JP2007193527A - Heater drive control method - Google Patents

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Atsushi Tominaga
篤史 富永
Kazuo Tsuboi
和生 坪井
Masaki Namie
正樹 浪江
Ryuichiro Nakanishi
竜一郎 中西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater drive control method by which adjustment work for uniform temperature control can be completed with a comparatively less man-hour, and additional adjustment for uniform temperature control is not necessary even if the uniform temperature control is achieved at a temperature, then the control is switched to the uniform temperature control at a different temperature. <P>SOLUTION: The method comprises a first step for creating a rough table for creating an operation output value, a second step for creating a fine table for creating an operation output value, and a third step for extracting data corresponding to the operation output value of the servo system for each region corresponding to a reference temperature by searching the fine table for creating an operation output value with the specified reference temperature as a key every time a reference temperature is specified, and providing each operation output value created based on the data to the driving system in the corresponding region. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、被加熱物体上を適宜に区画してなる複数の領域のそれぞれを個別に加熱する各ヒータの駆動系に対して適宜な操作出力を与えることにより、一定の温度分布傾向(例えば、全面均一温度、傾斜分布温度、同心円分布温度等々)を有する温度分布パターンを被加熱物体上に出現させるためのヒータ駆動制御方法に関する。   The present invention provides a certain temperature distribution tendency (for example, for example, by providing an appropriate operation output to the drive system of each heater that individually heats each of a plurality of regions that are appropriately partitioned on the object to be heated. The present invention relates to a heater drive control method for causing a temperature distribution pattern having an entire surface uniform temperature, a gradient distribution temperature, a concentric distribution temperature, etc. to appear on an object to be heated.

被加熱物体上を適宜に区画してなる複数の領域のそれぞれを個別に加熱する各ヒータの駆動系に対して適宜な操作出力を与えることにより、一定の温度分布傾向(例えば、全面均一温度等)を有する温度分布パターンを被加熱物体上に出現させると言った制御系は、液晶ガラスや半導体ウェーハの加熱工程等々にしばしば採用される。   By providing an appropriate operation output to the drive system of each heater that individually heats each of the plurality of regions that are appropriately partitioned on the object to be heated, a constant temperature distribution tendency (for example, uniform temperature over the entire surface, etc.) A control system that causes a temperature distribution pattern having () to appear on an object to be heated is often employed in a heating process of a liquid crystal glass or a semiconductor wafer.

この種の均一温度制御系(N:N制御)のイメージ図の一例が図15に示されている。同図において、5−1〜5−7は偏差増幅器、6−1〜6−7はPID演算器、7−1〜7−7は駆動回路と可変調節器等とを含む駆動系、8は7系統のヒータを含む制御対象、9−1〜9−7は温度センサである。なお、ここで、「均一温度制御」とは、シート状や棒状等のワーク上に配置された複数の検出ポイントの温度バラツキをなくすための制御を意味している。   An example of an image diagram of this type of uniform temperature control system (N: N control) is shown in FIG. In the figure, reference numerals 5-1 to 5-7 are deviation amplifiers, 6-1 to 6-7 are PID arithmetic units, 7-1 to 7-7 are drive systems including a drive circuit, a variable regulator, and the like. Control objects including seven heaters, 9-1 to 9-7 are temperature sensors. Here, “uniform temperature control” means control for eliminating temperature variations at a plurality of detection points arranged on a sheet-like or rod-like workpiece.

N:N制御の場合には、制御対象8に含まれる7個のヒータのそれぞれ毎に、偏差増幅器5とPID演算器6と調整手段7と温度センサ9とからなるサーボ系が用意される。すなわち、偏差増幅器5−1〜5−7のそれぞれは、温度センサ9−1〜9−7のそれぞれから得られる第1検出値(PV1)〜第7検出値(PV7)と第1設定値(SP1)〜第7設定値(SP7)との偏差を増幅する。偏差増幅器5−1〜5−7の各出力は、第1PID演算器6−1〜第7演算器6−7のそれぞれにより、PID演算が施されて操作出力(MV1〜MV7)が生成される。駆動系7−1〜7−7は、第1PID演算器6−1〜第7演算器6−7の各操作出力(MV1〜MV7)に基づいて、制御対象8を構成する図示しない7個のヒータのそれぞれを駆動する。7個のヒータのそれぞれに対応する領域の温度は、それらの領域に設けられた温度センサ9−1〜9−7により検出され、それらの検出値(PV1〜PV7)が偏差増幅器5−1〜5−7に送られる。これにより、1つの入力に対して1つの出力制御がペアとなって作動するサーボ系が構成される。   In the case of N: N control, a servo system including a deviation amplifier 5, a PID calculator 6, an adjusting means 7, and a temperature sensor 9 is prepared for each of the seven heaters included in the control target 8. That is, each of the deviation amplifiers 5-1 to 5-7 includes a first detection value (PV1) to a seventh detection value (PV7) obtained from each of the temperature sensors 9-1 to 9-7 and a first set value ( The deviation from SP1) to the seventh set value (SP7) is amplified. Each output of the deviation amplifiers 5-1 to 5-7 is subjected to PID calculation by the first PID calculator 6-1 to the seventh calculator 6-7, and operation outputs (MV1 to MV7) are generated. . The drive systems 7-1 to 7-7 include seven (not shown) constituting the control target 8 based on the operation outputs (MV1 to MV7) of the first PID calculator 6-1 to the seventh calculator 6-7. Each of the heaters is driven. The temperatures of the regions corresponding to the seven heaters are detected by temperature sensors 9-1 to 9-7 provided in those regions, and the detected values (PV1 to PV7) are detected as deviation amplifiers 5-1 to 5-1. Sent to 5-7. Thus, a servo system is configured in which one output control is paired for one input.

また、他の均一温度制御系(M:N制御)のイメージ図の一例が図16に示されている。同図において、5,5−1,5−2は偏差増幅器、6,6−1,6−2はPID演算器、7−1〜7−7は駆動回路と可変調整器等とを含む駆動系、8は7個のヒータを含む制御対象、9,9−1,9−2は温度センサである。   An example of an image diagram of another uniform temperature control system (M: N control) is shown in FIG. In the figure, 5,5-1 and 5-2 are deviation amplifiers, 6,6-1 and 6-2 are PID calculators, and 7-1 to 7-7 are drive circuits including a drive circuit and a variable regulator. The system, 8 is a control object including seven heaters, and 9, 9-1 and 9-2 are temperature sensors.

M:N制御として、この例では、PID演算器が1つの場合(同図(a))と複数の場合(同図(b))とが示されている。すなわち、同図(a)に示される場合には、偏差増幅器5は、温度センサ9の検出値(PV)と設定値(SP)との偏差を増幅する。偏差増幅器5の出力は、PID演算器6により、PID演算が施されて操作出力(MV)が生成される。駆動系7−1〜7−7は、PID演算器6の操作出力(MV)に基づいて、制御対象8を構成する図示しない7個のヒータのそれぞれを駆動する。7個のヒータのそれぞれに対応する領域の温度は、それらの領域のうちの代表領域に設けられた1個の温度センサ9により検出され、その検出値(PV)が偏差増幅器5に送られる。これにより、1つの入力に対して7つの出力制御がペアとなって作動するサーボ系が構成される。   As M: N control, in this example, there are shown a case where there is one PID computing unit (FIG. 1A) and a case where there are a plurality of PID computing units (FIG. 2B). That is, in the case shown in FIG. 5A, the deviation amplifier 5 amplifies the deviation between the detection value (PV) of the temperature sensor 9 and the set value (SP). The output of the deviation amplifier 5 is subjected to PID calculation by a PID calculator 6 to generate an operation output (MV). The drive systems 7-1 to 7-7 drive each of seven heaters (not shown) constituting the control object 8 based on the operation output (MV) of the PID computing unit 6. The temperature of the region corresponding to each of the seven heaters is detected by one temperature sensor 9 provided in the representative region of those regions, and the detected value (PV) is sent to the deviation amplifier 5. This constitutes a servo system in which seven output controls are paired for one input.

一方、同図(b)に示される場合には、偏差増幅器5−1は、温度センサ9−1の検出値(PV1)と設定値(SP1)との偏差を増幅する。偏差増幅器5−1の出力は、PID演算器6−1により、PID演算が施されて操作出力(MV1)が生成される。駆動系7−1〜7−3は、PID演算器6−1の操作出力(MV1)に基づいて、制御対象8を構成する図示しない3個のヒータのそれぞれを駆動する。3個のヒータのそれぞれを駆動する。3個のヒータのそれぞれに対応する領域の温度は、それらの領域のうちの代表領域に設けられた1個の温度センサ9−1により検出され、その検出値(PV1)が偏差増幅器5に送られる。同様にして、偏差増幅器5−2は、温度センサ9−2の検出値(PV2)と設定値(SP2)との偏差を増幅する。偏差増幅器5−2の出力は、PID演算器6−2により、PID演算が施されて操作出力(MV2)が生成される。駆動系7−4〜7−7は、PID演算器6−2の出力(MV2)に基づいて、制御対象8を構成する図示しない4個のヒータのそれぞれを駆動する。4個のヒータのそれぞれに対応する領域の温度は、それらの領域のうちの代表領域に設けられた1個の温度センサ9−2により検出され、その検出値(PV2)が偏差増幅器5−2に送られる。これにより、2つの入力に対して7つの出力制御がペアとなって作動するサーボ系が構成される。   On the other hand, in the case shown in FIG. 5B, the deviation amplifier 5-1 amplifies the deviation between the detected value (PV1) of the temperature sensor 9-1 and the set value (SP1). The output of the deviation amplifier 5-1 is subjected to PID calculation by the PID calculator 6-1 to generate an operation output (MV1). The drive systems 7-1 to 7-3 drive each of three heaters (not shown) constituting the control target 8 based on the operation output (MV1) of the PID calculator 6-1. Each of the three heaters is driven. The temperature of the region corresponding to each of the three heaters is detected by one temperature sensor 9-1 provided in the representative region of these regions, and the detected value (PV1) is sent to the deviation amplifier 5. It is done. Similarly, the deviation amplifier 5-2 amplifies the deviation between the detected value (PV2) of the temperature sensor 9-2 and the set value (SP2). The output of the deviation amplifier 5-2 is subjected to PID calculation by the PID calculator 6-2 to generate an operation output (MV2). The drive systems 7-4 to 7-7 drive each of four heaters (not shown) constituting the control object 8 based on the output (MV2) of the PID calculator 6-2. The temperature of the region corresponding to each of the four heaters is detected by one temperature sensor 9-2 provided in the representative region of those regions, and the detected value (PV2) is the deviation amplifier 5-2. Sent to. Thus, a servo system is configured in which seven output controls are paired for two inputs.

