特許 6800024 制御装置および表示方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6800024

(24)【登録日】2020年11月26日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】制御装置および表示方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20201207BHJP

【ＦＩ】

   G05B23/02 301P

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-3070(P2017-3070)

(22)【出願日】2017年1月12日

(65)【公開番号】特開2018-112908(P2018-112908A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2019年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅人

(72)【発明者】

【氏名】菅原 文仁

【審査官】 藤井 浩介

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−１４８９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５３０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２２６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４０１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１３９８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ ２３／００−２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カスケード制御系のマスタ側の制御ループの第１の設定値と第１の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記マスタ側の制御ループの第１の操作量を算出するように構成された第１のＰＩＤ制御部と、
前記第１の操作量を前記カスケード制御系のスレーブ側の制御ループの第２の設定値として受け取り、この第２の設定値と前記スレーブ側の制御ループの第２の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記スレーブ側の制御ループの第２の操作量を算出して制御対象に出力するように構成された第２のＰＩＤ制御部と、
前記カスケード制御系の状態監視中に、前記第１の設定値と前記第１の制御量とを表示すると共に前記第２の設定値と前記第２の制御量とを表示し、前記状態監視中の所定の状態のときに、監視対象ではない前記第２の設定値のみを非表示にするように構成された表示制御部とを備えることを特徴とする制御装置。

【請求項2】

請求項１記載の制御装置において、
前記第１の設定値と前記第１の制御量との差の絶対値が予め規定された閾値以上の場合に前記カスケード制御系が過渡状態であると判断し、前記絶対値が前記閾値未満の場合に前記カスケード制御系が過渡状態でないと判断するように構成された過渡状態判断部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記過渡状態判断部によって前記カスケード制御系が過渡状態でないと判断された場合を前記所定の状態として、前記第２の設定値を非表示にすることを特徴とする制御装置。

【請求項3】

カスケード制御系のマスタ側の制御ループの第１の設定値と第１の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記マスタ側の制御ループの第１の操作量を算出する第１のステップと、
前記第１の操作量を前記カスケード制御系のスレーブ側の制御ループの第２の設定値として受け取り、この第２の設定値と前記スレーブ側の制御ループの第２の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記スレーブ側の制御ループの第２の操作量を算出して制御対象に出力する第２のステップと、
前記カスケード制御系の状態監視中に、前記第１の設定値と前記第１の制御量とを表示すると共に前記第２の設定値と前記第２の制御量とを表示する第３のステップと、
前記状態監視中の所定の状態のときに、監視対象ではない前記第２の設定値のみを非表示にする第４のステップとを含むことを特徴とする制御装置の表示方法。

【請求項4】

請求項３記載の制御装置の表示方法において、
前記第１の設定値と前記第１の制御量との差の絶対値が予め規定された閾値以上の場合に前記カスケード制御系が過渡状態であると判断し、前記絶対値が前記閾値未満の場合に前記カスケード制御系が過渡状態でないと判断する第５のステップをさらに含み、
前記第４のステップは、前記第５のステップで前記カスケード制御系が過渡状態でないと判断した場合を前記所定の状態として、前記第２の設定値を非表示にするステップを含むことを特徴とする制御装置の表示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に係り、特にカスケード制御を行なう場合の情報表示を改善する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

１個または複数の制御ループを備える装置を扱うために、多機能の汎用調節計（温調計）が使用されることがある（特許文献１参照）。調節計（温調計）が対象とする加熱装置の例を図６、図７に示す。

【0003】

図６の例では、加熱装置は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉１００と、加熱処理炉１００の内部に設置された複数のヒータＨ１〜Ｈ４と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される加熱処理炉１００内の温度制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度を測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ４と、ヒータＨ１〜Ｈ４に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する調節計１０１と、調節計１０１から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をヒータＨ１〜Ｈ４に供給する電力調整器１０２−１〜１０２−４とから構成される。調節計１０１は、温度センサＳ１〜Ｓ４が計測した温度ＰＶ１〜ＰＶ４が温度設定値ＳＰ１〜ＳＰ４と一致するように操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する。この図６に示した加熱装置においては、温度ＰＶ１〜ＰＶ４を制御する制御ループが４個形成されていることになる。

