(57)【要約】      （修正有）【課題】制御対象の状態判定のための指標を算出するのに妥当ではない制御ループ条件を排除することができる状態判定装置を提供する。【解決手段】状態判定装置は、加熱装置において加熱制御の過渡状態を発生させる操作量ＭＶの時系列データと過渡状態における制御対象の温度である制御量ＰＶの時系列データに基づいて、制御対象の状態判定のための指標として、制御対象の動的プロセスゲインＫｐとプロセス時定数Ｔｐとの比率Ｋｐ／Ｔｐを算出するゲイン時定数比率算出部１と、比率Ｋｐ／Ｔｐを記憶するゲイン時定数比率記憶部２と、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき温度帯を記憶する温度帯登録部３と、加熱制御開始時の制御量ＰＶを温度情報として取得する温度情報取得部４と、加熱制御開始時の温度が、記憶されている温度帯に含まれる場合に、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止させるゲイン時定数比率停止部５を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱装置において加熱制御の過渡状態を発生させる操作量の時系列データとこの過渡状態における制御対象の温度である制御量の時系列データとに基づいて、前記制御対象の状態判定のための指標として、前記制御対象の動的プロセスゲインとプロセス時定数との比率を算出するように構成されたゲイン時定数比率算出部と、
前記比率を記憶するように構成されたゲイン時定数比率記憶部と、
前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき温度帯を予め記憶するように構成された登録部と、
前記加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得するように構成された情報取得部と、
前記情報取得部によって取得された加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯に含まれる場合に、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止させるように構成されたゲイン時定数比率停止部とを備えることを特徴とする状態判定装置。
【請求項２】
請求項１記載の状態判定装置において、
前記登録部は、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき温度帯に加えて、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき操作量帯を予め記憶し、
前記情報取得部は、前記加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得すると共に、前記加熱制御の開始時の操作量を取得し、
前記ゲイン時定数比率停止部は、前記情報取得部によって取得された加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯に含まれる場合、あるいは前記情報取得部によって取得された加熱制御開始時の操作量が前記登録部に記憶されている操作量帯に含まれる場合に、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止させることを特徴とする状態判定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の状態判定装置において、
前記比率に基づいて前記制御対象の状態を判定するように構成された状態判定部をさらに備えることを特徴とする状態判定装置。
【請求項４】
加熱装置における加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得する第１のステップと、
制御対象の状態判定のための指標の算出を停止すべき温度帯を予め記憶する登録部を参照して、前記第１のステップで取得した加熱制御開始時の温度と前記登録部に記憶されている温度帯とを比較する第２のステップと、
前記第１のステップで取得した加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯の範囲外の場合に、前記加熱装置において加熱制御の過渡状態を発生させる操作量の時系列データとこの過渡状態における制御対象の温度である制御量の時系列データとに基づいて、前記制御対象の状態判定のための指標として、前記制御対象の動的プロセスゲインとプロセス時定数との比率を算出する第３のステップと、
前記比率を記憶する第４のステップとを含むことを特徴とする状態判定方法。
【請求項５】
請求項４記載の状態判定方法において、
前記第１のステップは、前記加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得すると共に、前記加熱制御の開始時の操作量を取得するステップを含み、
前記第２のステップは、制御対象の状態判定のための指標の算出を停止すべき温度帯に加えて、制御対象の状態判定のための指標の算出を停止すべき操作量帯を予め記憶する登録部を参照して、前記第１のステップで取得した加熱制御開始時の温度および操作量と前記登録部に記憶されている温度帯および操作量帯とを比較するステップを含み、
