(57)【要約】【課題】傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を可能にする。【解決手段】平均温度を制御するための操作量および傾斜温度を制御するための各ＰＩＤ制御部４−１，４−２からの操作量を、各制御点に対応する操作量として前置補償器５で配分し、この操作量を、操作量変換部６−１，６−２で加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換するとともに、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換している。【選択図】図１
2009252192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の複数の制御点の温度に基づく傾斜温度および代表的な代表温度を制御量として加熱冷却制御を行う温度調節器であって、
前記代表温度の偏差に基づいて、操作量を算出する代表温度用の制御部と、
前記傾斜温度の偏差に基づいて、操作量を算出する傾斜温度用の制御部と、
各制御部の操作量を、各制御点に対応する操作量として配分する配分部と、
配分部からの各制御点に対応する操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換する変換部とを備え、
前記変換部は、各制御点に対応する操作量を、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換することを特徴とする温度調節器。
【請求項２】
前記傾斜温度が、複数の制御点の温度の温度差であり、前記代表温度が、複数の制御点の温度の平均温度である請求項１に記載の温度調節器。
【請求項３】
加熱側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形と、冷却側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形とに基づいて、前記冷却係数を算出する算出部を備える請求項１または２に記載の温度調節器。
【請求項４】
前記応答波形を求めるために印加する前記冷却側の操作量が５０％以下の操作量である請求項３に記載の温度調節器。
【請求項５】
前記冷却側の操作量が、前記制御対象を冷却する水冷の冷却手段に対する操作量である請求項４に記載の温度調節器。
【請求項６】
制御対象の複数の制御点の温度に基づく傾斜温度および代表的な代表温度を制御量として加熱冷却制御を行う温度制御方法であって、
前記代表温度の偏差に基づいて、代表温度用の操作量を算出するとともに、前記傾斜温度の偏差に基づいて、傾斜温度用の操作量を算出するステップと、
前記代表温度用および前記傾斜温度用の各操作量を、各制御点に対応する操作量として配分するステップと、
配分される各制御点に対応する操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換するステップとを備え、
前記変換するステップでは、各制御点に対応する操作量を、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換することを特徴とする温度制御方法。
【請求項７】
前記傾斜温度が、複数の制御点の温度の温度差であり、前記代表温度が、複数の制御点の温度の平均温度である請求項６に記載の温度制御方法。
【請求項８】
加熱側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形と、冷却側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形とに基づいて、前記冷却係数を算出するステップを備える請求項６または７に記載の温度制御方法。
【請求項９】
前記応答波形を求めるために印加する前記冷却側の操作量が５０％以下の操作量である請求項８に記載の温度制御方法。
【請求項１０】
前記冷却側の操作量が、前記制御対象を冷却する水冷の冷却手段に対する操作量である請求項９に記載の温度制御方法。
【請求項１１】
