JP2002108411A - Temperature controller and heat treatment device - Google Patents

Temperature controller and heat treatment device

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JP2002108411A
JP2002108411A JP2000303206A JP2000303206A JP2002108411A JP 2002108411 A JP2002108411 A JP 2002108411A JP 2000303206 A JP2000303206 A JP 2000303206A JP 2000303206 A JP2000303206 A JP 2000303206A JP 2002108411 A JP2002108411 A JP 2002108411A
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JP
Japan
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temperature
disturbance
temperature controller
integration
time
Prior art date
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JP2000303206A
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Japanese (ja)
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Ikuo Minamino
郁夫 南野
Kiyonari Narimatsu
聖也 成松
Kosaku Ando
功策 安藤
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature controller where the occurrence of overshoot at the time of a response to disturbance is suppressed and to provide a heat treatment device using the controller. SOLUTION: When disturbance occurs, a holding signal is outputted to a PID controller 3 for a prescribed period in response to a disturbance trigger signal. The PID controller 3 receives the holding signal, holds an integral operation and continuously outputs integral output which is just before.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature controller for controlling the temperature of an object to be controlled and a heat treatment apparatus using the temperature controller.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の熱処理装置として、例えば、図2
6に示される熱酸化装置30がある。この熱酸化装置3
0では、熱処理炉としての反応管31の温度を、複数の
温度センサ32で検出し、温度調節器33は、検出され
た温度が予め設定される目標温度になるように、反応管
の周囲に分割して配置された複数のヒータ34の通電制
御を行なうものである。
2. Description of the Related Art As a conventional heat treatment apparatus, for example, FIG.
There is a thermal oxidation device 30 shown in FIG. This thermal oxidation device 3
0, the temperature of the reaction tube 31 as a heat treatment furnace is detected by a plurality of temperature sensors 32, and the temperature controller 33 adjusts the temperature around the reaction tube so that the detected temperature becomes a preset target temperature. This is to control the energization of the plurality of heaters 34 divided and arranged.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような熱酸化装置
やCVD装置などの熱処理装置では、真空中などの放熱
しにくい環境で加熱を行なうものであるために、外乱応
答時に温度が一度オーバーシュートして熱くなってしま
うと、冷めにくいために、なかなか目標温度まで温度が
低下せず、その結果、温度の整定までの時間が長くかか
り、熱処理のタクトタイムが長くなるといった難点があ
る。
In such a heat treatment apparatus such as a thermal oxidation apparatus or a CVD apparatus, the heating is performed in an environment in which heat is hardly radiated such as in a vacuum. If it becomes hot, it is difficult to cool down, so that the temperature does not readily drop to the target temperature. As a result, it takes a long time to settle the temperature, and the tact time of the heat treatment becomes long.

【0004】また、例えば、射出成形機や押し出し成形
機のシリンダ部の温度制御においては、放熱を抑えて省
エネを図るために、前記シリンダ゛部等の周囲を断熱材
で囲んで断熱する場合があるが、かかる場合にも、外乱
応答時に温度が一度オーバーシュートして熱くなってし
まうと、冷めにくいために、なかなか目標温度まで温度
が低下しないことになる。
For example, in temperature control of a cylinder portion of an injection molding machine or an extrusion molding machine, in order to suppress heat dissipation and save energy, it is sometimes necessary to surround the cylinder 等 portion and the like with a heat insulating material to insulate the heat. However, even in such a case, if the temperature once overshoots and becomes hot at the time of a disturbance response, it is difficult to cool down, so that the temperature does not easily drop to the target temperature.

【0005】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、外乱応答時のオーバシュートの発生を抑制し
て熱処理のタクトタイムを短くできる温度調節器および
それを用いた熱処理装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is directed to a temperature controller capable of suppressing the occurrence of overshoot at the time of a disturbance response and shortening the takt time of heat treatment, and a heat treatment apparatus using the same. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【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。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.

【0007】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、外乱発生時に、前記
温度制御手段における積分動作を弱める手段とを備えて
いる。
That is, the temperature controller of the present invention comprises a temperature control means for outputting an operation signal based on a deviation between a temperature detected by the temperature detection means and a target temperature, and an integration operation in the temperature control means when a disturbance occurs. And means for weakening.

【0008】ここで、積分動作を弱めるとは、外乱発生
時以外に比べて積分動作を弱める、例えば、積分時間を
長くすることをいう。
[0008] Here, weakening the integration operation means weakening the integration operation as compared to a time other than when a disturbance occurs, for example, increasing the integration time.

【0009】本発明によると、外乱発生時には、積分動
作を弱めるので、外乱応答時のオーバーシュートを抑制
できる。
According to the present invention, when a disturbance occurs, the integration operation is weakened, so that an overshoot at the time of a disturbance response can be suppressed.

【0010】本発明の一実施態様においては、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、外乱発生時に、前記温
度制御手段における積分動作をホールドする手段とを備
えている。
In one embodiment of the present invention, a temperature control means for outputting an operation signal based on a deviation between a temperature detected by the temperature detection means and a target temperature, and an integration operation in the temperature control means when a disturbance occurs. Holding means.

【0011】ここで、積分動作をホールドするとは、積
分演算を中止して積分操作量を保持することをいう。
Here, holding the integration operation means stopping the integration operation and holding the integration operation amount.

【0012】本発明によると、外乱発生時には、積分動
作がホールドされるので、従来のように積分操作量が増
大せず、これによって、外乱応答時のオーバーシュート
を抑制できる。
According to the present invention, when a disturbance occurs, the integral operation is held, so that the integral operation amount does not increase unlike the related art, thereby suppressing the overshoot at the time of the disturbance response.

【0013】本発明の他の実施態様においては、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、外乱発生時に、前記
温度制御手段における積分動作の積分時間を長くする手
段とを備えている。
In another embodiment of the present invention, a temperature control means for outputting an operation signal based on a deviation between a temperature detected by the temperature detection means and a target temperature, and an integration operation in the temperature control means when a disturbance occurs. Means for increasing the integration time.

【0014】ここで、積分時間を長くするとは、外乱発
生時以外に比べて積分時間を長くすることをいう。
Here, to extend the integration time means to increase the integration time as compared with a time other than when a disturbance occurs.

【0015】本発明によると、外乱発生時には、積分時
間を長くして積分動作を弱めるので、外乱応答時のオー
バーシュートを抑制できる。
According to the present invention, when a disturbance occurs, the integration time is lengthened to weaken the integration operation, so that an overshoot at the time of a disturbance response can be suppressed.

【0016】本発明の好ましい実施態様においては、前
記積分時間間を長くする手段は、前記積分時間を、制御
対象の一次遅れの時定数に一致させるものである。
In a preferred embodiment of the present invention, the means for extending the integration time makes the integration time coincide with the time constant of the first-order lag of the controlled object.

【0017】本発明によると、外乱発生時には、積分時
間を制御対象の一次遅れの時定数に一致させて積分動作
を弱めるので、後述のように外乱応答時のオーバーシュ
ートを抑制できる一方、即応性の低下も抑えることがで
きる。
According to the present invention, when a disturbance occurs, the integration time is made to match the time constant of the first-order lag of the controlled object to weaken the integration operation, so that the overshoot at the time of the disturbance response can be suppressed as described later, Can also be suppressed.

