特許 6800025 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】6800025

(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】13

(21)【出願番号】特願2017-3071(P2017-3071)

(22)【出願日】2017年1月12日

(65)【公開番号】特開2018-112909(P2018-112909A)

(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２０１３−２５０６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１５２２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７０６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１６２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−９５６１１（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】

温度制御の設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算を行い、加熱アクチュエータを操作する加熱モードと冷却アクチュエータを操作する冷却モードとを前記ＰＩＤ制御演算の結果に応じて切り換えて温度制御を行なうように構成されたヒートクール制御部と、
前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間、および前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間のうちいずれか一方を計測するように構成された経過時間計測部と、
前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が上昇したことを検出したときに、前記加熱モードらしい温度の状況と判定するように構成された加熱実態判定部と、
前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間が前記規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が下降したことを検出したときに、前記冷却モードらしい温度の状況と判定するように構成された冷却実態判定部と、
前記ヒートクール制御部が前記加熱モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記ヒートクール制御部が前記冷却モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記冷却モードに対応する表示色で表示するように構成された設定値表示指示部と、
前記加熱実態判定部が前記加熱モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記冷却実態判定部が前記冷却モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記冷却モードに対応する表示色で表示する制御量表示指示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、
前記設定値表示指示部と前記制御量表示指示部とは、初期状態において、前記設定値と前記制御量とを同一の表示色で表示することを特徴とする制御装置。

【請求項3】

温度制御の設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算を行い、加熱アクチュエータを操作する加熱モードと冷却アクチュエータを操作する冷却モードとを前記ＰＩＤ制御演算の結果に応じて切り換えて温度制御を行なう第１のステップと、
前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間、および前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間のうちいずれか一方を計測する第２のステップと、
前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が上昇したことを検出したときに、前記加熱モードらしい温度の状況と判定する第３のステップと、
前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間が前記規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が下降したことを検出したときに、前記冷却モードらしい温度の状況と判定する第４のステップと、
前記第１のステップにより前記加熱モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記第１のステップにより前記冷却モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記冷却モードに対応する表示色で表示する第５のステップと、
前記第３のステップで前記加熱モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記第４のステップで前記冷却モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記冷却モードに対応する表示色で表示する第６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、
初期状態において、前記設定値と前記制御量とを同一の表示色で表示する第７のステップをさらに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、温度制御を行なう制御装置に係り、特に加熱モードと冷却モードを適宜切り換えるヒートクール制御を行なう場合のモード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８、図９に示す。

【0003】

図８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８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９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９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、加熱操作を緩和するだけでは十分な冷却動作が得られない場合などにおいて、ヒートクール制御（加熱冷却制御）と言われる２モードの切替構造により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、特許文献４参照）。

【0007】

ヒートクール制御システムの構成を図１０に示す。ＰＩＤ制御部３００は、制御対象３０２の制御量ＰＶが設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。ヒートクール制御部３０１は、操作量ＭＶが予め規定された値以上である場合に加熱モードと判断して操作量ＭＶ（図１０のＭＶ＿Ｈ）を加熱アクチュエータに出力し、また操作量ＭＶが予め規定された値未満である場合に冷却モードと判断して操作量ＭＶ（図１０のＭＶ＿Ｃ）を冷却アクチュエータに出力する。

【0008】

ヒートクール制御を加熱装置に適用すると、例えば図１１のような構成になる。図１１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（加熱アクチュエータ）と、冷却器４０２（冷却アクチュエータ）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４０３と、温調計４０４と、電力調整器４０５と、電力供給回路４０６と、インバータ４０７とから構成される。

【0009】

温調計４０４は、加熱モードのときには操作量ＭＶを電力調整器４０５に出力し、冷却モードのときには操作量ＭＶをインバータ４０７に出力する。電力調整器４０５は、操作量ＭＶ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４０６を通じて電気ヒータ４０１に供給する。インバータ４０７は、操作量ＭＶに応じて冷却器４０２の冷却能力を加減する。