前記請求項１ないし５のいずれかに記載の温度調節器と、前記制御対象としての熱処理手段と、該熱処理手段を加熱する加熱手段と、前記熱処理手段を冷却する冷却手段とを備えることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱冷却制御を行う温度調節器、温度制御方法およびそれを用いた熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、押出し成形機などの発熱を伴う制御対象や常温付近で温度制御される環境試験機などの制御対象に対しては、加熱制御だけでは、充分に温度制御を行うことができないので、加熱および冷却の両方の制御を行う必要がある。
【０００３】
例えば、スクリューの回転で発熱する押出し成形機では、ヒータの通電を制御して加熱制御する一方、水冷のためのバルブの開閉を制御して冷却制御を行うことにより、シリンダの温度が設定温度になるようにしている。
【０００４】
かかる加熱冷却制御を行なう温度調節器の制御パラメータであるＰＩＤ定数を求めるオートチューニングでは、加熱側のＰＩＤ定数は得られるものの、冷却側のＰＩＤ定数を求める最適な手法がなく、手動によって試行錯誤的に調整しなければならなかった。
【０００５】
このため、加熱側および冷却側のオートチューニングが可能な調節計も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、本件出願人は、複数チャンネル間の干渉を低減する温度制御方法として、複数の制御点に対応する複数の検出温度を、例えば、複数の検出温度の平均温度と、複数の検出温度に基づく温度差（傾斜温度）とに変換し、平均温度と傾斜温度とを制御量として温度制御する手法（以下「傾斜温度制御」ともいう）を既に提案している（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図９は、上記傾斜温度制御を、２チャンネルの温度制御に適用した場合の構成図である。
【０００８】
制御対象２の２つの制御点の検出温度を、モード変換器３によって、両検出温度の平均値である平均温度および両検出温度の温度差である傾斜温度に変換し、平均温度と目標平均温度との偏差または傾斜温度と目標傾斜温度との偏差を、各ＰＩＤ制御部４−１，４−２にそれぞれ入力する。
【０００９】
各ＰＩＤ制御部４−１，４−２は、平均温度の偏差または傾斜温度の偏差をなくすように操作量を演算出力し、前置補償器５では、傾斜温度の操作量の変化に対して傾斜温度だけが反応し、平均温度への反応は小さくなるように、また逆に、平均温度の操作量の変化に対して傾斜温度への反応が小さくなるように操作量を配分して制御出力とし、この制御出力によって制御対象２の温度を制御する。
【００１０】
傾斜温度制御が提案される以前の従来の温度制御では、制御対象の２点の各点を個別に制御するために、一方の点の制御が他方の点の制御に影響を与えて高精度の制御が困難であったのに対して、この傾斜温度制御では、２点の平均温度と２点の温度差である傾斜温度とを制御量として制御することにより、高精度な制御を可能とするものである。
【特許文献１】特許第２８０２４６０号
【特許文献２】特許第３２７８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１によれば、加熱側および冷却側のオートチューニングによって、加熱側のＰＩＤ定数および冷却側のＰＩＤ定数を求めることができ、かかるＰＩＤ定数を用いて加熱側の操作量および冷却側の操作量をＰＩＤ制御部で算出すればよい。
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に示されるような傾斜温度制御では、上述の図９に示されるように、前置補償器５の出力は、各チャンネルに対応したものとなっているが、その前段のＰＩＤ制御部４−１，４−２の出力は、各チャンネルに対応したものではなく、平均温度および傾斜温度にそれぞれ対応する出力となっている。
【００１３】
このため、各ＰＩＤ制御部４−１，４−２の出力では、加熱、冷却を区別することはできず、上記特許文献１のように、ＰＩＤ制御部のＰＩＤ定数を、加熱側のＰＩＤ定数および冷却側のＰＩＤ定数にするといったことはできない。
【００１４】
すなわち、傾斜温度の加熱冷却制御では、ＰＩＤ制御部のＰＩＤ定数を加熱側と冷却側とで切換えて制御するといったことは不可能であり、ＰＩＤ定数を切換えることなく、制御対象の加熱冷却特性とに応じた適切な加熱冷却制御方法が望まれる。
