CN102880201A - 控制装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制装置以及控制方法，能减少在设定值变更时在控制单元与其以外的单元之间进行的信号传递的频率，且能使得各控制回路的控制量达到设定值的时间基本相同。控制装置包括：升温时间推定部（1），在多个控制回路（Li）的设定值（SPi）被变更时，推定将各控制回路的操作量输出上限值（OHi）设为规定输出上限值（MOi）时的各控制回路的控制量（PVi）达到设定值（SPi）所需的升温时间（TL）；必要输出推定部（2），对于每个控制回路推定控制量(PVi）以升温时间（TL）达到设定值（SPi）所需的操作量输出（MUi）；输出上限设定部（3），将操作量输出（MUi）暂时设定为各控制回路的操作量输出上限值（OHi）；和针对各控制回路设置的控制部（5-i）。

Description

控制装置以及方法
技术领域
本发明涉及一种具有多个控制回路的多回路控制系统的控制装置以及控制方法，尤其涉及进行控制使得在设定值变更时各控制回路的控制量达到变更后的设定值的时间基本相同的技术。
背景技术
以往，作为具有多个控制回路的加热装置的1例，已知有图5所示的氧化扩散炉。在氧化扩散炉100内的石英管104的内部，搬入有硅片105。温度传感器102-1～102-3分别对由加热器103-1～103-3加热的控制区域Z1～Z3的温度PV进行测量。调节计101-1～101-3分别计算出操作量MV以使得由温度传感器102-1～102-3测量的温度PV与温度设定值SP一致，并将操作量MV输出至加热器103-1～103-3。这样，通过对被导入氧化扩散炉100内的石英管104内的氧气和硅片105进行加热，在硅片105的表面形成氧化膜。在该图5所示的加热装置中，形成有3个对各调节计101-1～101-3分别所对应的控制区域Z1～Z3的温度PV进行控制的控制回路。
采用以上那样的具有多个控制回路的加热装置的话，同时进行各控制区域的升温时，由于控制回路间的温度干涉，在温度先上升的控制回路中产生过冲，得到控制的稳定状态为止的时间变长，有损于装置运转效率。
因此，提出有一边依次掌握控制的状况一边进行设定值SP逐步提高的动作（使设定值SP一点点地上升的动作）的控制方法（参照专利文献1）。采用该专利文献1所揭示的控制方法，计算出升温最慢的第1控制回路的阶跃响应的进度，根据阶跃响应的进度对其他的控制回路的设定值SP进行修正，以使得第1控制回路以外的其他的控制回路的温度与第1控制回路的温度同步地自动变化。
在实现这样的控制方法的情况下，作为计算各控制回路的操作量MV的PID控制运算单元，就照样采用设置在加热装置中的通常的调节计等，大多利用调节计以外的上位控制器作为修正设定值SP的SP运算单元。因此，只要是加热控制，在升温过程中就需要持续地从各PID控制运算单元向SP运算单元传达控制量PV，还需要从SP运算单元向各PID控制运算单元传达设定值SP。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献】日本专利第3798607号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所揭示的控制方法的情况下，存在以下的问题，即，在升温过程的中途在PID控制运算单元（例如调节计）与SP运算单元（例如上位控制器）的信号传递功能上产生了异常的时候，需要不得已地返回至通常的控制动作、或者中断升温自身，无论如何都不能继续进行所预定的控制动作。
另外，以上那样的问题点并不限于升温控制，例如在降温控制或压力控制中也同样产生这样的问题。
本发明正是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供一种如下这样的控制方法以及装置，其在设定值变更时能够减少在控制运算单元与该控制运算单元以外的单元之间进行的信号传递的频率，且能够进行控制以使得各控制回路的控制量达到变更后的设定值的时间基本一致。
解决课题的手段
本发明的控制装置，其特征在于，具有：控制量变化时间推定单元，所述控制量变化时间推定单元在多个控制回路Li的设定值SPi同时被变更了时，推定将各控制回路Li的操作量输出上限值OHi设定为规定输出上限值MOi时各控制回路Li的控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间，其中i＝1～n；必要输出推定单元，所述必要输出推定单元对于每个控制回路Li推定控制量PVi以各控制回路Li共同的所述控制量变化时间达到设定值SPi所需要的操作量输出MUi；输出上限设定单元，所述输出上限设定单元将所述操作量输出MUi暂时设定为各控制回路Li的操作量输出上限值OHi；和控制单元，所述控制单元对应每个控制回路Li而设置，所述控制单元将设定值SPi和控制量PVi作为输入通过控制运算算出操作量MVi，执行将操作量MVi限制在所述操作量输出上限OHi以下的上限处理，将上限处理后的操作量MVi输出给相对应的控制回路Li的控制驱动器。
