(57)【要約】【課題】  時間比例出力のサイクルタイムが長い制御系において、その操作量ＭＶが大きく変化した場合であっても、追従性良く時間比例出力を変化させて応答性の良い制御結果を得ることのできる時間比例制御装置を提供する。【解決手段】  制御対象に対する制御目標値と上記制御対象の状態を示す値との偏差偏差が変化したとき、この偏差の変化時点までに出力された現サイクルタイム内での前記時間比例出力のオン経過時間よりも新たな偏差に応じた時間比例出力のオン時間が長い場合には、前記偏差の変化時点をトリガとして上記オン時間と前記オン経過時間との差に相当する時間に亘る前記時間比例出力を新たに生成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象に対する制御目標値と上記制御対象の状態を示す値との偏差に応じて、予め定められた周期に同期させて前記制御対象の状態を制御する為の時間比例出力を生成する時間比例制御装置であって、
前記偏差が変化したとき、この偏差の変化時点までに出力された現サイクルタイム内での前記時間比例出力のオン経過時間よりも新たな偏差に応じた時間比例出力のオン時間が長い場合には、前記偏差の変化時点をトリガとして上記オン時間と前記オン経過時間との差に相当する時間に亘る前記時間比例出力を新たに生成することを特徴とする時間比例制御装置。
【請求項２】
前記制御対象は、冷却器により制御される温度であって、
前記時間比例出力は、予め定められた周期内における上記冷却器のオン時間を規定する信号からなる請求項１に記載の時間比例制御装置。
【請求項３】
前記制御対象は、冷却器および加熱器により制御される温度であって、
前記時間比例出力は、予め定められた第１の周期内における上記冷却器のオン時間を規定する信号、または予め定められた第２の周期内における前記加熱器のオン時間を規定する信号として択一的に生成されるものである請求項１に記載の時間比例制御装置。
【請求項４】
前記時間比例出力は、サイクルタイム内での経過時間割合を求めるカウンタの出力値よりも前記偏差に相当する操作量が上回る期間に亘って出力されて上記サイクルタイムにおけるオン時間を規定する信号として求められるものであって、
前記偏差が変更されたとき、新たな偏差に相当する操作量に、サイクルタイム内における上記偏差変更時点までの経過時間から既に出力した時間比例出力のオン時間を差し引いた時間に相当する操作量を加算して上記サイクルタイム内における補正操作量を求め、この補正操作量を前記カウンタの出力値と比較して追加の時間比例出力を求めるものである請求項１に記載の時間比例制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば冷却器をオン・オフ制御して温度を制御するに適した時間比例制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
恒温槽内の温度制御や射出成形機におけるプラスチック原料の温度制御等においては、加熱器（ヒータ）による加熱能力と冷却器（クーラ）による冷却能力とが適宜使い分けられる。この種の制御はヒートクール制御と称され、専ら、オペレータにより設定される制御目標温度（設定値ＳＰ）とセンサにより検出される制御対象の温度（制御値ＰＶ）との偏差に応じて上記加熱器または冷却器に対する操作量ＭＶを求め、この操作量ＭＶに従って前記加熱器および冷却器の作動をそれぞれ制御するように構成される（例えば特許文献１を参照）。具体的には上記操作量ＭＶに応じて、例えばヒータの通電をオン・オフ制御し、また冷却器におけるコンプレッサの作動をオン・オフ制御するように構成される。
【０００３】
ちなみに上記操作量ＭＶは、例えばフィードバック制御ループに組み込まれたＰＩＤ制御演算により求められる（例えば特許文献２を参照）。そして上述した制御系において冷却器（コンプレッサ）の作動を制御する場合には、専ら、前記操作量ＭＶに応じた時間比例出力が用いられる。この時間比例出力は、予め設定された周期（サイクルタイム）内における出力信号のオン時間とオフ時間との割合を上記操作量ＭＶに応じて変化させたもので、例えば操作量ＭＶが５０％である場合、１サイクルタイムの前半時間をオン（ハイ）、後半時間をオフ（ロー）とした信号として出力される。
