JP5280183B2 - Control apparatus and control method - Google Patents
Control apparatus and control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5280183B2 JP5280183B2 JP2008323472A JP2008323472A JP5280183B2 JP 5280183 B2 JP5280183 B2 JP 5280183B2 JP 2008323472 A JP2008323472 A JP 2008323472A JP 2008323472 A JP2008323472 A JP 2008323472A JP 5280183 B2 JP5280183 B2 JP 5280183B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- control
- operation amount
- mode
- set value
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、設定値に対して制御量が追従するように制御対象に操作量を与えて設定値追従制御を行う制御装置および制御方法に係り、例えばガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉の昇温制御を行う制御装置および制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control device and a control method for performing set value tracking control by giving an operation amount to a control target so that the control amount follows a set value, for example, a hybrid heat treatment furnace of a gas combustion furnace and an electric furnace. The present invention relates to a control device and a control method for performing temperature rise control.
省エネルギー制御と高精度制御の両方の要求に可能な限り対応することを目的として、ガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉が開発されている。図6はハイブリッド型熱処理炉における温度制御系の1例を示す図である。図6の例では、加熱処理炉100の内部に電気ヒータ101とガスヒータ102と温度センサ103とが設置されている。温度センサ103は、電気ヒータ101またはガスヒータ102によって加熱される空気の温度PVを測定する。温調計104は、温度PVが制御量設定値SPと一致するように操作量MVを算出する。電力調整器105は、操作量MVに応じた電力を電気ヒータ101に供給する。ガス流量調整器106は、操作量MVに応じた流量のガスをガスヒータ102に供給する。こうして、温調計104は、加熱処理炉100内の温度を制御する。
In order to meet the requirements of both energy saving control and high precision control as much as possible, a hybrid heat treatment furnace of gas combustion furnace and electric furnace has been developed. FIG. 6 is a diagram showing an example of a temperature control system in a hybrid heat treatment furnace. In the example of FIG. 6, an
図6のようなハイブリッド型熱処理炉では、加熱処理炉100を低温から高温に昇温させる際は、ガス流量調整器106とガスヒータ102とを用いることにより、エネルギー的に有利なガス燃焼炉として動作する。一方、昇温後に加熱処理炉100の温度を一定の値に高精度に維持する際は、電力調整器105と電気ヒータ101とを用いることにより、ガス燃焼炉よりもエネルギー効率で劣るが、制御の応答性で有利な電気炉として動作する。
In the hybrid heat treatment furnace as shown in FIG. 6, when the temperature of the
ガス燃焼炉としての加熱機能と、電気炉としての加熱機能とでは、温度制御を実行するために温調計104から制御指令である操作量MVが出力された時点から実際に加熱の効果が現れるまでの時間や、効果が現れた後の効果の大きさが異なる。すなわち、ガス燃焼炉として動作するとき(ガスモード)と、電気炉として動作するとき(電気モード)では、制御対象の特性が異なる。このように制御対象の特性が異なる場合、ガスモードと電気モードでは、例えばPID制御におけるPIDパラメータをそれぞれに適した値に切り換える必要がある。加熱処理炉100を昇温させる際はガスモードとし、加熱処理炉100を一定の温度に維持する際は電気モードとするような制御の切換方法では、電気モードが熱処理炉としての通常の稼働状態になるので、早めに稼働状態に移行するために、早めに電気モードでの安定した状態を得ることが好ましい。この場合、以下のような問題が生じる。
In the heating function as the gas combustion furnace and the heating function as the electric furnace, the heating effect actually appears from the time when the operation amount MV which is a control command is output from the
(A)例えば制御を早めに切り換える方法として、ガスモードで加熱処理炉の温度が設定値SPに到達した時点で電気モードに切り換える方法を採用すると、不連続な制御に特有の温度の乱れが発生する。この乱れが収束するまでは、熱処理炉としての稼働状態に入れないので、時間とエネルギーに損失が発生する。
(B)例えば制御を確実に切り換える方法として、ガスモードで加熱処理炉の温度が設定値SPに整定した時点で電気モードに切り換える方法を採用すると、高精度の制御が難しいガスモードで時間をかけて温度を整定させることになる。この方法では、ガスモードで整定するまでの時間とエネルギーが実質的に損失分になる。
(A) For example, if the method of switching to the electric mode when the temperature of the heat treatment furnace reaches the set value SP in the gas mode is adopted as a method of switching the control early, a temperature disturbance peculiar to discontinuous control occurs. To do. Until this disturbance is settled, the operation state as a heat treatment furnace cannot be entered, so that time and energy are lost.
(B) For example, if the method of switching to the electric mode at the time when the temperature of the heat treatment furnace is set to the set value SP in the gas mode is adopted as a method of switching the control reliably, it takes time in the gas mode that is difficult to control with high accuracy. To settle the temperature. In this method, the time and energy until settling in the gas mode is substantially lost.
制御を切り換えたときに良好な制御特性が得られるようにする技術として、特許文献1に開示された制御装置がある。特許文献1に開示された制御装置は、制御量PVの切り換え時に、過去の制御偏差および過去の制御偏差の変化量をゼロにリセットし、設定値SPを切り換え時点の制御量PV_curにし、同時に制御量PVが切り換わった時点の操作量MV_cur を直前の値にすることで、制御量PVが切り換わる以前にSP=PV_cur 、PV=PV_cur、MV=MV_cur で整定していた状況と実質的に等価の状態にして、この状態から段階的に本来の制御目標を達成する状態へと近付けていくために、設定値SPに1次遅れのフィルタリング処理を適用して設定値SPをSP=PV_cur から本来目指すべき値に徐々に近付けていくようにするものである。
As a technique for obtaining a good control characteristic when the control is switched, there is a control device disclosed in
以上のように、ガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉では、ガスモードから電気モードへの切り換えの際に上記の(A)、(B)のような問題点が発生する。
また、特許文献1に開示された技術は、制御すべき対象温度を切り換えることにより、切り換えの際に良好な特性が得られるようにするものである。しかしながら、ハイブリッド型熱処理炉におけるガスモードから電気モードへの切り換えでは切り換えた時点の制御量PVと本来の設定値SPとが最初から一致しているので、特許文献1に開示された技術が上記問題点の有効な解決策にならないことは明白である。
なお、以上のような問題点は、ハイブリッド型熱処理炉に限らず、2つの動作モードを有する制御対象であれば同様に発生する。
As described above, in the hybrid heat treatment furnace of the gas combustion furnace and the electric furnace, the problems (A) and (B) described above occur when switching from the gas mode to the electric mode.
