JP2002343537A - ヒータ断線検出方法、温度調節器および熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、かつ低コストで断線を検出で
きる断線検出方法、それを用いた温度調節器および熱処
理装置を提供する。 【解決手段】 温度調節器７では、制御対象の温度が目
標温度に達するまでの最大傾きを計測して上位コンピュ
ータ８に出力し、上位コンピュータ８では、温度調節器
７からの最大傾きと予め記憶部１１に記憶されている正
常時の最大傾きとを比較してヒータの断線を検出するよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒータの断線を検
出するヒータ断線検出方法、ヒータの通電を制御して温
度制御を行う温度調節器および温度調節器を備える熱処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱処理装置、例えば、射出成形機では、
射出シリンダの外周壁に、複数のヒータ、例えば、三相
ヒータが取り付けられており、ＳＳＲ等を介して共通の
三相電源に接続されて給電される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる射出成形機で
は、ヒータの断線を検出するためにヒータ断線検出回路
が設けられているが、三相ヒータのどれが断線してもそ
れを検出できるようにするためには、各三相ヒータ毎
に、２つの電流センサと各電流センサの出力がそれぞれ
与えられるヒータ電流測定回路とを備える必要がある。

【０００４】電流センサとしては、交流電流を磁気結合
のトランスで結合するＣＴが必要であり、ヒータ電流測
定回路としては、ヒータを駆動するＳＳＲ等が通電して
いるときだけＣＴの出力電流を計測し、それに基づいて
ヒータ断線であるかどうかを判定する機能を備える必要
があった。

【０００５】このように従来の断線検出回路は、複数の
電流センサおよびヒータ電流測定回路を必要とするため
に、構成が複雑であるとともに、コストが高くつくとい
った難点がある。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、簡単な構成で、かつ低コストで断線を検出で
きる断線検出方法、それに好適な温度調節器および熱処
理装置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】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００８】すなわち、本発明のヒータ断線検出方法
は、制御対象を加熱するヒータの断線を検出するヒータ
断線検出方法において、制御対象の温度が目標温度に達
するまでの最大傾き、整定後の前記制御対象のゲイン、
整定後の操作量および整定後の偏差の少なくともいずれ
か一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出するもので
ある。

【０００９】本発明によると、制御対象の温度が目標温
度に達するまでの最大傾き、整定後の前記制御対象のゲ
イン、整定後の操作量および整定後の偏差の少なくとも
いずれか一つに基づいて、ヒータの断線を検出するの
で、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを必要
とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断線を
検出できることになる。

【００１０】本発明の温度調節器は、制御対象を加熱す
るヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御す
る温度調節器において、制御対象の温度が目標温度に達
するまでの最大傾き、整定後の前記制御対象のゲイン、
整定後の操作量の変化および整定後の偏差の少なくとも
いずれか一つを、外部に出力可能としている。

【００１１】本発明によると、制御対象の温度が目標温
度に達するまでの最大傾き、整定後の前記制御対象のゲ
イン、整定後の操作量の変化（変化率や変化分など）お
よび整定後の偏差の少なくともいずれか一つを、外部に
出力できるので、外部のコンピュータなどによって、最
大傾き、整定後の制御対象のゲイン、整定後の操作量の
変化および整定後の偏差の少なくともいずれか一つに基
づいてヒータの断線を検出することができ、これによっ
て、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを必要
とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断線を
検出できることになる。

【００１２】また、本発明の温度調節器は、制御対象を
加熱するヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を
制御する温度調節器において、制御対象の温度が目標温
度に達するまでの最大傾き、整定後の前記制御対象のゲ
イン、整定後の操作量および整定後の偏差の少なくとも
いずれか一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出する
ものである。

【００１３】本発明によると、制御対象の温度が目標温
度に達するまでの最大傾き、整定後の前記制御対象のゲ
イン、整定後の操作量および整定後の偏差の少なくとも
いずれか一つに基づいて、温度調節器自体でヒータの断
線を検出できることになり、従来の電流センサやヒータ
電流測定回路などを必要とせず、簡単な構成で、かつ低
コストでヒータの断線を検出できることになる。

【００１４】本発明の他の実施態様においては、前記断
線検出手段が、正常な外乱を検知する外乱検知手段を含
み、正常な外乱時には、ヒータの断線検出が禁止される
ものである。

【００１５】本発明によると、正常な外乱、例えば、制
御対象である加熱シリンダ、熱盤、熱処理炉などの熱処
理手段に、原料樹脂やウェハといった被処理物が投入さ
れたときの温度等の変動を外乱検知手段で検知し、かか
る正常な外乱時には、ヒータの断線検出を禁止するの
で、前記外乱による温度等の変動を、ヒータ断線による
ものと、誤検出することが防止される。

【００１６】本発明の好ましい実施態様においては、前
記外乱検知手段には、前記制御対象の異なる箇所の温度
をそれぞれ検出する複数の温度検出手段の検出出力が与
えられ、該外乱検知手段は、前記制御対象の温度の傾斜
に基づいて、正常な外乱を検知するものである。

【００１７】本発明によると、例えば、被処理物である
原料樹脂が、制御対象である加熱シリンダ等に投入され
たときに発生する加熱シリンダの温度分布（温度の傾
斜）に基づいて、原料樹脂の投入といった正常な外乱を
検知してヒータの断線検出を禁止するので、ヒータ断線
の誤検出を防止できる。

【００１８】本発明のさらに好ましい実施態様では、前
記断線検出手段は、整定後の偏差の変化量または微分値
に基づいて、あるいは、整定後の操作量の変化量または
微分値に基づいて、ヒータの断線を検出するものであ
る。

【００１９】本発明によると、偏差や操作量の変化量あ
るいは微分値に基づいて、ヒータの断線を検出するの
で、目標温度が異なる場合であっても、ヒータ断線を同
様にして検出できることになる。

【００２０】また、本発明の温度調節器は、制御対象を
加熱するヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を
制御する温度調節器において、整定時の操作量である第
１の整定操作量と、整定が外れて再び整定したときの操
作量である第２の整定操作量とに基づいて、前記ヒータ
の断線を検出する断線検出手段を備えている。

【００２１】本発明によると、ヒータが断線する前の整
定時の操作量である第１の整定操作量と、ヒータが断線
して整定を外れて再び整定したときの操作量である第２
の整定操作量との関係を利用してヒータの断線を検出す
るので、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを
必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断
線を検出できることになる。

【００２２】本発明の一実施態様においては、ｎ個の前
記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネル毎に通
電制御され、前記断線検出手段は、前記第２の整定操作
量が、前記第１の整定操作量のｎ／（ｎ−１）倍程度に
なったことを条件としてヒータの断線を検出するもので
ある。但し、ｎは自然数である。

【００２３】本発明によると、例えば、３相ヒータ、す
なわち、ｎ＝３の場合に、その内の一つのヒータが断線
すると、断線後の第２の整定操作量は、断線前の第１の
整定操作量の１.５{＝３／（３−１）}倍程度になるの
で、それを検出条件としてヒータ断線を検出できる。

