JP2000075936A - ヒータ制御装置 - Google Patents

ヒータ制御装置

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JP2000075936A
JP2000075936A JP10243578A JP24357898A JP2000075936A JP 2000075936 A JP2000075936 A JP 2000075936A JP 10243578 A JP10243578 A JP 10243578A JP 24357898 A JP24357898 A JP 24357898A JP 2000075936 A JP2000075936 A JP 2000075936A
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Japan
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heater
temperature
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power
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JP10243578A
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English (en)
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Kiyoshi Onda
清 音田
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Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/44Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating braking action or preparation for braking, e.g. by detection of the foot approaching the brake pedal
    • B60Q1/441Electric switches operable by the driver's pedals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/10Road Vehicles
    • B60Y2200/11Passenger cars; Automobiles

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーブル等による伝送の際の変換誤差を無く
し、より高精度な温度制御を行うと共に、専用の信号線
を不要とし、温度制御装置全体をコンパクト化できるヒ
ータ制御装置を提供する。 【解決手段】 温度センサ10からの検出値に基づいて
ヒータ14の電力を調節するヒータ制御装置において、
上記温度センサ10による温度検出と温度設定を行う温
度調節部32とヒータ14の電力を調節するパワー素子
39を有する電力調整部33とを一体化し、検出温度に
応じて、1つの中央処理装置としてのCPU31で上記
ヒータ14のパワー素子39用のゲート駆動回路40を
直接駆動するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒータの温度制御
を行うヒータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】テークアップワインダのホットゴデット
ローラ等のヒータの温度を制御するヒータ制御装置は、
特許第2710637号公報が知られている。これを図
3により説明する。
【0003】図3に示すように、熱電対等の温度センサ
10の温度を検出すると共に温度を設定する温度調節器
11と、その温度調節器11にケーブル12を介して接
続され、商用交流電源15の電流を制御してヒータ14
の通電量を制御する電力調節器13とから構成される。
【0004】温度調節器11は、制御手段及び演算手段
としての中央処理装置であるCPU16、設定温度等が
入力される入出力ポート17、温度センサ10に接続さ
れるローパスフィルタ18、A/D変換器(アナログ/
デジタル変換器)19、D/A変換器(デジタル/アナ
ログ変換器)20、電圧又は電流変換回路21を備え、
また、電力調節器13は、制御手段及び演算手段として
中央処理装置であるCPU22とA/D変換器23とゲ
ート駆動回路24とサイリスタ又はIGBTからなるパ
ワー素子25とを備えて構成される。
【0005】ヒータ14の温度制御は、先ず、温度調節
器11の入出力ポート17からCPU16に設定温度が
入力されると共に温度センサ10で検出された温度が、
電圧又は電流としてローパスフィルタ18に入力されて
高周波成分がカットされた後、A/D変換器19にてデ
