CN107850875A - 温度控制装置和自动调谐方法 - Google Patents

温度控制装置和自动调谐方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107850875A
CN107850875A CN201680041486.0A CN201680041486A CN107850875A CN 107850875 A CN107850875 A CN 107850875A CN 201680041486 A CN201680041486 A CN 201680041486A CN 107850875 A CN107850875 A CN 107850875A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
target
higher limit
target temperature
limit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680041486.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107850875B (zh
Inventor
小山智史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Publication of CN107850875A publication Critical patent/CN107850875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107850875B publication Critical patent/CN107850875B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
    • G05D23/2451—Details of the regulator
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/047—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators the criterion being a time optimal performance criterion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1923—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using thermal energy, the cost of which varies in function of time
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1951—Control of temperature characterised by the use of electric means with control of the working time of a temperature controlling device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/275—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element expanding, contracting, or fusing in response to changes of temperature
    • G05D23/27535—Details of the sensing element
    • G05D23/27543—Details of the sensing element using the controlled element as sensing element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

实现一种温度控制装置，能够以接近于所需的温度轨迹的状态控制被加热体的温度。温度控制装置(100)包括：操作量上限值设定部(121)，设定加热器(20)的操作量的上限值；以及温度变化率比较部(119)，在每个规定时间，判定温度相对于被加热体的时间的实测变化率是否在包含目标变化率的规定范围之外；操作量上限值设定部(121)在开始朝向目标温度的加热器(20)的操作时，将预先设定的初始值设为上限值，并在被加热体的温度达到目标温度为止的期间内，判定实测变化率在规定范围之外时，对上限值进行更新，以使实测温度与以目标变化率表示的温度轨迹的偏差减小。

Description

温度控制装置和自动调谐方法
技术领域
本发明涉及一种温度控制装置和自动调谐(auto tuning)方法。
背景技术
先前，已经知道有对回流焊炉或恒温槽等被加热体的温度调节进行控制的技术。被加热体的热容量虽然根据种类而不同，但多使用一个大额定功率的加热器作为加热体来进行加热。其原因在于，如果对应于不同热容量的被加热体导入各种额定功率的加热器，那么从成本的角度考虑是困难的。而且，被加热体的加热优选的是以不产生过冲(overshoot)或不规则振荡(hunting)的方式加以控制，在专利文献1、2中揭示有这种技术。
具体来说，在专利文献1中揭示了一种温度控制装置，执行使电力调整器产生输出固定振幅的操作量的极限环(limit cycle)而设定比例积分微分(proportionintegration differentiation，PID)参数的极限环方式的自动调谐(auto tuning，AT)，所述电力调整器是对加热器供给电力。所述温度控制装置针对经预先注册的多个操作量的上限值分别执行极限环方式的AT，并针对多个操作量的上限值，分别存储AT执行时的控制对象的温度的振幅。然后，利用操作量上限值的条件相近的振幅彼此来计算比率。在所述比率小于阈值时的操作量的上限值以上，判定为加热器处于额定功率范围之外，并将此时的操作量的上限值设定为通常的PID控制动作时的操作量上限值。另一方面，在专利文献2中，揭示了一种根据恒温槽的框体内的空气温度，设定加热器的发热量的上限值的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公报“日本专利特开2011-90609号公报(2011年5月6日公开)”
专利文献2：日本专利公报“日本专利特开2014-211385号公报(2014年11月13日公开)”
发明内容
发明所要解决的问题
但是，专利文献1的技术是设定操作量上限值，以使得即使在电力调整器与加热器的额定功率范围不一致的情况下，也可以避免积分饱卷(integration windup)的产生，而不是设定操作量上限值，以形成为相对于时间的所需的温度变化(温度轨迹)。因此，存在无法将温度控制成所需的温度轨迹等问题。
此外，在专利文献2中，记载了根据框体内外的空气温度差来确定加热器的发热量的上限值，但是并没有考虑相对于达到目标温度为止的时间的温度变化，与专利文献1同样地，存在无法将温度控制成所需的温度轨迹等问题。
本发明是鉴于所述问题而成的，其目的在于实现一种温度控制装置和自动调谐方法，能够以接近于所需的温度轨迹的状态控制被加热体的温度。
解决问题的技术手段
为了解决所述问题，本发明的温度控制装置是按照控制参数来控制利用加热体对被加热体进行加热的加热系统的所述被加热体的温度，所述温度控制装置包括：目标设定部，设定目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率；上限值设定部，设定所述加热体的操作量的上限值；加热处理部，利用所述上限值设定部所设定的上限值对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到所述目标温度；以及判定部，在每个规定时间，进行判定处理，判定表示所述被加热体的实测温度与以所述目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外；并且所述上限值设定部是在所述加热处理部开始朝向所述目标温度的所述加热体的操作时，将预先设定的初始值设为所述上限值，在所述被加热体的温度达到所述目标温度为止的期间内，判定为所述偏差量在所述规定范围之外的情况下，对所述上限值进行更新以使所述偏差量减小，所述温度控制装置进而包括参数设定部，所述参数设定部是在所述被加热体的温度已达到所述目标温度时将所述上限值设定部所设定的上限值设定为所述控制参数。