【００２４】本発明の他の実施態様においては、前記断
線検出手段は、前記第２の整定操作量が、前記第１の整
定操作量のｎ／（ｎ−１）倍を中心とした所定範囲にな
ったことを条件としてヒータの断線を検出するものであ
る。

【００２５】本発明によると、例えば、３相ヒータの３
つのヒータの発熱量のバラツキや取り付け位置による影
響を考慮し、前記第２の整定操作量が、前記第１の整定
操作量のｎ／（ｎ−１）倍を中心とした所定範囲になっ
たことを条件としてヒータの断線を検出することができ
る。

【００２６】本発明のさらに他の実施態様においては、
ｎ個の前記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネ
ル毎に通電制御され、前記断線検出手段は、前記第２の
整定操作量が、前記第１の整定操作量のｎ／（ｎ−１）
倍よりも小さな所定値以上になったことを条件としてヒ
ータの断線を検出するものである。

【００２７】本発明によると、例えば、３相ヒータの一
つ以上のヒータが断線したときにもそれを検出すること
ができる。

【００２８】本発明の好ましい実施態様においては、前
記断線検出手段は、複数チャネルのうちの一つのチャネ
ルのみが前記条件を満たすとともに、他のチャネルが前
記条件を満たさないことを検出してヒータの断線を検出
するものである。

【００２９】本発明によると、正常な外乱、例えば、制
御対象である加熱シリンダ、熱盤、熱処理炉などの熱処
理手段に、原料樹脂やウェハといった被処理物が投入さ
れたときには、複数チャネルの全てのチャネルの整定操
作量が変動するので、かかる正常な外乱をヒータ断線と
誤検出することなく、いずれかのチャネルに生じたヒー
タ断線を確実に検出できる。

【００３０】本発明の熱処理装置は、本発明に係る温度
調節器と、制御対象としての熱処理手段と、前記温度調
節器からの前記最大傾き、前記ゲイン、前記操作量の変
化および前記偏差の少なくともいずれか一つに基づい
て、前記熱処理手段を加熱するヒータの断線を検出する
断線検出手段とを備えている。

【００３１】本発明によると、温度調節器からの最大傾
き、ゲイン、操作量の変化および偏差の少なくともいず
れか一つに基づいて、コンピュータなどで構成される断
線検出手段でヒータの断線を検出するので、従来の電流
センサやヒータ電流測定回路などを必要とせず、簡単な
構成で、かつ低コストでヒータの断線を検出できること
になる。

【００３２】本発明の他の実施態様においては、前記熱
処理手段が、樹脂を加熱溶融する加熱シリンダである。

【００３３】本発明によると、樹脂を加熱溶融する加熱
シリンダのヒータの断線を簡単な構成で、かつ低コスト
で検出できることになり、射出成形機や押し出し成形機
などの熱処理装置に好適に実施できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係るヒータ断線検出方法を適用した熱処理
装置としての射出成形機１の概略構成図である。

【００３６】射出成形機１の射出シリンダ２の外周壁に
は、複数のヒータ３が取り付けられており、ＳＳＲ４を
介して共通の交流電源５に接続されている。また、射出
シリンダ２には、該シリンダ２の温度を検出する温度セ
ンサ６が取り付けられており、この温度センサ６および
前記ＳＳＲ４が、射出シリンダ２の温度を制御する温度
調節器７に接続されている。この温度調節器７は、温度
センサ６からの検出温度（現在温度）ＰＶが、目標温度
（設定温度）になるようにＳＳＲ４に対して操作量ＭＶ
を与えてヒータ３の通電を制御するものである。

【００３７】８は、型締め、射出などの射出成形機の全
体を制御する上位コンピュータであり、この上位コンピ
ュータ８には、温度調節器７が接続されており、該温度
調節器７と通信できるように構成されている。

【００３８】この実施の形態では、ＣＴといった電流セ
ンサやヒータ電流測定回路等を設けることなく、簡単な
構成で、かつ低コストでヒータ３の断線を検出できるよ
うにするために、次のように構成している。

【００３９】図２（ａ）は、室温から目標温度への昇温
時における操作量ＭＶの変化を示す図であり、同図
（ｂ）は、正常時における検出温度ＰＶの変化を示す図
であり、同図（ｃ）は、ヒータ断線が生じた場合の検出
温度ＰＶの変化を示す図であり、それぞれ最大傾きＲと
なる接線を併せて示している。

【００４０】昇温時に、操作量ＭＶが、同図（ａ）に示
されるように、下限値から上限値に変化した場合に、ヒ
ータ断線が生じていない正常時には、同図（ｂ）に示さ
れる検出温度ＰＶの変化の最大傾きＲは、常にほぼ一定
である。

【００４１】これに対して、例えば、２本が並列接続さ
れたヒータ３または３本がΔ結線あるいはスター結線さ
れたヒータ３の内の少なくともいずれか１本が断線した
ときには、発熱量が減少するために、同図（ｃ）に示さ
れるように、検出温度ＰＶの変化の最大傾きＲは、正常
時のほぼ１／２または２／３となる。

【００４２】そこで、この実施の形態のヒータ断線検出
方法では、検出温度が目標温度に達するまでの昇温時に
おける最大傾きＲを計測し、その最大傾きＲと予め定め
た閾値とを比較し、計測した最大傾きＲが、閾値よりも
小さくなったときには、ヒータの断線が生じたと判断す
るのである。

【００４３】図３は、図１の温度調節器７および上位コ
ンピュータ８の要部のブロック図であり、図１に対応す
る部分には、同一の参照符号を付す。

【００４４】温度調節器７は、温度センサ６からの検出
温度ＰＶが、上位コンピュータ８から与えられる目標温
度ＳＰになるように、操作量ＭＶを出力するＰＩＤコン
トローラ９を備えるとともに、検出温度ＰＶと操作量Ｍ
Ｖとに基づいて、最大傾きＲを演算して上位コンピュー
タ８に与える最大傾き計算手段１０を備えている。

【００４５】最大傾きＲの算出は、従来のＰＩＤ定数の
決定のためのオートチューニング（セルフチューニン
グ）と同様であり、例えば、次式によって算出される。

【００４６】 Ｒ＝ΔＰＶ／{Δｔ×（ＭＶ上限値−ＭＶ下限値）} 但し、Δｔは単位時間である。

【００４７】この実施の形態によれば、従来のＰＩＤ定
数を決定するためのオートチューニング（セルフチュー
ニング）の際に得られた最大傾きＲをそのまま利用して
ヒータの断線を検出できることになる。

【００４８】上位コンピュータ８には、ヒータ断線が生
じていない正常時における最大傾きが記憶部１１に記憶
されており、この上位コンピュータ８は、温度調節器７
からの最大傾きＲと正常時の最大傾きとを比較し、予め
定めた閾値を越えて最大傾きＲが小さくなったときに
は、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機１の制
御盤に配設されている表示装置１２に表示するヒータ断
線判断手段１３を備えている。

【００４９】図４は、ヒータ断線判断手段１３の構成の
一例を示す図であり、温度調節器７からの最大傾きＲ
を、記憶部１１に記憶されている正常時の最大傾きで除
算し、予め格納されている閾値１４と比較器１５で比較
して閾値よりも小さくなったときに、ヒータ断線検出信
号を出力するのである。

