(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出手段と、
この操作量算出手段によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力手段と、
前記制御量ＰＶの時系列データを第１の周期毎に保存する長周期データ保存手段と、
前記制御量ＰＶの時系列データを前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に一時的に記録する短周期データ記録手段と、
この短周期データ記録手段に記録されている制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間のデータを前記短周期データ記録手段から読み出して保存する短周期データ保存手段とを備え、
前記短周期データ保存手段は、前記第１の周期において前記短周期データ記録手段に記録された制御量ＰＶの最大値と最小値との差が所定の制御量規定値以上である場合に、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、この規定以上の変化があった第１の周期におけるデータを前記短周期データ記録手段から読み出して保存することを特徴とするＰＩＤコントローラ。
【請求項２】
請求項１記載のＰＩＤコントローラにおいて、
前記第１の周期は、前記操作量ＭＶが算出される制御周期よりも長い周期であり、所定の倍率αによって、ＰＩＤパラメータの積分時間ＴＩのα倍の値として一律に決定され、
前記第２の周期は、前記制御周期と同一もしくは前記制御周期よりも長い周期で、かつ前記第１の周期よりも短い周期であることを特徴とするＰＩＤコントローラ。
【請求項３】
請求項１または２記載のＰＩＤコントローラにおいて、
制御量ＰＶの規定以上の変化を検出するための制御量規定値は、所定の倍率βによって、ＰＩＤパラメータの比例帯ＰＢのβ倍の値として一律に決定されることを特徴とするＰＩＤコントローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＰＩＤコントローラにおいて、
さらに、前記短周期データ保存手段が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、前記短周期データ保存手段が保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示手段を備えることを特徴とするＰＩＤコントローラ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＰＩＤコントローラにおいて、
前記長周期データ保存手段は、さらに、前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記第１の周期毎に保存し、
前記短周期データ記録手段は、さらに、前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記第２の周期毎に一時的に記録し、
前記短周期データ保存手段は、さらに、前記制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間の前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記短周期データ記録手段から読み出して保存することを特徴とするＰＩＤコントローラ。
【請求項６】
ＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出ステップと、
この操作量算出ステップで算出した操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力ステップと、
前記制御量ＰＶの時系列データを第１の周期毎に保存する長周期データ保存ステップと、
前記制御量ＰＶの時系列データを前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に一時的に記録する短周期データ記録ステップと、
この短周期データ記録ステップで記録した制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間のデータを、前記短周期データ記録ステップで記録したデータから読み出して保存する短周期データ保存ステップとを含み、
前記短周期データ保存ステップは、前記第１の周期において前記短周期データ記録ステップで記録した制御量ＰＶの最大値と最小値との差が所定の制御量規定値以上である場合に、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、この規定以上の変化があった第１の周期におけるデータを前記短周期データ記録ステップで記録したデータから読み出して保存するステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。
【請求項７】
請求項６記載のデータ収集方法において、
前記第１の周期は、前記操作量ＭＶが算出される制御周期よりも長い周期であり、所定の倍率αによって、ＰＩＤパラメータの積分時間ＴＩのα倍の値として一律に決定され、
前記第２の周期は、前記制御周期と同一もしくは前記制御周期よりも長い周期で、かつ前記第１の周期よりも短い周期であることを特徴とするデータ収集方法。
【請求項８】
請求項６または７記載のデータ収集方法において、
制御量ＰＶの規定以上の変化を検出するための制御量規定値は、所定の倍率βによって、ＰＩＤパラメータの比例帯ＰＢのβ倍の値として一律に決定されることを特徴とするデータ収集方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のデータ収集方法において、
