JP2003114725A - 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
- Publication number
- JP2003114725A JP2003114725A JP2001307185A JP2001307185A JP2003114725A JP 2003114725 A JP2003114725 A JP 2003114725A JP 2001307185 A JP2001307185 A JP 2001307185A JP 2001307185 A JP2001307185 A JP 2001307185A JP 2003114725 A JP2003114725 A JP 2003114725A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- heating
- operation amount
- dead time
- temperature
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加熱冷却制御におけるハンチングを抑制する
とともに、バルブやファン等の冷却装置の寿命を延ばす
ことを目的とする。 【解決手段】 設定温度ＳＰと制御対象２からの検出温
度ＰＶとの偏差に基づいて、加熱操作量ＭＶｈを演算出
力するＰＩＤ演算手段３を備える温度調節器において、
加熱の無駄時間と冷却の無駄時間との差を補償する遅延
手段５を備えており、加熱操作量ＭＶｈに冷却係数を乗
じた後に、遅延手段５で遅延させて冷却操作量ＭＶｃと
して出力するようにし、加熱と冷却の無駄時間を一致さ
せて加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの発
生を抑制するようにしている。
とともに、バルブやファン等の冷却装置の寿命を延ばす
ことを目的とする。 【解決手段】 設定温度ＳＰと制御対象２からの検出温
度ＰＶとの偏差に基づいて、加熱操作量ＭＶｈを演算出
力するＰＩＤ演算手段３を備える温度調節器において、
加熱の無駄時間と冷却の無駄時間との差を補償する遅延
手段５を備えており、加熱操作量ＭＶｈに冷却係数を乗
じた後に、遅延手段５で遅延させて冷却操作量ＭＶｃと
して出力するようにし、加熱と冷却の無駄時間を一致さ
せて加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの発
生を抑制するようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度調節器および
それを用いた熱処理装置に関し、更に詳しくは、加熱冷
却の制御を行う温度調節器および成形機や半導体製造装
置などの熱処理装置に関する。
それを用いた熱処理装置に関し、更に詳しくは、加熱冷
却の制御を行う温度調節器および成形機や半導体製造装
置などの熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、成形機などの発熱を伴う制御対
象や常温付近で温度制御される環境機試験機などの制御
対象に対しては、加熱制御だけでは、充分に温度制御を
行うことができないので、加熱および冷却の両方の制御
を行う必要がある。
象や常温付近で温度制御される環境機試験機などの制御
対象に対しては、加熱制御だけでは、充分に温度制御を
行うことができないので、加熱および冷却の両方の制御
を行う必要がある。
【０００３】例えば、スクリューの回転で発熱する押出
し成形機では、ヒータの通電を制御して加熱制御する一
方、水冷のためのバルブの開閉を制御して冷却制御を行
うことにより、シリンダの温度が設定温度になるように
している。
し成形機では、ヒータの通電を制御して加熱制御する一
方、水冷のためのバルブの開閉を制御して冷却制御を行
うことにより、シリンダの温度が設定温度になるように
している。
【０００４】図７は、かかる加熱冷却制御を行う従来例
の温度調節器のブロック図である。
の温度調節器のブロック図である。
【０００５】温度調節器２１は、図示しない設定部から
の設定温度ＳＰと、制御対象２としての押出し成形機の
シリンダに配設された温度センサからのフィードバック
入力である検出温度ＰＶとの偏差に基づいて、ＰＩＤ演
算手段３で操作量を演算算出し、算出された操作量を、
加熱制御用の加熱操作量ＭＶｈとして出力してヒータの
通電を制御する一方、この加熱操作量ＭＶｈに乗算器４
で冷却係数を乗算して冷却制御用の冷却操作量ＭＶｃと
して出力してバルブの開閉を制御している。なお、ここ
