(57)【要約】【課題】ＰＩＤ制御パラメータの調整時間を大幅に減らすと同時にその質も均一化することができる計測制御装置を提供する。【解決手段】制御装置ＰＣの表示器Ｄ１に表示された光学的なデータを取得するカメラＣと、カメラＣによって取得したデータに基づいて表示器Ｄ１のメータの値を読み取る画像解析部Ａと、画像解析部Ａによって読み取ったメータの値を時計ＣＬから得た時刻と関連付けて保存するデータ収集部Ｌと、データ収集部Ｌにより保存したデータを基にシステムの伝達関数を同定する同定部ＩＤと、同定部ＩＤにより同定したシステムの伝達関数と予め定めた設定条件とに基づいて最適なＰＩＤ制御パラメータを演算する調節部Ｔと、調節部Ｔによる演算結果を表示するパラメータ表示器Ｄ２とから計測制御装置を構成した。【選択図】図１
2017130007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置の表示器に表示されたメータのデータを取得する光学データ取得手段と、
前記光学データ取得手段によって取得したデータに基づいて前記表示器のメータの値を求める画像解析部と、
前記画像解析部によって求めたメータの値を時計から得た時刻に基づいて時系列的に保存するデータ収集部と、
前記データ収集部により保存したデータを基にシステムの伝達関数を同定する同定部と、
前記同定部により同定したシステムの伝達関数と予め定めた設定条件とに基づいて最適なＰＩＤ制御パラメータを演算する調節部と、
前記調節部による演算結果を表示するパラメータ表示器と
を備えることを特徴とする計測制御装置。
【請求項２】
前記データ収集部により保存したデータを表示する波形データ表示器を備える
ことを特徴とする請求項１記載の計測制御装置。
【請求項３】
前記光学データ取得手段が、前記表示器を撮影するカメラであり、
前記画像解析部が、前記カメラにより取得した画像を解析して前記メータの値を求める
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計測制御装置。
【請求項４】
前記表示器がアナログ機器又はアナログ機器を模したＬＥＤメータであり、
前記光学データ取得手段がスキャナであり、
前記画像解析部が、前記スキャナにより取得したデータを解析して前記メータの値を求める
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計測制御装置。
【請求項５】
前記表示器がデジタル数字によりメータの値を表示し、
前記画像解析部が、デジタル文字認識によりメータの値を求める
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の計測制御装置。
【請求項６】
前記表示器が測定値及び偏差のみ若しくは測定値及び設定値のみを表示し、
前記ＰＩＤ制御パラメータと、前記画像解析部により求めた前記偏差若しくは前記測定値及び前記設定値の差分から求まる推定偏差とを用いて前記操作量の推定値である操作量推定値を求める操作量推定器を有し、
前記データ収集部が、前記画像解析部により求めた前記測定値の値と、前記操作量推定器により求めた前記偏差若しくは前記推定偏差とを前記時計から得た時刻に基づいて時系列的に保存する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の計測制御装置。
【請求項７】
センサー及びその二出力変換器からの出力を前記データ収集部から取得した前記偏差と比較して測定値推定量に変換する測定値補正部を備え、
前記データ収集部が、前記測定値補正部により求めた測定値推定量を前記時計から得た時刻に基づいて時系列的に保存する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の計測制御装置。
【請求項８】
予め設定する遅れ時間パラメータに基づいてセンサー及びその二出力変換器からの出力を測定値推定量に変換する測定値補正部を備え、
