控制装置及控制方法
【专利摘要】本发明提供一种削减用以兼顾整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的调整的工作量的控制装置以及控制方法。该控制装置由控制运算部(1)、控制运算输出修正部(2)及操作端输出上下限限制处理部(3)构成，控制运算部(1)以控制量PV和目标值SP为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值MV，控制运算输出修正部(2)在控制运算输出值MV在规定阈值A以上时，将控制运算输出值MV修正为规定的操作端输出上限值H，操作端输出上下限限制处理部(3)以将从控制运算输出修正部(2)输出的控制运算输出修正值MV'限制为规定的操作端输出下限值L以上、且操作端输出上限值H以下的值而得的值作为操作端输出OUT而输出至控制对象。
【专利说明】
控制装置及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种温度控制等通用领域中所利用的控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]作为提高整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的技术，有增益调度(参考专利文献I)。在对PID控制应用增益调度的情况下，由于要切换比例补偿、积分补偿、微分补偿3种参数(以下，简记为PID参数)，因此必须对PID参数进行2组以上的调整。即，在2组的情况下，必须调整6参数。其中，大多仅对比例补偿参数进行调度，在该情况下，对I组PID参数和所调度的比例补偿参数共计4参数进行调整即可。
[0003]例如以如下方式进行对PID控制应用增益调度的情况下的PID参数的调整。
[0004](I)利用自整定等公知方法来确定整定时的PID参数。此时，视需要以试错法对PID参数进行微调。
[0005](II)以(I)的PID参数为基准，利用试错法来确定过渡时响应性提高这样的PID参数。
[0006](III)根据对(I)与(II)的结果进行切换或插补的增益调度控制的响应，以试错法进行微调。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献I日本专利特开平8-161004号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011]如上所述，在以往的技术中，为了实现用户所期望的控制响应，必须进行多个试错实验，导致工作量较大。
[0012]担忧因进行增益调度控制之类的控制参数的切换或插补所引起的调整的工作量而放弃兼顾整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的情况并不少见。在采用牺牲了控制响应性的调整结果的情况下，成为控制对象的装置的单位产品生产时间会延迟，生产性会受损。此外，在采用牺牲了控制稳定性的调整结果的情况下，由成为控制对象的装置生产的广品的品质会受损。
[0013]本发明是为了解决上述问题而成，其目的在于提供一种可削减用以兼顾整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的调整的工作量的控制装置及控制方法。
[0014]解决问题的技术手段
[0015]本发明的控制装置的特征在于，包括:控制运算单元，其以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值;控制运算输出修正单元，其在由该控制运算单元算出的控制运算输出值在规定阈值A以上时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出上限值；以及操作端输出上下限限制处理单元，其以将经该控制运算输出修正单元修正后的控制运算输出值限制为规定的操作端输出下限值以上、且所述操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。
[0016]此外，本发明的控制装置的特征在于，包括:控制运算单元，其以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值;控制运算输出修正单元，其在由该控制运算单元算出的控制运算输出值在规定阈值B以下时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出下限值；以及操作端输出上下限限制处理单元，其以将经该控制运算输出修正单元修正后的控制运算输出值限制为所述操作端输出下限值以上、且规定的操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。
[0017]此外，在本发明的控制装置的I构成例中，所述阈值A是大于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值和在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值中的较大一方、且小于所述操作端输出上限值的值。