又，本发明的控制装置的一个构成例，其特征在于，还具有输出上限恢复单元，所述输出上限恢复单元判断控制量变化的经过，使各控制回路Li的操作量输出上限值OHi恢复到规定输出上限值MOi。
又，本发明的控制装置的一个构成例，其特征在于，所述控制量变化时间推定单元具有：控制量变更量算出单元，其对于每个控制回路Li计算出伴随着设定值SPi的变更的控制量PVi的变更量ΔPVi；控制量变化速率算出单元，其对于每个控制回路Li计算出从当前的操作量MVi的状态将操作量MVi设为规定输出上限值MOi时的控制量PVi的变化速率THi；时间算出单元，其根据所述变化速率THi和变更量ΔPVi，对于每个控制回路Li计算出从当前的操作量MVi的状态将操作量MVi设为规定输出上限值MOi时控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间；和最大值选出单元，其选出每个控制回路Li的控制量变化时间中的最大值作为各控制回路Li共同的控制量变化时间。
又，本发明的控制装置的一个构成例，其特征在于，所述设定值SPi是温度设定值，所述控制量PVi是温度，所述设定值SPi的变更是使所述控制量PVi向升温方向变化的变更，所述控制量变化时间是升温时间。
又，本发明的控制方法，其特征在于，包括：控制量变化时间推定步骤，所述控制量变化时间推定步骤在多个控制回路Li的设定值SPi同时被变更了时，推定将各控制回路Li的操作量输出上限值OHi设定为规定输出上限值MOi时各控制回路Li的控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间，其中i＝1～n；必要输出推定步骤，所述必要输出推定步骤对于每个控制回路Li推定控制量PVi以各控制回路Li共同的所述控制量变化时间达到设定值SPi所需要的操作量输出MUi；输出上限设定步骤，所述输出上限设定步骤将所述操作量输出MUi暂时设定为各控制回路Li的操作量输出上限值OHi；和控制步骤，所述控制步骤将设定值SPi和控制量PVi作为输入通过控制运算算出操作量MVi，执行将操作量MVi限制在所述操作量输出上限OHi以下的上限处理，将上限处理后的操作量MVi输出给相对应的控制回路Li的控制驱动器。
发明的效果
采用本发明，在设定值SPi的变更时刻设定一次各控制回路Li的操作量输出上限值OHi之后，原则上不需要在伴随着设定值SPi的变更的控制的中途更新操作量输出上限值OHi。因此，能够减少在控制单元（例如调节计）与该控制单元以外的单元（例如上位控制器）之间进行的信号传递的频率，因此即便在设定了操作量输出上限值OHi之后，控制单元与该控制单元以外的单元的信号传递产生异常，也能够继续预定的控制动作使得各控制回路Li的控制量PVi达到变更后的设定值SPi的时间基本相同。
附图说明
图1是示出本发明的实施形态所涉及的控制装置的构成的框图。
图2是示出本发明的实施形态所涉及的控制装置的升温时间推定部的构成的框图。
图3是对本发明的实施形态所涉及的控制装置的动作进行说明的流程图。
图4是示出现有的控制装置的动作例以及本发明的实施形态所涉及的控制装置的动作例的图。
图5是示出具有多个控制回路的加热装置的构成例的图。
符号说明
1…升温时间推定部、2…必要输出推定部，3…输出上限设定部、4…输出上限恢复部、5-i…控制部、6-i…设定值SPi输入部、7-i…控制量PVi输入部、8-i…PID控制运算部、9-i…输出上限处理部、10-i…操作量MVi输出部、11…控制量PVi变更量ΔPVi算出部、12…控制量PVi变化速率THi算出部、13…升温时间TLi推定部、14…最大值选出部。
具体实施方式
【发明的原理】
预先存储代表性的升温能力（例如最大输出时升温速率），推定达到任意的输出上限值（操作量MV输出上限值）时的升温速率，求出在各控制回路至升温结束为止的推定时间都基本一致那样的输出上限值。由此，各控制回路的升温结束时间大致相同，能够接近于最有效率的调试方法。
采用该控制方法，在升温开始时刻确定一次输出上限值之后，原则上不需要在升温中途更新输出上限值。因此，即使PID控制运算单元（例如调节计）与输出上限运算单元（例如上位控制器）的信号传递产生异常，也能够继续进行所预定的控制动作。但是，如果处于能够根据需要进行某些输出上限微修正操作等的信号传递状态，也可以适当地进行。
采用小型的调节计的话，算法的存储量、每个控制周期的运算量也都受限制。因此，最好是以下这样的运算步骤，即首先算出各控制回路的最大输出时的升温时间，从计算出来的各控制回路的升温时间中提取最大的升温时间，在将该升温时间附近的时间作为所要时间的情况下，求出各控制回路的输出上限的降低程度。
另外，以上的原理并不限于升温控制，对降温控制也同样成立。
［实施形态］
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。图1是示出本发明的实施形态所涉及的控制装置的构成的框图。
