JP6237914B2 - Temperature control apparatus and temperature control method - Google Patents
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Description
この発明は、昇温速度が異なる複数の制御対象の温度を制御する温度制御装置及び温度制御方法に関するものである。 The present invention relates to a temperature control device and a temperature control method for controlling temperatures of a plurality of controlled objects having different temperature rising rates.
射出成形機や押出成形機などの、複数の温度制御ゾーン(制御対象)を有する機器では、各々の温度制御ゾーンにおける熱容量等の特性に合わせてヒータを設計している。しかしながら、実際の温度制御では、各々の温度制御ゾーンが目標温度に到達する時刻にバラツキが生じてしまうことが多い。
早くに目標温度に到達した温度制御ゾーンでは、他の温度制御ゾーンが目標温度に到達するまで目標温度を維持する必要があるため、射出成形機や押出成形機などの成形物である樹脂が焼けてしまうおそれがあり、また、無駄な電力を消費することになる。In an apparatus having a plurality of temperature control zones (control objects) such as an injection molding machine and an extrusion molding machine, a heater is designed in accordance with characteristics such as a heat capacity in each temperature control zone. However, in actual temperature control, variations often occur at the time when each temperature control zone reaches the target temperature.
In the temperature control zone that has reached the target temperature early, it is necessary to maintain the target temperature until the other temperature control zone reaches the target temperature, so that the resin that is the molded product of the injection molding machine, extrusion molding machine, etc. is burned out. In addition, there is a risk of wasteful power consumption.
以下の特許文献1には、昇温完了時刻を同期させるために、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンの温度測定値を、他の温度制御ゾーンの目標温度に設定する温度制御方法が開示されている。
この温度制御方法の場合、全ての温度制御ゾーンの目標温度が同じであれば、昇温完了時刻を同期させることができるが、各温度制御ゾーンの目標温度が異なる場合や昇温開始温度が異なる場合などでは、昇温完了時刻を同期させることができなくなるという問題がある。In
In the case of this temperature control method, if the target temperatures of all the temperature control zones are the same, the temperature raising completion time can be synchronized, but when the target temperature of each temperature control zone is different or the temperature raising start temperature is different. In some cases, there is a problem that the temperature rise completion time cannot be synchronized.
以下の特許文献2に開示されている温度制御装置では、上記の問題を解決するために、コントローラの制御タイミング毎に、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンの温度設定値に対する温度測定値の到達率(=(温度測定値−温度測定値の初期値)/(温度設定値−温度測定値の初期値))を算出し、その到達率と他の温度制御ゾーンの温度測定値の初期値を用いて、他の温度制御ゾーンの温度設定値を補正するようにしている。 In the temperature control device disclosed in the following
従来の温度制御装置は以上のように構成されているので、コントローラの制御タイミング毎に、温度設定値に対する温度測定値の到達率(=(温度測定値−温度測定値の初期値)/(温度設定値−温度測定値の初期値))を算出する必要があるが、この到達率は、コントローラが温度制御量を算出する際のPID演算等では使用されない変数であるため、この到達率を算出するための処理を追加する必要があった。更に、この到達率から他の温度制御ゾーンの昇温を完了させるための設定値を算出するには、(到達率×(他の温度制御ゾーンの温度設定値−他の温度制御ゾーンの温度測定値の初期値)+他の温度制御ゾーンの温度測定値の初期値)という計算を行う必要があり、演算処理が複雑になってしまうという課題があった。また、この到達率の算出処理は、(温度測定値−温度測定値の初期値)を(温度設定値−温度測定値の初期値)で除算する処理であり、演算負荷が大きな除算処理を、コントローラの制御タイミング毎に行う必要があるため、装置の処理負荷が大きくなってしまうという課題があった。 Since the conventional temperature control apparatus is configured as described above, the arrival rate of the temperature measurement value with respect to the temperature set value (= (temperature measurement value−initial value of the temperature measurement value) / (temperature) at each control timing of the controller. It is necessary to calculate the set value—the initial value of the temperature measurement value)). However, this arrival rate is a variable that is not used in the PID calculation or the like when the controller calculates the temperature control amount. It was necessary to add processing to do. Further, in order to calculate the set value for completing the temperature increase in the other temperature control zone from this arrival rate, (the arrival rate × (the temperature set value in the other temperature control zone−the temperature measurement in the other temperature control zone). The initial value of the value) + the initial value of the temperature measurement value of another temperature control zone needs to be calculated, and there is a problem that the arithmetic processing becomes complicated. This reach rate calculation process is a process of dividing (temperature measurement value-initial value of temperature measurement value) by (temperature set value-initial value of temperature measurement value). Since it is necessary to carry out every control timing of the controller, there is a problem that the processing load of the apparatus becomes large.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、演算負荷が軽い処理を実行するだけで、各温度制御ゾーンの目標温度が異なる場合や昇温開始温度が異なる場合でも、昇温完了時刻を同期させることができる温度制御装置及び温度制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even if the target temperature of each temperature control zone is different or the temperature rise start temperature is different, only the processing with a light calculation load is executed. It is an object of the present invention to obtain a temperature control device and a temperature control method capable of synchronizing the temperature completion time.
この発明に係る温度制御装置は、第1の制御対象の目標温度である第1の温度設定値と、第1の制御対象の測定温度である第1の温度測定値とから第1の制御対象の温度制御のための操作量を算出し、その操作量にしたがって第1の制御対象の温度を制御する第1のコントローラと、目標温度に到達するまでの時間が第1の制御対象より早い第2の制御対象の目標温度である第2の温度設定値と、第2の制御対象の測定温度である第2の温度測定値とから第2の制御対象の温度制御のための操作量を算出し、その操作量にしたがって第2の制御対象の温度を制御する第2のコントローラと、第1及び第2のコントローラによる温度制御開始時における第1の温度設定値と第1の温度測定値の差分である第1の差分初期値と、温度制御開始時における第2の温度設定値と第2の温度測定値の差分である第2の差分初期値とを求め、第1の差分初期値に対する第2の差分初期値の比を算出して、その比を記憶する初期差分比記憶手段とを設け、設定値補正手段が、第1及び第2のコントローラにより温度制御が実行される制御タイミング毎に、当該制御タイミングにおける前記第1の温度設定値と第1の温度測定値の差分と、初期差分比記憶手段により記憶された比とを用いて、前記第2の温度設定値を補正するようにしたものである。尚、初期差分比記憶手段は第2のコントローラの一部であっても良い。 The temperature control device according to the present invention provides a first control target based on a first temperature set value that is a target temperature of the first control target and a first temperature measurement value that is a measured temperature of the first control target. A first controller that calculates an operation amount for the temperature control of the first and controls the temperature of the first control object according to the operation amount, and a first time that is faster than the first control object to reach the target temperature. The operation amount for the temperature control of the second control object is calculated from the second temperature set value that is the target temperature of the second control object and the second temperature measurement value that is the measured temperature of the second control object. A second controller for controlling the temperature of the second control object according to the manipulated variable, and the first temperature set value and the first temperature measured value at the start of temperature control by the first and second controllers. The first difference initial value that is the difference and the temperature control start time A second difference initial value that is a difference between the second temperature setting value and the second temperature measurement value is calculated, a ratio of the second difference initial value to the first difference initial value is calculated, and the ratio And an initial difference ratio storage means for storing the first temperature set value at the control timing and the first value at each control timing at which the temperature control is executed by the first and second controllers. The second temperature set value is corrected using the difference between the temperature measurement values of 1 and the ratio stored by the initial difference ratio storage means. The initial difference ratio storage means may be part of the second controller.
