测定的温度(控制对象的温度)PV是否达到所设定的目标值(设定温度)SP(步骤S102)。如果控制对象的温度PV未达到设定温度SP (步骤S102中为否的情况)，重复步骤SlOO以后的处理。
[0119]如果控制对象的温度PV达到设定温度SP (步骤S102中为是的情况下)，则执行步骤S104以后的处理。该步骤SlOO和S102的处理是用于产生自动调谐所涉及的极限循环的预处理。
[0120]CPUl 12对计数器i设置“I” (步骤S104)，指示第I次极限循环的产生(步骤S106)。该计数器i表示极限循环次数。将第I次极限循环中的冷却侧和加热侧的操作量均设为100%。极限循环的产生指示包括在控制对象的温度PV与设定温度SP —致之前输出冷却侧的操作量(该情况下为100%)、在控制对象的温度PV与设定温度SP —致后输出加热侧的操作量(该情况下为100% )这样的一系列的处理。
[0121]在完成了 I次的极限循环的产生后，CPUl 12使计数器i增加I (步骤S108)。然后，CPUl 12使用前次极限循环中的关于冷却侧的操作量的冷却输出时间Toff_1-l和加热输出时间Ton_1-l，来计算变更系数p_i( = Toff_1-l/Ton_i_l)，并且使用计算出的变更系数P _i来计算本次的冷却侧的操作量MVc_i ( = MVc_1-l X P _i)(步骤SI 10)。
[0122]接着，CPUl 12指示第i次极限循环的产生(步骤S112)。将第i次极限循环中的冷却侧的操作量设为MVc_i%，加热侧的操作量设为100%。极限循环的产生指示包含在控制对象的温度PV与设定温度SP —致之前输出冷却侧的操作量(该情况下为MVc_i % )、在控制对象的温度PV与设定温度SP —致后输出加热侧的操作量(该情况下为100% )这样的一系列的处理。然后，CPU112根据本次的冷却特性(响应特性)和前次的冷却特性(响应特性)来计算误差hi (步骤SI 14)。
[0123]然后，CPU112判断所计算出的误差hi是否为阈值γ以下(步骤S116)。如果所计算出的误差hi超过了阈值γ (步骤S116中为否的場合)，则CPU112判断当前的计数器i的值是否达到了极限循环的最大值N(步骤S118)。
[0124]如果当前的计数器i的值未达到极限循环的最大值N(步骤S118中为否的情况)，则CPU112执行步骤S108以后的处理。
[0125]与此相对，在所计算出的误差hi为阈值γ以下的的情况下(步骤S116中为是的情况下)，或者在当前的计数器i的值达到了极限循环的最大值N的情况下(步骤S118中为是的情况下)，CPUl 12根据第i次极限循环中的响应特性来计算PID参数(步骤S120)。然后，处理结束。
[0126][G.控制结构]
[0127]接着，对实现本实施方式的调节器100所搭载的自动调谐功能的控制结构进行说明。图11是示出实现本实施方式的调节器100所搭载的自动调谐功能的控制结构的示意图。
[0128]参照图11，调节器100包含传感器输出受理部162、用户设定受理部164、加热侧PID运算部166、冷却侧PID运算部168、切换部170、PID参数计算部172、自动调谐控制部174、开关180，作为其控制结构。
[0129]传感器输出受理部162受理来自温度传感器240的输出信号，在进行了规定的范围调整等后，输出控制对象的温度PV。用户设定受理部164根据用户操作受理设定温度SP的设定。另外，有时根据外部装置(例如，PLC(Programmable Logic Control:可编程逻辑控制)等)对设定温度SP进行设定。
[0130]加热侧PID运算部166和冷却侧PID运算部168是用于执行通常的PID控制的部位，分别按照PID参数176和178，并根据控制对象的温度PV和设定温度SP，分别计算和输出操作量MVh和MVc。PID参数176和178可以由用户直接输入，但是，在本实施方式中，通过后述的PID参数计算部172自动地设定。