再者，所谓预先设定的初始值，既可以是操作者所设定的值，也可以是温度控制装置自身在进行控制参数的设定的自动调谐时所设定的值。
并且，为了解决所述问题，本发明的自动调谐方法是设定控制参数的自动调谐方法，所述控制参数是用来控制利用加热体对被加热体进行加热的加热系统的所述被加热体的温度，所述自动调谐方法包括：目标设定步骤，设定目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率；上限值设定步骤，设定所述加热体的操作量的上限值；加热步骤，利用在所述上限值设定步骤中设定的上限值对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到所述目标温度；以及判定步骤，在每个规定时间，判定表示所述被加热体的实测温度与以所述目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外；并且在所述上限值设定步骤中，在朝向所述目标温度开始所述加热体的操作时，将预先设定的初始值设定为所述上限值，在所述被加热体的温度达到所述目标温度为止的期间内，判定为所述偏差量在所述规定范围之外的情况下，对所述上限值进行更新以使所述偏差量减小，所述自动调谐方法进而包括参数设定步骤，所述参数设定步骤是将在所述被加热体的温度达到所述目标温度时所设定的上限值，设定为所述控制参数。
发明的效果
本发明获得如下效果：能够以接近于所需的温度轨迹的状态对被加热体的温度进行控制。
附图说明
图1是表示本实施方式中的加热控制系统的整体构成的一例的图。
图2是表示所需的温度轨迹的一例的图。
图3是表示本实施方式中的温度控制装置所具备的构成的一例的功能框图。
图4是表示本实施方式中的利用极限环法的AT的图。
图5是表示本实施方式中的利用阈值灵敏度法(threshold sensitivitymethod)的AT的图。
图6是表示本实施方式中的AT画面的例子的图。
图7是表示本实施方式中的AT的曲线图。
图8是表示本实施方式中的AT处理的流程的一例的流程图。
图9是表示本实施方式中的利用阶跃响应法(step response method)的AT的图。
图10是表示改变操作量时的温度变化的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
<加热控制系统的整体构成>
图1是表示本实施方式中的加热控制系统的整体构成的一例的图。如图1所示，加热控制系统(加热系统)1包括被加热体10、作为用于对被加热体10进行加热的加热体的加热器20、通过按照控制参数对加热器20进行操作来控制被加热体10的温度的温度控制装置100、与温度控制装置100电连接而探测被加热体10的温度(实测温度)的温度传感器30、以及接受输入至温度控制装置100的各种参数的输入装置40。
输入装置40是例如个人计算机、可编程终端(programmable terminal)等，通过用户的操作而在AT画面中接受各种参数。具体来说，输入装置40接受目标温度、以及达到所述目标温度为止的目标时间。
并且，输入装置40也可以接受表示所需的温度轨迹的多个目标温度、以及达到各目标温度为止的目标时间。即，输入装置40也可以接受从第1个到第N个(N为2以上的整数)的目标温度、从初始状态至达到第1个目标温度为止的第1个目标时间、以及从第(k-1)个(k为2～N的整数)目标温度至达到第k个目标温度为止的第k个目标时间。
图2是表示所需的温度轨迹的一例的图。当期望以如图2所示的温度轨迹进行控制时，用户只要在输入装置40中，输入第1个目标温度：50℃、第1个目标时间：90秒、第二个目标温度：60℃、第二个目标时间：90秒、第三个目标温度：70℃、第三个目标时间：90秒、第四个目标温度：80℃、第四个目标时间：90秒即可。
<温度控制装置的构成>
温度控制装置100可以使用例如一般的温度调整器、可编程控制器。温度控制装置100通过根据温度传感器30的检测值，对供给至加热器20的电力进行控制来对加热器20进行操作，以使被加热体10的温度达到目标温度。
图3是表示本实施方式中的温度控制装置所具备的构成的一例的功能框图。如图3所示，温度控制装置100包括目标设定部110、目标温度存储部111、初始操作量上限值存储部113、目标变化率存储部115、实测变化率计算部117、温度变化率比较部119、操作量上限值设定部(上限值设定部)121、AT执行部122、控制参数存储部125和PID运算部127。
目标设定部110接受输入至输入装置40的各种参数(在这里是目标温度和目标时间)。目标设定部110将所接受的目标温度存储于目标温度存储部111。当接受了多个目标温度时，目标设定部110将各目标温度与表示顺序的编号一并存储于目标温度存储部111。
并且，目标设定部110通过将初始状态的温度(例如室温)与所接受的目标温度的差分除以目标时间，而求出达到目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率。目标设定部110将所求出的目标变化率存储于目标变化率存储部115。所述目标变化率表示所需的温度轨迹。
再者，当接受了多个目标温度时，目标设定部110根据第1个目标温度和第1个目标时间，利用所述方法求出第1个目标变化率，关于第二个和第二个以后的目标变化率，只要如下所述求出即可。即，目标设定部110只要通过将第(k-1)个(k为2以上的整数)目标温度与第k个目标温度的差分除以第k个目标时间，而求出第k个目标变化率，并将各目标变化率与表示其顺序的编号存储于目标温度存储部111即可。
然后，目标设定部110将默认(default)设定的值(例如5％或10％)作为加热器20的操作量的上限值即初始操作量上限值，存储于初始操作量上限值存储部113。
AT执行部122对应于来自用户的命令，执行自动调谐处理(AT处理)，设定用于对加热器20进行操作的各种控制参数。在这里，在控制参数中，包括加热器20的操作量的上限值和下限值、以及PID参数。PID参数是作为比例动作的参数的P值、作为积分动作的参数的I值、作为微分动作的参数的D值。AT执行部122包括加热处理部123和参数设定部124。
加热处理部123利用从操作量上限值设定部121输出的操作量的上限值、以及经预定的操作量的下限值(例如0％)，使加热器20进行操作。具体来说，加热处理部123对存储于目标温度存储部111中的目标温度、与从温度传感器30输出的实测温度进行比较。加热处理部123在实测温度低于目标温度的情况下利用上限值对加热器20进行操作，在实测温度大于等于目标温度的情况下利用下限值对加热器20进行操作。在这里，所谓利用上限值的加热器20的操作，是指将与操作量的上限值相对应的电力供给至加热器20，所谓利用下限值的加热器20的操作，是指将与操作量的下限值相对应的电力(也可能存在0W)供给至加热器20。
加热处理部123在被加热体10的温度达到目标温度时，仅在参数设定部124设定PID参数所需要的时间(PID参数设定期间)内，在用于设定PID参数的条件下对加热器20进行操作。此时，加热处理部123在被加热体10的温度达到目标温度时，利用操作量上限值设定部121所设定的上限值和预定的下限值，来对加热器20进行操作。
再者，当目标温度存储部111存储着多个目标温度时，加热处理部123按编号顺序读出目标温度，并对加热器20进行操作，以达到所读出的目标温度。然后，在达到目标温度之后，经过PID参数设定期间时，加热处理部123从目标温度存储部111读出下一编号的目标温度，并进行同样的处理。
参数设定部124设定用于控制加热器20的各种控制参数，并存储于控制参数存储部125。当目标温度存储部111存储有多个目标温度时，参数设定部124针对每个目标温度设定控制参数。并且，参数设定部124将所设定的控制参数输出至输入装置40，并显示在输入装置40的AT画面上。
首先，对加热器20的操作量的上限值和下限值的设定进行说明，关于PID参数的设定，将在后文描述。在本实施方式中，参数设定部124针对加热器20的操作量的下限值，将预先设定的值(例如0％)存储于控制参数存储部125。并且，参数设定部124在达到目标温度时将操作量上限值设定部121所设定的值，作为加热器20的操作量的上限值存储于控制参数存储部125。
实测变化率计算部117在AT执行部122执行AT处理的期间，根据温度传感器30所检测出的实测温度，算出温度相对于时间的变化率(实测变化率)。在本实施方式中，从加热处理部123开始朝向目标温度的加热器20的操作起每经过规定时间(例如20秒、30秒、1分钟等)，实测变化率计算部117就算出所述规定时间内的实测变化率。实测变化率计算部117将所算出的实测变化率输出至温度变化率比较部119。
