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特開2024-118428プラント制御装置、プラント制御方法、および産業プラント
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024118428
(43)【公開日】2024-08-30
(54)【発明の名称】プラント制御装置、プラント制御方法、および産業プラント
(51)【国際特許分類】
G05B 11/36 20060101AFI20240823BHJP
【ＦＩ】
G05B11/36 501P
G05B11/36 N
G05B11/36 501F
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024003587
(22)【出願日】2024-01-12
(31)【優先権主張番号】P 2023024601
(32)【優先日】2023-02-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100124372
【弁理士】
【氏名又は名称】山ノ井 傑
(72)【発明者】
【氏名】当房 昌幸
(72)【発明者】
【氏名】森 高裕
(72)【発明者】
【氏名】清水 佳子
(72)【発明者】
【氏名】平加 章順
(72)【発明者】
【氏名】明比 豊博
(72)【発明者】
【氏名】梶原 美珠
(72)【発明者】
【氏名】高嶋 路晴
【テーマコード（参考）】
5H004
【Ｆターム（参考）】
5H004GA08
5H004GA37
5H004GB04
5H004GB15
5H004HA02
5H004HB02
5H004KA44
5H004KC38
5H004KC53
5H004LB05
(57)【要約】
【課題】制御量が変動する場合でも制御対象の機器を好適に制御可能なプラント制御装置を提供する。
【解決手段】一の実施形態によれば、プラント制御装置は、産業プラントから現在の第１制御量を取り込む入力部と、前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備える。前記算出部は、前記偏差がδより大きいか－δより小さければ前記現在の第２制御量を変動させて、δより小さく－δより大きければ前記現在の第２制御量を変動させないで、前記新たな第２制御量を算出する。前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である。
【選択図】図１
【解決手段】一の実施形態によれば、プラント制御装置は、産業プラントから現在の第１制御量を取り込む入力部と、前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備える。前記算出部は、前記偏差がδより大きいか－δより小さければ前記現在の第２制御量を変動させて、δより小さく－δより大きければ前記現在の第２制御量を変動させないで、前記新たな第２制御量を算出する。前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
産業プラントから現在の第１制御量を取り込む入力部と、
前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、
前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備え、
前記算出部は、
前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、
前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出し、
前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である、プラント制御装置。
前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、
前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備え、
前記算出部は、
前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、
前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出し、
前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である、プラント制御装置。
【請求項2】
前記算出部は、
前記選択第１制御量を第１値に変換する第１関数を含む第１関数発生器と、
前記選択第１制御量を第２値に変換する第２関数を含む第２関数発生器と、
前記現在の第２制御量を前記第１値および前記第２値の一方から他方に切り替えることで、前記新たな第２制御量を算出する切替器と、
を備える請求項１に記載のプラント制御装置。
前記選択第１制御量を第１値に変換する第１関数を含む第１関数発生器と、
前記選択第１制御量を第２値に変換する第２関数を含む第２関数発生器と、
前記現在の第２制御量を前記第１値および前記第２値の一方から他方に切り替えることで、前記新たな第２制御量を算出する切替器と、
を備える請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項3】
前記第１関数と前記第２関数は、Ｓ（ｘ－δ）＝Ｒ（ｘ）の関係を満たす（Ｒ（ｘ）は前記第１関数、Ｓ（ｘ）は前記第２関数、ｘは前記選択第１制御量を表す）、請求項２に記載のプラント制御装置。
【請求項4】
前記算出部は、前記偏差がδよりも大きいことを検知した場合に、前記選択第１制御量を前記現在の第１制御量に更新し、前記第１値を新たな値に更新し、前記現在の第２制御量を前記第２値から前記第１値に切り替えて前記現在の第２制御量を前記新たな第２制御量に更新する、請求項３に記載のプラント制御装置。
【請求項5】
前記算出部は、前記偏差がδよりも大きいことを検知した場合、その後に連続して前記現在の第１制御量が増加するときには、前記選択第１制御量を前記現在の第１制御量に更新し、前記現在の第１制御量の前記増加が減少に転じたときには、前記選択第１制御量の更新を停止する、請求項４に記載のプラント制御装置。
【請求項6】
前記算出部は、切断差を有し、前記偏差と第１設定値とを比較する第１比較器を含み、前記第１比較器のオン側の前記第１設定値をδとし、前記第１比較器のオフ側の前記第１設定値をゼロとすることで、前記現在の第１制御量の前記増加が前記減少に転じたことを検知する、請求項５に記載のプラント制御装置。
【請求項7】
前記算出部は、前記偏差が－δよりも小さいことを検知した場合に、前記選択第１制御量を前記現在の第１制御量に更新し、前記第２値を新たな値に更新し、前記現在の第２制御量を前記第１値から前記第２値に切り替えて前記現在の第２制御量を前記新たな第２制御量に更新する、請求項３に記載のプラント制御装置。
【請求項8】
前記算出部は、前記偏差が－δよりも小さいことを検知した場合、その後に連続して前記現在の第１制御量が減少するときには、前記選択第１制御量を前記現在の第１制御量に更新し、前記現在の第１制御量の前記減少が増加に転じたときには、前記選択第１制御量の更新を停止する、請求項７に記載のプラント制御装置。
【請求項9】
前記算出部は、切断差を有し、前記偏差と第２設定値とを比較する第２比較器を含み、前記第２比較器のオン側の前記第２設定値を－δとし、前記第２比較器のオフ側の前記第２設定値をゼロとすることで、前記現在の第１制御量の前記減少が前記増加に転じたことを検知する、請求項８に記載のプラント制御装置。
【請求項10】
前記算出部は、前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きいことを検知した場合に、前記選択第１制御量を保持し、前記第１値を保持し、前記第２値を保持し、前記現在の第２制御量を前記第１値から前記第２値に切り替えないことで前記新たな第２制御量を前記現在の第２制御量のまま保持する、請求項３に記載のプラント制御装置。
【請求項11】
前記第１制御量は、前記産業プラントから取り込まれたプロセス値であり、
前記第２制御量は、前記産業プラント内の機器の操作量である、
請求項１に記載のプラント制御装置。
前記第２制御量は、前記産業プラント内の機器の操作量である、
請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項12】
前記第１制御量は、前記産業プラントから取り込まれたプロセス値であり、
前記第２制御量は、前記プロセス値を修正した値である、
請求項１に記載のプラント制御装置。
前記第２制御量は、前記プロセス値を修正した値である、
請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項13】
産業プラントから入力部に現在の第１制御量を取り込み、
前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出部により算出し、
前記新たな第２制御量を出力部から前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記出力部から前記現在の第１制御量の修正量として出力する、
ことを含み、
前記算出部は、
前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、
前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出し、
前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である、プラント制御方法。
前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出部により算出し、
前記新たな第２制御量を出力部から前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記出力部から前記現在の第１制御量の修正量として出力する、
ことを含み、
前記算出部は、
前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、
前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出し、
前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である、プラント制御方法。
【請求項14】
現在の第１制御量を計測する計測器と、
前記現在の第１制御量を取り込む入力部と、
前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、
前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備え、
前記算出部は、
前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、
前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出し、
前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である、産業プラント。
前記現在の第１制御量を取り込む入力部と、
前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、
前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備え、
前記算出部は、
前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、
前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出し、
前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である、産業プラント。
【請求項15】
前記算出部は、前記現在の第２制御量が前記第２値であり、かつ、過去の所定の時点から現在までに所定の時間が経過した場合に、前記現在の第２制御量を前記第２値から前記第１値に切り替えることで、前記新たな第２制御量を算出する、請求項２に記載のプラント制御装置。
【請求項16】
前記算出部は、パルス信号を発生するパルス発生器を備え、前記パルス信号に基づいて前記所定の時間を設定する、請求項１５に記載のプラント制御装置。
【請求項17】
前記算出部は、前記現在の第２制御量が前記第２値であり、かつ、前記現在の第２制御量が過去の１つ以上の所定の時点の第２制御量と一致した場合に、前記現在の第２制御量を前記第２値から前記第１値に切り替えることで、前記新たな第２制御量を算出する、請求項２に記載のプラント制御装置。
【請求項18】
前記第１値と前記第２値は、パーセンテージ（％）で表される場合に小数点以下第Ｎ位まで含む実数である（Ｎは１以上の整数）、請求項１７に記載のプラント制御装置。
【請求項19】
前記算出部は、前記現在の第２制御量が前記第２値であり、かつ、前記産業プラントの運転に関する現在の指標量が過去の１つ以上の所定の時点の指標量と一致した場合に、前記現在の第２制御量を前記第２値から前記第１値に切り替えることで、前記新たな第２制御量を算出する、請求項２に記載のプラント制御装置。
【請求項20】
前記指標量は、前記第２制御量である、請求項１９に記載のプラント制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、プラント制御装置、プラント制御方法、および産業プラントに関する。
【背景技術】
【0002】
発電プラントや製造プラント等の産業プラント内では、調節弁等の機器が多彩な方法で制御されている。例えば、産業プラント内の圧力、流量、温度等のプロセス値（ＰＶ値）を計測し、計測されたプロセス値に基づいて上記機器の操作量（ＭＶ値）を算出する方式が一般的である。具体的には、上記機器の操作量を、計測されたプロセス値を用いたＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御により調整する方式や、計測されたプロセス値に比例するように変化させる方式等が知られている。操作量の例は、調節弁の弁開度等である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】宮崎技術研究所 自動制御講座 5.5.(4) 不感帯とヒステリシス
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、計測されたプロセス値には、いわゆる観測ノイズが含まれている。そのため、調節弁の弁開度を、計測されたプロセス値に比例するように変化させる場合、この弁開度にも、観測ノイズに起因する変動が現れる。その結果、調節弁は頻繁に増減を繰り返す。これは、調節弁の制御を不安定にするだけでなく、調節弁の寿命劣化を招く。
【0005】
このような外乱的な変動を除去することは、従来から制御上の課題とされている。例えば、プロセス値をローパスフィルタによりフィルタリングし、プロセス値から高周波成分を除去すること等が行われている。このようなフィルタリングは、プロセス値や操作量等の制御量の応答波形を、平滑化された波形にすることができるが、制御量の応答波形自体の変動は、フィルタリング後も残存してしまう。このような外乱的な変動は、従来から使用されてきたアナログ回路で除去するよりも、昨今のディジタル回路で除去すると効果的である。
【0006】
そこで、本発明の実施形態は、制御量が変動する場合でも制御対象の機器を好適に制御可能なプラント制御装置、プラント制御方法、および産業プラントを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一の実施形態によれば、プラント制御装置は、産業プラントから現在の第１制御量を取り込む入力部と、前記現在の第１制御量から基準値を差し引いた偏差に基づいて、現在の第２制御量を変動させてまたは変動させないで、新たな第２制御量を算出する算出部と、前記新たな第２制御量を前記産業プラントに出力する、または前記新たな第２制御量を前記現在の第１制御量の修正量として出力する出力部とを備える。前記算出部は、前記偏差がδよりも大きいまたは－δよりも小さい場合に（δは正の定数）、前記現在の第２制御量を変動させて前記新たな第２制御量を算出し、前記偏差がδよりも小さくかつ－δよりも大きい場合に、前記現在の第２制御量を変動させないで前記新たな第２制御量を算出する。前記基準値は、過去に計測された複数の第１制御量の中から選択され、前記現在の第２制御量を決定するのに用いられた選択第１制御量である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態の産業プラントの構成を示す模式図である。
【図2】第１実施形態の調節弁の動作を説明するためのグラフである。
【図3】第１実施形態のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
【図4】第１実施形態の比較器の動作を説明するためのグラフである。
【図5】第１実施形態のプラント制御装置の動作を説明するための表である。
【図6】第１実施形態のプラント制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【図7】第１実施形態のプラント制御装置の動作を説明するための別のグラフである。
【図8】第２実施形態の調節弁の動作を説明するためのグラフである。
【図9】第３実施形態の調節弁の動作を説明するためのグラフである。
【図10】第１比較例の産業プラントの構成を示す模式図である。
【図11】第１比較例の電磁弁の動作を説明するためのグラフである。
【図12】第２比較例の産業プラントの構成を示す模式図である。
【図13】第２比較例の調節弁の動作を説明するためのグラフである。
【図14】第１実施形態の第１変形例のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
【図15】第５実施形態の調節弁の動作を説明するためのグラフである。
【図16】第５実施形態の調節弁の動作を説明するための別のグラフである。
【図17】第５実施形態のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
【図18】第６実施形態のプラント制御装置の構成を示す回路図である。
【図19】第６実施形態のプラント制御装置の動作を説明するための表である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【0010】
図１～図１９では、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の説明中で用いられる種々の物理量や設定値に関し、これらの物理量や設定値の値を示す具体的な数値は、説明を理解しやすくするための一例であり、これらの物理量や設定値の値は、これらの数値のみに限定されるものではない。
【0011】
【0012】
図１０は、第１比較例の産業プラント１００ｘの構成を示す模式図である。
【0013】
産業プラント１００ｘは、産業プラント１００ｘを制御するプラント制御装置１０１ｘを備え、さらには、ボイラ１０２と、減温器１０３と、容器１０４と、電磁弁１０５とを備えている。産業プラント１００ｘはさらに、これらの要素を互いに接続する配管および配線や、流量計ＦＳ－１を備えている。産業プラント１００ｘは、例えば発電プラントや製造プラント等である（後述する別の比較例や各実施形態でも同様）。
【0014】
図１０は、ボイラ１０２、減温器１０３、容器１０４、および電磁弁１０５という要素を組み合わせた系統構成を示している。ボイラ１０２が発生させた高温の蒸気Ａ１は、容器１０４に向けて送気されるが、容器１０４は、高温の蒸気Ａ１を大量に受け入れることを許容しない。そこで、蒸気Ａ１は、電磁弁１０５を通じて供給される冷却水Ａ３と減温器１０３内で混合され、その温度が低減される。減温器１０３は、蒸気Ａ１の温度を低減させて得られた低温の蒸気Ａ２を排出する。蒸気Ａ２は、容器１０４に送気される。容器１０４は、例えば圧力容器、タンク、蒸気タービン等である（後述する別の比較例や各実施形態でも同様）。
【0015】
流量計ＦＳ－１は、ボイラ１０２と減温器１０３との間の配管に設けられており、蒸気Ａ１の流量である蒸気流量Ｗを計測する。プラント制御装置１０１ｘは、流量計ＦＳ－１により計測された蒸気流量Ｗを取り込み、蒸気流量Ｗに基づいて電磁弁１０５への制御信号ＣＳを生成し、制御信号ＣＳを電磁弁１０５に出力する。その結果、蒸気流量Ｗが多量のときには、電磁弁１０５は、制御信号ＣＳにより開弁されて、減温器１０３に冷却水Ａ３を注入する。一方、蒸気流量Ｗが少量のときには、電磁弁１０５は、制御信号ＣＳにより閉弁されて、減温器１０３への冷却水Ａ３の注入を遮断する。
【0016】
図１１は、第１比較例の電磁弁１０５の動作を説明するためのグラフである。
【0017】
図１１は、蒸気流量Ｗ（ｘ軸）と電磁弁１０５の開閉操作（ｙ軸）との関係を示している。蒸気流量Ｗは、０％～１００％のレンジで正規化されている。電磁弁１０５は、蒸気流量Ｗがα％以上のときに開弁し、α－８％以下のときに閉弁する（αは正の定数）。このように、閉側のしきい値にマージン（ここでは８％）を付すことを、デッドバンド（dead band、不感帯）を設けると称する。図１１のようなタイプのデッドバンドは、ディファレンシャル（differential、切断差）とも呼ばれる。
【0018】