[0131]切换部170根据状况对分别从加热侧PID运算部166和冷却侧PID运算部168输出的操作量MVh和MVc进行切换来输出。在图1所示的反馈控制系统I中，由于不需要使加热侧PID运算部166和冷却侧PID运算部168这两方有效，因此，代替直接地切换操作量的方式，也可以采用选择性地仅使加热侧PID运算部166和冷却侧PID运算部168中的一方有效化的结构。
[0132]PID参数计算部172和自动调谐控制部174是用于执行自动调谐的部位。自动调谐控制部174产生操作量(操作量MVh和MVc)，该操作量用于产生上述那样的极限循环。PID参数计算部172根据在最终的极限循环中观测到的加热特性和冷却特性(响应特性)，来决定PID参数176和178。
[0133]开关180在通常的控制时和执行自动调谐时之间对操作量的输出起始地进行切换。即，在通常的控制时，将来自切换部170的操作量输出到控制对象过程200，在执行自动调谐时，将来自自动调谐控制部174的操作量输出到控制对象过程200。
[0134][H.自动调谐结果例]
[0135]接着，说明通过模拟对本实施方式的自动调谐功能的效果进行评价的结果。
[0136]图12是示出本实施方式的自动调谐的各部的时间波形的一例。在图12所示的模拟结果中，根据变更系数P _i =冷却输出时间Toff_1-l/加热输出时间Ton_1-l，在各循环中计算出了冷却侧的操作量MVc的变更系数P_i。其中，在图1所示的反馈控制系统I所包含的控制对象过程200 (即，水冷方式或空冷方式的挤出成型机)中，关于非线性点(特性急剧地变化的部分)，一般而言，位于操作量为5?20%的区域中，将变更系数上限值P _max设定为了 0.4o
[0137]在图12所示的模拟结果中，在第5次极限循环中，其误差hi成为阈值γ以下。因此，根据在第5次极限循环中观测到的冷却特性和加热特性(响应特性)来决定PID参数。
[0138]如图12所示可知，加热侧的操作量MVh被维持在100%，与此相对，冷却侧的操作量MVc依次变小。根据在控制对象的温度PV中产生的极限循环，使用极限灵敏度法等来决定PID参数。
[0139]图13是示出使用通过图12所示的自动调谐的执行而计算出的PID参数得到的控制性能的比较例的图。在图12中，示出了使用利用现有的自动调谐决定出的PID参数进行反馈控制的结果、以及使用利用本实施方式的自动调谐决定出的PID参数进行反馈控制的结果。
[0140]由图13可知，通过使用利用本实施方式的自动调谐决定出的PID参数，能够使控制对象的温度PV与设定温度SP更高精度地一致。
[0141]另外，在将极限循环的最大值N设定为“3”的情况下，在图12所示的逐步地变更的冷却侧的操作量MVc中，在进行了第3次的变更的时间点完成自动调谐。该情况下，第3次的极限循环中的冷却侧的操作量MVc_3和第5次极限循环中的冷却侧的操作量MVc_5示出比较接近的值，因此，能够决定大致适当的PID参数。S卩，自动调谐所需要的时间与PID参数的精度之间的关系处于一种折衷选择的关系，如果使用在通常的PID控制中所使用的范围的操作量来执行自动调谐，则能够决定避免了非线性的影响的PID参数。
[0142][1.用户接口]
[0143]在自动调谐中，对控制对象实际地赋予一些操作量，并根据其响应特性计算PID参数。特别地，在极限循环法中，由于使观测量(PV)振动而估计控制系统的特性值，因此，在时间常数较长的控制系统中，需要较长的时间以观测需要的响应特性。因此，在自动调谐的执行中，将其执行状态、完成时期(予测值)等通知给用户，这样进一步提高用户友好度。
[0144]以下，对这样的自动调谐的用户支援用的用户接口的一例进行说明。
[0145](i 1:自动调谐的执行状态的通知)