本实施形态的控制装置包括：升温时间推定部1，其在多个控制回路Li（i＝1～n，n是2以上的整数）的设定值SPi同时被变更时，推定将各控制回路Li的操作量输出上限值OHi设为规定输出上限值MOi时的各控制回路Li的控制量PVi达到设定值SPi所需的升温时间TL；必要输出推定部2，其对于每个控制回路Li推定控制量PVi以各控制回路共同的升温时间TL达到设定值SPi所需的操作量输出MUi；输出上限设定部3，其将操作量输出MUi暂时设定为各控制回路Li的操作量输出上限值OHi；输出上限恢复部4，其判断控制量变化的经过，使各控制回路Li的操作量输出上限值OHi恢复为规定输出上限值MOi；和针对每个控制回路Li设置的控制部5-i。
控制部5-i包括：设定值SPi输入部6-i、控制量PVi输入部7-i、PID控制运算部8-i、输出上限处理部9-i、和操作量MVi输出部10-i。另外，在本实施形态中，说明的是将控制装置适用于图5所示的加热装置的情形。这时，图5所示的调节计101-i为控制部5-i。
图2是示出成为控制量变化时间推定单元的升温时间推定部1的构成的框图。升温时间推定部1包括：控制量PVi变更量ΔPVi算出部11、控制量PVi变化速率THi算出部12、成为时间算出单元的升温时间TLi推定部13、和最大值选出部14。
以下，对控制装置的动作进行说明。图3是说明控制装置的动作的流程图。
各控制回路Li（i＝1～n）的设定值SPi通过加热装置的操作者来设定，通过设定值SPi输入部6-i被输入至PID控制运算部8-i（图3步骤S100）。又，设定值SPi通过设定值SPi输入部6-i被输入至升温时间推定部1。
各控制回路Li的控制量PVi（温度）利用针对控制回路Li设置的温度传感器（在图5的例中为传感器102-i）来测量，通过控制量PVi输入部7-i被输入给PID控制运算部8-i（步骤S101）。又，控制量PVi通过控制量PVi输入部7-i被输入至升温时间推定部1。
接着，在从各控制部5-i取得的设定值SPi同时向相同方向（在此为升温方向）变更时（步骤S102中的是），升温时间推定部1推定将各控制部5-i的操作量输出上限值OHi设为操作者预先设定的规定输出上限值MOi（例如100%）时控制量PVi达到设定值SPi所需的升温时间TL。具体地说，升温时间推定部1取得设定值SPi变更前的操作量MVi，求出将操作量MVi设为操作量输出上限值OHi＝MOi时的每个控制回路的升温时间TLi，将其最大值作为各控制回路Li共同的升温时间TL。
首先，升温时间推定部1内的控制量PVi变更量ΔPVi算出部11根据从各控制部5-i取得的设定值SPi和控制量PVi，对于各控制回路Li如下式那样计算出伴随着设定值SPi的变更的控制量PVi的变更量ΔPVi（步骤S103）。
ΔPVi＝SPi-PVi    …（1）
升温时间推定部1内的控制量PVi变化速率THi算出部12从各控制部5-i取得当前的操作量MVi（设定值SPi变更前的操作量MVi），对于每个控制回路Li如下式那样计算出从该操作量MVi的状态变为最大输出MVi＝MOi＝100.0%时的控制量PVi的变化速率THi（步骤S104）。即，控制量PVi变化速率THi算出部12将从控制部5-i取得的操作量MVi代入式子（2）计算出控制量PVi的变化速率THi。
THi＝THoi｛ΔMi／（MOi－MVi）｝
＝THoi｛100.0／（100.0－MVi）｝    …（2）
THoi是从操作量MVi＝0．0％的状态设成最大输出MVi＝100．0％时（即操作量上升幅度ΔMi为100．0％时）的控制量PVi的已知的变化速率。在此，由于是将加热装置作为对象，因此THi、THoi都是升温速率［sec./℃］。式子（2）是以操作量上升幅度（MOi-MVi）＝（100．0-MVi）换算THoi的算式。另外，由于与设定值SPi和控制量PVi相对应的控制在步骤S104之后的步骤进行，因此如果控制量PVi变化速率THi算出部12在步骤S104的时刻从各控制部5-i取得操作量MVi，则该操作量MVi为设定值变更前的操作量。
接着，升温时间TLi推定部13根据控制量PVi的变化速率THi和变更量ΔPVi，对于每个控制回路Li如下式那样计算出从当前的操作量MVi的状态变为最大输出MVi＝100．0%时控制量PVi达到设定值SPi所需的升温时间TLi（步骤S105）。
TLi＝THiΔPVi…    （3）
最后，最大值选出部14选出每个控制回路Li的升温时间TLi中的最大值作为各控制回路Li共同的升温时间TL（步骤S106）。
TL＝Max（TLi）…    （4）
式（4）的Max（）当然是意味着选出最大值的函数。至此，升温时间推定部1的处理结束。
接着，必要输出推定部2根据已知的变化速率THoi、升温时间TL、控制量PVi的变更量ΔPVi和当前的操作量MVi，对于每个控制回路Li如下式那样计算出控制量PVi以各控制回路Li共同的升温时间TL达到设定值SPi所必需的操作量输出MUi（步骤S107）。
MUi＝｛ΔMiTHoi／（TL／ΔPVi）｝＋MVi
＝｛100．0THoi／（TL／ΔPVi）｝＋MVi    …（5）
式（5）是通过在式（2）中将分母的MOi＝100．0置换为MUi，置换为THi＝TL/ΔPVi，解MUi而得到的算式。
输出上限设定部3在将操作者预先设定的当前的操作量输出上限值OHi＝MOi存储在输出上限恢复部4的基础上，将必要输出推定部2所计算出的操作量输出MUi作为各控制部5-i的操作量输出上限值OHi对每个控制回路Li进行设定（步骤S108）。另外，步骤S103～S108的处理在设定SPi被变更的时候仅进行一次即可。