【０００４】
具体的には冷却器（コンプレッサ）の作動を制御する場合には、冷却制御系の機械的可動部品であるアクチュエータの耐久性（寿命）を配慮して、上述した時間比例出力のサイクルタイムは、例えば１０〜３０秒として長く設定される。これに対して加熱器（ヒータ）の通電制御については、専ら、機械的可動部品を用いることなく行われるので、例えばそのサイクルタイムは１秒程度と短く設定される。
【特許文献１】特開平５−２８９７０４号公報
【特許文献２】特開２００４−２２７０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで上述したように時間比例出力のサイクルタイムを長く設定した制御系において、例えば制御目標温度（設定値ＳＰ）の変更に伴ってその操作量ＭＶが大きく変化した場合、その変化のタイミングが上記サイクルタイムの途中であると、次のサイクルタイムまで時間比例出力が変化することがないので、大幅な制御遅れが生じることが否めない。具体的には時間比例出力のサイクルタイムが３０秒であり、サイクルタイムが１０秒経過した時点で操作量ＭＶが大きく変化しても、その２０秒後の次のサイクルタイムが始まるまで時間比例出力が変化することはない。これ故、所望とする制御結果が得られないと言う不具合がある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、時間比例出力のサイクルタイムが長い制御系において、例えば制御目標温度（設定値ＳＰ）の変更に伴ってその操作量ＭＶが大きく変化した場合であっても、追従性良く時間比例出力を変化させて応答性の良い制御結果を得ることのできる時間比例制御装置を提供することにある。
特に本発明は、例えば冷却器の作動をオン・オフ制御して恒温槽等の温度制御を行う場合に好適な時間比例制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するべく本発明に係る時間比例制御装置は、制御対象に対する制御目標値と上記制御対象の状態を示す値との偏差に応じて、予め定められた周期に同期させて前記制御対象の状態を制御する為の時間比例出力を生成するものであって、
例えば制御目標値の変更に伴って前記偏差が変化したとき、この偏差の変化時点までに出力された現サイクルタイム内での前記時間比例出力のオン経過時間よりも新たな偏差に応じた時間比例出力のオン時間が長い場合には、前記偏差の変化時点をトリガとして上記オン時間と前記オン経過時間との差に相当する時間に亘る前記時間比例出力を新たに生成することを特徴としている。
【０００８】
ちなみに前記制御対象は、例えば冷却器により制御される温度であって、前記時間比例出力は、予め定められた周期（サイクルタイム）内における上記冷却器のオン時間を規定する信号として求められる［請求項２］。或いは前記制御対象は、例えば冷却器および加熱器により制御される温度であって、前記時間比例出力は、予め定められた第１の周期内における上記冷却器のオン時間を規定する信号、または予め定められた第２の周期内における前記加熱器のオン時間を規定する信号として択一的に生成されるものからなる［請求項３］。
【０００９】
尚、前記時間比例出力は、例えばサイクルタイム内での経過時間割合を求めるカウンタの出力値よりも前記偏差に相当する操作量が上回る期間に亘って出力されて上記サイクルタイムにおけるオン時間を規定する信号として求められるものであって、
前記偏差が変更されたときには、例えば新たな偏差に相当する操作量に、サイクルタイム内における上記偏差変更時点までの経過時間から既に出力した時間比例出力のオン時間を差し引いた時間に相当する操作量を加算して上記サイクルタイム内における補正操作量を求め、この補正操作量を前記カウンタの出力値と比較して追加の時間比例出力を求めるように制御される［請求項４］。
