(57)【要約】【課題】  制御対象の動作モデル作成から制御対象の制御システム構築までを一貫して行う。【解決手段】  制御対象３に関する理論動作モデルと、制御動作モデルとを作成するモデル作成部２０と、制御対象３に関して有効な要因を入力信号として取得し、入力信号に対応して制御対象３に制御信号を出力する計測部１１と、理論動作モデルの模擬実験を行うシミュレーション部２５と、計測部１１の制御を行う制御部１６とを有する計測制御システム１であって、理論動作モデルは、制御対象３に発生する物理化学現象を数式で表し、数式に含まれる個々の演算処理を個々のモデル構成要素に置換して得られるものであり、制御動作モデルは、理論動作モデルの模擬実験結果に基づいて理論動作モデルと等価関係等の所定関係にあるように得られ、理論動作モデルのうち、計測部１１の機能を制御部１６の制御動作に置換して得られるものである。【選択図】図１
2005078463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象に関する理論動作モデルと制御動作モデルとを作成するモデル作成部と、前記制御対象に関して有効な要因を入力信号として取得する機能と前記入力信号に対応して前記制御対象に制御信号を出力する機能とを有する計測部と、前記理論動作モデルの模擬実験を行うシミュレーション部と、前記計測部の制御を行う制御部とを有する計測制御システムであって、
前記理論動作モデルは、前記制御対象に発生する物理化学現象を数式で表し、前記数式に含まれる個々の演算処理を個々のモデル構成要素に置換して得られるものであり、
前記制御動作モデルは、前記理論動作モデルの模擬実験結果に基づいて前記理論動作モデルと等価関係等の所定関係になるように作成され、前記理論動作モデルのうち、前記計測部の機能を前記制御部の制御動作に置換して得られるものである
ことを特徴とする計測制御システム。
【請求項２】
前記計測制御システムは、
作成された理論動作モデルに基づいて、前記シミュレーション部が模擬実験を行うためのシミュレーション用コードを発生させるシミュレーション用コード発生器と、
作成された制御動作モデルに基づいて、前記制御部が前記計測部の制御を行うための制御用コードを発生させる制御用コード発生器と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の計測制御システム。
【請求項３】
前記計測制御システムは、
前記計測部に入力された複数の信号の中から任意の２信号を選択して、前記２信号の相関関係等の所定関係の有無や程度を解析する解析部を有し、
前記モデル作成部は、前記解析部の解析結果を、前記動作モデルの作成に反映する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の計測制御システム。
【請求項４】
前記モデル作成部は、
前記解析部の解析結果を、前記入出力信号の決定又は、前記モデル構成要素のパラメータの決定に反映する
ことを特徴とする請求項３に記載の計測制御システム。
【請求項５】
前記計測制御システムは、
前記モデル作成部で作成される動作モデル、前記シミュレーション部の模擬実験結果、前記制御部の制御結果、前記解析部の解析結果のいずれかを表示する表示器を
有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の計測制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測制御システムに関し、特に、制御対象についての計測、解析、動作モデル作成、制御の全てを１台で行う計測制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の技術分野で、開発・製造コスト削減のため、自動制御システムが導入されている。
【０００３】
例えば、自動車産業分野では、車両部品の摩擦特性の解析を行うため、広範囲かつ一定温度に制御可能な油槽が用いられるが、微小な油温変化であっても、部品の摩擦特性に及ぼす影響は大きいため、従来は、特許文献１に開示されているような液体温度制御装置によって油槽の油温が一定に維持される。
【０００４】
しかし、このような液体温度制御装置を含む自動制御システムには、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９４９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている液体温度制御装置は、一般的に、制御対象（例えば、液槽）毎にその制御対象の性質を踏まえてカスタマイズされるため、一度制御対象に組み込まれてしまうと、他の異なる制御対象との組合わせや、仕様変更への対応は困難であった。
【０００７】
そもそも、液体温度制御装置のような自動制御システムを構築するためには、制御対象の動作原理（例えば、液体温度がどのような要因でどのように変化するか）を把握する必要がある。
【０００８】
制御対象の動作原理を把握するためには、動作原理の根拠となりそうなデータを一旦収集して保存し、コンピュータ上で多変量解析ソフトウェア等を用いてデータ間の因果関係を解析し、推定する必要がある。
【０００９】
そして、収集したデータの解析結果に基づいて、制御対象の動作モデルを作成し、シミュレーション、実験等を経て動作モデルの妥当性を確認した後、実際の自動制御システムが動作（実動作）する。
【００１０】
以上のような過程は、特許文献１に開示された発明には考慮されていないが、例えば、油槽の油温を一定に制御するための動作モデルの確認実験は油槽が大型化するにつれ長時間に及ぶため、最終的な自動制御システムの構築までには相当の時間がかかるものであった。
【００１１】
しかも、従来は、自動制御システムに必要な計測装置、解析装置、制御装置はそれぞれ別個独立に構成されており、自動制御システムの構築者は、これらを適宜組合わせてシステムを構築していたが、実験段階と実動作段階とでは、装置の組合わせを使い分ける必要があった。
【００１２】
従って、実験段階では動作しても実動作段階では動作しないという問題や、計測装置に接続されているセンサの再配置や制御装置用のプログラミング作業等、実験段階から実動作段階への移行が煩わしいという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、計測、解析、動作モデル作成、制御の全てを行うことが出来、開発・製造コストの大幅な削減に貢献する計測制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の計測制御システムは、制御対象に関する理論動作モデルと制御動作モデルとを作成するモデル作成部と、前記制御対象に関して有効な要因を入力信号として取得する機能と前記入力信号に対応して前記制御対象に制御信号を出力する機能とを有する計測部と、前記理論動作モデルの模擬実験を行うシミュレーション部と、前記計測部の制御を行う制御部とを有する計測制御システムであって、前記理論動作モデルは、前記制御対象に発生する物理化学現象を数式で表し、前記数式に含まれる個々の演算処理を個々のモデル構成要素に置換して得られるものであり、前記制御動作モデルは、前記理論動作モデルの模擬実験結果に基づいて前記理論動作モデルと等価関係等の所定関係になるように作成され、前記理論動作モデルのうち、前記計測部の機能を前記制御部の制御動作に置換して得られるものであるようにした。
【００１５】
又、前記計測制御システムは、作成された理論動作モデルに基づいて、前記シミュレーション部が模擬実験を行うためのシミュレーション用コードを発生させるシミュレーション用コード発生器と、作成された制御動作モデルに基づいて、前記制御部が前記計測部の制御を行うための制御用コードを発生させる制御用コード発生器とを有するようにすることも出来る。
【００１６】
以上のように構成した計測制御システムでは、従来別個独立に構成されていた計測装置とシミュレーション装置と制御装置とが一体化されているので、シミュレーション装置による実験段階から、制御対象の実動作にかかる制御装置組み込み段階への移行作業が容易となり、制御対象の動作把握から制御対象の実動作までの一連の作業の短時間化が可能となる。又、理論上の実験のみならず、制御部を介して実計測信号を用いた実動作に近い実験を実行することが出来るので、従来のように時間をかけて繰り返し実験を行う必要がなく、動作モデルの妥当性を順次容易に向上させていくことが出来る。
【００１７】
又、前記計測制御システムは、前記計測部に入力された複数の信号の中から任意の２信号を選択して、前記２信号の相関関係等の所定関係の有無や程度を解析する解析部を有し、前記モデル作成部は、前記解析部の解析結果を、前記動作モデルの作成に反映することも出来る。
【００１８】
又、前記モデル作成部は、前記解析部の解析結果を、前記入出力信号の決定又は、前記モデル構成要素のパラメータの決定に反映することが出来る。
【００１９】
上記のように構成した計測制御システムでは、信号の相関関係を求める等の解析機能をも有するので、特に、現象が複雑な制御対象の動作モデルを容易に作成することが出来、又、シミュレーションを実行させながら計測部で別の信号を計測して問題点を解決することが可能となる。
【００２０】
又、前記計測制御システムは、前記モデル作成部で作成される動作モデル、前記シミュレーション部の模擬実験結果、前記制御部の制御結果、前記解析部の解析結果のいずれかを表示する表示器を有することが出来る。