デッドバンドを設ける理由は、流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗに含まれる観測ノイズのためである。もしデッドバンドを設けることなく、電磁弁１０５をα％以下で閉弁させた場合、いわゆるチャタリングの問題が生じる可能性がある。具体的には、ノイズの影響で蒸気流量Ｗがα％を挟んだ値で増減を繰り返したとき、電磁弁１０５は開閉を繰返すチャタリングの挙動を呈し、制御は不安定になる。デッドバンドがあれば、一旦開弁した後に蒸気流量Ｗがα％未満になっても開弁は維持される。このようなしきい値に応じてＯＮ／ＯＦＦするタイプの制御方式においては、チャタリング対策としてデッドバンドを付与することは一般的な手段であり、デッドバンドを設けない方が稀である。
【0019】
この場合、デッドバンドの大きさをどの程度にするかは、制御設計上の重大な関心事である。図１１は、デッドバンドとして８％を選定する事例を示している。デッドバンドが小さすぎると、ノイズの影響を受けやすくなる。逆にデッドバンドが大きすぎると、本当に蒸気流量Ｗが低下したときにも、冷却水Ａ３の注入が継続されて、冷却水Ａ３の過注入の弊害が生じる。過注入になると、減温器１０３内で冷却水Ａ３の一部が蒸発せずに、液滴として容器１０４に流入し、容器１０４にダメージを与える可能性がある。
【0020】
デッドバンドの値は、産業プラント１００ｘごとに慎重に考慮して選定され決定されるべきものである。しかし、デッドバンド値の選定やその根拠・妥当性の評価は大きな技術テーマであるものの、後述する各実施形態との直接的な関わりは希薄である。そのため、説明の便宜上、以下の説明中で取扱うデッドバンドの大きさは全て８％とする。よって、デッドバンドの値は、８％に限られるものではない。
【0021】
【0022】
図１２は、第２比較例の産業プラント１００ｙの構成を示す模式図である。
【0023】
産業プラント１００ｙは、産業プラント１００ｙを制御するプラント制御装置１０１ｙを備え、さらには、ボイラ１０２と、減温器１０３と、容器１０４と、調節弁１０６とを備えている。産業プラント１００ｙはさらに、これらの要素を互いに接続する配管および配線や、流量計ＦＳ－１を備えている。
【0024】
図１２は、ボイラ１０２、減温器１０３、容器１０４、および調節弁１０６という要素を組み合わせた系統構成を示している。ボイラ１０２が発生させた高温の蒸気Ａ１は、容器１０４に向けて送気されるが、容器１０４は、高温の蒸気Ａ１を大量に受け入れることを許容しない。そこで、蒸気Ａ１は、調節弁１０６を通じて供給される冷却水Ａ３と減温器１０３内で混合され、その温度が低減される。減温器１０３は、蒸気Ａ１の温度を低減させて得られた低温の蒸気Ａ２を排出する。蒸気Ａ２は、容器１０４に送気される。
【0025】
流量計ＦＳ－１は、ボイラ１０２と減温器１０３との間の配管に設けられており、蒸気Ａ１の流量である蒸気流量Ｗを計測する。プラント制御装置１０１ｙは、流量計ＦＳ－１により計測された蒸気流量Ｗを取り込み、蒸気流量Ｗに基づいて調節弁１０６の開度指令値ＭＶ（Manipulate Value）を算出し、開度指令値ＭＶを調節弁１０６に出力する。その結果、調節弁１０６の開度が、開度指令値ＭＶにより制御される。
【0026】
図１３は、第２比較例の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。
【0027】
図１３は、蒸気流量Ｗ（ｘ軸）と調節弁１０６の開度（ｙ軸）との関係を示している。蒸気流量Ｗは、０％～１００％のレンジで正規化されている。図１３の関数Ｒ（ｘ）は、一次関数の直線であり、流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗを入力ｘとし、調節弁１０６の開度指令値ＭＶを出力ｙとしている。そして調節弁１０６は、蒸気流量Ｗがα％以上のときに開弁され、蒸気流量Ｗが増加するにつれてＲ（ｘ）に従って開度指令値ＭＶを増加させる。逆に調節弁１０６は蒸気流量Ｗが減少するにつれてＲ（ｘ）に従って開度指令値ＭＶを減少させ、蒸気流量Ｗがα％以下のときに全閉となる。
【0028】
第１比較例の電磁弁１０５は全開／全閉の２態（ＯＮ／ＯＦＦ）をとるが、本比較例の調節弁１０６は０％～１００％の開度をとる。よって、本比較例によれば、蒸気流量Ｗの多寡に応じて、冷却水Ａ３の流量を調節することができる。しかし、蒸気流量Ｗは観測ノイズを含むため、調節弁１０６は頻繁な増減を繰り返し、制御が不安定になる。調節弁１０６の開度が頻繁に変動すると、調節弁１０６の弁摺動部やパッキン部等の摩耗が進み、調節弁１０６の寿命劣化を促進させる。さらには、冷却水Ａ３の流量が常時変動することで、産業プラント運転の安定性を損なわれる。
【0029】
そこで、後述する第１実施形態では、調節弁１０６の制御にデッドバンドを導入する。これは、第１比較例の電磁弁１０５の制御安定化の考え方を、調節弁１０６の制御にも応用・導入することを意味する。このことは図柄上の様態にも象徴的に現れており、第１実施形態の図２のグラフ形状は、図１１のグラフを斜めに傾けた様相を呈している。
【0030】
【0031】
産業プラント１００ａは、産業プラント１００ａを制御するプラント制御装置１０１ａを備え、さらには、ボイラ１０２と、減温器１０３と、容器１０４と、調節弁１０６とを備えている。産業プラント１００ａはさらに、これらの要素を互いに接続する配管および配線や、流量計ＦＳ－１を備えている。流量計ＦＳ－１は、計測器の例である。調節弁１０６は、制御対象の機器の例である。
【0032】
図１は、ボイラ１０２、減温器１０３、容器１０４、および調節弁１０６という要素を組み合わせた系統構成を示している。ボイラ１０２が発生させた高温の蒸気Ａ１は、容器１０４に向けて送気されるが、容器１０４は、高温の蒸気Ａ１を大量に受け入れることを許容しない。そこで、蒸気Ａ１は、調節弁１０６を通じて供給される冷却水Ａ３と減温器１０３内で混合され、その温度が低減される。減温器１０３は、蒸気Ａ１の温度を低減させて得られた低温の蒸気Ａ２を排出する。蒸気Ａ２は、容器１０４に送気される。
【0033】
流量計ＦＳ－１は、ボイラ１０２と減温器１０３との間の配管に設けられており、蒸気Ａ１の流量である蒸気流量Ｗを計測する。プラント制御装置１０１ａは、流量計ＦＳ－１により計測された蒸気流量Ｗを取り込み、蒸気流量Ｗに基づいて調節弁１０６の開度指令値ＭＶを算出し、開度指令値ＭＶを調節弁１０６に出力する。その結果、調節弁１０６の開度が、開度指令値ＭＶによって制御される。プラント制御装置１０１ａのこれらの機能は、入力部、算出部、および出力部の例である。蒸気流量Ｗは、第１制御量の例である。開度指令値ＭＶは、第２制御量の例である。本実施形態のプラント制御装置１０１ａは、第１制御量としてプロセス値（蒸気流量Ｗ）を取り込み、第２制御量として操作量（開度指令値ＭＶ）を出力する。
【0034】
なお、本実施形態の調節弁１０６の実際の開度〔％〕は、速やかに開度指令値ＭＶ〔％〕に追従してＭＶと同じ値になる。そのため、本実施形態の開度指令値ＭＶは、調節弁１０６の開度と読み替えることが可能である。よって、以下の説明においては、前後の文脈に応じて、「開度指令値ＭＶ」という表記と、「開度ＭＶ」という表記とを併用する。
【0035】
本実施形態において、流量計ＦＳ－１は、ボイラ１０２と減温器１０３との間の配管を流れる蒸気Ａ１の現在の蒸気流量Ｗを計測し、プラント制御装置１０１ａは、現在の蒸気流量Ｗを流量計ＦＳ－１から取り込む。プラント制御装置１０１ａはさらに、現在の蒸気流量Ｗと過去の蒸気流量Ｗ（基準値）との間の偏差に基づいて、現在の開度指令値ＭＶを変動させてまたは変動させないで、新たな開度指令値ＭＶを算出する。よって、プラント制御装置１０１ａにより算出される新たな開度指令値ＭＶは、現在の開度指令値ＭＶと同じ値になる場合もあれば、現在の開度指令値ＭＶと異なる値になる場合もある。プラント制御装置１０１ａはさらに、新たな開度指令値ＭＶを調節弁１０６に出力し、新たな開度指令値ＭＶによって調節弁１０６の開度を制御する。このようにして、開度指令値ＭＶが時間変化してゆき、調節弁１０６の開度も時間変化してゆく。
【0036】
上記の偏差に用いられる過去の蒸気流量Ｗは、流量計ＦＳ－１により過去に測定された複数の蒸気流量Ｗのうち、現在の開度指令値ＭＶを決定するのに用いられた蒸気流量Ｗである。この蒸気流量Ｗは、過去に測定された複数の蒸気流量Ｗの中から選択された蒸気流量Ｗであり、以下の説明では「選択蒸気流量」と呼ばれる。選択蒸気流量のさらなる詳細については、後述する。
【0037】
図２は、第１実施形態の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。
【0038】
図２は、蒸気流量Ｗ（ｘ軸）と調節弁１０６の開度ＭＶ（ｙ軸）との関係を示している。蒸気流量Ｗは、０％～１００％のレンジで正規化されている。
【0039】
図２は、上述の一次関数Ｒ（ｘ）と、もう１つの一次関数Ｓ（ｘ）とを示している。図２に示すように、Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）は、互いに平行な直線を表している。Ｓ（ｘ）は、Ｒ（ｘ）を左に８％（デッドバンド）だけ平行移動した直線である。よって、Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）は、Ｓ（ｘ－８）＝Ｒ（ｘ）の関係を満たしている。Ｒ（ｘ）は第１関数の例であり、Ｓ（ｘ）は第２関数の例である。また、８％というデッドバンドの値は、正の定数δの例である。
【0040】
Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）は、流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗを入力ｘとし、調節弁１０６の開度ＭＶを出力ｙとしている。開度ＭＶは、蒸気流量Ｗが増加する過程ではＲ（ｘ）に従って決定され、蒸気流量Ｗが減少する過程ではＳ（ｘ）に従って決定される。
【0041】
本実施形態の調節弁１０６の動作は、Ｒ（ｘ）およびＳ（ｘ）に従った基本動作と、デッドバンドに起因する変則動作とを含んだものとなる。例えば、蒸気流量ｘが増加から減少へと転じた直後は、開度ＭＶはデッドバンドにより一定に保持される（変則動作）。この場合、蒸気流量Ｗと開度ＭＶとを表す図２のグラフ上の点（ｘ，ｙ）は、右から左へと水平に移動する。一方、蒸気流量Ｗが８％よりも大きく減少するときは、開度ＭＶは、Ｓ（ｘ）に従って減少する（基本動作）。なお順次説明していくが、このようにＲ（ｘ）からＳ（ｘ）に移行することで、蒸気流量Ｗが８％を超えて大きく減少したとき、開度ＭＶの減少（幅）は少なくて済み、調節弁１０６の閉動作も比較的穏やかになり、産業プラント１００ａの運転が安定化される。
【0042】
これは、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの変動は、観測ノイズとして取り扱われることを意味する。本実施形態では、ノイズにはデッドバンド（不感帯）を形成して、開度ＭＶを一定に保持する。一方、８％を超える大きな蒸気流量ｘの変動は、本当の蒸気流量Ｗの変化として取り扱われる。この場合、適切な水量の冷却水Ａ３を確保するため、開度ＭＶを増減させる。
【0043】
なお、図２のグラフは、説明を分かりやすくするために単純化されている。例えば、図２のグラフは、蒸気流量Ｗ（入力ｘ）が、連続的に増加して、連続的に減少する想定で示されている。しかし、実際の蒸気流量Ｗは、もっとランダムな増減を伴って変動する。後述する図７のグラフは、プロトタイプである図２から派生したより現実的なグラフである。図７のグラフでは、より複雑でリアルな蒸気流量Ｗの変動が描写されており、このような蒸気流量Ｗに対する開度指令値ＭＶの応答が示されている。
【0044】
（２）第１実施形態のプラント制御装置１０１ａの構成
図３は、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａの構成を示す回路図であり、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａに内蔵されている制御回路の構成を示している。流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗは、プラント制御装置１０１ａに入力され、異なる３つの使用先に向けて分岐されている。
図３は、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａの構成を示す回路図であり、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａに内蔵されている制御回路の構成を示している。流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗは、プラント制御装置１０１ａに入力され、異なる３つの使用先に向けて分岐されている。
【0045】
プラント制御装置１０１ａは、図３に示すように、減算器２００と、比較器２０１、２１１と、切替器２０２、２１２、２２２、２２４と、ＯＲ回路２２０と、フリップフロップ２２１と、サンプリング遅延器２２３と、関数発生器２２５、２２６とを備えている。
【0046】
（２ａ）関数Ｒ（ｘ）
図３のＲ（ｘ）は、プロトタイプである図２に示したＲ（ｘ）と基本的には同じ性質のものであり、プロセス入力である蒸気流量Ｗが増加・上昇する局面で調節弁１０６の開度を増加するときに使用される。以下、これに係る制御回路を説明する。
図３のＲ（ｘ）は、プロトタイプである図２に示したＲ（ｘ）と基本的には同じ性質のものであり、プロセス入力である蒸気流量Ｗが増加・上昇する局面で調節弁１０６の開度を増加するときに使用される。以下、これに係る制御回路を説明する。
【0047】
減算器２００は、流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗと、後述するサンプリング遅延器２２３から生成されるラグ選択流量Ｑを取り込み、蒸気流量Ｗからラグ選択流量Ｑを減算して偏差Ｕを出力する（Ｕ＝Ｗ－Ｑ）。偏差Ｕは、蒸気流量Ｗからラグ選択流量Ｑを差し引いた値である。偏差Ｕは分岐されて、後述する比較器２０１と比較器２１１とに取り込まれる。
【0048】
ここで、サンプリング遅延器２２３の機能と作用を説明する。本実施形態のプラント制御装置１０１ａは、ＤＣＳ（Distributed Control System）を採用している。よって、本実施形態のプラント制御装置１０１ａでは、所定の演算周期（例えば２５０ミリ秒ごと）にソフトウェアのプログラム演算が実行される。サンプリング遅延器２２３は、Ｚ－１の記号で表されており、ある周期における入力を記憶（保存）し、記憶した値を１周期後に出力するように機能する（Lagとして作用する）。したがって、ラグ選択流量Ｑは、記憶された１周期前の選択蒸気流量Ｐが、現在の周期で出力されたものである。
【0049】
比較器２０１は、いわゆるディファレンシャル（differential：切断差）を有する比較器であり、ＯＮ側の設定値として８％が、ＯＦＦ側の設定値として０％が内部に設定されている。比較器２０１は、第１比較器の例である。比較器２０１の設定値は、第１設定値の例である。
【0050】
図４は、第１実施形態の比較器２０１の動作を説明するためのグラフである。
【0051】
図４の横軸は、比較器２０１の入力端子に入力される偏差Ｕを表す。図４の縦軸は、比較器２０１の出力端子から出力される比較結果を表す。比較器２０１は、偏差Ｕと設定値とを比較して、偏差Ｕと設定値との比較結果を出力する。図４は、比較器２０１の作動を図示している。因みに図３上の比較器２０１を表す記号は、図４の作動をシンボル化したものである。
【0052】
以下、図３に戻り、本実施形態のプラント制御装置１０１ａの説明を続ける。
【0053】
比較器２０１は、減算器２００より偏差Ｕを取得して８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」が成立するときは無条件で、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＮにする。この８％がデッドバンドの大きさ８％に対応する。また、比較器２０１は、偏差Ｕを０％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≦０％」が成立するときは無条件で、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＦＦにする。但し、比較器２０１は、Ｒ上昇Ｃ１が一旦ＯＮになった後、偏差Ｕが８％より小さくなっても「８％＞偏差Ｕ＞０％」の範囲にあることを判断した場合は、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＮの状態のまま保持する。これがディファレンシャルを有するタイプの比較器の特徴であり、本実施形態の回路構成を、後述する第１変形例の回路構成に比べ簡素化できる理由である。順次説明していくが、Ｒ上昇Ｃ１がＯＮすると、関数Ｒ（ｘ）に従って開度指令値ＭＶは上昇し、調節弁１０６は開弁操作されるように作用する。なお、Ｒ上昇Ｃ１の信号名称は「関数Ｒ（ｘ）による開度指令値ＭＶの上昇」を略したものである。順次説明していくが、Ｒ上昇Ｃ１がＯＦＦすると、開度指令値ＭＶは一定の値となり、調節弁１０６の開度は一定開弁に保持されるように作用する。
【0054】
以下、回路の作用を整理する。本実施形態では、８％を超える大きな蒸気流量Ｗの上昇は、本当の蒸気流量Ｗの変化として取り扱い（すなわちＲ上昇Ｃ１をＯＮにして関数Ｒ（ｘ）に従って、調節弁１０６は開弁する）、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの上昇は、観測ノイズとして取り扱う（すなわちＲ上昇Ｃ１をＯＦＦにして、調節弁１０６の開度は一定開弁に保持し、ノイズの影響を排除する）ことが原則である。しかし、８％を超える大きな上昇にひき続き‘連続’して現われる‘小さな’上昇は、観測ノイズではなく本当の蒸気流量Ｗの変化に含めるという特則を設ける。この特則は“Ｒ上昇Ｃ１が一旦ＯＮになった後、偏差Ｕが「８％＞偏差Ｕ＞０％」の範囲にあることを判断し、Ｒ上昇Ｃ１をＯＮの状態に保持する”ことで実現される。しかし上昇が途切れる、すなわち「偏差Ｕ≦０％」が成立すると、この特則は解除され、Ｒ上昇Ｃ１はＯＦＦになる。
【0055】
この特則のねらいと背景としては、産業プラント１００ａにおける実際のプロセス入力の応答には大きな上昇にひき続いて小さな上昇が連続するケースが多く見受けられることから、その経験則を取り込むものである。
【0056】
Ｒ上昇Ｃ１は、次の切替器２０２に接続されるが、それ以外にも分岐されて後述するＯＲ回路２２０にも使用される。分岐されるＲ上昇Ｃ１の信号は、Ｂ１のクロスレファレンス記号を付して示される。
【0057】
なお、デッドバンドの大きさを８％に替えて５％にしたい場合は、比較器２０１は、ＯＮ側の設定値として５％、ＯＦＦ側の設定値として０％を設定すればよい。
【0058】
切替器２０２は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は蒸気流量Ｗを取り込み、ポート２はサンプリング遅延器２２３が生成するラグ選択流量Ｑを取り込む。切替器２０２はさらに、比較器２０１が出力するＲ上昇Ｃ１をＳＷ１として取り込む。
【0059】
切替器２０２は、ＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、ＳＷ１がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ１がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を２０２ＯＵＴとして出力する。ＳＷ１（Ｒ上昇Ｃ１）がＯＮしているときは、蒸気流量Ｗに８％を超える本当の上昇が起こったときなので、２０２ＯＵＴの値として蒸気流量Ｗを選択して、２０２ＯＵＴの値を大きな値に更新し、調節弁１０６を大きく開弁操作するように作用する。ＳＷ１（Ｒ上昇Ｃ１）がＯＦＦしているときは、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの変動なので、２０２ＯＵＴの値としてラグ選択流量Ｑが選択され、すなわち１周期前の選択蒸気流量Ｐが次の周期でも保持されて、その値は更新されない。ここにデッドバンド（不感帯）が形成される。
【0060】
本実施形態は８％を超える大きな蒸気流量Ｗの上昇を、本当の蒸気流量Ｗの変化として取り扱い、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの変動は、観測ノイズとして取り扱うことを特徴とするが、この基本的な判定と動作を上記の要領で比較器２０１と切替器２０２が担当している。
ＯＲ回路２２０は、Ｂ１のクロスレファレンス記号を付して示された比較器２０１からのＲ上昇Ｃ１と「蒸気流量Ｗが零」であることのいずれかが成立（ＯＮ）したときに、その出力ＫをＯＮにして出力し、Ｒ上昇Ｃ１と「蒸気流量Ｗが零」であることの両方ともに不成立（ＯＦＦ）のときに、出力ＫをＯＦＦにする。
ＯＲ回路２２０は、Ｂ１のクロスレファレンス記号を付して示された比較器２０１からのＲ上昇Ｃ１と「蒸気流量Ｗが零」であることのいずれかが成立（ＯＮ）したときに、その出力ＫをＯＮにして出力し、Ｒ上昇Ｃ１と「蒸気流量Ｗが零」であることの両方ともに不成立（ＯＦＦ）のときに、出力ＫをＯＦＦにする。
【0061】
フリップフロップ２２１は、Ｓ（セット）とＲ（リセット）の２つの入力ポートを有している。Ｓの入力ポートには、ＯＲ回路２２０からの出力Ｋが入力される。Ｒの入力ポートには、Ｂ２のクロスレファレンス記号を付したＳ降下Ｃ２が、比較器２１２（後述）から入力される。
【0062】