では、冷却係数は、冷却側の比例ゲインＫｐｃを、加熱
側の比例ゲインＫｐｈで除算した値としている。
の設定温度ＳＰと、制御対象２としての押出し成形機の
シリンダに配設された温度センサからのフィードバック
入力である検出温度ＰＶとの偏差に基づいて、ＰＩＤ演
算手段３で操作量を演算算出し、算出された操作量を、
加熱制御用の加熱操作量ＭＶｈとして出力してヒータの
通電を制御する一方、この加熱操作量ＭＶｈに乗算器４
で冷却係数を乗算して冷却制御用の冷却操作量ＭＶｃと
して出力してバルブの開閉を制御している。なお、ここ
では、冷却係数は、冷却側の比例ゲインＫｐｃを、加熱
側の比例ゲインＫｐｈで除算した値としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例の温度調節器２１による加熱冷却制御では、
加熱と冷却の無駄時間の差に起因してハンチングが生じ
易いという課題がある。
うな従来例の温度調節器２１による加熱冷却制御では、
加熱と冷却の無駄時間の差に起因してハンチングが生じ
易いという課題がある。
【０００７】すなわち、図８〜図１０は、従来例の加熱
冷却制御のシミュレーションの結果を示すものである。
図８は、設定温度ＳＰおよび検出温度ＰＶの変化を示す
ものであり、横軸は時間（秒）を、縦軸は室温を０℃と
したときの温度をそれぞれ示しており、この例では、設
定温度ＳＰを、室温＋２００℃にステップ状に変化させ
た場合を示している。図９は、上述の図８に対応する加
熱操作量ＭＶｈ（%）および冷却操作量ＭＶｃ（%）をそ
れぞれ示し、図１０は、図９の一部を拡大して示してい
る。
冷却制御のシミュレーションの結果を示すものである。
図８は、設定温度ＳＰおよび検出温度ＰＶの変化を示す
ものであり、横軸は時間（秒）を、縦軸は室温を０℃と
したときの温度をそれぞれ示しており、この例では、設
定温度ＳＰを、室温＋２００℃にステップ状に変化させ
た場合を示している。図９は、上述の図８に対応する加
熱操作量ＭＶｈ（%）および冷却操作量ＭＶｃ（%）をそ
れぞれ示し、図１０は、図９の一部を拡大して示してい
る。
【０００８】設定温度ＳＰが室温＋２００℃に変更され
ると、図９に示されるように、先ず、加熱操作量ＭＶｈ
だけが１００％となって加熱され、検出温度ＰＶが設定
温度ＳＰに近づくと、図１０に示されるように、加熱操
作量ＭＶｈが小さくなる一方、冷却操作量ＭＶｃが出力
され、検出温度ＰＶが設定温度ＳＰに略等しくなると、
冷却操作量ＭＶｃが、加熱操作量ＭＶｈよりも大きくな
って交互に出力され、図９においては、加熱操作量ＭＶ
ｈと冷却操作量ＭＶｃとが殆ど重なった状態で示されて
いる。
ると、図９に示されるように、先ず、加熱操作量ＭＶｈ
だけが１００％となって加熱され、検出温度ＰＶが設定
温度ＳＰに近づくと、図１０に示されるように、加熱操
作量ＭＶｈが小さくなる一方、冷却操作量ＭＶｃが出力
され、検出温度ＰＶが設定温度ＳＰに略等しくなると、
冷却操作量ＭＶｃが、加熱操作量ＭＶｈよりも大きくな
って交互に出力され、図９においては、加熱操作量ＭＶ
ｈと冷却操作量ＭＶｃとが殆ど重なった状態で示されて
いる。
【０００９】このように、加熱と冷却との無駄時間の相
違によって、制御が不安定となって、加熱操作量ＭＶｈ
および冷却操作量ＭＶｃがハンチングし、また、冷却の
ためのバルブが頻繁に開閉し、あるいは、空冷の場合に
はファンが頻繁にオンオフして寿命が短くなってしまう
といった難点がある。
違によって、制御が不安定となって、加熱操作量ＭＶｈ
および冷却操作量ＭＶｃがハンチングし、また、冷却の
ためのバルブが頻繁に開閉し、あるいは、空冷の場合に
はファンが頻繁にオンオフして寿命が短くなってしまう
といった難点がある。
【００１０】本発明は、上述のような点に鑑みてなされ
たものであって、加熱冷却制御におけるハンチングを抑
制するとともに、バルブやファン等の冷却装置の寿命を
延ばすことを目的とする。
たものであって、加熱冷却制御におけるハンチングを抑
制するとともに、バルブやファン等の冷却装置の寿命を
延ばすことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。
達成するために、次のように構成している。
【００１２】すなわち、本発明の温度調節器は、制御対
象の温度を設定温度になるように加熱冷却制御する温度
調節器であって、加熱の無駄時間と冷却の無駄時間との
差を補償する無駄時間補償手段を備えている。
象の温度を設定温度になるように加熱冷却制御する温度
調節器であって、加熱の無駄時間と冷却の無駄時間との
差を補償する無駄時間補償手段を備えている。