【００１５】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）本発明の温度調節器は、制御対象の複数の制御点の温度に基づく傾斜温度および代表的な代表温度を制御量として加熱冷却制御を行う温度調節器であって、前記代表温度の偏差に基づいて、操作量を算出する代表温度用の制御部と、前記傾斜温度の偏差に基づいて、操作量を算出する傾斜温度用の制御部と、各制御部の操作量を、各制御点に対応する操作量として配分する配分部と、配分部からの各制御点に対応する操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換する変換部とを備え、前記変換部は、各制御点に対応する操作量を、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換するものである。
【００１７】
傾斜温度とは、温度勾配、すなわち、温度差をいい、例えば、二つの温度の温度差などをいう。
【００１８】
代表温度とは、温度状態を代表的に示す温度をいい、例えば、平均温度あるいは制御対象の或る位置（例えば、中央位置）における温度などをいう。平均温度は、重み付けをした平均温度であってもよい。
【００１９】
冷却係数とは、制御対象の冷却特性に応じた操作量に変換するための係数である。
【００２０】
各制御部の制御パラメータは、従来と同様に、加熱側のオートチューニングによって求めるのが好ましい。
【００２１】
各制御部は、少なくとも比例制御を行なうものであり、好ましくは、ＰＩＤ制御を行うものである。
【００２２】
本発明の温度調節器によると、代表温度を制御するための操作量および傾斜温度を制御するための操作量を、各制御点に対応する操作量として配分し、この操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換するとともに、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換しているので、各制御部の制御パラメータを、従来と同様に加熱側のオートチューニングによって求めた場合には、配分された操作量は、制御対象の加熱特性に対応した操作量となっており、この操作量を、操作量変換部で冷却係数を用いて制御対象の冷却特性に対応した操作量に変換することができ、これによって、代表温度および傾斜温度を制御量とする傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を行うことが可能となる。
【００２３】
（２）本発明の温度調節器の一つの実施形態では、前記傾斜温度が、複数の制御点の温度の温度差であり、前記代表温度が、複数の制御点の温度の平均温度である。
【００２４】
この実施形態によると、平均温度と傾斜温度とを制御量とする傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を行うことが可能となる。
【００２５】
（３）本発明の温度調節器の他の実施形態では、加熱側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形と、冷却側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形とに基づいて、前記冷却係数を算出する算出部を備えている。
【００２６】
応答波形を求めるための操作量は、各制御点に対応するチャンネル毎に、順番に印加するのが好ましく、ステップ状であるのが好ましい。
【００２７】
加熱側の応答波形に基づいて、各制御部のＰＩＤ定数などの制御パラメータを求めるのが好ましい。
【００２８】
冷却係数は、加熱側の応答波形の最大傾きと冷却側の応答波形の最大傾きとの比として求めるのが好ましい。
【００２９】
この実施形態によると、加熱側の応答波形と冷却側の応答波形とに基づいて、冷却係数を算出するので、この冷却係数は、加熱特性と冷却特性との相違に対応したものとなる。したがって、制御部の制御パラメータを加熱側のオートチューニングによって求めた場合に、制御部で算出される加熱特性に対応した操作量を、冷却係数を用いて冷却特性に対応した操作量に変換することができる。
【００３０】
（４）上記（３）の実施形態では、前記応答波形を求めるために印加する前記冷却側の操作量を５０％以下の操作量としてもよい。
【００３１】
冷却側の操作量は、５０％以下であれば、特に制限はなく、例えば、４０％、３０％、２０％などであってもよい。
【００３２】
冷却は、水冷、あるいは、油冷であるのが好ましい。
【００３３】
