JP2012093890A - Auto-tuning execution device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチループ制御系において操作量振幅が一定のリミットサイクルを発生させて各制御ループのコントローラの制御パラメータを設定するリミットサイクル方式のオートチューニングを実行するオートチューニング実行装置に係り、特に装置出荷前の時点においてオートチューニング実行時の操作量上下限値を設定する技術に関するものである。 The present invention relates to an auto-tuning execution device that performs limit cycle type auto-tuning that generates a limit cycle with a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and sets a control parameter of a controller of each control loop. The present invention relates to a technique for setting an operation amount upper and lower limit value at the time of execution of auto-tuning at the time before shipment.
温調計などの制御機器では、リミットサイクル方式のオートチューニング(以下、ATとする)機能が広く採用されており、これによりPID制御演算のためのPIDパラメータ値が自動決定される。リミットサイクル方式のATは、操作量MVを例えば最大と最小に変化させて制御量PVを上下動させることに特徴がある。ゆえにATの実行は、制御対象となる加熱装置を非稼働状態にすることになるので、効率よく実行したり、実行結果が無駄になることを回避したりしなければならない。 In control equipment such as a temperature controller, a limit cycle type auto-tuning (hereinafter referred to as AT) function is widely adopted, and a PID parameter value for PID control calculation is automatically determined. The limit cycle type AT is characterized in that the control amount PV is moved up and down by changing the manipulated variable MV to a maximum and a minimum, for example. Therefore, since the AT is performed, the heating device to be controlled is brought into a non-operating state, so that it is necessary to efficiently execute or avoid wasting execution results.
また、複数の類似の制御対象ゾーンを備えた加熱装置においては、温調計が複数台利用される。すなわち、各温調計がそれぞれ対応する制御対象ゾーンの温度を制御する複数のPID制御ループ(マルチループ)が、形成されることになる。このようなマルチループの温度制御系においては、基本的には、複数台の温調計は全て個々にATを実行することが好ましい。そこで、各制御ループで特性が大きくは変わらないことを前提として、代表的な1つの制御ループに対するATの実行によって得られたPIDパラメータを、ATが未実行の制御ループに流用する手法が提案されている(特許文献1参照)。
また、ATは、PIDパラメータ値を決定するためだけではなく、例えば特許文献2に開示されているように温度制御の停止時間を推定するために用いられることもある。
Moreover, in a heating apparatus provided with a plurality of similar control target zones, a plurality of temperature controllers are used. That is, a plurality of PID control loops (multi-loops) for controlling the temperature of the control target zone corresponding to each temperature controller are formed. In such a multi-loop temperature control system, basically, it is preferable that a plurality of temperature controllers execute AT individually. Therefore, on the assumption that the characteristics of each control loop do not change greatly, a method has been proposed in which the PID parameter obtained by executing AT for a typical control loop is diverted to a control loop where AT is not executed. (See Patent Document 1).
Further, the AT is used not only for determining the PID parameter value but also for estimating the temperature control stop time as disclosed in, for example,
AT機能は、特許文献2に開示されているようにPIDパラメータの調整以外にも有効活用できることや、PIDパラメータの再調整が必要な特殊な事情(例えば操作ミスによる消去)などにより、最終的な制御技術利用者(エンドユーザ)の現場で再実行されるケースが少なからずある。その場合、マルチループの制御系においても個別の制御ループ毎にATを実行する必要性が避けられないこともあり、特許文献1に開示されたような手法による効率化は有効ではない。
The AT function can be effectively used in addition to the adjustment of the PID parameter as disclosed in
さらに、マルチループのATを効率よく実施していくためには、ループ間干渉に関するオペレータの判断と操作が必要である。ループ間干渉があると、ATを実行した制御ループの温度が整定するまではAT動作と制御動作とによるループ間干渉を受けるので、他の制御ループはATの実行開始を待たなければならない。 Furthermore, in order to efficiently perform multi-loop AT, it is necessary to make an operator's judgment and operation regarding inter-loop interference. If there is inter-loop interference, inter-loop interference due to the AT operation and the control operation is received until the temperature of the control loop that executed the AT settles, so the other control loops must wait for the AT to start executing.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、片側干渉が発生するマルチループ制御系において、ループ間干渉を合理的に軽減して、効率よく正確なATを実行することができるオートチューニング実行装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and in a multi-loop control system in which one-sided interference occurs, an auto that can efficiently perform an accurate AT by reducing the inter-loop interference reasonably. An object is to provide a tuning execution apparatus and method.
本発明は、マルチループ制御系において操作量振幅が一定のリミットサイクルを発生させて各制御ループのコントローラの制御パラメータを設定するリミットサイクル方式のオートチューニング(AT)を実行するオートチューニング実行装置であって、リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶する主制御ループ登録手段と、前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、前記主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出手段とを備えることを特徴とするものである。 The present invention is an auto-tuning execution device that executes limit-cycle type auto-tuning (AT) for generating a limit cycle with a constant operation amount amplitude and setting a control parameter of a controller of each control loop in a multi-loop control system. AT execution means for executing AT of limit cycle method, main control loop registration means for preliminarily storing the control loop on the interference side as a main control loop, and during AT execution of control loops other than the main control loop A vertical movement width detecting means for detecting a vertical movement width of the control amount generated in the control loop, and a control amount generated due to inter-loop interference in a control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop. Maximum fluctuation amount detecting means for detecting the maximum fluctuation amount, and the main control based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width It is characterized in that to calculate the operation amount upper limit value at the time of AT execution-loop and a upper limit value calculating means for setting the AT execution unit.
また、本発明のオートチューニング実行装置は、リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶する主制御ループ登録手段と、前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、前記主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出手段とを備えることを特徴とするものである。 Further, the auto-tuning execution apparatus of the present invention includes an AT execution means for executing limit cycle AT, a main control loop registration means for preliminarily storing a control loop on the side giving interference as a main control loop, and the main control loop. A vertical movement width detecting means for detecting a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during AT execution of a control loop other than the control loop, and a control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop, Maximum fluctuation amount detecting means for detecting the maximum fluctuation amount of the control amount generated by the inter-loop interference, and an upper limit and an upper limit of the operation amount when performing AT of the main control loop based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width And an upper / lower limit value calculating means for calculating a value and setting it in the AT execution means.
また、本発明のオートチューニング実行装置は、リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、主制御ループを記憶する主制御ループ登録手段と、AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして前記主制御ループ登録手段に登録する登録処理手段と、前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出手段とを備えることを特徴とするものである。 Further, the auto-tuning execution device of the present invention includes an AT execution means for executing limit cycle AT, a main control loop registration means for storing a main control loop, and a control amount generated in a control loop during AT execution. A vertical movement width detecting means for detecting a moving width; a maximum fluctuation amount detecting means for detecting a maximum fluctuation amount of a control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than a control loop that is performing AT; and the maximum fluctuation amount Determining a one-sided interference based on the vertical movement width, determining a control loop on which the interference is given, and registering this control loop as a main control loop in the main control loop registration unit, and the main control Based on the maximum fluctuation amount detected during the AT execution of the loop and the vertical movement width detected during the AT execution of the control loop other than the main control loop, A of the main control loop It is characterized in that to calculate the operation amount upper limit value at runtime and a upper limit value calculating means for setting the AT execution unit.
また、本発明のオートチューニング実行装置は、リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、主制御ループを記憶する主制御ループ登録手段と、AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして前記主制御ループ登録手段に登録する登録処理手段と、前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出手段とを備えることを特徴とするものである。 Further, the auto-tuning execution device of the present invention includes an AT execution means for executing limit cycle AT, a main control loop registration means for storing a main control loop, and a control amount generated in a control loop during AT execution. A vertical movement width detecting means for detecting a moving width; a maximum fluctuation amount detecting means for detecting a maximum fluctuation amount of a control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than a control loop that is performing AT; and the maximum fluctuation amount Determining a one-sided interference based on the vertical movement width, determining a control loop on which the interference is given, and registering this control loop as a main control loop in the main control loop registration unit, and the main control Based on the maximum fluctuation amount detected during the AT execution of the loop and the vertical movement width detected during the AT execution of the control loop other than the main control loop, A of the main control loop It is characterized in that to calculate the operation amount upper limit value at the time of execution and the operation amount lower limit value and a lower limit value calculating means on to be set in the AT execution unit.
