JP4989455B2 - Control apparatus and control method - Google Patents

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本発明は、操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の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 for a multi-loop temperature control system that suppresses the sum of operation amount outputs to be equal to or less than an operation amount output upper limit value of the entire control device.

従来より、温調計などの制御装置は、マルチループの温度制御系を構成するように計装されることがある。図2は本発明の制御装置を適用する温度制御系の1例を示す図であるが、従来においてもその構成は同様であるので、図2を用いてマルチループの温度制御系について簡単に説明する。図2の例では、焼成炉10の内部の温度を温調計15によって制御する。ヒータ11,12は、温調計15から出力される操作量MV1,MV2に応じて焼成炉10内の領域A1,A2を加熱する。センサ13は、ヒータ11によって加熱される領域A1の温度PV1を測定し、センサ14は、ヒータ12によって加熱される領域A2の温度PV2を測定する。温調計15は、温度PV1が設定値SP1と一致するように操作量MV1を算出し、温度PV2が設定値SP2と一致するように操作量MV2を算出する。   Conventionally, a control device such as a temperature controller may be instrumented to constitute a multi-loop temperature control system. FIG. 2 is a diagram showing an example of a temperature control system to which the control device of the present invention is applied. Since the configuration is similar in the prior art, the multi-loop temperature control system will be briefly described with reference to FIG. To do. In the example of FIG. 2, the temperature inside the firing furnace 10 is controlled by the temperature controller 15. The heaters 11 and 12 heat the regions A1 and A2 in the firing furnace 10 in accordance with the operation amounts MV1 and MV2 output from the temperature controller 15. The sensor 13 measures the temperature PV1 of the area A1 heated by the heater 11, and the sensor 14 measures the temperature PV2 of the area A2 heated by the heater 12. The temperature controller 15 calculates the operation amount MV1 so that the temperature PV1 matches the set value SP1, and calculates the operation amount MV2 so that the temperature PV2 matches the set value SP2.

このようなマルチループの温度制御系において、各制御ループの制御性とエネルギー消費量とを容認できる範囲で両立させることを目的として、操作量出力MV1,MV2の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の制御装置が提案されている(特許文献1参照)。   In such a multi-loop temperature control system, the sum of the manipulated variable outputs MV1, MV2 is the manipulated variable output of the entire control device for the purpose of achieving both controllability and energy consumption within an acceptable range. There has been proposed a control device of a multi-loop temperature control system that suppresses the upper limit value or less (see Patent Document 1).

特開2002−49401号公報JP 2002-49401 A

例えば、1台の機械装置に複数のヒータが温度制御のために使用され、複数の温度制御ループが形成されているときに、特許文献1に開示された技術を、電力の総和を制限するための手法として利用できる。この場合、ブレーカなどの電源系のデバイスの小型化が図れることになる。しかしながら、経年変化によりヒータの抵抗値などが変化すると、当初の制御系の設計において見積もっていた電流値と操作量MVとの関係が変化するため、設計において見積もっていた電流値の総和と実際の電流値の総和とでは、ズレが生じる可能性があった。ブレーカなどの電源系のデバイスの小型化を考えるならば、むしろ電流値の総和が重要であり、ヒータの経年変化などの影響を受けるのは好ましくない。   For example, when a plurality of heaters are used for temperature control in a single machine and a plurality of temperature control loops are formed, the technique disclosed in Patent Document 1 is used to limit the total power. It can be used as a method. In this case, a power supply device such as a breaker can be downsized. However, if the resistance value of the heater changes due to aging, the relationship between the current value estimated in the initial design of the control system and the manipulated variable MV changes, so the sum of the current values estimated in the design and the actual value There was a possibility of deviation from the sum of the current values. Considering the miniaturization of a power supply device such as a breaker, the total sum of current values is rather important, and it is not preferable to be affected by the aging of the heater.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系において、電流値の総和を制限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-described problem, and in a multi-loop temperature control system that suppresses the total operation amount output to be equal to or lower than the operation amount output upper limit value of the entire control device, the total current value is reduced. It is an object to provide a control device and a control method that can be limited.

本発明は、複数のヒータをそれぞれ制御する複数のコントローラの操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の制御装置において、前記複数のコントローラからの操作量出力に応じて前記複数のヒータに流れる電流値の総和を算出する総電流値算出手段と、前記制御装置全体の操作量出力上限値を前記総電流値算出手段によって算出された総電流値に基づいて修正する全体操作量出力上限値算出手段とを有するものである。
また、本発明の制御装置の1構成例は、さらに、前記複数のコントローラからの操作量出力の総和である総操作量値を算出する総操作量値算出手段を備え、前記全体操作量出力上限値算出手段は、前記総電流値をCTa、前記総操作量値をMTa、予め定められた基準総電流値をCTrとしたとき、前記制御装置全体の操作量出力上限値MT1を、MT1=MTa(CTr/CTa)により算出するものである。
The present invention provides a control device for a multi-loop temperature control system that suppresses the sum of operation amount outputs of a plurality of controllers that respectively control a plurality of heaters to be equal to or less than an operation amount output upper limit value of the entire control device. The total current value calculating means for calculating the sum of the current values flowing through the plurality of heaters according to the operation amount output from the controller, and the operation amount output upper limit value of the entire control device is calculated by the total current value calculating means. And a total manipulated variable output upper limit calculating means for correcting based on the total current value.
Further, one configuration example of the control device of the present invention further includes a total manipulated variable value calculating means for calculating a total manipulated variable value that is a sum of manipulated variable outputs from the plurality of controllers, and the total manipulated variable output upper limit. When the total current value is CTa, the total manipulated variable value is MTa, and the predetermined reference total current value is CTr, the value calculating means sets the manipulated variable output upper limit MT1 of the entire control device as MT1 = MTa. It is calculated by (CTr / CTa).

また、本発明の制御装置の1構成例は、前記コントローラとして、第1の操作量出力上限に応じて操作量出力を算出する優先側コントローラと、第2の操作量出力上限に応じて操作量出力を算出する非優先側コントローラとを有すると共に、前記優先側コントローラの操作量出力が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第1の操作量出力上限の大きさを制限して前記優先側コントローラに与える優先側上限処理手段と、前記優先側コントローラと前記非優先側コントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、前記第2の操作量出力上限を算出して前記非優先側コントローラに与える非優先側上限算出手段と、前記第2の操作量出力上限に対する前記非優先側コントローラの操作量出力の余裕度に応じて、前記第1の操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第1の操作量出力上限として前記優先側上限処理手段に与える優先側上限算出手段とを有するものである。   Further, according to one configuration example of the control device of the present invention, as the controller, a priority controller that calculates an operation amount output according to a first operation amount output upper limit, and an operation amount according to a second operation amount output upper limit. A non-priority controller for calculating the output, and the first operation amount output upper limit input in advance so that the operation amount output of the priority controller is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device. The priority side upper limit processing means for limiting the size and giving to the priority side controller, and the sum of the operation amount outputs of the priority side controller and the non-priority side controller are less than or equal to the operation amount output upper limit value of the entire control device. In addition, a non-priority side upper limit calculating means for calculating the second operation amount output upper limit and giving it to the non-priority controller, and the non-priority controller for the second operation amount output upper limit. The priority side upper limit processing means performs a calculation to increase or decrease the first operation amount output upper limit according to the margin of the operation amount output of the controller, and uses the calculated value as the first operation amount output upper limit of the next control cycle. A priority-side upper limit calculation means to be provided.

また、本発明の制御装置の1構成例は、n(nは3以上の整数)台の前記コントローラとして、予め第1番目から第m(mはn−1)番目の優先順位が割り当てられ、対応する第1〜第mの操作量出力上限に応じてそれぞれ操作量出力を算出する第1〜第mのコントローラと、予め最下位に順位付けされ、第nの操作量出力上限に応じて操作量出力を算出する第nのコントローラとを有すると共に、第k(kは1〜mの整数)のコントローラ毎に設けられ、前記第1〜第kのコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第kの操作量出力上限の大きさを制限して第kのコントローラに与える第1〜第mの優先側上限処理手段と、前記第1〜第mのコントローラと前記第nのコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、前記第nの操作量出力上限を算出して前記第nのコントローラに与える非優先側上限算出手段と、第kのコントローラ毎に設けられ、第k+1の操作量出力上限に対する第k+1のコントローラの操作量出力の余裕度に応じて、第kの操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第kの操作量出力上限として第kの優先側上限処理手段に与える第1〜第mの優先側上限算出手段とを有するものである。   In addition, according to one configuration example of the control device of the present invention, the first to m-th (m is n-1) priorities are assigned in advance as the n (n is an integer of 3 or more) controllers, The first to m-th controllers that calculate the operation amount outputs according to the corresponding first to m-th operation amount output upper limits, respectively, are ranked in advance in the lowest order, and are operated according to the n-th operation amount output upper limit. An n-th controller that calculates a quantity output, and is provided for each k-th (k is an integer from 1 to m) controller, and a sum of operation quantity outputs of the first to k-th controllers is the control device. First to m-th priority side upper limit processing means for limiting the magnitude of the kth operation amount output upper limit inputted in advance so as to be equal to or less than the entire operation amount output upper limit, The first to mth controllers and the nth controller Non-priority upper limit calculation means for calculating the nth operation amount output upper limit and giving it to the nth controller so that the sum of the operation amount outputs of the controller is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device. The k-th operation amount output upper limit is calculated according to the margin of the operation amount output of the (k + 1) th controller with respect to the (k + 1) th operation amount output upper limit. And a first to mth priority side upper limit calculating means for giving the value to the kth priority side upper limit processing means as the kth operation amount output upper limit of the next control cycle.

また、本発明は、複数のヒータをそれぞれ制御する複数のコントローラの操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の制御方法において、前記複数のコントローラからの操作量出力に応じて前記複数のヒータに流れる電流値の総和を算出する総電流値算出手順と、前記制御装置全体の操作量出力上限値を前記総電流値算出手順によって算出された総電流値に基づいて修正する全体操作量出力上限値算出手順とを有するものである。   Further, the present invention provides a control method for a multi-loop temperature control system that suppresses the sum of operation amount outputs of a plurality of controllers that respectively control a plurality of heaters to be equal to or less than an operation amount output upper limit value of the entire control device. A total current value calculation procedure for calculating a sum of current values flowing through the plurality of heaters according to operation amount outputs from a plurality of controllers, and an operation amount output upper limit value for the entire control device are calculated by the total current value calculation procedure. And a total manipulated variable output upper limit calculation procedure for correcting based on the total current value.

本発明によれば、複数のヒータに流れる電流値の総和を算出し、制御装置全体の操作量出力上限値を総電流値に基づいて修正することにより、操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の制御装置において、経年変化によりヒータの抵抗値などが変化したとしても、電流値の総和を制限することができる。また、本発明では、温調計に設けられている既存のCT値測定機能を利用することができるので、特別な機器を追加することなく、電流値の総和を制限することができる。   According to the present invention, the sum of the current values flowing through the plurality of heaters is calculated, and the operation amount output upper limit value of the entire control device is corrected based on the total current value. In the control device of the multi-loop temperature control system that suppresses the manipulated variable output to be less than or equal to the operation amount output upper limit value, even if the resistance value of the heater changes due to secular change, the total current value can be limited. In the present invention, since the existing CT value measurement function provided in the temperature controller can be used, the total sum of current values can be limited without adding a special device.

[発明の原理]
特許文献1に開示された手法では、装置全体の操作量出力上限値は基本的にユーザが設定する固定値となっている。しかし、操作量出力上限値を固定的に設定しておくと、ヒータの経年変化などの影響を受ける可能性がある。したがって、この装置全体の操作量出力上限値を適宜修正することにより、本来の目的を確実に達成できるように改善できることに、発明者は着眼した。また、温調計などの制御装置には、ヒータ断線に備えてヒータヘの通電状態(電流)の真値を常時測定するCT値測定機能が備わっていることに、発明者は着眼した。そして、装置全体の操作量出力上限値を、実測されるヒータ電流値の総和と逐次比較しながら修正すれば、課題解決のために有効であることに、発明者は想到した。
[Principle of the Invention]
In the technique disclosed in Patent Document 1, the operation amount output upper limit value of the entire apparatus is basically a fixed value set by the user. However, if the manipulated variable output upper limit value is fixedly set, there is a possibility that it will be affected by the secular change of the heater. Therefore, the inventor has noticed that it is possible to improve the operation amount output upper limit value of the entire apparatus appropriately so that the original purpose can be reliably achieved. Further, the inventor has noticed that a control device such as a temperature controller is equipped with a CT value measurement function that always measures the true value of the energization state (current) to the heater in preparation for the heater disconnection. Then, the inventor has conceived that it is effective to solve the problem if the upper limit value of the manipulated variable output of the entire apparatus is corrected while sequentially comparing with the total of the actually measured heater current values.

[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制御装置の構成を示すブロック図である。
制御装置は、総電流値算出部C_CTaと、総操作量値算出部C_MTaと、全体操作量出力上限値算出部C_MT1と、優先側コントローラPID1と、非優先側コントローラPID2と、優先側上限処理部L_MH1と、非優先側上限算出部C_MH2と、優先側上限算出部C_MH1とから構成されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments 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 the first embodiment of the present invention.
The control device includes a total current value calculating unit C_CTa, a total manipulated variable value calculating unit C_MTa, a total manipulated variable output upper limit calculating unit C_MT1, a priority controller PID1, a non-priority controller PID2, and a priority upper limit processor. L_MH1, a non-priority upper limit calculation unit C_MH2, and a priority upper limit calculation unit C_MH1.

