KR102043328B1 - 제어 장치, 제어 방법, 제어 프로그램 - Google Patents

제어 장치, 제어 방법, 제어 프로그램 Download PDF

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Abstract

[명칭]
제어 장치, 제어 방법, 제어 프로그램
[과제]
제어 대상의 헌팅 현상을 억제한다.
[해결수단]
온도 조정 장치(10)는 제어부(12), 입력부(13) 및 필터(15)를 구비한다. 필터(15)는 입력부(13)의 전단에 연결되며, 계측값(SS)의 고주파 성분을 차단하여, 필터링된 계측값(SSF)을 입력부(13)로 출력한다. 입력부(13)는 제어 대상의 필터링된 계측값(SSF)이 입력되며, 상기 필터링된 계측값(SSF)에 기초하여 실측값(PV)을 출력한다. 제어부(12)는 제어 대상에 대한 목표값(SP)에 실측값(PV)이 가까워지도록 제어 대상에 대한 조작량(MV)을 산출한다.

Description

제어 장치, 제어 방법, 제어 프로그램 {CONTROL APPARATUS, CONTROL METHOD, AND CONTROL PROGRAM}
본 발명은 온도 제어, 모터 제어와 같이 대상 장치를 제어하는 기술에 관한 것이다.
지금까지는 온도 조정기와 같은 제어 관련 기기로는 특허 문헌 1에 개시된 PID 제어가 많이 이용되고 있다.
PID 제어 장치는 적응 제어 또는 오토 튜닝을 이용하여 PID값(비례대(proportional band)(P), 적분 시간(TI), 미분 시간(Td) 등)을 산출한다. PID 제어 장치는 이 PID값을 이용하여 제어 대상에 관한 실측값이 목표값에 가까워지도록 제어 대상에 대한 조작량을 결정한다.
특허문헌 1: 특개 2006-106925호 공보
그러나 실측값이 단시간에 급격하게 변화하는 경우에는 조작량을 적절히 결정할 수 없다는 문제가 발생할 수도 있다. 이러한 문제는 예를 들어, 가열 막대에 의한 가열을 이용하는 제조 공정에서, 가열 막대(heater bar)의 온도를 온도 조정 장치를 통해 일정한 목표 온도로 제어하는 경우에 발생한다. 구체적으로는 가열 막대가 제품을 가열할 때 가열 막대의 온도는 급격히 떨어진다. 온도 조정 장치는 이러한 온도 저하를 보정하기 위해 조작량을 결정해야 한다. 그러나 그 계산된 조작량이 현실적으로는 설정 불가능한 값이 되는 경우가 있다. 즉, 조작량이 포화(saturation)될 가능성이 있다.
이 경우에 가열 막대는 불필요하게 큰 폭으로 온도가 상승한다. 온도 조정 장치는 이러한 불필요한 온도 상승을 보상하기 위해, 상기 온도 상승 후에는 불필요하게 큰 폭으로 온도를 하강시킨다. 이러한 온도 상승 및 온도 하강은 이후에도 반복되어, 수렴되기 어렵다. 그리고 이러한 온도 상승 및 온도 하강의 주기는 가열 막대의 온도 변화 주기에 비해 길다.
이처럼 조작량이 포화되는 경우, 긴 주기의 온도 헌팅(hunting) 현상이 발생한다. 그리고 이러한 온도 헌팅 현상은 제품 품질의 불안정화, 불량 발생으로 이어지므로 바람직하지 않다. 덧붙여 이러한 헌팅 현상은 온도 제어뿐만 아니라 모터의 회전 수 제어 및 토크 제어 등에도 현재하는 문제이다.
따라서 본 발명의 목적은, 제어 대상의 헌팅 현상을 억제하는 제어 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 제어 장치는, 필터, 입력부 및 제어부를 포함한다. 필터는, 제어 대상의 계측값(計測値)이 입력되며 계측값의 고주파 성분을 차단하는 필터링을 실시하여 입력부로 출력한다. 입력부는, 필터링된 계측값에 따라 실측값을 출력한다. 제어부는, 제어 대상에 대한 목표값에 실측값이 가까워지도록 제어 대상에 대한 조작량을 산출한다.