また、本発明のオートチューニング実行装置の1構成例において、前記上限値算出手段は、前記最大変動量と前記上下動幅と前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の初期値と前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の初期値に基づいて、前記主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率が所定値になるための、前記主制御ループのリミットサイクルの操作量幅を算出する操作量幅算出手段と、前記操作量幅に基づいて前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の候補値を算出する候補値算出手段と、前記候補値と前記操作量上限値の初期値のうちの最小値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の更新値とする更新値決定手段とからなることを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the auto-tuning execution device of the present invention, the upper limit value calculating means includes the maximum fluctuation amount, the vertical movement width, an initial value of an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop, and the The limit of the main control loop for causing the influence rate of the interference to the vertical movement width of the control loops other than the main control loop to be a predetermined value based on the initial value of the operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop An operation amount range calculation unit that calculates an operation amount range of a cycle; a candidate value calculation unit that calculates a candidate value of an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop based on the operation amount range; and the candidate value And an update value determining means for setting a minimum value of initial values of the operation amount upper limit value as an update value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop. .
また、本発明のオートチューニング実行装置の1構成例において、前記上下限値算出手段は、前記最大変動量と前記上下動幅と前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の初期値と前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の初期値に基づいて、前記主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率が所定値になるための、前記主制御ループのリミットサイクルの操作量幅を算出する操作量幅算出手段と、前記操作量幅に基づいて前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値の各々の候補値を算出する候補値算出手段と、前記操作量上限値の候補値と前記操作量上限値の初期値のうちの最小値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の更新値とすると共に、前記操作量下限値の候補値と前記操作量下限値の初期値のうちの最大値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の更新値とする更新値決定手段とからなることを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the auto-tuning execution device of the present invention, the upper and lower limit value calculating means includes the maximum fluctuation amount, the vertical movement width, and an initial value of an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop. Based on the initial value of the manipulated variable lower limit at the time of AT execution of the main control loop, the influence rate of interference with respect to the vertical movement width of the control loop other than the main control loop becomes a predetermined value. An operation amount range calculating means for calculating an operation amount range of a limit cycle, and a candidate for calculating each candidate value of an operation amount upper limit value and an operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop based on the operation amount range A value calculating means, a minimum value of the operation amount upper limit candidate value and the operation amount upper limit initial value as an update value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop, and Update value determining means for setting the maximum value among the candidate values for the production lower limit value and the initial value of the operation quantity lower limit value as an update value of the operation quantity lower limit value during AT execution of the main control loop. It is a feature.
また、本発明のオートチューニング実行方法は、AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶している主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、前記主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出ステップとを備えることを特徴とするものである。 In the auto-tuning execution method of the present invention, the AT execution step for sequentially executing ATs of a plurality of control loops one by one by the AT execution means and the control loop on the side giving interference are stored in advance as the main control loop. A vertical movement width detecting step for recognizing the main control loop with reference to a main control loop registration means and detecting a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during AT execution of a control loop other than the main control loop And recognizing the main control loop with reference to the main control loop registration means, to the control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop, the maximum variation of the control amount caused by the inter-loop interference A maximum fluctuation amount detection step to be detected; and an upper limit value of an operation amount at the time of AT execution of the main control loop based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width, to calculate the AT actual value. It is characterized in further comprising an upper limit value calculation step of setting the unit.
また、本発明のオートチューニング実行方法は、AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶している主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、前記主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出ステップとを備えることを特徴とするものである。 In the auto-tuning execution method of the present invention, the AT execution step for sequentially executing ATs of a plurality of control loops one by one by the AT execution means and the control loop on the side giving interference are stored in advance as the main control loop. A vertical movement width detecting step for recognizing the main control loop with reference to a main control loop registration means and detecting a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during AT execution of a control loop other than the main control loop And recognizing the main control loop with reference to the main control loop registration means, to the control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop, the maximum variation of the control amount caused by the inter-loop interference A maximum fluctuation amount detection step to be detected, and an operation amount upper limit value and an operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop are calculated based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width. Is characterized in further comprising a lower limit value calculation step on to be set in the AT execution means to.
また、本発明のオートチューニング実行方法は、AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして主制御ループ登録手段に登録する登録処理ステップと、前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出ステップとを備えることを特徴とするものである。 Also, the auto-tuning execution method of the present invention detects an AT execution step in which ATs of a plurality of control loops are sequentially executed one by one by the AT execution means, and a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during the AT execution. A vertical movement width detecting step, a maximum fluctuation amount detecting step for detecting a maximum fluctuation amount of a control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the control loop that is performing AT, the maximum fluctuation amount and the vertical movement One-side interference is determined based on the width, a control loop on the side that gives interference is determined, a registration processing step of registering this control loop as a main control loop in the main control loop registration means, and AT of the main control loop being executed And when the main control loop performs AT based on the maximum fluctuation amount detected at the time and the vertical movement width detected during AT execution of the control loop other than the main control loop. It is characterized in further comprising an upper limit value calculating step calculates and sets the definitive operation amount upper limit value to the AT execution unit.
また、本発明のオートチューニング実行方法は、AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして主制御ループ登録手段に登録する登録処理ステップと、前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出ステップとを備えることを特徴とするものである。 Also, the auto-tuning execution method of the present invention detects an AT execution step in which ATs of a plurality of control loops are sequentially executed one by one by the AT execution means, and a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during the AT execution. A vertical movement width detecting step, a maximum fluctuation amount detecting step for detecting a maximum fluctuation amount of a control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the control loop that is performing AT, the maximum fluctuation amount and the vertical movement One-side interference is determined based on the width, a control loop on the side that gives interference is determined, a registration processing step of registering this control loop as a main control loop in the main control loop registration means, and AT of the main control loop being executed And when the main control loop performs AT based on the maximum fluctuation amount detected at the time and the vertical movement width detected during AT execution of the control loop other than the main control loop. Is characterized in further comprising a lower limit value calculation step on to be set in the AT execution means calculates the operation amount upper limit value definitive and the operation amount lower limit.
本発明によれば、上限値算出手段が自動設定した操作量上限値によって、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響を抑えることができる。したがって、この操作量上限値の設定後は、複数の制御ループのATを同時に実行できるようになる。その結果、本発明では、効率よく正確なATを実行することができる。 According to the present invention, the influence of interference on the vertical movement width of the control loop other than the main control loop can be suppressed by the operation amount upper limit automatically set by the upper limit calculating means. Therefore, after setting the operation amount upper limit value, ATs of a plurality of control loops can be executed simultaneously. As a result, according to the present invention, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
また、本発明では、上下限値算出手段が自動設定した操作量上限値と操作量下限値によって、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響を抑えることができる。したがって、この操作量上限値と操作量下限値の設定後は、複数の制御ループのATを同時に実行できるようになる。その結果、本発明では、効率よく正確なATを実行することができる。 In the present invention, the influence of interference on the vertical movement width of the control loop other than the main control loop can be suppressed by the operation amount upper limit value and the operation amount lower limit value automatically set by the upper and lower limit value calculating means. Therefore, after setting the operation amount upper limit value and the operation amount lower limit value, ATs of a plurality of control loops can be executed simultaneously. As a result, according to the present invention, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
また、本発明では、片側干渉が把握できない場合であっても、登録処理手段が主制御ループを判定して、上限値算出手段が主制御ループの操作量上限値を自動設定することにより、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響を抑えることができる。したがって、この操作量上限値の設定後は、複数の制御ループのATを同時に実行できるようになる。その結果、本発明では、効率よく正確なATを実行することができる。 In the present invention, even when the one-sided interference cannot be grasped, the registration processing means determines the main control loop, and the upper limit value calculating means automatically sets the operation amount upper limit value of the main control loop. The influence of interference on the vertical movement width of control loops other than the control loop can be suppressed. Therefore, after setting the operation amount upper limit value, ATs of a plurality of control loops can be executed simultaneously. As a result, according to the present invention, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
また、本発明では、片側干渉が把握できない場合であっても、登録処理手段が主制御ループを判定して、上下限値算出手段が主制御ループの操作量上限値と操作量下限値を自動設定することにより、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響を抑えることができる。したがって、この操作量上限値と操作量下限値の設定後は、複数の制御ループのATを同時に実行できるようになる。その結果、本発明では、効率よく正確なATを実行することができる。 In the present invention, even when the one-sided interference cannot be grasped, the registration processing means determines the main control loop, and the upper and lower limit value calculating means automatically sets the operation amount upper limit value and the operation amount lower limit value of the main control loop. By setting, the influence of interference on the vertical movement width of the control loop other than the main control loop can be suppressed. Therefore, after setting the operation amount upper limit value and the operation amount lower limit value, ATs of a plurality of control loops can be executed simultaneously. As a result, according to the present invention, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
[発明の原理]
例えば装置メーカがエンドユーザに出荷するビジネスプロセスを想定する。片側干渉のみがある場合は、干渉を与える側のリミットサイクルの操作量上下動幅を、エンドユーザの現場で確実かつ適切に小さくできるようにして、装置メーカが供給すればよい。その解決方法として、特開2003−330504号公報に開示されているように、リミットサイクル時の操作量である操作量上限値AT_OH、操作量下限値AT_OLを出荷前に予め設定しておくのが好ましい。
[Principle of the Invention]
For example, assume a business process in which a device manufacturer ships to an end user. If there is only one-sided interference, the device manufacturer may supply the amount of up / down movement of the limit cycle on the side giving the interference reliably and appropriately at the end user's site. As a solution for this, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-330504, the operation amount upper limit value AT_OH and the operation amount lower limit value AT_OL, which are operation amounts at the time of a limit cycle, are set in advance before shipment. preferable.