【0010】

以上のようなヒートクール制御システムにおいて、加熱モードは加熱アクチュエータを操作するモードであり、冷却モードは冷却アクチュエータを操作するモードであるから、どちらのモードであるかは操作量ＭＶで決まる。
しかし、例えば冷却モードから加熱モードに切り替わっても、制御動作の結果が温度に反映されるのはモードの切り替わりと同時というわけではない。すなわち、操作量ＭＶにより加熱モードと判断して加熱モードに切り替えたとしても、温度（制御量ＰＶ）は加熱モードらしい値になっていないということが有り得るし、同様に操作量ＭＶにより冷却モードと判断して冷却モードに切り替えたとしても、温度（制御量ＰＶ）は冷却モードらしい値になっていないということが有り得る。

【0011】

また、汎用調節計（温調計）では、操作量ＭＶは表示されないケースが多いし、仮に操作量ＭＶが表示されていても、意味がわからないオペレータも少なくない。制御中において、加熱モードであるのか冷却モードであるのかをオペレータに認識させることは、安全面も含めて重要なことであるが、上記のような事情から、操作量ＭＶを基準にモードに対応する表示方法を規定するのが、必ずしも最善であるとは限らない。このように、ヒートクール制御のモード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】

【0012】

【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２０００−１７２３０１号公報

【特許文献4】特開２００４−２２７０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ヒートクール制御（加熱冷却制御）のモード表示について、オペレータの認識の妥当性を改善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】

【0014】

本発明の制御装置は、温度制御の設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算を行い、加熱アクチュエータを操作する加熱モードと冷却アクチュエータを操作する冷却モードとを前記ＰＩＤ制御演算の結果に応じて切り換えて温度制御を行なうように構成されたヒートクール制御部と、前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間、および前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間のうちいずれか一方を計測するように構成された経過時間計測部と、前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が上昇したことを検出したときに、前記加熱モードらしい温度の状況と判定するように構成された加熱実態判定部と、前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間が前記規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が下降したことを検出したときに、前記冷却モードらしい温度の状況と判定するように構成された冷却実態判定部と、前記ヒートクール制御部が前記加熱モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記ヒートクール制御部が前記冷却モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記冷却モードに対応する表示色で表示するように構成された設定値表示指示部と、前記加熱実態判定部が前記加熱モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記冷却実態判定部が前記冷却モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記冷却モードに対応する表示色で表示する制御量表示指示部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記設定値表示指示部と前記制御量表示指示部とは、初期状態において、前記設定値と前記制御量とを同一の表示色で表示することを特徴とするものである。

【0015】

また、本発明の制御装置の表示方法は、温度制御の設定値と制御量とを入力としてＰＩＤ制御演算を行い、加熱アクチュエータを操作する加熱モードと冷却アクチュエータを操作する冷却モードとを前記ＰＩＤ制御演算の結果に応じて切り換えて温度制御を行なう第１のステップと、前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間、および前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間のうちいずれか一方を計測する第２のステップと、前記冷却モードから前記加熱モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が上昇したことを検出したときに、前記加熱モードらしい温度の状況と判定する第３のステップと、前記加熱モードから前記冷却モードに切り替わった時点からの経過時間が前記規定時間以上で、かつ前記制御量が示す温度計測値が下降したことを検出したときに、前記冷却モードらしい温度の状況と判定する第４のステップと、前記第１のステップにより前記加熱モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記第１のステップにより前記冷却モードで温度制御を実行している場合に、前記設定値を前記冷却モードに対応する表示色で表示する第５のステップと、前記第３のステップで前記加熱モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記加熱モードに対応する表示色で表示し、前記第４のステップで前記冷却モードらしい温度の状況と判定した場合に、前記制御量を前記冷却モードに対応する表示色で表示する第６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】

【0016】

本発明によれば、ヒートクール制御（加熱冷却制御）のモード表示について、制御状態の切り替わりを反映したモード表示を実現することができ、加熱モードか冷却モードかをオペレータに認識させるだけでなく、モードと制御量の状況の一致／不一致（制御量がモードに応じた値になっているかどうか）をオペレータに認識させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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外観図である。

【図3】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4】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5】本発明の実施例において加熱モードまたは冷却モードで整定しているときの情報表示の例を示す図である。

【図6】本発明の実施例において加熱モードまたは冷却モードが切り替わった直後の情報表示の例を示す図である。

【図7】シングルループ調節計の外観図である。

【図8】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9】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10】ヒートクール制御システムの構成を示すブロック図である。