出力ＫがＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３としてＯＮにして出力する。ＳＷ３は、その後に出力ＫがＯＦＦになった後も、ＯＮの状態を保持する。ＳＷ３は分岐されて切替器２２２と切替器２２４に取り込まれる。因みに、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が成立（ＯＮ）の状態とは、調節弁１０６の開度指令値ＭＶが関数Ｒ（ｘ）に従って与えられる状態である。
【0063】
また、その後にＳ降下Ｃ２がＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３を不成立にしてＳＷ３をＯＦＦにして出力する。ＳＷ３は、その後にＳ降下Ｃ２がＯＦＦになった後も、ＯＦＦの状態を保持する。
【0064】
因みに、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が不成立（ＯＦＦ）の状態とは、調節弁１０６の開度指令値ＭＶが関数Ｓ（ｘ）に従って与えられる状態である。
【0065】
ここで説明をＯＲ回路２２０に少し戻す。ＯＲ回路２２０の出力Ｋは、「Ｒ上昇Ｃ１」と「蒸気流量Ｗが零」の２つのいずれかの成立でＯＮすることは既に述べたが、後者「蒸気流量Ｗが零」を出力Ｋに使用する理由をここに補足する。すなわち産業プラント１００ａの運転が開始される直前（または直後）では、未だ蒸気流量Ｗが零の状態であり、このときフリップフロップ２２１の初期状態を「Ｒ（ｘ）選択Ｃ３がＯＮ」に決定するために使用されるものである。初期状態を過ぎて産業プラント１００ａの運転が開始されると蒸気流量Ｗは零以上の値を有するので、出力ＫはＲ上昇Ｃ１のみに依存して成立する。
【0066】
簡単に言えば産業プラント１００ａの通常運転中では、フリップフロップ２２１は、Ｒ上昇Ｃ１とＳ降下Ｃ２の２つの信号に応じて、Ｒ上昇Ｃ１がＯＮするとＲ（ｘ）選択Ｃ３は成立となり、Ｓ降下Ｃ２がＯＮするとＲ（ｘ）選択Ｃ３は不成立になり、「蒸気流量Ｗが零」は無視することができる。同じことの繰返しになるがフリップフロップ２２１はＲ上昇Ｃ１が一旦ＯＮした後に、これがＯＦＦしても、次にＳ降下Ｃ２がＯＮするまではＲ（ｘ）選択Ｃ３の成立を保持する。逆にＳ降下Ｃ２が一旦ＯＮした後に、これがＯＦＦしても、次にＲ上昇Ｃ１がＯＮするまではＲ（ｘ）選択Ｃ３の不成立を保持する。これにより調節弁１０６の開度を一定にして安定させる大きな役割を果たす。
【0067】
切替器２２２は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は切替器２０２が生成する２０２ＯＵＴを取り込み、ポート２は後述する切替器２１２が生成する２１２ＯＵＴを取り込む。切替器２２２はさらに、フリップフロップ２２１が生成するＲ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３として取り込む。
【0068】
切替器２２２は、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、ＳＷ３がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ３がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を選択蒸気流量Ｐとして出力する。すなわちＳＷ３（Ｒ（ｘ）選択Ｃ３）がＯＮしているときは、選択蒸気流量Ｐとして２０２ＯＵＴの値が選択される。ＳＷ３（Ｒ（ｘ）選択Ｃ３）がＯＦＦのときは、選択蒸気流量Ｐとして後述する２１２ＯＵＴの値が選択される。
【0069】
選択蒸気流量Ｐは分岐されてサンプリング遅延器２２３と関数発生器２２５と関数発生器２２６にそれぞれ入力される。
【0070】
関数発生器２２５は、関数Ｒ（ｘ）を内蔵している。関数発生器２２５は、切替器２２２から選択蒸気流量Ｐを取得し、選択蒸気流量Ｐを入力ｘとして、関数Ｒ（ｘ）により出力ｙを算出する。本実施形態の関数Ｒ（ｘ）は、ｙ＝ｍｘ＋ｎの直線で表せる一次関数である。入力ｘは選択蒸気流量Ｐなので（ｘ＝Ｐ）、出力ｙはｍ×Ｐ＋ｎとなる（ｙ＝ｍ×Ｐ＋ｎ）。関数発生器２２５は、値「ｍ×Ｐ＋ｎ」をＲ（Ｐ）として出力する。Ｒ（Ｐ）は第１値の例である。また、関数発生器２２５は第１関数発生器の例であり、Ｒ（ｘ）は第１関数の例である。関数発生器２２５は、ＰをＲ（Ｐ）に変換する。
【0071】
切替器２２４は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は関数発生器２２５が生成するＲ（Ｐ）を取り込み、ポート２は後述する関数発生器２２６が生成するＳ（Ｐ）を取り込む。切替器２２４はさらに、フリップフロップ２２１が出力するＲ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３として取り込む。
【0072】
切替器２２４は、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、ＳＷ３がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ３がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を開度指令値ＭＶとして出力する。調節弁１０６はこの開度指令値ＭＶに従い開弁する。
【0073】
この結果、目論見どおりＲ（ｘ）選択Ｃ３（すなわちＳＷ３）が成立しているときは、調節弁１０６はＲ（Ｐ）すなわち関数Ｒ（ｘ）に従って開弁操作または開度を一定に保持する制御が実現する。その詳細は後ほど「作用と効果」で解説する。
【0074】
（２ｂ）関数Ｓ（ｘ）
図３のＳ（ｘ）は、プロトタイプである図２に示したＳ（ｘ）と基本的には同じ性質のものでであり、プロセス入力である蒸気流量Ｗが降下する局面で調節弁１０６の開度を減少するときに使用される。Ｓ（ｘ）は、Ｒ（ｘ）と平行であり、Ｒ（ｘ）を８％（デッドバンド分）だけ左方に移動した直線である。以下、これに係る制御回路を説明する。
図３のＳ（ｘ）は、プロトタイプである図２に示したＳ（ｘ）と基本的には同じ性質のものでであり、プロセス入力である蒸気流量Ｗが降下する局面で調節弁１０６の開度を減少するときに使用される。Ｓ（ｘ）は、Ｒ（ｘ）と平行であり、Ｒ（ｘ）を８％（デッドバンド分）だけ左方に移動した直線である。以下、これに係る制御回路を説明する。
【0075】
比較器２１１は、ディファレンシャルを有する比較器であり、ＯＮ側の設定値として－８％が、ＯＦＦ側の設定値として０％が内部に設定されている。比較器２１１は、第２比較器の例である。比較器２１１の設定値は、第２設定値の例である。比較器２１１は、偏差Ｕと設定値とを比較して、偏差Ｕと設定値との比較結果を出力する。
【0076】
比較器２１１は、減算器２００より偏差Ｕを取得して－８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≦－８％」が成立するときは無条件で、その出力であるＳ降下Ｃ２をＯＮにする。また、比較器２１１は、偏差Ｕを０％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧０％」が成立するときは無条件で、その出力であるＳ降下Ｃ２をＯＦＦにする。但し、比較器２１１は、Ｓ降下Ｃ２が一旦ＯＮになった後、偏差Ｕが－８％より大きくなっても「－８％＜偏差Ｕ＜０％」の範囲にあることを判断した場合は、その出力であるＳ降下Ｃ２をＯＮの状態のまま保持する。これがディファレンシャルを有するタイプの比較器の特徴であり、本実施形態の回路構成を、後述する第１変形例の回路構成に比べ簡素化できる理由である。順次説明していくが、Ｓ降下Ｃ２がＯＮすると、関数Ｓ（ｘ）に従って開度指令値ＭＶは降下し、調節弁１０６は閉弁操作されるように作用する。なお、Ｓ降下Ｃ２の信号名称は「関数Ｓ（ｘ）による開度指令値ＭＶの降下」を略したものである。順次説明していくが、Ｓ降下Ｃ２がＯＦＦすると、開度指令値ＭＶは一定の値となり、調節弁１０６の開度は一定開弁に保持されるように作用する。
【0077】
以下、回路の作用を整理する。本実施形態では、８％を超える大きな蒸気流量Ｗの降下は、本当の蒸気流量Ｗの変化として取り扱い（すなわちＳ降下Ｃ２をＯＮにして関数Ｓ（ｘ）に従って、調節弁１０６は閉弁する）、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの降下は、観測ノイズとして取り扱う（すなわちＳ降下Ｃ２をＯＦＦにして、調節弁１０６の開度は一定開弁に保持し、ノイズの影響を排除する）ことが原則である。しかし、８％を超える大きな降下にひき続き‘連続’して現われる‘小さな’ 降下は、観測ノイズではなく本当の蒸気流量Ｗの変化に含めるという特則を設ける。この特則は“Ｓ降下Ｃ２が一旦ＯＮになった後、偏差Ｕが「－８％＜偏差Ｕ＜０％」の範囲にあることを判断すると、Ｓ降下Ｃ２をＯＮの状態に保持する”ことで実現される。しかし降下が途切れる、すなわち「偏差Ｕ≧０％」が成立すると、この特則は解除され、Ｓ降下Ｃ２はＯＦＦになる。
【0078】
Ｓ降下Ｃ２は、次の切替器２１２に接続されるが、それ以外にも分岐されてフリップフロップ２２１にも使用される。分岐されるＳ降下Ｃ２の信号は、Ｂ２のクロスレファレンス記号を付して示される。
【0079】
切替器２１２は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は蒸気流量Ｗを取り込み、ポート２はサンプリング遅延器２２３が生成するラグ選択流量Ｑを取り込む。切替器２１２はさらに、比較器２１１が出力するＳ降下Ｃ２をＳＷ２として取り込む。
【0080】
切替器２１２は、ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、ＳＷ２がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ２がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を２１２ＯＵＴとして出力する。ＳＷ２（Ｓ降下Ｃ２）がＯＮしているときは、蒸気流量Ｗに８％を超える本当の減少が起こったときなので、２１２ＯＵＴの値として蒸気流量Ｗを選択して、それは２１２ＯＵＴの値を小さい値に更新することであり、調節弁１０６を閉弁操作するように作用する。ＳＷ２（Ｓ降下Ｃ２）がＯＦＦしているときは、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの減少なので、２１２ＯＵＴの値としてラグ選択流量Ｑが選択され、すなわち１周期前の選択蒸気流量Ｐが、次の周期でも保持されてここにデッドバンド（不感帯）が形成される。
【0081】
本実施形態は８％を超える大きな蒸気流量Ｗの減少を、本当の蒸気流量Ｗの変化として取り扱い、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの減少は、観測ノイズとして取り扱うことを特徴とするが、この基本的な判定と動作を上記の要領で比較器２１１と切替器２１２が担当している。
【0082】
繰返しになるが、フリップフロップ２２１は、Ｓ（セット）とＲ（リセット）の２つの入力ポートを有している。Ｓの入力ポートには、ＯＲ回路２２０からの出力Ｋが入力される。Ｒの入力ポートには、比較器２１２からＢ２のクロスレファレンス記号を付したＳ降下Ｃ２が入力される。
【0083】
出力ＫがＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３としてＯＮにして出力する。ＳＷ３は、その後に出力ＫがＯＦＦになった後も、ＯＮの状態を保持する。
【0084】
その後にＳ降下Ｃ２がＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３を不成立にしてＳＷ３をＯＦＦにして出力する。ＳＷ３は、その後にＳ降下Ｃ２がＯＦＦになった後も、ＯＦＦの状態を保持する。
【0085】
Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が不成立（ＯＦＦ）の状態とは、調節弁１０６の開度指令値ＭＶが関数Ｓ（ｘ）に従って与えられる状態である。
【0086】
繰返しになるが、切替器２２２は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は切替器２０２が生成する２０２ＯＵＴを取り込み、ポート２は切替器２１２が生成する２１２ＯＵＴを取り込む。切替器２２２はさらに、フリップフロップ２２１が生成するＲ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３として取り込む。
【0087】
切替器２２２は、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、ＳＷ３がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ３がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を選択蒸気流量Ｐとして出力する。
【0088】
関数発生器２２６は、関数Ｓ（ｘ）を内蔵している。関数発生器２２６は、切替器２２２から選択蒸気流量Ｐを取得し、選択蒸気流量Ｐを入力ｘとして、関数Ｓ（ｘ）により出力ｙを算出する。上述のように、Ｓ（ｘ）はＲ（ｘ）を８％（デッドバンド分）だけ左方に平行移動した直線であり、関数Ｓ（ｘ）はＲ（ｘ）に平行な直線である。従って、本実施形態の関数Ｓ（ｘ）は、ｙ＝ｍｘ＋ｎ＋８ｍの直線で表される一次関数となる。この式の算出方法は後述する。関数Ｓ（ｘ）の入力ｘは選択蒸気流量Ｐなので（ｘ＝Ｐ）、関数Ｓ（ｘ）の出力ｙはｍ×Ｐ＋ｎ＋８ｍとなる（ｙ＝ｍ×Ｐ＋ｎ＋８ｍ）。関数発生器２２６は、値「ｍ×Ｐ＋ｎ＋８ｍ」をＳ（Ｐ）として出力する。Ｓ（Ｐ）は第２値の例である。また、関数発生器２２６は第２関数発生器の例であり、Ｓ（ｘ）は第２関数の例である。関数発生器２２６は、ＰをＳ（Ｐ）に変換する。
【0089】
なお、Ｓ（ｘ）は、以下のように算出される。まず、関数Ｒ（ｘ）をｙ＝ｍｘ＋ｎと表し、関数Ｓ（ｘ）をｙ＝ａｘ＋ｂと表す。関数Ｓ（ｘ）は関数Ｒ（ｘ）を８％左方に平行移動した直線であるから、Ｒ（ｘ）＝Ｓ（ｘ－８）の関係が任意のｘで成立する。そのため、ｍｘ＋ｎ＝ａ（ｘ－８）＋ｂという恒等式が成立する。任意のｘにおいてこの恒等式が成立するためには、Ｓ（ｘ）の係数は「ａ＝ｍ」「ｂ＝ｎ＋８ｍ」のように与えられる。
【0090】
繰返しになるが、切替器２２４は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は関数発生器２２５が生成するＲ（Ｐ）を取り込み、ポート２は関数発生器２２６が生成するＳ（Ｐ）を取り込む。切替器２２４はさらに、フリップフロップ２２１が出力するＲ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３として取り込む。
【0091】
切替器２２４は、ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、ＳＷ３がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ３がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を開度指令値ＭＶとして出力する。調節弁１０６はこの開度指令値ＭＶに従い開弁する。
【0092】
この結果、目論見どおりＲ（ｘ）選択Ｃ３（すなわちＳＷ３）が不成立（ＯＦＦ）しているときは、調節弁１０６はＳ（Ｐ）すなわち関数Ｓ（ｘ）に従って閉弁操作または開度を一定に保持する制御が実現する。その詳細は後ほど「作用と効果」で解説する。
【0093】
（３）第１実施形態のプラント制御装置１０１ａの作用と効果
図３の制御回路の作用と効果を以下に説明する。この説明の手法・アプローチとして、同制御回路に「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」に渡り、蒸気流量Ｗを具体的な数値として与え、それに対する開度指令値ＭＶの応答を数値として確認する。なおプラント制御装置１０１ａ使用されるＤＣＳ（Distributed Control System）は、１秒の演算周期でプログラム演算が実行される事例とする。従って時刻Ａより１秒が経過した時点が時刻Ｂであり、以後の時刻Ｃ、時刻Ｄも全て前時刻より１秒が経過した時点の周期である。
図３の制御回路の作用と効果を以下に説明する。この説明の手法・アプローチとして、同制御回路に「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」に渡り、蒸気流量Ｗを具体的な数値として与え、それに対する開度指令値ＭＶの応答を数値として確認する。なおプラント制御装置１０１ａ使用されるＤＣＳ（Distributed Control System）は、１秒の演算周期でプログラム演算が実行される事例とする。従って時刻Ａより１秒が経過した時点が時刻Ｂであり、以後の時刻Ｃ、時刻Ｄも全て前時刻より１秒が経過した時点の周期である。
【0094】
また図３は、Ｒ（ｘ）はｙ＝ｍｘ＋ｎ、Ｓ（ｘ）はｙ＝ｍｘ＋ｎ＋８ｍとして一般化した関数を用いた制御回路が提示されている。しかし後述する図６のトレンドグラフは、作用と効果を可視化し、それらを平易に読み取ることを意図しており、この目的のためには、蒸気流量Ｗと開度指令値ＭＶは、同グラフのｙ軸上で同じスケールで比較できることが望ましい。そこで以下記述の作用と効果の説明に際しては、図３の関数の係数ｍ＝１、係数ｎ＝０に特定し、関数発生器２２５に内蔵するＲ（ｘ）はｙ＝ｘとし、関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８とする。これより選択蒸気流量ＰとＲ（Ｐ）の関係は、Ｒ（Ｐ）＝Ｐとなり、選択蒸気流量ＰとＳ（Ｐ）の関係はＳ（Ｐ）＝Ｐ＋８となる。
【0095】
【0096】
（３ａ）図５の表
図５の表は、「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」における蒸気流量Ｗと調節弁１０６の開度ＭＶの数値を一覧に纏めたものである。表中の項目として、蒸気流量Ｗと開度ＭＶの他に、選択蒸気流量Ｐ、Ｒ（Ｐ）、Ｓ（Ｐ）の３項目も併せて一覧にする。同表中のＷとＭＶとＰとＲ（Ｐ）とＳ（Ｐ）は、全て正規化されて０－１００％のレンジと単位を有する。表中の％の表示は省略する。
図５の表は、「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」における蒸気流量Ｗと調節弁１０６の開度ＭＶの数値を一覧に纏めたものである。表中の項目として、蒸気流量Ｗと開度ＭＶの他に、選択蒸気流量Ｐ、Ｒ（Ｐ）、Ｓ（Ｐ）の３項目も併せて一覧にする。同表中のＷとＭＶとＰとＲ（Ｐ）とＳ（Ｐ）は、全て正規化されて０－１００％のレンジと単位を有する。表中の％の表示は省略する。
【0097】
（３ｂ）図６のグラフ
図６のグラフは「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」をｘ軸に、図５の表中の蒸気流量Ｗと開度ＭＶをｙ軸にしてトレンドグラフ化したものである。なお蒸気流量Ｗは実線で、開度ＭＶは破線で表されている。なおＷとＭＶは同一のスケールで表されているのは先述のとおりである。
図６のグラフは「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」をｘ軸に、図５の表中の蒸気流量Ｗと開度ＭＶをｙ軸にしてトレンドグラフ化したものである。なお蒸気流量Ｗは実線で、開度ＭＶは破線で表されている。なおＷとＭＶは同一のスケールで表されているのは先述のとおりである。
【0098】
（３ｃ）図７のグラフ
図７は、作用と効果を表した別のグラフである。本グラフのプロトタイプ（原型）は前出の図２のグラフである。図７のグラフは ｘ軸を蒸気流量Ｗとし、ｙ軸を調節弁１０６の開度ＭＶとする。そして図７のグラフは、図５の表中に示されるＷとＭＶを座標（Ｗ、ＭＶ）としてドットで記入し、「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」に沿った推移を表すために、それら座標間を直線（ベクトル線）で接続したものである。このグラフ中には、Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）の２本の直線が示され、先に述べたとおり関数Ｒ（ｘ）はｙ＝ｘの直線であり、関数Ｓ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８の直線である。
図７は、作用と効果を表した別のグラフである。本グラフのプロトタイプ（原型）は前出の図２のグラフである。図７のグラフは ｘ軸を蒸気流量Ｗとし、ｙ軸を調節弁１０６の開度ＭＶとする。そして図７のグラフは、図５の表中に示されるＷとＭＶを座標（Ｗ、ＭＶ）としてドットで記入し、「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」に沿った推移を表すために、それら座標間を直線（ベクトル線）で接続したものである。このグラフ中には、Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）の２本の直線が示され、先に述べたとおり関数Ｒ（ｘ）はｙ＝ｘの直線であり、関数Ｓ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８の直線である。
【0099】
【0100】
