JP2001265448A - 温度調節器および熱処理装置 - Google Patents
温度調節器および熱処理装置Info
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- JP2001265448A JP2001265448A JP2000071905A JP2000071905A JP2001265448A JP 2001265448 A JP2001265448 A JP 2001265448A JP 2000071905 A JP2000071905 A JP 2000071905A JP 2000071905 A JP2000071905 A JP 2000071905A JP 2001265448 A JP2001265448 A JP 2001265448A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御する温度に応じて制御パラメータの設定
変更を行うといった面倒な操作を不要とするとともに、
ハンチングやオーバシュートの発生を抑制する。 【解決手段】 検出温度ＰＶに応じて、直線近似式に従
って補正手段７，１３では、比例ゲインＫｐ、積分時間
Ｔｉおよび微分時間Ｔｄを補正し、ゲインおよび時定数
の温度による補償を自動的に行うようにしている。
変更を行うといった面倒な操作を不要とするとともに、
ハンチングやオーバシュートの発生を抑制する。 【解決手段】 検出温度ＰＶに応じて、直線近似式に従
って補正手段７，１３では、比例ゲインＫｐ、積分時間
Ｔｉおよび微分時間Ｔｄを補正し、ゲインおよび時定数
の温度による補償を自動的に行うようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象の温度を
制御する温度調節器および温度調節器を用いた熱処理装
置に関する。
制御する温度調節器および温度調節器を用いた熱処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、従来の温度調節器１ａを用い
た温度制御システムの概略構成図である。
た温度制御システムの概略構成図である。
【０００３】温度調節器１ａは、制御対象２の温度を検
出する温度センサ３の検出温度ＰＶに基づいて、電磁開
閉器などの出力装置４に操作信号（操作量）ＭＶを出力
してヒータ５の通電を制御して制御対象２の温度が、予
め設定される目標温度ＳＰになるように、例えばＰＩＤ
制御するものである。
出する温度センサ３の検出温度ＰＶに基づいて、電磁開
閉器などの出力装置４に操作信号（操作量）ＭＶを出力
してヒータ５の通電を制御して制御対象２の温度が、予
め設定される目標温度ＳＰになるように、例えばＰＩＤ
制御するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ヒータは、後述の図３
の実線Ａで示されるように温度によってその抵抗値が変
化するものであり、温度が上昇すると、抵抗値が増大す
る。このため、温度が上昇すると、ヒータに流れる電流
が低下し、同じパルス幅で駆動したとしても電力は、減
少することになる。つまり、制御ループのゲインが低下
する。
の実線Ａで示されるように温度によってその抵抗値が変
化するものであり、温度が上昇すると、抵抗値が増大す
る。このため、温度が上昇すると、ヒータに流れる電流
が低下し、同じパルス幅で駆動したとしても電力は、減
少することになる。つまり、制御ループのゲインが低下
する。
【０００５】また、制御対象は、簡単に近似する時に
は、無駄時間＋１次遅れ要素として表すことができる
が、１次遅れ要素の時定数τは、熱容量Ｃと熱抵抗Ｒと
によってτ＝ＣＲで表される。したがって、熱容量Ｃま
たは熱抵抗Ｒが変化すると、時定数τも変化することに
なる。例えば、温度が高くなった場合、対流現象が生
じ、このとき、ヒータから周囲への熱伝導性が良好とな
って熱抵抗Ｒが低下し、時定数τが小さくなる。すなわ
ち、後述の図８の実線Ａで示されるように、温度が上昇
すると、時定数τが低下することになる。
は、無駄時間＋１次遅れ要素として表すことができる
が、１次遅れ要素の時定数τは、熱容量Ｃと熱抵抗Ｒと
によってτ＝ＣＲで表される。したがって、熱容量Ｃま
たは熱抵抗Ｒが変化すると、時定数τも変化することに
なる。例えば、温度が高くなった場合、対流現象が生
じ、このとき、ヒータから周囲への熱伝導性が良好とな
って熱抵抗Ｒが低下し、時定数τが小さくなる。すなわ
ち、後述の図８の実線Ａで示されるように、温度が上昇
すると、時定数τが低下することになる。
【０００６】以上のように、温度が上昇すると、ヒータ
の抵抗値や時定数が変化するので、そのままでは、ハン
チングやオーバシュートが生じることになる。このた
め、従来では、温度変化によるハンチングやオーバシュ
ートの発生を抑制するために、制御する温度に応じて、