【００５０】このように、昇温時における最大傾きに基
づいてヒータの断線を検出する、すなわち、ソフト処理
によってヒータの断線を検出するので、上述の従来例の
ように、複数の電流センサや複数のヒータ電流測定回路
などを必要とせず、構成が簡素化されるとともに、コス
トを低減することができる。

【００５１】上述の実施の形態では、室温から目標温度
まで昇温させる際の最大傾きＲを計測してヒータの断線
を検出したけれども、本発明の他の実施の形態として、
例えば、目標温度が変更された際の最大傾きＲに基づい
て、ヒータの断線を検出するようにしてもよい。

【００５２】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、目標値変
更時における操作量ＭＶ、正常時の検出温度ＰＶの変化
およびヒータ断線時の検出温度ＰＶの変化をそれぞれ示
しており、それぞれ最大傾きＲとなる接線を併せて示し
ている。

【００５３】この場合には、最大傾きＲは、例えば、次
式によって算出される。

【００５４】 Ｒ＝ΔＰＶ／{Δｔ×（ＭＶ上限値−ＭＶ整定値）} なお、本発明の他の実施の形態として、上述の各実施の
形態を組み合わせてもよいのは勿論である。

【００５５】また、上述の各実施の形態では、１ｃｈ
(チャネル)の例について説明したけれども、図６に示さ
れるように、複数ｃｈの場合にも同様に適用できるのは
勿論であり、複数ｃｈの場合には、ヒータ断線判断手段
は、図７に示されるように、正常時の最大傾きおよび閾
値は各ｃｈで共通とすればよい。

【００５６】図８は、複数ｃｈの場合のヒータ断線判断
手段の他の実施の形態を示すブロック図である。

【００５７】この実施の形態は、交流電源５の電圧が低
下して最大傾きＲが低下した場合に、ヒータ断線である
と誤って検出しないようにしたものである。

【００５８】すなわち、この実施の形態では、各ｃｈ毎
に温度調節器７で計測された最大傾きを、正常時の最大
傾きでそれぞれ除算した値の絶対値平均を絶対値平均計
算手段１６で算出し、この算出した絶対値平均の値から
予め定められている固定値１７を減算した値を閾値とし
て比較器１５で比較するものである。

【００５９】この固定値は、交流電源５の電圧変動もな
く、ヒータ断線が生じていない正常時の絶対値平均から
減算した値が、上述の実施の形態の図４や図７の閾値と
なるように設定されている。

【００６０】この実施の形態では、交流電源５の電圧が
低下して全チャネルｃｈの最大傾きが小さくなり、その
最大傾きを正常時の最大傾きでそれぞれ除算した値が小
さくなった場合には、絶対値平均計算手段１６による絶
対値平均の値も小さくなって各比較器１５に与えられる
閾値も小さくなり、これによって、最大傾きを正常時の
最大傾きでそれぞれ除算した値が、閾値を下回ることが
なく、ヒータ断線と誤って検出されることがない。

【００６１】一方、或るｃｈのヒータが断線し、そのｃ
ｈのみ最大傾きが小さくなった場合には、絶対値平均計
算手段１６による絶対値平均の値は、ほとんど小さくな
らず、したがって、閾値もほとんど小さくならない。こ
のため、前記ｃｈの最大傾きを正常時の最大傾きで除算
した値は、閾値を下回ることになり、ヒータ断線が検出
されることになる。

【００６２】なお、ヒータ断線判断手段による比較判定
は、上述の実施の形態に限らないのは勿論であり、ま
た、ヒータ断線判断手段を温度調節器７側に設けて温度
調節器７でヒータ断線を検出できるようにしてもよい。

【００６３】（実施の形態２）図９は、本発明の他の実
施の形態を説明するための波形図であり、同図（ａ）
は、正常時の操作量ＭＶの変化を示す図であり、同図
（ｂ）は、正常時の検出温度ＰＶの変化を示す図であ
り、同図（ｃ）は、ヒータ断線が生じた場合の操作量Ｍ
Ｖの変化を示す図であり、同図（ｄ）は、ヒータ断線が
生じた場合の検出温度ＰＶの変化を示す図である。な
お、熱処理装置としての射出成形機１の全体構成は、図
１に示される上述の実施の形態１と基本的に同様であ
る。

【００６４】同図（ａ）に示される整定後の操作量ＭＶ
で、同図（ｂ）に示される検出温度ＰＶから室温を減算
した温度上昇を、割った値である定常ゲインＫは、ヒー
タ断線が生じていない正常時には、常にほぼ一定であ
る。

【００６５】これに対して、例えば、２本が並列接続さ
れたヒータ３または３本がΔ結線あるいはスター結線さ
れたヒータ３の内の少なくともいずれか１本が断線した
ときには、同図（ｃ）に示されるように操作量ＭＶが増
大するために、定常ゲインは、正常時のほぼ１／２また
は２／３となる。

【００６６】そこで、この実施の形態のヒータ断線検出
方法では、昇温後の整定時における定常ゲインＫを計測
し、その定常ゲインＫと予め定めた閾値とを比較し、計
測した定常ゲインＫが、閾値よりも小さくなったときに
は、ヒータの断線が生じたと判断するのである。

【００６７】図１０は、この実施の形態の温度調節器７
ａおよび上位コンピュータ８ａの要部のブロック図であ
り、上述の実施の形態１の図３に対応する図である。

【００６８】この実施の形態の温度調節器７ａは、温度
センサ６からの検出温度ＰＶが、上位コンピュータ８ａ
から与えられる目標温度ＳＰになるように、操作量ＭＶ
を出力するＰＩＤコントローラ９を備えるとともに、検
出温度ＰＶと操作量ＭＶとに基づいて、定常ゲインＫを
演算して上位コンピュータ８ａに与える定常ゲイン計算
手段１８を備えている。

【００６９】定常ゲインＫは、例えば、次式によって算
出される。

【００７０】Ｋ＝（ＰＶ−室温）／（整定ＭＶ） この定常ゲインＫの算出は、検出温度ＰＶの変動が小さ
く、操作量ＭＶの変動が小さくなっていることが条件で
ある。なお、整定時においても、操作量ＭＶが揺れてい
ることがあるので、操作量ＭＶの信号を平均処理するこ
とも必要に応じて行う。また、上記式におけるＰＶは、
目標温度ＳＰに置き換えてもよい。

【００７１】上位コンピュータ８ａには、ヒータ断線が
生じていない正常時における定常ゲインが記憶部１１ａ
に記憶されており、この上位コンピュータ８ａは、温度
調節器７ａからの定常ゲインＫと正常時の定常ゲインと
を比較し、予め定めた閾値を越えて定常ゲインＫが小さ
くなったときには、ヒータ断線と判断して、例えば、射
出成形機の制御盤に配設されている表示装置１２に表示
するヒータ断線判断手段１３ａを備えている。

【００７２】図１１は、ヒータ断線判断手段１３ａの構
成を示す図であり、温度調節器７ａからの定常ゲインＫ
を、記憶部１１ａに記憶されている正常時の定常ゲイン
で除算し、予め格納されている閾値１４ａと比較器１５
で比較して閾値よりも小さくなったときに、ヒータ断線
検出信号を出力するのである。