さらに、前記短周期データ保存ステップで保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、前記短周期データ保存ステップで保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示ステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載のデータ収集方法において、
前記長周期データ保存ステップは、さらに、前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記第１の周期毎に保存するステップを含み、
前記短周期データ記録ステップは、さらに、前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記第２の周期毎に一時的に記録するステップを含み、
前記短周期データ保存ステップは、さらに、前記制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間の前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを、前記短周期データ記録ステップで記録したデータから読み出して保存するステップを含むことを特徴とするデータ収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温調計などのＰＩＤコントローラに係り、特にデータ収集機能を備えたＰＩＤコントローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加熱処理炉などの温度を制御するために、ＰＩＤ制御機能を実装した温調計が利用されている。温調計では、ＰＩＤパラメータなどの多数のパラメータを設定する必要がある。温調計は、ＰＩＤパラメータを用いてＰＩＤ演算を行ない、目標温度に設定された設定値ＳＰに温度計測値ＰＶが一致するように操作量ＭＶを出力する。これにより、温度計測値ＰＶ（制御量ＰＶ）を目標温度（設定値ＳＰ）に近づけることができる。したがって、ＰＩＤパラメータなどの設定が必要かつ重要になる。
【０００３】
ところで、制御結果情報（設定値到達時間やオーバーシュート量など制御応答における特徴量のデータ）は、制御の不具合状態の把握やＰＩＤパラメータなどの調整の際に、実際の制御対象に対する制御結果として有効な情報となる。このため、昇温や降温などの一連の制御動作を実施しながら温調計内部で制御応答の特徴量を算出し、温調計内部に保存しておく機能が実施されている（特許文献１参照）。一方、データロガーのように、測定データを全て収集し記録する機器も実用されている（特許文献２参照）。これら特許文献１、特許文献２に開示されたデータ収集機能により、ＰＩＤ制御の制御応答の特徴量あるいは全ての時系列データを収集し、監視対象、分析対象として処理することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１７４３９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
温度制御においては、昇温や降温などの一連の制御動作だけでは、有効な情報収集としては不十分である。すなわち、特許文献１に開示された特徴量算出機能では、保存する情報が限られるので不十分である。一方、特許文献２に開示されたデータロガーでは、制御動作の情報として不必要なものも含めて、データ収集量が多過ぎるので、扱いが煩雑になり不便である。したがって、制御動作に特化した有効な情報収集機能として、煩雑になり過ぎず、かつ情報不足になり過ぎないように改善された機能が求められている。特に昇温や降温の応答以外にも、特殊な状況での活用を広げていく改良が求められている。
【０００６】
簡易型のＰＩＤコントローラの代表例でもある温調計と併用されるデータ記録装置として、特定の周期で不連続な時点を抽出して記録する打点記録計が採用されることがある。温調計による制御動作としては、制御対象の特徴から過渡状態での時系列データの収集周期（打点周期）を長めにかつ十分な精度で予め決められることが多い。特にＰＩＤ演算の場合、制御動作の性質は、一般的に予測しやすいものになっている。したがって、データ収集量が多過ぎて、扱いが煩雑になるのを防ぐために、まずこのような長周期のデータ収集を採用することを想定する。この場合、長周期のデータ収集において、周期間でデータに想定外に速い変化が生じていると、記録が不十分になる。すなわち、データ収集周期が長過ぎて、データ収集ミスが想定外に生じるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、温調計などの簡易型のＰＩＤコントローラのような低価格製品への実装を前提とし、制御量ＰＶに想定外に速い変化が生じることに起因するデータ収集のミスを低減することができるＰＩＤコントローラおよびデータ収集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】
【０００８】
本発明のＰＩＤコントローラは、ＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出手段と、この操作量算出手段によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力手段と、前記制御量ＰＶの時系列データを第１の周期毎に保存する長周期データ保存手段と、前記制御量ＰＶの時系列データを前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に一時的に記録する短周期データ記録手段と、この短周期データ記録手段に記録されている制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間のデータを前記短周期データ記録手段から読み出して保存する短周期データ保存手段とを備え、前記短周期データ保存手段は、前記第１の周期において前記短周期データ記録手段に記録された制御量ＰＶの最大値と最小値との差が所定の制御量規定値以上である場合に、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、この規定以上の変化があった第１の周期におけるデータを前記短周期データ記録手段から読み出して保存することを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤコントローラの１構成例において、前記第１の周期は、前記操作量ＭＶが算出される制御周期よりも長い周期であり、所定の倍率αによって、ＰＩＤパラメータの積分時間ＴＩのα倍の値として一律に決定され、前記第２の周期は、前記制御周期と同一もしくは前記制御周期よりも長い周期で、かつ前記第１の周期よりも短い周期である。