【００２１】
上記のように構成した計測制御システムでは、表示器を有するので、視覚的な動作モデルの作成が可能となり、又、実験結果や解析結果を一目瞭然に把握することが出来る。又、表示器が計測制御システムに一体化されているので、実験結果や解析結果を即座に動作モデル作成及び修正に反映させることが出来る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる計測制御システムによれば、従来別個独立に構成されていた計測装置とシミュレーション装置と制御装置とが一体化されているので、シミュレーション装置によるシミュレーション段階から、制御対象の実動作にかかる制御装置組み込み段階への移行作業が容易となり、制御対象の動作把握から制御対象の実動作までの一連の作業の短時間化、開発・製造コストの削減が可能となる。
【００２３】
計測制御システムは、信号の相関関係を求める等の解析機能を有するので、特に、現象が複雑な制御対象の動作モデルを作成したり、制御部を介したシミュレーションを実行させながら計測部で別の信号を計測して解析することにより問題点を解決するのに有効である。
【００２４】
例えば、制御対象システムの開発当初は、理論上の動作モデルを用いてシミュレーションし、次に、実計測信号のデータを使用して実動作に近い状態でシミュレーションを行い動作モデルの微調整を行い、最後に、制御対象システムを実動作させて動作確認を行うことにより、動作モデルの正確さを順次、容易に向上させていくことが出来る、という自動制御システムの新たな開発手法が提供される。
【００２５】
又、計測制御システムは、自動制御の技術分野のみならず、製品（制御機器である必要はない）の開発過程や、学校教育現場でも、シミュレーション機能と実動作確認機能とを併せ持った実験機器として利用可能である。
【００２６】
更に、計測制御システムは、現場にある制御対象システムとも容易に接続可能であり、表示器上に、容易に計測、動作モデル作成、解析、シミュレーションの結果を表示することが出来るから、制御対象システムのトラブル早期解決、動作モニタリングにも利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる計測制御システム１の一実施例を示している。
【００２８】
図１の計測制御システム１は、計測部１１、メモリ１５、シミュレーション部２５、制御部１６、解析部１７、演算処理部１８、表示器１９、モデル作成部２０、モデル構成要素格納部２１、シミュレーション用コード発生器２２、制御用コード発生器２３、操作入力部２４を有する。
【００２９】
計測部１１は、計測制御システム１に関する信号入出力を行う手段である。具体的には、計測制御システム１に関して有効な要因を入力信号として取得する機能と、取得した入力信号に対応した制御信号を計測制御システム１に出力する機能を有し、計測制御システム１に接続される制御対象システム３に応じて、ＡＤ変換器１２、ＤＡ変換器１３、Ｉ／Ｏ回路１４を任意の個数だけ任意に組合わせたものである。
【００３０】
ここで、制御対象システム３（制御対象）は、所定の要求性能を満足するよう、計測制御システム１に制御される対象を指し、例えば、温度を一定に維持することを目的とした油槽が、制御対象システム３に相当する。
【００３１】
ＡＤ変換器１２（入力部）は、制御対象システム３の現象把握、解析、制御等に必要な、任意の物理化学現象に関する入力信号をＡＤ変換する手段である。ＡＤ変換器１２でＡＤ変換された信号は、後に行われる制御部１６での制御や、解析部１７での解析のため、メモリ１５に一時保存される。
【００３２】
ＡＤ変換器１２に入力される入力信号の種類は、制御対象システム３に応じて様々であるが、例えば、センサで検出される温度、水量、トルク量、重量等の時系列信号がある。センサは入力信号の種類に応じて、温度センサ、圧力センサ等が選択され、制御対象システム３に設置される。
【００３３】
ＤＡ変換器１３（出力部）は、主として、制御対象システム３に供給する制御信号を制御部１６から出力して、ＤＡ変換する手段である。制御信号が繰り返し矩形波や正弦波等である場合には、ＤＡ変換器１３を介さず直接、信号発生器や変調器等から出力される場合もある。
【００３４】
Ｉ／Ｏ回路１４は、計測制御システム１と制御対象システム３とが、ＡＤ変換器１２やＤＡ変換器１３を介さずに直接デジタル信号で入出力のやり取りが可能な場合に用いられるインターフェース回路である。
【００３５】
例えば、制御対象システム３がデジタル入力部を有している場合には、制御部１６から出力されるデジタル信号をＩ／Ｏ回路１４を介して制御対象システム３に供給することが出来、又、制御対象システム３に設置されたセンサがデジタル出力機能を有している場合には、そのセンサの出力をＩ／Ｏ回路１４を介して計測制御システム１に入力することが出来る。
【００３６】
又、Ｉ／Ｏ回路１４は、任意の入力信号を変調出力する機能を有していてもよいし、制御部１６からの命令に応じて信号の入出力方向を転換する機能を有していてもよい。
【００３７】
シミュレーション部２５は、後述するシミュレーション用コード発生器２２で発生したシミュレーション用コードに基づいて、モデル作成部２０で作成された理論動作モデルのシミュレーション（模擬実験）を実行する手段である。
【００３８】
制御部１６は、後述する制御用コード発生器２３で発生した制御用コードに基づいて、計測部１１、演算処理部１８の制御を行い、制御対象システム３の実動作や、モデル作成部２０で作成された制御動作モデルについて実計測信号に基づいたシミュレーションを実行する手段である。
【００３９】
具体的に制御部１６は、計測部１１に対しては、制御対象システム３から得られる任意の信号を、任意のタイミング、期間、分解能、サンプリング間隔等で入力するよう命令したり、ＡＤ変換器１２、ＤＡ変換器１３、Ｉ／Ｏ回路１４のうちどの手段のどのチャンネルを選択するか、入力感度、増幅率等のパラメータ設定はどうするか等の命令を行う。
【００４０】
又、制御部１６は、制御対象システム３に対して制御信号を出力するための制御回路（例えば、温度ＰＩＤ制御回路）を備えており、計測部１１に対して制御信号の出力を命令する。
【００４１】
又、制御部１６は、演算処理部１８に対しては、メモリ１５に保存された任意のデータを選択して、制御回路の動作に必要な演算処理を行うよう命令する。
【００４２】
尚、ＰＩＤ制御とは、設定値と制御量との間の偏差に比例して操作量を増減させる比例動作（Ｐ）、偏差の継続時間に応じて操作量を増減させる積分動作（Ｉ）、偏差の変化具合に応じて操作量を増減させる微分動作（Ｄ）の、３つの動作を組合わせた制御であり、温度制御等の自動制御分野では最も多用される制御方式である。
【００４３】
解析部１７は、メモリ１５に一時保存された任意の２信号又はリアルタイムで計測部１１に入力された任意の２信号について、相関関係等の所定関係の有無や程度を解析する手段である。
【００４４】
解析部１７での解析結果は、後述するモデル作成部２０での動作モデル作成の前段階に実行され、特に現象が複雑な動作モデル中のパラメータ決定要因となったり、又は、シミュレーション部２５でのシミュレーション実行中や制御部１６の制御実行中における問題点の解決に利用される。解析部１７での解析結果はメモリ１５に保存される。
【００４５】
演算処理部１８は、後述するシミュレーション用コード発生器２２で発生したシミュレーション用コードや、制御用コード発生器２３で発生した制御用コードに基づいて演算処理を行う手段である。又、演算処理部１８は、解析部１７での解析に必要な演算処理も行う。
【００４６】
演算処理には、例えば、四則演算（加減乗除）、増幅演算（定倍）、論理演算（ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＴ、フリップフロップ、カウンタ等）、関数演算（平均値演算、微積分演算、相関関数演算等）といった基本演算の他、これらの基本演算を組合わせて行われる最大最小ピーク値等の探索、フィルタリング処理、遅延時間演算、ノーマライズ（相互に時間軸や振幅を統一して規格化すること）演算、重み付け係数演算、周期演算、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算等が含まれる。
【００４７】
尚、これら演算処理は、個々の１信号に対して行われるもの（微積分演算等）と、２以上の信号間又は、１信号（例えば時系列信号）中の複数の要素間で行われるもの（相関関数演算、ノーマライズ演算等）とにおよそ分かれる。
【００４８】
又、これら演算処理は、個々の機能として、後述するモデル構成要素になる。
【００４９】
表示器１９は、演算処理部１８での演算処理結果を数値やグラフ等で表示する手段である。ここでの演算処理結果には、シミュレーション部２５でのシミュレーション実行結果、制御部１６での制御実行結果、解析部１７での解析実行結果が含まれる。
【００５０】
又、表示器１９は、制御部１６での制御状態（例えば、現在どのＡＤ変換器１２が選択されどのような信号が入力されているか、パラメータはどうなっているか、どのような制御信号が出力されているか等）や、後述するモデル作成部２０での動作モデル作成に必要なＧＵＩや作成された動作モデルを表示することも出来る。
【００５１】
