WO2020110290A1 - 温度調節計及び流量制御計 - Google Patents
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- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
Definitions
- the present invention relates to a temperature controller and a flow controller.
- PID control in Patent Document 1 calculates the value of the evaluation function described in Formula 7 based on the measurement result of the control system, and adjusts the PID constant by multiplying the value of the integration time by a constant based on the value of the evaluation function.
- a device is disclosed.
- the present invention makes it possible to evaluate the current controllability of a controlled object based on an objective index, thereby reducing the load on the user for adjusting the PID constant.
- the purpose is to provide a controller.
- the temperature controller and the flow controller of the present invention it is possible to evaluate the current controllability of the controlled object based on an objective index.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a portion related to the present invention of a temperature controller according to an embodiment of the present invention.
- the temperature controller 100 is a device that outputs an operation amount (MV) so as to control the temperature of the control target to a target value (SV) based on a sensor input value (PV) that is the temperature of the control target, and an output unit. 110, an evaluation unit 120, and a display unit 130 are provided.
- MV operation amount
- PV sensor input value
- the output unit 110 controls the operation amount based on the input PV and SV.
- the evaluation unit 120 compares the control result obtained from the PV or the like from the output unit 110 and the evaluation result (control result for evaluation) set in advance with the evaluation result of the current controllability of the control target. Is calculated and output to the display unit 130.
- the evaluation method will be described later.
- the display unit 130 includes a display device such as a liquid crystal panel that displays the evaluation result input from the evaluation unit 120, the current control result of the control target, and the like. Also, map drawing or the like for displaying the evaluation result is performed.
- the evaluation unit 120 of this embodiment is configured to evaluate the controllability of the controlled object.
- the controllability is specifically control regarding four control items of 1) overshoot amount, 2) time until stabilization, 3) amount of disturbance, and 4) vibration amount in the stable region.
- the results are used for evaluation. Note that the numbers of each item correspond to the numbers in FIG.
- the controllability is evaluated using these four items, but the present invention is not limited to these items, and any item that can be evaluated numerically is used. It may be configured to perform the evaluation.
- the measured value becomes the maximum in a section (overshoot measurement section) after first exceeding the stable area and returning to the stable area again. .. In FIG. 2, it is a measured value corresponding to the apex of reference numeral 1.
- the stable region is a region in which the target value SV has a predetermined width, and is 2° C. above and below the target value SV in this embodiment.
- the predetermined width changes according to the precision of control. Further, the judgment as to whether or not it is stable is made based on whether or not the stability judgment time remains within the stable region.
- the time from the start of control to the stable region is the stability determination time.
- within the range from the stable region to the stable region after returning to the stable region after stabilization is a value.
- the evaluation unit 120 is configured to calculate and record a control result for each control item using the values of SV, PV, etc. input from the output unit 110. It should be noted that the calculation timing can be calculated at any timing after the control target is stabilized, but in the present embodiment, it is after a preset time has elapsed.
- the evaluation unit 120 is configured to evaluate the controllability by comparing the control result with a predetermined evaluation standard.
- the predetermined evaluation criterion is the result of each control item in the initial control using the PID constant obtained as a result of auto-tuning.
- auto tuning is performed by the limit cycle method.
- the evaluation standard may be configured to be automatically updated when the control is started by changing the PID constant, or may be updated only when a predetermined operation for updating is performed. May be configured.
- ⁇ Evaluation of controllability> The method of comparing the control result with a predetermined evaluation standard and calculating the evaluation result in the evaluation unit 120 will be described below.
- a value obtained by dividing the current value of the control item by the value of the control item of the evaluation standard is calculated as the controllability evaluation result.
- the evaluation result is calculated for each control item. If the evaluation standard and the current control result match, it is 1, and if it is smaller than 1, it means that the controllability is better than that of the evaluation standard. If it is larger than 1, it means that the controllability is worse than that of the evaluation standard. Is represented.
- the evaluation result of the amount of disturbance is set to 1 when the standard disturbance amount is measured at the time of auto-tuning and the control result matches the value.
- the standard disturbance amount is an integral value of measured value fluctuations which is determined by the control after the completion of the auto-tuning and is determined to be stable, and which is caused by varying the manipulated variable by a certain amount after a predetermined time has elapsed. A certain amount of fluctuation is generated by forcibly changing the manipulated variable.