【発明の効果】
【００１０】
上述した構成の時間比例制御装置によれば、例えば制御対象に対する制御目標値ＳＰが変更され、これに伴って制御対象の状態を示す値との偏差が変化したとき、この偏差の変化時点までに出力された現サイクルタイム内での前記時間比例出力のオン経過時間と新たな偏差に応じた時間比例出力のオン時間とを比較し、新たな偏差に応じたオン時間が長い場合には、前記偏差の変化時点をトリガとして上記オン時間と前記オン経過時間との差に相当する時間に亘る前記時間比例出力が新たに生成される。つまりサイクルタイム内において時間比例出力のオン時間が不足する場合、その不足時間に見合う分の時間比例出力が新たに生成されて出力される。
【００１１】
この結果、サイクルタイム内における時間比例出力のオン時間の総和を、変化した偏差に応じたものとすることができるので、時間比例出力のサイクルタイムに依存する制御遅れをなくして応答性の良い制御結果を得ることができる。しかも時間比例出力のサイクルタイムがずれることがないので、複数の制御対象機器を互いに同期させて運転しているような場合であっても、これらの制御対象機器に対する制御系の同期が乱れることがない。間でのを自体をリセットし、このリセットタイミングを基準として新たに時間比例出力を生成するだけで良いので、簡単な制御だけで制御応答性を効果的に高めることができる。
【００１２】
特に冷却器の作動をオン・オフ制御して温度制御するような場合、時間比例出力のサイクルタイムを短くすることなく、しかもサイクルタイムをずらすことなく時間比例出力のオン時間を増加させることができるので、多の機器との同期を確立したまま、更には冷却制御系におけるアクチュエータの耐久性（寿命）を殆ど犠牲にすることなく、その制御応答性を改善することができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る時間比例制御装置について、制御対象の温度制御を行うへく時間比例出力により冷却器をオン・オフ制御する場合を例に説明する。
図１はこの時間比例制御装置における制御系の概略構成を示す図で、１０はマイクロプロセッサ等を主体として構成される制御部（時間比例制御装置）、また２０は恒温槽等の制御対象である。この制御対象２０の温度は冷却器２１を用いて制御されるようになっており、またその温度（制御値ＰＶ）は温度センサ２２を介して検出されるようになっている。
【００１４】
制御部（時間比例制御装置）１０は、基本的にはキーボードやタッチパネル等の操作部１１を介してオペレータにより設定される制御目標温度（目標設定値ＳＰ）１２と、前述した温度センサ２２を介して検出される制御対象２０の温度（制御値ＰＶ）１３との偏差に従い、例えばＰＩＤ制御部１４にて上記偏差に応じた操作量ＭＶをＰＩＤ出力として求めると共に、時間比例出力部１５において予め設定された周期（サイクルタイム）毎に上記操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶに応じた時間比例出力Ｔonを求めるように構成される。
【００１５】
ちなみに上記ＰＩＤ出力は、例えば０〜１００％の操作量ＭＶに対応する０〜１０Ｖの連続電圧出力、或いは４〜２０ｍＡの連続電流出力からなる。また時間比例出力Ｔonは、例えば３０秒のサイクルタイムにおける連続したオン信号の出力時間の割合を、上記０〜１００％の操作量ＭＶに対応させて０〜１００％に亘ってリニアに変化させた後にオフとなる信号からなる。前述した冷却器２１は、このような時間比例出力Ｔonの出力期間（オン期間）にだけ作動して制御対象２０を冷却する。
【００１６】
基本的にはこのような機能を備えて構成される制御部１０においてこの発明が特徴とするところは、前記操作部１１によって設定される制御目標温度（目標設定値ＳＰ）１２が変更されたとき、或いはＰＩＤ制御部１４にて求められた操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶが大きく変化したとき、上記操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶの変化分に相当するオン時間の時間比例出力を、そのサイクルタイム内において追加するべく前記時間比例出力部１５の作動を制御する出力制御部１６を備える点にある。
