WO2021205534A1 - 制御装置及び復帰処理方法 - Google Patents

制御装置及び復帰処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021205534A1
WO2021205534A1 PCT/JP2020/015642 JP2020015642W WO2021205534A1 WO 2021205534 A1 WO2021205534 A1 WO 2021205534A1 JP 2020015642 W JP2020015642 W JP 2020015642W WO 2021205534 A1 WO2021205534 A1 WO 2021205534A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
measured value
control
control device
time
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/015642
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知嘉 福永
智英 金井
敬吾 山口
昌士 島田
Original Assignee
理化工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 理化工業株式会社 filed Critical 理化工業株式会社
Priority to JP2022513736A priority Critical patent/JP7421040B2/ja
Priority to PCT/JP2020/015642 priority patent/WO2021205534A1/ja
Publication of WO2021205534A1 publication Critical patent/WO2021205534A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means

Definitions

  • the present invention relates to a control device and a recovery processing method for switching between control processing under initial conditions and recovery processing under restart conditions when recovering from a power failure such as a power failure.
  • Patent Document 1 discloses a prior art relating to such a restoration process.
  • Patent Document 1 calculates the difference between the target temperature and the measured value when recovering from a power supply abnormality, and if the value is within a "constant threshold value", an integrated output setting program.
  • the initial integral output is input to the PID controller to perform control processing.
  • normal PID control with the initial integrated output set to zero is performed. That is, the control process under the initial condition and the return process under the restart condition (condition based on the integral output setting program) are used properly according to the difference between the target temperature and the measured value at the time of recovery from the power failure. Is.
  • Patent Document 1 is temperature control in an analyzer, and it is considered that the control target is determined. In such a case, it can be said that it is not necessary to change the reference value of the difference between the target value and the measured value, which is the “constant threshold value” for performing the above processing, at any time.
  • the present invention relates to setting a reference value for switching between control under initial conditions and control under restart conditions when recovering from a power failure such as a power failure, and changes conditions such as a control target. It is an object of the present invention to provide a control device or a return processing method capable of reducing the troublesomeness of setting each time accordingly.
  • a control device that controls the control target based on the measured value and the target value, and when the difference between the measured value and the target value at the time of recovery exceeds the operation switching reference value as the recovery process from a power failure such as a power failure.
  • a control device characterized in that the switching reference value is a value obtained by multiplying the measured value change rate of the controlled object by a reference time.
  • (Structure 2) The control device according to configuration 1, further comprising a measured value change rate acquisition unit that acquires the measured value change rate based on the amount of change of the measured value per unit time when the operation amount is changed.
  • the image when recovering from a power failure such as a power failure, the image is sensuous in setting a reference value for switching between control under the initial condition and control under the restart condition. Can be easily grasped.
  • Schematic diagram for explaining the operation during auto-tuning A flowchart showing an outline of the operation switching reference value S calculation process performed in association with the auto-tuning process operation in the embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a temperature control device (an example of a control device) according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment is a device for controlling the temperature of the control target 2, and here, a device that controls the temperature of the temperature control target 22 heated by the heater 21 will be described as an example.
  • the temperature control device 1 controls the temperature of the control target 2 by PID control based on the deviation between the target value SV and the measured value PV of the control target.
  • the control process under the initial condition and the control process under the restart condition are switched according to the difference between the measured value and the target value.
  • the “measured value of the controlled object” is the temperature information of the temperature controlled object 22 measured by the temperature measuring unit 23.
  • the temperature control device 1 includes a calculation unit 11, a storage unit 12, and an input unit 13 as a rough configuration thereof.
  • the calculation unit 11 As a recovery process from a power failure such as a power failure, if the difference between the measured value at the time of recovery and the target value exceeds the operation switching reference value, control processing is performed under the initial conditions, and the measured value at the time of recovery and the target value When the difference is less than or equal to the operation switching reference value, the return processing unit 111 that performs the control processing under the restart condition, and the return processing unit 111.
  • the measured value change rate acquisition unit 112 that acquires the measured value change rate based on the amount of change of the measured value per unit time when the operation amount is changed, and the measured value change rate acquisition unit 112.
  • the PID calculation unit 113 that calculates the operation amount by the PID calculation based on the deviation between the target value SV and the measured value PV of the controlled object, and The auto-tuning unit 114 that calculates the PID constant for PID calculation, It has.
  • the arithmetic unit 11 publicizes PLC, MCU, microcomputer, and the like.
  • Each configuration may be implemented in software by being configured using the above devices. As described below, in this embodiment, each configuration is implemented by software as an example.
  • each configuration may be configured as hardware, for example, one configured by using FPGA or the like, one configured by ASIC or the like as dedicated hardware, or the like.