時刻Ａは産業プラント１００ａの運転が開始される直前であり、蒸気流量Ｗは零（０）の状態にあり、ＰとＲ（Ｐ）とＭＶも全て零（０）である。従って調節弁１０６も全閉している。蒸気流量Ｗは零なので、出力Ｋは成立しており、フリップフロップ２２１はＲ（ｘ）選択Ｃ３をＯＮにしている。Ｒ（ｘ）選択Ｃ３はＯＮなのでＳ（Ｐ）側は選択されない。図５の表中ではこのように選択されないＳ（Ｐ）は表中に「＊」を打ち込み、数値記入は省略する。
【0101】
時刻Ｂで蒸気流量Ｗは５％となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（５％）からラグ選択流量Ｑ（時刻Ａでの選択蒸気流量Ｐ、つまり零）を減算して偏差Ｕを５％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係を満たしていないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１はＯＦＦの状態に保持される。その結果、切替器２０２のＳＷ１はＯＦＦであり、切替器２０２はポート２のラグ選択流量Ｑを選択し、２０２ＯＵＴとして零を出力する。時刻Ａにおいて成立したＲ（ｘ）選択Ｃ３のＯＮは時刻Ｂでも維持されている。その結果、切替器２２２のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２２はポート１の２０２ＯＵＴを選択し、選択蒸気流量Ｐとして零を（０）出力する。関数発生器２２５の入力であるＰと出力であるＲ（Ｐ）の関係は、Ｒ（Ｐ）＝ＰであるからＲ（Ｐ）＝０となる。切替器２２４のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２４はポート１のＲ（Ｐ）を選択し、開度ＭＶとして零を（０）出力する。
【0102】
すなわち蒸気流量Ｗは５％に上昇するが、この上昇は観測ノイズと看做されてＭＶは零のままであり（すなわちデッドバンドが形成され）調節弁１０６も全閉している。
【0103】
時刻Ｃで蒸気流量Ｗは９％となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（９％）からラグ選択流量Ｑ（時刻Ｂでの選択蒸気流量Ｐ、つまり零）を減算して偏差Ｕを９％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係が成立するので、Ｒ上昇Ｃ１をＯＮにして出力する。その結果、切替器２０２のＳＷ１はＯＮとなり、切替器２０２はポート１の蒸気流量Ｗを選択し、２０２ＯＵＴとして９％を出力する。切替器２２２のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２２はポート１の２０２ＯＵＴを選択し、選択蒸気流量Ｐとして９％を出力する。すなわち選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（９％）により更新される。関数発生器２２５はＲ（Ｐ）として９％を出力する。切替器２２４のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２４はポート１のＲ（Ｐ）を選択し、図６で見るように開度ＭＶは９％に上昇する。
【0104】
ここで指摘されるのは、時刻Ａから時刻Ｂの１秒間（１周期）で蒸気流量Ｗは５％上昇し、時刻Ｂから時刻Ｃの１秒間で４％上昇し、合計２秒間で９％の上昇が実現されていることである。つまり「８％を超える大きな蒸気流量Ｗの変動」とは必ずしも１秒間（１周期）で発生することが要件ではなく、基準のラグ選択流量Ｑから８％以上の変動となったとき、本当の蒸気流量Ｗの変化と判定される。この場合のラグ選択流量Ｑを基準とする考え方は、後ほど時刻Ｈの説明で解説する。
【0105】
時刻Ｄで蒸気流量Ｗは１１％となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（１１％）からラグ選択流量Ｑ（時刻Ｂでの選択蒸気流量Ｐ、つまり９％）を減算して偏差Ｕを２％と算出する。時刻ＣでＲ上昇Ｃ１がＯＮにしたので、比較例２０１は、偏差Ｕが「８％＞偏差Ｕ＞０％」の範囲にあることを判断して、その出力であるＲ上昇Ｃ１を引き続きＯＮにして出力する。これがディファレンシャルを有する比較例２０１の特徴である。切替器２０２のＳＷ１はＯＮとなり、切替器２０２はポート１の蒸気流量Ｗを選択し、２０２ＯＵＴとして１１％を出力する。選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（１１％）により更新され、その結果、Ｒ（Ｐ）と開度 ＭＶは１１％になる。
【0106】
すなわち蒸気流量Ｗは時刻Ｃから時刻Ｄの間に２％の上昇分しかないので、８％未満の上昇であり原則的には観測ノイズの範疇にある。しかしこれは前周期Ｃでの８％を超える大きな上昇にひき続き‘連続’して現われた上昇なので、先述した特則により本当の蒸気流量Ｗの変化に含めて、開度ＭＶは１１％に上昇する。すなわちデッドバンドは時刻Ｄでは形成されない。
【0107】
時刻Ｅで蒸気流量Ｗは３９％となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３９％）からラグ選択流量Ｑ（１１％）を減算して偏差Ｕを２８％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係が成立するので、Ｒ上昇Ｃ１をＯＮにして出力する。選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（３９％）により更新され、その結果、開度ＭＶは３９％に上昇する。
【0108】
時刻Ｆで蒸気流量Ｗは３５％となる。ここで蒸気流量Ｗは降下に転じるが、降下幅は８％未満であり、Ｓ（ｘ）側に移行するまでには至らない。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３５％）からラグ選択流量Ｑ（３９％）を減算して偏差Ｕを－４％と算出する。Ｒ上昇Ｃ１がＯＮ状態ではあるが、比較例２０１は、偏差Ｕは「８％＞偏差Ｕ＞０％」の範囲を満たさないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＦＦにして出力する。ここで前記の特則は解消されている。その結果、切替器２０２のＳＷ１はＯＦＦとなり、切替器２０２はポート２のラグ選択流量Ｑを選択し、２０２ＯＵＴとして３９％を出力する。
【0109】
Ｒ上昇Ｃ１はＯＦＦになっても、フリップフロップ２２１はＲ（ｘ）選択Ｃ３を維持しており、切替器２２２のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２２はポート１の２０２ＯＵＴを選択し、選択蒸気流量Ｐとして３９％を出力する。つまり選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（３５％）で更新されず、前周期である時刻Ｅの３９％が保持される。関数発生器２２５はＲ（Ｐ）として３９％を出力する。切替器２２４のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２４はポート１のＲ（Ｐ）を選択し、開度ＭＶとして３９％を出力する。
【0110】
すなわち図６で見ると、時刻Ｆで蒸気流量Ｗは５％の降下となるが、これは８％未満の変動なので観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、調節弁１０ ６は１秒前の時刻Ｅでの３９％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0111】
時刻Ｇで蒸気流量Ｗは４１％となる。ここで蒸気流量Ｗは増加に転じる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（４１％）からラグ選択流量Ｑ（３９％）を減算して偏差Ｕを２％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係を満たしていないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１はＯＦＦの状態に保持される。その結果、切替器２０２のＳＷ１はＯＦＦとなり、切替器２０２はポート２のラグ選択流量Ｑを選択し、２０２ＯＵＴとして３９％を出力する。Ｒ上昇Ｃ１はＯＦＦになっても、フリップフロップ２２１はＲ（ｘ）選択Ｃ３を維持している。その結果、１秒前の時刻Ｆと同じく選択蒸気流量ＰとＲ（Ｐ）と開度ＭＶは３９％を保持する。
【0112】
すなわち図６で見ると、蒸気流量Ｗは時刻Ｆから時刻Ｇの間に６％の上昇となるが、これは８％未満の変動（増加）なので観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、調節弁１０６は１秒前の時刻Ｆでの３９％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0113】
時刻Ｈで蒸気流量Ｗは４８％となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（４８％）からラグ選択流量Ｑ（３９％）を減算して偏差Ｕを９％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係が成立するので、Ｒ上昇Ｃ１をＯＮにして出力する。その結果、切替器２０２のＳＷ１はＯＮとなり、切替器２０２はポート１の蒸気流量Ｗを選択し、２０２ＯＵＴとして４８％を出力する。切替器２２２のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２２は選択蒸気量Ｐとして４８％を出力する。すなわち選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（４８％）により更新され、開度ＭＶは４８％に上昇する。その結果、図６で見るように開度ＭＶは３９％から４８％に上昇する。
【0114】
ここでの着目は時刻Ｇから時刻Ｈの１秒間に蒸気流量Ｗは７％の上昇分しかない、つまり８％未満の上昇であるにも係わらず、時刻Ｈでは本当の蒸気流量Ｗの変動があったと判断定されることである。先にも「８％を超える蒸気流量Ｗの変動」とは必ずしも１秒間（１周期）で発生することが要件ではないと記述した。さて「８％未満の上昇」や「８％を超える変動」など、変動（量）を取扱う場合、何に対する変動なのか？何を基準値にして変動（量）を算出するかがポイントとなる。以下、それに係る事柄を深耕する。
【0115】
本実施形態では「本当の蒸気流量Ｗの変動の発生」とは、比較例２０１がＲ上昇Ｃ１をＯＮにすることで判断する。これは偏差Ｕ≧８％の条件、すなわち蒸気流量Ｗがラグ選択流量Ｑに対し、８％以上の上昇を示すときである。ラグ選択流量Ｑとは、１秒前（＝１周期前）の選択蒸気流量Ｐのことだから、選択蒸気流量Ｐが基準値になっている。なぜこれを基準値にするのかと言えば、選択蒸気流量Ｐが過去に観測された蒸気流量Ｗのなかから、選ばれて現在（正確には１秒前）の調節弁１０６の開度ＭＶを決定している蒸気流量Ｗだからである。選択蒸気流量Ｐの名称はここに由来する。この時刻Ｈにおけるラグ選択流量Ｑすなわち時刻Ｇの選択蒸気流量Ｐは３９％であり、さらに時刻を遡れば（図５参照）、この３９％は時刻Ｅのときに生成され、その後時刻Ｆから時刻Ｇを通じて調節弁１０６の開度を決定する選択蒸気流量Ｐとして継承されてきた数値である。すなわち時刻Ｅで観測された蒸気流量Ｗ（３９％）が「過去に観測された蒸気流量Ｗのなかから、選ばれて現在の調節弁１０６の開度ＭＶを決定している蒸気流量Ｗ」である。この文面中の“選ばれて”の意味は、後刻における時刻Ｆの蒸気流量Ｗ（３５％）や時刻Ｇの蒸気流量Ｗ（４１％）は、観測ノイズを含む信号としてデッドバンド内に埋没して“選ばれなかった”というニュアンスが込められている。
【0116】
繰返し煩言するが、「今現在の調節弁１０６の開度ＭＶを決定している選択蒸気流量Ｐ」と「現在の蒸気流量Ｗ」との偏差（偏差Ｕ）が８％を超えたとき「８％を超える大きな蒸気流量Ｗの変動」が生じたと考えるのは、理に適った合理的な考え方である。何故なら「現在の調節弁１０６の開度を“決定していない”蒸気流量」と「現在の蒸気流量Ｗ」を比べ、偏差の大小を議論しても、制御の安定性等の視点からは意味が薄いからである。例えば時刻Ｇと時刻Ｈのケースで言うと、時刻Ｇの蒸気流量Ｗ（４１％）は調節弁１０６の開度ＭＶを決定する蒸気流量ではないので、この４１％と時刻Ｈの蒸気流量Ｗ（４８％）を比較して両者の偏差７％を云々しても意味が薄いのである。そうではなく、時刻Ｇの選択蒸気流量Ｐ（３９％）と時刻Ｈの蒸気流量Ｗ（４８％）の間に９％の偏差が生じたので、時刻Ｈでは本当の蒸気流量Ｗの変動があったと判定するのである。
【0117】
なおサンプリング遅延器２２３に関する整理と補足を以下に述べる。
【0118】
図３の制御回路はサンプリング遅延器２２３を設置しているので、「今の調節弁１０６の開度ＭＶを決定している選択蒸気流量Ｐ」とは、厳密に言えば「１周期前の調節弁１０６の開度ＭＶを決定している選択蒸気流量Ｐ」である。本実施形態は説明の便宜上、演算周期を１秒にしているが、実際の商用ＤＣＳの演算周期は通常は２５０ミリ秒程度であり、これは瞬きするほどの時間なので、この間に調節弁１０６の開度ＭＶは殆ど変動しない（変動できない）。従って１周期前の開度ＭＶとは、事実上、今現在の開度ＭＶと看做して問題はない。
【0119】
さらに言えば、本実施形態は作用の説明に紛れが生じないように図３の制御回路にはサンプリング遅延器２２３を備える事例とした。一方、実際のＤＣＳは１周期内で制御回路の各演算要素を実行・処理するプログラム順序が規定され、ソフトウェアに組み込まれている。図３の制御回路についても、先に蒸気流量Ｗの入力処理（取り込み）を行い、後に比較例２０１（や比較例２１１）による比較が実行されるようにプログラム順序を規定すれば、サンプリング遅延器２２３の設置は必要なくなる。この場合は１周期前の開度ＭＶではなく、まさしく「今の調節弁１０６の開度ＭＶを決定している選択蒸気流量Ｐ」となる。繰返しになるが、本実施形態はＤＣＳのプログラム順序という煩瑣な説明を避けるため、敢えてサンプリング遅延器２２３を備える事例である。
【0120】
時刻Ｉで蒸気流量Ｗは４５％となる。ここで蒸気流量Ｗは降下に転じるが、降下幅は８％未満であり、Ｓ（ｘ）側に移行するまでには至らない。減算器２００は蒸気流量Ｗ（４５％）からラグ選択流量Ｑ（４８％）を減算して偏差Ｕを－３％と算出する。Ｒ上昇Ｃ１がＯＮ状態ではあるが、比較例２０１は、偏差Ｕは「８％＞偏差Ｕ＞０％」の範囲を満たさないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＦＦにして出力する。その結果、切替器２０２のＳＷ１はＯＦＦとなり、選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（４５％）で更新されず、前周期である時刻Ｈの４８％が保持され、開度ＭＶも４８％に保持される。すなわち図６で見ると、時刻Ｉで蒸気流量Ｗは３％の降下となり、８％未満の観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、調節弁１０６は１秒前の時刻Ｈでの４８％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0121】
時刻Ｊで蒸気流量Ｗは４９％となる。ここで蒸気流量Ｗは再び増加に転じ、４％の上昇となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（４９％）からラグ選択流量Ｑ（４８％）を減算して偏差Ｕを１％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係を満たしていないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１はＯＦＦの状態に保持される。選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（４９％）で更新されず、前周期である時刻Ｉの４８％が保持され、開度ＭＶも４８％に保持される。
【0122】
すなわち図６で見ると、時刻Ｊでの４９％の蒸気流量Ｗは、これまでに観測された蒸気流量Ｗのなかで最大値であるにも係わらず、基準値となるラグ選択流量Ｑ（４８％）に対して８％未満の上昇なので、観測ノイズと看做され、ここにデッドバンドが形成されて、調節弁１０６は１秒前の時刻Ｉでの４８％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0123】
時刻Ｋで蒸気流量Ｗは４３％となる。ここで蒸気流量Ｗは降下に転じるが、降下幅は８％未満であり、Ｓ（ｘ）側に移行するまでには至らない。減算器２００は蒸気流量Ｗ（４３％）からラグ選択流量Ｑ（４８％）を減算して偏差Ｕを－５％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係を満たしていないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１はＯＦＦの状態に保持される。選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（４３％）で更新されず、前周期である時刻Ｉの４８％が保持され、開度ＭＶも４８％に保持される。
【0124】
すなわち図６で見ると、時刻Ｋで蒸気流量Ｗは６％の降下となり、観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、調節弁１０６は１秒前の時刻Ｊでの４８％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0125】
時刻Ｌで蒸気流量Ｗは３５％となる。調節弁１０６の開度は時刻Ｌから降下の局面に入る（より正確には図６に見るように前周期Ｋが終了した直後から降下局面に入り、それが実際に観測されるのが時刻Ｌである）。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３５％）からラグ選択流量Ｑ（４８％）を減算して偏差Ｕを－１３％と算出する。比較例２１１は、偏差Ｕを－８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≦－８％」の関係が成立するので、Ｓ降下Ｃ２をＯＮにして出力する。Ｓ降下Ｃ２がＯＮとなったので、切替器２１２のＳＷ２はＯＮとなり、切替器２１２はポート１の蒸気流量Ｗを選択し、２１２ＯＵＴとして３５％を出力する。さらにＳ降下Ｃ２がＯＮとなったので、フリップフロップ２２１はＲ（ｘ）選択 Ｃ３をＯＦＦにする。これより切替器２２２のＳＷ３はＯＦＦであり、切替器２２２はポート２の２１２ＯＵＴを選択し、選択蒸気流量Ｐとして３５％を出力する。すなわち選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（３５％）により更新される。先に述べたように関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８である。よって関数発生器２２６はＰ（３５％）を入力してＳ（Ｐ）として４３％（３５＋８）を出力する。切替器２２４のＳＷ３はＯＦＦであり、切替器２２４はポート２のＳ（Ｐ）を選択し、開度ＭＶとして４３％を出力する。
【0126】
すなわち、これまで時刻Ｋまでの調節弁１０６はＲ（ｘ）により制御されてきたが、時刻Ｌで「８％を超える大きな蒸気流量Ｗの変動（降下）」があったと判断されて、Ｓ降下Ｃ２がＯＮする。この結果Ｓ（ｘ）に従って開度ＭＶを降下する制御に移行し、調節弁１０６は閉弁を開始し、開度は４３％に低減する。
【0127】
このように本実施形態はＲ（ｘ）からＳ（ｘ）への移行を行うので、時刻Ｌで蒸気流量Ｗが３５％に急減しても、開度ＭＶの降下は４３％に緩和され、調節弁１０６の閉弁操作も比較的緩和される。これを図６上で確認すると、時刻Ｌより以後、開度ＭＶは蒸気流量Ｗに対して８％高い値を保ちながら推移している。もし本実施形態に依らず、Ｒ（ｘ）のみを使用して調節弁１０６の制御を行った場合、時刻Ｌで蒸気流量Ｗが３５％に低下すると、開度ＭＶはこれと等しい３５％に急減し、調節弁１０６は４８％（時刻Ｋ）から３５％への急速な閉弁操作となる。この突変により、産業プラント１００ａの運転は不安定になる可能性がある。繰返しになるが、本実施形態ではＳ（ｘ）を備える効果が発揮されて調節弁１０６は４８％から４３％への緩和された閉弁操作となる。
【0128】
なお時刻Ｌのように蒸気流量Ｗの降下があると、偏差Ｕの極性は必ずマイナスであり、「偏差Ｕ≦０」が成立するのでＲ上昇Ｃ１はＯＦＦとなる。つまりＳ降下Ｃ２がＯＮしているときは、必ずＲ上昇Ｃ１はＯＦＦなので、関数Ｒ（ｘ）が選択されることはない。図５の表中では選択されないＲ（Ｐ）は表中に「＊」を打ち込み、数値記入は省略する。
【0129】
時刻Ｍで蒸気流量Ｗは３１％となる。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３１％）からラグ選択流量Ｑ（時刻Ｌでの選択蒸気流量Ｐ、つまり３５％）を減算して偏差Ｕを－４％と算出する。先の時刻ＬでＳ降下Ｃ２がＯＮにしたので、比較例２１１は、偏差Ｕが「－８％＜偏差Ｕ＜０％」の範囲にあることを判断して、その出力であるＳ降下Ｃ２を引き続きＯＮにして出力する。切替器２１２のＳＷ２はＯＮとなり、切替器２１２はポート１の蒸気流量Ｗを選択し、２１２ＯＵＴとして３１％を出力する。Ｓ降下Ｃ２がＯＮなので、切替器２２２は選択蒸気流量Ｐとして３１％を出力する。すなわち選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（３１％）により更新される。
【0130】
関数発生器２２６は選択蒸気流量Ｐ（３１％）を入力してＳ（Ｐ）として３９％（３１＋８）を出力し、開度ＭＶは３９％が出力する。
【0131】