[0018]此外，本发明的控制装置的I构成例的特征在于，还包括时刻检测单元，所述时刻检测单元根据与目标值变更或干扰施加相对应的事件来检测应将阈值A切换为目标值变更用阈值A的时刻和应将阈值A切换为干扰施加用阈值A的时刻，所述阈值A是按目标值变更用和干扰施加用来单独设定的，在所述时刻检测单元判定为是应切换为目标值变更用阈值A的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值A切换为目标值变更用阈值A，在判定为是应切换为干扰施加用阈值A的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值A切换为干扰施加用阈值A，目标值变更用阈值A是大于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值、且小于所述操作端输出上限值的值，干扰施加用阈值A是大于在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值、且小于所述操作端输出上限值的值。
[0019]此外，在本发明的控制装置的I构成例中，所述阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值和在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值中的较小一方的值。
[0020]此外，本发明的控制装置的I构成例的特征在于，还包括时刻检测单元，所述时刻检测单元根据与目标值变更或干扰施加相对应的事件来检测应将阈值B切换为目标值变更用阈值B的时刻和应将阈值B切换为干扰施加用阈值B的时刻，所述阈值B是按目标值变更用和干扰施加用来单独设定的，在所述时刻检测单元判定为是应切换为目标值变更用阈值B的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值B切换为目标值变更用阈值B，在判定为是应切换为干扰施加用阈值B的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值B切换为干扰施加用阈值B，目标值变更用阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值的值，干扰施加用阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值的值。
[0021 ]此外，本发明的控制方法的特征在于，包括:控制运算步骤，以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值;控制运算输出修正步骤，在该控制运算步骤中所算出的控制运算输出值在规定阈值A以上时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出上限值；以及操作端输出上下限限制处理步骤，以将经该控制运算输出修正步骤修正后的控制运算输出值限制为规定的操作端输出下限值以上、且所述操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。
[0022]此外，本发明的控制方法的特征在于，包括:控制运算步骤，以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值;控制运算输出修正步骤，在该控制运算步骤中所算出的控制运算输出值在规定阈值B以下时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出下限值；以及操作端输出上下限限制处理步骤，将经该控制运算输出修正步骤修正后的控制运算输出值限制为所述操作端输出下限值以上、且规定的操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明，通过设置在由控制运算单元算出的控制运算输出值在规定阈值A以上时将控制运算输出值修正为规定的操作端输出上限值的控制运算输出修正单元，使得试错实验主要需要的是仅阈值A的调整，因此可削减用以兼顾整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的调整的工作量。
[0025]此外，在本发明中，通过使用不同值作为目标值变更用阈值A和干扰施加用阈值A，可在目标值变更时和干扰施加时进一步提高各自的控制响应。
[0026]此外，在本发明中，通过设置在由控制运算单元算出的控制运算输出值在规定阈值B以下时将控制运算输出值修正为规定的操作端输出下限值的控制运算输出修正单元，使得试错实验主要需要的是仅阈值B的调整，因此可削减用以兼顾整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的调整的工作量。
[0027]此外，在本发明中，通过使用不同值作为目标值变更用阈值B和干扰施加用阈值B，可在目标值变更时和干扰施加时进一步提高各自的控制响应。
【附图说明】
[0028]图1为表示目标值变更时的本发明和以往的控制量的变化以及控制运算输出值的变化的I例的图。
[0029]图2为表示干扰施加时的本发明和以往的控制量的变化以及控制运算输出值的变化的I例的图。
[0030]图3为说明本发明的控制运算输出值的修正处理的图。
