JP5227092B2 - Ｐｉｄパラメータ調整方法および調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器に対して、そのＰＩＤパラメータを効率的に設定することのできるＰＩＤパラメータ調整方法および調整装置に関する。

例えば温度センサにより検出される制御対象の温度に応じてヒータを通電制御し、これによって上記制御対象の温度を一定に保つ温度調節器（温調計）等の制御機器には、その制御パラメータを自動決定するオートチューニング機能（ＡＴ機能）が搭載されることが多い。具体的にはこの種の温調計（制御機器）は、前記温度センサおよびヒータを含む制御ループを形成し、前記温度センサにより検出される温度を制御量ＰＶとして前記ヒータを通電制御する操作量ＭＶをＰＩＤ制御演算によって求めるように構成される。尚、その制御パラメータは上記ＰＩＤ制御演算の為の比例帯Ｐb、積分時間Ｔi、および微分時間ＴdからなるＰＩＤパラメータ値として与えられる。

このような制御機器に搭載される、例えばリミットサイクル方式のオートチューニング機能は、一定振幅の操作量ＭＶを繰り返し出力するリミットサイクルによって得られる前記制御量ＰＶの上下動振幅や上下動周期に基づいて、そのＰＩＤパラメータ値を決定するものとなっている［例えば特許文献１を参照］。これ故、オートチューニングによってＰＩＤパラメータ値を決定するに際しては、できる限り正確な情報（振幅、周期）が得られるようにリミットサイクルを発生させることが重要である。
特開２００６−１０６９２５号公報

ところで複数のヒータを並列に備えた加熱炉等のように複数の類似した制御対象を備えた装置においては、これらの制御対象を個別に制御するべく複数台の制御機器を並列に用いることが多い。このような複数台の制御機器の各制御パラメータを前述したオートチューニングによってそれぞれ設定する場合、他の制御ループとの干渉を避けるべく、複数の制御ループの１つを順次選択指定すると共に、一時的に他の制御ループの操作量ＭＶを一定値に固定する等の工夫が必要となる。この為、全ての制御機器の制御パラメータを設定する上で多大な時間が掛かることが否めない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器に対して、そのＰＩＤパラメータを短時間に効率的に設定することのできるＰＩＤパラメータ調整方法および調整装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係るＰＩＤパラメータ調整方法は、互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するに際して、
請求項１に記載するように、前記制御ループを択一的に指定してオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定すると共に、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、既にオートチューニングを実行してＰＩＤパラメータが決定された前記制御機器のＰＩＤパラメータを設定することを特徴としている。

また請求項２に記載するように、前記制御ループを順次択一的に指定してオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータをそれぞれ決定すると共に、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、既にオートチューニングを実行してＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータの平均値を設定することを特徴としている。

更には請求項３に記載するように、前記制御ループを順次択一的に指定してオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定すると共に、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、既にオートチューニングを実行してＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータから選択した安定側のパラメータ値からなるＰＩＤパラメータを設定することを特徴としている。ちなみに前記ＰＩＤパラメータは、比例帯Ｐb、積分時間Ｔi、および微分時間Ｔdからなるパラメータ値として与えられるものであって、前記安定側のパラメータ値は、前記各ＰＩＤパラメータの中の最大の比例帯Ｐb、最大の積分時間Ｔi、および最小の微分時間Ｔdとして求められる。

また本発明に係るＰＩＤパラメータ調整装置は、
請求項５に記載するように、
<ａ> 前記制御ループを択一的に指定すると共に、指定した制御ループに対するオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定するＡＴ実行手段と、
<ｂ> 前記オートチューニングが実行されたときにオートチューニングが未実行の制御ループを検出するＡＴ未実行ループ検出手段と、
<ｃ> このＡＴ未実行ループ検出手段により検出された制御ループを形成した制御機器に、前記オートチューニングの実行によりＰＩＤパラメータが決定された前記制御機器のＰＩＤパラメータを設定するパラメータ設定手段とを具備したことを特徴としている。