上位のコンピュータから制御パラメータ、例えばＰＩＤ
パラメータを温度調節器に対して切り替え設定しなけれ
ばならず、面倒であり、また、上位のコンピュータもそ
の分負荷が増えるといった難点がある。
の抵抗値や時定数が変化するので、そのままでは、ハン
チングやオーバシュートが生じることになる。このた
め、従来では、温度変化によるハンチングやオーバシュ
ートの発生を抑制するために、制御する温度に応じて、
上位のコンピュータから制御パラメータ、例えばＰＩＤ
パラメータを温度調節器に対して切り替え設定しなけれ
ばならず、面倒であり、また、上位のコンピュータもそ
の分負荷が増えるといった難点がある。
【０００７】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、制御する温度に応じて制御パラメータの設定
変更を行うといった面倒な操作を不要とするとともに、
ハンチングやオーバシュートの発生を抑制した温度調節
器およびそれを用いた熱処理装置を提供することを目的
とする。
であって、制御する温度に応じて制御パラメータの設定
変更を行うといった面倒な操作を不要とするとともに、
ハンチングやオーバシュートの発生を抑制した温度調節
器およびそれを用いた熱処理装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【０００９】すなわち、本発明の温度調節器は、温度検
出手段からの検出温度と目標温度との偏差に基づいて操
作信号を出力する温度制御手段と、前記検出温度に基づ
いて、前記温度制御手段における制御パラメータを補正
する補正手段とを備えている。
出手段からの検出温度と目標温度との偏差に基づいて操
作信号を出力する温度制御手段と、前記検出温度に基づ
いて、前記温度制御手段における制御パラメータを補正
する補正手段とを備えている。
【００１０】本発明によると、検出温度に応じて制御パ
ラメータを自動的に補正する、すなわち、リアルタイム
で温度補償が行われるので、従来のように、制御する温
度に応じて上位のコンピュータから制御パラメータを変
更設定するといった面倒な操作が不要となる。
ラメータを自動的に補正する、すなわち、リアルタイム
で温度補償が行われるので、従来のように、制御する温
度に応じて上位のコンピュータから制御パラメータを変
更設定するといった面倒な操作が不要となる。
【００１１】本発明の一実施態様においては、前記補正
手段は、前記検出温度に代えて前記目標温度に基づいて
前記制御パラメータを補正するものである。
手段は、前記検出温度に代えて前記目標温度に基づいて
前記制御パラメータを補正するものである。
【００１２】本発明によると、過渡状態を除いて検出温
度とほぼ等しい固定の目標温度に基づいて補正するの
で、時々刻々変化する検出温度に基づいて補正する構成
に比べて処理が簡素化される。
度とほぼ等しい固定の目標温度に基づいて補正するの
で、時々刻々変化する検出温度に基づいて補正する構成
に比べて処理が簡素化される。
【００１３】本発明の他の実施態様においては、前記補
正手段は、前記検出温度または前記目標温度に基づい
て、予め設定された定数を用いた算出式に従って補正値
を算出するものである。
正手段は、前記検出温度または前記目標温度に基づい
て、予め設定された定数を用いた算出式に従って補正値
を算出するものである。
【００１４】本発明によると、予め定数を設定すること
により、自動的に温度に応じて制御パラメータが補正さ
れることになる。
により、自動的に温度に応じて制御パラメータが補正さ
れることになる。
【００１５】本発明の好ましい実施態様においては、前
記算出式が、一次の近似式であり、本発明によると、簡
単な直線近似式で温度補償を行えることになる。
記算出式が、一次の近似式であり、本発明によると、簡
単な直線近似式で温度補償を行えることになる。
【００１６】本発明の他の実施態様においては、前記算
出式が、二次以上の近似式であり、本発明によると、よ
り精度の高い温度補償が行えることになる。
出式が、二次以上の近似式であり、本発明によると、よ
り精度の高い温度補償が行えることになる。
【００１７】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、補正される制御パラメータが、比例ゲイン、積分時
間および微分時間の少なくとも一つである。
は、補正される制御パラメータが、比例ゲイン、積分時
間および微分時間の少なくとも一つである。
【００１８】本発明によると、温度変化によるゲインの
変化を補償したり、温度変化による時定数の変化を補償
したり、あるいは、その両者を補償することができる。
変化を補償したり、温度変化による時定数の変化を補償
したり、あるいは、その両者を補償することができる。
【００１９】本発明の熱処理装置は、本発明の温度調節
器と、制御対象としての熱処理炉あるいは熱処理盤と、
該熱処理炉あるいは熱処理盤を加熱（または冷却）する