【００１３】本発明によると、加熱の無駄時間と冷却の
無駄時間との差を、無駄時間補償手段によって補償する
ので、加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの
発生を抑制することができる。
無駄時間との差を、無駄時間補償手段によって補償する
ので、加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの
発生を抑制することができる。
【００１４】本発明の一実施態様においては、前記設定
温度と制御対象からの検出温度との偏差に基づいて、加
熱操作量または冷却操作量のいずれか一方の操作量を演
算出力する操作量演算手段を備え、前記無駄時間補償手
段が、前記操作量演算手段から出力される加熱操作量ま
たは冷却操作量を遅延させて出力する遅延手段である。
温度と制御対象からの検出温度との偏差に基づいて、加
熱操作量または冷却操作量のいずれか一方の操作量を演
算出力する操作量演算手段を備え、前記無駄時間補償手
段が、前記操作量演算手段から出力される加熱操作量ま
たは冷却操作量を遅延させて出力する遅延手段である。
【００１５】本発明によると、加熱また冷却の内、無駄
時間が短い方の操作量を遅延手段で遅延させて長い方の
無駄時間に一致させて無駄時間の差を補償できることに
なり、加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの
発生を抑制することができる。
時間が短い方の操作量を遅延手段で遅延させて長い方の
無駄時間に一致させて無駄時間の差を補償できることに
なり、加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの
発生を抑制することができる。
【００１６】本発明の他の実施態様においては、制御パ
ラメータを決定するためのオートチューニングによって
加熱の無駄時間と冷却の無駄時間とを求めるものであ
る。
ラメータを決定するためのオートチューニングによって
加熱の無駄時間と冷却の無駄時間とを求めるものであ
る。
【００１７】本発明によると、制御パラメータを決定す
るためのオートチューニングによって、加熱および冷却
の無駄時間を求めて無駄時間の差を補償することができ
る。
るためのオートチューニングによって、加熱および冷却
の無駄時間を求めて無駄時間の差を補償することができ
る。
【００１８】本発明の更に他の実施態様においては、前
記設定温度と制御対象からの検出温度との偏差に基づい
て、加熱操作量または冷却操作量のいずれか一方の操作
量を演算出力する操作量演算手段を備え、前記無駄時間
補償手段が、前記操作量演算手段から出力される加熱操
作量または冷却操作量が入力される遅れフィルタであ
る。
記設定温度と制御対象からの検出温度との偏差に基づい
て、加熱操作量または冷却操作量のいずれか一方の操作
量を演算出力する操作量演算手段を備え、前記無駄時間
補償手段が、前記操作量演算手段から出力される加熱操
作量または冷却操作量が入力される遅れフィルタであ
る。
【００１９】本発明によると、遅れフィルタで加熱と冷
却の無駄時間の差を補償できることになり、加熱冷却制
御の不安定性を改善してハンチングの発生を抑制するこ
とができ、また、遅延手段で遅延させる構成に比べて遅
延のためのメモリ容量を削減できることになる。
却の無駄時間の差を補償できることになり、加熱冷却制
御の不安定性を改善してハンチングの発生を抑制するこ
とができ、また、遅延手段で遅延させる構成に比べて遅
延のためのメモリ容量を削減できることになる。
【００２０】本発明の熱処理装置は、本発明の温度調節
器と、制御対象として熱処理手段と、前記熱処理手段を
加熱する加熱手段と、前記熱処理手段を冷却する冷却手
段とを備えている。
器と、制御対象として熱処理手段と、前記熱処理手段を
加熱する加熱手段と、前記熱処理手段を冷却する冷却手
段とを備えている。
【００２１】本発明によると、本発明の温度調節器によ
って加熱冷却制御を行うので、加熱冷却制御の不安定性
を改善してハンチングの発生を抑制することができ、熱
処理装置の加熱冷却制御を安定して行える。
って加熱冷却制御を行うので、加熱冷却制御の不安定性
を改善してハンチングの発生を抑制することができ、熱
処理装置の加熱冷却制御を安定して行える。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２３】（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のブロック図であり、上述
の従来例に対応する部分には、同一の参照符を付す。
