制御の遅れ

質問

タンクのレベコンをコントロールバルブで制御するのに直近で制御させた場合と100Ｍ離したところで制御させた場合、目標に対してどのくらい遅れが生じるのでしょうか？
配管は8Ｂ、水、圧力は1ＭＰＡ程です。この当たりの話が弱いためちんぷんかんぷんです。よろしくお願いします

回答No.4

noname#194996

NO.3です。
バルブとタンクの間の８B管に水が詰まっていれば基本的に制御遅れはないのではないでしょうか。注意点はバルブから水源方向へのウォーターハンマー現象を防ぐような対策を工夫するということ位しか思い浮かばないですね。

ご参考になれば。

回答No.3

noname#194996

システム全体の内容が不明ですし、目標とか何を遅れと称しておられるのか、それに何を１００ｍ離して設置するのかなどが書かれていないので、詳細の検討は出来ません。
一般にタンク内のレベルコントロールは、下位のセンサー、上位のセンサーで常時水位を監視して、下位以下になればバルブから補充充填し、上位に戻ればバルブを閉じるというシステムになります。こういったシステムで遅れが問題になる場合といえば、何らかの事情でタンクの水位を極力一定値に留めたいという場合があります。上下位置を可能な限り狭くして下位を過ぎれば極力早く補充する、上位に来ると即閉じる、ということでしょうか。目標というのはその中間レベルということなら制御の遅れは問題になるかもしれません。

一般にどんなレベルコントロールも大抵はセンサーの時点で電気信号に変換し、制御装置に伝えますので装置との距離は問題にはなりません。システムでの遅れ要素はひとつは制御方法によりますが、シーケンサー（を使っているとすれば）のスキャンタイム（１～５ｍｓくらい？）と、やはりバルブの反応速度でしょうか。配管が８Ｂでしたら電磁バルブなら１００ｍｓ以下、モーターバルブなら０．５sec 以内には全開になるだろうと思いますが、微妙な水位を制御したいのならやはりサーボバルブで開閉の速さとともに、流量のコントロールも出来るようにすればいいのではないでしょうか。反応スピードは各段に良くなると思います。もちろん水位を連続的にセンシングする必要もありますし、制御も単純なon of　制御ではだめですが。

ご参考まで。

補足

すみません。書き方が悪かったです。センサー自体はタンク内にありますが、そのタンク内に入る水(流量)を制御するCVがタンク付近にあるか、タンクから100m離れた地点にあるかという意味でした。
つまりリアルタイムで制御しており、目標値に対して流量を増加させなければいけない場合、100ｍ離れていることにより、タンク内での流量変化(水位変化)が100m分は離れていることにより、どのくらいの遅れが生じるか知りたかったのが質問の意図でした。１００ｍは離れていることでハンチング等を起こす可能性もあるかなと思いまして。

回答No.2

tadys

この質問の内容では正確な答えは無理です。
コントロールバルブは何処に付いていて、何を制御しているのですか？
レベルをセンスするセンサーは何処に付いているのですか？
制御装置は何処に付いているのですか？
目標値を設定する入力装置は何処に付いているのですか？
遅れと言うのはレベルが変化した時の応答時間ですか、それとも目標値を変えたときの応答時間ですか？

仮にバルブとセンサーがタンク直近に付いているとしたら遅れはほとんどないでしょう。
遅れ量は、センサーの応答時間＋センサーと制御装置の間を信号が通過する時間＋制御装置内の遅れ＋制御装置とバルブの間を信号が通過する時間バルブの応答時間＋タンク、配管の応答時間です。
信号が通過する時間は100ｍ程度では無視できるでしょう。おそらく１us以下です。
入力装置だけが離れている場合、例えば地球の裏側だとしても数秒でしょう。（衛星中継での遅れ時間程度）

センサーがタンクから離れているのは考えにくいです。
バルブが100ｍ離れている場合は、バルブが応答してからレベルが変化し始めるまでの時間は100ｍの距離の水を音波が伝わる速さです。
水中の音速を1500ｍ／ｓとすると67ms程度です。

以上の話は、目標が変化したときにレベルが変化し始めるまでの時間です。
目標が変化したときにレベルが目標値に到達するまでの時間とは別です。
目標値に到達するまでの時間についてはシステムの応答速度や制御方式で変わります。
応答速度が遅ければ時間がかかるし、速ければ短時間で目標に到達します。
制御が単純な比例制御で有れば原理的には無限の時間がかかります。
応答が不安定で有ればいつまでたっても目標に到達しません。（発振する）

直近での制御の応答が分からなければ話にならないが、100ｍ程度では大きな影響は無いでしょう。

補足

すみません。書き方が悪かったです。センサー自体はタンク内にあり、中央の制御盤でレベル信号を読み取ってそのタンク内に入る水(流量)を制御するCVへ命令をおくるシステムです。
リアルタイムで制御して、目標値に対して流量を増加させなければいけない場合、100ｍ離れていることにより、タンク内での流量変化(水位変化)が100m分離れていることにより、どのくらいの遅れが生じるか知りたかったのが質問の意図でした。(通信というよりバルブが開いてからの目標のレベルまでの遅れ。)
１００ｍは離れていることでハンチング等を起こす可能性もあるかなと思いまして。

回答No.1

misawajp

流量変化が100ｍを伝わる分遅延します（これは制御システムの遅れではなく、設備とその配置による遅れです)　
制御装置をどこに設置しても設置場所による影響は無視できます（東京の制御装置で鹿児島にある装置を制御することも、適正に設計すれば実用可能です）

水の一般的な流速は1m/s程度　速くても数m/sで設計します

レベル変化の周期が数分になるでしょう、レベル変化が許容できなければできるだけ近くに設置することです

高度な制御理論を駆使して制御する　なんてことを主張する方もいますが
システムとして安定した系にすることが基本です
on/of制御ならば遅れ時間の影響で溢れたり空になったりしないレベルを設定すればそれなりに動作します

制御精度を向上させるには、まず装置と設置、次にセンサ　最後が制御方式です