DE3317941A1

DE3317941A1 - Temperatursteuervorrichtung

Info

Publication number: DE3317941A1
Application number: DE3317941A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Muko Kyoto Nagao; Yasuyuki Yahata Kyoto Sukimoto
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1983-05-17
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE3317941C2; JPS58200310A; JPH0253801B2; US4504010A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝΘ. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ■ DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. QORG DIPL.-INQ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

■*h

38 697 p/hl

OMRON TATEISCELECTRONICS CO.
Ukyo-ku, Kyoto / Japan

Temperatursteuervorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Temperaturkontroller und mehr insbesondere auf eine Temperatursteuervorrichtung, die dazu bestimmt ist, die Temperatur eines zu untersuchenden Objektes zu steuern, beispielsweise dicht bei einem vorbestimmten oder eingestellten Sollwert zu liegen.

Herkömmlicherweise wurde eine Temperatursteuervorrichtung zum Steuern und Kontrollieren der Temperatur eines zu untersuchenden Objektes vorgeschlagen, welche so ausgebildet ist, daß ein analoges Ausgangssignal entsprechend der Objekttemperatur durch einen A/D-Wandler in einen digitalen Wert umgewandelt wird, um so einer digitalen Operations- oder Berechnungseinheit zugeführt zu werden. Eine vorbestimmte Berechnung wird durch die zuvor genannte digitale Operationseinheit auf der Basis des digitalen Wertes und des eingestellten Sollwertes bewirkt, so daß die Ausgangssteuermenge durch das Resultat der zuvor genannten Berechung produziert wird, und zwar zur Anwendung am zu untersuchenden Objekt, wodurch die Temperatur des Objektes gesteuert wird.

33Ί79Α1

Obwohl ein Thermoelement, ein Temperaturmeßwiderstand oder dgl. als Temperaturerfassungseinrichtung für die Temperatursteuervorrichtung des zuvor beschriebenen Typs verwendet wird, ist der Ausgang des Thermoelementes oder die Widerstandswertveränderung des Temperaturmeßwiderstandes der zuvor genannten Art sehr klein. Wenn daher solche Ausgänge direkt dem A/D-Wandler zur Verarbeitung zugegeben werden, ist ein A/D-Wandler mit extrem hoher Auflösungskraft notwendig. Dementsprechend "war es herkömmliche Praxis, den Ausgang des Thermoelementes, des Temperaturmeßwiderstandes oder dgl. durch einen Verstärker auf einen geeigneten Wert zum Verarbeiten durch den A/D-Wandler zu verstärken, wobei ein solcher Verstärker normalerweise durch einen Operationsverstärker gebildet wird, um nicht die Kosten für die Temperatursteuervorrichtung insgesamt erhöhen zu müssen. Daher ist es bei der bekannten Anordnung der beschriebenen Art vermeidbar, daß der Ausgang des Verstärkers einen Welligkeitsanteil von mehreren mV hat, und zwar aufgrund der bei der Eingangs- oder Energiequellenspannung induzierten Geräusche. Da die Auflösungskraft des A/D-Wandlers normalerweise im Bereich von nahezu 1 mV/Bit liegt, werden die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers nur durch den Welligkeitsanteil unerwünscht geändert. Wenn dementsprechend die Ausgangsdaten eines solchen A/D-Wandlers dazu verwendet werden, eine Steuerungsberechnung durchzuführen, wird die Steuerung bewirkt, wenn sich der Temperaturwert durch die in den Ausgangsdaten enthaltenen Welligkeitsanteixe ändern, sogar wenn sich die Temperatur selbst tatsächlich nicht ändert. So wird es unmöglich, die beabsichtigte geeignete Temperatursteuerung zu bewirken. Bei einigen bekannten Temperatursteuervorrichtungen wird daher der A/D-Wandler in einem Doppelintegralsystem verwendet, um die