【0004】

また、図７に示した加熱装置の例では、酸化拡散炉２００内の石英管２０３の内部に、シリコンウェハ２０４が搬入される。温度センサＳ１〜Ｓ４は、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される温度制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶ１〜ＰＶ４を測定する。調節計２０１は、温度センサＳ１〜Ｓ４が計測した温度ＰＶ１〜ＰＶ４が温度設定値ＳＰ１〜ＳＰ４と一致するように操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出してヒータ電源２０２に出力する。ヒータ電源２０２は、操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をヒータＨ１〜Ｈ４に供給する。こうして、酸化拡散炉２００内の石英管２０３内に導入される酸素とシリコンウェハ２０４とを加熱することにより、シリコンウェハ２０４の表面に酸化膜を形成する。この図７に示した加熱装置においても、温度ＰＶ１〜ＰＶ４を制御する制御ループが４個形成されていることになる。

【0005】

調節計１０１，２０１や、調節計１０１，２０１を用いて例えば半導体の製造を行なう製造装置においては、オペレータに情報を伝えるために、液晶ディスプレイなどの表示器が使用される（特許文献２参照）。

【0006】

ところで、調節計の代表的な適用対象は、言うまでもなく上記のような加熱装置などの温度制御系である。温度制御では、被加熱流体がヒータ位置から温度センサ位置（温度制御されるべき場所のセンサ設置位置）まで搬送される時間が比較的長くなる場合などにおいて、カスケード制御と言われる、２重の制御ループ構造で実質的に１個の制御系を構成する制御が多く行なわれている（特許文献３参照）。

【0007】

特許文献３に開示されたカスケード制御システムの構成を図８に示す。マスタＰＩＤコントローラ３００は、マスタ側制御対象３０３の制御量ＰＶ＿Ｍが設定値ＳＰ＿Ｍと一致するように操作量ＳＰ＿Ｓを算出する。スレーブＰＩＤコントローラ３０１は、マスタＰＩＤコントローラ３００から出力された操作量ＳＰ＿Ｓを設定値として、スレーブ側制御対象３０２の制御量ＰＶ＿Ｓが設定値ＳＰ＿Ｓと一致するように操作量ＭＶ＿Ｓを算出してスレーブ側制御対象３０２に出力する。この図８の例では、マスタＰＩＤコントローラ３００とスレーブＰＩＤコントローラ３０１とスレーブ側制御対象３０２とマスタ側制御対象３０３とがマスタ側の制御ループを構成し、スレーブＰＩＤコントローラ３０１とスレーブ側制御対象３０２とがスレーブ側の制御ループを構成している。

【0008】

カスケード制御を加熱装置に適用すると、例えば図９のような構成になる。図９に示す加熱装置は、処理対象の被加熱物を加熱する加熱処理炉４００と、電気ヒータ４０１と、加熱処理炉４００内の空気循環出口付近の温度を計測する温度センサ４０２と、加熱処理炉４００内の電気ヒータ付近の温度を計測する温度センサ４０３と、マスタ温調計４０４と、スレーブ温調計４０５と、電力調整器４０６と、電力供給回路４０７とから構成される。

【0009】

マスタ温調計４０４は、温度センサ４０２が計測した温度ＰＶ＿Ｍ（制御量）が温度設定値ＳＰ＿Ｍと一致するように操作量ＭＶ＿Ｍを算出する。スレーブ温調計４０５は、マスタ温調計４０４から出力された操作量ＭＶ＿Ｍを温度設定値ＳＰ＿Ｓとし、温度センサ４０３が計測した温度ＰＶ＿Ｓ（制御量）が温度設定値ＳＰ＿Ｓと一致するように操作量ＭＶ＿Ｓを算出する。電力調整器４０６は、操作量ＭＶ＿Ｓ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４０７を通じて電気ヒータ４０１に供給する。

【0010】

以上のようなカスケード制御を実施するための汎用的なコントローラの代表的なものとして、マルチループ調節計がある。例えば、１台のマルチループ調節計が２ループタイプの場合は、ＰＩＤ制御を２ループ分備えており、内部アルゴリズムの選択によって１個のカスケード制御系に対応できる。また、１台のマルチループ調節計が４ループタイプの場合は、ＰＩＤ制御を４ループ分備えており、内部アルゴリズムの選択によって２個のカスケード制御系に対応できる。

【0011】

上記のようなマルチループ調節計は、標準的な用途を想定して２ループ分あるいは４ループ分の設定値ＳＰと制御量ＰＶの表示器を備えている。例えば図１０に示すマルチループ調節計５００は、４ループ分の情報表示が可能な表示器５０１を備えている。したがって、カスケード制御を実施する場合でも、表示器５０１を利用してマスタ側の制御ループとスレーブ側の制御ループの情報を表示することになる。また、シングルループ調節計を複数台組合せてカスケード制御を実施する場合には、個々のシングルループ調節計の表示器を利用してマスタ側の制御ループとスレーブ側の制御ループの情報を表示することになる。

