温度控制装置及温度控制方法

摘要

一种温度控制装置及温度控制方法，所述温度控制装置具备：操作量积分值存储部(40)，在未设定输出限幅值(L1～LN)的情况下，温度控制单元(101～10N)通过用于使温度控制区(11～1N)的温度达到目标温度的时间同步的校正后的温度设定值(SV1’～SVN’)进行控制时，将从温度的控制开始之后直至达到目标温度为止的操作量(MV1～MVN)进行积分，并将该操作量(MV1～MVN)的积分值(∫MV1dt～∫MVNdt)进行存储；以及输出限幅值计算部(50)，在温度控制区(11～1N)中确定积分值最大的温度控制区(11)，将限幅值设定对象的温度控制区(11～1N)中操作量(MV1～MVN)的积分值(∫MV1dt～∫MVNdt)除以最大的积分值即积分值(∫MV1dt)，根据该积分值的除法运算结果计算温度控制区(11～1N)中操作量(MV1～MVN)的输出限幅值(L1～LN)。

权利要求

1.一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，具备：

第一温度控制单元，其计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度，根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度，计算该温度控制区中温度控制用的操作量，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；

操作量积分值存储单元，其在所述第一温度控制单元进行温度控制从而该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、所述第一温度控制单元的操作量的积分值；

输出限幅值计算单元，其基于将利用所述操作量积分值存储单元计算出的各温度控制区的操作量的积分值除以所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值得到的值，计算相应的温度控制区的输出限幅值，将所述输出限幅值设定作为各温度控制区的第二温度控制单元的输出限幅值；以及第二温度控制单元，其根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量，在计算出的操作量小于所述输出限幅值的情况下，输出计算出的所述操作量，在计算出的所述操作量大于所述输出限幅值的情况下，将输出限幅值作为输出，控制该温度控制区的温度。

2.一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，具备：

第一温度控制单元，其计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度，根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度，计算该温度控制区中温度控制用的操作量，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；

操作量积分值存储单元，其在所述第一温度控制单元进行温度控制从而该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、所述第一温度控制单元的操作量的积分值；

校正系数值计算单元，其基于将利用所述操作量积分值存储单元计算出的各温度控制区的操作量的积分值除以所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值得到的值，计算校正相应的温度控制区的操作量的系数，将校正该操作量的系数设定作为校正各温度控制区的第二温度控制单元的操作量的系数；以及第二温度控制单元，其根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量，将计算出的所述操作量乘以校正所述操作量的系数得到的值作为各温度控制区的操作量，控制该温度控制区的温度。

3.一种温度控制方法，其特征在于，在控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度的温度控制装置中，具有：

第一温度控制处理，其具有计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度的步骤、以及根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量的步骤，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；

操作量积分值存储处理，在通过所述第一温度控制处理，该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、基于所述第一温度控制处理的操作量的积分值；

输出限幅值计算处理，将由所述操作量积分值存储处理计算出的各温度控制区的操作量的积分值除以所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值得到除法运算结果，并基于该除法运算结果，计算并设定相应的温度控制区的所述输出限幅值；以及第二温度控制处理，其具有：根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量的步骤；在计算出的操作量小于所述输出限幅值的情况下，将计算出的所述操作量作为输出的步骤；以及在计算出的所述操作量大于所述输出限幅值的情况下，将该输出限幅值作为输出的步骤，所述第二温度控制处理控制该温度控制区的温度。

4.一种温度控制方法，其特征在于，在控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度的温度控制装置中，具有：

第一温度控制处理，其具有计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度的步骤、以及根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量的步骤，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；

操作量积分值存储处理，在通过所述第一温度控制处理，该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、基于所述第一温度控制处理的操作量的积分值；

校正系数值计算处理，基于将由所述操作量积分值存储处理计算出的各温度控制区的操作量的积分值除以所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值得到的结果，计算并设定校正相应的温度控制区的操作量的系数；以及第二温度控制处理，根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量，并将计算出的所述操作量乘以校正所述操作量的系数得到的值作为各温度控制区的操作量，控制该温度控制区的温度。

5.一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，具备：

温度控制单元，其设置于各温度控制区；以及

存储单元，其存储输出限幅值，所述输出限幅值是针对升温完成同步控制方式中所述温度控制区的温度控制开始之后直至该温度控制区的温度达到目标温度为止的操作量的积分值变为最大的温度控制区以外的温度控制区，基于将该温度控制区的所述升温完成同步控制方式中直至达到目标温度为止的操作量的积分值除以所述操作量的积分值变为最大的温度控制区的操作量的积分值而得到的值所计算出的输出限幅值，所述升温完成同步控制方式是进行温度控制以使各温度控制区的升温完成时刻一致的方式，如果根据各温度控制区的目标温度和测定温度计算出的操作量大于所述输出限幅值，则所述各温度控制单元按照该输出限幅值控制该温度控制区的温度。

6.一种温度控制方法，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，针对升温完成同步控制方式中所述温度控制区的温度的控制开始之后直至该温度控制区的温度达到目标温度为止的操作量的积分值变为最大的温度控制区以外的温度控制区，设定将基于该温度控制区的所述升温完成同步控制方式中直至达到目标温度为止的操作量的积分值除以所述操作量的积分值变为最大的温度控制区的操作量的积分值而得到的值所计算出的输出限幅值，所述升温完成同步控制方式是进行温度控制以使各温度控制区的升温完成时刻一致的方式，如果根据各温度控制区的目标温度和测定温度计算出的操作量大于所述输出限幅值，则按照该输出限幅值控制该温度控制区的温度。