[0031 ]图4为表示本发明的第I实施方式的控制装置的构成的框图。
[0032]图5为表示本发明的第I实施方式的控制装置的动作的流程图。
[0033]图6为表示本发明的第2实施方式的控制装置的构成的框图。
[0034]图7为表示本发明的第I实施方式中的控制响应的例子的图。
[0035]图8为表示本发明的第2实施方式中的控制响应的例子的图。
[0036]图9为说明控制运算输出值下降的情况下的修正处理的图。
[0037]图10为表示本发明的第3实施方式的控制装置的构成的框图。
【具体实施方式】
[0038][发明的原理]
[0039]图1的(A)、图1的(B)、图2的(A)、图2的(B)为说明本发明的原理的图，图1的(A)为表示目标值变更时的本发明和以往的控制量的变化的I例的图，图1的(B)为表示目标值变更时的本发明和以往的控制运算输出值的变化的I例的图，图2的(A)为表示干扰施加时的本发明和以往的控制量的变化的I例的图，图2的(B)为表示干扰施加时的本发明和以往的控制运算输出值的变化的I例的图。在图1的(A)、图1的(B)、图2的(A)、图2的⑶中，SP为目标值，PVO为应用使用单一控制参数(无增益调度)的以往的控制装置的情况下的控制量，PV为应用本发明的控制装置的情况下的控制量，OUTO为从以往的控制装置输出的操作端输出，OUT为从本发明的控制装置输出的操作端输出。
[0040]—直以来，在通过PID控制运算而算出的控制运算输出值MV大于规定的操作端输出上限值H的情况下，要进行将控制运算输出值MV限制在操作端输出上限值H以下而作为操作端输出OUT加以输出的上限处理。在图1的(B)、图2的(B)中，可知，是以从以往的控制装置输出的操作端输出OUTO不超过操作端输出上限值H的方式进行上限处理。
[0041]在本发明中，使用该操作端输出上限值H，在通过PID控制运算而算出的控制运算输出值MV在用户所指定的阈值A以上时，将控制运算输出值MV修正为操作端输出上限值H。也就是说，如图3所示，在通过PID控制运算而算出的控制运算输出值MV不到阈值A的情况下，将控制运算输出值MV作为控制运算输出修正值MV ’直接输出(MV ’ = MV)，但在控制运算输出值MV为阈值A以上的情况下，将操作端输出上限值H作为控制运算输出修正值MV ’输出(MV，=H)0
[0042]在期望控制量PV偏离目标值SP的过渡时的控制响应性的情况下，由于控制运算输出值MV >阈值A，因此从控制装置输出操作端输出0UT=MV’ =H。也就是说，即便不变更控制参数(PID控制时为PID参数)，也会给出图1的(B)、图2的(B)中的S所示的部分的操作端输出。由此，可提高过渡时的控制响应性。用户在满足以下条件的范围内指定阈值A即可。
[0043]MV+<A<H...(I)
[0044]式(I)中的MV+为目标值变更后的控制整定时或者干扰施加后的控制整定时的控制运算输出值MV。再者，若更准确地加以定义，则式(I)中的MV+为目标值变更后的控制整定时的控制运算输出值MV和干扰施加后的控制整定时的控制运算输出值MV中的较大一方的值。
[0045]另一方面，在期望控制量PV接近目标值SP的整定时的控制稳定性的情况下，控制运算输出值MV〈阈值A，从控制装置输出操作端输出OUT = MV ’ =MV。因而，只要对控制装置设定好注重控制稳定性而确定的I组控制参数(PID控制时为PID参数)，即可实现控制稳定性。
[0046][第I实施方式]
[0047]下面，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。图4为表示本发明的第I实施方式的控制装置的构成的框图。本实施方式的控制装置由控制运算部1、控制运算输出修正部2及操作端输出上下限限制处理部3构成，所述控制运算部I以控制量PV和目标值SP为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值MV，所述控制运算输出修正部2输出对控制运算输出值MV进行修正而得的控制运算输出修正值MV’，所述操作端输出上下限限制处理部3执行将控制运算输出修正值MV’限制为规定的操作端输出下限值L以上、且规定的操作端输出上限值H以下的值的上下限限制处理。
[0048]下面，参考图5，对本实施方式的控制装置的动作进行说明。图5为表示控制装置的动作的流程图。
[0049]控制量PV由未图示的测量仪器(例如温度传感器)测量并输入至控制运算部1(图5中的步骤SI)。
[0050]目标值SP由控制装置的用户设定并输入至控制运算部1(图5中的步骤S2)。
[0051 ]控制运算部I算出控制运算输出值MV以使控制量PV与目标值SP—致(图5中的步骤S3)。作为反馈控制运算算法，有PID13PID控制运算为公知技术，因此省略说明。
[0052]控制运算输出修正部2输出对控制运算输出值MV进行修正而得的控制运算输出修正值MV’(图5中的步骤S4)。如上所述，在控制运算输出值MV<阈值A的情况下，控制运算输出修正部2输出控制运算输出修正值MV’ =MV，在控制运算输出值MV >阈值A的情况下，控制运算输出修正部2输出控制运算输出修正值MV’=H。
[0053]操作端输出上下限限制处理部3进行将从控制运算输出修正部2输出的控制运算输出修正值MV’限制为操作端输出下限值L以上、且操作端输出上限值H以下的值的上下限限制处理(图5中的步骤S5)。