상기 구성에서는 계측값의 급격한 변화가 실측값에 나타나지 않는다. 따라서 조작량이 잘못된 값을 가지는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 제어 장치는, 조작량을 취득하여 상기 조작량에 따라 필터의 필터 시정수를 조정하는 설정부를 포함한다.
상기 구성에서는 조작량에 따라 필터 시정수(time constant)를 설정할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 제어 장치에서, 설정부는 조작량을 지속적으로 모니터링한다. 조작량이 이상값으로 검출되는 경우 필터 시정수를 증가시킨다. 이상값의 판정은, 구체적으로는 예를 들면, 설정부는 조작량이 포화되는 것을 보고 이상값으로 판정한다.
상기 구성에서는 조작량을 모니터링하여 조작량의 이상 여부에 따라 필터 시정수를 적정하게 조정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 장치에서, 설정부는 소정 시간의 길이로 구성된 모니터링 시간을 설정한다. 설정부는 모니터링 시간 내에서 조작량이 정상값으로 검출되는 경우 필터 시정수를 감소시킨다. 정상값의 판정은, 구체적으로는 예를 들면, 설정부는 조작량이 포화되지 않은 것을 가지고 정상값으로 판정한다.
상기 구성에서는 과도한 필터링을 억제할 수 있다. 즉, 계측값에서 차단이 필요한 성분만 차단된다.
또한 본 발명에 따른 제어 장치에서, 설정부는 필터 시정수를 감소시킨 후에 조작량이 이상값으로 검출되는 경우 필터 시정수를 필터 시정수를 감소시키기 전의 필터 시정수로 설정한다.
상기 구성에서는 과도한 필터 시정수 저하를 억제할 수 있다. 즉, 보다 적정화된 계측값의 차단이 가능하다.
본 발명에 따르면 제어 대상의 헌팅 현상을 억제할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 제 1실시형태에 따른 온도 조정 장치를 포함하는 온도 조정 시스템의 기능 블록도이다.
[도 2] 필터링의 유무에 따른 실측값(PV)의 변화 차이를 나타낸 그래프이다.
[도 3] 본원 구성을 가지지 않는 경우의 조작량(MV)의 변화를 나타낸 그래프이다.
[도 4] 본원 구성을 가지지 않는 구성에서 가열 막대의 압착면 온도의 시간 추이를 나타낸 그래프이다.
[도 5] 본원 구성에서 가열 막대의 압착면 온도의 시간 추이를 나타내는 그래프이다.
[도 6] 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 온도 조정 장치를 포함하는 온도 조정 시스템의 기능 블록도이다.
[도 7] 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 온도 조정 장치의 필터 시정수의 제1 조정 처리 작업을 나타낸 흐름도이다.
[도 8] 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 온도 조정 장치의 필터 시정수의 제2 조정 처리 작업을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제어 장치, 제어 방법 및 제어 프로그램에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 덧붙여, 아래 실시형태에서는, 제어의 구체적인 예로 히터 등으로 온도를 조정하는(온도 제어) 경우를 나타내고 있으나, 모터 등의 회전 제어, 토크 제어 등 다른 물리량의 제어에도 적용할 수 있다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 온도 조정 장치를 포함하는 온도 조정 시스템의 기능 블록도이다.
도 1에 나타낸 것처럼 온도 조정 장치(10)는 설정부(11), 제어부(12), 입력부(13), 출력부(14) 및 필터(15)를 구비한다. 온도 조정 장치(10)는 본 발명의 ‘제어 장치’에 대응한다.
도 1에 나타낸 것처럼 온도 조정 장치(10)는 온도 조정 시스템(1)의 구성 요소이다. 온도 조정 시스템(1)은 온도 조정 장치(10), 대상 장치(20) 및 센서(30)를 구비한다. 대상 장치(20)는 히터(21)와 가열 막대(22)를 구비한다.