すなわち蒸気流量Ｗは時刻Ｌから時刻Ｍの間に４％の減少分しかないので、原則的には ８％未満の降下であり観測ノイズの範疇にある。しかしこれは前周期Ｌでの８％を超える大きな降下にひき続き‘連続’して現われた降下なので、先述した特則により本当の蒸気流量Ｗの変化に含めて、開度ＭＶは３９％に降下する。すなわちデッドバンドは時刻Ｍでは形成されない。
【0132】
時刻Ｎで蒸気流量Ｗは２８％となる。時刻Ｍから時刻Ｎの間に３％の減少分しかないが、前周期の時刻Ｍからひき続き‘連続’して現われた降下なので、前周期の時刻ＭからＳ降下Ｃ２はＯＮしており、先述の特則により選択蒸気流量Ｐは２８％に降下し、開度ＭＶは ３６％（２８＋８）に降下する。デッドバンドは時刻Ｎでも形成されない。
【0133】
時刻Ｏで蒸気流量Ｗは３０％となる。ここで蒸気流量Ｗは上昇に転じるが、上昇幅は８％未満であり、Ｒ（ｘ）側に移行するまでには至らない。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３０％）からラグ選択流量Ｑ（２８％）を減算して偏差Ｕを２％と算出する。Ｓ降下Ｃ２がＯＮ状態ではあるが、比較例２１１は、偏差Ｕは「－８％＜偏差Ｕ＜０％」の範囲を満たさないので、その出力であるＳ降下Ｃ２をＯＦＦにして出力する。すなわち先述の特則はここで解消される。Ｓ降下Ｃ２がＯＦＦなので、切替器２２２は選択蒸気流量Ｐとして２８％を出力し、開度ＭＶは３６％が保持される。
【0134】
すなわち図６で見ると、時刻Ｏで蒸気流量Ｗは２％の上昇となり、これより連続する降下は止まったので、特則の要件を満たさなくなり、変動（上昇）は観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、開度ＭＶは１秒前の時刻Ｎでの３６％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0135】
時刻Ｐで蒸気流量Ｗは３５％となる。蒸気流量Ｗは５％だけ上昇する。時刻ＯでＳ降下Ｃ２はＯＦＦとなっている。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３５％）からラグ選択流量Ｑ（２８％）を減算して偏差Ｕを７％と算出する。比較例２１１は、偏差Ｕを－８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≦－８％」の関係を満たしていないので、その出力であるＳ降下Ｃ２はＯＦＦの状態に保持される。Ｓ降下Ｃ２がＯＦＦなので、切替器２２２は選択蒸気流量Ｐとして２８％を出力し、開度ＭＶは３６％が保持される。
【0136】
すなわち図６で見ると、時刻Ｐで蒸気流量Ｗは５％の上昇となり、この変動は観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、開度ＭＶは１秒前の時刻Ｏでの３６％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0137】
時刻Ｑで蒸気流量Ｗは３２％となる。蒸気流量Ｗは３％だけ降下する。時刻ＰでＳ降下 Ｃ２はＯＦＦとなっている。減算器２００は蒸気流量Ｗ（３２％）からラグ選択流量Ｑ（２８％）を減算して偏差Ｕを４％と算出する。比較例２１１は、偏差Ｕを－８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≦－８％」の関係を満たしていないので、その出力であるＳ降下Ｃ２はＯＦＦの状態に保持される。Ｓ降下Ｃ２がＯＦＦなので、切替器２２２は選択蒸気流量Ｐとして２８％を出力し、開度ＭＶは３６％が保持される。すなわち図６で見ると、時刻Ｑで蒸気流量Ｗは３％の降下となり、この変動は観測ノイズとして取り扱われ、ここにデッドバンドが形成されて、開度ＭＶは１秒前の時刻Ｐでの３６％が保持され、制御の安定化が図られる。
【0138】
時刻Ｒで蒸気流量Ｗは４２％となる。調節弁１０６の開度は時刻Ｒから上昇の局面に入る（より正確には図６に見るように前周期Ｑが終了した直後から上昇局面に入り、それが実際に観測されるのが時刻Ｒである）減算器２００は蒸気流量Ｗ（４２％）からラグ選択流量Ｑ（２８％）を減算して偏差Ｕを１４％と算出する。比較例２０１は、偏差Ｕを８％と比較し、その結果、「偏差Ｕ≧８％」の関係を満たしているので、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＮにして出力する。Ｒ上昇Ｃ１がＯＮとなったので、切替器２０２のＳＷ１はＯＮとなり、切替器２０２はポート１の蒸気流量Ｗを選択し、２０２ＯＵＴとして４２％を出力する。さらにＲ上昇Ｃ１がＯＮとなったので、フリップフロップ２２１はＲ（ｘ）選択Ｃ３をＯＮにする。これより切替器２２２のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２２はポート１の２０２ＯＵＴを選択し、選択蒸気流量Ｐとして４２％を出力する。すなわち選択蒸気流量Ｐは最新の蒸気流量Ｗ（４２％）により更新される。関数発生器２２５は選択蒸気流量Ｐ（４２％）を入力してＲ（Ｐ）として４２％を出力する。切替器２２４のＳＷ３はＯＮであり、切替器２２４はポート１のＲ（Ｐ）を選択し、開度ＭＶとして４２％を出力する。
【0139】
すなわち、これまで時刻Ｑまでの調節弁１０６はＳ（ｘ）により制御されてきたが、時刻Ｒで「８％を超える大きな蒸気流量Ｗの変動（上昇）」があったと判断されて、Ｒ上昇Ｃ１がＯＮする。この結果Ｒ（ｘ）に従ってＭＶを上昇する制御に移行し、図６に見るように開度ＭＶは４２％に上昇する。もし本実施形態に依らず、Ｒ（ｘ）側の制御に移行することなく、Ｓ（ｘ）による制御を継続して調節弁１０６の制御を行った場合、時刻Ｒで蒸気流量Ｗが４２％に上昇すると、開度ＭＶは５０％に急上昇し（５０＝４２＋８）、調節弁１０６は急速な開弁操作を伴う問題が生じ、産業プラント１００ａの運転は不安定になる可能性がある。しかしながら、本実施形態によれば、２本の平行な関数Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）を備えることで、大きな蒸気流量Ｗの上昇時にも、産業プラント１００ａの運転を安定化させることが出来る。
【0140】
なお時刻Ｒのように蒸気流量Ｗの大きな上昇があると、偏差Ｕの極性は必ずプラスであり、「偏差Ｕ≧０」が成立するのでＳ降下Ｃ２はＯＦＦとなる。つまりＲ上昇Ｃ１がＯＮしているときは、必ずＳ降下Ｃ２はＯＦＦなので、関数Ｓ（ｘ）が選択されることはない。図５の表中では選択されないＳ（Ｐ）は表中に「＊」を打ち込み、数値記入は省略する。
時刻Ｓで蒸気流量Ｗは４６％となる。時刻Ｒから時刻Ｓの間に４％の上昇分しかないが、前周期の時刻Ｒからひき続き‘連続’して現われた上昇なので、前周期の時刻ＱからＲ上昇Ｃ１はＯＮしており、先述した特則により選択蒸気流量Ｐは４６％に上昇し、開度ＭＶも４６％に上昇する。すなわちデッドバンドは形成されない。
時刻Ｓで蒸気流量Ｗは４６％となる。時刻Ｒから時刻Ｓの間に４％の上昇分しかないが、前周期の時刻Ｒからひき続き‘連続’して現われた上昇なので、前周期の時刻ＱからＲ上昇Ｃ１はＯＮしており、先述した特則により選択蒸気流量Ｐは４６％に上昇し、開度ＭＶも４６％に上昇する。すなわちデッドバンドは形成されない。
【0141】
時刻Ｔで蒸気流量Ｗは４３％となる。蒸気流量Ｗは３％だけ降下する。減算器２００は蒸気流量Ｗ（４３％）からラグ選択流量Ｑ（４６％）を減算して偏差Ｕを－３％と算出する。Ｒ上昇Ｃ１がＯＮ状態ではあるが、比較例２１１は、偏差Ｕは「８％＞偏差Ｕ＞０％」の範囲を満たさないので、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＦＦにして出力する。すなわち先述の特則はここで解消される。Ｒ上昇Ｃ１がＯＦＦなので、切替器２２２は選択蒸気流量Ｐとして４６％を出力し、開度ＭＶは４６％が保持される。
【0142】
（４）第１実施形態の第１変形例のプラント制御装置１０１ｚ
図１４は、第１実施形態の第１変形例のプラント制御装置１０１ｚの構成を示す回路図であり、本変形例のプラント制御装置１０１ｚに内蔵されている制御回路の構成を示している。本変形例のプラント制御装置１０１ｚは、図１の産業プラント１００ａを制御する。流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗは、プラント制御装置１０１ｚに入力され、異なる４つの使用先に向けて分岐されている。
図１４は、第１実施形態の第１変形例のプラント制御装置１０１ｚの構成を示す回路図であり、本変形例のプラント制御装置１０１ｚに内蔵されている制御回路の構成を示している。本変形例のプラント制御装置１０１ｚは、図１の産業プラント１００ａを制御する。流量計ＦＳ－１が計測する蒸気流量Ｗは、プラント制御装置１０１ｚに入力され、異なる４つの使用先に向けて分岐されている。
【0143】
本変形例のプラント制御装置１０１ｚは、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａと同様の構成を有している。ただし、本変形例のプラント制御装置１０１ｚは、第１実施形態の減算器２００および比較器２０１、２１１の代わりに、切替器３００、３１０と、設定器３０１、３０２、３１１、３１２と、加算器３０３、３１３と、比較器３０４、３１４とを備えている。本変形例のプラント制御装置１０１ｚは、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａと同様の作用・効果を奏するが、後述するように、第１実施形態のプラント制御装置１０１ａは、本変形例のプラント制御装置１０１ｚに比べて優れた点を有している。
【0144】
（４ａ）関数Ｒ（ｘ）
切替器３００は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は設定器３０１に設定された０％を取り込み、ポート２は設定器３０２に設定された８％を取り込む。切替器３００はさらに、Ｂ１のクロスレファレンス記号が付された後述するＲ上昇Ｃ１をＳＷ１’として取り込む。
切替器３００は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は設定器３０１に設定された０％を取り込み、ポート２は設定器３０２に設定された８％を取り込む。切替器３００はさらに、Ｂ１のクロスレファレンス記号が付された後述するＲ上昇Ｃ１をＳＷ１’として取り込む。
【0145】
切替器３００（Analog Switch：ASW）は、ＳＷ１’のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、具体的には、ＳＷ１’がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ１’がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を正デッドバンドＣとして出力する。Ｓ降下Ｃ２のＳＷ１’は、８％を超える大きな蒸気流量Ｗの変動が起こらない限り、ＯＦＦの状態なので、正デッドバンドＣの値として通常は８％が選択される。一方、Ｒ上昇Ｃ１のＳＷ１’がＯＮの状態になると、正デッドバンドＣの値として０％が選択される。
【0146】
加算器３０３は、切替器３００からの正デッドバンドＣと、サンプリング遅延器２２３から生成されるラグ選択流量Ｑを取り込み、これらを加算して高流量しきい値Ｕを出力する（Ｕ＝Ｑ＋Ｃ）。
【0147】
比較器３０４は、そのポートＡには蒸気流量Ｗを取得し、ポートＢには加算器３０３が生成する高流量しきい値Ｕを取得し、その大小を比較する。その結果、「蒸気流量Ｗ＞高流量しきい値Ｕ」が成立するときは、蒸気流量Ｗが８％を超えて大きく上昇したときなので、比較器３０４は、その出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＮにする。
【0148】
逆に比較器３０４は、「蒸気流量Ｗ≦高流量しきい値Ｕ」が成立するときはその出力であるＲ上昇Ｃ１をＯＦＦにする。順次説明していくが、Ｒ上昇Ｃ１がＯＮすると、関数Ｒ（ｘ）に従って開度指令値ＭＶは上昇し、調節弁１０６は開弁操作されるように作用する。Ｒ上昇Ｃ１は、次の切替器２０２に接続されるが、それ以外にも分岐されて切替器３００およびＯＲ回路２２０にも使用される。分岐されるＲ上昇Ｃ１の信号は、Ｂ１のクロスレファレンス記号を付して示される。
【0149】
上述のように、高流量しきい値Ｕは、Ｕ＝Ｑ＋Ｃの関係を満たしている。よって、比較器３０４は、ＷとＱ＋Ｃとを比較している。別言すると、比較器３０４は、Ｗ－ＱがＣよりも大きいか小さいかを検知している。
【0150】
切替器２０２の動作は、図３を参照して説明した通りである。
【0151】
（４ｂ）関数Ｓ（ｘ）
切替器３１０は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は設定器３１１に設定された０％を取り込み、ポート２は設定器３１２に設定された８％を取り込む。切替器３１０はさらにＢ２のクロスレファレンス記号を付した後述するＳ降下Ｃ２をＳＷ２’として取り込む。
切替器３１０は、２つの入力ポートを保有しており、ポート１は設定器３１１に設定された０％を取り込み、ポート２は設定器３１２に設定された８％を取り込む。切替器３１０はさらにＢ２のクロスレファレンス記号を付した後述するＳ降下Ｃ２をＳＷ２’として取り込む。
【0152】
切替器３１０（Analog Switch：ASW）は、ＳＷ２’のＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて動作し、具体的には、ＳＷ２’がＯＮのときはポート１を選択し、ＳＷ２’がＯＦＦのときはポート２を選択し、選択したポートの入力値を負デッドバンドＦとして出力する。Ｓ降下Ｃ２のＳＷ２’は、８％を超える大きな蒸気流量Ｗの減少が起こらない限り、ＯＦＦの状態なので、負デッドバンドＦの値として通常は８％が選択される。一方、Ｓ降下Ｃ２のＳＷ１がＯＮの状態になると、負デッドバンドＦの値として０％が選択される。
【0153】
減算器３１３は、切替器３１０からの負デッドバンドＦと、サンプリング遅延器２２３から生成されるラグ選択流量Ｑを取り込み、ラグ選択流量Ｑから負デッドバンドＦを減算して低流量しきい値Ｖを出力する（Ｖ＝Ｑ－Ｆ）。
【0154】
比較器３１４は、そのポートＡには蒸気流量Ｗを取得し、ポートＢには減算器３１３が生成する低流量しきい値Ｖを取得し、その大小を比較する。その結果、「蒸気流量Ｗ＜低流量しきい値Ｖ」が成立するときは、蒸気流量Ｗが８％を超えて大きく減少したときなので、比較器３１４は、その出力であるＳ降下Ｃ２をＯＮにする。
【0155】
逆に比較器３１４は、「蒸気流量Ｗ≧低流量しきい値Ｖ」が成立するときはその出力であるＳ降下Ｃ２をＯＦＦにする。順次説明していくが、Ｓ降下Ｃ２がＯＮすると、関数Ｓ（ｘ）に従って開度指令値ＭＶは降下し、調節弁１０６は閉弁操作されるように作用する。Ｓ降下Ｃ２は、次の切替器２１２に接続されるが、それ以外にも分岐されて切替器３１０およびフリップフロップ２２１にも使用される。分岐されるＳ降下Ｃ２の信号は、Ｂ２のクロスレファレンス記号を付して示される。
【0156】
上述のように、低流量しきい値Ｖは、Ｖ＝Ｑ－Ｆの関係を満たしている。よって、比較器３１４は、ＷとＱ－Ｆとを比較している。別言すると、比較器３１４は、Ｑ－ＷがＦよりも大きいか小さいかを検知している。
【0157】
切替器２１２の動作は、図３を参照して説明した通りである。
【0158】
（４ｃ）第１実施形態と第１変形例との比較
第１実施形態の比較器２０１は、１つの変数（Ｕ）と、２つの定数（ＯＮ設定値＝８％およびＯＦＦ設定値＝０％）とを比較するタイプの比較器である。図４が端的に示すように、ディファレンシャルは、偏差Ｕが８％以上でＯＮとなり、偏差Ｕが０％以下でＯＦＦになり、一旦ＯＮになった後は偏差Ｕが０％以下になるまでＯＮ状態を自己保持できる機能を有する。これは、第１実施形態の比較器２１１についても同様である。
第１実施形態の比較器２０１は、１つの変数（Ｕ）と、２つの定数（ＯＮ設定値＝８％およびＯＦＦ設定値＝０％）とを比較するタイプの比較器である。図４が端的に示すように、ディファレンシャルは、偏差Ｕが８％以上でＯＮとなり、偏差Ｕが０％以下でＯＦＦになり、一旦ＯＮになった後は偏差Ｕが０％以下になるまでＯＮ状態を自己保持できる機能を有する。これは、第１実施形態の比較器２１１についても同様である。
【0159】
一方、第１変形例の比較器３０４は、２つの変数（ＷとＵ）を比較するタイプの比較器である。よって、比較器３０４にディファレンシャルという概念を導入し、組み入れることは出来ない。これは、第３形態の比較器３１４についても同様である。
【0160】
第１実施形態によれば、ディファレンシャルの自己保持機能を利用することで、第１変形例に比べて簡素な回路構成を実現することが可能となる。以下、この詳細について説明する。
【0161】
ここでは、複雑・簡素という抽象的な概念を客観的に数値化することを試みる。具体的には、回路の規模・ボリュームの指標となる構成要素の数に着目して、第１実施形態と第１変形例とを比較する。
【0162】
第１実施形態のプラント制御装置１０１ａは、図３に示すように、減算器２００と、比較器２０１、２１１と、切替器２０２、２１２、２２２、２２４と、ＯＲ回路２２０と、フリップフロップ２２１と、サンプリング遅延器２２３と、関数発生器２２５、２２６とを備えている。切替器２０２や関数発生器２２６は、実際のＤＣＳのソフトウェアでは「マクロ命令」、あるいは単に「マクロ」とも呼ばれる機能単位の構成要素である。図３には、１２個のマクロが設けられている。
【0163】
第１変形例のプラント制御装置１０１ｚは、図１４に示すように、切替器２０２、２１２、２２２、２２４、３００、３１０と、設定器３０１、３０２、３１１、３１２と、加算器３０３、３１３と、比較器３０４、３１４と、ＯＲ回路２２０と、フリップフロップ２２１と、サンプリング遅延器２２３と、関数発生器２２５、２２６とを備えている。図１４には、１９個のマクロが設けられている。
【0164】
第１変形例の回路構成を第１実施形態の回路構成に置き換えると、マクロの数が１９個から１２個に減り、回路構成が簡素化されることが判る。このように図３が簡素化される主な理由は、比較器２０１、２１１に、ディファレンシャルが設定できるタイプの比較器を選定したことである。これに対し、図１４の比較器３０４、３１４は、ディファレンシャルが設定できないタイプの比較器を使用している。８％を超える大きな変動にひき続き‘連続’して現われる‘小さな’変動は、観測ノイズではなく本当の蒸気流量Ｗの変化に含めるという上記特則を実現するために、第１変形例のプラント制御装置１０１ｚは、切替器３００、３１０や設定器３０１、３０２、３１１、３１２を備える必要がある。一方、第１実施形態の比較器２０１、２１１は、ディファレンシャルが持つ便利な特性（一旦ＯＮすると自己保持される）を生かして、上記特則の機能をうまく簡略に実現することができる。これにより、回路構成の簡素化を達成することが可能となる。
【0165】
回路の簡素化は、むろん設計、プログラミング、試験等を含むエンジニアリング作業全般の負担軽減に寄与する。しかし、ここで最も強調したいことは、回路の簡素化は、本実施形態の技術の実施・普及を促進するのに貢献するという事実である。なぜなら制御回路を立案または設計する制御系技術者は、自分がその作用を理解していない制御回路をＤＣＳのソフトウェアとして搭載することは、行わないのが通常だからである。その理由は、自分が理解・把握していない作用が、産業プラントの運転に予期しない悪影響を与えることを危惧し、その採用を拒絶または逡巡するからである。更に言えば、理解の程度が不充分であっても、運転不調時の対策立案、試運転時のチューニング調整、あるいは将来の保守・メンテナンス作業等に支障を来す。従っていかに優れた制御回路であっても、当該回路が複雑で、その理解が難しいとその実施は萎縮し普及は進まない。
【0166】
このような観点からも回路の簡素化は、技術革新を通じて産業を振興させるという目的にも叶う。制御回路は、豊富な経験を有するベテランの制御系技術者にとって充分に理解可能なだけでなく、新人・若手クラスの技術者にとっても充分に理解可能であることが、その普及の上で鍵となる。制御回路の普及には、これを理解し把握し自在に使いこなせる技術者の数が鍵を握っている。第１変形例の回路構成を第１実施形態の回路構成に置き換えると、マクロの数が１９個から１２個に減ることや、ディファレンシャル型の比較器２０１、２１１の採用により回路構成の理解がやさしくなることで、本実施形態の技術の実施・普及に向けての障害は解消または大きく緩和される。
【0167】
以上のように、本実施形態によれば、制御量が変動する場合でも制御対象の機器を好適に制御することが可能となり、例えば、制御対象の機器を簡易な回路構成で制御することが可能となる。
【0168】
なお誤解のないように以下補足する。回路の難解さが実施を阻むと述べたが、これは経済活動を支えるインフラに該当する一般の産業プラントによく当てはまる傾向であって、それとは一線を画す宇宙・航空産業や医療・バイオ領域に代表されるハイテクノロジーの分野はこの限りではない。このようなハイテクノロジー分野の制御回路は、高度な数学理論に裏打ちされて、精緻な制御性を追い求めるのが一つの特徴である。それらは一般に難解であるが、先に述べたような回路の普及の障害となることはない。
【0169】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。
図８は、第２実施形態の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。
【0170】