温度变化率比较部119判定表示被加热体10的实测温度与以目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外。在本实施方式中，温度变化率比较部119是利用实测变化率计算部117所算出的实测变化率与存储于目标变化率存储部115中的目标变化率的差，作为所述偏差量，判定所述差是否在规定范围之外。例如，判断实测变化率相对于目标变化率(例如，10℃/分钟)，是否在±2℃的范围之外。如果在范围内，就将表示所述主旨的信息输出至操作量上限值设定部121，如果在范围之外，就将表示所述主旨的信息输出至操作量上限值设定部121。
再者，温度变化率比较部119也可以不使用实测变化率与目标变化率的差，而使用实测变化率与目标变化率的比，来作为表示实测温度与以目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量。
并且，当目标温度存储部111存储着多个目标温度时，温度变化率比较部119在从被加热体10的温度达到第(k-1)个目标温度起至加热处理部123开始朝向第k个目标温度的加热器20的操作为止的期间(即，所述PID参数设定期间)内，不进行所述比较的处理。
操作量上限值设定部121设定加热器20的操作量的上限值。在操作量上限值设定部121中，从温度变化率比较部119输入主旨为所述偏差量(在本实施方式中，实测变化率与目标变化率的差)在规定范围内或规定范围之外的信息。
操作量上限值设定部121在AT执行部122开始AT处理的时点，将初始操作量上限值存储部113中所存储的值设定为操作量的上限值。
并且，操作量上限值设定部121在被输入主旨为所述偏差量(在本实施方式中，是实测变化率与目标变化率的差)在规定范围内的信息时，不变更操作量的上限值。
另一方面，操作量上限值设定部121在被输入主旨为所述偏差量在规定范围之外的信息时，对操作量的上限值进行更新，以使所述偏差量减小。具体来说，操作量上限值设定部121判断实测变化率是否高于目标变化率。当实测变化率低于目标变化率时，操作量上限值设定部121将使当前的上限值提高规定量(例如5％或10％)所得的值设定为操作量的新上限值。当实测变化率高于目标变化率时，操作量上限值设定部121将使当前的上限值降低规定量(例如5％或10％)所得的值设定为操作量的新上限值。
即，操作量上限值设定部121只要在达到目标温度的过程中，实测变化率处于包含目标变化率的规定范围内，就不变更操作量的上限值的设定，但是每当实测变化率处于包含目标变化率的规定范围之外时，就使操作量的上限值增加或减少规定量。
由此，操作量上限值设定部121可以更新操作量的上限值，以使得实测变化率接近于目标变化率。然后，操作量上限值设定部121将所设定的操作量的上限值输出至AT执行部122。即，AT执行部122接收操作量上限值设定部121所设定的最新的操作量的上限值。
再者，当第1个至第N个(N为2以上的整数)的多个目标温度存储于目标温度存储部111时，操作量上限值设定部121在开始朝向第k个目标温度的加热器20的操作时，将达到第(k-1)个目标温度时所设定的上限值，设为针对第k个目标温度的初始上限值。
其次，对参数设定部124中的PID参数的设定处理进行说明。在本实施方式中，参数设定部124在被加热体10的温度达到目标温度之后，加热处理部123在仅所述PID参数设定期间对加热器20进行操作以维持目标温度的期间内，利用极限环法或阈值灵敏度法，设定PID参数。具体来说，在极限环法的情况，如图4所示，参数设定部124从A点开始反复进行导通(ON)/断开(OFF)动作而对加热处理部123进行控制以产生不规则振荡，并利用所产生的不规则振荡的周期(T)和振幅(D)的值算出FID参数。在阈值灵敏度法的AT的情况，如图5所示，参数设定部124从A点开始进行比例动作，使比例带的宽度一点点地逐渐变窄，而对加热处理部123进行控制以产生温度的振动，并利用比例带的值和振幅的周期(T)算出PID参数。参数设定部124将针对每个目标温度而算出的PID参数作为控制参数输出至控制参数存储部125加以存储。
PID运算部127在实际的温度控制时，利用存储于控制参数存储部125的PID参数、以及操作量的上限值和下限值，执行PID运算，运算出对加热器20的电力供给量，以使被加热体10的温度达到存储于目标温度存储部111的目标温度。此时，当目标温度存储部111存储着第1个至第N个目标温度时，PID运算部127首先利用与第1个目标温度相对应的控制参数，进行朝向所述第1个目标温度的加热器20的操作。然后，在达到第(k-1)个(k为2～N的整数)目标温度时，PID运算部127将目标温度切换成第k个目标温度，利用与第k个目标温度相对应的控制参数，进行朝向所述第k个目标温度的加热器20的操作。
<自动调谐处理的具体例>
图6是表示本实施方式中的AT画面的例子的图。图6的(a)表示AT处理执行前的AT画面的一例，图6的(b)表示AT处理执行后的AT画面的一例。如图6的(a)、(b)所示，在AT画面中，包含目标温度的项目、升温时间的项目、P(％)、I(秒)、D的项目、操作量的上限值的项目、以及操作量的下限值的项目。
在AT执行前，在目标温度的项目中，设定用户所输入的目标温度，在升温时间的项目中，设定用户所输入的目标时间。例如，当期望图2所示的温度轨迹时，如图6的(a)所示，在目标温度的项目中，设定50℃、60℃、70℃、80℃的多个目标温度。并且，在升温时间的项目中，针对各目标温度设定90秒。在本实施方式中，在操作量下限值的项目中，设定预定的值即0％。
然后，执行AT处理，设定控制参数。即，在加热处理部123对加热器20进行操作以使被加热体10的温度达到目标温度的期间内，操作量上限值设定部121进行更新操作量的上限值的处理，以使实测变化率接近于目标变化率。然后，在被加热体10的温度达到目标温度时将操作量上限值设定部121所设定的操作量的上限值设定为控制参数。并且，在被加热体10的温度达到目标温度之后的PID参数设定期间内，设定PID参数。
图7表示本实施方式中的表示AT中的温度变化的曲线图的一例。图7中，波形210表示目标温度的变化，波形220表示实测温度的变化，波形230表示操作量。在这里，初始操作量上限值存储部113存储着5％作为初始操作量上限值，当实测变化率在包含目标变化率的规定范围之外时，操作量上限值设定部121使上限值仅增加或减少5％而进行更新。
图7是图2所示的所需的温度轨迹所对应的波形，表示分别相对于多个目标温度50℃、60℃、70℃、80℃的AT。
首先，波形220和波形230表示在从初始状态至目标温度50℃的期间内，将操作量的上限值从5％变更为10％，并设定操作量的上限值10％作为与50℃的目标温度相对应的控制参数的情况。然后，在维持在50℃的目标温度的状态的PID参数设定期间内，参数设定部124将利用极限环法或阈值灵敏度法而算出的PID参数设定为与50℃的目标温度相对应的控制参数。
其后，波形220和波形230表示如下情况：(a)在50℃～目标温度60℃的期间内，将操作量上限值从10％变更为15％，并设定操作量的上限值15％作为与60℃的目标温度相对应的控制参数；(b)在60℃～目标温度70℃的期间内，将操作量上限值从15％变更为20％，并设定操作量的上限值20％作为与70℃的目标温度相对应的控制参数；以及(c)在70℃～目标温度80℃的期间内，将操作量上限值从20％变更为25％，并设定操作量的上限值25％作为与80℃的目标温度相对应的控制参数。并且，在维持在各目标温度的状态的PID参数设定期间内，设定PID参数。
如上所述而设定的控制参数如图6的(b)所示，显示在AT画面中。即，在图6的(b)所示的AT画面中，在P、I、D的项目和操作量上限值的项目中设定新的参数。
如上所述，当利用已执行AT的结果，实际进行温度控制时，如图10的(c)所示，可以获得在图6的(a)所示的AT画面中由所接受的目标温度和升温时间确定、与所需的温度变化(温度轨迹)大致相同的温度轨迹。
在这里，图10的(a)、(b)表示将操作量的上限值设为100％而设定PID参数时的温度变化。图10的(a)表示已设定PID参数(具体来说，将P值设定得较小)，使得在短时间内获得大的操作量，以提高针对目标温度的控制响应性时的温度变化。此时，可知操作量进行不规则振荡，可见到大的过冲。
另一方面，图10的(b)表示已设定更保守的PID参数(具体来说，将P值设定得较大)，以抑制过冲或不规则振荡时的温度变化。此时，操作量的变动小，相对于所需的温度变化，追随性差，可见到上升的延迟。
如图10的(a)、(b)所示，当对操作量的上限值进行固定而只利用PID参数进行温度控制时，难以进行温度控制以形成为所需的温度轨迹。但是，根据本实施方式，设定操作量的上限值以使实测变化率接近于目标变化率之后，设定PID参数，所以能够在图10的(c)所示雨量，进行温度控制以成为所需的温度轨迹。
