JP4780421B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は制御装置に係わり、複数の制御チャンネルを有する制御対象の昇温制御に好適する制御装置の改良に関する。

複数の制御チャンネルを有する制御対象としては、例えば複数の加熱ヒータを有するプラスチック成形機の加熱シリンダがある。

この種のプラスチック成形機の加熱シリンダにおいては、昇温制御すべき加熱ヒータが複数あるから、良好な成型品質を保つために、それら加熱ヒータの起動または設定温度条件を変更する場合、それら加熱ヒータのプロセス量（Process Value：ＰＶ）の過渡的応答を同期させる必要がある場合が多い。

例えば、特開２００２−３６１７０５（特許文献１）の射出成形機の温度制御方法はこの種の公知例である。
特開２００２−３６１７０５号公報

しかしながら、上述した従来構成では、以下のような問題があり、昇温過程の各制御チャンネルｎのプロセス量（ＰＶｎ）を十分に同期させることは困難であった。
（１）複数の制御チャンネルｎのうちの１つをマスタチャンネルとし、残りをスレーブチャンネルとしたとき、マスタチャンネルのプロセス量（ＰＶｍ）をスレーブチャンネルの目標値（ＳＶｓ）としてＰＩＤ制御を行う構成であるが、この構成では、一般に、図５Ａに示すように、マスタチャンネルを制御するＰＩＤ制御部への目標値（ＳＶｍ）がステップ的（１型）である一方、マスタチャンネルに追従するスレーブチャンネルのＰＩＤ制御部では、マスタチャンネルのプロセス量（ＰＶｍ）がスレーブチャンネルの目標値（ＳＶｓ）となるため、目標値の型がステップ的（１型）とならないから、１型の制御器である通常のＰＩＤ制御器では原理的に昇温過程のスレーブチャンネルの目標値（ＳＶｓ）にスレーブチャンネルのプロセス量（ＰＶｓ）を一致させることはできない。

（２）マスタチャンネルに追従するスレーブチャンネルにおいて、スレーブチャンネルのＰＩＤ制御部に設定される目標値を、近似的に傾斜型（２型）と考え、追従するスレーブチャンネルのＰＩＤ制御部に積分器を１個追加して２型のＰＩＤ制御器とした場合でも、図５Ｂのように昇温過程でスレーブチャンネルの操作量（ＭＶｓ）が出力リミッタで制限されてしまう場合には、スレーブチャンネルの目標値（ＳＶｓ）にスレーブチャンネルのプロセス量（ＰＶｓ）を一致させるために必要な操作量を供給できない場合が生じ、昇温過程のスレーブチャンネルの目標値（ＳＶｓ）にスレーブチャンネルのプロセス量（ＰＶｓ）を一致させることはできない場合がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、複数の制御チャンネルを有する装置の各プロセス量を同期させて目標値の変更が可能な制御装置の提供を目的とする。

そのような課題を解決するために本発明に係わる制御装置は、複数の制御チャンネルを有する制御装置における設定目標値変更時の応答速度が最も遅い制御チャンネルをマスタチャンネルとし、このマスタチャンネルの制御用目標値に対して当該マスタチャンネルのプロセス量をフィードバックＰＩＤ制御するマスタ制御部と、他のチャンネルをスレーブチャンネルとし、このスレーブチャンネルの制御用目標値に対して当該スレーブチャンネルのプロセス量をフィードバックＰＩＤ制御するスレーブ制御部と、その設定目標値変更時に、そのマスタチャンネルのプロセス量からマスタチャンネルの設定目標値を減算し、個々のスレーブチャンネルの設定目標値を加算したプロセス量をスレーブチャンネルの追従すべきマスタチャンネルのプロセス量とし、そのスレーブチャンネルの追従すべきマスタチャンネルのプロセス量にバイアス量を加算した値を昇温時のスレーブチャンネルの制御用目標値として昇温管理する昇温管理部とを具備している。