この発明に係る温度制御装置は、設定値補正手段が、当該制御タイミングにおける第1の温度設定値と第1の温度測定値の差分である差分値を算出して、その差分値と初期差分比記憶手段により記憶された比を乗算し、当該制御タイミングにおける第2の温度設定値から当該乗算結果を減算することで、前記第2の温度設定値を補正するようにしたものである。 In the temperature control device according to the present invention, the set value correcting means calculates a difference value that is a difference between the first temperature set value and the first temperature measured value at the control timing, and the difference value and the initial difference ratio are calculated. The second temperature set value is corrected by multiplying the ratio stored by the storage means and subtracting the multiplication result from the second temperature set value at the control timing.
この発明に係る温度制御装置は、3つ以上の制御対象が存在する場合、3つ以上の制御対象の中で、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象が第1の制御対象になり、残りの2つ以上の制御対象がそれぞれ第2の制御対象になるようにしたものである。 In the temperature control device according to the present invention, when there are three or more control targets, the control target having the slowest time to reach the target temperature among the three or more control targets is the first control target. Thus, the remaining two or more control objects are each set as the second control object.
この発明に係る温度制御装置は、複数の制御対象の中で、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象が不明である場合、複数の制御対象の温度を制御する各コントローラに対して、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象を特定するための事前準備用の温度制御として、温度設定値の補正を行わずに制御対象の温度を制御することを指示する実行指示手段と、事前準備用の温度制御中に、各々の制御対象の温度設定値と温度測定値の差分である差分値を求めるとともに、その差分値を当該制御対象の単位時間毎の温度変化量で除算することで、各々の制御対象が目標温度に到達するまでの予測時間を算出し、複数の制御対象の中で、予測時間が最も大きい制御対象を第1の制御対象に設定し、残りの制御対象を第2の制御対象に設定する制御対象設定手段とを備えるようにしたものである。 The temperature control device according to the present invention is provided for each controller that controls the temperature of the plurality of control objects when the control object having the slowest time to reach the target temperature is unknown among the plurality of control objects. , Execution instruction means for instructing to control the temperature of the control object without correcting the temperature set value as temperature control for preparation for specifying the control object having the slowest time to reach the target temperature And calculating a difference value that is a difference between the temperature set value of each control target and the temperature measurement value during temperature control for preparation, and dividing the difference value by the temperature change amount per unit time of the control target. By calculating the predicted time until each control object reaches the target temperature, the control object having the longest prediction time among the plurality of control objects is set as the first control object, and the remaining control Control second target Is obtained as a control object setting means for setting an elephant.
この発明に係る温度制御方法は、第1のコントローラが、第1の制御対象の目標温度である第1の温度設定値と、第1の制御対象の測定温度である第1の温度測定値とから第1の制御対象の温度制御のための操作量を算出し、その操作量にしたがって第1の制御対象の温度を制御する第1の温度制御ステップと、第2のコントローラが、目標温度に到達するまでの時間が第1の制御対象より早い第2の制御対象の目標温度である第2の温度設定値と、第2の制御対象の測定温度である第2の温度測定値とから第2の制御対象の温度制御のための操作量を算出し、その操作量にしたがって第2の制御対象の温度を制御する第2の温度制御ステップと、初期差分比記憶手段が、第1及び第2の温度制御ステップによる温度制御開始時における第1の温度設定値と第1の温度測定値の差分である第1の差分初期値と、温度制御開始時における第2の温度設定値と第2の温度測定値の差分である第2の差分初期値とを求め、第1の差分初期値に対する第2の差分初期値の比を算出して、その比を記憶する初期差分比記憶処理ステップと、設定値補正手段が、第2の温度制御ステップで温度制御が実行される制御タイミング毎に、当該制御タイミングにおける第1の温度設定値と第1の温度測定値の差分と、初期差分比記憶処理ステップで記憶された比とを用いて、第2の温度設定値を補正する設定値補正処理ステップとを備えるようにしたものである。 In the temperature control method according to the present invention, the first controller has a first temperature set value that is a target temperature of the first control object, and a first temperature measurement value that is a measurement temperature of the first control object. A first temperature control step of calculating an operation amount for temperature control of the first control object from the first control object, and controlling the temperature of the first control object according to the operation amount; The second temperature set value, which is the target temperature of the second control object, which is earlier than the first control object, and the second temperature measurement value, which is the measured temperature of the second control object, are reached from the first control object. A second temperature control step of calculating an operation amount for temperature control of the second control object, and controlling a temperature of the second control object according to the operation amount; 1 at the start of temperature control by the temperature control step The first difference initial value that is the difference between the temperature setting value and the first temperature measurement value, and the second difference initial value that is the difference between the second temperature setting value and the second temperature measurement value at the start of temperature control And calculating the ratio of the second difference initial value to the first difference initial value and storing the ratio, and the set value correcting means in the second temperature control step. For each control timing at which the temperature control is executed, the difference between the first temperature set value and the first temperature measurement value at the control timing and the ratio stored in the initial difference ratio storage processing step are used to And a set value correction processing step for correcting the temperature set value.
この発明によれば、演算負荷が軽い簡単な処理を実行するだけで、各温度制御ゾーンの目標温度が異なる場合や昇温開始温度が異なる場合でも、昇温完了時刻を同期させることができる効果がある。 According to the present invention, it is possible to synchronize the temperature increase completion time even when the target temperature of each temperature control zone is different or the temperature increase start temperature is different by simply executing a simple process with a light calculation load. There is.
実施の形態1.
この実施の形態1では、温度制御装置が、複数の温度制御ゾーンの温度を制御する例を説明するが、複数の温度制御ゾーンの中で、目標温度である温度設定値に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーン(第1の制御対象)をマスターCHと称し、残りの温度制御ゾーン(第2の制御対象)をスレーブCHと称する。
また、マスターCHを加熱するヒータを制御するコントローラをマスターコントローラと称し、スレーブCHを加熱するヒータを制御するコントローラをスレーブコントローラと称する。
なお、複数の温度制御ゾーンの中で、どの温度制御ゾーンが、温度設定値に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンであるかについては、各温度制御ゾーンの熱容量等の特性、過去の制御実績、あるいは、当該温度制御を開始する前の予備的な昇温結果などから特定されている。
In the first embodiment, an example in which the temperature control device controls the temperature of a plurality of temperature control zones will be described. However, the time until the temperature set value that is the target temperature is reached in the plurality of temperature control zones. The latest temperature control zone (first control target) is referred to as a master CH, and the remaining temperature control zone (second control target) is referred to as a slave CH.
A controller that controls the heater that heats the master CH is referred to as a master controller, and a controller that controls the heater that heats the slave CH is referred to as a slave controller.
It should be noted that, among the plurality of temperature control zones, which temperature control zone is the slowest temperature control zone until the temperature set value is reached, the characteristics such as the heat capacity of each temperature control zone, the past It is specified from a control result or a preliminary temperature increase result before starting the temperature control.