  • the storage unit 12 stores a reference time set by the user, an operation switching reference value and an upper limit value described below, a PID constant calculated by the auto-tuning unit 114, and the like. In addition, the control output used in each control cycle is temporarily stored.
  • the input unit 13 receives an input of a reference time set by the user, and is composed of, for example, an operation unit for performing the setting work by the user, a receiving unit for receiving data input from an external device, and the like.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment performs the control process under the initial conditions and the restart condition according to the difference between the measured value and the target value at the time of recovery. It switches the control process of.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment calculates the "operation switching reference value", which is the threshold value for the switching, by multiplying the measured value change rate automatically acquired by the device by the reference time set by the user. ing. That is, the user can set the "operation switching reference value" by setting the reference time.
  • the processing operation of the temperature control device 1 relating to the feature will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4. The processes of FIGS.
  • the arithmetic unit 11 is executed by the arithmetic unit 11 while reading and writing data to and from the storage unit 12 as needed. That is, here, as an example, the return processing unit 111, the measured value change rate acquisition unit 112, the PID calculation unit 113, and the auto-tuning unit 114 are implemented by software.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the calculation process of the “operation switching reference value” performed in association with the auto-tuning process operation.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation at the time of auto-tuning.
  • Auto-tuning is a process performed to calculate the PID constant, and as shown in FIG. 2, the operation amount MV is set to the maximum (100%) by using the time when the measured value PV reaches the target value SV as a trigger. The process of switching to the minimum (0%) and outputting is performed (limit cycle method).
  • limit cycle method For auto-tuning, any available auto-tuning can be used. Since the auto-tuning function itself is not directly related to the present invention, further description thereof will be omitted here.
  • ⁇ PVmax which is the maximum value of the absolute value of the slope of the waveform, is acquired (step 301).
  • ⁇ PVmax corresponds to "the maximum value of the change amount per unit time of the measured value when the operation amount is changed".
  • step 302 it is determined whether or not the value obtained by multiplying ⁇ PVmax by the reference time exceeds the upper limit value L.
  • the reference time is a value set by the user and is stored in the storage unit 12.
  • As the upper limit value L a value based on the proportional band of proportional control is used in the present embodiment, and the value of the proportional band / 10 is set as the upper limit value L in the present embodiment.
  • the upper limit value L is calculated by the calculation unit 11 by multiplying the proportional band, which is a set value for PID control, by a coefficient, and is stored in the storage unit 12.
  • the value obtained by multiplying ⁇ PVmax by the reference time is equal to or less than the upper limit value L
  • the value obtained by multiplying ⁇ PVmax by the reference time is stored in the storage unit 12 as the operation switching reference value S (step 302: No ⁇ step 303). .. That is, in the present embodiment, the value obtained by multiplying ⁇ PVmax, which is the “measured value change rate”, by the reference time is set as the operation switching reference value S.
  • ⁇ PVmax is the absolute value of the inclination of the measured value PV obtained when the manipulated variable MV is switched between the maximum and the minimum and output.
  • the upper limit value L is stored in the storage unit 12 as the operation switching reference value S (step 302: Yes ⁇ step 304). That is, the operation switching reference value S is set to an upper limit value obtained by multiplying the proportional band of proportional control by a coefficient. Since it is not appropriate that the operation switching reference value S becomes too large, an upper limit value is set. If the operation switching reference value S becomes too large, control will be performed under the restart condition even when it is not appropriate to use the restart condition, and this is prevented. By using a value obtained by multiplying the proportional band by a coefficient as the upper limit value L, it is possible to obtain an upper limit value that fluctuates according to the control target, which is preferable.
  • the operation switching reference value S is automatically calculated along with the auto-tuning processing operation.
  • step 401 it is determined whether or not the deviation between the target value SV and the measured value PV is equal to or less than the operation switching reference value S. If the deviation between the target value SV and the measured value PV is equal to or less than the operation switching reference value S, PID control is performed under the restart condition (step 401: Yes ⁇ step 402), and the target value SV and the measured value PV are measured. When the deviation exceeds the operation switching reference value S, PID control is performed under the initial conditions (step 401: No ⁇ step 403).
  • the "restart condition" is a control condition for stabilizing the control target at the target temperature more quickly, and for example, the integrated output in PI control or PID control is set to a predetermined value.
  • control output used in each control cycle is updated and retained (stored), and in step 402, the output is equivalent to the control output used at the time of the power failure (immediately before the power failure).
  • the integrated output is set to zero and the PID control is performed.
  • the control output is held (stored) as an example, but the integrated output may be held and the value may be set to a predetermined value.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for comparing the control under the initial condition and the control under the restart condition.