より具体的には、発明者は、片側干渉系の場合、干渉を与える側の制御ループの操作量上限値AT_OHを小さくするか、あるいは操作量下限値AT_OLを大きくすることで、マルチループ系の干渉を小さくできるので、全ての制御ループのATを同時実行できることに着眼した。このようなATの同時実行を実現するために、装置メーカ側が出荷前に精密に行なうAT中に、干渉による制御量PVの上下動幅を測定して、干渉を与える側の制御ループの操作量上限値AT_OH、操作量下限値AT_OLを自動設定することに想到した。 More specifically, in the case of a one-sided interference system, the inventor reduces the manipulated variable upper limit value AT_OH of the control loop on the interference side or increases the manipulated variable lower limit value AT_OL to Since interference can be reduced, we focused on the ability to perform AT for all control loops simultaneously. In order to realize the simultaneous execution of such AT, the amount of operation of the control loop on the side giving the interference is measured by measuring the vertical movement width of the control amount PV due to the interference during the AT which the equipment manufacturer performs precisely before shipping. The inventors have conceived that the upper limit value AT_OH and the operation amount lower limit value AT_OL are automatically set.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るオートチューニング実行装置の適用対象となる加熱装置の構成を示す図である。図1に示す例は、酸化拡散炉100の内部の温度PVを温調計(PIDコントローラ)101−1〜101−3によって制御するものである。酸化拡散炉100内の石英管104の内部には、シリコンウェハ105が搬入される。温度センサ102−1〜102−3は、それぞれヒータ103−1〜103−3によって加熱される制御ゾーンZ1〜Z3の温度PVを測定する。温調計101−1〜101−3は、それぞれ温度センサ102−1〜102−3によって測定された温度PVが温度設定値SPと一致するように操作量MVを算出してヒータ103−1〜103−3に出力する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a heating apparatus to which an auto tuning execution apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied. In the example shown in FIG. 1, the temperature PV inside the
こうして、酸化拡散炉100内の石英管104内に導入される酸素とシリコンウェハ105とを加熱することにより、シリコンウェハ105の表面に酸化膜を形成する。この図1に示した温度制御系においては、各温調計101−1〜101−3がそれぞれ対応する制御ゾーンZ1〜Z3の温度PVを制御する制御ループが3個形成されていることになる。以下、各温調計101−1〜101−3が形成する3個の制御ループをR1〜R3と呼ぶことにする。また、ヒータ103−1〜103−3には容量差があり、ヒータ103−2のヒータ容量がヒータ103−1,103−3のヒータ容量よりも格段に大きくなっている。そこで、制御ゾーンZ2を主制御ゾーンZ2、制御ゾーンZ1,Z3を補助制御ゾーンZ1,Z3と呼ぶことにする。
Thus, the oxygen introduced into the
以上のように、本実施の形態では、対象とする加熱装置の例として酸化拡散炉のように、保温性が高く、各制御ループのヒータ容量の差が大きい場合を想定し、片側干渉が発生する可能性がある場合を想定している。片側干渉は、例えば制御ループR1,R3から制御ループR2への干渉がほとんどないにもかかわらず、制御ループR2から制御ループR1,R3への干渉が発生するというようなものであり、制御ループR2のヒータ容量が制御ループR1,R3のヒータ容量よりも格段に大きいというような場合に起こる。 As described above, in the present embodiment, as an example of a target heating apparatus, a case where the heat retention is high and the difference in the heater capacities of each control loop is large, such as an oxidation diffusion furnace, one-side interference occurs. It is assumed that there is a possibility of doing. The one-sided interference is, for example, that interference from the control loop R2 to the control loops R1 and R3 occurs even though there is almost no interference from the control loops R1 and R3 to the control loop R2. This occurs when the heater capacity is much larger than the heater capacity of the control loops R1 and R3.
図2は本実施の形態に係るオートチューニング実行装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態のオートチューニング実行装置は、リミットサイクル方式のATを実行するAT実行部1と、干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶する主制御ループ登録部2と、主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出部3と、主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出部4と、最大変動量と上下動幅に基づき主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出してAT実行部1に設定する上限値算出部5とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the auto-tuning execution apparatus according to this embodiment. The auto-tuning execution apparatus according to the present embodiment includes an
上限値算出部5は、操作量幅算出手段と、候補値算出手段と、更新値決定手段とを構成している。なお、本実施の形態を含む全ての実施の形態において、AT実行部は、複数の制御ループのATを同時に実行可能な機能を備えているが、本実施の形態を含む全ての実施の形態では、装置メーカが出荷前に精密に行なうATを想定しており、複数の制御ループのATを1つずつ順次実行する。
The
図3は本実施の形態のオートチューニング実行装置の動作を示すフローチャートである。まず、オートチューニング実行装置のオペレータは、干渉を与える側の制御ループR2を主制御ループとして主制御ループ登録部2に登録する(図3ステップS100)。
また、オペレータは、全ての制御ループについてAT実行時の操作量上下限値の初期値をAT実行部1に設定する(図3ステップS101)。ここでは、操作量上下限値の初期値を、不必要に制限しない値とし、例えば操作量上限値AT_OH=100%、操作量下限値AT_OL=0%とする。
そして、オペレータは、全ての機能をオンにしたまま、AT実行部1に対してATの起動指示を入力する(図3ステップS102)。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the auto-tuning execution apparatus of this embodiment. First, the operator of the auto-tuning execution apparatus registers the control loop R2 on the interference side as the main control loop in the main control loop registration unit 2 (step S100 in FIG. 3).
Further, the operator sets the initial value of the upper and lower operation amount at the time of AT execution in the
Then, the operator inputs an AT activation instruction to the
この起動指示に応じて、AT実行部1は、干渉を受ける側の制御ループ、すなわち主制御ループR2以外の制御ループR1についてATを実行する(図3ステップS103)。AT実行部1は、制御ループR1の温度センサ102−1によって測定される制御量PV(温度)が設定値SPより大きい場合、操作量下限値AT_OLを操作量MVとしてヒータ103−1に出力し、制御ループR1の制御量PVが設定値SP以下の場合、操作量上限値AT_OHを操作量MVとしてヒータ103−1に出力することを、一定の動作周期毎に繰り返し行う。こうして、操作量MVの振幅が一定のリミットサイクルが発生する。そして、AT実行部1は、操作量MVの出力に応じた制御ループR1の制御量PVの応答に基づいて制御パラメータ(例えばPIDパラメータ)を算出し、この制御パラメータを制御ループR1の温調計101−1に設定する。なお、リミットサイクル方式のATについては、例えば特許第3881593号公報に開示されているので、ATの詳細については説明を省略する。
In response to this activation instruction, the
上下動幅検出部3は、ATを実行中の制御ループR1に発生した制御量PVの極大値と極小値との差である上下動幅X1を検出する(図3ステップS104)。そして、上下動幅検出部3は、制御ループR1のATの完了後、このATの実行中に検出した上下動幅X1を上限値算出部5に登録する。
The vertical
次に、AT実行部1は、主制御ループR2以外のAT未実行ループが存在するかどうかを判定する(図3ステップS105)。ここでは、主制御ループR2以外の制御ループR3がAT未実行ループとして残っている。
そこで、AT実行部1は、ステップS103に戻って、制御ループR3についてATを実行する。
Next, the
Therefore, the
上下動幅検出部3は、ATを実行中の制御ループR3に発生した制御量PVの極大値と極小値との差である上下動幅X3を検出する(図3ステップS104)。そして、上下動幅検出部3は、制御ループR3のATの完了後、このATの実行中に検出した上下動幅X3を上限値算出部5に登録する。
The vertical
AT実行部1は、主制御ループR2以外の制御ループのATが全て完了し、主制御ループR2以外の未実行ループがなくなった場合(図3ステップS105においてNO)、主制御ループR2についてATを実行する(図3ステップS106)。
When all ATs of the control loops other than the main control loop R2 are completed and there are no non-executed loops other than the main control loop R2 (NO in step S105 in FIG. 3), the
最大変動量検出部4は、主制御ループR2のATの実行中にループ間干渉により、主制御ループR2以外の各制御ループR1,R3に発生する干渉波形、すなわち制御量PVの上下動を検出し、この上下動の極大値と極小値との差を最大変動量Y1,Y3として検出する(図3ステップS107)。以下、最大変動量Y1,Y3の検出方法についてより詳細に説明する。図4(A)〜図4(C)は最大変動量検出部4の動作を説明する図であり、制御ループR1〜R3の制御量PVを示す図である。図4(A)は制御ループR1の制御量PVを示す図、図4(B)は主制御ループR2の制御量PVを示す図、図4(C)は制御ループR3の制御量PVを示す図である。X2は主制御ループR2の制御量PVの上下動幅である。
The maximum fluctuation
ここでは、最大変動量の検出対象を制御ループR1とする。最大変動量検出部4は、主制御ループR2のATが開始された時点の制御ループR1の制御量PV(以下、PV1とする)を最大変動量Y1の検出に利用する。すなわち、最大変動量検出部4は、この制御量PV1と制御ループR1の現在の制御量PVとの差PV1−PVを、最大変動量検出に用いる偏差とする。偏差PV1−PVが正から負に変化した後に負から正に変化するまでに検出される制御量PVの極値が極大値であり、偏差PV1−PVが負から正に変化した後に正から負に変化するまでに検出される制御量PVの極値が極小値である。こうして、最大変動量検出部4は、制御量PVの上下動の極大値と極小値との差である最大変動量Y1を検出することができる。
Here, the detection target of the maximum variation is assumed to be the control loop R1. The maximum
極小値を検出できなかった場合には、極大値と制御量PV1との差を最大変動量Y1とすればよく、極大値を検出できなかった場合には、制御量PV1と極小値との差を最大変動量Y1とすればよい。また、極大値、極小値の両方を検出できなかった場合には、最大変動量Y1を0とすればよい。
制御ループR3の最大変動量Y3の検出方法も制御ループR1の場合と同様である。制御ループR1の場合と異なるのは、制御量PV1の代わりに、主制御ループR2のATが開始された時点の制御ループR3の制御量PV(以下、PV3とする)を最大変動量Y3の検出に利用する点である。
If the minimum value cannot be detected, the difference between the maximum value and the control amount PV1 may be the maximum fluctuation amount Y1, and if the maximum value cannot be detected, the difference between the control amount PV1 and the minimum value. May be the maximum variation Y1. If both the maximum value and the minimum value cannot be detected, the maximum fluctuation amount Y1 may be set to zero.