図1はこの発明の実施の形態1による温度制御装置を示す構成図である。
図1において、1はマスターCHの制御系、2m(m=1,2,・・・,M)はスレーブCHの制御系である。図1では、M個のスレーブCHの制御系21〜2Mが実装されている例を示しているが、スレーブCHの制御系の数は1個であってもよい。
マスターCHの目標温度設定部11はユーザインタフェース(例えば、温度設定用のボタン、タッチパネルなど)を有し、マスターCHの目標温度である温度設定値SVmas terの設定を受け付ける処理を実施する。
マスターCHの温度測定部12はマスターCHの温度を測定する温度測定器であり、その測定結果である温度測定値PVmaster−nをマスターCHの差分算出部13に出力する。nは温度制御開始時からn番目の制御タイミングを示す変数である。1 is a block diagram showing a temperature control apparatus according to
In FIG. 1,
Target
The master CH
マスターCHの差分算出部13は目標温度設定部11から出力されたマスターCHの温度設定値SVmasterと、温度測定部12から出力されたマスターCHの温度測定値PVmaster−nとの差分である差分値emaster−nを算出する処理を実施する。
マスターCHの制御演算部14は差分算出部13により算出された差分値emaste r−nから、マスターCHの制御対象16の温度制御のための操作量として温度制御量MVmaster−nを算出し、その温度制御量MVmaster−nにしたがってヒータ15の加熱部を制御することで、そのマスターCHの制御対象16の温度を制御する。
マスターCHのヒータ15の加熱部は、制御演算部14の制御の下で、マスターCHの制御対象16を加熱する熱源である。The master CH
The
The heating unit of the
スレーブCHm(m=1,2,・・・,M)の目標温度設定部21はユーザインタフェース(例えば、温度設定用のボタン、タッチパネルなど)を有し、スレーブCHmの目標温度である温度設定値SVslave−mの設定を受け付ける処理を実施する。
スレーブCHmの温度測定部22はスレーブCHmの温度を測定する温度測定器であり、その測定結果である温度測定値PVslave−m−nを差分算出部24に出力する。nは温度制御開始時からn番目の制御タイミングを示す変数である。The target
スレーブCHmは目標温度設定部21で設定された温度設定値SVslave−mに基づいて温度制御する通常制御モードと、後述する設定補正値算出部26により補正されたスレーブCHmの温度設定値SV’slave−m−nに基づいて温度制御する昇温完了同期制御モードとの2つの制御モードがあり、2つの制御モードの切り替えは設定切換部23で行われる。
例えば、設定切換部23は、昇温完了同期制御モードで制御を開始し(設定補正値算出部26と差分算出部24を接続)、その後、マスターCHの差分算出部13により算出された差分emaster−nがゼロになると、制御モードを昇温完了同期制御モードから通常制御モードに切り換える処理を行う(目標温度設定部21と差分算出部24を接続する)。
この実施の形態1では、温度設定値に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが特定されているため、上述したように、昇温完了同期制御モードで温度制御を開始する。
後述する実施の形態2では、温度設定値に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが分からないため、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象を特定するための事前準備用の温度制御を開始する(詳細は後述する)。The slave CH m is a normal control mode in which the temperature is controlled based on the temperature set value SV slave-m set by the target
For example, the
In the first embodiment, since the temperature control zone with the slowest time to reach the temperature set value is specified, the temperature control is started in the temperature rise completion synchronous control mode as described above.
In the second embodiment to be described later, since the temperature control zone with the slowest time to reach the temperature set value is not known, it is for pre-preparation for specifying the control target with the slowest time to reach the target temperature. Temperature control is started (details will be described later).
スレーブCHmの差分算出部24は設定補正値算出部26により補正されたスレーブCHmの温度設定値SV’slave−m−nと、温度測定部22から出力されたスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−nとの差分である差分値eslave−m−nを算出する処理を実施する。
スレーブCHmの初期差分比記憶部25は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、マスターCHの差分算出部13から昇温完了同期制御モードで温度制御が開始された時点の差分である差分初期値em aster−0(第1の差分初期値)を取得するとともに、スレーブCHmの差分算出部24から昇温完了同期制御モードで温度制御が開始された時点の差分である差分初期値e slave−m−0(第2の差分初期値)を取得し、その差分初期値eslave−m− 0の差分初期値emaster−0に対する比αm(=eslave−m−0/emas ter−0)を算出して、その比αmを記憶する処理を実施する。
なお、初期差分比記憶部25及び差分算出部13,24から初期差分比記憶手段が構成されている。 Slave CHmThe
Slave CHmThe initial difference
The initial difference
スレーブCHmの設定補正値算出部26は温度制御が実行される制御タイミング毎に、初期差分比記憶部25により記憶された比αmを用いて、スレーブCHmのスレーブコントローラ20が当該制御タイミングで使用するスレーブCHmの温度設定値SVslav e−mを補正する処理を実施する。
即ち、設定補正値算出部26は、マスターCHの差分算出部13からn回目の制御タイミング(n=1,2,・・・)での差分である差分値emaster−n(第1の差分値:SVmaster−PVmaster−n)を取得して、その差分値emaster− nと初期差分比記憶部25により記憶された比αmを乗算し、目標温度設定部21により設定が受け付けられたスレーブCHmの温度設定値SVslave−m−0(昇温完了同期制御モードで温度制御が開始された時点の温度設定値SVslave−m−0)から当該乗算結果emaster−n・αmを減算することで、n回目の制御タイミングで使用するスレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m−nを算出する処理を実施する。なお、設定補正値算出部26及び差分算出部13から設定値補正手段が構成されている。Setting the correction
That is, the setting correction
スレーブCHmの制御演算部27は差分算出部24により算出された差分値eslav e−m−nから、スレーブCHmの制御対象29の温度制御のための操作量として温度制御量MVslave−m−nを算出し、その温度制御量MVslave−m−nにしたがってヒータ28の加熱部を制御することで、そのスレーブCHmの制御対象29の温度を制御する。
スレーブCHmのヒータ28の加熱部は、制御演算部27の制御の下で、スレーブCH mの制御対象29を加熱する熱源である。
図2はこの発明の実施の形態1による温度制御装置の処理内容(温度制御方法)を示すフローチャートである。 Slave CHmThe
Slave CHmThe heating part of the
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents (temperature control method) of the temperature control apparatus according to
次に動作について説明する。
この実施の形態1では、マスターCHのマスターコントローラ10がマスターCHの温度設定値SVmasterに基づき一定周期の制御タイミングで温度制御を繰り返し実施するものとする。また、スレーブCHm(m=1,2,・・・,M)のスレーブコントローラ20が、マスターCHの差分値emaster−nがゼロになるまで、補正した温度設定値SV’slave−m−nに基づき一定周期の制御タイミングで温度制御を実施するものとする。Next, the operation will be described.
In the first embodiment, it is assumed that the master controller 10 of the master CH repeatedly performs the temperature control at a constant cycle control timing based on the temperature setting value SV master of the master CH. Further, the
マスターコントローラ10及びスレーブコントローラ20が温度制御を開始する前に、ユーザが目標温度設定部11のユーザインタフェースを操作して、マスターCHの目標温度である温度設定値SVmasterを設定するとともに、目標温度設定部21のユーザインタフェースを操作して、スレーブCHm(m=1,2,・・・,M)の目標温度である温度設定値SVslave−m−0を設定する。
ここでは、ユーザが手動で温度設定値SVmaster,SVslave−m−0を設定する例を示しているが、外部から温度設定値SVmaster,SVslave−m− 0が自動的に設定されるものであってもよい。
なお、スレーブCHの温度設定値SVmasterと、各スレーブCH1〜CHMの温度設定値SVslave−1−0〜SVslave−M−0とが同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。Before the master controller 10 and the
In this example, the user manually sets the temperature set values SV master and SV slave-m-0 . However, the temperature set values SV master and SV slave-m- 0 are automatically set from the outside. It may be a thing.