前記第３のステップは、前記第１のステップで取得した加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯の範囲外で、かつ加熱制御開始時の操作量が前記登録部に記憶されている操作量帯の範囲外の場合に、前記制御対象の動的プロセスゲインとプロセス時定数との比率を算出するステップを含むことを特徴とする状態判定方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の状態判定方法において、
前記比率に基づいて前記制御対象の状態を判定する第５のステップをさらに含むことを特徴とする状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置の制御対象の状態を判定する技術に係り、特に状態判定のための指標を算出するのに妥当ではない制御ループ条件を排除することができる状態判定装置および状態判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温調計などの制御機器は、図９に示すような熱操作装置である加熱装置の温度制御に利用される。図９の加熱装置は、処理対象のワークを加熱する加熱処理炉１００と、電気ヒータ１０１と、加熱処理炉１００内の温度を計測する温度センサ１０２と、加熱処理炉１００内の温度を制御する温調計１０３と、電力調整器１０４と、電力供給回路１０５と、加熱装置全体を制御するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０６とから構成される。温調計１０３は、温度センサ１０２が計測した温度（制御量ＰＶ）が温度設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。電力調整器１０４は、操作量ＭＶに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路１０５を通じて電気ヒータ１０１に供給する。
【０００３】
例えば図９に示したような温度制御系を主な適用対象として、制御の過渡状態を発生させる操作量の時系列データと過渡状態における制御量の時系列データとに基づいて、制御対象の動的プロセスゲインＫｐとプロセス時定数Ｔｐとの比率Ｋｐ／Ｔｐを算出し、この比率を判定指標として制御対象の状態を判定する方法が実用されている（特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は１００℃から４００℃への、ＰＩＤ制御による昇温のシミュレーション結果を示しており、制御量ＰＶ（温度［℃］）と操作量ＭＶ［％］の時間変化を示している。図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）の各例のＰＩＤパラメータ（比例帯Ｐｂ、積分時間Ｔｉ、微分時間Ｔｄ）は以下のとおりである。
【０００５】
図１０（Ａ）の例では、比例帯Ｐｂを６０℃、積分時間Ｔｉを１００ｓｅｃ．、微分時間Ｔｄを１２ｓｅｃ．としている。上記の比率はＫｐ／Ｔｐ＝０．０２３２である。図１０（Ｂ）の例では、比例帯Ｐｂを１８０℃、積分時間Ｔｉを１００ｓｅｃ．、微分時間Ｔｄを１２ｓｅｃ．としている。比率はＫｐ／Ｔｐ＝０．０２３２である。図１０（Ｃ）の例では、比例帯Ｐｂを６０℃、積分時間Ｔｉを３０ｓｅｃ．、微分時間Ｔｄを１２ｓｅｃ．としている。比率はＫｐ／Ｔｐ＝０．０２３２である。図１０（Ｄ）の例では、比例帯Ｐｂを６０℃、積分時間Ｔｉを１００ｓｅｃ．、微分時間Ｔｄを１２ｓｅｃ．としている。比率はＫｐ／Ｔｐ＝０．０２０９である。
【０００６】
見かけ上は、図１０（Ａ）の例と比べて図１０（Ｂ），図１０（Ｃ）の例は異なる状態であり、図１０（Ａ）と図１０（Ｄ）が類似の状態のようになる。しかし、この見かけ上の違いはＰＩＤパラメータの違いによるものであり、制御対象の状態としては図１０（Ｄ）のみが他の例とは異なる。すなわち、比率Ｋｐ／Ｔｐを判定指標とすることによって、制御対象の状態を判定できる。
【０００７】
しかしながら、現実の加熱装置では、シミュレーションのような理想的な再現性が得られるとは限らず、例えば比率Ｋｐ／Ｔｐを算出する制御ループ条件次第では、特異な判定あるいは誤った判定になることもあるので、改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４４８１９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、制御対象の状態判定のための指標を算出するのに妥当ではない制御ループ条件を排除することができる状態判定装置および状態判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の状態判定装置は、加熱装置において加熱制御の過渡状態を発生させる操作量の時系列データとこの過渡状態における制御対象の温度である制御量の時系列データとに基づいて、前記制御対象の状態判定のための指標として、前記制御対象の動的プロセスゲインとプロセス時定数との比率を算出するように構成されたゲイン時定数比率算出部と、前記比率を記憶するように構成されたゲイン時定数比率記憶部と、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき温度帯を予め記憶するように構成された登録部と、前記加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得するように構成された情報取得部と、前記情報取得部によって取得された加