本発明の制御装置では、上記マスタチャンネルおよびスレーブチャンネルのそれぞれの設定目標値が異なっていても、各チャンネルを同期させて昇温させることが可能である。

また、本発明の制御装置では、上記昇温管理部が、その設定目標値変更時に、個々のスレーブチャンネルの設定目標値と当該スレーブチャンネルのプロセス量との偏差を求め、当該偏差が当該スレーブチャンネルのＰＩＤ制御における比例動作の強さを表す量である比例帯設定値よりも小さいとき、当該偏差量を当該スレーブチャンネルのバイアス量とし、当該偏差が当該スレーブチャンネルの比例帯設定値以上のとき、当該チャンネルの比例帯設定値を当該スレーブチャンネルのバイアス量とする構成も可能である。

さらに、本発明の制御装置では、上記昇温管理部が、個々のスレーブチャンネルにおいて、当該スレーブチャンネルの前記プロセス量が、その比例帯設定値に所定の定数を乗じた値をスレーブチャンネルの設定目標値から減算した値以上となったとき、個々のスレーブチャンネルの設定目標値をスレーブチャンネルの制御用目標値としてフィードバックＰＩＤ制御することで、昇温完了時に各チャンネルのプロセス量を良好に各チャンネルの設定目標値に収束させることが可能である。

さらに、本発明の制御装置では、上記昇温管理部が、各プロセス量の目標値到達過程において、スレーブチャンネルの各プロセス量が前記追従すべきマスタチャンネルのプロセス量を追い越したとき、バイアス量を減少させてスレーブチャンネルの追い越しを修正する構成も可能である。

さらに、本発明の制御装置では、追従すべきマスタチャンネルのプロセス量から当該スレーブチャンネルのプロセス量を減算した値に所定の定数を乗算して得られた修正量でそのバイアス量を減少させて修正する構成も可能である。

このような本発明に係わる制御装置では、当該装置における目標値変更時の応答特性が最も遅い制御チャンネルをマスタチャンネルとし、マスタ制御部にて、当該マスタチャンネルの制御用目標値から当該マスタチャンネルのプロセス量をフィードバックＰＩＤ制御し、他の制御チャンネルをスレーブチャンネルとし、スレーブ制御部にて昇温管理部が決定した当該スレーブチャンネルの制御用目標値に対して当該スレーブチャンネルのプロセス量をフィードバックＰＩＤ制御する構成となっているため、制御対象の運転開始や運転条件変更時に伴う制御装置の各設定目標値変更において、以下のような効果を得ることができる。

（１）制御対象の運転開始や運転条件を変更するために、制御装置の各設定目標値の変更が行われると、昇温管理部にて、スレーブチャンネルの制御用目標値を、マスタチャンネルのプロセス量からマスタチャンネルの設定目標値を減算し、個々のスレーブチャンネルの設定目標値を加算したものを追従すべきマスタチャンネルのプロセス量として、これにバイアス量を加算した値として各スレーブチャンネルがＰＩＤ制御を行うので、各スレーブチャンネルの出力リミッタによる出力制限に影響されず、各スレーブチャンネルのプロセス量をマスタチャンネルのプロセス量に遅れることなく追従させることができるため、複数の制御チャンネル良好に同期させて昇温することが可能となる。

（２）制御対象の設定目標値がそれぞれ異なっていた場合でも、マスタチャンネルに同期したタイミングで、各スレーブチャンネルの昇温を完了させることが可能となる。

（３）昇温時に各スレーブチャンネルに設定されるバイアス量が、スレーブチャンネルの設定目標値と当該スレーブチャンネルのプロセス量との偏差量と、各スレーブチャンネルに設定されている比例帯設定値に基づき決定する構成を採っていることから、各チャンネルの目標値変更量に影響されず、追従すべきマスタチャンネルに同期して昇温させることが可能となる。

（４）昇温中の各スレーブチャンネルのプロセス量が、それぞれのチャンネルの設定目標値に対して、比例帯設定値に所定の定数を乗じた値手前に到達した時点で、ＰＩＤ制御を行う制御用目標値を、追従すべきマスタチャンネルのプロセス量にバイアス量を加算した値から各チャンネルの設定目標値に切り替えるため、昇温完了時に各チャンネルのプロセス量を、良好に設定目標値に収束させることが可能である。