本実施の形態は、例えば電気ヒータをアクチュエータとする制御系を1つの装置内に2ループ備える装置(半導体製造装置等)において、どちらかの制御ループの制御特性をあまり重視しなくて良い場合に、これら2ループを対象として適用することができる。この場合、制御特性を重視する必要がある制御ループのコントローラが優先側コントローラとなり、制御特性をあまり重視しなくて良い制御ループのコントローラが非優先側コントローラとなる。   In the present embodiment, for example, in an apparatus (semiconductor manufacturing apparatus, etc.) having two loops in one apparatus having a control system using an electric heater as an actuator, the control characteristics of one of the control loops need not be considered as important. These two loops can be applied as a target. In this case, the controller of the control loop that requires emphasis on the control characteristics is the priority controller, and the controller of the control loop that does not require much emphasis on the control characteristics is the non-priority controller.

図2は本実施の形態の制御装置を適用する温度制御系の1例を示す図である。図2の例は、焼成炉10の内部の温度を温調計15によって制御するものである。ヒータ11,12は、温調計15から出力される操作量MV1,MV2に応じて焼成炉10内の領域A1,A2を加熱する。センサ13は、ヒータ11によって加熱される領域A1の温度PV1を測定し、センサ14は、ヒータ12によって加熱される領域A2の温度PV2を測定する。温調計15は、温度PV1が設定値SP1と一致するように操作量MV1を算出し、温度PV2が設定値SP2と一致するように操作量MV2を算出する。図1の制御装置は、温調計15の内部に設けられるものである。なお、温調計15は、操作量MV1,MV2の出力に応じてヒータ11,12に流れる電流値CT1,CT2を計測するCT値測定機能を備えている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a temperature control system to which the control device of the present embodiment is applied. In the example of FIG. 2, the temperature inside the firing furnace 10 is controlled by the temperature controller 15. The heaters 11 and 12 heat the regions A1 and A2 in the firing furnace 10 in accordance with the operation amounts MV1 and MV2 output from the temperature controller 15. The sensor 13 measures the temperature PV1 of the area A1 heated by the heater 11, and the sensor 14 measures the temperature PV2 of the area A2 heated by the heater 12. The temperature controller 15 calculates the operation amount MV1 so that the temperature PV1 matches the set value SP1, and calculates the operation amount MV2 so that the temperature PV2 matches the set value SP2. The control device in FIG. 1 is provided inside the temperature controller 15. The temperature controller 15 has a CT value measuring function for measuring the current values CT1 and CT2 flowing through the heaters 11 and 12 in accordance with the outputs of the manipulated variables MV1 and MV2.

以下、本実施の形態の制御装置の動作について説明する。図3は図1の制御装置の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、制御装置全体の操作量出力上限値を全体操作量出力上限値として、他の操作量出力上限値と区別するものとする。
最初に、優先側上限処理部L_MH1は、優先側コントローラPID1の操作量出力MV1の上限を示す操作量出力上限値MH1と全体操作量出力上限値算出部C_MT1から出力される全体操作量出力上限値MT1とを比較して、操作量出力上限値MH1が全体操作量出力上限値MT1より大きい場合は、MH1=MT1、すなわち全体操作量出力上限値MT1を新たな操作量出力上限値MH1とする上限処理を行う(図3ステップS101)。
Hereinafter, the operation of the control device of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control device of FIG. In the following description, the operation amount output upper limit value of the entire control device is regarded as the entire operation amount output upper limit value, and is distinguished from other operation amount output upper limit values.
First, the priority-side upper limit processing unit L_MH1 is an operation amount output upper limit value MH1 indicating the upper limit of the operation amount output MV1 of the priority-side controller PID1, and the total operation amount output upper limit value output from the total operation amount output upper limit calculation unit C_MT1. When the manipulated variable output upper limit value MH1 is larger than the total manipulated variable output upper limit value MT1 by comparing with MT1, MH1 = MT1, that is, the upper limit for setting the total manipulated variable output upper limit value MT1 as a new manipulated variable output upper limit value MH1. Processing is performed (step S101 in FIG. 3).

そして、優先側上限処理部L_MH1は、更新した操作量出力上限値MH1を優先側コントローラPID1と優先側上限算出部C_MH1へ出力する。操作量出力上限値MH1が全体操作量出力上限値MT1以下の場合は、操作量出力上限値MH1を更新する必要はなく、現在の操作量出力上限値MH1をそのまま出力すればよい。なお、最初の制御周期においては、全体操作量出力上限値MT1の予め定められた初期値が全体操作量出力上限値算出部C_MT1から出力される。また、最初の制御周期における操作量出力上限値MH1 の初期値は例えば100%に設定されている。   Then, the priority side upper limit processing unit L_MH1 outputs the updated operation amount output upper limit value MH1 to the priority side controller PID1 and the priority side upper limit calculation unit C_MH1. When the manipulated variable output upper limit value MH1 is less than or equal to the overall manipulated variable output upper limit value MT1, it is not necessary to update the manipulated variable output upper limit value MH1, and the current manipulated variable output upper limit value MH1 may be output as it is. In the first control cycle, a predetermined initial value of the total manipulated variable output upper limit MT1 is output from the total manipulated variable output upper limit calculating unit C_MT1. The initial value of the manipulated variable output upper limit value MH1 in the first control cycle is set to 100%, for example.

次に、優先側コントローラPID1は、PID演算を実行して操作量出力MV1を算出する(ステップS102)。ステップS102において、優先側コントローラPID1は、前記操作量出力上限値MH1に基づく上限処理を行う前の操作量である内部出力値UC1をPID演算により次式のように算出する。   Next, the priority controller PID1 executes a PID calculation to calculate an operation amount output MV1 (step S102). In step S102, the priority controller PID1 calculates the internal output value UC1, which is the operation amount before performing the upper limit process based on the operation amount output upper limit value MH1, by the PID calculation as follows.

UC1=Kg1{1+1/(Ti1s)+Td1s}(SP1−PV1) ・・・(1)
式(1)において、Kg1はコントローラPID1の比例ゲイン、Ti1はコントローラPID1の積分時間、Td1はコントローラPID1の微分時間、SP1はコントローラPID1の制御対象について設定される設定値、PV1はこの制御対象の制御量である。比例ゲインKg1、積分時間Ti1、微分時間Td1及び設定値SP1は予め設定され、制御量PV1は図示しないセンサによって検出される。
UC1 = Kg1 {1 + 1 / (Ti1s) + Td1s} (SP1-PV1) (1)
In Equation (1), Kg1 is the proportional gain of the controller PID1, Ti1 is the integration time of the controller PID1, Td1 is the differential time of the controller PID1, SP1 is a set value set for the control target of the controller PID1, and PV1 is the control target Control amount. The proportional gain Kg1, the integration time Ti1, the differential time Td1, and the set value SP1 are set in advance, and the control amount PV1 is detected by a sensor (not shown).

続いて、優先側コントローラPID1は、算出した内部出力値UC1と優先側上限処理部L_MH1から出力された操作量出力上限値MH1とを比較して、内部出力値UC1が操作量出力上限値MH1より大きい場合は、MV1=MH1、すなわち操作量出力上限値MH1を操作量出力MV1とする上限処理を行い、内部出力値UC1が操作量出力上限値MH1以下の場合は、MV1=UC1、すなわち内部出力値UC1を操作量出力MV1とする。   Subsequently, the priority controller PID1 compares the calculated internal output value UC1 with the operation amount output upper limit value MH1 output from the priority side upper limit processing unit L_MH1, and the internal output value UC1 is greater than the operation amount output upper limit value MH1. If it is larger, MV1 = MH1, that is, an upper limit process is performed in which the operation amount output upper limit value MH1 is set to the operation amount output MV1, and when the internal output value UC1 is less than or equal to the operation amount output upper limit value MH1, The value UC1 is set as the manipulated variable output MV1.

そして、優先側コントローラPID1は、算出した操作量出力MV1を制御対象(実際の出力先は図2のヒータ11)と非優先側上限算出部C_MH2と総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UC1を優先側上限算出部C_MH1へ出力する。
以上でステップS102の処理が終了する。
The priority controller PID1 outputs the calculated operation amount output MV1 to the control target (the actual output destination is the heater 11 in FIG. 2), the non-priority side upper limit calculation unit C_MH2, and the total operation amount value calculation unit C_MTa. The internal output value UC1 is output to the priority side upper limit calculation unit C_MH1.
Above, the process of step S102 is complete | finished.

次に、非優先側上限算出部C_MH2は、非優先側コントローラPID2の操作量出力MV2の上限を示す操作量出力上限値MH2を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH2を非優先側コントローラPID2へ出力する(ステップS103)。
MH2=MT1−MV1 ・・・(2)
Next, the non-priority side upper limit calculation unit C_MH2 calculates an operation amount output upper limit value MH2 indicating the upper limit of the operation amount output MV2 of the non-priority controller PID2, as shown in the following equation, and this operation amount output upper limit value MH2 is calculated. Output to the non-priority controller PID2 (step S103).
MH2 = MT1-MV1 (2)

非優先側コントローラPID2は、PID演算を実行して操作量出力MV2を算出する(ステップS104)。ステップS104において、非優先側コントローラPID2は、前記操作量出力上限値MH2に基づく上限処理を行う前の操作量である内部出力値UC2をPID演算により次式のように算出する。   The non-priority controller PID2 calculates the manipulated variable output MV2 by executing the PID calculation (step S104). In step S104, the non-priority controller PID2 calculates an internal output value UC2 that is an operation amount before the upper limit process based on the operation amount output upper limit value MH2 by the PID calculation as follows.

UC2=Kg2{1+1/(Ti2s)+Td2s}(SP2−PV2) ・・・(3)
式(3)において、Kg2はコントローラPID2の比例ゲイン、Ti2はコントローラPID2の積分時間、Td2はコントローラPID2の微分時間、SP2はコントローラPID2の制御対象について設定される設定値、PV2はこの制御対象の制御量である。比例ゲインKg2、積分時間Ti2、微分時間Td2及び設定値SP2は予め設定され、制御量PV2は図示しないセンサによって検出される。
UC2 = Kg2 {1 + 1 / (Ti2s) + Td2s} (SP2-PV2) (3)
In Equation (3), Kg2 is the proportional gain of the controller PID2, Ti2 is the integration time of the controller PID2, Td2 is the differential time of the controller PID2, SP2 is a set value set for the control target of the controller PID2, and PV2 is the control target Control amount. The proportional gain Kg2, the integration time Ti2, the differential time Td2 and the set value SP2 are set in advance, and the control amount PV2 is detected by a sensor (not shown).

続いて、非優先側コントローラPID2は、算出した内部出力値UC2と非優先側上限算出部C_MH2から出力された操作量出力上限値MH2とを比較して、内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2より大きい場合は、MV2=MH2、すなわち操作量出力上限値MH2を操作量出力MV2とする上限処理を行い、内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2以下の場合は、MV2=UC2、すなわち内部出力値UC2を操作量出力MV2とする。   Subsequently, the non-priority controller PID2 compares the calculated internal output value UC2 with the operation amount output upper limit value MH2 output from the non-priority upper limit calculation unit C_MH2, and the internal output value UC2 becomes the operation amount output upper limit value. If it is larger than MH2, MV2 = MH2, that is, an upper limit process is performed in which the manipulated variable output upper limit value MH2 is set to the manipulated variable output MV2. If the internal output value UC2 is less than or equal to the manipulated variable output upper limit value MH2, MV2 = UC2. The internal output value UC2 is set as an operation amount output MV2.

そして、非優先側コントローラPID2は、算出した操作量出力MV2を制御対象(実際の出力先は図2のヒータ12)と優先側上限算出部C_MH1と総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UC2を優先側上限算出部C_MH1へ出力する。
以上でステップS104の処理が終了する。
The non-priority controller PID2 outputs the calculated operation amount output MV2 to the control target (the actual output destination is the heater 12 in FIG. 2), the priority upper limit calculation unit C_MH1, and the total operation amount value calculation unit C_MTa. The internal output value UC2 is output to the priority side upper limit calculation unit C_MH1.
Above, the process of step S104 is complete | finished.

次に、優先側上限算出部C_MH1は、優先側コントローラPID1の次制御周期の操作量出力上限値MH1’を算出する(ステップS105)。
ステップS105において、優先側上限算出部C_MH1は、非優先側コントローラPID2から出力された内部出力値UC2と操作量出力MV2に基づいて次式が成立するかどうかを判定する。
Next, the priority side upper limit calculation unit C_MH1 calculates an operation amount output upper limit value MH1 ′ of the next control cycle of the priority side controller PID1 (step S105).
In step S105, the priority upper limit calculation unit C_MH1 determines whether or not the following equation is established based on the internal output value UC2 and the operation amount output MV2 output from the non-priority controller PID2.

α(UC2−MV2)>0 ・・・(4)
αは非優先側コントローラPID2に対する優先側コントローラPID1の制御の優先度を示す優先度係数であり、0〜1の実数値をとる(0のとき優先度最大、1のとき優先度最小)。
α (UC2−MV2)> 0 (4)
α is a priority coefficient indicating the priority of control of the priority controller PID1 with respect to the non-priority controller PID2, and takes a real value from 0 to 1 (priority is maximum when 0, and priority is minimum when 1).

