-2(Ｙq)｝の出力値Ｂを得る。
更に乗算器３１により｛FX-1｝関数発生器１１と｛FY-1｝関数発生器２１との出力を乗算して｛FX-1(Ｘq)｝×｛FY-1(Ｙq)｝の出力値Ｃを得る。
次に加算器４２及び４１により前記出力値Ａ、Ｂ、Ｃが加算されて前記５）式に示すスプレー弁先行出力信号Ｚq（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を得ることが出来る。
【００２４】
そして前記スプレー弁先行出力信号Ｚq（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）と、スプレー弁５０側の演算回路内で、ＰＩ制御器５２よりの補正値とを、加算器５３により加算してその加算信号に基づいてスプレー弁５０の開度制御を行なうことが出来る。
尚、本実施形態では本発明の手法を多炭種を用いるプラント(石炭焚火力発電ユニット)のＳＨ出口温度制御に適用した制御装置として記述しているが、二入力折線関数を一入力一出力の折線関数で制御するものであれば他の機種にも適用可能であることは容易に理解できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、二入力折線関数を別装置に組み込む、又は専用の演算要素を使用する等の方法を用いることなく、二入力折線関数を一入力一出力の折線関数で表現することが可能となる。
又本発明によれば、特別に二入力関数を組み込まなくても、一入力一出力の折線関数で二入力折線関数を実現できる。また、一入力一出力の折線関数のパラメータを自動的に変更可能な機能と組み合わせることで、経年変化を有するプロセス量にも柔軟に対応可能となる。
等の種々の著効を有す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  前記二入力変数一出力の内、一の入力変数(Ｙ)と出力(Ｚ)とによりＹ−Ｚ軸二次元座標を、又の他の入力変数(Ｘ)と出力(Ｚ)とによりＸ−Ｚ軸二次元座標を夫々形成し、これらの座標によりＸ−Ｙ−Ｚ軸の三次元座標を形成して対応する座標上の出力(Ｚ)を求めている三次元座標グラフ図である。
【図２】  石炭性状指数の入力変数Ｘが任意値Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3においての出力Ｚと負荷指数の入力変数Ｙの関係を折線関数FY-1（Ａ）、FY-2（Ｂ）、FY-3（Ｃ）及びこれらを加算して目的とする出力Ｚを表すグラフ図（Ｄ）を夫々示す。
【図３】  石炭性状指数の入力変数Ｘが任意値Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3においての関係を折線関数FX-1（Ａ）、FX-2（Ｂ）、FX-3（Ｃ）で表すグラフ図を夫々示す。
【図４】  本発明を、石炭焚火力発電ユニットのスーパーヒータ蒸気出口温度制御装置に適用した実施形態を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
Ｘ          石炭性状指数
Ｙ          負荷指標
Ｚ          スプレー弁先行信号
１１，１２，１３  石炭性状指標(Ｘ)を入力変数とした一入力折線関数発生器
２１，２２，２３  ユニット変動負荷指標(Ｙ)を入力変数とした一入力折線関数発生器
３１，３２，３３  乗算器
４１，４２  加算器
５０        スプレー弁
５１        減算器
５２        ＰＩ制御器
５３        加算器
【図１】
0003905611.tif 000002
【図２】
0003905611.tif 000003
【図３】
0003905611.tif 000004
【図４】
0003905611.tif 000005