JP2002267375A - 熱処理炉の制御システム - Google Patents

熱処理炉の制御システム

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JP2002267375A
JP2002267375A JP2001068641A JP2001068641A JP2002267375A JP 2002267375 A JP2002267375 A JP 2002267375A JP 2001068641 A JP2001068641 A JP 2001068641A JP 2001068641 A JP2001068641 A JP 2001068641A JP 2002267375 A JP2002267375 A JP 2002267375A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーケンサの処理負荷を軽減してスキャンタ
イムを大幅に短縮することができ、炉内の温度のデータ
精度が低下するのを抑えることができる熱処理炉の制御
システムを提供する。 【解決手段】 パソコン(データ処理装置)1と、熱電
対(温度検出手段)8cが検出した熱処理炉8の炉内の
温度を用いて温度制御を行う温度調節計(温度制御手
段)3とを第2の通信路5で直接的に接続するととも
に、上記温度調節計3から熱処理炉8の温度のデータを
第2の通信路5を経て受信するための受信プログラムを
パソコン1に記憶させる。パソコン1が、その受信プロ
グラムを実行して上記データを受信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理炉の制御シ
ステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より例えば図2に示す制御システム
を用いて、被処理物を加熱処理する熱処理炉を自動制御
することが行われている。図2において、この従来の制
御システムは、コンベアを備えた連続炉等の熱処理炉
(図示せず)を制御するものであり、パーソナルコンピ
ュータ(以下、”パソコン”という)50と、このパソ
コン50に第1及び第2通信線53,54をそれぞれ介
して順次直列に接続されたシーケンサ51及び炉内の温
度制御を行う温度調節計52を備えている。上記第1及
び第2通信線53,54には、それぞれRS−422及
びRS−232Cに準拠した通信線が使用されている。
上記温度調節計52には、上記熱処理炉側に設けられ、
その炉内の温度を検出する熱電対(図示せず)が接続さ
れており、その検出温度(電圧信号)をデジタルデータ
に変換するA/Dコンバータが含まれている。
【0003】パソコン50は、シーケンサ51を介して
上記熱電対から転送された上記熱処理炉の温度のデータ
を記録するとともに、そのディスプレイ上に表示する。
シーケンサ51には、上記温度調節計52に加えて、オ
ン/オフ弁、リミットスイッチ、流量調整弁、ヒータ、
コンベアの駆動モータ、センサ、及びリレー等の熱処理
炉用の各種制御機器等との間を結ぶ入出力信号回線が接
続されており、専用のIC等により構成された演算処理
部と、この演算処理部で実行されるシーケンスプログラ
ムを記憶したRAM等のメモリとが設けられている。上
記シーケンスプログラムには、上記の各制御機器等を所
定の手順で動作させるための動作プログラムと、パソコ
ン50及び温度調節計52とのデータ通信を行うための
通信プログラムとが含まれている。また、この通信プロ
グラムには、上記熱電対で検出された温度のデータを、
上記第2通信線54から第1通信線53に適した転送フ
ォーマットに変換してパソコン50に転送するための転
送プログラムが含まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の熱処理炉の制御システムでは、シーケンサ
51が実行するシーケンスプログラムに転送プログラム
を含めていたので、シーケンスプログラムのデータ量が
膨大なものとなり、当該シーケンサ51の演算処理部で
の処理負荷も大きくなって、上記転送プログラムを実行
するのに時間を要した。このため、上記熱電対が炉内の
温度を検出した時点からパソコン50上にロギングされ
るまでの時間遅れが無視できなくなるという問題があっ
た。
【0005】また、上記温度のデータは、温度調節計5