加熱（または冷却）手段と、前記熱処理炉あるいは熱処
理盤の温度を検出する温度検出手段とを備えている。
器と、制御対象としての熱処理炉あるいは熱処理盤と、
該熱処理炉あるいは熱処理盤を加熱（または冷却）する
加熱（または冷却）手段と、前記熱処理炉あるいは熱処
理盤の温度を検出する温度検出手段とを備えている。
【００２０】本発明によると、従来のように、制御する
温度に応じて上位のコンピュータから制御パラメータを
温度調節器に変更設定するといった面倒な操作を不要と
しながら、温度の変化によるハンチングやオーバーシュ
ートの発生を抑制することができる。
温度に応じて上位のコンピュータから制御パラメータを
温度調節器に変更設定するといった面倒な操作を不要と
しながら、温度の変化によるハンチングやオーバーシュ
ートの発生を抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。
の形態について詳細に説明する。
【００２２】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る温度調節器１を用いた温度制御システ
ムの概略構成図であり、図１１の従来例に対応する部分
には、同一の参照符号を付す。
実施の形態に係る温度調節器１を用いた温度制御システ
ムの概略構成図であり、図１１の従来例に対応する部分
には、同一の参照符号を付す。
【００２３】この実施の形態の温度調節器１は、制御対
象２の温度を検出する温度センサ３からの検出温度ＰＶ
に基づいて、電磁開閉器などの出力装置４に操作信号
（操作量）ＭＶを出力して加熱手段としてのヒータ５の
通電を制御して制御対象２の温度が、予め設定される目
標温度ＳＰになるようにＰＩＤ制御を行うものである。
なお、６はヒータ電源である。
象２の温度を検出する温度センサ３からの検出温度ＰＶ
に基づいて、電磁開閉器などの出力装置４に操作信号
（操作量）ＭＶを出力して加熱手段としてのヒータ５の
通電を制御して制御対象２の温度が、予め設定される目
標温度ＳＰになるようにＰＩＤ制御を行うものである。
なお、６はヒータ電源である。
【００２４】この温度制御システムは、熱処理装置、例
えば図２に示される熱酸化装置１８に適用できるもので
あり、制御対象２を、熱処理炉としての反応管１９と
し、反応管１９の周囲に分割して配置された複数のヒー
タ２１の通電制御を、複数の温度センサ２２からの検出
温度に基づいて行う多点の温度調節器２３として適用す
ることができる。
えば図２に示される熱酸化装置１８に適用できるもので
あり、制御対象２を、熱処理炉としての反応管１９と
し、反応管１９の周囲に分割して配置された複数のヒー
タ２１の通電制御を、複数の温度センサ２２からの検出
温度に基づいて行う多点の温度調節器２３として適用す
ることができる。
【００２５】上述のように、ヒータ５は、図３の実線Ａ
で示されるように温度によってその抵抗値が変化するた
めに、制御ループのゲインが変化するのであるが、この
実施の形態では、温度変化によるゲインの変化を自動的
に補償するために次のように構成している。
で示されるように温度によってその抵抗値が変化するた
めに、制御ループのゲインが変化するのであるが、この
実施の形態では、温度変化によるゲインの変化を自動的
に補償するために次のように構成している。
【００２６】すなわち、図３の温度とヒータの抵抗値と
の関係を示す特性図において、実線Ａで示される実際の
変化に対して、例えば、破線Ｂで示される下記の近似直
線式を考える。
の関係を示す特性図において、実線Ａで示される実際の
変化に対して、例えば、破線Ｂで示される下記の近似直
線式を考える。
【００２７】Ｒ／Ｒ0＝ηｐ（Ｔ−Ｔ0）＋１.０ ここで、Ｒ0は、基準温度Ｔ0、例えば室温における抵抗
値、ηｐは温度係数である。
値、ηｐは温度係数である。
【００２８】ヒータに印加する電圧Ｖは、一定であるの
で、ヒータに流れる電流は、ヒータの抵抗値の変化に応
じて変化することになり、同じパルス幅で駆動したとし
ても電力Ｐは、温度によって次のように変化することに
なる。
で、ヒータに流れる電流は、ヒータの抵抗値の変化に応
じて変化することになり、同じパルス幅で駆動したとし
ても電力Ｐは、温度によって次のように変化することに
なる。
【００２９】 Ｐ／Ｐ0＝（Ｖ2／Ｒ）／（Ｖ2／Ｒ0） ＝Ｒ0／Ｒ ＝１／｛ηｐ（Ｔ−Ｔ0）＋１.０｝ つまり、制御ループのゲインＧは、温度によって下記の
ように変化する。
ように変化する。
【００３０】 Ｇ／Ｇ0＝Ｐ／Ｐ0 ＝１／｛ηｐ（Ｔ−Ｔ0）＋１.０｝ なお、Ｐ0，Ｇ0は、基準温度Ｔ0における電力およびゲ
インである。
インである。
【００３１】前記式から明らかなように温度が上昇して
ヒータの抵抗値Ｒが増加すると、ゲインが低下すること
になる。
ヒータの抵抗値Ｒが増加すると、ゲインが低下すること
になる。
【００３２】そこで、この実施の形態の温度調節器１