【0018】本発明の他の実施態様においては、外乱発
生時に、前記温度制御手段における比例動作の比例ゲイ
ンを弱める手段を備えている。
In another embodiment of the present invention, there is provided means for weakening a proportional gain of the proportional operation in the temperature control means when a disturbance occurs.

【0019】ここで、比例ゲインを弱めるとは、外乱発
生時以外に比べて比例ゲインを弱くする、すなわち、小
さくすることをいう。
Here, to weaken the proportional gain means to make the proportional gain weaker, that is, to make it smaller, than when a disturbance occurs.

【0020】本発明によると、外乱応答時のオーバーシ
ュートを抑制できる一方、後述のように即応性も改善で
きる。
According to the present invention, the overshoot at the time of disturbance response can be suppressed, while the responsiveness can be improved as described later.

【0021】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記制御対象の一次遅れの時定数を、整定時の操作
信号および検出温度並びにオートチューニングで得られ
た最大傾きに基づいて算出する演算手段を備えている。
In a further preferred aspect of the present invention, there is provided an arithmetic means for calculating the time constant of the first-order lag of the controlled object based on the operation signal at the time of settling, the detected temperature, and the maximum inclination obtained by the auto tuning. ing.

【0022】本発明によると、演算手段で制御対象の一
次遅れの時定数が自動的に算出されるので、この算出さ
れた時定数に積分時間を一致させることができ、オペレ
ータが、時定数を算出して設定するといった操作が不要
になる。
According to the present invention, the time constant of the first-order lag of the controlled object is automatically calculated by the calculating means, so that the integration time can be made to coincide with the calculated time constant. The operation of calculating and setting becomes unnecessary.

【0023】本発明の他の実施態様においては、前記演
算手段は、オートチューニングで得られた無駄時間およ
び最大傾きに基づいて、比例ゲインを算出し、前記比例
ゲインを弱める手段は、外乱発生時に、この算出された
比例ゲインに変更するものである。
In another embodiment of the present invention, the calculating means calculates a proportional gain based on the dead time and the maximum slope obtained by the auto tuning, and the means for weakening the proportional gain is used when a disturbance occurs. Is changed to the calculated proportional gain.

【0024】本発明によると、演算手段で比例ゲインが
算出され、外乱発生時には、この算出された比例ゲイン
に変更されるので、オペレータが、比例ゲインを算出し
て設定するといった操作が不要になる。
According to the present invention, the proportional gain is calculated by the arithmetic means, and when the disturbance occurs, the proportional gain is changed to the calculated proportional gain, so that the operator does not need to calculate and set the proportional gain. .

【0025】本発明のさらに他の実施態様においては、
前記積分動作を弱める手段、前記積分動作をホールドす
る手段、前記積分時間を長くする手段、前記比例動作の
比例ゲインを弱める手段は、前記外乱発生時に与えられ
るトリガ信号に応答して、それぞれの動作を一定期間に
亘って行なうものである。
In still another embodiment of the present invention,
The means for weakening the integration operation, the means for holding the integration operation, the means for increasing the integration time, and the means for weakening the proportional gain of the proportional operation perform respective operations in response to a trigger signal given when the disturbance occurs. Is performed over a certain period.

【0026】本発明によると、外乱が発生すると、一定
期間に亘って、積分動作が弱められ、積分動作がホール
ドされ、積分時間が長くされ、あるいは、比例動作の比
例ゲインが弱められ、これによって、外乱応答時のオー
バーシュートが抑制される。
According to the present invention, when a disturbance occurs, the integration operation is weakened, the integration operation is held, the integration time is lengthened, or the proportional gain of the proportional operation is weakened for a certain period of time. In addition, overshoot at the time of disturbance response is suppressed.

【0027】本発明の好ましい実施態様においては、前
記検出温度、前記偏差および前記操作信号の少なくとも
一つの変動に基づいて、外乱の発生を検知する外乱検知
手段を備えている。
In a preferred embodiment of the present invention, a disturbance detecting means for detecting occurrence of disturbance based on at least one of the detected temperature, the deviation and the operation signal is provided.

【0028】本発明によると、外乱検知手段によって自
動的に外乱を検知できるので、外部からトリガ信号を与
える必要がない。
According to the present invention, since the disturbance can be automatically detected by the disturbance detecting means, there is no need to externally provide a trigger signal.

【0029】本発明の他の実施態様においては、上位機
器との間で通信を行なう通信手段を備え、外乱発生時に
は、前記上位機器から対応する信号が与えられるもので
ある。
In another embodiment of the present invention, there is provided communication means for communicating with a host device, and when a disturbance occurs, a corresponding signal is given from the host device.

【0030】本発明よると、上位機器から通信によって
積分時間や比例ゲインなどを設定できるとともに、外乱
発生に応じて、前記積分時間を長くする手段や前記比例
動作の比例ゲインを弱める手段などに指令を与えること
ができる。
According to the present invention, the integration time, the proportional gain, and the like can be set from the host device through communication, and a command is issued to the means for extending the integration time or the means for weakening the proportional gain in the proportional operation in response to disturbance. Can be given.

【0031】本発明のさらに他の実施態様においては、
外乱発生時に、前記操作信号に対して、外乱を打ち消す
ように操作量を加える外乱操作量印加手段を備えてい
る。
In still another embodiment of the present invention,
Disturbance operation amount applying means for applying an operation amount to the operation signal so as to cancel the disturbance when the disturbance occurs is provided.

【0032】本発明によると、外乱を打ち消すように操
作量を加えるので、外乱応答時のオーバーシュートを抑
制できる一方、即応性も改善できる。
According to the present invention, since the operation amount is added so as to cancel the disturbance, the overshoot at the time of the disturbance response can be suppressed, and the responsiveness can be improved.

【0033】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手段と、前記熱処理手段
の温度を検出する温度検出手段とを備えている。
A heat treatment apparatus according to the present invention includes the temperature controller according to the present invention, heat treatment means to be controlled, and temperature detection means for detecting the temperature of the heat treatment means.

【0034】本発明によると、真空中などの放熱しにく
い環境で加熱を行なう熱酸化装置やCVD装置などの熱
処理装置において、外乱応答時のオーバーシュートの発
生が抑制されるので、熱処理のタクトタイムを、従来例
に比べて短くできることになる。
According to the present invention, in a heat treatment apparatus such as a thermal oxidation apparatus or a CVD apparatus for heating in an environment where heat radiation is difficult such as in a vacuum, the occurrence of overshoot at the time of disturbance response is suppressed. Can be shortened as compared with the conventional example.

【0035】[0035]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0036】(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のブロック図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of a temperature controller 1 according to one embodiment of the present invention.

【0037】この実施の形態の温度調節器1は、制御対
象2の温度を検出する図示しない温度センサからの検出
温度PVに基づいて、操作信号(操作量)MVを出力し
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制御を行う温度制御手段としてのPI
Dコントローラ3を備えている。
The temperature controller 1 of this embodiment outputs an operation signal (operation amount) MV based on a detected temperature PV from a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the control target 2, and PI as temperature control means for performing PID control so that the temperature becomes a preset target temperature SP
A D controller 3 is provided.