また請求項６に記載するように、
<ａ'> 前記制御ループを順次択一的に指定すると共に、指定した制御ループに対するオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定するＡＴ実行手段と、
<ｂ> 前記オートチューニングが実行されたときにオートチューニングが未実行の制御ループを検出するＡＴ未実行ループ検出手段と、
<ｄ> このＡＴ未実行ループ検出手段により検出された制御ループを形成した制御機器に、前記オートチューニングの実行により既にＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータの平均値を設定するパラメータ設定手段とを具備したことを特徴としている。

更には請求項７に記載するように、
<ａ'> 前記制御ループを順次択一的に指定すると共に、指定した制御ループに対するオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定するＡＴ実行手段と、
<ｂ> 前記オートチューニングが実行されたときにオートチューニングが未実行の制御ループを検出するＡＴ未実行ループ検出手段と、
<ｅ> このＡＴ未実行ループ検出手段により検出された制御ループを形成した制御機器に、前記オートチューニングの実行により既にＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータから選択した安定側のパラメータ値からなるＰＩＤパラメータを設定するパラメータ設定手段とを具備したことを特徴としている。

尚、前記ＡＴ実行手段については、前記複数の制御機器のそれぞれに、若しくは前記複数の制御機器を管理する上位コントローラに設け、また前記ＡＴ未実行ループ検出手段およびパラメータ設定手段については、前記上位コントローラに設けることが好ましい。

本発明に係るＰＩＤパラメータ調整方法および調整装置によれば、互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループ内、その代表的な制御ループに対してオートチューニングを実行して該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定すると共に、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器については上記代表的な制御ループに対して実行したオートチューニングによって決定されたＰＩＤパラメータをそのまま設定するだけで良いので、複数の制御機器に対するＰＩＤパラメータの設定を簡易に、且つ短時間に行うことが可能となる。

また互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループ内、その代表的な複数の制御ループに対して順にオートチューニングを実行して該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータをそれぞれ決定すると共に、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器については上記代表的な複数の制御ループに対してそれぞれ実行したオートチューニングによって決定された複数のＰＩＤパラメータの平均値をそのまま設定するだけで良いので、複数の制御機器に対するＰＩＤパラメータの設定を簡易に、且つ短時間に行うことが可能となる。特にこの場合、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、特定の代表的な１つの制御ループの特性に偏ったままＰＩＤパラメータを設定してしまうような不具合を回避することが可能となる。

或いは上述した複数のＰＩＤパラメータの平均値に代えて、既にＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータから選択した安定側のパラメータ値からなるＰＩＤパラメータを、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に設定するようにしても同様な効果が奏せられる。特にこの場合、複数のＰＩＤパラメータの中の安定側のパラメータ値を選択するので、オートチューニングが未実行の制御ループにおいて、ハンチング現象等の制御の不安定化が発生する確率を低減しうる等の効果が奏せられる。

［発明の着眼点］
例えば加熱処理炉に組み込まれる複数のヒータのような、互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器においては、各制御ループでそれぞれ用いられるＰＩＤ制御演算の為のＰＩＤパラメータは、一般的には或る程度類似したパラメータ値となる。そしてこれらの複数の制御ループの内、例えば代表的な１つの制御ループについてオートチューニングを実行して得られたＰＩＤパラメータを、上記代表的な制御ループを形成した制御機器のみならず、オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に設定しても、一般的には各制御ループにおいて概ね十分な制御特性が得られることに本発明は着目している。
［発明の原理１］
そこで第１の発明においては、互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループの中の代表的な１つの制御ループに対するオートチューニングを実行したときにオートチューニングが未実行の制御ループを検出し、上記オートチューニングの実行によって得られたＰＩＤパラメータを、前記オートチューニングが未実行の制御ループにそのまま流用（適用）することで、複数の制御機器に対する制御パラメータの設定を短時間に効率的に行うようにしたことを特徴としている。
［発明の原理２］
ところで複数の制御ループの中の代表的な１つの制御ループについてオートチューニングを実行して得られたＰＩＤパラメータを、オートチューニングが未実行の制御ループにそのまま流用したとき、場合によっては上記代表的な１つの制御ループの特性に起因して前記オートチューニングが未実行の制御ループにおけるＰＩＤパラメータに偏りが生じる虞がある。