【００７３】また、上述の実施の形態１と同様に、図６
に示される複数ｃｈの場合にも同様に適用できるのは勿
論であり、複数ｃｈの場合には、ヒータ断線判断手段
は、図１２に示されるように、記憶部１１ａの正常時の
定常ゲインおよび閾値１４ａは各ｃｈで共通とすればよ
い。

【００７４】さらに、上述の実施の形態１の図８と同様
に、交流電源５の電圧が低下して定常ゲインＫが低下し
た場合に、ヒータ断線であると誤って検出しないように
してもよい。すなわち、図１３に示されるように、各ｃ
ｈ毎に温度調節器７ａで計測された定常ゲインＫを、正
常時の定常ゲインでそれぞれ除算した値の絶対値平均を
絶対値平均計算手段１６ａで算出し、予め定められてい
る固定値１７ａを減算した値を閾値として比較器１５で
比較するようにしてもよい。

【００７５】上述の図９に示されるように、ヒータが断
線すると、整定操作量が、増大するので、定常ゲインＫ
に代えて整定操作量に基づいてヒータ断線を検出しても
よい。

【００７６】図１４は、整定操作量ＭＶ０に基づいてヒ
ータの断線を検出する実施の形態の図１０に対応するブ
ロック図である。

【００７７】温度調節器７ｂは、温度センサ６からの検
出温度ＰＶが、上位コンピュータ８ｂから与えられる目
標温度ＳＰになるように、操作量ＭＶを出力するＰＩＤ
コントローラ９を備えるとともに、操作量ＭＶに基づい
て、整定操作量ＭＶ０を演算して上位コンピュータ８ｂ
に与える整定操作量計算手段１９を備えている。

【００７８】整定時においても、操作量ＭＶが揺れてい
ることがあるので、操作量ＭＶの信号を平均処理するこ
とも必要に応じて行う。

【００７９】上位コンピュータ８ｂには、ヒータ断線が
生じていない正常時における整定操作量が記憶部１１ｂ
に記憶されており、この上位コンピュータ８ｂは、温度
調節器７ｂからの整定操作量ＭＶ０と正常時の整定操作
量とを比較し、予め定めた閾値を越えて整定操作量が大
きくなったときには、ヒータ断線と判断して、例えば、
射出成形機の制御盤に配設されている表示装置１２に表
示するヒータ断線判断手段１３ｂを備えている。

【００８０】但し、目標温度ＳＰによって、正常時の整
定操作量は、異なるので、ヒータ断線の判断は、予め決
められた目標温度ＳＰについて行う。あるいは、複数の
目標温度ＳＰのそれぞれについて、正常時の整定操作量
を予め記憶しておき、目標温度ＳＰに対応する整定操作
量ＭＶ０が計測されたときに、ヒータ断線の有無を判断
するようにしてもよい。

【００８１】（実施の形態３）図１５は、本発明のさら
に他の実施の形態を説明するための波形図であり、同図
（ａ）は、正常な場合の整定時の操作量ＭＶを示す図で
あり、同図（ｂ）は、正常な場合の偏差を示す図であ
り、同図（ｃ）は、ヒータ断線が生じた場合の操作量Ｍ
Ｖの変化を示す図であり、同図（ｄ）は、ヒータ断線が
生じた場合の偏差の変化を示す図である。なお、熱処理
装置としての射出成形機１の全体構成は、図１に示され
る上述の実施の形態１と基本的に同様である。

【００８２】同図（ｂ）に示される整定後の偏差（目標
温度ＳＰ−検出温度ＰＶ）は、ほぼ０のままであり、操
作量ＭＶも同図（ａ）に示されるようにほぼ一定であ
る。

【００８３】これに対して、例えば、２本が並列接続さ
れたヒータ３または３本がΔ結線あるいはスター結線さ
れたヒータ３の内の少なくともいずれか１本が断線した
ときには、同図（ｄ）に示されるように偏差は、一旦増
加して０に近づき、最後にほぼ０になる。あるいは、偏
差が残る。また、同図（ｃ）に示されるように、操作量
ＭＶも一旦増加した後、ほぼ一定の値となる。

【００８４】但し、外乱や目標値変更があった場合にも
偏差は、発生する。

【００８５】そこで、この実施の形態のヒータ断線検出
方法では、整定と判断した後に、外乱も目標値応答もな
いと判断できる条件で、偏差が、予め定めた判定基準値
を越えたときに、ヒータの断線が生じたと判断するので
ある。

【００８６】図１６は、この実施の形態の温度調節器７
ｃおよび上位コンピュータ８ｃの要部のブロック図であ
り、上述の実施の形態１の図３に対応する図である。

【００８７】温度調節器７ｃは、温度センサ６からの検
出温度ＰＶが、上位コンピュータ８ｃから与えられる目
標温度ＳＰになるように、操作量ＭＶを出力するＰＩＤ
コントローラ９を備えるとともに、検出温度ＰＶと目標
温度ＳＰとに基づいて、偏差を演算して上位コンピュー
タ８ｃに与える偏差計算手段２０を備えている。

【００８８】偏差ｅは、次式によって算出される。

【００８９】ｅ＝ＳＰ−ＰＶ 上位コンピュータ８ｃには、ヒータ断線の有無を判断す
るための偏差の判定基準値が記憶部１１ｃに記憶されて
おり、この上位コンピュータ８ｃは、外乱や目標値変更
がない条件において、図１７に示されるように、温度調
節器７ｃからの偏差と前記判定基準値とを比較器１５で
比較し、偏差が、判定基準値を越えたときには、ヒータ
断線と判断して、例えば、射出成形機の制御盤に配設さ
れている表示装置１２に表示するヒータ断線判断手段１
３ｃを備えている。

【００９０】図１８は、このヒータ断線判断手段１３ｃ
の動作説明に供するフローチャートであり、先ず、整定
するまで待ち（ステップｎ１）、外乱があるか否かを判
断し（ステップｎ２）、外乱がないときには、目標値変
更されたか否かを判断し（ステップｎ３）、目標値変更
がないときには、偏差が判定基準値以上であるか否かを
判断し（ステップｎ４）、判定基準値以上であるときに
は、ヒータ断線であると判断して表示し（ステップｎ
５）、終了する。

【００９１】すなわち、上位コンピュータ８ｃのヒータ
断線判断手段１３ｃは、外乱が無く、目標値応答もな
く、整定した条件で現在の偏差が、判定基準値を越えた
ときに、ヒータ断線が生じたと判断し、表示装置１２に
表示するのである。ここで、外乱とは、射出成形の立ち
上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流したり、ある
いは、射出ノズルを金型に接触させるなどの制御対象が
熱を奪われ、温度が下がるなどのヒータ断線でなく、正
常な状態で起こる温度変動の要因をいう。射出成形機
側、すなわち、射出成形機を制御する上位コンピュータ
８ｃでは、このような外乱が加わることが予め分かるの
で、このようなときの温度変動は、ヒータ断線ではなく
正常であると判断できように処理するのである。