  • the control under the restart condition is controlled as in the present embodiment as compared with the case where the control is not switched under the restart condition. If there is a switch to, it can be seen that the stable state is restored within a short time. If the deviation between the target value SV and the measured value PV exceeds the range of the operation switching reference value S shown in FIG. 5, it is not appropriate to use the restart condition, so control under the initial condition is performed. It is done (step 401: No ⁇ step 403).
  • the appropriate operation switching reference value is automatically calculated each time by performing the auto tuning, so that the temperature control device 1 is set each time. It is also possible to eliminate the hassle. For example, even when the control target changes, an appropriate operation switching reference value is determined by the "measured value change rate" obtained during auto-tuning executed in response to the change in the control target and the set reference time. Is automatically calculated, so the user does not have to set it each time.
  • ⁇ PVmax which is the rate of change of the measured value
  • the measured value change rate is a value indicating how much the temperature change of the controlled object occurs per unit time.
  • the value obtained by multiplying this by the reference time is a value indicating how much the temperature change of the controlled object occurs in the reference time. That is, when the reference time is 30 seconds, the operation switching reference value S is an image corresponding to the temperature change caused by the controlled object when a power failure occurs for 30 seconds. Therefore, the user can easily grasp the image in the setting of the reference time (how much the power failure time is used as the reference).
  • the reference time setting does not need to be changed every time the control target changes (of course, it may be changed).
  • the acquisition of the measured value change rate is defined as "the amount of change in the measured value per unit time when the manipulated variable is maximized to the minimum” and “the measured value when the manipulated variable is maximized from the minimum”.
  • the present invention is not limited to this, and corresponds to the change amount of the measured value per unit time when the operation amount is changed. Any value can be used.
  • the above “change amount of the measured value per unit time when the operation amount is maximized to the minimum” and “change amount of the measured value per unit time when the operation amount is maximized” are acquired.
  • the average value of these absolute values is used as the measured value change rate, and "the amount of change in the measured value per unit time when the manipulated variable is minimized" and "the manipulated variable is set from the minimum to the maximum".
  • the average value of each maximum value of the "amount of change in the measured value per unit time" may be used as the measured value change rate.
  • the measured value change rate is acquired when auto-tuning is performed, but the present invention is not limited to this, and the measured value change rate is acquired at an arbitrary timing. May be.