In addition, the technique disclosed in
The above-described problems are not limited to the hybrid heat treatment furnace, and similarly occur if the control target has two operation modes.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、エネルギー効率に優れた第1のモードと制御の応答性に優れた第2のモードの2つの動作モードを有する制御対象について、初めに第1のモードで動作させた後に第2のモードで動作させる際に、第1のモードから第2のモードに早く確実に切り換えることができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem. First, a control object having two operation modes, ie, a first mode excellent in energy efficiency and a second mode excellent in control responsiveness, is provided. An object of the present invention is to provide a control device and a control method capable of quickly and surely switching from the first mode to the second mode when operating in the second mode after operating in the first mode.
本発明の制御装置は、設定値変更開始時点を追従フェーズの開始時点として前記追従フェーズへの切り換えを行う第1のフェーズ切換手段と、前記追従フェーズにおいて制御量が設定値を超えない特定の設定値追従制御経過時点を収束フェーズの開始時点として前記収束フェーズへの切り換えを行う第2のフェーズ切換手段と、前記収束フェーズにおいて予め設定された状況に到達した時点を安定フェーズの開始時点として前記安定フェーズへの切り換えを行う第3のフェーズ切換手段と、前記追従フェーズにおいて制御量を設定値に追従させる操作量を継続的に出力する第1の操作量決定手段と、前記収束フェーズにおいて制御量を設定値近傍に収束させる操作量を継続的に出力する第2の操作量決定手段と、前記安定フェーズにおいて制御量を設定値に安定させる操作量を継続的に出力する第3の操作量決定手段と、エネルギー効率に優れた第1のモードとこの第1のモードよりも制御の応答性に優れた第2のモードの2つの動作モードを有する制御対象を前記第1のモードで動作させる第1の操作手段に、前記追従フェーズにおいて前記第1の操作量決定手段から出力された操作量を出力する第1の操作量出力手段と、前記制御対象を前記第2のモードで動作させる第2の操作手段に、前記収束フェーズおよび安定フェーズにおいて前記第2の操作量決定手段または第3の操作量決定手段から出力された操作量を出力する第2の操作量出力手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記制御対象は、ガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉であり、前記第1のモードは、ガス燃焼炉として動作するガスモードであり、前記第2のモードは、電気炉として動作する電気モードであることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の1構成例において、前記第2のフェーズ切換手段は、前記追従フェーズにおいて現在の制御量から設定値に達するまでの時間である到達残り時間の予測値を、設定値と制御量との偏差および制御量の変化率に基づいて計算し、計算した到達残り時間予測値が予め設定された時間指標よりも小さくなった時点を前記収束フェーズの開始時点とすることを特徴とするものである。
The control device according to the present invention includes a first phase switching unit that switches to the follow-up phase with a set value change start time as a start time of the follow-up phase, and a specific setting in which the control amount does not exceed the set value in the follow-up phase. Second phase switching means for switching to the convergence phase with the value follow-up control elapsed time as the start time of the convergence phase; and the stable phase with the time point when reaching a preset condition in the convergence phase as the start time of the stable phase A third phase switching means for switching to a phase, a first operation amount determining means for continuously outputting an operation amount for causing the control amount to follow a set value in the follow-up phase, and a control amount in the convergence phase. A second manipulated variable determining means for continuously outputting an manipulated variable that converges in the vicinity of the set value; The outputs an operation amount to stabilize the amount to the set value continuously third manipulated variable determining means and a second which is excellent in the first mode and the responsiveness of control than the first mode with excellent energy efficiency The first operation means for operating the control object having two operation modes of the first mode in the first mode outputs the operation amount output from the first operation amount determination means in the follow-up phase. From the second manipulated variable determining means or the third manipulated variable determining means in the convergence phase and the stable phase. And a second operation amount output means for outputting the output operation amount.
In one configuration example of the control device of the present invention, the control target is a hybrid heat treatment furnace of a gas combustion furnace and an electric furnace, and the first mode is a gas mode that operates as a gas combustion furnace, The second mode is an electric mode operating as an electric furnace.
Further, in one configuration example of the control device according to the present invention, the second phase switching unit calculates a predicted value of a remaining arrival time, which is a time until the set value is reached from the current control amount in the follow-up phase, as a set value. Is calculated based on the deviation between the control amount and the rate of change of the control amount, and the time when the calculated predicted arrival remaining time value becomes smaller than a preset time index is set as the start time of the convergence phase. It is what.
また、本発明の制御方法は、設定値変更開始時点を追従フェーズの開始時点として前記追従フェーズへの切り換えを行う第1のフェーズ切換手順と、前記追従フェーズにおいて制御量を設定値に追従させる操作量を継続的に出力する追従フェーズの操作量決定手順と、エネルギー効率に優れた第1のモードとこの第1のモードよりも制御の応答性に優れた第2のモードの2つの動作モードを有する制御対象を前記第1のモードで動作させる第1の操作手段に、前記追従フェーズの操作量決定手順で決定された操作量を出力する追従フェーズの操作量出力手順と、前記追従フェーズにおいて制御量が設定値を超えない特定の設定値追従制御経過時点を収束フェーズの開始時点として前記収束フェーズへの切り換えを行う第2のフェーズ切換手順と、前記収束フェーズにおいて制御量を設定値近傍に収束させる操作量を継続的に出力する収束フェーズの操作量決定手順と、前記制御対象を前記第2のモードで動作させる第2の操作手段に、前記収束フェーズの操作量決定手順で決定された操作量を出力する収束フェーズの操作量出力手順と、前記収束フェーズにおいて予め設定された状況に到達した時点を安定フェーズの開始時点として前記安定フェーズへの切り換えを行う第3のフェーズ切換手順と、前記安定フェーズにおいて制御量を設定値に安定させる操作量を継続的に出力する安定フェーズの操作量決定手順と、前記第2の操作手段に、前記安定フェーズの操作量決定手順で決定された操作量を出力する安定フェーズの操作量出力手順とを備えることを特徴とするものである。 Further, the control method of the present invention includes a first phase switching procedure for switching to the following phase with a set value change start time as a start time of the follow-up phase, and an operation for causing the control amount to follow the set value in the follow-up phase. The operation amount determination procedure in the follow-up phase for continuously outputting the amount, the first mode excellent in energy efficiency, and the second operation mode superior in control response than the first mode. An operation amount output procedure in the follow-up phase for outputting the operation amount determined in the operation amount determination procedure in the follow-up phase to the first operation means for operating the control target in the first mode; and control in the follow-up phase A second phase switching procedure for switching to the convergence phase with a specified setpoint follow-up control elapsed time at which the amount does not exceed the set value as a convergence phase start time In the convergence phase, the operation amount determination procedure in the convergence phase for continuously outputting the operation amount for converging the control amount in the vicinity of the set value, and the second operation means for operating the control target in the second mode, An operation amount output procedure in the convergence phase for outputting the operation amount determined in the operation amount determination procedure in the convergence phase, and a time point when reaching a preset condition in the convergence phase is set as the start point of the stable phase to the stable phase. A third phase switching procedure for performing switching, a stable phase manipulated variable determining procedure for continuously outputting an manipulated variable that stabilizes the controlled variable to a set value in the stable phase, and the second operating means, A stable phase manipulated variable output procedure for outputting the manipulated variable determined by the stable phase manipulated variable determining procedure.