優先側上限算出部C_MH1は、式(4)が成立する場合、優先側上限処理部L_MH1から出力された現制御周期の操作量出力上限値MH1、優先側コントローラPID1から出力された内部出力値UC1、非優先側コントローラPID2から出力された操作量出力MV2及び内部出力値UC2に基づいて、優先側コントローラPID1の次制御周期の操作量出力上限値MH1’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH1’を優先側上限処理部L_MH1へ出力する。   The priority side upper limit calculation unit C_MH1 outputs the operation amount output upper limit value MH1 of the current control cycle output from the priority side upper limit processing unit L_MH1 and the internal output value UC1 output from the priority side controller PID1 when Expression (4) is satisfied. Based on the operation amount output MV2 and the internal output value UC2 output from the non-priority controller PID2, the operation amount output upper limit value MH1 ′ of the next control cycle of the priority controller PID1 is calculated as follows: The manipulated variable output upper limit value MH1 ′ is output to the priority side upper limit processing unit L_MH1.

MH1’=[MH1Tx1+{UC1−α(UC2−MV2)}dT]/(Tx1+dT)
・・・(5)
Tx1は移行時間であり、例えばTx1=Td1とする。dTは制御周期である。
MH1 ′ = [MH1Tx1 + {UC1−α (UC2−MV2)} dT] / (Tx1 + dT)
... (5)
Tx1 is a transition time, for example, Tx1 = Td1. dT is a control cycle.

また、優先側上限算出部C_MH1は、式(4)が不成立の場合、優先側上限処理部L_MH1から出力された現制御周期の操作量出力上限値MH1、全体操作量出力上限値MT1に基づいて、操作量出力上限値MH1’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH1’を優先側上限処理部L_MH1へ出力する。
MH1’=[MH1Tx1+MT1dT]/(Tx1+dT) ・・・(6)
こうして、ステップS105の処理が終了する。
Further, when the formula (4) is not satisfied, the priority side upper limit calculation unit C_MH1 is based on the operation amount output upper limit value MH1 and the total operation amount output upper limit value MT1 of the current control period output from the priority side upper limit processing unit L_MH1. Then, the operation amount output upper limit value MH1 ′ is calculated as follows, and this operation amount output upper limit value MH1 ′ is output to the priority side upper limit processing unit L_MH1.
MH1 ′ = [MH1Tx1 + MT1dT] / (Tx1 + dT) (6)
Thus, the process of step S105 is completed.

次に、ヒータ11,12には、それぞれ操作量出力MV1,MV2に応じた電流が流れる。総電流値算出部C_CTaは、制御装置の図示しないCT値測定部によって測定された、ヒータ11,12に流れる電流値CT1,CT2から、その総和である総電流値CTaを次式のように算出する(ステップS106)。
CTa=CT1+CT2 ・・・(7)
Next, currents according to the operation amount outputs MV1 and MV2 flow through the heaters 11 and 12, respectively. The total current value calculation unit C_CTa calculates a total current value CTa, which is the sum of the current values CT1 and CT2 flowing through the heaters 11 and 12 measured by a CT value measurement unit (not shown) of the control device, as follows: (Step S106).
CTa = CT1 + CT2 (7)

一方、総操作量値算出部C_MTaは、操作量出力MV1,MV2の総和である総操作量値MTaを次式のように算出する(ステップS107)。
MTa=MV1+MV2 ・・・(8)
On the other hand, the total manipulated variable value calculation unit C_MTa calculates a total manipulated variable value MTa that is the sum of the manipulated variable outputs MV1 and MV2 as in the following equation (step S107).
MTa = MV1 + MV2 (8)

全体操作量出力上限値算出部C_MT1は、総電流値CTaと総操作量値MTaとから次制御周期の全体操作量出力上限値MT1を次式のように算出する(ステップS108)。
MT1=MTa(CTr/CTa) ・・・(9)
式(9)において、CTrは予め与えられる基準総電流値であり、所望の総電流値に相当する。このステップS108の処理により、全体操作量出力上限値MT1が修正されたことになる。
The total manipulated variable output upper limit calculation unit C_MT1 calculates the total manipulated variable output upper limit MT1 of the next control cycle from the total current value CTa and the total manipulated variable value MTa as shown in the following equation (step S108).
MT1 = MTa (CTr / CTa) (9)
In Expression (9), CTr is a reference total current value given in advance, and corresponds to a desired total current value. Through the processing in step S108, the total manipulated variable output upper limit MT1 is corrected.

以上のようなステップS101〜S108の処理がオペレータ等の指令によって制御が停止するまで(ステップS109においてYES)、制御周期dTごとに繰り返される。
なお、優先側上限処理部L_MH1は、MH1=MH1’、すなわち前制御周期で優先側上限算出部C_MH1によって算出され出力された操作量出力上限値MH1’を現制御周期の操作量出力上限値MH1として、ステップS101の処理を行う。
The processes in steps S101 to S108 as described above are repeated every control cycle dT until the control is stopped by an instruction from an operator or the like (YES in step S109).
The priority side upper limit processing unit L_MH1 uses MH1 = MH1 ′, ie, the operation amount output upper limit value MH1 ′ calculated and output by the priority side upper limit calculation unit C_MH1 in the previous control cycle as the operation amount output upper limit value MH1 in the current control cycle. Then, the process of step S101 is performed.

このように、本実施の形態では、優先側コントローラPID1の操作量出力MV1と非優先側コントローラPID2の操作量出力MV2の総和を、常に全体操作量出力上限値MT1以下に維持するために、非優先側コントローラPID2の操作量出力上限値MH2をMT1−MV1にする(ステップS103)。   Thus, in the present embodiment, in order to always maintain the sum of the operation amount output MV1 of the priority controller PID1 and the operation amount output MV2 of the non-priority controller PID2 at or below the total operation amount output upper limit value MT1, The operation amount output upper limit value MH2 of the priority controller PID2 is set to MT1-MV1 (step S103).

そして、式(4)が不成立の場合、すなわち非優先側コントローラPID2の内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2に対して余裕がある場合(UC2≦MH2)、式(6)を用いて優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1を増加させて全体操作量出力上限値MT1に漸近的に接近させる(ステップS105)。これにより、優先側コントローラPID1がより大きな操作量出力MV1を出力できるようにする。なお、このときの移行時間Tx1は、操作量出力上限値MH1が全体操作量出力上限値MT1に移行するまでの時間(正確には、操作量出力上限値MH1と全体操作量出力上限値MT1との間を100%としたとき、63.2%変動するまでの時間)となる。   If equation (4) is not satisfied, that is, if the internal output value UC2 of the non-priority controller PID2 has a margin with respect to the manipulated variable output upper limit value MH2 (UC2 ≦ MH2), priority is given using equation (6). The operation amount output upper limit value MH1 of the side controller PID1 is increased to asymptotically approach the overall operation amount output upper limit value MT1 (step S105). As a result, the priority controller PID1 can output a larger manipulated variable output MV1. The transition time Tx1 at this time is the time until the manipulated variable output upper limit value MH1 transitions to the total manipulated variable output upper limit value MT1 (more precisely, the manipulated variable output upper limit value MH1 and the total manipulated variable output upper limit value MT1 When the interval is 100%, the time until it fluctuates 63.2%).

また、式(4)が成立する場合、すなわち非優先側コントローラPID2の内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2に対して余裕がない場合(UC2>MH2)、式(5)を用いて優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1を非優先側コントローラPID2の出力不足分(UC2−MV2)だけ減少する方向に漸近的に接近させる(ステップS105)。これにより、優先側コントローラPID1の操作量出力MV1を抑えるようにする。なお、このときの移行時間Tx1は、操作量出力上限値MH1がUC1−(UC2−MV2)に移行するまでの時間となる。   Further, when Expression (4) is satisfied, that is, when the internal output value UC2 of the non-priority controller PID2 has no margin with respect to the manipulated variable output upper limit value MH2 (UC2> MH2), priority is given using Expression (5). The operation amount output upper limit value MH1 of the side controller PID1 is asymptotically approached in the direction of decreasing by the output shortage (UC2-MV2) of the non-priority side controller PID2 (step S105). As a result, the operation amount output MV1 of the priority controller PID1 is suppressed. The transition time Tx1 at this time is the time until the manipulated variable output upper limit value MH1 shifts to UC1- (UC2-MV2).

そして、式(4)が成立して、優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1を減少させる際、その減少の指標となる非優先側コントローラPID2の出力不足分(UC2−MV2)に対しては優先度係数αが乗算される。この優先度係数αの値を調整することにより、優先側コントローラPID1を過剰に優先することなく、非優先側コントローラPID2の制御性も可能な範囲で良好に維持することができる。
以上のように、本実施の形態では、2ループの操作量出力MV1,MV2の総和を全体操作量出力上限値MT1以下に維持し、かつ優先度の高い制御量PV1について良好な制御状態を維持することができる。
When the operation amount output upper limit value MH1 of the priority controller PID1 is reduced when the equation (4) is satisfied, the output shortage (UC2-MV2) of the non-priority controller PID2 which is an index of the decrease is calculated. Is multiplied by a priority factor α. By adjusting the value of the priority coefficient α, it is possible to maintain the controllability of the non-priority controller PID2 in a possible range without giving priority to the priority controller PID1 excessively.
As described above, in the present embodiment, the sum of the two-loop manipulated variable outputs MV1 and MV2 is maintained below the overall manipulated variable output upper limit MT1, and a good control state is maintained for the control variable PV1 having a high priority. can do.

さらに、本実施の形態では、全体操作量出力上限値MT1を総電流値CTaと総操作量値MTaに基づいて修正することにより、経年変化によりヒータの抵抗値などが変化したとしても、電流値の総和を制限することができる。また、本実施の形態では、温調計に設けられている既存のCT値測定機能を利用することができるので、特別な機器を追加することなく、電流値の総和を制限することができる。   Further, in the present embodiment, the total manipulated variable output upper limit MT1 is corrected based on the total current value CTa and the total manipulated variable value MTa, so that even if the resistance value of the heater changes due to aging, the current value Can be limited. Moreover, in this Embodiment, since the existing CT value measurement function provided in the temperature controller can be utilized, the sum total of an electric current value can be restrict | limited without adding a special apparatus.

[実施の形態の2]
図4は本発明の第2の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。図4の制御装置は、総電流値算出部C_CTaと、総操作量値算出部C_MTaと、全体操作量出力上限値算出部C_MT1と、予め第1番目から第m(mは2以上の整数)番目の優先順位が割り当てられた第1〜第mの優先側コントローラPID1〜PIDmと、予め最下位に順位付けされた非優先側コントローラ(第nのコントローラ)PIDnと、優先側コントローラPID1〜PIDm毎に設けられた第1〜第mの優先側上限処理部L_MH1〜L_MHmと、非優先側コントローラPIDnに対応して設けられた非優先側上限算出部C_MHnと、優先側コントローラPID1〜PIDm毎に設けられた第1〜第mの優先側上限算出部C_MH1〜C_MHmとから構成されている。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control device according to the second embodiment of the present invention. 4 includes a total current value calculating unit C_CTa, a total manipulated variable value calculating unit C_MTa, an overall manipulated variable output upper limit calculating unit C_MT1, and the first to mth (m is an integer of 2 or more). For each of the first to m-th priority controllers PID1 to PIDm to which the first priority is assigned, the non-priority controller (n-th controller) PIDn that is ranked in the lowest order, and the priority controllers PID1 to PIDm Provided for each of the first to mth priority side upper limit processing units L_MH1 to L_MHm, the non-priority side upper limit calculation unit C_MHn provided corresponding to the non-priority side controller PIDn, and the priority side controllers PID1 to PIDm. The first to m-th priority side upper limit calculation units C_MH1 to C_MHm are configured.

本実施の形態は、例えば電気ヒータをアクチュエータとする制御系を1つの装置内にn(nは3以上の整数、n=m+1)ループ備える装置(例えば半導体製造装置等)において、これらの優先度に応じて制御ループの制御特性をあまり重視しなくて良い場合に、これらnループを対象として適用することができる。
本実施の形態の制御装置を適用する温度制御系は、図2の構成をnループにしたものなので、図示は省略する。
In the present embodiment, for example, in a device (for example, a semiconductor manufacturing device, etc.) having a control system using an electric heater as an actuator in a single device, where n (n is an integer of 3 or more, n = m + 1), these priorities are used. When the control characteristics of the control loop do not need to be emphasized according to the above, it is possible to apply these n loops as targets.
Since the temperature control system to which the control device of the present embodiment is applied has the configuration of FIG.

