[发明专利]网络控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络控制系统，其经由网络以数据包的方式，将控制器的操作量(以下称为MV)，向设置在控制对象设备侧的致动器发送，通过上述致动器向上述控制对象设备输入上述MV，上述控制器的操作量，是以规定的采样周期，对来自用于测定上述控制对象设备的物理量的传感器的控制量(以下称为PV)与目标值(以下称为SV)之间的偏差进行运算而得到的。

背景技术

作为设备的控制，今后存在向使用无线通信等网络化控制转变的趋势。在网络化控制中，由于通信状况的恶化，会产生PV或MV没有从发送源达到发送目标的数据包发送错误，即所谓的数据包丢失。在网络控制系统中，特别地需要考虑了数据包丢失的设计。

图8是表示现有的网络控制系统的结构例的功能框图。基本结构为，设备侧10与控制器侧20经由网络30连接。

从设备侧10的用于测定控制对象设备11的物理量的传感器12，将PV经由网络30向控制器侧20的控制器21发送。控制器21，计算对发送来的PV和所设定SV之间的偏差进行例如PID运算而得到的MV，经由网络30向设备侧10的致动器13发送。致动器13将接收到的MV向控制对象设备11输入。

在由于数据包丢失，使控制器21无法接收到PV的情况下，利用来自PV补充单元22的PV补充值，补充MV计算所需的PV。相同地，在由于数据包丢失，使致动器13无法接收到MV的情况下，利用来自MV补充单元14的MV补充值，补充向控制对象设备11输入的MV。

PV补充值以及MV补充值，使用在刚发生数据包丢失前的采样周期接收的最新的PV以及MV的值，或者基于从规定采样周期前开始的趋势数据计算的推定值。

专利文献1：日本特开平08-328650号公报

专利文献2：日本特开平11-345003号公报

专利文献3：日本特开2002-040917号公报

专利文献4：日本特开2006-277306号公报

专利文献5：日本特开2007-233891号公报

发明内容

在现有结构的网络控制系统中，没有充分地考虑由于通信状况，产生PV或MV没有从发送源到达发送目标的数据包丢失而导致的故障，在发生数据包丢失时，设备控制会产生下述重大的问题。

如果由于数据包丢失，控制器21计算出的MV与实际向控制对象设备11输入的MV不同，或者实际的PV与利用PV补充器补充的PV不同，则会使控制器的内部状态混乱，响应恶化。

图9是表示发生数据包丢失的情况下的响应特性恶化的特性图。在发生数据包丢失时，控制器21计算出的MV与实际向控制对象设备11输入的MV不同，使响应恶化。该例子是使SV从20向40变更时的响应，实线是没有发生数据包丢失的情况下的特性，点划线是在设定值变更时，由于数据包丢失而使致动器13无法接收到MV的情况下的特性。

如果变更SV，则控制器21计算与其对应的MV。但是，由于在设定值变更时致动器13无法接收到由控制器21计算的MV，所以点划线的PV的响应开始会延迟。

但是，控制器21在该PV的响应开始延迟的期间，还会累积作为自身的内部状态的积分值。其结果，积分值会过度变大。过度变大的积分值必须恢复到适当的值。

在积分值与设定值所对应的值相比变大的情况下，如果不使PV有一次变得与SV相比较大，则无法将积分恢复到适当值。因此，PV的过调量变大。由于以上原因使响应混乱。

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，通过考虑了发生数据包丢失的控制器的补偿，实现可以进行稳定的设备控制的网络控制系统。

为了解决上述课题，本发明采用下述的结构。

(1)一种网络控制系统，其将控制器的操作量，经由网络以数据包的方式，向设置在控制对象设备侧的致动器发送，并利用所述致动器向所述控制对象设备输入所述操作量，所述控制器的操作量，是以规定的采样周期，对来自用于测定所述控制对象设备的物理量的传感器的控制量与目标值之间的偏差进行运算的而得到的，

其特征在于，具有：

MV补充单元，其在所述数据包的发送发生错误时，向所述致动器发送操作量的补充值；

MV缓存单元，其将从所述致动器向所述控制对象设备输入的操作量的趋势数据、或者从所述MV补充单元向所述致动器补充的所述补充值，经由所述网络向所述控制器反馈；以及

MV补偿单元，其基于反馈的所述趋势数据或者补充值，对所述控制器的操作量计算进行修正。

(2)根据(1)所述的网络控制系统，其特征在于，