히터(21)는 온도 조정 장치(10)의 출력부(14)에 연결되어 있으며, 출력부(14)로부터의 통전 전력에 따라 가열된다. 히터(21)는 예를 들어 가열 막대(22)에 내장되어 있으며, 가열 막대(22)를 가온한다. 따라서 이 경우의 제어 대상은 가열 막대(22)의 소정 위치(예를 들어, 압착면이나 용착면 등의 근방)의 온도가 된다.
센서(30)는 예를 들면, 열전대 등으로 구성되며, 가열 막대(22)의 소정 위치에 장착된다. 예를 들어 센서(30)는 가열 막대(22)의 압착면이나 용착면의 근방에 내장된다. 센서(30)는 가열 막대(22)의 온도를 측정하여 계측값(SS)을 출력한다. 계측값(SS)은 예를 들면 전압값 등이다. 계측값(SS)은 온도 조정 장치(10)의 필터(15)에 입력된다.
다음으로, 온도 조정 장치(10)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
필터(15)는 센서(30)와 입력부(13) 사이에 연결된다. 필터(15)는 로우 패스 필터(Low Pass Filter)이다. 필터(15)는 계측값(SS)을 필터링하여 필터링된 계측값(SSF)을 입력부(13)로 출력한다.
필터(15)의 필터 시정수는, 계측값(SS)의 급격한 변화로 인해 발생되는 계측값(SS)의 고주파 성분을 차단하는 값으로 설정된다.
입력부(13)는 필터링된 계측값(SSF)으로부터 실측값(PV)을 산출한다. 입력부(13)는 실측값(PV)을 제어부(12)로 출력한다. 실측값(PV)은 후술할 목표값(SP)과 동일한 단위의 값이다. 예를 들어, 목표값(SP)이 섭씨 온도(℃)이면 실측값(PV)도 섭씨 온도(℃)이다.
설정부(11)는 목표값(SP)을 설정하여 제어부(12)로 출력한다. 목표값(SP)은, 이 경우 온도이며 보다 구체적으로는 가열 막대(22)의 센서(30)에서 측정하는 위치의 목표 온도이다.
제어부(12)는 목표값(SP) 및 실측값(PV)을 이용하여 조작량(MV)을 산출한다. 보다 구체적으로는, 제어부(12)는 실측값(PV)이 목표값(SP)에 가까워지도록 PID 제어 등을 이용하여 조작량(MV)을 산출한다. 제어부(12)는 조작량(MV)을 출력부(14)로 출력한다.
출력부(14)는 예를 들면, SSR, 전자 개폐기 또는 전력 조정기이다. 출력부(14)는 조작량(MV)에 따라 작동하며 히터(21)로의 통전을 제어한다.
이러한 피드백 제어를 실시함으로써 가열 막대(22)의 온도는 목표값을 포함하는 소정 온도 범위 내에서 안정된다.
또한 본 실시형태에 따른 온도 조정 장치(10)에서는 필터(15)를 구비함으로써 아래와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 2는 필터링의 유무에 따른 실측값(PV) 변화의 차이를 나타낸 그래프이다. 덧붙여, 도 2는 제어 연산 주기를 0.5[s], 필터 시정수를 2.0[s], 가열 막대(22)에 의한 압착(용착) 주기를 2.0[s]으로 한 경우를 나타내었다. 도 2에서 가로축은 시간(초)이며 세로축은 온도(℃)이다. 세로축은 실측값(PV)에 상당한다. 실선 및 ○ 표시는 본원 구성의 경우를 나타내며, 점선 및 ◆ 표시는 기존 구성 및 계측값(SS)을 그대로 실측값으로 한 경우를 나타낸다.
가열 막대(22)로 제품 등에 대해 압착(용착) 작업을 실시하는 경우, 가열 막대(22)의 열이 제품 측으로 전파되기 때문에 가열 막대(22)의 온도는 저하된다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 것과 같이 2.0초마다 온도가 급격히 저하된다. 이 때, 제어 주기가 0.5초이므로 온도가 급격히 저하된 후 다시 상승한다. 이로 인해 계측값(SS)에 해당하는 온도는, 짧은 주기(여기에서는 2초 주기)에서 위아래로 움직이게 된다. 특히 센서(30)가 가열 막대(22)의 압착면(용착면) 부근에 배치된 경우에 이 영향은 커지며, 계측값(SS)은 짧은 주기(여기에서는 2초 주기)에서 크게 위아래로 움직이게 된다.