【００９２】このように温度調節器７ｄで偏差を計算し
て上位コンピュータ８ｄに与える構成の他に、図１９に
示されるように、温度調節器７ｄに、偏差の判定基準値
を記憶した記憶部２１ｄを設けるとともに、偏差を算出
して判定基準値と比較して断線を判定する断線判定手段
２２ｄを設け、その判定結果を、上位コンピュータ８ｄ
に与え、上位コンピュータ８ｄでは、外乱や目標値変更
時には、ヒータ断線判断手段１３ｄによる判断を禁止信
号（Ｉｎｈｉｂｉｔ信号）によって禁止し、外乱でな
く、かつ、目標値変更でないときの温度調節器７ｄから
の判定結果に基づいて、ヒータ断線判断手段１３ｄで最
終的な判断を行うようにしてもよい。

【００９３】あるいは、図２０に示されるように、温度
調節器７ｅが、外乱や目標値変更時の判定を禁止する禁
止信号（Ｉｎｈｉｂｉｔ信号）を、上位コンピュータ８
ｅから受け取り、禁止信号が与えられていないときに、
断線判定手段２２ｅで断線の有無を判定し、その判定結
果を、上位コンピュータ８ｅに与え、上位コンピュータ
８ｅのヒータ断線判断手段１３ｅでは、その判定結果を
最終判断としてヒータ断線時には、表示装置１２に表示
させるものである。

【００９４】また、上述の実施の形態１と同様に、図６
に示される複数ｃｈの場合にも同様に適用できるのは勿
論であり、複数ｃｈの場合には、図２１に示されるよう
に、各ｃｈの偏差と比較する判定基準値を各ｃｈで共通
とすればよい。

【００９５】さらに、上述の実施の形態１の図８と同様
に、交流電源５の電圧が低下した場合に、ヒータ断線で
あると誤って検出しないようにしてもよい。すなわち、
図２２に示されるように、各ｃｈ毎の偏差の平均値を、
平均計算手段２３で算出し、予め定められている固定値
２４を加算した値を判定基準値として比較器１５で比較
するようにしてもよい。

【００９６】上述の各実施の形態では、外乱や目標値変
更の際には、ヒータ断線の判断を禁止するために、上位
コンピュータのヒータ断線判断手段１３ｃ〜１３ｅで最
終的なヒータ断線の有無の判断を行ったけれども、本発
明の他の実施の形態として、図２３に示されるように、
温度調節器側に、最終的にヒータ断線の有無を判断する
ヒータ断線判断手段２５を設けてもよい。

【００９７】この場合には、温度調節器側で外乱や目標
値変更などの正常な現象を、ヒータ断線と誤って検出し
ないようにするために、ヒータ断線以外の正常な現象に
よる特徴的な変動波形を、ヒータ断線以外の現象検知手
段２６を設けて検知し、各比較器１５に判断禁止信号を
出力してヒータ断線の有無の判断を禁止するようにして
いる。

【００９８】このヒータ断線以外の現象検知手段２６の
構成について説明する。ヒータ断線以外の正常な現象に
よる特徴的な偏差の変動波形の例として、射出成形の立
ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流した場合の
樹脂の流れによる温度低下がある。

【００９９】図２４（ａ）は、同図（ｂ）に示される射
出成形機の射出シリンダ２における根元側のＡ点、中間
のＢ点および先端側のＣ点の矢符で示される樹脂の流れ
による偏差の変化を示すものである。

【０１００】この図２４に示されるように、樹脂を流し
始めると、射出シリンダ２の根元から先端に向かって樹
脂が移動するために、根元で奪われる熱量は大きく温度
低下も大きいことが分かる。そして、樹脂の移動によっ
て熱は運ばれ、先端になるほど、奪われる熱量は小さく
なり、温度低下量は小さくなっている。

【０１０１】この現象は、例えば、射出シリンダ２の長
手方向に沿う温度の傾斜（温度差）を比較することで検
知することができる。すなわち、射出シリンダ２の一番
根元側のｃｈの偏差が大きくなっていたとしても、この
根元のｃｈだけでなく、他のｃｈにも大きさは小さい
が、同様な変化があった場合、それは樹脂の流れだと判
断してヒータ断線の判断を禁止させるのである。

【０１０２】例えば、図２５に示されるように、上述の
Ｂ点の偏差とＡ点の偏差との差（Ｂ−Ａ）と、Ｃ点の偏
差とＢの偏差点との差（Ｃ−Ｂ）とを比較器２７で比較
し、それらがある比率の関係にあるときには、樹脂の流
れによる偏差の変動であるとしてヒータ断線の判断を禁
止する判断禁止信号を出力するのである。

【０１０３】さらに、射出ノズルと金型の接触による温
度低下も特有の温度変化が生じるものであり、これもヒ
ータ断線以外の現象として同様に判断禁止信号を出力す
ることが可能である。

【０１０４】（実施の形態４）図２６は、本発明のさら
に他の実施の形態を説明するための波形図であり、同図
（ａ）は、正常な場合の整定時の操作量ＭＶを示す図で
あり、同図（ｂ）は、正常な場合の偏差を示す図であ
り、同図（ｃ）は、ヒータ断線が生じた場合の操作量Ｍ
Ｖの変化を示す図であり、同図（ｄ）は、ヒータ断線が
生じた場合の偏差の変化を示す図である。なお、熱処理
装置としての射出成形機１の全体構成は、図１に示され
る上述の実施の形態１と基本的に同様である。

【０１０５】同図（ａ）に示されるように、並列ヒータ
が正常に動作し、制御が整定している場合、操作量ＭＶ
は、ほぼ一定のままである。

【０１０６】これに対して、例えば、２本が並列接続さ
れたヒータ３または３本がΔ結線あるいはスター結線さ
れたヒータ３の内の少なくともいずれか１本が断線した
ときには、同図（ｄ）に示されるように偏差は、一旦増
加して０に近づき、最後にほぼ０になる。あるいは、偏
差が残る。また、同図（ｃ）に示されるように、操作量
ＭＶも一旦増加した後、ほぼ一定の整定操作量に到達す
る。

【０１０７】そこで、この実施の形態では、整定と判断
した後の操作量ＭＶに基づいてヒータ断線を検出するも
のである。

【０１０８】操作量に揺れがある場合、平均し更新して
いくと、精度のよい検出が可能である。また、ローパス
フィルタで揺れをとり、微分フィルタで急激な変化の傾
きを検出し、その傾きが或る程度以上であれば、ヒータ
断線であると判断してもよい。

【０１０９】但し、急激な操作量変化は、外乱時にも目
標応答時にも発生する。これらと見分けるため、整定と
判断した後で、更に外乱も目標値応答もないと判断でき
る条件で操作量の変化が判定基準値を超えた場合、ヒー
タ断線であると判断して、ヒータ断線を検出するのであ
る。

【０１１０】図２７は、この実施の形態の温度調節器７
ｆおよび上位コンピュータ８ｆの要部のブロック図であ
り、上述の実施の形態１の図３に対応する図である。

【０１１１】温度調節器７ｆは、温度センサ６からの検
出温度ＰＶが、上位コンピュータ８ｆから与えられる目
標温度ＳＰになるように、操作量ＭＶを出力するＰＩＤ
コントローラ９を備えるとともに、このＰＩＤコントロ
ーラ９からの操作量ＭＶを上述のようにローパスフィル
タ等で加工して操作量の変化分ΔＭＶを計測して上位コ
ンピュータ８ｆに与える操作量変化分計測・加工手段２
８を備えている。