は、このゲインの低下を補償するようにＰＩＤパラメー
タの比例ゲインＫｐを補正するようにしている。
は、このゲインの低下を補償するようにＰＩＤパラメー
タの比例ゲインＫｐを補正するようにしている。
【００３３】すなわち、図４は、図１の温度調節器１内
部のブロック線図であり、この図４に示されるように、
温度センサ３からの検出温度ＰＶと予め設定される前記
温度係数ηｐとに基づいて、下記の一次近似式に従って
比例ゲインＫｐの補正値を算出して比例要素８の比例ゲ
インを補正する補正手段７を備えている。
部のブロック線図であり、この図４に示されるように、
温度センサ３からの検出温度ＰＶと予め設定される前記
温度係数ηｐとに基づいて、下記の一次近似式に従って
比例ゲインＫｐの補正値を算出して比例要素８の比例ゲ
インを補正する補正手段７を備えている。
【００３４】Ｋｐ＝｛ηｐ（ＰＶ−ＰＶ0）＋１｝Ｋｐ0 ここで、ＰＶ0は室温などの基準温度、Ｋｐ0は基準温度
における比例ゲインである。なお、図４において、９は
微分要素、１０は積分要素を示している。
における比例ゲインである。なお、図４において、９は
微分要素、１０は積分要素を示している。
【００３５】このように検出温度ＰＶに応じて補正した
比例ゲインＫｐを算出し、その算出した比例ゲインＫｐ
によってＰＩＤ制御を行うので、ゲインの温度による変
化を補償したＰＩＤ制御が行われることになり、従来例
のように、制御する温度に応じてＰＩＤパラメータを上
位のコンピュータから変更設定しなくても、ハンチング
やオーバーシュートの発生を抑制できることになる。し
たがって、上位のコンピュータの通信の負荷も軽減され
ることになる。
比例ゲインＫｐを算出し、その算出した比例ゲインＫｐ
によってＰＩＤ制御を行うので、ゲインの温度による変
化を補償したＰＩＤ制御が行われることになり、従来例
のように、制御する温度に応じてＰＩＤパラメータを上
位のコンピュータから変更設定しなくても、ハンチング
やオーバーシュートの発生を抑制できることになる。し
たがって、上位のコンピュータの通信の負荷も軽減され
ることになる。
【００３６】また、検出温度ＰＶだけで補正するので、
例えば、検出温度ＰＶおよび操作量ＭＶなどの複数の入
力に基づいて補正する場合に比べて、構成が簡素化さ
れ、さらに、複雑な制御対象のモデリングなども不要で
ある。
例えば、検出温度ＰＶおよび操作量ＭＶなどの複数の入
力に基づいて補正する場合に比べて、構成が簡素化さ
れ、さらに、複雑な制御対象のモデリングなども不要で
ある。
【００３７】なお、補正の一次近似式に用いる温度係数
ηｐは、予め計測するか、あるいは、ヒータの温度係数
として分かっている場合には、それを用いればよい。ま
た、この温度係数ηｐは、例えば、図１に示されるよう
にキー入力によってインタフェース１１を介して予め設
定すればよく、あるいは、図５に示されるように、通信
基板１２を介して例えば、ＲＳ−２３２Ｃのシリアル通
信などによって外部から通信で設定してもよい。
ηｐは、予め計測するか、あるいは、ヒータの温度係数
として分かっている場合には、それを用いればよい。ま
た、この温度係数ηｐは、例えば、図１に示されるよう
にキー入力によってインタフェース１１を介して予め設
定すればよく、あるいは、図５に示されるように、通信
基板１２を介して例えば、ＲＳ−２３２Ｃのシリアル通
信などによって外部から通信で設定してもよい。
【００３８】この実施の形態では、検出温度ＰＶを用い
て比例ゲインＫｐを補正したけれども、本発明の他の実
施の形態として、図６に示されるように、目標温度ＳＰ
を用いて比例ゲインＫｐを補正してもよい。
て比例ゲインＫｐを補正したけれども、本発明の他の実
施の形態として、図６に示されるように、目標温度ＳＰ
を用いて比例ゲインＫｐを補正してもよい。
【００３９】すなわち、上述の補正式を、Ｋｐ＝｛ηｐ
（ＳＰ−ＰＶ0）＋１｝Ｋｐ0とするのである。
（ＳＰ−ＰＶ0）＋１｝Ｋｐ0とするのである。
【００４０】目標温度ＳＰは、過渡的な状態を除いてほ
とんど検出温度ＰＶと等しいので、時々刻々変化する検
出温度ＰＶを用いる場合に比べて、固定値である目標温
度ＳＰを用いることで処理の負担を大幅に低減すること
ができる。
とんど検出温度ＰＶと等しいので、時々刻々変化する検
出温度ＰＶを用いる場合に比べて、固定値である目標温
度ＳＰを用いることで処理の負担を大幅に低減すること
ができる。
【００４１】（実施の形態２）図７は、本発明の他の実
施の形態の温度調節器内部のブロック線図であり、上述
の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付
す。なお、温度制御システムの構成は、図１と基本的に
同様である。
施の形態の温度調節器内部のブロック線図であり、上述
の実施の形態に対応する部分には、同一の参照符号を付
す。なお、温度制御システムの構成は、図１と基本的に
同様である。
【００４２】上述のように、時定数τは、図８の実線で