以下、本実施の形態の制御装置の動作について説明する。図5は図4の制御装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、PID1,PID2,PID3,・・・,PIDm,PIDnの優先順位として説明する。
最初に、第1の優先側上限処理部L_MH1は、最も優先度が高い第1の優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1と全体操作量出力上限値算出部C_MT1から出力される全体操作量出力上限値MT1とを比較して、操作量出力上限値MH1が全体操作量出力上限値MT1より大きい場合は、MH1=MT1、すなわち全体操作量出力上限値MT1を新たな操作量出力上限値MH1とする上限処理を行う(図5ステップS201)。
Hereinafter, the operation of the control device of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control device of FIG. Here, description will be made on the priority order of PID1, PID2, PID3,..., PIDm, PIDn.
First, the first priority side upper limit processing unit L_MH1 outputs the operation amount output upper limit value MH1 and the total operation amount output upper limit value calculation unit C_MT1 of the first priority side controller PID1 having the highest priority. When the manipulated variable output upper limit value MH1 is larger than the total manipulated variable output upper limit value MT1 by comparing with the output upper limit value MT1, MH1 = MT1, that is, the total manipulated variable output upper limit value MT1 is set to the new manipulated variable output upper limit value MH1. Is performed (step S201 in FIG. 5).

そして、第1の優先側上限処理部L_MH1は、更新した操作量出力上限値MH1を第1の優先側コントローラPID1と第1の優先側上限算出部C_MH1へ出力する。操作量出力上限値MH1が全体操作量出力上限値MT1以下の場合は、操作量出力上限値MH1を更新する必要はなく、現在の操作量出力上限値MH1をそのまま出力すればよい。第1の実施の形態と同様に、最初の制御周期においては、全体操作量出力上限値MT1の予め定められた初期値が全体操作量出力上限値算出部C_MT1から出力される。   Then, the first priority upper limit processing unit L_MH1 outputs the updated manipulated variable output upper limit value MH1 to the first priority controller PID1 and the first priority upper limit calculation unit C_MH1. When the manipulated variable output upper limit value MH1 is less than or equal to the overall manipulated variable output upper limit value MT1, it is not necessary to update the manipulated variable output upper limit value MH1, and the current manipulated variable output upper limit value MH1 may be output as it is. Similar to the first embodiment, in the first control cycle, a predetermined initial value of the total manipulated variable output upper limit MT1 is output from the total manipulated variable output upper limit calculating unit C_MT1.

次に、第1の優先側コントローラPID1は、PID演算を実行して操作量出力MV1を算出する(ステップS202)。ステップS202において、第1の優先側コントローラPID1は、内部出力値UC1をPID演算により次式のように算出する。
UC1=Kg1{1+1/(Ti1s)+Td1s}(SP1−PV1) ・・・(10)
Next, the first priority controller PID1 calculates a manipulated variable output MV1 by executing a PID calculation (step S202). In step S202, the first priority controller PID1 calculates the internal output value UC1 by the PID calculation as follows:
UC1 = Kg1 {1 + 1 / (Ti1s) + Td1s} (SP1-PV1) (10)

続いて、第1の優先側コントローラPID1は、算出した内部出力値UC1と第1の優先側上限処理部L_MH1から出力された操作量出力上限値MH1とを比較して、内部出力値UC1が操作量出力上限値MH1より大きい場合は、MV1=MH1、すなわち操作量出力上限値MH1を操作量出力MV1とする上限処理を行い、内部出力値UC1が操作量出力上限値MH1以下の場合は、MV1=UC1、すなわち内部出力値UC1を操作量出力MV1とする。   Subsequently, the first priority controller PID1 compares the calculated internal output value UC1 with the manipulated variable output upper limit value MH1 output from the first priority upper limit processing unit L_MH1, and the internal output value UC1 operates. When it is larger than the quantity output upper limit value MH1, an upper limit process is performed in which MV1 = MH1, that is, the manipulated variable output upper limit value MH1 is set to the manipulated variable output MV1. = UC1, that is, the internal output value UC1 is set as the manipulated variable output MV1.

そして、第1の優先側コントローラPID1は、算出した操作量出力MV1を図示しない制御対象(実際の出力先はコントローラPID1に対応するヒータ)と第2の優先側上限処理部L_MH2と総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UC1を第1の優先側上限算出部C_MH1へ出力する。
以上でステップS202の処理が終了する。
The first priority controller PID1 uses the calculated operation amount output MV1 as a control target (not shown) (the actual output destination is a heater corresponding to the controller PID1), the second priority upper limit processing unit L_MH2, and the total operation amount value. Simultaneously with output to the calculation unit C_MTa, the internal output value UC1 is output to the first priority upper limit calculation unit C_MH1.
Above, the process of step S202 is complete | finished.

次に、第2の優先側上限処理部L_MH2は、第1の優先側コントローラPID1から出力された操作量出力MV1と全体操作量出力上限値MT1に基づいて、第2の優先側コントローラPID2の操作量出力上限値MH2を上限処理するための上限値MT2を次式のように算出する(ステップS203)。
MT2=MT1−MV1 ・・・(11)
Next, the second priority side upper limit processing unit L_MH2 operates the second priority side controller PID2 based on the operation amount output MV1 output from the first priority side controller PID1 and the overall operation amount output upper limit value MT1. An upper limit value MT2 for performing upper limit processing on the quantity output upper limit value MH2 is calculated according to the following equation (step S203).
MT2 = MT1-MV1 (11)

続いて、第2の優先側上限処理部L_MH2は、第2の優先側コントローラPID2の操作量出力上限値MH2と上限値MT2とを比較して、操作量出力上限値MH2が上限値MT2より大きい場合は、MH2=MT2、すなわち上限値MT2を新たな操作量出力上限値MH2とする上限処理を行う(ステップS204)。   Subsequently, the second priority side upper limit processing unit L_MH2 compares the operation amount output upper limit value MH2 with the upper limit value MT2 of the second priority side controller PID2, and the operation amount output upper limit value MH2 is larger than the upper limit value MT2. In this case, MH2 = MT2, that is, an upper limit process is performed in which the upper limit value MT2 is set as a new manipulated variable output upper limit value MH2 (step S204).

そして、第2の優先側上限処理部L_MH2は、更新した操作量出力上限値MH2を第2の優先側コントローラPID2と第2の優先側上限算出部C_MH2へ出力する。なお、操作量出力上限値MH2が上限値MT2以下の場合は、操作量出力上限値MH2を更新する必要はなく、現在の操作量出力上限値MH2をそのまま出力すればよい。   Then, the second priority side upper limit processing unit L_MH2 outputs the updated operation amount output upper limit value MH2 to the second priority side controller PID2 and the second priority side upper limit calculation unit C_MH2. When the manipulated variable output upper limit value MH2 is equal to or lower than the upper limit value MT2, it is not necessary to update the manipulated variable output upper limit value MH2, and the current manipulated variable output upper limit value MH2 may be output as it is.

第2の優先側コントローラPID2は、PID演算を実行して操作量出力MV2を算出する(ステップS205)。ステップS205において、第2の優先側コントローラPID2は、内部出力値UC2をPID演算により次式のように算出する。
UC2=Kg2{1+1/(Ti2s)+Td2s}(SP2−PV2) ・・・(12)
The second priority controller PID2 executes the PID calculation to calculate the manipulated variable output MV2 (step S205). In step S205, the second priority controller PID2 calculates the internal output value UC2 by the PID calculation as follows:
UC2 = Kg2 {1 + 1 / (Ti2s) + Td2s} (SP2-PV2) (12)

続いて、第2の優先側コントローラPID2は、算出した内部出力値UC2と第2の優先側上限処理部L_MH2から出力された操作量出力上限値MH2とを比較して、内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2より大きい場合は、MV2=MH2、すなわち操作量出力上限値MH2を操作量出力MV2とする上限処理を行い、内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2以下の場合は、MV2=UC2、すなわち内部出力値UC2を操作量出力MV2とする。   Subsequently, the second priority controller PID2 compares the calculated internal output value UC2 with the operation amount output upper limit value MH2 output from the second priority upper limit processing unit L_MH2, and the internal output value UC2 operates. When it is larger than the quantity output upper limit value MH2, MV2 = MH2, that is, an upper limit process for setting the manipulated variable output upper limit value MH2 as the manipulated variable output MV2 is performed. = UC2, that is, the internal output value UC2 is set as the manipulated variable output MV2.

そして、第2の優先側コントローラPID2は、算出した操作量出力MV2を図示しない制御対象(実際の出力先はコントローラPID2に対応するヒータ)と第1の優先側上限算出部C_MH1と第3の優先側上限処理部L_MH3と総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UC2を第1の優先側上限算出部C_MH1と第2の優先側上限算出部C_MH2へ出力する。
以上でステップS205の処理が終了する。
Then, the second priority controller PID2 controls the calculated operation amount output MV2 to be controlled (not shown) (the actual output destination is a heater corresponding to the controller PID2), the first priority upper limit calculation unit C_MH1, and the third priority. At the same time as output to the upper limit processing unit L_MH3 and the total manipulated variable value calculation unit C_MTa, the internal output value UC2 is output to the first priority upper limit calculation unit C_MH1 and the second priority upper limit calculation unit C_MH2.
Above, the process of step S205 is complete | finished.

次に、第1の優先側上限算出部C_MH1は、第1の優先側コントローラPID1の次制御周期の操作量出力上限値MH1’を算出する(ステップS206)。
ステップS206において、第1の優先側上限算出部C_MH1は、第2の優先側コントローラPID2から出力された内部出力値UC2と操作量出力MV2に基づいて次式が成立するかどうかを判定する。
Next, the first priority side upper limit calculation unit C_MH1 calculates the operation amount output upper limit value MH1 ′ of the next control cycle of the first priority side controller PID1 (step S206).
In step S206, the first priority upper limit calculation unit C_MH1 determines whether or not the following equation is established based on the internal output value UC2 and the operation amount output MV2 output from the second priority controller PID2.

α1(UC2−MV2)>0 ・・・(13)
α1は第2の優先側コントローラPID2に対する第1の優先側コントローラPID1の制御の優先度を示す優先度係数であり、0〜1の実数値をとる(0のとき優先度最大、1のとき優先度最小)。
α1 (UC2−MV2)> 0 (13)
α1 is a priority coefficient indicating the control priority of the first priority controller PID1 with respect to the second priority controller PID2 and takes a real value from 0 to 1 (the priority is maximum when 0, and priority when 1) Degree minimum).

第1の優先側上限算出部C_MH1は、式(13)が成立する場合、第1の優先側上限処理部L_MH1から出力された現制御周期の操作量出力上限値MH1、第1の優先側コントローラPID1から出力された内部出力値UC1、第2の優先側コントローラPID2から出力された操作量出力MV2及び内部出力値UC2に基づいて、第1の優先側コントローラPID1の次制御周期の操作量出力上限値MH1’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH1’を第1の優先側上限処理部L_MH1へ出力する。
MH1’=[MH1Tx1+{UC1−α1(UC2−MV2)}dT]/(Tx1+dT)
・・・(14)
When the formula (13) is satisfied, the first priority upper limit calculation unit C_MH1 outputs the operation amount output upper limit value MH1 of the current control cycle output from the first priority upper limit processing unit L_MH1, the first priority controller. Based on the internal output value UC1 output from PID1, the operation amount output MV2 output from the second priority controller PID2, and the internal output value UC2, the operation amount output upper limit of the next control cycle of the first priority controller PID1 The value MH1 ′ is calculated as the following equation, and this manipulated variable output upper limit value MH1 ′ is output to the first priority upper limit processing unit L_MH1.
MH1 ′ = [MH1Tx1 + {UC1−α1 (UC2−MV2)} dT] / (Tx1 + dT)
(14)

また、第1の優先側上限算出部C_MH1は、式(13)が不成立の場合、第1の優先側上限処理部L_MH1から出力された現制御周期の操作量出力上限値MH1、全体操作量出力上限値MT1に基づいて、操作量出力上限値MH1’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH1’を第1の優先側上限処理部L_MH1へ出力する。
MH1’=[MH1Tx1+MT1dT]/(Tx1+dT) ・・・(15)
こうして、ステップS206の処理が終了する。
The first priority side upper limit calculation unit C_MH1 outputs the operation amount output upper limit value MH1 and the total operation amount output of the current control cycle output from the first priority side upper limit processing unit L_MH1 when the equation (13) is not satisfied. Based on the upper limit value MT1, an operation amount output upper limit value MH1 ′ is calculated as in the following equation, and this operation amount output upper limit value MH1 ′ is output to the first priority side upper limit processing unit L_MH1.
MH1 ′ = [MH1Tx1 + MT1dT] / (Tx1 + dT) (15)
Thus, the process of step S206 ends.

次に、第3の優先側上限処理部L_MH3は、第2の優先側コントローラPID2から出力された操作量出力MV2と第2の優先側上限処理部L_MH2から出力された上限値MT2に基づいて、第3の優先側コントローラPID3の操作量出力上限値MH3を上限処理するための上限値MT3を次式のように算出する(ステップS207)。
MT3=MT2−MV2 ・・・(16)
Next, the third priority side upper limit processing unit L_MH3 is based on the operation amount output MV2 output from the second priority side controller PID2 and the upper limit value MT2 output from the second priority side upper limit processing unit L_MH2. An upper limit value MT3 for performing upper limit processing on the manipulated variable output upper limit value MH3 of the third priority controller PID3 is calculated by the following equation (step S207).
MT3 = MT2-MV2 (16)

続いて、第3の優先側上限処理部L_MH3は、第3の優先側コントローラPID3の操作量出力上限値MH3と上限値MT3とを比較して、操作量出力上限値MH3が上限値MT3より大きい場合は、MH3=MT3、すなわち上限値MT3を新たな操作量出力上限値MH3とする上限処理を行う(ステップS208)。   Subsequently, the third priority side upper limit processing unit L_MH3 compares the operation amount output upper limit value MH3 and the upper limit value MT3 of the third priority side controller PID3, and the operation amount output upper limit value MH3 is larger than the upper limit value MT3. In this case, MH3 = MT3, that is, an upper limit process is performed in which the upper limit value MT3 is set as a new manipulated variable output upper limit value MH3 (step S208).