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A —

ν · β ·

unerwünschten Welligkeitsanteile des Stromes zu beseitigen. Da jedoch das Doppelintegralsystem der zuvor genannten Art eine vergleichsweise lange Datenmeßzeit erfordert, und zwar für den Fall, daß beispielsweise P.I.D.-Konstante oder andere Parameter etc. in Form von Analogwerten neben dem analogen Ausgangswert der Temperaturerfassungseinheit eingestellt werden, so daß diese verschiedenen Werte von der Operations- oder Berechnungseinheit durch Umwandlung derselben mittels des A7D-Wandlers aufgenommen werden, wird vielmehr Zeit für das Verarbeiten (processing) benötigt, zusammen mit einer konsequenten Reduktion der Verarbeitsgeschwindigkeit der Temperaturvorrichtung als Ganze.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Temperatursteuervorrichtung zu schaffen, mit der ein stabiler digitaler Meßbetrag ohne Beeinflussung durch Geräusche aufgrund von Welligkeitsanteilen etc. erzielt werden kann, sogar wenn ein A/D-Wandler mit einer hohen Umwandlungsverarbeitungsgeschwindigkeit (beispielsweise ein sukzessiver Vergleichstyp oder ein Hochgeschwindigkeitsdoppelintegraltyp und dgl.) verwendet wird, zusammen mit der wesentlichen Eliminierung der bei den herkömmlichen Temperatursteuervorrichtungen dieser Art inhärenten Nachteile. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Temperatursteuervorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Erfassen der zu steuernden Temperatur eines Objektes, eine A/D-Wandlungseinrichtung zum Umwandeln des Analogbetrages der Temperaturerfassungseinrichtung in einen Digitalbetrag, eine Sollwerteinstelleinrichtung, eine Operationseinheit zum Bewirken einer vorbestimmten Berechnung auf der Basis des Digitalbetrages der Λ/D-Wandlungseinrichtung und des Sollwertes der Sollwerteinstelleinrichtung, und eine Ausgangssteuersektion zum Anbringen einer vorbestimmten Steuermenge auf das Objekt

auf der Basis des Berechnungsresultates durch die Operationseinheit, wobei die Verbesserung einer Einrichtung zum Erzielen eines mittleren Wertes des digitalen Ausgangsbetrages der A/D-Wandlungseinrichtung umfaßt, sowie eine Einrichtung zum Erzielen eines Differenzwertes zwischen dem so erzielten mittleren Wert des digitalen Ausgangswertes und einem mittleren Wert des digitalen Ausgangswertes, welcher zuvor erfaßt und getrennt gespeichert worden ist, eine Einrichtung zum Vergleichen des Differenzwertes mit vorbestimmten Totzonen- oder Neutralzonendaten, und einer Einrichtung zum Bestimmen eines digitalen Ausgangswertes ähnlich dem vorherigen digitalen Ausgangswert für den Fall, daß der Unterschiedswert kleiner ist als die Totzonendaten im Vergleich durch die Vergleichseinrichtung, und zum Bestimmen eines digitalen Ausgangswertes unter der Annahme, daß der digitale Wert sich um einen Wert geändert hat, welcher durch Subtraktion der Totzonendaten von dem Unterschiedswert in dem Fall erzielt worden ist, daß der Differenzwert größer ist als die Totzonendaten, wodurch die vorbestimmte Berechnung in der Operationseinheit durch den so bestimmten digitalen Ausgangswert bewirkt wird.

Diese erfindungsgemäße Temperatursteuervorrichtung ist konstruktiv einfach und funktioniert genau mit hoher Zuverlässigkeit und kann mit geringen Konten leicht hergestellt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich' aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

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Pig. 1 ein Blockdiagramm mit der Darstellung eines allgemeinen Aufbaus einer Temperatursteuervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 05

Fig. 2 ein Flußdiagramm mit der Darstellung eines

normalen Berechnungsablaufes der Temperatursteuervorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 ein Flußdiagramm mit der Darstellung eines Zeitunterbrechungsablaufes für die Temperatursteuervorrichtung der Fig. 1,

Fig. 4 ein Flußdiagramm mit der Darstellung der Temperatureingabe-Berechnungsroutine im Verhältnis zur

vorliegenden Erfindung als Darstellung im einzelnen,

Fig. 5 ein Diagramm mit der Darstellung einer Anordnung für Speicherbereiche einer Speichersektion,

die sich in einer Operations- oder Kalkulationseinheit befindet, welche bei der Temperatursteuervorrichtung der Fig. 1 verwendet wird und

Fig. 6 ein Diagramm mit der Darstellung von Beispielen der Temperaturveränderungen für die zusätzliche Erläuterung des Flußdiagrammes nach Fig. 4.