【図11】ヒートクール制御を適用した加熱装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

［発明の原理］
汎用調節計（温調計）を課題解決の対象に含めることを考える。温調計は、設定値ＳＰと制御量ＰＶの表示部を備えており、操作量ＭＶを表示することは可能ではあるが、通常の表示状態では表示対象にしないのが一般的である。したがって、設定値ＳＰ（温度設定値）と制御量ＰＶ（温度計測値）のみが表示されるユーザインタフェースを前提とする。

【0019】

設定値ＳＰは、あくまでもオペレータの意思などにより設定される値であり、物理的状態量ではない。一方、制御量ＰＶは、物理的状態量である。このため、設定値ＳＰについては、加熱モード／冷却モードの切り替わりに単純明快に即応して表示色（表示形態）を変えるのが妥当である。また、発明者は、加熱モードらしい温度または冷却モードらしい温度に対応して制御量ＰＶの表示色を変えるようにしても、オペレータが違和感を持ちにくいであろうし、制御の実態（加熱らしさまたは冷却らしさ）に対応する表示状態に近づくであろうことに着眼した。

【0020】

加熱モードらしい温度の状況としては温度上昇の状況があり、冷却モードらしい温度の状況としては温度下降の状況がある。したがって、冷却モードから加熱モードに切り替わった場合には、制御対象の応答時間を考慮した時間が経過した後に、制御量ＰＶ（温度計測値）の上昇を検出したときに、制御量ＰＶの表示色を加熱モードに対応する色（表示形態）に切り替える。また、加熱モードから冷却モードに切り替わった場合には、制御対象の応答時間を考慮した時間が経過した後に、制御量ＰＶ（温度計測値）の下降を検出したときに、制御量ＰＶの表示色を冷却モードに対応する色（表示形態）に切り替える。このようにすることで、制御状態自体の切り替わりを反映したモード表示を実現することができる。

【0021】

［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１の構成を示すブロック図である。ここでは、図２に示すように、小型の表示素子８を備える制御装置１（マルチループ調節計）への適用例として説明する。図１に示すように、本実施例の制御装置１は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを入力としてＰＩＤ制御演算を行い、加熱アクチュエータを操作する加熱モードと冷却アクチュエータを操作する冷却モードとをＰＩＤ制御演算の結果に応じて切り換えて温度制御を行なうヒートクール制御部２と、冷却モードから加熱モードに切り替わった時点からの経過時間、および加熱モードから冷却モードに切り替わった時点からの経過時間のうちいずれか一方を計測する経過時間計測部３と、冷却モードから加熱モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間以上で、かつ制御量ＰＶが示す温度計測値が上昇したことを検出したときに、加熱モードらしい温度の状況と判定する加熱実態判定部４と、加熱モードから冷却モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間以上で、かつ制御量ＰＶが示す温度計測値が下降したことを検出したときに、冷却モードらしい温度の状況と判定する冷却実態判定部５と、ヒートクール制御部２が加熱モードで温度制御を実行している場合に、設定値ＳＰを加熱モードに対応する表示色で表示し、ヒートクール制御部２が冷却モードで温度制御を実行している場合に、設定値ＳＰを冷却モードに対応する表示色で表示する設定値表示指示部６と、加熱実態判定部４が加熱モードらしい温度の状況と判定した場合に、制御量ＰＶを加熱モードに対応する表示色で表示し、冷却実態判定部５が冷却モードらしい温度の状況と判定した場合に、制御量ＰＶを冷却モードに対応する表示色で表示する制御量表示指示部７と、情報表示のための液晶パネル等の表示素子８とを備えている。

【0022】

図３、図４は本実施例の制御装置１の動作を説明するフローチャートである。なお、図３と図４のＡ同士が繋がり、図３と図４のＢ同士が繋がっていることは言うまでもない。

【0023】

設定値ＳＰ（温度設定値）は、オペレータによって設定され、ヒートクール制御部２に入力される（図３ステップＳ１）。
制御量ＰＶ（温度計測値）は、制御対象に設けられたセンサ（例えば図１１の温度センサ４０３）によって計測され、ヒートクール制御部２と加熱実態判定部４と冷却実態判定部５とに入力される（図３ステップＳ２）。

