JPH11224104A - 制御方法、制御装置およびこれを用いた制御システム - Google Patents
制御方法、制御装置およびこれを用いた制御システムInfo
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- JPH11224104A JPH11224104A JP10025299A JP2529998A JPH11224104A JP H11224104 A JPH11224104 A JP H11224104A JP 10025299 A JP10025299 A JP 10025299A JP 2529998 A JP2529998 A JP 2529998A JP H11224104 A JPH11224104 A JP H11224104A
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Abstract
を向上させること。 【解決手段】温度調節器1と電気炉2とを有し、電気炉
2の炉内温度の現在値を測温体10で測温し、マイクロ
コンピュータ6で測温された現在値と操作部3で設定し
た目標値との偏差に応じた操作量でスイッチ8をオンオ
フして制御し炉内温度を制御するものであって、メモリ
7に外乱非発生時と発生時それぞれの操作量を記憶さ
せ、マイクロコンピュータ6はメモリ7から外乱非発生
時にはそれに対応する操作量で制御し、外乱発生時に
は、それに対応する操作量に変更して制御する。
Description
に偏差が発生するとこの偏差を修正するように操作量を
制御する制御系において、その制御方法および制御装
置、ならびにその制御システムに関する。
ては、例えば電気炉における制御対象である炉内温度を
制御する装置として温度調節器を用いるとともに、前記
電気炉内には炉内温度の測温体と、炉内の加熱機構とを
配置する一方、温度調節器においては、測温体の炉内測
温値から炉内温度の現在値と、操作部の設定による炉内
温度の目標値とを比較し、両温度の偏差値から前記加熱
機構を制御して炉内温度を所定の目標値に制御するよう
になっているものがある。
は、炉内温度の現在値が25℃であり、炉内温度の目標
値が100℃であるときは、現在値と目標値との偏差値
は75℃である場合は、その偏差値に対応した操作量で
もって加熱機構を制御して炉内温度が目標値になるよう
にフィードバック制御できる。
おいては例えば電気炉の開閉扉を開閉して炉内の被加熱
物を収納あるいは取り出しする際に炉内温度が低下して
炉内温度の現在値が目標値以下となると、現在値と目標
値とに前記偏差値が生じるので温度調節器はその偏差値
から加熱機構を駆動制御して現在値が目標値になるよう
に温度制御する。しかしながら、炉の熱容量は大きいた
めに開閉扉が開いてから炉内温度が低下してくるが、そ
の温度の低下は炉内全体に一様ではなく、制御対象であ
る炉内の被加熱物の加熱値の低下と比較して測温体での
測温値の低下が遅く、そのため測温値が目標値以下に低
下するまでに時間がかかり、前記偏差値で温度制御され
るときには既に被加熱物の温度は目標値からみてかなり
小さく、したがって、被加熱物が目標値で加熱制御され
るまでの応答性がたいへん低いものとなっている。
る外乱発生時点からその外乱に対する応答までには相当
な遅れがあるのが一般的であった。
たる課題は、外乱があっても制御対象に対する制御の応
答性を向上させることにある。なお、本発明が解決しよ
うとする他の課題は後述から明らかであろう。
ように構成している。すなわち、現在値と目標値との間
の偏差を修正するように操作量を制御する制御系におい
ては、外乱が発生すると制御対象の状態が変化するが、
その変化が現在値と目標値との差である偏差値となって
現れていないために操作量は外乱非発生状態のまま継続
されてしまうことになる。そこで、本発明では、そうし
た制御系において、外乱発生時には前記偏差値となって
現れるのを待たずに前記操作量を強制的に変更すること
によって、制御の応答性を向上可能として上述の課題を
解決している。
て図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態
においては、制御システムで制御される物理量として温
度に適用しているが、これに限定されるものではなく、
圧力とか流量などの他の物理量にも適用できることは勿
論のこと電気量とかその他の量に適用できるものであ
る。また、本実施の形態では外乱発生の例として扉の開
閉であるとしているが、外乱発生はこれに限定されるも
のではなく、本実施の形態は他の外乱発生にも同様に適
用できることは勿論である。
制御システムについて説明する。同図を参照して、この
システムは、現在値と目標値との間に偏差値が発生する
ときにはその偏差値を修正するように制御対象に対する
操作量を制御する制御系に使用されるものであって、そ
のために、制御装置としての温度調節器1と、この温度
調節器1によって制御対象としての炉内温度が制御され
る電気炉2とを有している。
省略されているが、操作部3と、現在値表示部4と、目
標値表示部5と、マイクロコンピュータ6と、メモリ7
と、スイッチ8とを少なくとも備えている。メモリ7は
外乱非発生時と外乱発生時それぞれに対応した比例定数
(P)、積分定数(I)、微分定数(D)を個別に記憶
しており、マイクロコンピュータ6はPID制御におい
ては外乱非発生時ではそれに対応するPID定数を読み
出し、そのときの現在値と目標値との偏差に応じて操作
量を演算して温度制御し、また、外乱非発生時ではそれ
に対応するPID定数を読み出し、そのときの現在値と
目標値との偏差に応じて操作量を演算して温度制御す
る。メモリ7はまた、操作量として外乱非発生時におけ
る目標値データと外乱発生時に前記目標値を変更するた
めの目標値データとが記憶されていても構わない。この
