JP2009122965A - オートチューニング方法、温度調節器および熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加熱側の比例帯が2位置制御によるリミットサイクル波形の設定温度SPを基準とした昇温側の振幅Aupに比例する加熱側の算出式、および、冷却側の比例帯が、前記リミットサイクル波形の設定温度SPを基準とした降温側の振幅Adownに比例する冷却側の算出式をそれぞれ用いて、加熱側の比例帯および冷却側の比例帯を算出するようにしている。
【選択図】図4
Description
Ph=Kph・Aup/MVh
Pc=Kpc・Adown/MVc
としてもよい。
Ph=Kph・Aup/MVh
Pc=Kpc・Adown/MVc
としてもよい。
図1は、本発明の一つの実施の形態に係る温度調節器を備える温度制御システムのブロック図である。
加熱側積分時間Tih=Ki・Tc (2)
加熱側微分時間Tdh=Kd・Tc (3)
また、冷却側の比例帯Pc、冷却側の積分時間Tic、冷却側の微分時間Tdcを下記の式に従って算出する。
冷却側積分時間Tic=Ki・Tc (5)
冷却側微分時間Tdc=Kd・Tc (6)
ここで、Kp、Ki、Kdは、予め設計者が決めておく定数であり、AupおよびAdownは、上述の図4(a)に示されるリミットサイクル波形の設定温度SPを基準とした昇温側および降温側の振幅であり、Tcはリミットサイクル周期である。また、MVhおよびMVcは、図4(b)に示される加熱側および冷却側の操作量の設定値であり、例えば、100%である。
g=Kp・K・f(s)
となる。定常ゲインKが上記制御対象のa倍である制御対象に対して、開ループ特性を同等にするためにはコントローラのゲインを元の(1/a)にすればよい。例えば、図6に示すように、制御対象の定常ゲインKが2Kの場合には、Kpを(Kp/2)とすればよい。このときの、開ループ特性hが元の開ループ特性gと同じになることを示す。
したがって、 コントローラのゲインKpの算出式は、制御対象の定常ゲインKに反比例することが望ましい。比例帯Pbで言えば、比例帯PbはゲインKpの逆数であるから、比例帯Pbは制御対象の定常ゲインに比例することが望ましい。
加熱比例帯P
=1/0.6Kcp= (π・X0) /(0.6・4・M) (7)
積分時間Ti=0.5Tc (8)
微分時間Td=0.125Tc (9)
ただし、Mは図8(b)に示される操作量MVの振幅、X0は図8(a)に示される検出温度PVの昇温側および降温側の全体に亘る振幅、Tcはリミットサイクル周期である。
加熱側比例帯Ph=Kp・Aup/MVh (1)
加熱比例帯P=(π・X0) /(0.6・4・M) (7)
上記式で、Ph=PとおいてKpについて式を整理することにより、従来法を拡大して適用した場合のKp値を類推する。
Kp= MVh (π・X0) /(0.6・4・M・Aup)
ここで、「加熱操作量振幅MVh=M」、「制御量振幅X0≒2・Aup」 とすれば、
Kp=M (π・2・Aup )/(0.6・4・M・Aup)=π/1.2≒2.6
したがって、従来法からの類推によれば、定数Kpは約2.6となり、その周辺の値が推奨値とすることが望ましい。
2 制御対象
3 PID制御部
9 2位置制御部
10 特徴量計測部
11 PID定数算出部
12 PID定数記憶部
Claims (7)
- 加熱冷却制御における制御パラメータを調整するオートチューニング方法であって、
加熱側操作量および冷却側操作量を交互に出力して2位置制御を行なうステップと、
前記制御パラメータである加熱側の比例帯を、前記2位置制御によるリミットサイクル波形の設定温度を基準とした昇温側の振幅に比例するように算出するとともに、前記制御パラメータである冷却側の比例帯を、前記2位置制御によるリミットサイクル波形の前記設定温度を基準とした降温側の振幅に比例するように算出するステップと、
を備えることを特徴とするオートチューニング方法。 - 加熱冷却制御における制御パラメータを調整するオートチューニング方法であって、
加熱側操作量および冷却側操作量を交互に出力して2位置制御を行なうステップと、
前記制御パラメータである加熱側の比例帯を、前記2位置制御によるリミットサイクル波形の設定温度を基準とした昇温側の振幅に基づいて、加熱側の算出式に従って算出するとともに、前記制御パラメータである冷却側の比例帯を、前記2位置制御によるリミットサイクル波形の前記設定温度を基準とした降温側の振幅に基づいて、冷却側の算出式に従って算出するステップとを含み、