そこで第２の発明においては、複数の制御ループについて順次オートチューニングを実行し、これらのオートチューニングの実行によってそれぞれ得られた複数のＰＩＤパラメータの平均値を、前記オートチューニングが未実行の制御ループに適用することで、オートチューニングが未実行の制御ループでのＰＩＤパラメータが、特定の制御ループの特性に起因して偏ることを防止しながら、複数の制御機器に対する制御パラメータの設定を短時間に効率的に行うようにしたことを特徴としている。
［発明の原理３］
また第３の発明においては、複数の制御ループについて順次オートチューニングを実行し、これらのオートチューニングの実行によってそれぞれ得られた複数のＰＩＤパラメータから、上述したようにその平均値を求めることに代えて、上記複数のＰＩＤパラメータをそれぞれ示すパラメータ値の中から安定側のパラメータ値を求める。そしてこの安定側のパラメータ値からなるＰＩＤパラメータを前記オートチューニングが未実行の制御ループに適用することによって、オートチューニングが未実行の制御ループでのＰＩＤパラメータが特定の制御ループの特性に起因して偏ることを防止すると共に、オートチューニングが未実行の制御ループでの制御の不安定化を未然に防ぎながら、複数の制御機器に対する制御パラメータの設定を短時間に効率的に行うようにしたことを特徴としている。

尚、安定側のパラメータ値とは、複数のＰＩＤパラメータをそれぞれ構成する比例帯Ｐb、積分時間Ｔi、および微分時間Ｔdからなるパラメータ値の中の、最大の比例帯Ｐb、最大の積分時間Ｔi、および最小の微分時間Ｔdを指す。
［発明の第１の実施形態］
本発明は、例えば図１に示すように所定の搬送路１を覆う空間を形成した加熱炉２に設けられた複数の、この例では４個のヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４を、これらの各ヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４にそれぞれ対応付けて設けた４個の温度センサＳ１,Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４の各出力に基づいて個別に制御する装置に適用される。これらの各ヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４の温度制御は、制御機器である温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４を用いて前記各ヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４をそれぞれ駆動する電力機器Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３,Ｐ４の作動を個別に制御することによって行われる。

換言すれば前記各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４は、温度センサＳ１,Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４からそれぞれ得られる出力を制御量ＰＶとし、前記各ヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４をそれぞれ駆動する電力機器Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３,Ｐ４に与える制御信号を操作量ＭＶとしてＰＩＤ演算により求めて出力することで、前記各ヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４をそれぞれ温度制御する制御ループを個別に形成している。また前記各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４の制御対象である４個のヒータＨ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４は、前記搬送路１に沿って前記加熱炉２の入口側、中央部、および出口側にそれぞれ位置を異ならせて設けられているといえども、概略的には１つの加熱炉２内に互いに類似した環境に設けられていると言える。

しかして前記温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４は、その上位機器であるパソコン等のコントローラＰＣにそれぞれ接続されており、この上位コントローラＰＣの管理の下で各制御ループの制御パラメータの設定が行われるようになっている。ちなみに各Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４は、その制御パラメータを自動決定するオートチューニング機能（ＡＴ機能）をそれぞれ搭載したものであって、このオートチューニング機能は、例えば前述した特許文献１に開示されるようなリミットサイクル方式のものからなる。これらの各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４のオートチューニング機能は、前記上位コントローラＰＣからの指示（指令）の下で、或いは各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４が備えたオートチューニング・スイッチを手動操作することによって起動される。尚、図中Ｄは上位コントローラＰＣに設けられた表示器を示しており、この表示器Ｄを通して本装置の動作状態等がモニタされる。