이렇게 짧은 주기로 온도가 위아래로 움직이면 다음과 같은 문제가 생긴다. 도 3은 조작량의 시간 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3은 본원 구성을 가지지 않는 경우의 조작량(MV)의 변화를 나타낸 그래프이다. 즉, 도 3은 필터링을 실시하지 않는 경우의 조작량(MV)의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 가로축은 시간[s]을 나타내며 세로축은 조작량(MV)을 나타낸다. 실선은 실제로 제어하는 각 타이밍의 조작량(MV)의 변화를 나타내며, 굵은 실선은 실제 조작량(MV)의 평활값을 나타내고, 두꺼운 점선은 계산상의 조작량의 평활값을 나타낸다.
필터링을 실시하지 않는 경우, 계산상의 조작량이 실현 불가능한 값이 될 수 있다. 예를 들어, 조작량을 0%에서 100% 사이로 설정할 수는 있으나, 조작량(MV)이 0% 미만이 되는 구간이 존재하게 된다. 이는 PID 제어와 같은 피드백 제어에 있어서, 상술한 짧은 주기의 온도의 상하 움직임에 기인한다. 즉, 피드백 제어를 실시함으로 인해 실측값(PV)이 급격하게 변화하면 이 변화를 따라 조작량(MV)이 변화한다. 이 때 조작량(MV)이 0% 부근인 경우, 실측값(PV)의 급격한 변화에 따라 계산상의 조작량(MV)이 0% 미만이 될 수 있다. 이 경우에 제어부(12)는 조작량(MV)을 0%로 출력한다. 즉, 조작량(MV)의 포화가 발생하게 된다. 이처럼 조작량(MV)의 포화가 발생하면 온도 제어는 적정하게 이루어지지 않게 되며, 또한 피드백 제어를 통해 이 부적정 제어로부터의 오차를 보상하는 제어가 발생된다. 그리고 이 제어로 인해 생긴 새로운 오차는, 피드백 제어를 통해 더욱 보상되도록 작용한다. 따라서 이러한 오차를 보상하려는 제어가 반복되게 된다.
도 4는 본원 구성을 가지지 않는 구성(기존 구성)에서의 가열 막대의 압착면 온도의 시간 추이를 나타낸 그래프이다. 도 4에서 가로축은 시간[s]이며 세로축은 온도[℃]이다.
도 4에 나타낸 것처럼, 상기 제어가 반복됨으로써 가열 막대(22)의 온도 변화의 주기(상술한 짧은 주기)보다도 긴 주기의 온도 헌팅 현상이 발생한다.
그러나 본원 구성, 즉 필터(15)를 구비함으로써, 도 2에서 실선으로 나타낸 것처럼 입력부(13)에 입력되는 필터링된 계측값(SSF)은, 계측값(SS)의 변화가 둔해진 양상으로, 짧은 주기의 온도의 상하 움직임이 억제된다. 이로 인해 조작량(MV)이 정상 범위(상술한 0%에서 100% 사이)에서 대부분 이탈하지 않게 된다. 따라서 적정 조작량(MV)을 지속적으로 출력할 수 있다. 이로 인해 히터(21)의 통전 제어가 적정하게 이루어지고, 가열 막대(22)의 압착면 온도 제어가 안정화된다.
도 5는 본원 구성에서의 가열 막대의 압착면 온도의 시간 추이를 나타낸 그래프이다. 도 5에서 가로축은 시간[s]이며 세로축은 온도[℃]이다.
도 5에 나타낸 것과 같이, 본원 구성을 이용함으로써 가열 막대(22)의 온도 변화의 주기(상술한 짧은 주기)보다도 긴 주기의 온도 헌팅 현상의 발생을 억제할 수 있다.