【０１１２】上位コンピュータ８ｆには、ヒータ断線の
有無を判断するための操作量の変化分ΔＭＶの判定基準
値が記憶部１１ｆに記憶されており、この上位コンピュ
ータ８ｆは、外乱や目標値変更がない条件において、図
２８に示されるように、温度調節器７ｆからの操作量の
変化分ΔＭＶと前記判定基準値とを比較器１５で比較
し、操作量の変化分ΔＭＶが、判定基準値を越えたとき
には、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機の制
御盤に配設されている表示装置１２に表示するヒータ断
線判断手段１３ｆを備えている。

【０１１３】図２９は、このヒータ断線判断手段の動作
説明に供するフローチャートであり、先ず、整定するま
で待ち（ステップｎ１）、外乱があるか否かを判断し
（ステップｎ２）、外乱がないときには、目標値変更さ
れたか否かを判断し（ステップｎ３）、目標値変更がな
いときには、操作量の変化分ΔＭＶが判定基準値以上で
あるか否かを判断し（ステップｎ４）、判定基準値以上
であるときには、ヒータ断線であると判断して表示し
（ステップｎ５）、終了する。

【０１１４】すなわち、上位コンピュータ８ｆのヒータ
断線判断手段１３ｆは、外乱が無く、目標値応答もな
く、整定した条件で操作量の変化分ΔＭＶが、判定基準
値を越えたときに、ヒータ断線が生じたと判断し、表示
装置１２に表示するのである。ここで、外乱とは、上述
のように射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹脂
を最初に流したり、あるいは、射出ノズルを金型に接触
させるなどの制御対象が熱を奪われ、温度が下がるなど
のヒータ断線でなく、正常な状態で起こる温度変動の要
因をいう。射出成形機を制御する上位コンピュータ８ｆ
では、このような外乱が加わることが予め分かるので、
このようなときの温度変動は、ヒータ断線ではなく正常
であると判断できように処理するのである。

【０１１５】このように温度調節器７ｆで操作量の変化
分ΔＭＶを計算して上位コンピュータ８ｆに与える構成
の他に、図３０に示されるように、温度調節器７ｇに、
操作量の変化分ΔＭＶの判定基準値を記憶した記憶部２
９ｇを設けるとともに、加工計測した操作量の変化分Δ
ＭＶと判定基準値と比較して断線を判定する断線判定手
段３０ｇを設け、その判定結果を、上位コンピュータ８
ｇに与え、上位コンピュータ８ｇでは、外乱や目標値変
更時には、ヒータ断線判断手段１３ｇによる判断を禁止
信号（Ｉｎｈｉｂｉｔ信号）によって禁止し、外乱でな
く、かつ、目標値変更でないときの温度調節器７ｇから
の判定結果に基づいて、ヒータ断線判断手段１３ｇで最
終的な判断を行うようにしてもよい。

【０１１６】あるいは、図３１に示されるように、温度
調節器７ｈが、外乱や目標値変更時の判定を禁止する禁
止信号（Ｉｎｈｉｂｉｔ信号）を、上位コンピュータ８
ｈから受け取り、禁止信号が与えられていないときに、
断線判定手段３０ｈで断線の有無を判定し、その判定結
果を、上位コンピュータ８ｈに与え、上位コンピュータ
８ｈのヒータ断線判断手段１３ｈでは、その判定結果を
最終判断としてヒータ断線時には、表示装置１２に表示
させるものである。

【０１１７】また、上述の実施の形態１と同様に、図６
に示される複数ｃｈの場合にも同様に適用できるのは勿
論であり、複数ｃｈの場合には、図３２に示されるよう
に、各ｃｈの操作量の変化分ΔＭＶと比較する判定基準
値を各ｃｈで共通とすればよい。

【０１１８】さらに、上述の実施の形態１の図８と同様
に、交流電源５の電圧が低下した場合に、ヒータ断線で
あると誤って検出しないようにしてもよい。すなわち、
図３３に示されるように、各ｃｈ毎の偏差の平均値を、
平均計算手段３１で算出し、予め定められている固定値
３２を加算した値を判定基準値として比較器１５で比較
するようにしてもよい。

【０１１９】さらに、上述の実施の形態３の図２３と同
様に、ヒータ断線以外の正常な現象による特徴的な変動
波形を、ヒータ断線以外の現象検知手段を設けて検知し
てヒータ断線の有無の判断を禁止するようにし、温度調
節器のみで最終的にヒータ断線の有無を判断するように
してもよい。

【０１２０】（実施の形態５）図３４は、本発明のさら
に他の実施の形態を説明するための波形図であり、同図
（ａ）は、正常な場合の検出温度ＰＶを示す図であり、
同図（ｂ）は、正常な場合の操作量ＭＶを示す図であ
り、同図（ｃ）は、ヒータ断線が生じた場合の検出温度
ＰＶの変化を示す図であり、同図（ｄ）は、ヒータ断線
が生じた場合の操作量ＭＶの変化を示す図である。

【０１２１】なお、熱処理装置としての射出成形機１の
全体構成は、図１に示される上述の実施の形態１と基本
的に同様であるが、この実施の形態では、３本のヒータ
がΔ結線あるいはスター結線された３相ヒータのいずれ
か１本のヒータが断線した場合に適用して説明する。

【０１２２】同図(ａ)，(ｂ)に示されるように、３相ヒ
ータが正常に動作し、制御が整定している場合には、検
出温度ＰＶは目標温度ＳＰにほぼ一致し、整定時の操作
量である第１の整定操作量ＭＶ１は、ほぼ一定のままで
ある。

【０１２３】これに対して、同図(ｃ)，(ｄ)に示される
ように、３相ヒータの１相のヒータが断線してヒータの
出力が低下すると、同じ操作量であっても検出温度ＰＶ
が低下を始める。このため、温度低下を抑制するよう
に、操作量が上昇し、整定を外れた後に再び整定する。
この再び整定したときの第２の整定操作量ＭＶ２が、第
１の整定操作量ＭＶ１のほぼ３／２倍となることを利用
してヒータの断線を検出するものである。

【０１２４】例えば、３相の３つのヒータが、操作量１
０％で１００Ｗずつ合計３００Ｗで発熱して整定してい
る状態において、一つのヒータが断線して合計の発熱量
が２００Ｗになったとすると、合計３００Ｗの発熱量を
確保して再び整定するために、操作量は、１.５倍の１
５％となって断線していない二つのヒータの発熱量がそ
れぞれ１５０Ｗとなる。

【０１２５】そこで、この実施の形態では、整定が外れ
て再び整定したときの操作量である第２の整定操作量Ｍ
Ｖ２が、整定が外れる前の整定時の操作量である第１の
整定操作量ＭＶ１の約１.５倍になったことを検出して
ヒータ断線と判断するのである。