前記データ収集部が、前記測定値補正部により求めた測定値推定量を前記時計から得た時刻と関連付けて保存する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の計測制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測制御装置に係り、特に電気的に直接接続されていない制御装置のデータ収集を行って当該制御装置の制御パラメータを求める計測制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivate）コントローラを含む制御機器が公知となっている（例えば、下記特許文献１〜３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５４９１１２号公報
【特許文献２】特開２００９−１１６５１５号公報
【特許文献３】特許第３７１２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなＰＩＤコントローラを含む制御機器の中でも、特にループコントローラと呼ばれる制御機器は、制御機器の調整を行う際にＰＩＤコントローラの入出力の変化傾向（以下、トレンド）をバーグラフやデジタル数字などで表示する機能を備えるものが多い。
【０００５】
これに対し、制御機器出力への物理的あるいは電気的接続ができないなどトレンドのリアルタイムデータを得ることができない場合は、機器の調整作業を行う者（以下、作業者）が前記グラフ等から目視でトレンドを読み取ってＰＩＤコントローラの調整を行う必要があり、作業者の技量次第で調整の出来や作業時間が大きく変わってしまうおそれがあるという問題があった。
【０００６】
このようなことから本発明は、物理的、電気的接続を行うことなくトレンドをリアルタイムデータ化し、データ解析を行って最適調整を行うことにより、調整の作業時間を大幅に減らすと同時にその質も均一化することができる計測制御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】
【０００７】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る計測制御装置は、
制御装置の表示器に表示されたメータのデータを取得する光学データ取得手段と、
前記光学データ取得手段によって取得したデータに基づいて前記表示器のメータの値を求める画像解析部と、
前記画像解析部によって求めたメータの値を時計から得た時刻に基づいて時系列的に保存するデータ収集部と、
前記データ収集部により保存したデータを基にシステムの伝達関数を同定する同定部と、
前記同定部により同定したシステムの伝達関数と予め定めた設定条件とに基づいて最適なＰＩＤ制御パラメータを演算する調節部と、
前記調節部による演算結果を表示するパラメータ表示器と
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、上記の課題を解決するための第２の発明に係る計測制御装置は、
前記データ収集部により保存したデータを表示する波形データ表示器を備える
ことを特徴とする。
【０００９】
また、上記の課題を解決するための第３の発明に係る計測制御装置は、
前記光学データ取得手段が、前記表示器を撮影するカメラであり、
前記画像解析部が、前記カメラにより取得した画像を解析して前記メータの値を求める
ことを特徴とする。
【００１０】
また、上記の課題を解決するための第４の発明に係る計測制御装置は、
前記表示器がアナログ機器又はアナログ機器を模したＬＥＤメータであり、
前記光学データ取得手段がスキャナであり、
前記画像解析部が、前記スキャナにより取得したデータを解析して前記メータの値を求める
ことを特徴とする。
【００１１】
また、上記の課題を解決するための第５の発明に係る計測制御装置は、
前記表示器がデジタル数字でメータの値を表示し、
前記画像解析部が、デジタル文字認識によりメータの値を求める
ことを特徴とする。
【００１２】
また、上記の課題を解決するための第６の発明に係る計測制御装置は、
前記表示器が測定値及び偏差のみ若しくは測定値及び設定値のみを表示し、
前記ＰＩＤ制御パラメータと、前記画像解析部により求めた前記偏差若しくは前記測定値及び前記設定値の差分から求まる推定偏差とを用いて前記操作量の推定値である操作量推定値を求める操作量推定器を有し、
前記データ収集部が、前記画像解析部により求めた前記測定値の値と、前記操作量推定器により求めた前記偏差若しくは前記推定偏差とを前記時計から得た時刻に基づいて時系列的に保存する
ことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決するための第７の発明に係る計測制御装置は、
センサー及びその二出力変換器からの出力を前記データ収集部から取得した前記偏差と比較して測定値推定量に変換する測定値補正部を備え、
前記データ収集部が、前記測定値補正部により求めた測定値推定量を前記時計から得た時刻に基づいて時系列的に保存する
ことを特徴とする。
【００１４】
また、上記の課題を解決するための第８の発明に係る計測制御装置は、
予め設定する遅れ時間パラメータに基づいてセンサー及びその二出力変換器からの出力を測定値推定量に変換する測定値補正部を備え、
前記データ収集部が、前記測定値補正部により求めた測定値推定量を前記時計から得た時刻と関連付けて保存する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る計測制御装置によれば、新設ではなく既設の設備を保守する場合であって制御装置との電気的あるいは光学的な信号線の接続がなくメータ以外には容易に測定値、操作量を得られないケースや、作業者がメータから測定値、操作量を得る場合であって短時間の変化またはその逆の長い時間にわたる変化を読み取ることが困難なケースなど、制御装置から直接測定値及び操作量の情報が得られない場合であっても、光学データ取得手段及び画像解析部により測定値及び操作量を読み取り、自律的に演算タイミングを判断することで、制御装置に適切な動作をさせるためのＰＩＤ制御パラメータを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る計測制御装置の設置例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る計測制御装置の設置例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施例３に係る計測制御装置の例を示す構成図である。
【図４】本発明の実施例４に係る計測制御装置の例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例５に係る計測制御装置の例を示す構成図である。
【図６】本発明の実施例５に係る計測制御装置の他の例を示す構成図である。
【図７】本発明の実施例６に係る計測制御装置の例を示す構成図である。
【図８】本発明の実施例７に係る計測制御装置の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る計測制御装置について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１を用いて本発明の実施例１に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図１に示すように、本実施例に係る計測制御装置１０は、ポンプ所の沈砂槽１１から汲み上げを行う排水ポンプＰの汲み上げ水量を制御する制御装置ＰＣに搭載されたＰＩＤ制御器の調整に利用される。
【００１９】
本実施例においてポンプ所の沈砂槽１１から汲み上げを行う排水ポンプＰには当該排水ポンプＰを駆動するインバータＩＮＶが接続されている。このインバータＩＮＶはポンプ制御装置ＰＣに接続されており、当該ポンプ制御装置ＰＣから入力される制御信号（周波数操作量ＭＶ）により排水ポンプＰの汲み上げ水量を調節している。
【００２０】
ポンプ制御装置ＰＣは、少なくとも図示しない第一，第二のＰＩＤ制御器を備えている。またポンプ制御装置ＰＣには、表示器Ｄ１が接続されているとともに、沈砂槽１１に設置された水位計ＬＭ及び排水ポンプＰに設置された流量計ＦＬが接続されている。
【００２１】
第一のＰＩＤ制御器は、上位装置等において設定される水位設定値ＳＶ１と水位計ＬＭから入力される水位測定値ＰＶ１とに基づいて演算を行い、排水ポンプＰの汲み上げ水量である流量設定値ＳＶ２を求める。
第二のＰＩＤ制御器は、第一のＰＩＤ制御器によって求めた流量設定値ＳＶ２と流量計ＦＬから入力される流量測定値ＰＶ２とに基づいて演算を行い、インバータＩＮＶへ出力される周波数操作量ＭＶを求める。ポンプ制御装置ＰＣは、この周波数操作量ＭＶに基づきインバータＩＮＶを介して排水ポンプＰの駆動を制御する。