接着，控制部5-i的PID控制运算部8-i根据从设定值SPi输入部6-i输入的设定值SPi和从控制量PVi输入部7-i输入的控制量PVi，通过公知的PID控制运算计算出操作量MVi（步骤S109）。
输出上限处理部9-i进行以下的式子那样的操作量MVi的上限处理（步骤S110）。
IFMVi＞OHi THEN MVi＝OHi    …（6）
即，输出上限处理部9-i在操作量MVi比操作量输出上限值OHi大的情况下，进行使操作量MVi＝OHi的上限处理。
操作量MVi输出部10-i将由输出上限处理部9-i进行了上限处理的操作量MVi输出给控制对象（实际的输出目的地为图5的实例中的加热器103-i）（步骤S111）。由于控制部5-i是对应于控制回路Li而设置的，因此步骤S100、S101、S109～S111的处理对于各控制部5-i都实施。
接着，输出上限恢复部4在从升温开始时刻（设定值SPi被变更、操作量输出上限值OHi从MOi被设定变更为MUi的时刻）经过了升温时间TL的A倍（例如A＝1.5）的时间时（步骤S112中的是），将操作者预先设定的规定输出上限值MOi作为各控制部5-i的操作输出上限值OHi并对每个控制回路Li进行设定（步骤S113）。另外，关于作为操作量输出上限值OHi恢复至规定输出上限值MOi的参考值的经过时间，并不限于根据升温时间TL，也可以在经过了操作者预先设定的固定时间时使操作量输出上限值OHi恢复为规定输出上限值MOi。
控制装置每隔一定时间进行以上那样的步骤S100～S113的处理直到例如根据操作者的指示结束控制为止（步骤S114中的是）。
图4的（A）示出以现有的技术控制图5所示的三个区域的加热控制系统的升温结果。在此，将控制控制区域Z1的温度PV1的控制回路L1的调节计101-1所设定的操作量输出上限值设为OH1＝MO1＝100%，将控制控制区域Z2的温度PV2的控制回路L2的调节计101-2所设定的操作量输出上限值设为OH2＝MO2＝100%，将控制控制区域Z3的温度PV3的控制回路L3的调节计101-3所设定的操作量输出上限值设为OH3＝MO3＝100%。
在该实例中，一般进行在被认为难以实现过冲少的良好的升温的低温区域的升温。根据图4（A）可知，控制回路L2的温度PV2受到来自控制回路L3的热干扰的影响而大幅地过冲。另一方面，控制回路L1的温度PV1受到伴随着控制回路L2的过冲倾向的PID控制所造成的加热器103-2的输出下降的影响，在升温最后阶段升温速度下降。
图4的（B）示出以本实施形态的控制装置控制图5所示的三个区域（n＝3）的加热控制系统的升温结果。在此，将规定输出上限值设为MO1＝MO2＝MO3＝100%，将在升温开始时控制回路L1的控制部5-1（调节计101-1）所设定的操作量输出上限值设为OH1＝MU1＝100％，将在升温开始时控制回路L2的控制部5-2（调节计101-2）所设定的操作量输出上限值设为OH2＝MU2＝72％，在升温开始时控制回路L3的控制部5-3（调节计101-3）所设定的操作量输出上限值设为OH3＝MU3＝95％。
根据图4的（B）可知，以使得至升温结束为止的推定时间在各控制回路都大致相同那样的输出上限值MU1、MU2、MU3来进行控制。通过使升温速度一致，来抑制控制回路L2的温度PV2的过冲倾向。进一步，由于该过冲倾向的抑制，控制回路L2的控制稳定，因此控制回路L1的温度PV1的升温速度也稳定。
如上所述，在本实施形态中，能够减少在控制部5-i（例如调节计）与该控制部5-i以外的装置（例如上位控制器）之间进行的信号传递的频率，因此即便在升温开始时设定操作量输出上限值OHi之后，控制部5-i与该控制部5-i以外的装置的信号传递产生异常，也能够继续预定的控制动作使得各控制回路Li的控制量PVi达到变更后的设定值SPi的时间基本相同。
又，在本实施形态中，不是直接使操作量MVi自身变化，仅使操作量输出上限值OHi变化为其他的固定值一定的时间，因此操作量MVi不产生无价值的上下波动。因此，也不会产生对PID控制运算的坏影响，从而能够得到不存在不自然的控制响应波形。
另外，在本实施形态中，以升温控制为例进行了说明，但并不限定于此，本发明也能够适用于例如降温控制或压力控制。
本实施形态的控制装置被分为控制部5-i和其以外的装置（升温时间推定部1、必要输出推定部2、输出上限设定部3以及输出上限恢复部4）这两个装置，各装置能够通过具有CPU、存储装置以及接口的计算机和控制这些硬件资源的程序来实现。各装置的ＣPU根据储存在存储装置中的程序来进行本实施形态中所说明的处理。
【产业上的可利用性】
本发明能够适用于在多回路控制系统中进行控制使得在设定值变更时各控制回路的控制量达到变更后的设定值的时间基本一致的技术。

Claims (8)

1.一种控制装置，其特征在于，具有：
控制量变化时间推定单元，所述控制量变化时间推定单元在多个控制回路Li的设定值SPi同时被变更了时，推定将各控制回路Li的操作量输出上限值OHi设定为规定输出上限值MOi时各控制回路Li的控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间，其中i＝1～n；