本発明によれば、エネルギー効率に優れた第1のモードと制御の応答性に優れた第2のモードの2つの動作モードを有する制御対象について、初めに第1のモードで動作させた後に第2のモードで動作させる際に、第1のモードから第2のモードに早く確実に切り換えることができる。したがって、ハイブリッド型熱処理炉の場合であれば、ガスモードから電気モードに早く確実に切り換えることができる。また、本発明では、追従フェーズ、収束フェーズ、安定フェーズのそれぞれの制御特性を別々に調整することができるので、実対象に合わせたパラメータ調整が容易になる。特に、追従フェーズから収束フェーズへの切換時点を調整することと、収束フェーズにおける操作量を調整することにより、設定値追従制御の応答波形を強制的かつ直接的に整形する作用が得られるため、非線形性の強い系を制御対象とする場合でも、適切な設定値追従制御を実現することができる。 According to the present invention, a control target having two operation modes of a first mode with excellent energy efficiency and a second mode with excellent control response is first operated after being operated in the first mode. When operating in the second mode, it is possible to quickly and surely switch from the first mode to the second mode. Therefore, in the case of a hybrid heat treatment furnace, it is possible to quickly and surely switch from the gas mode to the electric mode. In the present invention, since the control characteristics of the follow-up phase, the convergence phase, and the stability phase can be adjusted separately, parameter adjustment according to the actual object is facilitated. In particular, by adjusting the switching time point from the tracking phase to the convergence phase and adjusting the operation amount in the convergence phase, it is possible to forcibly and directly shape the response waveform of the setting value tracking control, Even when a system with strong nonlinearity is a control target, it is possible to realize appropriate set value tracking control.
[発明の原理]
従来のハイブリッド型熱処理炉の課題の本質的、具体的な解決策の捉え方は、ガスモード(燃焼方式)と電気モード(電気方式)の連動により、稼働状態に入るまでの時間、すなわち整定までの時間を短縮することである。つまり、ガスモード(燃焼方式)と電気モード(電気方式)が連動して、低温から高温に早く昇温して早く整定するという理想的な昇温軌道を描くことが、課題解決に繋がる。
[Principle of the Invention]
The essential and concrete solution to the problems of conventional hybrid heat treatment furnaces is to get the operating time, that is, to settling, by linking the gas mode (combustion method) and the electric mode (electric method). It is to shorten the time. That is, drawing an ideal temperature rising trajectory in which the gas mode (combustion method) and the electric mode (electric method) work together to quickly raise the temperature from a low temperature to a high temperature and to settle quickly leads to a solution to the problem.
この場合、一連の動作においてガスモード(燃焼方式)による昇温動作では操作量MVが高い数値に維持され、電気モード(電気方式)における整定動作では操作量MVが低い数値に維持されることになる。すなわち、操作量帯域が分離された一連の昇温整定動作として設計するのが妥当であると分析できる。 In this case, in the series of operations, the manipulated value MV is maintained at a high value in the temperature raising operation by the gas mode (combustion method), and the manipulated value MV is maintained at a low value in the settling operation in the electric mode (electric method). Become. That is, it can be analyzed that it is appropriate to design as a series of temperature rising and setting operations in which the operation amount band is separated.
そこで、発明者は、特開2003−208201号公報に開示された制御装置における追従フェーズから収束フェーズへの移行は、不連続な操作量出力動作であるので、操作量帯域が分離された一連の昇温整定動作と類似であることに着眼した。そして、加熱方式の切り換えを追従フェーズから収束フェーズへ移行するタイミングで実行するのが適していることに想到した。すなわち、追従フェーズをガスモード(燃焼方式)で動作させ、収束フェーズと安定フェーズを電気モード(電気方式)で動作させればよい。 Therefore, the inventor has a discontinuous manipulated variable output operation in the control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-208201, and the transition from the follow phase to the converged phase is a discontinuous manipulated variable output operation. It was noted that it is similar to the temperature rising settling operation. Then, the inventors came up with the idea that it is appropriate to switch the heating method at the timing of shifting from the follow-up phase to the convergence phase. That is, the follow-up phase may be operated in the gas mode (combustion method) and the convergence phase and the stability phase may be operated in the electric mode (electric method).
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に係る制御装置の動作を示す波形図であり、図1(A)は制御量PVの変化を示す図、図1(B)は操作量MVの変化を示す図である。図1(B)の○印は制御周期dtごとに出力される操作量MVである。本実施の形態では、設定値変更に伴う設定値追従制御の応答過程を、以下に示す3段階のフェーズ(追従フェーズ、収束フェーズ、安定フェーズ)に分割する。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a waveform diagram showing the operation of the control device according to the embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) shows a change in the control amount PV, and FIG. 1 (B) shows a change in the manipulated variable MV. FIG. ○ marks in FIG. 1 (B) is a manipulated variable MV output every control cycle dt. In the present embodiment, the response process of the set value tracking control accompanying the change of the set value is divided into the following three phases (following phase, convergence phase, and stable phase).
まず、応答過程において、設定値SP変更開始時点t1から、制御量PVが設定値SPを超えない特定の設定値追従制御経過時点t2までを追従フェーズとする。この追従フェーズでは、設定値追従制御の応答波形が乱れず、かつ制御量PVが設定値SPに追従するような操作量MVを継続的に出力する。次に、前記特定の設定値追従制御経過時点t2から、予め指定された状況に到達する時点t3までを収束フェーズとする。この収束フェーズでは、設定値追従制御の応答波形が乱れず、かつ制御量PVが設定値SP近傍に収束するような操作量MVを継続的に出力する。そして、前記予め指定された状況に到達した時点t3以降を安定フェーズとする。この安定フェーズでは、制御量PVが設定値SPに安定するような操作量MVを継続的に出力する。 First, in the response process, a follow-up phase is set from a set value SP change start time t1 to a specific set value follow-up control elapsed time t2 at which the control amount PV does not exceed the set value SP. In this follow-up phase, the operation amount MV is continuously output so that the response waveform of the set value follow-up control is not disturbed and the control amount PV follows the set value SP. Next, the convergence phase is set from the specific set value follow-up control elapsed time t2 to the time t3 at which a predetermined condition is reached. In this convergence phase, the manipulated variable MV is continuously output so that the response waveform of the set value follow-up control is not disturbed and the controlled variable PV converges near the set value SP. Then, the time t3 or later after reaching the previously specified situation is set as the stable phase. In this stable phase, the manipulated variable MV is continuously output so that the controlled variable PV is stabilized at the set value SP.