【００２２】
表示器Ｄ１は流量設定値ＳＶ２、流量測定値ＰＶ２、及び周波数操作量ＭＶのメータ表示を行う。
【００２３】
計測制御装置１０は、カメラＣと、画像解析部Ａと、データ収集部Ｌと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２と、波形データ表示器Ｄ３とを備えている。
【００２４】
カメラＣは、表示器Ｄ１のメータ表示を撮影する。
画像解析部Ａは、カメラＣが撮影した映像を解析して流量測定値ＰＶ２及び周波数操作量ＭＶの値を求める。
データ収集部Ｌは、画像解析部Ａによって求めた流量測定値ＰＶ２及び周波数操作量ＭＶを時計ＣＬの時刻データに基づき時系列的に保存する。
【００２５】
同定部ＩＤは、データ収集部Ｌに保存したデータに基づきシステムの同定を行う。
調節部Ｔは、同定部ＩＤにより同定したシステム定数と予め定めた条件を基にポンプ制御装置ＰＣのＰＩＤ制御パラメータの設定を行う。
パラメータ表示器Ｄ２は、調節部Ｔにより設定したＰＩＤ制御パラメータを表示する。
波形データ表示器Ｄ３は、データ収集部Ｌに保存されたデータを波形表示する。
【００２６】
なお、本実施例では、ポンプ制御装置ＰＣから水位測定値ＰＶ１及び流量設定値ＳＶ２のデータを直接得る手段を有しないものとする。
【００２７】
通常、排水ポンプＰの汲み上げ水量は前記ポンプ制御装置ＰＣによって常に制御され、沈砂槽１１の水位測定値ＰＶ１は一定範囲に保たれるが、たとえば降雨量が増すなどして沈砂槽１１に流入する水量が急激に変化し、ポンプ制御装置ＰＣによる制御が間に合わない場合には、水位がみるみる上がっていくこととなる。
【００２８】
このときデータ収集部Ｌは、水位測定値ＰＶ１が一定に保たれていた期間を定常状態とみなし、水位が上がることによって跳ね上がる流量設定値ＳＶ２の増加をトリガとして、再び水位が一定に保たれるまでを過渡応答とみなし、その応答の時系列データ範囲を特定して切り出すことができる。
【００２９】
そして、同定部ＩＤが、切り出された時系列データを用いて各システムを一次遅れ系と仮定して最小二乗法でフィッティングを行い、その誤差が一定範囲に収まらない場合は次数を上げて二次遅れ系とし、これを特定次数まで繰り返して誤差が最小となるようにプラントのシステム同定を行い、同定したシステムの伝達関数をデータ収集部Ｌに保存する。
【００３０】
さらに上記伝達関数と予め定めた許容オーバーシュート量とに基づいて、調節部Ｔが、限界感度法やステップ法を用いてＰＩＤ制御パラメータを演算し、あるいは上記伝達関数と整定時間など予め定めた条件に基づいて演算したＰＩＤ制御パラメータを初期値として調節部Ｔが応答曲面法や粒子群最適化（Particle Swarm Optimization：ＰＳＯ），遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm：ＧＡ）を用いてパラメータ空間で誤差最小となる制御装置ＰＣのＰＩＤ制御パラメータの最適値を探索し、これらの演算あるいは最適値探索から求まったＰＩＤ制御パラメータをパラメータ表示部Ｄ２に表示する。
【００３１】
この表示されたパラメータを基に、作業者は制御装置の調整を円滑かつ短時間で行うことができるようになる。
【００３２】
したがって、本実施例に係る計測制御装置によれば、新設ではなく既設の設備を保守する際など電気あるいは光などの信号線の接続がなく表示器Ｄ１以外から容易に流量測定値ＰＶ２及び周波数操作量ＭＶを得られないケースや、作業者が表示器Ｄ１から流量測定値ＰＶ２及び周波数操作量ＭＶを得ていた場合であって短時間の変化またはその逆の長い時間にわたる変化を読み取ることが困難であったケースなど、流量測定値ＰＶ２及び周波数操作量ＭＶの情報をポンプ制御装置ＰＣから直接得られないことから、従来はＰＩＤ制御パラメータの演算を行うことができなかった装置構成の場合においても、カメラＣから流量測定値ＰＶ２及び周波数操作量ＭＶを読み取り、自律的にその演算タイミングを判断することで、ポンプ制御装置ＰＣに適切な動作をさせるためのＰＩＤ制御パラメータを演算できる。
【００３３】