- the operation value to be forcibly added is set in advance as the amount of forced disturbance, and the added time is set as the forced disturbance time. In this embodiment, the forced disturbance amount is 20% and the forced disturbance time is 2 seconds.
- the forced disturbance amount is added to the operation value when the operation value is less than 60%, and subtracted from the operation value when the operation value is 60% or more. Then, the integrated value of
- control items it is preferable to set the numerical values of the control items so that the increase and decrease and the good or bad of the results are linked in order to facilitate understanding when visually displaying the evaluation results as described later.
- all control items are set so that the controllability improves as the numerical value decreases.
- the evaluation unit 120 outputs the calculated evaluation result to the display unit 130.
- the display unit 130 presents the evaluation result input from the evaluation unit 120 to the user.
- the evaluation result is displayed by a two-dimensional map as shown in FIG. 3
- the evaluation unit 120 When the evaluation result is bad, that is, when the evaluation result is equal to or more than a predetermined numerical value, the evaluation unit 120 outputs a warning or the like to the effect that the readjustment of the PID constant is recommended, to the display unit 130.
- the evaluation unit 120 outputs a warning to recommend readjustment of the PID constant when the evaluation result is 1.2 or more and 1.4 or less, and when the evaluation result is greater than 1.4, A warning that the readjustment of the PID constant is essential is displayed on the display unit 130.
- These numerical values can be set for each control item.
- the “warning boundary” in FIG. 3 indicates a numerical range for outputting the above warning.
- warning boundary value which is a value indicating a warning that the readjustment of the PID constant is essential, is set as the warning boundary value.
- all warning boundaries have the same value of 1.4, but can be set for each control item as described above.
- the value of the warning boundary may be configured to be linked with the above evaluation result, or may be configured to be set in advance.
- the display unit 130 instead of the display unit 130, it may be configured to separately output to an external display device, an alarm device, or the like (not shown).
- step S400 in order to calculate a PID constant before starting control and set an evaluation standard, auto tuning is performed in step S400. Then, the control is executed using the calculated PID constant until it becomes stable, and the evaluation standard calculated there is stored in the evaluation unit 120. Next, the output unit 110 starts control using the PID constant calculated by auto tuning. The subsequent operation is performed for each control channel, and one channel will be described as an example here.
- the evaluation unit 120 After the control is started, the evaluation unit 120 records the SV, PV, disturbance, etc. of the controlled object under control, and calculates the value of each control item after a preset time has elapsed. Then, in step S410, the evaluation standard is compared with the current control result (from the start of control to the elapse of a predetermined time) to calculate the evaluation result. Then, the process proceeds to step S420.
- step S410 the evaluation result calculated in step S410 is displayed on the display unit 130, and the process proceeds to step S430.
- step S430 it is determined whether or not the evaluation result is less than or equal to a predetermined evaluation for each item. , Is displayed on the display unit 130 (S430: YES ⁇ S490). In the present embodiment, when each item of the evaluation result is 1.5 or more and 2.0 or less, a warning that the readjustment of the PID constant is recommended is output, and when it is 2.0 or more, the PID is adjusted. Outputs a warning that readjustment of constants is mandatory. On the other hand, if there is no evaluation result equal to or lower than the predetermined evaluation in step S430, the process ends (S430: NO ⁇ END).
- the evaluation unit 120 is configured to digitize and output the controllability evaluation based on the comparison between the evaluation standard and the control result. Therefore, it is possible to provide an evaluation of the current controllability of the controlled object based on an objective index. Further, by providing the evaluation based on the objective index, it becomes possible to reduce the burden on the user for adjusting the PID constant. Further, since the display unit 130 is configured to display the evaluation result, the evaluation result can be easily confirmed. Further, since the display unit 130 is configured to display the evaluation result in a two-dimensional map, it is possible to visually confirm the evaluation result.
- the evaluation result displayed on the display unit 130 may be a message such as "Please perform auto tuning". Further, when the setting of the PID constant is changed, the control result before the change and the control result after the change may be displayed. In this case, the evaluation standard is configured to be displayed without change. With such a configuration, it is possible to visually confirm the result of the PID constant adjustment, and it becomes easy to adjust to the desired PID constant. Further, when the evaluation result is equal to or less than the predetermined evaluation, the automatic tuning may be automatically performed. In this case, auto-tuning is performed at the next startup of the control system including the temperature controller 100 or at a preset time or timing. Further, the operation of the output unit 110 may be stopped until the auto tuning is performed. With such a configuration, it is possible to always maintain the PID constant that matches the current control system without worrying about the controllability that changes due to wear of the components that make up the control system.