Vor der Beschreibung der Erfindung ist festzustellen, daß gleiche Teile in allen Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Temperatursteuervorrichtung der Erfindung dargestellt, die umfaßt:

einen Temperaturdetektor 1, welcher mit einer Operationsoder Kalkulationseinheit 4 (Mikroprozessor) gekuppelt ist, welcher einen Speicher M aufweist, wobei die Kupplung über einen Verstärker 2 und einen A/D-Wandler 3 erfolgt, wobei die Operationseinheit 4 weiterhin mit einer Objektsteuerung 9 gekuppelt ist, um über eine Ausgangssteuersektion 8 gesteuert zu werden, eine Parametereinstelleinheit 6, die mit dem A/D-Wandler 3 verbunden ist, und mit einer Display-Uberwechsel-Eingangs-Verarbeitssektion 10, einer Sollwerteinstelleinheit 5 und eine Displayeinheit 7, die weiterhin mit der Operationseinheit 4 gekuppelt ist. Für den Temperaturdetektor 1 zum Erfassen der Temperatur des Objektes, die jederzeit zu steuern ist, kann beispielsweise ein Thermoelement oder ein thermoelektrisches Thermometer, ein Thermistorthermometer etc. verwendet werden. Der Verstärker 2 soll das Analögsignal entsprechend der durch den Temperaturdetektor 1 erfaßten Temperatur auf ein besonderes Niveau verstärken. Das durch den Verstärker 2 verstärkte Analogsignal wird durch den A/D-Wandler 3 in einen digitalen Betrag umgewandelt, um so in die Operationseinheit 4 eingegeben zu werden. Der Sollwert wird durch die Sollwerteinstelleinheit 5 in Form eines Digitalwertes eingestellt, während Parameter, wie die P.I.D.- Konstante etc. gleicherweise durch die Parametereinstelleinheit 6 in analoger Weise eingestellt werden. Diese Parameter werden dann über den A/D-Wandler 3 in die Operationseinheit 4 eingegeben. Die Operationseirneit 4 ist so angeordnet, daß sie vorbestimmte Berechnungen auf der Basis der erfaßten Temperatur, des Sollwertes, der P.I.D.-Konstante usw. bewirkt, um den Ausgangssteuerbetrag durch die Ausgangssteuersektion 8 zu erzeugen, um das Objekt 9 in einem gesteuerten Zustand zu halten. Die Ausgangssteuersektion 8 wird beispielsweise durch einen

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Driver, Relais etc. gebildet, während das Objekt 9 beispielsweise durch eine Erwärmungseinheit oder eine Kühleinheit oder dgl. gebildet wird. Die Displayeinheit 7 zur Anzeige der jeweiligen Daten zeigt normalerweise die erfaßte Temperatur an. Die Display-Uberwechsel-Eingangs-Verarbeitungssektion 10 ist so angeordnet, daß sie sukzessive auf schrittweise sich fortsetzende Art den Sollwert oder den Parameterwert auf der Displayeinheit 7 anzeigt, die normalerweise die erfaßte Temperatur anzeigt. Jederzeit wird ein in der Verarbeitungssektion 10 nicht besonders dargestellter Schalter betätigt.

Das allgemeine Funktionieren der Temperatursteuervorrichtung der Fig. 1 mit dem soweit beschriebenen Aufbau wird nachfolgend auf der Basis des normalen Verarbeitungsflußdiagramms in Fig.. 2 und des Zeitunterbrechungsflußdiagramms der Fig. 3 beschrieben.

Es sollte festgestellt werden, daß die Verarbeitungen gemaß Fig. 2 und 3 durch Steuerung mittels der Operationseinheit 4 bewirkt wird.