说明书

温度控制装置及温度控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度的温度控制装置及温度控制方法。

背景技术

[0002] 在具有多个温度控制区的塑料成型机、回流炉、热处理装置等中，根据各温度控制区中的热容量等特性设计了加热器，但在实际的温度控制中，各温度控制区达到目标温度的时刻产生偏差的情况较多。

[0003] 在早达到目标温度的温度控制区中，需要直至其他温度控制区达到目标温度为止维持目标温度，因此存在塑料成型机等成形物即树脂烧坏的情况。另外，还消耗无用的电力。

[0004] 在以下的专利文献1中，公开了以下的温度控制方法，即，为了使升温完成时刻同步，基于直至达到目标温度为止的时间最晚的温度控制区的温度测定值，预测规定时间经过后的温度，将该预测温度设定为其他温度控制区的临时目标温度。

[0005] 另外，在专利文献1中，还公开了以下方法，即，计算在多个温度控制区中，直至达到目标温度为止的时间最晚的温度控制区的升温速度与其他温度控制区的升温速度的比率，并基于与该比率对应的校正系数，对其他的温度控制区的校正加热控制量进行运算，按照该校正加热控制量，对其他温度控制区的加热体进行加热。

[0006] 在专利文献1的温度控制方法的情况下，如果所有温度控制区的目标温度相同，则能够使升温完成时刻同步，但在各温度控制区的目标温度不同的情况、升温开始温度不同的情况等，无法使升温完成时刻同步。

[0007] 在以下的专利文献2中，公开有如下温度控制方法，即，即使在多个温度控制区的目标温度不同的情况下，也能够使升温完成时刻同步，因此，使用直至达到目标温度为止的时间最晚的温度控制区(主区间)的测定值达到率，计算其他温度控制区(从区间)的校正后的温度目标值。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本特开平10－315291号公报

[0011] 专利文献2：日本特开2005－35090号公报

发明内容

[0012] 本发明所要解决的课题

[0013] 如上所述，在专利文献1的温度控制方法的情况下，在多个温度控制区的目标温度不同的情况等，无法使升温完成时刻同步。

[0014] 与之相对，如果使用专利文献2公开的温度控制方法，即使在多个温度控制区的目标温度不同的情况下，也能够使升温完成时刻同步。

[0015] 但是，在专利文献2的方法中，存在以下问题：温度控制刚开始后或直至达到目标温度为止的过程中，各温度控制区的操作量成为100％，产生较大的峰值功率(各温度控制区的负载功率合计值的最大值)。

[0016] 本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于得到即使在多个温度控制区的温度相互干扰的情况下，也不会引起较大峰值功率的产生，能够使达到各温度控制区的目标温度为止所需的时间大致相同的温度控制装置及温度控制方法，以及提供一种简单地确定该控制方式下所需的设定项目的适当的值的方法。

[0017] 用于解决课题的技术方案

[0018] (构成1)

[0019] 一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，设置于各温度控制区的温度控制单元以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式，将规定的输出限幅值作为操作量的上限，根据目标温度值和测定温度，计算该温度控制区中温度控制用的操作量，在计算出的操作量小于所述输出限幅值的情况下，将计算出的操作量作为要输出的操作量，在计算出的操作量大于所述输出限幅值的情况下，将输出限幅值作为要输出的操作量，控制该温度控制区的温度。

[0020] (构成2)

[0021] 一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，具备：第一温度控制单元，其计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度，根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度，计算该温度控制区中温度控制用的操作量，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；操作量积分值存储单元，其在所述第一温度控制单元进行温度控制从而该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、所述第一温度控制单元的操作量的积分值；输出限幅值计算单元，其基于将利用所述操作量积分值存储单元计算出的各温度控制区的操作量的积分值除以所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值得到的值，计算相应的温度控制区的输出限幅值，将所述输出限幅值设定作为各温度控制区的第二温度控制单元的输出限幅值；以及第二温度控制单元，其根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量，在计算出的操作量小于所述输出限幅值的情况下，输出计算出的所述操作量，在计算出的所述操作量大于所述输出限幅值的情况下，将输出限幅值作为输出，控制该温度控制区的温度。

[0022] (构成3)

[0023] 一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，具备：第一温度控制单元，其计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度，根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度，计算该温度控制区中温度控制用的操作量，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；操作量积分值存储单元，其在所述第一温度控制单元进行温度控制从而该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、所述第一温度控制单元的操作量的积分值；校正系数值计算单元，其基于将利用所述操作量积分值存储单元计算出的各温度控制区的操作量的积分值除以所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值得到的值，计算校正相应的温度控制区的操作量的系数，将校正该操作量的系数设定作为校正各温度控制区的第二温度控制单元的操作量的系数；以及第二温度控制单元，其根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量，将计算出的所述操作量乘以校正所述操作量的系数得到的值作为各温度控制区的操作量，控制该温度控制区的温度。

[0024] (构成4)