ところで、図15及び図16に示される均一温度制御系は、温度制御のために1もしくは2以上のサーボ系を有するとはいえ、被加熱物上の各区画された領域のうち、特に隣接する領域間には熱的な干渉作用が存在するため、単に、個々のサーボ系に対して同一の目標値を設定しただけでは、被加熱物上に均一な温度分布を即座に出現させることは難しく、どうしても人手による調整作業が必要とされる。   By the way, the uniform temperature control system shown in FIGS. 15 and 16 has one or more servo systems for temperature control, but it is particularly adjacent among the partitioned areas on the object to be heated. Since there is a thermal interference between the areas, it is difficult to immediately produce a uniform temperature distribution on the object to be heated simply by setting the same target value for each servo system. Therefore, manual adjustment work is absolutely necessary.

この調整作業は、図15及び図16の場合には、駆動系7−1〜7−7に含まれる駆動回路(ソリッドステートリレーや電力調整器)に組み込まれた可変調整器(可変抵抗器等のハードウェアで構成される)を操作したり、その前段に位置するPID演算器7−1〜7−7の操作出力に対してソフトウェア的に適当な数値を加減算する、と言った手法が採用される。   In the case of FIGS. 15 and 16, this adjustment work is performed by a variable regulator (variable resistor or the like) incorporated in a drive circuit (solid state relay or power regulator) included in the drive systems 7-1 to 7-7. (Which is composed of hardware), and a method of adding / subtracting appropriate numerical values in software to the operation output of the PID computing units 7-1 to 7-7 located in the preceding stage is adopted. Is done.

なお、この調整作業を自動化する試みもなされている。すなわち、本出願人は、先に、隣接領域間での干渉があるために、特に、過渡時や外乱時に温度のバラツキが顕著となって均一な温度制御が困難であり、或いは、各領域を異なる目標温度に制御することが困難であると言った問題点を解決するために、領域相互間における熱的干渉補償制御技術の1つ(以下、「傾斜温度制御」と称する)を提案している。   Attempts have also been made to automate this adjustment work. In other words, the applicant first has interference between adjacent regions, and therefore, temperature variation is particularly noticeable during transients and disturbances, and uniform temperature control is difficult. In order to solve the problem that it is difficult to control to different target temperatures, one of thermal interference compensation control techniques between regions (hereinafter referred to as “gradient temperature control”) is proposed. Yes.

この傾斜温度制御は、制御対象の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段から得られる検出温度を、複数の検出温度に基づく傾斜温度に変換するとともに、代表的な代表温度に変換する手段と、変換手段からの傾斜温度または代表温度を制御量として操作信号をそれぞれ出力する複数の温度制御手段と、各温度制御手段からの操作信号を、制御対象を加熱する複数の加熱手段に、各温度制御手段による制御が、他の温度制御手段による制御に与える影響をなくす又は小さくするように配分する配分手段とを具備するものである(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−187514号公報
This gradient temperature control is a means for converting detected temperatures obtained from a plurality of temperature detection means that respectively detect temperatures to be controlled into gradient temperatures based on a plurality of detected temperatures, and also converting them into representative representative temperatures; Each temperature control unit outputs a plurality of temperature control units that output an operation signal using the gradient temperature or representative temperature from the conversion unit as a controlled variable, and a plurality of heating units that heat the control target with the operation signal from each temperature control unit. Distribution means for allocating the control by means so as to eliminate or reduce the influence on the control by other temperature control means (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-187514 A

しかしながら、このような従来の均一温度制御のためのヒータ駆動制御方法にあっては、複数の出力制御を行う場合には、次のような問題点が指摘されている。   However, in the conventional heater drive control method for uniform temperature control, the following problems have been pointed out when performing a plurality of output controls.

第1には、装置の出荷時において、均一温度となる条件出し作業のために、膨大な時間を要する、と言った問題点がある。すなわち、ヒータ間の熱的な干渉により、1つのヒータ温度の調整が隣接するヒータ温度に影響を及ぼすために、調整済みのヒータに立ち戻って再度温度調節しなければならないことがあり、ヒータ数が多いと調整の作業工数は膨大なものとなる。しかも、ある温度にて均一温度制御が達成されたとしても、均一温度制御すべき温度が変更されると、その都度、当初の調整時と同様に膨大な作業工数が必要となる。   First, there is a problem that it takes an enormous amount of time for the condition setting operation to achieve a uniform temperature when the apparatus is shipped. That is, due to thermal interference between heaters, adjustment of one heater temperature affects the temperature of adjacent heaters, so it may be necessary to return to the adjusted heater and adjust the temperature again. If there are many, the adjustment man-hours will be enormous. Moreover, even if uniform temperature control is achieved at a certain temperature, each time the temperature at which uniform temperature control is to be performed is changed, an enormous number of work steps are required as in the initial adjustment.

第2には、調整は勘と経験によるところが多く、技術の伝承も難しいと言った問題点がある。すなわち、熟練した作業者は、経験と勘により隣接するヒータへの熱的干渉の影響を予め予測し温度調整することにより、ある程度、再調整の回数を減らすことができるが、制御対象により影響の度合いが異なるため、技術トレーニング等により他の人間に伝承するのが困難である。   Second, there is a problem that adjustment is mostly based on intuition and experience, and that it is difficult to pass on technology. That is, a skilled worker can reduce the number of readjustments to some extent by predicting the influence of thermal interference with adjacent heaters based on experience and intuition, and adjusting the temperature to some extent. Because the degree is different, it is difficult to transfer to other people through technical training.

第3には、M:N制御を行う場合には特に手間がかかると言った問題点がある。すなわち、ユーザによっては、M:N制御を行う場合が多いのであるが、一般的に、装置の通常稼働時には装置出荷時と比較して超すとダウンやスペース削減の目的でセンサの数を場合が多い。このとき、調整時と稼働時ではセンサの数が異なるため、再度調整の手間がかかる場合がある。   Thirdly, there is a problem that it takes time and effort especially when performing M: N control. That is, depending on the user, M: N control is often performed, but in general, when the apparatus is in normal operation, the number of sensors may be reduced for the purpose of down or space reduction when compared with the time of shipment of the apparatus. Many. At this time, since the number of sensors is different between the time of adjustment and the time of operation, it may take time for adjustment again.

第4には、M:N制御を行う場合には、N:N制御と比較して、均一温度の条件を出すためのパラメータが増加し、調整の難易度はさらに増えるが、この場合にも技術者の経験と勘による調整となり、膨大な作業時間を要することとなると言った問題点がある。すなわち、ヒータ間の熱的な干渉の影響が顕著であり、加工物の温度を均一にするためには、複数のヒータの出力のバランスを取る必要があり、この調整には膨大な調整工数を必要とする。   Fourth, in the case of performing M: N control, parameters for obtaining a uniform temperature condition are increased as compared with N: N control, and the difficulty of adjustment is further increased. There is a problem that the adjustment is based on the experience and intuition of engineers, and it takes a lot of work time. In other words, the influence of thermal interference between the heaters is significant, and in order to make the temperature of the workpiece uniform, it is necessary to balance the output of multiple heaters. I need.

この発明は上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、比較的に少ない作業工数にて均一温度制御のための調整作業を完了することができると共に、ある温度にて均一温度制御を達成したのち、別の温度による均一温度制御に切り換えたとしても、その都度、均一温度制御のための調整作業は不要となり、しかも、N:N制御にて均一温度制御の調整を行ったのち、M:N制御による均一温度制御に切り換えても、支障なく運転を継続することが可能なヒータ駆動制御方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to complete the adjustment work for uniform temperature control with a relatively small number of work steps, and at a certain temperature. Even after switching to uniform temperature control at a different temperature after achieving uniform temperature control at, no adjustment work for uniform temperature control is required, and N: N control is used for uniform temperature control. An object of the present invention is to provide a heater drive control method capable of continuing operation without any trouble even after switching to uniform temperature control by M: N control after adjustment.

この発明のさらに他の目的ならびに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解される筈である。   Other objects and operational effects of the present invention should be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.

本発明のヒータ駆動制御方法は、被加熱物体上を適宜に区画してなる複数の領域のそれぞれを個別に加熱する各ヒータの駆動系に対して適宜な操作出力を与えることにより、一定の温度分布傾向を有しかつ所定の分解能で選択可能な任意の参照温度を含む温度分布パターンを被加熱物体上に出現させるためのものである。   The heater drive control method of the present invention provides a constant temperature by giving an appropriate operation output to the drive system of each heater that individually heats each of a plurality of regions that are appropriately partitioned on the object to be heated. This is for causing a temperature distribution pattern including an arbitrary reference temperature having a distribution tendency and selectable at a predetermined resolution to appear on the object to be heated.

このヒータ駆動制御方法は、第1のステップと、第2のステップと、第3のステップとからなる3つのステップを含んでいる。   This heater drive control method includes three steps including a first step, a second step, and a third step.

第1のステップは、各領域のそれぞれ毎に設けられた温度センサからの検出値と各領域のそれぞれ毎の目標値との偏差を入力として所定の補正演算を行ない各領域のそれぞれ毎の操作出力を生成する各領域毎のサーボ系に対して、領域相互間における熱的干渉補償制御を適用しつつ、一群の領域全体としての実温度分布パターンを1の参照温度に予め関連づけられた目標温度分布パターンに整合させる処理を、参照温度分解能よりも十分に大きな間隔で参照温度を変更しては繰り返すと共に、実温度分布パターンが目標温度分布パターンに整合する毎に、その整合状態における各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータを取得してはそのときの参照温度と関連づけて所定のメモリに記憶させることにより、操作出力値生成用の粗テーブルを生成する。   In the first step, a predetermined correction operation is performed by inputting a deviation between a detected value from a temperature sensor provided for each region and a target value for each region, and an operation output for each region is performed. A target temperature distribution in which an actual temperature distribution pattern as a whole group of areas is associated in advance with one reference temperature while applying thermal interference compensation control between the areas to the servo system for each area that generates The process of matching the pattern is repeated by changing the reference temperature at intervals sufficiently larger than the reference temperature resolution, and every time the actual temperature distribution pattern matches the target temperature distribution pattern, the process for matching each pattern is performed. The data corresponding to the servo system operation output value is acquired and stored in a predetermined memory in association with the reference temperature at that time. To generate Le.