[0054]IF MV’<L THEN OUT = L...(2)
[0055]IF MV，>H THEN OUT = H...(3)
[0056]也就是说，在从控制运算输出修正部2输出的控制运算输出修正值MV’大于操作端输出下限值L且不到操作端输出上限值H的情况下，操作端输出上下限限制处理部3将控制运算输出修正值MV ’直接作为操作端输出OUT而输出(OUT = MV ’)，但在控制运算输出修正值MV’小于操作端输出下限值L的情况下，操作端输出上下限限制处理部3设定操作端输出OUT=L，在控制运算输出修正值MV’大于操作端输出上限值H的情况下，操作端输出上下限限制处理部3设定操作端输出0UT = H。
[0057]继而，操作端输出上下限限制处理部3将进行上下限限制处理后的操作端输出OUT输出至控制对象4(图5中的步骤S6)。操作端输出OUT的实际输出目标为操作加热器或阀门等的操作器。
[0058]对于每一控制周期重复执行以上那样的步骤SI?S6的处理直至例如根据来自用户的指令而结束控制为止(图5中的步骤S7中为是)。
[0059]作为本实施方式的控制装置的调整工序的例子，考虑有如下工序。
[0060](a)利用自整定等公知方法来确定控制整定时的控制参数(PID控制时为PID参数)。此时，视需要采用试错法以注重整定时的控制稳定性的方式对控制参数进行微调。[0061 ] (b)接着，以试错法确定阈值A，以成为在过渡时和整定时较为理想的控制响应。
[0062 ]当减小阈值A时，控制响应性会提高，但控制量P V的过调量会增大。因此，在进行(b)调整时，用户操作控制装置的阈值输入部(未图示)，以从操作端输出上限值H起逐渐接近上述控制运算输出值MV+的方式改变阈值A，并在成为对于用户而言最优选的控制响应的时候结束调整即可。
[0063]在本实施方式中，无须像专利文献I中所揭示的以往技术那样使用多组控制参数，只要对控制运算部I设定I组控制参数(PID控制时为PID参数)即可。作为该控制参数的调整方法，利用公知的自整定即可，因此，试错实验主要需要的是仅阈值A的调整。由于以与控制运算输出值MV相同的尺度赋予阈值A，因此易于识别调整值或其效果。因而，与以往相比，本实施方式可削减用以兼顾整定时的控制稳定性和过渡时的控制响应性的调整的工作量。此夕卜，根据图2的(B)的结果可知，在本实施方式中，由于可减小因干扰施加所引起的控制量PV的下降，因此可降低干扰的影响，从而可提高控制响应性。
[0064][第2实施方式]
[0065]接着，对本发明的第2实施方式进行说明。图6为表示本发明的第2实施方式的控制装置的构成的框图，对与图4相同的构成标注有同一符号。本实施方式的控制装置由控制运算部la、控制运算输出修正部2及操作端输出上下限限制处理部3构成。
[0066]在本实施方式中，控制装置的处理流程也与第I实施方式的图5中说明过的一致。与第I实施方式的不同点在于，本实施方式的控制运算部为带防过积分(积分饱和)功能的控制运算部la，并且，用户可指定防过积分功能的上限值ARWH和下限值ARWL。
[0067]—般的控制装置都搭载有防过积分功能。所谓防过积分功能，是指在控制运算部所算出的控制运算输出值MV达到上限值ARWH或下限值ARWL时，停止超过上限值ARWH或下限值ARWL的方向的积分动作的功能。由此，可抑制控制运算输出值MV的饱和，从而迅速从控制运算输出值MV的饱和恢复过来，抑制控制的整定的延迟。
[0068]根据第I实施方式，可削减调整的工作量，但若将第I实施方式的构成应用于带防过积分功能的控制装置，则存在控制响应性降低的情况。
[0069]因此，在本实施方式中，设为用户可指定防过积分功能的上限值ARWH和下限值ARffL，代替以往的ARWH=H、ARWL = L的设定，由此，可改善控制响应性的降低。在进行上限值ARWH和下限值ARWL的调整时，用户操作控制装置的上下限值输入部(未图示)来改变上限值ARWH和下限值ARWL，并在成为对于用户而言最优选的控制响应的时候结束调整即可。
[0070]图7的(A)为表示对带防过积分功能的控制装置应用第I实施方式的情况下的目标值变更时的控制响应的例子的图，图7的(B)为表示对带防过积分功能的控制装置应用第I实施方式的情况下的干扰施加时的控制响应的例子的图，图8的(A)为表示第2实施方式中的目标值变更时的控制响应的例子的图，图8的(B)为表示第2实施方式中的干扰施加时的控制响应的例子的图。
[0071]在图7的(A)、图7的(B)的例子中，设定ARWH = H=100、ARWL = L = 0。相对于此，在图8的(A)的例子中，设定六1^!1=170^1^^ = 0，在图8的(8)的例子中，设定41^1=110^1^^ = 1^=0，由此，利用上限值ARWH来防止过积分，因此可延长控制运算输出值MV成为阈值A以上的时间，从而可加快达到控制量的目标值。如此，在本实施方式中，通过在第I实施方式的构成中使操作端输出上下限值(H和L)与防过积分上下限值(ARWH和ARWL)分离，并以成为对于用户而言最优选的控制响应的方式调整ARWH和ARWL，可获得良好的控制响应性。