  • the amount of change in the measured value PV per unit time may be acquired and set as the measured value change rate.
  • the amount of change in the measured value PV per unit time is acquired in the normal temperature control process.
  • the manipulated variable MV is minimized from the steady state with the end of the temperature control, the amount of change in the measured value PV per unit time is acquired. However, this may be set as the measured value change rate.
  • the operation switching reference value is set as the value obtained by multiplying the measured value change rate by the reference time, but the wasted time of the controlled object (from the time when the input changes to the time when the output changes due to it).
  • the operation switching reference value is set as the value obtained by multiplying the measured value change rate by the reference time minus the wasted time, so that the control takes into consideration the wasted time of the controlled object. It may be.
  • PID control is described as an example of control processing, but the present invention is not limited to this, for example, PI control and other control methods (control processing under initial conditions and restart conditions). It can be used for any control method) that can switch the return process.
  • the "restart condition" the integrated output of the PID control after the restart is started at the value used at the time of the power failure as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the method disclosed in Patent Document 1 may be used.
  • the "restart condition" may be appropriately determined according to the difference in each control method and the like.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

制御対象２２を、測定値ＰＶと目標値ＳＶに基づいて制御する制御装置１であって、停電などの電源異常からの復帰処理として、復帰時の測定値ＰＶと目標値ＳＶの差分が動作切替基準値を超えた場合には初期条件での制御処理を行い、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値以下であった場合には再起動条件での制御処理を行う復帰処理部１１１を備え、前記動作切替基準値が、制御対象２２の測定値変化率に基準時間を乗じた値である、制御装置１。

Description

制御装置及び復帰処理方法
　本発明は、停電などの電源異常からの復帰において、初期条件での制御処理と再起動条件での復帰処理を切り替える制御装置及び復帰処理方法に関する。
　停電などの電源異常からの復帰において、より早く通常の処理へ復帰させるようにしているものがある。通常の電源投入時に行われる初期条件での制御処理に対して、初期条件とは異なる再起動条件にて制御を行うことで、より早く通常の処理へ復帰させるものである。
　このような復帰処理に関する従来技術が、特許文献１によって開示されている。
特開２０１５－９０６０５号公報
　特許文献１で開示される技術は、電源異常からの復帰の際に、目標温度と測定値との差を算出し、その値が“一定のしきい値”以内の場合は、積分出力設定プログラムによりＰＩＤコントローラへ初期積分出力を入力して、制御処理を行う。一方、目標温度と測定値との差が“一定のしきい値”を超える場合は、初期積分出力をゼロとした通常のＰＩＤ制御を行う。即ち、電源異常からの復帰の際における目標温度と測定値との差に応じて、初期条件での制御処理と再起動条件（積分出力設定プログラムに基づく条件）での復帰処理を使い分けているものである。再起動条件として積分出力設定プログラムに基づいて算出した積分出力をＰＩＤ制御に使用することで、再通電時から定常運転時の温度になるまでの時間を短縮するものである。一方で、目標温度と測定値との差が“一定のしきい値”を超える場合は、上記のような再起動条件を使用することが適当でないため、初期条件での制御を行うようにしている。
　特許文献１は、分析装置における温度制御であり、制御対象が決まっているものと考えられる。このような場合、上記処理を行うための“一定のしきい値”である目標値と測定値との差の基準値については、随時の変更は必要ないと言える。
　しかしながら、例えば制御対象が変更されるような装置の場合、“一定のしきい値”を、制御対象の特性を考慮して適宜設定する必要がある。例えば、制御対象の熱容量の大小等の相違により、停電時間が同じであっても低下する温度は異なることになるため、これを考慮して“一定のしきい値”を決める必要がある。
　このように、制御対象の変更等に応じて、初期条件での制御と再起動条件での制御を切り替えるための基準値の設定変更を手動でしなければならない点は、ユーザーにとって煩雑なものであった。
　本発明は、上記の点に鑑み、停電などの電源異常からの復帰において、初期条件での制御と再起動条件での制御を切り替えるための基準値の設定に関し、制御対象などの条件の変更に応じて都度設定する煩わしさを低減させることが可能な制御装置又は復帰処理方法を提供することを目的とする。
（構成１）