【００１７】
具体的には上記出力制御部１６は、例えば操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶが３０％の状態でサイクルタイムの３０％に相当する時間幅の時間比例出力Ｔonを出力した後、上記操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶが５０％に変更されたとき、この変更時点をトリガとして前記操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶの変化分２０％に相当する時間幅の時間比例出力Ｔonを追加して出力するように、時間比例出力部１５の作動を制御する。そしてこの時間比例出力Ｔonの追加出力により、そのサイクルタイムでの総合的な時間比例出力Ｔonの出力時間（オン時間）が５０％となるようにし、これによって上記操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶの変化に速やかに追従させるものとなっている。
【００１８】
ここで上記出力制御部１６の制御に基づく前記時間比例部１５における時間比例出力Ｔonの生成について図２に示すタイミング図を参照しながら、図３および図４にそれぞれ示す制御手順に従って説明する。
前記時間比例部１５は、例えば１サイクルタイムに亘って０〜１００％に相当する値を計数するカウンタを備え、図２に示すように０〜１００％の値を示す上記操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶと上記カウンタの計数値（カウンタ値）ＴＣとを比較することで、操作量ＭＶが上記カウンタ値ＴＣよりも上回る期間に亘ってオンとなる信号を前述した時間比例出力Ｔonとして生成し、出力するように構成される。そしてサイクルタイムの途中で設定値ＳＰが変更されたとき、或いは操作量（ＰＩＤ出力）ＭＶが大きく変化したときには、以下に説明するようにして上記操作量ＭＶの変化分に相当する時間幅の時間比例出力Ｔonを、上記操作量ＭＶの変化時点をトリガとして新たに生成するものとなっている。
【００１９】
具体的には時間比例演算は、先ず図３に示すように上記カウンタの計数値（カウンタ値）ＴＣを現在のサイクルタイム経過時間（％）として取得し〈ステップＳ１〉、次いでその計数値ＴＣが１サイクルタイム（１００％）に達したか否か、つまり１サイクルタイムが終了したか否かを判定することから開始する〈ステップＳ２〉。そして上記カウンタ値ＴＣが１００％に達している場合には、前記カウンタをリセットしてそのカウンタ値ＴＣを［０］に初期化する〈ステップＳ３〉。更に時間比例出力Ｔonの追加生成の制御に用いるパラメータＳＴＣ，ＴＡＴ，ＴＳＣ，ＴＲをそれぞれ［０］に初期設定すると共に、時間比例出力のオン履歴（フラグ）をオフに初期設定する〈ステップＳ４〉。
【００２０】
尚、上記時間比例出力のオン履歴（フラグ）は、１サイクルタイム内において既に時間比例出力Ｔonを出力したか否かを示す情報である。通常、この時間比例出力のオン履歴がオン［１］となっている場合、そのサイクルタイム内における新たな時間比例出力Ｔonの生成が禁止される。またパラメータＳＴＣは時間比例出力Ｔonをオンにしてからの時間経過（オン時間）を示す情報であり、パラメータＴＡＴは現在出力している時間比例出力Ｔonが、１サイクルタイム内において追加したものであるか否かを示す情報（フラグ）である。またパラメータＴＳＣは１回の時間比例出力Ｔonをオンとした時間の総和を示す情報、そしてパラメータＴＲは１サイクルタイム内における時間比例出力Ｔonの出力累積時間を示す情報である。
【００２１】