実施の形態に係る温度調節器のブロック図であり、上述
の従来例に対応する部分には、同一の参照符を付す。
【００２４】この実施の形態の温度調節器１は、熱処理
装置として、例えば、押出し成形機の加熱冷却制御を行
うものであり、図示しない設定部からの設定温度ＳＰ
と、制御対象２としての押出し成形機のシリンダに配設
された図示しない温度センサからのフィードバック入力
である検出温度ＰＶとの偏差に基づいて、加熱制御用の
加熱操作量ＭＶｈを演算算出する操作量演算手段として
のＰＩＤ演算手段３と、この加熱操作量ＭＶｈに冷却係
数を乗算する乗算器４とを備えており、以上の構成は、
図７の従来例と基本的に同様である。なお、この図１に
おいては、加熱冷却制御される制御対象２を、加熱側２
ｈと冷却側２ｃとに分けて示している。
装置として、例えば、押出し成形機の加熱冷却制御を行
うものであり、図示しない設定部からの設定温度ＳＰ
と、制御対象２としての押出し成形機のシリンダに配設
された図示しない温度センサからのフィードバック入力
である検出温度ＰＶとの偏差に基づいて、加熱制御用の
加熱操作量ＭＶｈを演算算出する操作量演算手段として
のＰＩＤ演算手段３と、この加熱操作量ＭＶｈに冷却係
数を乗算する乗算器４とを備えており、以上の構成は、
図７の従来例と基本的に同様である。なお、この図１に
おいては、加熱冷却制御される制御対象２を、加熱側２
ｈと冷却側２ｃとに分けて示している。
【００２５】この実施の形態では、加熱冷却制御におけ
る不安定性を改善してハンチングを抑制するために、加
熱の無駄時間と冷却の無駄時間との差を補償する無駄時
間補償手段としての遅延手段５を設けている。
る不安定性を改善してハンチングを抑制するために、加
熱の無駄時間と冷却の無駄時間との差を補償する無駄時
間補償手段としての遅延手段５を設けている。
【００２６】この実施の形態では、加熱の無駄時間Ｌｈ
の方が、冷却の無駄時間Ｌｃよりも長くなっており、遅
延手段５は、この無駄時間の差（Ｌｈ−Ｌｃ）だけ操作
量を遅延させて冷却制御用の冷却操作量ＭＶｃとして出
力して水冷用のバルブの開閉を制御している。
の方が、冷却の無駄時間Ｌｃよりも長くなっており、遅
延手段５は、この無駄時間の差（Ｌｈ−Ｌｃ）だけ操作
量を遅延させて冷却制御用の冷却操作量ＭＶｃとして出
力して水冷用のバルブの開閉を制御している。
【００２７】この加熱の無駄時間Ｌｈと冷却の無駄時間
Ｌｃとは、オートチューニングによって次のようにして
求めることができる。
Ｌｃとは、オートチューニングによって次のようにして
求めることができる。
【００２８】すなわち、図２（ａ）は加熱操作量ＭＶｈ
を示し、図２（ｂ）は冷却操作量ＭＶｃを示し、図２
（ｃ）は検出温度ＰＶをそれぞれ示している。
を示し、図２（ｂ）は冷却操作量ＭＶｃを示し、図２
（ｃ）は検出温度ＰＶをそれぞれ示している。
【００２９】先ず、設定温度ＳＰまで加熱制御し、その
ときの検出温度ＰＶの温度上昇波形から加熱の無駄時間
Ｌｈを求めるとともに、加熱の最大傾きＲｈを求める。
ときの検出温度ＰＶの温度上昇波形から加熱の無駄時間
Ｌｈを求めるとともに、加熱の最大傾きＲｈを求める。
【００３０】次に、整定したときに、加熱操作量ＭＶｈ
を一定値に固定し、冷却操作量ＭＶｃを出力する。この
ときの冷却操作量ＭＶｃの値は、適宜の値であればよ
い。このときの検出温度ＰＶの温度低下の波形から冷却
の無駄時間Ｌｃを求めるとともに、冷却の最大傾きＲｃ
を求める。
を一定値に固定し、冷却操作量ＭＶｃを出力する。この
ときの冷却操作量ＭＶｃの値は、適宜の値であればよ
い。このときの検出温度ＰＶの温度低下の波形から冷却
の無駄時間Ｌｃを求めるとともに、冷却の最大傾きＲｃ
を求める。
【００３１】このようにして、オートチューニングによ
って求められた加熱の無駄時間Ｌｈと冷却の無駄時間Ｌ
ｃとの差（Ｌｈ−Ｌｃ）だけ遅延手段５によって操作量
が遅延されて無駄時間の差が補償される。
って求められた加熱の無駄時間Ｌｈと冷却の無駄時間Ｌ
ｃとの差（Ｌｈ−Ｌｃ）だけ遅延手段５によって操作量
が遅延されて無駄時間の差が補償される。
【００３２】また、乗算器４で乗算する冷却係数Ｋｐｃ
／Ｋｐｈも加熱および冷却の最大傾きＲｈおよびＲｃか
らＫｐｃ／Ｋｐｈ＝Ｒｃ／Ｒｈとして算出される。
／Ｋｐｈも加熱および冷却の最大傾きＲｈおよびＲｃか
らＫｐｃ／Ｋｐｈ＝Ｒｃ／Ｒｈとして算出される。
【００３３】なお、ＰＩＤ演算手段３、乗算器４および
遅延手段５は、例えば、マイクロコンピュータによって
構成される。
遅延手段５は、例えば、マイクロコンピュータによって
構成される。