Nach dem Einschalten einer Energiequelle durch einen nicht dargestellten Hauptschalter wird zunächst ein sogenanntes Einleitverarbeiten, wie das Löschen jedes Registers in der Operationseinheit 4 auf Null an einem Schritt ST1 bewirkt. Eine Temperatureingangsverarbeitung, d.h. das Aufnehmen des vom Temperaturdetektor 1 erfaßten Temperaturwertes in die Operationseinheit 4 wird beim Schritt ST2 und ST3 bewirkt. Nachfolgend wird das Verarbeiten übergeführt auf das Einstellen des Sollwertes nach dem Ausführen der Displayverarbeitung des Temperaturwertes beim Schritt ST4 für die Aufnahme des durch die Einstelleinheit 5 eingestellten Sollwertes in die Operationseinheit 4 bei den Schritten ST5 und ST6. Die verschiedenen

durch die Einstelleinheit 6 eingestellten Parameter werden darüber hinaus ebenso sukzessive bei den Schritten ST7 und ST8 durch die Operationseinheit 4 aufgenommen. Nach dem Aufnehmen der Daten vom Schritt ST2 bis zum Schritt ST8 werden die Steueroperationsverarbeitung (Schritt ST9), die Ausgangsoperationsverarbeitung (Schritt ST10), die Ausgangssteuerverarbeitung (Schritt ST11) und die Probensteuerverarbeitung (Schritt ST12) durchgeführt, wobei die Zyklusverarbeitungen vom Schritt ST2 bis zum Schritt-ST12 für jede Probenzeit wiederholt werden.

Die Temperatursteuervorrichtung der Erfindung ist ebenso so angeordnet, daß die Zeitunterbrechung entsprechend Fig. 3 mit einem viel kürzeren Zeitzyklus darauf angewandt werden kann, als bei der Probenzeit der zuvor beschriebenen Art zum Bewirken der Displayausgangsverarbeitung (Schritt ST13), der Einstelleingangsverarbeitung (Schritt ST14) und der Ausgangssteuerverarbeitung (Schritt ST15), und zwar wiederholt in Abhängigkeit von der jeweiligen Notwendigkeit.

Nachfolgend werden Einzelheiten eines- Temperatureingangsbehandlungsprogramms (routine) gemäß der Erfindung beim allgemein üblichen Vetarbeitungsf luß der zuvor beschriebenen Art unter Bezugnahme auf das Verarbeitungsflußdiagramm der Fig. 4 erläutert.

Es sollte festgestellt werden, daß hier verschiedene Daten in bezug auf die nachfolgende Beschreibung im Speicher M der Operationseinheit 4 gespeichert sind, der Speichereinheiten m1, m2, m3, m4, m5, m6, m7, m8, m9 und m10 entsprechend der Fig. 5 hat.

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α λ m ·

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Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 wird zunächst, wenn die Arbeitsweise des Temperatureingangsverarbeitungsprogramms eingegeben wird, ein numerischer Wert "4" in einem Zähler I (Speicherbereich m5) bei einem Schritt ST301 gespeichert. Nachfolgend wird das dem Verstärker 2 zugeführte Temperatureingangssignal (Analogwert) im A/D-Wandler 3 in einen Digitalwert umgewandelt, was beim Schritt ST302 erfolgt.

