[發(fā)明專利]控制裝置以及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210236372.5
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102880201A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中雅人
• 申請（專利權(quán)）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;G05B11/42
• 代理公司: 上海市華誠律師事務(wù)所 31210
• 代理人: 肖華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有多個控制回路的多回路控制系統(tǒng)的控制裝置以及控制方法，尤其涉及進行控制使得在設(shè)定值變更時各控制回路的控制量達到變更后的設(shè)定值的時間基本相同的技術(shù)。

背景技術(shù)

以往，作為具有多個控制回路的加熱裝置的1例，已知有圖5所示的氧化擴散爐。在氧化擴散爐100內(nèi)的石英管104的內(nèi)部，搬入有硅片105。溫度傳感器102-1～102-3分別對由加熱器103-1～103-3加熱的控制區(qū)域Z1～Z3的溫度PV進行測量。調(diào)節(jié)計101-1～101-3分別計算出操作量MV以使得由溫度傳感器102-1～102-3測量的溫度PV與溫度設(shè)定值SP一致，并將操作量MV輸出至加熱器103-1～103-3。這樣，通過對被導(dǎo)入氧化擴散爐100內(nèi)的石英管104內(nèi)的氧氣和硅片105進行加熱，在硅片105的表面形成氧化膜。在該圖5所示的加熱裝置中，形成有3個對各調(diào)節(jié)計101-1～101-3分別所對應(yīng)的控制區(qū)域Z1～Z3的溫度PV進行控制的控制回路。

采用以上那樣的具有多個控制回路的加熱裝置的話，同時進行各控制區(qū)域的升溫時，由于控制回路間的溫度干涉，在溫度先上升的控制回路中產(chǎn)生過沖，得到控制的穩(wěn)定狀態(tài)為止的時間變長，有損于裝置運轉(zhuǎn)效率。

因此，提出有一邊依次掌握控制的狀況一邊進行設(shè)定值SP逐步提高的動作（使設(shè)定值SP一點點地上升的動作）的控制方法（參照專利文獻1）。采用該專利文獻1所揭示的控制方法，計算出升溫最慢的第1控制回路的階躍響應(yīng)的進度，根據(jù)階躍響應(yīng)的進度對其他的控制回路的設(shè)定值SP進行修正，以使得第1控制回路以外的其他的控制回路的溫度與第1控制回路的溫度同步地自動變化。

在實現(xiàn)這樣的控制方法的情況下，作為計算各控制回路的操作量MV的PID控制運算單元，就照樣采用設(shè)置在加熱裝置中的通常的調(diào)節(jié)計等，大多利用調(diào)節(jié)計以外的上位控制器作為修正設(shè)定值SP的SP運算單元。因此，只要是加熱控制，在升溫過程中就需要持續(xù)地從各PID控制運算單元向SP運算單元傳達控制量PV，還需要從SP運算單元向各PID控制運算單元傳達設(shè)定值SP。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻】

【專利文獻】

【專利文獻】日本專利第3798607號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻1所揭示的控制方法的情況下，存在以下的問題，即，在升溫過程的中途在PID控制運算單元（例如調(diào)節(jié)計）與SP運算單元（例如上位控制器）的信號傳遞功能上產(chǎn)生了異常的時候，需要不得已地返回至通常的控制動作、或者中斷升溫自身，無論如何都不能繼續(xù)進行所預(yù)定的控制動作。

另外，以上那樣的問題點并不限于升溫控制，例如在降溫控制或壓力控制中也同樣產(chǎn)生這樣的問題。

本發(fā)明正是為了解決上述課題而做出的，其目的在于提供一種如下這樣的控制方法以及裝置，其在設(shè)定值變更時能夠減少在控制運算單元與該控制運算單元以外的單元之間進行的信號傳遞的頻率，且能夠進行控制以使得各控制回路的控制量達到變更后的設(shè)定值的時間基本一致。

解決課題的手段

本發(fā)明的控制裝置，其特征在于，具有：控制量變化時間推定單元，所述控制量變化時間推定單元在多個控制回路Li的設(shè)定值SPi同時被變更了時，推定將各控制回路Li的操作量輸出上限值OHi設(shè)定為規(guī)定輸出上限值MOi時各控制回路Li的控制量PVi達到設(shè)定值SPi為止所需要的控制量變化時間，其中i＝1～n；必要輸出推定單元，所述必要輸出推定單元對于每個控制回路Li推定控制量PVi以各控制回路Li共同的所述控制量變化時間達到設(shè)定值SPi所需要的操作量輸出MUi；輸出上限設(shè)定單元，所述輸出上限設(shè)定單元將所述操作量輸出MUi暫時設(shè)定為各控制回路Li的操作量輸出上限值OHi；和控制單元，所述控制單元對應(yīng)每個控制回路Li而設(shè)置，所述控制單元將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入通過控制運算算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在所述操作量輸出上限OHi以下的上限處理，將上限處理后的操作量MVi輸出給相對應(yīng)的控制回路Li的控制驅(qū)動器。

又，本發(fā)明的控制裝置的一個構(gòu)成例，其特征在于，還具有輸出上限恢復(fù)單元，所述輸出上限恢復(fù)單元判斷控制量變化的經(jīng)過，使各控制回路Li的操作量輸出上限值OHi恢復(fù)到規(guī)定輸出上限值MOi。