すなわち、物理的、電気的接続を行うことなくトレンドをリアルタイムデータ化し、データ解析を行って最適調整を行うことにより、調整の作業時間を大幅に減らすと同時にその質も均一化することができる。
【実施例２】
【００３４】
図２を用いて本発明の実施例２に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図２に示すように、本実施例に係る計測制御装置２０は、充放電装置のチョッパ回路ＣＰの充放電電力の制御を行う制御装置ＰＣに搭載されたＰＩＤ制御器の調整に利用される。
【００３５】
本実施例において交流系統２４に直交変換器ＩＮＶを通じて接続された直流系統２５には、風力発電機２１からの発電電力を送り込む交直変換器ＣＮＶと、太陽電池２２からの発電電力を送り込む直流変換器ＤＣと、蓄電池２３への充放電を行うチョッパ回路ＣＰとが接続されている。このチョッパ回路ＣＰは制御装置ＰＣに接続されており、当該制御装置ＰＣから入力される制御信号（充放電操作量ＭＶ）に基づいて当該チョッパ回路ＣＰにより行う充放電電力を制御するように構成されている。
【００３６】
本実施例において、制御装置ＰＣは少なくとも一つのＰＩＤ制御器を備えている。また制御装置ＰＣには、表示器Ｄ１が接続されているとともに、蓄電池２３から充電量測定値ＰＶが入力されるようになっている。
【００３７】
ＰＩＤ制御器は、時間帯に応じて切り替わるよう予め設定された充電量設定値ＳＶと蓄電池２３から入力される充電量測定値ＰＶとに基づいて演算を行い、チョッパ回路ＣＰへ出力される充放電操作量ＭＶを求める。チョッパ回路ＣＰはこの充放電操作量ＭＶに基づいて充放電電力を制御する。
また、表示器Ｄ１は充電量設定値ＳＶ、充電量測定値ＰＶ、及び充放電操作量ＭＶのメータ表示を行う。
【００３８】
計測制御装置２０は、カメラＣと、画像解析部Ａと、データ収集部Ｌと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２とを備えている。
【００３９】
カメラＣは、表示器Ｄ１のメータ表示を撮影する。
画像解析部Ａは、カメラＣが撮影した映像を解析して充電測定値ＰＶ及び充放電操作量ＭＶの値を求める。
データ収集部Ｌは、画像解析部Ａによって求めた充電測定値ＰＶ及び充放電操作量ＭＶを時計ＣＬの時刻データに基づき時系列的に保存する。
【００４０】
同定部ＩＤは、データ収集部Ｌに保存したデータに基づきシステムの同定を行う。
調節部Ｔは、同定部ＩＤにより同定したシステム定数と予め定めた条件を基に制御装置ＰＣのＰＩＤ制御パラメータの設定を行う。
パラメータ表示器Ｄ２は、調節部Ｔにより設定したＰＩＤ制御パラメータを表示する。
【００４１】
なお、本実施例では、制御装置ＰＣから充電量測定値ＰＶ及び充電量設定値ＳＶのデータを直接得る手段を有しないものとする。
【００４２】
データ収集部Ｌは充放電操作量ＭＶが０かつ充電量測定値ＰＶまたは充電量設定値ＳＶが１００％となっている状態、つまり充電完了時を定常状態とみなし、充放電操作量ＭＶが０から負へ動いたとき、つまり放電開始時をトリガとして、その数秒前のバッファデータへ遡ってデータの切り出しを開始し、再び充放電操作量ＭＶが一定期間０となるまでを切り出すことができる。
【００４３】
このとき充放電で別のＰＩＤ制御パラメータを切り替えて用いるときは、充放電操作量ＭＶが０かつ充電量測定値ＰＶまたは充電量設定値ＳＶが一定の状態を定常状態とみなし、充放電操作量ＭＶが０から正へ増えたとき、つまり充電開始時をトリガとして、前記同様データを切り出して最適化を行い、新たなパラメータを提示する。
【００４４】
この表示されたパラメータを基に調整を行うことで、蓄電池２３が劣化してきた場合でも有効な制御が行えるようになる。
【００４５】
本実施例では、上述した実施例１に比較して、同定したいシステムの波形データ表示器はなくてもよく、ＰＩＤ制御はワンループであってもよい。またワンループではあるが、設定値の正負で別の動作を行うためにＰＩＤ制御パラメータが切り替えて用いられている場合にも、その双方に対してシステム同定と、最適パラメータを求める演算を行うことができる。
【００４６】
なお、本実施例では波形データ表示器を有さず、最適化を行うＰＩＤ制御器をワンループとする例を示したが、実施例１と同様に波形データ表示器Ｄ３を設け、最適化を行うＰＩＤ制御器を複数設ける構成としても構わない。