Note that the temperature set value SV master of the slave CH and the temperature set values SV slave-1-0 to SV slave-M-0 of the slaves CH 1 to CH M may be the same value or different values. It may be.
マスターコントローラ10及びスレーブコントローラ20は、例えば、外部から温度制御の開始要求を受けると、制御対象の温度制御を開始する。
即ち、マスターCHにおけるマスターコントローラ10の差分算出部13は、例えば、外部から昇温完了同期制御モードによる温度制御の開始要求を受けると、下記の式(1)に示すように、目標温度設定部11から出力されたマスターCHの温度設定値SVmas terと、温度測定部12から出力されたマスターCHの温度測定値PVmaster− 0(温度制御開始時におけるマスターCHの温度測定値PVmaster−0)との差分である差分初期値emaster−0を算出する。
emaster−0=SVmaster−PVmaster−0 (1)
以降のn回目の制御タイミング(n=1,2,・・・)において、マスターCHの差分算出部13は、下記の式(2)に示すように、目標温度設定部11から出力されたマスターCHの温度設定値SVmasterと、温度測定部12から出力されたマスターCHの温度測定値PVmaster−n(n回目の制御タイミングにおけるマスターCHの温度測定値PVmaster−n)との差分である差分値emaster−nを算出する。
emaster−n=SVmaster−PVmaster−n (2)For example, when receiving a temperature control start request from the outside, the master controller 10 and the
That is, for example, when the
e master-0 = SV master -PV master-0 (1)
At the subsequent n-th control timing (n = 1, 2,...), The master CH
e master-n = SV master- PV master-n (2)
マスターCHの制御演算部14は、マスターCHの差分算出部13が差分値emast er−nを算出すると、その差分値emaster−nが零に近づくように、例えば、その差分値を入力とするPID演算を実施することにより、マスターCHの制御対象16の温度制御のための操作量として温度制御量MVmaster−nを算出する。
マスターCHの制御演算部14は、温度制御量MVmaster−nを算出すると、その温度制御量MVmaster−nにしたがってヒータ15の加熱部を制御することで、マスターCHの制御対象16の温度を制御する(ステップST1)。
After calculating the temperature control amount MV master-n , the
スレーブCHm(m=1,2,・・・,M)におけるスレーブコントローラ20の差分算出部24は、例えば、外部から昇温完了同期制御モードによる温度制御の開始要求を受けると、スレーブCHmの目標温度設定部21から設定切換部23を介してスレーブCH mの温度設定値SVslave−m−0を取得するとともに、スレーブCHmの温度測定部22からスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−0(温度制御開始時におけるスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−0)を取得する。
そして、スレーブCHmの差分算出部24は、下記の式(3)に示すように、スレーブCHmの温度設定値SVslave−m−0と、温度制御開始時におけるスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−0との差分である差分初期値eslave−m−0を算出する。
eslave−m−0=SVslave−m−0−PVslave−m−0 (3)
以降のn回目の制御タイミング(n=1,2,・・・)において、スレーブCHmの差分算出部24は、下記の式(4)に示すように、設定補正値算出部26から設定切換部23を介して出力されたスレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m−nと、スレーブCHmの温度測定部22から出力されたスレーブCHmの温度測定値PVsl ave−m−n(n回目の制御タイミングにおけるスレーブCHmの温度測定値PVsl ave−m−n)との差分である差分値eslave−m−nを算出する。
eslave−m−n=SV’slave−m−n−PVslave−m−n (4) Slave CHmWhen the
And slave CHmAs shown in the following equation (3), the
eslave-m-0= SVslave-m-0-PVslave-m-0 (3)
At the subsequent n-th control timing (n = 1, 2,...), The slave CHmThe
eslave-mn= SV ’slave-mn-PVslave-mn (4)
スレーブCHmの制御演算部27は、スレーブCHmの差分算出部24が差分値esl ave−m−nを算出すると、その差分値eslave−m−nが零に近づくように、例えば、その差分値を入力とするPID演算を実施することにより、スレーブCHmの制御対象29の温度制御のための操作量として温度制御量MVslave−m−nを算出する。
スレーブCHmの制御演算部27は、温度制御量MVslave−m−nを算出すると、その温度制御量MVslave−m−nにしたがってヒータ28の加熱部を制御することで、スレーブCHmの制御対象29の温度を制御する(ステップST9)。Control
When the
スレーブCHmの差分算出部24は、昇温完了同期制御モードによる温度制御が完了すると、以降の制御タイミングにおいて、スレーブCHmの目標温度設定部21から設定切換部23を介して出力された温度設定値SVslave−m−0と、温度測定部22から出力されたスレーブCHmの温度測定値PVslave−m(当該制御タイミングにおけるスレーブCHmの温度測定値PVslave−m)との差分値eslave−mを算出する。
スレーブCHmの制御演算部27は、スレーブCHmの差分算出部24が差分値esl ave−mを算出すると、その差分値eslave−mが零に近づくように、例えば、その差分値を入力とするPID演算を実施することにより、スレーブCHmの制御対象29の温度制御のための操作量として温度制御量MVslave−mを算出する。
スレーブCHmの制御演算部27は、その温度制御量MVslave−mにしたがってヒータ28の加熱部を制御することで、スレーブCHmの制御対象29の温度を制御する(ステップST11)。
Control
Control
この実施の形態1では、マスターCHの温度設定値SVmaster及び各スレーブCH1〜CHMの温度設定値SVslave−1〜SVslave−Mが異なる場合や、マスターCH及び各スレーブCH1〜CHMの昇温開始温度が異なる場合でも、全ての制御対象の昇温完了時刻を同期させるため、温度制御開始時からn番目の制御タイミング(n=1,2,・・・)で温度制御を行う前に、各スレーブCH1〜CHMの温度設定値SV slave−1〜SVslave−Mを適宜補正するようにしている。
以下、スレーブCHmの温度設定値SVslave−mの補正処理を具体的に説明する。 In the first embodiment, the temperature setting value SV of the master CHmasterAnd each slave CH1~ CHMTemperature setpoint SVslave-1~ SVslave-MAre different, master CH and each slave CH1~ CHMEven when the temperature rise start temperatures are different, temperature control is performed at the nth control timing (n = 1, 2,...) From the start of the temperature control in order to synchronize the temperature rise completion times of all control targets. Before each slave CH1~ CHMTemperature setpoint SV slave-1~ SVslave-MIs appropriately corrected.
Slave CHmTemperature setpoint SVslave-mThe correction process will be specifically described.
スレーブCHm(m=1,2,・・・,M)のスレーブコントローラ20は、今回の制御タイミングにおいて、外部から昇温完了同期制御モードで制御する指示が出力されているか否かを確認し、昇温完了同期制御モードで制御する指示が出力されている場合にはステップST3の処理に移行する。一方、昇温完了同期制御モードで制御する指示が出力されていない場合にはステップST11の処理に移行する(ステップST2)。The
前記ステップST2で、昇温完了同期制御モードで制御する実行する指示が出されていることを確認した場合は、昇温完了同期制御モードの初回の処理であるかを確認し、昇温完了同期制御モードの初回の処理である場合にはステップST4の処理に移行する。一方、昇温完了同期制御モードの2回目以降の処理である場合にはステップST7の処理に移行する(ステップST3)。 If it is confirmed in step ST2 that an instruction to execute control in the temperature rise completion synchronous control mode is issued, it is confirmed whether it is the first process in the temperature rise completion synchronous control mode. When it is the first process in the control mode, the process proceeds to step ST4. On the other hand, when the process is the second and subsequent processes in the temperature rise completion synchronous control mode, the process proceeds to step ST7 (step ST3).
