JP5829066B2 - 制御装置および方法 - Google Patents
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Description
なお、以上のような問題点は、昇温制御に限らず、例えば降温制御や圧力制御においても同様に発生する。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記設定値SPiは温度設定値であり、前記制御量PViは温度であり、前記設定値SPiの変更は前記制御量PViを昇温方向に変化させるものであり、前記制御量変化時間は昇温時間である。
代表的な昇温能力(例えば最大出力時の昇温レート)を予め記憶しておき、任意の出力上限値(操作量MV出力上限値)に絞ったときの昇温レートを推定し、昇温完了までの推定時間が各制御ループでほぼ同じになるような出力上限値を求める。これにより、各制御ループの昇温完了時間が概ね等しくなり、最も効率的な立ち上げ方に近づけることができる。
なお、以上の原理は昇温制御に限らず、降温制御についても同様に成り立つ。
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、複数の制御ループLi(i=1〜n、nは2以上の整数)の設定値SPiが同時に変更されたとき、各制御ループLiの操作量出力上限値OHiを規定出力上限値MOiにしたときに各制御ループLiの制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な昇温時間TLを推定する昇温時間推定部1と、各制御ループLiに共通の昇温時間TLで制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な操作量出力MUiを制御ループLi毎に推定する必要出力推定部2と、操作量出力MUiを各制御ループLiの操作量出力上限値OHiとして一時的に設定する出力上限設定部3と、制御量変化の経過を判断して、各制御ループLiの操作量出力上限値OHiを規定出力上限値MOiに復帰させる出力上限復帰部4と、制御ループLi毎に設けられた制御部5−iとから構成される。
各制御ループLi(i=1〜n)の設定値SPiは、加熱装置のオペレータによって設定され、設定値SPi入力部6−iを介してPID制御演算部8−iに入力される(図3ステップS100)。また、設定値SPiは、設定値SPi入力部6−iを介して昇温時間推定部1に入力される。
ΔPVi=SPi−PVi ・・・(1)
THi=THoi{ΔMi/(MOi−MVi)}
=THoi{100.0/(100.0−MVi)} ・・・(2)
TLi=THiΔPVi ・・・(3)
TL=max(TLi) ・・・(4)
式(4)のmax()が最大値を選出する関数を意味していることは言うまでもない。これで、昇温時間推定部1の処理が終了する。
MUi={ΔMiTHoi/(TL/ΔPVi)}+MVi
={100.0THoi/(TL/ΔPVi)}+MVi ・・・(5)
式(5)は、式(2)において、分母のMOi=100.0をMUiに置換し、THi=TL/ΔPViに置換し、MUiについて解くことにより得られる数式である。
IF MVi>OHi THEN MVi=OHi ・・・(6)
すなわち、出力上限処理部9−iは、操作量MViが操作量出力上限値OHiより大きい場合、操作量MVi=OHiとする上限処理を行う。
なお、本実施の形態では、昇温制御の場合を例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、本発明は例えば降温制御や圧力制御にも適用することができる。
Claims (6)
- 複数の制御ループLi(i=1〜n)の設定値SPiが同時に変更されたとき、各制御ループLiの操作量出力上限値OHiを規定出力上限値MOiにしたときに各制御ループLiの制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、
各制御ループLiに共通の前記制御量変化時間で制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な操作量出力MUiを制御ループLi毎に推定する必要出力推定手段と、
前記操作量出力MUiを各制御ループLiの操作量出力上限値OHiとして一時的に設定する出力上限設定手段と、
制御ループLi毎に設けられ、設定値SPiと制御量PViを入力として制御演算により操作量MViを算出し、操作量MViを前記操作量出力上限値OHi以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量MViを対応する制御ループLiの制御アクチュエータに出力する制御手段と、
制御量変化の経過を判断して、各制御ループLiの操作量出力上限値OHiを規定出力上限値MOiに復帰させる出力上限復帰手段とを備え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、
前記制御量変化時間推定手段は、
設定値SPiの変更に伴う制御量PViの変更量ΔPViを制御ループLi毎に算出する制御量変更量算出手段と、
現在の操作量MViの状態から操作量MViを規定出力上限値MOiにしたときの制御量PViの変化レートTHiを制御ループLi毎に算出する制御量変化レート算出手段と、
前記変化レートTHiと変更量ΔPViとに基づいて、現在の操作量MViの状態から操作量MViを規定出力上限値MOiにしたときに制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な制御量変化時間を制御ループLi毎に算出する時間算出手段と、
制御ループLi毎の制御量変化時間のうち、その最大値を各制御ループLiに共通の制御量変化時間として選出する最大値選出手段とから構成され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、
前記設定値SPiは温度設定値であり、前記制御量PViは温度であり、前記設定値SPiの変更は前記制御量PViを昇温方向に変化させるものであり、前記制御量変化時間は昇温時間であることを特徴とする制御装置。 - 複数の制御ループLi(i=1〜n)の設定値SPiが同時に変更されたとき、各制御ループLiの操作量出力上限値OHiを規定出力上限値MOiにしたときに各制御ループLiの制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、
各制御ループLiに共通の前記制御量変化時間で制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な操作量出力MUiを制御ループLi毎に推定する必要出力推定ステップと、
前記操作量出力MUiを各制御ループLiの操作量出力上限値OHiとして一時的に設定する出力上限設定ステップと、
設定値SPiと制御量PViを入力として制御演算により操作量MViを算出し、操作量MViを前記操作量出力上限値OHi以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量MViを対応する制御ループLiの制御アクチュエータに出力する制御ステップと、
制御量変化の経過を判断して、各制御ループLiの操作量出力上限値OHiを規定出力上限値MOiに復帰させる出力上限復帰ステップとを含むことを特徴とする制御方法。 - 請求項4記載の制御方法において、
前記制御量変化時間推定ステップは、
設定値SPiの変更に伴う制御量PViの変更量ΔPViを制御ループLi毎に算出する制御量変更量算出ステップと、
現在の操作量MViの状態から操作量MViを規定出力上限値MOiにしたときの制御量PViの変化レートTHiを制御ループLi毎に算出する制御量変化レート算出ステップと、
前記変化レートTHiと変更量ΔPViとに基づいて、現在の操作量MViの状態から操作量MViを規定出力上限値MOiにしたときに制御量PViが設定値SPiまで達するのに必要な制御量変化時間を制御ループLi毎に算出する時間算出ステップと、
制御ループLi毎の制御量変化時間のうち、その最大値を各制御ループLiに共通の制御量変化時間として選出する最大値選出ステップとから構成されることを特徴とする制御方法。 - 請求項4または5記載の制御方法において、
前記設定値SPiは温度設定値であり、前記制御量PViは温度であり、前記設定値SPiの変更は前記制御量PViを昇温方向に変化させるものであり、前記制御量変化時間は昇温時間であることを特徴とする制御方法。
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