【００４７】
このように構成される本実施例に係る計測制御装置によれば、新設ではなく既設の設備を保守するなど電気あるいは光などの信号線の接続がなく表示器Ｄ１以外から容易に充電量測定値ＰＶ及び充放電操作量ＭＶを得られないケースや、作業者が表示器Ｄ１から充電量測定値ＰＶ及び充放電操作量ＭＶを得ていた場合であって短時間の変化またはその逆の長い時間にわたる変化を読み取ることが困難であったケースなど、充電量測定値ＰＶ及び充放電操作量ＭＶの情報を制御装置ＰＣから直接得られないことから、従来はＰＩＤ制御パラメータの演算を行うことができなかった装置構成の場合においても、カメラＣから充電量測定値ＰＶ及び充放電操作量ＭＶを読み取り、自律的にその演算タイミングを判断することで、制御装置ＰＣに適切な動作をさせるためのＰＩＤ制御パラメータを演算できる。
【００４８】
すなわち、物理的、電気的接続を行うことなくトレンドをリアルタイムデータ化し、データ解析を行って最適調整を行うことにより、調整の作業時間を大幅に減らすと同時にその質も均一化することができる。
【実施例３】
【００４９】
図３を用いて本発明の実施例３に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図３に示すように、本実施例の計測制御装置３０は、上述した実施例１又は実施例２において説明した表示器Ｄ１が、アナログ機器又はアナログ機器を模したＬＥＤメータなど、表示方法が固定かつ単色の表示器Ｄ１−Ａである場合に、上述した計測制御装置１０又は２０に代えて適用されるものである。
【００５０】
計測制御装置３０は、スキャナＳと、画像解析部Ａと、データ収集部Ｌと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２と、波形データ表示器Ｄ３とを備えている。
【００５１】
スキャナＳは、表示器Ｄ１−Ａがアナログ機器である場合、表示器Ｄ１−Ａが示す直線又は円弧状のメータに光（可視光又は近赤外線又は赤外線。例えば、発光部がＬＥＤであれば４００〜８００ｎｍ程度）を当て、直線又は円弧と同様の形に並べられたＣＣＤセンサーが反射光を感知し、反射光の強弱が変化している境目をメータの指針の位置として判別することで、カメラの場合と同様に処理することができる。表示器Ｄ１−ＡがＬＥＤ等を用いている場合は、反射光を用いず、ＣＣＤセンサーがＬＥＤの光を直接読み取り、ＬＥＤの光の強弱の境目をメータ位置とする。
【００５２】
画像解析部Ａは、スキャナＳが取得したデータを解析してメモリ値を求める。
その他の構成は実施例１又は実施例２において説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。
【００５３】
本実施例に係る計測制御装置によれば、表示器がアナログ機器又はアナログ機器を模したＬＥＤメータなど、表示方法が固定かつ単色のものであっても、実施例１，２と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００５４】
図４を用いて本発明の実施例４に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図４に示すように、本実施例の計測制御装置４０は、上述した実施例１又は実施例２において説明した表示器Ｄ１がメータ表示ではなくデジタル数字による表示であり且つ液晶ディスプレイやブラウン管モニタのように高いリフレッシュレートでラスタースキャンを行わない表示器Ｄ１−Ｂである場合に上述した計測制御装置１０又は２０に代えて適用されるものである。
【００５５】
計測制御装置４０は、カメラＣと、画像解析部Ａと、データ収集部Ｌと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２と、波形データ表示器Ｄ３とを備えており、画像解析部Ａは、カメラＣが撮影した映像をデジタル文字認識により解析してメモリ値を求める。
その他の構成は実施例１又は実施例２において説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施例に係る計測制御装置によれば、表示器がデジタル数字表示を行うものであっても、画像処理によって数字を読み取ることができ、実施例１，２と同様の効果が得られる。