示されるように、温度によって変化するのであるが、こ
の実施の形態では、温度変化による時定数τの変化を自
動的に補償するために次のように構成している。
示されるように、温度によって変化するのであるが、こ
の実施の形態では、温度変化による時定数τの変化を自
動的に補償するために次のように構成している。
【００４３】すなわち、図８の温度と時定数τとの関係
を示す特性図において、実線Ａで示される実際の変化に
対して、例えば、破線Ｂで示される下記の近似直線式を
考えることができる。
を示す特性図において、実線Ａで示される実際の変化に
対して、例えば、破線Ｂで示される下記の近似直線式を
考えることができる。
【００４４】τ／τ0＝−ｋτ（Ｔ−Ｔ0）＋１.０ ここで、τ0は、基準温度Ｔ0、例えば室温における時定
数、−ｋτは近似式の傾きである。
数、−ｋτは近似式の傾きである。
【００４５】このように温度変化に対する時定数τの変
化を直線近似するのと同様に、時定数τに対応するＰＩ
Ｄパラメータの積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄも下記
のように直線近似することができる。
化を直線近似するのと同様に、時定数τに対応するＰＩ
Ｄパラメータの積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄも下記
のように直線近似することができる。
【００４６】Ｔｉ＝｛ηｉ（ＰＶ−ＰＶ0）＋１｝Ｔｉ0 Ｔｄ＝｛ηｄ（ＰＶ−ＰＶ0）＋１｝Ｔｄ0 ここで、Ｔｉ0，Ｔｄ0は基準温度Ｔ0における積分時間
および微分時間であり、ηｉ，ηｄは、温度係数であ
る。
および微分時間であり、ηｉ，ηｄは、温度係数であ
る。
【００４７】この温度係数ηｉ，ηｄは、例えば、予め
ステップ応答法によって無駄時間を計測することによっ
て算出することができる。
ステップ応答法によって無駄時間を計測することによっ
て算出することができる。
【００４８】そこで、この実施の形態では、図７に示さ
れるように、温度センサ３からの検出温度ＰＶと予め設
定される前記温度係数ηｉ，ηｄとに基づいて、上記一
次近似式に従って積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄの補
正値を算出して積分要素１０および微分要素９の積分時
間および微分時間を補正する補正手段１３を備えてい
る。
れるように、温度センサ３からの検出温度ＰＶと予め設
定される前記温度係数ηｉ，ηｄとに基づいて、上記一
次近似式に従って積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄの補
正値を算出して積分要素１０および微分要素９の積分時
間および微分時間を補正する補正手段１３を備えてい
る。
【００４９】このように検出温度ＰＶに応じて補正した
積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄを算出し、その算出し
た積分時間Ｔｉおよび微分時間ＴｄによってＰＩＤ制御
を行うので、時定数τの温度による変化を補償したＰＩ
Ｄ制御が行われることになり、従来例のように、制御す
る温度に応じてＰＩＤパラメータを上位のコンピュータ
から変更設定しなくても、ハンチングやオーバーシュー
トの発生を抑制できることになる。
積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄを算出し、その算出し
た積分時間Ｔｉおよび微分時間ＴｄによってＰＩＤ制御
を行うので、時定数τの温度による変化を補償したＰＩ
Ｄ制御が行われることになり、従来例のように、制御す
る温度に応じてＰＩＤパラメータを上位のコンピュータ
から変更設定しなくても、ハンチングやオーバーシュー
トの発生を抑制できることになる。
【００５０】なお、本発明の他の実施の形態として、図
９に示されるように、検出温度ＰＶに代えて目標温度Ｓ
Ｐを用いて積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄを補正して
もよい。また、積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄのいず
れか一方を補正するようにしてもよい。
９に示されるように、検出温度ＰＶに代えて目標温度Ｓ
Ｐを用いて積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄを補正して
もよい。また、積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄのいず
れか一方を補正するようにしてもよい。
【００５１】（その他の実施の形態）本発明の他の実施
の形態として、図１０に示されるように、上述の実施の
形態１および実施の形態２を組み合わせて比例ゲインＫ