まず、マスターCHの差分算出部13は、上記の式(1)によって、マスターCHの目標温度設定部11から出力されたマスターCHの温度設定値SVmasterと、マスターCHの温度測定部12から出力されたマスターCHの温度測定値PVmaster−0(温度制御開始時におけるマスターCHの温度測定値PVmaster−0)との差分である差分初期値emaster−0を算出する(ステップST4)。
スレーブCHmの差分算出部24は、上記の式(3)によって、スレーブCHmの目標温度設定部21から設定切換部23を介して出力されたスレーブCHmの温度設定値SV slave−m−0と、スレーブCHmの温度測定部22から出力されたスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−0(温度制御開始時におけるスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−0)との差分である差分初期値eslave−m−0を算出する(ステップST5)。 First, the
Slave CHmThe
スレーブCHmの初期差分比記憶部25は、マスターCHの差分算出部13から差分初期値emaster−0を取得し、スレーブCHmの差分算出部24から差分初期値es lave−m−0を取得する。
そして、スレーブCHmの初期差分比記憶部25は、下記の式(5)に示すように、その差分初期値emaster−0に対する差分初期値eslave−m−0の比αmを算出して、その比αmを記憶する(ステップST6)。
初期差分比記憶部25による比αmの算出処理には、演算負荷が大きな除算処理が含まれているが、初期差分比記憶部25による比αmの算出処理は、温度制御開始時の初回(0回)の制御タイミングで1回だけ行われるものであるため、以降のn回目の制御タイミング(n=1,2,・・・)においては演算負荷にならない。Initial difference ratio storage unit of the
Then, the initial difference
The calculation process of the ratio α m by the initial difference
スレーブCHmの設定補正値算出部26は、スレーブコントローラ20がn回目の制御タイミング(n=1,2,・・・)で温度制御を行う前に、未だマスターCHの温度の差分がゼロより大きければ、即ち、マスターCHの温度測定値PVmaster−nが目標温度である温度設定値SVmasterに到達していなければ(ステップST7)、初期差分比記憶部25により温度制御開始時に算出された比αmを用いて、スレーブCHmのスレーブコントローラ20がn回目の制御タイミングで使用するスレーブCHmの温度設定値SVslave−mを補正する(ステップST8)。
即ち、設定補正値算出部26は、n回目の制御タイミングにおいて、マスターCHの差分算出部13から、上記の式(2)によって算出された差分値emaster−n(=SVmaster−PVmaster−n)を取得し、その差分値emaster−nと初期差分比記憶部25により記憶された比αmに乗算する。
そして、設定補正値算出部26は、下記の式(6)に示すように、目標温度設定部21により設定が受け付けられたスレーブCHmの温度設定値SVslave−m−0(昇温完了同期制御モードで温度制御が開始された時点の温度設定値SVslave−m−0)から当該乗算結果emaster−n・αmを減算することで、n回目の制御タイミングで使用するスレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m−nを算出する。
SV’slave−m−n=SVslave−m−0−emaster−n×αm (6)The setting correction
That is, the setting correction
Then, as shown in the following equation (6), the setting correction
SV'slave-mn = SVslave-m-0- emaster -n * [alpha] m (6)
スレーブCHmの設定補正値算出部26によるスレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m−nを算出する補正処理は、各々の制御タイミングで実施されるが、簡単な演算である事に加え、演算負荷が大きな除算処理が含まれていない。
また、初期差分比記憶部25及び設定補正値算出部26が算出に用いている要素(em aster−n)は、マスターコントローラ10が温度制御量MVmaster−nを算出する際のPID演算等で使用される変数であるため、マスターCHの差分算出部13から差分値emaster−nを得るようにすれば、従来例のように、到達率を算出するための特別な処理を一定周期の制御タイミング毎に実施する必要がない。Correction processing for calculating the temperature setpoint SV 'slave-m-n of the corrected slave CH m by setting the correction
In addition, the elements (e m aster-n ) used for calculation by the initial difference
スレーブCHmの差分算出部24は、スレーブCHmの設定補正値算出部26がn回目の制御タイミングで使用するスレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m −nを算出すると、下記の式(7)に示すように、スレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m−nと、スレーブCHmの温度測定部22から出力されたスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−n(n回目の制御タイミングにおけるスレーブCHmの温度測定値PVslave−m−n)との差分である差分値eslave−m− nを算出する。
eslave−m−n=SV’slave−m−n−PVslave−m−n (7)
e slave-mn = SV ' slave-mn -PV slave-mn (7)
スレーブCHmの制御演算部27は、スレーブCHmの差分算出部24が差分値esl ave−m−nを算出すると、その差分値eslave−m−nが零に近づくように、例えば、その差分値を入力とするPID演算を実施することにより、スレーブCHmの制御対象29の温度制御のための操作量として温度制御量MVslave−m−nを算出する。
スレーブCHmの制御演算部27は、温度制御量MVslave−m−nを算出すると、その温度制御量MVslave−m−nにしたがってヒータ28の加熱部を制御することで、スレーブCHmの制御対象29の温度を制御する(ステップST9)。
マスターCHの温度が目標温度である温度設定値に到達するまで、ステップST1〜ST9の処理が繰り返し実施される。Control
When the
The processes of steps ST1 to ST9 are repeatedly performed until the temperature of the master CH reaches the temperature set value that is the target temperature.
一方、マスターCHの温度が目標温度である温度設定値に到達すると、ステップST10において昇温完了同期制御モードが終了され、ステップST11の処理が実施される(ステップST7)。
即ち、スレーブCHmの差分算出部24は、マスターCHの温度測定値PVmaste r−nが目標温度である温度設定値SVmasterに到達すると、目標温度設定部21から設定切換部23を介してスレーブCHmの温度設定値SVslave−m−0(昇温完了同期制御モードで温度制御が開始された時点の温度設定値SVslave−m−0)を取得し、スレーブCHmの温度設定値SVslave−m−0と、スレーブCHmの温度測定部22から出力されたスレーブCHmの温度測定値PVslave−m(当該制御タイミングにおけるスレーブCHmの温度測定値PVslave−m)との差分値esl ave−mを算出する。On the other hand, when the temperature of the master CH reaches the temperature set value that is the target temperature, the temperature rise completion synchronous control mode is terminated in step ST10, and the process of step ST11 is performed (step ST7).
That is, when the temperature measurement value PV master r-n of the master CH reaches the temperature setting value SV master that is the target temperature, the
スレーブCHmの制御演算部27は、スレーブCHmの差分算出部24が差分値esl ave−mを算出すると、その差分値eslave−mが零に近づくように、例えば、その差分値を入力とするPID演算を実施することにより、スレーブCHmの制御対象29の温度制御のための操作量として温度制御量MVslave−mを算出する。
スレーブCHmの制御演算部27は、その温度制御量MVslave−mにしたがってヒータ28の加熱部を制御することで、スレーブCHmの制御対象29の温度を制御する(ステップST11)。Control
Control
ここで、図3はマスターCH及びスレーブCHmの昇温完了時刻が同期している温度制御例を示す説明図である。
図3の例では、マスターCHの温度設定値SVmasterと、スレーブCHmの温度設定値SVslave−mとが異なっており、また、マスターCHの昇温開始温度である温度測定値PVmaster−0と、スレーブCHmの昇温開始温度である温度測定値PVslave−m−0とが異なっているが、マスターCHの昇温完了時刻とスレーブCH mの昇温完了時刻とが一致している。 Here, FIG. 3 shows a master CH and a slave CH.mIt is explanatory drawing which shows the temperature control example in which the temperature increase completion time of is synchronized.
