JP2021149502A - マスフローコントローラおよび流量制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記の(II)の方法では、モデルを用いて最適な制御パラメータを求めているため、処理が複雑で、処理時間やプログラムサイズが増大するという課題があった。
マスフローコントローラの低流量域での応答性の問題は、バルブの個体差により低流量域でのI−Q特性(Iはバルブの駆動電流、Qは流量)がバルブ個体により大きく異なることに由来する。この問題について更に詳細に説明する。
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3は本発明の実施例に係るマスフローコントローラの構成を示すブロック図である。マスフローコントローラは、例えば樹脂製の流路ボディ1と、流路ボディ1に装着されたセンサパッケージ2と、流体の流量を制御するための比例ソレノイドバルブ3と、流量設定値SPと流量計測値Qとを入力として操作量MV(第1の操作量)を制御周期毎に算出するPID制御部4と、流量設定値SPが0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する操作量MV(第2の操作量)を制御周期毎に算出する操作量生成部5と、PID制御部4によって算出された操作量MVおよび操作量生成部5によって算出された操作量MVのうちいずれかを選択的に出力する操作量出力部6と、比例ソレノイドバルブ3を駆動するバルブ駆動回路7とを備えている。
バルブ駆動回路7は、操作量出力部6から出力された操作量MVに応じて比例ソレノイドバルブ3にバルブ駆動電流(ソレノイド電流)Iを出力する。こうして、比例ソレノイドバルブ3は、操作量MVに応じた開度となるように制御される。
こうして、第1の迅速モードでは、流量計測値Qが流量閾値Qthを超えるまでステップS100〜S102,S106〜S108の処理が制御周期毎に実行される。
こうして、第1の迅速モードでは、流量計測値Qが流量閾値Qthを超えると通常のPID制御が開始される。
こうして、第2の迅速モードでは、流量計測値Qの変化量ΔQが変化量閾値ΔQthを超えるまでステップS100〜S103,S110〜S112の処理が制御周期毎に実行される。
こうして、第2の迅速モードでは、流量計測値Qの変化量ΔQが変化量閾値ΔQthを超えると通常のPID制御が開始される。
また、2つのモードを備えることにより、搭載されている比例ソレノイドバルブ3の特性に適した方のモードを選択することが可能である。
Claims (6)
- 流路を流れる流体の流量を計測するように構成されたフローセンサと、
前記流体の流量を制御するためのバルブと、
操作量に応じた駆動電流を前記バルブに出力するように構成されたバルブ駆動回路と、
流量設定値と前記フローセンサによって得られた流量計測値とを入力として第1の操作量を制御周期毎に算出するように構成されたPID制御部と、
前記流量設定値が0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する第2の操作量を制御周期毎に算出するように構成された操作量生成部と、
前記流量計測値が所定の流量閾値以下のときに前記操作量生成部によって算出された第2の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、前記流量計測値が前記流量閾値を超えた時点以降において前記PID制御部によって算出された第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力するように構成された操作量出力部とを備えることを特徴とするマスフローコントローラ。 - 流路を流れる流体の流量を計測するように構成されたフローセンサと、
前記流体の流量を制御するためのバルブと、
操作量に応じた駆動電流を前記バルブに出力するように構成されたバルブ駆動回路と、
流量設定値と前記フローセンサによって得られた流量計測値とを入力として第1の操作量を制御周期毎に算出するように構成されたPID制御部と、
前記流量設定値が0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する第2の操作量を制御周期毎に算出するように構成された操作量生成部と、
1制御周期あたりの前記流量計測値の変化量が所定の変化量閾値以下のときに前記操作量生成部によって算出された第2の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、前記流量計測値の変化量が前記変化量閾値を超えた時点以降において前記PID制御部によって算出された第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力するように構成された操作量出力部とを備えることを特徴とするマスフローコントローラ。 - 流路を流れる流体の流量を計測するように構成されたフローセンサと、
前記流体の流量を制御するためのバルブと、
操作量に応じた駆動電流を前記バルブに出力するように構成されたバルブ駆動回路と、
流量設定値と前記フローセンサによって得られた流量計測値とを入力として第1の操作量を制御周期毎に算出するように構成されたPID制御部と、
前記流量設定値が0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する第2の操作量を制御周期毎に算出するように構成された操作量生成部と、
前記PID制御部によって算出された第1の操作量および前記操作量生成部によって算出された第2の操作量のうちいずれかを選択的に前記バルブ駆動回路に出力するように構成された操作量出力部とを備え、
前記操作量出力部は、予め設定された第1のモードの場合は、前記流量計測値が所定の流量閾値以下のときに前記第2の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、前記流量計測値が前記流量閾値を超えた時点以降において前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、予め設定された第2のモードの場合は、1制御周期あたりの前記流量計測値の変化量が所定の変化量閾値以下のときに前記第2の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、前記流量計測値の変化量が前記変化量閾値を超えた時点以降において前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、予め設定された通常モードの場合は、前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力することを特徴とするマスフローコントローラ。 - 流量設定値と制御対象の流体の流量計測値とを入力として第1の操作量を制御周期毎に算出する第1のステップと、
前記流量設定値が0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する第2の操作量を制御周期毎に算出する第2のステップと、
前記流量計測値が所定の流量閾値以下のときに、前記流体の流量を制御するためのバルブを駆動するバルブ駆動回路に前記第2の操作量を出力する第3のステップと、
前記流量計測値が前記流量閾値を超えた時点以降において前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力する第4のステップとを含むことを特徴とする流量制御方法。 - 流量設定値と制御対象の流体の流量計測値とを入力として第1の操作量を制御周期毎に算出する第1のステップと、
前記流量設定値が0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する第2の操作量を制御周期毎に算出する第2のステップと、
1制御周期あたりの前記流量計測値の変化量が所定の変化量閾値以下のときに、前記流体の流量を制御するためのバルブを駆動するバルブ駆動回路に前記第2の操作量を出力する第3のステップと、
前記流量計測値の変化量が前記変化量閾値を超えた時点以降において前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力する第4のステップとを含むことを特徴とする流量制御方法。 - 流量設定値と制御対象の流体の流量計測値とを入力として第1の操作量を制御周期毎に算出する第1のステップと、
前記流量設定値が0から変更された場合に変更時点からの経過時間に比例して増加する第2の操作量を制御周期毎に算出する第2のステップと、
前記第1の操作量および前記第2の操作量のうちいずれかを、前記流体の流量を制御するためのバルブを駆動するバルブ駆動回路に出力する第3のステップとを含み、
前記第3のステップは、予め設定された第1のモードの場合は、前記流量計測値が所定の流量閾値以下のときに前記第2の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、前記流量計測値が前記流量閾値を超えた時点以降において前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、予め設定された第2のモードの場合は、1制御周期あたりの前記流量計測値の変化量が所定の変化量閾値以下のときに前記第2の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、前記流量計測値の変化量が前記変化量閾値を超えた時点以降において前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力し、予め設定された通常モードの場合は、前記第1の操作量を前記バルブ駆動回路に出力するステップを含むことを特徴とする流量制御方法。
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CN111122519A (zh) * | 2018-10-30 | 2020-05-08 | 重庆民泰新农业科技发展集团有限公司 | 原子荧光仪用闭环流量控制系统及控制方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002041149A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-08 | Stec Inc | マスフローコントローラ |
JP2009543229A (ja) * | 2006-07-05 | 2009-12-03 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド | 多重モード制御アルゴリズム |
JP2014013461A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Horiba Ltd | 圧力制御装置、流量制御装置、及び、圧力制御装置用プログラム、流量制御装置用プログラム |
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