이처럼 본 실시형태의 구성을 이용함으로써, 제어 대상의 짧은 주기의 급격한 변화가 있더라도 긴 주기의 헌팅 현상을 억제할 수 있다.
덧붙여 위 설명에서는 긴 주기의 헌팅 현상을 복수의 기능부를 통해 억제하는 양태를 나타내었다. 그러나 제어부(12), 입력부(13) 및 필터(15)의 처리 작업을 프로그램화하여 기억해 두었다가, CPU 등의 정보 처리 장치에서 해당 프로그램을 실행함으로써 긴 주기의 헌팅 현상을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 제어 장치, 제어 방법 및 제어 프로그램에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 온도 조정 장치를 포함하는 온도 조정 시스템의 기능 블록도이다.
본 실시형태에 따른 온도 조정 시스템(1A)은 온도 조정 장치(10A)의 구성, 보다 구체적으로는 설정부(11A) 및 필터(15A)의 구성 및 처리 작업에 있어서, 제 1 실시형태에 따른 온도 조정 시스템(1)과 다르다. 온도 조정 시스템(1A) 및 온도 조정 장치(10A)의 다른 구성은, 온도 조정 시스템(1) 및 온도 조정 장치(10)와 같으며, 같은 부분의 설명은 생략한다.
설정부(11A)는 제어부(12)가 순차적으로 출력하는 조작량(MV)을 모니터링한다. 설정부(11A)는 조작량(MV)에 따라 필터(15A)의 필터 시정수를 조정한다. 필터(15A)는 조정된 필터 시정수에 따라 계측값(SS)에 대한 필터링을 실시한다.
보다 구체적으로는, 설정부(11A)는 아래에 나타낸 것과 같이 필터 시정수를 조정한다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 온도 조정 장치의 필터 시정수의 제 1 조정 처리 작업을 나타낸 흐름도이다.
설정부(11A)는 조작량(MV)을 취득하여 조작량(MV)이 정상인지 이상인지를 판정한다. 설정부(11A)는 조작량(MV)이 이상인 경우(S101: 예), 필터 시정수를 증가시킨다(S102). 즉, 필터(15A)의 차단 주파수를 낮은 주파수 쪽으로 이동시킨다.
필터 시정수가 증가된 후, 설정부(11A)는 조작량(MV)이 이상이면(S103: 예), 필터 시정수를 더욱 증가시킨다(S102). 설정부(11A)는 조작량(MV)이 정상인 경우(S103: 아니오), 필터 시정수의 조정 처리 작업을 종료한다.
설정부(11A)는 S101단계에서 조작량(MV)이 정상인 경우(S101: 아니오), 필터 시정수가 0인지 아닌지를 판정한다.
설정부(11A)는 필터 시정수가 0인 경우(S104: 예), 필터 시정수의 조정 처리 작업을 종료한다.
설정부(11A)는 필터 시정수가 0이 아닌 경우(S104: 아니오), 필터 시정수를 감소시킨다(S105). 즉, 필터(15A)의 차단 주파수를 높은 주파수 쪽으로 이동시킨다.
필터 시정수가 감소된 후, 설정부(11A)는 조작량(MV)이 이상이 아니면(S106: 아니오), S104단계로 되돌아온다. 설정부(11A)는 조작량(MV)이 이상인 경우(S106: 예), 필터 시정수를 이전의 값, 즉, 이번 필터 시정수의 감소 처리 직전의 값으로 설정한다(S107).
이러한 구성 및 처리 작업을 이용함으로써 짧은 주기의 온도 변동에 따라 필터 시정수를 적절하게 설정할 수 있다. 이를 통해 긴 주기의 온도 헌팅 현상을 억제하면서도 필터링이 장황해지는 것을 억제할 수 있다. 따라서 필터링을 통해 반드시 차단하지 않아도 되는 주파수 성분을 차단하는 것을 억제할 수 있어, 보다 적절한 온도 제어가 가능해진다.
덧붙여 필터 시정수의 설정 처리는 다음과 같은 작업을 이용할 수도 있다. 도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 온도 조정 장치의 필터 시정수의 제 2 조정 처리 작업을 나타낸 흐름도이다.