この実施形態によると、冷却側の操作量を、５０％以下に制限しているので、水冷のような非線形特性を示す冷却方式の場合に、１００％の冷却側の操作量を印加して冷却係数を求める場合に比べて、より正確に制御対象の特性を同定して、適切な冷却係数を求めることが可能となる。
【００３４】
（５）上記（４）の実施形態では、前記冷却側の操作量を、前記制御対象を冷却する水冷の冷却手段に対する操作量としてもよい。
【００３５】
１００％の冷却側の操作量を印加して冷却側の応答波形を計測する場合には、水冷の非線形特性のために、適切な冷却係数を求めるのが困難であるのに対して、この実施形態によると、冷却側の操作量の上限を、５０％以下に制限しているので、より適切な冷却係数を求めることが可能となる。
【００３６】
（６）本発明の温度制御方法は、制御対象の複数の制御点の温度に基づく傾斜温度および代表的な代表温度を制御量として加熱冷却制御を行う温度制御方法であって、前記代表温度の偏差に基づいて、代表温度用の操作量を算出するとともに、前記傾斜温度の偏差に基づいて、傾斜温度用の操作量を算出するステップと、前記代表温度用および前記傾斜温度用の各操作量を、各制御点に対応する操作量として配分するステップと、配分される各制御点に対応する操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換するステップとを備え、前記変換するステップでは、各制御点に対応する操作量を、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換するものである。
【００３７】
本発明の温度制御方法によると、代表温度を制御するための操作量および傾斜温度を制御するための操作量を、各制御点に対応する操作量として配分し、この操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換するとともに、冷却係数を用いて冷却側の操作量に変換しているので、各制御部の制御パラメータを、従来と同様に加熱側のオートチューニングによって求めた場合には、配分された操作量は、制御対象の加熱特性に対応した操作量となっており、この操作量を、操作量変換部で冷却係数を用いて制御対象の冷却特性に対応した操作量に変換することができ、これによって、代表温度および傾斜温度を制御量とする傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を行うことが可能となる。
【００３８】
（７）本発明の温度制御方法の一つの実施形態では、前記傾斜温度が、複数の制御点の温度の温度差であり、前記代表温度が、複数の制御点の温度の平均温度である。
【００３９】
この実施形態によると、平均温度と傾斜温度とを制御量とする傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を行うことが可能となる。
【００４０】
（８）本発明の温度制御方法の他の実施形態では、加熱側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形と、冷却側の操作量を前記複数の制御点に対応させて印加したときの応答波形とに基づいて、前記冷却係数を算出するステップを備えている。
【００４１】
この実施形態によると、加熱側の応答波形と冷却側の応答波形とに基づいて、冷却係数を算出するので、この冷却係数は、加熱特性と冷却特性との相違に対応したものとなる。したがって、制御部の制御パラメータを加熱側のオートチューニングによって求めた場合に、制御部で算出される加熱特性に対応した操作量を、冷却係数を用いて冷却特性に対応した操作量に変換することができる。
【００４２】
（９）上記（８）の実施形態では、前記応答波形を求めるために印加する前記冷却側の操作量を５０％以下の操作量としてもよい。
【００４３】
この実施形態によると、冷却側の操作量を、５０％以下に制限しているので、水冷のような非線形特性を示す冷却方式の場合に、１００％の冷却側の操作量を印加して冷却係数を求める場合に比べて、より正確に制御対象の特性を同定して、適切な冷却係数を求めることが可能となる。
【００４４】
（１０）上記（９）の実施形態では、前記冷却側の操作量を、前記制御対象を冷却する水冷の冷却手段に対する操作量としてもよい。
【００４５】