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯に含まれる場合に、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止させるように構成されたゲイン時定数比率停止部とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の状態判定装置の１構成例において、前記登録部は、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき温度帯に加えて、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき操作量帯を予め記憶し、前記情報取得部は、前記加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得すると共に、前記加熱制御の開始時の操作量を取得し、前記ゲイン時定数比率停止部は、前記情報取得部によって取得された加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯に含まれる場合、あるいは前記情報取得部によって取得された加熱制御開始時の操作量が前記登録部に記憶されている操作量帯に含まれる場合に、前記ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止させることを特徴とするものである。
また、本発明の状態判定装置の１構成例は、前記比率に基づいて前記制御対象の状態を判定するように構成された状態判定部をさらに備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の状態判定方法は、加熱装置における加熱制御の開始時の制御量を温度情報として取得する第１のステップと、制御対象の状態判定のための指標の算出を停止すべき温度帯を予め記憶する登録部を参照して、前記第１のステップで取得した加熱制御開始時の温度と前記登録部に記憶されている温度帯とを比較する第２のステップと、前記第１のステップで取得した加熱制御開始時の温度が前記登録部に記憶されている温度帯の範囲外の場合に、前記加熱装置において加熱制御の過渡状態を発生させる操作量の時系列データとこの過渡状態における制御対象の温度である制御量の時系列データとに基づいて、前記制御対象の状態判定のための指標として、前記制御対象の動的プロセスゲインとプロセス時定数との比率を算出する第３のステップと、前記比率を記憶する第４のステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき温度帯を登録部に予め登録しておき、加熱制御開始時の温度が登録部に記憶されている温度帯に含まれる場合に、ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止させることにより、制御対象の状態判定のための指標を算出するのに妥当ではない制御ループ条件を排除することができ、特異な判定結果あるいは誤った判定結果が生じることを回避することができる。本発明では、ループレベルコントローラ（温調計など）の範囲で得られる情報で、排除判断が行なえるようになる。
【００１４】
また、本発明では、ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき温度帯に加えて、ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止すべき操作量帯を登録部に予め登録しておき、加熱制御開始時の温度が登録部に記憶されている温度帯に含まれる場合、あるいは加熱制御開始時の操作量が登録部に記憶されている操作量帯に含まれる場合に、ゲイン時定数比率算出部による比率の算出を停止させることにより、長時間に亘り操作量が０％（ヒータオフ）を維持していながらも、降温が不十分で加熱制御開始時の温度が登録部に記憶されている温度帯の範囲外という特異な制御ループ条件を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、加熱装置が十分に暖まっているときの昇温と加熱装置が暖まっていないときの昇温の実機による実験結果を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施例に係る状態判定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施例に係る操作量算出部の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１の実施例に係る状態判定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１の実施例に係る状態判定装置のゲイン時定数比率算出部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施例に係る状態判定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施例に係る状態判定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第１、第２の実施例に係る状態判定装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、ＰＩＤ制御による昇温のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［発明の原理］