【０１２６】さらに、３つのヒータの発熱量のバラツキ
や温度センサと各ヒータの取り付け位置の違いなどの影
響を考慮して、前記１.５倍を中心とした所定範囲、例
えば、１.５±０.２倍になったことを検出してヒータ断
線と判断するのである。

【０１２７】図３５は、この実施の形態の温度調節器７
ｉおよび上位コンピュータ８ｉの要部のブロック図であ
り、上述の実施の形態１の図３に対応する図である。

【０１２８】温度調節器７ｉは、温度センサ６からの検
出温度ＰＶが、上位コンピュータ８ｉから与えられる目
標温度ＳＰになるように、操作量ＭＶを出力するＰＩＤ
コントローラ９を備えるとともに、このＰＩＤコントロ
ーラ９からの操作量ＭＶに基づいて、上述のようにして
ヒータの断線を検出するヒータ断線検出手段４０を備え
ており、ヒータの断線が検出されると、検出信号が上位
コンピュータ８ｉに与えられ、これによって、上位コン
ピュータ８ｉは、例えば、射出成形機の制御盤に配設さ
れている表示装置１２に断線であることを表示する。

【０１２９】図３６は、このヒータ断線検出手段４０の
動作説明に供するフローチャートであり、先ず、整定し
たか否かを定期的に判断する（ステップｎ１）。この判
断は、例えば、一定期間に亘って検出温度ＰＶがある範
囲に収まったことで整定と判断する。整定したときに
は、第１の整定操作量としての整定操作量を一定周期毎
に計測して更新し(ステップｎ２)、整定が外れたか否
か、すなわち、前記ある範囲を外れたか否かを判断し
(ステップｎ３)、整定が外れたときには、最後に計測し
た整定時の操作量を第１の整定操作量として記憶する
(ステップｎ４)。

【０１３０】次に、再び整定したか否かを定期的に判断
し（ステップｎ５）、再び整定したときには、第２の整
定操作量としての整定操作量を計測し(ステップｎ６)、
第２の整定操作量が、第１の整定操作量の約１.５倍で
あるか否か、例えば、１.３倍以上１.７倍以下であるか
否かを判断し(ステップｎ７)、約１.５倍ではないとき
には、ヒータ断線ではないとしてステップｎ１に戻り、
約１.５倍であるときには、３相ヒータの１相のヒータ
が断線したとして上位コンピュータ８ｉに検出信号を出
力し(ステップｎ８)、例えば、上位コンピュータ８ｉか
らの検出解除指令に応答してステップｎ１に戻る(ステ
ップｎ９)。

【０１３１】ここでは、１ｃｈについて説明したけれど
も、図６に示される複数ｃｈの場合にも同様に適用でき
るのは勿論であり、複数ｃｈの場合には、ヒータ断線が
複数ｃｈで同時に発生する確率が非常に小さいことを利
用し、複数ｃｈの一つのｃｈの整定操作量のみが約１.
５倍となって他のｃｈの整定操作量はほとんど変化がな
いことを検出してヒータ断線と判断するようにしてもよ
い。

【０１３２】このようにすると、例えば、射出成形の立
ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流したりする
ような正常な外乱、すなわち、全てのｃｈの整定操作量
が変動するような外乱を、ヒータ断線である誤って検出
することがない。

【０１３３】図３７は、かかる複数ｃｈの場合のヒータ
断線検出のフローチャートであり、上述の図３６に対応
する部分には、対応するステップ番号を付している。

【０１３４】ステップｎ７において、第２の整定操作量
が、第１の整定操作量の約１.５倍であると判断された
ときには、他のｃｈでは、第２の整定操作量が、第１の
整定操作量の約１.５倍になっていないか否かを判断し
(ステップｎ７’)、他のｃｈも約１.５倍になっている
ときには、射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹
脂を最初に流したりするような正常な外乱であるとし
て、ステップｎ１に戻り、ステップｎ７’において、他
のｃｈは、約１.５倍になっていないときには、一つの
ｃｈの３相ヒータの１相が断線したとして上位コンピュ
ータ８ｉに検出信号を出力するのである(ステップｎ
８)。

【０１３５】なお、上述の実施の形態４と同様に、操作
量に揺れがある場合には、ローパスフィルタ等で揺れを
とるのが好ましい。

【０１３６】この実施の形態では、第２の整定操作量
が、第１の整定操作量の１.５倍を中心とした所定範
囲、例えば、１.５±０.２倍になったことを検出してヒ
ータ断線と判断したけれども、本発明の他の実施の形態
として、第２の整定操作量が、第１の整定操作量の１.
０倍を中心とした所定範囲、例えば、１.０±０.２倍の
範囲から外れたこと、あるいは、第２の整定操作量が、
第１の整定操作量の１.５倍よりも小さな所定値、例え
ば、１.３倍の値以上になったことを検出してヒータ断
線と判断してもよい。

【０１３７】特に、第２の整定操作量が、第１の整定操
作量の１.５倍よりも小さな所定値以上になったことを
検出してヒータ断線と判断することにより、３相ヒータ
の一つのヒータが断線した場合のみならず、二つのヒー
タが断線した場合(この場合は、第２の整定操作量が、
第１の整定操作量の約３.０倍になる)にも断線を検出で
きることになる。

【０１３８】この実施の形態によれば、温度調節器７ｉ
側のみでヒータの断線を検出できることになる。

【０１３９】なお、この実施の形態では、３相ヒータに
適用して説明したけれども、３相ヒータに限らず、ｎ個
のヒータが並列に接続されて通電制御される場合に同様
に適用することができ、この場合には、第２の整定操作
量が、第１の整定操作量のｎ／（ｎ−１）倍程度になる
ことを利用してヒータの断線を検出することができる。

【０１４０】（その他の実施の形態）上述の実施の形態
では、一つのチャネルが複数のヒータで構成されたけれ
ども、一つのヒータで構成された場合であっても同様に
断線を検出できるのは、勿論である。

【０１４１】本発明の他の実施の形態を適宜組み合わせ
てもよく、例えば、最大傾き、定常ゲイン、操作量また
は偏差のいずれかに基づいてヒータ断線が検出されたと
きには、ヒータ断線としてもよい。

【０１４２】上述の実施の形態では、熱処理装置として
射出成形機に適用して説明したけれども、本発明は、射
出成形機に限らず、押し出し成形機、圧縮成形機、半導
体プロセスで用いられる熱酸化装置、枚葉式のＣＶＤ装
置などヒータを用いて熱処理する他の装置にも適用でき
るものである。

【０１４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御対象
の温度が目標温度に達するまでの最大傾き、整定後の制
御対象のゲイン、整定後の操作量および整定後の偏差の
少なくともいずれか一つに基づいて、ヒータの断線を検
出するので、従来の電流センサやヒータ電流測定回路な
どを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータ
の断線を検出できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係る方法を適用し
た射出成形機の概略構成図である。

