CN111736497A - 控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的控制装置在使用继电器的控制输出方式中，在最适合各种控制状态的状态下进行控制。第一控制输出部(103)由第一继电器构成，通过控制从电源(106)输出到第一加热器(101)的电压，输出第一控制输出。第二控制输出部(104)由第二继电器构成，通过控制从电源(106)输出到第二加热器(102)的电压，输出第二控制输出。控制部(105)根据控制对象的控制状态，选择第一加热器(101)的动作及第二加热器(102)的动作中的至少一方。
Description
技术领域
本发明涉及一种切换控制对象设备的控制装置。
背景技术
例如，在建筑物附带的各设备的监视控制、工厂等的控制中，使用基于控制装置、设备管理装置等的控制系统。例如，通过控制系统来控制实施各种温度环境等温度的调节的温度调节设备。在这种控制中，根据使用温度传感器测定的控制对象的温度和设定温度，求出对温度调节设备(控制对象设备)的控制输出，实施温度调节设备的控制。例如，在控制对象设备是加热器的情况下，控制由继电器构成的控制输出部，对加热器输出规定的控制输出。
在上述的控制输出部中，例如使用了作为有触点继电器的电磁开闭器的控制输出方式、使用了作为无触点继电器的晶闸管等半导体继电器的控制输出方式得到使用。各控制输出方式考虑额定容量、输出部触点的动作寿命次数、来自外部的耐浪涌电压特性、散热对策、产品成本等特征，根据控制对象设备、控制环境适当地进行选择。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开平07-306724号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在使用继电器的控制输出方式中，如下所示，存在不能在最适合各种控制状态的状态下进行控制这一问题。例如，在基于作为有触点继电器的电磁开闭器的控制输出方式中，具有动作时发热少、电力损耗小、电流容量大的优点。另一方面，在基于电磁开闭器的控制输出方式中，输出部触点的动作寿命次数存在限制。另外，在基于电磁开闭器的控制输出方式中，由于考虑输出部触点的动作寿命次数而延长控制周期等，所以不能进行高精度的控制。因此，基于有触点继电器的控制输出方式存在难以适用于要求高控制性的控制状态的问题。
与此相对，在基于作为无触点继电器的晶闸管的控制输出方式中，具有响应性快、可得到高精度的控制性的优点。另一方面，在利用晶闸管的控制输出方式中，存在动作时的发热大、电力损耗大、电流容量小等问题。因此，基于无触点继电器的控制输出方式存在如下问题，即，难以在长时间内应用于要求大功率的控制输出的控制状态。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，在使用继电器的控制输出方式中，在最适合各种控制状态的状态下进行控制。
解决问题的技术手段
本发明的控制装置包括：第一控制对象设备及第二控制对象设备，它们控制相同的控制对象，是相同的构成；第一控制输出部，其由第一继电器构成，该第一继电器构成为向第一控制对象设备输出第一控制输出；第二控制输出部，其由第二继电器构成，该第二继电器构成为向第二控制对象设备输出第二控制输出；以及控制部，其根据控制对象的控制状态，选择第一控制对象设备的动作及第二控制对象设备的动作中的至少一方。
在上述控制装置的一个构成例中，控制部通过控制第一控制输出部及第二控制输出部的动作，选择第一控制对象设备的动作及第二控制对象设备的动作中的至少一方。
在上述控制装置的一个构成例中，第一控制对象设备及第二控制对象设备是温度调节设备。
在上述控制装置的一个构成例中，第一控制对象设备及第二控制对象设备是加热器。
在上述控制装置的一个构成例中，第一继电器是有触点继电器，第二继电器是无触点继电器。
在上述控制装置的一个构成例中，第一继电器是电磁开闭器，第二继电器是半导体继电器。
在上述控制装置的一个构成例中，在控制状态为运转状态时，控制部选择第二控制对象设备的动作，在控制状态为运转状态以外时，控制部至少选择第一控制对象设备的动作。
在上述控制装置的一个构成例中，在控制状态为运转状态以外时，控制部选择第一控制对象设备的动作及第二控制对象设备的动作这两者。
如上所述，根据本发明，根据控制对象设备的控制状态来切换由第一继电器构成的第一控制输出部和由第二继电器构成的第二控制输出部，因此，在使用继电器的控制输出方式中，能够在最适合各种控制状态的状态下进行控制。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的控制装置的构成例的构成图。
图2是表示温度控制的一例的说明图。
图3是用于说明实施方式的控制装置的动作例的流程图。
图4是用于说明实施方式的控制装置的另一动作例的流程图。
图5是表示本发明的控制装置的控制部的硬件构成的构成图。
具体实施方式
以下，参照图1对本发明的实施方式的控制装置进行说明。该控制装置具备第一加热器、第二加热器、第一控制输出部103、第二控制输出部104以及控制部105。