本実施形態の産業プラント１００ａおよびプラント制御装置１０１ａは、第１実施形態の産業プラント１００ａおよびプラント制御装置１０１ａと同様に、図１や図３に示す構成を有している。ただし、本実施形態の関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）の形状は、図２や図７に示す形状から、図８に示す形状に置き換えられている。以下、本実施形態のプラント制御装置１０１ａの動作を、図８を参照して説明するが、以下の説明中で使用する符号については、図１や図３を参照されたい。
【0171】
本実施形態の関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）の各々は、図８のグラフのように、１本の曲線を表している。関数Ｒ（ｘ）は、ｙ＝ｍｘ２＋ｎの多項式による曲線（以下、曲線Ｒと呼ぶ）であり、関数Ｓ（ｘ）は、ｙ＝ｍｘ２＋１６ｍｘ＋ｎ＋６４ｍの多項式による曲線（以下、曲線Ｓと呼ぶ）である。図８に示すように、曲線Ｒと曲線Ｓは、二次曲線となっている。曲線Ｓは、曲線Ｒを８％（デッドバンド分）だけ左方に平行移動した曲線であり、曲線Ｒと曲線Ｓは平行である。
【0172】
曲線Ｓは、以下のように算出される。まず、曲線Ｒをｙ＝ｍｘ２＋ｎと表し、曲線Ｓをｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃと表す。曲線Ｓは曲線Ｒを８％左方に平行移動した曲線であるから、Ｒ（ｘ）＝Ｓ（ｘ－８）の関係が任意のｘで成立する。そのため、ｍｘ２＋ｎ＝ａ（ｘ－８）２＋ｂ（ｘ－８）＋ｃの恒等式が成立する。任意のｘにおいてこの恒等式が成立するためには、曲線Ｓの係数は「ａ＝ｍ」「ｂ＝１６ｍ」「ｃ＝ｎ＋６４ｍ」のように与えられる。
【0173】
図８の関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）を搭載するプラント制御装置１０１ａの詳細な説明は省略するが、本実施形態のプラント制御装置１０１ａは第１実施形態のプラント制御装置１０１ａと同様の作用・効果を発揮することが理解されよう。
【0174】
このように、図３に示す制御回路は、関数Ｒ（ｘ）や関数Ｓ（ｘ）が直線でも曲線でもよいという汎用性を有している。すなわち、関数Ｒ（ｘ）や関数Ｓ（ｘ）が直線であるか曲線であるかに係わらず、関数発生器２２５のＲ（ｘ）と関数発生器２２６のＳ（ｘ）を８％ずらして平行に設定すれば、図３に示す制御回路は正しく作動できる。この理由を簡単に言うと、関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）は、Ｒ（ｘ）はデッドバンドの８％と同じだけの平行間隔としたことに集約される。もしＲ（ｘ）とＳ（ｘ）が平行でなければ、あるいは平行であってもその平行間隔がデッドバンドと同じ８％でなければ、図３は正しく作動できない。
【0175】
関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）は、線形でも非線形でもよいし、多項式や超越関数等の数式による関数であってもなくてもよい。実際、後述する第３実施形態では、多項式や超越関数等の数式では全体を表現できないＲ（ｘ）とＳ（ｘ）の例を示す。本実施形態（およびその他の実施形態）の関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）は、関数Ｒ（ｘ）がｘに対してｙの値が一意に決まる任意の曲線であり、かつ、関数Ｓ（ｘ）がそれに左方向に平行な曲線であればよい。ここに言う「左方向に平行」とは、任意のｘでＲ（ｘ）とＳ（ｘ）が次の等式を満たす関係である。
【0176】
Ｓ（ｘ－８）＝Ｒ（ｘ）
但し、これはデッドバンドを８％に設定する場合である。もしデッドバンドの大きさを８％からδ％変更したいときには、Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）の関係をＳ（ｘ－δ）＝Ｒ（ｘ）に変更すればよい。例えば、デッドバンドの大きさを１０％に設定した場合には、上記のδを１０とすればよい。その場合、比較器２０１のオン側の設定値を１０％に変更する必要があり、比較器２１１のオン側の設定値を－１０％に変更する必要がある。
但し、これはデッドバンドを８％に設定する場合である。もしデッドバンドの大きさを８％からδ％変更したいときには、Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）の関係をＳ（ｘ－δ）＝Ｒ（ｘ）に変更すればよい。例えば、デッドバンドの大きさを１０％に設定した場合には、上記のδを１０とすればよい。その場合、比較器２０１のオン側の設定値を１０％に変更する必要があり、比較器２１１のオン側の設定値を－１０％に変更する必要がある。
【0177】
なお、第１実施形態のＲ（ｘ）とＳ（ｘ）は直線であるが、数学的な曲線とは‘直線’も抱合する概念なので、第１実施形態も上記の「任意の曲線」の範疇である。
【0178】
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。
図９は、第３実施形態の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。
【0179】
本実施形態の産業プラント１００ａおよびプラント制御装置１０１ａは、第１実施形態の産業プラント１００ａおよびプラント制御装置１０１ａと同様に、図１や図３に示す構成を有している。ただし、本実施形態の関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）の形状は、図２や図６に示す形状から、図９に示す形状に置き換えられている。以下、本実施形態のプラント制御装置１０１ａの動作を、図９を参照して説明するが、以下の説明中で使用する符号については、図１や図３を参照されたい。
【0180】
本実施形態の関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）の各々は、図９に示すように、互いに接続された複数本の直線を表している。本実施形態の関数Ｒ（ｘ）は、５つの座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）、（Ｘ４、Ｙ４）、および（Ｘ５、Ｙ５）をプロットして、これらの座標を直線で連続的に接続したものである。一方、本実施形態の関数Ｓ（ｘ）は、５つの座標（Ｘ１－８、Ｙ１）、（Ｘ２－８、Ｙ２）、（Ｘ３－８、Ｙ３）、（Ｘ４－８、Ｙ４）、および（Ｘ５－８、Ｙ５）をプロットして、これらの座標を直線で連続的に接続したものである。よって、関数Ｓ（ｘ）は、関数Ｒ（ｘ）を８％（デッドバンド分）だけ左方に平行移動した関数であり、関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）は平行である。この場合、本実施形態のプラント制御装置１０１ａの制御回路が正しく作動できることは、第２実施形態で述べたのと同様である。
【0181】
以下は関数発生器を有し、その内部に関数を設定する、既存の他のソフトウェア制御を通じての経験と知見とから、本実施形態を考察した記述である。プラント制御装置１０１ａのソフトウェアプログラム作業において、例えば、Ｒ（ｘ）やＳ（ｘ）が第２実施形態のような二次曲線で、多項式の数式によるプログラム演算が可能であったとしても、実装されるプログラムは、Ｒ（ｘ）やＳ（ｘ）を複数の直線の組合せで近似し、近似されたＲ（ｘ）やＳ（ｘ）を関数発生器２２５、２２６内に設定することが多い。これらの近似されたＲ（ｘ）やＳ（ｘ）が、本実施形態のＲ（ｘ）やＳ（ｘ）である。本実施形態のＲ（ｘ）やＳ（ｘ）は、座標（Ｘ１、Ｙ１）～（Ｘ５、Ｙ５）や座標（Ｘ１－８、Ｙ１）～（Ｘ５－８、Ｙ５）を指定することで、関数発生器２２５、２２６内に設定することが可能である。このような設定方法は、Ｒ（ｘ）やＳ（ｘ）が第１実施形態のような単純な直線である場合にも、あるいは高度な超越関数であっても採用可能である。本実施形態による関数設定が好まれる代表的な理由として、ソフトウェア改修時の容易さが挙げられる。すなわち産業プラント１００ａの現地試運転時においては、実機の運転状況に合わせて調整・チューニングを施こし、関数の設定（値）を最適化するのが一般的である。このとき本実施形態はプロットの座標を修正・変更すればよいだけなので、ソフトウェアの改修作業が比較的簡単に済む。これに対し数式によるプログラム演算でＲ（ｘ）やＳ（ｘ）を与えてしまうと、最適化のために部分的に数式を変更したい場合等は改修作業が難しくなる。
【0182】
なお、単純な形状のＲ（ｘ）やＳ（ｘ）を近似する場合、関数発生器２２５、２２６内
に設定するこのような座標の個数は、一般に少なくて済む。一方、複雑な形状のＲ（ｘ）
やＳ（ｘ）を近似する場合、関数発生器２２５、２２６内に設定するこのような座標の個
数は、多くすることが望ましい。一般に、近似に使用する座標の個数が多くなるほど、近
似の精度を高めることができる。すなわち第３実施形態を使用すれば、平行する任意のＲ（ｘ）とＳ（ｘ）をプログラム実装することが可能である。
に設定するこのような座標の個数は、一般に少なくて済む。一方、複雑な形状のＲ（ｘ）
やＳ（ｘ）を近似する場合、関数発生器２２５、２２６内に設定するこのような座標の個
数は、多くすることが望ましい。一般に、近似に使用する座標の個数が多くなるほど、近
似の精度を高めることができる。すなわち第３実施形態を使用すれば、平行する任意のＲ（ｘ）とＳ（ｘ）をプログラム実装することが可能である。
【0183】
（第４実施形態）
第１～第３実施形態はプロセス値と調節弁の開度以外の制御量に適用することも可能であり、第４実施形態はその事例である。
第１～第３実施形態はプロセス値と調節弁の開度以外の制御量に適用することも可能であり、第４実施形態はその事例である。
【0184】
第１～第３実施形態では、プロセス値である蒸気流量Ｗと調節弁１０６の開度ＭＶを取扱う事例とした。この理由は頻繁な変動を繰返す観測ノイズはプロセス値に現われるからである。またノイズの影響で調節弁１０６の開度が動揺すると、調節弁の劣化のみならず産業プラント運転の安定性を損ない、問題は深刻である。事実、デッドバンドを形成してノイズの影響を排除し、調節弁の開度を安定化させる洗練され且つ実用的な制御方法は、一部の制御系エンジニアの間で久しく待望されてきた経緯を有する。第１～第３実施形態はこれらに応えたものある。
【0185】
しかし頻繁な変動を繰返すのは何も観測ノイズだけではなく、例えば２つの調節弁間での制御干渉等に起因するハンチング等も、信号が頻繁な変動を繰返す現象として知られている。またデッドバンドを形成して安定化を図りたい対象（信号）は調節弁の開度だけに限らない。
【0186】
これらの広いニーズに応えるため、第４実施形態はプロセス値と調節弁の開度以外の制御量を取り扱う。ここに言う制御量とは、いわゆるプロセス値（ＰＶ値）や、操作量（ＭＶ値）や、設定値（ＳＶ値）を含む、制御回路内で演算・算出・生成される種々の制御変数、制御パラメーター、状態量などを含む。
【0187】
産業プラント１００ａの制御装置に内蔵される第４実施形態の制御回路（図示しない）の内部では、ある制御量Ｙが別の制御量Ｚにリンク（接続）されており、制御量Ｚは制御量Ｙに基づき算出されている。そして制御量Ｙはハンチング現象により頻繁な変動を繰返しており、制御量Ｙとリンクされている制御量Ｚも連鎖的に変動している状況にある。そして制御量Ｚの変動が、更に制御量Ｙの変動を助長する負の連鎖に陥っている。このような状況下において、図３の制御回路を利用し、またはこれを応用してデッドバンドを形成し、問題の連鎖を断ち切ることが可能である。第４実施形態の制御回路は、図３の蒸気流量Ｗを制御量Ｙと読替え、開度指令値ＭＶを制御量Ｙ’と読替える。そのときの関数発生器２２５に内蔵するＲ（ｘ）はｙ＝ｘとし、関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８とすればよい。制御量Ｙ’はデッドバンドにより安定化される。具体的な制御量Ｙの変動に対する制御量Ｙ’の応答は、図６のグラフにおいて、ｙ軸のＷを制御量Ｙ、同じくｙ軸のＭＶを制御量Ｙ’と読替えれば、その一例を確認することができる。
【0188】
そして制御量Ｙ’を（制御量Ｙの替わりに）制御量Ｚにリンクするように回路内部を変更すれば、制御量Ｚも安定化させることができる。このように、本実施形態によれば、制御量Ｙを制御量Ｙ’に修正することができる。制御量Ｙは第１制御量の例であり、制御量Ｙ’は第２制御量の例である。また、制御量Ｙ’を制御量Ｚにリンクさせる回路は、出力部の例である。
【0189】
（第５実施形態）
幾つかの産業プラントは、その運用形態において、後述する「変動期」と「安定期」とを交互に繰り返して運転される。それらに第１実施形態を適用すると、経済性の観点で問題が生じる場合がある。第５実施形態の課題はこの是正を図ることにある。
幾つかの産業プラントは、その運用形態において、後述する「変動期」と「安定期」とを交互に繰り返して運転される。それらに第１実施形態を適用すると、経済性の観点で問題が生じる場合がある。第５実施形態の課題はこの是正を図ることにある。
【0190】
（１ａ）経済性の不利益
第１実施形態では、蒸気流量Ｗに含まれる微小な変動（観測ノイズ）を不感帯化するデッドバンド（８％）を設け、調節弁１０６の制御を安定化する。これを実現するために制御回路（図３）の構成には、基本となる関数Ｒ（ｘ）に加え、それにデッドバンド分（８％）だけの距離をおいて平行である関数Ｓ（ｘ）が用いられる。そして調節弁１０６の開度ＭＶの制御は、この２本の平行関数Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）の間を切り替える、つまり、図３の回路上では「Ｒ（ｘ）選択Ｃ３」のＯＮ／ＯＦＦを切り替える態様となる。
第１実施形態では、蒸気流量Ｗに含まれる微小な変動（観測ノイズ）を不感帯化するデッドバンド（８％）を設け、調節弁１０６の制御を安定化する。これを実現するために制御回路（図３）の構成には、基本となる関数Ｒ（ｘ）に加え、それにデッドバンド分（８％）だけの距離をおいて平行である関数Ｓ（ｘ）が用いられる。そして調節弁１０６の開度ＭＶの制御は、この２本の平行関数Ｒ（ｘ）とＳ（ｘ）の間を切り替える、つまり、図３の回路上では「Ｒ（ｘ）選択Ｃ３」のＯＮ／ＯＦＦを切り替える態様となる。
【0191】
このとき、（図１５および図１６が示すように、）同じ蒸気流量Ｗの下でも、Ｓ（ｘ）側に選択されて制御されている開度ＭＶは、Ｒ（ｘ）側に選択されて制御されている開度ＭＶより８％大きな値となる。図１５および図１６は、第５実施形態の調節弁１０６の動作を説明するためのグラフである。この過分な８％は、２本の平行関数を導入したために生じるもので、いわば制御安定化の代償である。これが短時間であれば問題はないが、しかし過分な８％の状況が長時間継続する場合は、経済性の不利益が発生する。なぜなら必要流量以上の冷却水Ａ３が調節弁１０６を経由して長時間継続して供給されるからである。
【0192】
（１ｂ）産業プラントの変動期と安定期
第１実施形態の産業プラント１００ａでは、変動するプロセス値として蒸気流量Ｗの事例を取り上げた。産業プラントのなかには、プロセス値が頻繁かつ著しく変動する運転が行われる「変動期」と、プロセス値の変動が少ない「安定期」を交互に繰り返すタイプがある。その一例として火力発電プラントを取り挙げる。
第１実施形態の産業プラント１００ａでは、変動するプロセス値として蒸気流量Ｗの事例を取り上げた。産業プラントのなかには、プロセス値が頻繁かつ著しく変動する運転が行われる「変動期」と、プロセス値の変動が少ない「安定期」を交互に繰り返すタイプがある。その一例として火力発電プラントを取り挙げる。
【0193】
起動過程にある火力発電プラントでは、各種プロセス値（例えば発電量や燃料流量、蒸気の温度、圧力、流量）は大きく変動し、起動中は典型的な「変動期」に該当する。その後、定められた定格出力に電力量が到達すると起動は完了して、通常運転に移行する。通常運転では発電量が一定なので、諸プロセス値の変動も比較的穏やかな「安定期」となる。しかし安定期は長期間続くものではなく、夜間には電力の需要減に応じて発電プラントを停止する。翌朝、電力需給に応じるため火力発電プラントは再び起動を開始し、やがて通常運転に至る。
【0194】
火力発電プラントは、電力需給のバランシングを事由に、変動期と安定期を繰り返す産業プラントであるが、他にもこのような産業プラントは多く存在し、第５実施形態（と第６実施形態）の産業プラント１００ａも変動期と安定期を交互に繰り返す産業プラントである。「安定期」と「変動期」という呼称は、実際の産業界において広く流布され定着している用語ではないが、本明細書では、「安定期」とは産業プラント１００ａの運転において、蒸気流量Ｗが軽微（８％未満）の変動に収まっており、調節弁１０６の開度ＭＶが一定である運転を指す。一方「変動期」とは蒸気流量Ｗが８％以上変動して、デッドバンドは解除されて、調節弁１０６の開度ＭＶが新たに更新（増減）している状況である。
【0195】
本明細書を書き進める上で、安定期と変動期を更に次の（イ）（ロ）（ハ）の３ケースに分けて整理する。
【0196】
（イ）
産業プラント１００ａが安定期にあるときであって、開度ＭＶが関数Ｓ（ｘ）側に従って制御されている状況を、（イ）のケースと定義する。以後、安定期（イ）とも呼ぶ。
産業プラント１００ａが安定期にあるときであって、開度ＭＶが関数Ｓ（ｘ）側に従って制御されている状況を、（イ）のケースと定義する。以後、安定期（イ）とも呼ぶ。
【0197】
図１５は安定期（イ）を可視化したグラフであり、産業プラント１００ａが時刻φにおいて、調節弁１０６の開度ＭＶがＳ（ｘ）に従って制御されている状況が図示されている。時刻φにおける蒸気流量Ｗは３０％であり、開度ＭＶは３８％に制御される（関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８）。そして安定期なので時刻φの先刻からデッドバンドが形成されて、開度ＭＶは３８％の一定値に保持されている。
【0198】
なお、本実施形態では説明を簡単にするため、時刻φおよび時刻λ（図１６）の蒸気流量Ｗは３０％の一定値であると想定する。実際は後述する図１９に示すとおり観測ノイズの影響で、蒸気流量Ｗの数値は軽微に増減を繰り返す。
【0199】
この運転状態の問題を手短に言えば次のとおりである。もし後述（ロ）のように開度ＭＶがＲ（ｘ）に従って制御されていれば、蒸気流量Ｗが３０％に対しては、開度ＭＶは３０％で済む（関数発生器２２５に内蔵するＲ（ｘ）はｙ＝x）。蒸気流量Ｗ３０％に対する開度ＭＶはＲ（ｘ）による３０％で充分であるので、Ｓ（ｘ）による３８％の開度ＭＶは８％分の過大である。このＳ（ｘ）がもたらす過分な８％は、デッドバンド（８％）を導入したことによる代償ではあるが、しかしこの安定状態が長時間継続するとき、Ｓ（ｘ）がもたらす過分な８％開度は、経済性を損なう。なぜなら必要流量以上の冷却水Ａ３が調節弁１０６を経由して長時間継続して供給されるので、経済性の不利益を生じるからである。第５実施形態（および第６実施形態）はこの（イ）のケースにおける問題の是正をするため考案されたものである。
【0200】
（ロ）
産業プラント１００ａが安定期にあるときであって、開度ＭＶが関数Ｒ（ｘ）側に従って制御されている状況を、（ロ）のケースと定義する。これを安定期（ロ）とも呼ぶ。
産業プラント１００ａが安定期にあるときであって、開度ＭＶが関数Ｒ（ｘ）側に従って制御されている状況を、（ロ）のケースと定義する。これを安定期（ロ）とも呼ぶ。
【0201】
Ｒ（ｘ）に従って制御されていれば蒸気流量Ｗ３０％に対しては、開度ＭＶは３０％であり、安定期（イ）のような過分な８％は生じず問題は生じない。なぜなら、第１実施形態は関数Ｒ（ｘ）を基本の関数としており、蒸気流量Ｗが３０％のとき、開度ＭＶは３０％の開度であれば冷却水Ａ３の量としては必要充分であるからである。
【0202】
（ハ）
産業プラント１００ａが変動期にあるケースが、（ハ）である。
産業プラント１００ａが変動期にあるケースが、（ハ）である。
【0203】
この場合、開度ＭＶがＲ（ｘ）側に従っても、Ｓ（ｘ）側に従っていても、いずれも（ハ）に分類される。変動期（ハ）の蒸気流量Ｗは、大きく（８％以上）増減し変動しているので、デッドバンドは解除されて開度ＭＶの制御は、Ｒ（ｘ）線上を上昇する、あるいはＳ（ｘ）線上を降下する、あるいはＲ（ｘ）からＳ（ｘ）に、またはＳ（ｘ）からＲ（ｘ）への切り替えが行われる。第１実施形態等は、この変動期（ハ）における制御安定化のために考案されたものである。
【0204】
因みに変動期（ハ）においても、開度ＭＶがＳ（ｘ）に従って制御されるとき、安定期（イ）と同様に過分な８％開度が生じる。しかし変動期（ハ）では制御安定化が優先されるため、その代償としてこれは容認・正当化される。更には蒸気流量Ｗの増加に反応して、短時間のうちにＳ（ｘ）からＲ（ｘ）への切り替えが行われるために問題にはならない。このように安定期（イ）と変動期（ハ）では、過分な８％開度の評価・取扱いは異なる。
【0205】
（イ）（ロ）（ハ）の説明をまとめると、安定期（イ）のＳ（ｘ）に切り替わった状態で常態化する場合のみに経済的な損失が問題となる。二択ある安定期のうち、開度ＭＶの制御がＳ（ｘ）に従った安定期（イ）で整定するのか、あるいはＲ（ｘ）に従った安定期（ロ）で整定するのかは偶然に依存する。産業プラント１００ａが安定期に入る直前の蒸気流量Ｗの変動の様相に応じて（イ）または（ロ）は決定される。
【0206】
そこで第５実施形態は、関数Ｓ（ｘ）で常態化した安定期（イ）において、これを周期的に関数Ｒ（ｘ）にひき戻して安定期（ロ）にする考案である。
【0207】
（１ｃ）第５実施形態の制御回路