図2は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置は、制御装置のオペレータによって設定された設定値SPを入力する設定値入力部1と、図示しないセンサによって検出された制御量PVを入力する制御量入力部2と、設定値変更開始時点を追従フェーズの開始時点t1として追従フェーズへの切り換えを行う第1のフェーズ切換部3と、追従フェーズにおいて制御量PVが設定値SPを超えない特定の設定値追従制御経過時点を収束フェーズの開始時点t2として収束フェーズへの切り換えを行う第2のフェーズ切換部4と、収束フェーズにおいて予め設定された状況に到達した時点を安定フェーズの開始時点t3として安定フェーズへの切り換えを行う第3のフェーズ切換部5と、追従フェーズにおいて制御量PVを設定値SPに追従させるための予め規定された操作量MVを継続的に出力する第1の操作量決定部6と、収束フェーズにおいて制御量PVを設定値SP近傍に収束させるための予め規定された操作量MVを継続的に出力する第2の操作量決定部7と、安定フェーズにおいて制御量PVを設定値SPに安定させるための予め規定された操作量MVを継続的に出力する第3の操作量決定部8と、追従フェーズにおいてハイブリッド型熱処理炉をガス燃焼炉として動作させる第1の操作手段に、第1の操作量決定部6から出力された操作量MVを出力するガスモード操作量出力部9と、収束フェーズまたは安定フェーズにおいてハイブリッド型熱処理炉を電気炉として動作させる第2の操作手段に、第2の操作量決定部7または第3の操作量決定部8から出力された操作量MVを出力する電気モード操作量出力部10とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the control device according to the present embodiment. The control device includes a set
本実施の形態の制御装置を適用する温度制御系は、図6に示したとおりである。制御装置は、図6の温調計104の内部に設けられる。ガスヒータ102とガス流量調整器106とは、第1の操作手段を構成し、電気ヒータ101と電力調整器105とは、第2の操作手段を構成している。
The temperature control system to which the control device of the present embodiment is applied is as shown in FIG. The control device is provided inside the
以下、本実施の形態の制御装置の動作を説明する。図3は制御装置の動作を示すフローチャートである。
設定値SPは、制御装置のオペレータによって設定され、設定値入力部1を介して第1のフェーズ切換部3、第2のフェーズ切換部4、第3のフェーズ切換部5、第1の操作量決定部6、第2の操作量決定部7および第3の操作量決定部8に入力される。制御量PVは、センサ(図6の例では温度センサ103)によって検出され、制御量入力部2を介して第1のフェーズ切換部3、第2のフェーズ切換部4、第3のフェーズ切換部5、第1の操作量決定部6、第2の操作量決定部7および第3の操作量決定部8に入力される。
Hereinafter, the operation of the control device of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control device.
The set value SP is set by an operator of the control device, and the first
初期状態では、安定フェーズが選択される。すなわち、制御開始に伴って、第1のフェーズ切換部3は、追従フェーズの開始時点t1か否かを判断し(図3ステップS101)、開始時点t1でないと判断した場合、フェーズ切り換えを行わずにステップS107に進んで安定フェーズのままとする。安定フェーズの場合、第3の操作量決定部8が予め規定された操作量MVを出力し、電気モード操作量出力部10は、第3の操作量決定部8から出力された操作量MVを制御対象(実際の出力先は電力調整器105)へ出力する(ステップS107)。ただし、図1(B)から明らかなように、初期状態で出力される操作量MVは例えば0%であり、収束フェーズから安定フェーズへ切り換えられたときに出力される操作量MVとは異なる。
In the initial state, the stable phase is selected. That is, with the start of control, the first
図1(A)に示すように設定値SPが変更されたことにより、追従フェーズの開始時点t1と判断した場合(ステップS101においてYES)、第1のフェーズ切換部3は、安定フェーズから追従フェーズへ切り換えを行い、追従フェーズへ切り換えたことを第2のフェーズ切換部4、第3のフェーズ切換部5および第1の操作量決定部6に通知する。追従フェーズの場合、第1の操作量決定部6が予め規定された操作量MVを出力し、ガスモード操作量出力部9は、第1の操作量決定部6から出力された操作量MVを制御対象(実際の出力先はガス流量調整器106)へ出力する(ステップS102)。
When it is determined that the follow-up phase start time t1 is determined by changing the set value SP as shown in FIG. 1A (YES in step S101), the first
次に、追従フェーズに切り換えられた場合、第2のフェーズ切換部4は、収束フェーズの開始時点t2か否かを判断し(ステップS103)、開始時点t2でないと判断した場合、フェーズ切り換えを行わずにステップS102に戻り追従フェーズのままとする。 Next, when the phase is switched to the follow-up phase, the second phase switching unit 4 determines whether or not it is the start time t2 of the convergence phase (step S103), and when it is determined that it is not the start time t2, the phase is switched. Without returning to step S102, the follow-up phase is maintained.
ステップS103において、収束フェーズの開始時点t2と判断した場合、第2のフェーズ切換部4は、追従フェーズから収束フェーズへ切り換えを行い、収束フェーズへ切り換えたことを第1のフェーズ切換部3、第3のフェーズ切換部5および第2の操作量決定部7に通知する。収束フェーズの場合、第2の操作量決定部7が予め規定された操作量MVを出力し、電気モード操作量出力部10は、第2の操作量決定部7から出力された操作量MVを制御対象へ出力する(ステップS104)。
If it is determined in step S103 that the convergence phase start time t2 is reached, the second phase switching unit 4 switches from the follow-up phase to the convergence phase, and the first
次に、収束フェーズに切り換えられた場合、第1のフェーズ切換部3は、追従フェーズの開始時点t1か否かを判断し(ステップS105)、追従フェーズの開始時点t1と判断した場合、ステップS102に進んで収束フェーズから追従フェーズへ切り換えを行い、追従フェーズへ切り換えたことを第2のフェーズ切換部4、第3のフェーズ切換部5および第1の操作量決定部6に通知する。また、第1のフェーズ切換部3は、開始時点t1でないと判断した場合、フェーズ切り換えを行わずにステップS106に進み収束フェーズのままとする。
Next, when the phase is switched to the convergence phase, the first
続いて、第3のフェーズ切換部5は、安定フェーズの開始時点t3か否かを判断し(ステップS106)、開始時点t3でないと判断した場合、フェーズ切り換えを行わずにステップS104に戻り収束フェーズのままとする。
Subsequently, the third
ステップS106において、安定フェーズの開始時点t3と判断した場合、第3のフェーズ切換部5は、収束フェーズから安定フェーズへ切り換えを行い、安定フェーズへ切り換えたことを第1のフェーズ切換部3、第2のフェーズ切換部4および第3の操作量決定部8に通知する。安定フェーズの場合、第3の操作量決定部8が予め規定された操作量MVを出力し、電気モード操作量出力部10は、第3の操作量決定部8から出力された操作量MVを制御対象へ出力する(ステップS107)。以上のようなステップS101〜S107の処理をオペレータ等の指令によって制御装置が停止するまで(ステップS108においてYES)、制御周期dtごとに繰り返す。
In step S106, when it is determined that the start time t3 of the stable phase, the third
ここで、フェーズ切り換えについてより詳細に説明する。図4は追従フェーズから収束フェーズへの切り換えを説明するための波形図である。第2のフェーズ切換部4は、現在の制御周期における制御量PVから設定値SPに達するまでの時間である到達残り時間の予測値Trを設定値SPと制御量PVとの偏差Erおよび制御量PVの変化率ΔPVに基づいてTr=Er/ΔPVにより計算し、計算した到達残り時間予測値Trが予め設定された時間指標Txよりも小さくなった時点を、収束フェーズの開始時点(特定の設定値追従制御経過時点)t2と判断し、追従フェーズから収束フェーズへの切り換えを行う。 Here, phase switching will be described in more detail. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining switching from the follow-up phase to the convergence phase. The second phase switching unit 4 uses the predicted value Tr of the remaining arrival time, which is the time from the control amount PV in the current control cycle to the set value SP, and the deviation Er between the set value SP and the control amount PV and the control amount. Based on the PV change rate ΔPV, Tr = Er / ΔPV is calculated, and the time when the calculated estimated remaining arrival time Tr becomes smaller than a preset time index Tx is defined as the convergence phase start time (specific setting The value follow-up control elapsed time) is determined to be t2, and the follow-up phase is switched to the convergence phase.