The method of detecting the maximum fluctuation amount Y3 of the control loop R3 is the same as that of the control loop R1. The difference from the case of the control loop R1 is that instead of the control amount PV1, the control amount PV (hereinafter referred to as PV3) of the control loop R3 when the AT of the main control loop R2 is started is detected as the maximum fluctuation amount Y3. It is a point to use for.
最大変動量検出部4は、主制御ループR2以外の各制御ループR1,R3の最大変動量Y1,Y3を以上のようにして検出する。そして、最大変動量検出部4は、主制御ループR2のATの完了後、このATの実行中に検出した最大変動量Y1,Y3を上限値算出部5に登録する。
The maximum
次に、上限値算出部5は、最大変動量検出部4が検出した最大変動量Y1,Y3と上下動幅検出部3が検出した上下動幅X1,X3に基づき主制御ループR2のAT実行時の操作量上限値を算出する。まず、上限値算出部5は、片側干渉を抑えることによる目標影響率をA%(例えば5%)としたとき、制御ループR1の上下動幅X1に対する干渉の影響率がA%になるための、主制御ループR2のリミットサイクルの操作量幅ΔMV1と、制御ループR3の上下動幅X3に対する干渉の影響率がA%になるための、主制御ループR2のリミットサイクルの操作量幅ΔMV3とを、下式により算出する(図3ステップS108)。
ΔMV1=(AT_OHa−AT_OLa)AX1/(100Y1) ・・・(1)
ΔMV3=(AT_OHa−AT_OLa)AX3/(100Y3) ・・・(2)
Next, the upper
ΔMV1 = (AT_OHa−AT_OLa) AX1 / (100Y1) (1)
ΔMV3 = (AT_OHa−AT_OLa) AX3 / (100Y3) (2)
式(1)、式(2)において、AT_OHaは主制御ループR2のAT実行時の操作量上限値の初期値、AT_OLaは主制御ループR2のAT実行時の操作量下限値の初期値である。なお、式(1)、式(2)は、式(3)、式(4)の操作量幅と上下動幅の比率を合わせる考え方から導かれるものである。
ΔMV1:AT_OHa−AT_OLa=AX1/100:Y1 ・・・(3)
ΔMV3:AT_OHa−AT_OLa=AX3/100:Y3 ・・・(4)
In Expressions (1) and (2), AT_OHa is an initial value of an operation amount upper limit value when AT of the main control loop R2 is executed, and AT_OLa is an initial value of an operation amount lower limit value when the AT of the main control loop R2 is executed. . Expressions (1) and (2) are derived from the idea of adjusting the ratio of the operation amount width and the vertical movement width in Expressions (3) and (4).
ΔMV1: AT_OHa−AT_OLa = AX1 / 100: Y1 (3)
ΔMV3: AT_OHa−AT_OLa = AX3 / 100: Y3 (4)
保温性の高い加熱処理チャンバーでは、リミットサイクルの操作量幅を抑制する場合は、主制御ループR2の操作量下限値AT_OLaを維持したまま、操作量上限値AT_OHaを低く設定変更するのが得策である。上限値算出部5は、操作量上限値AT_OHaの更新値AT_OHbの候補AT_OHb1,AT_OHb3を下式により算出する(図3ステップS109)。
AT_OHb1=AT_OLa+ΔMV1 ・・・(5)
AT_OHb3=AT_OLa+ΔMV3 ・・・(6)
In heat treatment chambers with high heat retention, it is a good idea to reduce the manipulated variable upper limit value AT_OHa while maintaining the manipulated variable lower limit value AT_OLa of the main control loop R2 when suppressing the manipulated variable range of the limit cycle. is there. The
AT_OHb1 = AT_OLa + ΔMV1 (5)
AT_OHb3 = AT_OLa + ΔMV3 (6)
上限値算出部5は、ステップS109で算出した候補AT_OHb1,AT_OHb3と操作量上限値の初期値AT_OHaのうちの最小値を、主制御ループR2のAT実行時における操作量上限値の更新値AT_OHbとして決定する(図3ステップS110)。
AT_OHb=min(AT_OHa,AT_OHb1,AT_OHb3)
・・・(7)
The upper
AT_OHb = min (AT_OHa, AT_OHb1, AT_OHb3)
... (7)
そして、上限値算出部5は、AT実行部1に設定されている、主制御ループR2のAT実行時における操作量上限値の初期値AT_OHaを、更新値AT_OHbに更新する(図3ステップS111)。
以上で、オートチューニング実行装置の動作が終了する。
Then, the upper limit
This completes the operation of the auto-tuning execution device.
上記の処理により得られた操作量上限値AT_OHbによって、主制御ループR2以外の制御ループR1,R3の上下動幅X1,X3に対する干渉の影響率が目標のA%以下に抑えられる。したがって、ステップS100〜S111の一連の処理が行なわれた後は、R1〜R3の3個の制御ループのATを同時に実行できるようになる。すなわち、エンドユーザの現場でATが再実行されるケースなどにおいて、効率よく正確なATを実行することができる。 By the operation amount upper limit value AT_OHb obtained by the above processing, the influence rate of the interference with respect to the vertical movement widths X1 and X3 of the control loops R1 and R3 other than the main control loop R2 is suppressed to a target A% or less. Therefore, after the series of processing of steps S100 to S111 is performed, AT of the three control loops R1 to R3 can be executed simultaneously. That is, in a case where AT is re-executed at the end user's site, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
なお、上記の説明では、具体的に理解ができるように、R1〜R3の3個の制御ループの構成としたが、片側干渉のみがあるという制御系であれば、この構成に限らず本実施の形態を適用可能である。すなわち、ステップS103,S104,S107〜S109の処理を主制御ループ以外の各制御ループについて実行すればよい。また、本実施の形態では、制御ループR1、制御ループR3、主制御ループR2の順でATを実行するように説明したが、この順序については特に規定は必要なく、どのような順序でもかまわない。 In the above description, the three control loops R1 to R3 are configured so that they can be specifically understood. However, the present embodiment is not limited to this configuration as long as the control system has only one-sided interference. The form of can be applied. That is, the processes of steps S103, S104, and S107 to S109 may be executed for each control loop other than the main control loop. In the present embodiment, the AT is described in the order of the control loop R1, the control loop R3, and the main control loop R2. However, this order is not particularly required, and any order may be used. .