【0024】

設定値表示指示部６と制御量表示指示部７とは、制御装置１が起動しているが、ヒートクール制御が開示されていない初期状態において（図３ステップＳ３においてＮＯ）、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを予め規定された同一の表示色（例えば白色）で表示素子８に表示させる（図３ステップＳ４）。

【0025】

次に、例えばオペレータからの指示によりヒートクール制御の実行が開始されると（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ヒートクール制御部２は、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを入力として、制御量ＰＶが設定値ＳＰと一致するように周知のＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶを算出する（図３ステップＳ５）。操作量ＭＶは、最小０％から最大１００％の範囲の数値である。

【0026】

続いて、ヒートクール制御部２は、ステップＳ５で算出した操作量ＭＶが予め定められた規定値ＴＨ以上（例えばＴＨ＝５０％）である場合に（図３ステップＳ６においてＹＥＳ）、加熱モードと判定し（図３ステップＳ７）、操作量ＭＶを加熱アクチュエータへの操作量ＭＶ＿Ｈに変換して出力する（図３ステップＳ８）。規定値をＴＨ＝５０％とすると、例えば操作量ＭＶ＿Ｈは次式のようになる。
ＭＶ＿Ｈ＝（ＭＶ−ＴＨ）／（１００−ＴＨ）×１００ ・・・（１）

【0027】

図１１に示した加熱装置が制御対象の場合、電気ヒータ４０１が加熱アクチュエータであり、操作量ＭＶ＿Ｈの実際の出力先は電力調整器４０５となる。
また、ヒートクール制御部２は、ステップＳ５で算出した操作量ＭＶが規定値ＴＨ未満である場合に（ステップＳ６においてＮＯ）、冷却モードと判定し（図３ステップＳ９）、操作量ＭＶを冷却アクチュエータへの操作量ＭＶ＿Ｃに変換して出力する（図３ステップＳ１０）。操作量ＭＶ＿Ｃは例えば次式のようになる。
ＭＶ＿Ｃ＝１００−（ＭＶ／ＴＨ×１００） ・・・（２）

【0028】

図１１に示した加熱装置が制御対象の場合、冷却器４０２が冷却アクチュエータであり、操作量ＭＶ＿Ｃの実際の出力先はインバータ４０７となる。
また、ヒートクール制御部２は、加熱モードまたは冷却モードを示すモード情報を、経過時間計測部３と加熱実態判定部４と冷却実態判定部５と設定値表示指示部６とに出力する。

【0029】

なお、本実施例では、最新の操作量ＭＶを基に加熱モードか冷却モードかを判定して、操作量ＭＶを加熱モード用の操作量ＭＶ＿Ｈあるいは冷却モード用のＭＶ＿Ｈに変換しているが、ヒートクール制御部２の処理は本実施例に限るものではない。

【0030】

例えば特許文献３に開示されたヒートクール制御部（コントローラ）は、予め加熱モード用にＰＩＤパラメータが設定されたＰＩＤ制御演算式により加熱モード用の操作量ＭＶ＿Ｈを算出すると共に、予め冷却モード用にＰＩＤパラメータが設定されたＰＩＤ制御演算式により冷却モード用の操作量ＭＶ＿Ｃを算出する。そして、このヒートクール制御部（コントローラ）は、操作量ＭＶ＿Ｈが表す制御能力が規定値以下に低下したときに、加熱モードから冷却モードに切り替え、操作量ＭＶ＿Ｃが表す制御能力が規定値以下に低下したときに、冷却モードから加熱モードに切り替えるようにしている。

【0031】

また、特許文献４に開示されたヒートクール制御部（ＰＩＤ制御演算部）は、１制御周期前の操作量ＭＶが規定値以上の場合、加熱モードと判定して、予め加熱モード用にＰＩＤパラメータが設定されたＰＩＤ制御演算式により加熱モード用の操作量ＭＶを算出して加熱アクチュエータに出力する。また、このヒートクール制御部（ＰＩＤ制御演算部）は、１制御周期前の操作量ＭＶが規定値未満の場合、冷却モードと判定して、予め冷却モード用にＰＩＤパラメータが設定されたＰＩＤ制御演算式により冷却モード用の操作量ＭＶを算出して冷却アクチュエータに出力する。

【0032】

以上のようにヒートクール制御の方法としては、様々な方法が考えられる。本発明は、加熱モードと冷却モードとを適宜切り換えて温度制御を行うヒートクール制御部２であれば、その制御方法を問わず適用が可能である。

