JP2020035310A - Temperature control system, temperature control method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は温度制御システムおよび温度制御方法に関し、より詳しくは、加熱対象物に搭載された電気抵抗ヒータおよび温度センサを備え、この温度センサの出力に基づいて上記電気抵抗ヒータへの通電電流を制御する温度制御システムおよび温度制御方法に関する。また、この発明は、そのような温度制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。 The present invention relates to a temperature control system and a temperature control method, and more specifically, includes an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on an object to be heated, and controls a current supplied to the electric resistance heater based on an output of the temperature sensor. The present invention relates to a temperature control system and a temperature control method. The present invention also relates to a program for causing a computer to execute such a temperature control method.
従来、この種の温度制御システムとしては、例えば特許文献1(特開2003−053437号公報)に開示されているように、加熱対象物(プレス加工用の金型)に、電気抵抗ヒータである棒状ヒータ(電熱線を耐熱絶縁物で被覆すると共に、鋼管に収納している市販品)と、この加熱対象物の温度を測定する温度センサとを搭載し、上記加熱対象物が目標温度になるように、上記温度センサの出力に基づいて上記棒状ヒータへの通電電流を制御するものが知られている。 Conventionally, as this type of temperature control system, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-053437), for example, an electric resistance heater is provided on an object to be heated (a die for press working). A rod-shaped heater (a commercially available product in which a heating wire is covered with a heat-resistant insulator and housed in a steel pipe) and a temperature sensor for measuring the temperature of the object to be heated are mounted, and the object to be heated reaches a target temperature. As described above, there is known a device that controls a current supplied to the rod-shaped heater based on an output of the temperature sensor.
上記温度制御システムの運転が繰り返し又は連続して継続されると、上記電気抵抗ヒータ(棒状ヒータ)を構成する電熱線の酸化が進行して、電熱線が示す抵抗値(電気抵抗)が増大し、最終的には断線に至る。この劣化の進行に伴って、上記電気抵抗ヒータへの通電電流(または供給電力)が不足して、上記加熱対象物を目標温度に制御できない状態になる。 If the operation of the temperature control system is repeated or continuously continued, the heating wire constituting the electric resistance heater (rod-shaped heater) is oxidized, and the resistance value (electric resistance) indicated by the heating wire increases. , Eventually leading to disconnection. As the deterioration progresses, the current (or supply power) to the electric resistance heater becomes insufficient, and the object to be heated cannot be controlled to the target temperature.
従来は、上記温度制御システムのユーザが、上記加熱対象物の現在温度を確認し、それが目標温度に達していなければ、上記電気抵抗ヒータが劣化したと判断して、上記電気抵抗ヒータを交換している。または、ユーザが、ヒータ断線警報のための閾値(電流閾値)を手動で設定し、上記電気抵抗ヒータへの通電電流が閾値を下回ったら、上記電気抵抗ヒータが劣化したと判断して、上記電気抵抗ヒータを交換している。 Conventionally, a user of the temperature control system checks the current temperature of the object to be heated, and if it does not reach the target temperature, determines that the electric resistance heater has deteriorated and replaces the electric resistance heater. are doing. Alternatively, the user manually sets a threshold value (current threshold value) for the heater disconnection alarm, and when the current supplied to the electric resistance heater falls below the threshold value, it is determined that the electric resistance heater has deteriorated. The resistance heater has been replaced.
ここで、上記加熱対象物の現在温度を確認する方式では、ヒータ劣化後の対処になるため、上記加熱対象物の温度が目標温度に達しない状態で生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)という問題がある。また、ヒータ断線警報のための閾値(電流閾値)を手動で設定する方式では、設定すべき閾値が加熱対象物の熱容量、放熱量などに依存するため、ユーザにとって電流閾値を算出するのに手間がかかり、煩わしいという問題がある。 Here, in the method of checking the current temperature of the object to be heated, measures to be taken after the heater has been degraded, so that a product produced when the temperature of the object to be heated does not reach the target temperature becomes defective. (Or quality degradation). In the method of manually setting the threshold value (current threshold value) for the heater disconnection alarm, the threshold value to be set depends on the heat capacity, the amount of heat radiation, and the like of the object to be heated. Costly and cumbersome.
そこで、この発明の課題は、上述のような温度制御システムであって、電気抵抗ヒータの劣化を自動的に検知して報知できるものを提供することにある。また、この発明の課題は、そのような温度制御システムのための温度制御方法であって、電気抵抗ヒータの劣化を自動的に検知して報知できるものを提供することにある。また、この発明の課題は、そのような温度制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a temperature control system as described above, which can automatically detect and report deterioration of an electric resistance heater. Another object of the present invention is to provide a temperature control method for such a temperature control system, which can automatically detect and report deterioration of an electric resistance heater. Another object of the present invention is to provide a program for causing a computer to execute such a temperature control method.
上記課題を解決するため、第1の局面では、この開示の温度制御システムは、
加熱対象物に搭載された電気抵抗ヒータおよび温度センサを備え、この温度センサが出力する上記加熱対象物の温度に基づいて上記電気抵抗ヒータへの通電電流を制御する温度制御システムであって、
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御する温度制御部と、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求めるヒータ電力演算部と、
上記印加電圧値と上記通電電流値に基づいて、上記第1時点で上記電気抵抗ヒータが示した第1抵抗値を算出する第1抵抗値演算部と、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1抵抗値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための抵抗閾値を設定する抵抗閾値設定部と、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値と通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが示す現在の抵抗値を求める現在抵抗値演算部と、
上記現在の抵抗値と上記抵抗閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定する比較判定部と、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する警報部と
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, in a first aspect, a temperature control system according to the present disclosure includes:
A temperature control system comprising an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on a heating object, and controlling a current supplied to the electric resistance heater based on a temperature of the heating object output by the temperature sensor,
An operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature is created, and a current is supplied from a power supply to the electric resistance heater according to the operation amount to control the temperature of the object to be heated. A temperature control unit;
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, A heater power calculating unit that calculates a power value supplied to the heater as a target power value, and calculates a maximum value of power that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater;
A first resistance value calculation unit that calculates a first resistance value indicated by the electric resistance heater at the first time based on the applied voltage value and the energized current value;
A resistance threshold setting unit that sets a resistance threshold for determining whether the electric resistance heater has deteriorated based on the target power value, the power maximum value, and the first resistance value;
Calculating a current resistance value indicated by the electric resistance heater based on an applied voltage value and an energized current value to the electric resistance heater during the temperature control of the object to be heated after the first time point; Department and
A comparison determination unit that compares the current resistance value with the resistance threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
When it is determined that the electric resistance heater has deteriorated, an alarm unit for notifying that the electric resistance heater has deteriorated is provided.
本明細書で、「印加電圧値」、「通電電流値」は、それぞれオンされた期間における印加電圧、通電電流の値(典型的には、実効値)を指す。「電力最大値」とは、上記操作量が最大であるときに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給される電力値を意味する。温度制御システムの運転中は、特段断らない限り、上記電源(特に、電源電圧)は変更されないものとする。 In the present specification, the “applied voltage value” and the “conducting current value” indicate the values (typically, effective values) of the applied voltage and the conducting current in the ON period, respectively. The “power maximum value” means a power value supplied from the power supply to the electric resistance heater when the operation amount is the maximum. During the operation of the temperature control system, the power supply (particularly, power supply voltage) is not changed unless otherwise specified.
この開示の温度制御システムでは、温度制御部は、上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御する。ヒータ電力演算部は、上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求める。これとともに、ヒータ電力演算部は、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値(すなわち、上記操作量が最大であるときに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給される電力値)を求める。第1抵抗値演算部は、上記印加電圧値と上記通電電流値に基づいて、上記第1時点で上記電気抵抗ヒータが示した第1抵抗値を算出する。抵抗閾値設定部は、上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1抵抗値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための抵抗閾値を設定する。現在抵抗値演算部は、上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値と通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが示す現在の抵抗値を求める。比較判定部は、上記現在の抵抗値と上記抵抗閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定する。警報部は、上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する。このようにして、この温度制御システムによれば、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを自動的に検知して、報知できる。この報知を受けたユーザは、上記電気抵抗ヒータを新品に交換したり、電源電圧を高めたりするなど、迅速に対処できる。これにより、この温度制御システムを用いて生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)のを未然に防止できる。 In the temperature control system according to the present disclosure, the temperature control unit creates an operation amount for controlling the heating target to a predetermined target temperature, and supplies a current from a power supply to the electric resistance heater according to the operation amount. To control the temperature of the object to be heated. The heater power calculator calculates the applied voltage value, the energized current value, and the operation amount of the electric resistance heater at the first time point when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target. Then, the power value supplied to the electric resistance heater is obtained as a target power value. At the same time, the heater power calculator calculates the maximum power that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater (that is, the electric power value supplied from the power supply to the electric resistance heater when the operation amount is the maximum). Ask for. The first resistance value calculator calculates a first resistance value indicated by the electric resistance heater at the first time based on the applied voltage value and the energized current value. The resistance threshold setting unit sets a resistance threshold for determining whether or not the electric resistance heater has deteriorated, based on the target power value, the power maximum value, and the first resistance value. During the temperature control of the object to be heated after the first point in time, the current resistance value calculation unit determines the current resistance indicated by the electric resistance heater based on the applied voltage value and the energized current value to the electric resistance heater. Find the value. The comparison determination unit compares the current resistance value with the resistance threshold to determine whether the electric resistance heater has deteriorated. The alarm unit, when it is determined that the electric resistance heater has deteriorated, notifies that the electric resistance heater has deteriorated. In this manner, according to the temperature control system, it is possible to automatically detect and notify that the electric resistance heater has deteriorated. The user who has received the notification can take prompt measures such as replacing the electric resistance heater with a new one or increasing the power supply voltage. As a result, it is possible to prevent a product produced by using the temperature control system from becoming defective (or quality degradation).