第2のステップは、所定のメモリに参照温度と関連づけて記憶された各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータ同士の間を、前記温度分布傾向に基づきかつ少なくとも参照温度分解能に対応する間隔で内挿補間して所定のメモリに記憶させるとにより、操作出力値生成用の精細テーブルを生成する。   The second step corresponds to at least the reference temperature resolution between the data corresponding to the operation output values of the servo system for each region stored in the predetermined memory in association with the reference temperature based on the temperature distribution tendency. A fine table for generating an operation output value is generated by interpolating at a predetermined interval and storing the result in a predetermined memory.

第3のステップは、参照温度が指定される毎に、指定された参照温度をキーとして操作出力値生成用の精細テーブルを検索することにより、その参照温度に対応する各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータを抽出すると共に、このデータに基づいて生成される各操作出力値をそれぞれ該当する領域の駆動系に与える。   In the third step, every time a reference temperature is designated, a fine table for generating an operation output value is searched using the designated reference temperature as a key, so that the servo system for each region corresponding to the reference temperature is searched. Data corresponding to the operation output value is extracted, and each operation output value generated based on this data is given to the drive system in the corresponding region.

ここで、「一定の温度分布傾向」には、全ての領域の温度が均一である均一温度分布パターンが含まれることは勿論のこと、それに外にも、一定の方向に沿って温度が徐々に上昇又は下降すると言った傾斜した温度分布パターン、あるいは、同心円上に半径方向へ向かって温度が徐々に上昇又は下降すると言った温度分布パターン等々、様々な温度分布パターンを含んでいる。   Here, the “constant temperature distribution tendency” includes a uniform temperature distribution pattern in which the temperature in all regions is uniform, and besides that, the temperature gradually increases along a certain direction. Various temperature distribution patterns are included, such as an inclined temperature distribution pattern in which the temperature increases or decreases, or a temperature distribution pattern in which the temperature gradually increases or decreases in the radial direction on a concentric circle.

また、「各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータ」には、代表領域として定められた1の領域のサーボ系の操作出力値と、その代表領域の操作出力値と他の領域のそれぞれの操作出力値との相関データとを含んでいる他、代表領域のみならず、その他の領域についても、相関データでなくて、個々の操作出力値を含むようにしてもよい。ここで、「相関データ」については比率(例えば、パーセント)、偏差、等々を広く採用することができる。   The “data corresponding to the servo system operation output value for each area” includes the servo system operation output value of one area defined as the representative area, the operation output value of the representative area, and other areas. In addition to the correlation data with the respective operation output values, not only the representative area but also other areas may include individual operation output values instead of the correlation data. Here, for “correlation data”, a ratio (for example, percentage), a deviation, and the like can be widely used.

本発明によれば、比較的に少ない作業工数にて均一温度制御のための調整作業を完了することができると共に、ある温度にて均一温度制御を達成したのち、別の温度による均一温度制御に切り換えたとしても、最早、均一温度制御のための調整作業は不要となり、しかも、N:N制御にて均一温度制御の調整を行ったのち、M:N制御による均一温度制御に切り換えても、支障なく運転を継続することが可能なヒータ駆動制御方法を提供することにある。   According to the present invention, adjustment work for uniform temperature control can be completed with a relatively small number of work steps, and after achieving uniform temperature control at a certain temperature, uniform temperature control at another temperature can be achieved. Even if it is switched, adjustment work for uniform temperature control is no longer necessary, and after adjusting uniform temperature control by N: N control, switching to uniform temperature control by M: N control An object of the present invention is to provide a heater drive control method capable of continuing operation without any trouble.

以下に、本発明に係るヒータ駆動制御方法の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a heater drive control method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

先に説明したように、本発明のヒータ駆動制御方法は、被加熱物体上を適宜に区画してなる複数の領域のそれぞれを個別に加熱する各ヒータの駆動系に対して適宜な操作出力を与えることにより、一定の温度分布傾向を有しかつ所定の分解能で選択可能な任意の参照温度を含む温度分布パターンを被加熱物体上に出現させるために実施される。   As described above, the heater drive control method of the present invention provides an appropriate operation output to the drive system of each heater that individually heats each of a plurality of regions that are appropriately partitioned on the object to be heated. By applying, a temperature distribution pattern including an arbitrary reference temperature that has a constant temperature distribution tendency and is selectable with a predetermined resolution appears on the object to be heated.

この方法は、操作出力生成用の粗テーブルを生成するための第1のステップと、操作出力生成用の精細テーブルを生成するための第2のステップと、各操作出力値をそれぞれ該当する領域の駆動系に与えるための第3のステップとを備えている。   In this method, a first step for generating a coarse table for generating operation output, a second step for generating a fine table for generating operation output, and each operation output value in a corresponding region And a third step for giving to the drive system.

第1のステップでは、各領域のそれぞれ毎に設けられた温度センサからの検出値と各領域のそれぞれ毎の目標値との偏差を入力として所定の補正演算を行ない各領域のそれぞれ毎の操作出力を生成する各領域毎のサーボ系に対して、領域相互間における熱的干渉補償制御を適用しつつ、一群の領域全体としての実温度分布パターンを1の参照温度に予め関連づけられた目標温度分布パターンに整合させる処理を、参照温度分解能よりも十分に大きな間隔で参照温度を変更しては繰り返すと共に、実温度分布パターンが目標温度分布パターンに整合する毎に、その整合状態における各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータを取得してはそのときの参照温度と関連づけて所定のメモリに記憶させることにより、操作出力値生成用の粗テーブルを生成する動作が実行される。   In the first step, a predetermined correction calculation is performed by inputting a deviation between a detected value from a temperature sensor provided for each region and a target value for each region, and an operation output for each region is performed. A target temperature distribution in which an actual temperature distribution pattern as a whole group of areas is associated in advance with one reference temperature while applying thermal interference compensation control between the areas to the servo system for each area that generates The process of matching the pattern is repeated by changing the reference temperature at intervals sufficiently larger than the reference temperature resolution, and every time the actual temperature distribution pattern matches the target temperature distribution pattern, the process for matching each pattern is performed. The data corresponding to the servo system operation output value is acquired and stored in a predetermined memory in association with the reference temperature at that time, so that the rough output for generating the operation output value is obtained. Operation of generating a table is executed.

続く第2のステップでは、所定のメモリに参照温度と関連づけて記憶された各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータ同士の間を、前記温度分布傾向に基づきかつ少なくとも参照温度分解能に対応する間隔で内挿補間して所定のメモリに記憶させるとにより、操作出力値生成用の精細テーブルを生成する動作が実行される。   In the subsequent second step, between the data corresponding to the operation output values of the servo system for each region stored in association with the reference temperature in a predetermined memory, at least the reference temperature resolution is based on the temperature distribution tendency. An operation for generating a fine table for generating an operation output value is executed by interpolating at a corresponding interval and storing the result in a predetermined memory.

続く第3のステップでは、参照温度が指定される毎に、指定された参照温度をキーとして操作出力値生成用の精細テーブルを検索することにより、その参照温度に対応する各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータを抽出すると共に、このデータに基づいて生成される各操作出力値をそれぞれ該当する領域の駆動系に与える動作が実行される。   In the subsequent third step, every time the reference temperature is designated, the fine system table for generating the operation output value is searched by using the designated reference temperature as a key, whereby the servo system for each area corresponding to the reference temperature is searched. The operation corresponding to the operation output value is extracted and the operation output value generated based on this data is applied to the drive system in the corresponding region.

上述の各ステップのうちで、第1のステップにおける動作を実行するためには、先に図15や図16を参照して説明したサーボ制御機能(好ましくは、N:N制御)と、本出願人が先に特開2000−187514号公報にて提案した「傾斜温度制御」等の領域相互間における熱的干渉補償機能、が必要とされる。なお、傾斜温度制御については、同公報により詳細に説明されているが、要するに、制御対象の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段から得られる検出温度を、複数の検出温度に基づく傾斜温度に変換するとともに、代表的な代表温度に変換する手段と、変換手段からの傾斜温度または代表温度を制御量として操作信号をそれぞれ出力する複数の温度制御手段と、各温度制御手段からの操作信号を、制御対象を加熱する複数の加熱手段に、各温度制御手段による制御が、他の温度制御手段による制御に与える影響をなくす又は小さくするように配分する配分手段とを具備するものである。   Of the above steps, in order to execute the operation in the first step, the servo control function (preferably N: N control) described above with reference to FIGS. A function of compensating for thermal interference between regions such as “gradient temperature control” previously proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-187514 is required. The gradient temperature control is described in detail in the same publication, but in short, the detected temperatures obtained from the plurality of temperature detecting means for detecting the temperatures of the controlled objects are converted into the gradient temperatures based on the plurality of detected temperatures. A means for converting to a representative representative temperature, a plurality of temperature control means for outputting an operation signal using the gradient temperature or representative temperature from the conversion means as a controlled variable, and an operation signal from each temperature control means. The distribution means for allocating the plurality of heating means for heating the controlled object so as to eliminate or reduce the influence of the control by each temperature control means on the control by the other temperature control means.

また、第2のステップにおける動作を実行するためには、数値データ列間の内挿補間を行うための内挿補間演算機能が必要とされる。   Further, in order to execute the operation in the second step, an interpolation operation function for performing interpolation between numerical data strings is required.

さらに、第3のステップにおける動作を実行するためには、与えられた目標温度を引数として複数の領域のそれぞれに対する操作出力値を検索して出力するテーブル検索機能が必要とされる。   Furthermore, in order to execute the operation in the third step, a table search function for searching for and outputting an operation output value for each of a plurality of regions using a given target temperature as an argument is required.

これらの機能(サーボ制御機能、熱的干渉補償機能、内挿補間演算機能、テーブル検索機能等々)は、全て、汎用パソコン等で実施することができるから、本発明方法の各ステップの実行に必要な機能をパソコンに組み込むことにより、本発明方法は実現手段としてパソコンを使用したヒータ駆動制御装置として具現化することができる。   All of these functions (servo control function, thermal interference compensation function, interpolation / interpolation calculation function, table search function, etc.) can be performed on a general-purpose personal computer, etc., and are therefore necessary for executing each step of the method of the present invention. By incorporating such functions into a personal computer, the method of the present invention can be embodied as a heater drive control device using a personal computer as an implementation means.