　制御対象を、測定値と目標値に基づいて制御する制御装置であって、停電などの電源異常からの復帰処理として、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値を超えた場合には初期条件での制御処理を行い、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値以下であった場合には再起動条件での制御処理を行う復帰処理部を備え、前記動作切替基準値が、前記制御対象の測定値変化率に基準時間を乗じた値であることを特徴とする制御装置。
（構成２）
　操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて前記測定値変化率を取得する測定値変化率取得部を備えることを特徴とする構成１に記載の制御装置。
（構成３）
　前記測定値変化率の取得処理を、操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて行う、又は、操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて行うことを特徴とする構成２に記載の制御装置。
（構成４）
　前記操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量と、前記操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量と、の平均値に基づいて、前記測定値変化率の取得処理を行うことを特徴とする構成３に記載の制御装置。
（構成５）
　前記測定値変化率の取得処理を、操作量が定常状態である状態から操作量を最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて行うことを特徴とする構成２に記載の制御装置。
（構成６）
　操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量の最大値を取得し、当該最大値に基づいて前記測定値変化率を取得することを特徴とする構成２から５の何れかに記載の制御装置。
（構成７）
　前記制御対象を測定値と目標値に基づいて制御する処理がＰＩ制御又はＰＩＤ制御によって行われ、前記測定値変化率の取得処理が、ＰＩ定数又はＰＩＤ定数を決めるオートチューニング処理時に行われることを特徴とする構成２から４の何れかに記載の制御装置。
（構成８）
　前記動作切替基準値に、比例制御の比例帯に係数をかけた上限値が設定されていることを特徴とする構成７に記載の制御装置。
（構成９）
　前記動作切替基準値が、前記制御対象の測定値変化率に、基準時間から無駄時間を減算したものを乗じた値であることを特徴とする構成１から８の何れかに記載の制御装置。
（構成１０）
　前記基準時間が入力される入力部を備えることを特徴とする構成１から９の何れかに記載の制御装置。
（構成１１）
　電源異常からの復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値を超えた場合には初期条件での制御処理を行い、電源異常からの復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値以下であった場合には再起動条件での制御処理を行う、停電などの電源異常からの復帰処理方法であって、前記動作切替基準値が、制御対象の測定値変化率に基準時間を乗じた値であることを特徴とする復帰処理方法。
　本発明の制御装置若しくは復帰処理方法によれば、停電などの電源異常からの復帰において、初期条件での制御と再起動条件での制御を切り替えるための基準値の設定において、そのイメージを感覚的につかみやすくできる。
本発明にかかる実施形態の温度制御装置の構成の概略を示すブロック図 オートチューニング時の動作を説明するための概略図 実施形態におけるオートチューニングの処理動作に伴って行われる動作切替基準値Ｓの算出処理の概略を示すフローチャート 実施形態における、初期条件での制御と再起動条件での制御を切り替える処理の概略を示すフローチャート 初期条件での制御と再起動条件での制御の切り替えに関する説明図
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。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。
　図１は、本発明に係る実施形態の温度制御装置（制御装置の一例）の構成の概略を示すブロック図である。
　本実施形態の温度制御装置１は、制御対象２の温度を制御するための装置であり、ここではヒータ２１によって加熱される温度制御対象２２の温度を制御するものを例として説明する。
　温度制御装置１は、目標値ＳＶと制御対象の測定値ＰＶの偏差に基づくＰＩＤ制御によって、制御対象２の温度を制御するものであり、停電などの電源異常からの復帰処理として、復帰時の測定値と目標値の差分に応じて、初期条件での制御処理と再起動条件での制御処理を切り替えるものである。“制御対象の測定値”とは、温度測定部２３によって測定される温度制御対象２２の温度情報である。
　温度制御装置１は、その大まかな構成として、演算部１１と、記憶部１２と、入力部１３を備えている。
　演算部１１は、
　停電などの電源異常からの復帰処理として、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値を超えた場合には初期条件での制御処理を行い、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値以下であった場合には再起動条件での制御処理を行わせる復帰処理部１１１と、
　操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて測定値変化率を取得する測定値変化率取得部１１２と、
　目標値ＳＶと制御対象の測定値ＰＶの偏差に基づくＰＩＤ演算による操作量の算出処理を行うＰＩＤ演算部１１３と、
　ＰＩＤ演算のためのＰＩＤ定数の算出を行うオートチューニング部１１４と、
を備えている。
　なお、図１では機能ごとに構成を分けて記載しているが、必ずしもハード的にこれらの構成に分かれていることを示すものではなく、例えば、演算部１１がＰＬＣ、ＭＣＵ、マイコン等の周知のデバイスを用いて構成されて各構成がソフトウェア的に実装されるものであってもよい。以下で説明するように、本実施形態では各構成がソフトウェア的に実装されるものを例としている。もちろん各構成がハード的に構成されるものであってよく、例えばＦＰＧＡ等を利用して構成されるものや、ＡＳＩＣなどによって専用のハードとして構成されるもの等であってもよい。
　記憶部１２には、ユーザーによって設定された基準時間、以下で説明する動作切替基準値や上限値、オートチューニング部１１４によって算出されたＰＩＤ定数等が記憶されている。また、各制御サイクルで使用される制御出力が一時記憶される。
　入力部１３は、ユーザーによって設定される基準時間の入力を受けるものであり、例えば、ユーザーが設定作業を行う操作部や、外部装置からデータの入力を受ける受信部等によって構成される。