【００３４】次に、この実施の形態の加熱冷却制御のシ
ミュレーションの結果を、図３および図４に示す、この
図３および図４は、上述の従来例の図８および図９にそ
れぞれ対応するものである。
ミュレーションの結果を、図３および図４に示す、この
図３および図４は、上述の従来例の図８および図９にそ
れぞれ対応するものである。
【００３５】これらの図３，４に示されるように、検出
温度ＰＶが設定温度ＳＰに略等しくなると、加熱操作量
ＭＶｈおよび冷却操作量ＭＶｃが、それぞれ略一定とな
り、従来例のようなハンチングが生じていない。
温度ＰＶが設定温度ＳＰに略等しくなると、加熱操作量
ＭＶｈおよび冷却操作量ＭＶｃが、それぞれ略一定とな
り、従来例のようなハンチングが生じていない。
【００３６】また、検出温度ＰＶが設定温度ＳＰに近づ
くまでにおいても、従来例に比べてハンチングが大幅に
抑制されている。
くまでにおいても、従来例に比べてハンチングが大幅に
抑制されている。
【００３７】（実施の形態２）図５は、本発明の他の実
施の形態のブロック図であり、図１に対応する部分に
は、同一の参照符号を付す。
施の形態のブロック図であり、図１に対応する部分に
は、同一の参照符号を付す。
【００３８】上述の実施の形態では、無駄時間補償手段
として遅延手段５を用いたけれども、この実施の形態で
は、無駄時間補償手段として２次遅れフィルタ６を用い
たものである。
として遅延手段５を用いたけれども、この実施の形態で
は、無駄時間補償手段として２次遅れフィルタ６を用い
たものである。
【００３９】上述の実施の形態では、遅延手段５によっ
て加熱の無駄時間Ｌｈと冷却の無駄時間Ｌｃとの差を補
償したのに対して、この実施の形態では、加熱側および
冷却側の制御対象の特性を、２次遅れフィルタ６を用い
て等価にして加熱と冷却の無駄時間の差を補償するもの
である。
て加熱の無駄時間Ｌｈと冷却の無駄時間Ｌｃとの差を補
償したのに対して、この実施の形態では、加熱側および
冷却側の制御対象の特性を、２次遅れフィルタ６を用い
て等価にして加熱と冷却の無駄時間の差を補償するもの
である。
【００４０】すなわち、図６（ａ）に示されるように、
加熱側の制御対象の伝達関数をＧｐｈとすると、それと
等価な冷却側の制御対象の伝達関数は、−Ｇｐｈで表す
ことができる。そこで、図６（ｂ）に示されるように、
実際の制御対象２の加熱側の伝達関数がＧｐｈ、冷却側
の伝達関数がＧｐｃであるとすると、加熱と冷却とを等
価にするためには、冷却側に、−Ｇｐｈ／Ｇｐｃの特性
の補償要素を設ければよい。
加熱側の制御対象の伝達関数をＧｐｈとすると、それと
等価な冷却側の制御対象の伝達関数は、−Ｇｐｈで表す
ことができる。そこで、図６（ｂ）に示されるように、
実際の制御対象２の加熱側の伝達関数がＧｐｈ、冷却側
の伝達関数がＧｐｃであるとすると、加熱と冷却とを等
価にするためには、冷却側に、−Ｇｐｈ／Ｇｐｃの特性
の補償要素を設ければよい。
【００４１】そこで、この実施の形態では、図５に示さ
れる２次遅れフィルタ６として、Ｇｆ＝Ｇｐｈ／Ｇｐｃ
の特性のフィルタを設けたものである。
れる２次遅れフィルタ６として、Ｇｆ＝Ｇｐｈ／Ｇｐｃ
の特性のフィルタを設けたものである。
【００４２】ここで、この２次遅れフィルタ６の特性を
求める手法について説明する。
求める手法について説明する。
【００４３】無駄時間＋１次の制御対象の伝達関数Ｇｐ
は、ゲインＫ、無駄時間Ｌおよび時定数Ｔを用いて次式
で示される。
は、ゲインＫ、無駄時間Ｌおよび時定数Ｔを用いて次式
で示される。
【００４４】Ｇｐ（ｓ）＝{Ｋ／（ＴＳ＋１）｝ｅ-LS
Ｓはラプラス演算子である。
【００４５】さらに、次式で示されように２次モデルに
近似することができる。
近似することができる。
【００４６】
Ｇｐ（ｓ）＝（１＋ｂ1ｓ）／（１＋ａ1ｓ＋ａ2ｓ2）
そこで、この実施の形態では、オートチューニングによ
って、加熱側および冷却側の制御対象の伝達係数Ｇｐｈ
（ｓ）および冷却側の制御対象の伝達関数Ｇｐｃ（ｓ）
を求め、さらに、上述のように２次モデルに近似して下
記の加熱側および冷却側の伝達関数を求める。
って、加熱側および冷却側の制御対象の伝達係数Ｇｐｈ
（ｓ）および冷却側の制御対象の伝達関数Ｇｐｃ（ｓ）
を求め、さらに、上述のように２次モデルに近似して下
記の加熱側および冷却側の伝達関数を求める。
【００４７】
Ｇｐｈ（ｓ）＝（１＋ｂsh1ｓ）／（１＋ａsh1ｓ＋ａsh2ｓ2）
Ｇｐｃ（ｓ）＝（１＋ｂsc1ｓ）／（１＋ａsc1ｓ＋ａsc2ｓ2）
したがって、２次遅れフィルタ６のフィルタ特性は、
Ｇｆ（ｓ）＝Ｇｐｈ（ｓ）／Ｇｐｃ（ｓ）
＝（１＋ｂsf1ｓ＋ｂsf2ｓ2＋ｂsf3ｓ3）／（１＋ａsf1ｓ