（５）昇温過程において、各スレーブチャンネルのプロセス量が、追従すべきマスタチャンネルプロセス量を越えた場合、各スレーブチャンネルの目標値として追従すべきマスタチャンネルのプロセス量に加算するバイアス量を修正する構成となっているから、各スレーブチャンネルは、追従すべきマスタチャンネルのプロセス量に対する追い越しを修正して昇温できる。

なお、各スレーブチャンネルのバイアス量の修正は、個々のチャンネルが持つ追従すべきマスタチャンネルのプロセス量から当該チャンネルのスレーブプロセス量を減算した値に所定の定数を乗じた割合で修正可能であるため、マスタチャンネルに対する追従特性を容易に調整および改善可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明に係わる制御装置の実施の形態を示すブロック図である。なお、制御チャンネル数が４チャンネルである場合を例にして説明する。

図１において、本発明に係わる制御装置は、一つのマスタ制御部１と、これに接続されたマスタプラントＰＲ１とからなるマスタチャンネルＣＨ１に加えて、３つのスレーブ制御部３、５、７と、これらに接続されたスレーブプラントＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４とからなる３つのスレーブチャンネルＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４とから形成されている。

なお、マスタチャンネルＣＨ１のマスタ制御部１は、すべての制御チャンネルの中で目標値応答特性の最も応答の遅いチャンネルが選択されている。

マスタチャンネルＣＨ１のマスタ制御部１は、後述する昇温管理部９からの制御目標値ＳＶc１とマスタプラントＰＲ１からの測定値（プロセス量）ＰＶ１とから制御偏差を出力する減算部１ａと、この制御偏差（偏差）がなくなるようにＰＩＤ制御演算子して操作量ＭＶ１を出力するＰＩＤ演算部１ｂとを有して形成されており、ＰＩＤ演算部１ｂがマ
スタプラントＰＲ１に接続されている。

マスタプラントＰＲ１は、操作量ＭＶ１によって加熱操作される後述する操作部ａ１およびヒータｈ１であり、マスタプラントＰＲ１からの測定値ＰＶ１が、減算部１ａおよび昇温管理部９に出力される。

スレーブチャンネルＣＨ２のスレーブ制御部３は、昇温管理部９からの制御目標値ＳＶc２とスレーブプラントＰＲ２からの測定値ＰＶ２とから制御偏差を出力する減算部３ａと、この偏差がなくなるようにＰＩＤ制御演算をおこなって操作量ＭＶ２を出力するＰＩＤ演算部３ｂとを有して形成されており、ＰＩＤ演算部３ｂがスレーブプラントＰＲ２に接続されている。

スレーブプラントＰＲ２は、操作量ＭＶ２によって加熱操作される操作部ａ２およびヒータｈ２であり、スレーブプラントＰＲ２からの測定値ＰＶ２が、減算部２ａおよび昇温管理部９に出力されている。

スレーブチャンネルＣＨ３，ＣＨ４の構成についても、スレーブチャンネルＣＨ２のそれと同様である。

昇温管理部９は、制御対象の運転条件を指定する、マスタチャンネルＣＨ１およびスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対する設定目標値ＳＶ１、ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４が外部からあらかじめ入力設定されている。

昇温管理部９は、マスタチャンネルＣＨ１に対して、設定目標値ＳＶ１を制御用目標値ＳＶc１として減算部１ａに出力するとともに、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対しては、制御対象が定常運転状態では、設定目標値ＳＶ２〜ＳＶ４を制御用の目標値ＳＶc２〜ＳＶc４として、制御対象が昇温または設定目標値変更後の昇温過渡時には、マスタチャンネルのプロセス量に同期して昇温させるための昇温用目標値を求め、制御用の目標値ＳＶc２〜ＳＶc４として、それぞれを減算部３ａ、５ａ、７ａに出力する機能を有している。昇温管理部９の詳細は後述する。