【0012】

ここで、スレーブ側の設定値ＳＰ＿Ｓは、最終目標値ではなく、中間目標値であり、マスタ側の設定値ＳＰ＿Ｍとは性質が異なるものである。すなわち、スレーブ側の制御は、最終目標値となる設定値ＳＰ＿Ｍ（例えば温度制御されるべき場所の温度設定値）を扱うマスタ側の制御とは性質が異なる。このようなマスタ側とスレーブ側の性質の差異を考慮する必要があるにもかかわらず、調節計の標準的な表示器をカスケード制御に流用すると、カスケード制御を監視する際にマスタ側とスレーブ側の差異を認識し難いという問題点があった。このように、調節計の表示器を利用する情報表示には問題点があり、改善が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２０１２−０４８３７０号公報

【特許文献2】特開２００１−１５４７８６号公報

【特許文献3】特開２０１２−０８９００４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数のＰＩＤ制御部を備えたマルチループの制御装置を利用してカスケード制御を行なう場合に、カスケード制御の状態監視中に誤認識が生じる可能性を低減することができる制御装置および表示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】

【0015】

本発明の制御装置は、カスケード制御系のマスタ側の制御ループの第１の設定値と第１の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記マスタ側の制御ループの第１の操作量を算出するように構成された第１のＰＩＤ制御部と、前記第１の操作量を前記カスケード制御系のスレーブ側の制御ループの第２の設定値として受け取り、この第２の設定値と前記スレーブ側の制御ループの第２の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記スレーブ側の制御ループの第２の操作量を算出して制御対象に出力するように構成された第２のＰＩＤ制御部と、前記カスケード制御系の状態監視中に、前記第１の設定値と前記第１の制御量とを表示すると共に前記第２の設定値と前記第２の制御量とを表示し、前記状態監視中の所定の状態のときに、監視対象ではない前記第２の設定値のみを非表示にするように構成された表示制御部とを備えることを特徴とするものである。

【0016】

また、本発明の制御装置の１構成例は、前記第１の設定値と前記第１の制御量との差の絶対値が予め規定された閾値以上の場合に前記カスケード制御系が過渡状態であると判断し、前記絶対値が前記閾値未満の場合に前記カスケード制御系が過渡状態でないと判断するように構成された過渡状態判断部をさらに備え、前記表示制御部は、前記過渡状態判断部によって前記カスケード制御系が過渡状態でないと判断された場合を前記所定の状態として、前記第２の設定値を非表示にすることを特徴とするものである。

【0017】

また、本発明の制御装置の表示方法は、カスケード制御系のマスタ側の制御ループの第１の設定値と第１の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記マスタ側の制御ループの第１の操作量を算出する第１のステップと、前記第１の操作量を前記カスケード制御系のスレーブ側の制御ループの第２の設定値として受け取り、この第２の設定値と前記スレーブ側の制御ループの第２の制御量とを入力として、ＰＩＤ制御演算により前記スレーブ側の制御ループの第２の操作量を算出して制御対象に出力する第２のステップと、前記カスケード制御系の状態監視中に、前記第１の設定値と前記第１の制御量とを表示すると共に前記第２の設定値と前記第２の制御量とを表示する第３のステップと、前記状態監視中の所定の状態のときに、監視対象ではない前記第２の設定値のみを非表示にする第４のステップとを含むことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、カスケード制御系の状態監視中に、マスタ側の制御ループの第１の設定値と第１の制御量とを表示すると共にスレーブ側の制御ループの第２の設定値と第２の制御量とを表示し、状態監視中の所定の状態のときに、第２の設定値を非表示にすることにより、スレーブ側の制御ループの第２の制御量が第２の設定値に追従しない状態が長時間継続したとしても、オペレータが異常状態と誤認識してしまう可能性を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施例に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図3】本発明の実施例において過渡状態判断部によってカスケード制御系が過渡状態と判断されたときの情報表示の例を示す図である。