また、本発明のＰＩＤコントローラの１構成例において、制御量ＰＶの規定以上の変化を検出するための制御量規定値は、所定の倍率βによって、ＰＩＤパラメータの比例帯ＰＢのβ倍の値として一律に決定されることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のＰＩＤコントローラの１構成例は、さらに、前記短周期データ保存手段が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、前記短周期データ保存手段が保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＰＩＤコントローラの１構成例において、前記長周期データ保存手段は、さらに、前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記第１の周期毎に保存し、前記短周期データ記録手段は、さらに、前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記第２の周期毎に一時的に記録し、前記短周期データ保存手段は、さらに、前記制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間の前記操作量ＭＶの時系列データと前記設定値ＳＰの時系列データとを前記短周期データ記録手段から読み出して保存することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のデータ収集方法は、ＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出ステップと、この操作量算出ステップで算出した操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力ステップと、前記制御量ＰＶの時系列データを第１の周期毎に保存する長周期データ保存ステップと、前記制御量ＰＶの時系列データを前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に一時的に記録する短周期データ記録ステップと、この短周期データ記録ステップで記録した制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間のデータを、前記短周期データ記録ステップで記録したデータから読み出して保存する短周期データ保存ステップとを含み、前記短周期データ保存ステップは、前記第１の周期において前記短周期データ記録ステップで記録した制御量ＰＶの最大値と最小値との差が所定の制御量規定値以上である場合に、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、この規定以上の変化があった第１の周期におけるデータを前記短周期データ記録ステップで記録したデータから読み出して保存するステップを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、短周期データ記録手段に記録されている制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間のデータを短周期データ記録手段から読み出して保存するようにしたので、第１の周期内の制御量ＰＶの変化量が顕著である場合や、第１の周期内に制御量ＰＶの顕著な極大点あるいは極小点が存在した場合に、漏らすことなくデータを収集することができ、制御量ＰＶに想定外に速い変化が生じることに起因するデータ収集のミスを低減することができる。
【００１２】
また、本発明では、第１の周期をＰＩＤパラメータの積分時間ＴＩのα倍の値とすることにより、ＰＩＤコントローラの設定作業を行なうオペレータの負担を軽減することができる。
【００１３】
また、本発明では、制御量ＰＶの規定以上の変化を検出するための制御量規定値をＰＩＤパラメータの比例帯ＰＢのβ倍の値とすることにより、ＰＩＤコントローラの設定作業を行なうオペレータの負担を軽減することができる。
【００１４】
また、本発明では、短周期データ保存手段が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、短周期データ保存手段が保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知することにより、短周期データ保存手段のデータ保存の余裕量が少なくなったことをオペレータに伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＩＤコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る加熱制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＰＩＤコントローラの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係るＰＩＤコントローラのデータ収集の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［発明の原理］