そして、第3の優先側上限処理部L_MH3は、更新した操作量出力上限値MH3を第3の優先側コントローラPID3と第3の優先側上限算出部C_MH3へ出力する。なお、操作量出力上限値MH3が上限値MT3以下の場合は、操作量出力上限値MH3を更新する必要はなく、現在の操作量出力上限値MH3をそのまま出力すればよい。   Then, the third priority side upper limit processing unit L_MH3 outputs the updated operation amount output upper limit value MH3 to the third priority side controller PID3 and the third priority side upper limit calculation unit C_MH3. When the manipulated variable output upper limit value MH3 is equal to or lower than the upper limit value MT3, it is not necessary to update the manipulated variable output upper limit value MH3, and the current manipulated variable output upper limit value MH3 may be output as it is.

第3の優先側コントローラPID3は、PID演算を実行して操作量出力MV3を算出する(ステップS209)。ステップS209において、第3の優先側コントローラPID3は、内部出力値UC3をPID演算により次式のように算出する。   The third priority controller PID3 calculates the manipulated variable output MV3 by executing the PID calculation (step S209). In step S209, the third priority controller PID3 calculates the internal output value UC3 by the PID calculation as follows.

UC3=Kg3{1+1/(Ti3s)+Td3s}(SP3−PV3) ・・・(17)
式(17)において、Kg3、Ti3、Td3はそれぞれコントローラPID3の比例ゲイン、積分時間、微分時間、SP3はコントローラPID3の制御対象(不図示)について設定される設定値、PV3はこの制御対象の制御量である。比例ゲインKg3、積分時間Ti3、微分時間Td3及び設定値SP3は予め設定され、制御量PV3は図示しないセンサによって検出される。
UC3 = Kg3 {1 + 1 / (Ti3s) + Td3s} (SP3-PV3) (17)
In Equation (17), Kg3, Ti3, and Td3 are the proportional gain, integral time, and derivative time of the controller PID3, SP3 is a set value that is set for the control target (not shown) of the controller PID3, and PV3 is the control of this control target. Amount. The proportional gain Kg3, the integration time Ti3, the differentiation time Td3, and the set value SP3 are set in advance, and the control amount PV3 is detected by a sensor (not shown).

続いて、第3の優先側コントローラPID3は、算出した内部出力値UC3と第3の優先側上限処理部L_MH3から出力された操作量出力上限値MH3とを比較して、内部出力値UC3が操作量出力上限値MH3より大きい場合は、MV3=MH3、すなわち操作量出力上限値MH3を操作量出力MV3とする上限処理を行い、内部出力値UC3が操作量出力上限値MH3以下の場合は、MV3=UC3、すなわち内部出力値UC3を操作量出力MV3とする。   Subsequently, the third priority controller PID3 compares the calculated internal output value UC3 with the operation amount output upper limit value MH3 output from the third priority upper limit processing unit L_MH3, and the internal output value UC3 operates. If it is larger than the quantity output upper limit value MH3, MV3 = MH3, that is, an upper limit process is performed in which the manipulated variable output upper limit value MH3 is made the manipulated variable output MV3, and if the internal output value UC3 is less than the manipulated variable output upper limit value MH3 = UC3, that is, the internal output value UC3 is set as the manipulated variable output MV3.

そして、第3の優先側コントローラPID3は、算出した操作量出力MV3を図示しない制御対象(実際の出力先はコントローラPID3に対応するヒータ)と第2の優先側上限算出部C_MH2と第4の優先側上限処理部L_MH4と総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UC3を第2の優先側上限算出部C_MH2と第3の優先側上限算出部C_MH3へ出力する。
以上でステップS209の処理が終了する。
Then, the third priority controller PID3 uses the calculated operation amount output MV3 as a control target (not shown) (the actual output destination is a heater corresponding to the controller PID3), the second priority upper limit calculation unit C_MH2, and the fourth priority. At the same time as output to the side upper limit processing unit L_MH4 and the total manipulated variable value calculation unit C_MTa, the internal output value UC3 is output to the second priority side upper limit calculation unit C_MH2 and the third priority side upper limit calculation unit C_MH3.
Above, the process of step S209 is complete | finished.

次に、第2の優先側上限算出部C_MH2は、第2の優先側コントローラPID2の次制御周期の操作量出力上限値MH2’を算出する(ステップS210)。ステップS210において、第2の優先側上限算出部C_MH2は、第3の優先側コントローラPID3から出力された内部出力値UC3と操作量出力MV3に基づいて次式が成立するかどうかを判定する。   Next, the second priority upper limit calculation unit C_MH2 calculates an operation amount output upper limit value MH2 'for the next control cycle of the second priority controller PID2 (step S210). In step S210, the second priority upper limit calculation unit C_MH2 determines whether or not the following equation is established based on the internal output value UC3 and the operation amount output MV3 output from the third priority controller PID3.

α2(UC3−MV3)>0 ・・・(18)
α2は第3の優先側コントローラPID3に対する第2の優先側コントローラPID2の制御の優先度を示す優先度係数であり、0〜1の実数値をとる(0のとき優先度最大、1のとき優先度最小)。
α2 (UC3−MV3)> 0 (18)
α2 is a priority coefficient indicating the control priority of the second priority controller PID2 with respect to the third priority controller PID3, and takes a real value from 0 to 1 (maximum priority when 0, priority when 1). Degree minimum).

第2の優先側上限算出部C_MH2は、式(18)が成立する場合、第2の優先側上限処理部L_MH2から出力された現制御周期の操作量出力上限値MH2、第2の優先側コントローラPID2から出力された内部出力値UC2、第3の優先側コントローラPID3から出力された操作量出力MV3及び内部出力値UC3に基づいて、第2の優先側コントローラPID2の次制御周期の操作量出力上限値MH2’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH2’を第2の優先側上限処理部L_MH2へ出力する。   The second priority side upper limit calculation unit C_MH2 outputs the operation amount output upper limit value MH2 of the current control cycle output from the second priority side upper limit processing unit L_MH2 when the formula (18) is satisfied, the second priority side controller. Based on the internal output value UC2 output from PID2, the operation amount output MV3 output from the third priority controller PID3, and the internal output value UC3, the operation amount output upper limit of the next control cycle of the second priority controller PID2 The value MH2 ′ is calculated as in the following equation, and this manipulated variable output upper limit value MH2 ′ is output to the second priority upper limit processing unit L_MH2.

MH2’=[MH2Tx2+{UC2−α2(UC3−MV3)}dT]/(Tx2+dT)
・・・(19)
Tx2は移行時間であり、例えばTx2=Td2とする。
MH2 '= [MH2Tx2 + {UC2-α2 (UC3-MV3)} dT] / (Tx2 + dT)
... (19)
Tx2 is a transition time, for example, Tx2 = Td2.

また、第2の優先側上限算出部C_MH2は、式(18)が不成立の場合、第2の優先側上限処理部L_MH2から出力された現制御周期の操作量出力上限値MH2、全体操作量出力上限値MT1に基づいて、操作量出力上限値MH2’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MH2’を第2の優先側上限処理部L_MH2へ出力する。
MH2’=[MH2Tx2+MT1dT]/(Tx2+dT) ・・・(20)
こうして、ステップS210の処理が終了する。
Further, the second priority side upper limit calculation unit C_MH2 outputs the operation amount output upper limit value MH2 and the total operation amount output of the current control cycle output from the second priority side upper limit processing unit L_MH2 when Expression (18) is not satisfied. Based on the upper limit value MT1, an operation amount output upper limit value MH2 ′ is calculated as in the following equation, and this operation amount output upper limit value MH2 ′ is output to the second priority upper limit processing unit L_MH2.
MH2 '= [MH2Tx2 + MT1dT] / (Tx2 + dT) (20)
Thus, the process of step S210 is completed.

以上のようにステップS203〜S206,S207〜S210と同様の処理を繰り返して、第mの優先側上限算出部C_MHmが第mの優先側コントローラPIDmの次制御周期の操作量出力上限値MHm’を算出し終えた後、第mの優先側上限処理部L_MHmは、第m−1の優先側コントローラPIDm-1から出力された操作量出力MVm-1と第m−1の優先側上限処理部L_MHm-1(不図示)から出力された上限値MTm-1に基づいて、第mの優先側コントローラPIDmの操作量出力上限値MHmを上限処理するための上限値MTmを次式のように算出する(ステップS300)。
MTm=MTm-1−MVm-1 ・・・(21)
As described above, the same processes as in steps S203 to S206 and S207 to S210 are repeated so that the mth priority side upper limit calculation unit C_MHm obtains the operation amount output upper limit value MHm ′ for the next control cycle of the mth priority side controller PIDm. After completing the calculation, the m-th priority side upper limit processing unit L_MHm outputs the operation amount output MVm-1 output from the (m-1) th priority side controller PIDm-1 and the (m-1) th priority side upper limit processing unit L_MHm. Based on the upper limit value MTm-1 output from -1 (not shown), the upper limit value MTm for upper limit processing of the manipulated variable output upper limit value MHm of the m-th priority controller PIDm is calculated as follows: (Step S300).
MTm = MTm-1-MVm-1 (21)

続いて、第mの優先側上限処理部L_MHmは、第mの優先側コントローラPIDmの操作量出力上限値MHmと上限値MTmとを比較して、操作量出力上限値MHmが上限値MTmより大きい場合は、MHm=MTm、すなわち上限値MTmを新たな操作量出力上限値MHmとする上限処理を行う(ステップS301)。   Subsequently, the mth priority side upper limit processing unit L_MHm compares the operation amount output upper limit value MHm of the mth priority side controller PIDm with the upper limit value MTm, and the operation amount output upper limit value MHm is larger than the upper limit value MTm. In this case, MHm = MTm, that is, an upper limit process is performed in which the upper limit value MTm is set as a new manipulated variable output upper limit value MHm (step S301).

そして、第mの優先側上限処理部L_MHmは、更新した操作量出力上限値MHmを第mの優先側コントローラPIDmと第mの優先側上限算出部C_MHmへ出力する。なお、操作量出力上限値MHmが上限値MTm以下の場合は、操作量出力上限値MHmを更新する必要はなく、現在の操作量出力上限値MHmをそのまま出力すればよい。   Then, the mth priority side upper limit processing unit L_MHm outputs the updated operation amount output upper limit value MHm to the mth priority side controller PIDm and the mth priority side upper limit calculation unit C_MHm. When the manipulated variable output upper limit MHm is equal to or lower than the upper limit MTm, it is not necessary to update the manipulated variable output upper limit MHm, and the current manipulated variable output upper limit MHm may be output as it is.

第mの優先側コントローラPIDmは、PID演算を実行して操作量出力MVmを算出する(ステップS302)。ステップS302において、第mの優先側コントローラPIDmは、内部出力値UCmをPID演算により次式のように算出する。   The m-th priority controller PIDm calculates the manipulated variable output MVm by executing the PID calculation (step S302). In step S302, the mth priority controller PIDm calculates the internal output value UCm by the PID calculation as follows.

UCm=Kgm{1+1/(Tims)+Tdms}(SPm−PVm) ・・・(22)
式(22)において、Kgm、Tim、TdmはそれぞれコントローラPIDmの比例ゲイン、積分時間、微分時間、SPmはコントローラPIDmの制御対象(不図示)について設定される設定値、PVmはこの制御対象の制御量である。比例ゲインKgm、積分時間Tim、微分時間Tdm及び設定値SPmは予め設定され、制御量PVmは図示しないセンサによって検出される。
UCm = Kgm {1 + 1 / (Tims) + Tdms} (SPm-PVm) (22)
In Equation (22), Kgm, Tim, and Tdm are proportional gain, integration time, and derivative time of the controller PIDm, SPm is a set value that is set for a control target (not shown) of the controller PIDm, and PVm is control of this control target. Amount. The proportional gain Kgm, the integration time Tim, the differentiation time Tdm, and the set value SPm are set in advance, and the control amount PVm is detected by a sensor (not shown).

続いて、第mの優先側コントローラPIDmは、算出した内部出力値UCmと第mの優先側上限処理部L_MHmから出力された操作量出力上限値MHmとを比較して、内部出力値UCmが操作量出力上限値MHmより大きい場合は、MVm=MHm、すなわち操作量出力上限値MHmを操作量出力MVmとする上限処理を行い、内部出力値UCmが操作量出力上限値MHm以下の場合は、MVm=UCm、すなわち内部出力値UCmを操作量出力MVmとする。   Subsequently, the mth priority controller PIDm compares the calculated internal output value UCm with the manipulated variable output upper limit value MHm output from the mth priority upper limit processing unit L_MHm, and the internal output value UCm operates. If it is larger than the quantity output upper limit MHm, MVm = MHm, that is, an upper limit process for setting the manipulated variable output upper limit MHm as the manipulated variable output MVm is performed. If the internal output value UCm is less than the manipulated variable output upper limit MHm, MVm = UCm, that is, the internal output value UCm is set as the manipulated variable output MVm.