加熱装置自体が暖まっていない低温からの昇温では、ヒータ自体の熱容量や装置全体の熱容量に対する熱放出があるため、見かけ上（一定のアルゴリズムでの計算上）、プロセス時定数Ｔｐあるいは高次遅れとしてのむだ時間Ｌｐが本来よりも長い特異応答になり易い。例えば図１（Ａ）に示すような加熱装置が十分に暖まっているときの昇温の場合（設定値ＳＰ変更時の制御量ＰＶが十分に高い場合）に比べて、加熱装置が暖まっていないときの特異な昇温の場合（設定値ＳＰ変更時の制御量ＰＶが低い場合）には、図１（Ｂ）に示すような結果になる。
【００１７】
発明者は、上記の点に着眼し、温度帯を制限することで、例えば低温からのスタートアップの昇温応答データ（特異応答データ）を、診断データから除外できることに想到した。また、温度帯制限を強化すれば、むしろ特定の優良応答データのみを診断データとして採用する形態にもできる。
【００１８】
［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施例に係る状態判定装置の構成を示すブロック図である。状態判定装置は、加熱装置において加熱制御の過渡状態を発生させる操作量ＭＶの時系列データとこの過渡状態における制御対象の温度である制御量ＰＶの時系列データとに基づいて、制御対象の状態判定のための指標として、制御対象の動的プロセスゲインＫｐとプロセス時定数Ｔｐとの比率Ｋｐ／Ｔｐを算出するゲイン時定数比率算出部１と、比率Ｋｐ／Ｔｐを記憶するゲイン時定数比率記憶部２と、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき温度帯を予め記憶する温度帯登録部３と、加熱制御の開始時の制御量ＰＶを温度情報として取得する温度情報取得部４と、温度情報取得部４によって取得された加熱制御開始時の温度が温度帯登録部３に記憶されている温度帯に含まれる場合に、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止させるゲイン時定数比率停止部５と、比率に基づいて制御対象の状態を判定する状態判定部６とを備えている。
【００１９】
図３は本実施例の操作量算出部１０（温調計）の動作を説明するフローチャートである。設定値ＳＰ（温度設定値）は、オペレータなどによって設定され、操作量算出部１０に入力される（図３ステップＳ１００）。
制御量ＰＶ（温度計測値）は、図示しない計測器（例えば図９に示した加熱装置の加熱処理炉１００内の温度を計測する温度センサ、または加熱処理炉１００内のワークの温度を計測する温度センサ）によって計測され、操作量算出部１０に入力される（図３ステップＳ１０１）。
【００２０】
操作量算出部１０は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを入力として、制御量ＰＶが設定値ＳＰと一致するように周知のＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶを算出し、算出した操作量ＭＶを制御対象に出力する（図３ステップＳ１０２）。本実施例では、操作量ＭＶの実際の出力先は、加熱処理炉の電気ヒータに電力を供給する電力調整器となる。
【００２１】
操作量算出部１０は、ステップＳ１００〜Ｓ１０２の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで（図３ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、制御周期毎に実行する。なお、操作量算出部１０が算出した操作量ＭＶに対して適宜、上下限リミット処理などを施してもよいことは言うまでもない。
【００２２】
図４は本実施例の状態判定装置の動作を説明するフローチャートである。温度帯登録部３には、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき温度帯が予め登録されている。
温度情報取得部４は、加熱制御が開始されたとき（設定値ＳＰが上昇する方向に変更されたとき）の制御量ＰＶを加熱制御開始時の温度情報として取得する（図４ステップＳ２００）。
【００２３】
図５はゲイン時定数比率算出部１の構成を示すブロック図である。ゲイン時定数比率算出部１は、制御量ＰＶと操作量ＭＶの時系列データについてステップ応答前半の過渡状態のデータを特定する過渡状態データ特定部１１と、制御量ＰＶの時系列データのうち過渡状態データ特定部１１によって特定された過渡状態のデータと、操作量ＭＶの時系列データのうち過渡状態データ特定部１１によって特定された過渡状態のデータとにより、制御対象のモデル数式を同定する制御対象モデリング部１２と、制御対象のモデル数式に基づいて制御対象の動的プロセスゲインＫｐとプロセス時定数Ｔｐとの比率Ｒを算出する比率算出処理部１３とから構成される。
【００２４】
ゲイン時定数比率停止部５は、温度情報取得部４によって取得された、加熱制御開始時の温度が温度帯登録部３に記憶されている温度帯に含まれる場合（図４ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、ゲイン時定数比率算出部１による比率Ｒの算出を停止させる。この場合、状態判定装置は、現在の処理対象のワークについて比率Ｒを算出・保存することなく、動作をいったん停止させ、次の処理対象のワークが加熱処理炉に投入されて加熱制御が始まるまで待機する。
【００２５】