In the example of FIG. 3, the temperature setting value SV of the master CHmasterAnd slave CHmTemperature setpoint SVslave-mAnd the measured temperature PV which is the temperature rise start temperature of the master CHmaster-0And slave CHmTemperature measured value PVslave-m-0Is different from the master CH temperature rise completion time and slave CH mThe temperature rise completion time of the same time.
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、マスターCHの差分算出部13により算出された差分初期値emaster−0(温度制御開始時におけるマスターCHの温度設定値SVmasterと温度測定値PVmaster−0との差分である差分初期値emaster−0)と、スレーブCHmの差分算出部24により算出された差分初期値eslave−m−0(温度制御開始時におけるスレーブCHmの温度設定値SVsl ave−m−0と温度測定値PVslave−m−0との差分である差分初期値esla ve−m−0)と取得して、その差分初期値emaster−0に対する差分初期値es lave−m−0の比αm(=eslave−m−0/emaster−0)を算出する初期差分比記憶部25を設け、設定補正値算出部26が、初期差分比記憶部25により算出された比αmを用いて、スレーブCHmのスレーブコントローラ20がn回目の制御タイミングで使用するスレーブCHmの補正後の温度設定値SV’slave−m−nを算出するように構成したので、例えば、従来例のように、到達率を算出するための特別な処理を一定周期の制御タイミング毎に実施せずに、演算負荷が軽い処理を実行するだけで、マスターCHの温度設定値SVmasterとスレーブCHmの温度設定値SVslav e−mが異なる場合や、マスターCH及び各スレーブCHmの昇温開始温度が異なる場合でも、全ての制御対象の昇温完了時刻を同期させることができる効果を奏する。As apparent from the above, according to the first embodiment, the difference initial value e master-0 calculated by the
実施の形態2.
上記実施の形態1では、複数の温度制御ゾーンの中で、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが既知である例を説明しているが、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが予め分からない場合がある。
この実施の形態2では、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが分からない場合、複数の温度制御ゾーンに対する温度制御(上記実施の形態1で示している温度制御)を実施する前に、予備的な温度制御を実施することで、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーン(第1の制御対象)を判別する手段を備えている温度制御装置について説明する。
In the first embodiment, an example is described in which the temperature control zone having the slowest time to reach the target temperature is known among the plurality of temperature control zones. However, the time until the target temperature is reached is described. The slowest temperature control zone may not be known in advance.
In the second embodiment, when the temperature control zone having the slowest time to reach the target temperature is not known, the temperature control for the plurality of temperature control zones (the temperature control shown in the first embodiment) is performed. Prior to this, a temperature control device including means for determining a temperature control zone (first control target) having the slowest time to reach the target temperature by performing preliminary temperature control will be described.
図4はこの発明の実施の形態2による温度制御装置を示す構成図であり、図4において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
制御対象振分処理部30は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、複数の温度制御ゾーンの中で、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが不明である場合、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンを特定して、その温度制御ゾーンをマスターCHに設定する処理を実施する。4 is a block diagram showing a temperature control apparatus according to
The control target
図5はこの発明の実施の形態2による温度制御装置の制御対象振分処理部30を示す構成図である。
図5において、制御実行指示部31はコントローラが上記実施の形態1の温度制御を開始する前に、複数の温度制御ゾーンの温度を制御する各コントローラに対して、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象を特定するための事前準備用の温度制御として、温度設定値の補正を行わずに制御対象の温度を制御することを指示する。
ここで、複数の温度制御ゾーンの温度を制御する各コントローラは、マスターコントローラ10又はスレーブコントローラ20の何れかに該当するものであるが、この時点では、どのコントローラがマスターコントローラ10に該当するのかが不明であるため、複数のコントローラをCNTm(m=0,1,2,・・・,M)の記号で識別する。なお、制御実行指示部31は実行指示手段を構成している。FIG. 5 is a block diagram showing the controlled object
In FIG. 5, the control
Here, each controller that controls the temperature of the plurality of temperature control zones corresponds to either the master controller 10 or the
差分初期値記憶部32は制御実行指示部31から温度制御の実行が指示される前に、温度制御ゾーン毎に、当該温度制御ゾーンの温度測定部12(または22)から温度測定値PVinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を取得するとともに、当該温度制御ゾーンの目標温度設定部11(または21)から温度設定値SVinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を取得し、その温度測定値PVinit−mと温度設定値SVini t−mとの差分である差分初期値Dinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を算出して、その差分初期値Dinit−mを記憶する。The differential initial
差分値算出部33は制御実行指示部31が温度制御の実行を指示すると、温度制御ゾーン毎に、当該温度制御ゾーンの温度測定部12(または22)から温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)を取得するとともに、当該温度制御ゾーンの目標温度設定部11(または21)から温度設定値SVm(m=0,1,2,・・・,M)を取得し、その温度測定値PVmと温度設定値SVmとの差分である差分値Dmを算出する処理を実施する。
差分値比算出部34は、温度制御ゾーン毎に、差分初期値記憶部32に記憶されている差分初期値Dinit−mに対する差分値算出部33により算出された差分値Dmの比D m/Dinit−mを算出する処理を実施する。 When the control
The difference value
昇温完了時間推定部35は温度制御ゾーン毎に、当該温度制御ゾーンの温度測定部12(または22)から温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)を取得して記憶するとともに、温度制御ゾーン毎に、差分値比算出部34により算出された(M+1)個の温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mを監視し、いずれかの温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mが予め設定された基準の比(例えば、0.8)に到達すると、今回の制御タイミングで取得した温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)から、前回の制御タイミングで取得して記憶した当該温度制御ゾーンの温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)を減算し、いずれかの温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mが予め設定された基準の比(例えば、0.8)に到達した時の温度制御ゾーン毎の温度変化幅ΔPVm(m=0,1,2,・・・,M)を算出し、差分値算出部33により算出された差分値Dmの比Dm/Dinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を温度変化幅ΔPVm(m=0,1,2,・・・,M)で除算して、各温度制御ゾーンの制御対象が目標温度に到達するまでの予測時間である温度制御ゾーン毎の昇温完了時間推定値Tm(m=0,1,2,・・・,M)を算出する。The temperature increase completion
制御対象設定部36は差分値比算出部34により算出された(M+1)個の温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mを監視し、いずれかの温度制御ゾーンの比Dm/Dini t−mが予め設定された基準の比(例えば、0.8)に到達すると、(M+1)個の温度制御ゾーンの中で、昇温完了時間推定値Tm(m=0,1,2,・・・,M)が最も大きい温度制御ゾーンをマスターCHに設定し、残りの温度制御ゾーンをスレーブCHmに設定する処理を実施する。なお、差分初期値記憶部32、差分値算出部33、差分値比算出部34、昇温完了時間推定部35及び制御対象設定部36から制御対象設定手段が構成されている。
図6は制御対象振分処理部30の処理内容を示すフローチャートである。The control
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the control target
次に動作について説明する。
ただし、制御対象振分処理部30以外は、上記実施の形態1と同様であるため、制御対象振分処理部30の処理内容だけを説明する。
この実施の形態2では、(M+1)個の温度制御ゾーンが存在しているが、(M+1)個の温度制御ゾーンの中で、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが不明であるものとする。Next, the operation will be described.