- any device that performs PID control such as a flow controller, can be applied.
- each configuration in each of the above-described embodiments may be configured by hardware such as a dedicated circuit, or may be implemented by software on a general-purpose circuit such as a microcomputer. Good.
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Abstract
温度調節計１００は出力部１１０、評価部１２０及び、表示部１３０を備え、制御対象の制御結果の評価を、制御項目ごとに、評価基準との比較により行うように構成されている。評価基準はオートチューニングにより算出されたＰＩＤ定数を用いた場合の制御結果であり、評価基準と制御結果とを比較し、評価結果を２次元マップとして表示部１３０に表示する。
Description
この発明は、温度調節計及び流量制御計に関するものである。
温度制御や流量制御において、種々の制御対象に対してＰＩＤ制御が行われている。制御系ごとに最適なＰＩＤ定数が異なるため、種々のＰＩＤ定数の自動調節手法について検討がなされている。
特許文献１には、制御系の測定結果に基づき、数７に記載の評価関数の値を算出し、評価関数の値に基づき積分時間の値を定数倍することでＰＩＤ定数を調節するＰＩＤ制御装置が開示されている。
しかしながら、制御結果に対して何を重視するかという点については、制御対象等によって異なる。例えば、装置の立ち上がり時間を早くすることが求められる場合や、オーバーシュート量を小さくすることが求められる場合も存在する。従来のＰＩＤ定数の自動調節方法では、これらの全ての要望に対応することが難しいという課題があった。そのため、要求される制御結果に基づき、ユーザの経験と勘によってＰＩＤ定数が調整されているのが現状となっていた。そのため、ＰＩＤ定数調整にかかるユーザの負担を低減することが望まれていた。
本発明は、上記の点に鑑み、制御対象の現在の制御性を、客観的指標に基づき評価することを可能とすることにより、ＰＩＤ定数調整にかかるユーザの負担を低減することが可能な温度調節計を提供することを目的とする。
（構成１）
制御対象からの測定値に基づき、制御対象に対する制御結果の評価を行う評価部を備え、
前記評価部が、所定の評価基準と、事前に設定された制御項目に対しての制御結果と、の比較に基づき、制御結果の評価を行うことを特徴とする温度調節計。
制御対象からの測定値に基づき、制御対象に対する制御結果の評価を行う評価部を備え、
前記評価部が、所定の評価基準と、事前に設定された制御項目に対しての制御結果と、の比較に基づき、制御結果の評価を行うことを特徴とする温度調節計。
（構成２）
前記評価基準が、オートチューニングにより算出されたＰＩＤ定数を用いて前記制御対象を制御した場合の制御結果である、構成１に記載の温度調節計。
前記評価基準が、オートチューニングにより算出されたＰＩＤ定数を用いて前記制御対象を制御した場合の制御結果である、構成１に記載の温度調節計。
（構成３）
前記制御結果の評価が所定の評価以下であった場合、前記評価部がＰＩＤ定数の再調整を促す警告を出力する、構成１又は２に記載の温度調節計。
前記制御結果の評価が所定の評価以下であった場合、前記評価部がＰＩＤ定数の再調整を促す警告を出力する、構成１又は２に記載の温度調節計。
（構成４）
前記制御結果の評価が所定の評価以下であった場合、オートチューニングを実施することを特徴とする、構成１から３のいずれかに記載の温度調節計。
前記制御結果の評価が所定の評価以下であった場合、オートチューニングを実施することを特徴とする、構成１から３のいずれかに記載の温度調節計。
（構成５）
前記制御項目が、オーバーシュート量、安定するまでの時間、外乱の量、及び安定領域内での振動量、のいずれか又は組み合わせにより構成される、構成１から４のいずれかに記載の温度調節計。
前記制御項目が、オーバーシュート量、安定するまでの時間、外乱の量、及び安定領域内での振動量、のいずれか又は組み合わせにより構成される、構成１から４のいずれかに記載の温度調節計。
（構成６）
前記制御結果の評価が、前記制御項目ごとの結果を表示する２次元マップとして生成される、構成１から５のいずれかに記載の温度調節計。
前記制御結果の評価が、前記制御項目ごとの結果を表示する２次元マップとして生成される、構成１から５のいずれかに記載の温度調節計。
（構成７）
表示部を更に備え、前記制御結果の評価を表示することを特徴とする構成１から５のいずれかに記載の温度調節計。