[0072]再者，在第1、第2实施方式中，对在控制量PV因操作端输出OUT上升而上升的控制系统中使控制量PV上升的控制例进行了说明。相对于此，在控制量PV因操作端输出OUT上升而下降的控制系统中的使控制量PV下降的控制中(例如使目标值SP上升的变更时或者控制量PV下降的干扰施加时)，由于控制运算部l、la所算出的控制运算输出值MV上升，操作端输出OUT上升而使控制量PV下降，因此可直接应用第1、第2实施方式。
[0073]此外，在控制量PV因操作端输出OUT上升而上升的控制系统中的使控制量PV下降的控制中(例如使目标值SP下降的变更时或者控制量PV上升的干扰施加时)、或者控制量PV因操作端输出OUT上升而下降的控制系统中的使控制量PV上升的控制中(例如使目标值SP上升的变更时或者控制量PV下降的干扰施加时)，由于控制运算部1、la所算出的控制运算输出值MV下降，操作端输出OUT下降，因此使用操作端输出下限值L代替操作端输出上限值H。
[0074]在该情况下，在由控制运算部l、la算出的控制运算输出值MV在用户所指定的阈值B以下时，将控制运算输出值MV修正为操作端输出下限值L。也就是说，如图9所示，在控制运算输出值MV大于阈值B的情况下，控制运算输出修正部2将控制运算输出值MV作为控制运算输出修正值MV’直接输出(MV’=MV)，但在控制运算输出值MV为阈值B以下的情况下，控制运算输出修正部2将操作端输出下限值L作为控制运算输出修正值MV’输出(MV’=L)。用户在满足如下条件的范围内指定阈值B即可。
[0075]MV+>B>L...(4)
[0076]另外，式(4)中的MV+为目标值变更后的控制整定时的控制运算输出值MV和干扰施加后的控制整定时的控制运算输出值MV中的较小一方的值。用户操作控制装置的阈值输入部(未图示)，以从操作端输出下限值L起逐渐接近控制运算输出值MV+的方式改变阈值B，并在成为对于用户而言最优选的控制响应的时候结束调整即可。
[0077]如此，在控制量PV因操作端输出OUT上升而上升的控制系统中的使控制量PV下降的控制、或者在控制量PV因操作端输出OUT上升而下降的控制系统中使控制量PV上升的控制中，也可获得第1、第2实施方式中所说明的效果。
[0078][第3实施方式]
[0079]在第1、第2实施方式中，是假设使用同一值作为目标值变更时的阈值A和干扰施加时的阈值A，并使用同一值作为目标值变更时的阈值B和干扰施加时的阈值B。但在期望在目标值变更时和干扰施加时进一步提高各自的控制响应的情况下，使用不同值作为目标值变更用阈值A和干扰施加用阈值A，并使用不同值作为目标值变更用阈值B和干扰施加用阈值B。在本实施方式中，对以如此方式切换阈值的情况进行说明。
[0080]图10为表示本发明的第3实施方式的控制装置的构成的框图，对与图4、图6相同的构成标注有同一符号。图10的控制装置是在第I实施方式的控制装置中加入时刻检测部5而成。
[0081 ]时刻检测部5检测应将阈值A、B切换为目标值变更用阈值A、B的时刻和应将阈值A、B切换为干扰施加用阈值A、B的时刻。作为时刻，使用由普通工业计量仪器检测到的事件或警报等触发时刻。作为例子，考虑有如下例子。
[0082](a)目标值SP被变更时。
[0083](b)从外部设备接收到通知目标值SP的变更的信号时。
[0084](c)从目标值SP被变更起经过了指定时间时。
[0085](d)尽管目标值SP未被变更，但偏差(SP—PV)仍成为了规定的偏差上限值以上时。
[0086](e)尽管目标值SP未被变更，但偏差(SP—PV)仍成为了规定的偏差下限值以下时。
[0087](f)从外部设备接收到通知干扰施加的信号时。
[0088]在产生(a)?(C)中的至少I种事件时，时刻检测部5判定为应将阈值A、B切换为目标值变更用阈值A、B的时刻，在产生(d)?(f)中的至少I种事件时，时刻检测部5判定为应将阈值A、B切换为干扰施加用阈值A、8的时刻。
[0089]例如，在药品的制造装置中，存在药品制造炉的温度(控制量PV)被反复变更的情况。在该情况下，由于预先知道如何变更目标值SP(温度目标值)，因此，外部设备可在目标值SP被变更的时刻对本实施方式的控制装置发送通知目标值SP的变更的信号。
[0090]此外，在目标值SP(温度目标值)固定的回焊炉中，存在因定期投入成为焊接对象的印制电路板而导致温度发生变动的情况。在该情况下，控制印制电路板的搬送的控制装置(外部设备)可在对回焊炉投入印制电路板的时刻对本实施方式的控制装置发送通知干扰施加的信号。
[0091]另外，时刻的判定并不限于上述例子。作为其他例子，时刻检测部5也可在产生(a)、(b)中的至少I种事件时判定为应将阈值A、B切换为目标值变更用阈值A、B的时刻，并在产生(c)?(f)中的至少I种事件时判定为应将阈值A、B切换为干扰施加用阈值A、B的时刻。
[0092]在控制运算输出修正部2中单独设定有目标值变更用阈值A、干扰施加用阈值A、目标值变更用阈值B及干扰施加用阈值B。目标值变更用阈值A是大于目标值变更后的控制整定时的控制运算输出值MV、小于操作端输出上限值H的值，干扰施加用阈值A是大于干扰施加后的控制整定时的控制运算输出值MV、小于操作端输出上限值H的值。此外，目标值变更用阈值B是大于操作端输出下限值L、小于目标值变更后的控制整定时的控制运算输出值MV的值，干扰施加用阈值B是大于操作端输出下限值L、小于干扰施加后的控制整定时的控制运算输出值MV的值。