【実施例５】
【００５７】
図５及び図６を用いて本発明の実施例５に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図５又は図６に示すように、本実施例の計測制御装置５０又は６０は、上述した実施例１又は実施例２において説明した表示器Ｄ１が測定値ＰＶと操作量ＭＶの両方を同時に表示せず、測定値ＰＶと偏差ＤＶとを同時に表示する表示器Ｄ１−Ｃ、又は測定値ＰＶと設定値ＳＶとを同時に表示する表示器Ｄ１−Ｄである場合に適用されるものである。
【００５８】
図５に示す例では、計測制御装置５０は、カメラＣと、画像解析部Ａと、ＭＶ推定器ＣＡＬＭＶと、データ収集部Ｌと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２と、波形データ表示器Ｄ３とを備えている。
【００５９】
画像解析部Ａは、カメラＣが取得した映像を解析してメモリ値（測定値ＰＶ、偏差ＤＶ）を求める。
ＭＶ推定器ＣＡＬＭＶは、制御装置ＰＣのＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータと、偏差ＤＶを用いて、ＰＩＤ制御パラメータを求める演算（以下、ＰＩＤ演算）を行い、操作量推定値ＭＶ´を求める。ＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータは、制御装置ＰＣのＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータをＭＶ推定器ＣＡＬＭＶに直接入力する、又は、制御装置ＰＣからＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータを出力してＭＶ推定器ＣＡＬＭＶに入力する。
【００６０】
データ収集部Ｌは、操作量推定値ＭＶ´を、測定値ＰＶと相対時刻が一致するように時系列的に保存する。
同定部ＩＤは、操作量推定値ＭＶ´と測定値ＰＶとから、制御対象のシステム同定を行う。
その他の構成は実施例１又は実施例２において説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。
【００６１】
また、図６に示す例では、計測制御装置６０は、カメラＣと、画像解析部Ａと、ＭＶ推定器ＣＡＬＭＶと、データ収集部Ｌと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２と、波形データ表示器Ｄ３とを備えている。
【００６２】
画像解析部Ａは、カメラＣが取得した映像を解析してメモリ値（測定値ＰＶ、設定値ＳＶ）を求める。
ＭＶ推定器ＣＡＬＭＶは、制御装置ＰＣのＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータと、測定値ＰＶと設定値ＳＶとの差分から求まる偏差ＤＶ´を用いて、ＰＩＤ演算を行い、操作量推定値ＭＶ´を求める。ＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータは、制御装置ＰＣのＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータをＭＶ推定器ＣＡＬＭＶに直接入力する、又は、制御装置ＰＣからＰＩＤ制御器のＰＩＤ制御パラメータを出力してＭＶ推定器ＣＡＬＭＶに入力する。
【００６３】
データ収集部Ｌは、操作量推定値ＭＶ´を、測定値ＰＶと相対時刻が一致するように時系列的に保存する。
同定部ＩＤは、操作量推定値ＭＶ´と測定値ＰＶとから、制御対象のシステム同定を行う。
その他の構成は実施例１又は実施例２において説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。
【００６４】
本実施例に係る計測制御装置によれば、ＰＩＤコントローラの制御パラメータ設定と測定値ＰＶ、そして偏差ＤＶもしくは設定値ＳＶを取得できれば、カメラＣ等から操作量が得られなくても、偏差ＤＶに対してＰＩＤ演算を実行して操作量ＭＶを推定し、推定した操作量ＭＶ´と、カメラＣ等から得た測定値ＰＶを用いて、制御装置ＰＣの適切な調節を行うための演算を行うことができる。