図１７は第５実施形態のプラント制御装置１０１ｂの構成を示す。第５実施形態が制御対象とする産業プラント１００ａは第１実施形態の産業プラント１００ａと同様である。また第５実施形態のプラント制御装置１０１ｂは第１実施形態の図３と同じ構成と作用を有している。本実施形態の作用・効果に影響のある関数発生器２２５、２２６に関し、関数発生器２２５に内蔵するＲ（ｘ）はｙ＝ｘと設定され、関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８と設定される。
図１７は第５実施形態のプラント制御装置１０１ｂの構成を示す。第５実施形態が制御対象とする産業プラント１００ａは第１実施形態の産業プラント１００ａと同様である。また第５実施形態のプラント制御装置１０１ｂは第１実施形態の図３と同じ構成と作用を有している。本実施形態の作用・効果に影響のある関数発生器２２５、２２６に関し、関数発生器２２５に内蔵するＲ（ｘ）はｙ＝ｘと設定され、関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）はｙ＝ｘ＋８と設定される。
【0208】
本実施形態のプラント制御装置１０１ｂには、パルス発生器４０１が追加されている。ここで、パルス発生器４０１の機能と作用を説明する。
【0209】
パルス発生器４０１にはＴ１とＴ２の２つの時間設定が可能である。例えば、Ｔ１には１秒、Ｔ２には６０分の設定がなされている。これよりパルス発生器４０１は６０分（Ｔ２）の周期毎に１秒（Ｔ１）のパルス信号を発生させるように構成されている。１秒のパルス信号はパルス発生器４０１のパルス出力４０１ＯＵＴとして出力される。一番最初に、Ｔ２の６０分タイマが経過して、Ｔ１の１秒パルス（４０１ＯＵＴ）が出力されるときの時刻を、「時刻λ」と呼称し、後述の図１６による作用の説明時に対応がつくよう配慮する。パルス出力の４０１ＯＵＴはＯＲ回路２２０に接続されている。
【0210】
ＯＲ回路２２０は、比較器２０１からのＲ上昇Ｃ１と「蒸気流量Ｗが零」であることのいずれかが成立（ＯＮ）したときだけでなく、４０１ＯＵＴが１秒間出力されたときにも、その出力ＫをＯＮにして出力する。この４０１ＯＵＴは、前回４０１ＯＵＴが１秒間出力されてから現在までに６０分間経過すると出力される。
【0211】
フリップフロップ２２１は、Ｓ（セット）とＲ（リセット）の２つの入力ポートを有している。Ｓの入力ポートには、ＯＲ回路２２０からの出力Ｋが入力される。出力ＫがＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３としてＯＮにして出力する。ＳＷ３は、その後に出力ＫがＯＦＦになった後も（例えば４０１ＯＵＴが１秒のパルスとしてＯＮ出力された後、１秒経過後にＯＦＦになっても）、ＯＮの状態を保持する。ＳＷ３は分岐されて切替器２２２と切替器２２４に取り込まれる。これより、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が成立（ＯＮ）の状態になると、調節弁１０６の開度ＭＶが関数Ｒ（ｘ）に従って制御される状態になる。
【0212】
なおパルス発生器４０１を使用して、４０１ＯＵＴを１秒のパルス化する理由は、もし４０１ＯＵＴが出力中に、同時（偶発的）にＳ降下Ｃ２もＯＮ状態になった場合を想定するものである。すなわち、双方共にＯＮする状況に陥ったときは、Ｓ降下Ｃ２を優先させて、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が不成立（ＯＦＦ）させて、開度ＭＶが関数Ｓ（ｘ）に従って制御される状態にする。そのために敢て４０１ＯＵＴは１秒間しか継続しないパルス信号として生成する。
【0213】
（１ｄ）第５実施形態の作用・効果
時刻φにおいて、図１５は安定期（イ）の関数Ｓ（ｘ）に従って制御されている状況を示しており、蒸気流量Ｗ（x軸）は３０％であり、開度ＭＶは３８％である。これを座標で表現すると（３０％、３８％）となり、この状態が継続している。
時刻φにおいて、図１５は安定期（イ）の関数Ｓ（ｘ）に従って制御されている状況を示しており、蒸気流量Ｗ（x軸）は３０％であり、開度ＭＶは３８％である。これを座標で表現すると（３０％、３８％）となり、この状態が継続している。
【0214】
時刻φの次のサンプリング時刻は時刻λである。そして時刻λは（３０％、３８％）が丁度６０分継続されたタイミングである。時刻λにおいて図１７の制御回路では、パルス発生器４０１のＴ２の６０分が経過して、Ｔ１の１秒間パルスが作動して、４０１ＯＵＴが出力され、その結果、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が成立（ＯＮ）の状態になる。これより開度ＭＶは関数Ｒ（ｘ）に従って制御される切り替え（ひき戻し）が行われる。図１６はこの時刻φから時刻λへの推移を可視化したグラフである。座標は時刻φでの（３０％、３８％）から時刻λの（３０％、３０％）に移行し、開度ＭＶは３０％に低減する。
【0215】
すなわち時刻φにおいて開度ＭＶは、関数Ｓ（３０）＝３８％として与えられているが、これを時刻λにおいて関数Ｒ（３０）＝３０％に切り替える（ひき戻す）。このことを蒸気流量Ｗの記号Ｗを代入して一般化すると、本実施形態は、安定期（イ）が常態化して開度ＭＶがＳ（Ｗ）に切り替わった状態で継続したとき、Ｓ（Ｗ）からＲ（Ｗ）に開度ＭＶを引き戻す（Ｗの値は変わらない）考案である。
【0216】
このＲ（ｘ）へのひき戻しにより時刻φでのＳ（ｘ）による過分の８％は、時刻λでは解消されており、必要流量以上の冷却水Ａ３が供給されることも無くなるので、経済的な損失も解消される。上記の作用・効果は時刻λのときに１回だけ作用するのではない。パルス発生器４０１のＴ２は周期的に６０分毎にカウントアップし、そのとき開度ＭＶが関数Ｓ（ｘ）に従って制御されているときは、それを関数Ｒ（ｘ）に従って制御するように、制御の移行・引き戻しを行う。つまり周期的に６０分毎に開度ＭＶは８％分低減し、調節弁１０６の制御は変動し、産業プラント１００ａの運転状態も変動する。しかし本実施形態は６０分間に一度、調節弁１０６の開度が８％に低減するだけであり、変動期（ハ）のように短時間に頻繁に変動するわけではないので、安定性の面で何ら問題は生じない。時刻λの後は、産業プラント１００ａは安定期（ロ）に移ることになる。
【0217】
因みに安定期（ロ）でも、すなわち開度ＭＶが関数Ｒ（ｘ）に従って制御されているときでも、周期的に６０分毎にパルス発生器４０１からは４０１ＯＵＴのパルスが１秒間出力される。しかしそのときは関数Ｒ（ｘ）の制御が継続されるだけで、問題はない。４０１ＯＵＴが出力されると、関数Ｒ（ｘ）から関数Ｓ（ｘ）に切り替わるようなことはない。
【0218】
経済性をより重視する産業プラント１００ａでは、パルス発生器４０１のＴ２を６０分より短く、例えば４０分や２０分に設定して、関数Ｒ（ｘ）に早くひき戻すことを優先してもよい。
【0219】
（第５実施形態の変形例）
第５実施形態では、関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しで開度ＭＶは８％分低減した。しかし関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）が変わると、Ｒ（ｘ）へのひき戻しによる低減は更に大きな数値となる。
第５実施形態では、関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しで開度ＭＶは８％分低減した。しかし関数Ｒ（ｘ）と関数Ｓ（ｘ）が変わると、Ｒ（ｘ）へのひき戻しによる低減は更に大きな数値となる。
【0220】
このことを、以下第５実施形態の変形例として取り上げ、解説する。本変形例の制御回路の構成は、第５実施形態の図１７に示す構成と同様である。ただし、本変形例の制御回路は、関数発生器２２５に内蔵する関数Ｒ（ｘ）を曲線ｙ＝ｘ２、関数発生器２２６に内蔵する関数Ｓ（ｘ）を曲線ｙ＝ｘ２＋１６ｘ＋６４としている。これらは、第２実施形態に曲線の関数事例として関数Ｒ（ｘ）はｙ＝ｍｘ２＋ｎ、関数Ｓ（ｘ）はｙ＝ｍｘ２＋１６ｍｘ＋ｎ＋６４ｍとして一般化して紹介したものに相当する。ただし、本変形例では係数ｍ＝１、係数ｎ＝０として簡素化して適用している。
【0221】
本変形例の制御回路を第５実施形態と同様に作用させると、時刻φでの座標は（３０％、１４４４％）であり、時刻λでの座標は（３０％、９００％）となる。すなわちＲ（ｘ）へのひき戻しによりＭＶは５４４％も低減し、産業プラントによっては、経済性やその他側面に大きな利得をもたらす。このような５４４％の大規模なＭＶ変動が発生される場合は、制御回路上に変化率制限器を設置して変動を緩慢にする必要も生じる。
【0222】
なお補足であるが、本変形例ではＭＶが１００％を超えることから、調節弁１０６の開度ＭＶではなく、第４実施形態に言及する制御量となる。
【0223】
（第６実施形態）
第５実施形態では、安定期（イ）においての開度ＭＶの制御が関数Ｓ（ｘ）で常態化したときの問題を指摘し、これを関数Ｒ（ｘ）にひき戻すことのねらい・意義を解説した。本実施形態も、第５実施形態と同じ課題を解決する考案であり、適切なタイミングを判断してＲ（ｘ）にひき戻しを行うのは、第５実施形態と同じである。しかし本実施形態では、第５実施形態とは異なる手段・タイミングにより、関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しを行う。
第５実施形態では、安定期（イ）においての開度ＭＶの制御が関数Ｓ（ｘ）で常態化したときの問題を指摘し、これを関数Ｒ（ｘ）にひき戻すことのねらい・意義を解説した。本実施形態も、第５実施形態と同じ課題を解決する考案であり、適切なタイミングを判断してＲ（ｘ）にひき戻しを行うのは、第５実施形態と同じである。しかし本実施形態では、第５実施形態とは異なる手段・タイミングにより、関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しを行う。
【0224】
（１ａ）第５実施形態の問題
第５実施形態では、産業プラント１００ａの安定期で周期的（６０分毎）にパルス発生器４０１からパルスを出力させて、開度ＭＶの制御を関数Ｒ（ｘ）にひき戻すようにした。しかし安定期を予定していた運用計画であっても、産業プラントは常に突発的なイベント（例えば偶発的な故障・事故）が付き物であり、安定期から変動期への移行が想定外に行われる。このことは、６０分周期で巡って来るパルス出力が常に安定期（イ）に出力されるとは限らないことを意味する。最悪のケースでは、激動する変動期（ハ）の最中にパルス出力が発生して、混乱を助長することも否定できない。またもともと運用計画そのものが存在しない産業プラント１００ａも存在する。
第５実施形態では、産業プラント１００ａの安定期で周期的（６０分毎）にパルス発生器４０１からパルスを出力させて、開度ＭＶの制御を関数Ｒ（ｘ）にひき戻すようにした。しかし安定期を予定していた運用計画であっても、産業プラントは常に突発的なイベント（例えば偶発的な故障・事故）が付き物であり、安定期から変動期への移行が想定外に行われる。このことは、６０分周期で巡って来るパルス出力が常に安定期（イ）に出力されるとは限らないことを意味する。最悪のケースでは、激動する変動期（ハ）の最中にパルス出力が発生して、混乱を助長することも否定できない。またもともと運用計画そのものが存在しない産業プラント１００ａも存在する。
【0225】
（１ｂ）第６実施形態の特徴
そこで、本実施形態では、産業プラント１００ａが安定期（イ）／安定期（ロ）／変動期（ハ）となる運用形態を念頭に置きつつ、産業プラント１００ａが安定期（イ）であることを判断するクライテリア（指標）として、調節弁１０６の開度ＭＶに着目する。本実施形態では、調節弁１０６が“実際に”安定制御中かを検知回路で確認して、産業プラント１００ａが安定期（イ）を所定時間継続したかを判断する。そして、産業プラント１００ａが安定期（イ）を所定時間継続したと判断した場合には、Ｓ（ｘ）から関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しを図る。この一連のアクションには希望的観測も一部に混入されており、ある所定期間で安定期（イ）が継続したのであれば、その後もひき続き安定期（イ）が継続されるであろうとの期待の下でＲ（ｘ）へのひき戻しが実施される。
そこで、本実施形態では、産業プラント１００ａが安定期（イ）／安定期（ロ）／変動期（ハ）となる運用形態を念頭に置きつつ、産業プラント１００ａが安定期（イ）であることを判断するクライテリア（指標）として、調節弁１０６の開度ＭＶに着目する。本実施形態では、調節弁１０６が“実際に”安定制御中かを検知回路で確認して、産業プラント１００ａが安定期（イ）を所定時間継続したかを判断する。そして、産業プラント１００ａが安定期（イ）を所定時間継続したと判断した場合には、Ｓ（ｘ）から関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しを図る。この一連のアクションには希望的観測も一部に混入されており、ある所定期間で安定期（イ）が継続したのであれば、その後もひき続き安定期（イ）が継続されるであろうとの期待の下でＲ（ｘ）へのひき戻しが実施される。
【0226】
本実施形態の手法は、実際の弁挙動を確認する分だけ第５実施形態の手法に優り、より確実かつ合理的なアプローチである。しかし、調節弁１０６の安定制御を判断するのは、従来の検知回路では非常に難しい。その理由は観測ノイズを含むことが原因であり、調節弁１０６の開度ＭＶもその影響を受けるからである（後に詳述する）。また、安定期（イ）を判断するクライテリアとして、開度ＭＶに替わり蒸気流量Ｗに着目する案もあるが、同様に観測ノイズの問題により困難である。
【0227】
そこで、本実施形態では、上述のデッドバンドの活用を図る。デッドバンドの形成は、蒸気流量Ｗに観測ノイズがあっても、調節弁１０６の開度ＭＶは一定となる優れた利点・アドバンテージがある。
【0228】
次に説明する図１９は、この構想を平易に解説するためのものである。図１９は、図５の表を延長した表であるが、最初に図５と図１９の取扱い上での相違につき説明する。図５では、ＷもＭＶも小数点以下の数値を省略した「整数」を用いたが、図１９では、ＷもＭＶも小数点以下３位までの「実数」を用いる。その理由は後述する。なお小数点以下３位はあくまでも一例であり、小数点以下２位でも小数点以下４位でもよい。これらは、ＷやＭＶがパーセンテージ（％）で表される場合の小数点以下第Ｎ位（Ｎは１以上の整数）の例である。それ以外の点において、図１９の制御用の制御回路の構成、図５の制御用の制御回路（図３）の構成と同じである。
【0229】
（１ｃ）図１９の説明
図１９は、第１実施形態の図５の表の時刻を未来方向に延長した表である。図５は、「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」における蒸気流量Ｗと開度ＭＶの数値を一覧に纏めた表である。図１９は時刻Ｔに続く「時刻Ｕ、時刻Ｖ、時刻Ｗ、時刻Ｘ、時刻Ｙ、時刻Ｚ」における蒸気流量Ｗと開度ＭＶの数値を纏めた表である。
図１９は、第１実施形態の図５の表の時刻を未来方向に延長した表である。図５は、「時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃ・・・時刻Ｔ」における蒸気流量Ｗと開度ＭＶの数値を一覧に纏めた表である。図１９は時刻Ｔに続く「時刻Ｕ、時刻Ｖ、時刻Ｗ、時刻Ｘ、時刻Ｙ、時刻Ｚ」における蒸気流量Ｗと開度ＭＶの数値を纏めた表である。
【0230】
但し図５の最終時刻である時刻Ｔのみは、図１９にも重複記載されている。図１９（図５）での時刻Ｔでの蒸気流量Ｗは４３％であり、開度ＭＶは４６％である。そして時刻Ｔの次の時刻Ｕに産業プラント１００ａは変動期（ハ）に入り、蒸気流量Ｗは３６．２９３％に低下し、開度ＭＶは４４．２９３％に低減する（関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）は「ｙ＝x＋８」即ち「４４．２９３＝３６．２９３＋８」）。時刻Ｕは変動期（ハ）であり、８％を超える大きな蒸気流量Ｗの変動があったので、デッドバンドは解消されて開度ＭＶはＳ（ｘ）側に切替わり、開度ＭＶは更新（低減）された。
【0231】
次の時刻Ｖからは産業プラント１００ａは安定期（イ）に入る。時刻Ｖにおいて観測ノイズにより蒸気流量Ｗは３７．７５２％と些少に増加するが、しかし開度ＭＶは４４．２９３％を保持する。これは、８％未満の小さな蒸気流量Ｗの変動は、観測ノイズとして取り扱い、このノイズにはデッドバンド（不感帯）を形成して、開度ＭＶを一定に保持する第１実施形態の効果である。
【0232】
次の「時刻Ｗ、時刻Ｘ、時刻Ｙ、時刻Ｚ」も産業プラント１００ａは安定期（イ）を継続する。安定期（イ）の蒸気流量Ｗの値は、全て軽微な凹凸の変動（観測ノイズ）を示すが、ＭＶはデッドバンドが形成されているので、Ｗの凹凸の影響を受けずに４４．２９３％の一定値を保持する。これは前周期でのＭＶが次の周期のＭＶとして踏襲・受け継がれる第１実施形態の効果である。
【0233】
以下、本明細書では最終の時刻Ｚを“現在”と呼称する。すなわち安定期（イ）が継続すると、「現在ＺのＭＶ値」と「過去Ｖの開度ＭＶ」は４４．２９３％で一致する。逆に「現在ＺのＭＶ値」と「過去Ｖの開度ＭＶ」が一致すれば、その間の時刻Ｗ、時刻Ｘ、時刻ＹでのＭＶを見ずとも（関知しなくても）産業プラント１００ａは安定期（イ）を継続したと判断できる。これが本実施形態の着眼点である。なぜなら、もしＷ、Ｘ、Ｙのひとつの時刻でも変動期（ハ）に入ると、そのとき開度ＭＶは４４．２９３％から新しい開度ＭＶに更新される。この場合、「現在ＺのＭＶ値」と「過去Ｖの開度ＭＶ」が小数点３位まで一致する可能性はほぼ零である。
【0234】
また上記文脈より蒸気流量Ｗと開度ＭＶを、「整数」ではなく小数点以下３位の「実数」とする理由も明らかである。それはＷ、Ｘ、Ｙに特異な変動期（ハ）が発生したとき、「現在ＺのＭＶ値」と「過去Ｖの開度ＭＶ」が偶然にも一致してしまう外乱的な事象を避ける為である。ここに言う特異な変動期（ハ）とは、いわゆるＶ字回復と称される、蒸気流量Ｗが一旦急減した後、再び元のレベルまでＷが復帰するような事例であり、ＭＶも元のレベルに復帰する。このとき両ＭＶが整数であると、整数同士はより一致しやすい傾向にある。
【0235】
プロセス値である蒸気流量Ｗが整数であるとは、計測された蒸気流量Ｗの小数点以下の端数を切り捨てて、近似化されるので、そこから生成されるＭＶも近似の整数である。このような近似は計測精度の問題があるので、一般の産業プラントでは行われない。しかし、もし整数が使用された場合は、Ｖ字様の変動期（ハ）を挟んだ前後で、現在のＭＶと過去のＭＶが近似のレベルでたまたま一致するような可能性が出て来る。しかし、小数点３位の実数なら、このようなＶ字回復の前後でも両ＭＶが一致すること先ずない。例えば、現在ＺのＭＶ値と過去ＶのＭＶ値が「４３％」で偶然一致する可能性はあるが、現在ＺのＭＶ値と過去ＶのＭＶ値が「４４．２９３％」で偶然一致する可能性はほぼ零である。
【0236】
最後に、雛型である図１９と本実施形態の実施例（図１８）に関し、補足的な事項に触れて、１ｃの説明を終了する。図１９は「時刻Ｖ、時刻Ｗ、時刻Ｘ、時刻Ｙ、時刻Ｚ」の比較的短時間の５秒間の安定期（イ）を取り扱う事例である。一方、本実施形態の制御回路（図１８）では、より長時間（６００秒間）の安定期（イ）を取り扱う。しかし「現在のＭＶ値」と「過去の開度ＭＶ」が一致すれば、産業プラント１００ａは安定期（イ）を継続したと判断できる根拠・メカニズムは図１９と同じである。
【0237】
（１ｄ）第６実施形態の制御回路
図１８は第６実施形態のプラント制御装置１０１ｃの構成を示す。本実施形態が制御対象とする産業プラント１００ａは、第１実施形態の産業プラント１００ａと同様である。また、本実施形態のプラント制御装置１０１ｃは、第１実施形態の図３と同じ構成と作用を有している。ただし、本実施形態のプラント制御装置１０１ｃは、サンプリング遅延器５００と、判定器５０１と、サンプリング遅延器５１０と、判定器５１１と、ＡＮＤ回路５２０とを備える。
図１８は第６実施形態のプラント制御装置１０１ｃの構成を示す。本実施形態が制御対象とする産業プラント１００ａは、第１実施形態の産業プラント１００ａと同様である。また、本実施形態のプラント制御装置１０１ｃは、第１実施形態の図３と同じ構成と作用を有している。ただし、本実施形態のプラント制御装置１０１ｃは、サンプリング遅延器５００と、判定器５０１と、サンプリング遅延器５１０と、判定器５１１と、ＡＮＤ回路５２０とを備える。
【0238】
サンプリング遅延器５００の機能を説明する。先に説明したサンプリング遅延器２２３は、Ｚ－１の記号で表されており、ある周期における入力を記憶（保存）し、記憶した値を１周期後に出力するように機能する（Lagとして作用する）と記述した。サンプリング遅延器５００はこれに準拠して、Ｚ－３００の記号で表されており、ある周期における入力を記憶（保存）し、記憶した値を３００周期後に出力するように機能する。本実施形態のＤＣＳが採用するプラント制御装置１０１ｃでは、演算周期１秒が採用されている。サンプリング遅延器５００は、切替器２２４からのＭＶを取り込み、それを記憶して３００秒後（３００周期後）にＬＡＧ３００として出力する。
【0239】
判定器５０１は、２つの入力ポートを保有しており、ポートＡは切替器２２４からのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５００からのＬＡＧ３００を取り込む。判定器５０１はポートＡのＭＶとポートＢのＬＡＧ３００の両者の大小関係を判断して、現在のＭＶとＬＡＧ３００（３００秒前のＭＶ）の値が等しいとき５０１ＯＵＴをＯＮとして出力する。すなわち図１９で説明した「現在のＭＶ値と過去（３００秒前）の開度ＭＶが一致する」とき、開度ＭＶは安定制御中と判断する検知回路をこのように構成している。５０１ＯＵＴはＡＮＤ回路５２０に取り込まれる。