モデル作成部２０は、制御対象システム３の動作モデルを作成する手段である。ここで、作成される動作モデルには、シミュレーション部２５が実行する理論動作モデルと、制御部１６が実計測信号に基づいて実行する制御動作モデルとがある。
【００５２】
理論動作モデル作成の一般的手順は、（１）制御対象システム３に発生する物理化学現象の把握→（２）物理化学現象を数式化→（３）数式をモデル構成要素に置換、となる。
【００５３】
一方、制御動作モデルは、理論動作モデルのシミュレーション結果に基づいて理論動作モデルと等価関係等の所定関係になるように作成され、シミュレーション部２５が実行する理論動作モデルのうち、制御対象システム３そのものの動作（物理化学現象）を表す部分を制御対象システム３そのものに置換し、更に、計測部１１の信号入出力機能を制御部１６の制御回路に置換して得られるものである。
【００５４】
従って、制御動作モデル作成のためには、理論動作モデル作成後、（４）計測部１１の信号入出力機能を制御部１６の制御回路に置換する手順が必要となる。
【００５５】
（１）で物理化学現象を把握する過程では、計測制御システム１と制御対象システム３とを接続する入出力信号を決定する必要があるが、特に、制御対象システム３の現象が複雑で、入力信号候補が多数あるような場合には、動作モデル作成前に、計測部１１を介して入力した信号について、解析部１７で解析を行い、入力信号間の相関度合い等に基づき、多数の入力信号の中から動作モデルの動作に必要な入力信号を決定したり、解析結果に基づいて、必要なパラメータの具体的数値を決定することが出来る。
【００５６】
尚、モデル作成部２０では、制御対象システム３自体の動作モデルを作成する前に、入出力信号やパラメータを決定するための動作モデルが作成されてもよい。又、ここで作成された入出力信号やパラメータを決定するための動作モデルは、独立して実行可能であってもよいし、制御対象システム３の動作モデルのサブルーチンモデル（サブモデル）であってもよい。この場合、制御対象システム３の動作モデルは階層構造となる。
【００５７】
（３）で数式をモデル構成要素に置換する過程では、表示器１９上で操作入力部２４の操作により、モデル構成要素格納部２１に格納されているモデル構成要素から、任意のモデル構成要素を選択し、モデル構成要素間の接続、入出力信号の仕様や各種パラメータの決定を行う。
【００５８】
モデル構成要素とは、演算処理部１８で行われる個々の演算処理（例えば、微分、積分、加算等）や、シミュレーションや制御に必要な個々の機能（例えば、スイッチ、表示等）を表すブロックであり、（２）で作成された数式に基づいて、モデル構成要素への分解が可能である。
【００５９】
（４）で計測部１１の信号入出力機能を制御部１６の制御回路に置換する過程では、（３）同様、モデル構成要素格納部２１に格納されているモデル構成要素から任意のモデル構成要素を選択するが、制御動作モデルを構成するモデル構成要素は基本的には、制御対象システム３そのものと接続される。
【００６０】
制御動作モデルを構成するモデル構成要素には、例えば、計測部１１から制御信号を出力するために必要なＯＮ／ＯＦＦ制御回路、ＰＩＤ制御回路と、計測部１１のＡＤ変換器１２やＤＡ変換器１３の制御回路がある。
【００６１】
これらの制御回路が使用するパラメータを決定するために、計測部１１から信号が入力され、演算処理部１８で演算処理を行うモデル構成要素が制御回路に接続されてもよい。
【００６２】
モデル構成要素は、その機能が分かるような状態で視覚化されている（例えば、加算機能を有するモデル構成要素は「＋」で表される）ため、表示器１９上で容易にモデル作成を行うことが出来る。
【００６３】
シミュレーション用コード発生器２２は、モデル作成部２０で作成された理論動作モデルに基づいて、モデル構成要素の個々の機能を、シミュレーション部２５及び演算処理部１８で実行するためのシミュレーション用コードを発生する手段である。
【００６４】
シミュレーション用コードは、シミュレーション部２５に入力され、シミュレーション部２５が動作可能なコードであればよいが、バイナリーコードで構成されれば、一般的なパーソナルコンピュータ上でも動作可能である。シミュレーション用コードは、計測部１１や制御部１６を介すことなく、シミュレーション部２５でのシミュレーション動作に用いられる。
【００６５】
これに対し、制御用コード発生器２３は、モデル作成部２０で作成された制御動作モデルに基づいて、モデル構成要素の個々の機能を、制御部１６が実行するための制御用コードを発生する手段である。制御用コードは制御部１６に入力される。
【００６６】
制御用コードは、制御部１６に入力され、制御部１６が動作可能なコードであればよいが、汎用プログラミングコード（例えば、Ｃ＋＋）で構成されれば、一般的な、又は従来使用されていた制御装置上でも動作可能である。
【００６７】
制御部１６は、制御用コードに基づいて、計測部１１の制御（入出力に関する設定、制御信号の出力等）や演算処理部１８の制御を行う。これにより、制御対象システム３の実動作のみならず、制御部１６の制御動作確認のためのシミュレーションや、実計測信号に基づいた実動作に限りなく近いシミュレーションの実行が行われる。
【００６８】
尚、制御部１６が演算処理部１８での演算処理を必要とする場合には、制御部１６が解析部１７に命令して解析部１７から演算処理部１８の演算処理結果をもらってもよいし、シミュレーション用コードに基づいた演算処理結果が制御用コードに反映されてもよいし、制御用コードが直接演算処理部１８に入力されてもよい。尚、制御用コードが演算処理部１８に入力される場合には、演算処理部１８は制御用コードを解読可能である必要がある。
【００６９】
又、入力信号やパラメータを決定するための動作モデルを動作させた時に、演算処理部１８で演算処理された結果が制御用コード発生器２３に反映され、制御用コードとなってもよい。
【００７０】
従来はシミュレーションや制御を実行する場合、シミュレーション用コードや制御用コードをプログラミングにより一から作成する必要があった。
【００７１】
しかし本発明では、モデル作成部２０で、表示器２０上のＧＵＩにより、モデル構成要素を選択し、モデル構成要素同士を接続すれば、モデル構成要素の各機能に対応したシミュレーション用コード及び制御用コードが発生するので、プログラミングの必要はなく、モデル作成にかかる作業時間を大幅に短縮することが出来る。
【００７２】
又従来でも、理論動作モデルを作成する場合には、制御対象システム３の物理化学現象を数式化する必要があったが、その数式が微分方程式のような複雑な式である場合、その数式の解を求めるためには、ラプラス変換等の演算処理を行う必要があり、その演算処理のために別途プログラミングを行わなければならず、数式の解を求めるのに時間がかかっていた。
【００７３】
しかし本発明では、微分、積分等の演算処理機能が、既にモデル構成要素として用意されており、モデル作成部２０でモデル構成要素同士を接続して数式を表示器１９上で成立させることで、数式の解を求めるためのプログラミングコード（シミュレーション用コード又は制御用コード）が発生するので、事前かつ別途のプログラミングを必要としない。
【００７４】
ここで、モデル作成部２０で作成された動作モデルからシミュレーション用コードと制御用コードが発生するまでの一例を簡単な動作モデルに基づいて説明する。
【００７５】
図２は、モデル作成部２０で作成された制御対象システム３ａの動作モデルの一例である。図２の制御対象システム３ａは、ヒータ４３による加熱に応じて水槽４５内の水温を一定に維持するシステムであり、水温を一定にすることが制御対象システム３ａの要求性能であるものとする。
【００７６】
又、この制御対象システム３ａは、入力信号ｘ（例えば、ヒータ容量）に応じて出力信号ｙ（例えば、水槽内温度）が変化し、ｙ＝Ａｘ（Ａ：定数）という比例関係に従って動作するものとする。
【００７７】
この場合、モデル作成部２０で作成される理論動作モデルＣは、入力信号ｘと定数Ａの乗算（又は定倍増幅）を行い出力信号ｙを出力する乗算ブロックをモデル構成要素として構成される。このモデル構成要素は、モデル構成要素格納部２１から選択される。
【００７８】
シミュレーション用コード発生器２２は、ここで作成された理論動作モデルＣのシミュレーション用コードを発生する。ここでは、定数Ａと変数ｘの乗算を行いｙを出力するような演算処理を演算処理部１８で実行することが可能なプログラムコードが発生する。
【００７９】
シミュレーション部２５では、このシミュレーション用コードに基づき、演算処理部１８に演算処理を行わせ、所定の入力ｘと定数Ａの乗算結果を表示器１９に出力する。ここで入力ｘをどのように変化させるかは自由に決めることが出来、ここでのｘの入力方法は、制御動作モデルの作成に反映される。
【００８０】
表示器１９には乗算結果であるｙが表示される。ここで、ｙが要求性能（一定値であること）を満足していれば、モデル作成部２０で作成された理論動作モデルＣは妥当であることが分かる。
【００８１】
次に、モデル作成部２０は制御動作モデルを作成する。制御動作モデルは、制御部１６がｘ（ヒータ容量）を制御することにより、最終的に理論動作モデルＣの動作（ｙ（水温）が一定になること）と一致するように作成される。
【００８２】
ここで、ｘの制御方法は、シミュレーション部２５でのシミュレーション結果により明らかとなっており、例えば、ヒータ４３の定格出力が８０％に維持されるようにヒータ４３を制御すれば、ｙが一定になるというシミュレーション結果が得られたとする。