[0025] 一种温度控制方法，其特征在于，在控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度的温度控制装置中，具有：第一温度控制处理，其具有计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度的步骤、以及根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量的步骤，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；操作量积分值存储处理，在通过所述第一温度控制处理，该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、基于所述第一温度控制处理的操作量的积分值；输出限幅值计算处理，利用所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值将由所述操作量积分值存储处理计算出的各温度控制区的操作量的积分值归一化，并基于该归一化结果，计算并设定相应的温度控制区的所述输出限幅值；以及第二温度控制处理，其具有根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量的步骤、在计算出的操作量小于所述输出限幅值的情况下，将计算出的所述操作量作为输出的步骤、以及在计算出的所述操作量大于所述输出限幅值的情况下，将该输出限幅值作为输出的步骤，所述第二温度控制处理控制该温度控制区的温度。

[0026] (构成5)

[0027] 一种温度控制方法，其特征在于，在控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度的温度控制装置中，具有：第一温度控制处理，其具有计算以使各温度控制区的温度达到目标温度的时间一致的方式校正后的目标温度的步骤、以及根据该温度控制区的所述校正后的目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量的步骤，并按照该计算出的操作量控制该温度控制区的温度；操作量积分值存储处理，在通过所述第一温度控制处理，该温度控制区的温度达到目标温度时，计算并存储从温度控制开始到该温度控制区的温度达到目标温度为止的、基于所述第一温度控制处理的操作量的积分值；校正系数值计算处理，基于利用所述操作量的积分值中最大的操作量的积分值将由所述操作量积分值存储处理计算出的各温度控制区的操作量的积分值归一化后的结果，计算并设定校正相应的温度控制区的操作量的系数；以及第二温度控制处理，根据目标温度和测定温度计算该温度控制区中温度控制用的操作量，并将计算出的所述操作量乘以校正所述操作量的系数得到的值作为各温度控制区的操作量，控制该温度控制区的温度。

[0028] (构成6)

[0029] 一种温度控制装置，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，具备：温度控制单元，其设置于各温度控制区；以及存储单元，其存储输出限幅值，所述输出限幅值是针对规定的控制方法中所述温度控制区的温度控制开始之后直至该温度控制区的温度达到目标温度为止的操作量的积分值变为最大的温度控制区以外的温度控制区，基于该温度控制区的所述规定控制方法中直至达到目标温度为止的操作量的积分值和所述操作量的积分值变为最大的温度控制区的操作量的积分值所计算出的输出限幅值，如果根据各温度控制区的目标温度和测定温度计算出的操作量大于所述输出限幅值，则所述各温度控制单元按照该输出限幅值控制该温度控制区的温度。

[0030] (构成7)

[0031] 根据构成6所述的温度控制装置，其特征在于，基于利用所述操作量的积分值变为最大的温度控制区的操作量的积分值将设定有该输出限幅值的所述温度控制区的操作量的积分值归一化，计算所述输出限幅值。

[0032] (构成8)

[0033] 一种温度控制方法，控制温度相互干扰的多个温度控制区的温度，其特征在于，针对规定的控制方法中所述温度控制区的温度的控制开始之后直至该温度控制区的温度达到目标温度为止的操作量的积分值变为最大的温度控制区以外的温度控制区，设定基于该温度控制区的所述规定控制方法中直至达到目标温度为止的操作量的积分值和所述操作量的积分值变为最大的温度控制区的操作量的积分值所计算出的输出限幅值，如果根据各温度控制区的目标温度和测定温度计算出的操作量大于所述输出限幅值，则按照该输出限幅值控制该温度控制区的温度。

[0034] 发明效果

[0035] 根据本发明，作为在对多个控制区的温度进行控制的情况下，使各控制区的温度达到各目标温度为止所需的时间相同的方法，即使在将各控制区的操作量的输出限幅值设定为适当的值时，各温度控制区的温度相互干扰的情况下，也能够简单地计算使控制对象的温度达到目标温度为止所需的时间相同的操作量的输出限幅值。

[0036] 此处所述的在对多个控制区的温度进行控制的情况下，使各控制区的温度达到各目标温度为止所需的时间相同的目的在于，抑制每个控制区达到目标温度的时间各不相同导致的无用的能源消耗、以及抑制塑料成型机等中早完成升温的控制区的塑料劣化的问题。

[0037] 另外，根据将所述各控制区的操作量的输出限幅值设定为适当的值的方法，能够将直至多个温度控制区的温度达到目标温度为止的期间的操作量的最大使用电力抑制到较低的值，因此能够抑制需求电力。

附图说明

[0038] 图1是表示基于本发明的实施方式1的温度控制装置的概略构成图。

[0039] 图2是表示基于本发明的实施方式1的温度控制装置的处理内容(温度控制方法)的流程图。

[0040] 图3是表示具有温度相互干扰的N个温度控制区11～1N的塑料成型机的说明图。

[0041] 图4是表示以操作量100％控制具有温度相互干扰的4个温度控制区11～14的塑料成型机的情况下的温度控制的实验结果的说明图。

[0042] 图5是表示使用专利文献2中公开的温度控制方法的情况下的温度控制的实验结果、和使用基于实施方式1的温度控制方法的情况下的温度控制的实验结果的说明图。

[0043] 图6是表示基于本发明的实施方式2的温度控制装置的概略构成图。

[0044] 图7是表示基于本发明的实施方式2的温度控制装置的处理内容(温度控制方法)的流程图。

具体实施方式

[0045] 实施方式1

[0046] 在该实施方式1中，对温度控制装置控制温度相互干扰的N个(N为1以上的整数)的温度控制区的温度的示例进行说明。

[0047] 图1是表示基于本发明的实施方式1的温度控制装置的构成图，安装有N个温度控制单元。

[0048] 在图1中，温度控制单元101为控制温度控制区11的温度的单元，通过实施使用温度控制区11的目标温度即温度设定值SV1和温度控制区11的测定温度即温度测定值PV1的PID控制方式的运算，计算操作量MV1(温度控制区11中温度控制用的操作量)，并通过按照该操作量MV1控制加热器21的过热，控制温度控制区11的温度。