【0038】この温度調節器1は、熱処理装置、例えば
図2に示される枚葉式のCVD装置の熱処理盤の温度制
御に適用できるものである。なお、図2において、ウェ
ハ4が載置される熱処理盤5は、同心状に外円部6、中
間部7、中心部8に3分割されており、各部に個別的に
対応するヒータ9〜11が設けられて各ゾーン毎に温度
制御するものである。
The temperature controller 1 is applicable to temperature control of a heat treatment apparatus, for example, a heat treatment board of a single-wafer type CVD apparatus shown in FIG. In FIG. 2, the heat treatment plate 5 on which the wafer 4 is placed is divided concentrically into an outer circle portion 6, an intermediate portion 7, and a central portion 8, and heaters 9 to 9 individually corresponding to each portion. 11 is provided to control the temperature for each zone.

【0039】かかる温度制御システムでは、熱処理盤5
の温度が、目標温度に一致していたとしても、ウェハ4
を、熱処理盤5に載置すると、ウェハ4に熱が奪われる
結果、熱処理盤5の温度が目標温度以下に低下するもの
であり、かかるウェハ4の載置による温度低下は、外乱
とされるものである。
In such a temperature control system, the heat treatment board 5
Even if the temperature of the wafer 4 matches the target temperature,
Is placed on the heat treatment board 5, the heat is taken away by the wafer 4, and as a result, the temperature of the heat treatment board 5 drops below the target temperature. Such a temperature drop due to the placement of the wafer 4 is disturbed. Things.

【0040】この実施の形態の温度調節器1は、かかる
外乱応答時のオーバシュートの発生を抑制するために、
図1に示されるように、外乱発生時に与えられるイベン
ト信号などの外乱トリガ信号に応答して一定期間に亘っ
てPIDコントローラ3に対してホールド信号を出力す
るホールド信号出力手段12を備え、PIDコントロー
ラ3は、このホールド信号に応答して積分動作をホール
ドするものである。PIDコントローラ3およびホール
ド信号出力手段12等は、例えば、マイクロコンピュー
タによって構成される。
The temperature controller 1 according to this embodiment is designed to suppress the occurrence of overshoot at the time of such a disturbance response.
As shown in FIG. 1, the PID controller includes a hold signal output unit 12 that outputs a hold signal to the PID controller 3 for a predetermined period in response to a disturbance trigger signal such as an event signal given when a disturbance occurs. Numeral 3 is to hold the integration operation in response to the hold signal. The PID controller 3 and the hold signal output means 12 are constituted by, for example, a microcomputer.

【0041】PIDコントローラ3は、図3に示される
ように、積分器13、微分器14および比例要素15を
備えており、積分器13は、ホールド信号が与えられる
一定期間に亘って積分演算を中止し、ホールド信号が与
えられる直前の積分出力を保持し、前記一定期間が経過
すると、積分演算を再開するものである。
As shown in FIG. 3, the PID controller 3 includes an integrator 13, a differentiator 14, and a proportional element 15. The integrator 13 performs an integration operation over a certain period when a hold signal is given. The integration is stopped, the integrated output immediately before the hold signal is given is held, and the integration operation is restarted after the predetermined period has elapsed.

【0042】ここで、一定期間は、予め設定されるもの
であり、例えば、外乱によって変化した検出温度PV
が、目標温度に復帰する程度の期間である。なお、本発
明の他の実施の形態として、一定期間に亘ってホールド
信号を出力するのではなく、検出温度PVが予め定めた
温度に復帰するまでホールド信号を出力するようにして
もよい。
Here, the certain period is set in advance, for example, the detected temperature PV changed by disturbance.
Is a period in which the temperature returns to the target temperature. As another embodiment of the present invention, a hold signal may be output until the detected temperature PV returns to a predetermined temperature, instead of outputting a hold signal over a certain period.

【0043】外乱トリガ信号は、例えば、上述のウェハ
4の載置に対応して与えられるものである。
The disturbance trigger signal is given, for example, in response to the mounting of the wafer 4 described above.

【0044】図4は、この実施の形態の動作説明に供す
る波形図であり、同図(a)は検出温度PV、同図
(b)は目標温度PVと検出温度PVとの差である制御
偏差e、同図(c)は従来例の積分出力、同図(d)は
ホールド信号、同図(e)はこの実施の形態の積分出力
をそれぞれ示しており、同図(a)において、実線は、
この実施の形態を、破線は、従来例をそれぞれ示してい
る。
FIGS. 4A and 4B are waveform diagrams for explaining the operation of this embodiment. FIG. 4A is a control diagram showing a detected temperature PV, and FIG. 4B is a control diagram showing a difference between the target temperature PV and the detected temperature PV. FIG. 4C shows the deviation e, FIG. 4C shows the integrated output of the conventional example, FIG. 5D shows the hold signal, and FIG. 5E shows the integrated output of this embodiment. The solid line is
In this embodiment, broken lines indicate conventional examples.

【0045】外乱によって検出温度PVが急激に低下
し、目標温度SPとの制御偏差eが増大し、これに応じ
て従来では、積分出力も増大し、同図(a)の破線で示
されるように検出温度PVのオーバーシュートが発生す
るのに対して、この実施の形態では、外乱発生時の一定
期間に亘ってホールド信号によって、同図(e)に示さ
れる積分出力がホールドされるので、同図(a)の実線
で示されるように検出温度PVのオーバーシュートの発
生が抑制される。
Due to the disturbance, the detected temperature PV sharply decreases, the control deviation e from the target temperature SP increases, and accordingly, the integral output also increases in the related art, as shown by the broken line in FIG. In this embodiment, the overshoot of the detected temperature PV occurs, whereas in the present embodiment, the integral output shown in FIG. As shown by the solid line in FIG. 7A, the occurrence of overshoot of the detected temperature PV is suppressed.

【0046】(実施の形態2)図5は、本発明の他の実
施の形態の温度調節器11のブロック図であり、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。
[0046] FIG. 5 (Embodiment 2), a block diagram of a temperature controller 1 1 of another embodiment of the present invention, the parts corresponding to the embodiment described above, the same reference numerals Attach.

【0047】この実施の形態の温度調節器11では、外
乱応答時のオーバーシュートを抑制するために、積分時
間を長くするものであり、具体的には、外乱トリガ信号
に応答して一定期間に亘ってPIDコントローラ3に対
して積分変更信号を出力する積分変更信号出力手段16
を備えており、PIDコントローラ3は、この積分変更
信号に応答して積分時間(積分時定数)を、予め設定さ
れている制御対象2の一次遅れの時定数に一致させ、一
定時間が経過した後は、元の積分時間に復帰させるもの
である。
[0047] In the temperature regulator 1 1 of this embodiment, in order to suppress the overshoot at the disturbance response is intended to increase the integration time, specifically, a period of time in response to a disturbance trigger signal Integration change signal output means 16 for outputting an integration change signal to the PID controller 3 over
In response to the integration change signal, the PID controller 3 matches the integration time (integration time constant) with a preset first-order lag time constant of the controlled object 2, and the predetermined time has elapsed. The rest is to restore the original integration time.

【0048】ここで、積分時間を長くすることによっ
て、オーバーシュートが改善できる理由について、ニコ
ルス線図およびボード線図を用いて説明する。
Here, the reason why the overshoot can be improved by increasing the integration time will be described with reference to a Nichols diagram and a Bode diagram.