発明者は、上記の問題を見出したことに基づき、また想定外のことは一般的には時間的に少ないことに着眼し、制御量ＰＶに規定以上の変化が発生したケースを、特殊な状況での活用を広げていくための活用対象とすることに想到した。従来から行われているデータ収集の周期である長周期や、制御量ＰＶの規定以上の変化を検出するための規定値は、ＰＩＤパラメータに基づいて決めることができる。
【００１７】
具体的には、長周期間隔において短周期のデータを一時的に記録し、その長周期の間に制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、一時的に記録した短周期のデータを保存する。このようにすることにより、制御量ＰＶに想定外に速い変化が生じることに起因するデータ収集のミスを低減することができる。
【００１８】
なお、温調計などの簡易型のＰＩＤコントローラ内のデータ収集機能を利用することで、制御系の速い変化を確実に捕えることができるようになるが、一方でＰＩＤコントローラの記憶容量は制限される。したがって、記憶容量を十分に確保できる上位装置（例えばＰＣ（Personal Computer））によってデータを読み込むようにオペレータに通知する機能や、データを上位装置に自動転送してＰＩＤコントローラのデータ領域の上書きを許容する状態に戻す機能を併用するのが好ましい。
【００１９】
［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ＰＩＤコントローラの構成を示すブロック図である。ＰＩＤコントローラは、従来からＰＩＤコントローラに設けられている一般的構成である制御機能部１と、本実施の形態の特徴的構成であるデータ収集機能部２とを備えている。
【００２０】
制御機能部１は、設定値ＳＰをコントローラ外部から入力する設定値入力部１０と、制御量ＰＶを計測器から入力する制御量入力部１１と、ＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出部１２と、操作量ＭＶをコントローラ外部に出力する操作量出力部１３とを備えている。
【００２１】
データ収集機能部２は、現在の日時を計時する時計１４と、制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データとを第１の周期毎に保存する長周期データ保存部１５と、制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データとを第１の周期よりも短い第２の周期毎に一時的に記録する短周期データ記録部１６と、第１の周期において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった第１の周期におけるデータを短周期データ記録部１６から読み出して保存する短周期データ保存部１７と、短周期データ保存部１７が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、短周期データ保存部１７が保存したデータを上位装置によって読み込むようにオペレータに通知する読込指示部１８とを備えている。
【００２２】
図２は本実施の形態の適用対象となる加熱制御装置の構成を示すブロック図である。加熱制御装置は、処理対象の被加熱物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ＰＩＤコントローラ１０３と、電力調整器１０４と、電力供給回路１０５とから構成される。
【００２３】
ＰＩＤコントローラ１０３は、温度センサ１０２が計測した制御量ＰＶ（温度）が設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。設定値ＳＰは例えばオペレータによって設定される。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。こうして、ＰＩＤコントローラ１０３は、加熱処理炉１００内の被加熱物の温度を制御する。図１の制御機能部１とデータ収集機能部２とはＰＩＤコントローラ１０３に実装される。
【００２４】
次に、本実施の形態の動作を図３を参照して説明する。設定値ＳＰは、オペレータなどによって設定され、設定値入力部１０を介して操作量算出部１２と長周期データ保存部１５と短周期データ記録部１６とに入力される（図３ステップＳ１）。
制御量ＰＶは、計測器（図２の例では温度センサ１０２）によって計測され、制御量入力部１１を介して操作量算出部１２と長周期データ保存部１５と短周期データ記録部１６とに入力される（図３ステップＳ２）。
【００２５】
操作量算出部１２は、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する（図３ステップＳ３）。
ＭＶ＝（１００／ＰＢ）｛１＋（１／ＴＩｓ）＋ＴＤｓ｝（ＳＰ−ＰＶ）
・・・（１）
式（１）において、ＰＢは比例帯、ＴＩは積分時間、ＴＤは微分時間、ｓはラプラス演算子である。
【００２６】
操作量出力部１３は、操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する（図３ステップＳ４）。図２の例では、電力調整器１０４が操作量ＭＶの実際の出力先となる。
【００２７】
次に、長周期データ保存部１５は、長周期データを保存すべきタイミングになると（図３ステップＳ５においてＹＥＳ）、制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶと操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶと設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰとを、収集すべきデータとして保存する（図３ステップＳ６）。このとき、長周期データ保存部１５は、制御量ＰＶと操作量ＭＶと設定値ＳＰとからなるデータセットに、時計１４から得られる現在時刻の情報を付加して記録する。
【００２８】
