JP5264468B2 - 制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
また、別の方法として、熱伝導モデル数式をコントローラに実装して、熱伝導モデルにより実体温度を推定し、推定した温度を実体温度とみなして制御する方法がある(特許文献1参照)。
なお、以上のような問題点は、温度に限らず、他の状態量においても同様に発生する可能性がある。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記操作量維持制御手段は、設定値と制御量を入力としてPID制御演算により前記操作量を算出するものであり、前記初期制御期間において本来の設定値の代わりに、前記操作量を前記操作量維持値に維持するのに十分な設定値を内部で設定することを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記操作量維持制御手段は、前記終了条件が満たされ前記初期制御期間が終了した後に、本来の設定値に応じた操作量を出力することを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記オンラインデータは、制御量である温度の昇温開始時点における値を示す昇温開始点POと、昇温幅PHと、前記操作量維持値MHとを含み、前記終了条件推定算出手段は、前記オンラインデータから前記終了条件として計測点到達温度PUを算出するものであり、前記操作量維持制御手段は、設定値変更による昇温開始時点から温度計測点の温度が前記計測点到達温度PUに到達するまでの初期制御期間において、前記操作量維持値MHを目標として操作量を出力することを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例は、さらに、制御の開始前に、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと維持時間TXの組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例は、さらに、制御の開始前に、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと計測点到達温度PUの組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法の1構成例において、前記操作量維持制御手順は、設定値と制御量を入力としてPID制御演算により前記操作量を算出するものであり、前記初期制御期間において本来の設定値の代わりに、前記操作量を前記操作量維持値に維持するのに十分な設定値を内部で設定することを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法の1構成例は、さらに、前記終了条件が満たされ前記初期制御期間が終了した後に、本来の設定値に応じた操作量を出力する制御演算手順を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御方法の1構成例は、さらに、制御の開始前に、制御の概要を指定するデータと初期制御期間の終了条件との組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手順を備えることを特徴とするものである。
まず、本発明では、実体温度の昇温速度を向上させることのみに目的を限定する。すなわち、実体温度を推定することを目的とはしないという意味であり、制御方法を規定することのみを扱う。
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2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。
本実施の形態の制御装置は、温度計測点の温度の昇温開始時点における値を示す昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと維持時間TXの組からなる分析用データを取り込んで記憶する分析用データ記憶部1と、分析用データを用いて多変量解析手法により推定用多項式を算出する推定用多項式算出部2と、推定用多項式を記憶する推定用多項式記憶部3と、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHのオンラインデータを取り込んで維持時間TXの推定値を算出する維持時間TX推定値算出部4と、設定値変更による昇温開始時点から維持時間TX推定値の時間が経過するまでの初期制御期間において、オンラインデータで指定された操作量維持値MHを目標として操作量MVを出力し、初期制御期間が終了した後に、本来の設定値SPに応じた操作量MVを出力する操作量維持制御部5とを備えている。
+3.0496×{(0.2×PO−34.55)/3.963}2
×(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17
+0.7245×{(0.2×PO−34.55)/3.963}2
×(MH−90)/8.165
+8.5674×{(0.2×PO−34.55)/3.963}2
−7.45×(0.2×PO−34.55)/3.963
×{(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17}2
−0.5866×(0.2×PO−34.55)/3.963×(0.2×PO
+0.2×PH−54.55)/11.17×(MH−90)/8.165
+15.2314×(0.2×PO−34.55)/3.963×(0.2×PO
+0.2×PH−54.55)/11.17
−4.5472×(0.2×PO−34.55)/3.963×(MH−90)
/8.165×(MH−90)/8.165
+21.1896×(0.2×PO−34.55)/3.963×(MH−90)
/8.165
−79.5038×(0.2×PO−34.55)/3.963
+8.9218×{(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17}3
−7.3874×{(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17}2
×(MH−90)/8.165
+0.7454×{(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17}2
+16.4108×(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17
×{(MH−90)/8.165}2
−86.7868×(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17
×(MH−90)/8.165
+452.8605×(0.2×PO+0.2×PH−54.55)/11.17
−43.3274×{(MH−90)/8.165}3
+28.125×{(MH−90)/8.165}2
−89.3628×(MH−90)/8.165
+945.6855] ・・・(1)