　上述したごとく、本実施形態の温度制御装置１は、停電などの電源異常からの復帰処理において、復帰時の測定値と目標値の差分に応じて、初期条件での制御処理と再起動条件での制御処理を切り替えるものである。本実施形態の温度制御装置１は、当該切り替えの閾値となる“動作切替基準値”を、装置によって自動取得した測定値変化率に、ユーザーによって設定された基準時間を乗じることによって算出するようにしている。即ち、ユーザーは、基準時間の設定によって、“動作切替基準値”の設定を行うことができる。
　以下、当該特徴に関する温度制御装置１の処理動作について、図３、４のフローチャートを参照しつつ説明する。
　なお、図３、４の処理は、必要に応じて記憶部１２にデータを読み書きしつつ、演算部１１によって実行されるものである。即ち、ここでは、復帰処理部１１１、測定値変化率取得部１１２、ＰＩＤ演算部１１３、オートチューニング部１１４が、ソフトウェア的に実装されるものを例としている。
　図３は、オートチューニングの処理動作に伴って行われる“動作切替基準値”の算出処理の概略を示すフローチャートである。また、図２はオートチューニング時の動作を説明するための概略図である。
　オートチューニングは、ＰＩＤ定数を算出するために行われる処理であり、図２に示されるように、測定値ＰＶが目標値ＳＶに至った時をトリガとして、操作量ＭＶを最大（１００％）と最小（０％）に切り替えて出力する処理が行われる（リミットサイクル法）。なお、オートチューニングについては、利用できる任意のオートチューニングを用いることができる。オートチューニング機能自体については、本発明と直接的に関係するものではないため、ここでのこれ以上の説明を省略する。
　図３の処理では、オートチューニング時に取得される測定値ＰＶに基づいて、その波形の傾きの絶対値の最大値であるΔＰＶｍａｘを取得する（ステップ３０１）。ΔＰＶｍａｘは“操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量の最大値”に該当する。
　続くステップ３０２では、ΔＰＶｍａｘに基準時間を乗じた値が、上限値Ｌを超えているか否かを判別する。
　基準時間は、ユーザーによって設定される値であり、記憶部１２に記憶されている。上限値Ｌは、本実施形態では比例制御の比例帯に基づく値を用いており、本実施形態では比例帯／１０の値を上限値Ｌとしている。上限値Ｌは、演算部１１によって、ＰＩＤ制御のための設定値である比例帯に対して係数を乗算して算出され、記憶部１２に記憶されている。
　ΔＰＶｍａｘに基準時間を乗じた値が上限値Ｌ以下である場合には、ΔＰＶｍａｘに基準時間を乗じた値を動作切替基準値Ｓとして、記憶部１２に記憶する（ステップ３０２：Ｎｏ→ステップ３０３）。即ち、本実施形態では、“測定値変化率”であるΔＰＶｍａｘに基準時間をかけた値を動作切替基準値Ｓとしている。ΔＰＶｍａｘは、上記説明のごとく、操作量ＭＶを最大と最小で切り替えて出力した際に得られる測定値ＰＶの傾きの絶対値であるため、“操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”又は“操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”であり、且つ、これらの最大値である。
　一方、ΔＰＶｍａｘに基準時間を乗じた値が上限値Ｌを超えている場合には、上限値であるＬを動作切替基準値Ｓとして記憶部１２に記憶する（ステップ３０２：Ｙｅｓ→ステップ３０４）。即ち、動作切替基準値Ｓには、比例制御の比例帯に係数をかけた上限値が設定される。動作切替基準値Ｓが大きくなり過ぎるのは適当でないため、上限値を設けているものである。動作切替基準値Ｓが大きくなり過ぎると、再起動条件を使用することが適当でない場合にまで再起動条件にて制御が行われてしまうことになるため、これを防止するものである。比例帯に係数をかけた値を上限値Ｌとして用いることで、制御対象に応じて変動する上限値とすることができ、好ましい。
　以上の図３の処理により、オートチューニングの処理動作に伴って動作切替基準値Ｓが自動算出される。
　次に、停電などの電源異常からの復帰において、初期条件での制御と再起動条件での復帰を切り替える処理について図４を参照しつつ説明する。
　ステップ４０１では、目標値ＳＶと測定値ＰＶの偏差が動作切替基準値Ｓ以下であるか否かを判別する。
　目標値ＳＶと測定値ＰＶの偏差が動作切替基準値Ｓ以下であった場合には、再起動条件でのＰＩＤ制御を行い（ステップ４０１：Ｙｅｓ→ステップ４０２）、目標値ＳＶと測定値ＰＶの偏差が動作切替基準値Ｓを超えてた場合には、初期条件でのＰＩＤ制御を行う（ステップ４０１：Ｎｏ→ステップ４０３）。
　“再起動条件”とは、より早く制御対象を目標温度で安定させるための制御条件であり、例えば、ＰＩ制御やＰＩＤ制御における積分出力を所定値に設定するものである。本実施形態では、各制御サイクルで使用される制御出力を更新、保持（記憶）しており、ステップ４０２では、停電発生時（停電直前）に使用していた制御出力と同等の出力となるように、目標値ＳＶと制御対象の測定値ＰＶの偏差に基づく出力を基に積分出力を設定しＰＩＤ制御を行うものである。より具体的には、１．「停電が発生する直前に保持していた制御出力」と２．「現在の目標値ＳＶと制御対象の測定値ＰＶの偏差に基づく出力(比例出力)」から、３．「積分出力」を演算し、設定する。１＝２＋３となるように積分値を決めるものである。
　一方、“初期条件でのＰＩＤ制御”では、積分出力をゼロにしてＰＩＤ制御を行うものとなる。　ここでは制御出力を保持（記憶）しておくものを例としているが、積分出力を保持し、その値を所定値に設定する構成でもよい。
　図５は、初期条件での制御と再起動条件での制御を対比する説明図である。
　ここでは、操作量が定常状態になっている状態において停電が起こった場合を例としており、再起動条件での制御への切り替えが無い場合に比べ、本実施形態のごとく再起動条件での制御への切り替えがある場合には、短い時間のうちに安定状態に復帰していることがわかる。
　なお、目標値ＳＶと測定値ＰＶの偏差が図５で示される動作切替基準値Ｓの範囲を超えている場合には、再起動条件を使用することが適当でないため、初期条件での制御を行うようにしている（ステップ４０１：Ｎｏ→ステップ４０３）。
　以上のごとく、本実施形態の温度制御装置１によれば、制御対象などの条件が変更されても、オートチューニングを行うことで都度適切な動作切替基準値が自動算出されるため、都度設定する煩わしさを解消することも可能となる。例えば、制御対象が変わった際にも、制御対象の変更に応じて実行されるオートチューニングの際に得られる“測定値変化率”と、設定してある基準時間によって、適切な動作切替基準値が自動算出されるため、ユーザーが都度設定する必要がないものである。
　また、本実施形態の温度制御装置１によれば、測定値変化率であるΔＰＶｍａｘが自動算出され、これにユーザーによって設定された基準時間をかけた値が、初期条件での制御と再起動条件での制御を切り替えるための基準値（動作切替基準値Ｓ）として設定される。測定値変化率は、制御対象が単位時間当たりにどの程度の温度変化を起こすかを表す値である。これに基準時間を掛けた値は、基準時間において制御対象がどの程度の温度変化を起こすかを表す値となる。即ち、基準時間を３０秒とした場合、動作切替基準値Ｓは、３０秒間停電した場合に制御対象が起こす温度変化に該当するイメージとなる。
　従って、ユーザーは、基準時間（どの程度の停電時間を基準とするか）の設定において、そのイメージを感覚的につかみやすい。なお、基準時間設定は、制御対象が変わる毎に設定変更する必要はない（勿論、変更するものであってもよい）。