以上のようにして１サイクルタイムの終了に伴う初期化処理を終えた後、或いは現在のサイクルタイム経過時間、つまり上記計数値（カウンタ値）ＴＣが１サイクルタイムに満たない場合には、先ずその時点におけるＰＩＤ出力を時間比例出力Ｔonの生成（出力制御）に用いる操作量ＭＶとして取得する〈ステップＳ５〉。ちなみにＰＩＤ出力は、例えば冷凍器をオン・オフするアクチュエータの寿命を考慮して３０秒等として十分に長く設定される１サイクルタイムよりも短い周期で、例えば０.１秒毎に逐次求められる。換言すればこの図３に示す処理ルーチンは、ＰＩＤ出力が求められる周期に同期して繰り返し高速に実行される。
【００２２】
さて上述した如くして操作量ＭＶを取得したならば〈ステップＳ５〉、次に１サイクルタイム内で時間比例出力を調整する為の条件（トリガ）が発生しているか否かを判定する〈ステップＳ６〉。この判定は、例えば前述したパラメータＴＡＴを調べることによって行われる。このパラメータＴＡＴは、例えば図４に示すように設定値ＳＰの変更に伴って操作量ＭＶが更新されたときにオン［１］として設定されるもので、この操作量ＭＶの更新時には前述した時間比例出力のオン履歴（フラグ）が強制的にオフに設定される。このオン履歴（フラグ）の強制的なオフ設定により、例えば１サイクルタイム内に既に時間比例出力Ｔonが出力された場合であっても、再度、そのサイクルタイム内における時間比例出力Ｔonの生成が許可される。
【００２３】
しかしてパラメータＴＡＴが［０］であり、時間比例出力Ｔonの時間幅を調整する為の条件（トリガ）が格別生じていないことが確認された場合には、操作量ＭＶに変更がなく、従って時間比例出力Ｔonを新たに生成する必要がないので、前述した計数値ＴＣをそのまま前述したパラメータＳＴＣとして取り込み、現サイクルタイムがスタートしてから現時点までの経過時間を管理する〈ステップＳ７〉。そして後述するステップＳ９からの処理を実行する。
【００２４】
これに対してパラメータＴＡＴが［１］であり、時間比例出力Ｔonの時間幅を調整する為の条件（トリガ）が成立している場合には、つまり１サイクルタイムの途中において操作量ＭＶが変化したときには、新たに取得した操作量ＭＶに基づいて該操作量ＭＶの変化分に相当する時間比例出力Ｔonを生成するための操作量ＭＶ*を求める〈ステップＳ８〉。即ち、例えば設定値ＳＰの変更に伴って操作量ＭＶが増加した場合には、既に出力した時間比例出力Ｔonに加えて、その増加量に相当する時間幅の時間比例出力Ｔonを生成するべく、新たに取得した操作量ＭＶに前記パラメータＳＴＣの値を加えると共に、過去に出力した時間比例出力Ｔonの時間幅を示す前記パラメータＴＲの値を差し引き
ＭＶ*＝ＭＶ＋ＳＴＣ−ＴＲ
として、新たに生成すべき時間比例出力の操作量ＭＶ*を求める〈ステップＳ８〉。
【００２５】
この処理は、操作量ＭＶが変更された時点をトリガとして前述した計数値（カウンタ値）ＴＣとの比較により新たな時間比例出力Ｔonを追加して生成するべく、このサイクルタイムの開始時点から上記操作量ＭＶの変更時点までの経過時間であるパラメータＳＴＣの値を加えることで前記カウンタ値ＴＣに対してその時間経過分を補正する。しかしこのようにして補正した値と前述したカウンタ値ＴＣとを比較して新に時間比例出力Ｔonを生成した場合、その時間幅は変更された操作量ＭＶに相当したものとなる。そこで上記パラメータＳＴＣを加えて補正した値［ＭＶ＋ＳＴＣ］から、当該サイクルタイムにおいて既に出力した時間比例出力Ｔonの時間幅（パラメータＴＲ）を差し引くことで、前記操作量ＭＶの変化量に相当する補正量だけを上乗せした操作量ＭＶ*を［ＭＶ＋ＳＴＣ−ＴＲ］として求める。そしてこのような処理により求めた操作量ＭＶ*を、前述したカウンタ値ＴＣとの比較に供する。
【００２６】
しかる後、時間比例出力のオン履歴がオン［１］であるか否か、或いは前述した計数値ＴＣが操作量ＭＶ（またはＭＶ*）を上回るか否かを判定する〈ステップＳ９〉。そして時間比例出力のオン履歴がオフ［０］であり、且つ操作量ＭＶ（またはＭＶ*）が計数値ＴＣを上回る場合には、時間比例出力Ｔonを出力する条件が満たされるので、先ず時間比例出力Ｔonをオンにして出力し〈ステップＳ１０〉、時間比例出力のオン履歴をオン［１］にする〈ステップＳ１１〉。そして前述したパラメータＳＴＣの値を更新して上記時間比例出力Ｔonのオン時間（継続時間）を管理する〈ステップＳ１２〉。