表示部を更に備え、前記制御結果の評価を表示することを特徴とする構成１から５のいずれかに記載の温度調節計。
（構成８）
制御対象からの測定値に基づき、制御対象に対する制御結果の評価を行う評価部を備え、
前記評価部が、所定の評価基準と、事前に設定された制御項目に対しての制御結果と、の比較に基づき、制御結果の評価を行うことを特徴とする流量調節計。
制御対象からの測定値に基づき、制御対象に対する制御結果の評価を行う評価部を備え、
前記評価部が、所定の評価基準と、事前に設定された制御項目に対しての制御結果と、の比較に基づき、制御結果の評価を行うことを特徴とする流量調節計。
本発明の温度調節計及び流量調節計によれば、制御対象の現在の制御性を、客観的指標に基づき評価することが可能である。
以下、この発明を実施するための形態について、温度調節計を例にとり、添付の図面にしたがって説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
＜実施形態＞
図１はこの発明の実施形態による温度調節計の本発明に関する部分を示す概略構成図である。
温度調節計１００は、制御対象の温度である、センサ入力値（ＰＶ）に基づき制御対象の温度を目標値（ＳＶ）に制御するように操作量（ＭＶ）を出力する装置であり、出力部１１０と、評価部１２０と、表示部１３０を備える。
図１はこの発明の実施形態による温度調節計の本発明に関する部分を示す概略構成図である。
温度調節計１００は、制御対象の温度である、センサ入力値（ＰＶ）に基づき制御対象の温度を目標値（ＳＶ）に制御するように操作量（ＭＶ）を出力する装置であり、出力部１１０と、評価部１２０と、表示部１３０を備える。
出力部１１０は入力されたＰＶおよびＳＶに基づき、操作量を制御する。なお、本実施形態においてはＰＩＤ制御を行う場合について説明する。
評価部１２０は、出力部１１０からのＰＶ等から得られた制御結果と、事前に設定された評価基準（評価用の制御結果）との比較に基づき、制御対象の現在の制御性の評価結果を算出し、表示部１３０に出力する。評価の方法については後述する。
表示部１３０は、評価部１２０から入力された評価結果や、制御対象の現在の制御結果等を表示する液晶パネル等の表示装置を備える。また、評価結果の表示のためのマップ描画等を行う。
評価部１２０は、出力部１１０からのＰＶ等から得られた制御結果と、事前に設定された評価基準（評価用の制御結果）との比較に基づき、制御対象の現在の制御性の評価結果を算出し、表示部１３０に出力する。評価の方法については後述する。
表示部１３０は、評価部１２０から入力された評価結果や、制御対象の現在の制御結果等を表示する液晶パネル等の表示装置を備える。また、評価結果の表示のためのマップ描画等を行う。
＜制御性の評価＞
本実施形態の評価部１２０は、制御対象の制御性の評価を行うように構成されている。ここで、制御性とは、具体的には、１）オーバーシュート量、２）安定するまでの時間、３）外乱の量、及び４）安定領域内での振動量の４つの制御項目に関する制御結果を用いて評価を行う。なお、各項目の数字と図２における数字が対応している。
なお、本実施形態においてはこれらの４項目を用いて制御性の評価を行うように構成されているが、これらの項目に限られるものではなく、数値により評価が可能な任意の項目を用いて評価を行うように構成されていてもよい。
本実施形態の評価部１２０は、制御対象の制御性の評価を行うように構成されている。ここで、制御性とは、具体的には、１）オーバーシュート量、２）安定するまでの時間、３）外乱の量、及び４）安定領域内での振動量の４つの制御項目に関する制御結果を用いて評価を行う。なお、各項目の数字と図２における数字が対応している。
なお、本実施形態においてはこれらの４項目を用いて制御性の評価を行うように構成されているが、これらの項目に限られるものではなく、数値により評価が可能な任意の項目を用いて評価を行うように構成されていてもよい。
１）オーバーシュート量については、図２の符号１にて示されるように、安定領域を最初に超えてからもう一度安定領域に戻るまでの区間（オーバーシュート測定区間）で最大となる測定値とする。図２においては符号１の頂点に対応する測定値である。
なお、安定領域とは目標値ＳＶに所定の幅を持たせた領域であり、本実施形態では目標値ＳＶの上下２℃とする。なお、所定の幅は制御の精度に合わせて変化する。
また安定したかどうかの判断については、安定領域内に安定判断時間分留まったかどうかにより判断する。
なお、安定領域とは目標値ＳＶに所定の幅を持たせた領域であり、本実施形態では目標値ＳＶの上下２℃とする。なお、所定の幅は制御の精度に合わせて変化する。
また安定したかどうかの判断については、安定領域内に安定判断時間分留まったかどうかにより判断する。
２）安定するまでの時間については、図２の符号２にて示されるように、制御開始から安定領域に入るまでの時間を安定判断時間としている。