推定用多項式算出部2が算出した推定用多項式は、推定用多項式記憶部3に記憶される(ステップS102)。以上で、制御装置のオフライン時の動作が終了する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、維持時間TXを直接の管理対象としていたが、図9、図10に示されるように、昇温制御中に温度計測点の温度PV1が到達する最高温度である計測点到達温度PUは維持時間TXに対応する目安になるので、維持時間TXの代わりに計測点到達温度PUを採用してもよい。図9は、図4の例と同様に昇温開始時の設定値SPが400℃、本来の設定値SPが300℃、昇温幅PHが100℃、操作量維持値MHが75%で、昇温開始点POを150℃に変更した場合の昇温の様子を示す図、図10は、昇温開始点POを250℃に変更した場合の昇温の様子を示す図である。図9の例では、維持時間TXは2400秒となり、図10の例では、維持時間TXは2860秒となる。
分析用データを収集する作業者は、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと計測点到達温度PUを任意に変更しながら、適度な計測点到達温度PUを試行錯誤により求める。計測点到達温度PUは、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと計測点到達温度PUを設定して昇温制御したときに、実体温度PV2が所望の特性で上昇するように決定すればよい。こうして、作業者は、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと計測点到達温度PUの組からなる分析用データを収集する。収集された分析用データは、分析用データ記憶部1aに登録される(図7ステップS100)。
推定用多項式算出部2aが算出した推定用多項式は、推定用多項式記憶部3aに記憶される(ステップS102)。以上で、制御装置のオフライン時の動作が終了する。
以上のようにして、本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Claims (12)
- オンライン開始時に確定する制御の概要を指定するオンラインデータから初期制御期間の終了条件を推定するための推定用多項式を予め記憶する推定用多項式記憶手段と、
この推定用多項式記憶手段に記憶された推定用多項式を用い、入力されたオンラインデータから前記終了条件をオンライン開始時に推定する終了条件推定算出手段と、
設定値変更時点から前記終了条件が満たされるまでの初期制御期間において、入力されたオンラインデータで指定される操作量維持値を目標として操作量を出力する操作量維持制御手段とを備え、
前記操作量維持値は、前記操作量維持制御手段から出力された操作量を受ける操作手段によって決まる操作量上限値に設定されることを特徴とする制御装置。 - 請求項1記載の制御装置において、
前記操作量維持制御手段は、設定値と制御量を入力としてPID制御演算により前記操作量を算出するものであり、前記初期制御期間において本来の設定値の代わりに、前記操作量を前記操作量維持値に維持するのに十分な設定値を内部で設定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1または2記載の制御装置において、
前記操作量維持制御手段は、前記終了条件が満たされ前記初期制御期間が終了した後に、本来の設定値に応じた操作量を出力することを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置において、
前記オンラインデータは、制御量である温度の昇温開始時点における値を示す昇温開始点POと、昇温幅PHと、前記操作量維持値MHとを含み、
前記終了条件推定算出手段は、前記オンラインデータから前記終了条件として維持時間TXを算出するものであり、
前記操作量維持制御手段は、設定値変更による昇温開始時点から前記維持時間TXが経過するまでの初期制御期間において、前記操作量維持値MHを目標として操作量を出力することを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置において、
前記オンラインデータは、制御量である温度の昇温開始時点における値を示す昇温開始点POと、昇温幅PHと、前記操作量維持値MHとを含み、
前記終了条件推定算出手段は、前記オンラインデータから前記終了条件として計測点到達温度PUを算出するものであり、
前記操作量維持制御手段は、設定値変更による昇温開始時点から温度計測点の温度が前記計測点到達温度PUに到達するまでの初期制御期間において、前記操作量維持値MHを目標として操作量を出力することを特徴とする制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の制御装置において、
さらに、制御の開始前に、制御の概要を指定するデータと初期制御期間の終了条件との組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手段を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項4記載の制御装置において、
さらに、制御の開始前に、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと維持時間TXの組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手段を備えることを特徴とする制御装置。 - 請求項5記載の制御装置において、
さらに、制御の開始前に、昇温開始点POと昇温幅PHと操作量維持値MHと計測点到達温度PUの組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手段を備えることを特徴とする制御装置。 - 推定用多項式記憶手段に記憶された推定用多項式を用い、オンライン開始時に確定する制御の概要を指定するオンラインデータから初期制御期間の終了条件をオンライン開始時に推定する終了条件推定算出手順と、
設定値変更時点から前記終了条件が満たされるまでの初期制御期間において、入力されたオンラインデータで指定される操作量維持値を目標として操作量を出力する操作量維持制御手順とを備え、
前記操作量維持値は、前記操作量維持制御手順で出力された操作量を受ける操作手段によって決まる操作量上限値に設定されることを特徴とする制御方法。 - 請求項9記載の制御方法において、
前記操作量維持制御手順は、設定値と制御量を入力としてPID制御演算により前記操作量を算出するものであり、前記初期制御期間において本来の設定値の代わりに、前記操作量を前記操作量維持値に維持するのに十分な設定値を内部で設定することを特徴とする制御方法。 - 請求項9または10記載の制御方法において、
さらに、前記終了条件が満たされ前記初期制御期間が終了した後に、本来の設定値に応じた操作量を出力する制御演算手順を備えることを特徴とする制御方法。 - 請求項9乃至11のいずれか1項に記載の制御方法において、
さらに、制御の開始前に、制御の概要を指定するデータと初期制御期間の終了条件との組からなる分析用データを用いて前記推定用多項式を算出し、この推定用多項式を前記推定用多項式記憶手段に設定する推定用多項式算出手順を備えることを特徴とする制御方法。
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