[0049] 温度控制单元101的校正目标温度设定部11是在未设定操作量MV1的上限值即输出限幅值L1的情况下，温度控制单元101对温度控制区11的温度进行控制时由切换开关13选择的设定部，例如，基于专利文献2的升温完成同步控制方式，为了使温度控制区11～1N的升温完成时刻一致，对温度控制区11的目标温度即温度设定值SV1进行校正，并将校正后的温度设定值SV1’向切换开关13输出。

[0050] 目标温度设定部12是在利用输出限幅值L1限制操作量MV1的状态下在温度控制单元101对温度控制区11的温度进行控制时由切换开关13选择的设定部，接受温度控制区11的目标温度即温度设定值SV1的设定，并将该温度设定值SV1向切换开关13输出。

[0051] 温度控制单元101的切换开关13在未设定输出限幅值L1的情况下，在温度控制单元101对温度控制区11的温度进行控制时，将校正目标温度设定部11的设定值SV1’选择作为设定值，将从校正目标温度设定部11输出的校正后的温度设定值SV1’向差分计算部15输出。
另一方面，在设定了输出限幅值L1的状态下，在温度控制单元101对温度控制区11的温度进行控制时，将目标温度设定部12的设定值SV1选择作为设定值，将从目标温度设定部12输出的温度设定值SV1向差分计算部15输出。

[0052] 温度控制单元101的温度测定部14是测定温度控制区11的温度的温度测定器，将该测定结果即温度测定值PV1向差分计算部15输出。

[0053] 温度控制单元101的差分计算部15实施计算差分值e1的处理，差分值e1是从切换开关13输出的校正后的温度设定值SV1’或温度设定值SV1与从温度测定部14输出的温度测定值PV1的差分。

[0054] 温度控制单元101的PID控制部16实施如下处理：实施使用由差分计算部15计算出的差分值e1的PID运算，计算操作量MV1(温度控制区11中温度控制用的操作量)。

[0055] 温度控制单元101的输出限幅器17是在设定了输出限幅值L1的状态下在温度控制单元101控制温度控制区11的温度时动作有效的限幅器，如果由PID控制部16计算出的操作量MV1为由输出限幅值计算部50计算出的输出限幅值L1以下，则将该操作量MV1向切换开关18输出，如果该操作量MV1大于输出限幅值L1，则将该输出限幅值L1向切换开关18输出。

[0056] 温度控制单元101的切换开关18在未设定输出限幅值L1的情况下，在温度控制单元101控制温度控制区11的温度时，与PID控制部16连接，将由PID控制部16计算出的操作量MV1向加热器21及操作量积分值存储部40输出。另一方面，在设定了输出限幅值L1的状态下，在温度控制单元101控制温度控制区11的温度时，与输出限幅器17连接，将从输出限幅器17输出的操作量MV1或输出限幅值L1向加热器21输出。

[0057] 加热器21的加热部是对温度控制区11进行加热的热源，加热器21的加热部按照从切换开关18输出的操作量MV1或输出限幅值L1被进行控制。

[0058] 上述关于温度控制单元101的说明对于温度控制单元102～温度控制单元10N也是相同的。

[0059] 操作量积分值存储部40在未设定输出限幅值L1～LN的情况下，在温度控制单元101～温度控制单元10N控制温度控制区11～温度控制区1N的温度时(即，不经由输出限幅器17、27、37直接与PID控制部16、26、36连接的状态下)，将从温度控制区11～温度控制区1N的温度的控制开始时间点到温度控制区11～温度控制区1N的温度达到目标温度时间点的操作量MV1～MVN(从切换开关18、28、38输出的操作量MV1～MVN)按照各温度控制单元101～温度控制单元10N进行积分，并存储该操作量MV1～MVN的积分值∫MV1dt～∫MVNdt。

[0060] 输出限幅值计算部50根据由操作量积分值存储部40存储的积分值∫MV1dt～∫MVNdt，实施温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN的计算、和设定各温度控制单元101～10N的输出限幅器17、27、37的处理。

[0061] 即，输出限幅值计算部50通过将由操作量积分值存储部40所存储的积分值∫MV1dt～∫MVNdt进行比较，实施确定温度控制区11～1N中该积分值最大的温度控制区的处理。在此，为便于说明，设定积分值最大的温度控制区为温度控制区11，除此以外，设定温度控制区11～1N的目标温度设定值SV1～SVN为相同的值。

[0062] 输出限幅值计算部50实施如下处理：将各温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的积分值∫MV1dt～∫MVNdt除以最大的积分值即温度控制区11中操作量MV1的积分值∫MV1dt，根据该积分值的除法运算结果计算温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN的处理、以及对各温度控制单元101～10N的输出限幅器17、27、37设定所述计算出的输出限幅值L1～LN的处理。