【0049】すなわち、開ループ伝達関数から閉ループ
伝達関数を求める便利なツールとして、ニコルス線図が
ある。これを使ってオーバーシュートのない条件を、ボ
ード線図から求めるものである。
That is, a Nichols diagram is a convenient tool for obtaining a closed loop transfer function from an open loop transfer function. By using this, a condition without overshoot is obtained from a Bode diagram.

【0050】ステップ応答のオーバーシュートがないと
は、「閉ループの周波数特性のピークゲインMpが1で
ある。」ということである。
The absence of overshoot in the step response means that the peak gain Mp of the frequency characteristics of the closed loop is 1.

【0051】ニコルス線図上で閉ループのMpが1以下
の条件は、図6の斜線を施した部分である。
The condition where the closed loop Mp is 1 or less on the Nichols diagram is the shaded portion in FIG.

【0052】このニコルス線図上にオーバーシュートの
無い周波数特性Aの例と、オーバーシュートの有る周波
数特性Bの例とを、図7に示す。
FIG. 7 shows an example of the frequency characteristic A without overshoot and an example of the frequency characteristic B with overshoot on the Nichols diagram.

【0053】これらの図から、厳密には、「閉ループの
ゲインが1/2以上(−6dB以上)の周波数の範囲
(低周波側)では、位相遅れを90°以下にすればオー
バーシュート無しになる。」ということになる。
From these figures, strictly speaking, in the frequency range (low frequency side) where the gain of the closed loop is 1 / or more (−6 dB or more), if the phase delay is 90 ° or less, no overshoot occurs. It will be. "

【0054】閉ループゲインが1/2というのもきりが
悪いので、ここでは、簡略化して「閉ループのゲインが
1以上(0dB以上)の周波数の範囲で、位相遅れが9
0°以下であれば、オーバーシュートは、ほとんど無く
なる」として以下更に説明する。
Since the closed loop gain is 1 /, it is not easy to understand. Therefore, in this example, “the closed loop gain is 1 and the phase lag is 9 (0 dB or more) in the frequency range of 1 or more.
If it is 0 ° or less, there is almost no overshoot. ”

【0055】温度制御の制御対象は、一次遅れ無駄時間
系で近似できる。その一次遅れ無駄時間系の制御対象の
伝達関数P(s)は、以下のように表される。
The control object of the temperature control can be approximated by a first-order lag dead time system. The transfer function P (s) of the controlled object of the first-order lag dead time system is expressed as follows.

【0056】P(s)={K/(1+Ts)}e-LS 但し、K:制御対象の定常ゲイン T:一次遅れの時定数 L:無駄時間 この式をボード線図に表すと、図8のようになる。な
お、ω0はゲインが0dBを交差する角周波数(コントロ
ーラの制御がP制御でゲインが1のとき、制御帯域にな
る。) ゲインは、一次遅れ時定数の角周波数1/Tで折れ曲が
り、無駄時間の角周波数1/Lでは折れ曲がらずに直線
の関係になっている。
P (s) = {K / (1 + Ts)} e- LS where K: steady-state gain of the control target T: time constant of first-order lag L: dead time When this equation is represented by a Bode diagram, FIG. become that way. Note that ω 0 is an angular frequency at which the gain crosses 0 dB (it becomes a control band when the control of the controller is P control and the gain is 1). The gain is bent at the angular frequency 1 / T of the first-order lag time constant, and wasteful. At the angular frequency 1 / L of time, there is a straight line relationship without bending.

【0057】次に、図8のゲイン波形に対する位相波形
を図9に示す。
Next, FIG. 9 shows a phase waveform corresponding to the gain waveform shown in FIG.

【0058】一次遅れの影響で制御対象の位相は、1/
Tの角周波数で−45°の遅れとなり、その後−90°
まで遅れる。また、更に高周波では、無駄時間の影響で
ゲインはそのまま変化なく、急に位相だけ遅れる。遅れ
の程度は、L×ω×60[deg]である。そのため、1
/Lの角周波数では、−150°の遅れになってしま
う。
Under the influence of the first-order lag, the phase of the control object is 1 /
At the angular frequency of T, there is a delay of -45 °, and then -90 °
Until late. Further, at a higher frequency, the gain does not change as it is due to the dead time, and is suddenly delayed by the phase. The degree of the delay is L × ω × 60 [deg]. Therefore, 1
At an angular frequency of / L, a delay of -150 ° results.

【0059】無駄時間Lの影響の出てくる高い周波数で
は、−90°の位相遅れどころでは無く、急に大きく位
相が遅れてしまうことがボード線図からも分かる。
It can also be seen from the Bode diagram that at a high frequency affected by the dead time L, the phase is suddenly greatly delayed instead of the phase delay of -90 °.

【0060】したがって、ニコルス線図で分かった原理
上のオーバーシュート無しの条件「位相遅れが−90°
以内」は、無駄時間の影響のない低周波の制御だけで実
現できると言える。
Therefore, the condition under which there is no overshoot in principle, which was found from the Nichols diagram, “phase lag is −90 °
It can be said that "within" can be realized only by low-frequency control without the influence of dead time.

【0061】以上の一次遅れ無駄時間系の制御対象P
(s)に無駄時間の影響がないとした条件の中で、更に積
分制御するとして、積分の時定数TIにより以下のよう
に二つの条件に分かれる。
The control target P of the above-mentioned first-order delay dead time system
Among the criteria there is no influence of dead time (s), further as to integral control, divided into two conditions as follows by constant T I of the integrating.

【0062】一つは、積分の時定数(積分時間)T
Iが、制御対象の一次遅れの時定数Tより大きい場合TI
>Tであり、もう一つは、積分の時定数(積分時間)T
Iが、制御対象の一次遅れの時定数Tより小さい場合TI
<Tである。図10および図11にTI>Tの条件のボ
ード線図を、また、図12および図13にTI<Tの条
件のボード線図を示す。
One is the time constant of integration (integration time) T
If I is greater than the time constant T of the primary delay of the controlled object, T I
> T, and the other is the integration time constant (integration time) T
When I is smaller than the time constant T of the primary delay of the controlled object, T I
<T. 10 and 11 show Bode diagrams under the condition of T I > T, and FIGS. 12 and 13 show Bode diagrams under the condition of T I <T.

【0063】図10および図11のTI>Tの条件で
は、積分無しの破線の波形から実線の積分有りの波形の
両方を示した。図11の位相を見ると全体的に−90°
の遅れのある中で1/TIから1/Tの間の角周波数の
区間だけ位相がやや進み、−90°以上の位相遅れにな
らないという条件で見ると、問題の無い状態、すなわ
ち、閉ループのゲインが1以上(0dB以上)の周波数
の範囲で、位相遅れが90°以下であり、オーバーシュ
ートは、ほとんど無くなるものである。
Under the condition of T I > T in FIGS. 10 and 11, both the broken-line waveform without integration and the solid-line waveform with integration are shown. Looking at the phase in FIG.
Under the condition that the phase is slightly advanced only in the interval of the angular frequency between 1 / T I and 1 / T and there is no phase delay of -90 ° or more, there is no problem, that is, the closed loop In the frequency range where the gain is 1 or more (0 dB or more), the phase delay is 90 ° or less, and the overshoot is almost eliminated.

【0064】逆に、図11と図13とを比べると分かる
ように、TI<Tの条件では、1/Tから1/TIの間の
角周波数の区間が、位相が遅れ、−90°以上の遅れに
なり、オーバーシュートを起こす原因になることが分か
る。
Conversely, as can be seen by comparing FIGS. 11 and 13, under the condition of T I <T, the interval of the angular frequency between 1 / T and 1 / T I has a phase lag, −90 It can be seen that a delay of more than ° causes overshoot.