ジタル信号に変換されてCPU17に入力され、温度セ
ンサ10で検出した温度と設定温度との偏差をD/A変
換器20を介して電圧又は電流変換回路21に出力し、
電圧又は電流変換回路21が偏差に基づいて制御信号を
電圧又は電流としてケーブル12を介して電力調節器1
3のA/D変換器23を介してCPU22に伝送し、そ
れに基づいてCPU22がゲート駆動回路24にパワー
素子25を制御する制御信号を出力してパワー素子25
を適宜ON/OFF制御して、商用電源15の位相角制
御を行ってヒータ14の通電量(発熱量)を制御するよ
うになっている。
【0006】この際、ヒータ14の現在温度に基づいて
制限が必要か否かを判断し、ヒータの現在温度に応じ
て、記憶していた最適条件を参照して出力量を制限する
ようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温度調
節器11からケーブル12を介して電力調節器13に伝
送される信号は、1〜5V又は4〜20mAの微弱な電
圧又は電流であり、しかもD/A変換器20とA/D変
換器23にてA/D変換するため、温度調節器11から
電力調節器13への伝送の際の変換誤差が生じやすく、
高精度の温度制御が行えない問題がある。
【0008】また、ヒータ14は、温度が低いと電流値
が高くなるよう制御されるが、ヒータ14が取り付けら
れるホットゴデットローラは、多錘に設けられており、
各ヒータの出力量を制限しても、全錘を同時に立ち上げ
運転するときには、これらヒータ14の出力量を制限し
ても、各錘の電流値が高くなるために電力設備の規模が
大きくなったり、ヒータを制御するパワー素子25を大
きい電流値に合わせて選定しなければならない問題があ
る。また、各錘のヒータ特性に個体差があると、最適な
制御が行えないと共にヒータ特性の経時的変化には対応
できない問題がある。
【0009】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ケーブル等による伝送の際の変換誤差を無くし、よ
り高精度な温度制御を行うと共に、専用の信号線を不要
とし、温度制御装置全体をコンパクト化できるヒータ制
御装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、温度センサからの検出値に基づい
てヒータの電力を調整するヒータ制御装置において、上
記温度センサによる温度検出と温度設定を行う温度調節
部とヒータの電力を調節するパワー素子を有する電力調
整部とを一体化し、検出温度に応じて、1つの中央処理
装置で上記ヒータのパワー素子用のゲート駆動回路を直
接駆動するようにしたヒータ制御装置である。
【0011】請求項2の発明は、ヒータに供給される電
流値を検出する電流検出手段と、検出した電流値に基づ
いて、検出温度と設定温度から求めた出力量の制限の必
要性を判断する制限手段とを備えた請求項1記載のヒー
タ制御装置である。
【0012】請求項3の発明は、制限手段は、ヒータへ
の出力量を制限する際、検出した電流値と目標電流値と
の偏差から制限割合を求める請求項2記載のヒータ制御
装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0014】図1において、30は、1つのCPU31
を搭載したヒータ制御基板で、温度調節部32と電力調
節部33とが一体化されて設けられる。
【0015】この制御手段及び演算手段としての中央処
理装置であるCPU31には、RAM34とヒータ温度
制御のためのプログラム等が格納されたROM35が接
続され、CPU31にA/D変換器(アナログ/デジタ
ル変換器)36,ローパスフィルタ37を介して熱電対
等の温度センサ10が接続されると共に、入出力ポート
38から設定温度がCPU31に入力されて、温度調節
部32が構成される。
【0016】また、電力調節部33は、CPU31と、
サイリスタやIGBT(Insulated-gate Bipolar Trans
istor )からなるパワー素子39と、CPU31で駆動
され、パワー素子39のトランジスタ等をスイッチング
して制御をするためのゲート駆動回路40とからなり、
パワー素子39と商用電源15とヒータ14とが電源ラ
イン41にて接続される。
【0017】電源ライン41には、ヒータ14に流れる
電流値を検出する電流検出手段42が設けられ、この検
出電流値が、A/D変換器36を介してCPU31に入
力されるようになっている。
【0018】また、ヒータ制御基板30には、通信ポー
ト43が設けられ、この通信ポート43より、設備全体
の消費電力或いは、当該ヒータ制御装置に割り当てられ
る電力量が送信されるようになっている。
【0019】次に本発明の作用を述べる。
【0020】入出力ポート38から設定温度がCPU3
1に入力され、その温度がRAM34に記憶される。一
方温度センサ10で検出された温度は、電流又は電圧値
としてローパスフィルタ37を介してCPU31に入力
される。
【0021】CPU31は、設定温度と温度センサ10