<自动调谐处理的流程>
图8是表示本实施方式中的AT处理的流程的一例的流程图。如图8所示，温度控制装置100的目标设定部110经由输入装置40接受目标温度和目标时间的输入(步骤S01)。然后，目标设定部110将所接受的目标温度存储于目标温度存储部111，将利用目标温度和目标时间而算出的目标变化率存储于目标变化率存储部115。并且，目标设定部110将预定的值作为初始操作量上限值存储于初始操作量上限值存储部113。由此，操作量上限值设定部121将存储于初始操作量上限值存储部113的值设定为初始的上限值，输出至AT执行部122。
在下一个步骤S02中，AT执行部122使AT启动。即，加热处理部123根据从操作量上限值设定部121输出的上限值和预定的下限值，进行加热器20的操作，以使被加热体10的温度达到目标温度。然后，判断是否已达到目标温度(步骤S03)。具体来说，在步骤S03中，判断是否已达到在步骤S02中设定的目标温度。如果已达到在步骤S02中设定的目标温度，就使处理进入至步骤S08，否则，就使处理进入至步骤S04。再者，当多个目标温度存储于目标变化率存储部115时，在AT刚启动后，在步骤S02中对加热器20进行操作以达到第1个目标温度，并在步骤S03中判断是否已达到第1个目标温度。
在步骤S04中，温度控制装置100判断是否经过了规定时间(例如20秒或1分钟)。如果经过了规定时间，就使处理进入至步骤S05，否则，就使处理返回至步骤S03。
在步骤S05中，实测变化率计算部117通过将在所述规定时间内从温度传感器30输出的温度的变化量除以所述规定时间，来计算实测变化率。然后，在步骤S06中，温度变化率比较部119判断实测变化率是否在允许范围内。具体来说，温度变化率比较部119判断实测变化率是否在包含目标变化率的规定范围内。如果在规定范围内，就使处理返回至步骤S03，否则，就使处理进入至步骤S07。
在步骤S07中，操作量上限值设定部121对操作量的上限值进行更新。再者，在步骤S02中的AT启动时，储存于初始操作量上限值存储部113中的值已设定，所以根据所述设定来变更操作量的上限值。另一方面，当已经从存储于初始操作量上限值存储部113中的值得到更新时，从上一次更新后的值开始进行变更。具体来说，当在步骤S06中实测变化率大于目标变化率时，通过从当前的上限值减少规定量，来对操作量的上限值进行更新。另一方面，当在步骤S06中实测变化率小于目标变化率时，通过从当前的上限值增加规定量，来更新操作量的上限值。
以如上所述的方式，在达到目标温度为止期间内，在每个规定时间，重复进行步骤S05～步骤S07的处理。由此，操作量上限值设定部121可以对操作量的上限值进行更新，以使实测变化率接近于目标变化率。
在步骤S08中，参数设定部124针对步骤S03的目标温度，设定利用极限环法或阈值灵敏度法而算出的PID参数。然后，将所述PID参数、以及达到目标温度时所设定的操作量的上限值作为控制参数存储于控制参数存储部125(步骤S09)。
在其次的步骤S10中，温度控制装置100判断是否有下一个目标温度。如果有下一个目标温度，就使处理进入至步骤S11，否则，就结束AT处理。
在步骤S11中，AT执行部122切换到下一个编号的目标温度。此时，操作量上限值设定部121将当前设定中的操作量的上限值(即，针对前面的目标温度而设定为控制参数的操作量的上限值)设为初始值，使处理返回至步骤S03。由此，重复进行从步骤S03开始的处理，并针对每个目标温度，存储操作量的上限值、PID参数作为控制参数。
<变形例1>
在所述说明中，目标设定部110是设为从输入装置40接受目标温度和目标时间。但是，并不限定于所述方式，用户还可以将目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率输入至输入装置。在此情况下，目标设定部110只要将输入至输入装置40的目标变化率存储于目标变化率存储部115即可。
并且，用户也可以将操作量上限值的初始值输入至输入装置40。在此情况下，目标设定部110只要将输入至输入装置40的初始值存储于初始操作量上限值存储部113即可。
并且，温度控制装置100包括键盘和鼠标等输入部，也可以代替输入装置40，从所述输入部接受目标温度或目标时间、目标变化率。
<变形例2>
在AT处理刚启动之后，通过加热器20的加热而产生的温度的上升速度通常缓慢。因此，在AT处理启动之后规定期间(例如40秒或2分钟)内，也可以省略实测变化率计算部117和温度变化率比较部119的处理。具体来说，只要省略加热处理部123开始朝向目标温度的加热器20的操作后经过了规定时间(例如20秒或1分钟)时的实测变化率计算部117和温度变化率比较部119中的第一次处理即可。
由此，通过刚启动后的温度的上升的延迟，可以避免操作量的上限值超出必要地增大。
并且，同样地，当多个目标温度存储于目标温度存储部111中时，在目标温度刚切换后的温度的上升时可见到延迟。因此，也可以在针对第(k-1)个目标温度的控制参数的设定完成后，在加热处理部123开始朝向第k个目标温度的加热器20的操作后规定时间(例如40秒或2分钟)内，省略实测变化率计算部117和温度变化率比较部119的处理。在此情况下，也只要省略加热处理部123开始朝向第k个目标温度的加热器20的操作之后经过了规定时间(例如20秒或1分钟)时的实测变化率计算部117和温度变化率比较部119中的第一次处理即可。
再者，AT刚启动后或目标温度刚切换后的温度的上升的延迟是取决于操作量的上限值。因此，也可以根据操作量上限值设定部121所设定的上限值，对在AT刚启动后或目标温度刚切换后省略实测变化率计算部117和温度变化率比较部119的处理的所述规定时间进行变更。具体来说，只要上限值越大，将所述规定时间设定得越短即可。
<变形例3>
在所述说明中，参数设定部124是利用极限环法或阈值灵敏度法来设定PID参数。但是，参数设定部124也可以利用阶跃响应法来设定PID参数。
当参数设定部124利用阶跃响应法来设定PID参数时，被加热体10的温度达到目标温度，在控制参数存储部125中已设定针对所述目标温度的操作量的上限值之后，将加热处理部123搁置，直到达到前面的目标温度(达到第1个目标温度时为初始状态)为止。然后，加热处理部123从前面的目标温度(达到第1个目标温度时为初始状态)起，利用所设定的操作量上限值，再次对加热器20进行操作，直到被加热体10的温度达到相同的目标温度为止。参数设定部124利用此时的温度曲线，通过阶跃响应法来设定PID参数。在阶跃响应法的情况下，如图9所示，测量最大温度斜率(R)和无用时间(L)，并利用R和L的值来算出PID参数。
<变形例4>
在所述说明中，温度变化率比较部119是使用实测变化率与目标变化率的比较结果，作为表示实测温度与以目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量。但是，温度变化率比较部119也可以使用其它参数作为所述偏差量。例如，温度变化率比较部119也可以根据目标变化率以及开始朝向目标温度的加热后的经过时间，求出在当前时点的理想温度，并使用所述理想温度与实测温度的比较结果(例如，差或比等)作为所述偏差量。
具体来说，设定图6所示的目标温度和目标时间，当开始从目标温度60℃向目标温度70℃的加热后经过45秒时，温度变化率比较部119按照下式算出65℃作为理想温度：
60+{(70-60)/90}×45＝65。
然后，温度变化率比较部119判定实测温度与理想温度65℃的差是否在±1℃的范围内。
并且，操作量上限值设定部121只要在被输入主旨为所述偏差量在规定范围之外的信息时，判断实测温度是否高于理想温度即可。当实测温度低于理想温度时，操作量上限值设定部121将使当前的上限值提高规定量(例如5％或10％)所得的值设定为操作量的新上限值。当实测温度高于理想温度时，操作量上限值设定部121将使当前的上限值降低规定量(例如5％或10％)所得的值设定为操作量的新上限值。
(总结)
如以上所述，本发明的温度控制装置是按照控制参数，控制利用加热体对被加热体进行加热的加热系统的所述被加热体的温度的温度控制装置，包括：目标设定部，设定目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率；上限值设定部，设定所述加热体的操作量的上限值；加热处理部，利用所述上限值设定部所设定的上限值对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到所述目标温度；以及，在每个规定时间，进行判定处理，判定表示所述被加热体的实测温度与以所述目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外；并且所述上限值设定部在所述加热处理部开始朝向所述目标温度的所述加热体的操作时，将预先设定的初始值设为所述上限值，在所述被加热体的温度达到所述目标温度为止的期间内，判定为所述偏差量在所述规定范围之外的情况下，对所述上限值进行更新以使所述偏差量减小，所述温度控制装置进而包括参数设定部，所述参数设定部是在所述被加热体的温度已达到所述目标温度时，将所述上限值设定部所设定的上限值设定为所述控制参数。