However, since the components other than the control target
In the second embodiment, there are (M + 1) temperature control zones, but the temperature control zone with the slowest time to reach the target temperature is unknown among (M + 1) temperature control zones. Suppose that
制御対象振分処理部30の制御実行指示部31は、(M+1)個のコントローラCNT m(m=0,1,2,・・・,M)が上記実施の形態1の温度制御を開始する前に、(M+1)個のコントローラCNTmに対して、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象を特定するための事前準備用の温度制御の実行を指示する(ステップST11)。
なお、制御実行指示部31は、事前準備用の温度制御の実行を指示する前に、差分初期値の記憶指令を差分初期値記憶部32に出力する。
ここで、事前準備用の温度制御は、上記実施の形態1の温度制御のような本格的な温度制御ではなく、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い制御対象を特定するために、少しだけ昇温させる簡易な温度制御である。 The control
The control
Here, the temperature control for the pre-preparation is not a full-scale temperature control like the temperature control of the first embodiment, but a little to identify the control target with the slowest time to reach the target temperature. It is a simple temperature control that only raises the temperature.
差分初期値記憶部32は、制御実行指示部31から差分初期値の記憶指令を受けると、温度制御ゾーン毎に、当該温度制御ゾーンの温度測定部12(または22)から温度測定値PVinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を取得するとともに、当該温度制御ゾーンの目標温度設定部11(または21)から温度設定値SVinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を取得し、下記の式(8)に示すように、その温度測定値PVin it−mと温度設定値SVinit−mとの差分である差分初期値Dinit−mを算出して、その差分初期値Dinit−mを記憶する。
Dinit−m=SVinit−m−PVinit−m (8)When receiving the difference initial value storage command from the control
D init-m = SV init-m -PV init-m (8)
差分値算出部33は、制御実行指示部31が温度制御の実行を指示すると、温度制御ゾーン毎に、当該温度制御ゾーンの温度測定部12(または22)から温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)を取得するとともに、当該温度制御ゾーンの目標温度設定部11(または21)から温度設定値SVm(m=0,1,2,・・・,M)を取得し、下記の式(9)に示すように、その温度測定値PVmと温度設定値SVmとの差分である差分値Dmを算出する(ステップST12)。
Dm=SVm−PVm (9)When the control
D m = SV m -PV m ( 9)
差分値比算出部34は、差分値算出部33が(M+1)個の温度制御ゾーンの差分値D mを算出すると、温度制御ゾーン毎に、差分初期値記憶部32に記憶されている差分初期値Dinit−mに対する差分値Dm(差分値比算出部34により算出された差分値)の比Dm/Dinit−mを算出する(ステップST13)。 The difference value
昇温完了時間推定部35は、差分値比算出部34により算出された(M+1)個の温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mを監視し、いずれかの温度制御ゾーンの比Dm/D init−mが予め設定された基準の比(例えば、0.8)に到達すると(ステップST14)、下記の式(10)に示すように、今回の制御タイミングで取得した温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)から、前回の制御タイミングで取得して記憶した当該温度制御ゾーンの温度測定値PVm(m=0,1,2,・・・,M)を減算し、いずれかの温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mが予め設定された基準の比(例えば、0.8)に到達した時の温度制御ゾーン毎の温度変化幅ΔPVm(m=0,1,2,・・・,M)を算出する。
ΔPVm=今回の制御タイミングで取得した温度測定値PVm
−前回の制御タイミングで取得した温度測定値PVm
(10)
そして、昇温完了時間推定部35は、下記の式(11)に示すように、差分値算出部33により算出された差分値Dmの比Dm/Dinit−m(m=0,1,2,・・・,M)を温度変化幅ΔPVm(m=0,1,2,・・・,M)で除算して、温度制御ゾーン毎の昇温完了時間推定値Tm(m=0,1,2,・・・,M)を算出する。(ステップST15)。
Tm=(Dm/Dinit−m)/ΔPVm (11) The temperature increase completion
ΔPVm= Temperature measurement value PV acquired at the current control timingm
-Temperature measurement PV obtained at the previous control timingm
(10)
The temperature increase completion
Tm= (Dm/ Dinit-m) / ΔPVm (11)
制御対象設定部36は、昇温完了時間推定部35が温度制御ゾーン毎の昇温完了時間推定値Tm(m=0,1,2,・・・,M)を算出すると、(M+1)個の温度制御ゾーンの中で、昇温完了時間推定部35により算出された昇温完了時間推定値Tmが最も大きい温度制御ゾーンをマスターCHに設定し、残りの温度制御ゾーンをスレーブCHmに設定する(ステップST16)。When the temperature increase completion
いずれの温度制御ゾーンの比Dm/Dinit−mも基準の比(例えば、0.8)に到達していなければ(ステップST14)、ステップST12〜ST13の処理が繰り返し実施される。
制御実行指示部31は、制御対象設定部36がマスターCH及びスレーブCHmを設定すると、上記実施の形態1と同様の昇温完了同期制御モードによる温度制御の開始指令をマスターCHのマスターコントローラ10及びスレーブCHmのスレーブコントローラ20に出力する(ステップST17)。If the ratio D m / D init-m of any temperature control zone does not reach the reference ratio (for example, 0.8) (step ST14), the processes of steps ST12 to ST13 are repeated.
When the control
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、複数の温度制御ゾーンの中で、いずれかの温度制御ゾーンに係る差分初期値Dinit−m(温度制御の実行が指示される前の温度測定値PVinit−mと温度設定値SVinit−mとの差分)に対する差分値Dm(温度制御実行中の温度測定値PVmと温度設定値SVmとの差分)の比が予め設定された基準の比に到達した段階で、昇温完了時間推定値Tmが最も大きい温度制御ゾーンをマスターCHに設定し、残りの温度制御ゾーンをスレーブCHmに設定するように構成したので、複数の温度制御ゾーンの中で、目標温度に到達するまでの時間が最も遅い温度制御ゾーンが不明である場合でも、上記実施の形態1の温度制御を適用することができる効果を奏する。As apparent from the above, according to the second embodiment, among the plurality of temperature control zones, the difference initial value D init-m (before the execution of the temperature control is instructed) related to any one of the temperature control zones. The ratio of the difference value D m (the difference between the temperature measurement value PV m and the temperature setting value SV m during the temperature control) to the temperature measurement value PV init-m and the temperature setting value SV init-m of at the stage of reaching the ratio of set reference, set the highest temperature control zone heating completion time estimate T m in the master CH, since it is configured to set the rest of the temperature control zone to the slave CH m Even when the temperature control zone having the slowest time to reach the target temperature is unknown among the plurality of temperature control zones, the temperature control according to the first embodiment can be applied.