【0065】すなわち、積分の時定数TIが、制御対象
の一次遅れの時定数Tよりも長ければ、オーバーシュー
トは、生じないが、積分の時定数TIをあまり長くする
と、即応性が劣るので、積分の時定数TIを、制御対象
の一次遅れの時定数Tに一致させるのが、好ましい。
That is, if the time constant T I of the integration is longer than the time constant T of the primary delay of the controlled object, no overshoot occurs, but if the time constant T I of the integration is too long, the responsiveness is poor. Therefore, it is preferable to make the time constant T I of the integration equal to the time constant T of the primary delay of the controlled object.

【0066】そこで、この実施の形態では、上述の図5
に示されるように外乱トリガ信号に応答してPIDコン
トローラ3の積分時間を、一定期間に亘って制御対象2
の一次遅れの時定数に一致させてオーバーシュートを抑
制するのである。
Therefore, in this embodiment, FIG.
The integration time of the PID controller 3 in response to the disturbance trigger signal is increased over a certain period as shown in FIG.
The overshoot is suppressed by matching the time constant of the first-order lag.

【0067】なお、制御対象2の一次遅れの時定数は、
予め温度調節器11に設定されている。
The time constant of the first-order lag of the controlled object 2 is
Is preset to the temperature controller 1 1.

【0068】(実施の形態3)図14は、本発明のさら
に他の実施の形態の温度調節器12のブロック図であ
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。
[0068] Third Embodiment FIG. 14 is a further block diagram of the temperature controller 1 2 another embodiment of the present invention, the portion corresponding to the above-described embodiment, the same reference numerals Is attached.

【0069】この実施の形態の温度調節器12では、上
述の実施の形態と同様に、外乱発生時には、積分時間を
制御対象2の一次遅れの時定数に一致させるとともに、
比例ゲインを弱めるものであり、具体的には、外乱トリ
ガ信号に応答して一定期間に亘ってPIDコントローラ
3に対して積分比例変更信号を出力する積分比例変更信
号出力手段17を備えており、PIDコントローラ3
は、この積分比例変更信号に応答して積分時間を、予め
設定されている制御対象2の一次遅れの時定数に一致さ
せるとともに、比例ゲインを、予め設定されている比例
ゲインに変更して弱め、一定時間が経過した後は、元の
積分時間および比例ゲインに復帰させるものである。
[0069] In the temperature regulator 1 2 of this embodiment, as in the embodiment described above, when the disturbance occurs, with match the time constant of the first-order lag of the control object 2 the integration time,
The proportional gain is weakened. Specifically, an integral proportional change signal output means 17 for outputting an integral proportional change signal to the PID controller 3 for a certain period in response to a disturbance trigger signal is provided, PID controller 3
In response to the integration proportional change signal, the integration time is made to match a preset first-order lag time constant of the controlled object 2, and the proportional gain is changed to a preset proportional gain to weaken. After a certain period of time, the original integration time and the proportional gain are restored.

【0070】すなわち、図15に示されるように、PI
Dコントローラ3の積分器13は、積分比例変更信号が
与えられる一定期間に亘って積分時間を、制御対象2の
一次遅れの時定数に一致させる一方、比例要素15は、
積分比例変更信号に応答して比例ゲインを前記一定期間
に亘って弱めるのである。
That is, as shown in FIG.
The integrator 13 of the D controller 3 matches the integration time with the first-order time constant of the controlled object 2 over a certain period in which the integration proportional change signal is given, while the proportional element 15
In response to the integral proportional change signal, the proportional gain is weakened over the predetermined period.

【0071】比例ゲインを弱めることによって、0dB
になる周波数を低くできることになり、無駄時間を考慮
してもオーバーシュートの発生を抑制できることにな
る。
By reducing the proportional gain, 0 dB
Therefore, the occurrence of overshoot can be suppressed even when the dead time is considered.

【0072】(実施の形態4)図16は、本発明の他の
実施の形態の温度調節器13のブロック図であり、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。
[0072] Figure 16 (Embodiment 4) is a block diagram of a temperature controller 1 3 of another embodiment of the present invention, the parts corresponding to the embodiment described above, the same reference numerals Attach.

【0073】上述の各実施の形態では、外乱の発生に応
じた外乱トリガ信号が外部から入力されていたのに対し
て、この実施の形態では、内部で外乱の発生を検知して
外乱トリガ信号を、積分変更信号出力手段16に与える
外乱検知手段18を備えている。
In each of the above-described embodiments, a disturbance trigger signal according to the occurrence of a disturbance is input from the outside. In this embodiment, however, the occurrence of a disturbance is detected internally and a disturbance trigger signal is generated. Is provided to the integration change signal output means 16.

【0074】この実施の形態の外乱検知手段18は、検
出温度PVがある値以上変動したときに、外乱であると
判断して外乱トリガ信号を出力するものであり、その他
の構成は、上述の実施の形態2と同様である。
The disturbance detecting means 18 of this embodiment determines that a disturbance has occurred when the detected temperature PV fluctuates by a certain value or more, and outputs a disturbance trigger signal. This is the same as in the second embodiment.

【0075】なお、他の実施の形態として、図17に示
されるように、制御偏差の変動に基づいて外乱を検知し
てもよいし、あるいは、図18に示されるように、操作
信号(操作量)MVの変動に基づいて外乱を検知しても
よい。
As another embodiment, as shown in FIG. 17, a disturbance may be detected on the basis of a change in the control deviation, or, as shown in FIG. Amount) The disturbance may be detected based on the fluctuation of the MV.

【0076】(実施の形態5)図19は、本発明の他の
実施の形態の温度調節器14のブロック図であり、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。
[0076] (Embodiment 5) FIG. 19 is a block diagram of a temperature controller 1 4 of the embodiment other of the present invention, the parts corresponding to the embodiment described above, the same reference numerals Attach.

【0077】この実施の形態の温度調節器14は、上位
機器である上位のコンピュータとの間で通信を行なうた
めの通信手段としての通信インターフェース19を備え
るとともに、前記コンピュータからの指令および設定に
基づいて、外乱発生時には、PIDコントローラ3の積
分時間を設定された制御対象2の一次遅れの時定数に設
定するとともに、比例ゲインを設定された比例ゲインに
弱める積分比例変更手段20を備えている。
[0077] Temperature controller 1 4 of this embodiment is provided with a communication interface 19 as a communication means for communicating with a host computer which is the host device, a command and settings from the computer When a disturbance occurs, the PID controller 3 is provided with an integral proportional change means 20 for setting the integration time of the PID controller 3 to the set first-order time constant of the controlled object 2 and weakening the proportional gain to the set proportional gain. .

【0078】(実施の形態6)図20は、本発明の他の
実施の形態の温度調節器15のブロック図であり、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。
[0078] (Embodiment 6) FIG. 20 is a block diagram of a temperature controller 1 5 of the embodiment other of the present invention, the parts corresponding to the embodiment described above, the same reference numerals Attach.