図5は収束フェーズから安定フェーズへの切り換えを説明するための波形図である。第3のフェーズ切換部5は、収束フェーズの開始時点t2から、予め設定された時間指標Tcが経過した時点を、安定フェーズの開始時点(予め指定された状況に到達する時点)t3と判断し、収束フェーズから安定フェーズへの切り換えを行う。
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining switching from the convergence phase to the stable phase. The third
次に、各フェーズにおける操作量決定手順について説明する。追従フェーズにおける操作量決定手順には3通りあり、第1の手順によれば、第1の操作量決定部6は、予め設定された操作量MV1を出力する。第2の手順によれば、第1の操作量決定部6は、予め設定された操作量MV1を時間遅れフィルタ処理して、時間遅れフィルタ処理後の値MVfを出力する。第3の手順によれば、第1の操作量決定部6は、制御の即応性を重視したPID制御アルゴリズム(P,PD,PI制御を含む)により、偏差Erから操作量MVcを算出して出力する。
Next, the operation amount determination procedure in each phase will be described. There are three operation amount determination procedures in the follow-up phase. According to the first procedure, the first operation
収束フェーズにおいて、第2の操作量決定部7は、予め設定された操作量MV2を出力する。
安定フェーズにおいて、第3の操作量決定部8は、制御の安定性を重視したPID制御アルゴリズム(P,PD,PI制御を含む)により、偏差Erから操作量MVdを算出して出力する。
In the convergence phase, the second manipulated
In the stable phase, the third manipulated
本実施の形態は、追従フェーズと安定フェーズとに別の制御特性を与える手法により制御を行おうとするものであり、かつ追従フェーズと安定フェーズの切換時点の前後で制御応答波形が乱れないように、さらに別の制御特性を与えて制御を行うための収束フェーズを設けている。追従フェーズでは、制御量PVが設定値SPに追従することだけを目的とした操作量MVを出力する。次に、収束フェーズでは、追従フェーズから安定フェーズに移行させるために制御量PVが設定値SP近傍に収束することだけを目的とした操作量MVを出力する。最後に、安定フェーズでは、制御量PVが設定値SPに安定することだけを目的とした操作量MVを出力する。 In the present embodiment, control is performed by a method that gives different control characteristics to the follow-up phase and the stable phase, and the control response waveform is not disturbed before and after switching between the follow-up phase and the stable phase. In addition, a convergence phase is provided for performing control by giving yet another control characteristic. In the follow-up phase, the manipulated variable MV is output only for the purpose of causing the control amount PV to follow the set value SP. Next, in the convergence phase, in order to shift from the follow-up phase to the stable phase, an operation amount MV for the purpose of only converging the control amount PV near the set value SP is output. Finally, in the stable phase, the manipulated variable MV is output only for the purpose of stabilizing the controlled variable PV at the set value SP.
本実施の形態では、追従フェーズ、収束フェーズ、安定フェーズのそれぞれの制御特性を別々に調整できるので、実対象に合わせたパラメータ調整が容易になる。特に、設定値追従制御では、追従フェーズから収束フェーズへの切換時点を調整することと、収束フェーズにおける操作量MVを調整することにより、設定値追従制御の応答波形を強制的かつ直接的に整形する作用が得られるため、きれいな設定値追従制御が実現できる。 In the present embodiment, since the control characteristics of the follow-up phase, the convergence phase, and the stability phase can be adjusted separately, it is easy to adjust parameters according to the actual object. In particular, in the setpoint tracking control, the response waveform of the setpoint tracking control is forcibly and directly shaped by adjusting the switching point from the tracking phase to the convergence phase and adjusting the manipulated variable MV in the convergence phase. Therefore, clean set value tracking control can be realized.
次に、本実施の形態のより具体的な動作を図1(A)、図1(B)を用いて説明する。前述のように図3のステップS101〜S108の処理は制御周期dtごとに行われる。したがって、操作量MVも制御周期dtごとに出力される。
本実施の形態では、フェーズを示すパラメータをFとし、F=1のとき追従フェーズ、F=2のとき収束フェーズ、F=3のとき安定フェーズとする。また、現在の制御周期nにおける設定値をSP(n)、制御周期nにおける制御量をPV(n)、制御周期nにおける操作量をMV(n)、制御周期nにおける制御偏差をEr(n)とする。
Next, a more specific operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. As described above, the processing in steps S101 to S108 in FIG. 3 is performed every control cycle dt. Therefore, the operation amount MV is also output every control cycle dt.
In the present embodiment, the parameter indicating the phase is F, the tracking phase when F = 1, the convergence phase when F = 2, and the stable phase when F = 3. Further, the set value in the current control cycle n is SP (n), the control amount in the control cycle n is PV (n), the operation amount in the control cycle n is MV (n), and the control deviation in the control cycle n is Er (n ).