　なお、本実施形態では、測定値変化率の取得を、“操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”と“操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”のうちの最大値として取得しているが、本発明をこれに限るものではなく、操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量に該当する任意の値を使用することができる。
　例えば、上記“操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”と“操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”をそれぞれ複数取得し、これらの絶対値の平均値を測定値変化率とするものや、“操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”と“操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量”の絶対値のそれぞれの最大値の平均値を測定値変化率としてもよい。
　また、本実施形態では、オートチューニングを行った際に測定値変化率を取得するものを例としているが、本発明をこれに限るものではなく、任意のタイミングで測定値変化率を取得するものであってよい。
　例えば、通常の温度制御処理において、操作量ＭＶを変化させた際に、測定値ＰＶの単位時間当たりの変化量を取得し、これを測定値変化率として設定するようにしてよい。このようなものの具体例の一つとして、通常の温度制御処理において、温度制御の終了に伴い、定常状態から操作量ＭＶを最小にした際に、測定値ＰＶの単位時間当たりの変化量を取得し、これを測定値変化率として設定するようにしてもよい。このように、定常状態から操作量ＭＶを最小にした際の測定値ＰＶの単位時間当たりの変化量を測定値変化率とすることにより、図５で示したような定常状態における停電の発生に対して、より適切な値を設定することができる。
　本実施形態では、動作切替基準値を、測定値変化率に基準時間を掛けた値としているが、制御対象の無駄時間（入力に変化が発生した時刻から、それによって出力に変化が現れる時刻までの間の時間）が既知の場合、動作切替基準値を、測定値変化率に、基準時間から無駄時間を減算したものを掛けた値とすることで、制御対象の無駄時間を考慮した制御となるようにしてもよい。
　本実施形態では、制御処理としてＰＩＤ制御を例として説明しているが、本発明をこれに限るものではなく、例えばＰＩ制御やその他の制御方法（初期条件での制御処理と再起動条件での復帰処理を切り替えることができる任意の制御方法）に使用することができる。
　また、“再起動条件”として、再起動後のＰＩＤ制御の積分出力を、停電発生時に使用していた値で開始するものを例としているが、本発明をこれに限るものではない。例えば、特許文献１で開示されている方法を用いるようなものであってよい。“再起動条件”はそれぞれの制御方法の違い等に応じて、適宜定められるものであってよい。
　なお、上記で説明した“動作切替基準値”や“測定値変化率”等の算出において、補正係数をかけるなど適宜最適化等の演算を行うことは、本発明の基本的な概念に相違を与えるものではない。
　また、数値の比較処理において、“以上”であるか“超える”であるか、及び“未満”であるか“以下”であるか等の違いは、本発明の基本的な概念に相違を与えるものではない。
　１．．．温度制御装置（制御装置）
　　１１．．．演算部
　　　１１１．．．復帰処理部
　　　１１２．．．測定値変化率取得部
　　　１１３．．．ＰＩＤ演算部
　　　１１４．．．オートチューニング部
　　１２．．．記憶部
　　１３．．．入力部
　２．．．制御対象

Claims (11)

  1. 　制御対象を、測定値と目標値に基づいて制御する制御装置であって、
    　停電などの電源異常からの復帰処理として、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値を超えた場合には初期条件での制御処理を行い、復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値以下であった場合には再起動条件での制御処理を行う復帰処理部を備え、
    　前記動作切替基準値が、前記制御対象の測定値変化率に基準時間を乗じた値であることを特徴とする制御装置。
  2. 　操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて前記測定値変化率を取得する測定値変化率取得部を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記測定値変化率の取得処理を、操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて行う、又は、操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて行うことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記操作量を最大から最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量と、前記操作量を最小から最大にした際の測定値の単位時間当たりの変化量と、の平均値に基づいて、前記測定値変化率の取得処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  5. 　前記測定値変化率の取得処理を、操作量が定常状態である状態から操作量を最小にした際の測定値の単位時間当たりの変化量に基づいて行うことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  6. 　操作量を変化させた際の測定値の単位時間当たりの変化量の最大値を取得し、当該最大値に基づいて前記測定値変化率を取得することを特徴とする請求項２から５の何れかに記載の制御装置。
  7. 　前記制御対象を測定値と目標値に基づいて制御する処理がＰＩ制御又はＰＩＤ制御によって行われ、前記測定値変化率の取得処理が、ＰＩ定数又はＰＩＤ定数を決めるオートチューニング処理時に行われることを特徴とする請求項２から４の何れかに記載の制御装置。
  8. 　前記動作切替基準値に、比例制御の比例帯に係数をかけた上限値が設定されていることを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
  9. 　前記動作切替基準値が、前記制御対象の測定値変化率に、基準時間から無駄時間を減算したものを乗じた値であることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の制御装置。
  10. 　前記基準時間が入力される入力部を備えることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の制御装置。