一方、サーボ制御機能については、PID温度調節器等の商品名で販売されている温度調節器、PID演算用のファンクションブロックが用意されたプログラマブル・コントローラ(以下、「PLC」と称する)等々においても組み込まれているため、本発明方法の各ステップの実行に必要な各機能をそれらの機器に組み込むことにより、本発明方法はそのようなヒータ駆動制御機能を有する温度調節器やPLCとして具現化することもできる。   On the other hand, with regard to the servo control function, a temperature controller sold under a trade name such as a PID temperature controller, a programmable controller (hereinafter referred to as “PLC”) having a function block for PID calculation, etc. Since it is incorporated, the functions of the present invention are implemented as a temperature controller or PLC having such a heater drive control function by incorporating the functions necessary for executing the steps of the method of the present invention into those devices. You can also

本発明の各ステップを実行するための機能を含むパソコン、温度調節器、PLC等々を「制御装置」として一般化すると、本発明が適用される温度制御系のシステム構成は、制御装置と駆動系とヒータとセンサとに簡略化される。   When a personal computer, a temperature controller, a PLC and the like including functions for executing the steps of the present invention are generalized as a “control device”, the system configuration of the temperature control system to which the present invention is applied is the control device and the drive system. And a heater and a sensor.

そこで、以下に、制御装置と、駆動系と、ヒータと、センサとを含むシステム構成を有する温度制御系(特に、この例では、均一温度制御系)を前提として、本発明のヒータ駆動制御方法について詳細に説明する。   Accordingly, the heater drive control method of the present invention is premised on a temperature control system (particularly, in this example, a uniform temperature control system) having a system configuration including a control device, a drive system, a heater, and a sensor. Will be described in detail.

なお、このヒータ駆動制御方法に使用される制御装置は、キャリブレーションモードと通常モードとからなる2つの動作モードが用意されている(図3参照)。そして、本発明の第1及び第2のステップはキャリブレーションモードにおいて実施されるのに対して、本発明の第3のステップは通常モードにおいて実施される。なお、これらの動作モードに対応する処理の切換は、ユーザによる所定フラグのオンオフ操作に応じて(ステップ301)、自動的に実行される(ステップ302又は303)。   In addition, the control apparatus used for this heater drive control method is prepared with two operation modes consisting of a calibration mode and a normal mode (see FIG. 3). The first and second steps of the present invention are performed in the calibration mode, while the third step of the present invention is performed in the normal mode. It should be noted that the switching of processing corresponding to these operation modes is automatically executed (step 302 or 303) in response to an on / off operation of a predetermined flag by the user (step 301).

キャリブレーションモードにおける制御系のシステム構成を示す説明図が図1に示されている。同図に示されるように、この均一温度制御系は、制御装置1と、駆動系2と、ヒータプレート3と、9個のセンサS1〜S9とを含んでいる。   An explanatory diagram showing the system configuration of the control system in the calibration mode is shown in FIG. As shown in the figure, the uniform temperature control system includes a control device 1, a drive system 2, a heater plate 3, and nine sensors S1 to S9.

制御装置1には、先に図15を参照して説明した偏差増幅器5−1〜5−7やPID演算器6−1〜6−7に相当する9系統の偏差演算器並びにPID演算器の機能が組み込まれている。加えて、この制御装置には、本発明の第1〜第3のステップを実行するための機能も組み込まれている。これらの機能については、後に、図4及び図9のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。   The control device 1 includes nine deviation calculators and PID calculators corresponding to the deviation amplifiers 5-1 to 5-7 and the PID calculators 6-1 to 6-7 described above with reference to FIG. Built-in functionality. In addition, this control device also incorporates a function for executing the first to third steps of the present invention. These functions will be described later in detail with reference to the flowcharts of FIGS.

駆動系2は、この例にあっては、9系統の独立した駆動系要素(2−1〜2−9)を含んでいる。駆動系要素(2−1〜2−9)の具体的なハードウェア構成は、制御装置1から出力される9系統の操作出力(MV1〜MV9)の信号形態により決定される。すなわち、操作出力(MV1〜MV9)の信号形態がアナログ量である場合、要素駆動系としては、連続的に電力調整が可能な電力調整器が採用される。これに対して、操作出力の信号形態がPWM信号等のパルス列の場合、要素駆動系としてはチョッパ制御が可能なソリッドステートリレー(SSR)等が採用される。なお、信号線4aには、9系統の操作出力(MV1〜MV9)が含まれている。   In this example, the drive system 2 includes nine independent drive system elements (2-1 to 2-9). The specific hardware configuration of the drive system elements (2-1 to 2-9) is determined by the signal form of nine operation outputs (MV1 to MV9) output from the control device 1. That is, when the signal form of the operation outputs (MV1 to MV9) is an analog quantity, a power regulator capable of continuously adjusting power is employed as the element drive system. On the other hand, when the signal form of the operation output is a pulse train such as a PWM signal, a solid state relay (SSR) capable of chopper control is adopted as the element drive system. The signal line 4a includes nine operation outputs (MV1 to MV9).

ヒータプレート3は、この例にあっては、縦方向3行×横方向3列の9個の領域に区画されており、各領域のそれぞれそには、個々の領域を個別に加熱するヒータH1〜H9が設けられている。そして、これら9個のヒータH1〜H9のそれぞれが、駆動系2に含まれる9系統の駆動系要素(2−1〜2−9)の各出力にて駆動される。   In this example, the heater plate 3 is divided into nine regions of 3 rows in the vertical direction and 3 columns in the horizontal direction, and each region has a heater H1 that individually heats each region. To H9. Then, each of these nine heaters H1 to H9 is driven by each output of nine drive system elements (2-1 to 2-9) included in the drive system 2.

ヒータプレート3の各区画された9個の領域のそれぞれには、各領域の温度を検出するための温度センサS1〜S9が着脱自在に設けられている。これらの温度センサS1〜S9の出力は、検出値(PV1〜PV9)として、制御装置1内の9系統の偏差増幅器のそれぞれに送られ、各偏差増幅器において所定の目標値(SP1〜SP9)と比較される。9系統の偏差増幅器の各偏差出力は、それぞれその後段に配置される9系統のPID演算器へと与えられ、それらのPID演算器からは新たな操作出力が生成される。なお、信号線4bには、9系統の温度検出値に相当するセンサ出力信号が含まれている。   In each of the nine divided areas of the heater plate 3, temperature sensors S1 to S9 for detecting the temperature of each area are detachably provided. Outputs of these temperature sensors S1 to S9 are sent as detection values (PV1 to PV9) to each of nine deviation amplifiers in the control device 1, and each deviation amplifier has a predetermined target value (SP1 to SP9). To be compared. Each deviation output of the nine deviation amplifiers is given to nine PID calculators arranged in the subsequent stage, and new operation outputs are generated from these PID calculators. The signal line 4b includes sensor output signals corresponding to nine systems of temperature detection values.

次に、キャリブレーションモード処理の詳細を示すフローチャートが図4に示されている。なお、このフローチャートで示される処理は、図1のシステム構成に含まれる制御装置1により実行される。   Next, a flowchart showing details of the calibration mode process is shown in FIG. The process shown in this flowchart is executed by the control device 1 included in the system configuration of FIG.

同図において処理が開始されると、操作出力生成用の粗テーブル生成のための前処理として、プロファイルを作成すべき複数の測定点温度をあらかじめコントローラ(制御装置1の意味)のメモリに、T1,T2・・・Tm,・・・Tnの如くに格納する処理が実行される(ステップ401)。ここで、「プロファイル」とは、ヒータH1〜H9に対応する9個の領域の温度をある測定点温度において均一化した状態における一群の操作出力(MV1〜MV9)を取得して、対応するデータをコントローラのメモリに記憶させることを言う。   When the process is started in the figure, as a pre-process for generating a rough table for generating an operation output, a plurality of measurement point temperatures at which a profile is to be created are stored in advance in the memory of the controller (meaning the control device 1) in T1. , T2... Tm,... Tn are stored (step 401). Here, the “profile” refers to a group of operation outputs (MV1 to MV9) in a state where the temperatures of the nine regions corresponding to the heaters H1 to H9 are made uniform at a certain measurement point temperature, and corresponding data. Is stored in the memory of the controller.

このとき、Tn−T1は均一制御したい温度範囲の上下限を考慮して決定される。また、プロファイルを作成すべき測定点温度間隔T2−T1,T3−T2,T4−T3・・・は、目的とする温度分解能よりも十分に大きな任意の値に決定することができる。   At this time, Tn−T1 is determined in consideration of the upper and lower limits of the temperature range to be uniformly controlled. Further, the measurement point temperature intervals T2-T1, T3-T2, T4-T3,... For which a profile is to be created can be determined to an arbitrary value sufficiently larger than the target temperature resolution.

キャリブレーションモード時の測定点(ポイント)例を示す説明図が図5に示されている。同図に示されるように、この例にあっては、制御範囲の下限は0℃、上限は1000℃とされ、測定点温度間隔は50℃とされている。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of measurement points (points) in the calibration mode. As shown in the figure, in this example, the lower limit of the control range is 0 ° C., the upper limit is 1000 ° C., and the measurement point temperature interval is 50 ° C.

図4に戻って、前処理が終了したならば、本発明の第1のステップに相当する一連の処理が実行される(ステップ402〜405)。すなわち、先ず、サーボ制御系を構成する9系統の偏差増幅器(図15の符号5−1〜5−7参照)のそれぞれに対して設定値(SP1〜SP9)として測定点温度Tm(=T1)を代入する一方、一連の9系統のサーボ制御系に対して、領域相互間における熱的干渉補償技術を適用することにより、各領域の温度をPID制御により測定点温度Tm(=T1)にまで上昇させて整定させる処理を実行する(ステップ402)。   Returning to FIG. 4, when the preprocessing is completed, a series of processing corresponding to the first step of the present invention is executed (steps 402 to 405). That is, first, the measurement point temperature Tm (= T1) is set as the set value (SP1 to SP9) for each of the nine deviation amplifiers (see reference numerals 5-1 to 5-7 in FIG. 15) constituting the servo control system. On the other hand, by applying a thermal interference compensation technique between regions to a series of nine servo control systems, the temperature of each region is reduced to the measurement point temperature Tm (= T1) by PID control. A process of raising and setting is executed (step 402).

このとき、領域相互間における熱的干渉補償技術としては、本出願人が先に特開2000−187514号公報にて提案した「傾斜温度制御」を利用することができる。なお、傾斜温度制御については、同公報により詳細に説明されているが、要するに、制御対象の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手段から得られる検出温度を、複数の検出温度に基づく傾斜温度に変換するとともに、代表的な代表温度に変換する手段と、変換手段からの傾斜温度または代表温度を制御量として操作信号をそれぞれ出力する複数の温度制御手段と、各温度制御手段からの操作信号を、制御対象を加熱する複数の加熱手段に、各温度制御手段による制御が、他の温度制御手段による制御に与える影響をなくす又は小さくするように配分する配分手段とを具備するものである。   At this time, as a technique for compensating for thermal interference between regions, “gradient temperature control” previously proposed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-187514 can be used. The gradient temperature control is described in detail in the same publication, but in short, the detected temperatures obtained from the plurality of temperature detecting means for detecting the temperatures of the controlled objects are converted into the gradient temperatures based on the plurality of detected temperatures. A means for converting to a representative representative temperature, a plurality of temperature control means for outputting an operation signal using the gradient temperature or representative temperature from the conversion means as a controlled variable, and an operation signal from each temperature control means. The distribution means for allocating the plurality of heating means for heating the controlled object so as to eliminate or reduce the influence of the control by each temperature control means on the control by the other temperature control means.