必要输出推定单元，所述必要输出推定单元对于每个控制回路Li推定控制量PVi以各控制回路Li共同的所述控制量变化时间达到设定值SPi所需要的操作量输出MUi；
输出上限设定单元，所述输出上限设定单元将所述操作量输出MUi暂时设定为各控制回路Li的操作量输出上限值OHi；和
控制单元，所述控制单元对应每个控制回路Li而设置，所述控制单元将设定值SPi和控制量PVi作为输入通过控制运算算出操作量MVi，执行将操作量MVi限制在所述操作量输出上限OHi以下的上限处理，将上限处理后的操作量MVi输出给相对应的控制回路Li的控制驱动器。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还具有输出上限恢复单元，所述输出上限恢复单元判断控制量变化的经过，使各控制回路Li的操作量输出上限值OHi恢复到规定输出上限值MOi。
3.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述控制量变化时间推定单元具有：
控制量变更量算出单元，其对于每个控制回路Li计算出伴随着设定值SPi的变更的控制量PVi的变更量ΔPVi；
控制量变化速率算出单元，其对于每个控制回路Li计算出从当前的操作量MVi的状态将操作量MVi设为规定输出上限值MOi时的控制量PVi的变化速率THi；
时间算出单元，其根据所述变化速率THi和变更量ΔPVi，对于每个控制回路Li计算出从当前的操作量MVi的状态将操作量MVi设为规定输出上限值MOi时控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间；和
最大值选出单元，其选出每个控制回路Li的控制量变化时间中的最大值作为各控制回路Li共同的控制量变化时间。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，
所述设定值SPi是温度设定值，所述控制量PVi是温度，所述设定值SPi的变更是使所述控制量PVi向升温方向变化的变更，所述控制量变化时间是升温时间。
5.一种控制方法，其特征在于，包括：
控制量变化时间推定步骤，所述控制量变化时间推定步骤在多个控制回路Li的设定值SPi同时被变更了时，推定将各控制回路Li的操作量输出上限值OHi设定为规定输出上限值MOi时各控制回路Li的控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间，其中i＝1～n；
必要输出推定步骤，所述必要输出推定步骤对于每个控制回路Li推定控制量PVi以各控制回路Li共同的所述控制量变化时间达到设定值SPi所需要的操作量输出MUi；
输出上限设定步骤，所述输出上限设定步骤将所述操作量输出MUi暂时设定为各控制回路Li的操作量输出上限值OHi；和
控制步骤，所述控制步骤将设定值SPi和控制量PVi作为输入通过控制运算算出操作量MVi，执行将操作量MVi限制在所述操作量输出上限OHi以下的上限处理，将上限处理后的操作量MVi输出给相对应的控制回路Li的控制驱动器。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还具有输出上限恢复步骤，所述输出上限恢复步骤判断控制量变化的经过，使各控制回路Li的操作量输出上限值OHi恢复到规定输出上限值MOi。
7.如权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，
所述控制量变化时间推定步骤包括：
控制量变更量算出步骤，其对于每个控制回路Li计算出伴随着设定值SPi的变更的控制量PVi的变更量ΔPVi；
控制量变化速率算出步骤，其对于每个控制回路Li计算出从当前的操作量MVi的状态将操作量MVi设为规定输出上限值MOi时的控制量PVi的变化速率THi；
时间算出步骤，其根据所述变化速率THi和变更量ΔPVi，对于每个控制回路Li计算出从当前的操作量MVi的状态将操作量MVi设为规定输出上限值MOi时控制量PVi达到设定值SPi为止所需要的控制量变化时间；和
最大值选出步骤，其选出每个控制回路Li的控制量变化时间中的最大值作为各控制回路Li共同的控制量变化时间。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，
所述设定值SPi是温度设定值，所述控制量PVi是温度，所述设定值SPi的变更是使所述控制量PVi向升温方向变化的变更，所述控制量变化时间是升温时间。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104214891A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN104281178A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 阿自倍尔株式会社 调节计和数据收集方法