【0079】上述の実施の形態では、制御対象2の一次
遅れの時定数は、予め設定されたけれども、この実施の
形態では、整定時の操作信号(操作量)MVおよび検出
温度PV並びにオートチューニングによって得られた最
大傾きRから制御対象2の一次遅れの時定数を算出する
時定数演算手段21を備えるとともに、外乱トリガ信号
に応答して、PIDコントローラ3の積分時間を、一定
期間に亘って前記時定数演算手段21で算出された時定
数に変更する積分変更手段22を備えている。
In the above-described embodiment, the time constant of the first-order lag of the controlled object 2 is set in advance, but in this embodiment, the operation signal (operation amount) MV, the detected temperature PV, and the auto-tuning at the time of settling. Time constant calculating means 21 for calculating the time constant of the first-order lag of the controlled object 2 from the maximum gradient R obtained by the above, and in response to a disturbance trigger signal, the integration time of the PID controller 3 is increased over a certain period. There is provided an integral changing means 22 for changing to the time constant calculated by the time constant calculating means 21.

【0080】時定数演算手段21では、制御対象の一次
遅れの時定数Tを、次式に従って算出する。
The time constant calculating means 21 calculates the time constant T of the primary delay of the controlled object according to the following equation.

【0081】T=PV/(MV×R) この実施の形態によれば、制御対象の一次遅れの時定数
を予め算出してオペレータが設定する必要がない。
T = PV / (MV × R) According to this embodiment, it is not necessary for the operator to preliminarily calculate the time constant of the first-order lag of the controlled object and set it by the operator.

【0082】(実施の形態7)図21は、本発明の他の
実施の形態の温度調節器16のブロック図であり、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。
(Embodiment 7) FIG. 21 is a block diagram of a temperature controller 16 according to another embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for parts corresponding to the above-described embodiment. Attach.

【0083】上述の実施の形態では、外乱発生時の比例
ゲインは、予め設定されたけれども、この実施の形態で
は、オートチューニングによって得られた無駄時間Lお
よび最大傾きRから比例ゲインに対応する比例帯Pを算
出する比例帯演算手段23を備えるとともに、外乱トリ
ガ信号に応答して、PIDコントローラ3の比例帯を、
一定期間に亘って前記比例帯演算手段23で算出された
比例帯に変更する比例帯変更手段24を備えている。
In the above embodiment, the proportional gain at the time of occurrence of disturbance is set in advance, but in this embodiment, the proportional gain corresponding to the proportional gain is obtained from the dead time L and the maximum slope R obtained by the auto tuning. In addition to the proportional band calculating means 23 for calculating the band P, the proportional band of the PID controller 3 is calculated in response to a disturbance trigger signal.
There is provided a proportional band changing means 24 for changing to the proportional band calculated by the proportional band calculating means 23 over a certain period.

【0084】比例帯演算手段23では、比例帯Pを、次
式に従って算出する。
The proportional band calculating means 23 calculates the proportional band P according to the following equation.

【0085】P=R・L/k ここで、kは、比較的小さな値、例えば、0.1〜1で
ある。
P = R · L / k Here, k is a relatively small value, for example, 0.1 to 1.

【0086】この実施の形態によれば、比例ゲインに対
応する比例ゲインを予め算出して設定する必要がない。
According to this embodiment, there is no need to previously calculate and set a proportional gain corresponding to the proportional gain.

【0087】なお、この図21では、図示省略している
けれども、外乱発生時には、積分時間を制御対象2の一
次遅れの時定数に一致させるのは、上述の実施の形態と
同様である。
Although not shown in FIG. 21, when a disturbance occurs, the integration time is made to coincide with the first-order time constant of the controlled object 2 in the same manner as in the above-described embodiment.

【0088】(実施の形態8)図22は、本発明の他の
実施の形態の温度調節器17のブロック図であり、上述
の実施の形態7に対応する部分には、同一の参照符号を
付す。
(Embodiment 8) FIG. 22 is a block diagram of a temperature controller 17 according to another embodiment of the present invention, and portions corresponding to the above-described embodiment 7 have the same reference numerals. Is attached.

【0089】この実施の形態では、オーバーシュートを
抑制するとともに、さらに、即応時間を改善するため
に、外乱発生時には、外乱トリガ信号に応答して、外乱
を打ち消すように、PIDコントローラ3からの操作信
号(操作量)に対して外乱操作量を加える外乱操作量印
加手段25を備えている。
In this embodiment, in order to suppress the overshoot and further improve the response time, when the disturbance occurs, the PID controller 3 operates in response to the disturbance trigger signal so as to cancel the disturbance. Disturbance operation amount applying means 25 for adding a disturbance operation amount to a signal (operation amount) is provided.

【0090】この外乱操作量としては、例えば、図23
(a)に示される減衰指数関数、同図(b)に示される
三角波、あるいは、同図(c)に示される矩形状であ
る。
The disturbance operation amount is, for example, as shown in FIG.
The attenuation exponential function shown in (a), the triangular wave shown in (b) of the figure, or the rectangular shape shown in (c) of the figure.

【0091】かかる形状は、外乱による操作量あるいは
検出温度の変化に基づいて、予め決定されるものであ
る。また、その形状の面積は、外乱による操作量の変化
の面積の、例えば、7〜8割程度とされる。
The shape is determined in advance based on a change in the operation amount or the detected temperature due to a disturbance. The area of the shape is, for example, about 70 to 80% of the area of the change in the operation amount due to the disturbance.

【0092】この実施の形態では、外乱操作量印加手段
25からの外乱操作量を、符号を反転してPIDコント
ローラ3からの操作信号に対してフィードフォワード的
に加えるのである。
In this embodiment, the disturbance operation amount from the disturbance operation amount applying means 25 is applied in a feed-forward manner to the operation signal from the PID controller 3 by inverting the sign.

【0093】その他の構成は、上述の実施の形態7と同
様である。
The other structure is the same as that of the seventh embodiment.

【0094】このように外乱発生時には、積分を弱める
とともに、外乱を打ち消すように外乱操作量を加える、
いわゆるフィードフォワード制御を行なうので、オーバ
ーシュートを抑制できるとともに、検出温度PVが目標
温度SPに復帰するまでの即応時間を改善することがで
きる。
As described above, when a disturbance occurs, the integral is weakened, and a disturbance operation amount is added to cancel the disturbance.
Since so-called feedforward control is performed, overshoot can be suppressed, and the responsive time until the detected temperature PV returns to the target temperature SP can be improved.

【0095】この実施の形態と従来例とを比較した実験
結果の波形図を、図24および図25に示す。図24
は、この実施の形態を、図25は、従来例をそれぞれ示
しており、実線は検出温度PVを、破線は操作量MVを
それぞれ示している。
FIGS. 24 and 25 show waveform diagrams of experimental results comparing this embodiment and the conventional example. FIG.
FIG. 25 shows this embodiment, and FIG. 25 shows a conventional example. The solid line shows the detected temperature PV, and the broken line shows the manipulated variable MV.

【0096】外乱発生時には、積分時間を長くするとと
もに、外乱を打ち消すように操作量を加える図24で
は、図25の従来例に比べてオーバーシュートが改善さ
れていることがわかる。
When a disturbance occurs, the integration time is lengthened and an operation amount is added so as to cancel the disturbance. FIG. 24 shows that the overshoot is improved as compared with the conventional example of FIG.