３）外乱の量については、図２の符号３にて示されるように、安定後に安定領域から外れ、安定領域に戻るまでの範囲の、｜測定値ＰＶ－目標値ＳＶ｜の積算値の最大値である。
４）安定領域内での振動量については、安定領域内において、目標値ＳＶ－測定値ＰＶの符号が反転した回数とする。ただし、安定領域内で安定判断時間以上測定値が変化しない状態になったら、振動量の測定を終了する。
評価部１２０は、出力部１１０から入力されたＳＶやＰＶ等の値を用いて、各制御項目について制御結果を算出し、記録するように構成されている。なお、算出のタイミングについては制御対象の安定後であれば任意のタイミングにて算出可能であるが、本実施形態においては事前に設定された時間経過後とする。
＜評価基準＞
評価部１２０は、制御結果と、所定の評価基準とを比較することにより、制御性の評価を行うように構成されている。ここで、所定の評価基準とは、オートチューニングの結果得られたＰＩＤ定数を用いた初回の制御における、各制御項目の結果とする。なお、本実施形態においては、リミットサイクル法によりオートチューニングを行うものとする。評価基準については、ＰＩＤ定数を変更して制御を開始した際に自動的に更新されるように構成されていてもよいし、更新のための所定の動作を行った場合にのみ更新されるように構成されていてもよい。
評価部１２０は、制御結果と、所定の評価基準とを比較することにより、制御性の評価を行うように構成されている。ここで、所定の評価基準とは、オートチューニングの結果得られたＰＩＤ定数を用いた初回の制御における、各制御項目の結果とする。なお、本実施形態においては、リミットサイクル法によりオートチューニングを行うものとする。評価基準については、ＰＩＤ定数を変更して制御を開始した際に自動的に更新されるように構成されていてもよいし、更新のための所定の動作を行った場合にのみ更新されるように構成されていてもよい。
＜制御性の評価＞
評価部１２０における、制御結果と、所定の評価基準との比較および評価結果の算出方法について以下に説明する。
本実施形態においては、現在の制御項目の値を、評価基準の制御項目の値により除算した値を制御性の評価結果として算出する。評価結果は各制御項目ごとに算出される。
評価基準と現在の制御結果が一致する場合は１となり、１よりも小さい場合は評価基準よりも良い制御性であることを表し、１よりも大きい場合は評価基準よりも悪い制御性であることを表している。
なお、外乱の量の評価結果については、オートチューニング時に標準外乱量を測定し、制御結果がその値と一致する場合に１とする。
評価部１２０における、制御結果と、所定の評価基準との比較および評価結果の算出方法について以下に説明する。
本実施形態においては、現在の制御項目の値を、評価基準の制御項目の値により除算した値を制御性の評価結果として算出する。評価結果は各制御項目ごとに算出される。
評価基準と現在の制御結果が一致する場合は１となり、１よりも小さい場合は評価基準よりも良い制御性であることを表し、１よりも大きい場合は評価基準よりも悪い制御性であることを表している。
なお、外乱の量の評価結果については、オートチューニング時に標準外乱量を測定し、制御結果がその値と一致する場合に１とする。
なお、標準外乱量とは、オートチューニングが終了した後の制御にて、安定と判断され、所定の時間経過後に操作量を一定量変動させることにより生じる、測定値変動の積分値である。
一定量の変動は操作量を強制的に変動させることにより発生させる。強制的に追加する操作値を強制外乱量、追加する時間を強制外乱時間とし、事前に設定される。本実施形態においては、強制外乱量を２０％、強制外乱時間を２秒とする。
強制外乱量は操作値が６０％未満の場合は、操作値に加算し、操作値が６０％以上の場合は、操作値から減算する。
そして、強制外乱発生から安定領域に戻るまでの範囲における、｜測定値－目標値｜の積算値を標準外乱量とする。
一定量の変動は操作量を強制的に変動させることにより発生させる。強制的に追加する操作値を強制外乱量、追加する時間を強制外乱時間とし、事前に設定される。本実施形態においては、強制外乱量を２０％、強制外乱時間を２秒とする。
強制外乱量は操作値が６０％未満の場合は、操作値に加算し、操作値が６０％以上の場合は、操作値から減算する。
そして、強制外乱発生から安定領域に戻るまでの範囲における、｜測定値－目標値｜の積算値を標準外乱量とする。
なお、後述するように評価結果を視覚的に表示する際に、理解を容易にするため、制御項目の数値は、その増減と結果の良悪が連動するように設定することが好適である。本実施形態においては、全ての制御項目が、数値の低下に従って制御性が良くなるように設定されている場合について説明する。
＜結果の表示＞
評価部１２０は算出された評価結果を表示部１３０へと出力する。