第一加热器101是第一控制对象设备。第二加热器102是第二控制对象设备。第一加热器101及第二加热器102分别为相同的构成。另外，第一加热器101和第二加热器102例如设置在相同的加热炉(未图示)中，控制该加热炉内的温度(控制对象)。
第一控制输出部103由第一继电器构成，通过控制从电源106向第一加热器101输出的电压来输出第一控制输出。第一继电器例如是电磁开闭器等有触点继电器。第二控制输出部104由第二继电器构成，通过控制从电源106向第二加热器102输出的电压来输出第二控制输出。第二继电器是半导体继电器等无触点继电器。
控制部105根据控制对象(例如加热炉内的温度)的控制状态(例如运转状态或待机状态)，选择第一加热器101的动作及第二加热器102的动作中的至少一方。控制部105通过控制第一控制输出部103及第二控制输出部104的动作来选择第一加热器101的动作和第二加热器102的动作中的至少一方。例如，在控制状态为运转状态时，控制部105选择第二加热器102的动作，在控制状态为运转状态以外时，控制部105至少选择第一加热器101的动作。另外，在控制状态为运转状态以外时，控制部105也能够选择第一加热器101的动作和第二加热器102的动作这两者。
例如，在加热炉中，如图2所例示，实施炉内的温度控制。在时刻t0装置开始运转，在时刻t1升温到规定的待机温度，并成为待机状态直到时刻t2。从时刻t2到时刻t3，成为用于产品处理的运转状态，然后，从时刻t3起降温到待机状态，并成为待机状态直到时刻t4。
在这样的运转控制中，在从时刻t0到时刻t1的升温状态、从时刻t1到时刻t2以及从时刻t3到时刻t4的待机状态下，不需要以高精度控制炉内的温度。因此，在从时刻t0到时刻t2以及从时刻t3到时刻t4的期间，优选采用基于电磁开闭器等有触点继电器的控制输出方式。
另一方面，在从时刻t2到时刻t3的运转状态下，以高精度控制炉内的温度是有用的。因此，在从时刻t2到时刻t3的期间，优选采用使用了晶闸管等半导体继电器的控制输出方式。
根据实施方式，控制部105根据上述的温度的控制状态，切换基于第一控制输出部103的第一控制输出的利用第一加热器101的加热和基于第二控制输出部104的第二控制输出的利用第二加热器102的加热。在从时刻t1到时刻t2的期间以及从时刻t3到时刻t4的期间，控制部105通过第一控制输出部103的第一控制输出使第一加热器101动作。
另外，在从时刻t0到时刻t1的期间，控制部105能够通过第一控制输出部103的第一控制输出使第一加热器101动作，并且通过第二控制输出部104的第二控制输出使第二加热器102动作。通过使两个加热器同时动作，能够在更短时间内达到目标温度。
另外，在时刻t2至t3的期间，控制部105通过第二控制输出部104的第二控制输出使第二加热器102动作。
其结果，根据实施方式，在使用继电器的控制输出方式中，能够在最适合各种控制状态的状态下进行控制。
接着，使用图3的流程图说明实施方式的控制装置的动作例。首先，当装置起动时，在步骤S101中，控制部105选择第一控制输出部103，通过基于第一控制输出部103的第一控制输出的控制，使第一加热器101动作。控制部105控制第一加热器101，使得由第一加热器101加热的对象的温度升温到待机温度。接着，在步骤S102中，控制部105按照所设定的程序，判断由第一加热器101加热的对象的温度是否达到待机温度。
当测定到由第一加热器101加热的对象的温度达到待机温度时(步骤S102的“是”)，在步骤S103中，控制部105按照所设定的程序，判断是否成为开始运转的时刻。当成为开始运转的时刻时(步骤S103的“是”)，在步骤S104中，控制部105选择第二控制输出部104，通过基于第二控制输出部104的第二控制输出的控制，使第二加热器102动作。另外，此时，使第一控制输出部103的第一控制输出的控制下的第一加热器101的动作停止。
接着，在步骤S105中，控制部105按照所设定的程序，判断是否成为运转结束的时刻。当成为运转结束的时刻时(步骤S105的“是”)，则在步骤S106中，控制部105选择第一控制输出部103，通过基于第一控制输出部103的第一控制输出的控制，使第一加热器101动作。另外，控制部105控制第一加热器101，使得由第一加热器101加热的对象的温度成为待机温度。另外，此时，使第二控制输出部104的第二控制输出的控制下的第二加热器102的动作停止。实施上述步骤S103～步骤S106的动作直到停止装置(步骤S107)。
接着，使用图4的流程图说明实施方式的控制装置的另一动作例。首先，当装置起动时(步骤S201的“是”)，在步骤S202中，控制部105选择第一控制输出部103及第二控制输出部104，通过基于第一控制输出部103的第一控制输出的控制，使第一加热器101动作，并且通过基于第二控制输出部104的第二控制输出的控制，使第二加热器102动作。在步骤S201中，使所有的加热器动作。控制部105控制第一加热器101和第二加热器102，使得由第一加热器101和第二加热器102加热的对象的温度升高到待机温度。
接着，在步骤S203中，控制部105按照所设定的程序，判断由第一加热器101及第二加热器102加热的对象的温度是否达到待机温度。