長周期データ保存部１５は、制御周期よりも長い第１の周期Ｔ１毎にデータを保存する。したがって、制御動作が継続し、ステップＳ５，Ｓ６の処理が第１の周期Ｔ１毎に繰り返し実行されると、制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データとが長周期データ保存部１５に保存されることになる。
【００２９】
一方、短周期データ記録部１６は、短周期データを記録すべきタイミングになると（図３ステップＳ７においてＹＥＳ）、制御量入力部１１から入力された制御量ＰＶと操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶと設定値入力部１０から入力された設定値ＳＰとを、収集すべきデータとして一時的に記録する（図３ステップＳ８）。このとき、短周期データ記録部１６は、制御量ＰＶと操作量ＭＶと設定値ＳＰとからなるデータセットに、時計１４から得られる現在時刻の情報を付加して記録する。
【００３０】
短周期データ記録部１６は、制御周期と同一もしくは制御周期よりも長い周期で、かつ第１の周期Ｔ１よりも短い第２の周期Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）毎にデータを記録する。したがって、制御動作が継続し、ステップＳ７，Ｓ８の処理が第２の周期Ｔ２毎に繰り返し実行されると、制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データとが短周期データ記録部１６に記録されることになる。
【００３１】
次に、短周期データ保存部１７は、前記第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ（図３ステップＳ９においてＹＥＳ）、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった第１の周期Ｔ１におけるデータ（制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データ）を短周期データ記録部１６から読み出して保存する（図３ステップＳ１０）。すなわち、原則的に短周期データ保存部１７に保存するタイミングは、長周期データを保存すべきタイミングと同じかやや遅れる程度でよく、短周期データ保存部１７に保存するデータは、第１の周期Ｔ１の期間において短周期データ記録部１６に記録された全てのデータになる。
【００３２】
ここで、制御量ＰＶの規定以上の変化とは、第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶの最大値と最小値との差が所定の制御量規定値ＰＶｔｈ以上であることを言う。したがって、短周期データ保存部１７は、第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶに極大値が存在する場合は、その極大値が最大値の候補となり、最小値との差が制御量規定値ＰＶｔｈ以上であったときに、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、この第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録されたデータ（制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データ）を短周期データ記録部１６から読み出して保存することになる。
【００３３】
また、短周期データ保存部１７は、第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶに極小値が存在する場合は、その極小値が最小値の候補となり、最大値との差が制御量規定値ＰＶｔｈ以上であったときに、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、この第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録されたデータを短周期データ記録部１６から読み出して保存することになる。
【００３４】
また、第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶのデータが単調減少のデータであれば、極大値および極小値が存在しないので、短周期データ保存部１７は、この第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶの最大値と最小値との差が制御量規定値ＰＶｔｈ以上であったときに、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、最大値から最小値までの期間に含まれるデータを短周期データ記録部１６から読み出して保存することになる。
【００３５】
また、第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶのデータが単調増加のデータであれば、短周期データ保存部１７は、この第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶの最小値と最大値との差が制御量規定値ＰＶｔｈ以上であったときに、制御量ＰＶに規定以上の変化があったと見なし、最小値から最大値までの期間に含まれるデータを短周期データ記録部１６から読み出して保存することになる。
【００３６】
短周期データ記録部１６によるデータの一時的記録と、長周期データ保存部１５および短周期データ保存部１７によるデータの保存との違いは、短周期データ記録部１６ではデータの上書きが許容されており、短周期データ記録部１６の記憶容量の上限に達すると、古い方のデータから順に新しいデータに上書きされていくのに対し、長周期データ保存部１５および短周期データ保存部１７ではデータの上書きが禁止されており、記憶容量の上限に達すると、保存されているデータを削除しない限り、新たなデータを保存することができない点である。短周期データ記録部１６と短周期データ保存部１７の記憶容量は、少なくとも長周期（第１の周期Ｔ１）の時間分の短周期データの容量よりも大きい容量であればよい。
【００３７】