【００８３】
その場合、制御動作モデルは、作成された理論動作モデルＣのうち、計測部１１の信号入出力機能を制御部１６の制御回路に置換して得られる。例えば、図２に示すように、定格出力が８０％に維持されるような制御信号を出力し、ＤＡ変換器１３を介してヒータ４３に入力するような制御回路が制御動作モデルを構成する。
【００８４】
又、図２の制御動作モデルには、温度センサ４１から検出された信号をＡＤ変換器１２に入力し、表示器１９上に表示するためのスイッチ２６もモデル構成要素の１つとして制御動作モデルに含まれる。
【００８５】
制御回路には、制御信号を出力する機能だけでなく、ＡＤ変換器１２やＤＡ変換器１３の制御を行う機能も含まれる。又、ＡＤ変換器１２から入力された出力信号ｙの値に基づいて、ヒータ４３への制御信号を調整して出力するような制御回路が含まれてもよい。
【００８６】
制御用コード発生器２３は、モデル作成部２０で作成された制御動作モデルの実行を制御部１６が行うための制御用コードを発生させる。
【００８７】
これより、制御用コードは、制御部１６からヒータ４３が定格出力の８０％となるような制御信号を計測部１１のＤＡ変換器１３を介して出力するプログラムコードとして発生し、更には温度センサ４１から検出されたｙ（水温）を計測部１１のＡＤ変換器１２を介して入力し、スイッチ２６を介して表示器１９に表示させるとともに、制御動作モデルと理論動作モデルの動作が一致することを制御部１６が確認するようなプログラムコードとなる。つまり、制御動作モデルは、理論動作モデルと等価関係等の所定関係にあることになる。
【００８８】
更に、制御部用コードは、計測部１１のＡＤ変換器１２の制御を行うため、図３のパラメータ設定画面Ｄに示されているようなパラメータを含み、このパラメータに基づいてＡＤ変換器１２が制御される。
【００８９】
尚、図３のようなパラメータ設定画面Ｄは、モデル作成部２０での制御動作モデル作成時に、表示器１９上に表示され、操作入力部２４から設定される。ここでは、ＡＤ変換器１２のパラメータとして、例えば、システム構成（使用するＡＤ変換器１２の品番（ＡＤ７１０２））、ＡＤ変換器１２が挿入されるスロット位置（スロットＮｏ（［１］））、サンプリングタイプ（サンプリング用途（音、振動解析））、サンプリング間隔（サンプリング周波数の逆数（１／１００００秒））等が設定されているのが分かる。
【００９０】
理論動作モデルと制御動作モデルは、図２に示されるように併存可能であり、スイッチ２６の切替えによって、シミュレーション用コードと、制御用コードの発生が切替えられることになる。又、シミュレーション部２５でのシミュレーション動作と、制御部１６を介した実計測信号に基づく制御動作とが同時に行われてもよい。
【００９１】
最終的には、理論動作モデルと制御動作モデルの実行結果が一致することが確認された上で、制御動作モデルの制御用コードが制御対象システム３の実動作に使用されることになる。
【００９２】
ここで、両モデルの動作が一致しない場合には、動作モデルの作成が正しくなかったことになるが、動作モデルの調整は、モデル構成要素の再選択やパラメータの再入力により簡単に行われる。
【００９３】
又、一度制御に必要な信号を計測部１１が計測しておけば、その信号を用いて短時間にシミュレーションを行うことが出来るので、短時間で動作モデルの妥当性を向上させることが出来る。
【００９４】
従来は、自動制御システムを構築するのに必要な計測装置、解析装置、シミュレーション装置、制御装置は別個独立に構成されており、シミュレーション装置上で作成された動作モデルはシミュレーション用途にしか用いることが出来ず、動作モデルを制御装置に組み込むためには、別途動作モデルのプログラミング作業が必要であり、又、計測装置（本発明での計測部１１に相当）の制御に必要なプログラミング等もしなければならなかった。
【００９５】
更に、制御対象システム３の動作が複雑な場合、その動作モデルを作成するためには、シミュレーション装置と全く互換性のない解析装置の解析結果を反映させる必要があり、その手順は煩雑であった。
【００９６】
しかし、以上説明したように構成された本発明の計測制御システム１では、計測装置に相当する計測部１１、制御装置に相当する制御部１６、解析装置に相当する解析部１７、シミュレーション装置に相当するシミュレーション部２５が、一体化されている。
【００９７】
更に、モデル作成部２０で作成された動作モデルは、シミュレーション部２５での単なる理論上のシミュレーションのみならず、制御部１６の制御動作確認を含めたシミュレーションや、実計測信号に基づいたシミュレーションの実行に用いることが出来、シミュレーションからシステムの実動作への移行にかかる手間（センサ配置等のシステム構築、制御対象システム３への制御装置組み込み、制御装置用のプログラミング作業、実動作確認等）がかからない。
【００９８】
従って、本発明の計測制御システム１では、上述したような従来の問題が起こらず、制御対象システム３の動作把握、動作モデル作成、動作モデルによるシミュレーション、制御対象システム３の実動作までの一連のフローを、短期間かつ同一場所で完了させることが可能となり、開発現場に於いては開発コスト削減、製造現場に於いては製造コスト削減に貢献する。
【００９９】
又、制御用コードは、別の計測制御システム１内の制御部１６に入力されて、制御対象システム３を制御することも可能である。制御用コード発生器２３で発生した制御用コードを別の計測制御システム１の制御部１６で動作させるためには、制御対象システム３とのインターフェース（例えば、２つのＡＤ変換器と１つのＤＡ変換器が必要）が揃ってさえいえればよい。
【０１００】
これにより、必ずしも、制御対象システム３と計測制御システム１が１対１に対応している必要がなくなる。モデル作成部２０で作成された動作モデルをメモリ１５に保存しておけば、制御用コード発生器２３が制御用コードを発生するので、制御対象システム３毎に計測装置や制御装置を組み込む必要がない。又、複数の制御対象システム３が、１台の計測制御システムを共有することが可能となるため、資源節約や省スペース化も図られる。
【実施例１】
【０１０１】
以下、本発明の詳細な実施例について説明する。図６は、計測制御システム１ｂにより制御される制御対象システム３であるところの金属製物体３ｂの構成図及び、計測制御システム１ｂと金属製物体３ｂとの接続概要を示している。尚、図６の計測制御システム１ｂは、図１の計測制御システム１の中から、実施例の説明に必要な主要構成手段のみを抽出して構成したものである。
【０１０２】
円柱状の金属製物体３ｂは中心部が空洞となっており、この空洞部分にはヒータ４７が埋め込まれている。金属製物体３ｂの要求性能は、ヒータ４７の加熱により、金属製物体３ｂ全体の温度を一定に維持することである。
【０１０３】
以下、計測制御システム１ｂが実際に金属製物体３ｂの温度制御を行うようになるまでの過程を図４のフローチャートに基づき説明する。
【０１０４】
モデル作成部２０は、２種類の動作モデル（理論動作モデルと制御動作モデル）を作成する（Ｓ４１０）。
【０１０５】
動作モデルを作成するためには、金属製物体３ｂの動作及び動作要因となっている信号の把握、制御信号の決定が必要となる。本実施例では、金属製物体３ｂの動作概要は上述した通りであり、ヒータ４７を制御することで金属製物体３ｂの要求性能（金属製物体３ｂの温度を一定に維持すること）が満足されるが、現時点では、金属製物体３ｂから大気への放熱特性（熱伝達特性）が不明である。
【０１０６】
まず、理論動作モデルの作成については、金属製物体３ｂに発生する物理化学現象を数式化する必要があり、以下の通り数式化が行われる。
【０１０７】
（１）１００Ｖ、４５０Ｗのヒータ４７から発生する熱量ＱＳ＝０．４５ ［ｋＷ，ｋＪ／ｓｅｃ］は、全て温度上昇の熱源となる。ここで、微小時間△ｔ［ｓｅｃ］での熱量ＱＳは、ＱＳ＝Ｒｉ２△ｔ［ｋＪ］・・・（数１）である。
【０１０８】
（２）ヒータ４７の温度上昇に伴って微小時間△ｔ［ｓｅｃ］に増加する金属製物体３ｂの温度を△Ｔ（ｔ）［Ｋ］とすると、金属製物体３ｂの温度上昇熱量ＱＡは、ＱＡ＝ｍｃ△Ｔ（ｔ）＝ρ０Ｖｃ△Ｔ（ｔ）［ｋＪ］（ｍ：ヒータ重量［ｋｇ］、ｃ：比熱［ｋＪ／（ｋｇ＊℃）］、ρ０：ヒータ密度、Ｖ：ヒータ容積［ｍ３］）・・・（数２）である。
【０１０９】
（３）金属製物体３ｂの温度と大気温度との差で放熱するヒータ放散熱量ＱＯは、ＱＯ＝ｈＳ△Ｔ（ｔ）＝ｈＳ（Ｔ（ｔ）−ＴＲ）（ｈ：金属から大気への熱伝達係数［ｋＷ／ｍ２＊Ｋ］、Ｓ：ヒータ表面積［ｍ２］、ＴＲ：大気温度［Ｋ］）・・・（数３）である。
【０１１０】
（１）から（３）の各式を、熱平衡式：ヒータ４７の発生熱量（ＱＳ）＝金属製物体３ｂの温度上昇熱量（ＱＡ）＋金属製物体３ｂから大気への放熱熱量（ＱＯ）に当てはめると、Ｒｉ２△ｔ＝ρ０Ｖｃ△Ｔ（ｔ）＋ｈＳ（Ｔ（ｔ）−ＴＲ）△ｔ・・・（数４）となる。
【０１１１】
上式について移項し、両辺を△ｔで除し、Ｔ（ｔ）の微分方程式の形にすると、ρ０Ｖｃ△Ｔ（ｔ）／ｄｔ＋ｈＳＴ（ｔ）＝Ｒｉ２＋ｈＳＴＲ・・・（数５）となる。
【０１１２】
更に、上式を変形し、ラプラス関数の形に直すと、△Ｔ（ｔ）／ｄｔ＝ｓとして、Ｔ（ｔ）＝{Ｒｉ２−ｈＳ（（Ｔ（ｔ）−ＴＲ））／（ρ０Ｖｃｓ）・・・（数６）となる。
【０１１３】