설정부(11A)는 경과 시간(tt)을 초기화시킨다(S201). 설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있는지의 여부를 판정한다. 모니터링 시간(tm)은 미리 설정되며, 상술한 긴 주기의 온도 헌팅 현상의 주기 또는 짧은 기간의 온도 변화 주기의 추정값이나 실험값 등에 기초하여 설정되는데, 예를 들면, 짧은 기간의 온도 변동 주기보다 길고 긴 주기의 온도 헌팅 현상의 주기보다 짧게 설정된다.
설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있는 경우(S202: 예)에 조작량(MV)을 측정한다(S203). 설정부(11A)는 조작량(MV)이 100% 이상(MV
Figure 112017102024214-pat00001
100%) 또는 0% 이하(MV
Figure 112017102024214-pat00002
0%)인 경우(S204: 예), 필터 시정수를 증가시킨다(S205). 즉, 설정부(11A)는 조작량(MV)이 이상값이면 필터 시정수를 증가시킨다.
설정부(11A)는 조작량(MV)이 100% 이상(MV
Figure 112017102024214-pat00003
100%) 또는 0% 이하(MV
Figure 112017102024214-pat00004
0%)가 아닌 경우(S204: 아니오), S202 단계로 되돌아온다.
S205단계를 통해 필터 시정수가 증가되면, 설정부(11A)는 경과 시간(tt)을 초기화시킨다(S206). 설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있는 경우(S207: 예) 조작량(MV)을 측정한다(S208). 설정부(11A)는 조작량(MV)이 100% 이상(MV
Figure 112017102024214-pat00005
100%) 또는 0% 이하(MV
Figure 112017102024214-pat00006
0%)인 경우(S209: 예), S205 단계로 되돌아와 필터 시정수를 증가시킨다(S205).
설정부(11A)는 조작량(MV)이 100% 이상(MV
Figure 112017102024214-pat00007
100%) 또는 0% 이하(MV
Figure 112017102024214-pat00008
0%)가 아닌 경우(S209: 아니오), S207 단계로 되돌아온다.
S207 단계에서, 설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있는 경우(S207: 아니오), 필터 시정수의 조정 처리 작업을 종료한다.
S202단계에 대한 설명으로 돌아가, 설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있지 않은 경우(S202: 아니오), 필터 시정수가 0인지 아닌지를 판정한다.
설정부(11A)는 필터 시정수가 0인 경우(S210: 예), 필터 시정수의 조정 처리 작업을 종료한다.
설정부(11A)는 필터 시정수가 0이 아닌 경우(S210: 아니오), 필터 시정수를 감소시킨다(S211).
S211단계를 통해 필터 시정수가 감소되면, 설정부(11A)는 경과 시간(tt)을 초기화시킨다(S212). 설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있는 경우(S213: 예), 조작량(MV)을 측정한다(S214). 설정부(11A)는 경과 시간(tt)이 모니터링 시간(tm) 내에 있지 않은 경우(S213: 아니오), S210 단계로 되돌아온다.
설정부(11A)는 조작량(MV)이 100% 이상(MV
Figure 112017102024214-pat00009
100%) 또는 0% 이하(MV
Figure 112017102024214-pat00010
0%)인 경우(S215: 예), 필터 시정수를 이전의 값, 즉, 이번 필터 시정수를 감소 처리하기 직전의 값으로 설정한다(S216). 설정부(11A)는 조작량(MV)이 100% 이상(MV
Figure 112017102024214-pat00011
100%) 또는 0% 이하(MV
Figure 112017102024214-pat00012
0%)가 아닌 경우(S215: 아니오), S213단계로 되돌아온다.
이러한 처리 작업을 이용함으로써 짧은 주기의 온도 변동에 따라 필터 시정수를 적절하게 설정할 수 있다. 이를 통해 긴 주기의 온도 헌팅 현상을 억제하면서도 필터링이 장황해지는 것을 억제할 수 있다. 또한 필터 시정수가 너무 작아지는 것을 억제할 수 있어, 긴 주기의 온도 헌팅 현상을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 즉, 필터 시정수를 최적으로 설정할 수 있다.