Der so erhaltene Digitalwert wird dem A/D-Zählwert (anfänglich 0), welcher im Speicherbereich m1 gespeichert ist, zuaddiert. Das Resultat dieser Addition wird im Speicherbereich m1 als A/D-Zählwert (Schritt ST303) gespeichert, nämlich um eine Akkumulation des umgewandelten Digitalwertes zu bewirken. Danach wird "1" vom Zähler I subtrahiert. Als Resultat dieser Subtraktion wird der Zähler I "3" (Schritt ST304). Sukzessive erfolgt eine Beurteilung darüber, ob der Inhalt des Zählers I beim Schritt ST305 "0" ist oder nicht. Wenn der Inhalt im Anfangszustand nicht "0." ist, wird die Beurteilung NO, wobei der Schritt wieder auf den Schritt ST302 zurückgeführt wird. So wird das Temperatureingangssignal des Verstärkers 2 erneut durch .den A/D-Wandler 3 in einen Digitalwert umgewandelt. Nachfolgend werden Verarbeitungen vom Schritt ST303 zum Schritt ST305 auf gleiche Weise wie zuvor wiederholt, bis der Inhalt des Zählers I "0" wird. Wenn der Inhalt des Zählers I "0" wird, wurde das wiederholte Verarbeiten vom Schritt ST302 zum Schritt ST305 viermal bewirkt und die umgewandelten Daten für diese vier Vorgänge werden kumulativ im Speicherbereich m1 gespeichert. Wenn der Inhalt des Zählers I "0" wird, ist die Beurteilung des Schrittes ST305 JA und der Schritt wird zum nachfolgenden Schritt verschoben, so daß der akkumulierte A/D-Zählwcrt, welcher im Speicherbereich m1 gespeichert ist, durch 1/4 multipliziert, um einen Mittelwert der umgewandelten Daten

(Schritt ST306) zum Einstellen des so erzielten Mittelwertes zu berechnen, d.h. den A/D-Zählwert beim Schritt ST307. Bei einem Schritt ST308 wird eine Differenz zwischen dem so eingestellten vorhandenen A/D-Zählwert und dem im Speicherbereich m2 gespeicherten vorherigen A/D-Zählwert berechnet, und zwar für den Vergleich dieses Differenzwertes mit der zuvor im Speicherbereich m3 beim Schritt ST309 gespeicherten Totzonendaten. Als Resultat des obigen Vergleiches wird, wenn der Differenzwert kleiner ist als die Totzonendaten, der vorherige A/D-Zählwert im Speicherbereich m2 eingestellt, wie dieser in einem Speicherbereich m4 als berechneter Zählwert vorliegt, und zwar durch Vernachlässigen der vorhandenen Variationskomponente beim Schritt ST311.

Wenn im Gegensatz dazu nach dem Vergleich beim Schritt ST309 der Differenzwert größer ist als der der Totzonendaten, wird ein durch Subtrahieren der Totzonendaten vom vorhandenen, im Speicherbereich m1 gespeicherten A/D-Zählwert erzielt wird, im Speicherbereich m2 als vorheriger A/D-Zählwert eingestellt. In anderen Worten bedeutet dies, daß der Wert, welcher durch Beseitigen oder Subtrahieren der Totzonendaten vom Differenzwert erzielt wird, als vorhandene Variationskomponente hinsichtlich des vorherigen Wertes für die Erneuerung des vorherigen A/D-Zählwertes im Speicherbereich m2 verwendet (Schritt ST310). Der so erzielte zuvor erneuerte vorherige A/D-Zählwert wird im Speicherbereich m4 als ber·-chneter - Zählwert eingestellt (Schritt ST310). Nachfolgend wird der berechnete Zählwert in einen Binärdezimalwert umgewandelt (Schritt ST312), und zwar für das linearisierende Verarbeiten. Weiterhin wird eine Umwandlung in einen Temperaturwert vorgenommen, welcher in einem Speicherbereich m7 (Schritt ST313) gespeichert wird. Sukzessive

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wird eine Differenz zwischen dem vorhandenen Temperaturwert und dem vorherigen Temperaturwert/ wie er im Speicherbereich m6 gespeichert worden ist, bei einem Schritt ST314 erhalten, um so mit der abnormalen Abweichung verglichen zu werden, die einstweilig in einem Speicherbereich m10 beim Schritt ST315 gespeichert war. Als ein Resultat des vorherigen Vergleiches wird, wenn der Differenzwert kleiner ist als die abnormale Abweichung,eine Abnormalwertmerkung in einem Speicherbereich m9 wieder eingestellt (Schritt ST316) und der der Veränderung unterworfene vorhandene Temperaturwert wird als vorheriger Temperaturwert eingestellt (Schritt ST317). Wenn das Steuerberechnungsprogramm durch die nachfolgende Arbeitsweise eingesetzt wird, werden die vorausbestimmten Berechnungen auf der Basis des zuvor erneuerten vorherigen Temperaturwertes bewirkt.