＋ａsf2ｓ2＋ａsf3ｓ3）
さらに、後進差分近似、Ｓ＝（１−Ｚ-1）／Δｔによっ
てＳ関数を、Ｚ変換して離散時間系に変換して２次遅れ
フィルタ６の伝達関数Ｇｆ（ｚ）が次式のように求ま
る。なお、Δｔはサンプリング周期である。 Ｇｆ（ｚ）＝（１＋ｂzf1ｚ-1＋ｂzf2ｚ-2＋ｂ
zf3ｚ-3）／（１＋ａzf1ｚ-1＋ａzf2ｚ-2＋ａzf3ｚ-3） なお、ｂzf1，ｂzf2，ｂzf3，ａzf1，ａzf2，ａzf3は、
上述のようにして求まる係数である。
てＳ関数を、Ｚ変換して離散時間系に変換して２次遅れ
フィルタ６の伝達関数Ｇｆ（ｚ）が次式のように求ま
る。なお、Δｔはサンプリング周期である。 Ｇｆ（ｚ）＝（１＋ｂzf1ｚ-1＋ｂzf2ｚ-2＋ｂ
zf3ｚ-3）／（１＋ａzf1ｚ-1＋ａzf2ｚ-2＋ａzf3ｚ-3） なお、ｂzf1，ｂzf2，ｂzf3，ａzf1，ａzf2，ａzf3は、
上述のようにして求まる係数である。
【００４８】以上のようにして、この実施の形態では、
２次遅れフィルタ６によって加熱と冷却とを等価な特性
として加熱と冷却の無駄時間の差を補償することによ
り、加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの発
生を抑制することができる。
２次遅れフィルタ６によって加熱と冷却とを等価な特性
として加熱と冷却の無駄時間の差を補償することによ
り、加熱冷却制御の不安定性を改善してハンチングの発
生を抑制することができる。
【００４９】しかも、遅延手段によって補償する場合に
比べて、遅延させるのに必要なメモリの容量を削減でき
ることになる。
比べて、遅延させるのに必要なメモリの容量を削減でき
ることになる。
【００５０】なお、他の実施の形態として、加熱操作量
ＭＶｈに冷却係数を乗算する乗算器を追加してもよい。
ＭＶｈに冷却係数を乗算する乗算器を追加してもよい。
【００５１】（その他の実施の形態）上述の各実施の形
態では、無駄時間が短い側の操作量を遅延させることに
より、無駄時間の差を補償したけれども、本発明の他の
実施の形態として、例えば、スミスの無駄時間補償制御
によって、無駄時間の長い側を短くして加熱の無駄時間
と冷却の無駄時間との差を補償するようにしてもよい。
態では、無駄時間が短い側の操作量を遅延させることに
より、無駄時間の差を補償したけれども、本発明の他の
実施の形態として、例えば、スミスの無駄時間補償制御
によって、無駄時間の長い側を短くして加熱の無駄時間
と冷却の無駄時間との差を補償するようにしてもよい。
【００５２】本発明の他の実施の形態として、無駄時間
は、純粋無駄時間であってもよい。
は、純粋無駄時間であってもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、加熱の無
駄時間と冷却の無駄時間との差を、無駄時間補償手段に
よって補償するので、加熱冷却制御の不安定性を改善し
てハンチングの発生を抑制することができるとともに、
水冷の用のバルブや空冷用のファンなどの冷却装置の寿
命を延ばすことができる。。
駄時間と冷却の無駄時間との差を、無駄時間補償手段に
よって補償するので、加熱冷却制御の不安定性を改善し
てハンチングの発生を抑制することができるとともに、
水冷の用のバルブや空冷用のファンなどの冷却装置の寿
命を延ばすことができる。。
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る温度調節器の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１の温度調節器のオートチューニングを説明
するための図である。
するための図である。
【図３】設定温度および検出温度の変化を示す図であ
る。
る。
【図４】図３に対応する加熱操作量および冷却操作量の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態のブロック図である。
【図６】図５の実施の形態を説明するための図である。
【図７】従来例のブロック図である。
【図８】従来例の設定温度および検出温度の変化を示す
図である。
図である。
【図９】図８に対応する加熱操作量および冷却操作量の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図１０】図９の一部を拡大して示す図である。
１，１１，２１ 温度調節器
２ 制御対象
３ ＰＩＤ演算手段
５ 遅延手段
６ ２次遅れフィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H323 AA05 BB03 CB44 DB11 DB15