【0240】
サンプリング遅延器５１０はＺ－６００の記号で表されており、サンプリング遅延器５００の機能に準拠して、ある周期における入力を記憶（保存）し、記憶した値を６００周期後に出力するように機能する。サンプリング遅延器５１０は、切替器２２４からのＭＶを取り込み、それを記憶して６００秒後（６００周期後）にＬＡＧ６００として出力する。
【0241】
判定器５１１は、２つの入力ポートを保有しており、ポートＡは切替器２２４からのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５１０からのＬＡＧ６００を取り込む。判定器５１１はポートＡのＭＶとポートＢのＬＡＧ６００の両者の大小関係を判断して、現在のＭＶとＬＡＧ６００（６００秒前のＭＶ）の値が等しいとき５１１ＯＵＴをＯＮとして出力する。すなわち図１９で説明した「現在のＭＶ値と過去（６００秒前）の開度ＭＶが一致する」とき、開度ＭＶは安定制御中と判断する検知回路をこのように構成している。５１１ＯＵＴはＡＮＤ回路５２０に取り込まれる。
【0242】
ＡＮＤ回路５２０は５０１ＯＵＴと５１１ＯＵＴの双方がＯＮになったことを判断して、安定中Ｃ４を出力する。ＡＮＤ回路５２０から出力される安定中Ｃ４はＯＲ回路２２０に接続されている。ＯＲ回路２２０は、比較器２０１からのＲ上昇Ｃ１と「蒸気流量Ｗが零」であることのいずれかが成立（ＯＮ）したときだけでなく、安定期Ｃ４が出力されたときにも、その出力ＫをＯＮにして出力する。３００秒前という過去の時点と、６００秒前という過去の時点は、過去の１つ以上の時点の例である。また、ＭＶは、産業プラント１００ａの運転に関する指標量の例である。現在のＭＶと比較される過去のＭＶの個数は、本実施形態では２つ（６００秒前のＭＶと３００秒前のＭＶ）であるが、３つ以上でもよいし、１つのみでもよい。
【0243】
フリップフロップ２２１は、Ｓ（セット）とＲ（リセット）の２つの入力ポートを有している。Ｓの入力ポートには、ＯＲ回路２２０からの出力Ｋが入力される。出力ＫがＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３としてＯＮにして出力する。ＳＷ３は分岐されて切替器２２２と切替器２２４に取り込まれる。これより、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３が成立（ＯＮ）の状態になると、調節弁１０６の開度ＭＶが関数Ｒ（ｘ）に従って制御される状態になる。
【0244】
（１ｅ）第６実施形態の作用・効果（その１）
本実施形態の図１８の制御回路につき、下記の時刻θ、時刻σ、および時刻μの３つの時刻に分けて、作用・効果の（その１）を説明する。
本実施形態の図１８の制御回路につき、下記の時刻θ、時刻σ、および時刻μの３つの時刻に分けて、作用・効果の（その１）を説明する。
【0245】
i）時刻θ
時刻θにおいて、産業プラント１００ａは安定期（イ）に入る。つまり時刻θは図１９での時刻Ｖに相当する。時刻θにおける蒸気流量Ｗは４２．７３５％であり、ＭＶはＳ（ｘ）に従って制御されているので５０．７３５％（関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）は「ｙ＝ｘ＋８」すなわち「５０．７３５＝４２．７３５＋８」）である。時刻θの時点からＳ（ｘ）に切り替わった状態となり、８％過分なＭＶとなるので、経済的な損失問題は、時刻θから発生し始める。
時刻θにおいて、産業プラント１００ａは安定期（イ）に入る。つまり時刻θは図１９での時刻Ｖに相当する。時刻θにおける蒸気流量Ｗは４２．７３５％であり、ＭＶはＳ（ｘ）に従って制御されているので５０．７３５％（関数発生器２２６に内蔵するＳ（ｘ）は「ｙ＝ｘ＋８」すなわち「５０．７３５＝４２．７３５＋８」）である。時刻θの時点からＳ（ｘ）に切り替わった状態となり、８％過分なＭＶとなるので、経済的な損失問題は、時刻θから発生し始める。
【0246】
時刻θでは安定期（イ）を開始したばかりなので、時刻θの３００秒前の過去の時点でのＭＶは５０．７３５％とは相違する値であり、判定器５０１の出力である５０１ＯＵＴはＯＦＦである。同様の理由で判定器５１１の出力である５１１ＯＵＴもＯＦＦである。時刻θ以後も安定期（イ）を継続するので、蒸気流量Ｗは軽微の増減（凹凸）を示す。しかしデッドバンドが形成されるＭＶは５０．７３５％の一定値が維持される。
【0247】
ii）時刻σ
時刻σは、時刻θより３００秒経過した時点（サンプリング周期）であり、産業プラント１００ａは安定期（イ）が継続されている。サンプリング遅延器５００は、切替器２２４からの時刻θのＭＶを取り込み記憶して、３００秒後である時刻σにＬＡＧ３００として５０．７３５％を出力する。判定器５０１においては、ポートＡは切替器２２４から時刻σのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５００からのＬＡＧ３００を取り込む。ポートＡのＭＶとポートＢのＬＡＧ３００は共に５０．３７５％で一致するので判定器５０１は５０１ＯＵＴをＯＮとして出力する。５０１ＯＵＴはＡＮＤ回路５２０に取り込まれる。時刻σ以後も５０１ＯＵＴはＯＮを継続する。
時刻σは、時刻θより３００秒経過した時点（サンプリング周期）であり、産業プラント１００ａは安定期（イ）が継続されている。サンプリング遅延器５００は、切替器２２４からの時刻θのＭＶを取り込み記憶して、３００秒後である時刻σにＬＡＧ３００として５０．７３５％を出力する。判定器５０１においては、ポートＡは切替器２２４から時刻σのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５００からのＬＡＧ３００を取り込む。ポートＡのＭＶとポートＢのＬＡＧ３００は共に５０．３７５％で一致するので判定器５０１は５０１ＯＵＴをＯＮとして出力する。５０１ＯＵＴはＡＮＤ回路５２０に取り込まれる。時刻σ以後も５０１ＯＵＴはＯＮを継続する。
【0248】
しかし後述する時刻θの６００秒前の過去の時点でのＭＶは５０．７３５％とは相違する値であり、判定器５１１の出力である５１１ＯＵＴはＯＦＦのままなので、ＡＮＤ回路５２０は成立せず、その出力の出力である安定期Ｃ４も成立しない。その結果、Ｒ（ｘ）のひき戻しも行われず、産業プラント１００ａの運転状態には何らの変化をもたらさない。この時刻σにおけるＬＡＧ３００や５０１ＯＵＴの意義は、いわゆる“念押し”の採用である。時刻σは時刻θと現在（後述の時刻μ）の丁度中間点であり、そのときにも安定期（イ）が継続されていることを、念押しで確認する役割を担う。
【0249】
iii）時刻μ
時刻μは、時刻θより６００秒経過した時点（サンプリング周期）であり、産業プラント１００ａは安定期（イ）が継続されている。以下、本明細書では時刻μを「現在」、時刻θを「６００秒前の過去」とも表記する。時刻μにおける蒸気流量Ｗは、観測ノイズを受けて４２．６１５％と軽微に変動した値であり、開度ＭＶは５０．７３５％の一定値にある。サンプリング遅延器５１０は、切替器２２４からの時刻θのＭＶを取り込み記憶して、６００秒後である時刻μにＬＡＧ６００として５０．７３５％を出力する。判定器５１１は、ポートＡは切替器２２４から時刻μのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５１０からのＬＡＧ６００を取り込む。ポートＡのＭＶとポートＢのＬＡＧ６００は共に５０．３７５％で一致するので、５１１ＯＵＴをＯＮとして出力する。すなわち「現在のＭＶ」と「６００秒前の過去のＭＶ」が一致するので、時刻θから現在（時刻μ）までの６００秒間は、産業プラント１００ａは安定期（イ）が継続されたと判断できる。
時刻μは、時刻θより６００秒経過した時点（サンプリング周期）であり、産業プラント１００ａは安定期（イ）が継続されている。以下、本明細書では時刻μを「現在」、時刻θを「６００秒前の過去」とも表記する。時刻μにおける蒸気流量Ｗは、観測ノイズを受けて４２．６１５％と軽微に変動した値であり、開度ＭＶは５０．７３５％の一定値にある。サンプリング遅延器５１０は、切替器２２４からの時刻θのＭＶを取り込み記憶して、６００秒後である時刻μにＬＡＧ６００として５０．７３５％を出力する。判定器５１１は、ポートＡは切替器２２４から時刻μのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５１０からのＬＡＧ６００を取り込む。ポートＡのＭＶとポートＢのＬＡＧ６００は共に５０．３７５％で一致するので、５１１ＯＵＴをＯＮとして出力する。すなわち「現在のＭＶ」と「６００秒前の過去のＭＶ」が一致するので、時刻θから現在（時刻μ）までの６００秒間は、産業プラント１００ａは安定期（イ）が継続されたと判断できる。
【0250】
そして本実施形態では、それまで安定期（イ）が６００秒間継続されたのであれば、それ以後も安定期（イ）は継続するであろうと判断する。これは希望的観測ではあるが、充分に合理的で妥当な判断である。よってこの判断に基づき開度ＭＶはＳ（ｘ）からＲ（ｘ）のひき戻しを開始する。すなわち５１１ＯＵＴはＡＮＤ回路５２０に取り込まれ、５０１ＯＵＴは時刻σ以後にＯＮを継続中なので（より正確に表現するとＬＡＧ６００が成立するときは必ずＬＡＧ３００も成立し、すなわち５１１ＯＵＴが成立するときは、必ず５０１ＯＵＴも成立する）、ＡＮＤ回路５２０は５０１ＯＵＴと５１１ＯＵＴの両方が成立したことにより、安定期Ｃ４をＯＮにして出力する。
【0251】
ＯＲ回路２２０は、安定期Ｃ４を取り込み、その出力ＫをＯＮにして出力する。出力ＫがＯＮしたとき、フリップフロップ２２１は、Ｒ（ｘ）選択Ｃ３をＳＷ３としてＯＮにして出力する。これにより第５実施形態の図１７の作用と同様に、開度ＭＶは関数Ｒ（ｘ）に従って制御される切り替え（ひき戻し）が行われる。
【0252】
時刻μにおける蒸気流量Ｗは、４２．６１５％であるから、ＭＶはＲ（ｘ）に従って制御されて４２．６１５％（関数発生器２２５に内蔵するＲ（ｘ）はｙ＝x）になる。すなわち時刻μにおいて、ＭＶは５０．７３５％から４２．６１５％に低減する。厳密な低減分は５０．７３５－４２．６１５の差分である８．１２％の低減である。このＲ（ｘ）へのひき戻しにより、時刻θから続いたＳ（ｘ）による８％過分のＭＶは、時刻μでは解消されており、必要流量以上の冷却水Ａ３が供給されることも無くなるので、経済的な損失も解消される。ひき戻し後の産業プラント１００ａは安定期（ロ）に入る。
【0253】
上記の作用・効果は時刻μのときに１回だけ作用するのではなく、爾後「現在のＭＶ」と「６００秒前の過去のＭＶ」が一致するとき且つ、前回のひき戻しから少なくとも６００秒が経過た後には、いつでも開度ＭＶは関数Ｒ（ｘ）への切り替え（ひき戻し）が行われる。むろん本実施形態が期待するのは、産業プラント１００ａが安定期（ロ）から変動期（ハ）を経て、再び安定期（イ）に移行し、それが６００秒間継続したとき、次に関数Ｒ（ｘ）へひき戻しが行われることである。
【0254】
因みに、安定期（ロ）の最中でも、すなわち、開度ＭＶが関数Ｒ（ｘ）に従って制御されている安定期のときでも、「現在のＭＶ値」と「６００秒前の過去の開度ＭＶ」は一致するので、同様にＲ（ｘ）にひき戻す出力ＫはＯＮする。しかし、そのときは関数Ｒ（ｘ）の制御が継続されるだけで、特に問題は生じない。
【0255】
安定性をより重視する産業プラント１００ａで、安定期（イ）が６００秒継続する度に調節弁１０６の開度ＭＶが低減すると、プラント運転の安定性に支障があると判断される場合を想定する。この場合、サンプリング遅延器５１０の設定値を６００秒より長く、例えば９００秒とか１２００秒に設定して、関数Ｒ（ｘ）へひき戻す頻度・タイミングを調整してもよい。
【0256】
（１ｆ）第６実施形態の作用・効果（その２）
１ｅ（その１）では、安定期（イ）が６００秒間継続されたと判断し、Ｒ（ｘ）のひき戻しを行うケースを説明した。１ｆ（その２）では、その逆で安定期（イ）は６００秒間継続することなく、Ｒ（ｘ）のひき戻しを行わないケースを取り扱う。
１ｅ（その１）では、安定期（イ）が６００秒間継続されたと判断し、Ｒ（ｘ）のひき戻しを行うケースを説明した。１ｆ（その２）では、その逆で安定期（イ）は６００秒間継続することなく、Ｒ（ｘ）のひき戻しを行わないケースを取り扱う。
【0257】
１ｆ（その２）では、図１８の制御回路について、「時刻θ」と「時刻σ’」の２つの時刻に分けて説明する。時刻θでの運転・制御状況は１ｅ（その１）と同じである。そして時刻σ’においては産業プラント１００ａは変動期（ハ）に移行する。
【0258】
i）時刻θ
時刻θにおいて、産業プラント１００ａは安定期（イ）に入る。つまり時刻θは図１９での時刻Ｖに相当する。時刻θにおける蒸気流量Ｗは４２．７３５％であり、ＭＶはＳ（ｘ）に従って制御されているので５０．７３５％である。時刻θ以後も安定期（イ）は継続される（但し６００秒間ではなく２９９秒間継続される）。
時刻θにおいて、産業プラント１００ａは安定期（イ）に入る。つまり時刻θは図１９での時刻Ｖに相当する。時刻θにおける蒸気流量Ｗは４２．７３５％であり、ＭＶはＳ（ｘ）に従って制御されているので５０．７３５％である。時刻θ以後も安定期（イ）は継続される（但し６００秒間ではなく２９９秒間継続される）。
【0259】
ii）時刻σ’
時刻σ’は、時刻θより３００秒経過した時点（サンプリング周期）であり産業プラント１００ａは変動期（ハ）に入り、蒸気流量Ｗは３２．４６７％に低下し、開度ＭＶは４０．４６７％に更新（低減）する。繰り返し述べるように、開度ＭＶが更新されると、更新前と更新後のＭＶが小数点３位のレベルで一致することはほぼ無い。すなわち図１８においてサンプリング遅延器５００は、切替器２２４からの時刻θのＭＶを記憶しており、３００秒後の時刻σ’においてＬＡＧ３００として（更新前の）５０．７３５％を出力する。
時刻σ’は、時刻θより３００秒経過した時点（サンプリング周期）であり産業プラント１００ａは変動期（ハ）に入り、蒸気流量Ｗは３２．４６７％に低下し、開度ＭＶは４０．４６７％に更新（低減）する。繰り返し述べるように、開度ＭＶが更新されると、更新前と更新後のＭＶが小数点３位のレベルで一致することはほぼ無い。すなわち図１８においてサンプリング遅延器５００は、切替器２２４からの時刻θのＭＶを記憶しており、３００秒後の時刻σ’においてＬＡＧ３００として（更新前の）５０．７３５％を出力する。
【0260】
判定器５０１は、時刻σ’においてポートＡは切替器２２４からのＭＶを取り込み、ポートＢはサンプリング遅延器５００からのＬＡＧ３００を取り込む。ポートＡのＭＶ（４０．４６７％）とポートＢのＬＡＧ３００（５０．７３５％）は一致しないので、判定器５０１は５０１ＯＵＴを不成立としてＯＦＦとして出力する。つまり時刻σ’を「現在」、時刻θを「３００秒前の過去」と表記すれば、「現在のＭＶ」と「３００秒前の過去のＭＶ」は不一致である。従って時刻θから現在（時刻σ’）までの３００秒間は、産業プラント１００ａの安定期（イ）は継続されていないと判断する。
【0261】
そして「現在のＭＶ」と「３００秒前の過去のＭＶ」が不一致であれば、「現在のＭＶ」と「６００秒前の過去のＭＶ」も一致しない。この状況を判断して産業用プラント１００ａは当面、変動期（ハ）が続くことを警戒して、不安定さを助長するＲ（ｘ）のひき戻しを差し控える（実施しない）。そして、産業用プラント１００ａが安定期（イ）に移行して再び「現在のＭＶ」と「６００秒前の過去のＭＶ」が一致するのを待って、開度ＭＶは関数Ｒ（ｘ）へのひき戻しを行う。このように「現在のＭＶ」と「過去のＭＶ」の一致を確認する検知法であれば、産業用プラント１００ａの変動期（ハ）やそれに類する不安定な運転状態も簡単に判断することが可能である。
【0262】
（１ｇ）第６実施形態の考察
第６実施形態の課題は、産業プラント１００ａが安定期（イ）にあることを見定めることであり、そのクライテリア（指標）として調節弁１０６の開度ＭＶに着目して、調節弁１０６の安定性を判定する。この安定性を判定する観点では、本実施形態のように開度ＭＶが一定値に保たれることは、確実で最善な指標となる。
第６実施形態の課題は、産業プラント１００ａが安定期（イ）にあることを見定めることであり、そのクライテリア（指標）として調節弁１０６の開度ＭＶに着目して、調節弁１０６の安定性を判定する。この安定性を判定する観点では、本実施形態のように開度ＭＶが一定値に保たれることは、確実で最善な指標となる。
【0263】
しかし従来技術では開度ＭＶは常時変動しているので、最善に替わる“次善の指標”が求められる。しかし後述するように次善の指標は、それが示唆するランキング（二番目に良い）とは裏腹にその取扱いは難儀を極める。幸甚にも図１８は、そのような難儀さとは無縁であり、開度ＭＶは一定値という最善の指標となるので、検知回路は極くシンプルである。そのため図１８の安定性の検知部は、サンプリング遅延器５００と判定器５０１とＡＮＤ回路５２０とサンプリング遅延器５１０と判定器５１１の５個のマクロによる簡素な検知回路で構成される。このシンプルな検知回路で産業プラント１００ａの安定期（イ）を見定めできることは、本実施形態の卓越性である。これは上述のデッドバンドの効用であることは、繰り返し述べてきたとおりである。
【0264】
以下、このシンプルさと効用を、従来技術との比較を通じて考察する。
【0265】
従来技術ではデッドバンドを使用しないので、それがどのような制御方式でも、開度ＭＶは蒸気流量Ｗの観測ノイズ（凹凸）の影響を受ける。その結果、開度ＭＶも変動して凹凸を常に繰り返す。では６００秒間に渡り凹凸に動揺するＭＶの安定性を判断するにはどうすればよいのか？一例としては、６００個の全サンプル（６００秒間の全ＭＶ）を記憶し、その凸の最大値と凹の最小値を選択し、これら両者の偏差に着目するという案が考えられる。すなわち同偏差が軽微な許容値内に収まるときに、産業プラント１００ａは安定期（イ）であると判断する。逆に当該許容値を超えたとき、安定期（イ）ではないと判断する。凹凸に動揺する場合の安定性判断は、ここに記すようにエレガントさからほど遠い。これが先述した次善の指標となるが、この指標が難儀なことは想像に難くない。例えば“安定”と判断するに相応しい軽微な偏差とは幾らか？という初歩的な段階で既につまずく。更に言えば全サンプル数の６００個を調査対象することは愚直である。サンプル数が増加するケースでは、このやり方では重すぎて収拾がつかない。
【0266】
この重苦しい従来技術と比較すれば図１８（本実施形態）は軽快である。時刻θと時刻σと時刻μの３つＭＶ（サンプル）だけをを調査対象とすればよく、残りの５９７個のサンプルには関知しなくてもよいことは既に図１９にて解説済である。更に言えば時刻σは単なる念押しの脇役である。よって（事実上は）図１８の判定器５１１は、「時刻θのＭＶ」と「時刻μのＭＶ」の２つのサンプルが一致するとき、安定期（イ）が６００秒間継続したと判断できる。逆に安定期（イ）が６００秒間続くからこそ、「時刻θのＭＶ」と「時刻μのＭＶ」は一致するとも導ける。
【0267】
つまり「θとμの両ＭＶが一致する」という命題と「安定期（イ）が６００秒間継続する」という命題は、論理学で言う必要充分条件の関係を満たしているともいえる。だから第６実施形態は、産業プラント１００ａが６００秒間に渡り安定期（イ）にあるかという難しい命題を、「θとμの両ＭＶが一致するか」という簡単な命題に置き換えて、課題を克服しているのである。
【0268】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法、およびプラントは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法、およびプラントの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【0269】
１００ａ、１００ｘ、１００ｙ：産業プラント、
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｘ、１０１ｙ、１０１ｚ：プラント制御装置、
１０２：ボイラ、１０３：減温器、１０４：容器、
１０５：電磁弁、１０６：調節弁、
２００：減算器、２０１：比較器、２０２：切替器、
２１１：比較器、２１２：切替器、
２２０：ＯＲ回路、２２１：フリップフロップ、２２２：切替器、
２２３：サンプリング遅延器、２２４：切替器、
２２５：関数発生器、２２６：関数発生器、
３００：切替器、３０１：設定器、３０２：設定器、
３０３：加算器、３０４：比較器、
３１０：切替器、３１１：設定器、３１２：設定器、
３１３：減算器、３１４：比較器、
４０１：パルス発生器、
５００：サンプリング遅延器、５０１：判定器、
５１０：サンプリング遅延器、５１１：判定器、５２０：ＡＮＤ回路、
ＦＳ－１：流量計
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｘ、１０１ｙ、１０１ｚ：プラント制御装置、
１０２：ボイラ、１０３：減温器、１０４：容器、
１０５：電磁弁、１０６：調節弁、
２００：減算器、２０１：比較器、２０２：切替器、
２１１：比較器、２１２：切替器、
２２０：ＯＲ回路、２２１：フリップフロップ、２２２：切替器、
２２３：サンプリング遅延器、２２４：切替器、
２２５：関数発生器、２２６：関数発生器、
３００：切替器、３０１：設定器、３０２：設定器、
３０３：加算器、３０４：比較器、
３１０：切替器、３１１：設定器、３１２：設定器、
３１３：減算器、３１４：比較器、
４０１：パルス発生器、
５００：サンプリング遅延器、５０１：判定器、
５１０：サンプリング遅延器、５１１：判定器、５２０：ＡＮＤ回路、
ＦＳ－１：流量計
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】