そして、第mの優先側コントローラPIDmは、算出した操作量出力MVmを図示しない制御対象(実際の出力先はコントローラPIDmに対応するヒータ)と第m−1の優先側上限算出部C_MHm-1と非優先側上限算出部C_MHnと総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UCmを第m−1の優先側上限算出部C_MHm-1と第mの優先側上限算出部C_MHmへ出力する。
以上でステップS302の処理が終了する。
Then, the m-th priority controller PIDm includes the control target (not shown) of the calculated operation amount output MVm (the actual output destination is a heater corresponding to the controller PIDm) and the m-1th priority-side upper limit calculation unit C_MHm-1. At the same time as outputting to the non-priority upper limit calculation unit C_MHn and the total manipulated variable value calculation unit C_MTa, the internal output value UCm is output to the m−1th priority side upper limit calculation unit C_MHm−1 and the mth priority side upper limit calculation unit C_MHm. To do.
Above, the process of step S302 is complete | finished.

次に、第m−1の優先側上限算出部C_MHm-1は、第m−1の優先側コントローラPIDm-1の次制御周期の操作量出力上限値MHm-1’を算出する(ステップS303)。ステップS303において、第m−1の優先側上限算出部C_MHm-1は、第mの優先側コントローラPIDmから出力された内部出力値UCmと操作量出力MVmに基づいて次式が成立するかどうかを判定する。   Next, the (m-1) th priority side upper limit calculation unit C_MHm-1 calculates an operation amount output upper limit value MHm-1 'for the next control cycle of the (m-1) th priority side controller PIDm-1 (step S303). . In step S303, the (m−1) th priority side upper limit calculation unit C_MHm−1 determines whether or not the following equation holds based on the internal output value UCm and the manipulated variable output MVm output from the mth priority side controller PIDm. judge.

αm-1(UCm−MVm)>0 ・・・(23)
αm-1は第mの優先側コントローラPIDmに対する第m−1の優先側コントローラPIDm-1の制御の優先度を示す優先度係数であり、0〜1の実数値をとる(0のとき優先度最大、1のとき優先度最小)。
αm-1 (UCm-MVm)> 0 (23)
αm-1 is a priority coefficient indicating the control priority of the m-1st priority controller PIDm-1 with respect to the mth priority controller PIDm, and takes a real value from 0 to 1 (the priority is 0). Maximum is 1, priority is minimum).

第m−1の優先側上限算出部C_MHm-1は、式(23)が成立する場合、第m−1の優先側上限処理部L_MHm-1から出力された現制御周期の操作量出力上限値MHm-1、第m−1の優先側コントローラPIDm-1から出力された内部出力値UCm-1、第mの優先側コントローラPIDmから出力された操作量出力MVm及び内部出力値UCmに基づいて、第m−1の優先側コントローラPIDm-1の次制御周期の操作量出力上限値MHm-1’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MHm-1’を第m−1の優先側上限処理部L_MHm-1へ出力する。   The m−1 priority side upper limit calculation unit C_MHm−1, when Expression (23) is satisfied, is the operation amount output upper limit value of the current control cycle output from the m−1th priority side upper limit processing unit L_MHm−1. Based on MHm-1, the internal output value UCm-1 output from the m-1th priority controller PIDm-1, the manipulated variable output MVm and the internal output value UCm output from the mth priority controller PIDm, The operation amount output upper limit value MHm-1 ′ of the next control cycle of the m−1th priority side controller PIDm−1 is calculated by the following equation, and this operation amount output upper limit value MHm−1 ′ is calculated as the m−1th. Is output to the priority upper limit processing unit L_MHm-1.

MHm-1’=[MHm-1Txm-1+{UCm-1−αm-1(UCm−MVm)}dT]
/(Txm-1+dT) ・・・(24)
Txm-1は移行時間であり、例えばTxm-1=Tdm-1とする。
MHm-1 '= [MHm-1Txm-1 + {UCm-1 -.alpha.m-1 (UCm-MVm)} dT]
/ (Txm-1 + dT) (24)
Txm-1 is a transition time, for example, Txm-1 = Tdm-1.

また、第m−1の優先側上限算出部C_MHm-1は、式(23)が不成立の場合、第m−1の優先側上限処理部L_MHm-1から出力された現制御周期の操作量出力上限値MHm-1、全体操作量出力上限値MT1に基づいて、操作量出力上限値MHm-1’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MHm-1’を第m−1の優先側上限処理部L_MHm-1へ出力する。
MHm-1’=[MHm-1Txm-1+MT1dT]/(Txm-1+dT) ・・・(25)
こうして、ステップS303の処理が終了する。
Further, the m−1 priority side upper limit calculation unit C_MHm−1 outputs the operation amount of the current control cycle output from the m−1th priority side upper limit processing unit L_MHm−1 when Expression (23) is not satisfied. Based on the upper limit value MHm-1 and the total manipulated variable output upper limit value MT1, the manipulated variable output upper limit value MHm-1 'is calculated as follows, and this manipulated variable output upper limit value MHm-1' 1 to the priority side upper limit processing unit L_MHm-1.
MHm-1 '= [MHm-1Txm-1 + MT1dT] / (Txm-1 + dT) (25)
Thus, the process of step S303 ends.

次に、非優先側上限算出部C_MHnは、第mの優先側コントローラPIDmから出力された操作量出力MVmと第mの優先側上限処理部L_MHmから出力された上限値MTmに基づいて、非優先側コントローラPIDnの操作量出力MVnの上限を示す操作量出力上限値MHnを次式のように算出して、この操作量出力上限値MHnを非優先側コントローラPIDnへ出力する(ステップS304)。
MHn=MTm−MVm ・・・(26)
Next, the non-priority upper limit calculation unit C_MHn performs non-priority based on the manipulated variable output MVm output from the mth priority controller PIDm and the upper limit value MTm output from the mth priority upper limit processing unit L_MHm. The operation amount output upper limit value MHn indicating the upper limit of the operation amount output MVn of the side controller PIDn is calculated as follows, and this operation amount output upper limit value MHn is output to the non-priority controller PIDn (step S304).
MHn = MTm-MVm (26)

非優先側コントローラPIDnは、PID演算を実行して操作量出力MVnを算出する(ステップS305)。ステップS305において、非優先側コントローラPIDnは、内部出力値UCnをPID演算により次式のように算出する。   The non-priority controller PIDn calculates the manipulated variable output MVn by executing the PID calculation (step S305). In step S305, the non-priority controller PIDn calculates the internal output value UCn by the PID calculation as follows.

UCn=Kgn{1+1/(Tins)+Tdns}(SPn−PVn) ・・・(27)
式(27)において、Kgn、Tin、TdnはそれぞれコントローラPIDnの比例ゲイン、積分時間、微分時間、SPnはコントローラPIDnの制御対象(不図示)について設定される設定値、PVnはこの制御対象の制御量である。比例ゲインKgn、積分時間Tin、微分時間Tdn及び設定値SPnは予め設定され、制御量PVnは図示しないセンサによって検出される。
UCn = Kgn {1 + 1 / (Tins) + Tdns} (SPn-PVn) (27)
In Equation (27), Kgn, Tin, and Tdn are proportional gain, integration time, and derivative time of the controller PIDn, SPn is a set value that is set for a control target (not shown) of the controller PIDn, and PVn is control of this control target. Amount. The proportional gain Kgn, the integration time Tin, the differentiation time Tdn, and the set value SPn are set in advance, and the control amount PVn is detected by a sensor (not shown).

続いて、非優先側コントローラPIDnは、算出した内部出力値UCnと非優先側上限算出部C_MHnから出力された操作量出力上限値MHnとを比較して、内部出力値UCnが操作量出力上限値MHnより大きい場合は、MVn=MHn、すなわち操作量出力上限値MHnを操作量出力MVnとする上限処理を行い、内部出力値UCnが操作量出力上限値MHn以下の場合は、MVn=UCn、すなわち内部出力値UCnを操作量出力MVnとする。   Subsequently, the non-priority controller PIDn compares the calculated internal output value UCn with the operation amount output upper limit value MHn output from the non-priority upper limit calculation unit C_MHn, so that the internal output value UCn is the operation amount output upper limit value. If it is larger than MHn, MVn = MHn, that is, an upper limit process for setting the manipulated variable output upper limit value MHn to the manipulated variable output MVn is performed, and if the internal output value UCn is less than or equal to the manipulated variable output upper limit value MHn, The internal output value UCn is set as the manipulated variable output MVn.

そして、非優先側コントローラPIDnは、算出した操作量出力MVnを図示しない制御対象(実際の出力先はコントローラPIDnに対応するヒータ)と第mの優先側上限算出部C_MHmと総操作量値算出部C_MTaへ出力すると同時に、内部出力値UCnを優先側上限算出部C_MHmへ出力する。
以上でステップS305の処理が終了する。
Then, the non-priority controller PIDn is a control object (the actual output destination is a heater corresponding to the controller PIDn), the m-th priority-side upper limit calculation unit C_MHm, and the total operation amount value calculation unit. Simultaneously with the output to C_MTa, the internal output value UCn is output to the priority side upper limit calculation unit C_MHm.
Above, the process of step S305 is complete | finished.

次に、第mの優先側上限算出部C_MHmは、第mの優先側コントローラPIDmの次制御周期の操作量出力上限値MHm’を算出する(ステップS306)。ステップS306において、優先側上限算出部C_MHmは、非優先側コントローラPIDnから出力された内部出力値UCnと操作量出力MVnに基づいて次式が成立するかどうかを判定する。   Next, the mth priority side upper limit calculation unit C_MHm calculates the operation amount output upper limit value MHm ′ of the next control cycle of the mth priority side controller PIDm (step S306). In step S306, the priority side upper limit calculation unit C_MHm determines whether or not the following equation is established based on the internal output value UCn and the operation amount output MVn output from the non-priority controller PIDn.

αm(UCn−MVn)>0 ・・・(28)
αmは非優先側コントローラPIDnに対する第mの優先側コントローラPIDmの制御の優先度を示す優先度係数であり、0〜1の実数値をとる(0のとき優先度最大、1のとき優先度最小)。
αm (UCn−MVn)> 0 (28)
αm is a priority coefficient indicating the priority of control of the m-th priority controller PIDm with respect to the non-priority controller PIDn, and takes a real value from 0 to 1 (the priority is maximum when 0, the priority is minimum when 1) ).

第mの優先側上限算出部C_MHmは、式(28)が成立する場合、第mの優先側上限処理部L_MHmから出力された現制御周期の操作量出力上限値MHm、第mの優先側コントローラPIDmから出力された内部出力値UCm、非優先側コントローラPIDnから出力された操作量出力MVn及び内部出力値UCnに基づいて、優先側コントローラPIDmの次制御周期の操作量出力上限値MHm’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MHm’を第mの優先側上限処理部L_MHmへ出力する。   The m-th priority side upper limit calculation unit C_MHm, when Expression (28) is satisfied, the operation amount output upper limit value MHm of the current control cycle output from the mth priority side upper limit processing unit L_MHm, the mth priority side controller Based on the internal output value UCm output from PIDm, the operation amount output MVn output from the non-priority controller PIDn, and the internal output value UCn, the operation amount output upper limit MHm ′ of the next control cycle of the priority controller PIDm is The operation amount output upper limit value MHm ′ is calculated as shown in the equation, and is output to the mth priority side upper limit processing unit L_MHm.

MHm’=[MHmTxm+{UCm−αm(UCn−MVn)}dT]/(Txm+dT)
・・・(29)
Txmは移行時間であり、例えばTxm=Tdmとする。
MHm ′ = [MHmTxm + {UCm−αm (UCn−MVn)} dT] / (Txm + dT)
... (29)
Txm is a transition time, for example, Txm = Tdm.

また、優先側上限算出部C_MHmは、式(28)が不成立の場合、第mの優先側上限処理部L_MHmから出力された現制御周期の操作量出力上限値MHm、全体操作量出力上限値MT1に基づいて、操作量出力上限値MHm’を次式のように算出して、この操作量出力上限値MHm’を優先側上限処理部L_MHmへ出力する。
MHm’=[MHmTxm+MT1dT]/(Txm+dT) ・・・(30)
こうして、ステップS306の処理が終了する。
Further, the priority side upper limit calculation unit C_MHm, when Expression (28) is not established, outputs the operation amount output upper limit value MHm and the total operation amount output upper limit value MT1 of the current control cycle output from the mth priority side upper limit processing unit L_MHm. Based on the above, the operation amount output upper limit value MHm ′ is calculated as the following equation, and this operation amount output upper limit value MHm ′ is output to the priority side upper limit processing unit L_MHm.
MHm '= [MHmTxm + MT1dT] / (Txm + dT) (30)
In this way, the process of step S306 is completed.