ｐ、積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄをすべて補正する
ようにしてもよい。
の形態として、図１０に示されるように、上述の実施の
形態１および実施の形態２を組み合わせて比例ゲインＫ
ｐ、積分時間Ｔｉおよび微分時間Ｔｄをすべて補正する
ようにしてもよい。
【００５２】上述の各実施の形態では、一次の直線近似
を行ったけれども、本発明は、二次以上の近似式を用い
てもよい。例えば、時定数τについての二次の近似式の
例を示す。
を行ったけれども、本発明は、二次以上の近似式を用い
てもよい。例えば、時定数τについての二次の近似式の
例を示す。
【００５３】 τ／τ0＝ｋａ（Ｔ−Ｔ0）2＋ｋｂ（Ｔ−Ｔ0）＋ｋｃ ３つのパラメータ（ｋａ，ｋｂ，ｋｃ）は、次のように
して求める。近似する元の制御対象の特性曲線のデータ
３点の温度の値（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3）に対するτ／τ0を、
（τ1／τ0，τ2／τ0，τ3／τ0）とすると、以下の３
つの方程式ができる。
して求める。近似する元の制御対象の特性曲線のデータ
３点の温度の値（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3）に対するτ／τ0を、
（τ1／τ0，τ2／τ0，τ3／τ0）とすると、以下の３
つの方程式ができる。
【００５４】τ1／τ0＝ｋａ（Ｔ1−Ｔ0）2＋ｋｂ（Ｔ1
−Ｔ0）＋ｋｃ τ2／τ0＝ｋａ（Ｔ2−Ｔ0）2＋ｋｂ（Ｔ2−Ｔ0）＋ｋ
ｃ τ3／τ0＝ｋａ（Ｔ3−Ｔ0）2＋ｋｂ（Ｔ3−Ｔ0）＋ｋ
ｃ この３つの式から３つの変数は、数学的に求まるので、
３つのパラメータ（ｋａ，ｋｂ，ｋｃ）は、求まる。
−Ｔ0）＋ｋｃ τ2／τ0＝ｋａ（Ｔ2−Ｔ0）2＋ｋｂ（Ｔ2−Ｔ0）＋ｋ
ｃ τ3／τ0＝ｋａ（Ｔ3−Ｔ0）2＋ｋｂ（Ｔ3−Ｔ0）＋ｋ
ｃ この３つの式から３つの変数は、数学的に求まるので、
３つのパラメータ（ｋａ，ｋｂ，ｋｃ）は、求まる。
【００５５】ｎ次の近似式も同様にｎ＋１点の温度に対
する時定数の変化τ／τ0データで求めることができ
る。
する時定数の変化τ／τ0データで求めることができ
る。
【００５６】このように複数の次数で求めると、制御対
象の変化曲線に一致した近似式が作れるので、より精度
の高い補正が実現できるという効果が有る。
象の変化曲線に一致した近似式が作れるので、より精度
の高い補正が実現できるという効果が有る。
【００５７】上述の実施の形態では、ＰＩＤ制御に適用
して説明したけれども、本発明は、ＰＩＤ制御に限ら
ず、比例制御、積分制御などの他の制御方式にも適用で
きるものである。
して説明したけれども、本発明は、ＰＩＤ制御に限ら
ず、比例制御、積分制御などの他の制御方式にも適用で
きるものである。
【００５８】上述の実施の形態では、ヒータなどの加熱
手段を用いた温度制御に適用した説明したけれとも、ペ
ルチェ素子や冷却器などを用いた温度制御に適用しても
よいのは勿論であり、さらに、加熱手段と冷却手段とを
併用する温度制御に適用してもよい。
手段を用いた温度制御に適用した説明したけれとも、ペ
ルチェ素子や冷却器などを用いた温度制御に適用しても
よいのは勿論であり、さらに、加熱手段と冷却手段とを
併用する温度制御に適用してもよい。
【００５９】また、本発明の熱処理装置は、熱酸化装置
に限らず、拡散炉やＣＶＤ装置、例えば、図１２に示さ
れるように、枚葉式のＣＶＤ装置における熱処理盤の温
度制御にも適用できるものである。なお、図１２におい
て、ウェーハ６０が載置される熱処理盤６１は、同心状
に外円部６２、中間部６３、中心部６４に３分割されて
おり、各部に個別的に対応するヒータ６５〜６７が設け
られて各ゾーン毎に温度制御するものである。また、本
発明の熱処理装置は、射出成形機のシリンダ部の温度制
御あるいは包装機のヒータ台の温度制御などにも適用で
きるものである。
に限らず、拡散炉やＣＶＤ装置、例えば、図１２に示さ
れるように、枚葉式のＣＶＤ装置における熱処理盤の温
度制御にも適用できるものである。なお、図１２におい
て、ウェーハ６０が載置される熱処理盤６１は、同心状
に外円部６２、中間部６３、中心部６４に３分割されて
おり、各部に個別的に対応するヒータ６５〜６７が設け
られて各ゾーン毎に温度制御するものである。また、本
発明の熱処理装置は、射出成形機のシリンダ部の温度制
御あるいは包装機のヒータ台の温度制御などにも適用で
きるものである。
【００６０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出温度
あるいは目標温度に応じて、比例ゲイン、積分時間およ
び微分時間といった制御パラメータを自動的に補正する
ので、制御する温度に応じて上位のコンピュータから制
御パラメータを変更設定するといった面倒な操作が不要