また、本発明は装置メーカ側が出荷前に精密に行なうAT中に操作量上限値を設定し、エンドユーザに装置を出荷することを想定しているので、AT実行部1において操作量上下限値を記憶するメモリは不揮発性メモリであることは言うまでもない。 Further, according to the present invention, it is assumed that the device manufacturer sets the operation amount upper limit value during AT which is precisely performed before shipment, and the device is shipped to the end user. Needless to say, the memory for storing is non-volatile memory.
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、対象とする加熱装置の例として図1のようにZ1〜Z3の3個の制御ゾーンを有する装置を想定しているが、第1の実施の形態と異なり、保温性の低い加熱処理チャンバー(制御を行ないやすい放熱性の高い加熱処理チャンバー)を対象とする場合を想定している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment assumes a device having three control zones Z1 to Z3 as shown in FIG. 1 as an example of a target heating device. It is assumed that the target is a low heat treatment chamber (a heat treatment chamber with high heat dissipation that is easy to control).
図5は本実施の形態に係るオートチューニング実行装置の構成を示すブロック図であり、図2と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態のオートチューニング実行装置は、AT実行部1と、主制御ループ登録部2と、上下動幅検出部3と、最大変動量検出部4と、最大変動量と上下動幅に基づき主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出してAT実行部1に設定する上下限値算出部6とを備えている。上下限値算出部6は、操作量幅算出手段と、候補値算出手段と、更新値決定手段とを構成している。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the auto-tuning execution apparatus according to the present embodiment. The same components as those in FIG. The auto-tuning execution device of the present embodiment is based on the
図6は本実施の形態のオートチューニング実行装置の動作を示すフローチャートである。ステップS100〜S107までの処理は第1の実施の形態と同じなので、説明は省略する。また、ステップS108の処理も上限値算出部5の代わりに、上下限値算出部6が行う点を除いて第1の実施の形態と同じなので、説明は省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the auto-tuning execution apparatus of this embodiment. Since the processing from step S100 to S107 is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted. Further, the processing in step S108 is the same as that of the first embodiment except that the upper and lower limit
保温性の低い加熱処理チャンバーでは、リミットサイクルの操作量幅を抑制する場合、リミットサイクルの平衡点(中央値)を維持するのが得策である。上下限値算出部6は、主制御ループR2のAT実行時における操作量上限値AT_OHaの更新値AT_OHbと操作量下限値AT_OLaの更新値AT_OLbの候補を下式により算出する(図6ステップS112)。
In a heat treatment chamber with low heat retention, it is a good idea to maintain an equilibrium point (median value) of the limit cycle when suppressing the operation range of the limit cycle. The upper / lower
AT_OHb1=(AT_OHa+AT_OLa)/2+ΔMV1/2 ・・(8)
AT_OLb1=(AT_OHa+AT_OLa)/2−ΔMV1/2 ・・(9)
AT_OHb3=(AT_OHa+AT_OLa)/2+ΔMV3/2 ・・(10)
AT_OLb3=(AT_OHa+AT_OLa)/2−ΔMV3/2 ・・(11)
AT_OHb1 = (AT_OHa + AT_OLa) / 2 + ΔMV1 / 2 (8)
AT_OLb1 = (AT_OHa + AT_OLa) / 2−ΔMV1 / 2 (9)
AT_OHb3 = (AT_OHa + AT_OLa) / 2 + ΔMV3 / 2 (10)
AT_OLb3 = (AT_OHa + AT_OLa) / 2−ΔMV3 / 2 (11)
上下限値算出部6は、ステップS112で算出した候補AT_OHb1,AT_OHb3と操作量上限値の初期値AT_OHaのうちの最小値を、主制御ループR2のAT実行時における操作量上限値の更新値AT_OHbとして決定すると共に、ステップS112で算出した候補AT_OLb1,AT_OLb3と操作量下限値の初期値AT_OLaのうちの最大値を、主制御ループR2のAT実行時における操作量下限値の更新値AT_OLbとして決定する(図6ステップS113)。
AT_OHb=min(AT_OHa,AT_OHb1,AT_OHb3)
・・・(12)
AT_OLb=max(AT_OLa,AT_OLb1,AT_OLb3)
・・・(13)
The upper and lower limit
AT_OHb = min (AT_OHa, AT_OHb1, AT_OHb3)
(12)
AT_OLb = max (AT_OLa, AT_OLb1, AT_OLb3)
... (13)
そして、上下限値算出部6は、AT実行部1に設定されている、主制御ループR2のAT実行時における操作量上限値の初期値AT_OHaを、更新値AT_OHbに更新すると共に、AT実行部1に設定されている、主制御ループR2のAT実行時における操作量下限値の初期値AT_OLaを、更新値AT_OLbに更新する(図6ステップS114)。以上で、オートチューニング実行装置の動作が終了する。
The upper / lower limit
上記の処理により得られた操作量上限値AT_OHbと操作量下限値AT_OLbによって、主制御ループR2以外の制御ループR1,R3の上下動幅X1,X3に対する干渉の影響率が目標のA%以下に抑えられる。したがって、ステップS100〜S108,S112〜S114の一連の処理が行なわれた後は、R1〜R3の3個の制御ループのATを同時に実行できるようになる。すなわち、エンドユーザの現場でATが再実行されるケースなどにおいて、効率よく正確なATを実行することができる。 By the operation amount upper limit value AT_OHb and the operation amount lower limit value AT_OLb obtained by the above processing, the influence rate of the interference with respect to the vertical movement widths X1 and X3 of the control loops R1 and R3 other than the main control loop R2 is less than the target A%. It can be suppressed. Therefore, after the series of processing of steps S100 to S108 and S112 to S114 is performed, AT of the three control loops R1 to R3 can be executed simultaneously. That is, in a case where AT is re-executed at the end user's site, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第1、第2の実施の形態では、「干渉を与える側の制御ループ」を、オペレータが主制御ループ登録部に登録するようにした。このような登録は、酸化拡散炉のような加熱装置の構成で、特に経験的に片側干渉が把握できる場合を想定している。同様の構成であっても、加熱装置のバリエーションでヒータサイズの異なるものについて、片側干渉が把握できない場合もある。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments, the operator registers the “control loop on the interference side” in the main control loop registration unit. Such registration assumes a configuration of a heating apparatus such as an oxidation diffusion furnace, and particularly where unilateral interference can be grasped empirically. Even with the same configuration, there is a case where the one-side interference cannot be grasped for the heaters having different heater sizes due to variations of the heating device.
そこで、AT実行部によるATを実行中に、ループ間干渉により、他の制御ループに発生する制御量PVの上下動の極大値と極小値との差を最大変動量として必ず検出し、他の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率がA%(例えば5%)以内でなければ、ATを実行した制御ループと他の制御ループとは「干渉のある関係」と判定し、ATを実行した制御ループを「干渉を与える側の制御ループ」として判定する。 Therefore, during execution of AT by the AT execution unit, the difference between the maximum value and the minimum value of the vertical movement of the control amount PV generated in the other control loop due to the inter-loop interference is always detected as the maximum fluctuation amount. If the influence rate of the interference with respect to the vertical movement width of the control loop is not within A% (for example, 5%), it is determined that the control loop that executed AT and the other control loop have “interference relationship”, and AT is executed. The determined control loop is determined as “the control loop on the side that gives interference”.