一実施形態の温度制御システムでは、
上記抵抗閾値設定部は、上記目標電力値をPWtarget、上記電力最大値をPWmax、上記第1抵抗値をR1、上記抵抗閾値をRthとそれぞれ表すとき、
Rth=R1×PWmax/PWtarget
なる計算式に応じて、上記抵抗閾値を設定することを特徴とする。
In one embodiment of the temperature control system,
The resistance threshold setting unit is configured to express the target power value as PWtarget, the power maximum value as PWmax, the first resistance value as R1, and the resistance threshold as Rth, respectively.
Rth = R1 × PWmax / PWtarget
It is characterized in that the above-mentioned resistance threshold is set according to the following formula.
この一実施形態の温度制御システムでは、上記操作量が最大になるとき、上記電気抵抗ヒータへ供給される電力が上記目標電力値PWtargetになるレベルに、上記抵抗閾値Rthが適切に設定される(詳しくは、実施形態欄で述べる。)。 In the temperature control system of this embodiment, when the operation amount is maximized, the resistance threshold Rth is appropriately set to a level at which the electric power supplied to the electric resistance heater becomes the target electric power value PWtarget ( Details will be described in the embodiment section.)
一実施形態の温度制御システムでは、上記比較判定部は、上記現在の抵抗値が上記抵抗閾値と一致したとき、上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定することを特徴とする。 In one embodiment of the present invention, the comparison determination unit determines that the electric resistance heater has deteriorated when the current resistance value matches the resistance threshold.
この一実施形態の温度制御システムでは、上記現在の抵抗値が上記抵抗閾値と一致したとき、上記電気抵抗ヒータへ供給される電力が上記目標電力値になるのは、上記操作量が最大であるときに相当する。したがって、上記電気抵抗ヒータの上記現在の抵抗値が実用上の限界まで大きくなったときに、上記比較判定部は上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定し、上記警報部は上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する。したがって、ユーザは、実用上の限界まで、上記電気抵抗ヒータを安心して使用できる。 In the temperature control system according to the embodiment, when the current resistance value matches the resistance threshold value, the power supplied to the electric resistance heater becomes the target power value when the operation amount is the maximum. Sometimes equivalent. Therefore, when the current resistance value of the electric resistance heater has increased to a practical limit, the comparing and judging unit judges that the electric resistance heater has deteriorated, and the alarming unit judges that the electric resistance heater has deteriorated. Notify what you did. Therefore, the user can use the electric resistance heater with confidence to the practical limit.
一実施形態の温度制御システムでは、
上記比較判定部は、上記現在の抵抗値が、上記抵抗閾値に対して1よりも小さい予め定められた係数を乗じて得られた値と一致したとき、上記電気抵抗ヒータの劣化が上記係数に応じた進度にあると判定し、
上記警報部は、上記電気抵抗ヒータの劣化について上記進度を表す報知を行う
ことを特徴とする。
In one embodiment of the temperature control system,
When the current resistance value matches a value obtained by multiplying the resistance threshold value by a predetermined coefficient smaller than 1, the deterioration of the electric resistance heater is set to the coefficient. Judge that it is in accordance with the progress,
The alarm unit is configured to notify the deterioration of the electric resistance heater indicating the progress.
「1よりも小さい予め定められた係数」とは、0〜1の範囲内で定められ、典型的には0.5〜1の範囲内で定められ、また、より典型的には、0.8または0.9のような1に近い数字として定められる。 The "predetermined coefficient smaller than 1" is defined in a range of 0 to 1, typically in a range of 0.5 to 1, and more typically in a range of 0 to 1. It is defined as a number close to 1 such as 8 or 0.9.
この一実施形態の温度制御システムでは、上記比較判定部は、上記現在の抵抗値が、上記抵抗閾値に対して1よりも小さい予め定められた係数を乗じて得られた値と一致したとき、上記電気抵抗ヒータの劣化が上記係数に応じた進度にあると判定する。上記警報部は、上記電気抵抗ヒータの劣化について上記進度を表す報知を行う。したがって、この報知を受けたユーザは、上記電気抵抗ヒータの劣化の進度に応じて、上記電気抵抗ヒータを新品に交換する準備をしておくことができる。または、安全のため、上記電気抵抗ヒータの劣化の進度が1になる前に、早期に上記電気抵抗ヒータを新品に交換することができる。 In the temperature control system of this embodiment, when the comparison determination unit matches the current resistance value with a value obtained by multiplying the resistance threshold by a predetermined coefficient smaller than 1, It is determined that the deterioration of the electric resistance heater is at a rate corresponding to the coefficient. The alarm unit notifies the deterioration of the electric resistance heater indicating the progress. Therefore, the user who has received this notification can prepare to replace the electric resistance heater with a new one according to the degree of deterioration of the electric resistance heater. Alternatively, for safety, the electric resistance heater can be replaced with a new one at an early stage before the progress of deterioration of the electric resistance heater becomes 1.
一実施形態の温度制御システムでは、上記第1時点は、上記温度制御部が上記加熱対象物の温度制御を開始した後、上記加熱対象物が上記目標温度に制御された直後のタイミングであることを特徴とする。 In the temperature control system according to one embodiment, the first time point is a timing immediately after the heating target is controlled to the target temperature after the temperature control unit starts controlling the temperature of the heating target. It is characterized by.
この一実施形態の温度制御システムでは、上記第1時点は、上記温度制御部が上記加熱対象物の温度制御を開始した後、上記加熱対象物が上記目標温度に制御された直後のタイミングであるから、そのタイミングで上記抵抗閾値が設定される。この結果、上記加熱対象物が上記目標温度に制御された直後のタイミングから継続して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かが判定され得る。したがって、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを監視できる期間が比較的長くなる。 In the temperature control system according to the embodiment, the first time point is a timing immediately after the heating target is controlled to the target temperature after the temperature control unit starts controlling the temperature of the heating target. Therefore, the resistance threshold is set at that timing. As a result, whether or not the electric resistance heater has deteriorated can be determined continuously from the timing immediately after the heating target is controlled to the target temperature. Accordingly, the period during which the deterioration of the electric resistance heater can be monitored is relatively long.
また、この温度制御システムの起動、シャットダウンが繰り返される過程で、起動の都度、上記第1時点をなすタイミングで上記抵抗閾値が更新して設定される。この結果、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かの判定精度が高まる。 Further, in the process of repeatedly starting and shutting down the temperature control system, the resistance threshold is updated and set at the timing of the first time every time the temperature control system is started. As a result, the accuracy of determining whether the electric resistance heater has deteriorated is increased.
一実施形態の温度制御システムでは、上記第1時点をなすタイミングは、この温度制御システムの外部からトリガ信号が入力されたタイミングであることを特徴とする。 In the temperature control system of one embodiment, the timing that forms the first time point is a timing at which a trigger signal is input from outside the temperature control system.
この一実施形態の温度制御システムでは、ユーザがこの温度制御システムの外部からトリガ信号を入力したタイミングで上記抵抗閾値が更新して設定される。この結果、ユーザの利便性が高まる。 In the temperature control system according to the embodiment, the resistance threshold is updated and set at a timing when a user inputs a trigger signal from outside the temperature control system. As a result, user convenience is improved.
第2の局面では、この開示の温度制御方法は、
加熱対象物に搭載された電気抵抗ヒータおよび温度センサを用い、この温度センサが出力する上記加熱対象物の温度に基づいて上記電気抵抗ヒータへの通電電流を制御する温度制御システムのための温度制御方法であって、
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御し、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求め、
上記印加電圧値と上記通電電流値に基づいて、上記第1時点で上記電気抵抗ヒータが示した第1抵抗値を算出し、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1抵抗値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための抵抗閾値を設定し、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値と通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが示す現在の抵抗値を求め、
上記現在の抵抗値と上記抵抗閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定し、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する
ことを特徴とする。
In a second aspect, a temperature control method according to the present disclosure includes:
Temperature control for a temperature control system that uses an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on a heating object and controls a current supplied to the electric resistance heater based on the temperature of the heating object output by the temperature sensor. The method
Create an operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature, supply a current to the electric resistance heater according to the operation amount from a power supply, and control the temperature of the object to be heated. ,
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, The power value supplied to the heater is obtained as a target power value, and the maximum power value that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater is obtained,
Calculating a first resistance value indicated by the electric resistance heater at the first time based on the applied voltage value and the energized current value;
The target power value, the power maximum value, and, based on the first resistance value, set a resistance threshold value for determining whether the electric resistance heater has deteriorated,
During the temperature control of the object to be heated after the first time point, a current resistance value indicated by the electric resistance heater is obtained based on an applied voltage value and an energized current value to the electric resistance heater,
Comparing the current resistance value with the resistance threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
When it is determined that the electric resistance heater has deteriorated, it is notified that the electric resistance heater has deteriorated.