表示部１３０は、評価部１２０から入力された評価結果をユーザへと提示する。
本実施形態においては、評価結果を、図３に示すように２次元マップにより表示する場合を例として説明する。各軸に評価項目を設定し、各軸の値は評価結果を表し、中心を０とし、評価結果が「評価基準」（評価結果＝１）よりも内側に行くにつれ、より良い評価となり、外側に行くにつれ、悪い評価となる。
評価部１２０は算出された評価結果を表示部１３０へと出力する。
表示部１３０は、評価部１２０から入力された評価結果をユーザへと提示する。
本実施形態においては、評価結果を、図３に示すように２次元マップにより表示する場合を例として説明する。各軸に評価項目を設定し、各軸の値は評価結果を表し、中心を０とし、評価結果が「評価基準」（評価結果＝１）よりも内側に行くにつれ、より良い評価となり、外側に行くにつれ、悪い評価となる。
＜警告の出力＞
評価部１２０は、評価結果の表示とともに、評価結果が悪い、すなわち評価結果が所定の数値以上である場合、ＰＩＤ定数の再調整を推奨する旨の警告等を表示部１３０へと出力する。
評価部１２０は、本実施形態においては評価結果が１．２以上１．４以下の場合には、ＰＩＤ定数の再調整を推奨する旨の警告を出力し、１．４より大きい場合には、ＰＩＤ定数の再調整が必須である旨の警告を表示部１３０に表示するように構成されている。これらの数値は、制御項目ごとに設定が可能である。
図３における「警告境界」は、上記の警告を出力するための数値範囲を示している。ここでは、ＰＩＤ定数の再調整が必須である旨の警告を示すための値である１．４を警告境界値として設定している。図３では、全ての警告境界の値が１．４で同一となっているが、上述の通り制御項目ごとに設定が可能である。また、警告境界の値は上記の評価結果と連動するように構成されていてもよいし、事前に設定さるように構成されていてもよい。
なお、表示部１３０ではなく別途外部表示装置や警報器等（不図示）へと出力するように構成されていてもよい。
評価部１２０は、評価結果の表示とともに、評価結果が悪い、すなわち評価結果が所定の数値以上である場合、ＰＩＤ定数の再調整を推奨する旨の警告等を表示部１３０へと出力する。
評価部１２０は、本実施形態においては評価結果が１．２以上１．４以下の場合には、ＰＩＤ定数の再調整を推奨する旨の警告を出力し、１．４より大きい場合には、ＰＩＤ定数の再調整が必須である旨の警告を表示部１３０に表示するように構成されている。これらの数値は、制御項目ごとに設定が可能である。
図３における「警告境界」は、上記の警告を出力するための数値範囲を示している。ここでは、ＰＩＤ定数の再調整が必須である旨の警告を示すための値である１．４を警告境界値として設定している。図３では、全ての警告境界の値が１．４で同一となっているが、上述の通り制御項目ごとに設定が可能である。また、警告境界の値は上記の評価結果と連動するように構成されていてもよいし、事前に設定さるように構成されていてもよい。
なお、表示部１３０ではなく別途外部表示装置や警報器等（不図示）へと出力するように構成されていてもよい。
＜動作＞
次に、図４のフローチャートを参照しつつ、実施形態１の温度調節計１００の本発明に関する処理動作について説明する。
次に、図４のフローチャートを参照しつつ、実施形態１の温度調節計１００の本発明に関する処理動作について説明する。
最初に、制御を開始する前にＰＩＤ定数を算出し、評価基準を設定するために、ステップＳ４００にてオートチューニングを行う。そして、算出されたＰＩＤ定数を用いて安定するまで制御を実行し、そこで算出された評価基準が評価部１２０に記憶される。
次に、オートチューニングにより算出したＰＩＤ定数を用いて出力部１１０が制御を開始する。
以降の動作は、制御チャンネル毎に実施するものとし、ここでは１つのチャンネルを例として説明する。
次に、オートチューニングにより算出したＰＩＤ定数を用いて出力部１１０が制御を開始する。
以降の動作は、制御チャンネル毎に実施するものとし、ここでは１つのチャンネルを例として説明する。
制御開始後、評価部１２０は、制御中の制御対象のＳＶ、ＰＶ、外乱等を記録してゆき、事前に設定された時間経過後、各制御項目の値について算出する。
そしてステップＳ４１０にて評価基準と現在の（制御開始から所定の時間経過までの）制御結果とを比較し、評価結果を算出する。そしてステップＳ４２０へと移行する。
そしてステップＳ４１０にて評価基準と現在の（制御開始から所定の時間経過までの）制御結果とを比較し、評価結果を算出する。そしてステップＳ４２０へと移行する。
次に、ステップＳ４１０にて算出した評価結果を、表示部１３０にて表示し、ステップＳ４３０に移行する。
ステップＳ４３０では、評価結果が所定の評価以下かどうかを各項目ごとに判定し、所定の結果以下である場合は、ステップＳ４９０へと移行し、ＰＩＤ定数の再調整等を推奨する旨の警告を、表示部１３０に表示する（Ｓ４３０：ＹＥＳ→Ｓ４９０）。本実施形態では、評価結果の各項目が１．５以上２．０以下の場合には、ＰＩＤ定数の再調整を推奨する旨の警告を出力し、２．０以上である場合には、ＰＩＤ定数の再調整が必須である旨の警告を出力する。