次に、n個の各ヒータには、それぞれ操作量出力MV1,MV2,・・・・,MVnに応じた電流が流れる。本実施の形態の総電流値算出部C_CTaは、制御装置の図示しないCT値測定部によって測定された、n個の各ヒータに流れる電流値CT1,CT2,・・・・,CTnから、その総和である総電流値CTaを次式のように算出する(ステップS307)。
CTa=CT1+CT2+・・・・+CTn ・・・(31)
Next, currents corresponding to the operation amount outputs MV1, MV2,..., MVn flow through the n heaters, respectively. The total current value calculation unit C_CTa of the present embodiment is the sum of current values CT1, CT2,..., CTn flowing through each of n heaters measured by a CT value measurement unit (not shown) of the control device. The total current value CTa is calculated as in the following equation (step S307).
CTa = CT1 + CT2 ++ ... + CTn (31)

一方、総操作量値算出部C_MTaは、操作量出力MV1,MV2,・・・・,MVnの総和である総操作量値MTaを次式のように算出する(ステップS308)。
MTa=MV1+MV2+・・・・+MVn ・・・(32)
On the other hand, the total manipulated variable value calculation unit C_MTa calculates the total manipulated variable value MTa that is the sum of the manipulated variable outputs MV1, MV2,..., MVn as shown in the following equation (step S308).
MTa = MV1 + MV2 ++... + MVn (32)

全体操作量出力上限値算出部C_MT1は、総電流値CTaと総操作量値MTaとから次制御周期の全体操作量出力上限値MT1を式(9)のように算出する(ステップS309)。このステップS309の処理により、全体操作量出力上限値MT1が修正される。   The total manipulated variable output upper limit value calculation unit C_MT1 calculates the total manipulated variable output upper limit value MT1 of the next control cycle from the total current value CTa and the total manipulated variable value MTa as shown in Expression (9) (step S309). Through the processing in step S309, the total manipulated variable output upper limit MT1 is corrected.

以上のようなステップS201〜S309の処理がオペレータ等の指令によって制御が停止するまで(ステップS310においてYES)、制御周期dTごとに繰り返される。
なお、第i(i=1〜m)の優先側上限処理部L_MHiは、MHi=MHi’、すなわち前制御周期で第iの優先側上限算出部C_MHiによって算出され出力された操作量出力上限値MHi’を現制御周期の操作量出力上限値MHiとして、ステップS201,S204,S208,S301の処理を行う。
The processes in steps S201 to S309 as described above are repeated every control cycle dT until the control is stopped by an instruction from an operator or the like (YES in step S310).
The i-th (i = 1 to m) priority side upper limit processing unit L_MHi is MHi = MHi ′, that is, the manipulated variable output upper limit value calculated and output by the i-th priority side upper limit calculation unit C_MHi in the previous control cycle. The processing of steps S201, S204, S208, and S301 is performed with MHi ′ as the manipulated variable output upper limit value MHi of the current control cycle.

このように、本実施の形態では、第1の優先側コントローラPID1の操作量出力MV1、第2の優先側コントローラPID2の操作量出力MV2、・・・非優先側コントローラPIDnの出力MVnの総和を、常に全体操作量出力上限値MT1以下に維持するために、第2の優先側コントローラPID2の操作量出力上限値MH2をMT1−MV1(ステップS203)、・・・第3の優先側コントローラPID3の操作量出力上限値MH3をMT1−MV1−MV2(ステップS207)、・・・・非優先側コントローラPIDnの操作量出力上限値MHnをMTm−MVmにする(ステップS304)。   As described above, in this embodiment, the operation amount output MV1 of the first priority controller PID1, the operation amount output MV2 of the second priority controller PID2,..., The sum MVn of the non-priority controller PIDn. In order to always maintain the total operation amount output upper limit value MT1 or less, the operation amount output upper limit value MH2 of the second priority controller PID2 is set to MT1-MV1 (step S203),..., Of the third priority controller PID3. The manipulated variable output upper limit value MH3 is set to MT1-MV1-MV2 (step S207),..., And the manipulated variable output upper limit value MHn of the non-priority controller PIDn is set to MTm-MVm (step S304).

そして、式(13)が不成立の場合、すなわち第2の優先側コントローラPID2の内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2に対して余裕がある場合(UC2≦MH2)、式(15)を用いて第1の優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1を増加させて全体操作量出力上限値MT1に漸近的に接近させる(ステップS206)。これにより、第1の優先側コントローラPID1がより大きな操作量出力MV1を出力できるようにする。   If equation (13) is not satisfied, that is, if the internal output value UC2 of the second priority controller PID2 has a margin with respect to the manipulated variable output upper limit value MH2 (UC2 ≦ MH2), equation (15) is used. Then, the operation amount output upper limit value MH1 of the first priority controller PID1 is increased to asymptotically approach the overall operation amount output upper limit value MT1 (step S206). This enables the first priority controller PID1 to output a larger manipulated variable output MV1.

また、式(13)が成立する場合、すなわち第2の優先側コントローラPID2の内部出力値UC2が操作量出力上限値MH2に対して余裕がない場合(UC2>MH2)、式(14)を用いて第1の優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1を第2の優先側コントローラPID2の出力不足分(UC2−MV2)だけ減少する方向に漸近的に接近させる(ステップS206)。これにより、第1の優先側コントローラPID1の操作量出力MV1を抑えるようにする。   Further, when Expression (13) is satisfied, that is, when the internal output value UC2 of the second priority controller PID2 has no margin with respect to the manipulated variable output upper limit value MH2 (UC2> MH2), Expression (14) is used. As a result, the operation amount output upper limit value MH1 of the first priority controller PID1 is asymptotically approached in a direction to decrease the output shortage (UC2-MV2) of the second priority controller PID2 (step S206). As a result, the operation amount output MV1 of the first priority controller PID1 is suppressed.

そして、式(13)が成立して、第1の優先側コントローラPID1の操作量出力上限値MH1を減少させる際、その減少の指標となる第2の優先側コントローラPID2の出力不足分(UC2−MV2)に対しては優先度係数α1が乗算される。この優先度係数α1の値を調整することにより、第1の優先側コントローラPID1を過剰に優先することなく、第2の優先側コントローラPID2の制御性も可能な範囲で良好に維持することができる。   When the operation amount output upper limit value MH1 of the first priority controller PID1 is reduced when the equation (13) is satisfied, the output shortage (UC2− of the second priority controller PID2 which becomes an index of the decrease) MV2) is multiplied by a priority factor α1. By adjusting the value of the priority coefficient α1, the controllability of the second priority controller PID2 can be well maintained within a possible range without excessively prioritizing the first priority controller PID1. .

以下、同様に、第j+1(jは2〜mの整数)の操作量出力上限MHj+1に対して第j+1のコントローラPIDj+1の操作量出力MVj+1に余裕があるとき、第jのコントローラPIDjの操作量出力上限MHjを増加させて全体操作量出力上限値MT1に漸近的に接近させる。これにより、第jのコントローラPIDjがより大きな操作量出力MVjを出力できるようにする。   Similarly, when the operation amount output MVj + 1 of the j + 1th controller PIDj + 1 has a margin with respect to the operation amount output upper limit MHj + 1 of the j + 1th (j is an integer of 2 to m), the jth The operation amount output upper limit MHj of the controller PIDj is increased to asymptotically approach the overall operation amount output upper limit value MT1. This enables the jth controller PIDj to output a larger manipulated variable output MVj.

また、第j+1の操作量出力上限MHj+1に対して第j+1のコントローラPIDj+1の操作量出力MVj+1に余裕がないとき、第jのコントローラPIDjの操作量出力上限MHjを第j+1のコントローラPIDj+1の出力不足分(UCj+1−MVj+1)だけ減少する方向に漸近的に接近させる。これにより、第jのコントローラPIDjの操作量出力MVjを抑えるようにする。   When the operation amount output MVj + 1 of the j + 1th controller PIDj + 1 has no margin with respect to the j + 1th operation amount output upper limit MHj + 1, the operation amount output upper limit MHj of the jth controller PIDj is set to the j + 1th operation amount. The controller PIDj + 1 is made asymptotically approaching in a direction of decreasing by an output shortage (UCj + 1−MVj + 1). As a result, the manipulated variable output MVj of the jth controller PIDj is suppressed.

そして、第jのコントローラPIDjの操作量出力上限値MHjを減少させる際、その減少の指標となる第j+1のコントローラPIDj+1の出力不足分(UCj+1−MVj+1)に対しては優先度係数αjが乗算される。この優先度係数αjの値を調整することにより、第jのコントローラPIDjを過剰に優先することなく、第j+1のコントローラPIDj+1の制御性も可能な範囲で良好に維持することができる。なお、最初の制御周期における操作量出力上限値MH1,MH2,MH3・・・,MHmは例えば100%に設定されている。   When the manipulated variable output upper limit value MHj of the jth controller PIDj is decreased, priority is given to the output shortage (UCj + 1−MVj + 1) of the j + 1th controller PIDj + 1 which is an index of the decrease. The degree coefficient αj is multiplied. By adjusting the value of the priority coefficient αj, the controllability of the (j + 1) th controller PIDj + 1 can be well maintained within a possible range without giving excessive priority to the jth controller PIDj. Note that the manipulated variable output upper limit values MH1, MH2, MH3,..., MHm in the first control cycle are set to 100%, for example.

以上のように、本実施の形態では、nループの操作量出力MV1,MV2・・・・MVnの総和を全体操作量出力上限値MT1以下に維持し、かつ優先度の高い制御量について良好な制御状態を維持することができる。
また、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、nループの制御系において電流値の総和を制限することができる。
As described above, in this embodiment, the total sum of the n-loop manipulated variable outputs MV1, MV2,... MVn is maintained below the overall manipulated variable output upper limit value MT1, and the control amount with high priority is good. Control state can be maintained.
In the present embodiment, as in the first embodiment, the total sum of current values can be limited in an n-loop control system.

なお、第1、第2の実施の形態で説明した制御装置は、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2の実施の形態で説明した処理を実行する。   The control device described in the first and second 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 processing described in the first and second embodiments in accordance with a program stored in the storage device.

また、第1、第2の実施の形態では、特許文献1に開示された制御装置への適用例を示したが、これに限るものではない。本発明は、操作量出力の総和が全体操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ制御系の制御装置であれば、同様に適用可能である。すなわち、各制御ループの操作量出力上限値MH1,MH2,MH3・・・,MHmが特許文献1および第1、第2の実施の形態のように可変である必要はなく、固定値として扱う場合においても適用可能である。   In the first and second embodiments, the application example to the control device disclosed in Patent Document 1 is shown, but the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to any control device of a multi-loop control system that suppresses the total operation amount output to be equal to or less than the total operation amount output upper limit value. That is, the manipulated variable output upper limit values MH1, MH2, MH3,..., MHm of each control loop need not be variable as in Patent Document 1, and the first and second embodiments, but are handled as fixed values. It is also applicable to.

本発明は、マルチループの温度制御系に適用することができる。   The present invention can be applied to a multi-loop temperature control system.

本発明の第1の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。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る制御装置を適用する温度制御系の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the temperature control system to which the control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is applied. 本発明の第1の実施の形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の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。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

C_CTa…総電流値算出部、C_MTa…総操作量値算出部、C_MT1…全体操作量出力上限値算出部、PID1〜PIDm、PIDn…コントローラ、L_MH1〜L_MHm…優先側上限処理部、C_MH1〜C_MHm、C_MHn…上限算出部。   C_CTa: total current value calculating unit, C_MTa: total manipulated variable value calculating unit, C_MT1: total manipulated variable output upper limit calculating unit, PID1-PIDm, PIDn: controller, L_MH1-L_MHm: priority side upper limit processing unit, C_MH1-C_MHm, C_MHn: upper limit calculation unit.

Claims (8)