当测定到由第一加热器101及第二加热器102加热的对象的温度达到待机温度时(步骤S203中的“是”)，在步骤S204中，控制部105选择第一控制输出部103，并通过基于第一控制输出部103的第一控制输出的控制，使第一加热器101动作。控制部105控制第一加热器101，使得由第一加热器101加热的对象的温度在规定的容许范围内维持在待机温度。
接着，在步骤S205中，控制部105按照所设定的程序，判断是否成为开始运转的时刻。当成为开始运转的时刻时(步骤S205的“是”)，在步骤S206中，控制部105选择第二控制输出部104，通过基于第二控制输出部104的第二控制输出的控制，使第二加热器102动作。另外，此时，使第一控制输出部103的第一控制输出的控制下的第一加热器101的动作停止。
接着，在步骤S207中，控制部105按照所设定的程序，判断是否成为运转结束的时刻。当成为运转结束的时刻时(步骤S207的“是”)，在步骤S208中，控制部105选择第一控制输出部103，通过基于第一控制输出部103的第一控制输出的控制，使第一加热器101动作。另外，控制部105控制第一加热器101，使得由第一加热器101加热的对象的温度在规定的容许范围内成为待机温度。另外，此时，使第二控制输出部104的第二控制输出的控制下的第二加热器102的动作停止。实施上述的步骤S203～步骤S206的动作直到停止装置(步骤S209)。
根据使用图4说明的控制装置的动作，在刚刚起动装置之后到待机温度的升温中，使两个加热器动作，因此能够在更短时间内达到待机温度。
另外，如图5所示，上述实施方式的控制部是具备CPU(Central Processing Unit：中央运算处理装置)201、主存储装置202、外部存储装置203、网络连接装置204等的便携式计算机设备，CPU201根据在主存储装置202中展开的程序进行动作，从而实现上述的控制部的功能。另外，网络连接装置204与网络205连接，能够与上述设备连接。
另外，上述实施方式中的控制部也可以由FPGA(field-programmable gate array现场可编程逻辑门阵列)等可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)构成。例如，FPGA的逻辑元件中具有控制部作为电路。控制电路连接规定的写入装置并写入FPGA。
如上所述，根据本发明，根据控制对象设备的控制状态来切换由第一继电器构成的第一控制输出部和由第二继电器构成的第二控制输出部，因此，在使用继电器的控制输出方式中，能够在最适合各种控制状态的状态下进行控制。另外，在上文中，作为控制对象设备以加热器为例进行了说明，但不限于此，冷冻机等温度调节设备为控制对象设备也是同样的。另外，控制对象设备即使是湿度调整设备、压力控制设备、流量控制设备，也同样能够应用本发明。
另外，本发明不限于以上说明的实施方式，显而易见，在本发明的技术思想内，本领域中具有公知常识的人可以实施多种变形和组合。
符号说明
101…第一加热器
102…第二加热器
103…第一控制输出部
104…第二控制输出部
105…控制部
106…电源。
Claims (8)
1.一种控制装置，其特征在于，具备：
第一控制对象设备及第二控制对象设备，它们控制相同的控制对象，是相同的构成；
第一控制输出部，其由第一继电器构成，该第一继电器构成为向所述第一控制对象设备输出第一控制输出；
第二控制输出部，其由第二继电器构成，该第二继电器构成为向所述第二控制对象设备输出第二控制输出；以及
控制部，其根据所述控制对象的控制状态，选择所述第一控制对象设备的动作及所述第二控制对象设备的动作中的至少一方。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述控制部通过控制所述第一控制输出部及所述第二控制输出部的动作，选择所述第一控制对象设备的动作及所述第二控制对象设备的动作中的至少一方。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述第一控制对象设备及所述第二控制对象设备是温度调节设备。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，
所述第一控制对象设备及所述第二控制对象设备是加热器。
5.根据权利要求1或者2所述的控制装置，其特征在于，
所述第一继电器是有触点继电器，所述第二继电器是无触点继电器。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述第一继电器是电磁开闭器，所述第二继电器是半导体继电器。
7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
在控制状态为运转状态时，所述控制部选择所述第二控制对象设备的动作，在控制状态为运转状态以外时，所述控制部至少选择所述第一控制对象设备的动作。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
在控制状态为运转状态以外时，所述控制部选择所述第一控制对象设备的动作及所述第二控制对象设备的动作这两者。
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