[0146]首先，对用于通知自动调谐的执行状态的用户接口进行说明。图14是示出由本实施方式的调节器100提供的用户接口的一例的示意图。图14所示的调节器100具有显示部150。在显示部150中显示有控制对象的温度PV和设定温度SP的当前值。此外，由用户对接近显示部150来配置的按钮或开关等进行操作，从而变更设定温度SP等。
[0147]图14中示出处于自动调谐的执行中的状态。如图14所示，显示当前正在产生的极限循环的次数、即正在执行第几次极限循环，作为自动调谐的执行状态的值。显示部150包含示出当前的极限循环的次数的指示器152。即，调节器100包含显示当前正在执行的交替输出的次数的作为显示单元的显示部150。
[0148]由于预先设定了极限循环的最大值N，因此，用户通过观察这样的当前的极限循环的次数，能够得知自动调谐还差多少完成。
[0149](?2:自动调谐的完成时期的通知)
[0150]也可以是，代替图14所示的当前的极限循环的次数，或者在其基础上，通知到自动调谐的完成为止所需要的时间。即，调节器100也可以包含作为显示单元的显示部150，该显示部150对PID参数的决定所需的交替输出完成的时期进行显示。
[0151]图15是示出本实施方式的调节器100所提供的用户接口的另一例的示意图。
[0152]图15的(a)中示出包含指示器154的显示部150的例子，该指示器154示出到自动调谐的完成为止所需要的剩余时间。作为对到自动调谐的完成为止所需要的剩余时间进行予测的方法，首先，产生I次极限循环，对其所需要的时间进行计测，并且，能够计算该计测出的时间与极限循环的最大值N相乘得到的时间作为剩余时间。或者，也可以根据极限循环的半循环(冷却侧或加热侧)的产生所需要的时间来计算剩余时间。并且，在之前执行过自动调谐的情况下，也可以根据当时取得的响应特性来计算剩余时间。
[0153]此外，也可以不显示到自动调谐的完成为止所需要的剩余时间，而显示自动调谐完成的时刻。图15的(b)所示的显示部150包含指示器156，该指示器156示出预测自动调谐完成的时刻。
[0154]这样，针对比较耗费时间的自动调谐，能够事先通知要完成的时刻，因此，用户能够有效地灵活使用时间。
[0155][J.变形例 I]
[0156]在上述的实施方式中，说明了通过乘以表示加热与冷却的系统增益比(能力比)的变更系数P_i来依次变更冷却侧的操作量MVc的结构例。关于该变更系数P_i，不限于此而能够设定为任意的值。此外，也可以代替在各极限循环中动态地决定变更系数P」的结构，而在一系列的自动调谐中采用固定值作为变更系数P。
[0157]这样，根据控制对象等适当设定变更系数P_i(或者变更系数P (固定值））即可。另一方面，还存在希望尽量缩短自动调谐所需要的时间这样的需求。因此，作为变更系数的一个变形例，对用于不丧失上述的加热与冷却的系统增益比（能力比）这样的技术的意义、并且以更短时间完成自动调谐的结构进行说明。
[0158]在本变形例中，在各极限循环结束后，使用将当前的操作量乘以变更系数P_i的平方后得到的值，作为下一极限循环中使用的新的操作量。即，根据以下的数学式来依次变更操作量MVc_i。
[0159]变更系数P _i =冷却输出时间Toff_i_l/加热输出时间Ton_i_l
[0160]操作量MVc_i = MVc_l-l X p _i X p _i
[0161]这样，通过使用变更系数P_i的平方，在逐步变更图12所示的冷却侧的操作量MVc的处理中，实质上越过1个来变更操作量MVc。S卩，作为调节器100的自动调谐功能，调节器100根据紧前的交替输出中的输出第1操作量（加热侧的输出）的期间（冷却输出时间Toff)的长度与输出第2操作量（加热侧的输出）的期间（加热输出时间Ton)的长度之比（P)的平方，校正该紧前的交替输出中的第1操作量的大小，从而决定新的交替输出中的第1操作量的大小。
[0162]图16是示出本实施方式的变形例1的自动调谐的各部的时间波形的一