再者，所谓预先设定的初始值，既可以是操作者所设定的值，也可以是温度控制装置自身在进行控制参数的设定的自动调谐时所设定的值。
并且，为了解决所述问题，本发明的自动调谐方法是设定控制参数的自动调谐方法，所述控制参数是用来控制利用加热体对被加热体进行加热的加热系统的所述被加热体的温度，所述自动调谐方法包括：目标设定步骤，设定目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率；上限值设定步骤，设定所述加热体的操作量的上限值；加热步骤，利用在所述上限值设定步骤中设定的上限值对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到所述目标温度；以及判定步骤，在每个规定时间，判定表示所述被加热体的实测温度与以所述目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外；并且在所述上限值设定步骤中，在朝向所述目标温度开始所述加热体的操作时，将预先设定的初始值设定为所述上限值，在所述被加热体的温度达到所述目标温度为止的期间内，判定为所述偏差量在所述规定范围之外的情况下，对所述上限值进行更新以使所述偏差量减小，所述自动调谐方法进而包括参数设定步骤，所述参数设定步骤是将在所述被加热体的温度已达到所述目标温度时所设定的上限值，设定为所述控制参数。
根据所述构成，上限值设定部是在被加热体的温度达到目标温度为止的期间内，对加热体的操作量的上限值进行更新，以使实测温度与以目标变化率表示的温度轨迹的偏差减小。然后，在被加热体的温度达到目标温度时，将上限值设定部所设定的上限值设定为控制参数。因此，通过利用所述控制参数对加热体进行操作，能够以接近于所需的温度轨迹的状态对被加热体的温度进行控制。
并且，在本发明的温度控制装置中，优选的是：所述目标设定部设定第1个至第N个(N为2以上的整数)目标温度、从初始状态至达到第1个目标温度为止的期间内的第1个目标变化率、以及从第(k-1)个(k为2～N的整数)的目标温度至达到第k个目标温度为止的期间内的第k个目标变化率，作为所述目标温度和所述目标变化率，所述加热处理部在所述被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度之后，对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到第k个目标温度，所述判定部在所述加热处理部使所述加热体朝向第n个(n为1～N的整数)目标温度进行操作时，进行如下处理作为所述判定处理，即，判定表示所述实测温度与以第n个目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外，所述参数设定部针对第1个至第N个目标温度，分别设定所述控制参数。
根据所述构成，可以利用多个目标温度细致地设定所需的温度轨迹，从而能够以更接近所需的温度轨迹的状态对被加热体的温度进行控制。
并且，在本发明的温度控制装置中，优选的是：所述判定部在从所述被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度起至所述加热处理部开始朝向第k个目标温度的所述加热体的操作为止的期间内，不进行所述判定处理。
根据所述构成，在被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度起至加热处理部开始朝向第k个目标温度的加热体的操作为止的期间内，上限值设定部不会不必要地更新上限值。
并且，在本发明的温度控制装置中，优选的是：所述判定部在所述加热处理部开始朝向第k个目标温度的所述加热体的操作之后规定期间内，不进行所述判定处理。
在目标温度刚切换之后，被加热体的温度的上升速度缓慢。即，在温度的上升时可以见到延迟。根据所述构成，在加热处理部开始朝向第k个目标温度的加热体的操作之后规定期间内，不进行判定处理，所以不更新操作量的上限值。因此，通过目标温度刚切换后的温度的上升的延迟，可以抑制操作量的上限值超出必要地被变更。
并且，在本发明的温度控制装置中，优选的是：在所述被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度之后所述加热处理部开始朝向第k个目标温度的所述加热体的操作时，所述上限值设定部将所述参数设定部针对第(k-1)个目标温度设定为所述控制参数的上限值，设为针对第k个目标温度的所述初始值。
通常，第k个目标温度是设定为接近于第(k-1)个目标温度的温度。因此，根据所述构成，可以抑制在达到第k个目标温度为止的期间内上限值设定部对上限值进行更新的次数。其结果为，可以容易地进行针对第k个目标温度的上限值的设定。
并且，在本发明的温度控制装置中，优选的是：所述判定部在所述加热处理部开始所述加热体的操作之后规定期间内，不进行所述判定处理。
在加热处理部刚开始加热体的操作之后，被加热体的温度的上升速度缓慢。即，在温度的上升时可以见到延迟。根据所述构成，在加热处理部开始加热体的操作后规定期间内，不进行判定处理，所以不更新操作量的上限值。因此，通过加热处理部在刚开始加热体的操作之后的温度的上升的延迟，可以抑制操作量的上限值超出必要地被变更。
再者，本发明的温度控制装置也可以包括实测变化率计算部，所述实测变化率计算部是根据所述实测温度，算出温度相对于所述被加热体的时间的实测变化率，所述判定部是将所述实测变化率与所述目标变化率的比较结果设为所述偏差量。或者，所述判定部也可以将所述实测温度与根据所述目标变化率而算出的值的比较结果设为所述偏差量。在这里，所谓比较结果，例如是指差或比等。
当将所述实测变化率与所述目标变化率的比较结果设为所述偏差量时，所述上限值设定部只要在判定为所述偏差量在所述规定范围之外时，在所述实测变化率低于所述目标变化率的情况下使所述上限值仅提高规定量，在所述实测变化率高于所述目标变化率的情况下使所述上限值仅降低规定量即可。并且，当将所述实测温度与根据所述目标变化率而算出的值的比较结果设为所述偏差量时，所述上限值设定部只要在判定为所述偏差量在所述规定范围之外时，在所述实测温度低于根据所述目标变化率而算出的理想温度的情况下使所述上限值仅提高规定量，在所述实测温度高于根据所述目标变化率而算出的理想温度的情况下使所述上限值仅降低规定量即可。
根据所述构成，可以设定加热体的操作量的上限值，以使实测温度与以目标变化率表示的温度轨迹的偏差减小。
并且，在本发明的温度控制装置中，所述目标设定部也可以从输入装置接受所述目标温度、以及达到所述目标温度为止的目标时间，并根据所述目标温度和所述目标时间，设定所述目标变化率。或者，所述目标设定部也可以从输入装置接受所述目标温度和所述目标变化率。
并且，在本发明的温度控制装置中，所述参数设定部也可以根据利用设定为所述控制参数的所述上限值对所述加热体进行了操作时的所述被加热体的温度变化，来确定PID参数，并将所确定的PID参数设定为所述控制参数。
根据所述构成，利用以接近于所需的温度轨迹的方式设定的操作量的上限值而设定PID参数，所以与利用固定的上限值设定PID参数的情况相比，能够以更接近所需的温度轨迹的状态控制被加热体的温度。
再者，所述参数设定部只要根据极限环法、阈值灵敏度法和阶跃响应法中的任一者来确定所述PID参数即可。
<利用软件的实现例>
温度控制装置100的控制块(control block)(特别是目标设定部110、实测变化率计算部117、温度变化率比较部119、操作量上限值设定部121和AT执行部122)既可以通过由集成电路(集成电路(integrated circuit，IC)芯片)等形成的逻辑电路(硬件)来实现，也可以利用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)通过软件来实现。