【００２７】
これに対して時間比例出力のオン履歴がオン［１］である場合、或いは前述した計数値ＴＣが操作量ＭＶ／ＭＶ*を上回る、つまり操作量ＭＶ／ＭＶ*が計数値ＴＣに満たない場合には、時間比例出力Ｔonを出力する条件が満たされないことを意味する。そこでこの場合には、先ず時間比例出力Ｔonをオフとし、その出力を中止する〈ステップＳ１３〉。そして前回の処理ルーチンにおいて時間比例出力Ｔonがオン［１］であり、今回の処理ルーチンにおいて上記時間比例出力Ｔonがオフ［０］となったか否かを判定する〈ステップＳ１４〉。
【００２８】
そして今回の処理ルーチンにおいて上記時間比例出力Ｔonが始めてオフとなった場合には、前述した時間比例出力Ｔonの累積オン時間を示すパラメータＴＲに、今回の時間比例出力Ｔonの総出力時間を示すパラメータＴＳＣを加えることで上記パラメータＴＲを更新しする〈ステップＳ１５〉。そして上記パラメータＴＳＣを［０］に初期化する〈ステップＳ１６〉。そして上記パラメータＴＳＣの初期化の後、或いは前述したステップＳ１４において前回の処理ルーチンにおいても時間比例出力Ｔonがオンであったことが判定された場合には、前述した計数値ＴＣを新たにパラメータＳＴＣとして設定し、サイクルタイムの開始時点から時間比例出力Ｔonがオンとなっている経過時間を更新する〈ステップＳ１７〉。
【００２９】
このような処理ルーチンを順次繰り返し実行することで、１サイクルタイム中に操作量ＭＶが変更された場合、この操作量ＭＶの変更時点をトリガとして上記操作量ＭＶの変更に追従させてその変化量に相当する時間幅の時間比例出力Ｔonが追加生成されることになる。具体的には操作量ＭＶとカウンタ値ＴＣとを比較して上記操作量ＭＶに相当する時間幅の時間比例出力Ｔonを出力した後、そのサイクルタイム内において操作量ＭＶが変更されたとき、その変更時点をトリガとしてその変更量に相当する時間幅の時間比例出力Ｔonが新たに生成されて出力されることになる。この結果、そのサイクルタイムにおける時間比例出力Ｔonの総出力時間が、変更された操作量ＭＶに相当したものとなり、ここにサイクルタイムの周期に拘わることなく、操作量ＭＶの変更に伴って速やかに時間比例出力Ｔonの修正が行われることになる。
【００３０】
かくして上述した時間比例制御装置によれば制御目標温度（目標設定値ＳＰ）１２が変更されても、その変更された制御目標温度（目標設定値ＳＰ）１２と制御対象２０の温度（制御値ＰＶ）１３との偏差に応じて速やかに冷却器２１の作動を制御することが可能となるので、その制御応答遅れを解消して所望とする制御結果を追従性良く得ることが可能となる。しかも操作量ＭＶの変化分に相当した時間幅の時間比例出力Ｔonを追加生成すると言う簡単な制御アルゴリズムを加えるだけで、冷却器２１に対する制御仕様（サイクルタイム）を維持したまま、その制御応答性を向上させることが可能となる。
【００３１】
即ち、図５に本発明に係る時間比例制御による応答特性Ｘと従来の時間比例制御による応答特性Ｙとを対比して示すように、本発明によれば目標設定値ＳＰが変更された時点で速やかに新たな時間比例出力Ｔｃが発せられるので、時間遅れなく制御対象を制御して、新たな目標設定値ＳＰに逸早く追従させることができる。故に、目標設定値ＳＰの変更に対する応答性を高めることができる。
【００３２】
ところで制御対象２０の温度制御を行うに際して、冷却器２１の冷却能力と加熱器（ヒータ）の加熱能力とを併用する場合がある。この場合には、例えば図６に示すように０〜１００％の操作量ＭＶとして与えられるＰＩＤ出力を５０％を境として、０〜１００％の加熱制御用の操作量ＭＶheatと、０〜１００％の冷却制御用の操作量ＭＶcoolとにそれぞれ変換し、これらの操作量ＭＶheat,ＭＶcoolに応じて加熱器および冷却器を択一的に作動させることが行われる。そしてこの場合においても、例えば図７にその要部構成を示すように上記各操作量ＭＶheat,ＭＶcoolのそれぞれに応じて、その時間比例出力Ｔｈ,Ｔｃをそれぞれ求めて所定の周期（サイクルタイム）毎に加熱器および冷却器のオン・オフ制御を行うようにすれば良い。