となり、通信の負荷も軽減され、しかも、温度の変化に
よるハンチングやオーバーシュートの発生を抑制するこ
とができる。
あるいは目標温度に応じて、比例ゲイン、積分時間およ
び微分時間といった制御パラメータを自動的に補正する
ので、制御する温度に応じて上位のコンピュータから制
御パラメータを変更設定するといった面倒な操作が不要
となり、通信の負荷も軽減され、しかも、温度の変化に
よるハンチングやオーバーシュートの発生を抑制するこ
とができる。
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る温度制御シス
テムの概略構成図である。
テムの概略構成図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態に係る熱処理装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図３】温度とヒータ抵抗値との関係を示す特性図であ
る。
る。
【図４】図１の温度調節器内部のブロック線図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の温度制御システムの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の温度調節器内部のブ
ロック線図である。
ロック線図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態の温度調節器内
部のブロック線図である。
部のブロック線図である。
【図８】温度と時定数との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の温度調節器内部のブ
ロック線図である。
ロック線図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態の温度調節器
内部のブロック線図である。
内部のブロック線図である。
【図１１】従来例の概略構成図である。
【図１２】熱処理装置の他の例を示す図である。
１ 温度調節器 ２ 制御対象 ３ 温度センサ ５ ヒータ ７，１３ 補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 均 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 米田 元 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 3K058 AA04 AA72 AA73 BA19 CB14 CB34 CC06 CC07 GA03 GA05 5H323 AA27 BB05 CB02 CB42 DA01 FF01 FF10 KK05 LL01 LL02 LL03 LL22 LL27 MM09 NN01
Claims (8)
- 【請求項１】 温度検出手段からの検出温度と目標温度
との偏差に基づいて操作信号を出力する温度制御手段
と、 前記検出温度に基づいて、前記温度制御手段における制
御パラメータを補正する補正手段と、 を備えることを特徴とする温度調節器。 - 【請求項２】 前記補正手段は、前記検出温度に代えて
前記目標温度に基づいて前記制御パラメータを補正する
請求項１記載の温度調節器。 - 【請求項３】 前記補正手段は、前記検出温度または前
記目標温度に基づいて、予め設定された定数を用いた算
出式に従って補正値を算出する請求項１または２記載の
温度調節器。 - 【請求項４】 前記算出式が、一次の近似式である請求
項３記載の温度調節器。 - 【請求項５】 前記算出式が、二次以上の近似式である
請求項３記載の温度調節器。 - 【請求項６】 補正される制御パラメータが、比例ゲイ
ン、積分時間および微分時間の少なくとも一つである請
求項１ない５のいずれかに記載の温度調節器。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の温
度調節器と、制御対象としての熱処理炉と、該熱処理炉
を加熱（または冷却）する加熱（または冷却）手段と、
前記熱処理炉の温度を検出する温度検出手段とを備える
ことを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載の温
度調節器と、制御対象としての熱処理盤と、該熱処理盤
を加熱（または冷却）する加熱（または冷却）手段と、
前記熱処理盤の温度を検出する温度検出手段とを備える
ことを特徴とする熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071905A JP3829575B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 温度調節器および熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071905A JP3829575B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 温度調節器および熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001265448A true JP2001265448A (ja) | 2001-09-28 |