読込指示部１８は、短周期データ保存部１７が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに（図３ステップＳ１１）、短周期データ保存部１７が保存したデータを上位装置（例えばＰＣ）によって読み込むようにオペレータに通知する（図３ステップＳ１２）。通知方法としては、例えばオペレータが催促を認識できるように、ＬＥＤを点滅または点灯させる等の方法がある。
【００３８】
以上のようなステップＳ１〜Ｓ１２の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図３ステップＳ１３においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。
【００３９】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は本実施の形態のＰＩＤコントローラのデータ収集の動作を説明する図であり、図４（Ａ）は制御量ＰＶの変化の１例を示し、図４（Ｂ）は操作量ＭＶの変化の１例を示している。図４（Ａ）の縦軸は制御量ＰＶ、横軸は時間、図４（Ｂ）の縦軸は操作量ＭＶ、横軸は時間である。ここでは、設定値ＳＰを温度設定値、制御量ＰＶを温度計測値とし、例えば図２に示した加熱制御装置においてデータを収集する場合について説明する。上記のとおり、Ｔ１は長周期データ保存部１５がデータを保存する第１の周期（長周期）である。
【００４０】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）の例では、設定値ＳＰが１５０℃から３００℃に変更されたときに制御量ＰＶが上昇しているが、想定外の外乱が生じて、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第１の周期Ｔ１（長周期）において最大値（時刻ｔ１の制御量ＰＶ）と最小値（時刻ｔ２の制御量ＰＶ）との差が制御量規定値ＰＶｔｈ以上となり、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第１の周期Ｔ１における全てのデータが短周期データ保存部１７に保存される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第１の周期Ｔ１（長周期）において最小値である極小値と最大値（時刻ｔ３の制御量ＰＶ）との差が制御量規定値ＰＶｔｈ以上となり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第１の周期Ｔ１における全てのデータが短周期データ保存部１７に保存される。
【００４１】
制御動作の周波数特性（ＰＩＤ演算の性質上計算可能）よりも高周波の外乱などが印加した場合などにおいて、短周期データを保存することが必要になる。したがって、ＰＩＤパラメータの積分時間ＴＩのα倍（例えばα＝０．５）を長周期（第１の周期Ｔ１）とし（Ｔ１＝αＴＩ）、ＰＩＤパラメータの比例帯ＰＢのβ倍（例えばβ＝０．２）を制御量規定値ＰＶｔｈとすれば（ＰＶｔｈ＝βＰＢ）、オペレータが適度な設定をする際に迷わずに済むようになる。
【００４２】
本実施の形態では、第１の周期Ｔ１において短周期データ記録部１６に記録された制御量ＰＶに規定以上の変化があった場合のみ、この制御量ＰＶに規定以上の変化があった期間のデータを短周期データ記録部１６から読み出して保存するようにしたので、長周期内の制御量ＰＶの変化量が顕著である場合や、長周期内に制御量ＰＶの顕著な極大点あるいは極小点が存在した場合に、漏らすことなくデータを収集することができる。すなわち、制御量ＰＶに想定外に速い変化が生じることに起因するデータ収集のミスを低減することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、データ収集機能部２に読込指示部１８を設けているが、自動転送手段を設けるようにしてもよい。この自動転送手段は、短周期データ保存部１７が保存したデータが規定時間分以上のデータに到達したときに、短周期データ保存部１７が保存したデータを通信ネットワークを介して上位装置に自動的に転送し、短周期データ保存部１７が保存したデータを削除する。これにより、短周期データ保存部１７をデータの上書きが可能な状態に戻すことができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、短周期データ記録部１６が、制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データとを記録し、長周期データ保存部１５と短周期データ保存部１７とが、制御量ＰＶの時系列データと操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データとを保存しているが、操作量ＭＶの時系列データと設定値ＳＰの時系列データを記録・保存することは本発明の必須の要件ではない。短周期データ記録部１６は、制御量ＰＶの時系列データのみを記録し、長周期データ保存部１５と短周期データ保存部１７とは、制御量ＰＶの時系列データのみを保存するようにしてもよい。
【００４５】
本実施の形態で説明したＰＩＤコントローラは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、データ収集機能を備えたＰＩＤコントローラに適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…制御機能部、２…データ収集機能部、１０…設定値入力部、１１…制御量入力部、１２…操作量算出部、１３…操作量出力部、１４…時計、１５…長周期データ保存部、１６…短周期データ記録部、１７…短周期データ保存部、１８…読込指示部。
【図１】
0006371612.tif 000002
【図２】
0006371612.tif 000003
【図３】
0006371612.tif 000004
【図４】
0006371612.tif 000005