[0063] 在此，就温度控制区11而言，由于将积分值∫MV1dt除以积分值∫MV1dt，因此商为1，操作量MV1的最大值(操作量MV1的100％的值)为操作量MV1的输出限幅值L1。

[0064] 此外，输出限幅值计算部50构成了限幅值的计算和设定单元。

[0065] 图2是表示基于本发明的实施方式1的温度控制装置的处理内容(温度控制方法)的流程图。温度控制单元101～10N的每个控制周期执行图2的流程。

[0066] 图3是表示具有温度相互干扰的N个温度控制区11～1N的塑料成型机的说明图。

[0067] 在使N个温度控制区11～1N同时升温时，例如，温度控制区12(加热器2)受到来自右邻的温度控制区11(加热器1)的散热，并且受到来自左邻的温度控制区13(加热器3)的散热，因此容易变热，温度上升加快。

[0068] 与之相对，右端的温度控制区11(加热器1)虽然受到来自左邻的温度控制区12(加热器2)的散热，但由于右邻处没有温度控制区，易受外部的影响，因此与温度控制区12(加热器2)相比，难以变热，温度上升变慢。

[0069] 因此，在图3所示的塑料成型机中，在温度控制区11～1N之间温度相互干扰。

[0070] 在该实施方式1中，通过适当地设定温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN，使温度控制区11～1N的升温完成时刻同步，而不会引起较大的峰值功率的发生，但在温度控制区11～1N之间温度相互干扰的情况下，如图4所示，基于使温度控制区11～1N的操作量MV1～MVN为最大值即100％时的升温速度、升温开始到升温完成所需的时间(以下，记作“升温完成时间”)，确定输出限幅器17、27、37的值时，各温度控制区11～1N的升温完成时间虽然接近，但会产生大的误差，因此如果不重复实施升温实验，则无法以足够的精度进行升温完成同步控制，因此，以往，难以根据由一次升温所得到的信息来设定针对温度控制区11～1N的每一个的适当的操作量(反复实验性地导出设定值)。如果无法设定适当的操作量，则温度控制区11～1N的升温完成时刻的误差将变大，这是不言而喻的。

[0071] 在该实施方式1中，代替重复实施升温实验，仅一次，按照公知的升温完成同步控制方式，以使温度控制区11～1N的升温完成时刻一致的方式，温度控制单元101～10N对温度控制区11～1N的温度进行控制，并基于该控制结果，设定适当的输出限幅值L1～LN。因此，在该实施方式1中，无需重复实施升温实验，因此短时间就能够设定适当的输出限幅值L1～LN。

[0072] 此处的升温完成同步控制方式可以是任意的控制方式(例如，也可以是专利文献2中公开的控制方式)，因此省略具体的说明。

[0073] 以下，对该实施方式1的温度控制装置的处理内容进行具体说明。

[0074] 首先，为了设定适当的输出限幅值L1～LN，按照公知的升温完成同步控制方式，以使温度控制区11～1N的升温完成时刻一致的方式，对温度控制区11～1N的温度进行控制。

[0075] 具体而言，为了使温度控制区11～1N的升温完成时刻一致，例如，如图4所示，校正目标温度设定部11、21、31将使温度控制区11～1N的操作量MV1～MVN为最大值即100％时的升温速度、从升温开始到升温完成所需的时间(以下，记作“升温完成时间”)最慢的温度控制区11的控制量(温度)作为其他温度控制区SV2～SVN的校正后的设定值SV2’～SVN’，并将该温度设定值SV1’～SVN’向切换开关13、23、33输出(图2的步骤ST1、ST2)。

[0076] 此处的温度设定值SV1～SVN的校正是基于公知的升温完成同步控制方式(例如，专利文献2中公开的控制方式)的校正，因此省略详细说明。

[0077] 切换开关13、23、33与校正目标温度设定部11、21、31连接，因此将从校正目标温度设定部11，21，31输出的校正后的温度设定值SV1’～SVN’(控制开始最初，为温度设定值SV1～SVN)向差分计算部15、25、35输出。

[0078] 温度测定部14、24、34测定温度控制区11～1N的温度，并将该测定结果即温度测定值PV1～PVN向差分计算部15、25、35输出。

[0079] 差分计算部15、25、35计算差分值e1～eN，差分值e1～eN是从切换开关13、23、33输出的校正后的温度设定值SV1’～SVN’与从温度测定部14、24、34输出的温度测定值PV1～PVN的差分。

[0080] PID控制部16、26、36在差分计算部35计算差分值e1～eN时，实施使用该差分值e1～eN的PID运算，计算操作量MV1～MVN(温度控制区11～1N中温度控制用的操作量)，并输出该操作量MV1～MVN(步骤ST3)。

[0081] 作为PID运算，可考虑I－PD、PI－D、I－PD与PI－D的中间的PID的运算等，但也可以是任一PID运算。另外，这些PID运算本身是公知的，因此省略详细说明。

[0082] 切换开关18、28、38与PID控制部16、26、36连接，因此将从PID控制部16、26、36输出的操作量MV1～MVN向加热器21～2N以及操作量积分值存储部40输出。

