JP2014035664A - 制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置は、操作量MVを算出する制御演算部1と、操作量MVに対し、操作量上限値OHにより上限リミット処理を行なう上限リミット処理部2と、操作量上限値OHnを記憶する第1記憶部3と、操作量上限値OHx(0<OHx<OHn)を記憶する第2記憶部4と、スリープモード以外のモードでは、操作量上限値OHnを上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定し、スリープモードでは、操作量上限値OHxを操作量上限値OHとして設定する上限値設定部5と、スリープモードの開始を指示する信号が入力されたときに、スリープモードで制御を行うことを上限値設定部5に通知するスリープ指示部6とを備えている。
【選択図】 図1
Description
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記スリープモード以外のモードとは、制御対象を加熱するヒータと制御対象の温度を制御量PVとして計測する温度センサとを備えた制御系において、制御量PVを設定値SPに維持する制御動作を継続しているモードである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記決定手段は、電力削減目標に基づく倍率α(α<1.0)を、前記平均的な操作量MVmに乗じて前記操作量上限値OHxを決定することを特徴とするものである。
市販の温調計などは、一般的なパラメータとして操作量下限値OL、操作量上限値OHを備える。この操作量下限値OL、操作量上限値OHは、PID制御演算の積分動作に対するアンチリセットワインドアップ処理の指標としても利用されるが、基本的には算出された操作量MVに対するリミット処理の指標なので、操作量下限値OLと操作量上限値OHを変更しても、PID制御ループの周波数特性に影響のないまま、可制御状態を継続できる。また、操作量下限値OLと操作量上限値OHを変更することは、操作量MVに対する直接的な処理でもある。
スリープ中に設定すべき操作量上限値OHxについては、精密調整する必要はないにしても、概ね適度な値が必要である。また、製造装置や製造工程次第で、適度な値は異なると考えられる。
エネルギー管理の観点から言えば、スリープモードに移行せずに待機状態を継続する場合の平均的な操作量MVに対して、特定割合の電力削減率が見通せるのが好ましい。したがって、待機時間中に高温状態を維持する制御動作を継続し、そのときの平均的な操作量MVmの値を指標にすれば、操作量上限値OHxを自動決定できる。例えば、スリープモードによる待機時間中の電力削減目標が30%であれば、OHx=0.7MVxというように自動決定できる。
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応するものである。図1は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置は、操作量MVを算出する制御演算部1と、制御演算部1で算出された操作量MVに対し、操作量上限値OHにより上限リミット処理を行なう上限リミット処理部2と、スリープモード以外のモードで適用される操作量上限値OHnを予め記憶する第1記憶部3と、スリープモードで適用される操作量上限値OHx(0<OHx<OHn)を予め記憶する第2記憶部4と、スリープモード以外のモードでは、操作量上限値OHnを上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定し、スリープモードでは、操作量上限値OHxを上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定する上限値設定部5と、スリープモードの開始を指示する信号が入力されたときに、スリープモードで制御を行うことを上限値設定部5に通知し、スリープモードの停止を指示する信号が入力されたときに、スリープモード以外のモードで制御を行うことを上限値設定部5に通知するスリープ指示部6とを備えている。
なお、制御装置には、通常、操作量MVを下限リミット処理する下限リミット処理部も備えられているが、本発明においては必須の構成要件ではないので、下限リミット処理部の記載を省略している。
スリープ指示部6は、装置の稼働(スリープモードの停止)を指示する信号が外部から入力されると(図2ステップS1においてYES)、通常の稼働状態で制御を行うことを上限値設定部5に通知する。装置の稼働(スリープモードの停止)を指示する信号は、例えば半導体製造装置のオペレータの操作によって入力される。