  11. 　電源異常からの復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値を超えた場合には初期条件での制御処理を行い、電源異常からの復帰時の測定値と目標値の差分が動作切替基準値以下であった場合には再起動条件での制御処理を行う、停電などの電源異常からの復帰処理方法であって、
    　前記動作切替基準値が、制御対象の測定値変化率に基準時間を乗じた値であることを特徴とする復帰処理方法。
PCT/JP2020/015642 2020-04-07 2020-04-07 制御装置及び復帰処理方法 WO2021205534A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022513736A JP7421040B2 (ja) 2020-04-07 2020-04-07 制御装置及び復帰処理方法
PCT/JP2020/015642 WO2021205534A1 (ja) 2020-04-07 2020-04-07 制御装置及び復帰処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/015642 WO2021205534A1 (ja) 2020-04-07 2020-04-07 制御装置及び復帰処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021205534A1 true WO2021205534A1 (ja) 2021-10-14

Family

ID=78023010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/015642 WO2021205534A1 (ja) 2020-04-07 2020-04-07 制御装置及び復帰処理方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7421040B2 (ja)
WO (1) WO2021205534A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0299411U (ja) * 1989-01-23 1990-08-08
JPH05341801A (ja) * 1992-06-09 1993-12-24 Yokogawa Electric Corp 調節計
US20070080235A1 (en) * 2005-10-07 2007-04-12 Ace Glass Incorporated Temperature controller backup device
JP2015090605A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 東ソー株式会社 温調可能な分析装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0359706A (ja) * 1989-07-28 1991-03-14 Kyocera Corp 被加熱体の温度制御方式
JP3275316B2 (ja) * 1991-03-18 2002-04-15 オムロン株式会社 制御システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0299411U (ja) * 1989-01-23 1990-08-08
JPH05341801A (ja) * 1992-06-09 1993-12-24 Yokogawa Electric Corp 調節計
US20070080235A1 (en) * 2005-10-07 2007-04-12 Ace Glass Incorporated Temperature controller backup device
JP2015090605A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 東ソー株式会社 温調可能な分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7421040B2 (ja) 2024-01-24
JPWO2021205534A1 (ja) 2021-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3875112B2 (ja) Ｐｉｄ選択機能を備えた調節計
JP5127824B2 (ja) 軸の位置制御方法、位置調節器およびデータ媒体
JP6285396B2 (ja) 工作機械の実測定の要否を自動判定する熱変位補正装置
US20140121853A1 (en) Feedback control method, feedback control apparatus, and feedback control program
CN107196581B (zh) 用于微调伺服马达的控制装置、方法及计算机可读介质
KR20180089271A (ko) Ｐｉｄ 제어 장치, ｐｉｄ 제어 방법 및 ｐｉｄ 제어 프로그램
WO2021205534A1 (ja) 制御装置及び復帰処理方法
CA3035307C (en) Techniques for limiting electrical current provided to a motor in an electric power steering system
JP4291002B2 (ja) リミットサイクルオートチューニング方法およびヒートクール制御装置
US20070185593A1 (en) Control device
JPH08110802A (ja) Ｐｉｄコントローラ
WO2017077565A1 (ja) Ｐｉｄ制御装置及びｐｉｄ制御方法
JP2001050830A (ja) パワーステアリング用トルクセンサ
JP7388849B2 (ja) 制御パラメータ調整装置および方法
JP6417175B2 (ja) 評価装置および評価方法
JP2017062542A (ja) 制御装置および制御方法
JP3546424B2 (ja) 制御装置
JP2004126733A (ja) 調節計
JP2007264720A (ja) 状態判定装置および状態判定方法
JP2023181975A (ja) 制御装置、プログラム、及び制御方法
WO2005000608A2 (en) Temperature comfort device heater controller method and system
US20230405700A1 (en) Control device, non-transitory computer-readable storage medium, and control method
JP7388848B2 (ja) 制御パラメータ調整装置および方法
JP6521174B2 (ja) 交流電力調整器及び交流電力制御方法
JP7139221B2 (ja) 状態判定装置および状態判定方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20930164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022513736

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20930164

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1