1 マスターCHの制御系、21〜2M スレーブCHの制御系、10 マスターコントローラ(第1のコントローラ)、11 マスターCHの目標温度設定部、12 マスターCHの温度測定部、13 マスターCHの差分算出部(初期差分比記憶手段、設定値補正手段)、14 マスターCHの制御演算部、15 マスターCHのヒータ、16 マスターCHの制御対象、20 スレーブコントローラ(第2のコントローラ)、21 スレーブCHの目標温度設定部、22 スレーブCHの温度測定部、23 スレーブCHの設定値切換部、24 スレーブCHの差分算出部(初期差分比記憶手段)、25 初期差分比記憶部(初期差分比記憶手段)、26 設定補正値算出部(設定値補正手段)、27 スレーブCHの制御演算部、28 スレーブCHのヒータ、29 スレーブCHの制御対象、30 制御対象振分処理部、31 制御実行指示部(実行指示手段)、32 差分初期値記憶部(制御対象設定手段)、33 差分値算出部(制御対象設定手段)、34 差分値比算出部(制御対象設定手段)、35 昇温完了時間推定部(制御対象設定手段)、36 制御対象設定部(制御対象設定手段)。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control system of master CH, 2 1-2 Control system of M slave CH, 10 Master controller (1st controller), 11 Target temperature setting part of master CH, 12 Master CH temperature measurement part, 13 Difference of master CH Calculation unit (initial difference ratio storage unit, set value correction unit), 14 master CH control operation unit, 15 master CH heater, 16 master CH control target, 20 slave controller (second controller), 21 slave CH Target temperature setting unit, 22 Slave CH temperature measurement unit, 23 Slave CH set value switching unit, 24 Slave CH difference calculation unit (initial difference ratio storage unit), 25 Initial difference ratio storage unit (initial difference ratio storage unit) , 26 Setting correction value calculation unit (setting value correction means), 27 Slave CH control calculation unit, 28 Slave CH he 29, control target of slave CH, 30 control target distribution processing unit, 31 control execution instruction unit (execution instruction unit), 32 difference initial value storage unit (control target setting unit), 33 difference value calculation unit (control target setting unit) ), 34 Difference value ratio calculation unit (control target setting unit), 35 Temperature rise completion time estimation unit (control target setting unit), 36 Control target setting unit (control target setting unit).
Claims (5)
目標温度に到達するまでの時間が前記第1の制御対象より早い第2の制御対象の目標温度である第2の温度設定値と、前記第2の制御対象の測定温度である第2の温度測定値とから前記第2の制御対象の温度制御のための操作量を算出し、前記操作量にしたがって前記第2の制御対象の温度を制御する第2のコントローラと、
前記第1及び第2のコントローラによる温度制御開始時における前記第1の温度設定値と前記第1の温度測定値の差分である第1の差分初期値と、前記温度制御開始時における前記第2の温度設定値と前記第2の温度測定値の差分である第2の差分初期値とを求め、前記第1の差分初期値に対する前記第2の差分初期値の比を算出して、前記比を記憶する初期差分比記憶手段と、
前記第1及び第2のコントローラにより温度制御が実行される制御タイミング毎に、当該制御タイミングにおける前記第1の温度設定値と前記第1の温度測定値の差分と、前記初期差分比記憶手段により記憶された比とを用いて、前記第2の温度設定値を補正する設定値補正手段と
を備えた温度制御装置。Operation for temperature control of the first control object from the first temperature set value that is the target temperature of the first control object and the first temperature measurement value that is the measured temperature of the first control object A first controller that calculates an amount and controls the temperature of the first control object according to the operation amount;
The second temperature set value that is the target temperature of the second control object that is earlier than the first control object, and the second temperature that is the measured temperature of the second control object. A second controller that calculates an operation amount for temperature control of the second control object from a measured value, and controls the temperature of the second control object according to the operation amount;
A first difference initial value that is a difference between the first temperature setting value and the first temperature measurement value at the time of starting temperature control by the first and second controllers; and the second value at the time of starting temperature control. And a second difference initial value that is a difference between the second temperature measurement value and a ratio of the second difference initial value with respect to the first difference initial value. Initial difference ratio storage means for storing
For each control timing at which temperature control is performed by the first and second controllers, the difference between the first temperature setting value and the first temperature measurement value at the control timing, and the initial difference ratio storage means A temperature control device comprising: a set value correction means for correcting the second temperature set value using the stored ratio.
前記事前準備用の温度制御中に、各々の制御対象の温度設定値と温度測定値の差分である差分値を求めるとともに、前記差分値を当該制御対象の単位時間毎の温度変化量で除算することで、各々の制御対象が目標温度に到達するまでの予測時間を算出し、前記複数の制御対象の中で、前記予測時間が最も大きい制御対象を第1の制御対象に設定し、残りの制御対象を第2の制御対象に設定する制御対象設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載の温度制御装置。When the control target with the slowest time to reach the target temperature is unknown among the plurality of control targets, for each controller that controls the temperature of the plurality of control targets, until the target temperature is reached Execution instruction means for instructing to control the temperature of the control object without correcting the temperature set value as temperature control for preparation for identifying the control object with the slowest time;
During the pre-preparation temperature control, a difference value that is a difference between a temperature setting value and a temperature measurement value of each control target is obtained, and the difference value is divided by a temperature change amount per unit time of the control target. By calculating the predicted time until each control target reaches the target temperature, among the plurality of control targets, the control target with the longest predicted time is set as the first control target, and the remaining The temperature control device according to claim 1, further comprising: a control target setting unit that sets the control target as a second control target.
第2のコントローラが、目標温度に到達するまでの時間が前記第1の制御対象より早い第2の制御対象の目標温度である第2の温度設定値と、前記第2の制御対象の測定温度である第2の温度測定値とから前記第2の制御対象の温度制御のための操作量を算出し、前記操作量にしたがって前記第2の制御対象の温度を制御する第2の温度制御ステップと、
初期差分比記憶手段が、前記第1及び第2の温度制御ステップによる温度制御開始時における前記第1の温度設定値と前記第1の温度測定値の差分である第1の差分初期値と、前記温度制御開始時における前記第2の温度設定値と前記第2の温度測定値の差分である第2の差分初期値とを求め、前記第1の差分初期値に対する前記第2の差分初期値の比を算出して、前記比を記憶する初期差分比記憶処理ステップと、
設定値補正手段が、前記第2の温度制御ステップで温度制御が実行される制御タイミング毎に、当該制御タイミングにおける前記第1の温度設定値と前記第1の温度測定値の差分と、前記初期差分比記憶処理ステップで記憶された比とを用いて、前記第2の温度設定値を補正する設定値補正処理ステップと
を備えた温度制御方法。The first controller determines the first control target from the first temperature set value that is the target temperature of the first control target and the first temperature measurement value that is the measured temperature of the first control target. A first temperature control step of calculating an operation amount for temperature control and controlling a temperature of the first control object according to the operation amount;
The time until the second controller reaches the target temperature is a second temperature set value that is the target temperature of the second control target that is earlier than the first control target, and the measured temperature of the second control target. A second temperature control step of calculating an operation amount for temperature control of the second control object from the second measured temperature value and controlling the temperature of the second control object according to the operation amount When,
An initial difference ratio storage means, a first difference initial value that is a difference between the first temperature set value and the first temperature measurement value at the start of temperature control in the first and second temperature control steps; A second difference initial value that is a difference between the second temperature set value and the second temperature measurement value at the start of the temperature control is obtained, and the second difference initial value with respect to the first difference initial value. An initial difference ratio storage processing step for calculating the ratio of and storing the ratio;
For each control timing at which the temperature control is executed in the second temperature control step, the set value correction means, the difference between the first temperature set value and the first temperature measurement value at the control timing, and the initial value A temperature control method comprising: a set value correction processing step for correcting the second temperature set value using the ratio stored in the difference ratio storage processing step.
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