2から第2通信線54、シーケンサ51、及び第1通信
線53を経てパソコン50に転送されるので、各通信線
53,54でのデータ転送中に外部ノイズなどによって
転送誤りが生じたり、シーケンサ51での転送フォーマ
ットの変換時にデータの端数が省略されたりして、その
データ精度が低下することがあった。
【0006】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、シーケンサの処理負荷を軽減してスキャンタイムを
大幅に短縮することができ、炉内の温度のデータ精度が
低下するのを抑えることができる熱処理炉の制御システ
ムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の熱処理炉の制御
システムは、所定のシーケンスプログラムを記憶し実行
するシーケンサを備えた熱処理炉の制御システムであっ
て、炉内の温度を検出する温度検出手段と、前記シーケ
ンサ及び温度検出手段に、互いに独立した第1及び第2
の通信路をそれぞれ介して直接接続されているととも
に、前記温度検出手段が検出した温度のデータを第2の
通信路を経て受信するための受信プログラムを記憶し実
行するデータ処理装置とを備えていることを特徴とする
ものである(請求項1)。
【0008】上記のように構成された熱処理炉の制御シ
ステムによれば、第2の通信路を介して温度検出手段に
直接的に接続されたデータ処理装置に上記受信プログラ
ムを記憶させ実行させることにより、シーケンサの処理
負荷を軽減することができ、スキャンタイムを大幅に短
縮することができる。しかも、温度のデータ転送が第2
の通信路でのみ行われるので、転送誤り等に起因する温
度のデータ精度が低下するのを抑えることができる。
【0009】また、上記のような熱処理炉の制御システ
ム(請求項1)において、前記データ処理装置が、A/
D変換機能を有するとともに炉内の温度制御を行う温度
制御手段を通して前記温度検出手段に接続されてもよい
(請求項2)。この場合、データ処理装置からA/D変
換機能を省略することができるとともに、複数の温度検
出手段を温度制御手段に接続した場合でも、一つの上記
第2の通信路により各温度検出手段で検出した温度のデ
ータ転送を行うことができる。しかも、信頼性の高い温
度制御手段に温度検出手段を直接接続することにより、
その温度制御を高速かつ精度よく行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の熱処理炉の制御シ
ステムを示す好ましい実施形態について、図面を参照し
ながら説明する。図1は、本発明の一実施形態による熱
処理炉の制御システムの構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態の制御システムは、データ処
理装置としてのパソコン1と、このパソコン1に第1の
通信路4を介して直接接続されたシーケンサ2と、第2
の通信路5を介して直接接続され、熱電対8cの検出結
果に基づいて熱処理炉8の温度制御を行う温度制御手段
としての温度調節計3とを備えている。また、上記シー
ケンサ2及び温度調節計3は、それぞれ制御線6,7を
介して上記熱処理炉8に接続されている。この熱処理炉
8は、上記シーケン2によってシーケンス制御される、
例えば被処理物を熱処理するための連続炉等の炉体8a
と、これを加熱するヒータ8bと、温度検出手段として
の熱電対8cとを備えている。尚、上記炉体8aには、
図示を省略したコンベアの駆動モータ、ガス供給用電磁
弁、センサ、スイッチ、及びリレー等の各種制御機器等
が含まれている。
【0011】上記パソコン1は、CPU1aと、ハード
ディスク装置やRAM等からなるデータ記憶部1bと、
入出力ポート及びモデムなどを含み、外部とのデータの
やりとりを行うデータ送受信部1cとを備えたものであ
り、例えば32ビットのOSを搭載したFAT32互換
機により構成されている。上記データ記憶部1bには、
熱電対8cが検出した熱処理炉8の炉体8aの検出温度
のデータを温度調節計3から第2の通信路5を経て受信
するための受信プログラム、及びシーケンサ2との間の
データ通信を行うための通信プログラムが予め格納され
ている。
【0012】また、パソコン1では、CPU1aが受信
プログラムを実行することにより、データ送受信部1c