CN104281179A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 阿自倍尔株式会社 控制系统和数据收集显示方法
CN104423366A (zh) * 2013-08-23 2015-03-18 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN104465437A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 阿自倍尔株式会社 故障检测系统以及故障检测方法
CN105467837A (zh) * 2014-09-29 2016-04-06 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN105988487A (zh) * 2015-03-17 2016-10-05 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN106019934A (zh) * 2015-03-26 2016-10-12 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN106406254A (zh) * 2015-07-31 2017-02-15 阿自倍尔株式会社 控制系统、辅助装置、控制装置和控制方法
CN106796436A (zh) * 2014-11-13 2017-05-31 理化工业株式会社 温度控制装置及温度控制方法
CN108958213A (zh) * 2017-05-25 2018-12-07 阿自倍尔株式会社 控制器调整系统以及调整方法
CN110325082A (zh) * 2017-03-10 2019-10-11 雀巢产品有限公司 饮料制备机器和控制这种饮料制备机器的热调节装置的方法
CN111752142A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 阿自倍尓株式会社 控制装置以及控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6585972B2 (ja) * 2015-09-04 2019-10-02 アズビル株式会社 電力総和抑制制御装置および方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0796168A (ja) * 1993-09-09 1995-04-11 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置の温度制御方法
JP2002049406A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Yamatake Corp 制御装置および制御方法
CN1447931A (zh) * 2000-08-04 2003-10-08 株式会社山武 控制装置和控制方法
CN201522015U (zh) * 2009-06-30 2010-07-07 深圳市德泽能源科技有限公司 一种新型多挡全自动控制的加热炉
CN102385321A (zh) * 2010-08-27 2012-03-21 株式会社山武 能量总和抑制控制装置、电力总和抑制控制装置和方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6195368A (ja) * 1984-10-17 1986-05-14 Minolta Camera Co Ltd 複写機
JPH0298701A (ja) * 1988-10-05 1990-04-11 Toshiba Corp 制御装置
JPH11126743A (ja) * 1997-10-24 1999-05-11 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JP3779057B2 (ja) * 1998-02-05 2006-05-24 株式会社小松製作所 ゾーン分割ヒータの温度制御装置
JP3881593B2 (ja) * 2002-05-17 2007-02-14 株式会社山武 制御装置
JP4499626B2 (ja) * 2005-07-25 2010-07-07 株式会社山武 制御装置および制御方法
US20100169227A1 (en) * 2008-12-31 2010-07-01 International Business Machines Corporation ENERGY MANAGEMENT AND QUALITY OF SERVICE (QoS)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0796168A (ja) * 1993-09-09 1995-04-11 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置の温度制御方法