１００％の冷却側の操作量を印加して冷却側の応答波形を計測する場合には、水冷の非線形特性のために、適切な冷却係数を求めるのが困難であるのに対して、この実施形態によると、冷却側の操作量の上限を、５０％以下に制限しているので、より適切な冷却係数を求めることが可能となる。
【００４６】
（１１）本発明の熱処理装置は、本発明に係る温度調節器と、制御対象としての熱処理手段と、前記熱処理手段を加熱する加熱手段と、前記熱処理手段を冷却する冷却手段とを備えている。
【００４７】
本発明の熱処理装置によると、代表温度および傾斜温度を制御量とする傾斜温度制御において、例えば、熱処理手段としての成形機におけるヒータなどによる加熱および水冷ジャケットなどによる冷却を制御する加熱冷却制御を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、代表温度を制御するための操作量および傾斜温度を制御するための操作量を、各制御点に対応する操作量として配分し、この操作量を、加熱側の操作量および冷却側の操作量に変換するとともに、冷却係数を用いて冷却側の操作量を変換しているので、代表温度および傾斜温度を制御量とする傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却制御を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る温度調節器１を備える温度制御システムのブロック図である。
【００５１】
この実施の形態の温度調節器１は、例えば、押出し成形機などの制御対象２の加熱冷却の２チャンネルの傾斜温度制御を行うものであり、制御対象２の２つの制御点の検出温度を、モード変換器３によって、両検出温度の平均値である平均温度および両検出温度の温度差である傾斜温度に変換し、平均温度と目標平均温度との偏差または傾斜温度と目標傾斜温度との偏差を、各ＰＩＤ制御部４−１，４−２にそれぞれ入力する。
【００５２】
各ＰＩＤ制御部４−１，４−２は、平均温度の偏差または傾斜温度の偏差をなくすように操作量をそれぞれ演算出力し、配分部としての前置補償器５では、傾斜温度の操作量の変化に対して傾斜温度だけが反応し、平均温度への反応は小さくなるように、また逆に、平均温度の操作量の変化に対して傾斜温度への反応が小さくなるように操作量を配分して各制御点の制御出力としており、以上の構成は、基本的に従来の傾斜温度制御の構成と同様である。
【００５３】
この実施形態では、傾斜温度制御において、加熱冷却特性に応じた加熱冷却を行うために、前置補償器５の後段に、各制御点に対応する操作量、すなわち、各チャンネルに対応する操作量を、加熱操作量と冷却操作量とにそれぞれ変換する操作量変換部６−１，６−２を設けている。
【００５４】
各操作量変換部６−１，６−２は、前置補償器５からの操作量ＭＶが、正のときには、加熱操作量ＭＶｈとして対応するチャンネルのヒータ等の加熱装置７に出力し、負のときには、後述の冷却係数を乗じて冷却操作量ＭＶｃとして対応するチャンネルの冷却ジャケット等の水冷の冷却装置８への冷却配管のバルブ等に出力する。
【００５５】
上述のモード変換器３、ＰＩＤ制御部４−１，４−２、前置補償器５および操作量変換部６−１，６−２等は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。
【００５６】
図２は、操作量変換部６−１，６−２の変換特性を示す図であり、縦軸は前置補償器５からの操作量を、横軸は変換後の操作量をそれぞれ示している。
【００５７】
この図２に示すように、操作量変換部６−１，６−２では、前置補償器５からの操作量が、正（０〜１００％）であるときには、そのままの操作量を加熱側の操作量（０〜１００％）として出力する一方、前置補償器５からの操作量が、負（−１００％〜０）であるときには、冷却係数を乗じた値を冷却側の操作量（−１００×冷却係数〜０）として出力するものである。
【００５８】
各ＰＩＤ制御部４−１，４−２のＰＩＤ定数および前置補償器５によって各ＰＩＤ制御部４−１，４−２からの操作量を、各チャンネルにどのように配分するかの配分比の決定は、従来と同様の傾斜温度制御のオートチューニングによって行われる。
【００５９】
この傾斜温度制御のオートチューニングは、例えば、特開２００−２６５４４７号公報等に記載されているように、チャンネル毎に、ステップ状の加熱側の１００％の操作量ＭＶ１，ＭＶ２を、図３（ａ），（ｂ）に示すように順番に印加し、図３（ｃ），（ｄ）に示される各チャンネルのステップ応答波形ＰＶ１，ＰＶ２を計測し、各チャンネルのむだ時間および最大傾きを計測するとともに、温度上昇値ΔＰＶを計測する。