複数のヒータをそれぞれ制御する複数のコントローラの操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の制御装置において、
前記複数のコントローラからの操作量出力に応じて前記複数のヒータに流れる電流値の総和を算出する総電流値算出手段と、
前記制御装置全体の操作量出力上限値を前記総電流値算出手段によって算出された総電流値に基づいて修正する全体操作量出力上限値算出手段とを有することを特徴とする制御装置。
In the control device of the multi-loop temperature control system that suppresses the sum of the operation amount outputs of the plurality of controllers that respectively control the plurality of heaters to be equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device.
A total current value calculating means for calculating a sum of current values flowing through the plurality of heaters according to operation amount outputs from the plurality of controllers;
A control apparatus comprising: an entire operation amount output upper limit value calculating means for correcting an operation amount output upper limit value of the entire control apparatus based on the total current value calculated by the total current value calculating means.
請求項1記載の制御装置において、
さらに、前記複数のコントローラからの操作量出力の総和である総操作量値を算出する総操作量値算出手段を備え、
前記全体操作量出力上限値算出手段は、前記総電流値をCTa、前記総操作量値をMTa、予め定められた基準総電流値をCTrとしたとき、前記制御装置全体の操作量出力上限値MT1を、MT1=MTa(CTr/CTa)により算出することを特徴とする制御装置。
The control device according to claim 1,
And a total manipulated variable value calculating means for calculating a total manipulated variable value that is a sum of manipulated variable outputs from the plurality of controllers.
The total manipulated variable output upper limit calculating means is configured such that when the total current value is CTa, the total manipulated variable value is MTa, and a predetermined reference total current value is CTr, the manipulated variable output upper limit value of the entire control device. MT1 is calculated by MT1 = MTa (CTr / CTa).
請求項1又は2記載の制御装置において、
前記コントローラとして、第1の操作量出力上限に応じて操作量出力を算出する優先側コントローラと、第2の操作量出力上限に応じて操作量出力を算出する非優先側コントローラとを有すると共に、
前記優先側コントローラの操作量出力が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第1の操作量出力上限の大きさを制限して前記優先側コントローラに与える優先側上限処理手段と、
前記優先側コントローラと前記非優先側コントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、前記第2の操作量出力上限を算出して前記非優先側コントローラに与える非優先側上限算出手段と、
前記第2の操作量出力上限に対する前記非優先側コントローラの操作量出力の余裕度に応じて、前記第1の操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第1の操作量出力上限として前記優先側上限処理手段に与える優先側上限算出手段とを有することを特徴とする制御装置。
The control device according to claim 1 or 2,
The controller includes a priority controller that calculates an operation amount output according to a first operation amount output upper limit, and a non-priority controller that calculates an operation amount output according to a second operation amount output upper limit.
The priority given to the priority controller by limiting the magnitude of the first operation amount output upper limit inputted in advance so that the operation amount output of the priority controller is less than or equal to the operation amount output upper limit value of the entire control device. Side upper limit processing means,
The non-priority controller is calculated by calculating the second operation amount output upper limit so that the sum of the operation amount outputs of the priority controller and the non-priority controller is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device. A non-priority upper limit calculation means to be given to
In accordance with a margin of the operation amount output of the non-priority controller with respect to the second operation amount output upper limit, calculation is performed to increase / decrease the first operation amount output upper limit, and the calculated value is used for the first control cycle. And a priority-side upper limit calculating means for giving to the priority-side upper limit processing means as the operation amount output upper limit.
請求項1又は2記載の制御装置において、
n(nは3以上の整数)台の前記コントローラとして、予め第1番目から第m(mはn−1)番目の優先順位が割り当てられ、対応する第1〜第mの操作量出力上限に応じてそれぞれ操作量出力を算出する第1〜第mのコントローラと、予め最下位に順位付けされ、第nの操作量出力上限に応じて操作量出力を算出する第nのコントローラとを有すると共に、
第k(kは1〜mの整数)のコントローラ毎に設けられ、前記第1〜第kのコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第kの操作量出力上限の大きさを制限して第kのコントローラに与える第1〜第mの優先側上限処理手段と、
前記第1〜第mのコントローラと前記第nのコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、前記第nの操作量出力上限を算出して前記第nのコントローラに与える非優先側上限算出手段と、
第kのコントローラ毎に設けられ、第k+1の操作量出力上限に対する第k+1のコントローラの操作量出力の余裕度に応じて、第kの操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第kの操作量出力上限として第kの優先側上限処理手段に与える第1〜第mの優先側上限算出手段とを有することを特徴とする制御装置。
The control device according to claim 1 or 2,
As the n (n is an integer of 3 or more) controllers, the first to m-th (m is n−1) -th priority are assigned in advance, and the corresponding first to m-th manipulated variable output upper limit is set. A first to m-th controller for calculating an operation amount output in response to each, and an n-th controller that is ranked in advance in the lowest order and calculates an operation amount output according to the n-th operation amount output upper limit. ,
It is provided for each k-th (k is an integer from 1 to m) controller, so that the sum of the operation amount outputs of the first to k-th controllers is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device in advance. First to m-th priority side upper limit processing means for limiting the magnitude of the input k-th operation amount output upper limit and giving it to the k-th controller;
The nth manipulated variable output upper limit is calculated so that the sum of the manipulated variable outputs of the first to mth controllers and the nth controller is equal to or less than the manipulated variable output upper limit value of the entire control device. A non-priority upper limit calculating means for giving to the nth controller;
The k-th operation amount output upper limit is calculated according to the margin of the operation amount output of the (k + 1) -th controller with respect to the (k + 1) -th operation amount output upper limit. A control apparatus comprising: first to m-th priority side upper limit calculating means to be supplied to the kth priority side upper limit processing means as the kth operation amount output upper limit of the next control cycle.
複数のヒータをそれぞれ制御する複数のコントローラの操作量出力の総和が制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように抑制するマルチループ温度制御系の制御方法において、
前記複数のコントローラからの操作量出力に応じて前記複数のヒータに流れる電流値の総和を算出する総電流値算出手順と、
前記制御装置全体の操作量出力上限値を前記総電流値算出手順によって算出された総電流値に基づいて修正する全体操作量出力上限値算出手順とを有することを特徴とする制御方法。
In the control method of the multi-loop temperature control system that suppresses the sum of the operation amount outputs of the plurality of controllers that respectively control the plurality of heaters to be equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device.
A total current value calculating procedure for calculating a sum of current values flowing through the plurality of heaters according to operation amount outputs from the plurality of controllers;
A control method comprising: an overall operation amount output upper limit calculation procedure for correcting an operation amount output upper limit value of the entire control device based on the total current value calculated by the total current value calculation procedure.
請求項5記載の制御方法において、
さらに、前記複数のコントローラからの操作量出力の総和である総操作量値を算出する総操作量値算出手順を備え、
前記全体操作量出力上限値算出手順は、前記総電流値をCTa、前記総操作量値をMTa、予め定められた基準総電流値をCTrとしたとき、前記制御装置全体の操作量出力上限値MT1を、MT1=MTa(CTr/CTa)により算出することを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 5, wherein
And a total manipulated variable value calculating procedure for calculating a total manipulated variable value that is a sum of manipulated variable outputs from the plurality of controllers.
The total manipulated variable output upper limit value calculation procedure is as follows. When the total current value is CTa, the total manipulated variable value is MTa, and the predetermined reference total current value is CTr, the manipulated variable output upper limit value of the entire control device MT1 is calculated by MT1 = MTa (CTr / CTa).
請求項5又は6記載の制御方法において、
前記コントローラとして、優先側コントローラと非優先側コントローラの2台のコントローラを有し、
(1)前記優先側コントローラの操作量出力が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第1の操作量出力上限の大きさを制限する優先側上限処理と、
(2)この第1の操作量出力上限に応じて前記優先側コントローラで操作量出力を算出する優先側操作量出力算出処理と、
(3)前記優先側コントローラと前記非優先側コントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、第2の操作量出力上限を算出する非優先側上限算出処理と、
(4)この第2の操作量出力上限に応じて前記非優先側コントローラで操作量出力を算出する非優先側操作量出力算出処理と、
(5)前記第2の操作量出力上限に対する前記非優先側コントローラの操作量出力の余裕度に応じて、前記第1の操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第1の操作量出力上限として前記優先側上限処理に与える優先側上限算出処理とを繰り返し行うことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 5 or 6,
The controller has two controllers, a priority controller and a non-priority controller,
(1) Priority-side upper limit processing for limiting the magnitude of the first operation amount output upper limit inputted in advance so that the operation amount output of the priority controller is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device; ,
(2) A priority side operation amount output calculation process in which the priority side controller calculates an operation amount output according to the first operation amount output upper limit;
(3) The non-priority upper limit for calculating the second operation amount output upper limit so that the sum of the operation amount outputs of the priority controller and the non-priority controller is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device. Calculation process,
(4) A non-priority side operation amount output calculation process for calculating an operation amount output by the non-priority side controller according to the second operation amount output upper limit;
(5) The first operation amount output upper limit is calculated to be increased or decreased according to a margin of the operation amount output of the non-priority controller with respect to the second operation amount output upper limit, and the calculated value is set to the next control cycle. And a priority side upper limit calculation process to be given to the priority side upper limit process as the first operation amount output upper limit.
請求項5又は6記載の制御方法において、
前記コントローラとして、予め第1番目から第n(nは3以上の整数)番目の優先順位が割り当てられたn台のコントローラを有し、
(1)第1のコントローラの操作量出力が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第1の操作量出力上限の大きさを制限する第1の優先側上限処理と、
(2)この第1の操作量出力上限に応じて前記第1のコントローラで操作量出力を算出する第1の優先側操作量出力算出処理と、
(3)前記第1のコントローラと第2のコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、第2の操作量出力上限を算出する第2の優先側上限処理と、
(4)この第2の操作量出力上限に応じて前記第2のコントローラで操作量出力を算出する第2の優先側操作量出力算出処理と、
(5)前記第2の操作量出力上限に対する前記第2のコントローラの操作量出力の余裕度に応じて、前記第1の操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第1の操作量出力上限として前記第1の優先側上限処理に与える第1の優先側上限算出処理とを行い、
(6)第1〜第iのコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、予め入力された第iの操作量出力上限の大きさを制限する第iの優先側上限処理と、この第iの操作量出力上限に応じて第iのコントローラで操作量出力を算出する第iの優先側操作量出力算出処理と、第iの操作量出力上限に対する第iのコントローラの操作量出力の余裕度に応じて、第i−1の操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第i−1の操作量出力上限として第i−1の優先側上限処理に与える第i−1の優先側上限算出処理の3つの処理をi(iは3〜mの整数)毎に順次行い、
(7)前記第1〜第mのコントローラと前記第nのコントローラの操作量出力の和が前記制御装置全体の操作量出力上限値以下となるように、第nの操作量出力上限を算出する非優先側上限算出処理と、
(8)この第nの操作量出力上限に応じて前記第nのコントローラで操作量出力を算出する非優先側操作量出力算出処理と、
(9)前記第nの操作量出力上限に対する前記第nのコントローラの操作量出力の余裕度に応じて、第mの操作量出力上限を増減させる算出を行い、算出した値を次制御周期の第mの操作量出力上限として第mの優先側上限処理に与える第mの優先側上限算出処理とを行い、前記(1)〜(9)の処理を繰り返し行うことを特徴とする制御方法。
The control method according to claim 5 or 6,
As the controller, there are n controllers to which the first to nth (n is an integer of 3 or more) priorities are assigned in advance.
(1) The first priority side that limits the magnitude of the first operation amount output upper limit input in advance so that the operation amount output of the first controller is less than or equal to the operation amount output upper limit value of the entire control device. Capping,
(2) a first priority side operation amount output calculation process for calculating an operation amount output by the first controller in accordance with the first operation amount output upper limit;
(3) Second priority for calculating the second operation amount output upper limit so that the sum of the operation amount outputs of the first controller and the second controller is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device. Side upper limit processing,
(4) a second priority side operation amount output calculation process for calculating an operation amount output by the second controller in accordance with the second operation amount output upper limit;
(5) Perform calculation to increase or decrease the first operation amount output upper limit according to a margin of the operation amount output of the second controller with respect to the second operation amount output upper limit, and calculate the calculated value as a next control cycle. Performing a first priority side upper limit calculation process to be given to the first priority side upper limit process as the first operation amount output upper limit of
(6) The size of the i-th operation amount output upper limit input in advance is limited so that the sum of the operation amount outputs of the first to i-th controllers is equal to or less than the operation amount output upper limit value of the entire control device. I-th priority side upper limit processing, i-th priority side operation amount output calculation processing for calculating the operation amount output by the i-th controller in accordance with the i-th operation amount output upper limit, and i-th operation amount output upper limit Is calculated to increase or decrease the (i-1) th operation amount output upper limit in accordance with the margin of the operation amount output of the ith controller with respect to, and the calculated value is used as the (i-1) th operation amount output upper limit of the next control cycle. Three processes of the (i-1) th priority side upper limit calculation process given to the (i-1) th priority side upper limit process are sequentially performed for each i (i is an integer of 3 to m).
(7) The nth manipulated variable output upper limit is calculated so that the sum of the manipulated variable outputs of the first to mth controllers and the nth controller is less than or equal to the manipulated variable output upper limit value of the entire control device. Non-priority upper limit calculation processing,
(8) a non-priority side operation amount output calculation process for calculating an operation amount output by the nth controller according to the nth operation amount output upper limit;
(9) Perform a calculation to increase or decrease the m-th manipulated variable output upper limit according to a margin of the manipulated variable output of the n-th controller with respect to the n-th manipulated variable output upper limit, and calculate the calculated value for the next control cycle A control method comprising: performing an mth priority side upper limit calculation process given to an mth priority side upper limit process as an mth operation amount output upper limit, and repeatedly performing the processes (1) to (9).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5778519B2 (en) * 2011-08-11 2015-09-16 アズビル株式会社 Energy sum suppression control device, power sum suppression control device and method
JP5732346B2 (en) * 2011-08-11 2015-06-10 アズビル株式会社 Energy sum suppression control device, power sum suppression control device and method
JP5756720B2 (en) * 2011-09-15 2015-07-29 アズビル株式会社 Energy sum suppression control device, power sum suppression control device and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61118818A (en) * 1984-11-14 1986-06-06 Sanyo Electric Co Ltd Heater control method of thermostatic chamber
JP3052688B2 (en) * 1993-09-13 2000-06-19 松下電器産業株式会社 Oxygen sensor control device
JPH1198683A (en) * 1997-09-20 1999-04-09 Sca:Kk Load current controller
JP3467401B2 (en) * 1998-03-10 2003-11-17 東京エレクトロン株式会社 Power control method and device
JP2000339039A (en) * 1999-05-25 2000-12-08 Tokyo Electron Ltd Method and device for controlling temperature of heating means and heat processor
JP3785029B2 (en) * 2000-08-04 2006-06-14 株式会社山武 Control apparatus and control method
JP3833479B2 (en) * 2001-01-25 2006-10-11 株式会社山武 Control device
JP2002268446A (en) * 2001-03-12 2002-09-18 Canon Inc Picture forming device, and its control method and recording medium therefor
JP4256236B2 (en) * 2003-09-04 2009-04-22 株式会社山武 Control apparatus and control method
JP4499626B2 (en) * 2005-07-25 2010-07-07 株式会社山武 Control apparatus and control method

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