加熱側の前記算出式は、加熱側の比例帯が、前記2位置制御によるリミットサイクル波形の前記昇温側の振幅に比例する関係式であり、冷却側の前記算出式は、冷却側の比例帯が、前記2位置制御によるリミットサイクル波形の前記降温側の振幅に比例する関係式であることを特徴とするオートチューニング方法。 - 前記加熱側の比例帯をPh、比例定数をKph、前記昇温側の振幅をAup、前記加熱側操作量をMVhとし、前記冷却側の比例帯をPc、比例定数をKpc、前記昇温側の振幅をAdown、前記冷却側操作量をMVcとしたときに、加熱側および冷却側の前記算出式が、
Ph=Kph・Aup/MVh
Pc=Kpc・Adown/MVc
である請求項2に記載のオートチューニング方法。 - 制御対象の温度が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、
加熱冷却制御における制御パラメータを調整するオートチューニング時に、加熱側操作量および冷却側操作量を交互に出力して2位置制御を行なう2位置制御部と、
前記2位置制御によるリミットサイクル波形の特徴量を計測する特徴量計測部と、
計測した前記特徴量に基づいて、前記制御パラメータである加熱側の比例帯および冷却側の比例帯を、それぞれ算出する制御パラメータ算出部と、
算出された加熱側比例帯および冷却側比例帯を用いて、加熱冷却制御を行う制御部とを備え、
前記特徴量計測部は、前記リミットサイクル波形の設定温度を基準とした昇温側の振幅および降温側の振幅を計測するものであり、
前記制御パラメータ算出部は、前記加熱側の比例帯を、前記昇温側の振幅に比例するように算出するとともに、前記冷却側の比例帯を、前記降温側の振幅に比例するように算出することを特徴とする温度調節器。 - 制御対象の温度が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、
加熱冷却制御における制御パラメータを調整するオートチューニング時に、加熱側操作量および冷却側操作量を交互に出力して2位置制御を行なう2位置制御部と、
前記2位置制御によるリミットサイクル波形の特徴量を計測する特徴量計測部と、
計測した前記特徴量に基づいて、前記制御パラメータである加熱側の比例帯および冷却側の比例帯を、加熱側および冷却側の各算出式に従ってそれぞれ算出する制御パラメータ算出部と、
算出された加熱側比例帯および冷却側比例帯を用いて、加熱冷却制御を行う制御部とを備え、
前記特徴量計測部は、前記リミットサイクル波形の設定温度を基準とした昇温側の振幅および降温側の振幅を計測するものであり、
前記加熱側の前記算出式は、加熱側の比例帯が、前記昇温側の振幅に比例する関係式であり、前記冷却側の前記算出式は、冷却側の比例帯が、前記降温側の振幅に比例する関係式であることを特徴とする温度調節器。 - 前記加熱側の比例帯をPh、比例定数をKph、前記昇温側の振幅をAup、前記加熱側操作量をMVhとし、前記冷却側の比例帯をPc、比例定数をKpc、前記昇温側の振幅をAdown、前記冷却側操作量をMVcとしたときに、加熱側および冷却側の前記算出式が、
Ph=Kph・Aup/MVh
Pc=Kpc・Adown/MVc
である請求項5に記載の温度調節器。 - 前記請求項4〜6のいずれか一項に記載の温度調節器と、制御対象としての熱処理手段と、前記熱処理手段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。
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WO2018034308A1 (ja) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 株式会社 荏原製作所 | 研磨方法、研磨装置、およびコンピュータプログラムを記録した記録媒体 |
JP2018124700A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | オムロン株式会社 | Pid制御装置、pid制御方法、およびpid制御プログラム |
WO2020110291A1 (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 理化工業株式会社 | 温度調節計及び異常検出方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004227062A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Yamatake Corp | 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 |
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2007
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