尚、従来は、ラプラス関数の形に直すのではなく、上式の一次微分方程式の解を求める必要があり、その中でラプラス変換等を行う必要があった（解は、Ｔ（ｔ）＝{Ｒｉ２−ｈＳＴＲ }／（ｈＳ）＊［１−ｅ（−（ｈＳ））ｔ／（ρ０Ｖｃ）］となる）が、本実施例では、微分方程式の解まで求める必要はない。
【０１１４】
ラプラス関数の形に直された上式（数６）を演算処理やシミュレーション機能の各モデル構成要素に分割し、分割したモデル構成要素をモデル構成要素格納部２１から抽出して、操作入力部２４により選択し、操作入力部２４によりモデル構成要素同士を接続し、表示器１９上でモデル作成部２０により作成された理論動作モデルＥの一例が図７の上段である。
【０１１５】
図７の下段は、図７の上段の理論動作モデルＥのうち、既知の定数（表面面積、容積、密度、比熱、大気温度等）や、解析部１７での解析結果に基づいて得られたパラメータ等の具体的数値を入力し、更に、シミュレーション結果であるＴ（ｔ）の数値を表示器１９上に表示するような表示機能（図中の「Ｄｉｓｐｌａｙ」）をモデル構成要素として選択した状態の理論動作モデルＦである。
【０１１６】
尚、図７中、ヒータはＨｅａｔｅｒに、大気温度はＲｏｏｍ  Ｔｅｍｐに、表面面積はＨｅｔｅｒ  Ａｒｅａに、熱伝達係数はＣｏｎｄ  Ｃｏｅｆｆに、容積はＨｅａｔｅｒ  Ｖｏｌｕｍｅに、密度はＭｉｔｕｄｏに、比熱はｈｉｎｅｔｕにそれぞれ対応している。
【０１１７】
又、パラメータが確定していない時には、後述のシミュレーション過程でマニュアル操作により変更可能なようにしてもよい。図７の下段の理論動作モデルＦでは、熱伝達係数（Ｃｏｎｄ  Ｃｏｅｆｆ）が不明であるため、適当な数値（０．０１６）が入力されている。
【０１１８】
図７のように、モデル構成要素は視覚化されているので、ユーザは言語プログラミングの必要なく、容易に理論動作モデル作成を行うことが出来る。
【０１１９】
更に、モデル作成部２０は、制御動作モデルを作成する（Ｓ４１０）。尚、制御動作モデルの作成は、理論動作モデルの作成と同時である必要はなく、理論動作モデルのシミュレーション実行後に制御動作モデルが作成されてもよい。
【０１２０】
制御動作モデルは、理論動作モデルと等価関係等の所定関係にあり、かつ、理論動作モデルのうち、計測部１１の信号入出力機能を、制御部１６が行う制御動作に置換したモデルである。図８は、金属製物体３ｂと動作モデルの接続概念図であり、先に作成された理論動作モデルＥと、制御動作モデルＧが併存して表示されている例である。
【０１２１】
図８で、制御動作モデルＧのモデル構成要素に相当する部分は、ヒータ制御回路２７と、ＡＤ変換器制御回路２８と、比較器２９である。
【０１２２】
ヒータ制御回路２７は制御信号を出力し、制御信号はヒータ駆動回路４９に入力されてヒータ４７を動作させる。
【０１２３】
ＡＤ変換器制御回路２８は、ＡＤ変換器１２を制御して温度センサ４１から検出された金属製物体３ｂの温度をメモリ１５に保存する。
【０１２４】
比較器２９は、ＡＤ変換器１２を介して入力された信号と、理論動作モデルＥのシミュレーション結果得られた信号との比較を行い、表示器１９にその比較結果を表示する。
【０１２５】
理論動作モデルＥは、制御対象システム３である金属製物体３ｂの動作を置換したものであり、本来的には金属製物体３ｂの動作と、理論動作モデルＥの動作は一致するものである。従って、モデル作成者は、以下のような手順で理論動作モデルＥの確定を行い、次に、金属製物体３ｂの動作が理論動作モデルＥに一致するように、つまり、理論動作モデルＥと等価関係等の所定関係が得られるように制御動作モデルＧを確定し、最終的に両モデルの動作が一致するように各モデルの調整を行う。
【０１２６】
シミュレーション用コード発生器２２は、作成された理論動作モデルＥに基づいて、モデル構成要素の個々の機能をシミュレーション部２５で実行するためのシミュレーション用コードを発生させる（Ｓ４２０）。
【０１２７】
尚、シミュレーション用コードは、モデル構成要素毎に用意されており、モデル作成さえ行えば、微分や積分等の演算処理機能を実現するシミュレーション用コードがあるので、先に示したような微分方程式を解くためのラプラス変換を行う必要がなく、微分方程式を解くことが出来る。
【０１２８】
シミュレーション部２５は、シミュレーション用コードに基づいて、計測部１１や制御部１６を介すことなく金属製物体３ｂの動作シミュレーションを実行する（Ｓ４３０）。つまり、シミュレーション用コードは、計測部１１や制御部１６とのインターフェース用コードを有しておらず、この時のシミュレーション段階では、制御部１６や計測部１１は動作しない。
【０１２９】
シミュレーション結果は、表示器１９に表示される。これにより、金属製物体３ｂ（制御対象システム）の要求性能が満足されているかどうかが判断される（Ｓ４４０）。
【０１３０】
シミュレーション結果の一例を図９に示す。図９は、図７の理論動作モデルＦに含まれるモデル構成要素である波形表示（Ｓｃｏｐｅ）機能に基づいて、経過時間（横軸）と金属製物体３ｂの温度（縦軸）が表示器１９に表示された結果である。
【０１３１】
本実施例での要求性能は、金属製物体３ｂの温度が一定に制御されることであり、図９からは、約４０００秒経過後、温度が約４２０℃に一定に維持されていることが分かる。
【０１３２】
システムの要求性能が満足されていれば、モデル作成部２０で作成された理論動作モデルＥは妥当であることが分かる。要求性能が満足されていなければ、作成された動作モデルの入出力信号の見直しや、モデル構成要素やパラメータの微調整を行い、要求性能が満足されるまで、Ｓ４１０からＳ４３０までの手順（動作モデル作成からシミュレーション実行まで）を繰り返す。
【０１３３】
制御用コード発生器２３は、先のシミュレーションにより理論動作モデルＥの妥当性が確認されたら、制御動作モデルＧの制御用コードを発生する（Ｓ４５０）。
【０１３４】
制御用コードは、制御動作モデルＧを制御部１６が実行するためのコードであり、先の理論動作モデルＥのシミュレーション結果に基づいて得られる。例えば、先のシミュレーション部２５でのシミュレーションで、ヒータ４７を５秒間隔でＯＮ／ＯＦＦするようにしていた場合は、同様にヒータ４７に５秒間隔で制御信号を出力するためのプログラミングコードが発生する。
【０１３５】
尚、制御用コードには、計測部１１に入力された任意の信号を解析部１７で解析し、演算処理部１８で演算した結果を制御部１６に入力するためのプログラムが含まれていてもよい。これにより制御部１６は、温度センサ４１から得られた出力信号（例えば、金属製物体３ｂの温度Ｔ（ｔ））に基づいて制御信号を出力するようなフィードバック制御を行うことも可能である。
【０１３６】
制御用コード発生器２３は、この制御動作（制御信号出力、ＡＤ変換器１２を介して入力信号取込み等）を実行するための制御用コードを発生して制御部１６に入力する。
【０１３７】
制御部１６は、制御用コードに基づいて、計測部１１を制御して、金属製物体３ｂの動作シミュレーションを実行する（Ｓ４６０）。
【０１３８】
Ｓ４６０のシミュレーションでは、制御部１６を介して計測部１１のＤＡ変換器１３（図示せず）から出力された制御信号がヒータ駆動回路４９に入力され、ヒータ４７を動作させ、金属製物体３ｂを加熱し、金属製物体３ｂに設置された温度センサ４１からの信号が、計測部１１のＡＤ変換器１２に入力される。
【０１３９】
実計測信号に基づくシミュレーション結果は表示器１９に表示される。これにより、金属製物体３ｂの要求性能が満足されているかどうかが判断される（Ｓ４７０）。ここで、金属製物体３ｂの要求性能が満足されていれば、モデル作成部２０で作成された理論動作モデルＥ、制御動作モデルＧともに妥当であることが分かる。金属製物体３ｂの要求性能が満足されていない場合には、Ｓ４１０の動作モデル作成に戻って、理論動作モデルＥ又は制御動作モデルＧの再調整を行う。
【０１４０】
制御部１６を介した制御動作モデルＧのシミュレーション結果Ａと、先のシミュレーション部２５でのシミュレーション結果Ｂとを合わせて表示した一例を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）の両シミュレーション結果ＡとＢは一致しておらず、理論動作モデルＥ又は制御動作モデルＧのいずれかが正しくないことが分かる。
【０１４１】
両モデルのシミュレーション結果が一致しない原因を追求すると、そもそも熱伝達係数ｈが不明であり、理論動作モデル作成当初、入力された熱伝達係数（Ｃｏｎｄ  Ｃｏｅｆｆ）ｈの値（０．０１６）が適切ではないという仮説が生まれる。
【０１４２】
そこで、モデル作成部２０は、図７の下段のように作成された理論動作モデルＦの熱伝達係数ｈの入力値を初期値の０．０１６から０．０１８に変更した上で、再度、シミュレーション部２５にシミュレーションを実行させる。
【０１４３】
その結果を図１０（ｂ）に示す。図１０（ａ）の理論動作モデルＥのシミュレーション結果Ｂは、理論動作モデルＥの熱伝達係数ｈの値を変更したことによって、図９と比較して修正され、シミュレーション結果Ｂ’となり、先に行われた制御動作モデルＧのシミュレーション結果Ａに近い結果となった。これにより、真の熱伝達係数ｈは０．０１８であることが分かる。
【０１４４】
このように、理論動作モデルと制御動作モデルを作成して、両モデルのシミュレーションを行い、一致するかどうかの比較を行うことにより、センサ等で実計測することが不可能な未知のパラメータの値を推定することも可能となる。
【０１４５】