【００６０】
このステップ状の操作量の入力に対応する各チャンネルの温度変化ΔＰＶに基づいて、各チャンネルの干渉の度合いを計測し、この干渉の度合いに基づいて、上述の前置補償器５における操作量の配分比を決定する。
【００６１】
具体的には、上記公報にも開示されているように、各チャンネルのステップ応答波形の温度変化ΔＰＶを計測して得られる制御対象の干渉の度合いを示す行列をＧｐ、上述のモード変換器３において、各チャンネルの検出温度を、平均温度および傾斜温度に変換するためのモード変換行列をＧｍとすると、前置補償器５の配分比を示す行列Ｇｃは、
Ｇｃ＝（Ｇｍ・Ｇｐ）-1
として求めることができる。
【００６２】
また、図４に代表的に示されるステップ応答波形のむだ時間Ｌおよび最大傾きから各ＰＩＤ制御部４−１，４−２のＰＩＤゲインを、Ｚｉｅｇｌｅｒ＆Ｎｉｃｈｏｌｓ法により算出する。
【００６３】
この実施形態では、計測されるむだ時間Ｌおよび最大傾きの２チャンネルの平均値を用いて、ＰＩＤ制御部４−１，４−２の共通のＰＩＤゲインを、Ｚｉｅｇｌｅｒ＆Ｎｉｃｈｏｌｓ法により算出する。
【００６４】
以上は、従来の傾斜温度制御のオートチューニングと基本的に同様である。
【００６５】
図５は、オートチューニングおよび冷却係数算出時の動作説明に供するフローチャートである。
【００６６】
上述のようにしてステップ状の加熱側の１００％の操作量をチャンネル毎に、順番に印加してステップ応答波形を計測し(ステップｎ１)、前置補償器５の配分比を決定するとともに、各ＰＩＤ制御部４−１，４−２の加熱側に対応するＰＩＤ定数を算出する(ステップｎ２)。
【００６７】
次に、得られたＰＩＤ定数を用いてＰＩＤ制御による運転を開始し（ステップｎ３）、安定するまで待機する（ステップｎ４）。
【００６８】
図６は、このＰＩＤ制御による運転を開始した後のタイムチャートであり、同図（ａ）は検出温度ＰＶを、同図（ｂ）は加熱側および冷却側の操作量ＭＶをそれぞれ示しており、また、実線は第１のチャンネルを、仮想線は第２のチャンネルを示している。
【００６９】
図６（ａ）に示す期間Ｔ１が経過して各チャンネルの検出温度が安定した後の期間Ｔ２を利用して、図６（ｂ）に示すように、加熱側の操作量は、温度が安定している状態の操作量を維持しつつ、実線で示される第１のチャンネルの冷却側の操作量を、５０％以下である３０％の操作量ｍｃにステップ状に変化させ、冷却側のステップ応答波形の最大傾きが計測されるまでの期間に亘って継続して、第１のチャンネルの冷却側のステップ応答波形の最大傾きを計測し、同様に、仮想線で示される第２のチャンネルの冷却側の操作量を、５０％以下である３０％の操作量ｍｃにステップ状に変化させ、冷却側のステップ応答波形の最大傾きが計測されるまでの期間に亘って継続して、第２のチャンネルの冷却側のステップ応答波形の最大傾きを計測する(ステップｎ５)。
【００７０】
次に、上述のステップｎ１で求めた各チャンネルの加熱側のステップ応答波形の最大傾きと、ステップｎ５で求めた各チャンネルの冷却側のステップ応答波形の最大傾きとを用いて各チャンネルの冷却係数を次式で算出する（ステップｎ６）。
【００７１】
すなわち、加熱側の最大傾きをＲｈ、冷却側の最大傾きをＲｃとすると、
冷却係数＝Ｒｈ／Ｒｃ
となる。
【００７２】
ここで、冷却係数の算出式における加熱側の最大傾きＲｈは、計測されたステップ応答波形の最大傾きとステップ状に印加される操作量ｍｈを用いて次式で算出される。
【００７３】
Ｒｈ＝（ステップ応答波形の最大傾き）×１００／ｍｈ
加熱側のオートチューニングにおける操作量ｍｈは、１００％であるので、計測されるステップ応答波形の最大傾きが、加熱側の最大傾きＲｈと等しくなる。
【００７４】
また、冷却係数の算出式における冷却側の最大傾きＲｃは、計測されたステップ応答波形の最大傾きとステップ状に印加される操作量ｍｃを用いて次式で算出される。
【００７５】
Ｒｃ＝（ステップ応答波形の最大傾き）×１００／ｍｃ
冷却側のオートチューニングにおける操作量ｍｃは、この実施形態では、３０％である。
【００７６】
図７は、上述のオートチューニングおよび冷却係数算出時のブロック図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００７７】