【0033】

次に、経過時間計測部３は、冷却モードから加熱モードに切り替わった時点からの経過時間、または加熱モードから冷却モードに切り替わった時点からの経過時間を計測する（図３ステップＳ１１，Ｓ１２）。

【0034】

加熱実態判定部４は、冷却モードから加熱モードに切り替わった時点からの経過時間が予め定められた規定時間Ｔ以上で（図３ステップＳ１３においてＹＥＳ）、かつ制御量ＰＶが示す温度計測値が上昇したことを検出したときに（図３ステップＳ１４においてＹＥＳ）、加熱モードらしい温度の状況と判定する（図３ステップＳ１５）。規定時間Ｔは、制御対象の応答時間を考慮して予め設定される。なお、規定時間Ｔが経過した時点の制御量ＰＶからの変化量ΔＰＶ（温度変化量）で判定することも可能である。加熱実態判定部４は、制御量ＰＶの１制御周期あたりの変化量ΔＰＶ（温度変化量）が規定値ＴＵ＝０．５℃を超えて正の方向に増加したとき、制御量ＰＶ（温度計測値）が上昇したと判定する。

【0035】

冷却実態判定部５は、加熱モードから冷却モードに切り替わった時点からの経過時間が規定時間Ｔ以上で（図４ステップＳ１６においてＹＥＳ）、かつ制御量ＰＶが示す温度計測値が下降したことを検出したときに（図４ステップＳ１７においてＹＥＳ）、冷却モードらしい温度の状況と判定する（図４ステップＳ１８）。なお、規定時間Ｔが経過した時点の制御量ＰＶからの変化量ΔＰＶ（温度変化量）で判定することも可能である。冷却実態判定部５は、制御量ＰＶの１制御周期あたりの変化量ΔＰＶ（温度変化量）が規定値ＴＤ＝−０．５℃を超えて負の方向に増加したとき、制御量ＰＶ（温度計測値）が下降したと判定する。

【0036】

なお、経過時間計測部３は、冷却モードから加熱モードに切り替わった時点または加熱モードから冷却モードに切り替わった時点から、次にモードが切り替わるまで、経過時間の計測を続けてもよいし、経過時間が規定時間Ｔよりも長い予め規定された時間ＴＸ（例えば１０秒）まで達したときに計測を停止してもよい。実際には、時間ＴＸまで計測すれば十分であり、次に加熱モードから冷却モードに切り替わったとき、または冷却モードから加熱モードに切り替わったときに、経過時間０から再び計測を開始すればよい。

【0037】

次に、設定値表示指示部６と制御量表示指示部７とは、表示すべき情報を所定の規則に従って表示素子８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。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。

【0038】

設定値表示指示部６は、ヒートクール制御部２が加熱モードと判定した場合（図４ステップＳ１９においてＹＥＳ）、設定値ＳＰを加熱モードに対応する表示色で表示素子８に表示させる（図４ステップＳ２０）。また、設定値表示指示部６は、ヒートクール制御部２が冷却モードと判定した場合（ステップＳ１９においてＮＯ）、設定値ＳＰを冷却モードに対応する表示色で表示素子８に表示させる（図４ステップＳ２１）。例えば、加熱モードでは赤系統の表示色で設定値ＳＰを表示し、冷却モードでは青系統の表示色で設定値ＳＰを表示するのが、一般的なイメージと言える。

【0039】

一方、制御量表示指示部７は、加熱実態判定部４が加熱モードらしい温度の状況と判定した場合（図４ステップＳ２２においてＹＥＳ）、制御量ＰＶを加熱モードに対応する表示色で表示素子８に表示させる（図４ステップＳ２３）。また、制御量表示指示部７は、冷却実態判定部５が冷却モードらしい温度の状況と判定した場合（図４ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御量ＰＶを冷却モードに対応する表示色で表示素子８に表示させる（図４ステップＳ２５）。例えば、加熱モードらしい温度の状況では赤系統の表示色で制御量ＰＶを表示し、冷却モードらしい温度の状況では青系統の表示色で制御量ＰＶを表示するのが、一般的なイメージと言える。