【図4】本発明の実施例において過渡状態判断部によってカスケード制御系が過渡状態でないと判断されたときの情報表示の例を示す図である。

【図5】シングルループ調節計の外観図である。

【図6】複数の制御ループを備えた加熱装置の構成例を示す図である。

【図7】複数の制御ループを備えた加熱装置の別の構成例を示す図である。

【図8】カスケード制御システムの構成を示すブロック図である。

【図9】カスケード制御を適用した加熱装置の構成例を示す図である。

【図10】マルチループ調節計の１例を示す外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［発明の原理１］
カスケード制御のスレーブ側の設定値ＳＰ＿Ｓは、制御系の構成上は中間目標値であるが、さらに本質的な捉え方をすれば、スレーブ側の制御ループを操作するための指示値である。すなわち、スレーブ側の制御量（計測値）ＰＶ＿Ｓは、フィードバック制御で補償され、スレーブ側の設定値ＳＰ＿Ｓに追従するような構成になってはいるが、必ずしも追従することが求められているとは限らない。

【0021】

上記の点に着眼すると、制御量ＰＶ＿Ｓが設定値ＳＰ＿Ｓに追従していない様子が調節計の標準的な表示方法で表示されることは、オペレータにとっての“監視の難しさ”に繋がる一要因と言わざるを得なくなる。特にスレーブ側に積分動作（Ｉ動作）を含まないＰ制御あるいはＰＤ制御を採用すると、正常な整定状態でも設定値ＳＰ＿Ｓと制御量（計測値）ＰＶ＿Ｓにオフセット（定常偏差）が生じる。

【0022】

そこで、発明者は、特に設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓの追従の必要性がないことを認識できるような表示に変更することで、カスケード制御を監視する際の誤認識を低減できることに想到した。具体的には、整定状態のときにスレーブ側の設定値ＳＰ＿Ｓを表示せずに空白にすれば、誤認識を低減できることに想到した。

【0023】

［発明の原理２］
マスタ側の設定値ＳＰ＿Ｍと制御量（計測値）ＰＶ＿Ｍとの偏差ＥＲ＿Ｍが大きいときは、カスケード制御系全体が過渡状態であるので、この場合はスレーブ側への指示値としての設定値ＳＰ＿Ｓを監視できることが好ましい。
カスケード制御系全体が過渡状態、すなわちマスタ側が追従不十分な過渡状態と認識できるのであれば、スレーブ側が追従不足のように見えたとしても、オペレータがそのことを異常状態だと誤認識する危険性は低い。

【0024】

［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る制御装置の構成を示すブロック図である。本実施例は、上記発明の原理１、発明の原理２に対応する例である。ここでは、小型の表示素子を備えるマルチループ調節計への適用例として説明する。

【0025】

制御装置は、カスケード制御系のマスタ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとを入力として、ＰＩＤ制御演算によりマスタ側の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｍを算出するマスタＰＩＤ制御部１と、操作量ＭＶ＿Ｍをカスケード制御系のスレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｓとして受け取り、この設定値ＳＰ＿Ｓとスレーブ側の制御ループの制御量ＰＶ＿Ｓとを入力として、ＰＩＤ制御演算によりスレーブ側の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｓを算出して制御対象に出力するスレーブＰＩＤ制御部２と、設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとの差の絶対値が予め規定された閾値以上の場合にカスケード制御系が過渡状態であると判断する過渡状態判断部３と、カスケード制御系の状態監視中に、設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとを表示すると共に設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓとを表示し、過渡状態判断部３によってカスケード制御系が過渡状態でないと判断された場合に、設定値ＳＰ＿Ｓを非表示にする表示制御部４と、情報表示のための液晶パネル等の表示素子５と、オペレータが制御装置に指示を与えるための操作部６とを備えている。

【0026】

なお、カスケード制御機能はマルチループ調節計の周知の機能として搭載されている。カスケード制御機能によれば、複数のＰＩＤ制御部のうち特定のＰＩＤ制御部をマスタＰＩＤ制御部１として指定し、別のＰＩＤ制御部をスレーブＰＩＤ制御部２として指定すれば、マスタＰＩＤ制御部１の出力をスレーブＰＩＤ制御部２の入力に接続するカスケード制御構造が自動的に設定される。

【0027】

図２は本実施例の制御装置の動作を説明するフローチャートである。マスタ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｍ（例えば最終目標値となる温度設定値）は、オペレータによって設定され、マスタＰＩＤ制御部１に入力される（図２ステップＳ１００）。
マスタ側の制御ループの制御量ＰＶ＿Ｍ（例えば温度計測値）は、制御対象のマスタ側のセンサ（例えば図９の温度センサ４０２）によって計測され、マスタＰＩＤ制御部１に入力される（図２ステップＳ１０１）。