最終的に、金属製物体３ｂの実動作に使用する制御動作モデルＧが確定した場合には、その制御動作モデルＧに基づいた制御用コードを制御部１６に入力して、制御対象システムの実動作を開始する（Ｓ４８０）。
【実施例２】
【０１４６】
次に、本発明の別の実施例について説明する。本実施例における制御対象システム３は、２槽型油循環恒温槽３ｃである。
【０１４７】
２槽型油循環恒温槽３ｃは、主に、自動車部品（ポンプ、圧縮機、軸受け、ブレーキ、ピストン等）と潤滑油との間に発生する摩擦係数を下げる目的で、部品及び潤滑油の最適化設計（部品については材料、表面加工方法、コーディング材の選択、潤滑油については油、添加剤の選択）を行う際に用いられる。
【０１４８】
このような最適化設計の際には、恒温槽の中で被試験物（部品）を回転又は摺動させて試験を行うため、被試験物のみならず油自体が発熱して高温となり、恒温槽内の温度が変化しやすい。
【０１４９】
しかし、油温の急激かつ大きな変化は被試験物の摩擦特性の計測に影響し、正しい試験結果を得ることが出来ないため、恒温槽の油温が一定に維持されることが要求される。
【０１５０】
更に本実施例では、油自体も部品と同様、被試験物とされるため、油の容量や材料が試験方法に規定されており、油温一定化のために油自体の仕様を変えることは出来ない。
【０１５１】
従って、通常、このような最適化設計の際には、油の容量や材料が決められている内油槽と、設計自由度がある外油槽の２槽構成とし、内油槽の油温を外油槽から間接的に制御することで、内油槽の内部発熱も含めた急激な温度変化を抑えることが出来る。
【０１５２】
このような２槽型油循環恒温槽３ｃは、図１１、図１２に示されるように、内油槽３１、外油槽３２の他、内油槽油源３３、外油槽油源３５、ヒータ３４，３６、ポンプ３７，３８、パイプ３９，４０とを備えている。
【０１５３】
以下、２槽型油循環恒温槽３ｃの動作概要を説明する。内油槽３１の油は、内油槽油源３３の油をヒータ３４で加熱し、パイプ３９を介してポンプ３７で循環させたものである。外油槽３２内の油についても、同様に、外油槽油源３５の油をヒータ３６で加熱し、パイプ４０を介してポンプ３８で循環させたものである。
【０１５４】
このように、２槽型油循環恒温槽３ｃは、２つの油循環経路を有しており、外油槽３２の油温が内油槽３１に熱伝達されることで、内油槽３１の油温が一定に維持される。しかも、油槽内の油を直接加熱せずに循環させることで、急激な温度変化を抑えることが出来る。尚、油温を低下させる場合には、ヒータ３４，３６の加熱を停止するか、水道水で油源を冷却させる。
【０１５５】
本実施例に於いて、図１１、図１２に示された計測制御システム１ｃは、この２槽型油循環恒温槽３ｃを制御対象システム３として、容積５０リットルの内油槽３１の油温を４０℃から３００℃の範囲で設定された温度に変更可能とし、かつ、設定後は±１℃以内の偏差に収まるよう制御する。
【０１５６】
以下、計測制御システム１ｃが実際に２槽型油循環恒温槽３ｃの内油槽３１の油温制御を行うようになるまでの過程を図１１、図１２のシステム構成図と、図４、図５のフローチャートに基づき説明する。尚、図１１、図１２の計測制御システム１ｃは、図１の計測制御システム１の中から、実施例の説明に必要な主要構成手段のみを抽出して構成したものである。
【０１５７】
モデル作成部２０は、２槽型油循環恒温槽３ｃの動作モデルを作成する（Ｓ４１０）。
【０１５８】
動作モデルを作成するためには、２槽型油循環恒温槽３ｃの動作及び動作要因となっている信号の把握、制御信号の決定が必要となる。本実施例では、２槽型油循環恒温槽３ｃの動作概要は上述した通りであり、ヒータ３４，３６の電流、ポンプ３７，３８の圧力等を制御することで２槽型油循環恒温槽３ｃの要求性能（内油槽３１の油温を一定に維持すること）が満足される。
【０１５９】
動作要因となっている信号は、本実施例では当然の如く、内油槽３１の油温決定要素となりうる信号を指すが、本実施例のような２槽型油循環恒温槽３ｃの油温決定には、内油槽油源温度、外油槽温度、外油槽油源温度、大気温度のみならず、油の性質（量、比熱、密度、熱伝達率等）、水道水の性質、ポンプ容量、ヒータ容量、パイプ容量等、多数の要素が複雑に絡んでくる。
【０１６０】
従って、単に２槽型油循環恒温槽３ｃの動作を把握しただけでは、動作要因となっている信号の特定が困難であり、仮に特定したとしてもそれが多数の信号から構成されるような場合には、動作モデルの作成や動作が複雑になるから、計測制御システム１ｃの実動作には適さないため、有効な要因となり得る信号を絞り込む必要がある。又、動作モデル作成に際しては、制御に必要なパラメータの決定も必要となる。
【０１６１】
そこで、計測制御システム１ｃは、Ｓ４１０でモデル作成部２０で動作モデルを作成する前に、図５の手順に従い、信号解析を行った上で、動作要因となっている信号の特定や、制御信号の決定や、パラメータの決定を行う。
【０１６２】
まず、計測部１１は、２槽型油循環恒温槽３ｃから取得可能な信号を計測する（Ｓ５１０）。ここでは、各部に設置された温度センサ４１から内油槽温度、内油槽油源温度、外油槽温度、外油槽油源温度、大気温度を検出して、計測部１１のＡＤ変換器１２に入力する。又、冷却用の水量についても、計測部１１のＡＤ変換器１２に入力する。
【０１６３】
解析部１７は、計測部１１で計測された信号の解析を行う（Ｓ５２０）。本実施例では多数の温度センサ４１からの温度が入力されていることから、内油槽温度と、その他の各温度との間の相関係数を演算処理部１８で求め、油温決定要因として最も内油槽温度との関連性が高く有効な信号成分を分析する等の解析を行う。この解析結果に応じて、モデル作成部２０は制御信号やパラメータを決定する（Ｓ５３０）。
【０１６４】
解析部１７での相関係数演算の結果、例えば、外油槽温度が最も内油槽３１の油温決定要素として関連性が高いことが分かった場合、モデル作成部２０は、動作モデル作成時に、外油槽温度の数値が最優先して油温制御に使用されるように、重み付け係数（パラメータの一態様）を与える等する。
【０１６５】
尚、制御対象システム３の動作が単純で、動作モデル作成が容易である場合や、制御信号やパラメータを容易に決定出来る場合には、図５の手順や、解析部１７での解析は不要である。
【０１６６】
モデル作成部２０は、必要に応じて上述したような解析を行った上で、まず、２槽型油循環恒温槽３ｃの理論動作モデルを作成する。理論動作モデルは、本実施例のように制御対象システム３の動作が複雑である場合には複数のサブモデルで構成され、サブモデル同士が接続されて最終的に内油槽３１の油温が出力結果として求められるが、ここでは、内油槽３１の油循環動作を熱収支で表すサブモデルを作成する場合について説明する。
【０１６７】
内油槽３１の油循環に関する熱収支計算を行うと以下の通りとなる。
【０１６８】
（１）ヒータ３４に電流を供給してヒータ３４を加熱すると、油に熱量を与えるための熱量（ヒータ熱量）ΦＳ２Ｈが発生する。この時のΦＳ２Ｈは、ΦＳ２Ｈ＝ Ｒｉ２△ｔ［ｋＷ又はｋＪ／ｓｅｃ］（Ｒ：ヒータ抵抗 ［Ω］、ｉ：ヒータ電流 ［Ａ］）・・・（数７）である。
【０１６９】
（２）内油槽油源３３の油温Ｔが上昇する。この時に発生する熱量（油源熱量）ΦＳ２は、ΦＳ２＝ｍｃ０△Ｔ（ｔ）=ρ０Ｖｃ０△Ｔ（ｔ）［ｋＪ］、△Ｔ（ｔ）＝Ｔ−ＴＢ（ｍ：油容量 ［ｋｇ］、ｃ０：油比熱 ［ｋＪ／（ｋｇ×℃）、］、ρ０：油密度 ［ｋｇ／ｍ３］、Ｖ：内油槽容積 ［ｍ３］、ＴＢ：内油槽油源３３の戻り油温［℃］）・・・（数８）である。
【０１７０】
（３）内油槽油源３３の油温を水道水で低下させる時に発生する熱量（水道水冷却放出熱量）ΦＳ２Ｗは、ΦＳ２Ｗ＝ＳＷｖＷｃＷ△Ｔ＝ρＷｑＷｃＷ△Ｔ［ｋＪ／ｓｅｃ］、△Ｔ＝Ｔ−ＴＷ（ＳＷ：水道断面積 ［ｍ２］、ｖＷ：水道水流速 ［ｍ／ｓｅｃ］、ｃＷ：水道比熱 ［ｋＪ／（ｋｇ×℃）］、ρＷ：水密度［ｋｇ／ｍ３］、ｑＷ＝水道水流量［ｍ３／ｓｅｃ］、ＴＷ：水道水温度［℃］）・・・（数９）である。
【０１７１】
（４）内油槽油源３３の周囲からの熱放散により発生する熱量（油源放散熱量）ΦＳは、ΦＳ＝ｈＡＳ２△Ｔ、△Ｔ＝Ｔ−ＴＲ［ｋＪ／ｓｅｃ］（ ｈ：熱伝達係数［ｋＷ／(ｍ２×Ｋ×ｓｅｃ)］、ＡＳ２：内油槽油源表面積［ｍ２］、ＴＲ：大気温度 ［℃］）・・・（数１０）である。
【０１７２】
（５）熱された油が内油槽油源３３からパイプ３９を介して流れ出す時に発生する熱量（油循環放出熱量）ΦＳＯは、ΦＳＯ＝Ａｐｖ０ｃ０△ｔ△Ｔ、△Ｔ＝Ｔ−ＴＢ（Ａｐ：パイプ断面積［ｍ２］、ｖ０ (又はｑ０）：熱油流速［ｍ３／ｓｅｃ］、ｃ０：熱油比熱［ｋＪ／(ｋｇ×℃）］）・・・（数１１）である。
【０１７３】
これら（１）〜（５）の熱量の収支式は、単位を［ｋＪ］に合わせれば、ΦＳ２Ｈ△ｔ＝ΦＳ２＋ΦＳ２Ｗ△ｔ＋ΦＳ△ｔ＋ΦＳＯ△ｔ［ｋＪ]・・・（数１２）となる。
【０１７４】
数１２を、実施例１で行ったのと同様に変形し、△Ｔ（ｔ）／ｄｔ＝ｓとして、Ｔ（ｔ）に関する式を求めると、{ρ０Ｖｃ０ｓ＋（ρＷｑＷｃＷ＋ρ０ｑ０ｃ０＋ｈＡＳ２）}Ｔ（ｔ）＝Ｒｉ２＋ρＷｑＷｃＷＴＷ＋ρ０ｑ０ｃ０ＴＢ＋ｈＡＳ２ＴＲ・・・（数１３）となる。
【０１７５】
上式（数１３）を各モデル構成要素に分割し、実際に表示器１９上でモデル作成部２０により作成された理論動作モデルＨの一例が図１３である。
【０１７６】
