自動制御入門（自動制御装置）
| １．自動制御装置 １．１．自動制御 １．２．制御装置の構成 １．３．シーケンス図 １．４．シーケンス図記号 １．5．制御器具番号 （JEM1090:2008より抜粋） |
２．シーケンス制御 ２．１．概要 ２．２．シーケンス制御回路（例） ２．３．センサ ２．４．ブール代数 |
３．デジタル制御 （コンピュータ制御） ３．１．コンピュータの構成 ３．２．PLC制御 ３．３．２進法と１６進 ３．４．２進法の数値表現 ３．５．AD変換 |
|
|
| 戻る |
| 「１．制御装置の概要」で紹介した様に、開ループ制御では、解決出来ない制御対象に対する外乱（室温調節時の外気温の変化、室内人数の変化など）に対応すべく、制御対象の状態変化をフィードバックする事で、逐次制御対象を適切な値となるよう、操作端を制御し、制御対象が最適な値となるようにするものである。 フィードバックにはマイナスの値で戻すネガティブフィードバックと、プラスの値で戻すポジティブフィードバックがあるが、殆どのフィードバック制御は、ネガティブフィードバックである。 |
||
| 制御対象システム（モデル） | 本項で説明するフィードバックの制御対象例を左記に示す。 ａ．モデル（例） このモデル（例）では、 ①目的：タンクの液体温度を既定値 となるよう、制御する。 ②センサ：液体右上に温度センサが 取り付けてある。 ③燃焼装置：燃焼装置の制御は、 燃料の供給量をバルブ開度に より行う。 ｂ．既定事項 ①ある温度の液体を指定温度まで上昇させるのに必要なエネルギーは計算により算出可能。 ②燃焼装置が発生させるエネルギーは、燃料供給量で制御でき、その関係は計算により 算出可能。 注：以降で説明する制御形態が必ずしもこのモデル（例）に最適であるとはいえないが、都合上、 同一モデルで説明を行っている。 |
 |
| 開ループ制御 | 前項ｂの既定事項があれば、開ループ制御での実現は不可能ではない。 ①燃料の供給量（燃焼装置が発生する熱量）は予め決まっており、かつ、 ②液体の温度上昇に必要な熱量も決まっている。 ③従って、理論的には開ループ制御でも成立する。 論理的には可能であるが、制御対に対する外乱となる気温の変化への対応はできない。 人に寄るこまめな調整（感と経験）にたよる事になる。 |
 |
| フィードフォワード制御 | 気温の変化をとらえ、制御は反映する事で上記開ループ制御の欠点を補う事ができる。 気温の制御への反映方法として、カレンダー・時計による季節毎及び時間による変化を 演算部へ導入し反映させる、或いは、気温を直接センサにてとらえ逐次反映させる等の 手法をとる。 フィードフォワードとは、「演算部→操作端（バルブ）→燃焼→液温の変化」といった 様に操作影響が次次と伝達し（フィードバック要素がない）、最終目標を制御する様な ものをいう。 この制御の欠点は、気温がパターン通りで無かったとき、または、気温以外の外乱 （日射による輻射熱、空気の動き、供給燃料流量の変化等）が想定された時、全ての 外乱に対応する事は困難である。 |
 |
| フィードバック制御 | 制御対象である液温を常時計測し、演算前に入力（フィードバック）し、設定温度との差が 常に“０”となるように制御てやれば、どの様な外乱が合っても確実に目標液温へと導くこと ができる。 この様な制御をフィードバック制御という。 （マイナス値で戻す（負の帰還）のでネガティブフィードバックいう言い方をする事もある） 外乱（気温の変化等）が制御対象だる意温度へ影響を与えるまでに時間差がある。 その影響を受けて制御対象が変化してからフィードバック信号に反映される。 別の言い方をすれば応答が遅いともいえる。 |
 |
| フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せ | フィードバック制御へ、前述したフィードフォワード機能を組み合わせた制御手法もある。 外乱の要因（ここでは気温）を制御に加味みする事で、外乱が制御与える影響を軽減する。 |
 |
| カスケード制御 | カスケード（Cascade）とは二重の滝の様に、（機能あるものが）次々と接続される、の意で、 カスケード制御とは、複数の制御機能を一体として機能させたもの。 いままで説明にしようしてきた制御モデルに、燃料制御用流量センサが追加されている。 上記制御２では、制御対象を流量となっており、、燃焼制御に対し常に一定の流量制御をする事で 供給燃料の影響を受けない、安定した熱エネルギーを生み出す事を目的としていいる。 制御１では、制御対象を液温ととしており、その演算結果が、制御２の設定値となるよう、連携 されている。 この様に２つの制御を連携する事で、制御全体の応答速度、安定などのを向上できる。 |
 |
 |
||
| 基本図 | 制御要素（ブロック） |  |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 信号線 信号線には矢印をつけ、向きを明確にする。 |
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 信号線の分岐 信号線はいくつ分岐しても良い。 分岐してもその信号の内容が変わらない。 |
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 信号の加減算 信号の加算、減算は左記の様に表現する |
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 信号の加算 信号の積算は左記の様に表す。 |
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ブロック線図の等価変換 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 戻る | 株式会社 I.T.オフィス TOPページ |
| ・商用を除き、この資料（一連のホームページ・素材）を自由に流用してかまいません。・商用を除き、このホームページへのLINKは自由に行ってかまいません。（連絡は不要です）・本資料の使用・流用に関するいかなる損害も当社は一切の責任を負いませんのでご承知下さい。・本資料の著作権は株式会社 I.T.オフィスにあります。 担当：システム技術担当 伊藤( Mail:k.itou@itoffice.jp ) |