図２は、図１に示した制御装置をプラスチック成形機の加熱シリンダに応用した状態を示す概略構成図である。

図２において、上述したマスタプラントＰＲ１およびスレーブプラントＰＲ２〜ＰＲ４は、操作量ＭＶ１〜ＭＶ４によって操作されるソリッドステートリレー（ＳＳＲ：SolidState Relay）等からなる操作部ａ１、ａ２、ａ３、ａ４と、これらヒータｈ１〜ｈ４の配置された被加熱物（シリンダ）１１とから形成されている。

被加熱物１１における個々のヒータｈ１〜ｈ４の近傍には、ヒータｈ１〜ｈ４により加熱された被加熱物の温度を測定する温度センサs１、s２、s３、s４が配置されており、センサs１〜s４からの測定値ＰＶ１〜ＰＶ４が、上述のようにマスタＰＩＤ制御部１およびスレーブＰＩＤ制御部２〜４の減算部１ａ、３ａ、５ａ、７ａ、並びに昇温管理部９に出力される。

次に、上述した昇温管理部９の詳細を説明する。

昇温管理部９は、装置の昇温または目標値変更が行われたとき、マスタチャンネルＣＨ１以外のスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対し、マスタチャンネルＣＨ１の測定値ＰＶ１に追従して制御を行うための各バイアス量を求める機能を有している。

この処理機能は、装置の昇温または目標値変更が行われたタイミングでのみ動作し、他のタイミングでは動作しない。

各スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対する各バイアス量は、例えば以下のように求められる。
ｉｆ （ＳＶｎ−ＰＶｎ＜ＰＢｎ）
ｔｈｅｎ｛ＢＩＡＳｎ＝ＳＶｎ−ＰＶｎ｝ ｅｌｓｅ｛ＢＩＡＳｎ＝ＰＢｎ｝… 式１

ここで、ＳＶｎはチャンネルｎの設定目標値、ＰＶｎはチャンネルｎの測定値（制御量）、ＰＢｎはチャンネルｎの比例帯設定値、ＢＩＡＳｎはチャンネルｎのバイアス値であり、比例帯設定値は、ＰＩＤ制御における比例動作の強さを表す量で、操作出力が１００％変化するのに必要な制御偏差量であり、それら添え字ｎはマスタチャンネルが「ｎ＝１」、スレーブチャンネルが「ｎ＝２〜４」となる（以下同じである。）。

すなわち、昇温管理部９は、個々のスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４において、各スレーブチャンネルの設定目標値ＳＶｎとプロセス量ＰＶｎの偏差が各チャンネルの比例帯設定値ＰＢｎより小さいとき、この偏差量をバイアス量ＢＩＡＳｎとし、その偏差が比例帯設定値ＰＢｎ以上のとき、その比例帯設定値ＰＢｎをバイアス量ＢＩＡＳｎとして加算する機能を有している。

しかも、昇温管理部９は、それら各バイアス量を求め、個々のスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対し、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対する昇温処理の終了時まで、設定された目標値ＳＶ２〜ＳＶ４ではなく、以下の式で求まる制御用目標値ＳＶｃ２〜ＳＶｃ４を継続して出力する機能を有している。
ＳＶｃｎ＝ＰＶ１＋ＢＩＡＳｎ … 式２

ここで、ＳＶｃｎはチャンネルｎのＰＩＤ制御演算に用いる制御用目標値、ＢＩＡＳｎはチャンネルｎのバイアス値である。

スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対する昇温処理の終了は、以下の条件式により行われ、各スレーブプラントＰＲ２〜ＰＲ４の制御要件に応じて適切な終了条件が設定される。
ＰＶｎ≧ＳＶｎ−ｋ１×ＰＢｎ … 式３

ここで、ＰＶｎはチャンネルｎのスレーブ測定値（制御量）、ＳＶｎはチャンネルｎの設定目標値、ＰＢｎはチャンネルｎの比例帯設定値、ｋ１は定数である。

すなわち、昇温管理部９は、個々のスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４において、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４のプロセス量ＰＶｎが、比例帯設定値ＰＢｎに所定の定数ｋ１を乗じた値をスレーブチャンネルｎの設定目標値ＳＶｎから減算した値以上になったとき、各スレーブチャンネルｎの制御用目標値ＳＶｃｎを、マスタチャンネルのプロセス量ＰＶ１にバイアス量ＢＩＡＳｎを加算した目標値ではなく、各スレーブチャンネルｎの設定目標値ＳＶｎに切り替える機能を有している。