KK07 LL04 LL05 NN14
Claims (5)
- 【請求項１】 制御対象の温度を設定温度になるように
加熱冷却制御する温度調節器であって、 加熱の無駄時間と冷却の無駄時間との差を補償する無駄
時間補償手段を備えることを特徴とする温度調節器。 - 【請求項２】 前記設定温度と制御対象からの検出温度
との偏差に基づいて、加熱操作量または冷却操作量のい
ずれか一方の操作量を演算出力する操作量演算手段を備
え、 前記無駄時間補償手段が、前記操作量演算手段から出力
される加熱操作量または冷却操作量を遅延させて出力す
る遅延手段である請求項１記載の温度調節器。 - 【請求項３】 制御パラメータを決定するためのオート
チューニングによって加熱の無駄時間と冷却の無駄時間
とを求める請求項２記載の温度調節器。 - 【請求項４】 前記設定温度と制御対象からの検出温度
との偏差に基づいて、加熱操作量または冷却操作量のい
ずれか一方の操作量を演算出力する操作量演算手段を備
え、 前記無駄時間補償手段が、前記操作量演算手段から出力
される加熱操作量または冷却操作量が入力される遅れフ
ィルタである請求項１記載の温度調節器。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の温度調
節器と、制御対象として熱処理手段と、前記熱処理手段
を加熱する加熱手段と、前記熱処理手段を冷却する冷却
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 |
|---|---|---|---|
| JP2001307185A JP2003114725A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 温度調節器および熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001307185A JP2003114725A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 温度調節器および熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003114725A true JP2003114725A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19126692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001307185A Pending JP2003114725A (ja) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | 温度調節器および熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003114725A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009252192A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Omron Corp | 温度調節器、温度制御方法および熱処理装置 |
| JP2011235609A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Niigata Machine Techno Co Ltd | 高せん断装置および高せん断方法 |
| JP2014117824A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Omron Corp | 調節器、操作量出力方法、プログラムおよび記憶媒体 |
| CN108549429A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-18 | 江苏中烟工业有限责任公司 | 一种松散回潮滚筒工艺气温度控制方法 |
| CN112083742A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-15 | 北京京仪自动化装备技术有限公司 | 一种温度控制装置、集成电路制造设备及方法 |
-
2001