【0028】

マスタＰＩＤ制御部１は、設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとを入力として、制御量ＰＶ＿Ｍが設定値ＳＰ＿Ｍと一致するように周知のＰＩＤ制御演算によりマスタ側の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｍを算出する（図２ステップＳ１０２）。

【0029】

マスタＰＩＤ制御部１から出力された操作量ＭＶ＿Ｍは、スレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ＿ＳとしてスレーブＰＩＤ制御部２に入力される（図２ステップＳ１０３）。
スレーブ側の制御ループの制御量ＰＶ＿Ｓ（例えば温度計測値）は、制御対象のスレーブ側のセンサ（例えば図９の温度センサ４０３）によって計測され、スレーブＰＩＤ制御部２に入力される（図２ステップＳ１０４）。

【0030】

スレーブＰＩＤ制御部２は、設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓとを入力として、制御量ＰＶ＿Ｓが設定値ＳＰ＿Ｓと一致するように周知のＰＩＤ制御演算によりスレーブ側の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｓを算出して制御対象に出力する（図２ステップＳ１０５）。図９に示した加熱装置の場合、操作量ＭＶ＿Ｓの実際の出力先は電力調整器４０６となる。

【0031】

次に、過渡状態判断部３は、マスタ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとの差の絶対値Ｅ＿Ｍ＝｜ＳＰ＿Ｍ−ＰＶ＿Ｍ｜を算出する（図２ステップＳ１０６）。過渡状態判断部３は、算出した絶対値Ｅ＿Ｍが予め規定された閾値Ｔ＿Ｍ以上（例えば５℃以上）である場合に（図２ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、カスケード制御系が過渡状態であると判定し、カスケード制御系が過渡状態であることを示す信号Ｘを出力する（図２ステップＳ１０８）。

【0032】

表示制御部４は、表示すべき情報を所定の規則に従って表示素子５に表示させる。表示モードは、予め定められた規則に従って自動的に設定されるか、あるいはオペレータの操作に応じて設定される。表示制御部４は、表示すべき情報の中に設定値ＳＰが含まれない表示モードになっている場合（図２ステップＳ１０９においてＮＯ）、この表示モードに応じた情報表示を行なう（図２ステップＳ１１０）。このときの表示の例としては、例えば設定パラメータの表示などがある。

【0033】

また、表示制御部４は、表示すべき情報の中に設定値ＳＰが含まれる表示モードになっている場合（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、設定値ＳＰを含む情報表示を行なう。ここでは、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを表示する一般的な表示モードになっているものとする。表示制御部４は、マスタ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとを表示素子５に表示させる（図２ステップＳ１１１）。

【0034】

さらに、表示制御部４は、信号Ｘが出力されたとき、すなわち過渡状態判断部３によってカスケード制御系が過渡状態と判断されたときには（図２ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、スレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓとを表示素子５に表示させ（図２ステップＳ１１３）、過渡状態判断部３によってカスケード制御系が過渡状態でないと判断されたときには（ステップＳ１１２においてＮＯ）、スレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ＿Ｓの表示を停止して制御量ＰＶ＿Ｓを表示素子５に表示させる（図２ステップＳ１１４）。

【0035】

以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１４の処理を、制御装置の表示動作が終了するまで（図２ステップＳ１１５においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行する。

【0036】

図３は過渡状態判断部３によってカスケード制御系が過渡状態と判断されたときの情報表示の例を示す図、図４はカスケード制御系が過渡状態でないと判断されたときの情報表示の例を示す図である。図３、図４の例は、４つのＰＩＤ制御部を備えた４ループの調節計において、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の番号で区別される各制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとを表示素子５の画面５０上の対応する区画５０−１〜５０−４に１ループ分ずつ表示する表示モードの例を示している。

【0037】

また、図３、図４の例は、番号Ｎｏ．１のＰＩＤ制御部がマスタＰＩＤ制御部で、番号Ｎｏ．２のＰＩＤ制御部が番号Ｎｏ．１のＰＩＤ制御部と組み合わせて使用されるスレーブＰＩＤ制御部となるように予め設定され、番号Ｎｏ．３のＰＩＤ制御部がマスタＰＩＤ制御部で、番号Ｎｏ．４のＰＩＤ制御部が番号Ｎｏ．３のＰＩＤ制御部と組み合わせて使用されるスレーブＰＩＤ制御部となるように予め設定されている例を示している。つまり、この例では、２つのカスケード制御系が構築されている状態となっている。