在后者的情况，温度控制装置100包括执行实现各功能的软件即程序的命令的CPU、可利用计算机(或CPU)读取地记录有所述程序和各种数据的只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)或存储装置(将这些称为“记录介质”)、展开所述程序的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。并且，通过计算机(或CPU)从所述记录介质读取并执行所述程序，来达成本发明的目的。作为所述记录介质，可以使用“非暂时的有形的介质”，例如，磁带、光盘、存储卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。并且，所述程序也可以经由可传输所述程序的任意的传输介质(通信网络或广播波等)供给至所述计算机。再者，本发明也可以利用将所述程序通过电子传输而加以具体实现，并嵌入于载波中的数据信号的形态来实现。
本发明并不限定于所述各实施方式，在权利要求所揭示的范围内可进行各种变更，关于将不同的实施方式中所分别揭示的技术手段适当加以组合而获得的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。
符号的说明
1：加热控制系统(加热系统)
10：被加热体
20：加热器
30：温度传感器
40：输入装置
100：温度控制装置
110：目标设定部
111：目标温度存储部
113：初始操作量上限值存储部
115：目标变化率存储部
117：实测变化率计算部
119：温度变化率比较部(判定部)
121：操作量上限值设定部(上限值设定部)
122：AT执行部
123：加热处理部
124：参数设定部
125：控制参数存储部
127：PID运算部

Claims (15)

1.一种温度控制装置，按照控制参数来控制利用加热体对被加热体进行加热的加热系统的所述被加热体的温度，所述温度控制装置的特征在于包括：
目标设定部，设定目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率；
上限值设定部，设定所述加热体的操作量的上限值；
加热处理部，利用所述上限值设定部所设定的上限值对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到所述目标温度；以及
判定部，在每个规定时间，进行判定处理，判定表示所述被加热体的实测温度与以所述目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外，
所述上限值设定部是在所述加热处理部开始朝向所述目标温度的所述加热体的操作时，将预先设定的初始值设为所述上限值，在所述被加热体的温度达到所述目标温度为止的期间内，判定为所述偏差量在所述规定范围之外时，对所述上限值进行更新，以使所述偏差量减小，
所述温度控制装置进而包括：参数设定部，在所述被加热体的温度已达到所述目标温度时，将所述上限值设定部所设定的上限值设定为所述控制参数。
2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于：
所述目标设定部是设定第1个至第N个(N为2以上的整数)目标温度、从初始状态至达到第1个目标温度为止的期间内的第1个目标变化率、以及从第(k-1)个(k为2～N的整数)目标温度至达到第k个目标温度为止的期间内的第k个目标变化率，作为所述目标温度和所述目标变化率，
所述加热处理部是在所述被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度之后，使所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到第k个目标温度，
所述判定部是在所述加热处理部使所述加热体朝向第n个(n为1～N的整数)目标温度进行操作时，进行如下处理作为所述判定处理，即，判定表示所述实测温度与以第n个目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外，
所述参数设定部是针对第1个目标温度至第N个目标温度，分别设定所述控制参数。
3.根据权利要求2所述的温度控制装置，其特征在于：所述判定部在从所述被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度起至所述加热处理部开始朝向第k个目标温度的所述加热体的操作为止的期间内，不进行所述判定处理。
4.根据权利要求2或3所述的温度控制装置，其特征在于：所述判定部在所述加热处理部开始朝向第k个目标温度的所述加热体的操作之后规定期间内，不进行所述判定处理。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的温度控制装置，其特征在于：在所述被加热体的温度达到第(k-1)个目标温度之后，所述加热处理部开始朝向第k个目标温度的所述加热体的操作时，所述上限值设定部将所述参数设定部针对第(k-1)个目标温度设定为所述控制参数的上限值，设为针对第k个目标温度的所述初始值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的温度控制装置，其特征在于：所述判定部在所述加热处理部开始所述加热体的操作之后规定期间内，不进行所述判定处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的温度控制装置，其特征在于包括：
实测变化率计算部，基于所述实测温度，算出温度相对于所述被加热体的时间的实测变化率；并且
所述判定部将所述实测变化率与所述目标变化率的比较结果设为所述偏差量。
8.根据权利要求7所述的温度控制装置，其特征在于：所述上限值设定部是在判定为所述偏差量在所述规定范围之外时，在所述实测变化率低于所述目标变化率的情况下使所述上限值仅提高规定量，在所述实测变化率高于所述目标变化率的情况下使所述上限值仅降低规定量。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的温度控制装置，其特征在于：所述判定部是将所述实测温度与根据所述目标变化率而算出的理想温度的比较结果设为所述偏差量。
10.根据权利要求9所述的温度控制装置，其特征在于：所述上限值设定部是在判定为所述偏差量在所述规定范围之外时，在所述实测温度低于根据所述目标变化率而算出的理想温度的情况下使所述上限值仅提高规定量，在所述实测温度高于根据所述目标变化率而算出的理想温度的情况下使所述上限值仅降低规定量。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的温度控制装置，其特征在于：所述目标设定部从输入装置接受所述目标温度以及达到所述目标温度为止的目标时间，根据所述目标温度和所述目标时间，设定所述目标变化率。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的温度控制装置，其特征在于：所述目标设定部是从输入装置接受所述目标温度和所述目标变化率。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的温度控制装置，其特征在于：所述参数设定部是根据利用设定为所述控制参数的所述上限值对所述加热体进行了操作时的所述被加热体的温度变化来确定比例积分微分参数，并将所确定的比例积分微分参数设定为所述控制参数。
14.根据权利要求13所述的温度控制装置，其特征在于：所述参数设定部是根据极限环法、阈值灵敏度法和阶跃响应法中的任一者来确定所述比例积分微分参数。
15.一种自动调谐方法，设定控制参数，所述控制参数是用来控制利用加热体对被加热体进行加热的加热系统的所述被加热体的温度，所述自动调谐方法的特征在于包括：
目标设定步骤，设定目标温度、以及达到所述目标温度为止的期间内的温度相对于时间的目标变化率；
上限值设定步骤，设定所述加热体的操作量的上限值；
加热步骤，利用在所述上限值设定步骤中设定的上限值对所述加热体进行操作，以使所述被加热体的温度达到所述目标温度；以及
判定步骤，在每个规定时间，判定表示所述被加热体的实测温度与以所述目标变化率表示的温度轨迹的偏差的偏差量是否在规定范围之外；并且
在所述上限值设定步骤中，在朝向所述目标温度开始所述加热体的操作时，将预先设定的初始值设定为所述上限值，在所述被加热体的温度达到所述目标温度为止的期间内，判定为所述偏差量在所述规定范围之外的情况下，对所述上限值进行更新，以使所述偏差量减小，
所述自动调谐方法进而包括：参数设定步骤，将在所述被加热体的温度达到所述目标温度时所设定的上限值，设定为所述控制参数。
CN201680041486.0A 2015-10-07 2016-09-28 温度控制装置和自动调谐方法 Active CN107850875B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-199774 2015-10-07