さて本発明に係るＰＩＤパラメータ調整装置は、基本的には図２にその概略構成を示すように、前述した各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４のそれぞれに、そのオートチューニング（ＡＴ）機能を起動して該温調計が形成した制御ループに対するオートチューニングを実行させるＡＴ実行部（ＡＴ実行手段）１１が設けられる。このＡＴ実行部１１は、基本的には該温調計が備えるオートチューニング・スイッチ（図示せず）が手動操作されたときに前記オートチューニング（ＡＴ）機能を起動する役割を担う。

尚、このＡＴ実行部１１に、例えば他の温調計のＡＴ実行部１１が作動してしないことを条件として前記オートチューニング（ＡＴ）機能を起動する状況判断機能を持たせるようにしても良い。また上述したように各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４のそれぞれにＡＴ実行部１１を設けることに代えて、これらの温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４を管理する上位コントローラＰＣにＡＴ実行部１１を設けるようにしても良い。そしてこの上位コントローラＰＣから前記温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４に対して択一的にオートチューニングの実行指示（指令）を与えるように構成することも可能である。

このように構成されたＡＴ実行部１１により、或いは前述した各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４がそれぞれ備えたオートチューニング・スイッチの択一的な手動操作により、前記各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４がそれぞれ形成した制御ループの１つについてオートチューニング（ＡＴ）が実行されることになる。このオートチューニングの実行形態については、例えば前述した特許文献１や特開２００３−３３０５０４号公報等に開示されている従来の一般的な手法を適宜採用すれば良い。

また前記各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４には、前記ＡＴ実行部１１によるオートチューニングの実行によって求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）を記憶するパラメータ値記憶部１２が設けられると共に、前記ＡＴ実行部１１によるオートチューニングの実行の有無を示すＡＴ実行・未実行パラメータ（フラグ）を記憶するＡＴ実行・未実行パラメータ登録部１３がそれぞれ設けられる。尚、前記パラメータ値記憶部１２には、その温調計でのオートチューニングが未実行の場合には、後述するように他の温調計にて実行されたオートチューニングにより求められたＰＩＤパラメータ値に基づいて前記上位コントローラＰＣが作成したＰＩＤパラメータ値が設定されることもある。

一方、前記上位コントローラＰＣには、前述した温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４において制御ループのオートチューニングが実行されたとき、オートチューニングが未実行の温調計（制御ループ）を検出するＡＴ未実行ループ検出部（ＡＴ未実行ループ検出手段）１４が設けられる。このＡＴ未実行ループ検出部１４は、前記各温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４にそれぞれ設けられたＡＴ実行・未実行パラメータ登録部１３に登録されたＡＴ実行・未実行パラメータ（フラグ）を調べることで、オートチューニングが未実行の温調計（制御ループ）を判定する役割を担う。

また上位コントローラＰＣには、前記ＡＴ未実行ループ検出部１４にてオートチューニングが未実行の温調計（制御ループ）が検出されたとき、そのオートチューニングが未実行の温調計のパラメータ値記憶部１２に、他の制御ループにおいて求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）を、または他の制御ループにおいて求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）に基づいて求められる制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）を設定するＰＩＤパラメータ設定部（パラメータ設定手段）１５を備える。

具体的にはＰＩＤパラメータ設定部１５は、前述した複数の制御ループの中の代表的な１つの制御ループについてオートチューニングが実行されたとき、そのオートチューニングによって求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）を前記パラメータ値記憶部１２から取得し、その制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）をオートチューニングが未実行の温調計のパラメータ値記憶部１２にそのまま設定する第１のパラメータ設定機能を備える［発明１］。