一方、ステップＳ４３０において所定の評価以下の評価結果がなかった場合、処理を終了する（Ｓ４３０：ＮＯ→ＥＮＤ）。
一方、ステップＳ４３０において所定の評価以下の評価結果がなかった場合、処理を終了する（Ｓ４３０：ＮＯ→ＥＮＤ）。
＜効果＞
以上のように、本実施形態の温度調節計１００によれば、評価部１２０が評価基準と制御結果の比較に基づき、制御性の評価を数値化して出力するように構成されている。そのため、制御対象の現在の制御性を、客観的指標に基づいた評価を提供することが可能である。
また、客観的指標に基づいた評価を提供することにより、ＰＩＤ定数調整にかかるユーザの負担を低減することが可能となる。
また、表示部１３０により評価結果を表示するように構成されているため、評価結果を容易に確認することが可能となる。
また、表示部１３０により評価結果を２次元のマップにより表示されるように構成されているため、視覚的に評価結果を確認することが可能となる。
以上のように、本実施形態の温度調節計１００によれば、評価部１２０が評価基準と制御結果の比較に基づき、制御性の評価を数値化して出力するように構成されている。そのため、制御対象の現在の制御性を、客観的指標に基づいた評価を提供することが可能である。
また、客観的指標に基づいた評価を提供することにより、ＰＩＤ定数調整にかかるユーザの負担を低減することが可能となる。
また、表示部１３０により評価結果を表示するように構成されているため、評価結果を容易に確認することが可能となる。
また、表示部１３０により評価結果を２次元のマップにより表示されるように構成されているため、視覚的に評価結果を確認することが可能となる。
＜別形態＞
なお、表示部１３０において表示する評価結果については、「オートチューニングを実施してください」等のメッセージでもよい。
また、ＰＩＤ定数の設定を変更した際に、変更前の制御結果と、変更後の制御結果を表示するように構成されていてもよい。なお、この場合、評価基準は変更前の設定のまま表示するように構成される。このように構成されることによりＰＩＤ定数の調整の結果を視覚的に確認することが可能となり、所望のＰＩＤ定数に調整することが容易となる。
また、評価結果が所定の評価以下となった場合、自動的にオートチューニングを実施するように構成されていてもよい。この場合、温度調節計１００を含む制御系の次回立ち上げ時や、事前に設定された時間やタイミングにてオートチューニングが実施される。また、オートチューニングが実施されるまで、出力部１１０の動作が停止されるように構成されていてもよい。このように構成されることにより、制御系を構成する部品の消耗等により変化する制御性を気にすることなく、常に現状の制御系に合わせたＰＩＤ定数を維持することが可能となる。
なお、表示部１３０において表示する評価結果については、「オートチューニングを実施してください」等のメッセージでもよい。
また、ＰＩＤ定数の設定を変更した際に、変更前の制御結果と、変更後の制御結果を表示するように構成されていてもよい。なお、この場合、評価基準は変更前の設定のまま表示するように構成される。このように構成されることによりＰＩＤ定数の調整の結果を視覚的に確認することが可能となり、所望のＰＩＤ定数に調整することが容易となる。
また、評価結果が所定の評価以下となった場合、自動的にオートチューニングを実施するように構成されていてもよい。この場合、温度調節計１００を含む制御系の次回立ち上げ時や、事前に設定された時間やタイミングにてオートチューニングが実施される。また、オートチューニングが実施されるまで、出力部１１０の動作が停止されるように構成されていてもよい。このように構成されることにより、制御系を構成する部品の消耗等により変化する制御性を気にすることなく、常に現状の制御系に合わせたＰＩＤ定数を維持することが可能となる。
なお、本実施形態においては温度調節計を例にとり説明したが、流量制御計等、ＰＩＤ制御を行う機器であれば適用可能である。
なお、上記各実施形態における各構成は、それぞれ専用回路等でハード的に構成されるものであってもよいし、マイコン等の汎用的な回路上でソフトウェア的に実現されるものであってもよい。
なお、上記各実施形態における各構成は、それぞれ専用回路等でハード的に構成されるものであってもよいし、マイコン等の汎用的な回路上でソフトウェア的に実現されるものであってもよい。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成及び動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解しうる様々な変更を行うことができる。