そのため、マスタ制御部１は、設定された目標値ＳＶ１を制御用目標値ＳＶｃ１としてＰＩＤ演算を行い、操作量ＭＶ１をマスタプラントＰＲ１に出力する通常のＰＩＤ制御を実行する。

スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４は、装置の昇温または目標値変更が行われると、設定された設定目標値ＳＶ２〜ＳＶ４ではなく、マスタチャンネルＣＨ１のプロセス量ＰＶ１にバイアス量ＢＡＩＳｎを加算した値を制御用目標値ＳＶｃ２〜ＳＶｃ４としてＰＩＤ演算を行い追従制御が実行され、各スレーブチャンネルのプロセス量ＰＶｎが式３を満足した時点で設定目標値ＳＶ２〜ＳＶ４を制御用の目標値ＳＶｃ２〜ＳＶｃ４に切り替えて追従制御を終了させることができる。

上述した本発明の制御装置におけるマスタ制御部１、スレーブ制御部３、５、７および昇温管理部９は、ＣＰＵ、このＣＰＵの動作プログラムを格納した記憶部およびインターフェース部（いずれも図示せず）を有して形成される場合が多く、サンプリング時間毎に以下のような処理手順で動作が実行される。

すなわち、図３のフローチャートは、装置の昇温または目標値変更が行われたときの各スレーブチャンネルのバイアス量を設定し、昇温処理を開始するための処理であり、Ｓｔｅｐ１にて昇温管理部９が設定目標値ＳＶｎの変更があるか否かを判断し、目標値変更があってＳｔｅｐ１がＹｅｓであればＳｔｅｐ２に移る。

Ｓｔｅｐ２では、目標値変更が行われたチャンネルがスレーブチャンネルか否かを判別し、スレーブチャンネルであればＳｔｅｐ２がＹｅｓとなりＳｔｅｐ３に移り、Ｓｔｅｐ３にて昇温管理部９がスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対するバイアス量をセットするとともに、昇温管理部９は、Ｓｔｅｐ４にて昇温処理中である旨の状態を保存して終了する。

なお、目標値変更がなくＳｔｅｐ１がＮｏである場合、または、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４でなくてＳｔｅｐ２がＮｏである場合は処理を終了する。

つぎに、図４のフローチャートは、各スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４に対する昇温処理中の処理であり、Ｓｔｅｐ１０では、スレーブチャンネルか否か昇温管理部９が判別し、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４であってＳｔｅｐ１０がＹｅｓであれば、Ｓｔｅｐ１１にて昇温処理中か否かを昇温管理部９が判別し、昇温処理中であってＳｔｅｐ１１がＹｅｓであれば、Ｓｔｅｐ１２に移る。

すなわち、処理チャンネルがスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４ではなくてＳｔｅｐ１０がＮｏであり、または、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４であっても昇温処理中ではなくてＳｔｅｐ１１がＮｏであれば、Ｓｔｅｐ１４に移り、Ｓｔｅｐ１４にてＰＩＤ制御を行う制御用目標値ＳＶｃ１〜ＳＶｃ４に当該チャンネルの設定目標値ＳＶ１〜ＳＶ４がセットされる。

Ｓｔｅｐ１１がＹｅｓであってＳｔｅｐ１２に移ると、Ｓｔｅｐ１２では昇温処理が終了条件に該当するか否か昇温管理部９が判別し、終了条件に該当してＳｔｅｐ１２がＹｅｓであればＳｔｅｐ１３に移り、Ｓｔｅｐ１３にて昇温管理部９がバイアス量をクリアしてＳｔｅｐ１４に移り、Ｓｔｅｐ１４にて制御用目標値ＳＶｃ１〜ＳＶｃ４として設定目標値ＳＶ１〜ＳＶ４をセットする。Ｓｔｅｐ１２がＮｏであれば、Ｓｔｅｐ１５に移る。