9個の領域の温度が測定点温度Tm(=T1)にまで上昇して整定されたならば、続いて、各領域に対応する9系統(9CH)のPID演算器(図15の符号15−1〜15−7参照)の操作出力(MV1〜MV9)を取得してメモリに記憶させることにより、その測定点温度におけるプロファイルが生成される(ステップ403)。   If the temperature of the nine regions rises to the measurement point temperature Tm (= T1) and is set, then nine systems (9CH) corresponding to each region (9CH) PID computing units (reference numeral 15- in FIG. 15). The operation output (MV1 to MV9) of 1 to 15-7) is acquired and stored in the memory, thereby generating a profile at the measurement point temperature (step 403).

このようにして、測定点温度Tm(=T1)についてのプロファイルが生成されたならば、続いて、そのときの測定点温度Tmが上限温度Tnに達しているか否かの判定が行われ(ステップ404)、未だ上限温度に達していなければ(ステップ404NO)、測定点温度Tmを1つ上の測定点温度に変更しては(ステップ405)、以上の処理(ステップ402,403)が繰り返し実行され、T1(MV1〜MV9),T2(MV1〜MV9),T3(MV1〜MV9)・・・の如く、各測定温度毎のプロファイルがメモリ内に格納されて行くこととなる(図5の昇温グラフ参照)。   In this way, if a profile for the measurement point temperature Tm (= T1) is generated, it is subsequently determined whether or not the measurement point temperature Tm at that time has reached the upper limit temperature Tn (step). 404) If the upper limit temperature has not yet been reached (NO in step 404), the measurement point temperature Tm is changed to the next measurement point temperature (step 405), and the above processing (steps 402 and 403) is repeatedly executed. Then, the profile for each measured temperature is stored in the memory as T1 (MV1 to MV9), T2 (MV1 to MV9), T3 (MV1 to MV9), etc. (as shown in FIG. 5). Temperature graph).

操作出力値(MV値)とメモリ格納アドレスとの関係を示す説明図が図6に示されている。同図に示されるように、測定点温度T1における各チャネル(CH1〜CH9)の操作出力値(MV1〜MV9)は、メモリアドレス0001〜0009に格納される。同様にして、測定点温度T2における各チャネル(CH1〜CH9)の操作出力値(MV1〜MV9)は、メモリアドレス0010〜0018に格納される。   An explanatory diagram showing the relationship between the operation output value (MV value) and the memory storage address is shown in FIG. As shown in the figure, the operation output values (MV1 to MV9) of the respective channels (CH1 to CH9) at the measurement point temperature T1 are stored in the memory addresses 0001 to 0009. Similarly, the operation output values (MV1 to MV9) of the respective channels (CH1 to CH9) at the measurement point temperature T2 are stored in the memory addresses 0010 to 0018.

測定点温度Tmをステップ的に上昇させつつプロファイルを生成する間に、測定点温度Tmと上限温度Tnとが一致すると(ステップ404YES)、メモリ内の所定エリアには、各測定点温度(T1〜Tn)毎に9チャネルの操作出力値(MV1〜MV9)が記憶される。   If the measurement point temperature Tm coincides with the upper limit temperature Tn while generating the profile while increasing the measurement point temperature Tm stepwise (step 404 YES), each measurement point temperature (T1 to T1) is stored in a predetermined area in the memory. For every Tn), nine channel operation output values (MV1 to MV9) are stored.

このようにして、各測定点温度(T1〜Tn)毎に9チャネルの操作出力値(MV1〜MV9)が記憶されたならば、続いて、それらの操作出力値を正規化することにより、本発明の操作出力生成用の粗テーブルが生成される(ステップ406)。この正規化処理は、後述する通常モード時に中心となるチャネル(この例では5CH)の操作出力値(MV5)を基準(100%)として、他のチャネル(1CH〜4CH,6CH〜9CH)の操作出力値の百分率を求めることにより実行される。このようにして求められた中心となるチャネルの操作出力値(MV5)と他のチャネル(1CH〜4CH,6CH〜9CH)の操作出力値の百分率とを関係づけてメモリに記憶させることにより、操作出力生成用の粗テーブルが生成されるのである。   In this way, if nine channel operation output values (MV1 to MV9) are stored for each measurement point temperature (T1 to Tn), then the operation output values are normalized by normalizing these operation output values. A coarse table for generating the operation output of the invention is generated (step 406). This normalization processing is performed on the other channels (1CH to 4CH, 6CH to 9CH) with the operation output value (MV5) of the central channel (5CH in this example) as a reference (100%) in the normal mode described later. This is done by determining the percentage of the output value. The operation output value (MV5) of the central channel thus obtained and the percentage of the operation output values of the other channels (1CH to 4CH, 6CH to 9CH) are stored in the memory in relation to each other. A rough table for output generation is generated.

このようにして生成された操作出力生成用の粗テーブルが図7に示されている。同図に示されるように、この操作出力生成用の粗テーブルには、50℃間隔で設定された複数の測定点温度毎に、9個のチャネル(CH1〜CH9)のそれぞれにおける操作出力値(MV1〜MV9)が、中心となる5CHの操作出力値(MV5)に対する百分率値として記憶されている。すなわち、こうして得られる各チャネルの百分率値が、各チャネルの操作出力値(MV1〜MV9)に相当するデータとなる。   A rough table for generating the operation output generated in this way is shown in FIG. As shown in the figure, the rough table for generating operation output includes operation output values (9 to CH9) for each of a plurality of measurement point temperatures set at 50 ° C. intervals (CH1 to CH9). MV1 to MV9) are stored as percentage values with respect to the operation output value (MV5) of the central 5CH. That is, the percentage value of each channel obtained in this way becomes data corresponding to the operation output values (MV1 to MV9) of each channel.

このようにして操作出力生成用の粗テーブルが生成されたならば、続いて、本発明の第2のステップに相当する内挿補間処理が実行される(ステップ407)。この内挿補間処理(ステップ407)においては、図8のグラフに示されるように、隣接する測定点温度間の9系統の操作出力値(MV1〜MV9)間を公知の内挿補間技術を利用してなだらかな曲線で繋ぐことにより、隣接温度間隔50℃を所定の分解能で分割してなる各測定点温度毎の9系統の操作出力値(MV1〜MV9)を演算により求め、メモリの所定エリアに格納することにより、全温度範囲に対応するプロファイルである操作出力生成用の精細テーブルが完成する(ステップ408)。   When the rough table for generating the operation output is generated in this way, the interpolation process corresponding to the second step of the present invention is subsequently executed (step 407). In this interpolation process (step 407), as shown in the graph of FIG. 8, a known interpolation technique is used between nine operation output values (MV1 to MV9) between adjacent measurement point temperatures. Then, by connecting with a gentle curve, nine operation output values (MV1 to MV9) for each measurement point temperature obtained by dividing the adjacent temperature interval 50 ° C. with a predetermined resolution are obtained by calculation, and a predetermined area of the memory To store the fine table for generating the operation output, which is a profile corresponding to the entire temperature range (step 408).

なお、図8のグラフにおいて、ドット(○、三角、四角、×等々)が表示されている点が操作出力の実測値であり、それらのドットを結ぶ線が内挿補間された演算値である。50℃間隔をさらに刻む分解能としては、1℃単位、5℃単位、10℃単位等々を挙げることができる。また、図において、aはCH1の操作出力、bはCH2の操作出力、cはCH3の操作出力、dはCH4の操作出力、eはCH5の操作出力、fはCH6の操作出力、gはCH7の操作出力、hはCH8の操作出力、iはCH9の操作出力である。   In the graph of FIG. 8, the points where dots (◯, triangles, squares, x, etc.) are displayed are the measured values of the operation output, and the lines connecting these dots are the interpolated calculation values. . Examples of the resolution for further engraving the 50 ° C. interval include 1 ° C. unit, 5 ° C. unit, 10 ° C. unit, and the like. In the figure, a is the operation output of CH1, b is the operation output of CH2, c is the operation output of CH3, d is the operation output of CH4, e is the operation output of CH5, f is the operation output of CH6, and g is CH7. , H is the operation output of CH8, and i is the operation output of CH9.

次に、制御装置2における通常モード処理を詳細に説明する。通常モード時における制御系のシステム構成を示す説明図が図2に示されている。同図に示されるように、通常モード時にあっては、1個のセンサS9を除いて、他の8個のセンサS1〜S8はシステムからは除去されている。これは、キャリブレーションモード時はフィードバック制御の必要性から各領域に温度センサを設けるのであるが、通常モード時はフィードバック制御は行わないので、温度制御の観点からは基本的には温度センサは一切不要である。従って、本発明に係る制御系は、顧客に納入する段階では温度表示の目的以外では温度センサは不要であり、その分だけコストダウンを図ることができる。   Next, the normal mode process in the control device 2 will be described in detail. An explanatory diagram showing the system configuration of the control system in the normal mode is shown in FIG. As shown in the figure, in the normal mode, except for one sensor S9, the other eight sensors S1 to S8 are removed from the system. This is because a temperature sensor is provided in each area because of the necessity of feedback control in the calibration mode, but since no feedback control is performed in the normal mode, basically there is no temperature sensor from the viewpoint of temperature control. It is unnecessary. Therefore, the control system according to the present invention does not require a temperature sensor except for the purpose of temperature display at the stage of delivery to the customer, and the cost can be reduced accordingly.

通常モード処理の詳細を示すフローチャートが図9に示されている。この通常モード処理においては、本発明の第3のステップの処理が実行される。同図において、処理が開始されると、先ず、ユーザの設定操作と連動して、設定値(SP)の設定が行われる(ステップ901)。ここで、設定値(SP)とは、被加熱物体上の9個の領域を均一な温度にするについて、何℃にて均一化するかの設定を意味している。この具体的な例にあっては、0℃〜1000℃の温度範囲において、何℃において被加熱物体上の9個の領域を均一化するかを設定する。   A flowchart showing details of the normal mode processing is shown in FIG. In this normal mode process, the process of the third step of the present invention is executed. In the figure, when the process is started, first, a setting value (SP) is set in conjunction with a user setting operation (step 901). Here, the set value (SP) means a setting at what degree of temperature to make the nine regions on the heated object uniform temperature. In this specific example, in the temperature range of 0 ° C. to 1000 ° C., it is set at what temperature the nine regions on the object to be heated are made uniform.

