[发明专利]设备控制装置、设备控制方法以及设备控制程序

说明书

技术领域

本发明涉及设备控制装置、设备控制方法以及设备控制程序，尤其涉及对状态量偏差大的状态下的控制增益的调整。

背景技术

如图17所示，利用某种单元对控制对象设备300的状态量实际结果进行探测或预测，并通过控制装置301进行控制使得该状态量实际结果与状态量指令一致，由此来实施设备控制。作为控制装置301，一般进行PID(Proportional Integral Derivative：比例积分微分)控制。虽然PID控制包括比例控制、积分控制、微分控制，但是实际上要根据控制对象设备300的特性、所需要的控制的特性来组合必要功能加以使用。

在设备控制成为对象的控制对象设备中存在多种多样的设备，例如存在热串列式轧机。在热串列式轧机中，利用作为上下作业辊间的间隔的辊间隙、和该轧机前后装置的辊速度来控制向被轧制件施加的张力以及轧制载荷，由此进行轧制操作。

在轧机机座间设置活套，该活套在机座间支承被轧制件。由于该活套在机座间将被轧制件推上去，因此被轧制件的张力会有所变化。通过测定向该活套施加的被轧制件的压力，从而可以探测被轧制件的张力。活套支承被轧制件的高度，通过由液压缸所产生的压力而被控制在所期望的高度。在进行该控制时，采用的是比例积分控制。为了防止在轧机机座间发生被轧制件松弛、或者由于过张力的板宽减少而需要进行张力控制，为此采用比例积分控制来实施张力控制。

作为这种控制系统的技术，提出对基于开环的现有控制和比例积分反馈控制进行切换来使用的方法(例如，参照专利文献1)。根据专利文献1所公开的技术，通过采用基于开环的现有控制来避免与反馈控制中的负载追踪性相关的增益设定的难度，并且如果偏差在规定范围内，则通过从开环切换到反馈控制，来防止负载追踪性的劣化，而在偏差较大的情况下，由于其前提是不采用反馈控制，因此其宗旨不同于以反馈控制作为前提的本申请。

专利文献1：日本特开平9-209712号公报

处于设备控制下的工厂中的生产装置等控制对象设备，当控制变得异常时有时必须要停止动作。当发生这种事态时，由于要暂停控制对象设备中的生产活动，因此所产生的影响会变大，例如无法向客户提供商品、在后续工序的生产中出现影响等。为此，必须避免设备控制中的控制异常。

例如，在热串列式轧机中，由于对多种多样的产品规格的被轧制件进行轧制，因此控制对象设备300的特性变得多样，从而控制装置301的控制增益也变得多样。为此，需要进行与产品规格相应的控制增益的设定，但是由于作为控制对象设备300的轧制现象的模型、以及模型中使用的变形阻力、摩擦系数、板温度等的参数不正确，而存在对控制装置301的控制增益设定的误差较大的问题。

在图18中，针对基于控制增益的响应差而示出阶梯状变更了状态量指令的情况。如图18所示，如果对设备控制装置301的控制增益设定不适当，则使状态量实际结果与状态量指令一致是需要时间的(控制增益过小时)、或者状态量变得振荡或发散(控制增益过大时)。无论在哪种情况下，均会给控制对象设备中的产品品质带来影响。

因而，在如重新启动控制对象设备300的情况、开始生产新产品的情况等那样的、控制对象的状态发生变化而其结果为状态量偏差变大时，控制装置301的调整需要非常多的时间，也可能会产生因控制增益过大、过小所引起的控制不良而导致的控制对象设备的生产停止、产品不良。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种在重新启动控制对象设备、或者开始生产新产品的情况下不会产生因控制装置301的控制增益过大、过小所引起的产品不良、生产停止等的操作异常，同时可自动地调整控制装置301的控制增益的设备控制方法以及设备控制装置。

本发明的目的位于应对上述技术问题，在反馈控制系统中恰当地进行控制对象的状态发生较大变化时的增益设定。

本发明的一个方式是一种设备控制装置，基于控制对象的设备的状态量偏差来进行反馈控制，所述设备控制装置的特征在于，包括：第1控制部，其进行基于所述状态量偏差的比例控制、积分控制以及微分控制之中的至少任一种反馈控制；第2控制部，其基于所述状态量偏差，来进行比所述第1控制部的控制增益低的控制增益的积分控制；控制切换部，其在所述状态量偏差的绝对值为规定值以下的情况下，限制由所述第1控制部所进行的反馈控制，使所述第2控制部执行积分控制；和增益调整部，其基于所述控制对象的设备相对于由所述第2控制部所进行的积分控制的控制响应，来调整所述第1控制部的控制增益。