一方、温度情報取得部４によって取得された、加熱制御開始時の温度が温度帯登録部３に記憶されている温度帯の範囲外の場合（ステップＳ２０１においてＮＯ）、以下のようなゲイン時定数比率算出部１の処理が行われる。
加熱処理炉内のワークの加熱のために設定値ＳＰのステップ変更が行われると、上記の操作量算出部１０による制御により制御量ＰＶが設定値ＳＰに追従して上昇する。
【００２６】
ゲイン時定数比率算出部１の過渡状態データ特定部１１は、操作量算出部１０から出力された制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データとについてステップ応答前半の過渡状態に相当する時間帯のデータを特定する（図４ステップＳ２０２）。過渡状態データ特定部１１は、例えば操作量ＭＶの時系列データが予め設定された基準値を超えている時間帯を割り出し、この時間帯をステップ応答前半の過渡状態に相当する時間帯として特定する。ただし、この方法は単なる１例であり、操作量ＭＶの変化幅やその他の信号の変化によって制御の過渡状態のデータを特定することも可能である。
【００２７】
続いて、ゲイン時定数比率算出部１の制御対象モデリング部１２は、制御対象のモデル数式を同定する（図４ステップＳ２０３）。制御対象モデリング部１２には、次式のような伝達関数で表される制御対象の数式モデルＧｐが予め登録されている。
Ｇｐ＝Ｋｐｅｘｐ（−Ｌｐｓ）／（１＋Ｔｐｓ）                    ・・・（１）
【００２８】
式（１）のＫｐは動的プロセスゲイン、Ｌｐはむだ時間、Ｔｐはプロセス時定数であり、これらのパラメータは可変量として処理できるようになっている。本実施例の制御対象は、例えば加熱処理炉と、加熱処理炉内に投入されるワークと、電気ヒータなどのアクチュエータとを含むものである。
【００２９】
制御対象モデリング部１２は、操作量ＭＶの時系列データのうち過渡状態データ特定部１１によってステップ応答前半の過渡状態と特定されたデータを式（１）の数式モデルに適用し、モデル制御量ＰＶｍの時系列データを生成する。モデル制御量ＰＶｍは次式のように表すことができる。
ＰＶｍ＝ＧｐＭＶ                                                ・・・（２）
【００３０】
続いて、制御対象モデリング部１２は、制御量ＰＶの時系列データのうち過渡状態データ特定部１１によってステップ応答前半の過渡状態と特定されたデータの変化率と、モデル制御量ＰＶｍの時系列データの変化率との近さを示す評価関数値（制御量ＰＶの変化率とモデル制御量ＰＶｍの変化率との差の２乗の総和）を算出して、評価関数値が最適値（０に近い最小値）を示したときの動的プロセスゲインＫｐとむだ時間Ｌｐとプロセス時定数Ｔｐとの組み合わせを有する式（１）を制御対象のモデル数式Ｇｐとして確定する。なお、以上のモデル数式の同定処理は、パラメータＫｐ，Ｌｐ，Ｔｐがとり得る全ての組み合わせを１つずつ生成して実行してもよいし、より効率的な探索方法として、一般に知られているシンプレックス法などを採用してもよい。
【００３１】
ゲイン時定数比率算出部１の比率算出処理部１３は、制御対象モデリング部１２が確定したモデル数式Ｇｐに基づき、動的プロセスゲインＫｐとプロセス時定数Ｔｐとの比率Ｒ＝Ｋｐ／Ｔｐを算出する（図４ステップＳ２０４）。比率算出処理部１３によって算出された比率Ｒは、ゲイン時定数比率記憶部２に格納される（図４ステップＳ２０５）。
以上の過渡状態データ特定部１１と制御対象モデリング部１２と比率算出処理部１３の動作は、特許文献１に開示されている。
【００３２】
次に、状態判定部６は、ゲイン時定数比率算出部１によって算出されゲイン時定数比率記憶部２に格納された比率Ｒに基づいて制御対象の状態を判定する（図４ステップＳ２０６）。特許文献１に開示された技術では、制御対象が特定の状態にある場合の比率Ｒの数値範囲を示す所定の判定基準と、比率Ｒとを比較して、比率Ｒが判定基準内の値であれば、制御対象の状態が特定の状態にあると判定する。ただし、本実施例での状態判定は、このような例に限るものではなく、比率Ｒと別の判定指標とを併用して制御対象の状態を判定するようにしてもよい。判定結果の出力方法としては、例えば判定結果を知らせる内容を表示したり、判定結果を知らせる情報を外部に送信したりする等の方法がある。
【００３３】
以上のような図４の処理が、加熱処理炉に処理対象のワークが投入され、操作量算出部１０によって加熱制御が行われる度に実行される。
本実施例では、制御動作機能を実現する操作量算出部１０はループレベルコントローラ（温調計など）に実装されるものであり、ゲイン時定数比率算出部１も通信などを介さない品質の良いデータを利用するのが好ましいので、やはりループレベルコントローラに実装されるべき構成要素である。ゲイン時定数比率記憶部２と状態判定部６も、ループレベルコントローラに実装して構わない。
【００３４】
さらに、温度帯登録部３と温度情報取得部４とゲイン時定数比率停止部５とは、特に加熱制御開始時の温度情報を扱う本発明に特有の管理機能であり、ループレベルコントローラで完結できる機能なので、同様にループレベルコントローラに実装されるべき構成要素である。別な言い方をすれば、制御量ＰＶ（温度計測値）や操作量ＭＶ（ヒータ出力値）などのループレベルの情報のみで比率Ｒの算出停止ができるので、ループレベルコントローラ（温調計など）で算出停止判断が行なえるようになる。
【００３５】