からの検出温度に基づいてその偏差を求め、その偏差に
基づいて、ROM35に書き込まれた制御プログラムに
基づいて、ゲート駆動回路40に駆動信号を出力してパ
ワー素子39を適宜ON・OFF制御して商用電源15
の位相角制御を行ってその出力量を制御し、ヒータ14
の発熱量を制御することで、ゴデットローラ等が設定温
度に維持される。
【0022】この場合、温度調節部32と電力調節部3
3とが、従来のようにケーブルを介することなく1つの
筺体に収容されて一体化されており、変換誤差が無く、
より高度な温度制御が行える。
【0023】この温度制御の際、電流検出手段42は、
ヒータ14に流れる電流値を検出し、これをA/D変換
器36を介してCPU31に入力し、ヒータ14の現在
温度とは無関係に検出した電流値に基づいて制限が必要
かどうかを判断し、制限する場合、その制限割合を検出
した電流値と予め設定した電流値との偏差に基づいて演
算し、出力量の制御を行うようになっている。
【0024】これにより、ヒータ14の特性の固体差に
関係なく、常に最適な制御が行えると共に、ヒータ特性
の経時的変化にも自動的に対応できる。
【0025】図2は、ヒータ制御の立ち上げ時のヒータ
温度と電流制御の関係を示したものである。
【0026】温度調節部32による出力量は、ヒータ温
度とヒータ電流とは略反比例するように制御されるが、
図2では、ヒータの現在温度と無関係に電流制限する例
を示したものである。
【0027】例えば、ゴデットローラの各錘を一斉に立
ち上げる場合などにおいては、温度センサ10での検出
温度が低く設定温度との偏差が大きく、出力量が大きく
なってヒータ電流が大きくなり、電力設備全体の容量を
オーバーしてしまう。
【0028】そこで、図2に示すように、目標電流値U
(上限値)に基づく範囲Tを設定しておき、検出電流値
aが、目標電流値Uを越えないように出力量の制限をか
ける。そのときの制限割合は、検出電流値と目標電流値
Uの偏差から求め、検出電流値と目標電流値Uとの偏差
が大きいときには、制限割合を高く、小さいときには制
限割合を低く設定する。また、目標電流値Uに基づく範
囲Tに検出電流値が入っていないときには制限をかけな
いようにしたものである。換言すれば、ヒータ温度に関
係なく、上記目標電流値Uに基づく範囲Tに入ると制限
をかけるようにしたものである。
【0029】これにより、立ち上げ時、その錘数に応じ
て最大電力負荷を決定し、これに応じて目標電流値Uに
基づく範囲Tを設定することで、常に最適な割合で出力
量の制限が可能となる。
【0030】また、電流検出手段42で検出した電流値
と、温度センサ10で検出した温度とを比較すること
で、ヒータ14の断線や不具合などを検出し、入出力ポ
ート38からアラーム信号を出力することも可能とな
る。
【0031】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な効果を発揮する。
【0032】(1) 温度調節部と電力調節部との一体化
(1ユニット化)が可能となり、コンパクト化できると
共に従来のような変換誤差が無くなり、より高精度な温
度制御が行える。
【0033】(2) 実際の検出電流値に基づく出力量の制
限を行うので、ヒータ特性の固体差に関係なく、常に最
適な制御が行えると共にヒータの経時的な変化にも自動
的に対応できる。
【0034】(3) 制限割合を検出電流値と目標電流値と
の偏差から求めるので、常に最適な制限割合での出力制
限が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明において電流制限を説明する図である。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 温度センサ 14 ヒータ 32 温度調節部 33 電力調節部 39 パワー素子 40 ゲート駆動回路 42 電流検出手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度センサからの検出値に基づいてヒー
    タの電力を調整するヒータ制御装置において、上記温度
    センサによる温度検出と温度設定を行う温度調節部とヒ
    ータの電力を調節するパワー素子を有する電力調整部と
    を一体化し、検出温度に応じて、1つの中央処理装置で
    上記ヒータのパワー素子用のゲート駆動回路を直接駆動
    することを特徴とするヒータ制御装置。
  2. 【請求項2】 ヒータに供給される電流値を検出する電
    流検出手段と、検出した電流値に基づいて、検出温度と
    設定温度から求めた出力量の制限の必要性を判断する制
    限手段とを備えた請求項1記載のヒータ制御装置。
  3. 【請求項3】 制限手段は、ヒータへの出力量を制限す
    る際、検出した電流値と目標電流値との偏差から制限割
    合を求める請求項2記載のヒータ制御装置。
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