ところで、図６のように、目標値変更に伴う昇温過程において、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の測定値ＰＶ２〜ＰＶ４が、マスタチャンネルＣＨ１の測定値ＰＶ１を追い越してしまう場合も想定される。

スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４は、昇温過程における制御用目標値に、マスタチャンネルのプロセス量ＰＶ１にバイアス量を加算した値を用いているが、加算したバイアス量によってはスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４測定値がマスタチャンネルの測定値ＰＶ１を追い越す場合が生じる。

近似的にランプ的に変化する２型の目標値に対して、ＰＩＤ制御器を用いて追従制御を行うと、速度偏差と呼ばれる定常偏差が生じることから、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の目標値に加算しているバイアス量が「０」であれば、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の制御量はマスタチャンネルＣＨ１の制御量を追い越すことはない。

このことから、昇温過程でスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の測定値ＰＶ２〜ＰＶ４が、マスタチャンネルＣＨ１の測定値ＰＶ１を追い越した場合は、装置の昇温開始時又は目標値変更時に設定されたバイアス量を減少させることにより、スレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の追い越しを修正させることが可能である。

昇温管理部９は、その処理過程で追い越しを判別したとき、以下の処理によりバイアス量の修正を行うように形成すればよい。
ＢＩＡＳｎ＝ＢＩＡＳｎ＋ｋ２×（ＰＶ１−ＰＶｎ） … 式４

ここで、ＢＩＡＳｎはチャンネルｎのバイアス値、ＰＶ１はマスタチャンネルの測定値（制御量）、ＰＶｎはスレーブチャンネルＣＨ２〜ＣＨ４の測定値（制御量）、ｋ２は調整定数である。

バイアス量の修正度合いを設定する調整係数ｋ２は、各スレーブチャンネルＣＨ２〜Ｃｈ４に設定されている積分時間の設定値Ｔｉｎ（秒）を用い、以下のように定めてもよい。
ｋ２＝τ／Ｔｉｎ … 式５

ここで、τはサンプリング周期(秒)、積分時間はＰＩＤ制御の積分（Ｉ）動作の強さを決める設定値である。

したがって、図４に示すフローチャートのＳｔｅｐ１５において、スレーブチャンネルの測定値ＰＶ２〜ＰＶ４がマスタチャンネルの測定値ＰＶ１より大きいか否か昇温管理部９が判別し、測定値ＰＶ２〜ＰＶ４がＰＶ１より大きくてＳｔｅｐ１５がＹｅｓであればＳｔｅｐ１６に移り、Ｓｔｅｐ１６にて昇温管理部９が前記のようにバイアス量を修正してＳｔｅｐ１７に移る。

測定値ＰＶ２〜ＰＶ４が測定値ＰＶ１より小さくてＳｔｅｐ１５でＮｏであればＳｔｅｐ１７に移る。

Ｓｔｅｐ１７は、マスタチャンネルの制御量ＰＶ１にバイアス量ＢＩＡＳｎを加算して追従制御時の各スレーブチャンネルの制御用目標値ＳＶｃ１〜ＳＶｃ４を算出する処理である。

Ｓｔｅｐ１８では、昇温管理部にて決定されたマスタ制御部１およびスレーブ制御部２〜４の制御用目標値ＳＶｃ１〜ＳＶｃ４と各チャンネルの制御量ＰＶｎに基づきＰＩＤ制御演算を行い、処理を終了する。

このように、複数の制御チャンネルを有する装置に対し、上記のように制御を行うことで、複数あるプロセス量の過渡的な応答を同期させて昇温させることが可能になる。

ところで、本発明における制御装置は、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の設定目標値ＳＶ１〜ＳＶ４が等しい場合に限定されるものではなく、各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の設定目標値ＳＶ１〜ＳＶ４がそれぞれ異なる場合にも、上述した式２および式４で用いるマスタチャンネルＣＨ１の測定値を、下記の測定値ＰＶ１ｎ’にすることで有効に機能させることが可能である。
ＰＶ１ｎ’＝ＰＶ１−ＳＶ１＋ＳＶｎ … 式６