第1のフェーズ切換部3は、図3のステップS101又はS105において、現在の制御周期nにおける設定値SP(n)が1制御周期前の設定値SP(n−1)よりも大きい場合、現時点を追従フェーズの開始時点t1と判断し、フェーズを示すパラメータFの値をF=1(追従フェーズ)とし、このF=1を第2のフェーズ切換部4、第3のフェーズ切換部5および第1の操作量決定部6に出力する。なお、第1のフェーズ切換部3は、第2のフェーズ切換部4または第3のフェーズ切換部5からF=2またはF=3の通知を受けた場合、第1の操作量決定部6に出力しているパラメータFの値を通知を受けた値F=2またはF=3に変更する。
If the set value SP (n) in the current control cycle n is larger than the set value SP (n−1) in the previous control cycle in step S101 or S105 in FIG. Is determined as the start time t1 of the follow-up phase, and the value of the parameter F indicating the phase is set to F = 1 (follow-up phase), and this F = 1 is set to the second phase switch unit 4, the third
第1の操作量決定部6は、第1のフェーズ切換部3から出力されたパラメータFの値がF=1である場合、制御の即応性を重視したPID制御アルゴリズムにより算出した操作量MVc(n)を操作量MV(n)として出力する(図3ステップS102、図1(B))。ここで、制御の即応性を重視したPID制御アルゴリズムは、ラプラス演算子sを用いた伝達関数で表すと次式のようになる。
MVc(n)=Kg1{1+(1/Ti1s)+Td1s}{SP(n)
−PV(n)} ・・・(1)
When the value of the parameter F output from the first
MVc (n) = Kg1 {1+ (1 / Ti1s) + Td1s} {SP (n)
-PV (n)} (1)
式(1)において、Kg1は比例ゲイン、Ti1は積分時間、Td1は微分時間である。即応性重視のためのパラメータKg1,Ti1,Td1の設定の仕方については周知であるので、説明は省略する。ここでは、追従フェーズにおける操作量決定手順として、上記第3の手順を採用しているが、第1の手順または第2の手順を採用してもよいことは言うまでもない。 In Expression (1), Kg1 is a proportional gain, Ti1 is an integration time, and Td1 is a differentiation time. Since the method of setting the parameters Kg1, Ti1, and Td1 for emphasizing responsiveness is well known, the description thereof is omitted. Here, although the said 3rd procedure is employ | adopted as an operation amount determination procedure in a follow-up phase, it cannot be overemphasized that a 1st procedure or a 2nd procedure may be employ | adopted.
次に、第2のフェーズ切換部4は、現在の制御周期nにおける設定値SP(n)と制御量PV(n)との偏差Er(n)=SP(n)−PV(n)を算出する。さらに、第2のフェーズ切換部4は、現在の制御周期nにおける制御量PV(n)から設定値SPに達するまでの時間である到達残り時間の予測値Tr(n)を次式のように算出する。
Tr(n)=Er(n)/ΔPV
=Er(n)dt/{PV(n)−PV(n−1)} ・・・(2)
式(2)において、PV(n−1)は1制御周期前の制御量である。
Next, the second phase switching unit 4 calculates a deviation Er (n) = SP (n) −PV (n) between the set value SP (n) and the control amount PV (n) in the current control cycle n. To do. Further, the second phase switching unit 4 calculates the predicted arrival time Tr (n), which is the time from the control amount PV (n) in the current control cycle n to the set value SP, as shown in the following equation. calculate.
Tr (n) = Er (n) / ΔPV
= Er (n) dt / {PV (n) -PV (n-1)} (2)
In the formula (2), PV (n−1) is a control amount before one control cycle.
また、第2のフェーズ切換部4には、フェーズ切換判断のための時間指標Txが予め設定されている。第2のフェーズ切換部4は、図3のステップS103において、パラメータFの値がF=1で、設定値SP(n)が設定値SP(n−1)から変更されておらず、かつ到達残り時間予測値Tr(n)が時間指標Txよりも小さい場合、パラメータFの値をF=2(収束フェーズ)とし、このF=2を第1のフェーズ切換部3、第3のフェーズ切換部5および第2の操作量決定部7に出力する。なお、第2のフェーズ切換部4は、第1のフェーズ切換部3または第3のフェーズ切換部5からF=1またはF=3の通知を受けた場合、第2の操作量決定部7に出力しているパラメータFの値を通知を受けた値F=1またはF=3に変更する。
The second phase switching unit 4 is preset with a time index Tx for determining phase switching. In step S103 of FIG. 3, the second phase switching unit 4 has a parameter F value of F = 1, the set value SP (n) has not been changed from the set value SP (n−1), and has reached. When the remaining time prediction value Tr (n) is smaller than the time index Tx, the value of the parameter F is set to F = 2 (convergence phase), and F = 2 is set as the first
次に、第2の操作量決定部7には、収束フェーズにおける操作量出力値MV2が予め設定されている。第2の操作量決定部7は、第2のフェーズ切換部4から出力されたパラメータFの値がF=2である場合、予め設定された値MV2を操作量MV(n)として出力する(図3ステップS104、図1(B))。
Next, the operation amount output value MV2 in the convergence phase is preset in the second operation
次に、第3のフェーズ切換部5には、フェーズ切換判断のための時間指標Tcが予め設定されている。第3のフェーズ切換部5は、図3のステップS106において、パラメータFの値がF=2で、かつF=2(収束フェーズ)にセットされた時点t2からの経過時間tnが時間指標Tcよりも長い場合、現時点を安定フェーズの開始時点t3と判断し、パラメータFの値をF=3(安定フェーズ)とし、このF=3を第1のフェーズ切換部3、第2のフェーズ切換部4および第3の操作量決定部8に出力する。なお、第3のフェーズ切換部5は、第1のフェーズ切換部3または第2のフェーズ切換部4からF=1またはF=2の通知を受けた場合、第3の操作量決定部8に出力しているパラメータFの値を通知を受けた値F=1またはF=2に変更する。
Next, the third
次に、第3の操作量決定部8は、第3のフェーズ切換部5から出力されたパラメータFの値がF=3である場合、制御の安定性を重視したPID制御アルゴリズムにより算出した操作量MVd(n)を操作量MV(n)として出力する(図3ステップS107、図1(B))。ここで、制御の安定性を重視したPID制御アルゴリズムは、伝達関数で表すと次式のようになる。
MVd(n)=Kg3{1+(1/Ti3s)+Td3s}{SP(n)
−PV(n)} ・・・(3)
式(3)において、Kg3は比例ゲイン、Ti3は積分時間、Td3は微分時間である。安定性重視のためのパラメータKg3,Ti3,Td3の設定の仕方については周知であるので、説明は省略する。
Next, when the value of the parameter F output from the third
MVd (n) = Kg3 {1+ (1 / Ti3s) + Td3s} {SP (n)
-PV (n)} (3)
In Equation (3), Kg3 is a proportional gain, Ti3 is an integration time, and Td3 is a differentiation time. Since the method of setting the parameters Kg3, Ti3, and Td3 for emphasizing stability is well known, a description thereof will be omitted.
なお、追従フェーズにおける操作量決定手順として、第1、第2の手順を採用する場合の操作量出力値MV1とフィルタ時定数の設定の仕方については、特開2003−208201号公報に開示されている。同様に、時間指標Tx,Tc、操作量出力値MV2の設定の仕方についても、特開2003−208201号公報に開示されている。 Note that the method of setting the manipulated variable output value MV1 and the filter time constant when the first and second procedures are adopted as the manipulated variable determining procedure in the follow-up phase is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-208201. Yes. Similarly, the method of setting the time indexes Tx and Tc and the manipulated variable output value MV2 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-208201.