【図２】本発明の一つの実施の形態に係る方法を説明す
るための波形図である。

【図３】図１の温度調節器および上位コンピュータの要
部のブロック図である。

【図４】図３の上位コンピュータのブロック図である。

【図５】本発明の他の実施の形態を説明するための波形
図である。

【図６】複数ｃｈの場合の概略構成図である。

【図７】複数ｃｈの場合の上位コンピュータのブロック
図である。

【図８】本発明の他の実施の形態の図７に対応するブロ
ック図である。

【図９】本発明の他の実施の形態に係る方法を説明する
ための波形図である。

【図１０】図９に実施の形態の温度調節器および上位コ
ンピュータの要部のブロック図である。

【図１１】図１０の上位コンピュータのブロック図であ
る。

【図１２】複数ｃｈの場合の上位コンピュータのブロッ
ク図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態の図８に対応するブ
ロック図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態の図１０に対応する
ブロック図である。

【図１５】本発明のさらに他の実施の形態に係る方法を
説明するための波形図である。

【図１６】図１５に実施の形態の温度調節器および上位
コンピュータの要部のブロック図である。

【図１７】図１６の上位コンピュータのブロック図であ
る。

【図１８】動作説明に供するフローチャートである。

【図１９】本発明の他の実施の形態の図１６に対応する
ブロック図である。

【図２０】本発明のさらに他の実施の形態の図１６に対
応するブロック図である。

【図２１】複数ｃｈの場合の上位コンピュータのブロッ
ク図である。

【図２２】本発明の他の実施の形態の図８に対応するブ
ロック図である。

【図２３】本発明の他の実施の形態に係る温度調節器に
設けられたヒータ断線判断手段のブロック図である。

【図２４】図２３の現象検知手段の検知原理を説明する
ための図である。

【図２５】図２３の現象検知手段の構成を示すブロック
図である。

【図２６】本発明のさらに他の実施の形態に係る方法を
説明するための波形図である。

【図２７】図２６に実施の形態の温度調節器および上位
コンピュータの要部のブロック図である。

【図２８】図２７の上位コンピュータのブロック図であ
る。

【図２９】動作説明に供するフローチャートである。

【図３０】本発明の他の実施の形態の図２７に対応する
ブロック図である。

【図３１】本発明のさらに他の実施の形態の図２７に対
応するブロック図である。

【図３２】複数ｃｈの場合の上位コンピュータのブロッ
ク図である。

【図３３】本発明の他の実施の形態の図８に対応するブ
ロック図である。

【図３４】本発明のさらに他の実施の形態を説明するた
めの波形図である。

【図３５】図３４に実施の形態の温度調節器および上位
コンピュータの要部のブロック図である。

【図３６】動作説明に供するフローチャートである。

【図３７】動作説明に供するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 射出シリンダ ３ ヒータ ５ 交流電源 ６ 温度センサ ７，７ａ〜７ｈ 温度調節器 ８，８ａ〜８ｈ 上位コンピュータ ９ ＰＩＤコントローラ １０ 最大傾き計算手段 １３，１３ａ〜１３ｈ ヒータ断線判断手段 １８ 定常ゲイン計算手段 ２０ 偏差計算手段 ２８ 操作量変化分計測加工手段

フロントページの続き (72)発明者 西川 俊一 岡山県岡山市海吉2075番地 オムロン岡山 株式会社内 (72)発明者 向井 淳 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 3K058 AA96 CA12 CA32 GA08

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象を加熱するヒータの断線を検出
   するヒータ断線検出方法において、 制御対象の温度が目標温度に達するまでの最大傾き、整
   定後の前記制御対象のゲイン、整定後の操作量および整
   定後の偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、前記
   ヒータの断線を検出することを特徴とするヒータ断線検
   出方法。
2. 【請求項２】 制御対象を加熱するヒータの通電を制御
   して前記制御対象の温度を制御する温度調節器におい
   て、 制御対象の温度が目標温度に達するまでの最大傾き、整
   定後の前記制御対象のゲイン、整定後の操作量の変化お
   よび整定後の偏差の少なくともいずれか一つを、外部に
   出力可能としたことを特徴とする温度調節器。
3. 【請求項３】 制御対象を加熱するヒータの通電を制御
   して前記制御対象の温度を制御する温度調節器におい
   て、 制御対象の温度が目標温度に達するまでの最大傾き、整
   定後の前記制御対象のゲイン、整定後の操作量および整
   定後の偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、前記
   ヒータの断線を検出する断線検出手段を備えることを特
   徴とする温度調節器。
4. 【請求項４】 前記断線検出手段が、正常な外乱を検知
   する外乱検知手段を含み、正常な外乱時には、ヒータの
   断線検出が禁止される請求項３記載の温度調節器。
5. 【請求項５】 前記外乱検知手段には、前記制御対象の
   異なる箇所の温度をそれぞれ検出する複数の温度検出手
   段の検出出力が与えられ、該外乱検知手段は、前記制御
   対象の温度の傾斜に基づいて、正常な外乱を検知する請
   求項４記載の温度調節器。
6. 【請求項６】 前記断線検出手段は、整定後の偏差の変
   化量または微分値に基づいて、ヒータの断線を検出する
   請求項３〜５のいずれかに記載の温度調節器。
7. 【請求項７】 前記断線検出手段は、整定後の操作量の
   変化量または微分値に基づいて、ヒータの断線を検出す
   る請求項３〜５のいずれかに記載の温度調節器。
8. 【請求項８】 制御対象を加熱するヒータの通電を制御
   して前記制御対象の温度を制御する温度調節器におい
   て、 整定時の操作量である第１の整定操作量と、整定が外れ
   て再び整定したときの操作量である第２の整定操作量と
   に基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段
   を備えることを特徴とする温度調節器。
9. 【請求項９】 ｎ個の前記ヒータで一つのチャネルが構
   成されてチャネル毎に通電制御され、 前記断線検出手段は、前記第２の整定操作量が、前記第
   １の整定操作量のｎ／（ｎ−１）倍程度になったことを
   条件としてヒータの断線を検出する請求項８記載の温度
   調節器。
10. 【請求項１０】 前記断線検出手段は、前記第２の整定
    操作量が、前記第１の整定操作量のｎ／（ｎ−１）倍を
    中心とした所定範囲になったことを条件としてヒータの
    断線を検出する請求項９記載の温度調節器。
11. 【請求項１１】 ｎ個の前記ヒータで一つのチャネルが
    構成されてチャネル毎に通電制御され、 前記断線検出手段は、前記第２の整定操作量が、前記第
    １の整定操作量のｎ／（ｎ−１）倍よりも小さな所定値
    以上になったことを条件としてヒータの断線を検出する
    請求項８記載の温度調節器。
12. 【請求項１２】 前記断線検出手段は、複数チャネルの
    うちの一つのチャネルのみが前記条件を満たすととも
    に、他のチャネルが前記条件を満たさないことを検出し
    てヒータの断線を検出する請求項９〜１１のいずれかに
    記載の温度調節器。
13. 【請求項１３】 請求項２に記載の温度調節器と、制御
    対象としての熱処理手段と、前記温度調節器からの前記
    最大傾き、前記ゲイン、前記操作量の変化および前記偏
    差の少なくともいずれか一つに基づいて、前記熱処理手
    段を加熱するヒータの断線を検出する断線検出手段とを
    備えることを特徴とする熱処理装置。
14. 【請求項１４】 前記熱処理手段が、樹脂を加熱溶融す
    る加熱シリンダである請求項１３記載の熱処理装置。