が上記熱電対8cで検出した温度のデータを温度調節計
3を介して第2の通信路5から入力して、データ記憶部
1bに逐次記憶させる。また、CPU1aが通信プログ
ラムを実行することにより、熱処理炉8の処理状況など
を示す情報を要求する指示信号がデータ送受信部1cか
ら第1の通信路4を介してシーケンサ2に出力され、上
記情報のデータがシーケンサ2から第1の通信路4を経
てデータ送受信部1cに送られて、データ記憶部1bに
逐次記憶される。尚、上記情報のデータには、センサに
よって検出されたコンベアの搬送速度や炉体8a内への
ガス供給量等のリアルタイムでの検出データと、被処理
物を熱処理したときの炉体8a内のガス濃度や圧力等の
データを例えばロット単位にまとめた処理結果を示す結
果データとがある。上記データ記憶部1bに記憶されて
いるデータは、ユーザの操作等に応じて、ディスプレイ
に表示されるとともに、データ送受信部1cからLAN
や電話回線等を介して外部のデータ管理装置(ホストコ
ンピュータなど)に転送される。
【0013】上記第1及び第2の通信路4,5には、例
えばRS−422またはRS−485に準拠した通信線
が使用されている。これらの通信線は、複数の周辺機器
を数珠つなぎにパソコン1に接続可能なマルチドロップ
方式のものであり、上記FAT32互換機であるパソコ
ン1と組み合わせて使用することにより、合計32台ま
でのシーケンサ2及び温度調節計3をパソコン1に容易
に接続することができる。したがって、本実施形態で
は、31個の熱電対8cを炉体8aの内部に取り付け
て、最大31箇所の温度のデータをパソコン1で同時に
監視することができる。尚、図1では、図面の簡略化の
ために、各々1台のシーケンサ2及び温度調節計3だけ
を図示している。また、上記の通信線は従来例でのRS
−232Cに準拠したものに比べて耐ノイズ性を向上し
たものであり、第1及び第2の通信路4,5の長さ、つ
まりパソコン1とシーケンサ2及び温度調節計3との各
設置間隔を1.5km程度まで大きくすることができ
る。
【0014】シーケンサ2は、専用のIC等からなる演
算処理部2aとRAM等からなるメモリ2bとを備えた
ものであり、演算処理部2aには熱処理炉8に含まれた
上記の各種制御機器が制御線6を介して接続されてい
る。メモリ2bには、上記の各種制御機器を所定の手順
で動作させるための動作プログラムを含んだシーケンス
プログラムが予め格納されており、演算処理部2aがシ
ーケンスプログラムを実行することにより、熱処理炉8
に対して温度制御以外の必要な制御を行う。
【0015】尚、上記の説明では、受信プログラムと通
信プログラムとをデータ記憶部1bに予め格納し、シー
ケンスプログラムをメモリ2bに予め格納した構成につ
いて説明したが、本実施形態では、データ送受信部1c
を利用して上記の各プログラムを容易に更新することが
できる。具体的には、例えば熱処理炉8での処理条件の
変更に応じた新たなシーケンスプログラムを外部のホス
トコンピュータ等から電話回線などを通してデータ送受
信部1cに転送しデータ記憶部1bにダウンロードした
後、さらに第1の通信路4を介してシーケンサ2に転送
してメモリ2bに記憶させてもよい。これにより、本実
施形態の制御システムは、熱処理炉8での処理条件の変
更に容易に対応することができ、ユーザの負担を軽減で
きる。
【0016】上記温度調節計3は、上記の熱電対8cか
らの検出温度(電圧信号)と設定温度との差に基づきヒ
ータ8bに供給する電力をフィードバック制御するため
の出力値を演算して、制御信号として上記ヒータ8b用
の電力調整器(図示せず)に出力する温度制御部3aを
備えている。なお、この温度調節計3には、上記の検出
温度をデジタルデータに変換するA/Dコンバータが含
まれている。
【0017】上記のように構成された本実施形態の熱処
理炉の制御システムでは、パソコン1が受信プログラム
を記憶するとともに、その受信プログラムを実行して熱
電対8cで検出した温度のデータを温度調節計3及び第
2の通信路5を介して受信する。それゆえ、上述の従来
例のものと異なり、パソコン1はシーケンサ2の動作状
況に関わらず上記のデータを取得することができ、タイ
ムラグを少なくすることができる。また、その温度のデ
ータ転送は第2の通信路5でのみ行われるので、上記従
来例での転送フォーマットの変換処理を行う必要がな
く、転送誤り等に起因する温度のデータ精度が低下する