図7は本実施の形態に係るオートチューニング実行装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態のオートチューニング実行装置は、AT実行部1aと、主制御ループ登録部2aと、上下動幅検出部3aと、最大変動量検出部4aと、上限値算出部5aと、最大変動量と上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして主制御ループ登録部2aに登録する登録処理部7とを備えている。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the auto-tuning execution apparatus according to this embodiment. The auto-tuning execution apparatus of the present embodiment includes an
図8は本実施の形態のオートチューニング実行装置の動作を示すフローチャートである。まず、オートチューニング実行装置のオペレータは、ステップS101と同様に、全ての制御ループについてAT実行時の操作量上下限値の初期値をAT実行部1aに設定する(図8ステップS200)。
そして、オペレータは、AT実行部1aに対してATの起動指示を入力する(図8ステップS201)。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the auto-tuning execution apparatus of this embodiment. First, the operator of the auto-tuning execution apparatus sets the initial value of the operation amount upper and lower limit values at the time of AT execution in the
Then, the operator inputs an AT activation instruction to the
この起動指示に応じて、AT実行部1aは、制御ループR1についてATを実行する(図8ステップS202)。
上下動幅検出部3aは、ATを実行中の制御ループR1に発生した制御量PVの上下動幅X1を検出する(図8ステップS203)。そして、上下動幅検出部3aは、上下動幅X1を上限値算出部5aに登録する。
In response to this activation instruction, the
The vertical
一方、最大変動量検出部4aは、制御ループR1のATの実行中にループ間干渉により、制御ループR1以外の各制御ループR2,R3に発生する制御量PVの上下動の極大値と極小値との差を最大変動量Y2α,Y3αとして検出する(図8ステップS204)。そして、最大変動量検出部4aは、最大変動量Y2α,Y3αを上限値算出部5aに登録する。
On the other hand, the maximum fluctuation
次に、AT実行部1aは、AT未実行ループが存在するかどうかを判定する(図8ステップS205)。ここでは、制御ループR2,R3がAT未実行ループとして残っているので、AT実行部1aは、ステップS202に戻って、制御ループR2についてATを実行する。
上下動幅検出部3aは、ATを実行中の制御ループR2に発生した制御量PVの上下動幅X2を検出する(図8ステップS203)。そして、上下動幅検出部3aは、上下動幅X2を上限値算出部5aに登録する。
Next, the
The vertical
一方、最大変動量検出部4aは、制御ループR2のATの実行中にループ間干渉により、制御ループR2以外の各制御ループR1,R3に発生する制御量PVの上下動の極大値と極小値との差を最大変動量Y1β,Y3βとして検出する(図8ステップS204)。そして、最大変動量検出部4aは、最大変動量Y1β,Y3βを上限値算出部5aに登録する。
On the other hand, the maximum fluctuation
さらに、AT実行部1aは、AT未実行ループが存在するかどうかを判定する(図8ステップS205)。ここでは、制御ループR3がAT未実行ループとして残っているので、AT実行部1aは、ステップS202に戻って、制御ループR3についてATを実行する。
上下動幅検出部3aは、ATを実行中の制御ループR3に発生した制御量PVの上下動幅X3を検出する(図8ステップS203)。そして、上下動幅検出部3aは、上下動幅X3を上限値算出部5aに登録する。
Further, the
The vertical
一方、最大変動量検出部4aは、制御ループR3のATの実行中にループ間干渉により、制御ループR3以外の各制御ループR1,R2に発生する制御量PVの上下動の極大値と極小値との差を最大変動量Y1γ,Y2γとして検出する(図8ステップS204)。そして、最大変動量検出部4aは、最大変動量Y1γ,Y2γを上限値算出部5aに登録する。
On the other hand, the maximum fluctuation
全ての制御ループのATが完了し、未実行ループがなくなった場合(図8ステップS205においてNO)、登録処理部7は、最大変動量検出部4aが検出した最大変動量Y2α,Y3α,Y1β,Y3β,Y1γ,Y2γと上下動幅検出部3aが検出した上下動幅X1,X2,X3に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して主制御ループ登録部2aに登録する(図8ステップS206)。
When the ATs of all control loops are completed and there are no unexecuted loops (NO in step S205 in FIG. 8), the
まず、登録処理部7は、制御ループR1を、干渉を与える側の制御ループと仮定して、制御ループR1と他の制御ループR2,R3とが干渉のある関係かどうかを次式により判定する。
Y2α/X2>A/100 ・・・(14)
Y3α/X3>A/100 ・・・(15)
First, the
Y2α / X2> A / 100 (14)
Y3α / X3> A / 100 (15)
式(14)が成立する場合、制御ループR1の制御ループR2の上下動幅に対する干渉の影響率がA%(例えば5%)より大きいことになるので、制御ループR1は制御ループR2に対して干渉を与える側の制御ループとなる。同様に、式(15)が成立する場合、制御ループR1は制御ループR3に対して干渉を与える側の制御ループとなる。 When Expression (14) is satisfied, the influence rate of the interference with respect to the vertical movement width of the control loop R2 of the control loop R1 is larger than A% (for example, 5%). It becomes a control loop on the side that gives interference. Similarly, when Expression (15) is established, the control loop R1 is a control loop on the side that interferes with the control loop R3.
続いて、登録処理部7は、制御ループR2を、干渉を与える側の制御ループと仮定して、制御ループR2と他の制御ループR1,R3とが干渉のある関係かどうかを次式により判定する。
Y1β/X1>A/100 ・・・(16)
Y3β/X3>A/100 ・・・(17)
Subsequently, the
Y1β / X1> A / 100 (16)
Y3β / X3> A / 100 (17)
式(16)が成立する場合、制御ループR2は制御ループR1に対して干渉を与える側の制御ループとなる。同様に、式(17)が成立する場合、制御ループR2は制御ループR3に対して干渉を与える側の制御ループとなる。 When Expression (16) is established, the control loop R2 is a control loop on the side that interferes with the control loop R1. Similarly, when Expression (17) is established, the control loop R2 is a control loop on the side that interferes with the control loop R3.
さらに、登録処理部7は、制御ループR3を、干渉を与える側の制御ループと仮定して、制御ループR3と他の制御ループR1,R2とが干渉のある関係かどうかを次式により判定する。
Y1γ/X1>A/100 ・・・(18)
Y2γ/X2>A/100 ・・・(19)
Further, the
Y1γ / X1> A / 100 (18)
Y2γ / X2> A / 100 (19)
式(18)が成立する場合、制御ループR3は制御ループR1に対して干渉を与える側の制御ループとなる。同様に、式(19)が成立する場合、制御ループR3は制御ループR2に対して干渉を与える側の制御ループとなる。
こうして、各制御ループR1〜R3が干渉のある関係かどうかを判定することができる。そして、登録処理部7は、他の制御ループに対して干渉を与える側の制御ループとなり、かつ他の制御ループから干渉を受ける側の制御ループとならない制御ループが存在するかどうかを判定し、該当する制御ループが存在する場合には、この制御ループを主制御ループとして主制御ループ登録部2aに登録する。これで、登録処理部7の処理が終了する。
When Expression (18) is satisfied, the control loop R3 is a control loop on the side that interferes with the control loop R1. Similarly, when Expression (19) is established, the control loop R3 is a control loop on the side that interferes with the control loop R2.
In this way, it is possible to determine whether or not each control loop R1 to R3 has an interference relationship. Then, the
次に、上限値算出部5aは、主制御ループ登録部2aに登録された主制御ループのAT実行時の操作量上限値を算出する。まず、上限値算出部5は、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率がA%になるための、主制御ループのリミットサイクルの操作量幅ΔMVを算出する(図8ステップS207)。このステップS207の処理は図3のステップS108と同様である。例えば主制御ループがR2であるとすれば、式(1)、式(2)においてY1,Y3の代わりにY1β,Y3βを用いればよい。ステップS208,S209,S210の処理は、それぞれ図3のステップS109,S110,S111と同様である。
以上で、オートチューニング実行装置の動作が終了する。
Next, the upper
This completes the operation of the auto-tuning execution device.
こうして、本実施の形態では、片側干渉が把握できない場合であっても、主制御ループを判定して、主制御ループの操作量上限値を設定することにより、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率を目標のA%以下に抑えることができる。したがって、ステップS200〜S210の一連の処理が行なわれた後は、R1〜R3の3個の制御ループのATを同時に実行できるようになる。すなわち、エンドユーザの現場でATが再実行されるケースなどにおいて、効率よく正確なATを実行することができる。 Thus, in this embodiment, even when one-sided interference cannot be grasped, by determining the main control loop and setting the upper limit value of the operation amount of the main control loop, the control loops other than the main control loop are It is possible to suppress the influence rate of interference with respect to the moving width to a target A% or less. Therefore, after the series of processing of steps S200 to S210 is performed, AT of the three control loops R1 to R3 can be executed simultaneously. That is, in a case where AT is re-executed at the end user's site, it is possible to efficiently and accurately perform AT.
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。第3の実施の形態は第1の実施の形態の改良形態を示すものであるが、本実施の形態は第2の実施の形態の改良形態を示すものである。
図9は本実施の形態に係るオートチューニング実行装置の構成を示すブロック図であり、図7と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態のオートチューニング実行装置は、AT実行部1aと、主制御ループ登録部2aと、上下動幅検出部3aと、最大変動量検出部4aと、上下限値算出部6aと、登録処理部7とを備えている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Although the third embodiment shows an improved form of the first embodiment, this embodiment shows an improved form of the second embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the auto-tuning execution apparatus according to the present embodiment. The same components as those in FIG. The auto-tuning execution apparatus of the present embodiment includes an
図10は本実施の形態のオートチューニング実行装置の動作を示すフローチャートである。ステップS200〜S206までの処理は第3の実施の形態と同じである。また、ステップS207の処理も上限値算出部5aの代わりに、上下限値算出部6aが行う点を除いて第3の実施の形態と同じなので、説明は省略する。
ステップS211,S212,S213の処理は、それぞれ図6のステップS112,S113,S114と同様である。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the auto-tuning execution apparatus of this embodiment. The processing from step S200 to S206 is the same as that in the third embodiment. Further, the processing in step S207 is the same as that of the third embodiment except that the upper / lower limit value calculation unit 6a performs the process instead of the upper limit
The processes of steps S211, S212, and S213 are the same as steps S112, S113, and S114 of FIG. 6, respectively.