【００３３】
但し、前述したように加熱器に対する時間比例制御は短い周期で行われ、冷却器２１に対する時間比例制御だけが長い周期で実行される。従って制御応答の遅れが問題となるのは、主として冷却器２１に対する時間比例制御だけなので、前述したようにその操作量ＭＶの大きな変化に伴って時間比例出力を変更する場合には、冷却器２１側の時間比例出力だけを制御するだけで十分である。
【００３４】
またこのような加熱器と冷却器とを併用して温度制御を行うに際して、前述したＰＩＤ出力が５０％の近傍で変化しているような場合、具体的には操作量ＭＶが５５％で加熱器を作動させている状態から上記操作量ＭＶが４５％に変化し、これに伴って上記加熱器に変えて冷却器２１を作動させることが必要となった場合には、冷却器２１が０％の時間比例出力Ｔonにより休止している状態から速やかに作動させることが必要である。このような状況下においても、本発明に係る時間比例制御装置によれば操作量ＭＶの大きな変化に伴って冷却器２１に対する時間比例出力のサイクルタイムが前述したようにリセットされるので、その制御が加熱から冷却に変わった時点で速やかに冷却器２１を時間比例制御により作動させることができる。従ってその制御モードの切り換え遅れを効果的に防いで所望とする制御結果を遅滞なく得ることが可能となる。
【００３５】
更には上述したサイクルタイムのリセット機能を備えることにより、例えば前述した特許文献２に開示されるようなオートチューニングを実施する際、その実施タイミングが時間比例周期の途中であってもその時間比例出力を遅滞なく１００％に変更設定することができるので、オートチューニングを効率的に実行することが可能となる等の効果が奏せられる。
【００３６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上述した温度以外の制御対象を時間比例制御する場合にも本発明を同様に適用可能なことは言うまでもない。また操作量ＭＶの変更時に時間比例出力Ｔonを新たに生成するアルゴリズムについても種々変形可能なことは勿論のことである。要は本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る時間比例制御装置を用いた温度制御系の概略構成図。
【図２】図１に示す時間比例制御装置における時間比例出力の制御形態を示すタイミング図。
【図３】図１に示す時間比例制御装置における時間比例出力の生成制御手順を示す図。
【図４】操作量ＭＶの変更時における制御パラメータの変更処理を示す図。
【図５】本発明に係る時間比例制御の効果を従来例と対比して示す図。
【図６】加熱器と冷却器とを併用した温度制御系におけるＰＩＤ出力と加熱用および冷却用の操作量との関係を示す図。
【図７】加熱器と冷却器とを併用した温度制御系における時間比例制御装置の要部概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１０  制御部（時間比例制御装置）
１１  操作部
１４  ＰＩＤ制御部
１５  時間比例出力部
１６  出力制御部
２０  制御対象
２１  冷却器
２２  温度センサ
【図１】
2006260048.tif 000003
【図２】
2006260048.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006260048.tif 000006
【図５】
2006260048.tif 000007
【図６】
2006260048.tif 000008
【図７】
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