このようにして、設定温度値(SP)の設定が完了したならば(ステップ901)、続いて、キャリブレーションモードで求めたプロファイルデータ(出力値生成用の精細テーブル)から、設定温度値(SP)の各チャネル(CH1〜CH9)の操作出力値(MV1〜MV9)の比率(%)を読み出す(ステップ902)。換言すれば、指定された参照温度(設定温度値(SP))をキーとして操作出力値生成用の精細テーブル(図8のグラフ参照)を検索することにより、その参照温度に対応する各領域(CH1〜CH9)毎のサーボ系の操作出力値(MV1〜MV9)に相当するデータ(比率(%))を抽出するのである。   If the setting of the set temperature value (SP) is completed in this way (step 901), then the set temperature value (SP) is obtained from the profile data (fine table for generating output values) obtained in the calibration mode. ) Of the operation output values (MV1 to MV9) of each channel (CH1 to CH9) is read (step 902). In other words, by searching the fine table (see the graph of FIG. 8) for generating an operation output value using the designated reference temperature (set temperature value (SP)) as a key, each region ( Data (ratio (%)) corresponding to the operation output values (MV1 to MV9) of the servo system for each of CH1 to CH9) is extracted.

このようにして、設定温度(SP)に対応する各領域(CH1〜CH9)毎のサーボ系の操作出力値(MV1〜MV9)に相当するデータ(比率(%))が抽出されたならば、続いて、制御の中心となるリファレンスポイント(この例では5CH)の操作出力値(MV5)に対して、各チャネル(CH1〜CH9)の操作出力値(MV1〜MV9)を乗算することにより、各チャネルの操作出力値(MV1〜MV9)を再生すると共に、これらの操作出力値(MV1〜MV9)を、各系統の駆動系要素へと出力する処理を実行する(ステップ903)。   In this way, if data (ratio (%)) corresponding to the servo system operation output values (MV1 to MV9) for each region (CH1 to CH9) corresponding to the set temperature (SP) is extracted, Subsequently, by multiplying the operation output value (MV5) of the reference point (5CH in this example) as the center of control by the operation output value (MV1 to MV9) of each channel (CH1 to CH9), The operation output values (MV1 to MV9) of the channel are reproduced, and a process of outputting these operation output values (MV1 to MV9) to the drive system elements of each system is executed (step 903).

すると、各系統の駆動系要素には、それぞれの領域が設定温度(SP)で均一化した状態における各操作出力値と同一の値が与えられるから、各ヒータH1〜Hのそれぞれに対応する領域の温度は、フィードバック系に頼らずとも、ひとりでに設定温度(SP)において均一化されるのである。その後、温度均一を維持しつつ、均一化すべき温度を変更したいときには、その変更後の温度を設定温度(SP)として、制御装置1に与えればよいのである。すると、先の場合と同様な処理(ステップ901〜903)が実行されることにより、各ヒータH1〜Hのそれぞれに対応する領域の温度は、ひとりでに新たな設定温度(SP)において均一化されるのである。   Then, the drive system elements of each system are given the same values as the respective operation output values in the state where the respective areas are made uniform at the set temperature (SP), and therefore the areas corresponding to the respective heaters H1 to H. This temperature is made uniform at the set temperature (SP) by itself without relying on a feedback system. Thereafter, when it is desired to change the temperature to be uniform while maintaining the temperature uniformity, the temperature after the change may be given to the control device 1 as the set temperature (SP). Then, by performing the same processing (steps 901 to 903) as in the previous case, the temperature of the area corresponding to each of the heaters H1 to H is made uniform at the new set temperature (SP) alone. It is.

次に、本発明に係るヒータ駆動制御方法の他の実施形態を図10〜図12を参照しつつ詳細に説明する。この実施形態にあっては、整定状態のみならず、整定時に至る期間についても、各チャネル間における温度均一化を保証するようにしている。   Next, another embodiment of the heater drive control method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, not only in the settling state, but also in the period up to the settling time, temperature uniformity between the channels is guaranteed.

この実施形態においても、ハードウェア的なシステム構成については、図1及び図2に示されるものと同様であり、また図3に示されるように、キャリブレーションモード処理と通常モード処理とを備えている。   Also in this embodiment, the hardware system configuration is the same as that shown in FIGS. 1 and 2, and also includes calibration mode processing and normal mode processing as shown in FIG. Yes.

整定時に至る期間についても、各チャネル間における温度均一化を達成する場合におけるキャリブレーション処理のフローチャートが図10に示されている、同図において、処理が開始されると、先ず、立上から過渡、過渡から整定時に移行する温度値(PV値)を決定する処理がユーザ操作と連動して行われる(ステップ1001)。この例にあっては、立上から過渡に移行する温度値(PV値)はT1℃、過渡から整定時に移行する温度値(PV値)はT2℃と決定される。   Also for the period up to the settling time, a flowchart of the calibration process in the case of achieving temperature uniformity between the respective channels is shown in FIG. Then, a process of determining a temperature value (PV value) that shifts from transient to settling is performed in conjunction with a user operation (step 1001). In this example, the temperature value (PV value) that transitions from rising to transition is determined to be T1 ° C., and the temperature value (PV value) that transitions from transient to settling is determined to be T2 ° C.

サーボ系の目標値(SP)として希望する昇温温度(この例では、160℃)を設定した後(ステップ1002)、N:N制御によるPID演算制御を実行させて昇温動作を行わせつつ、所定の分解能をもって各チャネル(この例ではCH1〜CH5)の操作出力(MV1〜MV5)を時系列的に取得する処理(ステップ1003)を、現在温度(PV)がサーボ系の目標値(SP)に達するまで(ステップ1004NO)、繰り返し実行することとなる。   After setting a desired temperature increase temperature (160 ° C. in this example) as a target value (SP) of the servo system (step 1002), PID calculation control by N: N control is executed to perform the temperature increase operation. , A process (step 1003) for acquiring operation outputs (MV1 to MV5) of each channel (CH1 to CH5 in this example) in a time series with a predetermined resolution, the current temperature (PV) is a servo system target value (SP ) Is repeated (NO in step 1004).

この間に、現在温度(PV)がサーボ系の目標値(SP)に達したならば(ステップ1004YES)、制御開始から温度T1を越えた時点まで(「立上期間」)に取得された各チャネル(CH1〜CH5)の操作出力(MV1〜MV5)の平均値を演算により求め、その結果を所定のメモリに格納する処理を実行する(ステップ1005)。これにより、立上時に各チャネルの温度値(PV1〜PV5)を均一化するに要する一群の操作出力値(MV1〜MV5)が求められて、立上時における操作出力生成のための粗テーブルが完成する。   During this time, if the current temperature (PV) reaches the target value (SP) of the servo system (step 1004 YES), each channel acquired from the start of control until the temperature T1 is exceeded ("rise period") An average value of the operation outputs (MV1 to MV5) of (CH1 to CH5) is obtained by calculation, and processing for storing the result in a predetermined memory is executed (step 1005). As a result, a group of operation output values (MV1 to MV5) required to equalize the temperature values (PV1 to PV5) of the respective channels at the time of start-up are obtained, and a rough table for generating operation outputs at the time of start-up is obtained. Complete.

このようにして、立上時における温度均一化のためめの操作出力生成のための粗テーブルが完成したならば、続いて、この粗テーブルの中から操作量の一番大きいチャネル(CH)の平均操作量(MVmax)と、その操作量(MVmax)と各チャネルの操作量(MV1〜MV5)との比率(百分率)を求め、メモリの所定エリアに記憶することにより、立上時における温度均一化のためめの操作出力生成のための精細テーブルが完成する(ステップ1006)。   In this way, when the rough table for generating the operation output for equalizing the temperature at the start-up is completed, the channel (CH) having the largest operation amount is subsequently selected from the rough table. The average operation amount (MVmax) and the ratio (percentage) between the operation amount (MVmax) and the operation amount (MV1 to MV5) of each channel are obtained and stored in a predetermined area of the memory, so that the temperature is uniform at startup. A fine table for generating an operation output for conversion is completed (step 1006).

しかるのち、N:N制御によるPID演算制御を実行させて昇温動作を行わせつつ、所定の分解能をもって各チャネル(この例ではCH1〜CH5)の操作出力(MV1〜MV5)を時系列的に取得する処理(ステップ1007)を、現在温度(PV)がサーボ系の目標値(SP)に達するまで(ステップ1008NO)、繰り返し実行することとなる。   Thereafter, the operation output (MV1 to MV5) of each channel (CH1 to CH5 in this example) is time-sequentially with a predetermined resolution while performing the temperature raising operation by executing the PID calculation control by N: N control. The acquisition process (step 1007) is repeatedly executed until the current temperature (PV) reaches the servo system target value (SP) (NO in step 1008).

この間に、現在温度(PV)がサーボ系の目標値(SP)に達したならば(ステップ1008YES)、制御開始から温度T1を越えた時点まで(「過渡期間」)に取得された各チャネル(CH1〜CH5)の操作出力(MV1〜MV5)の平均値を演算により求め、その結果を所定のメモリに格納する処理を実行する(ステップ1009)。これにより、過渡時に各チャネルの温度値(PV1〜PV5)を均一化するに要する一群の操作出力値(MV1〜MV5)が求められて、過渡時における操作出力生成のための粗テーブルが完成する。   During this time, if the current temperature (PV) has reached the target value (SP) of the servo system (step 1008 YES), each channel acquired from the start of control until the time when the temperature T1 is exceeded (“transient period”) ( An average value of the operation outputs (MV1 to MV5) of CH1 to CH5) is obtained by calculation, and a process of storing the result in a predetermined memory is executed (step 1009). As a result, a group of operation output values (MV1 to MV5) required to equalize the temperature values (PV1 to PV5) of the respective channels during the transition are obtained, and a rough table for generating the operation output during the transition is completed. .

このようにして、過渡時における温度均一化のためめの操作出力生成のための粗テーブルが完成したならば、続いて、この粗テーブルの中から操作量の一番大きいチャネル(CH)の平均操作量(MVmax)と、その操作量(MVmax)と各チャネルの操作量(MV1〜MV5)との比率(百分率)を求め、メモリの所定エリアに記憶することにより、過渡時における温度均一化のためめの操作出力生成のための精細テーブルが完成する(ステップ1010)。   In this way, when the rough table for generating the operation output for equalizing the temperature during the transition is completed, the average of the channels (CH) having the largest operation amount is subsequently selected from the rough table. By calculating the operation amount (MVmax) and the ratio (percentage) between the operation amount (MVmax) and the operation amount (MV1 to MV5) of each channel and storing it in a predetermined area of the memory, it is possible to equalize the temperature during the transition. A fine table for generating a manipulation operation output is completed (step 1010).