[0083] 加热器21～2N的加热部按照从切换开关18、28、38输出的操作量MV1～MVN对温度控制区11～1N进行加热。

[0084] 操作量积分值存储部40在温度控制单元101～10N的控制时机，每当从切换开关18、28、38输出操作量MV1～MVN，对该操作量MV1～MVN进行积分，并存储该操作量MV1～MVN的积分值∫MV1dt～∫MVNdt(步骤ST4)。

[0085] 输出限幅值计算部50在温度控制区11～1N的升温完成时(步骤ST5)，通过将由操作量积分值存储部40存储的积分值∫MV1dt～∫MVNdt进行比较，确定温度控制区11～1N中该积分值最大的温度控制区。

[0086] 在该实施方式1中，如上所述，将积分值最大的温度控制区设为温度控制区11，因此将温度控制区11确定作为积分值最大的温度控制区。

[0087] 输出限幅值计算部50在确定积分值最大的温度控制区11时，根据由操作量积分值存储部40存储的积分值∫MV1dt～∫MVNdt，计算各温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN，并设定作为温度控制区11～1N的输出限幅值L1～LN(步骤ST6)。

[0088] 也就是说，输出限幅值计算部50读出由操作量积分值存储部40存储的积分值∫MV1dt～∫MVNdt，如下式(1)所示，将该积分值∫MV1dt～∫MVNdt除以最大的积分值即温度控制区11中操作量MV1的积分值∫MV1dt，并根据该积分值的除法运算结果计算温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN。

[0089] 在此，就温度控制区11而言，由于将积分值∫MV1dt除以积分值∫MV1dt，因此，如上所述，将操作量MV1的最大值(操作量MV1的100％的值)视作操作量MV1的输出限幅值L1。

[0090] 【式1】

[0091] 的最大值  (1)

[0092] 在式(1)中，tx为升温开始到升温完成的时间。n＝1、2，…，N。

[0093] 此外，操作量MVN通常为0～100％的无量纲数，上述式(1)中的“操作量MVn的最大值”是指100％＝1，因此，上述式(1)与将积分值∫MVNdt除以最大的积分值即∫MV1dt同义。

[0094] 输出限幅器17、27、37在输出限幅值计算部50计算操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN时，将该输出限幅值L1～LN设定作为温度控制区11～1N的输出限幅值L1～LN。

[0095] 由此，输出限幅值L1～LN的设定完成。

[0096] 接着，在通过直至前一项为止的处理设定了输出限幅值L1～LN的状态下开始温度控制的情况下，为了使温度控制区11～1N的升温完成时刻一致，温度控制单元101～10N使用适当设定的输出限幅值L1～LN，对温度控制区11～1N的温度进行控制。

[0097] 具体而言，最初，将切换开关13、23、33的连接目的地设定为目标温度设定部12、22、32，并将切换开关18、28、38的连接目的地设定为输出限幅器17、27、37。

[0098] 目标温度设定部12、22、32接受温度控制区11～1N的目标温度即温度设定值SV1～SVN的设定，并将该温度设定值SV1～SVN向切换开关13、23、33输出。

[0099] 切换开关13、23、33与目标温度设定部12、22、32连接，因此将从目标温度设定部12、22、32输出的温度设定值SV1～SVN向差分计算部15、25、35输出。

[0100] 温度测定部14、24、34测定温度控制区11～1N的温度，并将该测定结果即温度测定值PV1～PVN向差分计算部15、25、35输出。

[0101] 差分计算部15、25、35计算差分值e1～eN，差分值e1～eN是从切换开关13、23、33输出的温度设定值SV1～SVN与从温度测定部14、24、34输出的温度测定值PV1～PVN的差分。

[0102] PID控制部16、26、36在差分计算部35计算出差分值e1～eN时，实施使用该差分值e1～eN的PID运算，计算操作量MV1～MVN(温度控制区11～1N中温度控制用的操作量)，并输出该操作量MV1～MVN(步骤ST1，ST7)。

[0103] 输出限幅器17、27、37从PID控制部16、26、36接受操作量MV1～MVN时，将该操作量MV1～MVN与从输出限幅值计算部50输出的输出限幅值L1～LN进行比较(步骤ST8)。

[0104] 如果该操作量MV1～MVN为输出限幅值L1～LN以下，输出限幅器17、27、37将该操作量MV1～MVN向切换开关18、28、38输出。

[0105] 另一方面，如果该操作量MV1～MVN大于输出限幅值L1～LN，则将该输出限幅值L1～LN向切换开关18、28、38输出。

[0106] 切换开关18、28、38与输出限幅器17、27、37连接，因此将从输出限幅器17、27、37输出的操作量MV1～MVN或输出限幅值L1～LN向加热器21～2N输出(步骤ST8、ST9)。

[0107] 加热器21～2N的加热部按照从切换开关18、28、38输出的操作量MV1～MVN或输出限幅值L1～LN对温度控制区11～1N进行加热。

[0108] 温度控制单元101～10N的每个控制周期执行图2的处理，由此上述温度控制处理(ST7～ST9)重复进行，直至升温达到目标温度，之后以维持目标温度的方式进行控制。

[0109] 根据以上的说明可以理解的是，在实施方式1中，通过校正目标温度设定部11、21、31、切换开关13、23、33、温度测定部14、24、34、差分计算部15、25、35、PID控制部16、26、36、切换开关18、28、38构成第一温度控制单元，通过目标温度设定部12、22、32、切换开关13、
23、33、温度测定部14、24、34、差分计算部15、25、35、PID控制部16、26、36、输出限幅器17、
27、37、切换开关18、28、38构成第二温度控制单元。

[0110] 在此，图5是表示使用专利文献2中公开的温度控制方法的情况的温度控制的实验结果、和使用基于实施方式1的温度控制方法的情况的温度控制的实验结果的说明图。

[0111] 图5(a)表示使用专利文献2中公开的温度控制方法的情况，图5(b)表示使用基于实施方式1的温度控制方法的情况。

[0112] 另外，在图5中，表示出温度控制区为4个的情况的示例。图中，ΣMV为MV1～MV4的合计值。因此，ΣMV的最大值为400％(＝100％×4CH)。

[0113] 在使用专利文献2中公开的温度控制方法的情况下，在温度控制刚开始后，由于因无用的时间等导致各温度控制区的操作量成为100％，因此产生较大的峰值功率(各温度控制区的负载功率合计值的最大值)。

[0114] 与之相对，可以理解的是，在使用基于实施方式1的温度控制方法的情况下，各温度控制区的操作量被抑制在输出限幅值以下，因此升温时的合计功率的峰值被抑制。

[0115] 由以上所述可知，根据该实施方式1，具备：操作量积分值存储部40，在未设定输出限幅值L1～LN的情况下，温度控制单元101～10N控制温度控制区11～1N的温度时，操作量积分值存储部40将从温度控制区11～1N的温度的控制开始时间点到温度控制区11～1N的温度达到目标温度的时间点为止的操作量MV1～MVN进行积分，并存储该操作量MV1～MVN的积分值∫MV1dt～∫MVNdt；以及输出限幅值计算部50，输出限幅值计算部50通过将由操作量积分值存储部40存储的积分值∫MV1dt～∫MVNdt进行比较，在温度控制区11～1N中，将该积分值最大的温度控制区以外的温度控制区确定作为限幅值设定对象的温度控制区，将限幅值设定对象的温度控制区12～1N中操作量MV2～MVN的积分值∫MV2dt～∫MVNdt除以最大的积分值即温度控制区11中操作量MV1的积分值∫MV1dt，根据该积分值的除法运算结果计算温度控制区12～1N中操作量MV2～MVN的输出限幅值L2～LN，由于输出限幅器17、27、37被构成为：如果由PID控制部16、26、36计算出的操作量MV1～MVN为由输出限幅值计算部50计算出的输出限幅值L1～LN(温度控制区11不是限幅值设定对象的温度控制区，因此输出限幅值L1为操作量MV1的100％的值)以下，则输出限幅器17、27、37经由切换开关18、28、38，将该操作量MV1～MVN向加热器21～2N输出，如果该操作量MV1～MVN大于输出限幅值L1～LN，则输出限幅器17、27、37经由切换开关18、28、38，将该输出限幅值L1～LN向加热器21～2N输出，因此，可实现以下效果，即，即使在温度控制区11～1N的温度相互干扰的情况下，也不会引起较大的峰值功率的发生，能够使温度控制区11～1N的升温完成时刻同步，而且能够简单地计算使控制对象的温度达到目标温度为止所需的时间相同的操作量的输出限幅值。

[0116] 实施方式2

[0117] 在上述实施方式1中，示出了如下的示例。输出限幅值计算部50读出由操作量积分值存储部40存储的所有温度控制区11～1N的积分值∫MV1dt～∫MVNdt，并将所有温度控制区11～1N的积分值∫MV1dt～∫MVNdt除以最大的积分值即温度控制区11中操作量MV1的积分值∫MV1dt(归一化)，根据该积分值的除法运算结果计算温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值L1～LN，对输出限幅器17、27、37设定输出限幅值L1～LN。

[0118] 在该实施方式2中，对以下示例进行说明。如图6的概略构成图所示，校正系数计算部60读出由操作量积分值存储部40存储的所有温度控制区11～1N的积分值∫MV1dt～∫MVNdt，将所有温度控制区11～1N的积分值∫MV1dt～∫MVNdt除以最大的积分值即温度控制区11中操作量MV1的积分值∫MV1dt，根据该积分值的除法运算结果，计算与温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN相乘的校正系数值A1～AN，对校正系数乘法部19、29、39设定校正系数值A1～AN。

[0119] 上述实施方式1中计算温度控制区11～1N中操作量MV2～MVN的输出限幅值L2～LN的计算方法、与实施方式2中计算与温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN相乘的系数值A1～AN的计算方法相同，因此二者的值是相同的值，但是在上述实施方式1中，将该值作为温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN的输出限幅值使用，而在实施方式2中，将该值作为与温度控制区11～1N中操作量MV1～MVN相乘的校正系数值使用，这点与上述实施方式1不同(在图7中表示了与该处理相关的流程图。如上所述，为与图2的处理(实施方式1)基本相同的处理，不同之处在于通过校正系数来校正操作量(ST8’～ST9’)。)

[0120] 也就是说，利用下述的式(2)计算A1～AN，基于其与操作量MV1～MVN相乘得到的值，进行各加热器的温度控制。

[0121] 【式2】

[0122]