制御演算部1は、例えば半導体製造装置のオペレータが設定した設定値SPと半導体製造装置の温度センサ103によって計測された制御量PV(温度計測値)に基づいて、周知のPID制御演算により操作量MVを算出する(ステップS3)。
以上のようなステップS3,S4の処理が、スリープモードになるか(ステップS5においてYES)、半導体製造装置の動作が終了するまで(ステップS6においてYES)、制御周期毎に繰り返し実行される。
スリープ指示部6は、スリープモードの開始(待機状態)を指示する信号が外部から入力されると(図2ステップS5においてYES)、スリープモードで制御を行うことを上限値設定部5に通知する。スリープモードの開始(待機状態)を指示する信号は、例えば半導体製造装置のオペレータの操作によって入力される。
制御演算部1は、ステップS3と同様に操作量MVを算出する(ステップS8)。
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、上記発明の原理2に対応するものである。図4は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の制御装置は、制御演算部1と、上限リミット処理部2と、第1記憶部3と、第2記憶部4と、スリープモード以外のモードでは、操作量上限値OHnを上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定し、スリープモードでは、操作量上限値OHxを上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定し、後述する自動決定指示部9から通知を受けたときには、操作量上限値OHnを上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定する上限値設定部5aと、スリープ指示部6と、スリープモード以外の代表的な状態(例えば待機時間中に高温状態を維持する制御動作を継続している状態)における平均的な操作量MVmを検出する操作量検出部7と、平均的な操作量MVmに基づいて操作量上限値OHxを決定し、第2記憶部4に記憶させる自動決定部8と、操作量上限値OHxの決定処理の実行を指示する信号が入力されたときに、決定処理を実行することを操作量検出部7と上限値設定部5aと自動決定部8とに通知する自動決定指示部9とを備えている。
スリープ指示部6は、スリープモードの開始(待機状態)を指示する信号が外部から入力されると(図5ステップS5においてYES)、スリープモードで制御を行うことを上限値設定部5aに通知する。
自動決定処理の実行を指示する信号が入力されない場合には、第1の実施の形態と同様の処理が実行されるが、ここではオペレータの操作などにより自動決定処理の実行を指示する信号が外部から入力されるものとする。
自動決定処理を実行する場合、上限値設定部5aは、第1記憶部3に予め記憶されている操作量上限値OHnを、上限リミット処理部2で使用する操作量上限値OHとして設定する(ステップS13)。
MVm=MV/(1+Ts) ・・・(1)
式(1)において、Tは予め定められたダンピング時定数、sはラプラス演算子である。ダンピング時定数Tは、操作量MVの十分な平滑化・平均化になるように適宜調整しておけばよい。
OHx=αMVm ・・・(2)
式(2)において、αは予め定められた倍率である(α<1.0)。倍率αは、電力削減目標に基づき設定しておけばよい。
以上のようなステップS14〜S18の処理が、装置の稼働を指示する信号が外部から入力されるか(ステップS19においてYES)、半導体製造装置の動作が終了するまで(ステップS20においてYES)、制御周期毎に繰り返し実行される。装置の稼働を指示する信号が外部から入力された場合には(ステップS19においてYES)、ステップS2に戻る。
以上のように、本実施の形態では、平均的な操作量MVmに基づいて操作量上限値OHxを決定することにより、消費電力削減効果を見通すことができる適度な値の操作量上限値OHxを自動決定できる。
Claims (8)
- 制御量PVと外部から入力された設定値SPに基づいて操作量MVを算出する制御演算手段と、
この制御演算手段で算出された操作量MVを操作量上限値OH以下の値に制限する上限リミット処理を行って上限リミット処理後の操作量MVを制御対象に出力する上限リミット処理手段と、
スリープモード以外のモードで適用される操作量上限値OHnを予め記憶する第1記憶手段と、
スリープモードで適用される操作量上限値OHx(0<OHx<OHn)を予め記憶する第2記憶手段と、
スリープモード以外のモードでは、前記操作量上限値OHnを前記上限リミット処理手段で使用する操作量上限値OHとして設定し、スリープモードでは、前記操作量上限値OHxを前記上限リミット処理手段で使用する操作量上限値OHとして設定する上限値設定手段と、
スリープモードの開始を指示する信号が入力されたときに、スリープモードで制御を行うことを前記上限値設定手段に通知し、スリープモードの停止を指示する信号が入力されたときに、スリープモード以外のモードで制御を行うことを前記上限値設定手段に通知するスリープ指示手段とを備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項1記載の制御装置において、
さらに、スリープモード以外のモードにおける平均的な操作量MVである操作量MVmを検出する操作量検出手段と、
前記平均的な操作量MVmに基づいて前記操作量上限値OHxを決定し、前記第2記憶手段に記憶させる決定手段と、
操作量上限値OHxの決定処理の実行を指示する信号が入力されたときに、決定処理を実行することを前記操作量検出手段と前記上限値設定手段と前記決定手段とに通知する自動決定指示手段とを備え、
前記上限値設定手段は、前記自動決定指示手段から通知を受けたときに、前記操作量上限値OHnを前記上限リミット処理手段で使用する操作量上限値OHとして設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1または2記載の制御装置において、
前記スリープモード以外のモードとは、制御対象を加熱するヒータと制御対象の温度を制御量PVとして計測する温度センサとを備えた制御系において、制御量PVを設定値SPに維持する制御動作を継続しているモードであることを特徴とする制御装置。 - 請求項2記載の制御装置において、
前記決定手段は、電力削減目標に基づく倍率α(α<1.0)を、前記平均的な操作量MVmに乗じて前記操作量上限値OHxを決定することを特徴とする制御装置。 - 制御量PVと外部から入力された設定値SPに基づいて操作量MVを算出する制御演算ステップと、
この制御演算ステップで算出した操作量MVを操作量上限値OH以下の値に制限する上限リミット処理を行って上限リミット処理後の操作量MVを制御対象に出力する上限リミット処理ステップと、
スリープモードの開始を指示する信号が入力されたときに、スリープモードで制御を行うことを認識し、スリープモードの停止を指示する信号が入力されたときに、スリープモード以外のモードで制御を行うことを認識するスリープ認識ステップと、
このスリープ認識ステップの認識結果に応じて、スリープモード以外のモードでは、第1記憶手段に予め記憶されている操作量上限値OHnを前記上限リミット処理ステップで使用する操作量上限値OHとして設定し、スリープモードでは、第2記憶手段に予め記憶されている操作量上限値OHx(0<OHx<OHn)を前記上限リミット処理ステップで使用する操作量上限値OHとして設定する上限値設定ステップとを備えることを特徴とする制御方法。 - 請求項5記載の制御方法において、
さらに、操作量上限値OHxの決定処理の実行を指示する信号が入力されたときに、決定処理を実行することを認識する自動決定処理認識ステップと、
この自動決定処理認識ステップの認識結果に応じて、決定処理を実行するときに、スリープモード以外のモードにおける平均的な操作量MVである操作量MVmを検出する操作量検出ステップと、
前記平均的な操作量MVmに基づいて前記操作量上限値OHxを決定し、前記第2記憶手段に記憶させる決定ステップとを備え、
前記上限値設定ステップは、決定処理を実行するときに、前記操作量上限値OHnを前記上限リミット処理ステップで使用する操作量上限値OHとして設定することを特徴とする制御方法。 - 請求項5または6記載の制御方法において、
前記スリープモード以外のモードとは、制御対象を加熱するヒータと制御対象の温度を制御量PVとして計測する温度センサとを備えた制御系において、制御量PVを設定値SPに維持する制御動作を継続しているモードであることを特徴とする制御方法。 - 請求項6記載の制御方法において、
前記決定ステップは、電力削減目標に基づく倍率α(α<1.0)を、前記平均的な操作量MVmに乗じて前記操作量上限値OHxを決定することを特徴とする制御方法。
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