１００…温度調節計
１１０…出力部
１２０…評価部
１３０…表示部
ＰＶ…測定値
ＭＶ…出力値
１１０…出力部
１２０…評価部
１３０…表示部
ＰＶ…測定値
ＭＶ…出力値
Claims (8)
- 制御対象からの測定値に基づき、制御対象に対する制御結果の評価を行う評価部を備え、
前記評価部が、所定の評価基準と、事前に設定された制御項目に対しての制御結果と、の比較に基づき、制御結果の評価を行うことを特徴とする温度調節計。 - 前記評価基準が、オートチューニングにより算出されたＰＩＤ定数を用いて前記制御対象を制御した場合の制御結果である、請求項１に記載の温度調節計。
- 前記制御結果の評価が所定の評価以下であった場合、前記評価部がＰＩＤ定数の再調整を促す警告を出力する、請求項１又は２に記載の温度調節計。
- 前記制御結果の評価が所定の評価以下であった場合、オートチューニングを実施することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の温度調節計。
- 前記制御項目が、オーバーシュート量、安定するまでの時間、外乱の量、及び安定領域内での振動量、のいずれか又は組み合わせにより構成される、請求項１から４のいずれかに記載の温度調節計。
- 前記制御結果の評価が、前記制御項目ごとの結果を表示する２次元マップとして生成される、請求項１から５のいずれかに記載の温度調節計。
- 表示部を更に備え、前記制御結果の評価を表示することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の温度調節計。
- 制御対象からの測定値に基づき、制御対象に対する制御結果の評価を行う評価部を備え、
前記評価部が、所定の評価基準と、事前に設定された制御項目に対しての制御結果と、の比較に基づき、制御結果の評価を行うことを特徴とする流量制御計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/044179 WO2020110290A1 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 温度調節計及び流量制御計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/044179 WO2020110290A1 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 温度調節計及び流量制御計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020110290A1 true WO2020110290A1 (ja) | 2020-06-04 |
Family
ID=70853899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/044179 WO2020110290A1 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 温度調節計及び流量制御計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2020110290A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1031503A (ja) * | 1996-04-08 | 1998-02-03 | Samsung Electron Co Ltd | 遺伝理論を用いたｐｉｄ制御器の利得決定装置及び方法 |
| JP2002202801A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | Ｐｉｄ制御装置およびそのチューニング方法 |
| JP2007213483A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｐｉｄ制御器の最適調整システム及び最適調整方法 |
| JP2009015514A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Nippon Petroleum Refining Co Ltd | Ｐｉｄ制御装置 |
| WO2018155266A1 (ja) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 情報処理システム、情報処理方法、プログラムと記録媒体 |
-
2018
- 2018-11-30 WO PCT/JP2018/044179 patent/WO2020110290A1/ja active Application Filing
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