【0097】(その他の実施の形態)本発明は、上述の
実施の形態に限られるものではなく、例えば、実施の形
態8の外乱操作量印加手段を、他の実施の形態に設ける
といったように、各実施の形態を適宜組み合わせてもよ
いのは勿論である。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the disturbance operation amount applying means of the eighth embodiment may be provided in another embodiment. Of course, the respective embodiments may be appropriately combined.

【0098】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、積分制御、比例制御などの他の制御方式にも適用で
きるものである。
Although the above embodiment has been described by applying to PID control, the present invention is applicable not only to PID control but also to other control systems such as integral control and proportional control.

【0099】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。
In the above-described embodiment, the description has been given of the case where the present invention is applied to the temperature control using the heating means such as the heater, but it is needless to say that the present invention may be applied to the temperature control using the Peltier element or the cooler. Further, the present invention may be applied to temperature control using both a heating unit and a cooling unit.

【0100】また、本発明の熱処理装置は、枚葉式のC
VD装置に限らず、拡散炉や上述の図26に示される熱
酸化装置の温度制御にも適用できるものである。また、
本発明の熱処理装置は、射出成形機や押し出し成形機の
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。
The heat treatment apparatus of the present invention is a single-wafer type C
The present invention can be applied not only to the VD apparatus but also to the temperature control of the diffusion furnace and the thermal oxidation apparatus shown in FIG. 26 described above. Also,
The heat treatment apparatus of the present invention can also be applied to temperature control of a cylinder portion of an injection molding machine or an extrusion molding machine or temperature control of a heater base of a packaging machine.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外乱発生
時には、温度制御手段の積分動作を弱めるので、外乱応
答時のオーバーシュートを抑制できることになり、これ
によって、真空中などの放熱しにくい環境で加熱を行な
う熱酸化装置やCVD装置などの熱処理装置において
は、従来に比べて熱処理のタクトタイムを短くできるこ
とになる。
As described above, according to the present invention, when a disturbance occurs, the integral operation of the temperature control means is weakened, so that an overshoot at the time of a disturbance response can be suppressed, thereby radiating heat in a vacuum or the like. In a heat treatment apparatus such as a thermal oxidation apparatus or a CVD apparatus that performs heating in a difficult environment, the takt time of the heat treatment can be shortened as compared with the related art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一つの実施の形態に係る温度調節器の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a temperature controller according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一つの実施の形態に係る熱処理装置の
要部の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part of a heat treatment apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図3】図1のPIDコントローラの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a PID controller of FIG. 1;

【図4】動作説明に供する波形図である。FIG. 4 is a waveform chart for explaining the operation.

【図5】本発明の他の実施の形態の温度調節器のブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram of a temperature controller according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の基本的な原理を説明するためのニコル
ス線図である。
FIG. 6 is a Nichols diagram for explaining a basic principle of the present invention.

【図7】オーバーシュートの有無に対応する周波数特性
を示すニコルス線図である。
FIG. 7 is a Nichols diagram showing frequency characteristics corresponding to the presence or absence of overshoot.

【図8】制御対象のゲイン特性のボード線図である。FIG. 8 is a Bode diagram of a gain characteristic of a control target.

【図9】制御対象の位相特性のボード線図である。FIG. 9 is a Bode diagram of a phase characteristic of a control target.

【図10】制御対象およびPIDコントローラのゲイン
特性のボード線図である。
FIG. 10 is a Bode diagram of gain characteristics of a control target and a PID controller.

【図11】制御対象およびPIDコントローラの位相特
性のボード線図である。
FIG. 11 is a Bode diagram of phase characteristics of a control target and a PID controller.

【図12】制御対象およびPIDコントローラのゲイン
特性のボード線図である。
FIG. 12 is a Bode diagram of gain characteristics of a control target and a PID controller.

【図13】制御対象およびPIDコントローラの位相特
性のボード線図である。
FIG. 13 is a Bode diagram of phase characteristics of a control target and a PID controller.

【図14】本発明の他の実施の形態の温度調節器のブロ
ック図である。
FIG. 14 is a block diagram of a temperature controller according to another embodiment of the present invention.

【図15】図14のPIDコントローラの構成図であ
る。
FIG. 15 is a configuration diagram of the PID controller of FIG. 14;

【図16】本発明のさらに他の実施の形態の温度調節器
のブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram of a temperature controller according to still another embodiment of the present invention.

【図17】本発明の他の実施の形態の温度調節器のブロ
ック図である。
FIG. 17 is a block diagram of a temperature controller according to another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の他の実施の形態の温度調節器のブロ
ック図である。
FIG. 18 is a block diagram of a temperature controller according to another embodiment of the present invention.

【図19】本発明のさらに他の実施の形態の温度調節器
のブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram of a temperature controller according to still another embodiment of the present invention.

【図20】本発明の他の実施の形態の温度調節器のブロ
ック図である。
FIG. 20 is a block diagram of a temperature controller according to another embodiment of the present invention.

【図21】本発明のさらに他の実施の形態の温度調節器
のブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram of a temperature controller according to still another embodiment of the present invention.

【図22】本発明の他の実施の形態の温度調節器のブロ
ック図である。
FIG. 22 is a block diagram of a temperature controller according to another embodiment of the present invention.

【図23】外乱操作量の波形図である。FIG. 23 is a waveform chart of a disturbance operation amount.

【図24】図22の実施の形態の検出温度と操作量の波
形図である。
FIG. 24 is a waveform chart of a detected temperature and an operation amount in the embodiment of FIG. 22;

【図25】従来例の検出温度と操作量の波形図である。FIG. 25 is a waveform diagram of a detected temperature and an operation amount in a conventional example.

【図26】熱酸化装置の概略構成図である。FIG. 26 is a schematic configuration diagram of a thermal oxidation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜16,33 温度調節器 2 制御対象 3 PIDコントローラ 4 ウェハ 5 熱処理盤 13 積分器 14 微分器 15 比例要素 18 外乱検知手段 19 通信インターフェース 21 時定数演算手段 23 比例帯演算手段 25 外乱操作量印加手段Reference numerals 1 1 to 16 , 33 Temperature controller 2 Control target 3 PID controller 4 Wafer 5 Heat treatment board 13 Integrator 14 Differentiator 15 Proportional element 18 Disturbance detecting means 19 Communication interface 21 Time constant calculating means 23 Proportional band calculating means 25 Disturbance operation Amount application means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/205 H01L 21/205 H05B 3/00 310 H05B 3/00 310D (72)発明者 安藤 功策 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 Fターム(参考) 3K058 AA04 AA71 BA00 BA19 CB14 CB25 CC06 5F045 BB08 BB20 EK22 EK27 GB05 5H004 GA03 GA07 GA11 GB15 HA01 HB01 JA01 KB02 KB04 KB06 KB17 KB33 KC39 KC47 KC55 LA01 LA03 LA13 LB05 LB06 LB10 5H323 AA40 BB05 BB06 CA08 CB02 DA01 FF01 HH02 KK05 KK09 LL01 LL02 LL22 LL27 MM06──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/205 H01L 21/205 H05B 3/00 310 H05B 3/00 310D (72) Inventor: Isao Ando Kyoto 801 Fudo-term in Omron Co., Ltd. 801 Fudo-term (reference) 3F045 AA04 AA71 BA00 BA19 CB14 CB25 CC06 5F045 BB08 BB20 EK22 EK27 GB05 5H004 GA03 GA07 GA11 GB15 HA01 H04 KB17 KB33 KC39 KC47 KC55 LA01 LA03 LA13 LB05 LB06 LB10 5H323 AA40 BB05 BB06 CA08 CB02 DA01 FF01 HH02 KK05 KK09 LL01 LL02 LL22 LL27 MM06