この開示の温度制御方法によれば、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを自動的に検知して、報知できる。この報知を受けたユーザは、上記電気抵抗ヒータを新品に交換したり、電源電圧を高めたりするなど、迅速に対処できる。これにより、上記温度制御システムを用いて生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)のを未然に防止できる。 According to the temperature control method of the present disclosure, the deterioration of the electric resistance heater can be automatically detected and reported. The user who has received the notification can take prompt measures such as replacing the electric resistance heater with a new one or increasing the power supply voltage. As a result, it is possible to prevent a product produced by using the temperature control system from becoming defective (or quality degradation).
第3の局面では、この開示の温度制御システムは、
加熱対象物に搭載された電気抵抗ヒータおよび温度センサを備え、この温度センサが出力する上記加熱対象物の温度に基づいて上記電気抵抗ヒータへの通電電流を制御する温度制御システムであって、
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御する温度制御部と、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求めるヒータ電力演算部と、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1時点での上記通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための電流閾値を設定する電流閾値設定部と、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する現在の通電電流値を測定する現在電流値測定部と、
上記現在の通電電流値と上記電流閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定する比較判定部と、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する警報部と
を備えたことを特徴とする。
In a third aspect, a temperature control system of the present disclosure includes:
A temperature control system comprising an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on a heating object, and controlling a current supplied to the electric resistance heater based on a temperature of the heating object output by the temperature sensor,
An operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature is created, and a current is supplied from a power supply to the electric resistance heater according to the operation amount to control the temperature of the object to be heated. A temperature control unit;
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, A heater power calculating unit that calculates a power value supplied to the heater as a target power value, and calculates a maximum value of power that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater;
A current threshold value setting unit that sets a current threshold value for determining whether the electric resistance heater has deteriorated based on the target electric power value, the electric power maximum value, and the energizing current value at the first time point. When,
During the temperature control of the object to be heated after the first time point, a current value measuring unit that measures a current value of a current supplied to the electric resistance heater;
A comparison determination unit that compares the current supply current value with the current threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
When it is determined that the electric resistance heater has deteriorated, an alarm unit for notifying that the electric resistance heater has deteriorated is provided.
この開示の温度制御システムでは、温度制御部は、上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御する。ヒータ電力演算部は、上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求める。これとともに、ヒータ電力演算部は、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値(すなわち、上記操作量が最大であるときに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給される電力値)を求める。電流閾値設定部は、上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1時点での上記通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための電流閾値を設定する。現在電流値測定部は、上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する現在の通電電流値を測定する。比較判定部は、上記現在の通電電流値と上記電流閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定する。警報部は、上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する。このようにして、この温度制御システムによれば、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを自動的に検知して、報知できる。この報知を受けたユーザは、上記電気抵抗ヒータを新品に交換したり、電源電圧を高めたりするなど、迅速に対処できる。これにより、この温度制御システムを用いて生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)のを未然に防止できる。 In the temperature control system according to the present disclosure, the temperature control unit creates an operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature, and supplies an electric current from a power supply to the electric resistance heater according to the operation amount. To control the temperature of the object to be heated. The heater power calculator calculates the applied voltage value, the energized current value, and the operation amount of the electric resistance heater at the first time point when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target. Then, the power value supplied to the electric resistance heater is obtained as a target power value. At the same time, the heater power calculator calculates the maximum power that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater (that is, the electric power value supplied from the power supply to the electric resistance heater when the operation amount is the maximum). Ask for. The current threshold value setting unit sets a current threshold value for determining whether the electric resistance heater has deteriorated based on the target power value, the power maximum value, and the energizing current value at the first time point. Set. The current value measuring unit measures the current value of the current supplied to the electric resistance heater during the temperature control of the object to be heated after the first time point. The comparison determination unit compares the current supply current value with the current threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated. The alarm unit, when it is determined that the electric resistance heater has deteriorated, notifies that the electric resistance heater has deteriorated. In this manner, according to the temperature control system, it is possible to automatically detect and notify that the electric resistance heater has deteriorated. The user who has received the notification can take prompt measures such as replacing the electric resistance heater with a new one or increasing the power supply voltage. As a result, it is possible to prevent a product produced by using the temperature control system from becoming defective (or quality degradation).
第4の局面では、この開示の温度制御方法は、
加熱対象物に搭載された電気抵抗ヒータおよび温度センサを備え、この温度センサが出力する上記加熱対象物の温度に基づいて上記電気抵抗ヒータへの通電電流を制御する温度制御システムのための温度制御方法であって、
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御し、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求め、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1時点での上記通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための電流閾値を設定し、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する現在の通電電流値を測定し、
上記現在の通電電流値と上記電流閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定し、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する
ことを特徴とする。
In a fourth aspect, a temperature control method according to the present disclosure includes:
Temperature control for a temperature control system including an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on an object to be heated, and controlling an electric current supplied to the electric resistance heater based on the temperature of the object to be heated outputted by the temperature sensor. The method
Create an operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature, supply a current to the electric resistance heater according to the operation amount from a power supply, and control the temperature of the object to be heated. ,
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, The power value supplied to the heater is obtained as a target power value, and the maximum power value that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater is obtained,
The target power value, the power maximum value, and a current threshold value for determining whether or not the electric resistance heater has deteriorated based on the energized current value at the first time point,
During the temperature control of the object to be heated after the first point in time, a current flowing current value to the electric resistance heater is measured,
Comparing the current supply current value with the current threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
When it is determined that the electric resistance heater has deteriorated, it is notified that the electric resistance heater has deteriorated.
この開示の温度制御方法によれば、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを自動的に検知して、報知できる。この報知を受けたユーザは、上記電気抵抗ヒータを新品に交換したり、電源電圧を高めたりするなど、迅速に対処できる。これにより、上記温度制御システムを用いて生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)のを未然に防止できる。 According to the temperature control method of the present disclosure, the deterioration of the electric resistance heater can be automatically detected and reported. The user who has received the notification can take prompt measures such as replacing the electric resistance heater with a new one or increasing the power supply voltage. As a result, it is possible to prevent a product produced by using the temperature control system from becoming defective (or quality degradation).
一実施形態の温度制御システムでは、
上記電流閾値設定部は、上記目標電力値をPWtarget、上記電力最大値をPWmax、上記第1時点での上記通電電流値をI1、上記電流閾値をIthとそれぞれ表すとき、
Ith=I1×PWtarget/PWmax
なる計算式に応じて、上記電流閾値を設定することを特徴とする。
In one embodiment of the temperature control system,
The current threshold value setting unit sets the target power value to PWtarget, the power maximum value to PWmax, the conduction current value at the first time point to I1, and the current threshold value to Ith, respectively.
Ith = I1 × PWtarget / PWmax
The current threshold value is set according to the following formula:
第5の局面では、この開示のプログラムは、上記第2または第4の局面の温度制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 In a fifth aspect, a program according to the present disclosure is a program for causing a computer to execute the temperature control method according to the second or fourth aspect.
この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記第2または第4の局面の温度制御方法を実施することができる。 By causing a computer to execute the program according to the present disclosure, the temperature control method according to the second or fourth aspect can be performed.
以上より明らかなように、この開示の温度制御システムおよび温度制御方法によれば、電気抵抗ヒータの劣化を自動的に検知して報知できる。また、この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記温度制御方法を実施することができる。 As is clear from the above, according to the temperature control system and the temperature control method of the present disclosure, the deterioration of the electric resistance heater can be automatically detected and notified. The temperature control method can be implemented by causing a computer to execute the program of the present disclosure.