JP2015199774A JP6531605B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 温度制御装置およびオートチューニング方法
PCT/JP2016/078700 WO2017061321A1 (ja) 2015-10-07 2016-09-28 温度制御装置およびオートチューニング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107850875A true CN107850875A (zh) 2018-03-27
CN107850875B CN107850875B (zh) 2020-12-25

Family

ID=58487619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680041486.0A Active CN107850875B (zh) 2015-10-07 2016-09-28 温度控制装置和自动调谐方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10520959B2 (zh)
EP (1) EP3361326B1 (zh)
JP (1) JP6531605B2 (zh)
CN (1) CN107850875B (zh)
WO (1) WO2017061321A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710392A (zh) * 2018-04-26 2018-10-26 广东美的厨房电器制造有限公司 烤箱预热控制方法、装置及计算机可读存储介质
CN110332666A (zh) * 2019-07-01 2019-10-15 珠海格力电器股份有限公司 空调的设定温度控制方法、空调及计算机可读存储介质
CN110928341A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 广州通达汽车电气股份有限公司 温度控制方法、装置、设备及存储介质
CN113282119A (zh) * 2021-07-20 2021-08-20 深圳市佳运通电子有限公司 一种用于油田加热炉的温度控制方法
CN113616493A (zh) * 2020-05-08 2021-11-09 未来穿戴技术有限公司 按摩仪加热控制方法、装置、系统和计算机设备
CN113687669A (zh) * 2021-07-21 2021-11-23 青岛海特生物医疗有限公司 用于调节干燥箱温度方法、装置、干燥箱及存储介质
CN115167568A (zh) * 2022-08-11 2022-10-11 蚌埠凯盛工程技术有限公司 一种浮法玻璃电加热全自动爬坡温度控制系统和控制方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102049814B1 (ko) * 2018-07-09 2019-11-28 (주)하이비젼시스템 램프를 활용한 비접촉식 급속 온도 제어 장치
CN110703827B (zh) * 2019-11-12 2021-11-12 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种封边胶温度控制系统及其温度控制方法
CN111542135B (zh) * 2020-05-18 2022-06-10 湖南双达机电有限责任公司 加热器的控制方法、加热器以及除冰车
CN114489179B (zh) * 2022-01-18 2022-08-19 华南理工大学 一种高精度快速追踪温度轨迹的控制方法及系统
CN117055652B (zh) * 2023-09-04 2024-03-08 山东胜星食品科技有限公司 基于大数据的食品加工烘烤炉温度智能调控方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1486452A (zh) * 2001-01-25 2004-03-31 株式会社山武 控制系统和控制装置
CN1839356A (zh) * 2003-08-21 2006-09-27 株式会社山武 Pid参数调整设备
CN1936736A (zh) * 2005-09-20 2007-03-28 台达电子工业股份有限公司 决定pid控制器积分初始值的方法
CN101286043A (zh) * 2007-04-13 2008-10-15 东京毅力科创株式会社 热处理装置、控制常数的自动调整方法和存储介质
CN101887275A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 山东朗进科技股份有限公司 高精度温度控制方法
CN102640066A (zh) * 2009-12-25 2012-08-15 三菱重工业株式会社 控制参数调整方法及调整装置
CN102654751A (zh) * 2012-04-05 2012-09-05 甘肃电力科学研究院 基于非线性控制和模糊控制的协调控制方法
CN102968141A (zh) * 2012-11-28 2013-03-13 东莞市科力钢铁线材有限公司 一种新型温度控制装置及其使用方法
JP2014115513A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Canon Inc 画像加熱制御装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2140933A (en) * 1934-08-20 1938-12-20 Clark M Dennis Automatic regulating device
US3838810A (en) * 1973-03-14 1974-10-01 Maxitrol Co Control for regulating energy input to a gas burner
US3951337A (en) * 1974-12-26 1976-04-20 Aktiengesellschaft Adolph Saurer Arrangement, in a weather-dependent advance controller of temperature of a heating installation, for facilitating adjustment of controller characteristics to heating characteristics
US4031950A (en) * 1976-02-17 1977-06-28 Application Engineering Corporation Process fluid circulation and temperature control system
US4199102A (en) * 1978-07-05 1980-04-22 Dunham-Bush, Inc. Temperature control system
NO143082C (no) * 1979-04-20 1981-01-14 Ferrofil As Fremgangsmaate til regulering av tilfoert effekt til et varmeelement i en vannvarmer og anordning til utfoerelse av fremgangsmaaten
US4379484A (en) * 1981-01-12 1983-04-12 The Trane Company Control for a variable air volume temperature conditioning system-outdoor air economizer
US4564748A (en) * 1982-10-29 1986-01-14 Respiratory Care, Inc. Variable temperature heating control system for inhalation therapy apparatus
JPH0619681B2 (ja) 1985-04-08 1994-03-16 日精樹脂工業株式会社 温度制御装置の自動チユ−ニング装置
US4734872A (en) * 1985-04-30 1988-03-29 Temptronic Corporation Temperature control for device under test
JP2644896B2 (ja) * 1989-09-18 1997-08-25 株式会社日立製作所 冷却装置の温度制御方法