例えば、加熱装置が稼働状態になるために、必ず常温２５℃付近（高くても５０℃以下）から最初の昇温を開始するのが通常の運用であれば、最低温度の０℃から５０℃以下を、比率Ｒの算出を停止すべき温度帯として登録すればよい。また、通常の運用において、３００℃以上からの昇温が比率算出に好適であることが分かっているのであれば、最低温度の０℃から３００℃未満を、比率Ｒの算出を停止すべき温度帯として登録してもよい。
なお、比率Ｒの算出を停止しない温度帯を温度帯登録部３に登録する構成も考えられるが、このような構成は本実施例と実質等価なものであることは言うまでもない。
【００３６】
［第２の実施例］
例えば４００℃からの降温途中で長時間に亘り操作量ＭＶが０％（ヒータオフ）を維持していながらも、降温が不十分で加熱制御再開時の制御量ＰＶ（温度計測値）が８０℃という場合も有り得る。このような特異な制御ループ条件に対して、第１の実施例では、例えば５０℃以下という温度帯が登録されていると、この制御ループ条件を排除することができない。本実施例は、加熱制御開始時の操作量ＭＶが例えば５％未満という操作量帯を設定することにより、上記のような特異な制御ループ条件を排除できるようにしたものである。
【００３７】
図６は本実施例に係る状態判定装置の構成を示すブロック図であり、図２と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の状態判定装置は、ゲイン時定数比率算出部１と、ゲイン時定数比率記憶部２と、ゲイン時定数比率停止部５ａと、状態判定部６と、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき温度帯に加えて、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき操作量帯を予め記憶する温度帯・操作量帯登録部７と、加熱制御の開始時の制御量ＰＶを温度情報として取得すると共に、加熱制御の開始時の操作量ＭＶを取得する温度・操作量情報取得部８とを備えている。
【００３８】
図７は本実施例の状態判定装置の動作を説明するフローチャートである。温度帯・操作量帯登録部７には、ゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき温度帯、およびゲイン時定数比率算出部１による比率の算出を停止すべき操作量帯が予め登録されている。
温度・操作量情報取得部８は、加熱制御が開始されたとき（設定値ＳＰが上昇する方向に変更されたとき）の制御量ＰＶを加熱制御開始時の温度情報として取得すると共に、加熱制御が開始されたときの操作量ＭＶを操作量算出部１０から取得する（図７ステップＳ３００）。
【００３９】
ゲイン時定数比率停止部５ａは、温度・操作量情報取得部８によって取得された、加熱制御開始時の温度が温度帯・操作量帯登録部７に記憶されている温度帯に含まれる場合、あるいは温度・操作量情報取得部８によって取得された、加熱制御開始時の操作量ＭＶが温度帯・操作量帯登録部７に記憶されている操作量帯に含まれる場合に（図７ステップＳ３０１においてＹＥＳ）、ゲイン時定数比率算出部１による比率Ｒの算出を停止させる。
【００４０】
加熱制御開始時の温度が温度帯・操作量帯登録部７に記憶されている温度帯の範囲外で、かつ加熱制御開始時の操作量ＭＶが温度帯・操作量帯登録部７に記憶されている操作量帯の範囲外の場合のゲイン時定数比率算出部１とゲイン時定数比率記憶部２と状態判定部６の動作（図７ステップＳ３０２〜Ｓ３０６）は、第１の実施例と同じである。
【００４１】
第１、第２の実施例で説明した状態判定装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインター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。このコンピュータの構成例を図８に示す。コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インターフェース装置３０２とを備えている。このようなコンピュータにおいて、本発明の状態判定方法を実現させるためのプログラムは記憶装置３０１に格納される。ＣＰＵ３００は、記憶装置３０１に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施例で説明した処理を実行する。
【００４２】
なお、上記のように、状態判定装置と操作量算出部１０とをループレベルコントローラ（温調計など）に実装する場合には、このコントローラを図８に示したようなコンピュータとプログラムによって実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、温度制御系に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１…ゲイン時定数比率算出部、２…ゲイン時定数比率記憶部、３…温度帯登録部、４…温度情報取得部、５，５ａ…ゲイン時定数比率停止部、６…状態判定部、７…温度帯・操作量帯登録部、８…温度・操作量情報取得部、１０…操作量算出部、１１…過渡状態データ特定部、１２…制御対象モデリング部、１３…比率算出処理部。
【図１】
2020077279.tif 000003
【図２】
2020077279.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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