場合でもマイクロコンピュータ6は外乱非発生時と外乱
発生時とでそれぞれの目標値に対応して偏差の大きさに
基づいて操作量の出力を制御して温度制御する。いずれ
にしても外乱発生時には、その非発生時における操作量
と共にこれとは別に外乱発生に際して制御を応答させる
ための操作量が記憶されている。
構造体となっているとともに、被加熱物の取り入れ、取
り出しに際して開閉される扉9を備え、かつ、炉内温度
を測温するための測温体10と、扉9の開閉に伴う炉内
温度に対する外乱を検出するための外乱検出体11と、
ヒータ12とを備えている。測温体10としては例えば
熱電対などが用いられる。外乱検出体11としては、磁
気センサ、光学センサ、近接センサなどが用いられ、扉
9の開閉は磁気的、光学的、その他の方式で検出され
る。なお、本実施の形態では外乱としては扉9の開閉と
したが、これに限定されるものではなく、他の外乱につ
いても検出できるようにしても構わない。ヒータ12は
抵抗加熱式その他の方式であって構わない。なお、温度
調節器1のスイッチ8とヒータ12との間にはヒータ電
源13が接続されている。
制御について説明すると、マイクロコンピュータ6に電
気炉2内の測温体10を介して炉内温度の現在値が入力
され、電気炉2の扉9における外乱検出体11を介して
外乱検出の有無データが入力される。マイクロコンピュ
ータ6は外乱が無いと判断すると、ステップn3で通常
の温度制御を行う。この温度制御は操作部3で設定され
た目標値と、測温体10で測温された測温値との間の偏
差の演算を行い、偏差があると、スイッチ8をオンオフ
制御して、ヒータ12を駆動し、炉内温度が目標値にな
るように温度制御するものである。
イクロコンピュータ6に外乱検出のデータが与えられる
と、マイクロコンピュータ6はステップn1で外乱発生
と判断してステップn2に制御を進める。ステップn2
においてマイクロコンピュータ6は、メモリ7から操作
量変更データを読み出し、温度調節器1の操作量を外乱
非発生時対応の操作量から外乱発生時対応の操作量に変
更する。
その瞬間における目標値と現在値との偏差と、予め設定
されたPID定数とを用いて、所定の計算で求められ
る。詳しくは、偏差とPIDそれぞれの定数からP操作
量と、I操作量と、D操作量とが求められ、それら各操
作量を合計したものが温度調節器の操作量となる。
強制的に変化させても、目標値を強制的に変化させて
も、温度調節器の操作量を変化させられる。本実施の形
態においては、このことを利用して外乱制御をするもの
である。
て炉内の熱がその扉9から外部に逃げていくような外乱
では、温度調節器1の操作量を増加させるのであるが、
その操作量の増加としては PID定数を変化させて、偏差を強制的に増大させ、
操作量を増大させる。
に増大させ、操作量を増大させる。
ていた操作量)に、予め設定していた操作量を追加する
というものである。
て、そのときの操作量つまり温度調節器1の出力が40
%を維持しているとする。そのときに扉9が開いて熱が
炉外に逃げる外乱発生時では、マイクロコンピュータ6
は温度調節器1の操作量を50%にして炉内温度を10
0℃になる場合において、前記では、温度調節器1の
出力を10%追加できるように扉9の開きが検知される
とPID定数の組み合わせをこの検知と同時に変更し、
これによって、計算式から温度調節器1の操作量を瞬時
に50%にして炉内温度を低下させずに100℃を維持
させる。
扉9の開きが検知されるとこの検知と同時に計算式から
温度調節器1の操作量を瞬時に50%にして炉内温度を
低下させずに100℃を維持させる。
検知と同時に温度調節器1の出力を10%追加して温度
調節器1の操作量を瞬時に50%にして炉内温度を低下
させずに100℃を維持させる。
開きの検知と同時にステップn3では温度調節器1の操
作量を外乱発生時の操作量に変更するようにスイッチ8
のオンオフを制御する。これによって、電気炉2内のヒ
ータ12はその変更された操作量で駆動されるので、電
気炉2内の被加熱物は扉9の開閉による外乱が発生して
もその開閉の影響を受けることなく加熱制御される。マ
イクロコンピュータ6はさらにステップn4で再度、外
乱の有無を判断し、外乱無しと判断すると、ステップn
5ではメモリ7から外乱非発生時対応の操作量を読み出
し、この読み出した操作量に基づいて通常の温度制御に
移行する。
いると判断すると、マイクロコンピュータ6はステップ
n4を繰り返し外乱の発生が終了するまで外乱発生時対
応の操作量で温度制御する。
操作量を変更するので、操作量変更無しの従来では図3
(a)で示すように時刻t0で外乱が発生し、それに対
する応答遅れで時刻t1で制御が開始されるために、現
在値Spがハンチングして制御が目標値Saに収束され
るまでに時間が相当にかかるのが、操作量変更有りの本
実施の形態では図3(b)で示すように時刻t0で外乱
が発生すると、その時点で操作量が変更されるので、時
刻t0以前つまり変更前の操作量による現在値Spの外
乱の影響によるx方向への変化に対し、変更後の操作量
による外乱無しの場合による現在値のy方向への変化と
で、結局、実線で示されるように外乱があると、その外
乱の影響なく現在値Spが目標値Saに制御されること
になる。なお、本実施の形態では、図4で示すように、
電気炉1内に外乱発生時における操作量変更のための補
助ヒータ14が配備されても構わない。なお、温度調節
器1においては、操作部3と、現在値表示部4と、目標
値表示部5とがパネル構成で示されている。また、温度
調節器1の内部回路構成は図1と同様であるので図示を
省略している。図1の制御システムの場合では、操作量
の変更をヒータ12に対する駆動制御で行っているが、
図4の制御システムによる場合では、補助ヒータ14で
操作量の変更を行なうようにしている。図4においては
図示していないマイクロコンピュータは、外乱検出体1
1で外乱検出入力があると、補助ヒータ14をメモリ7
から読み出した外乱発生時対応の操作量で駆動制御する
ようになっている。
には、その非発生時における操作量から外乱発生に際し
て制御を応答させるための操作量に変更するので、外乱
があっても制御対象に対する制御の応答性を向上させる
ことができる。
示す図
に供するフローチャート
るシステムとによる外乱発生時における温度制御特性を
示す図
構成を示す図
Claims (5)
- 【請求項1】現在値と目標値との間の偏差を修正するよ
うに操作量を制御する制御系において、外乱発生時に
は、その非発生時における操作量から外乱発生に際して
制御を応答させるための操作量に変更することを特徴と
する制御方法。 - 【請求項2】制御対象の現在の制御状態を示す現在値と
該制御対象を所定の制御状態に設定するための目標値と
を入力し、前記両値の偏差値に応じた操作量を出力して
前記制御対象を制御する制御装置において、 外乱発生時には、その非発生時における操作量から外乱
発生に際して制御を応答させるための操作量に変更する
ことを特徴とする制御装置。 - 【請求項3】外乱非発生時と発生時それぞれの操作量を
記憶しているメモリと、 制御対象の現在値と目標値と
の偏差を演算し、その偏差に応じた操作量で制御対象を
制御し、かつ、前記メモリから外乱非発生時にはそれに
対応する操作量を読み出し外乱発生時にはそれに対応す
る操作量を読み出し、その読み出した操作量で制御対象
を制御するマイクロコンピュータと、 を具備したことを特徴とする制御装置。 - 【請求項4】前記外乱を検出する検出手段と、前記検出
手段からの検出の入力に応答する請求項2または3に記
載の制御装置とを具備したことを特徴とする制御システ
ム。 - 【請求項5】外乱発生時にはその外乱発生に際して制御
を応答させるための操作量を出力する補助装置を備え、
前記マイクロコンピュータは、外乱発生時には前記補助
装置を制御することを特徴とする請求項4に記載の制御
システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10025299A JPH11224104A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 制御方法、制御装置およびこれを用いた制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10025299A JPH11224104A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 制御方法、制御装置およびこれを用いた制御システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11224104A true JPH11224104A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=12162150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10025299A Pending JPH11224104A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 制御方法、制御装置およびこれを用いた制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11224104A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001117603A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Yamatake Corp | 制御演算装置及び制御演算方法 |
US7092770B2 (en) | 2002-04-05 | 2006-08-15 | Yamatake Corporation | Feedback control method and feedback control device |
JP2014085737A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Azbil Corp | 制御装置および制御方法 |
WO2019186669A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 日本たばこ産業株式会社 | エアロゾル生成装置及び制御方法並びにプログラム |
-
1998
- 1998-02-06 JP JP10025299A patent/JPH11224104A/ja active Pending
Cited By (7)
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KR20200121888A (ko) * | 2018-03-26 | 2020-10-26 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 에어로졸 생성 장치 및 제어 방법과 프로그램 |
JPWO2019186669A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2020-12-10 | 日本たばこ産業株式会社 | エアロゾル生成装置及び制御方法並びにプログラム |
US11864595B2 (en) | 2018-03-26 | 2024-01-09 | Japan Tobacco Inc. | Aerosol generation device, control method and storage medium |
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