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、 外乱発生時に、前記温度制御手段における積分動作を弱
める手段と、 を備えることを特徴とする温度調節器。
1. A temperature control means for outputting an operation signal based on a deviation between a detected temperature from a temperature detection means and a target temperature, and means for weakening an integral operation of the temperature control means when a disturbance occurs. A temperature controller.
【請求項2】 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、 外乱発生時に、前記温度制御手段における積分動作をホ
ールドする手段と、 を備えることを特徴とする温度調節器。
2. A temperature control means for outputting an operation signal based on a deviation between a temperature detected by a temperature detection means and a target temperature, and means for holding an integral operation of the temperature control means when a disturbance occurs. A temperature controller characterized by that:
【請求項3】 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、 外乱発生時に、前記温度制御手段における積分動作の積
分時間を長くする手段と、 を備えることを特徴とする温度調節器。
3. A temperature control means for outputting an operation signal based on a deviation between a temperature detected by the temperature detection means and a target temperature, and means for extending an integration time of an integration operation in the temperature control means when a disturbance occurs. A temperature controller, comprising:
【請求項4】 前記積分時間を長くする手段は、外乱発
生時に、前記積分時間を、制御対象の一次遅れの時定数
に一致させる請求項3記載の温度調節器。
4. The temperature controller according to claim 3, wherein the means for increasing the integration time matches the integration time with a first-order time constant of a controlled object when a disturbance occurs.
【請求項5】 外乱発生時に、前記温度制御手段におけ
る比例動作の比例ゲインを弱める手段を備える請求項3
または4記載の温度調節器。
5. A means for weakening a proportional gain of a proportional operation in said temperature control means when a disturbance occurs.
Or the temperature controller according to 4.
【請求項6】 前記制御対象の一次遅れの時定数を、整
定時の操作信号および検出温度並びにオートチューニン
グで得られた最大傾きに基づいて算出する演算手段を備
える請求項4または5記載の温度調節器。
6. The temperature according to claim 4 or 5, further comprising a calculating means for calculating a time constant of the first-order lag of the controlled object based on an operation signal at the time of settling, a detected temperature, and a maximum slope obtained by auto-tuning. Regulator.
【請求項7】 前記演算手段は、オートチューニングで
得られた無駄時間および最大傾きに基づいて、比例ゲイ
ンを算出し、前記比例ゲインを弱める手段は、外乱発生
時に、この算出された比例ゲインに変更するものである
請求項6記載の温度調節器。
7. The calculating means calculates a proportional gain based on a dead time and a maximum slope obtained by auto tuning, and the weakening means reduces the proportional gain when a disturbance occurs. 7. The temperature controller according to claim 6, wherein the temperature controller is changed.
【請求項8】 前記積分動作を弱める手段、前記積分動
作をホールドする手段、前記積分時間を長くする手段、
前記比例動作の比例ゲインを弱める手段は、前記外乱発
生時に与えられるトリガ信号に応答して、それぞれの動
作を一定期間に亘って行なう請求項1ないし7のいずれ
かに記載の温度調節器。
8. A means for weakening the integration operation, a means for holding the integration operation, a means for increasing the integration time,
The temperature controller according to any one of claims 1 to 7, wherein the means for weakening the proportional gain of the proportional operation performs each operation for a predetermined period in response to a trigger signal given when the disturbance occurs.
【請求項9】 前記検出温度、前記偏差および前記操作
信号の少なくとも一つの変動に基づいて、外乱の発生を
検知する外乱検知手段を備える請求項1ないし8のいず
れかに記載の温度調節器。
9. The temperature controller according to claim 1, further comprising a disturbance detecting unit that detects occurrence of a disturbance based on at least one of the detected temperature, the deviation, and a variation of the operation signal.
【請求項10】 上位機器との間で通信を行なう通信手
段を備え、外乱発生時には、前記上位機器から対応する
信号が与えられる請求項1ないし9のいずれかに記載の
温度調節器。
10. The temperature controller according to claim 1, further comprising communication means for communicating with a host device, wherein a corresponding signal is given from the host device when a disturbance occurs.
【請求項11】 外乱発生時に、前記操作信号に対し
て、外乱を打ち消すように操作量を加える外乱操作量印
加手段を備える請求項1ないし10のいずれかに記載の
温度調節器。
11. The temperature controller according to claim 1, further comprising a disturbance operation amount application unit that applies an operation amount to the operation signal so as to cancel the disturbance when a disturbance occurs.
【請求項12】 請求項1ないし11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手段と、前記
熱処理手段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。
12. A heat treatment apparatus comprising: the temperature controller according to claim 1; heat treatment means to be controlled; and temperature detection means for detecting a temperature of the heat treatment means. .
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005203743A (en) * 2003-11-14 2005-07-28 Asm Internatl Nv Heat treatment apparatus with temperature control system
JP2008145058A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Dainichi Co Ltd Combustion device
JP2009080746A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Fuji Electric Systems Co Ltd Process controller and parameter optimization adjusting method
JP2009292214A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Toyota Central R&D Labs Inc Vehicle steering system
JP2014107360A (en) * 2012-11-26 2014-06-09 Fujitsu Ltd Optical amplifier
KR101523313B1 (en) * 2014-08-25 2015-05-27 주식회사 원익아이피에스 Substrate processing apparatus
JP2015118176A (en) * 2013-12-17 2015-06-25 キヤノン株式会社 Image forming apparatus and control method of image forming apparatus
JP2015118175A (en) * 2013-12-17 2015-06-25 キヤノン株式会社 Image forming apparatus, and control method of image forming apparatus
CN107408524A (en) * 2015-03-27 2017-11-28 应用材料公司 upper dome temperature closed-loop control

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005203743A (en) * 2003-11-14 2005-07-28 Asm Internatl Nv Heat treatment apparatus with temperature control system
JP4568089B2 (en) * 2003-11-14 2010-10-27 エーエスエム インターナショナル エヌ.ヴェー. Heat treatment equipment with temperature control system
JP2008145058A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Dainichi Co Ltd Combustion device
JP2009080746A (en) * 2007-09-27 2009-04-16 Fuji Electric Systems Co Ltd Process controller and parameter optimization adjusting method
JP2009292214A (en) * 2008-06-03 2009-12-17 Toyota Central R&D Labs Inc Vehicle steering system
JP2014107360A (en) * 2012-11-26 2014-06-09 Fujitsu Ltd Optical amplifier
JP2015118176A (en) * 2013-12-17 2015-06-25 キヤノン株式会社 Image forming apparatus and control method of image forming apparatus
JP2015118175A (en) * 2013-12-17 2015-06-25 キヤノン株式会社 Image forming apparatus, and control method of image forming apparatus
KR101523313B1 (en) * 2014-08-25 2015-05-27 주식회사 원익아이피에스 Substrate processing apparatus
CN107408524A (en) * 2015-03-27 2017-11-28 应用材料公司 upper dome temperature closed-loop control
JP2018511181A (en) * 2015-03-27 2018-04-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Closed loop control of upper dome temperature

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