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明の一実施形態の温度制御システム200の構成を模式的に示している。この温度制御システム200は、加熱対象物90の筐体(1点鎖線で示す。)に収容または搭載された電気抵抗ヒータ(以下、単に「ヒータ」という。)20および温度センサ30と、この温度センサ30の出力(温度信号TO)に基づいてヒータ20への通電電流をオンオフ制御するための温度コントローラ100とを備えている。
FIG. 1 schematically shows a configuration of a temperature control system 200 according to an embodiment of the present invention. The temperature control system 200 includes an electric resistance heater (hereinafter, simply referred to as a “heater”) 20 and a
ヒータ20は、この例では、このヒータの外壁をなす細長い円筒状の鋼管からなるケース20aと、ケース20a内部に配置された、通電されて発熱する電熱線20xとを有している。電熱線20xの線種は、この例では、日本工業規格(JISC2520)に規定された電熱用ニッケルクロム線2種(略号NCHW2)になっているが、他の線種であってもよい。ヒータ20は、一対の配線121,122によって、この例では単相200ボルトの商用電源120に接続されている。一方の配線121には、スイッチング素子としてのソリッドステートリレー(SSR)110が介挿されている。他方の配線122には、変流器(CT)からなる電流計71が取り付けられている。また、ヒータ20の両側の配線121,122にまたがって、計器用変圧器(VT)からなる電圧計70が接続されている。
In this example, the heater 20 has a case 20a formed of an elongated cylindrical steel pipe forming an outer wall of the heater, and a
ソリッドステートリレー110は、温度コントローラ100からのオンオフ制御信号Ctlによってオンオフ制御される。オンオフ制御信号Ctlは、この例では、1秒間ないし2秒間周期の矩形波になっている。オンオフ制御信号Ctlのデューティ(すなわち、1周期中のオン期間の割合)は、後述の操作量(これをMVとする。)に従って設定される。これにより、ソリッドステートリレー110のオン期間の間、商用電源120によってヒータ20が通電(電熱線20xの通電と同義。本明細書を通して同様。)される。
The solid state relay 110 is on / off controlled by an on / off control signal Ctl from the
電流計71は、ヒータ20への通電電流の電流値Iを検出する。電圧計70は、ヒータ20への印加電圧の電圧値Vを検出する。電流計71が検出する電流値Iと、電圧計70が検出する電圧値Vは、温度コントローラ100に入力される。
The ammeter 71 detects the current value I of the current supplied to the heater 20. The
温度コントローラ100は、図2に示すように、ハードウェアとして、この例では、演算部11と、表示器12と、操作部13と、記憶部14と、データ入力部15と、出力部17と、通信部16と、警報器18とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
演算部11は、ソフトウェア(コンピュータプログラム)によって動作するCPU(中央演算処理ユニット)を含み、後述の温度制御方法に従う処理や、その他の各種処理を実行する。 The operation unit 11 includes a CPU (Central Processing Unit) operated by software (computer program), and executes processing according to a temperature control method described later and other various processing.
操作部13は、この例では、キー入力スイッチおよび設定スイッチからなり、ユーザ(操作者)からの指示およびデータなどを入力または設定するために用いられる。この例では、操作部13の設定スイッチには、加熱対象物90を加熱すべき目標温度Ttarget=200℃が設定されているものとする。
In this example, the
表示器12は、この例では、LED(発光ダイオード)アレイからなり、演算部11からの制御信号に従って、数値等の表示を行う。この例では、表示器12は、設定された目標温度Ttarget、加熱対象物90の現在温度TOを表示するために用いられる。 In this example, the display 12 includes an LED (light emitting diode) array, and displays numerical values and the like according to a control signal from the arithmetic unit 11. In this example, the display 12 is used to display the set target temperature Ttarget and the current temperature TO of the heating target 90.
記憶部14は、この例では、非一時的にデータを記憶し得るEEPROM(電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ)、および、一時的にデータを記憶し得るRAM(ランダム・アクセス・メモリ)を含んでいる。この記憶部14には、演算部11を制御するためのソフトウェア(コンピュータプログラム)が格納されている。また、この例では、記憶部14には、加熱対象物90の温度制御中の各種データが一時的に記憶される。 In this example, the storage unit 14 includes an EEPROM (electrically rewritable nonvolatile memory) that can temporarily store data and a RAM (random access memory) that can temporarily store data. Contains. The storage unit 14 stores software (computer program) for controlling the operation unit 11. In this example, the storage unit 14 temporarily stores various data during the temperature control of the object 90 to be heated.
データ入力部15は、この例では、AD(アナログ・ツー・デジタル)変換器を含んでいる。データ入力部15は、電流計71からの電流値Iと、電圧計70からの電圧値Vとを表す信号を受けて、AD変換を行って、演算部11に入力する。
The
出力部17は、演算部11からの制御信号に従って、ソリッドステートリレー110をオンオフ制御する信号(オンオフ制御信号Ctl)を出力する。ソリッドステートリレー110は、オンオフ制御信号Ctlに応じて、商用電源120につながる配線121を導通または遮断する。
The
通信部16は、演算部11によって制御されて所定の情報を外部の装置に送信したり、また、外部の装置からの情報を受信して演算部11に受け渡したりする。この例では、通信部16は、外部の装置からの指示(コマンド信号CM)を受信する。
The
警報器18は、演算部11からの制御信号に従って、聴覚的または視覚的な警報を発する。この例では、ブザー又はLED(発光ダイオード)アレイからなり、警報音または点滅等の表示を発する。
The
図3中に示すように、この例では、プログラムされた演算部11によって、大別して、加熱対象物90の温度を制御する温度制御部40と、ヒータ20の劣化を検知して報知する劣化判定処理部50とが構成されている。温度制御部40は、温度演算部41と、目標温度設定部42と、偏差演算部43と、操作量算出部44と、出力信号作成部45とを含んでいる。劣化判定処理部50は、出力電圧測定部51と、出力電流測定部52と、第1抵抗値演算部および現在抵抗値演算部として働く抵抗値演算部53と、ヒータ電力演算部54と、抵抗閾値設定部55と、比較判定部56と、警報信号作成部57とを含んでいる。警報信号作成部57は、図2中に示した警報器18と併せて、警報部を構成している。これらの各部の動作については、次に述べる図4の温度制御処理および図5の劣化判定処理のフローの中で説明する。
As shown in FIG. 3, in this example, the programmed operation unit 11 roughly divides the
図4は、温度コントローラ100の演算部11が実行する温度制御処理(温度制御方法)のフローを示している。ユーザ(操作者)による、図2中に示した操作部13を介した開始指示、または、通信部16を介した開始指示(コマンド指示CM)を受けると、演算部11は温度制御部として働いて、この温度制御処理のフロー(この例では、温度制御システム200の初回の運転)を開始する。
FIG. 4 shows a flow of a temperature control process (temperature control method) executed by the calculation unit 11 of the
まず、図4のステップS1に示すように、演算部11は温度演算部41として働いて、図1中に示した加熱対象物90に搭載された温度センサ30の出力(温度信号TO)によって、加熱対象物90の現在温度(これを温度信号と同じ符号TOで表す。)を測定して取得する。この例では、最初は、加熱対象物90の現在温度TOは常温23℃であるものとする。また、図4のステップS2に示すように、演算部11は目標温度設定部42として働いて、操作部13によって予め設定されている、加熱対象物90を加熱すべき目標温度Ttargetを読み込む。この例では、目標温度Ttarget=200℃であるものとする。
First, as shown in step S1 of FIG. 4, the calculation unit 11 functions as a
次に、図4のステップS3に示すように、演算部11は偏差演算部43として働いて、加熱対象物90の現在温度TOと目標温度Ttargetとの間の偏差DVを算出する。さらに、図4のステップS4に示すように、演算部11は操作量算出部44として働いて、温度センサ30が出力する加熱対象物90の現在温度TOが目標温度Ttargetに一致するように、フィードバック制御(この例では、PID制御)のための操作量MVを作成する。この例では、操作量MVは、図1中に示したソリッドステートリレー110をオンオフさせるデューティを、パーセント(%)単位で表すものとする。
Next, as shown in step S3 in FIG. 4, the calculation unit 11 functions as the
次に、図4のステップS5に示すように、演算部11は出力信号作成部45として働いて、操作量MVに応じて、図1中に示したソリッドステートリレー110をオンオフ制御するためのオンオフ制御信号Ctlを作成する。演算部11は、このオンオフ制御信号Ctlを、図2中に示した出力部17を介してソリッドステートリレー110へ出力する。これにより、ソリッドステートリレー110がオンオフ制御信号Ctlに従ってオンオフして、商用電源120によってヒータ20が通電される。
Next, as shown in step S5 in FIG. 4, the arithmetic unit 11 functions as the output
次に、図4のステップS6に示すように、演算部11は後述の劣化判定処理(図5)を行う。この後、図4のステップS7に示すように、ユーザによる停止指示を受けない限り(ステップS7でNO)、演算部11はステップS1〜S6の処理を繰り返す。ユーザによる、操作部13を介した停止指示、または、通信部16を介した停止指示(コマンド指示CM)を受けると(ステップS7でYES)、演算部11はこの温度制御処理を終了する。
Next, as shown in step S6 of FIG. 4, the calculation unit 11 performs a later-described deterioration determination process (FIG. 5). Thereafter, as shown in step S7 of FIG. 4, unless a stop instruction is received from the user (NO in step S7), the arithmetic unit 11 repeats the processing of steps S1 to S6. Upon receiving a stop instruction from the user via the
このようにして、この温度制御システム200は、加熱対象物90を目標温度Ttargetに制御するための操作量MVを作成し、商用電源120からヒータ20へ操作量MVに応じたデューティで通電電流を流して、加熱対象物90の温度を目標温度Ttargetに制御する。
In this manner, the temperature control system 200 creates the manipulated variable MV for controlling the heating target 90 to the target temperature Ttarget, and supplies the current from the
この温度制御処理が実行される場合において、例えば図6(A)中に示すように、温度制御開始時点(t=0)では、加熱対象物90の温度TOが常温(この例では、23℃)であったとする。すると、加熱対象物90をできる限り早く目標温度Ttarget(この例では、200℃)に到達させるように、オンオフ制御信号Ctlのデューティは、温度制御開始時点(t=0)から暫くの間(この例では、t=0から時刻t1までの期間)、図6(B)中に実線C1で示すように100%(最大)に維持される。この例では、図6(A)中に示すように、時刻t1で、加熱対象物90の温度TOが目標温度Ttargetに達し、時刻t1以降は、オーバーシュートなしに概ね目標温度Ttargetに制御されている。具体的には、時刻t1以降は、オンオフ制御信号Ctlによって、オフ期間(この例では、時刻t1から時刻t2まで、および、時刻t3から時刻t4まで)と、図6(B)中に実線C2,C3で示すオン期間(この例では、時刻t2から時刻t3まで、および、時刻t4から時刻t5まで)とが交互に繰り返されている(図示の例では、デューティは約50%になっている。)。 When this temperature control process is executed, for example, as shown in FIG. 6A, at the time of starting the temperature control (t = 0), the temperature TO of the heating target 90 is normal temperature (23 ° C. in this example). ). Then, the duty of the on / off control signal Ctl is changed for a while from the temperature control start time (t = 0) so that the heating target 90 reaches the target temperature Ttarget (200 ° C. in this example) as soon as possible. In the example, the period from t = 0 to the time t1), it is maintained at 100% (maximum) as shown by the solid line C1 in FIG. In this example, as shown in FIG. 6A, at time t1, the temperature TO of the heating target 90 reaches the target temperature Ttarget, and after time t1, the temperature TO is controlled to be substantially equal to the target temperature Ttarget without overshoot. I have. Specifically, after the time t1, the on-off control signal Ctl causes the off period (in this example, from the time t1 to the time t2 and from the time t3 to the time t4) and the solid line C2 in FIG. , C3 (in this example, from time t2 to time t3 and from time t4 to time t5) are alternately repeated (in the example shown, the duty is about 50%). .).