JP3275327B2 (ja) 1991-09-20 2002-04-15 オムロン株式会社 Ｐｉｄ調節器
JPH0895647A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 Ohkura Electric Co Ltd プログラム温度調節計
WO2001079943A1 (fr) * 2000-04-14 2001-10-25 Omron Corporation Unite de commande, regulateur de temperature et appareil de traitement thermique
US10082846B2 (en) * 2007-01-11 2018-09-25 Marvell World Trade Ltd. Temperature sensing system
JP5484859B2 (ja) 2009-10-26 2014-05-07 アズビル株式会社 温度制御装置および温度制御方法
JP5373550B2 (ja) 2009-10-26 2013-12-18 アズビル株式会社 温度制御装置および異常判定方法
JP2014211385A (ja) 2013-04-19 2014-11-13 東ソー株式会社 クロマトグラフ用恒温槽
EP3039502B1 (en) * 2013-08-30 2018-11-28 Schneider Electric Danmark A/S Method for temperature control

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1486452A (zh) * 2001-01-25 2004-03-31 株式会社山武 控制系统和控制装置
CN1839356A (zh) * 2003-08-21 2006-09-27 株式会社山武 Pid参数调整设备
CN1936736A (zh) * 2005-09-20 2007-03-28 台达电子工业股份有限公司 决定pid控制器积分初始值的方法
CN101286043A (zh) * 2007-04-13 2008-10-15 东京毅力科创株式会社 热处理装置、控制常数的自动调整方法和存储介质
CN101887275A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 山东朗进科技股份有限公司 高精度温度控制方法
CN102640066A (zh) * 2009-12-25 2012-08-15 三菱重工业株式会社 控制参数调整方法及调整装置
CN102654751A (zh) * 2012-04-05 2012-09-05 甘肃电力科学研究院 基于非线性控制和模糊控制的协调控制方法
CN102968141A (zh) * 2012-11-28 2013-03-13 东莞市科力钢铁线材有限公司 一种新型温度控制装置及其使用方法
JP2014115513A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Canon Inc 画像加熱制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李名慧: "智能PID控制器的设计与应用", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710392A (zh) * 2018-04-26 2018-10-26 广东美的厨房电器制造有限公司 烤箱预热控制方法、装置及计算机可读存储介质
CN110332666A (zh) * 2019-07-01 2019-10-15 珠海格力电器股份有限公司 空调的设定温度控制方法、空调及计算机可读存储介质
CN110928341A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 广州通达汽车电气股份有限公司 温度控制方法、装置、设备及存储介质
CN113616493A (zh) * 2020-05-08 2021-11-09 未来穿戴技术有限公司 按摩仪加热控制方法、装置、系统和计算机设备
CN113282119A (zh) * 2021-07-20 2021-08-20 深圳市佳运通电子有限公司 一种用于油田加热炉的温度控制方法
CN113282119B (zh) * 2021-07-20 2021-09-21 深圳市佳运通电子有限公司 一种用于油田加热炉的温度控制方法
CN113687669A (zh) * 2021-07-21 2021-11-23 青岛海特生物医疗有限公司 用于调节干燥箱温度方法、装置、干燥箱及存储介质
CN115167568A (zh) * 2022-08-11 2022-10-11 蚌埠凯盛工程技术有限公司 一种浮法玻璃电加热全自动爬坡温度控制系统和控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6531605B2 (ja) 2019-06-19
EP3361326A1 (en) 2018-08-15
WO2017061321A1 (ja) 2017-04-13
JP2017073003A (ja) 2017-04-13
EP3361326A4 (en) 2019-06-26
CN107850875B (zh) 2020-12-25
US10520959B2 (en) 2019-12-31
US20180203476A1 (en) 2018-07-19
EP3361326B1 (en) 2022-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107850875A (zh) 温度控制装置和自动调谐方法
US4814968A (en) Self-tuning process controller
CN108028543B (zh) 发电厂斜变率控制
CN110726232B (zh) 空调器的控制方法及装置、空调器设备
CN100423929C (zh) 用于注射模塑成型机的自适应温度控制方法及其电路
EP0099362A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TUNING A PID REGULATOR.
CN110604466A (zh) 一种烹饪控制方法、设备及计算机存储介质
JP2002116803A (ja) 内部モータ・コントローラ用の周波数領域自動同調システムおよびその方法
CN106796127A (zh) 信号处理装置、信号处理方法以及计算机程序
CN108158412A (zh) 饮水装置水温变化趋势的确定方法、确定系统及饮水装置
CN114138030B (zh) 温度控制方法和半导体工艺设备
CN106055491A (zh) 一种基于sram puf的熵提取方法及电路
CN111567829A (zh) 咖啡豆烘焙系统及其实施方法
CN115096463A (zh) 玻璃通道焊接式热偶温度补偿方法、系统、设备及介质
CN108780299A (zh) 输出控制单元、输出控制系统、输出控制单元的控制方法
TWI244018B (en) System and method of control factor management
CN113718329B (zh) 半导体设备及其工艺控制方法
CN105204325A (zh) 定时方法和电路
JP2021011046A (ja) 情報処理装置、学習方法及びプログラム
CN113796741B (zh) 一种食品加工机的炖煮控制方法
CN116382125A (zh) 烹饪任务的执行的方法、装置、存储介质以及电子设备
RU2231821C1 (ru) Способ программного регулирования греющей мощности
US20150342217A1 (en) Chilled food product dispenser and method with adaptive control of refrigeration system
Hanses et al. Modelling and Control of Heat Distribution in a Powder Bed Fusion 3D Printer
CN109357377A (zh) 空调中净化模块控制的方法、装置及计算机存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant