JP2022061660A - Controller and method for control - Google Patents

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Abstract

To automatically determine the width of determining a setting according to the nature unique to a transient state of control.SOLUTION: A controller includes: an operation amount calculation unit 1 for calculating an operation amount on the basis of a set value and a control amount and outputting the operation amount to a control target; a setting determination width storing unit 2 for storing a setting determination width; a state determination unit 3 for determining the state of a control system on the basis of the setting determination width; an overshoot amount detection unit 4 for detecting an overshoot amount in making the control amount follow a set value in association with change of the set value; and a setting determination width changing unit 5 for changing the setting determination width stored in the setting determination width storing unit 2 on the basis of the overshoot amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、制御系の状態を判定する機能を備えた制御装置および制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control device and a control method having a function of determining the state of a control system.

図9のような加熱装置に適用されるフィードバック制御系(例えば温調計によるPID制御系)の状態判定の指標として、設定値整定時間率が実用されている(特許文献1参照)。図9の加熱装置は、処理対象のワークを加熱する加熱処理炉100と、電気ヒータ101と、加熱処理炉100内の温度を計測する温度センサ102と、加熱処理炉100内の温度を制御する温調計103と、電力調整器104と、電力供給回路105と、加熱装置全体を制御するPLC(Programmable Logic Controller)106とから構成される。温調計103は、温度センサ102が計測した温度PV(制御量)が温度設定値SPと一致するように操作量MVを算出する。電力調整器104は、操作量MVに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路105を通じて電気ヒータ101に供給する。 A set value setting time rate is put into practical use as an index for determining the state of a feedback control system (for example, a PID control system using a temperature controller) applied to a heating device as shown in FIG. 9 (see Patent Document 1). The heating device of FIG. 9 controls a heat treatment furnace 100 that heats the work to be processed, an electric heater 101, a temperature sensor 102 that measures the temperature inside the heat treatment furnace 100, and a temperature inside the heat treatment furnace 100. It is composed of a temperature controller 103, a power regulator 104, a power supply circuit 105, and a PLC (Programmable Logic Controller) 106 that controls the entire heating device. The temperature controller 103 calculates the operation amount MV so that the temperature PV (control amount) measured by the temperature sensor 102 matches the temperature set value SP. The power regulator 104 determines the electric power according to the operation amount MV, and supplies the determined electric power to the electric heater 101 through the electric power supply circuit 105.

設定値整定時間率は、制御量PVが設定値SP近傍の整定判定幅に入っている時間の割合である。設定値整定時間率を検出することにより、制御の整定に関する不具合を検知したり予知したりすることができる。
特許文献1に開示された技術では、設定値整定時間率を算出するための整定判定幅を設定する必要がある。具体的には、初期状態において整定判定幅の候補を複数設定し、各々の整定判定幅の候補について設定値整定時間率を算出し、複数の整定判定幅の候補中から適度な設定値整定時間率を与える整定判定幅を選ぶという手順で設定している。
The set value settling time rate is the ratio of the time during which the control amount PV is within the settling determination width in the vicinity of the set value SP. By detecting the set value setting time rate, it is possible to detect or predict a problem related to control setting.
In the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to set a settling determination width for calculating a set value settling time rate. Specifically, a plurality of candidates for the settling judgment width are set in the initial state, the set value settling time rate is calculated for each candidate for the settling judgment width, and an appropriate set value settling time is selected from among the candidates for the plurality of settling judgment widths. It is set by the procedure of selecting the settling judgment width that gives the rate.

例えば図10の例では、設定値SPと制御量PVとの差の絶対値|SP-PV|が整定判定幅候補α1(例えばα1=3℃)以内にある整定時間TS1と、|SP-PV|が整定判定幅候補α2(例えばα2=2℃)以内にある整定時間TS2と、|SP-PV|が整定判定幅候補α3(例えばα3=1℃)以内にある整定時間TS3とを計測している。整定時間TS1,TS2,TS3をそれぞれ温調計が制御動作を実行している状態の経過時間で割ることにより、整定判定幅候補α1,α2,α3の各々について設定値整定時間率RS1,RS2,RS3を算出することができる。そして、設定値整定時間率RS1,RS2,RS3のうち最適な設定値整定時間率を与える整定判定幅候補を整定判定幅として確定する。なお、特許文献1によれば、確定する整定判定幅は1段階に限る必要はなく、複数の組合せでもよいし、図10の例の3段階を組合せるように確定してもよい。 For example, in the example of FIG. 10, the settling time TS1 and | SP-PV | in which the absolute value | SP-PV | of the difference between the set value SP and the controlled variable PV is within the settling determination width candidate α1 (for example, α1 = 3 ° C.) The settling time TS2 in which | is within the settling judgment width candidate α2 (for example, α2 = 2 ° C.) and the settling time TS3 in which | SP-PV | is within the settling judgment width candidate α3 (for example, α3 = 1 ° C.) are measured. ing. By dividing the settling time TS1, TS2, and TS3 by the elapsed time of the state in which the temperature controller is executing the control operation, the set value settling time rate RS1, RS2 for each of the settling judgment width candidates α1, α2, and α3. RS3 can be calculated. Then, the settling determination width candidate that gives the optimum set value settling time rate among the set value settling time rates RS1, RS2, and RS3 is determined as the settling determination width. According to Patent Document 1, the settling determination width to be determined does not have to be limited to one stage, and may be a combination of a plurality of stages, or may be determined so as to combine the three stages of the example of FIG.

以上のような特許文献1の処理により整定判定幅が設定された後であっても、状況によって整定判定幅が不適切になることがある。具体的には、制御の過渡状態については過渡状態特有の性質に応じて整定判定幅を決定して設定値整定時間率を算出することが好ましいが、特許文献1に開示された技術では、過渡状態特有の性質について考慮しておらず、整定判定幅が不適切になる場合があり得る。整定判定幅が不適切になると、過渡状態の制御性能に関して誤った判定が起こる可能性があるので、改善が求められている。 Even after the settling determination width is set by the process of Patent Document 1 as described above, the settling determination width may become inappropriate depending on the situation. Specifically, regarding the transitional state of control, it is preferable to determine the settling determination width according to the property peculiar to the transient state and calculate the set value settling time rate, but in the technique disclosed in Patent Document 1, the transient state is used. The settling judgment width may be inappropriate without considering the property peculiar to the state. If the settling determination width becomes inappropriate, an erroneous determination may occur regarding the control performance in the transition state, so improvement is required.

特開2015-069612号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-06612

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、制御の過渡状態特有の性質に応じて整定判定幅を自動決定することができる制御装置および制御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 problems, and an object of the present invention is to provide a control device and a control method capable of automatically determining a settling determination width according to a property peculiar to a transitional state of control.

本発明の制御装置は、設定値と制御量に基づき操作量を算出して制御対象に出力するように構成された操作量算出部と、整定判定幅を記憶するように構成された整定判定幅記憶部と、前記整定判定幅に基づき制御系の状態を判定するように構成された状態判定部と、前記設定値の変更に伴う前記設定値への前記制御量の追従におけるオーバーシュート量を検出するように構成されたオーバーシュート量検出部と、前記オーバーシュート量に基づいて、前記整定判定幅記憶部に記憶されている整定判定幅を変更するように構成された整定判定幅変更部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記状態判定部は、前記操作量算出部による制御動作を実行している状態の経過時間を計測するように構成された経過時間計測部と、前記設定値と前記制御量との差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測するように構成された整定時間計測部と、前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出するように構成された整定時間率算出部と、前記設定値整定時間率を記憶するように構成された整定時間率記憶部と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶部への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするように構成されたリセット部とを備えることを特徴とするものである。
The control device of the present invention has an operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount based on a set value and a control amount and output it to a controlled object, and a settling determination width configured to store a settling determination width. A storage unit, a state determination unit configured to determine the state of the control system based on the settling determination width, and an overshoot amount in following the control amount to the set value due to a change in the set value are detected. An overshoot amount detection unit configured to change the overshoot amount, and a settling determination width changing unit configured to change the settling determination width stored in the settling determination width storage unit based on the overshoot amount. It is characterized by being prepared.
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the state determination unit includes an elapsed time measuring unit configured to measure the elapsed time of the state in which the control operation by the operation amount calculation unit is being executed. When the settling time measuring unit configured to measure the settling time in which the difference between the set value and the controlled amount is within the settling determination width and the elapsed time reaches a predetermined reference elapsed time. A settling time rate calculation unit configured to calculate a set value settling time rate from the elapsed time and the settling time, a settling time rate storage unit configured to store the set value settling time rate, and an external unit. When a reset signal is received from, or after the set value settling time rate is registered in the settling time rate storage unit, the elapsed time being measured and the resetting unit configured to reset the settling time to zero are provided. It is characterized by being prepared.

また、本発明の制御装置の1構成例は、前記整定時間率記憶部に記憶された設定値整定時間率と予め規定された閾値とを比較することにより、制御系の状態を判定するように構成された判定部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記整定判定幅変更部は、前記オーバーシュート量に予め規定された比例定数を乗算することにより、変更後の前記整定判定幅を決定することを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the state of the control system is determined by comparing the set value settling time rate stored in the settling time rate storage unit with a predetermined threshold value. It is characterized by further including a configured determination unit.
Further, in one configuration example of the control device of the present invention, the settling determination width changing unit determines the changed setting determination width by multiplying the overshoot amount by a predetermined proportionality constant. It is a feature.

また、本発明の制御方法は、設定値と制御量に基づき操作量を算出して制御対象に出力する第1のステップと、前記設定値の変更に伴う前記設定値への前記制御量の追従におけるオーバーシュート量を検出する第2のステップと、前記オーバーシュート量に基づいて、整定判定幅記憶部に記憶されている整定判定幅を変更する第3のステップと、前記整定判定幅に基づき制御系の状態を判定する第4のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法の1構成例において、前記第4のステップは、前記第1のステップによる制御動作を実行している状態の経過時間を計測する第5のステップと、前記設定値と前記制御量との差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測する第6のステップと、前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出して整定時間率記憶部へ登録する第7のステップと、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶部への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットする第8のステップとを含むことを特徴とするものである。
Further, in the control method of the present invention, the first step of calculating the operation amount based on the set value and the control amount and outputting it to the control target, and the follow-up of the control amount to the set value due to the change of the set value. The second step of detecting the overshoot amount in the above, the third step of changing the settling determination width stored in the settling determination width storage unit based on the overshoot amount, and the control based on the settling determination width. It is characterized by including a fourth step of determining the state of the system.
Further, in one configuration example of the control method of the present invention, the fourth step includes a fifth step for measuring the elapsed time of a state in which the control operation according to the first step is being executed, and the set value. A sixth step of measuring the settling time in which the difference from the controlled amount is within the settling determination width, and setting from the elapsed time and the settling time when the elapsed time reaches a predetermined reference elapsed time. Measured after the seventh step of calculating the value settling time rate and registering it in the settling time rate storage unit, when a reset signal is received from the outside, or after registering the set value settling time rate in the settling time rate storage unit. It is characterized by including the elapsed time in the process and an eighth step of resetting the settling time to zero.

また、本発明の制御方法の1構成例は、前記整定時間率記憶部に記憶された設定値整定時間率と予め規定された閾値とを比較することにより、制御系の状態を判定する第9のステップをさらに含むことを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法の1構成例において、前記第3のステップは、前記オーバーシュート量に予め規定された比例定数を乗算することにより、変更後の前記整定判定幅を決定するステップを含むことを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the control method of the present invention, the state of the control system is determined by comparing the set value settling time rate stored in the settling time rate storage unit with a predetermined threshold value. It is characterized by further including the steps of.
Further, in one configuration example of the control method of the present invention, the third step includes a step of determining the settling determination width after the change by multiplying the overshoot amount by a predetermined proportionality constant. It is characterized by that.

本発明によれば、オーバーシュート量検出部と整定判定幅変更部とを設けることにより、制御の過渡状態特有の性質に応じて整定判定幅を自動決定することができる。その結果、本発明では、整定判定幅を利用して制御系の状態を判定する際に、誤った判定が起こらないようにすることができる。 According to the present invention, by providing the overshoot amount detection unit and the settling determination width changing unit, the settling determination width can be automatically determined according to the property peculiar to the transient state of control. As a result, in the present invention, when the state of the control system is determined by using the settling determination width, it is possible to prevent erroneous determination from occurring.

図1は、本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施例に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the control device according to the embodiment of the present invention. 図3は、設定値の変更に伴う制御量のオーバーシュートの1例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of overshoot of the control amount due to the change of the set value. 図4は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御を実行した場合の制御応答のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a simulation result of a control response when temperature control is executed by the control device according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御を実行した場合の制御応答のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of a control response when temperature control is executed by the control device according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施例に係る制御装置によって温度制御を実行した場合の制御応答のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of a control response when temperature control is executed by the control device according to the embodiment of the present invention. 図7は、図4~図6の一部を拡大した図である。FIG. 7 is an enlarged view of a part of FIGS. 4 to 6. 図8は、本発明の実施例に係る制御装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a computer that realizes the control device according to the embodiment of the present invention. 図9は、加熱装置の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the heating device. 図10は、従来の技術における整定判定幅の設定手順を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure for setting a settling determination width in the conventional technique.

[発明の原理]
過渡状態の制御性能の指標としてはオーバーシュートの挙動が一般的に採用されているが、オーバーシュート自体はオーバーシュート率(特開2007-264720号公報参照)などで判定可能である。そこで、整定時間率に特有な性質に着目することが、より有効である。この場合、過渡状態で注目すべき他の指標は収束の速さであり、制御量PVが指数関数的な軌跡を描いたときの収束の所要時間で測定できる。具体的には、最大オーバーシュート量の約60%程度以内が、指数関数的な軌跡に該当する。
[Principle of invention]
Although the behavior of overshoot is generally adopted as an index of the control performance in the transition state, the overshoot itself can be determined by the overshoot rate (see JP-A-2007-264720) or the like. Therefore, it is more effective to pay attention to the property peculiar to the settling time rate. In this case, another notable index in the transition state is the speed of convergence, which can be measured by the time required for convergence when the controlled variable PV draws an exponential trajectory. Specifically, within about 60% of the maximum overshoot amount corresponds to an exponential locus.

[実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例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、設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを算出して制御対象に出力する操作量算出部1と、整定判定幅を記憶する整定判定幅記憶部2と、整定判定幅に基づき制御系の状態を判定する状態判定部3と、設定値SPの変更に伴う設定値SPへの制御量PVの追従におけるオーバーシュート量を検出するオーバーシュート量検出部4と、オーバーシュート量に基づいて、整定判定幅記憶部2に記憶されている整定判定幅を変更する整定判定幅変更部5とを備えている。
[Example]
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device according to an embodiment of the present invention. The control device has an operation amount calculation unit 1 that calculates an operation amount MV based on a set value SP and a control amount PV and outputs it to a control target, a settling determination width storage unit 2 that stores a settling determination width, and a settling determination width. The state determination unit 3 that determines the state of the control system based on the control system, the overshoot amount detection unit 4 that detects the overshoot amount in following the control amount PV to the set value SP due to the change of the set value SP, and the overshoot amount. Based on this, the settling determination width changing unit 5 for changing the settling determination width stored in the settling determination width storage unit 2 is provided.

操作量算出部1は、設定値SPを制御装置外部から入力する設定値入力部10と、制御量PVを図示しないセンサから入力する制御量入力部11と、設定値SPと制御量PVに基づき操作量MVを算出するPID演算部12と、操作量MVを制御対象に出力する操作量出力部13とから構成される。 The operation amount calculation unit 1 is based on the set value input unit 10 for inputting the set value SP from the outside of the control device, the control amount input unit 11 for inputting the control amount PV from a sensor (not shown), and the set value SP and the control amount PV. It is composed of a PID calculation unit 12 for calculating the operation amount MV and an operation amount output unit 13 for outputting the operation amount MV to the control target.

状態判定部3は、操作量算出部1による制御動作を実行している状態の経過時間を計測する経過時間計測部30と、設定値SPと制御量PVとの差が整定判定幅以内にある整定時間を計測する整定時間計測部31と、経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに経過時間と整定時間から設定値整定時間率を算出する整定時間率算出部32と、設定値整定時間率を記憶する整定時間率記憶部33と、外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは整定時間率記憶部33への設定値整定時間率の登録後に、計測中の経過時間と整定時間をゼロにリセットするリセット部34と、整定時間率記憶部33に記憶された設定値整定時間率と予め規定された閾値とを比較することにより、制御系の状態を判定する判定部35とから構成される。 The state determination unit 3 has an elapsed time measuring unit 30 that measures the elapsed time of the state in which the control operation by the operation amount calculation unit 1 is being executed, and the difference between the set value SP and the control amount PV is within the settling determination range. Set by the settling time measurement unit 31 that measures the settling time, and the settling time rate calculation unit 32 that calculates the set value settling time rate from the elapsed time and the settling time when the elapsed time reaches a predetermined reference elapsed time. Elapsed time and settling time during measurement when a reset signal is received from the settling time rate storage unit 33 that stores the value settling time rate, or after the set value settling time rate is registered in the settling time rate storage unit 33. From the reset unit 34 that resets to zero, and the determination unit 35 that determines the state of the control system by comparing the set value settling time rate stored in the settling time rate storage unit 33 with a predetermined threshold value. It is composed.

図2は本実施例の制御装置の動作を説明するフローチャートである。初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、リセット部34は、経過時間計測部30が計測する経過時間TXと整定時間計測部31が計測する整定時間TS1,TS2,TS3とを0にリセットする(図2ステップS100)。
図2のステップS101~S103の設定値SP変更時の動作については後述する。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the control device of this embodiment. Upon receiving the reset signal from the outside in the initial state, the reset unit 34 resets the elapsed time TX measured by the elapsed time measuring unit 30 and the settling time TS1, TS2, TS3 measured by the settling time measuring unit 31 to 0. (FIG. 2, step S100).
The operation when the set value SP of steps S101 to S103 of FIG. 2 is changed will be described later.

PID演算部12は、設定値入力部10から入力された設定値SPと制御量入力部11から入力された制御量PVとを入力として、周知のPID制御演算(フィードバック制御演算)により操作量MVを算出する(図2ステップS104)。 The PID calculation unit 12 receives the set value SP input from the set value input unit 10 and the control amount PV input from the control amount input unit 11 as inputs, and performs an operation amount MV by a well-known PID control calculation (feedback control calculation). Is calculated (FIG. 2, step S104).

操作量出力部13は、PID演算部12によって算出された操作量MVを制御対象に出力する(図2ステップS105)。制御対象が例えば加熱装置の場合、加熱処理炉のヒータに電力を供給する電力調整器が、操作量MVの実際の出力先となる。 The operation amount output unit 13 outputs the operation amount MV calculated by the PID calculation unit 12 to the control target (step S105 in FIG. 2). When the control target is, for example, a heating device, the power regulator that supplies electric power to the heater of the heat processing furnace is the actual output destination of the operation amount MV.

経過時間計測部30は、操作量算出部1が制御動作を実行しているときに、制御動作を実行している状態の経過時間TXを次式のように更新する(図2ステップS107)。
TX←TX+dT ・・・(1)
dTは制御周期である。こうして、経過時間TXを計測することができる。
When the operation amount calculation unit 1 is executing the control operation, the elapsed time measuring unit 30 updates the elapsed time TX in the state of executing the control operation as shown in the following equation (step S107 in FIG. 2).
TX ← TX + dT ・ ・ ・ (1)
dT is the control cycle. In this way, the elapsed time TX can be measured.

整定判定幅記憶部2には、初期値として定常状態(制御量PVが設定値SPに整定した状態)での不具合検知を行なうための整定判定幅α1=αs1,α2=αs2,α3=αs3(α1,α2,α3は0より大きい実数)が登録されている。 The settling determination width storage unit 2 has a settling determination width α1 = αs1, α2 = αs2, α3 = αs3 (as an initial value) for detecting a defect in a steady state (a state in which the control amount PV is set to the set value SP). (Α1, α2, α3 are real numbers larger than 0) are registered.

整定時間計測部31は、設定値入力部10から入力された設定値SPと制御量入力部11から入力された制御量PVとの差の絶対値が整定判定幅記憶部2に記憶されている整定判定幅α1以内にあれば(図2ステップS108においてYES)、整定判定幅α1に対応する整定時間TS1を次式のように更新する(図2ステップS109)。
IF |SP-PV|≦α1 THEN TS1←TS1+dT ・・・(2)
In the settling time measuring unit 31, the absolute value of the difference between the set value SP input from the set value input unit 10 and the control amount PV input from the control amount input unit 11 is stored in the settling determination width storage unit 2. If it is within the settling determination width α1 (YES in FIG. 2 step S108), the settling time TS1 corresponding to the settling determination width α1 is updated as shown in the following equation (FIG. 2 step S109).
IF | SP-PV | ≦ α1 THEN TS1 ← TS1 + dT ・ ・ ・ (2)

整定時間計測部31は、設定値SPと制御量PVとの差の絶対値が整定判定幅記憶部2に記憶されている整定判定幅α2以内にあれば(図2ステップS110においてYES)、整定判定幅α2に対応する整定時間TS2を次式のように更新する(図2ステップS111)。
IF |SP-PV|≦α2 THEN TS2←TS2+dT ・・・(3)
If the absolute value of the difference between the set value SP and the control amount PV is within the settling determination width α2 stored in the settling determination width storage unit 2 (YES in step S110 of FIG. 2), the settling time measuring unit 31 setstles. The settling time TS2 corresponding to the determination width α2 is updated as shown in the following equation (FIG. 2, step S111).
IF | SP-PV | ≦ α2 THEN TS2 ← TS2 + dT ・ ・ ・ (3)

また、整定時間計測部31は、設定値SPと制御量PVとの差の絶対値が整定判定幅記憶部2に記憶されている整定判定幅α3以内にあれば(図2ステップS112においてYES)、整定判定幅α3に対応する整定時間TS3を次式のように更新する(図2ステップS113)。
IF |SP-PV|≦α3 THEN TS3←TS3+dT ・・・(4)
Further, if the absolute value of the difference between the set value SP and the control amount PV is within the settling determination width α3 stored in the settling determination width storage unit 2, the settling time measuring unit 31 (YES in step S112 in FIG. 2). , The settling time TS3 corresponding to the settling determination width α3 is updated as shown in the following equation (FIG. 2, step S113).
IF | SP-PV | ≦ α3 THEN TS3 ← TS3 + dT ・ ・ ・ (4)

こうして、図10と同様に整定時間TS1,TS2,TS3が計測される。なお、設定値SPと制御量PVとの差の絶対値が整定判定幅α1を上回ると、整定時間TS1の更新が一時停止するが、図10から明らかなように、設定値SPと制御量PVとの差の絶対値が整定判定幅α1以下になると、整定時間TS1の更新が再開される。整定時間TS2,TS3についても同様である。 In this way, the settling times TS1, TS2, and TS3 are measured in the same manner as in FIG. When the absolute value of the difference between the set value SP and the control amount PV exceeds the settling determination width α1, the update of the settling time TS1 is temporarily stopped, but as is clear from FIG. 10, the set value SP and the control amount PV When the absolute value of the difference from and is equal to or less than the settling determination width α1, the update of the settling time TS1 is restarted. The same applies to the settling times TS2 and TS3.

なお、本実施例において特に制御の過渡状態を評価したい場合、後述のように過渡状態に対応して変更される整定判定幅の時間帯を抽出して計測するのが好ましい。
そこで、リセット部34は、後述のようにオーバーシュート量検出部4によって設定値SPの変更が検出されたときに(図2ステップS106においてYES)、経過時間計測部30が計測する経過時間TXと整定時間計測部31が計測する整定時間TS1,TS2,TS3とを0にリセットする(図2ステップS114)。
In this embodiment, when it is particularly desired to evaluate the transitional state of control, it is preferable to extract and measure the time zone of the settling determination width that is changed according to the transient state as described later.
Therefore, the reset unit 34 sets the elapsed time TX measured by the elapsed time measuring unit 30 when the change of the set value SP is detected by the overshoot amount detecting unit 4 (YES in step S106 of FIG. 2) as described later. The settling time TS1, TS2, and TS3 measured by the settling time measuring unit 31 are reset to 0 (FIG. 2, step S114).

次に、整定時間率算出部32は、経過時間TXが予め規定された基準経過時間TRに到達したときに(図2ステップS115においてYES)、整定時間TS1,TS2,TS3の各々について設定値整定時間率RS1,RS2,RS3を個別に算出する(図2ステップS116)。
RS1(%)=(TS1/TX)×100 ・・・(5)
RS2(%)=(TS2/TX)×100 ・・・(6)
RS3(%)=(TS3/TX)×100 ・・・(7)
Next, the settling time rate calculation unit 32 sets the set values for each of the settling times TS1, TS2, and TS3 when the elapsed time TX reaches the predetermined reference elapsed time TR (YES in step S115 of FIG. 2). The time rates RS1, RS2, and RS3 are calculated individually (FIG. 2, step S116).
RS1 (%) = (TS1 / TX) x 100 ... (5)
RS2 (%) = (TS2 / TX) x 100 ... (6)
RS3 (%) = (TS3 / TX) x 100 ... (7)

そして、整定時間率算出部32は、算出した設定値整定時間率RS1,RS2,RS3を整定時間率記憶部33に登録する(図2ステップS117)。
なお、整定時間率算出部32は、後述のようにオーバーシュート量検出部4によって設定値SPの変更が検出されたときに、制御の過渡状態の評価期間に適した基準経過時間TRを設定し、算出した設定値整定時間率RS1,RS2,RS3を整定時間率記憶部33に登録した後に、制御の定常状態の評価期間に適した基準経過時間TRに戻すようにすることが望ましい。
Then, the settling time rate calculation unit 32 registers the calculated set value settling time rate RS1, RS2, RS3 in the settling time rate storage unit 33 (FIG. 2, step S117).
The settling time rate calculation unit 32 sets a reference elapsed time TR suitable for the evaluation period of the transition state of control when a change in the set value SP is detected by the overshoot amount detection unit 4 as described later. After registering the calculated set value settling time rate RS1, RS2, RS3 in the settling time rate storage unit 33, it is desirable to return to the reference elapsed time TR suitable for the evaluation period of the steady state of control.

判定部35は、制御の定常状態、すなわち整定判定幅記憶部2に定常状態に対応する整定判定幅α1=αs1,α2=αs2,α3=αs3が記憶されている状態において(図2ステップS118においてNO)、制御系の状態判定を行う(図2ステップS119)。具体的には、判定部35は、整定時間率記憶部33に記憶されている設定値整定時間率RS1,RS2,RS3のうちの最適な設定値整定時間率が予め規定された閾値THrを下回ったときに、アラームを出力する。 The determination unit 35 stores the steady state of control, that is, the settling determination width α1 = αs1, α2 = αs2, α3 = αs3 corresponding to the steady state in the settling determination width storage unit 2 (in step S118 of FIG. 2). NO), the state of the control system is determined (FIG. 2, step S119). Specifically, the determination unit 35 has the optimum set value settling time rate among the set value settling time rates RS1, RS2, and RS3 stored in the settling time rate storage unit 33 below the predetermined threshold value THr. When, an alarm is output.

最適な設定値整定時間率とは、例えば予め規定された指標時間率RX(例えば50%)に最も近い設定値整定時間率のことを言う。アラームの出力形態としては、例えば上位レベルのPCなどへのアラーム信号の出力等がある。最適な設定値整定時間率の選択は1度行えばよく、以後の定常状態では選択した設定値整定時間率(RS1,RS2,RS3のいずれか)を閾値THrと比較すればよい。 The optimum set value settling time rate means, for example, the set value settling time rate closest to the predetermined index time rate RX (for example, 50%). As an alarm output form, for example, there is an alarm signal output to a higher level PC or the like. The optimum set value settling time rate may be selected once, and the selected set value settling time rate (any of RS1, RS2, RS3) may be compared with the threshold value THr in the subsequent steady state.

設定値整定時間率RS1,RS2,RS3の登録後、リセット部34は、経過時間計測部30が計測する経過時間TXと整定時間計測部31が計測する整定時間TS1,TS2,TS3とを0にリセットする(図2ステップS120)。 After registering the set value setting time rate RS1, RS2, RS3, the reset unit 34 sets the elapsed time TX measured by the elapsed time measuring unit 30 and the setting time TS1, TS2, TS3 measured by the setting time measuring unit 31 to 0. Reset (step S120 in FIG. 2).

次に、設定値SP変更時の動作について説明する。オーバーシュート量検出部4は、設定値SPの変更を検出し、設定値SPの変更に伴う制御量PVの設定値SPへの追従におけるオーバーシュート量を検出する。具体的には、オーバーシュート量検出部4は、1制御周期前の設定値SPと現制御周期の設定値SPとの差の絶対値が、予め規定された閾値THsp以上になったときに、設定値SPが変更されたと判定し(図2ステップS101においてYES)、制御の過渡状態(変更後の設定値SPへの追従状態)へ推移したと判定する。 Next, the operation when the set value SP is changed will be described. The overshoot amount detection unit 4 detects a change in the set value SP, and detects an overshoot amount in following the set value SP of the control amount PV due to the change in the set value SP. Specifically, when the absolute value of the difference between the set value SP one control cycle before and the set value SP of the current control cycle becomes equal to or higher than the predetermined threshold value THsp, the overshoot amount detection unit 4 It is determined that the set value SP has been changed (YES in step S101 of FIG. 2), and it is determined that the control has transitioned to a transient state (a state of following the changed set value SP).

そして、オーバーシュート量検出部4は、設定値SPに対する制御量PVのオーバーシュート量OVを検出する(図2ステップS102)。オーバーシュート量OVは、図3に示すように、制御量PVにオーバーシュートが発生した後に制御量PVが設定値SPに向かい始めた時点で確定する。 Then, the overshoot amount detection unit 4 detects the overshoot amount OV of the control amount PV with respect to the set value SP (FIG. 2, step S102). As shown in FIG. 3, the overshoot amount OV is determined when the control amount PV starts to move toward the set value SP after the overshoot occurs in the control amount PV.

整定判定幅変更部5は、オーバーシュート量検出部4によって検出されたオーバーシュート量OVに応じて整定判定幅α1=αt1,α2=αt2,α3=αt3を決定し、整定判定幅記憶部2に記憶されている整定判定幅α1=αs1,α2=αs2,α3=αs3を、α1=αt1,α2=αt2,α3=αt3に変更する(図2ステップS103)。 The settling determination width changing unit 5 determines the settling determination width α1 = αt1, α2 = αt2, α3 = αt3 according to the overshoot amount OV detected by the overshoot amount detecting unit 4, and setstle determination width storage unit 2. The stored settling determination width α1 = αs1, α2 = αs2, α3 = αs3 is changed to α1 = αt1, α2 = αt2, α3 = αt3 (FIG. 2, step S103).

より具体的には、整定判定幅変更部5は、予め規定された比例定数K(Kは0より大きく1より小さい実数)に基づき、αt1=KOV,αt2=0.67KOV,αt3=0.33KOVのように決定するのが好ましい。すなわち、整定判定幅α1,α2,α3は、オーバーシュート後の制御量PVの設定値SPへの収束を段階的に判定するように規定される。比例定数Kと共にオーバーシュート量OVに乗算する値0.67,0.33は、整定判定幅α1,α2,α3を等間隔の値にするための数値例である。 More specifically, the settling determination width changing unit 5 is based on a predetermined proportionality constant K (K is a real number larger than 0 and smaller than 1), αt1 = KOV, αt2 = 0.67KOV, αt3 = 0.33KOV. It is preferable to determine as follows. That is, the settling determination widths α1, α2, and α3 are defined so as to gradually determine the convergence of the control amount PV after overshoot to the set value SP. The values 0.67 and 0.33 to be multiplied by the overshoot amount OV together with the proportionality constant K are numerical examples for setting the settling determination widths α1, α2, and α3 to values at equal intervals.

こうして、制御の過渡状態においては整定判定幅α1=αt1,α2=αt2,α3=αt3を用いて設定値整定時間率RS1,RS2,RS3が算出される。
図2では、記載を簡易にするため、設定値SPの変更を検出した制御周期においてオーバーシュート量OVの検出と整定判定幅α1,α2,α3の決定・変更とが行われるように記載しているが、実際にはオーバーシュート量OVの検出に複数の制御周期の期間を要することは言うまでもない。
In this way, in the transitional state of control, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is calculated using the setting determination width α1 = αt1, α2 = αt2, α3 = αt3.
In FIG. 2, in order to simplify the description, it is described so that the overshoot amount OV is detected and the settling determination widths α1, α2, and α3 are determined / changed in the control cycle in which the change of the set value SP is detected. However, it goes without saying that it actually takes a plurality of control cycle periods to detect the overshoot amount OV.

判定部35は、制御の過渡状態、すなわち整定判定幅記憶部2に過渡状態に対応する整定判定幅α1=αt1,α2=αt2,α3=αt3が記憶されている状態において(図2ステップS118においてYES)、制御系の状態判定を行う(図2ステップS121)。具体的には、判定部35は、整定時間率記憶部33に記憶されている設定値整定時間率RS1,RS2,RS3をそれぞれ対応する閾値THt1,THt2,THt3と比較し、RS1<THt1,RS2<THt2,RS3<THt3のうち少なくとも1つが成立したときに、アラームを出力する。 The determination unit 35 stores the control transient state, that is, the settling determination width α1 = αt1, α2 = αt2, α3 = αt3 corresponding to the transient state in the settling determination width storage unit 2 (in step S118 of FIG. 2). YES), the state of the control system is determined (FIG. 2, step S121). Specifically, the determination unit 35 compares the set value settling time rate RS1, RS2, RS3 stored in the settling time rate storage unit 33 with the corresponding threshold values THt1, THt2, THt3, and RS1 <THt1, RS2. When at least one of <THt2, RS3 <THt3 is satisfied, an alarm is output.

なお、整定判定幅変更部5は、ステップS103の処理により整定判定幅α1,α2,α3を変更した後に設定値整定時間率RS1,RS2,RS3が登録され判定部35の判定処理が終了したとき、整定判定幅記憶部2に記憶されている整定判定幅α1,α2,α3を、定常状態での不具合検知を行なうための整定判定幅α1=αs1,α2=αs2,α3=αs3に戻す。これにより、定常状態においては整定判定幅α1=αs1,α2=αs2,α3=αs3を用いて設定値整定時間率RS1,RS2,RS3が算出される。 When the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is registered and the determination process of the determination unit 35 is completed after the settling determination width α1, α2, α3 is changed by the process of step S103. , The settling determination width α1, α2, α3 stored in the settling determination width storage unit 2 is returned to the settling determination width α1 = αs1, α2 = αs2, α3 = αs3 for detecting a defect in a steady state. As a result, in the steady state, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is calculated using the setting determination width α1 = αs1, α2 = αs2, α3 = αs3.

以上のようなステップS101~S121の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御動作が終了するまで(図2ステップS122においてYES)、制御周期dT毎に繰り返し実行される。 The processing of steps S101 to S121 as described above is repeatedly executed every control cycle dT until the control operation is completed, for example, by a command from the operator (YES in step S122 of FIG. 2).

図4~図6は、本実施例によって温度制御を実行した場合の制御応答のシミュレーション結果を示す図である。図4の例は、比例帯80%,積分時間100秒,微分時間12秒のPIDパラメータによるPID制御応答のシミュレーション結果を示し、図5の例は、比例帯97%,積分時間120秒,微分時間12秒のPIDパラメータによるPID制御応答のシミュレーション結果を示し、図6の例は、比例帯120%,積分時間150秒,微分時間12秒のPIDパラメータによるPID制御応答のシミュレーション結果を示している。 4 to 6 are diagrams showing the simulation results of the control response when the temperature control is executed according to this embodiment. The example of FIG. 4 shows the simulation result of the PID control response by the PID parameter with the proportional band 80%, the integration time 100 seconds, and the derivative time 12 seconds, and the example of FIG. 5 shows the proportional band 97%, the integration time 120 seconds, and the derivative. The simulation result of the PID control response by the PID parameter of the time 12 seconds is shown, and the example of FIG. 6 shows the simulation result of the PID control response by the PID parameter of the proportional band 120%, the integration time 150 seconds, and the differentiation time 12 seconds. ..

図4~図6のいずれの場合も、100sec.の時点で設定値SPを100℃から300℃に変更しており、操作量MVの上限が100%であり、同じ制御対象に対し異なるPIDパラメータのPID制御を適用したものである。なお、オーバーシュート後の制御量PVの設定値SPへの収束状態が比較し易いように、いずれも10℃程度のオーバーシュートになるシミュレーションとした。 In any of FIGS. 4 to 6, 100 sec. At the time of, the set value SP is changed from 100 ° C. to 300 ° C., the upper limit of the operation amount MV is 100%, and PID control of different PID parameters is applied to the same control target. In addition, in order to make it easy to compare the state of convergence of the control amount PV to the set value SP after overshoot, the simulation was performed in which the overshoot is about 10 ° C.

図7は、図4~図6の200sec.から800sec.の期間を拡大した図である。図7では、図4~図6のシミュレーション結果を区別するため、図4の場合の制御量をPV1、図5の場合の制御量をPV2、図6の場合の制御量をPV3とした。 FIG. 7 shows 200 sec. Of FIGS. 4 to 6. From 800 sec. It is a figure which expanded the period of. In FIG. 7, in order to distinguish the simulation results of FIGS. 4 to 6, the control amount in the case of FIG. 4 is PV1, the control amount in the case of FIG. 5 is PV2, and the control amount in the case of FIG. 6 is PV3.

ここでは、比例定数K=0.6(最大オーバーシュート量の60%に対応)とした。整定判定幅変更部5は、図4~図6のいずれの場合もα1=αt1=6℃,α2=αt2=4℃,α3=αt3=2℃と決定する。なお、定常状態の整定判定幅については、α1=αs1=1.5℃,α2=αs2=1℃,α3=αs3=0.5℃程度でよい。 Here, the proportionality constant K = 0.6 (corresponding to 60% of the maximum overshoot amount). The settling determination width changing unit 5 determines that α1 = αt1 = 6 ° C., α2 = αt2 = 4 ° C., and α3 = αt3 = 2 ° C. in any of FIGS. 4 to 6. The steady state setting determination width may be about α1 = αs1 = 1.5 ° C., α2 = αs2 = 1 ° C., and α3 = αs3 = 0.5 ° C.

また、図4~図6のシミュレーションでは、基準経過時間TRを600sec.とした。したがって、制御の過渡状態における経過時間TXは、設定値SPの変更時点である100sec.時点から計測開始され、700sec.時点(制御量PVの設定値収束時点)で基準経過時間TR=600sec.に到達する。ただし、以下の計算例では、便宜上300sec.時点から700sec.時点までの400sec.を経過時間TXとする。また、整定時間TS1,TS2,TS3についても、300sec.時点から計測を開始するものとする。 Further, in the simulations of FIGS. 4 to 6, the reference elapsed time TR is set to 600 sec. And said. Therefore, the elapsed time TX in the transition state of control is 100 sec. The measurement was started from the time point, and 700 sec. Reference elapsed time TR = 600 sec. To reach. However, in the following calculation example, 300 sec. 700 sec. 400 sec. Let be the elapsed time TX. Further, the settling time TS1, TS2, TS3 is also set to 300 sec. Measurement shall be started from the time point.

図4の場合、整定時間TS1は、図7における362sec.時点から700sec.時点までの時間338sec.、整定時間TS2は、391sec.時点から700sec.時点までの時間309sec.、整定時間TS3は、431sec.時点から700sec.時点までの時間269sec.になる。 In the case of FIG. 4, the settling time TS1 is 362 sec. 700 sec. Time to time point 338 sec. , The settling time TS2 is 391 sec. 700 sec. Time to time point 309 sec. , Settling time TS3 is 431 sec. 700 sec. Time to time point 269 sec. become.

図5の場合、整定時間TS1は、図7における398sec.時点から700sec.時点までの時間302sec.、整定時間TS2は、434sec.時点から700sec.時点までの時間266sec.、整定時間TS3は、485sec.時点から700sec.時点までの時間215sec.になる。 In the case of FIG. 5, the settling time TS1 is set to 398 sec. In FIG. 700 sec. Time to time 302 sec. , Settling time TS2 is 434 sec. 700 sec. Time to time point 266 sec. , The settling time TS3 is 485 sec. 700 sec. Time to time 215 sec. become.

図6の場合、整定時間TS1は、図7における451sec.時点から700sec.時点までの時間249sec.、整定時間TS2は、498sec.時点から700sec.時点までの時間202sec.、整定時間TS3は、568sec.時点から700sec.時点までの時間132sec.になる。 In the case of FIG. 6, the settling time TS1 is 451 sec. 700 sec. Time to time point 249 sec. , Settling time TS2 is 498 sec. 700 sec. Time to time 202 sec. , Settling time TS3 is 568 sec. 700 sec. Time to time 132 sec. become.

整定時間率算出部32は、700sec.時点で、経過時間TXと整定時間TS1,TS2,TS3とから設定値整定時間率RS1,RS2,RS3を算出する。
図4の場合、設定値整定時間率RS1,RS2,RS3は、RS1=(338/400)×100=84.5%,RS2=(309/400)=77.3%,RS3=(269/400)=67.3%になる。この場合、RS1-RS2=7.2%,RS2-RS3=10.0%である。
The settling time rate calculation unit 32 has 700 sec. At the time point, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is calculated from the elapsed time TX and the setting time TS1, TS2, TS3.
In the case of FIG. 4, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is RS1 = (338/400) × 100 = 84.5%, RS2 = (309/400) = 77.3%, RS3 = (269 /). 400) = 67.3%. In this case, RS1-RS2 = 7.2% and RS2-RS3 = 10.0%.

図5の場合、設定値整定時間率RS1,RS2,RS3は、RS1=(302/400)×100=75.5%,RS2=(266/400)=66.5%,RS3=(215/400)=53.8%になる。この場合、RS1-RS2=9.0%,RS2-RS3=12.7%である。 In the case of FIG. 5, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is RS1 = (302/400) × 100 = 75.5%, RS2 = (266/400) = 66.5%, RS3 = (215 /). 400) = 53.8%. In this case, RS1-RS2 = 9.0% and RS2-RS3 = 12.7%.

図6の場合、設定値整定時間率RS1,RS2,RS3は、RS1=(249/400)×100=62.3%,RS2=(202/400)=50.5%,RS3=(132/400)=33.0%になる。この場合、RS1-RS2=11.8%,RS2-RS3=17.5%である。 In the case of FIG. 6, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 is RS1 = (249/400) × 100 = 62.3%, RS2 = (202/400) = 50.5%, RS3 = (132 /). 400) = 33.0%. In this case, RS1-RS2 = 11.8% and RS2-RS3 = 17.5%.

以上のシミュレーション結果は、本実施例の効果を最も簡潔に説明する例である。RS1-RS2に比べRS2-RS3の方の差が大きくなっていることから、オーバーシュート後の指数関数的な軌跡での収束動作に明確な差異が生じていることが定量的に確認できる。すなわち、本実施例によれば、設定値整定時間率RS1,RS2,RS3を制御量PVの収束の速さの指標として活用することができ、過渡状態特有の性質による誤った不具合検知が起こらないようにすることができる。 The above simulation results are examples that explain the effects of this embodiment in the most concise manner. Since the difference between RS2-RS3 is larger than that of RS1-RS2, it can be quantitatively confirmed that there is a clear difference in the convergence operation in the exponential trajectory after overshoot. That is, according to this embodiment, the set value setting time rate RS1, RS2, RS3 can be utilized as an index of the speed of convergence of the controlled variable PV, and erroneous failure detection due to the property peculiar to the transition state does not occur. Can be done.

なお、本実施例では、フィードバック制御系の状態判定技術として、特許文献1に開示された構成(状態判定部3)を採用したが、これに限るものではなく、本発明は整定判定幅を利用してフィードバック制御系の状態判定の指標を算出する手法全般に適用可能である。すなわち、本発明の適用対象は特許文献1に開示された構成でなくても構わない。 In this embodiment, the configuration (state determination unit 3) disclosed in Patent Document 1 is adopted as the state determination technique of the feedback control system, but the present invention is not limited to this, and the present invention uses the settling determination width. It can be applied to all methods for calculating the index for determining the state of the feedback control system. That is, the object of application of the present invention does not have to be the configuration disclosed in Patent Document 1.

本実施例で説明した制御装置は、CPU(Central Processing Unit)、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。このコンピュータの構成例を図8に示す。 The control device described in this embodiment can be realized by a computer provided with a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. An example of the configuration of this computer is shown in FIG.

コンピュータは、CPU200と、記憶装置201と、インタフェース装置(I/F)202とを備えている。I/F202には、例えば温度センサや電力調整器が接続される。このようなコンピュータにおいて、本実施例の制御方法を実現させるためのプログラムは記憶装置201に格納される。CPU200は、記憶装置201に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。 The computer includes a CPU 200, a storage device 201, and an interface device (I / F) 202. For example, a temperature sensor and a power regulator are connected to the I / F 202. In such a computer, a program for realizing the control method of the present embodiment is stored in the storage device 201. The CPU 200 executes the process described in this embodiment according to the program stored in the storage device 201.

本発明は、制御装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a control device.

1…操作量算出部、2…整定判定幅記憶部、3…状態判定部、4…オーバーシュート量検出部、5…整定判定幅変更部、10…設定値入力部、11…制御量入力部、12…PID演算部、13…操作量出力部、30…経過時間計測部、31…整定時間計測部、32…整定時間率算出部、33…整定時間率記憶部、34…リセット部、35…判定部。 1 ... Operation amount calculation unit, 2 ... Settlement determination width storage unit, 3 ... State determination unit, 4 ... Overshoot amount detection unit, 5 ... Settlement determination width change unit, 10 ... Set value input unit, 11 ... Control amount input unit , 12 ... PID calculation unit, 13 ... operation amount output unit, 30 ... elapsed time measurement unit, 31 ... settling time measurement unit, 32 ... settling time rate calculation unit, 33 ... settling time rate storage unit, 34 ... reset unit, 35 … Judgment unit.

Claims (8)

設定値と制御量に基づき操作量を算出して制御対象に出力するように構成された操作量算出部と、
整定判定幅を記憶するように構成された整定判定幅記憶部と、
前記整定判定幅に基づき制御系の状態を判定するように構成された状態判定部と、
前記設定値の変更に伴う前記設定値への前記制御量の追従におけるオーバーシュート量を検出するように構成されたオーバーシュート量検出部と、
前記オーバーシュート量に基づいて、前記整定判定幅記憶部に記憶されている整定判定幅を変更するように構成された整定判定幅変更部とを備えることを特徴とする制御装置。
An operation amount calculation unit configured to calculate the operation amount based on the set value and control amount and output it to the control target.
A settling judgment width storage unit configured to store the settling judgment width,
A state determination unit configured to determine the state of the control system based on the settling determination width, and
An overshoot amount detection unit configured to detect an overshoot amount in following the control amount to the set value due to a change in the set value.
A control device including a settling determination width changing unit configured to change the settling determination width stored in the settling determination width storage unit based on the overshoot amount.
請求項1記載の制御装置において、
前記状態判定部は、
前記操作量算出部による制御動作を実行している状態の経過時間を計測するように構成された経過時間計測部と、
前記設定値と前記制御量との差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測するように構成された整定時間計測部と、
前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出するように構成された整定時間率算出部と、
前記設定値整定時間率を記憶するように構成された整定時間率記憶部と、
外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶部への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットするように構成されたリセット部とを備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to claim 1,
The state determination unit
An elapsed time measuring unit configured to measure the elapsed time of the state in which the control operation by the operation amount calculation unit is being executed, and an elapsed time measuring unit.
A settling time measuring unit configured to measure a settling time in which the difference between the set value and the controlled amount is within the settling determination width.
A settling time rate calculation unit configured to calculate a set value settling time rate from the elapsed time and the settling time when the elapsed time reaches a predetermined reference elapsed time.
A settling time rate storage unit configured to store the set value settling time rate,
A reset unit configured to reset the elapsed time and the settling time during measurement to zero when a reset signal is received from the outside or after the set value settling time rate is registered in the settling time rate storage unit. A control device characterized by being provided with.
請求項2記載の制御装置において、
前記整定時間率記憶部に記憶された設定値整定時間率と予め規定された閾値とを比較することにより、制御系の状態を判定するように構成された判定部をさらに備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to claim 2,
It is characterized by further including a determination unit configured to determine the state of the control system by comparing the set value settling time rate stored in the settling time rate storage unit with a predetermined threshold value. Control device.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置において、
前記整定判定幅変更部は、前記オーバーシュート量に予め規定された比例定数を乗算することにより、変更後の前記整定判定幅を決定することを特徴とする制御装置。
In the control device according to any one of claims 1 to 3.
The settling determination width changing unit is a control device characterized in that the settling determination width after the change is determined by multiplying the overshoot amount by a predetermined proportionality constant.
設定値と制御量に基づき操作量を算出して制御対象に出力する第1のステップと、
前記設定値の変更に伴う前記設定値への前記制御量の追従におけるオーバーシュート量を検出する第2のステップと、
前記オーバーシュート量に基づいて、整定判定幅記憶部に記憶されている整定判定幅を変更する第3のステップと、
前記整定判定幅に基づき制御系の状態を判定する第4のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
The first step of calculating the operation amount based on the set value and the control amount and outputting it to the control target,
The second step of detecting the overshoot amount in following the control amount to the set value due to the change of the set value, and
A third step of changing the settling determination width stored in the settling determination width storage unit based on the overshoot amount, and
A control method comprising a fourth step of determining a state of a control system based on the settling determination width.
請求項5記載の制御方法において、
前記第4のステップは、
前記第1のステップによる制御動作を実行している状態の経過時間を計測する第5のステップと、
前記設定値と前記制御量との差が前記整定判定幅以内にある整定時間を計測する第6のステップと、
前記経過時間が予め規定された基準経過時間に到達したときに前記経過時間と前記整定時間から設定値整定時間率を算出して整定時間率記憶部へ登録する第7のステップと、
外部からリセット信号を受け取ったとき、あるいは前記整定時間率記憶部への設定値整定時間率の登録後に、計測中の前記経過時間と前記整定時間をゼロにリセットする第8のステップとを含むことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 5,
The fourth step is
The fifth step of measuring the elapsed time of the state in which the control operation according to the first step is being executed, and the fifth step.
The sixth step of measuring the settling time in which the difference between the set value and the controlled amount is within the settling determination width, and
A seventh step of calculating a set value settling time rate from the elapsed time and the settling time and registering the set value in the settling time rate storage unit when the elapsed time reaches a predetermined reference elapsed time.
Includes an eighth step of resetting the elapsed time being measured and the settling time to zero when a reset signal is received from the outside or after the set value settling time rate is registered in the settling time rate storage unit. A control method characterized by.
請求項6記載の制御方法において、
前記整定時間率記憶部に記憶された設定値整定時間率と予め規定された閾値とを比較することにより、制御系の状態を判定する第9のステップをさらに含むことを特徴とする制御方法。
In the control method according to claim 6,
A control method further comprising a ninth step of determining a state of a control system by comparing a set value settling time rate stored in the settling time rate storage unit with a predetermined threshold value.
請求項5乃至7のいずれか1項に記載の制御方法において、
前記第3のステップは、前記オーバーシュート量に予め規定された比例定数を乗算することにより、変更後の前記整定判定幅を決定するステップを含むことを特徴とする制御方法。
In the control method according to any one of claims 5 to 7.
The third step is a control method comprising a step of determining the settling determination width after the change by multiplying the overshoot amount by a predetermined proportionality constant.
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