こうして、本実施の形態では、片側干渉が把握できない場合であっても、主制御ループを判定して、主制御ループの操作量上限値と操作量下限値とを設定することにより、主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率を目標のA%以下に抑えることができる。 Thus, in the present embodiment, even when the one-sided interference cannot be grasped, the main control loop is determined, and the main control loop is set by setting the operation amount upper limit value and the operation amount lower limit value of the main control loop. The influence rate of the interference with respect to the vertical movement width of the control loop other than can be suppressed to a target A% or less.
なお、第3、第4の実施の形態において、登録処理部7は、双方向に「干渉のある関係」となる状態が抽出された場合、すなわち他の制御ループに対して干渉を与える側の制御ループとなり、かつ他の制御ループから干渉を受ける側の制御ループとならない制御ループが存在しない場合、片側干渉の制御対象ではないことをオペレータに通知する。この場合、上限値算出部5aまたは上下限値算出部6aの処理は省略される。
Note that, in the third and fourth embodiments, the
第1〜第4の実施の形態で説明したオートチューニング実行装置は、CPU、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1〜第4の実施の形態で説明した処理を実行する。 The auto-tuning execution apparatus described in the first to fourth embodiments can be realized by a computer having a CPU, a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. The CPU executes the processes described in the first to fourth embodiments in accordance with a program stored in the storage device.
本発明は、マルチループ制御系において、操作量振幅が一定のリミットサイクルを発生させて各制御ループのコントローラの制御パラメータを設定するリミットサイクル方式のオートチューニングを実行する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a technique for executing limit cycle type auto-tuning in which a control cycle of a controller of each control loop is set by generating a limit cycle having a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system.
1,1a…AT実行部、2,2a…主制御ループ登録部、3,3a…上下動幅検出部、4,4a…最大変動量検出部、5,5a…上限値算出部、6,6a…上下限値算出部、7…登録処理部。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、
干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶する主制御ループ登録手段と、
前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、
前記主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出手段とを備えることを特徴とするオートチューニング実行装置。 An auto-tuning execution device that performs limit cycle type auto-tuning (AT) that generates a limit cycle with a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and sets a control parameter of a controller of each control loop,
AT execution means for performing limit cycle AT;
Main control loop registration means for preliminarily storing a control loop on the side giving interference as a main control loop;
A vertical movement width detecting means for detecting a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during AT execution of a control loop other than the main control loop;
Maximum fluctuation amount detecting means for detecting the maximum fluctuation amount of the control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop;
Auto tuning execution, comprising: an upper limit value calculating means for calculating an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width and setting the upper limit value in the AT execution means apparatus.
リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、
干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶する主制御ループ登録手段と、
前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、
前記主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出手段とを備えることを特徴とするオートチューニング実行装置。 An auto-tuning execution device that performs limit cycle type auto-tuning (AT) that generates a limit cycle with a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and sets a control parameter of a controller of each control loop,
AT execution means for performing limit cycle AT;
Main control loop registration means for preliminarily storing a control loop on the side giving interference as a main control loop;
A vertical movement width detecting means for detecting a vertical movement width of a control amount generated in the control loop during AT execution of a control loop other than the main control loop;
Maximum fluctuation amount detecting means for detecting the maximum fluctuation amount of the control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop;
Upper / lower limit value calculating means for calculating an operation amount upper limit value and an operation amount lower limit value at the time of AT execution of the main control loop based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width and setting the operation amount upper limit value in the AT execution means. Auto tuning execution device characterized by
リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、
主制御ループを記憶する主制御ループ登録手段と、
AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、
AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして前記主制御ループ登録手段に登録する登録処理手段と、
前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出手段とを備えることを特徴とするオートチューニング実行装置。 An auto-tuning execution device that performs limit cycle type auto-tuning (AT) that generates a limit cycle with a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and sets a control parameter of a controller of each control loop,
AT execution means for performing limit cycle AT;
Main control loop registration means for storing the main control loop;
A vertical movement width detecting means for detecting a vertical movement width of a control amount generated in a control loop during AT execution;
Maximum fluctuation amount detecting means for detecting the maximum fluctuation amount of the control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the control loop that is performing AT;
One-side interference is determined based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width, a control loop on the side that gives interference is determined, and a registration processing unit that registers the control loop as a main control loop in the main control loop registration unit; ,
Based on the maximum fluctuation amount detected during AT execution of the main control loop and the vertical movement width detected during AT execution of control loops other than the main control loop, the operation amount upper limit at the time of AT execution of the main control loop An auto-tuning execution apparatus, comprising: an upper limit calculation unit that calculates a value and sets the value in the AT execution unit.
リミットサイクル方式のATを実行するAT実行手段と、
主制御ループを記憶する主制御ループ登録手段と、
AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出手段と、
AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出手段と、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして前記主制御ループ登録手段に登録する登録処理手段と、
前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出手段とを備えることを特徴とするオートチューニング実行装置。 An auto-tuning execution device that performs limit cycle type auto-tuning (AT) that generates a limit cycle with a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and sets a control parameter of a controller of each control loop,
AT execution means for performing limit cycle AT;
Main control loop registration means for storing the main control loop;
A vertical movement width detecting means for detecting a vertical movement width of a control amount generated in a control loop during AT execution;
Maximum fluctuation amount detecting means for detecting the maximum fluctuation amount of the control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the control loop that is performing AT;
One-side interference is determined based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width, a control loop on the side that gives interference is determined, and a registration processing unit that registers the control loop as a main control loop in the main control loop registration unit; ,
Based on the maximum fluctuation amount detected during AT execution of the main control loop and the vertical movement width detected during AT execution of control loops other than the main control loop, the operation amount upper limit at the time of AT execution of the main control loop An auto-tuning execution apparatus, comprising: upper and lower limit value calculating means for calculating a value and an operation amount lower limit value and setting the same in the AT execution means.
前記上限値算出手段は、
前記最大変動量と前記上下動幅と前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の初期値と前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の初期値に基づいて、前記主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率が所定値になるための、前記主制御ループのリミットサイクルの操作量幅を算出する操作量幅算出手段と、
前記操作量幅に基づいて前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の候補値を算出する候補値算出手段と、
前記候補値と前記操作量上限値の初期値のうちの最小値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の更新値とする更新値決定手段とからなることを特徴とするオートチューニング実行装置。 In the auto tuning execution device according to claim 1 or 3,
The upper limit calculation means
Based on the maximum fluctuation amount, the vertical movement width, the initial value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop, and the initial value of the operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop, the main control An operation amount width calculating means for calculating an operation amount width of a limit cycle of the main control loop so that an influence rate of interference on a vertical movement width of a control loop other than the loop becomes a predetermined value;
Candidate value calculation means for calculating a candidate value of an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop based on the operation amount range;
And an update value determining means for setting a minimum value of the candidate value and the initial value of the operation amount upper limit value as an update value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop. Tuning execution device.
前記上下限値算出手段は、
前記最大変動量と前記上下動幅と前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の初期値と前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の初期値に基づいて、前記主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率が所定値になるための、前記主制御ループのリミットサイクルの操作量幅を算出する操作量幅算出手段と、
前記操作量幅に基づいて前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値の各々の候補値を算出する候補値算出手段と、
前記操作量上限値の候補値と前記操作量上限値の初期値のうちの最小値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の更新値とすると共に、前記操作量下限値の候補値と前記操作量下限値の初期値のうちの最大値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の更新値とする更新値決定手段とからなることを特徴とするオートチューニング実行装置。 In the auto tuning execution device according to claim 2 or 4,
The upper and lower limit value calculating means includes:
Based on the maximum fluctuation amount, the vertical movement width, the initial value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop, and the initial value of the operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop, the main control An operation amount width calculating means for calculating an operation amount width of a limit cycle of the main control loop so that an influence rate of interference on a vertical movement width of a control loop other than the loop becomes a predetermined value;
Candidate value calculation means for calculating each candidate value of an operation amount upper limit value and an operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop based on the operation amount range;
The minimum value among the candidate value of the manipulated variable upper limit value and the initial value of the manipulated variable upper limit value is set as an updated value of the manipulated variable upper limit value during AT execution of the main control loop, and the manipulated variable lower limit value Auto-tuning comprising: an update value determining means for setting a maximum value of the candidate value and the initial value of the manipulated variable lower limit value as an updated value of the manipulated variable lower limit value during AT execution of the main control loop. Execution device.
AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、
干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶している主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、
前記主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出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実行方法。 An auto tuning execution method for executing limit cycle type auto tuning (AT) for generating a limit cycle having a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and setting a control parameter of a controller of each control loop,
An AT execution step for sequentially executing ATs of a plurality of control loops one by one by the AT execution means;
The main control loop is recognized by referring to the main control loop registration means that stores the interference control side control loop in advance as the main control loop, and this control loop is executed during AT execution of control loops other than the main control loop. A vertical movement detection step for detecting the vertical movement width of the control amount generated in
The main control loop is recognized with reference to the main control loop registration means, and the maximum fluctuation amount of the control amount generated by the inter-loop interference is detected in the control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop. A maximum variation detection step;
Auto-tuning execution comprising: an upper limit calculation step for calculating an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width and setting the operation amount upper limit value in the AT execution means Method.
AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、
干渉を与える側の制御ループを主制御ループとして予め記憶している主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に、この制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、
前記主制御ループ登録手段を参照して前記主制御ループを認識し、主制御ループのAT実行中に主制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出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実行方法。 An auto tuning execution method for executing limit cycle type auto tuning (AT) for generating a limit cycle having a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and setting a control parameter of a controller of each control loop,
An AT execution step for sequentially executing ATs of a plurality of control loops one by one by the AT execution means;
The main control loop is recognized by referring to the main control loop registration means that stores the interference control side control loop in advance as the main control loop, and this control loop is executed during AT execution of control loops other than the main control loop. A vertical movement detection step for detecting the vertical movement width of the control amount generated in
The main control loop is recognized with reference to the main control loop registration means, and the maximum fluctuation amount of the control amount generated by the inter-loop interference is detected in the control loop other than the main control loop during AT execution of the main control loop. A maximum variation detection step;
An upper / lower limit value calculating step for calculating an operation amount upper limit value and an operation amount lower limit value at the time of AT execution of the main control loop based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width and setting the operation amount lower limit value in the AT execution means; Auto tuning execution method characterized by this.
AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、
AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、
AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして主制御ループ登録手段に登録する登録処理ステップと、
前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値を算出して前記AT実行手段に設定する上限値算出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実行方法。 An auto tuning execution method for executing limit cycle type auto tuning (AT) for generating a limit cycle having a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and setting a control parameter of a controller of each control loop,
An AT execution step for sequentially executing ATs of a plurality of control loops one by one by the AT execution means;
A vertical movement detection step for detecting a vertical movement width of a control amount generated in a control loop during AT execution;
A maximum fluctuation amount detecting step for detecting a maximum fluctuation amount of a control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the control loop that is performing AT;
A registration processing step of determining one-sided interference based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width, determining a control loop on the side that gives interference, and registering this control loop as a main control loop in a main control loop registration unit;
Based on the maximum fluctuation amount detected during AT execution of the main control loop and the vertical movement width detected during AT execution of control loops other than the main control loop, the operation amount upper limit at the time of AT execution of the main control loop An auto-tuning execution method, comprising: an upper limit calculation step for calculating a value and setting the value in the AT execution means.
AT実行手段により複数の制御ループのATを1つずつ順次実行するAT実行ステップと、
AT実行中の制御ループに発生した制御量の上下動幅を検出する上下動幅検出ステップと、
AT実行中の制御ループ以外の制御ループに、ループ間干渉によって発生した制御量の最大変動量を検出する最大変動量検出ステップと、
前記最大変動量と前記上下動幅に基づき片側干渉を判定し、干渉を与える側の制御ループを判定して、この制御ループを主制御ループとして主制御ループ登録手段に登録する登録処理ステップと、
前記主制御ループのAT実行中に検出した前記最大変動量と前記主制御ループ以外の制御ループのAT実行中に検出した前記上下動幅に基づき、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値とを算出して前記AT実行手段に設定する上下限値算出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実行方法。 An auto tuning execution method for executing limit cycle type auto tuning (AT) for generating a limit cycle having a constant operation amount amplitude in a multi-loop control system and setting a control parameter of a controller of each control loop,
An AT execution step for sequentially executing ATs of a plurality of control loops one by one by the AT execution means;
A vertical movement detection step for detecting a vertical movement width of a control amount generated in a control loop during AT execution;
A maximum fluctuation amount detecting step for detecting a maximum fluctuation amount of a control amount caused by inter-loop interference in a control loop other than the control loop that is performing AT;
A registration processing step of determining one-sided interference based on the maximum fluctuation amount and the vertical movement width, determining a control loop on the side that gives interference, and registering this control loop as a main control loop in a main control loop registration unit;
Based on the maximum fluctuation amount detected during AT execution of the main control loop and the vertical movement width detected during AT execution of control loops other than the main control loop, the operation amount upper limit at the time of AT execution of the main control loop And an upper / lower limit value calculating step for calculating a value and an operation amount lower limit value and setting the upper limit value and the lower limit value in the AT execution means.
前記上限値算出ステップは、
前記最大変動量と前記上下動幅と前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の初期値と前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の初期値に基づいて、前記主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率が所定値になるための、前記主制御ループのリミットサイクルの操作量幅を算出する操作量幅算出ステップと、
前記操作量幅に基づいて前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の候補値を算出する候補値算出ステップと、
前記候補値と前記操作量上限値の初期値のうちの最小値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の更新値とする更新値決定ステップとからなることを特徴とするオートチューニング実行方法。 The auto-tuning execution method according to claim 7 or 9,
The upper limit calculation step includes
Based on the maximum fluctuation amount, the vertical movement width, the initial value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop, and the initial value of the operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop, the main control An operation amount width calculating step for calculating an operation amount width of a limit cycle of the main control loop so that an influence rate of interference on a vertical movement width of a control loop other than the loop becomes a predetermined value;
A candidate value calculating step of calculating a candidate value of an operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop based on the operation amount range;
And an update value determining step in which the minimum value of the candidate value and the initial value of the operation amount upper limit value is used as an update value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop. Tuning execution method.
前記上下限値算出ステップは、
前記最大変動量と前記上下動幅と前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の初期値と前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の初期値に基づいて、前記主制御ループ以外の制御ループの上下動幅に対する干渉の影響率が所定値になるための、前記主制御ループのリミットサイクルの操作量幅を算出する操作量幅算出ステップと、
前記操作量幅に基づいて前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値と操作量下限値の各々の候補値を算出する候補値算出ステップと、
前記操作量上限値の候補値と前記操作量上限値の初期値のうちの最小値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量上限値の更新値とすると共に、前記操作量下限値の候補値と前記操作量下限値の初期値のうちの最大値を、前記主制御ループのAT実行時における操作量下限値の更新値とする更新値決定ステップとからなることを特徴とするオートチューニング実行方法。 In the auto-tuning execution method according to claim 8 or 10,
The upper / lower limit value calculating step includes:
Based on the maximum fluctuation amount, the vertical movement width, the initial value of the operation amount upper limit value during AT execution of the main control loop, and the initial value of the operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop, the main control An operation amount width calculating step for calculating an operation amount width of a limit cycle of the main control loop so that an influence rate of interference on a vertical movement width of a control loop other than the loop becomes a predetermined value;
A candidate value calculating step of calculating each candidate value of an operation amount upper limit value and an operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop based on the operation amount range;
The minimum value among the candidate value of the manipulated variable upper limit value and the initial value of the manipulated variable upper limit value is set as an updated value of the manipulated variable upper limit value during AT execution of the main control loop, and the manipulated variable lower limit value An auto-tuning comprising: an update value determining step in which a maximum value of the candidate value and the initial value of the operation amount lower limit value is an update value of the operation amount lower limit value during AT execution of the main control loop. Execution method.
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---|---|---|---|---|
JPH02213903A (en) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Omron Tateisi Electron Co | Controller |
JP2000183072A (en) * | 1998-10-07 | 2000-06-30 | Kokusai Electric Co Ltd | Semiconductor production apparatus and method of controling temperature of the same |
JP2003330504A (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | Yamatake Corp | Control apparatus |
JP2008102743A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Yamatake Corp | Automatic tuning device and automatic tuning method |
JP2008262492A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment device, automatic adjustment method for control constant and storage medium |
JP2009199220A (en) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Yamatake Corp | Parameter adjusting device and adjusting method |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02213903A (en) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Omron Tateisi Electron Co | Controller |
JP2000183072A (en) * | 1998-10-07 | 2000-06-30 | Kokusai Electric Co Ltd | Semiconductor production apparatus and method of controling temperature of the same |
JP2003330504A (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | Yamatake Corp | Control apparatus |
JP2008102743A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Yamatake Corp | Automatic tuning device and automatic tuning method |
JP2008262492A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment device, automatic adjustment method for control constant and storage medium |
JP2009199220A (en) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Yamatake Corp | Parameter adjusting device and adjusting method |
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