[0123] 此外，在实施方式1中，对如下示例进行了说明。通过具备操作量积分值存储部(操作量积分值存储单元)40以及输出限幅值计算部(限幅值计算单元)50，如图2所示的流程图那样，通过温度控制装置计算输出限幅值，但本发明不限于此，也可以将输出限幅值预先设定于装置中。也就是说，可以是如下的处理，即，通过与上述实施方式中说明的方法相同的方法，预先求出输出限幅值，并通过将其预先设定在装置中，例如，在图2的流程中，作为温度控制装置，仅执行ST7～ST9的处理。预先设定的输出限幅值也可以是将与各条件(各温度控制区的目标温度的不同、升温开始温度的不同等的条件的组合)相对应的输出限幅值设定作为表的值等，该情况下，从表中取得与装置的动作条件(各温度控制区的目标温度、升温开始温度等条件)相符的输出限幅值，并基于该输出限幅值执行ST8～ST9的处理。这样，在预先设定输出限幅值的方式的情况下，可以不需要操作量积分值存储部(操作量积分值存储单元)、输出限幅值计算部(限幅值计算单元)50。

[0124] 另外，在实施方式1中，关于操作量(操作量)的积分值最大的温度控制区，以不设置输出限幅值的温度控制区(100％输出)进行了说明，但针对操作量(操作量)的积分值最大的温度控制区，也可以是设置输出限幅值的温度控制区。这样的情况下，将输出限幅值L1～LN与相同的二次的系数(0＜系数＜1)相乘得到的值作为输出限幅值。这样，直至升温完成的时间变长，因此不优选，根据装置的不同，存在对于直至升温完成为止的时间的要求并不那么高，使最大消耗电力的降低优先的可能，因此在这样的情况下，也可以针对操作量(操作量)的积分值最大的温度控制区也设置输出限幅值。

[0125] 在实施方式1中，对于将使积分值∫MV1dt～∫MVNdt除以最大的积分值即温度控制区11中操作量MV1的积分值∫MV1dt得到的结果直接作为输出限幅值L1～LN的情况进行了说明，但也可以不将其直接作为输出限幅值，进一步进行某种校正等(例如，乘以用于对装置固有的特性进行校正的校正系数等)。

[0126] 此外，在实施方式2中，对以下示例进行了说明。通过具备操作量积分值存储部(操作量积分值存储单元)40以及校正系数值计算部(校正系数值计算单元)60，如图7所示的流程图那样，通过温度控制装置计算校正系数值，但本发明不限于此，也可以将校正系数值预先设定于装置中。也就是说，可以是如下的处理，即，通过与上述实施方式中说明的方法相同的方法，预先求出校正系数值，并通过将其预先设定在装置中，例如，在图7的流程中，作为温度控制装置，也可以仅执行ST7～ST9’的处理。预先设定的校正系数值也可以是将与各条件(各温度控制区的目标温度的不同、升温开始温度的不同等条件的组合)相对应的校正系数值设定作为表的值等，该情况下，从表中取得与装置的动作条件(各温度控制区的目标温度、升温开始温度等条件)相符的校正系数值，并基于该校正系数值执行ST8’～ST9’的处理。这样，在预先设定校正系数值的方式的情况下，可以不需要操作量积分值存储部(操作量积分值存储单元)、校正系数值计算部(校正系数值计算单元)60。

[0127] 另外，在实施方式2中，关于操作量的积分值最大的温度控制区，以不设置校正系数值的温度控制区(校正系数值＝1，即100％输出)进行了说明，但针对操作量的积分值最大的温度控制区，也可以是设置校正系数值的温度控制区。在这样的情况下，将校正系数值A1～AN与相同的二次系数(0＜系数＜1)相乘得到的值作为校正系数值。这样，直至升温完成的时间变长，因此不优选，根据装置的不同，存在对于直至升温完成为止的时间要求并不那么高，使最大消耗电力的降低优先的可能，因此在这样的情况下，针对操作量的积分值最大的温度控制区，也可以是设置校正系数值的温度控制区。

[0128] 在实施方式中，为了简化说明，将仅在未设定输出限幅值的情况下，执行用于计算/设定输出限幅值的处理(通过第一温度控制单元进行温度控制)的情况作为示例，本发明不限于此，例如，也可以是如下情况，即，为了更新已设定的输出限幅值，在输出限幅值已设定的状态下，执行用于计算/设定限幅值的处理(通过第一温度控制单元进行温度控制)(对于校正系数的计算/设定也相同)。

[0129] 另外，在实施方式中，将在输出限幅值设定后(或校正系数设定后)，通过由切换开关13选择目标温度设定部12，从而使用温度设定值SVN的情况作为示例，但也可以在输出限幅值设定后(或校正系数设定后)还使用校正后的温度设定值SVN’(通过切换开关13选择校正目标温度设定部11)。

[0130] 附图标记的说明

[0131] 11～1N 温度控制区

[0132] 21～2N 加热器

[0133] 101～10N 温度控制单元

[0134] 11、21、31 校正目标温度设定部

[0135] 12、22、32 目标温度设定部

[0136] 13、23、33 切换开关

[0137] 14、24、34 温度测定部

[0138] 15、25、35 差分计算部

[0139] 16、26、36 PID控制部

[0140] 17、27、37 输出限幅器

[0141] 18、28、38 切换开关

[0142] 19、29、39 校正系数乘法部

[0143] 40 操作量积分值存储部(操作量积分值存储单元)

[0144] 50 输出限幅值计算部(限幅值计算单元)

[0145] 60 校正系数值计算部(校正系数值计算单元)。