のを抑えることができる。さらに、シーケンスプログラ
ムから従来例での転送プログラムを割愛することができ
るので、上記メモリ2bに格納されるシーケンスプログ
ラムのデータ量を小さくすることができ、当該シーケン
サ2の処理負荷を軽減することができる。その結果、操
作レスポンスを向上でき、また場合によっては演算処理
部2aの回路規模及びメモリ2bの記憶容量を小さいも
のとすることができ、シーケンサ2の構成を容易に簡略
化することができる。
【0018】また、熱電対8cがA/Dコンバータ(A
/D変換機能)を有する温度調節計3に接続されている
ので、パソコン1からA/D変換機能を省略することが
できるとともに、複数の熱電対8cを温度調節計3に接
続した場合でも、一つの第2の通信路5により各熱電対
8cで検出した温度のデータ転送を行うことができる。
しかも、信頼性の高い温度調節計3に熱電対8cを直接
接続することにより、その温度制御を高速かつ精度よく
行うことができる。
【0019】尚、上記の説明では、熱電対8cを温度調
節計3に接続した構成について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、上記受信プログラムを記
憶し実行可能なデータ処理装置が温度検出手段が検出し
た炉内の温度のデータを第2の通信路を経て受信できる
ものであれば何等限定されない。具体的には、熱電対8
cからの電圧信号をパソコン1のアナログ信号用の入力
ポートに直接接続する構成でもよい。
【0020】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項1の熱処理炉の制御システムによ
れば、上記データ処理装置が受信プログラムを記憶する
とともに、その受信プログラムを実行して第2の通信路
を介して接続された温度検出手段から炉内の温度のデー
タを受信するので、シーケンサのスキャンタイムを大幅
に短縮することができ、またデータ転送中の転送誤り等
に起因する温度のデータ精度が低下するのを抑えること
ができる。しかも、シーケンサに記憶させ実行させるシ
ーケンスプログラムから上記従来例での転送プログラム
を割愛することができるので、シーケンサの処理負荷を
軽減することができ、さらに操作レスポンスを向上で
き、また場合によってはシーケンサの構成を簡略化する
ことができる。
【0021】また、請求項2の熱処理炉の制御システム
によれば、データ処理装置からA/D変換機能を省略す
ることができるとともに、一つの上記第2の通信路によ
り複数の各温度検出手段で検出した温度のデータ転送を
行うことができるので、データ処理装置及び第2の通信
路の構成を簡略化することができる。温度制御を高速か
つ精度よく行うことができるので、熱処理炉のヒータを
適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による熱処理炉の制御シス
テムの構成を示すブロック図である。
【図2】従来の熱処理炉の制御システムの構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
1 パソコン(データ処理装置) 2 シーケンサ 3 温度調節計(温度制御手段) 4 第1の通信路 5 第2の通信路 8 熱処理炉 8c 熱電対(温度検出手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のシーケンスプログラムを記憶し実行
    するシーケンサを備えた熱処理炉の制御システムであっ
    て、 炉内の温度を検出する温度検出手段と、 前記シーケンサ及び温度検出手段に、互いに独立した第
    1及び第2の通信路をそれぞれ介して直接接続されてい
    るとともに、前記温度検出手段が検出した温度のデータ
    を第2の通信路を経て受信するための受信プログラムを
    記憶し実行するデータ処理装置とを備えていることを特
    徴とする熱処理炉の制御システム。
  2. 【請求項2】前記データ処理装置が、A/D変換機能を
    有するとともに炉内の温度制御を行う温度制御手段を通
    して前記温度検出手段に接続されていることを特徴とす
    る請求項1記載の熱処理炉の制御システム。
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