[0093]在时刻检测部5判定为应切换为目标值变更用阈值A、B的时刻的情况下，控制运算输出修正部2将所使用的阈值A、B切换为目标值变更用阈值A、B，在时刻检测部5判定为应切换为干扰施加用阈值A、8的时刻的情况下，控制运算输出修正部2将所使用的阈值A、B切换为干扰施加用阈值A、B。其他动作与第1、第2实施方式中说明过的一致。
[0094]另外，像根据上述说明而明确的那样，控制运算输出修正部2可进行仅使用阈值A的修正，也可进行仅使用阈值B的修正，也可进行使用阈值A、B两方的修正。此外，在图10中，表示的是将阈值的切换应用于第I实施方式的情况，但不言而喻，也可容易地应用于第2实施方式。
[0095]第I?第3实施方式的控制装置可通过包括CPU(Central Processing Unit)、存储装置及接口的电脑和控制这些硬件资源的程序来实现。CPU按照存储装置中所储存的程序来执行第I?第3实施方式中所说明的处理。
[0096]工业上的可利用性
[0097]本发明可应用于温度控制等通用控制。
[0098]符号说明
[0099]Ula控制运算部
[0100]2 控制运算输出修正部
[0101]3 操作端输出上下限限制处理部
[0102]4 控制对象
[0103]5 时刻检测部。
【主权项】
1.一种控制装置，其特征在于，包括: 控制运算单元，其以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值； 控制运算输出修正单元，其在由该控制运算单元算出的控制运算输出值在规定阈值A以上时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出上限值;以及 操作端输出上下限限制处理单元，其以将经该控制运算输出修正单元修正后的控制运算输出值限制为规定的操作端输出下限值以上、且所述操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。2.一种控制装置，其特征在于，包括: 控制运算单元，其以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值； 控制运算输出修正单元，其在由该控制运算单元算出的控制运算输出值在规定阈值B以下时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出下限值;以及 操作端输出上下限限制处理单元，其以将经该控制运算输出修正单元修正后的控制运算输出值限制为所述操作端输出下限值以上、且规定的操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于， 所述阈值A是大于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值和在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值中的较大一方、且小于所述操作端输出上限值的值。4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括时刻检测单元，所述时刻检测单元根据与目标值变更或干扰施加相对应的事件来检测应将阈值A切换为目标值变更用阈值A的时刻和应将阈值A切换为干扰施加用阈值A的时刻， 所述阈值A是按目标值变更用和干扰施加用来单独设定的， 在所述时刻检测单元判定为是应切换为目标值变更用阈值A的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值A切换为目标值变更用阈值A，在判定为是应切换为干扰施加用阈值A的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值A切换为干扰施加用阈值A， 目标值变更用阈值A是大于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值、且小于所述操作端输出上限值的值， 干扰施加用阈值A是大于在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值、且小于所述操作端输出上限值的值。5.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于， 所述阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值和在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值中的较小一方的值。6.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，还包括时刻检测单元，所述时刻检测单元根据与目标值变更或干扰施加相对应的事件来检测应将阈值B切换为目标值变更用阈值B的时刻和应将阈值B切换为干扰施加用阈值B的时刻， 所述阈值B是按目标值变更用和干扰施加用来单独设定的， 在所述时刻检测单元判定为是应切换为目标值变更用阈值B的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值B切换为目标值变更用阈值B，在判定为是应切换为干扰施加用阈值B的时刻的情况下，所述控制运算输出修正单元将所使用的阈值B切换为干扰施加用阈值B， 目标值变更用阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在目标值变更后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值的值， 干扰施加用阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在干扰施加后的控制整定时由所述控制运算单元算出的控制运算输出值的值。