単純なDCSループ制御問題

DCSは流量計から送られてくるデータ信号を受け取り、設定された流量または必要な流量と比較して、調節弁の制御信号を生成し、現場に送信して調節弁の開度を制御します。 私も初心者です。

これは定量的に言うのは難しく、もし一定の比率を設定するなら、バルブも同じパーセンテージで、CV値を固定する必要があります。つまり、流量のPV信号がDCSに入り、単一ループ制御が行われます。設定されたSV値と比較した上で、PID調節器によってバルブの開度値が出力されます。その過程で、バルブの開度値も絶えず変化し、徐々に安定していきます。

流量コントローラの番号をFIC101とすると、測定範囲は0～10t/hとします。現在の流量は5t/hで、オペレーターが自動設定として8t/hに設定しました。 制御チェーン全体の出発点は、現場にある流量測定用トランスミッタ要素であるべきだ。例えば孔板の場合、孔板は流量を制限することによって流量に比例した圧力差を生み出し、その圧力差は導圧管を通じてトランスミッタの圧力検出膜に伝達される。そして圧力センサがその圧力差の変化を入力信号として、4～20mAの電流変化に変換する。この例では5t/hは測定値の全範囲の50％に相当し、つまり12mAとなる。 ケーブル接続によりキャビネットコントローラーモジュールのAIカードに固定チャネルで接続されていることを前提に、12mAの電流信号をコントローラーが受け入れ可能なデジタル値の50％に変換する。キャビネット制御ユニットのコントローラー内には、計装制御設計に基づく制御戦略が組み込まれたFIC101モジュールがあり、その入力信号は先ほど述べたAIカードの固定チャネル変換された測定値信号が接続される。モジュールで事前に設定された0～10t/hの測定範囲に基づいて測定値PV、つまり5t/hが算出され、PID機能ブロックに送信される。PID機能ブロックにはPID演算、設定、各種係数、アラームなどの機能が統合されており、オペレーターが操作ステーションで入力する設定値SP、すなわち8t/hと、入力された測定値PVの5t/hとの差（偏差）を計算し、この偏差を独立変数としてPID計算式（ここには書けないので自分で百度で検索してください）に代入して、最終的な従属変数であるコントローラーの出力OPを求める。例えば、次の瞬間に算出されるOPは70％に設定される。 OP値はレンジに変換され（一般的にバルブの場合、OP値とレンジはどちらも0～100％）、コントローラユニットのAOカードのあるチャネルに送信される。AOカード内で、そのレンジはさらにチャネルの電気回路上の4～20mAの電流、すなわち15.2mAに変換される。AOカードのこのチャネルの電気回路は、現場の調節バルブのバルブポジショナーのケーブルと接続されている。バルブポジショナーでは、15.2mAの電気回路電流が電気的に変換されることで、空気式調節バルブの供給圧力を0から約4キログラムまで調整し、自己で供給圧力を与えてバルブの開度と比較することで、調節バルブを70％の開度まで開かせます。バルブの特性と配管内の流動条件（圧力差、抵抗）が相互に影響し合うことで、バルブの開度が流量を決定し、開度が大きくなるほど流量も増加する。 増加した流量は流量孔板と変換器によって検出され、先ほどのプロセスが繰り返されることで、PID計算式が次のサイクルの偏差出力計算を行います。再DCSスキャンサイクルが繰り返し行われる。 お答えできればと思います。

もう十分定量化できているはずだ、精緻化しよう