図１３の理論動作モデルＨは、実施例１同様、個々に分割されたモデル構成要素をモデル構成要素格納部２１から抽出して操作入力部２４により選択し、操作入力部２４によりモデル構成要素同士を接続して作成されたものである。
【０１７７】
更に、図１３の理論動作モデルＨに、既知の定数又は解析結果に基づく定数等のパラメータを入力した理論動作モデルを作成することも出来る。尚、パラメータが確定していない時には、後述のシミュレーション過程でマニュアル操作によりパラメータを変更可能なように、理論動作モデルを作成してもよい。
【０１７８】
シミュレーション用コード発生器２２は、作成された理論動作モデルＨに基づいて、モデル構成要素の個々の演算処理機能を演算処理部１８で行うためのシミュレーション用コードを発生させる（Ｓ４２０）。
【０１７９】
例えば、図１３の理論動作モデルＨから作成されるシミュレーション用コードは、サブモデル内の数式（個々のモデル構成要素の集合）の演算処理を実行することにより出力信号（数１３の解であるＴ（ｔ））を出力するように構成される。
【０１８０】
シミュレーション部２５は、シミュレーション用コードに基づいて、計測部１１や制御部１６を介すことなく２槽型油循環恒温槽３ｃの動作シミュレーションを実行する（Ｓ４３０）。つまり、シミュレーション用コードは、計測部１１や制御部１６とのインターフェース用コードを有しておらず、この時のシミュレーション段階では、制御部１６や計測部１１は動作しない。
【０１８１】
シミュレーション結果は、表示器１９に表示される。これにより、２槽型油循環恒温槽３ｃ（制御対象システム）の要求性能が満足されているかどうかが判断される（Ｓ４４０）。尚、本実施例での要求性能は、内油槽３１の油温が一定に制御されることである。
【０１８２】
システムの要求性能が満足されていれば、モデル作成部２０で作成された理論動作モデルは妥当であることが分かる。要求性能が満足されていなければ、作成された動作モデルの入出力信号の見直しや、モデル構成要素やパラメータの微調整を行い、要求性能が満足されるまで、Ｓ４１０からＳ４３０までの手順（動作モデル作成からシミュレーション実行まで）を繰り返す。
【０１８３】
尚、本実施例での要求性能は、内油槽３１の油温が一定に制御されることであるが、実際には、この他、油温一定化にかかる時間（応答性）や、初期の過渡状態も動作モデルの良否を検討する際の項目となる。
【０１８４】
ここで、図１４から図１６までは、２槽型油循環恒温槽３ｃについて作成された３パターンの理論動作モデルに基づいて、シミュレーション用コード発生器２２からシミュレーション用コードを発生させ、シミュレーションを行った時の結果が表示器１９に表示されたものである。尚、ここでの要求性能は、内油槽３１の油温が２００℃±１℃に制御されることである。
【０１８５】
図１４のシミュレーション結果の元となった理論動作モデルは、内油槽３１の油循環ルートと外油槽３２の油循環ルートについて独立に、それぞれの油槽の油温が２００℃となるようなＰＩＤ制御を、内油槽油源３３のヒータ３４及び外油槽油源３５のヒータ３６に対して行ったものである。
【０１８６】
図１５のシミュレーション結果の元となった理論動作モデルは、内油槽３１の油循環を行わず、外油槽油源３５のヒータ３６のみを加熱して油を循環させ、外油槽３２の油温が２００℃となるようなＰＩＤ制御を外油槽油源３５のヒータ３６に対して行ったものである。
【０１８７】
図１６のシミュレーション結果の元となった理論動作モデルは、外油槽油源３５のヒータ３６を加熱して油を循環させ、内油槽３１の油温が２００℃となるようなＰＩＤ制御を外油槽油源３５のヒータ３６に対して行ったものである。
【０１８８】
図１４から図１６までの各図の（ａ）は外油槽３２及び外油槽油源３５の油温の時系列変化を表し、（ｂ）は内油槽３１及び内油槽油源３３の油温の時系列変化を表し、（ｃ）は（ｂ）の内油槽３１及び内油槽油源３３の油温の時系列変化の一部を拡大したものであり、（ｄ）は外油槽３２から内油槽３１への熱伝達量の時系列変化を表す。又、図１４及び図１６の（ｅ）は外油槽油源３５に対して行ったＰＩＤ制御波形の時系列変化を表し、図１４の（ｆ）は内油槽油源３３に対して行ったＰＩＤ制御波形の時系列変化を表す。
【０１８９】
又、（ｄ）のグラフは、（ａ）、（ｂ）のグラフ及び予め設定されたパラメータに基づいて、演算処理部１８で演算された推定熱伝達量であり、実測値ではない。
【０１９０】
図１４のシミュレーション結果から分かることは、図１４（ｄ）に示されているように過渡状態の外油槽３２から内油槽３１への熱伝達が１５０Ｗ程度あるが、定常状態ではほとんど熱伝達がないことから、外油槽３２と内油槽３１の制御ループが相互に及ぼす影響は少なく、図１４で作成された動作モデルにより比較的簡単に温度制御を行うことが可能であるということである。
【０１９１】
図１５のシミュレーション結果から分かることは、外油槽３２の油温が２００℃となるよう制御したため、図１５（ｂ）に示されているように、内油槽３１の油温は約１８８℃で一定となり、外油槽３２の油温制御のみでは、要求性能を満足することが出来ないということである。尚、図１５（ｄ）から、外油槽３２から内油槽３１への熱伝達はおよそ４０Ｗ程度であることが分かる。
【０１９２】
図１６のシミュレーション結果から分かることは、内油槽３１の油温が２００℃となるよう制御したため、内油槽３１の油温は２００℃で一定であるものの、図１６（ｃ）の拡大図から分かるように、油温が不安定であるということである。但し、不安定ではあるもののその偏差は±０．２℃となっており、図１６で作成された動作モデルは一応、要求性能を満足していることになる。
【０１９３】
以上の全てのシミュレーション結果を総合すると、図１４及び図１６で作成された理論動作モデルでは、２槽型油循環恒温槽３ｂの要求性能を満足することが確認されたことになる。
【０１９４】
又、更に要求性能を確実かつ精巧に満足させるためには、外油槽３２から内油槽３１への熱伝達特性のセンサ等による実測や、冷却水用水道水の流量制御や、ヒータ３４，３６の容量の最適化が必要である。
【０１９５】
尚、本実施例のように熱伝達特性の実測が出来ない場合には、理論動作モデルと制御動作モデルを作成し、両モデルのシミュレーション結果が一致するようにモデルの調整を行うことによって、実施例１同様、真の熱伝達特性を推定することも可能である。
【０１９６】
シミュレーション部２５でのシミュレーションにより、理論動作モデルの妥当性が確認された後のフローチャートの説明は、図１２のシステム構成図を参照して行う。ここでは、図１４に示されたシミュレーション結果の元になった理論動作モデルが採用されたものとする。
【０１９７】
図１２の計測制御システム１ｃの制御用コード発生器２３は、先のシミュレーションにより妥当性が確認された動作モデルの制御用コードを発生する（Ｓ４５０）。
【０１９８】
制御用コードは、先の理論動作モデルのシミュレーション結果に基づいて得られる制御動作モデルを制御部１６が実行するためのコードであり、制御動作モデルは、理論動作モデルのうち、２槽型油循環恒温槽３ｃと信号の入出力を行う部分を計測部１１の制御回路に置換して得られる。
【０１９９】
本実施例では、計測部１１を介して制御信号を出力するための温度制御回路（ヒータ３４，３６のＯＮ／ＯＦＦ回路、ＰＩＤ制御回路、パラメータ演算回路、アラーム回路等）や、計測部制御回路（ＡＤ変換器１２の入力信号やＤＡ変換器１３の出力信号の設定回路）で構成される制御用コードが発生する。この制御用コードの元となる制御動作モデルは、スイッチによりシミュレーション部２５と制御部１６の動作が切替えられるように、理論動作モデルと併存して配置される。
【０２００】
尚、制御用コードには、計測部１１に入力された任意の信号を解析部１７で解析し、演算処理部１８で演算した結果を制御部１６に入力するためのプログラムが含まれていてもよい。
【０２０１】
制御用コード発生器２３は、この制御動作を実行するための制御用コードを発生して制御部１６に入力する。
【０２０２】
制御部１６は、制御用コードに基づいて、計測部１１を制御して、２槽型油循環恒温槽３ｃの動作シミュレーションを実行する（Ｓ４６０）。
【０２０３】
Ｓ４６０のシミュレーションでは、２槽型油循環恒温槽３ｃの各部に設置された温度センサ４１からの信号が、計測部１１のＡＤ変換器１２に入力される。更に、これら入力された信号が制御部１６を介して演算処理部１８で演算処理された結果が制御信号として、計測部１１のＤＡ変換器１３から内油槽油源３３のヒータ３４及び外油槽油源３５のヒータ３６に供給される。
【０２０４】
そこで、ヒータ３４，３６は、ＰＩＤ制御により入力された制御信号に基づき、ヒータ電流の増減及びヒータ３４，３６のＯＮ／ＯＦＦ等を行い、最終的に内油槽３１の油温を一定に制御する。
【０２０５】
尚、制御部１６は、必要に応じてＳ４６０の前に、計測部１１のＡＤ変換器１２から必要な信号やその信号の解析結果を保存しておき、２槽型油循環恒温槽３ｃの制御に用いてもよい。
【０２０６】
シミュレーション結果は表示器１９に表示される。これにより、２槽型油循環恒温槽３ｃの要求性能が満足されているかどうかが判断される（Ｓ４７０）。ここで、２槽型油循環恒温槽３ｃの要求性能が満足されていれば、モデル作成部２０で作成された動作モデルは、最終的に妥当であることが分かる。２槽型油循環恒温槽３ｃの要求性能が満足されていない場合には、Ｓ４１０の動作モデル作成に戻って、動作モデルの再調整を行う。
【０２０７】