このようにして生成された「立上時」並びに「過渡時」の温度均一化のためめの操作出力生成のための粗テーブルの内容を図11のグラフに示す。同図に示されるように、整定状態に至る期間は、「立上時」と「過渡時」とからなる2つのフェーズに切り分けられている。   The contents of the rough table for generating the operation output for equalizing the temperature at the time of “rise” and “transient” generated in this way are shown in the graph of FIG. As shown in the figure, the period to reach the settling state is divided into two phases consisting of “rise time” and “transition time”.

「立上時」における各チャネル(CH1〜CH5)の平均操作量の値は、この例では、3,5CHの平均操作量>1CHの平均操作量>4CHの平均操作量>2CHの平均操作量の大小関係が成立している。この場合、粗テーブルの中から操作量の一番大きいチャネル(3CH又は5CH)の平均操作量(MVmax)と、その操作量(MVmax)と各チャネルの操作量(MV1〜MV5)との比率(百分率)を求め、メモリの所定エリアに記憶することにより、立上時における温度均一化のためめの操作出力生成のための精細テーブルが完成する。   In this example, the average manipulated value of each channel (CH1 to CH5) at the time of “rise” is 3,5CH average manipulated variable> 1CH average manipulated variable> 4CH average manipulated variable> 2CH average manipulated variable. The magnitude relationship is established. In this case, the average manipulated variable (MVmax) of the channel (3CH or 5CH) having the largest manipulated variable from the rough table and the ratio of the manipulated variable (MVmax) to the manipulated variable (MV1 to MV5) of each channel ( The percentage table is obtained and stored in a predetermined area of the memory, thereby completing a fine table for generating an operation output for equalizing the temperature at the time of start-up.

「過渡時」における各チャネル(CH1〜CH5)の平均操作量の値は、この例では、3CHの平均操作量>5CHの平均操作量>4CHの平均操作量>1CHの平均操作量>2CHの平均操作量の大小関係が成立している。この場合、粗テーブルの中から操作量の一番大きいチャネル(3CH)の平均操作量(MVmax)と、その操作量(MVmax)と各チャネルの操作量(MV1〜MV5)との比率(百分率)を求め、メモリの所定エリアに記憶することにより、過渡時における温度均一化のためめの操作出力生成のための精細テーブルが完成する。   In this example, the average manipulated value of each channel (CH1 to CH5) at the time of “transition” is as follows: 3CH average manipulated variable> 5CH average manipulated variable> 4CH average manipulated variable> 1CH average manipulated variable> 2CH The magnitude relation of the average operation amount is established. In this case, the average operation amount (MVmax) of the channel (3CH) having the largest operation amount in the rough table and the ratio (percentage) between the operation amount (MVmax) and the operation amounts (MV1 to MV5) of each channel. Is stored in a predetermined area of the memory, thereby completing a fine table for generating an operation output for equalizing the temperature during the transition.

なお、整定状態に至る期間の切り分けは、現在値(PV値)を基に、経過時間を基に、或いは操作量(MV値)を基に、等々と言ったように、制御対象に応じて最適な切り分け方法を採用すればよい。この例にあっては、「整定時」に至る期間は、開始から温度T1に至る間に相当する「立上時」と温度T2に至る間に相当する「過渡時」との2つの期間に切り分けられている。   It should be noted that the period until reaching the settling state is determined based on the current value (PV value), the elapsed time, the operation amount (MV value), etc. What is necessary is just to employ | adopt the optimal carving method. In this example, the period leading to “settling time” is divided into two periods of “rising time” corresponding to the period from the start to the temperature T1 and “transient time” corresponding to the temperature T2. It is carved.

次に、通常モード処理について説明する。整定時に至る期間についても温度均一化を達成する場合の通常モード処理が図12のフローチャートに示されている。同図において、処理が開始されると、先ず、ユーザ操作と連動して、ユーザにより指定された指示温度(SP)を5系統のサーボ系(偏差増幅器並びにPID演算器を含む)の設定温度としてセットする処理が実行される(ステップ1201)。ここで言う「指示温度(SP)」とは、この例にあっては、被加熱物体上に設定された5つの領域を均一温度化するについて、何℃で均一温度化するかを決めるものである。   Next, normal mode processing will be described. FIG. 12 is a flowchart showing normal mode processing in the case where temperature equalization is achieved even during a period until settling. In the figure, when the processing is started, first, the instruction temperature (SP) designated by the user is set as the set temperature of the five servo systems (including the deviation amplifier and the PID calculator) in conjunction with the user operation. A setting process is executed (step 1201). In this example, the “indicated temperature (SP)” is used to determine the temperature at which the temperature is uniformed for the five regions set on the object to be heated. is there.

なお、制御装置1のメモリ内には、「立上時」、「過渡時」、「整定時」にそれぞれ各系統の駆動系に与えられるべき3種類の操作出力(MV1〜MV5)を含む精細テーブルが、指示温度(SP)と関連づけて記憶されている。   The memory of the control device 1 includes three types of operation outputs (MV1 to MV5) that are to be given to the drive systems of each system at the time of “rise”, “transition”, and “at the time of settling”. A table is stored in association with the indicated temperature (SP).

指示温度(SP)のセットが完了したならば、続いて、キャリブレーションモードでメモリに格納した「立上時」の各チャネル(CH1〜CH5)の平均操作量(MV値)を「立上時」の精細テーブルから読み出すと共に、それらの平均操作量を各チャネルの駆動系に与える処理(ステップ1202)が、領域の検知温度(PV)が「立上時」と「過渡時」との境界を規定する温度T1に到達するまで(ステップ1203NO)、繰り返し実行される。   When the setting of the indicated temperature (SP) is completed, the average manipulated value (MV value) of each channel (CH1 to CH5) stored in the memory in the calibration mode is then set to “when rising”. The processing (step 1202) of reading out from the fineness table and giving the average manipulated variable to the drive system of each channel determines the boundary between the detected temperature (PV) of the region “at the time of rising” and “at the time of transient”. The process is repeatedly executed until the specified temperature T1 is reached (NO in step 1203).

この間に、領域の検知温度(PV)が「立上時」と「過渡時」との境界を規定する温度T1に到達すると(ステップ1203YES)、続いて、キャリブレーションモードでメモリに格納した「過渡時」の各チャネル(CH1〜CH5)の平均操作量(MV値)を「過渡時」の精細テーブルから読み出すと共に、それらの平均操作量を各チャネルの駆動系に与える処理(ステップ1204)が、領域の検知温度(PV)が「過渡時」と「整定時」との境界を規定する温度T2に到達するまで(ステップ1205NO)、繰り返し実行される。   During this time, when the detected temperature (PV) of the region reaches a temperature T1 that defines the boundary between “rising time” and “transient time” (step 1203 YES), subsequently, “transient” stored in the memory in the calibration mode. A process (step 1204) of reading the average manipulated variable (MV value) of each channel (CH1 to CH5) of “hour” from the fine table of “transient” and giving the average manipulated variable to the drive system of each channel (step 1204). The process is repeatedly executed until the detected temperature (PV) of the region reaches a temperature T2 that defines the boundary between “transient” and “settling” (NO in step 1205).

この間に、領域の検知温度(PV)が「過渡時」と「整定時」との境界を規定する温度T2に到達すると(ステップ1205YES)、続いて、キャリブレーションモードでメモリに格納した「整定時」の各チャネル(CH1〜CH5)の操作量(MV値)を「整定時」の精細テーブルから読み出すと共に、それらの操作量を各チャネルの駆動系に与える処理(ステップ1206)が、実行される。これにより、各チャネルに対応する複数の領域の温度は、図11に示されるように、「立上時」、「過渡時」、「整定時」のいずれにおいても、均一な温度に保たれる。   During this time, when the detected temperature (PV) of the region reaches a temperature T2 that defines the boundary between “transient” and “settling” (YES in step 1205), subsequently, “settling time” stored in the memory in the calibration mode. The processing amount (MV value) of each of the channels (CH1 to CH5) is read from the fine table of “at the time of settling”, and the operation amount (step 1206) is given to the driving system of each channel. . As a result, as shown in FIG. 11, the temperature of the plurality of regions corresponding to each channel is maintained at a uniform temperature at any of “rising time”, “transient time”, and “setting time”. .

最後に、本発明方法を実施するためのより具体的なシステム構成について説明する。先に説明したように、図1及び図2のシステム構成における制御装置1の機能は、PID演算機能が組み込まれた制御用パソコン、PID演算用のファンクションブロックが組み込まれたPLD、PID演算機能が組み込まれた温度調節器等々に対して、本発明方法の各ステップに相当する処理を組み込むことで実現することができる。   Finally, a more specific system configuration for carrying out the method of the present invention will be described. As described above, the functions of the control device 1 in the system configuration of FIGS. 1 and 2 are the control personal computer with the PID calculation function, the PLD with the PID calculation function block, and the PID calculation function. This can be realized by incorporating processing corresponding to each step of the method of the present invention into the built-in temperature controller and the like.

そこで、一例として、本発明が適用された均一温度制御装置のPLCによる構成例を図が図13に示すこととする。制御装置として機能するPLC1aは、電源ユニット11と、CPUユニット12と、アナログ入力ユニット13と、出力ユニット14とを有する。   Therefore, as an example, FIG. 13 shows an example of the configuration of the uniform temperature control device to which the present invention is applied using a PLC. The PLC 1 a that functions as a control device includes a power supply unit 11, a CPU unit 12, an analog input unit 13, and an output unit 14.

PLC11aのCPUユニット12には、図14に示されるように、システムプログラム(ファームウェア)を格納するROM12aと、CPUユニット全体を統括制御するマイクロプロセッサ12bと、ユーザがラダー図言語やファンクションブロックを使用して任意に作成したユーザプログラムを格納するためのユーザプログラムメモリ12cと、マイクロプロセッサ12bが各種の演算を実行する際にワークエリアとして使用されるワークRAM12dと、演算に必要な各種のデータが格納されるデータ格納用不揮発性メモリ12eと、ユーザプログラムメモリ12cから各種のユーザ命令を読み出して実行する機能を有するASIC12fと、外部入出力ユニットに含まれる入力又は出力信号に対応するデータを格納する入出力メモリ12gとが含まれている。   As shown in FIG. 14, the CPU unit 12 of the PLC 11a has a ROM 12a for storing a system program (firmware), a microprocessor 12b for controlling the entire CPU unit, and a user using a ladder diagram language and function blocks. A user program memory 12c for storing user programs created arbitrarily, a work RAM 12d used as a work area when the microprocessor 12b executes various calculations, and various data necessary for the calculations are stored. Data storage nonvolatile memory 12e, ASIC 12f having a function of reading and executing various user instructions from the user program memory 12c, and input / output for storing data corresponding to an input or output signal included in the external input / output unit Memo It is included and 12g.