JP2002049406A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Yamatake Corp 制御装置および制御方法
CN1447931A (zh) * 2000-08-04 2003-10-08 株式会社山武 控制装置和控制方法
CN201522015U (zh) * 2009-06-30 2010-07-07 深圳市德泽能源科技有限公司 一种新型多挡全自动控制的加热炉
CN102385321A (zh) * 2010-08-27 2012-03-21 株式会社山武 能量总和抑制控制装置、电力总和抑制控制装置和方法

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104214891A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN104214891B (zh) * 2013-05-29 2017-04-12 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN104281178A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 阿自倍尔株式会社 调节计和数据收集方法
CN104281179A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 阿自倍尔株式会社 控制系统和数据收集显示方法
CN104423366A (zh) * 2013-08-23 2015-03-18 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN104423366B (zh) * 2013-08-23 2017-06-09 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN104465437A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 阿自倍尔株式会社 故障检测系统以及故障检测方法
CN104465437B (zh) * 2013-09-24 2017-07-14 阿自倍尔株式会社 故障检测系统以及故障检测方法
CN105467837A (zh) * 2014-09-29 2016-04-06 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN105467837B (zh) * 2014-09-29 2018-08-03 阿自倍尔株式会社 控制装置以及控制方法
CN106796436A (zh) * 2014-11-13 2017-05-31 理化工业株式会社 温度控制装置及温度控制方法
CN106796436B (zh) * 2014-11-13 2019-04-26 理化工业株式会社 温度控制装置及温度控制方法
CN105988487B (zh) * 2015-03-17 2018-05-18 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN105988487A (zh) * 2015-03-17 2016-10-05 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN106019934A (zh) * 2015-03-26 2016-10-12 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN106019934B (zh) * 2015-03-26 2019-08-06 阿自倍尔株式会社 控制装置及控制方法
CN106406254A (zh) * 2015-07-31 2017-02-15 阿自倍尔株式会社 控制系统、辅助装置、控制装置和控制方法
CN110325082A (zh) * 2017-03-10 2019-10-11 雀巢产品有限公司 饮料制备机器和控制这种饮料制备机器的热调节装置的方法
CN110325082B (zh) * 2017-03-10 2022-05-17 雀巢产品有限公司 饮料制备机器和控制这种饮料制备机器的热调节装置的方法
CN108958213A (zh) * 2017-05-25 2018-12-07 阿自倍尔株式会社 控制器调整系统以及调整方法
CN108958213B (zh) * 2017-05-25 2021-03-23 阿自倍尔株式会社 控制器调整系统以及调整方法
CN111752142A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 阿自倍尓株式会社 控制装置以及控制方法

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KR101420920B1 (ko) 2014-07-16

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