このようなパラメータ設定機能を備えたＰＩＤパラメータ調整装置においては、図３に複数の制御機器（温調計Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４）に対する制御パラメータの概略的な設定手順を示すように、先ず代表的な制御ループを択一的に指定してオートチューニングの実行を指示し〈ステップＳ１〉、指定した制御ループについてオートチューニングを実行させる〈ステップＳ２〉。そしてこのオートチューニングによって求められた制御パラメータを、その制御ループを形成した制御機器（温調計）に設定する〈ステップＳ３〉。

また上記オートチューニングの実行に伴ってオートチューニングを実行していない制御ループを検出し〈ステップＳ４〉、オートチューニングが未実行の制御ループが存在する場合には、前記オートチューニングを実行した制御ループにおいて決定された制御パラメータを取得する〈ステップＳ５〉。そしてこの制御パラメータを、前記オートチューニングが未実行の制御ループにおける制御パラメータとしてそのまま設定するようにすれば良い〈ステップＳ６〉。
かくしてこのような制御パラメータの設定手順によれば、複数の類似した制御ループの中の代表的な１つの制御ループについてだけオートチューニングを実行し、これによって得られた制御パラメータを、上記オートチューニングを実行した制御ループのみならず、オートチューニングを実行していない他の制御ループにも一括して設定することが可能となる。従って複数の制御ループに対する制御パラメータの設定を、１つの制御ループのオートチューニングに要する時間だけで完了することができ、その処理所要時間を大幅に短くすることが可能となる。

尚、上述した如く複数の制御ループに対する制御パラメータをそれぞれ設定した後、オートチューニングを実行していない制御ループの中の代表的な１つの制御ループについてオートチューニングを実行することも可能である。この場合には、新たにオートチューニングを実行した制御ループから求められた制御パラメータを、オートチューニングが未実行の制御ループの制御パラメータとして設定するようにすれば良い。即ち、既にオートチューニングが実行済みの制御ループについては、そのオートチューニングで求められた制御パラメータをそのまま保持するようにし、新たにオートチューニングを実行した制御ループとオートチューニングが未実行の制御ループについては、新たなオートチューニングにて求められた制御パラメータにて、既に設定されている制御パラメータを更新するようにすれば良い。このようにすれば、オートチューニングが未実行の制御ループの制御パラメータを徐々に修正して行くことが可能となる。
［発明の第２の実施形態］
ところで前述した実施形態においては、複数の制御ループの中の代表的な１つの制御ループについてオートチューニングを実行するものとした。しかしこの場合には、オートチューニングを実行した制御ループの特性に起因して、その制御パラメータに偏りが生じる虞がある。従ってこのような懸念を回避するべく、複数の制御ループについて順次オートチューニングを実行することも有用である。

この場合には、前述した上位コントローラＰＣにおける前記ＰＩＤパラメータ設定部１５に、オートチューニングによって求められた複数の制御パラメータの平均値を、オートチューニングが未実行の制御ループに設定する第２のパラメータ設定機能を持たせるようにすれば良い［発明２］。具体的には代表的な１つの制御ループについてオートチューニングを実行し、その制御パラメータが決定された後、次の制御ループについてオートチューニングを実行してその制御パラメータを求める。そしてこの時点でオートチューニングが未実行の制御ループを検出する。しかる後、これらのオートチューニングによって各制御ループ毎に求められた複数の制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）を前記パラメータ値記憶部１２からそれぞれ取得し、これらの複数の制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）の平均値を求めて前記オートチューニングが未実行の温調計のパラメータ値記憶部１２に設定するように構成すれば良い。

このような制御パラメータの平均値を求める第２のパラメータ設定機能については、前述した第１のパラメータ設定機能と共に前記ＰＩＤパラメータ設定部１５に設けられるものであっても良いし、ＰＩＤパラメータ設定部１５が備える唯一の機能として設けられるものであっても良い。ちなみに前記ＰＩＤパラメータ設定部１５が第２のパラメータ設定機能だけを備える場合には、少なくとも２つの制御ループについてそれぞれオートチューニングが実行された時点で、これらの制御ループにおいてそれぞれ求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）の平均値を算出して、オートチューニングが未実行の制御ループに設定することになる。

具体的には図４に制御パラメータの概略的な設定手順を示すように、先ず代表的な制御ループの１つを選択的に指定してオートチューニングの実行を指示し〈ステップＳ１ａ〉、指定した制御ループについてオートチューニングを実行させる〈ステップＳ２ａ〉。そしてこのオートチューニングによって求められた制御パラメータを、その制御ループを形成した制御機器（温調計）に設定する〈ステップＳ３ａ〉。しかる後、次に代表的な制御ループの１つを選択的に指定して同様にオートチューニングの実行を指示し〈ステップＳ１ｂ〉、指定した制御ループについてオートチューニングを実行させる〈ステップＳ２ｂ〉。そしてこのオートチューニングによって求められた制御パラメータを、その制御ループを形成した制御機器（温調計）に設定する〈ステップＳ３ｂ〉。

このようにして２つの制御ループについてオートチューニングを順に実行した時点で、オートチューニングを実行していない制御ループを検出し〈ステップＳ４〉、オートチューニングが未実行の制御ループが存在する場合には、前述した如くオートチューニングを実行した制御ループにおいて決定された制御パラメータをそれぞれ取得する〈ステップＳ５ａ〉。そしてこれらの制御パラメータの平均値を求め〈ステップＳ７〉、この平均値を前記オートチューニングが未実行の制御ループにおける制御パラメータとして設定するようにすれば良い〈ステップＳ６〉。

尚、制御パラメータの平均値については、例えば図５に示すようにＰＩＤ制御演算に用いるパラメータ値としての比例帯Ｐb、積分時間Ｔi、および微分時間Ｔdを、それぞれ個別に平均化処理すれば十分である。即ち、最初のオートチューニングで求められた比例帯Ｐb１、積分時間Ｔi１、および微分時間Ｔd１と、次のオートチューニングで求められた比例帯Ｐb２、積分時間Ｔi２、および微分時間Ｔd２との間で平均化処理を実行し、
（Ｐb１＋Ｐb２）／２,（Ｔi１＋Ｔi２）／２,（Ｔd１＋Ｔd２）／２
としてその平均値を求めるようにすれば良い。

かくしてこのような制御パラメータの設定手順によれば、複数の類似した制御ループの中の代表的な、少なくとも２つの制御ループについて順にオートチューニングを実行し、これによって得られた制御パラメータの平均値をオートチューニングが未実行の制御ループに設定するので、オートチューニングが未実行の制御ループに設定される制御パラメータが特定の制御ループの特性に起因して偏る可能性を低減することができる。しかも複数の制御ループに対する制御パラメータの設定を、少なくとも２つの制御ループのオートチューニングに要する時間だけで完了することができ、その処理所要時間を大幅に短くすることが可能となる。

尚、前記ＰＩＤパラメータ設定部１５が前述した第１および第２のパラメータ設定機能を備える場合には、１つの制御ループについてオートチューニングを実行した時点で、先ずその制御ループにおいて求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）を、オートチューニングが未実行の制御ループに設定する［第１のパラメータ設定機能］。その後、次の制御ループについてオートチューニングを実行し、その時点で先にオートチューニング（ＡＴ）を実行した制御ループにおいて求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）と、新たにオートチューニングを実行した制御ループにおいて求められた制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）との平均値を求め、この制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）の平均値をオートチューニングが未実行の制御ループに設定するようにすれば良い［第２のパラメータ設定機能］。
［発明の第３の実施形態］
ところで複数の制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）の平均値を求めて前記オートチューニングが未実行の温調計のパラメータ値記憶部１２に設定する第２のパラメータ設定機能［発明２］に代えて、複数の制御パラメータ（ＰＩＤパラメータ値）の中の安定側のパラメータ値をそれぞれ選択し、これらの安定側のパラメータ値によって表される制御パラメータを前記オートチューニングが未実行の温調計のパラメータ値記憶部１２に設定する第３のパラメータ機能を備えるものであっても良い［発明３］。

具体的には図６にその処理概念を示すように、最初のオートチューニングで求められた比例帯Ｐb１、積分時間Ｔi１、および微分時間Ｔd１と、次のオートチューニングで求められた比例帯Ｐb２、積分時間Ｔi２、および微分時間Ｔd２とをそれぞれ比較し、ＰＩＤ制御において安定側となるパラメータ値をそれぞれ選択して、オートチューニングが未実行の制御ループに設定する制御パラメータを求めるようにしても良い。即ち、ＰＩＤパラメータ値である比例帯Ｐbについては、第１の比例帯Ｐb１と第２の比例帯Ｐb２との間で値の大きい方を選択し、積分時間Ｔiについては第１の積分時間Ｔi１と第２の積分時間Ｔi２との間で値の大きい方を選択する。そして微分時間Ｔｄについては第１の微分時間Ｔd１と第２の微分時間Ｔd２との間で値の小さい方を選択するようにすれば良い。

このような制御パラメータの設定手順によれば、複数の類似した制御ループの中の代表的な、少なくとも２つの制御ループについて順にオートチューニングを実行し、これによって得られた複数の制御パラメータの中の安定側のＰＩＤパラメータを選択して、オートチューニングが未実行の制御ループに設定するので、オートチューニングが未実行の制御ループに設定される制御パラメータによって、その制御ループのハンチングする等の制御の不安定化が生じる虞を大幅に低減することが可能となる。しかも特定の制御ループの特性に起因して偏る可能性についても低減することができる。更には先の実施形態２と同様に、複数の制御ループに対する制御パラメータの設定を、少なくとも２つの制御ループのオートチューニングに要する時間だけで完了することができ、その処理所要時間を大幅に短くすることが可能となる等の効果が奏せられる。
［発明の他の実施形態］
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは制御機器として４台の温調計を並列に用いる装置を例に説明したが、３台以上の制御機器を並列に用いる場合に同様に適用することができる。また制御機器としては温調計に限られないことも言うまでもない。更には複数の制御ループの中のどの制御ループを代表的なものとして選択するかについても、その設備環境や装置仕様等に応じて決定されるものであり、特別な選択条件の下で決定されるものでもない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明が適用される類似した複数の制御ループを個別に形成した制御装置の例を示す図。 本発明の実施形態に係るＰＩＤパラメータ調整装置の要部概略構成図。 本発明の第１の実施形態に係るＰＩＤパラメータ調整装置での、複数の制御機器に対する制御パラメータの概略的な設定手順を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るＰＩＤパラメータ調整装置での、複数の制御機器に対する制御パラメータの概略的な設定手順を示す図。 本発明の第２の実施形態において実行される制御パラメータの平均化処理の概念を示す図。 本発明の第３の実施形態において実行される制御パラメータの安定側パラメータ値を選択処理する概念を示す図。

符号の説明

Ｃ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４ 温調計（制御機器）
ＰＣ 上位コントローラ
Ｈ１,Ｈ２,Ｈ３,Ｈ４ ヒータ
Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４ 温度センサ
１１ ＡＴ実行部
１２ ＰＩＤパラメータ値記憶部
１３ ＡＴ実行・未実行パラメータ登録部
１４ ＡＴ未実行パラメータ検出部
１５ ＰＩＤパラメータ設定部

Claims (9)

1. 互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するに際して、
   前記制御ループを択一的に指定してオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定すると共に、
   オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、既にオートチューニングを実行してＰＩＤパラメータが決定された前記制御機器のＰＩＤパラメータを設定することを特徴とするＰＩＤパラメータ調整方法。
2. 互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するに際して、
   前記制御ループを順次択一的に指定してオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータをそれぞれ決定すると共に、
   オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、既にオートチューニングを実行してＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータの平均値を設定することを特徴とするＰＩＤパラメータ調整方法。
3. 互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するに際して、
   前記制御ループを順次択一的に指定してオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定すると共に、
   オートチューニングが未実行の制御ループを形成した制御機器に対して、既にオートチューニングを実行してＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータから選択した安定側のパラメータ値からなるＰＩＤパラメータを設定することを特徴とするＰＩＤパラメータ調整方法。
4. 前記ＰＩＤパラメータは、比例帯Ｐb、積分時間Ｔi、および微分時間Ｔdからなるパラメータ値として与えられるものであって、
   前記安定側のパラメータ値は、前記各ＰＩＤパラメータの中の最大の比例帯Ｐb、最大の積分時間Ｔi、および最小の微分時間Ｔdとして求められるものである請求項３に記載のＰＩＤパラメータ調整方法。
5. 互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するＰＩＤパラメータ調整装置であって、
   前記制御ループを択一的に指定すると共に、指定した制御ループに対するオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定するＡＴ実行手段と、
   前記オートチューニングが実行されたとき、オートチューニングが未実行の制御ループを検出するＡＴ未実行ループ検出手段と、
   このＡＴ未実行ループ検出手段により検出された制御ループを形成した制御機器に、前記オートチューニングの実行によりＰＩＤパラメータが決定された前記制御機器のＰＩＤパラメータを設定するパラメータ設定手段と、
   を具備したことを特徴とするＰＩＤパラメータ調整装置。
6. 互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するＰＩＤパラメータ調整装置であって、
   前記制御ループを順次択一的に指定すると共に、指定した制御ループに対するオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定するＡＴ実行手段と、
   前記オートチューニングが実行されたとき、オートチューニングが未実行の制御ループを検出するＡＴ未実行ループ検出手段と、
   このＡＴ未実行ループ検出手段により検出された制御ループを形成した制御機器に、前記オートチューニングの実行により既にＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータの平均値を設定するパラメータ設定手段と
   を具備したことを特徴とするＰＩＤパラメータ調整装置。
7. 互いに類似した複数の制御対象を個別に制御する制御ループをそれぞれ形成した複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータを設定するＰＩＤパラメータ調整装置であって、
   前記制御ループを順次択一的に指定すると共に、指定した制御ループに対するオートチューニングを実行させて該制御ループを形成した制御機器のＰＩＤパラメータを決定するＡＴ実行手段と、
   前記オートチューニングが実行されたとき、オートチューニングが未実行の制御ループを検出するＡＴ未実行ループ検出手段と、
   このＡＴ未実行ループ検出手段により検出された制御ループを形成した制御機器に、前記オートチューニングの実行により既にＰＩＤパラメータが決定されている複数の制御機器の各ＰＩＤパラメータから選択した安定側のパラメータ値からなるＰＩＤパラメータを設定するパラメータ設定手段と、
   を具備したことを特徴とするＰＩＤパラメータ調整装置。
8. 前記ＰＩＤパラメータは、比例帯Ｐb、積分時間Ｔi、および微分時間Ｔdからなるパラメータ値として与えられるものであって、
   前記安定側のパラメータ値は、前記各ＰＩＤパラメータの中の最大の比例帯Ｐb、最大の積分時間Ｔi、および最小の微分時間Ｔdとして求められるものである請求項７に記載のＰＩＤパラメータ調整装置。
9. 前記ＡＴ実行手段は、前記複数の制御機器のそれぞれに、若しくは前記複数の制御機器を管理する上位コントローラに設けられるものであって、
   前記ＡＴ未実行ループ検出手段およびパラメータ設定手段は、前記上位コントローラに設けられるものである請求項５〜８のいずれかに記載のＰＩＤパラメータ調整装置。

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