7.一种控制方法，其特征在于，包括: 控制运算步骤，以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值； 控制运算输出修正步骤，在该控制运算步骤中所算出的控制运算输出值在规定阈值A以上时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出上限值;以及 操作端输出上下限限制处理步骤，以将经该控制运算输出修正步骤修正后的控制运算输出值限制为规定的操作端输出下限值以上、且所述操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。8.一种控制方法，其特征在于，包括: 控制运算步骤，以控制量和目标值为输入，通过控制运算对每一控制周期算出控制运算输出值； 控制运算输出修正步骤，在该控制运算步骤中所算出的控制运算输出值在规定阈值B以下时，将所述控制运算输出值修正为规定的操作端输出下限值;以及 操作端输出上下限限制处理步骤，将经该控制运算输出修正步骤修正后的控制运算输出值限制为所述操作端输出下限值以上、且规定的操作端输出上限值以下的值而得的值作为操作端输出而输出至控制对象。9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于， 所述阈值A是大于在目标值变更后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值和在干扰施加后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值中的较大一方、且小于所述操作端输出上限值的值。10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括时刻检测步骤，所述时刻检测步骤根据与目标值变更或干扰施加相对应的事件来检测应将阈值A切换为目标值变更用阈值A的时刻和应将阈值A切换为干扰施加用阈值A的时刻， 所述阈值A是按目标值变更用和干扰施加用来单独设定的， 所述控制运算输出修正步骤包括如下步骤，即，在所述时刻检测步骤中判定为是应切换为目标值变更用阈值A的时刻的情况下，将所使用的阈值A切换为目标值变更用阈值A，在判定为是应切换为干扰施加用阈值A的时刻的情况下，将所使用的阈值A切换为干扰施加用阈值A， 目标值变更用阈值A是大于在目标值变更后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值、且小于所述操作端输出上限值的值， 干扰施加用阈值A是大于在干扰施加后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值、且小于所述操作端输出上限值的值。11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于， 所述阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在目标值变更后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值和在干扰施加后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值中的较小一方的值。12.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括时刻检测步骤，所述时刻检测步骤根据与目标值变更或干扰施加相对应的事件来检测应将阈值B切换为目标值变更用阈值B的时刻和应将阈值B切换为干扰施加用阈值B的时刻， 所述阈值B是按目标值变更用和干扰施加用来单独设定的， 所述控制运算输出修正步骤包括如下步骤，即，在所述时刻检测步骤中判定为是应切换为目标值变更用阈值B的时刻的情况下，将所使用的阈值B切换为目标值变更用阈值B，在判定为是应切换为干扰施加用阈值B的时刻的情况下，将所使用的阈值B切换为干扰施加用阈值B， 目标值变更用阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在目标值变更后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值的值， 干扰施加用阈值B是大于所述操作端输出下限值、且小于在干扰施加后的控制整定时通过所述控制运算步骤而算出的控制运算输出值的值。
【文档编号】G05B13/04GK106019934SQ201610178736
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】本桥勇人, 菅原文仁, 高木亨
【申请人】阿自倍尔株式会社