| JP3829575B2 JP3829575B2 (ja) | 2006-10-04 |
Family
ID=18590411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000071905A Expired - Lifetime JP3829575B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 温度調節器および熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3829575B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220408A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-24 | Omron Corp | 温度制御方法、温度制御装置、熱処理装置およびプログラム |
| JP2009530719A (ja) * | 2006-03-13 | 2009-08-27 | ヴァルコ インスツルメンツ カンパニー， インク． | 適応型温度調節装置 |
| KR20110089156A (ko) * | 2008-10-24 | 2011-08-04 | 발코 인스트루먼츠 컴퍼니, 엘피 | 적응성 온도 제어기 |
| WO2019167473A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | オムロン株式会社 | 加熱装置及び加熱装置の異常検知方法 |
| JP2020169837A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機、及び材料試験機の制御方法 |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000071905A patent/JP3829575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006220408A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-24 | Omron Corp | 温度制御方法、温度制御装置、熱処理装置およびプログラム |
| JP2009530719A (ja) * | 2006-03-13 | 2009-08-27 | ヴァルコ インスツルメンツ カンパニー， インク． | 適応型温度調節装置 |
| KR20110089156A (ko) * | 2008-10-24 | 2011-08-04 | 발코 인스트루먼츠 컴퍼니, 엘피 | 적응성 온도 제어기 |
| KR101643786B1 (ko) | 2008-10-24 | 2016-07-28 | 발코 인스트루먼츠 컴퍼니, 엘피 | 적응성 온도 제어기 |
| WO2019167473A1 (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | オムロン株式会社 | 加熱装置及び加熱装置の異常検知方法 |
| JP2019153437A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | オムロン株式会社 | 加熱装置及び加熱装置の異常検知方法 |
| US11812522B2 (en) | 2018-03-02 | 2023-11-07 | Omron Corporation | Heating device and method for detecting failure of heating device |
| JP2020169837A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機、及び材料試験機の制御方法 |
| JP7180506B2 (ja) | 2019-04-01 | 2022-11-30 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機、及び材料試験機の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3829575B2 (ja) | 2006-10-04 |
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