図6に示したハイブリッド型熱処理炉における温度制御系においては、高精度な制御を行なうための電気ヒータ101は温度センサ103に近い位置に存在し、ガスヒータ102は電気ヒータ101よりも遠い位置に存在している。結果的に、電気ヒータ101の出力変化が温度センサ103で計測される温度に反映されるまでのむだ時間Lは、ガスヒータ102のむだ時間Lよりも短い。
In the temperature control system in the hybrid heat treatment furnace shown in FIG. 6, the
一方で、電気ヒータ101は、制御装置からの指令である操作量MVに反応して発熱状態が変化する速さはゆっくりしている。専門的にはむだ時間Lではなく時定数Tが長いという特性になる。これに対し、ガスヒータ102は、ガスの燃焼によって発熱するため、操作量MVに反応して発熱状態が変化する速さは迅速である。専門的には時定数Tが短いという特性になる。
On the other hand, the
つまり、電気ヒータ101は、むだ時間/時定数の比(L/T比)が小さいので、即応性重視のPID調整が行ないやすく、ガスヒータ102は、電気ヒータ101よりもL/T比が大きいので、安定性重視の調整にしなければならない。すなわち、即応性を犠牲にして安定性を重視せざるを得ないガスヒータ102を用いて最終的な整定まで到達させるには時間がかかる。
That is, since the
本実施の形態では、ガスヒータ102によって最終的な整定まで到達させることは避け、一連の昇温動作において操作量MVが不連続になるポイントを狙って加熱機能を切り換えていることになる。すなわち、理想的な昇温軌道を得るために連続的な操作量出力が行なわれるのであるが、実質的に唯一の操作量出力が不連続になるポイントを、加熱機能の不連続なポイントと一致させている。
こうして、本実施の形態では、ガスモードから電気モードに早く確実に切り換えることができる。
In the present embodiment, it is avoided that the
Thus, in the present embodiment, it is possible to quickly and surely switch from the gas mode to the electric mode.
なお、追従フェーズにおける操作量決定手順のうち第3の手順によれば、第1の操作量決定部6は、PID制御アルゴリズムにより操作量MVを算出するが、これに限るものではなく、例えばIMC(Internal Model Control)等の他の制御アルゴリズムを用いてもよい。同様に、第3の操作量決定部8においても他の制御アルゴリズムを用いてもよい。
Note that, according to the third procedure among the operation amount determination procedures in the follow-up phase, the first operation
本実施の形態の制御装置は、CPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。 The control device according to the present embodiment can be realized by a computer having a CPU, a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. The CPU executes the processing described in the present embodiment in accordance with a program stored in the storage device.
本発明は、例えばガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉の昇温制御に適用することができる。 The present invention can be applied, for example, to temperature rise control of a hybrid heat treatment furnace including a gas combustion furnace and an electric furnace.
1…設定値入力部、2…制御量入力部、3…第1のフェーズ切換部、4…第2のフェーズ切換部、5…第3のフェーズ切換部、6…第1の操作量決定部、7…第2の操作量決定部、8…第3の操作量決定部、9…ガスモード操作量出力部、10…電気モード操作量出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記追従フェーズにおいて制御量が設定値を超えない特定の設定値追従制御経過時点を収束フェーズの開始時点として前記収束フェーズへの切り換えを行う第2のフェーズ切換手段と、
前記収束フェーズにおいて予め設定された状況に到達した時点を安定フェーズの開始時点として前記安定フェーズへの切り換えを行う第3のフェーズ切換手段と、
前記追従フェーズにおいて制御量を設定値に追従させる操作量を継続的に出力する第1の操作量決定手段と、
前記収束フェーズにおいて制御量を設定値近傍に収束させる操作量を継続的に出力する第2の操作量決定手段と、
前記安定フェーズにおいて制御量を設定値に安定させる操作量を継続的に出力する第3の操作量決定手段と、
エネルギー効率に優れた第1のモードとこの第1のモードよりも制御の応答性に優れた第2のモードの2つの動作モードを有する制御対象を前記第1のモードで動作させる第1の操作手段に、前記追従フェーズにおいて前記第1の操作量決定手段から出力された操作量を出力する第1の操作量出力手段と、
前記制御対象を前記第2のモードで動作させる第2の操作手段に、前記収束フェーズおよび安定フェーズにおいて前記第2の操作量決定手段または第3の操作量決定手段から出力された操作量を出力する第2の操作量出力手段とを備えることを特徴とする制御装置。 First phase switching means for switching to the follow-up phase with the set value change start time as the start time of the follow-up phase;
Second phase switching means for switching to the convergence phase with a specific set value tracking control elapsed time at which the control amount does not exceed a set value in the tracking phase as a convergence phase start time;
Third phase switching means for switching to the stable phase with the time when a preset situation is reached in the convergence phase as the start time of the stable phase;
First operation amount determination means for continuously outputting an operation amount for causing the control amount to follow a set value in the following phase;
A second manipulated variable determining means for continuously outputting an manipulated variable for converging the controlled variable in the vicinity of a set value in the convergence phase;
A third operation amount determination means for continuously outputting an operation amount for stabilizing the control amount at a set value in the stable phase;
A first operation for operating a control target having two operation modes of a first mode excellent in energy efficiency and a second mode superior in control responsiveness than the first mode in the first mode. A first operation amount output means for outputting the operation amount output from the first operation amount determination means in the follow-up phase;
The operation amount output from the second operation amount determination unit or the third operation amount determination unit in the convergence phase and the stability phase is output to the second operation unit that operates the control target in the second mode. And a second operation amount output means.
前記制御対象は、ガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉であり、前記第1のモードは、ガス燃焼炉として動作するガスモードであり、前記第2のモードは、電気炉として動作する電気モードであることを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1,
The control object is a hybrid heat treatment furnace of a gas combustion furnace and an electric furnace, the first mode is a gas mode that operates as a gas combustion furnace, and the second mode is an electric that operates as an electric furnace. A control device characterized by being in a mode.
前記第2のフェーズ切換手段は、前記追従フェーズにおいて現在の制御量から設定値に達するまでの時間である到達残り時間の予測値を、設定値と制御量との偏差および制御量の変化率に基づいて計算し、計算した到達残り時間予測値が予め設定された時間指標よりも小さくなった時点を前記収束フェーズの開始時点とすることを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1,
In the follow-up phase, the second phase switching means converts the predicted arrival time, which is the time from the current control amount to the set value, into the deviation between the set value and the control amount and the change rate of the control amount. A control device characterized in that a time point when the calculated predicted remaining arrival time becomes smaller than a preset time index is set as a start point of the convergence phase.