ここで、図6(A)中に示すように、ヒータへの通電開始時点(t=0)から加熱対象物90が目標温度Ttargetに達するまでの間に、ヒータ20内部の電熱線20xの温度THは比較的高い温度Tx(約800℃〜1000℃)に達すると言われている。このため、温度制御システム200の運転が繰り返し又は連続して継続されると、ヒータ20を構成する電熱線20xの酸化が進行して、電熱線20xが示す抵抗値(電気抵抗)が増大(劣化)する。この劣化の進行に伴って、ヒータ20への通電電流(または供給電力)が不足して、図6(B)中に破線C1′,C2′,C3′で示すように、オンオフ制御信号Ctlのデューティは次第に増大される。劣化がさらに進むと、オンオフ制御信号Ctlのデューティが100%に設定されたとしても、加熱対象物90を目標温度Ttargetに制御できない状態になる。このため、仮に何の対策も取られなければ、「発明が解決すべき課題」欄で述べたような様々な問題が生ずる。
Here, as shown in FIG. 6A, the temperature of the
そこで、この温度制御システム200は、図4のステップS6で劣化判定処理を行って、ヒータ20の劣化を自動的に検知して報知するようになっている。図5は、この劣化判定処理の具体的なフローを示している。既述のように、最初は、加熱対象物90の現在温度TOは、常温23℃であるものとする。 Therefore, the temperature control system 200 performs a deterioration determination process in step S6 in FIG. 4, and automatically detects and reports the deterioration of the heater 20. FIG. 5 shows a specific flow of this deterioration determination processing. As described above, initially, the current temperature TO of the heating target 90 is assumed to be normal temperature 23 ° C.
(1) 初回の温度制御開始から加熱対象物が目標温度に達するまでの処理
まず、図5のステップS61に示すように、演算部11は、図1中に示した電圧計70によって測定された電圧値V、電流計71によって測定された電流値Iを、それぞれ図2中に示したデータ入力部15を介して入力する。さらに、演算部11は出力電圧測定部51および出力電流測定部52として働いて、現在の電圧値Vと電流値Iを求める。
(1) Processing from the first temperature control start to the time when the object to be heated reaches the target temperature First, as shown in step S61 of FIG. 5, the arithmetic unit 11 was measured by the
さらに、図5のステップS62に示すように、演算部11は抵抗値演算部53(特に、現在抵抗値演算部)として働いて、電熱線20xが示す抵抗値を現在の抵抗値Rs=V/Iとして算出して求める。
Further, as shown in step S62 of FIG. 5, the calculation unit 11 works as a resistance value calculation unit 53 (particularly, a current resistance value calculation unit) to change the resistance value indicated by the
次に、図5のステップS63に示すように、演算部11は、現在の時刻が、ヒータ20が劣化したか否かを判定するための抵抗閾値Rthを設定または更新すべきタイミングであるか否かを判断する。 Next, as shown in step S63 of FIG. 5, the calculation unit 11 determines whether the current time is the timing at which the resistance threshold Rth for determining whether the heater 20 has deteriorated should be set or updated. Judge.
この例では、このタイミングは、演算部11が温度制御部として加熱対象物90の温度制御を開始した後、加熱対象物90が目標温度Ttargetに制御された直後のタイミング、すなわち、図6(A)中に示す第1時点t1aであるものとする。加熱対象物90が目標温度Ttargetに制御された直後のタイミング(第1時点t1a)であるか否かについては、演算部11は、加熱対象物90の現在温度TOと目標温度Ttargetとの間の偏差DVが少なくとも或る期間(例えば、図6(A)中に第1時点t1aとして破線の円で囲んで示す期間)、略ゼロになったことに基づいて判断する。 In this example, this timing is a timing immediately after the heating target 90 is controlled to the target temperature Ttarget after the arithmetic unit 11 starts the temperature control of the heating target 90 as the temperature control unit, that is, FIG. It is assumed that it is the first time point t1a shown in the parentheses. The calculation unit 11 determines whether the timing immediately after the heating target 90 is controlled to the target temperature Ttarget (first time point t1a) is between the current temperature TO of the heating target 90 and the target temperature Ttarget. The determination is made based on the fact that the deviation DV has become substantially zero for at least a certain period (for example, a period indicated by a broken-line circle as the first time point t1a in FIG. 6A).
初回の運転では、図6(A)中に示すt=0から時刻t1までの期間は、未だ抵抗閾値Rthが設定されていないため、図5のステップS67の処理を行わずスキップし、ステップS67でヒータ20がまだ劣化していないと判断して(ステップS67でNO)、図4のフローにリターンする。 In the first operation, during the period from t = 0 to time t1 shown in FIG. 6A, since the resistance threshold Rth has not yet been set, the process skips step S67 in FIG. 5 and skips step S67. It is determined that the heater 20 has not deteriorated yet (NO in step S67), and the process returns to the flow of FIG.
(2) 第1時点での処理
現在の時刻が図6(A)中に示す第1時点t1aになると、図5のフロー(新たなターン)のステップS61で、演算部11は出力電圧測定部51および出力電流測定部52として働いて、現在の電圧値Vと電流値Iを求める。これらは、第1時点t1aでの電圧値Vと電流値Iに相当する。
(2) Processing at First Time When the current time reaches the first time t1a shown in FIG. 6A, in step S61 of the flow (new turn) of FIG. The current voltage value V and the current value I are obtained by acting as 51 and the output
さらに、図5のステップS62に示すように、演算部11は抵抗値演算部53(特に、第1抵抗値演算部)として働いて、電熱線20xが示す現在の抵抗値を第1時点t1aでの第1抵抗値R1=V/Iとして算出して求める。この例では、第1抵抗値R1=50Ωであるものとする。
Further, as shown in step S62 in FIG. 5, the calculation unit 11 works as a resistance value calculation unit 53 (particularly, a first resistance value calculation unit) to change the current resistance value indicated by the
次に、図5のステップS63に示すように、演算部11は、現在の時刻が、ヒータ20が劣化したか否かを判定するための抵抗閾値Rthを設定し又は更新すべきタイミングであるか否かを判断する。この例では、現在の時刻が図6(A)中に示す第1時点t1aになっている(ステップS63でYES)ので、図5のステップS64に進んで、演算部11は、第1時点t1aでの操作量MV(図4のステップS4で作成された値)を読み込む。さらに、図5のステップS65に示すように、演算部11はヒータ電力演算部54として働いて、第1時点t1aでの、ヒータ20に対する現在の電圧値V、電流値I、および、操作量MVに基づいて、ヒータ20へ供給された電力値を目標電力値PWtargetとして求めるとともに、商用電源120からヒータ20へ供給可能な電力最大値PWmaxを求める。ここで、電力最大値PWmaxは、操作量MVに応じたデューティが100%であるときに、電源からヒータ20へ供給される電力値に相当する。
Next, as shown in step S63 in FIG. 5, the calculation unit 11 determines whether the current time is the timing at which the resistance threshold Rth for determining whether the heater 20 has deteriorated should be set or updated. Determine whether or not. In this example, since the current time is the first time point t1a shown in FIG. 6A (YES in step S63), the process proceeds to step S64 in FIG. Is read (the value created in step S4 in FIG. 4). Further, as shown in step S65 in FIG. 5, the calculation unit 11 functions as the heater
具体的には、例えば、第1時点t1aで、現在の電圧値V=200ボルト、電流値I=4アンペア、操作量(つまり、デューティ)MV=70%であれば、
目標電力値PWtarget=200ボルト×4アンペア×70%=560ワット
電力最大値PWmax=200ボルト×4アンペア=800ワット
として求められる。なお、第1時点t1aでは、加熱対象物90が目標温度Ttargetに制御されていることから、この目標電力値PWtargetは、加熱対象物90の熱容量、放熱量などを加味した値になっている。
Specifically, for example, at the first time point t1a, if the current voltage value V = 200 volts, the current value I = 4 amps, and the manipulated variable (that is, duty) MV = 70%,
Target power value PWtarget = 200 volts × 4 amps × 70% = 560 watts Maximum power value PWmax = 200 volts × 4 amps = 800 watts. At the first time point t1a, since the heating target 90 is controlled to the target temperature Ttarget, the target power value PWtarget is a value that takes into account the heat capacity, the heat radiation amount, and the like of the heating target 90.
次に、図5のステップS66に示すように、演算部11は抵抗閾値設定部55として働いて、目標電力値PWtarget、電力最大値PWmax、および、第1抵抗値R1に基づいて、ヒータ20が劣化したか否かを判定するための抵抗閾値Rthを設定(または更新)する。この抵抗閾値Rthは、操作量MVに応じたデューティが100%になるとき、ヒータ20へ供給される電力が目標電力値PWtargetになるレベルに設定される。具体的には、抵抗閾値Rthは、
Rth=R1×PWmax/PWtarget …(Eq.1)
なる計算式に応じて設定される。設定された抵抗閾値Rthは、図2中に示した記憶部14に記憶される。
Next, as shown in step S66 of FIG. 5, the calculation unit 11 functions as the resistance threshold
Rth = R1 × PWmax / PWtarget (Eq. 1)
It is set according to the following formula. The set resistance threshold Rth is stored in the storage unit 14 shown in FIG.
次に、図5のステップS67,S68に示すように、演算部11は比較判定部56として働いて、現在の抵抗値Rsと抵抗閾値Rthとを比較して、ヒータ20が劣化したか否かを判定する。第1時点t1aでは、Rs=R1<Rthであり、ヒータ20は未だ劣化していないことから(ステップS68でNO)、図4のフローにリターンする。
Next, as shown in steps S67 and S68 in FIG. 5, the calculation unit 11 functions as the
(3) 第1時点よりも後の加熱対象物の温度制御中の処理
第1時点t1a以降に加熱対象物90の温度制御が継続されると、既述のようにヒータ20の劣化が進む可能性がある。そこで、第1時点t1aよりも後の加熱対象物90の温度制御中に、図5のフロー(新たなターン)のステップS61で、演算部11は出力電圧測定部51および出力電流測定部52として働いて、現在の電圧値Vと電流値Iを求める。
(3) Processing during Temperature Control of Heating Object After First Time Point If the temperature control of the heating object 90 is continued after the first time point t1a, the deterioration of the heater 20 may proceed as described above. There is. Therefore, during the temperature control of the heating target 90 after the first time point t1a, in step S61 of the flow (new turn) of FIG. 5, the calculation unit 11 sets the output
さらに、図5のステップS62に示すように、演算部11は抵抗値演算部53(特に、現在抵抗値演算部)として働いて、電熱線20xが示す抵抗値を現在の抵抗値Rs=V/Iとして算出して求める。この例では、ヒータ20の劣化が或る程度進行して、Rs>R1になっているものとする。
Further, as shown in step S62 of FIG. 5, the calculation unit 11 works as a resistance value calculation unit 53 (particularly, a current resistance value calculation unit) to change the resistance value indicated by the
次に、図5のステップS63に示すように、演算部11は、現在の時刻が、ヒータ20が劣化したか否かを判定するための抵抗閾値Rthを設定または更新すべきタイミングであるか否かを判断する。この例では、現在の時刻が図6(A)中に示す第1時点t1aよりも後であるから(ステップS63でNO)、図5のステップS67,S68に進む。 Next, as shown in step S63 of FIG. 5, the calculation unit 11 determines whether the current time is the timing at which the resistance threshold Rth for determining whether the heater 20 has deteriorated should be set or updated. Judge. In this example, since the current time is after the first time point t1a shown in FIG. 6A (NO in step S63), the process proceeds to steps S67 and S68 in FIG.
次に、図5のステップS67,S68では、演算部11は比較判定部56として働いて、現在の抵抗値Rsと抵抗閾値Rthとを比較して、ヒータ20が劣化したか否かを判定する。この抵抗閾値Rthは、第1時点t1aで、図5のステップS66の処理によって設定された値である。
Next, in steps S67 and S68 in FIG. 5, the calculation unit 11 acts as the
この例では、演算部11は、現在の抵抗値Rsが抵抗閾値Rthと一致したとき、ヒータ20が劣化したと判定する。具体的には、図7中に補助線Q1で示すように、Rs=Rthとなった時点td100で、ヒータ20が劣化したと判定する。この判定基準によれば、ヒータ20へ供給される電力が目標電力値PWtargetになるのは、操作量MVに応じたデューティが100%であるときに相当する。したがって、ヒータ20の現在の抵抗値Rsが実用上の限界まで大きくなったとき、ヒータ20が劣化したと判定される。 In this example, when the current resistance value Rs matches the resistance threshold value Rth, the calculation unit 11 determines that the heater 20 has deteriorated. Specifically, as indicated by the auxiliary line Q1 in FIG. 7, at time td100 when Rs = Rth, it is determined that the heater 20 has deteriorated. According to this determination criterion, the power supplied to the heater 20 becomes the target power value PWtarget when the duty corresponding to the manipulated variable MV is 100%. Therefore, when the current resistance value Rs of the heater 20 has increased to a practical limit, it is determined that the heater 20 has deteriorated.
ヒータ20が劣化したと判定された時(図5のステップS68でYES)、図5のステップS69で、演算部11は警報信号作成部57として働いて、図3中に示すように、その判定結果DSに基づいて、ヒータ20が劣化したことを表す警報信号AS1を作成する。図2中に示す警報器18は、この警報信号AS1を受けて、ユーザに対してヒータ20が劣化したことを報知する。この報知(これを警報A1と呼ぶ。)は、ブザーの警報音および/またはLEDの点滅であってもよい。また、演算部11は、通信部16を介して、外部の図示しない装置へ警報信号AS1を送信してもよい。
When it is determined that the heater 20 has deteriorated (YES in step S68 of FIG. 5), in step S69 of FIG. 5, the arithmetic unit 11 functions as the alarm
このようにして、この温度制御システム200によれば、ヒータ20が劣化したことを自動的に検知して、報知できる。この報知を受けたユーザは、ヒータ20を新品に交換したり、電源電圧を高めたりするなど、迅速に対処できる。これにより、この温度制御システム200を用いて生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)のを未然に防止できる。 In this manner, according to the temperature control system 200, it is possible to automatically detect and notify that the heater 20 has deteriorated. The user who has received the notification can take prompt action such as replacing the heater 20 with a new one or increasing the power supply voltage. As a result, it is possible to prevent a product produced using the temperature control system 200 from becoming defective (or quality degradation).
また、上の例では、ヒータ20の現在の抵抗値Rsが実用上の限界まで大きくなったとき、ヒータ20が劣化したと判定されて、報知される。したがって、ユーザは、実用上の限界まで、ヒータ20を安心して使用できる。 In the above example, when the current resistance value Rs of the heater 20 has increased to a practical limit, it is determined that the heater 20 has deteriorated and a notification is issued. Therefore, the user can use the heater 20 with confidence up to the practical limit.
また、上の例では、第1時点t1aは、図6(A)中に示したように、演算部11が加熱対象物90の温度制御を開始した後、加熱対象物90が目標温度Ttargetに制御された直後のタイミングであるから、そのタイミングで抵抗閾値Rthが設定される。この結果、加熱対象物90が目標温度Ttargetに制御された直後のタイミングから継続して、ヒータ20が劣化したか否かが判定され得る。したがって、ヒータ20が劣化したことを監視できる期間が比較的長くなる。 In the above example, at the first time point t1a, as shown in FIG. 6A, after the arithmetic unit 11 starts controlling the temperature of the heating target 90, the heating target 90 is set to the target temperature Ttarget. Since the timing is immediately after the control, the resistance threshold Rth is set at that timing. As a result, it can be determined whether or not the heater 20 has deteriorated continuously from the timing immediately after the heating target 90 is controlled to the target temperature Ttarget. Therefore, the period during which the deterioration of the heater 20 can be monitored becomes relatively long.
また、この温度制御システム200の起動、シャットダウンが繰り返される過程で、起動の都度、第1時点t1aをなすタイミングで抵抗閾値Rthが更新して設定される。この結果、ヒータ20が劣化したか否かの判定精度が高まる。 Further, in the process of repeatedly starting and shutting down the temperature control system 200, the resistance threshold value Rth is updated and set at the timing of the first time point t1a every time the temperature control system 200 is started. As a result, the accuracy of determining whether the heater 20 has deteriorated is increased.
なお、第1時点t1aをなすタイミングは、上の例に限られるものではなく、加熱対象物90の温度制御中で加熱対象物90が目標温度Ttargetにある期間内であればよい。例えば、第1時点t1aをなすタイミングは、この温度制御システム200の外部から通信部16を介して、トリガ信号が入力されたタイミング、例えば図6(B)中に破線の円で囲んで示す期間tn内であってもよい。これにより、ユーザがこの温度制御システム200の外部からトリガ信号を入力したタイミングで抵抗閾値Rthが更新して設定される。この結果、ユーザの利便性が高まる。
The timing at which the first time point t1a is formed is not limited to the above example, and may be any time during which the temperature of the heating target 90 is at the target temperature Ttarget during the temperature control of the heating target 90. For example, the timing that forms the first time point t1a is the timing at which a trigger signal is input from outside the temperature control system 200 via the
(変形例1)
上の例では、現在の抵抗値Rsが抵抗閾値Rthと一致したとき、すなわち、図7中に補助線Q1で示したように、Rs=Rthとなった時点td100で、ヒータ20が劣化したと判定するものとした。しかしながら、これに限られるものではない。演算部11は比較判定部56として働いて、現在の抵抗値Rsが、抵抗閾値Rthに対して1よりも小さい予め定められた係数(例えば、0.8)を乗じて得られた値と一致したとき、ヒータ20の劣化が係数(この例では、0.8)に応じた進度にあると判定してもよい。
(Modification 1)
In the above example, when the current resistance value Rs matches the resistance threshold value Rth, that is, as shown by the auxiliary line Q1 in FIG. 7, the heater 20 has deteriorated at the time td100 when Rs = Rth. The judgment was made. However, it is not limited to this. The calculation unit 11 functions as the
具体的には、図7中に補助線Q2で示すように、Rs=0.8×Rthとなった時点td80で、ヒータ20の劣化が係数0.8に応じた進度にあると判定する。このとき、演算部11は警報信号作成部57として働いて、ヒータ20の劣化の進度を表す警報信号(これを符号AS2で表す。)を作成する。これにより、図2中に示す警報器18は、この警報信号AS2を受けて、ユーザに対してヒータ20が劣化の進度を報知する。
Specifically, as indicated by the auxiliary line Q2 in FIG. 7, at time td80 when Rs = 0.8 × Rth, it is determined that the deterioration of the heater 20 is at a rate corresponding to the coefficient 0.8. At this time, the arithmetic unit 11 works as an alarm
この報知(これを警報A2と呼ぶ。)を受けたユーザは、ヒータ20の劣化の進度に応じて、ヒータ20を新品に交換する準備をしておくことができる。または、安全のため、ヒータ20の劣化の進度が1になる前に、早期にヒータ20を新品に交換することができる。なお、演算部11は、通信部16を介して、外部の図示しない装置へ警報信号AS2を送信してもよい。
The user who has received the notification (this is called alarm A2) can prepare to replace the heater 20 with a new one in accordance with the degree of deterioration of the heater 20. Alternatively, for safety, the heater 20 can be replaced with a new one at an early stage before the progress of the deterioration of the heater 20 becomes one. The arithmetic unit 11 may transmit the alarm signal AS2 to an external device (not shown) via the
この劣化の進度を表す警報A2は、警報A1とは区別可能であるのが望ましい。例えば、警報A2は、警報A1のブザー音に対して音の高さ若しくは断続周期が異なる、および/または、警報A1のLED点滅に対して発光色若しくは点滅周期が異なるのが望ましい。 It is desirable that the alarm A2 indicating the degree of the deterioration be distinguishable from the alarm A1. For example, it is desirable that the alarm A2 has a different pitch or intermittent period from the buzzer sound of the alarm A1 and / or has a different emission color or a blinking period from the LED blinking of the alarm A1.
また、劣化の進度を表す「1よりも小さい予め定められた係数」は、0〜1の範囲内で定められ、好ましくは0.5〜1の範囲内で定められ、また、より好ましくは、0.8または0.9のような1に近い数字として定められる。 Further, the “predetermined coefficient smaller than 1” representing the degree of deterioration is determined in a range of 0 to 1, preferably in a range of 0.5 to 1, and more preferably, It is defined as a number close to 1 such as 0.8 or 0.9.
(変形例2)
上の例では、図5のステップS66で、演算部11は抵抗閾値設定部55として働いて、目標電力値PWtarget、電力最大値PWmax、および、第1抵抗値R1に基づいて、ヒータ20が劣化したか否かを判定するための抵抗閾値Rthを設定(または更新)した。しかしながら、これに限られるものではない。抵抗閾値Rthに代えて、電流閾値Ithを設定してもよい。この場合において、主として既述の劣化判定処理と異なる点を次に説明する。
(Modification 2)
In the above example, in step S66 in FIG. 5, the calculation unit 11 functions as the resistance
具体的には、第1時点t1aにおいて、図5のフロー(新たなターン)のステップS61で、現在の電流値を第1電流値I1として記憶部14に保存しておく。図5のステップS62の処理(電熱線20xが示す現在の抵抗値を第1抵抗値R1として算出する処理)は省略され得る。図5のステップS65では、上の例で述べたのと同様に、目標電力値PWtarget、電力最大値PWmaxを求める。
Specifically, at the first time point t1a, in step S61 of the flow (new turn) of FIG. 5, the current value is stored in the storage unit 14 as the first current value I1. The process of step S62 in FIG. 5 (the process of calculating the current resistance value indicated by the
次に、図5のステップS66で、演算部11は電流閾値設定部として働いて、ヒータ20が劣化したか否かを判定するための電流閾値Ithを設定する。この電流閾値Ithは、操作量MVに応じたデューティが100%になるとき、ヒータ20へ供給される電力が目標電力値PWtargetになるレベルに設定される。具体的には、電流閾値Ithは、目標電力値PWtarget、電力最大値PWmax、および、第1電流値(第1時点t1aでの通電電流値)I1に基づいて、
Ith=I1×PWtarget/PWmax …(Eq.2)
なる計算式に応じて設定される。設定された電流閾値Ithは、図2中に示した記憶部14に記憶される。
Next, in step S66 in FIG. 5, the calculation unit 11 functions as a current threshold value setting unit, and sets a current threshold value Ith for determining whether the heater 20 has deteriorated. The current threshold value Ith is set to a level at which the power supplied to the heater 20 becomes the target power value PWtarget when the duty according to the operation amount MV becomes 100%. Specifically, the current threshold value Ith is based on the target power value PWtarget, the power maximum value PWmax, and the first current value (the energizing current value at the first time point t1a) I1.
Ith = I1 × PWtarget / PWmax (Eq. 2)
It is set according to the following formula. The set current threshold Ith is stored in the storage unit 14 shown in FIG.
次に、第1時点t1aよりも後の、図5のフロー(新たなターン)のステップS61で、演算部11は出力電圧測定部51および出力電流測定部(現在電流値測定部)52として働いて、現在の電圧値Vと電流値Iを求める。その後、ステップS67,S68で、演算部11は比較判定部56として働いて、現在の電流値Iと電流閾値Ithとを比較して、ヒータ20が劣化したか否かを判定する。具体的には、演算部11は、例えば、I>Ithであるとき、未だヒータ20が劣化していないと判定する一方、I=Ithになったとき、ヒータ20が劣化したと判定する。
Next, in step S61 of the flow (new turn) of FIG. 5 after the first time point t1a, the calculation unit 11 operates as the output
このようにした場合も、既述の抵抗閾値Rthを設定した場合と同様に、ヒータ20が劣化したことを自動的に検知して、報知できる。この報知を受けたユーザは、ヒータ20を新品に交換したり、電源電圧を高めたりするなど、迅速に対処できる。これにより、この温度制御システム200を用いて生産された製品が不良品になってしまう(または品質低下が起こる)のを未然に防止できる。 Also in this case, similarly to the case where the above-described resistance threshold value Rth is set, the deterioration of the heater 20 can be automatically detected and notified. The user who has received the notification can take prompt action such as replacing the heater 20 with a new one or increasing the power supply voltage. As a result, it is possible to prevent a product produced using the temperature control system 200 from becoming defective (or quality degradation).
なお、上述の温度制御方法を、ソフトウェア(コンピュータプログラム)として、CD(コンパクトディスク)、DVD(デジタル万能ディスク)、フラッシュメモリなどの非一時的(non-transitory)にデータを記憶可能な記録媒体に記録してもよい。このような記録媒体に記録されたソフトウェアを、パーソナルコンピュータ、PDA(パーソナル・デジタル・アシスタンツ)、スマートフォン、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)などの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、上述の温度制御方法を実行させることができる。 In addition, the above-mentioned temperature control method is applied as software (computer program) to a recording medium capable of storing data non-transitoryly, such as a CD (compact disk), a DVD (digital universal disk), and a flash memory. It may be recorded. By installing the software recorded on such a recording medium into a substantial computer device such as a personal computer, a PDA (Personal Digital Assistance), a smartphone, and a PLC (Programmable Logic Controller), the software can be installed in those computer devices. The above-described temperature control method can be executed.