덧붙여 위 설명에서는 필터를 로우 패스 필터로 형성하는 양태를 제시하였다. 그러나 필터는 계측값에 포함된 상술한 짧은 주기의 온도 변동에 따른 성분을 감쇠 및 차단할 수 있는 필터라면 다른 필터를 사용해도 무방하다. 예를 들어, 짧은 주기의 온도 변동에 의한 주파수를 감쇠극의 주파수로 하는 노치 필터(Notch Filter)를 사용할 수도 있다. 이 경우 상술한 차단 주파수의 조정은 감쇠극 주파수의 조정으로 치환하면 된다.
1,1A : 온도 조정 시스템
10,10A : 온도 조정 장치
11,11A : 설정부
12 : 제어부
13 : 입력부
14 : 출력부
15,15A : 필터
20 : 대상 장치
21 : 히터
22 : 가열 막대
30 : 센서
PV : 실측값
SP : 목표값
SS : 계측값
SSF : 필터링된 계측값

Claims (9)

  1. 제어 대상의 계측값이 입력되며, 상기 계측값의 고주파 성분을 차단하는 필터링을 실행하여 출력하는 필터,
    상기 필터링된 계측값에 따라 실측값을 출력하는 입력부,
    상기 제어 대상에 대한 목표값에 상기 실측값이 가까워지도록, 상기 제어 대상에 대한 조작량을 산출하는 제어부,
    상기 조작량을 취득하여, 상기 조작량에 따라 상기 필터의 필터 시정수(time constant)를 조정하는 설정부를 구비하고,
    상기 설정부는,
    짧은 주기의 온도 변동 주기보다 길고 긴 주기의 온도 헌팅의 주기보다 짧게 설정된 모니터링 시간을 설정하여,
    상기 조작량을 모니터링하고,
    상기 조작량이 이상값으로 검출되는 경우 상기 필터 시정수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 조작량이 포화(saturation)된 것을 가지고 상기 이상값으로 판정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 모니터링 시간 내에서 상기 조작량이 정상값으로 검출되는 경우 상기 필터 시정수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  6. 청구항 5항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 조작량이 포화되지 않은 것을 가지고 상기 정상값으로 판정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  7. 청구항 5항에 있어서,
    상기 설정부는,
    상기 필터 시정수를 감소시킨 후에 상기 조작량이 이상값으로 검출되는 경우, 상기 필터의 시정수를, 상기 필터 시정수를 감소시키기 전의 필터 시정수로 설정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  8. 제어 장치가,
    제어 대상의 계측값의 고주파 성분을 차단하는 필터링을 실행하여,
    필터링된 계측값에 기초하여 실측값을 산출하고,
    상기 제어 대상에 대한 목표값에 상기 실측값이 가까워지도록, 상기 제어 대상에 대한 조작량을 산출하고,
    상기 조작량을 짧은 주기의 온도 변동 주기보다 길고 긴 주기의 온도 헌팅의 주기보다 짧게 설정된 모니터링 시간동안 취득하여,
    상기 조작량에 따라 상기 필터의 필터 시정수를 조정하고,
    상기 조작량이 이상값으로 검출되는 경우 상기 필터 시정수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  9. 제어 대상의 계측값의 고주파 성분을 차단하는 필터링 처리 작업,
    필터링된 계측값에 기초하여 실측값을 산출 처리 작업,
    상기 제어 대상에 대한 목표값에 상기 실측값이 가까워지도록, 상기 제어 대상에 대한 조작량을 산출하는 제어 처리와,
    상기 조작량을 짧은 주기의 온도 변동 주기보다 길고 긴 주기의 온도 헌팅의 주기보다 짧게 설정된 모니터링 시간동안 취득하여, 상기 조작량에 따라 상기 필터의 필터 시정수를 조정하고, 상기 조작량이 이상값으로 검출되는 경우 상기 필터 시정수를 증가시키는 설정 처리를 제어 장치에 실행시키는 것을 특징으로 하는 제어 프로그램이 보존된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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