前記追従フェーズにおいて制御量を設定値に追従させる操作量を継続的に出力する追従フェーズの操作量決定手順と、
エネルギー効率に優れた第1のモードとこの第1のモードよりも制御の応答性に優れた第2のモードの2つの動作モードを有する制御対象を前記第1のモードで動作させる第1の操作手段に、前記追従フェーズの操作量決定手順で決定された操作量を出力する追従フェーズの操作量出力手順と、
前記追従フェーズにおいて制御量が設定値を超えない特定の設定値追従制御経過時点を収束フェーズの開始時点として前記収束フェーズへの切り換えを行う第2のフェーズ切換手順と、
前記収束フェーズにおいて制御量を設定値近傍に収束させる操作量を継続的に出力する収束フェーズの操作量決定手順と、
前記制御対象を前記第2のモードで動作させる第2の操作手段に、前記収束フェーズの操作量決定手順で決定された操作量を出力する収束フェーズの操作量出力手順と、
前記収束フェーズにおいて予め設定された状況に到達した時点を安定フェーズの開始時点として前記安定フェーズへの切り換えを行う第3のフェーズ切換手順と、
前記安定フェーズにおいて制御量を設定値に安定させる操作量を継続的に出力する安定フェーズの操作量決定手順と、
前記第2の操作手段に、前記安定フェーズの操作量決定手順で決定された操作量を出力する安定フェーズの操作量出力手順とを備えることを特徴とする制御方法。 A first phase switching procedure for switching to the follow-up phase with the set value change start time as the start time of the follow-up phase;
An operation amount determination procedure in the follow phase that continuously outputs an operation amount that causes the control amount to follow the set value in the follow phase;
A first operation for operating a control target having two operation modes of a first mode excellent in energy efficiency and a second mode superior in control responsiveness than the first mode in the first mode. Means for outputting an operation amount in the follow-up phase for outputting the operation amount determined in the operation amount determination procedure in the follow-up phase;
A second phase switching procedure for switching to the convergence phase with a specified setpoint tracking control elapsed time at which the control amount does not exceed a set value in the tracking phase as a start time of the convergence phase;
An operation amount determination procedure in a convergence phase for continuously outputting an operation amount for converging the control amount in the vicinity of a set value in the convergence phase;
An operation amount output procedure in a convergence phase for outputting the operation amount determined in the operation amount determination procedure in the convergence phase to second operation means for operating the control target in the second mode;
A third phase switching procedure for switching to the stable phase with the time point when reaching a preset situation in the convergence phase as the start point of the stable phase;
An operation amount determination procedure in a stable phase for continuously outputting an operation amount that stabilizes the control amount to a set value in the stable phase;
A control method comprising: a stable phase manipulated variable output procedure for outputting the manipulated variable determined by the stable phase manipulated variable determining procedure in the second operating means.
前記制御対象は、ガス燃焼炉と電気炉のハイブリッド型熱処理炉であり、前記第1のモードは、ガス燃焼炉として動作するガスモードであり、前記第2のモードは、電気炉として動作する電気モードであることを特徴とする制御方法。 The control method according to claim 4, wherein
The control object is a hybrid heat treatment furnace of a gas combustion furnace and an electric furnace, the first mode is a gas mode that operates as a gas combustion furnace, and the second mode is an electric that operates as an electric furnace. A control method characterized by being in a mode.
前記第2のフェーズ切換手順は、前記追従フェーズにおいて現在の制御量から設定値に達するまでの時間である到達残り時間の予測値を、設定値と制御量との偏差および制御量の変化率に基づいて計算し、計算した到達残り時間予測値が予め設定された時間指標よりも小さくなった時点を前記収束フェーズの開始時点とすることを特徴とする制御方法。 The control method according to claim 4, wherein
In the second phase switching procedure, the predicted value of the remaining arrival time, which is the time until the set value is reached from the current controlled variable in the follow-up phase, is converted into the deviation between the set value and the controlled variable and the change rate of the controlled variable. A control method characterized in that a time point at which the predicted arrival remaining time value calculated based on the calculated time is smaller than a preset time index is set as a start point of the convergence phase.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008323472A JP5280183B2 (en) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | Control apparatus and control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008323472A JP5280183B2 (en) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | Control apparatus and control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010146331A JP2010146331A (en) | 2010-07-01 |
JP5280183B2 true JP5280183B2 (en) | 2013-09-04 |
Family
ID=42566703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008323472A Expired - Fee Related JP5280183B2 (en) | 2008-12-19 | 2008-12-19 | Control apparatus and control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5280183B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6581833B2 (en) | 2015-07-30 | 2019-09-25 | アズビル株式会社 | Actuator failure detection device, control device and method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000144239A (en) * | 1998-11-02 | 2000-05-26 | Sanseruto:Kk | Heat treatment furnace |
JP3831258B2 (en) * | 2002-01-10 | 2006-10-11 | 株式会社山武 | Feedback control method and feedback control apparatus |
JP3971225B2 (en) * | 2002-04-05 | 2007-09-05 | 株式会社山武 | Feedback control method and feedback control apparatus |
JP4477559B2 (en) * | 2005-07-26 | 2010-06-09 | 株式会社山武 | Control apparatus and control method |
-
2008
- 2008-12-19 JP JP2008323472A patent/JP5280183B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010146331A (en) | 2010-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103346676B (en) | The control system of Cz monocrystal stove high frequency switch power and control method | |
KR100511670B1 (en) | Control Device, Temperature Controller, and Heat Treatment Device | |
CN102929305B (en) | Variable-frequency speed adjustment technique-based Bang-Bang+PID (Piping and Instrument Diagram) constant pressure water supply closed-loop control method | |
CN108151253B (en) | Automatic compensation method for air supply temperature of variable air volume air conditioner | |
CN110209217B (en) | Method for controlling temperature of steam box based on irregular period PID | |
Sukede et al. | Auto tuning of PID controller | |
JP5280183B2 (en) | Control apparatus and control method | |
JP3831258B2 (en) | Feedback control method and feedback control apparatus | |
CN110262221B (en) | PID controller parameter control method for object in thermal process | |
JP5484859B2 (en) | Temperature control apparatus and temperature control method | |
JP6585950B2 (en) | Control apparatus and control method | |
CN106773675B (en) | Fired power generating unit Predictive function control simplifies method and its application | |
JP3971225B2 (en) | Feedback control method and feedback control apparatus | |
JP6974143B2 (en) | Control device and control method | |
JP2009187180A (en) | Controller and control method | |
RU2287886C1 (en) | Electric heater control process | |
CN102081352A (en) | Main steam temperature estimation optimizing control method for thermal generator set | |
KR20110115797A (en) | Proportional-intergrate-derivative controller and control method thereof | |
JP2009163315A (en) | Control device and control method | |
JP6581830B2 (en) | Control apparatus and control method | |
JP6974142B2 (en) | Control device and control method | |
JP7164348B2 (en) | Controller | |
RU2335010C1 (en) | Method of electrical heating device control | |
JP2016066326A (en) | Controller and control method | |
JP6221359B2 (en) | Prior command control method and apparatus for boiler plant for power generation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120912 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120918 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121030 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130522 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5280183 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |