JP2010013299A - Constant power control system in sintering process of optical fiber preform manufacture, and constant power control method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御システム及びその定電力制御方法に関する。 The present invention relates to a constant power control system and a constant power control method thereof in a sintering process for manufacturing an optical fiber preform.
従来の光ファイバ用母材製造の焼結工程では、棒状のガラス母材が装置本体の焼結炉の炉芯部に上側から挿入され、このガラス母材の上端はダミーロッドなどを介して母材送出し部によって保持されると共に適当な速度で前記焼結炉へ送り出される。前記ガラス母材の大径部分の下方寄りは、前記焼結炉の加熱部(ヒータ)で加熱される。 In a conventional sintering process for manufacturing an optical fiber preform, a rod-shaped glass preform is inserted into the furnace core of the apparatus main body from above, and the upper end of the glass preform is inserted through a dummy rod or the like. While being held by the material feeding section, it is fed to the sintering furnace at an appropriate speed. The lower part of the large-diameter portion of the glass base material is heated by a heating part (heater) of the sintering furnace.
上記の装置本体の焼結炉の加熱部(ヒータ)やその他の各種機器などの多数の設備には主電源から通常電力が供給され、この通常電力は制御装置の各制御回路で制御されている。 Normal power is supplied from the main power source to a large number of facilities such as the heating unit (heater) of the sintering furnace of the apparatus main body and other various devices, and this normal power is controlled by each control circuit of the control device. .
ところで、上記の通常電力が断電、つまり停電が起きると操作回路の保持が切れる。上記の焼結工程では石英マッフルを使用しているので、断電後、数分以内に復電させなければ、石英マッフルは破損することになる。 By the way, when the normal power is cut off, that is, when a power failure occurs, the operation circuit is not held. Since the quartz muffle is used in the above-described sintering process, the quartz muffle will be damaged if power is not restored within a few minutes after power interruption.
従来では、停電が起きた場合、復電するには手動操作によって電力出力設定(ボリューム)を0にする。その後、手動で出力を上げていくのである。その理由は電力出力設定を0にすることで操作回路のON操作が可能となるからである。 Conventionally, when a power failure occurs, the power output setting (volume) is set to 0 by manual operation to restore power. Then, increase the output manually. The reason is that the operation circuit can be turned ON by setting the power output setting to zero.
ところで、特許文献1では、光ファイバ用母材製造の焼結工程ではないが、マルチメディア多重化装置の電源供給方式が記述されている。この電源供給方式では、複数のサブラックそれぞれに電源を供給する主電源の異常を検知して、バックアップ用の二次電源を発生する無停電電源を用いて重要度の高いサブラックのみを前記二次電源を供給する方式が設けられている。 By the way, Patent Document 1 describes a power supply system for a multimedia multiplexing apparatus, although it is not a sintering process for manufacturing an optical fiber preform. In this power supply method, an abnormality of the main power supply that supplies power to each of a plurality of subrack is detected, and only the subrack having high importance is detected using an uninterruptible power supply that generates a secondary power supply for backup. A system for supplying the next power source is provided.
特許文献2では、光ファイバ用母材製造の焼結工程ではないが、瞬停時における作業復帰や製品保護を行い、しかも低コストな電子部品製造装置を提供している。主制御装置と主電源との間に、停電検出装置を有する無停電電源装置によってバックアップする。前記停電検出装置の停電検出信号が制御装置に入力されると、制御装置では停電時間を監視し、その停電時間に応じて作業復帰を行ったり製品の状態を監視して製品の保護を行うものである。
ところで、従来の光ファイバ用母材製造の焼結工程においては、装置本体には焼結炉の加熱部(ヒータ)やその他の各種機器などの設備が多数あり、それぞれに供給される主電源の通常電力を制御する制御装置が設けられているので、停電が起きた場合に手動操作によって復電することでは、上記の多数の設備を一度に復旧させることは困難であるという問題点があった。 By the way, in the conventional sintering process of manufacturing optical fiber preforms, the apparatus main body has many facilities such as a heating section (heater) of a sintering furnace and other various devices. Since a control device that controls normal power is provided, there is a problem that it is difficult to restore a large number of the above-mentioned facilities at once if power is restored by manual operation when a power failure occurs. .
また、多数の設備に対応して大型の無停電電源を複数用意することはコスト的にも不可能である。 In addition, it is impossible to prepare a plurality of large uninterruptible power supplies corresponding to many facilities.
また、特許文献1では、マルチメディア多重化装置の電源供給方式であって、光ファイバ用母材製造の焼結工程に適用することが難しい。例えば、UPSを使用して停電時に電源を補充するのは従来から行われていることであり、多数の設備に二次電源を補充する必要があるのであって、重要度の高い設備に二次電源を供給することでは不十分である。やはり、前述した場合のように多数の設備に対応して大型の無停電電源を複数用意することはコスト的にも不可能である。 Moreover, in patent document 1, it is the power supply system of a multimedia multiplexing apparatus, Comprising: It is difficult to apply to the sintering process of optical fiber base material manufacture. For example, using UPS to replenish power in the event of a power outage has traditionally been done, and secondary power needs to be replenished to a large number of facilities. Supplying power is not sufficient. After all, it is impossible in terms of cost to prepare a plurality of large uninterruptible power supplies corresponding to a large number of facilities as described above.
また、特許文献2では、装置全体ではなく、主制御装置に対して無停電電源装置によってバックアップするという点では低コストにする効果があるが、光ファイバ用母材製造の焼結工程に適用することを考えたとき、無停電電源装置の二次電源から主電源に復電する際に、上記の多数の設備を一度に復旧させるには難しい問題点があった。 Moreover, in patent document 2, although it has the effect of making it low-cost in the point of backing up with the uninterruptible power supply apparatus with respect to the main control apparatus instead of the whole apparatus, it applies to the sintering process of optical fiber base material manufacture. When considering this, there was a problem that it was difficult to restore a large number of the above-mentioned facilities at a time when the secondary power source of the uninterruptible power supply was restored to the main power source.
つまり、制御装置自体が温調整御するためのフィードバック回路の機能を有しているので、停電した時に、無停電電源装置の二次電源により制御装置に補充されたとしても、制御装置ではフィードバック回路により温調するべく最大出力の状態になる。そのために、前記最大出力の状態で復電すると、多数の設備には一度に最大出力の電力が供給されることになり、極めて深刻な状態になるからである。したがって、特許文献2のシステムを光ファイバ用母材製造の焼結工程に適用することは難しい。 In other words, since the control device itself has a function of a feedback circuit for controlling the temperature, even if the control device is supplemented by the secondary power source of the uninterruptible power supply in the event of a power failure, the control device uses the feedback circuit. In order to control the temperature, the maximum output state is obtained. Therefore, when power is restored in the maximum output state, the maximum output power is supplied to a large number of facilities at a time, resulting in a very serious state. Therefore, it is difficult to apply the system of Patent Document 2 to the sintering process for manufacturing the optical fiber preform.
この発明は、光ファイバ用母材製造の焼結工程において、復電後に安全に自動復旧させることを安価な方法で行う定電力制御システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a constant power control system that performs an automatic and safe recovery after power recovery by an inexpensive method in a sintering process for manufacturing an optical fiber preform.
上記の課題を解決するために、この発明の光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御システムは、光ファイバ用母材製造の焼結工程で使用する装置本体の各種機器に対して主電源から供給される通常電力を制御する各制御回路を備えた制御部と、
前記通常電力が断電された時に、この断電を検知した検知信号により前記各制御回路に非常用電力を供給する無停電電源と、
この無停電電源の非常用電力に切り換えた時の電圧降下で操作回路保持が落ちないようにするバッファ回路と、
前記通常電力が断電した時に、前記無停電電源から各制御回路へ擬似電圧を印加するPID制御回路と、
を備えてなることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the constant power control system in the sintering process of optical fiber preform manufacturing according to the present invention is applicable to various devices of the apparatus main body used in the sintering process of optical fiber preform manufacturing. A control unit including each control circuit for controlling normal power supplied from the main power supply;
When the normal power is cut off, an uninterruptible power supply that supplies emergency power to each control circuit according to a detection signal that detects this cut off,
A buffer circuit that keeps the operation circuit from falling due to a voltage drop when switching to the emergency power of this uninterruptible power supply,
A PID control circuit that applies a pseudo voltage from the uninterruptible power supply to each control circuit when the normal power is interrupted;
It is characterized by comprising.
この発明の光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御方法は、光ファイバ用母材製造の焼結工程で使用する装置本体の各種機器に対して主電源から供給される通常電力を各制御回路で制御し、
前記通常電力が断電された時に、この断電を検知した検知信号により無停電電源から非常用電力を前記各制御回路に供給し、
前記無停電電源の非常用電力に切り換えた時の電圧降下で操作回路保持が落ちないように、バッファ回路により前記電圧降下を補い、
前記通常電力が断電した時に、PID制御回路により前記無停電電源から各制御回路へ擬似電圧を印加することで、前記各制御回路による出力制御信号を低下せしめておき、
前記通常電力が復電した時に、前記無停電電源の非常用電力から主電源の通常電力に切り換える時の電圧降下で操作回路保持が落ちないように、前記バッファ回路により前記電圧降下を補い、
前記各制御回路により出力制御信号を自動的に徐々に上昇して待機電力へ復旧せしめることを特徴とするものである。
The constant power control method in the sintering process of the optical fiber preform manufacturing method according to the present invention uses the normal power supplied from the main power supply to various devices of the apparatus body used in the sintering process of the optical fiber preform manufacturing. Control by each control circuit,
When the normal power is cut off, an emergency power is supplied from the uninterruptible power supply to the control circuits by a detection signal that detects the power cut.
The buffer circuit compensates for the voltage drop so that the operation circuit holding does not drop due to the voltage drop when switching to the emergency power of the uninterruptible power supply,
When the normal power is cut off, by applying a pseudo voltage from the uninterruptible power supply to each control circuit by the PID control circuit, the output control signal by each control circuit is lowered,
When the normal power is restored, the buffer circuit compensates for the voltage drop so that the operation circuit holding does not drop due to the voltage drop when switching from the emergency power of the uninterruptible power supply to the normal power of the main power supply,
The control circuit automatically raises the output control signal gradually and restores the standby power.
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御システム及びその定電力制御方法によれば、停電が無停電電源の保持時間以内の短い場合は、各設備を破損することなく、光ファイバ用母材製造焼結工程を自動的に復旧できる。その結果、復旧時に人手がかからないので、復旧の手間がかからない。 As will be understood from the means for solving the problems as described above, according to the constant power control system and the constant power control method in the sintering process of optical fiber preform manufacturing according to the present invention, the power failure is an uninterruptible power supply. When the time is shorter than the holding time, the optical fiber preform manufacturing and sintering process can be automatically restored without damaging each facility. As a result, no labor is required at the time of restoration, so no effort is required for restoration.
また、小型の無停電電源を用いて、多数ある設備の各制御回路だけを保護するシステムであるので、設備全体をバックアップするような大容量の無停電電源は不要となる。しかも、停電時にPID制御により擬似電圧を制御部の各制御回路に印加するので、復旧時には電力出力指令を0%から行なえることから、復電時に安全に自動復旧させることができる。これを低コストで行うことができる。 Further, since the system protects each control circuit of a large number of facilities using a small uninterruptible power source, a large-capacity uninterruptible power source that backs up the entire facility becomes unnecessary. In addition, since a pseudo voltage is applied to each control circuit of the control unit by PID control at the time of a power failure, the power output command can be issued from 0% at the time of recovery, so that it can be safely and automatically recovered at the time of power recovery. This can be done at low cost.
また、無停電電源と制御部の間にバッファ回路を設置したので、瞬時の電圧低下や無停電電源に回路を切換時の瞬間的な電圧降下によって操作回路保持が落ちないようにすることができる。したがって、通電時(製造時)の無停電電源の交換、瞬時電圧低下、入力電圧変動に対しても電源安定供給が可能である。 In addition, since a buffer circuit is installed between the uninterruptible power supply and the control unit, it is possible to prevent the operation circuit from being held down due to an instantaneous voltage drop or an instantaneous voltage drop when switching the circuit to the uninterruptible power supply. . Therefore, it is possible to stably supply power even when the uninterruptible power supply is exchanged during energization (manufacturing), instantaneous voltage drop, and input voltage fluctuation.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1を参照するに、この実施の形態に係る光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御システム1は、前記焼結工程で使用する装置本体3の各種機器に供給される主電源5が停電になったときに、操作回路7を小型の無停電電源としての例えばUPS9によって保持し、かつ、復電後に安全に自動的に復旧させるためのシステムである。
Referring to FIG. 1, a constant power control system 1 in a sintering process of manufacturing an optical fiber preform according to this embodiment includes a main power source supplied to various devices of an apparatus
光ファイバ用母材製造の焼結工程においては、図示しない棒状のガラス母材が装置本体3の焼結炉の炉芯部に上側から挿入され、このガラス母材の上端はダミーロッドなどを介して母材送出し部によって保持されると共に適当な速度で前記焼結炉へ送り出される。前記ガラス母材の大径部分の下方寄りは、前記焼結炉の加熱部(ヒータ)で加熱される。
In the sintering process for manufacturing the optical fiber preform, a rod-shaped glass preform (not shown) is inserted from above into the furnace core of the sintering furnace of the
上記の装置本体3には、焼結炉の加熱部(ヒータ)やその他の各種機器などの多数の設備を有しており、多数の各設備には主電源5から通常電力が供給される。また、前記各設備の通常電力を制御する各制御回路11を有する制御部13が備えられている。なお、制御部13には、各設備に供給された電力値を各制御回路11へフィードバックするフィードバック回路15を有している。
The apparatus
さらに、前記通常電力が断電(停電)された時に上記の各設備の各制御回路11に非常用電力(商用電源)を供給するUPS9が制御部13に接続されている。なお、UPS9の保持時間(UPS容量)は装置破損以内の適当な値に設定されている。例えば、この実施の形態の焼結炉ではUPS9の保持時間が約6分となっている。これにより、UPS9の保持時間以内に復電した後は、自動的に待機電力まで復旧できる構成である。
Furthermore, a UPS 9 that supplies emergency power (commercial power) to each control circuit 11 of each facility when the normal power is cut off (power failure) is connected to the
また、主電源5の通常電力が断電(停電)されたことを検知した検知信号により、主電源5の通常電力がUPS9の非常用電力に切り換える操作回路7が設けられている。より詳しくは、前記操作回路7には、例えば通電時に常時ONとなるB接点のリレーが設置され、前記リレーのB接点を使用することで前記停電を検知する。このB接点によって作動したリレーの検知信号により、UPS9(バックアップ電源)に切り換えられることで、前記制御部13の各制御回路11に非常用電力が供給される。
In addition, an operation circuit 7 is provided that switches the normal power of the
さらに、上記のUPS9と制御部13との回路の間にはバッファ回路17が設けられている。バッファ回路17は、例えばコンデンサ、トランスなどを用いて、前記UPS9の非常用電力に切り換えた時の電圧降下で操作回路保持が落ちないようにするための回路である。より詳しくは、UPS9の非常用電力に切り換えた時は、10〜20msecの一瞬の電圧降下が生じるので、UPS9の非常用電力が供給されるまでの一瞬間をバッファ回路17にて電力を保持することができる。その後の停電中は、UPS9の非常用電力の供給により制御部13の各制御回路11の出力を保持することができる。
Further, a
また、制御部13においては、前記主電源5の通常電力が断電した時に、前記UPS9の非常用電力を用いて各制御回路11へ擬似電圧を印加するPID制御回路19が設けられている。PID制御回路19としては、例えば、停電中にUPS9の非常用電力を用いてフィードバック回路15の入力部に擬似電圧を入力する変圧器を設置した回路である。
The
また、この実施の形態では、復電直後に周辺機器インターロックによって主電源5がトリップしないように、許容範囲で外部遮断信号に遅れ時間を持たせるための図示しないタイマーリレーが設置されている。したがって、停電及び瞬時に電圧低下が発生したことによるUPS9への切り換え動作があった場合は、これは保持され、主電源5の復旧後も、確認押し釦(PB)を押すまでランプが点灯する。
In this embodiment, a timer relay (not shown) is provided to allow the external cutoff signal to have a delay time within an allowable range so that the
上記構成により、主電源5から通常電力が光ファイバ用母材製造の焼結工程で使用する装置本体3の各種機器などの各設備に供給される。このとき、装置本体3の各種機器に対する通常電力は制御部13の各制御回路11で制御される。
With the above configuration, normal power is supplied from the
前記通常電力が断電(停電)された時は、操作回路7のB接点によりリレーが作動し、その検知信号によりUPS9(バックアップ電源)に切り換えられ、制御部13の各制御回路11に非常用電力が供給される。
When the normal power is cut off (power failure), the relay is operated by the B contact of the operation circuit 7 and is switched to UPS 9 (backup power supply) by the detection signal, and is used for each control circuit 11 of the
このとき、UPS9に切り換えた時に一瞬の電圧降下が生じるが、この電圧降下で操作回路保持が落ちないようにバッファ回路17のコンデンサ、トランスにより前記電圧降下を補うことができる。
At this time, a momentary voltage drop occurs when switching to the UPS 9, but the voltage drop can be compensated by a capacitor and a transformer of the
これに加えて、制御部13では、主電源5が停電した時に、PID制御回路19によりUPS9から各制御回路11へ擬似電圧を印加するので、前記各制御回路11による出力制御信号を低下せしめておくことができる。
In addition to this, the
より詳しく説明すると、一般的に、主電源5からの通常電力が断電すると、停電中はフィードバック回路15による出力フィードバックが0(ゼロ)となるために、制御部13の各制御回路11は最大の出力指令を発生する。したがって、この各制御回路11は最大の出力指令を発生している状態で停止することになる。
More specifically, in general, when the normal power from the
しかし、この実施の形態では、PID制御回路19によりUPS9の非常用電力を用いてフィードバック回路15の入力部に擬似電圧が入力されるので、制御部13の各制御回路11による出力指令が0(ゼロ)となる。つまり、上記の擬似電圧としては通常使用より大きい電圧が入力されることで、停電中は各制御回路11の出力指令が0(ゼロ)状態で維持されることになる。その結果、復電時は0からのスロースタートとなる。
However, in this embodiment, since a pseudo voltage is input to the input unit of the
この実施の形態ではUPS9の約6分の保持時間(UPS容量)以内に前記主電源5の通常電力が復電した時は、UPS9の非常用電力から主電源5の通常電力に切り換える時に電圧降下が生じるが、バッファ回路17により、前記電圧降下で操作回路保持が落ちないようにできる。
In this embodiment, when the normal power of the
また、主電源5の通常電力に復電時は、前述したように制御部13の各制御回路11による出力指令が0(ゼロ)からスタートとなり、各種機器に対して出力制御信号が自動的に徐々に上昇して待機電力へ復旧させることができる。
When the
以上のことから、この実施の形態の定電力制御システム1は、停電がUPS9の保持時間(UPS容量)以内の短い場合は、石英マッフルなどの各設備を破損することなく、光ファイバ用母材製造焼結工程を自動的に復旧できる。その結果、復旧時に人手がかからないので、復旧の手間がかからない。 From the above, the constant power control system 1 of this embodiment is such that when the power failure is short within the retention time (UPS capacity) of the UPS 9, the optical fiber preform is not damaged without damaging each equipment such as quartz muffle. The production sintering process can be automatically restored. As a result, no labor is required at the time of restoration, so no effort is required for restoration.
また、小型のUPS9(無停電電源)を用いて、多数ある設備の各制御回路11だけを保護するシステムであるので、設備全体をバックアップするような大容量のUPS9は不要となる。しかも、停電時にPID制御回路19により擬似電圧を制御部13の各制御回路11に印加するので、復旧時には電力出力指令を0%から行なえることから、突然のMAXやハンチングを防ぐことができて、復電時に安全に自動復旧させることができる。これを低コストで行うことができる。
Further, since the system protects only each control circuit 11 of a large number of facilities using a small UPS 9 (uninterruptible power supply), a large-capacity UPS 9 that backs up the entire facility becomes unnecessary. Moreover, since a pseudo voltage is applied to each control circuit 11 of the
特に、操作回路7がリレーシーケンスによって構成され、かつ、操作回路7の電源ONの条件として電力出力指令が0%(出力ボリュームが0の位置)である装置であり、停電(断電)後の復帰が数分以内でないと各設備が破損する場合に有効である。 In particular, the operation circuit 7 is configured by a relay sequence, and the power output command is 0% (output volume is 0 position) as a condition for turning on the power of the operation circuit 7. It is effective when each equipment is damaged unless the return is within a few minutes.
また、UPS9と制御部13の間にバッファ回路17を設置したので、瞬時の電圧低下やUPS9に回路を切換時の瞬間的な電圧降下によって操作回路保持が落ちないようにすることができる。したがって、通電時(製造時)のUPS9の交換、瞬時電圧低下、入力電圧変動に対しても電源安定供給が可能である。
Further, since the
1 定電力制御システム
3 装置本体
5 主電源
7 操作回路
9 UPS(無停電電源)
11 制御回路
13 制御部
15 フィードバック回路
17 バッファ回路
19 PID制御回路
1 constant
11
Claims (2)
前記通常電力が断電された時に、この断電を検知した検知信号により前記各制御回路に非常用電力を供給する無停電電源と、
この無停電電源の非常用電力に切り換えた時の電圧降下で操作回路保持が落ちないようにするバッファ回路と、
前記通常電力が断電した時に、前記無停電電源から各制御回路へ擬似電圧を印加するPID制御回路と、
を備えてなることを特徴とする光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御システム。 A control unit including each control circuit for controlling normal power supplied from the main power supply to various devices of the apparatus main body used in the sintering process of optical fiber preform manufacturing;
When the normal power is cut off, an uninterruptible power supply that supplies emergency power to each control circuit according to a detection signal that detects this cut off,
A buffer circuit that keeps the operation circuit from falling due to a voltage drop when switching to the emergency power of this uninterruptible power supply,
A PID control circuit that applies a pseudo voltage from the uninterruptible power supply to each control circuit when the normal power is interrupted;
A constant power control system in a sintering process for manufacturing an optical fiber preform.
前記通常電力が断電された時に、この断電を検知した検知信号により無停電電源から非常用電力を前記各制御回路に供給し、
前記無停電電源の非常用電力に切り換えた時の電圧降下で操作回路保持が落ちないように、バッファ回路により前記電圧降下を補い、
前記通常電力が断電した時に、PID制御回路により前記無停電電源から各制御回路へ擬似電圧を印加することで、前記各制御回路による出力制御信号を低下せしめておき、
前記通常電力が復電した時に、前記無停電電源の非常用電力から主電源の通常電力に切り換える時の電圧降下で操作回路保持が落ちないように、前記バッファ回路により前記電圧降下を補い、
前記各制御回路により出力制御信号を自動的に徐々に上昇して待機電力へ復旧せしめることを特徴とする光ファイバ用母材製造の焼結工程における定電力制御方法。 Control the normal power supplied from the main power supply to each device of the device body used in the sintering process of optical fiber preform manufacturing with each control circuit,
When the normal power is cut off, an emergency power is supplied from the uninterruptible power supply to the control circuits by a detection signal that detects the power cut.
The buffer circuit compensates for the voltage drop so that the operation circuit holding does not drop due to the voltage drop when switching to the emergency power of the uninterruptible power supply,
When the normal power is cut off, by applying a pseudo voltage from the uninterruptible power supply to each control circuit by the PID control circuit, the output control signal by each control circuit is lowered,
When the normal power is restored, the buffer circuit compensates for the voltage drop so that the operation circuit holding does not drop due to the voltage drop when switching from the emergency power of the uninterruptible power supply to the normal power of the main power supply,
A constant power control method in a sintering process of optical fiber preform manufacturing, characterized in that an output control signal is gradually gradually raised by each control circuit to restore standby power.
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