【0038】

図３の例は、例えば閾値Ｔ＿Ｍ＝５℃に対し設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとの差の絶対値Ｅ＿Ｍが５℃以上で、カスケード制御系が過渡状態と判断されたときの表示例を示しており、番号Ｎｏ．１のマスタ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｍ）と制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｍ）とが表示されると共に、番号Ｎｏ．２のスレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）と制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｓ）とが表示されている。また、番号Ｎｏ．３のマスタ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｍ）と制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｍ）とが表示されると共に、番号Ｎｏ．４のスレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）と制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｓ）とが表示されている。

【0039】

一方、図４の例は、閾値Ｔ＿Ｍ＝５℃に対し設定値ＳＰ＿Ｍと制御量ＰＶ＿Ｍとの差の絶対値Ｅ＿Ｍが５℃未満で、カスケード制御系が過渡状態でないと判断されたときの表示例を示しており、番号Ｎｏ．２，Ｎｏ．４のスレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）が非表示状態となっている。

【0040】

カスケード制御系が過渡状態でない場合（すなわち整定状態の場合）、番号Ｎｏ．１，Ｎｏ．３のマスタ側の制御ループについては、制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｍ）が設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｍ）とほぼ一致している。一方、整定状態においても番号Ｎｏ．２，Ｎｏ．４のスレーブ側の制御ループについては、制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｓ）が設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）に一致するように追従しているとは限らない。したがって、図４の例のように、スレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）を非表示状態にすることは、スレーブ側の制御ループの制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｓ）の設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）への追従性については明示せずに、監視対象の状態量である制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｓ）のみを表示するという状態になる。

【0041】

以上のように、本実施例では、カスケード制御系が過渡状態でない場合にスレーブ側の制御ループの設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）を非表示状態にすることにより、仮にスレーブ側の制御ループの制御量ＰＶ（ＰＶ＿Ｓ）が設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）に追従しない状態が長時間継続したとしても、オペレータが異常状態と誤認識してしまう可能性を低減することができる。

【0042】

なお、本実施例では、表示素子５として液晶パネルが使用されている例を挙げて説明しているが、ＰＩＤ制御部を複数備え（最低２ループ分）、表示素子５として、複数ループ分の情報を同時に表示可能な７セグメントＬＥＤを備えたマルチループ調節計であれば本発明を適用することが可能である。

【0043】

また、表示素子５として液晶パネルを備えたマルチループ調節計であれば、複数の制御ループのうち特定の制御ループがスレーブ側として使用されていることを認識できるような特別な表示方法が可能である。しかし、図５に示すように７セグメントＬＥＤの表示素子５ａを備えたシングルループ調節計１０が汎用調節計として産業界で多く採用されている。このようなシングルループ調節計１０の表示素子５ａでは表示に限界がある。

【0044】

仮に２台のシングルループ調節計を用いる場合には、マスタ側のシングルループ調節計の操作量出力とスレーブ側のシングルループ調節計の設定値入力とを配線で接続し、過渡状態判断部３をマスタ側のシングルループ調節計の内部または上位階層側のコントローラに設け、過渡状態判断部３の出力をスレーブ側のシングルループ調節計に入力すれば、本発明の構成を実現可能である。マルチループ調節計やシングルループ調節計には、通常、設定値ＳＰと制御量ＰＶの偏差の絶対値が閾値以上になったときにオンになるイベント出力機能があるので、このような機能を利用すれば、過渡状態判断部３を実現可能である。そして、この過渡状態判断部３の出力でスレーブ側のシングルループ調節計の設定値ＳＰ（ＳＰ＿Ｓ）の表示のオン／オフを行なうようにすればよい。

【0045】

本発明は、液晶パネルあるいはＬＥＤのいずれの表示素子でも共通して適用できる点に特徴があり、製造装置や製造ラインによって液晶パネルやＬＥＤの表示素子が混在する形でカスケード制御が稼働する場合でも、カスケード制御について一定の規則に統一することが可能になる。

【0046】

上記の実施例で説明した制御装置のうち、マスタＰＩＤ制御部１とスレーブＰＩＤ制御部２と過渡状態判断部３と表示制御部４とは、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例で説明した処理を実行する。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は、制御装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１…マスタＰＩＤ制御部、２…スレーブＰＩＤ制御部、３…過渡状態判断部、４…表示制御部、５…表示素子、６…操作部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】