この実施形態では、傾斜温度制御のオートチューニング時には、操作量出力部９によって、チャンネル毎に順番に加熱側の１００％のステップ状の操作量ｍｈを出力し、また、冷却係数を算出するために、チャンネル毎に順番に冷却側の３０％のステップ状の操作量ｍｃを出力する。
【００７８】
特徴量計測部１０は、ステップ応答波形の特徴量である最大傾きおよびむだ時間を計測するとともに、上述の温度変化を計測し、ＰＩＤ定数算出部１２は、計測した最大傾きおよびむだ時間に基づいて、Ｚｉｅｇｌｅｒ＆Ｎｉｃｈｏｌｓの算出式に従って、制御パラメータである加熱側のＰＩＤ定数をそれぞれ算出するとともに、温度変化に基づいて、各チャンネルの干渉の度合いを示す行列を算出し、更に、前置補償器５の配分比を算出する。
【００７９】
冷却係数算出部１２は、各チャンネルの加熱側のステップ応答波形の最大傾きと各チャンネルの冷却側のステップ応答波形の最大傾きとに基づいて、上述の算出式に従って各チャンネルの冷却係数を算出する。
【００８０】
なお、操作量出力部９、特徴量計測部１０、ＰＩＤ定数算出部１１および冷却係数算出部１２は、上述のマイクロコンピュータによって構成される。
【００８１】
ここで、冷却係数を算出するための冷却側のステップ状の操作量ｍｃを、５０％以下にしている理由について説明する。
【００８２】
一般に、加熱特性は、線形特性を示すが、水冷による冷却特性は、例えば、図８の実線で示すように、非線形特性となる。なお、図８において、横軸は冷却操作量を、縦軸は冷却能力（吸熱量）をそれぞれ示している。
【００８３】
このように水冷特性が非線形であるために、操作量を１００％に設定して冷却係数を求めると、制御対象の特性が、図８の破線で示すように、比較的緩慢な特性として同定されることになる。
【００８４】
そこで、この実施形態では、操作量を５０％以下、この例では、３０％にして冷却側のステップ応答波形を計測するのである。
【００８５】
このように、冷却側の最大傾きの算出に際しては、冷却側の操作量を、１００％にステップ状に変化させるのではなく、５０％以下である３０％にステップ状に変化させているので、上述の図８の水冷特性において、操作量が３０％の場合、図８の一点鎖線で示す傾きの特性として働き、破線で示される特性に比べて、実際に使用される水冷特性に近いものとなり、より適切な冷却側の最大傾きが算出される。
【００８６】
以上のようにして算出された各チャンネルの冷却係数を用いて、上述の図１のブロック図に示す操作量変換部６−１，６−２で冷却側の操作量が算出される。
【００８７】
本発明の他の実施形態として、油冷の場合にも、冷却係数を算出するための冷却操作量の上限を、５０％以下に制限するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、傾斜温度の加熱冷却制御に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る温度調節器の加熱冷却制御時のブロック図である。
【図２】図１の操作量変換部の変換特性を示す図である。
【図３】オートチューニング時の操作量および検出温度のタイムチャートである。
【図４】図３のステップ応答波形の最大傾きおよびむだ時間を示す図である。
【図５】動作説明に供するフローチャートである。
【図６】冷却係数を求めるための操作量および検出温度のタイムチャートである。
【図７】オートチューニング時のブロック図である。
【図８】水冷特性を示す図である。
【図９】傾斜温度制御のブロック図である。
【符号の説明】
【００９０】
１                温度調節器
２                制御対象
３                モード変換器
４−１，４−２  ＰＩＤ制御部
５                前置補償器
６−１，６−２  操作量変換部
１１              ＰＩＤ定数算出部
１２              冷却係数算出部
【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】
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【図８】
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【図９】
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