- 2001-10-03 JP JP2001307185A patent/JP2003114725A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009252192A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Omron Corp | 温度調節器、温度制御方法および熱処理装置 |
| JP2011235609A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Niigata Machine Techno Co Ltd | 高せん断装置および高せん断方法 |
| JP2014117824A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Omron Corp | 調節器、操作量出力方法、プログラムおよび記憶媒体 |
| CN108549429A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-09-18 | 江苏中烟工业有限责任公司 | 一种松散回潮滚筒工艺气温度控制方法 |
| CN112083742A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-15 | 北京京仪自动化装备技术有限公司 | 一种温度控制装置、集成电路制造设备及方法 |
| CN112083742B (zh) * | 2020-08-31 | 2021-10-26 | 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 | 一种温度控制装置、集成电路制造设备及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3555609B2 (ja) | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 | |
| US6501998B1 (en) | Method for controlling a time-lagged process with compensation, and a controlling device for carrying out said method | |
| CN108278736B (zh) | 空调及其空调部分负荷控制方法和装置 | |
| JPS61290504A (ja) | 時計サ−モスタツト装置 | |
| JPH01119811A (ja) | 熱エネルギー伝逹装置の始動温度制御方法とこの方法を実施するまための装置 | |
| CN107525229A (zh) | 空调电加热控制的方法及装置 | |
| JP3776297B2 (ja) | 制御システム | |
| JP3061450B2 (ja) | モデル予測制御装置 | |
| JP2003114725A (ja) | 温度調節器および熱処理装置 | |
| JP4291002B2 (ja) | リミットサイクルオートチューニング方法およびヒートクール制御装置 | |
| JP2816054B2 (ja) | 恒温庫の温度制御装置 | |
| JP2004086858A (ja) | 制御装置、温度調節器および熱処理装置 | |
| JP5083611B2 (ja) | オートチューニング方法、温度調節器および熱処理装置 | |
| JPH11173631A (ja) | 空調機制御装置 | |
| JPH11305805A (ja) | プロセス制御方法及びそれを用いる電子デバイス製造方法 | |
| JP2632081B2 (ja) | 温度及び湿度制御装置 | |
| JP4468868B2 (ja) | 電力使用量予測装置および電力使用量予測方法 | |
| JP3053896B2 (ja) | 保冷装置の温度制御装置 | |
| JPH07104805A (ja) | 半導体製造装置の制御装置の制御方法及びその制御装置 | |
| JP3873853B2 (ja) | 温度調節器および熱処理装置 | |
| JP2527615B2 (ja) | 温度制御装置 | |
| JP3277484B2 (ja) | Ｐｉｄコントローラ | |
| JP2001265448A (ja) | 温度調節器および熱処理装置 | |
| JPH06201198A (ja) | 冷凍サイクル制御装置 | |
| JPH06161569A (ja) | 冷熱可能素子の温度制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050414 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050628 |