ここで、測定値ＰＶ１ｎ’は各スレーブチャンネルｎの追従すべきマスタＰＶ値であり、ＳＶｎはスレーブチャンネルｎの設定目標値、ＳＶ１はマスタチャンネルの設定目標値、ＰＶ１はマスタチャンネルの制御量(測定値)である。

さらに、本発明は、デジタル信号で処理する制御装置に限らず、アナログ信号で処理する制御装置においても実施可能である。

本発明の制御装置に係る実施の形態を示すブロック図である。 図１の制御装置をプラスチック成型機の加熱シリンダに応用した状態を示す概略構成図である。 本発明の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 従来の制御装置の動作を説明する図表である。 本発明の制御装置の実施においてスレーブチャンネルがマスタチャンネルを追い越した場合の説明図である。

１ マスタ制御部
１ａ、３ａ、５ａ、７ａ 減算部
１ｂ、３ｂ、５ｂ、７ｂ ＰＩＤ演算部
３、５、７ スレーブ制御部
９ 昇温管理部
１１ 被加熱物
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４ 操作部
ＣＨ１ マスタチャンネル
ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４ スレーブチャンネル
ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４ ヒータ
ＰＲ１ マスタプラント
ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４ スレーブプラント
ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４ センサ

Claims (5)

1. 複数の制御チャンネルを有する制御装置における設定目標値変更時の応答速度が最も遅い制御チャンネルをマスタチャンネルとし、このマスタチャンネルの制御用目標値に対して当該マスタチャンネルのプロセス量をフィードバックＰＩＤ制御するマスタ制御部と、
   他のチャンネルをスレーブチャンネルとし、このスレーブチャンネルの制御用目標値に対して当該スレーブチャンネルのプロセス量をフィードバックＰＩＤ制御するスレーブ制御部と、
   前記設定目標値変更時に、前記マスタチャンネルのプロセス量から前記マスタチャンネルの設定目標値を減算し、これに個々の前記スレーブチャンネルの設定目標値を加算したプロセス量を前記スレーブチャンネルの追従すべき前記マスタチャンネルのプロセス量とし、前記スレーブチャンネルの追従すべき前記マスタチャンネルのプロセス量にバイアス量を加算した値を昇温時のスレーブチャンネルの制御用目標値として昇温管理する昇温管理部と、
   を具備することを特徴とする制御装置。
2. 前記昇温管理部は、前記設定目標値変更時に、個々の前記スレーブチャンネルの設定目標値と当該スレーブチャンネルのプロセス量との偏差を求め、当該偏差が当該スレーブチャンネルのＰＩＤ制御における比例動作の強さを表す量である比例帯設定値よりも小さいとき、当該偏差量を当該スレーブチャンネルの前記バイアス量とし、当該偏差が当該スレーブチャンネルの前記比例帯設定値以上のとき、当該チャンネルの前記比例帯設定値を当該スレーブチャンネルの前記バイアス量とする請求項１記載の制御装置。
3. 前記昇温管理部は、個々の前記スレーブチャンネルにおいて、当該スレーブチャンネルのプロセス量が、当該スレーブチャンネルのＰＩＤ制御における比例動作の強さを表す量である比例帯設定値に所定の定数を乗じた値を個々の前記スレーブチャンネルの設定目標値から減算した値以上となったとき、個々の前記スレーブチャンネルの設定目標値を前記スレーブチャンネルの制御用目標値としてフィードバックＰＩＤ制御する請求項１記載の制御装置。
4. 前記昇温管理部は、前記プロセス量の目標値到達過程において、前記スレーブチャンネルのプロセス量が、追従すべき前記マスタチャンネルのプロセス量を追い越したとき、前記バイアス量を減少させて前記スレーブチャンネルの追い越しを修正する請求項１〜３のいずれか１記載の制御装置。
5. 前記昇温管理部は、追従すべき前記マスタチャンネルのプロセス量から当該スレーブチャンネルのプロセス量を減算した値に所定の定数を乗算して得られた修正量で前記バイアス量を減少させて修正する請求項４記載の制御装置。
   
   
   
   

Images