【実施例６】
【００６５】
図７を用いて本発明の実施例６に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図７に示すように、本実施例の計測制御装置７０は、上述した実施例１又は実施例２において説明した表示器Ｄ１が、測定値ＰＶを表示せず、操作量ＭＶと偏差ＤＶとを同時に表示する表示器Ｄ１−Ｅである場合に適用されるものである。
【００６６】
図７に示すように、計測制御装置７０は、カメラＣと、画像解析部Ａと、データ収集部Ｌと、ＰＶ補正部Ｆと、時計ＣＬと、同定部ＩＤと、調節部Ｔと、パラメータ表示器Ｄ２と、波形データ表示器Ｄ３と、センサーＣＲと、二出力変換器ＷＴとを備えている。
【００６７】
画像解析部Ａは、カメラＣが取得した映像を解析してメモリ値（偏差ＤＶ、操作量ＭＶ）を求める。
ＰＶ補正部Ｆは、データ収集部Ｌから取得した偏差ＤＶと二出力変換器ＷＴからの出力ＰＶ0を用いて計算した測定値推定量ＰＶ´をデータ収集部Ｌに出力する。
【００６８】
センサーＣＲは、制御装置ＰＣが計測に用いるセンサーと同一、または同等の性能を有し、制御装置ＰＣと同一の対象を計測する。
二出力変換器ＷＴはセンサーＣＲによる計測結果を制御装置ＰＣ及びＰＶ補正部Ｆへ出力する。二出力変換器ＷＴとしては、入力同士の絶縁目的で用いられるアイソレータや二線式伝送方式における電源供給の役割を果たすディストリビュータ等を用いることができる。
【００６９】
データ収集部Ｌは、操作量推定値ＭＶ´を、測定値ＰＶと相対時刻が一致するように時系列的に保存する。
同定部ＩＤは、操作量推定値ＭＶ´と測定値ＰＶとから、制御対象のシステム同定を行う。
その他の構成は実施例１又は実施例２において説明したものと同様であり、重複する説明は省略する。
【００７０】
本実施例に係る計測制御装置によれば、測定値ＰＶが得られない場合は、センサーＣＲの出力と偏差ＤＶから制御装置ＰＣの入力遅れ分を推定し、推定した測定値推定量ＰＶ´と操作量ＭＶから制御装置ＰＣのＰＩＤ制御器の調節を行うためのＰＩＤ演算を行うことができる。
【実施例７】
【００７１】
図８を用いて本発明の実施例７に係る計測制御装置の詳細を説明する。
図８に示すように、本実施例の計測制御装置８０は、上述した実施例６の計測制御装置７０に対し、ＰＶ補正部Ｆがデータ収集部Ｌから偏差ＤＶを取得せず、センサーＣＲ及び二出力変換器ＷＴからの出力ＰＶ0に対する制御装置ＰＣからの入力遅れ要素が自明のときは、その遅れ時間パラメータを予め設定しておき、ＰＶ補正部Ｆはその設定に基づいてセンサー出力ＰＶ0を測定値推定量ＰＶ´に変換してデータ収集部Ｌへ送り、測定値推定量ＰＶ´の時系列データを保存することができるものである。
その他の構成は、実施例６と同様であり、重複する説明は省略する。
【００７２】
本実施例に係る計測制御装置によれば、制御装置ＰＣの入力遅れ要素が自明であれば、センサーＣＲの出力から自明の遅れ分だけずらすことで推定値測定量ＰＶ´を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、電気的に直接接続されていない制御装置の情報を検出してＰＩＤ制御パラメータを求める計測制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０  計測制御装置
１１  沈砂槽
２１  風力発電機
２２  太陽電池
２３  蓄電池
２４  交流系統
２５  直流系統
Ａ  画像解析部
Ｃ  カメラ
ＣＡＬＭＶ  ＭＶ推定器
ＣＬ  時計
ＣＮＶ  交直変換器
ＣＰ  チョッパ回路
ＣＲ  センサー
Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ１−Ａ〜Ｄ１−Ｅ  表示器
ＤＣ  直流変換器
Ｆ  ＰＶ補正部
ＦＬ  流量計
ＩＤ  同定部
ＩＮＶ  インバータ，直交変換器
Ｌ  データ収集部
ＬＭ  水位計
Ｐ  排水ポンプ  
ＰＣ  制御装置
Ｓ  スキャナ
Ｔ  調節部
ＷＴ  二出力変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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