ユーザはラダー図言語やPID演算用のファンクションブロック等々を使用して、図15に示されるサーボ制御系に相当する機能を実現するユーザプロクラムを作成する。こうして作成されたユーザプログラムは、ユーザプロクラムメモリ12cに格納される。また、ユーザは、図3〜図5のフローチャートに示される機能に相当するユーザプログラムについても、ラダー図言語やPID演算用のファンクションブロック等々を使用して実現する。このとき、図6〜図8に示される操作出力生成用の粗テーブル並びにこれを内挿補間処理してなる精細テーブルについては、データ格納用不揮発性メモリ12eに格納される。これにより、PLC1aが起動されると、図3に示されるように、キャリブレーションモード処理(ステップ302)と通常モード処理(ステップ303)とが実行されて、本発明に係るヒータ駆動制御が実現される。   The user uses a ladder diagram language, a function block for PID calculation, and the like to create a user program that realizes a function corresponding to the servo control system shown in FIG. The user program created in this way is stored in the user program memory 12c. The user also realizes a user program corresponding to the functions shown in the flowcharts of FIGS. 3 to 5 by using a ladder diagram language, a function block for PID calculation, and the like. At this time, the coarse table for generating the operation output shown in FIGS. 6 to 8 and the fine table obtained by interpolating the coarse table are stored in the data storage nonvolatile memory 12e. Thus, when the PLC 1a is activated, as shown in FIG. 3, the calibration mode process (step 302) and the normal mode process (step 303) are executed, and the heater drive control according to the present invention is realized. The

本発明によれば、比較的に少ない作業工数にて均一温度制御のための調整作業を完了することができると共に、ある温度にて均一温度制御を達成したのち、別の温度による均一温度制御に切り換えたとしても、最早、均一温度制御のための再調整作業は不要となり、しかも、N:N制御にて均一温度制御の調整を行ったのち、M:N制御による均一温度制御に切り換えても、支障なく運転を継続することが可能となる。   According to the present invention, adjustment work for uniform temperature control can be completed with a relatively small number of work steps, and after achieving uniform temperature control at a certain temperature, uniform temperature control at another temperature can be achieved. Even if it is switched, readjustment work for uniform temperature control is no longer necessary, and after adjusting uniform temperature control by N: N control, switching to uniform temperature control by M: N control is possible. It becomes possible to continue driving without any trouble.

キャリブレーションモード時における制御系のシステム構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the system configuration | structure of a control system at the time of a calibration mode. 通常モード時における制御系のシステム構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the system configuration | structure of the control system at the time of normal mode. 本発明方法が適用された均一温度制御装置の動作を示すゼネラルフローチャートである。It is a general flowchart which shows operation | movement of the uniform temperature control apparatus with which the method of this invention was applied. キャリブレーションモード処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of a calibration mode process. キャリブレーションモード時の測定ポイント例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a measurement point at the time of calibration mode. 操作出力値(MV値)とメモリ格納アドレスとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between an operation output value (MV value) and a memory storage address. 操作出力生成用粗テーブルの内容を表にして示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of the rough table for operation output generation | occurrence | production as a table | surface. 操作出力生成用精細テーブルの内容をグラフに示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of the fine table for operation output generation | occurrence | production on a graph. 通常モード処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of a normal mode process. 整定時に至る期間についても温度均一化を達成する場合のキャリブレーション処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calibration process in the case of achieving temperature equalization also about the period to the time of settling. 整定時に至る期間についても温度均一化を達成する場合の操作量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation amount in the case of achieving temperature equalization also about the period to the time of settling. 整定時に至る期間についても温度均一化を達成する場合の通常モード処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the normal mode process in the case of achieving temperature equalization also about the period to the time of settling. 本発明が適用された均一温度制御装置のPLCによる構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example by PLC of the uniform temperature control apparatus with which this invention was applied. PLCのCPUユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of CPU unit of PLC. 均一温度制御装置(N:N制御)のイメージ図である。It is an image figure of a uniform temperature control apparatus (N: N control). 均一温度制御装置(M:N制御)のイメージ図である。It is an image figure of a uniform temperature control apparatus (M: N control).

符号の説明Explanation of symbols

1 制御装置
1a PLC
2 駆動系
3 ヒータプレート
4a 信号線(操作出力信号を含む)
4b 信号線(温度検出信号を含む)
5,5−1〜5−7 偏差増幅器
6,6−1〜6−7 PID演算器
7−1〜7−7 駆動系
8 制御対象
9,9−1,9−2 温度センサ
11 電源ユニット
12 CPUユニット
12a システムROM
12b マイクロプロセッサ(MPU)
12c ユーザプログラムメモリ(UM)
12d ワークRAM
12e データ可能用不揮発性メモリ
12f 命令実行機能を有するASDIC
12g 入出力メモリ(IOM)
13 アナログ入力ユニット
14 出力ユニット
a ch1の内挿補完曲線
b ch2の内挿補完曲線
c ch3の内挿補完曲線
d ch4の内挿補完曲線
e ch5の内挿補完曲線
f ch6の内挿補完曲線
g ch7の内挿補完曲線
h ch8の内挿補完曲線
i ch9の内挿補完曲線
H1〜H9 ヒータ
S1〜S9 温度センサ
1 Controller 1a PLC
2 Drive system 3 Heater plate 4a Signal line (including operation output signal)
4b Signal line (including temperature detection signal)
5,5-1 to 5-7 Deviation amplifier 6,6-1 to 6-7 PID computing unit 7-1 to 7-7 Drive system 8 Control target 9,9-1,9-2 Temperature sensor 11 Power supply unit 12 CPU unit 12a System ROM
12b Microprocessor (MPU)
12c User program memory (UM)
12d Work RAM
12e Non-volatile memory for data 12f ASDIC having instruction execution function
12g Input / output memory (IOM)
13 Analog input unit 14 Output unit a ch1 interpolation complement curve b ch2 interpolation complement curve c ch3 interpolation complement curve d ch4 interpolation complement curve e ch5 interpolation complement curve f ch6 interpolation complement curve g interpolation interpolation curve of ch7 h interpolation interpolation curve of ch8 i interpolation interpolation curve of ch9 H1 to H9 heater S1 to S9 temperature sensor

Claims (3)

被加熱物体上を適宜に区画してなる複数の領域のそれぞれを個別に加熱する各ヒータの駆動系に対して適宜な操作出力を与えることにより、一定の温度分布傾向を有しかつ所定の分解能で選択可能な任意の参照温度を含む温度分布パターンを被加熱物体上に出現させるためのヒータ駆動制御方法であって、
各領域のそれぞれ毎に設けられた温度センサからの検出値と各領域のそれぞれ毎の目標値との偏差を入力として所定の補正演算を行ない各領域のそれぞれ毎の操作出力を生成する各領域毎のサーボ系に対して、領域相互間における熱的干渉補償制御を適用しつつ、一群の領域全体としての実温度分布パターンを1の参照温度に予め関連づけられた目標温度分布パターンに整合させる処理を、参照温度分解能よりも十分に大きな間隔で参照温度を変更しては繰り返すと共に、実温度分布パターンが目標温度分布パターンに整合する毎に、その整合状態における各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータを取得してはそのときの参照温度と関連づけて所定のメモリに記憶させることにより、操作出力値生成用の粗テーブルを生成する第1のステップと、
所定のメモリに参照温度と関連づけて記憶された各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータ同士の間を、前記温度分布傾向に基づきかつ少なくとも参照温度分解能に対応する間隔で内挿補間して所定のメモリに記憶させるとにより、操作出力値生成用の精細テーブルを生成する第2のステップと、
参照温度が指定される毎に、指定された参照温度をキーとして操作出力値生成用の精細テーブルを検索することにより、その参照温度に対応する各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータを抽出すると共に、このデータに基づいて生成される各操作出力値をそれぞれ該当する領域の駆動系に与える第3のステップと、
を具備することを特徴とするヒータ駆動制御方法。
By providing an appropriate operation output to the drive system of each heater that individually heats each of a plurality of regions that are appropriately partitioned on the object to be heated, the temperature has a constant temperature distribution and a predetermined resolution. A heater drive control method for causing a temperature distribution pattern including an arbitrary reference temperature selectable in (1) to appear on an object to be heated,
Each region that generates a manipulation output for each region by performing a predetermined correction calculation by inputting a deviation between a detection value from a temperature sensor provided for each region and a target value for each region. A process of matching the actual temperature distribution pattern of the entire group of regions with the target temperature distribution pattern previously associated with one reference temperature while applying thermal interference compensation control between the regions to the servo system of Each time the actual temperature distribution pattern matches the target temperature distribution pattern, the operation output value of the servo system in each alignment state is repeated each time the reference temperature is changed at intervals sufficiently larger than the reference temperature resolution. Is obtained in association with the reference temperature at that time and stored in a predetermined memory to generate a rough table for generating an operation output value. And the step,
Interpolation between data corresponding to the operation output value of the servo system for each region stored in association with the reference temperature in a predetermined memory based on the temperature distribution tendency and at least at intervals corresponding to the reference temperature resolution A second step of generating a fine table for generating an operation output value by storing in a predetermined memory;
Each time a reference temperature is specified, the operation output value generation fine table is searched by using the specified reference temperature as a key, thereby corresponding to the operation output value of the servo system for each region corresponding to the reference temperature. A third step of extracting data and providing each operation output value generated based on the data to the drive system in the corresponding region;
The heater drive control method characterized by comprising.
一定の温度分布傾向が、全ての領域の温度が均一なことである、ことを特徴とする請求項1に記載のヒータ駆動制御方法。   The heater drive control method according to claim 1, wherein the constant temperature distribution tendency is that the temperature of all regions is uniform. 各領域毎のサーボ系の操作出力値に相当するデータが、代表領域として定められた1の領域のサーボ系の操作出力値と、その代表領域の操作出力値と他の領域のそれぞれの操作出力値との相関データとを含んでいる、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のヒータ駆動制御方法。   The data corresponding to the servo system operation output value for each area includes the servo system operation output value of one area defined as the representative area, the operation output value of the representative area, and the operation output of each of the other areas. The heater drive control method according to claim 1, further comprising correlation data with values.
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