尚、Ｓ４６０でのシミュレーションは、制御部１６が計測部１１を制御して実際に信号の入出力を行いながらのシミュレーションとなるため、Ｓ４３０でシミュレーション部２５により行われるシミュレーションよりも、実動作に限りなく近い状態で行われる。
【０２０８】
又、シミュレーション前に、解析等のため、予め計測部１１が信号を計測していた場合には、その信号を用いてシミュレーションを行うことが出来るので、実際にシステムを動作させて行うよりも短時間でシミュレーション結果が表示器１９に表示される。
【０２０９】
従来は、シミュレーション装置と制御装置とが別々であったため、シミュレーション装置でのシミュレーション用プログラムと、制御装置の制御用プログラムは別々に作成しなければならなかった。又、シミュレーションによる動作確認がされても、制御装置で制御対象システムを動作させる時は、実動作させなければ制御用プログラムが妥当かどうかの確認が出来ないため、実験に時間を要していた。
【０２１０】
特に、油量が多い恒温槽の場合は、１回の温度平衡測定に１時間以上もかかってしまい、しかも制御動作の確認のために繰り返し実験を必要とするため、１日がかりとなってしまう、という問題があった。
【０２１１】
しかし、本実施例では、制御対象システムの実動作にも用いられる制御部１６の動作をシミュレーションにより確認出来るので、一度、計測部１１から必要な信号のデータを取り込んでしまえば、そのデータを用いての繰り返し実験が可能となり、しかも、シミュレーションなので時間軸を早めることが出来、従来のように実験に時間がかかることがない。
【０２１２】
又、シミュレーションの実行結果、作成された動作モデルが妥当でないことが分かっても、表示器１９上のＧＵＩを用いて容易に動作モデルの微調整を行うことが出来、すぐにシミュレーションを再開することが出来る。
【０２１３】
更に、作成された動作モデルに問題がある場合、制御部１６は、その動作モデルでの制御動作を実行させながら、同時に、要因となりうる信号の計測を計測部１１で行い、解析部１７で解析することが出来るので、制御ループを遮断させることなく、要因分析を行うことが可能である。尚、シミュレーション部２５によりシミュレーションの実行中であっても、計測部１１からの信号を入力することも可能である。
【０２１４】
最終的に、２槽型油循環恒温槽３ｂの実動作に使用する動作モデルが確定した場合には、その動作モデルに基づいた制御用コードを制御部１６に入力して、制御対象システムの実動作を開始する（Ｓ４８０）。
【０２１５】
以上のように、開発当初は動作モデルが１つに絞り込めない場合でも、複数の想定される動作モデルを作成し、それぞれについてシミュレーション部２５又は制御部１６でシミュレーションを行えば、短時間に動作モデルの妥当性検討や比較検討を行うことが出来る。しかも、一度計測部１１から必要な信号を取り込めば、その信号のデータをどの動作モデルも共通して制御部１６の制御動作確認に使用可能であるので、各動作モデルについて長時間に及ぶ実験を行う必要はない。
【０２１６】
このように、本発明の計測制御システム１を用いて、開発当初は、理論上の動作モデルを用いてシミュレーションし、次に、実計測信号のデータを使用して計測部１１を介した実動作に近い状態で制御動作モデルのシミュレーションを行い、動作モデルの微調整を行い、最後に、制御対象システム３を実動作させて動作確認を行うことにより、動作モデルの正確さを順次、容易に向上させていくことが出来る、という自動制御システムの新たな開発手法が提供される。
【０２１７】
従来は、シミュレーション装置と制御装置とが別に用意されていたため、作成される理論動作モデルと制御動作モデルとの間には等価関係等の所定関係が存在せず、特にトラブルが発生した時には、急ぐあまりか、制御装置の制御動作モデルを外見上変更するだけで対処する傾向があり、理論動作モデルの妥当性確認等、トラブルの根本的な原因追求は行われていなかった。
【０２１８】
しかし、この開発手法により正しい理論動作モデルと、この理論動作モデルと等価関係等の所定関係にある制御動作モデルとが確定されていれば、後で制御対象システム３に仕様変更やトラブルが発生した時でも、モデルのどの部分が変更されたのか、どの部分にトラブルの原因があるのかを追求することが容易となり、根本的な解決が導かれる。
【０２１９】
又、モデルの変更は表示器１９上で容易に行え、シミュレーションを行いながら、信号の計測を行うことも可能であるので、仕様変更やトラブルに迅速に対応することが可能となる。
【０２２０】
以上説明した実施例の他、本発明の計測制御システム１は、自動制御の技術分野のみならず、製品（制御機器である必要はない）の開発過程や学校教育用途にも、シミュレーション機能と実動作確認機能とを併せ持った実験機器として利用可能である。
【０２２１】
例えば、高専、大学、大学院等の電気・機械の制御系科目の授業の際、計測制御システム１が１人又は１グループにつき１台あれば、制御対象システム３についての理論学習（物理化学現象の把握、動作モデル作成、シミュレーション）と、制御部１６を動作させて実際に信号計測を行うことによる制御動作確認を一度に行うことが出来る。
【０２２２】
これにより、従来のように講義と実験が別々に行われることがなくなり、講義と実験を同じ場所で短時間で行うことも可能となる。学生は、講義と実験の結びつきの重要性を体感することが出来る。
【０２２３】
しかも、学生がシミュレーション用プログラムと実験での制御用プログラムとを別々にコーディングする必要がなくなり、学生はわざわざ制御系科目の習得のために言語プログラミング（シミュレーション用言語と制御用言語が異なれば２種類の言語プログラミング）を習得する必要がなくなるので、制御系科目についての有意義な講義及び実験の場が学生に提供される。
【０２２４】
更に、計測制御システム１は、現場にある制御対象システムとも容易に接続可能であり、表示器１９上に、容易に計測、動作モデル作成、解析、シミュレーションの結果を表示することが出来るから、制御対象システムのトラブル早期解決、動作モニタリングにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】本発明にかかる計測制御システムの構成図である。
【図２】動作モデルの一例である。
【図３】動作モデルのパラメータ設定画面の一例である。
【図４】計測制御システムによる動作モデル作成から制御対象システムの実動作までの手順を示すフローチャート図である。
【図５】図４のフローチャート図で動作モデル作成時に行われる計測対象、パラメータ決定の手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明にかかる計測制御システムと金属製物体の接続概要図である。
【図７】金属製物体の動作モデルの一例である。
【図８】金属製物体と動作モデルの関係を表す概念図である。
【図９】金属製物体の動作モデルのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】金属製物体の動作モデルのシミュレーション結果を示す他のグラフである。
【図１１】本発明にかかる計測制御システムと２槽型油循環恒温槽の構成図である。
【図１２】本発明にかかる計測制御システムと２槽型油循環恒温槽の他の構成図である。
【図１３】２槽型油循環恒温槽の動作モデルの一例である。
【図１４】２槽型油循環恒温槽の動作モデルのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】２槽型油循環恒温槽の動作モデルのシミュレーション結果を示す他のグラフである。
【図１６】２槽型油循環恒温槽の動作モデルのシミュレーション結果を示す他のグラフである。
【符号の説明】
【０２２６】
１：計測制御システム
１１：計測部
１２：ＡＤ変換器
１３：ＤＡ変換器
１４：Ｉ／Ｏ回路
１５：メモリ
１６：制御部
１７：解析部
１８：演算処理部
１９：表示器
２０：モデル作成部
２１：モデル構成要素格納部
２２：シミュレーション用コード発生器
２３：制御用コード発生器
２４：操作入力部
２５：シミュレーション部
２６：スイッチ
２７：ヒータ制御回路
２８：ＡＤ変換器制御回路
２９：比較器
３：制御対象システム
３１：内油槽
３２：外油槽
３３：内油槽油源
３４、３６、４３、４７：ヒータ
３５：外油槽油源
３７、３８：ポンプ
３９、４０：パイプ
４１：温度センサ
４５：水槽
４９：ヒータ駆動回路
【図１】
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【図２】
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【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】
2005078463.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005078463.tif 000012
【図１１】
2005078463.tif 000013
【図１２】
2005078463.tif 000014
【図１３】
2005078463.tif 000015
【図１４】
2005078463.tif 000016
【図１５】
2005078463.tif 000017
【図１６】
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