【0040】

以上のようなステップＳ１〜Ｓ２５の処理を、制御装置１の表示動作が終了するまで（図４ステップＳ２６においてＹＥＳ）、制御周期毎および制御ループ毎に繰り返し実行する。

【0041】

なお、加熱モードで昇温が行なわれた後に、制御量ＰＶが高温で整定した状態においては、設定値ＳＰと制御量ＰＶを赤系統の表示色で表示する形式が維持される。同様に、冷却モードで降温が行なわれた後に、制御量ＰＶが低温で整定した状態においては、設定値ＳＰと制御量ＰＶを青系統の表示色で表示する形式が維持される。

【0042】

図５は加熱モードまたは冷却モードで整定しているときの情報表示の例を示す図、図６は加熱モードまたは冷却モードが切り替わった直後の情報表示の例を示す図である。図５、図６の例は、４つの制御ループの温度制御を独立に行なう制御装置１（マルチループ調節計）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８の画面８０上の対応する区画８０−１〜８０−４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。また、図５、図６の例は、番号Ｎｏ．１とＮｏ．２の制御ループについてはヒートクール制御が実行され、Ｎｏ．３とＮｏ．４の制御ループについてはヒータのみによる通常の加熱制御が実行されているときの例を示している。

【0043】

上記のとおり、設定値表示指示部６と制御量表示指示部７とは、初期状態においては、設定値ＳＰに合わせて制御量ＰＶの表示色（例えば白色）を決める。また、設定値表示指示部６と制御量表示指示部７とは、図５、図６に示すように、通常の加熱制御が実行されている制御ループについては、設定値ＳＰと制御量ＰＶとを同一の表示色（例えば白色）で表示する。

【0044】

図５の例では、番号Ｎｏ．１の制御ループが冷却モードで低温に整定している状態のため、番号Ｎｏ．１の制御ループに対応する区画８０−１の設定値ＳＰと制御量ＰＶとが青系統の表示色で表示されている。また、図５の例では、番号Ｎｏ．２の制御ループが加熱モードで高温に整定している状態のため、番号Ｎｏ．２の制御ループに対応する区画８０−２の設定値ＳＰと制御量ＰＶとが赤系統の表示色で表示されている。

【0045】

一方、図６の例では、番号Ｎｏ．１の制御ループが設定値ＳＰの変更により冷却モードから加熱モードに切り替わった直後で温度上昇が検出されていない状態のため、番号Ｎｏ．１の制御ループに対応する区画８０−１の設定値ＳＰは赤系統の表示色で表示され、制御量ＰＶは青系統の表示色で表示されている。また、図６の例では、番号Ｎｏ．２の制御ループが設定値ＳＰの変更により加熱モードから冷却モードに切り替わった直後で温度下降が検出されていない状態のため、番号Ｎｏ．２の制御ループに対応する区画８０−２の設定値ＳＰは青系統の表示色で表示され、制御量ＰＶは赤系統の表示色で表示されている。

【0046】

以上のように、本実施例では、ヒートクール制御（加熱冷却制御）のモード表示について、制御状態の切り替わりを反映したモード表示を実現することができ、加熱モードか冷却モードかをオペレータに認識させるだけでなく、モードと制御量ＰＶの状況の一致／不一致（制御量ＰＶがモードに応じた値になっているかどうか）をオペレータに認識させることができる。

【0047】

なお、本実施例では、表示素子８として液晶パネルを備えた制御装置１（マルチループ調節計）に本発明を適用するケースとして説明しているが、シングルループ調節計に本発明を適用してもよい。図７に示すように７セグメントＬＥＤの表示素子８ａを備えた制御装置１（シングルループ調節計）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の７セグメントＬＥＤでは、液晶パネルと同様の多彩な表示を実現することはできないが、表示色の変更は可能なので、本発明を適用することが可能である。

【0048】

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ヒートクール制御が稼働する場合でも、ヒートクール制御について一定の規則に統一することが可能になる。

【0049】

上記の実施例で説明した制御装置１のうち、ヒートクール制御部２と経過時間計測部３と加熱実態判定部４と冷却実態判定部５と設定値表示指示部６と制御量表示指示部７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】

【0050】

本発明は、制御装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１…制御装置、２…ヒートクール制御部、３…経過時間計測部、４…加熱実態判定部、５…冷却実態判定部、６…設定値表示指示部、７…制御量表示指示部、８…表示素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】