Als Resultat des Vergleiches beim Schritt ST315 wird, wenn der Differenzwert größer ist als die abnormale Abweichung, ein Zähler II in einem Speicherbereich m8 um einen Schritt beim Schritt ST318 vorgeschaltet. Daraufhin erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob der Zähler II einen Schritt ST319 ausgezählt hat oder nicht. Wenn die Beurteilung NEIN ist, und zwar beim anfänglichen Probenzyklus, wird die abnormale Wertmerkung im Speicherbereich m9 auf einen Schritt ST321 eingestellt und es werden nachfolgende Steuerberechnungen bewirkt, wobei der. vorherige Temperaturwert beibehalten wird wie er ist, und zwar durch Vernachlässigung des vorhandenen Temperaturwertes.

Wenn der Zustand, in dem der Differenzwert zwischen dem vorherigen Temperaturwert und dem vorhandenen Temperaturwert größer ist als die abnormale Abweichung, kontinuierlieh vorhanden ist, wird die Probenzyklusarbeitsweise

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wiederholt, bis der Zähler II zusammenzählt (Schritt ST319). Nach dem Zusammenzählen des Zählers II erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob die abnormale Wertmerkung "1" ist oder nicht (Schritt ST320). Im vorherigen Fall ist, wenn die abnormale Wertmerkung sich im eingestellten Zustand befindet (=1), die Beurteilung JA und der kontinuierliche Abnormalwert wird, bezogen auf das vorherige infolge der Temperaturveränderung als Normalwert betrachtet, wobei der vorhandene Temperaturwert, welcher im Speicherbereich m7 gespeichert ist, als vorheriger Temperaturwert im Speicherbereich m6 eingestellt wird. Nach dem Eingeben in das Steuerberechnungsprogramm bei den nachfolgenden Arbeitsweisen werden die vorbestimmten Berechnungen auf der Basis des zuvor erfaßten neuen vorherigen Temperaturwertes bewirkt. Bei der Beurteilung beim Schritt ST320, ob die Abnormalwertmerkung nicht "1" ist, wird der vorhandene Temperaturwert als ein Abnormalwert betrachtet, da der Temperaturwert beim vorherigen Probenzyklus sich innerhalb der Abweichung befindet, und die Abnormalwertmerkung wird eingestellt (Schritt ST321). Eine nachfolgende Verarbeitung wird bewirkt, und zwar mit der Aufrechterhaltung des vorherigen Temperaturwertes wie sie ist unter Vernachlässigung des vorhandenen Temperaturwertes.

Nachfolgend wird eine ergänzende Beschreibung für die . Arbeitsweise vom Schritt ST313 bis zum Schritt ST321 beim Verarbeitungsfluß der soweit beschriebenen Art gegeben, und zwar unter Bezugnahme auf Beispiele der Temperaturveränderungen, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind.

Es soll hier festgestellt werden, daß in Fig. 6 LT das normale Temperaturniveau im Anfangszustand repräsentiert. T zeigt die Probenperiode und L bezeichnet die abnormale Abweichung, während D1, D2, ... und D13 Temperaturwerte

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zeigen, die sich bei den jeweiligen Probenperioden mit der Zeit ändern.

Da in Fig. 6 die Temperaturwerte D1 und D2 sich auf dem normalen Temperaturniveau befinden, ist keine Änderung der Werte notwendig, so daß die Differenz zwischen dem vorhandenen Temperaturwert und dem vorherigen Temperaturwert Null ist und der Arbeitslauffortgang entspricht auf solche Weise dem Schritt ST315 Beurteilung JA ■♦ Schritt ST316-» Schritt ST317 im Flußdiagramm der Fig. 4. Jedoch beim Temperaturwert D3 wird der normale Abweichungsbereich L überschritten. In diesem Falle erfolgt der Arbeitsablauf mit dem Schritt ST31.5 Beurteilung JA-* Schritt ST318 -* Schritt ST319 Beurteilung NEIN-» Schritt ST321. In anderen Worten bedeutet dies, daß der Temperaturwert D3 als abnormaler Temperaturwert vernachlässigt wird. Nachfolgend liegt der Temperaturwert D4 innerhalb des Abweichungsbereiches bezüglich des vorherigen Temperaturwer-.tes. So erfolgt ein Arbeitsablauf vom Schritt ST315 mit der Beurteilung JA -» Schritt ST316 -» Schritt S.T317 auf die gleiche V/eise wie beim Fall der Temperaturwerte D1 und D2.

Da der Temperaturwert D5 erneut den Abweichungsbereich überschreitet, setzt sich der Arbeitsablauf mit Schritt ST315 Beurteilung NEIN -+ Schritt ST318 -*> Schritt ST319 Beurteilung NEIN -£ Schritt ST321 fort. Dank der Tatsache, daß der Temperaturwert D6 beim nächsten Probenzyklus innerhalb des Abweichungsbereiches liegt, erfolgt ein Verarbeiten gleich dem für den Temperaturwert D4. Die Temperaturwerte D7, D8, D9, D10 und D11 für die weiter fortgesetzten Probenzyklen werden außerhalb der abnormalen Abweichung gegenüber dem vorherigen Temperaturwert D6 bis zum Temperaturwert D9 verändert, und zwar mit einer 35

Arbeitsweise gemäß Schritt ST315 Beurteilung NEIN -»Schritt ST318 -»Schritt ST319 Beurteilung NEIN -♦Schritt ST321 , und zwar wiederholt auf dieselbe 'Weise wie bei den vorhergenannten Temperaturwerten D3 und D5. Jedoch beim Temperaturwert D10 zählt der Zähler II infolge der Tatsache zusammen, daß der abnormale Temperaturwert sich fortsetzt. Beim Probenzyklus für den Temperaturwert D10 setzt sich daher die Verarbeitung mit Schritt ST315 Beurteilung NEIN-» Schritt ST318

10- "-» Schritt ST319 Beurteilung JA-» Schritt ST320 Beurteilung JA -> Schritt ST317 fort. Danach wird der Temperaturwert D10 als ein Normalwert behandelt. Für den Fall, daß sich eine konstante Probenzahl und ein abnormer Wert fortsetzen, werden diese als Werte aufgrund der Temperaturveränderungen betrachtet, anstatt als Abnormalwerte. Diese Werte werden danach als Normaltemperaturwerte betrachtet, um die nachfolgenden Steuerberechnungsverarbeitungen zu bewirken. Dementsprechend wird der nächste Temperaturwert D12 als abnormaler Wert betrachtet, da er als eine Veränderung angesehen wird, der die abnormale Abweichung überschreitet, und zwar unter der Annahme, daß der Temperaturwert D10 ein normaler Tempera-.turwert ist, während dagegen der Temperaturwert D13 als ein Normalwert behandelt wird.

Auf die zuvor beschriebene Art und Weise werden die Temperaturwerte D3, D5 und D12 als Normalwerte vernachlässigt, obwohl diese Werte einzeln für si. h die abnormale Abweichung überschreiten. Für den Fall, daß die Temperaturwerte die Abnormalabweichung fortgesetzt überschreiten, werden sie als Normaltemperaturwerte für die Reflexion derselben bei der nachfolgenden Steuerberechnungsverarbeitung betrachtet. Als ein Resultat kann die

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Temperatursteuervorrichtung gemäß der Erfindung eine stabile Steuerung bewirken, ohne Beeinträchtigung durch irgendeine plötzliche Veränderung oder einen plötzlichen Wechsel.

Es ist aus der vorstehenden Beschreibung klar, daß entsprechend der Temperatursteuervorrichtung der Erfindung die Anordnung so getroffen ist, daß der mittlere Wert des- digitalen Ausgangsbetrages des A/D-Wändlers erzielt wird. Wenn die Veränderung des obigen Digitalausgangsbetrages als Mittelwert bei jeder Probe innerhalb der vorbestimmten Totzonendaten liegt, liegt eine Betrachtung dahingehend vor, daß keine Änderung vorliegt, während andererseits, wenn die obige Veränderung größer ist als die Totzonendaten, eine Steuerung unter der Annahme bewirkt wird, daß die Veränderung durch den Betrag stattfindet, welcher durch Entfernen der Totzonendaten vom Veränderungsbetrag erzielt wird. Daher kann, sogar wenn im erfaßten Temperatursignal eine Brummkomponente oder ein Welligkeitsanteil erhalten wird, die kleine Variationskomponente durch diese Brummkomponente vernachlässigt werden kann, um stabile Digitaldaten zu erzielen, ohne Beeinträchtigung durch die Brummkomponente. So kann eine geeignete Steuerung vorteilhaft in Abhängigkeit von den erfaßten Temperatursignalen bewirkt werden.

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Claims

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PATENT- UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE D1PL.-INO. W. EITLE ■ DR. RER. NAT. K. HOFFMANN ■ DIPL.-ΙΝβ. W. LEHN

DIPL.-INQ. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR, RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-INQ. K. QDRQ

DIPL.-INQ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

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OMRON TATEISEELECTRONICS CO.
ükyo-ku, Kyoto / Japan

Temperatursteuervorrichtung

Patentansprüche

( 1.) Temperatursteuervorrichtung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zum Erfassen der zu steuernden Temperatur eines Objektes (9), eine A/D-Wandlungseinrichtung (3) zum Umwandeln des Analogbetrages der Temperaturerfassungseinrichtung (1) in einen Digitalbetrag, eine Sollwerteinstelleinrichtung (5), eine Operationseinheit (4) zum Bewirken, einer vorbestimmten Berechnung auf der Basis des Digitalbetrages der A/D-Wandlungseinrichtung (3) und des Sollwertes der Sollwerteinstelleinrichtung (5), und eine Ausgangssteuersektion (8) zum Anbringen einer vorbestimmten Steuermenge auf das Objekt (9) auf der Basis des Berechnungsresultates durch die Operationseinheit (4), wobei die Verbesserung einer Einrichtung zum Erzielen eines mittleren Wertes des digitalen Ausgangsbetrages der A/D-Wandlungseinrichtung (3) umfaßt, sowie eine Einrichtung zum Erzielen eines Differenzwertes zwischen dem so erzielten mittleren Wert des digitalen Ausgangswertes und einem mittleren Wert des digitalen Ausgangswertes, welcher zuvor erfaßt und getrennt gespeichert worden ist, eine Einrichtung zum Vergleichen des Differenzwertes mit vor-

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bestimmten Totzonen- oder Neutralzonendaten, und einer Einrichtung zum Bestimmen eines digitalen Ausgangswertes ähnlich dem vorherigen digitalen Ausgangswert für den Fall, daß der Unterschiedswert kleiner ist als die Totzonendaten im Vergleich durch die Vergleichseinrichtung, und zum Bestimmen eines digitalen Ausgangswertes unter der Annahme, daß der digitale Wert sich um einen Wert geändert hat, welcher durch Subtraktion der Totzonendaten von dem Unterschiedswert in dem Fall " erzielt worden ist, daß der Differenzwert größer ist als die Totzonendaten, wodurch die vorbestimmte Berechnung in der Operationseinheit (4) durch den so bestimmten digitalen Ausgangswert bewirkt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperaturerfassungseinrichtung (1) ein Thermoelement-Thermometer ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Temperaturerfassungseinrichtung (1) ein Thermistorthermometer ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Operationseinheit (4) ein Mikroprozessor ist.
5. Temperatursteuervorrichtung, gekennzeichnet durch einen eine Speichereinrichtung (M) aufweisenden Operationseinheit (4) über einen Verstärker

(2) und einen A/D-Wandler (3) verbundenen Temperaturdetektor (1), welche Operationseinheit (4) mit einem Objekt {9} verbunden ist, um über eine Ausgangssteuersektion (8) gesteuert zu werden, durch eine Parametereinstelleinheit (6), die mit dem Λ/D-Wandler (3)

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verbunden ist, und durch eine Display-Uberwechsel-Eingangs-Verarbeitungs-Sektion (10) und eine Sollwerteinstelleinheit (5) und eine Displayeinheit (7), die weiterhin mit der Operationseinheit (4) verbunden sind

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