上の例では、温度コントローラ100は、ヒータ20の温度をオンオフ制御信号Ctlによってデジタル制御したが、これに限られるものではない。温度コントローラ100は、ヒータ20の温度をアナログ出力によって制御してもよい。
In the above example, the
以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。 The above embodiment is an exemplification, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Each of the above-described embodiments can be realized independently, but combinations of the embodiments are also possible. In addition, various features in different embodiments can also be independently realized, but combinations of features in different embodiments are also possible.
11 演算部
14 記憶部
18 警報器
20 ヒータ
20x 電熱線
70 電圧計
71 電流計
100 温度コントローラ
200 温度制御システム
11 arithmetic unit 14
Claims (11)
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御する温度制御部と、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求めるヒータ電力演算部と、
上記印加電圧値と上記通電電流値に基づいて、上記第1時点で上記電気抵抗ヒータが示した第1抵抗値を算出する第1抵抗値演算部と、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1抵抗値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための抵抗閾値を設定する抵抗閾値設定部と、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値と通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが示す現在の抵抗値を求める現在抵抗値演算部と、
上記現在の抵抗値と上記抵抗閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定する比較判定部と、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する警報部と
を備えたことを特徴とする温度制御システム。 A temperature control system comprising an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on a heating object, and controlling a current supplied to the electric resistance heater based on a temperature of the heating object output by the temperature sensor,
An operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature is created, and a current is supplied from a power supply to the electric resistance heater according to the operation amount to control the temperature of the object to be heated. A temperature control unit;
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, A heater power calculating unit that calculates a power value supplied to the heater as a target power value, and calculates a maximum value of power that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater;
A first resistance value calculation unit that calculates a first resistance value indicated by the electric resistance heater at the first time based on the applied voltage value and the energized current value;
A resistance threshold setting unit that sets a resistance threshold for determining whether the electric resistance heater has deteriorated based on the target power value, the power maximum value, and the first resistance value;
Calculating a current resistance value indicated by the electric resistance heater based on an applied voltage value and an energized current value to the electric resistance heater during the temperature control of the object to be heated after the first time point; Department and
A comparison determination unit that compares the current resistance value with the resistance threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
A temperature control system comprising: an alarm unit for notifying that the electric resistance heater has deteriorated when it is determined that the electric resistance heater has deteriorated.
上記抵抗閾値設定部は、上記目標電力値をPWtarget、上記電力最大値をPWmax、上記第1抵抗値をR1、上記抵抗閾値をRthとそれぞれ表すとき、
Rth=R1×PWmax/PWtarget
なる計算式に応じて、上記抵抗閾値を設定することを特徴とする温度制御システム。 The temperature control system according to claim 1,
The resistance threshold setting unit is configured to express the target power value as PWtarget, the power maximum value as PWmax, the first resistance value as R1, and the resistance threshold as Rth, respectively.
Rth = R1 × PWmax / PWtarget
A temperature control system, wherein the resistance threshold value is set according to a calculation formula.
上記比較判定部は、上記現在の抵抗値が上記抵抗閾値と一致したとき、上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定することを特徴とする温度制御システム。 The temperature control system according to claim 2,
The temperature control system according to claim 1, wherein the comparison determination unit determines that the electric resistance heater has deteriorated when the current resistance value matches the resistance threshold value.
上記比較判定部は、上記現在の抵抗値が、上記抵抗閾値に対して1よりも小さい予め定められた係数を乗じて得られた値と一致したとき、上記電気抵抗ヒータの劣化が上記係数に応じた進度にあると判定し、
上記警報部は、上記電気抵抗ヒータの劣化について上記進度を表す報知を行う
ことを特徴とする温度制御システム。 The temperature control system according to claim 2 or 3,
When the current resistance value matches a value obtained by multiplying the resistance threshold value by a predetermined coefficient smaller than 1, the deterioration of the electric resistance heater is set to the coefficient. Judge that it is in accordance with the progress,
The temperature control system, wherein the alarm unit issues a notification indicating the progress of the deterioration of the electric resistance heater.
上記第1時点は、上記温度制御部が上記加熱対象物の温度制御を開始した後、上記加熱対象物が上記目標温度に制御された直後のタイミングであることを特徴とする温度制御システム。 The temperature control system according to any one of claims 1 to 4,
The first time point is a timing immediately after the temperature control unit starts controlling the temperature of the heating target and then immediately after the heating target is controlled to the target temperature.
上記第1時点をなすタイミングは、この温度制御システムの外部からトリガ信号が入力されたタイミングであることを特徴とする温度制御システム。 The temperature control system according to claim 5,
The temperature control system according to claim 1, wherein the first timing is a timing at which a trigger signal is input from outside the temperature control system.
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御し、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求め、
上記印加電圧値と上記通電電流値に基づいて、上記第1時点で上記電気抵抗ヒータが示した第1抵抗値を算出し、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1抵抗値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための抵抗閾値を設定し、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値と通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが示す現在の抵抗値を求め、
上記現在の抵抗値と上記抵抗閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定し、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する
ことを特徴とする温度制御方法。 Temperature control for a temperature control system that uses an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on a heating object and controls a current supplied to the electric resistance heater based on the temperature of the heating object output by the temperature sensor. The method
Create an operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature, supply a current to the electric resistance heater according to the operation amount from a power supply, and control the temperature of the object to be heated. ,
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, The power value supplied to the heater is obtained as a target power value, and the maximum power value that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater is obtained,
Calculating a first resistance value indicated by the electric resistance heater at the first time based on the applied voltage value and the energized current value;
The target power value, the power maximum value, and, based on the first resistance value, set a resistance threshold value for determining whether the electric resistance heater has deteriorated,
During the temperature control of the object to be heated after the first time point, a current resistance value indicated by the electric resistance heater is obtained based on an applied voltage value and an energized current value to the electric resistance heater,
Comparing the current resistance value with the resistance threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
A temperature control method comprising: notifying that the electric resistance heater has deteriorated when it is determined that the electric resistance heater has deteriorated.
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御する温度制御部と、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求めるヒータ電力演算部と、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1時点での上記通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための電流閾値を設定する電流閾値設定部と、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する現在の通電電流値を測定する現在電流値測定部と、
上記現在の通電電流値と上記電流閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定する比較判定部と、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する警報部と
を備えたことを特徴とする温度制御システム。 A temperature control system comprising an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on a heating object, and controlling a current supplied to the electric resistance heater based on a temperature of the heating object output by the temperature sensor,
An operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature is created, and a current is supplied from a power supply to the electric resistance heater according to the operation amount to control the temperature of the object to be heated. A temperature control unit;
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, A heater power calculating unit that calculates a power value supplied to the heater as a target power value, and calculates a maximum value of power that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater;
A current threshold value setting unit that sets a current threshold value for determining whether the electric resistance heater has deteriorated based on the target electric power value, the electric power maximum value, and the energizing current value at the first time point. When,
During the temperature control of the object to be heated after the first time point, a current value measuring unit that measures a current value of a current supplied to the electric resistance heater;
A comparison determination unit that compares the current supply current value with the current threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
A temperature control system comprising: an alarm unit for notifying that the electric resistance heater has deteriorated when it is determined that the electric resistance heater has deteriorated.
上記電流閾値設定部は、上記目標電力値をPWtarget、上記電力最大値をPWmax、上記第1時点での上記通電電流値をI1、上記電流閾値をIthとそれぞれ表すとき、
Ith=I1×PWtarget/PWmax
なる計算式に応じて、上記電流閾値を設定することを特徴とする温度制御システム。
The temperature control system according to claim 8,
The current threshold value setting unit sets the target power value to PWtarget, the power maximum value to PWmax, the conduction current value at the first time point to I1, and the current threshold value to Ith, respectively.
Ith = I1 × PWtarget / PWmax
A temperature control system, wherein the current threshold value is set according to a calculation formula.
上記加熱対象物を予め定められた目標温度に制御するための操作量を作成し、電源から上記電気抵抗ヒータへ上記操作量に応じて通電電流を流して、上記加熱対象物の温度を制御し、
上記加熱対象物の温度制御中で上記加熱対象物が上記目標温度にある第1時点での、上記電気抵抗ヒータに対する印加電圧値、通電電流値、および、上記操作量に基づいて、上記電気抵抗ヒータへ供給された電力値を目標電力値として求めるとともに、上記電源から上記電気抵抗ヒータへ供給可能な電力最大値を求め、
上記目標電力値、上記電力最大値、および、上記第1時点での上記通電電流値に基づいて、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定するための電流閾値を設定し、
上記第1時点よりも後の上記加熱対象物の温度制御中に、上記電気抵抗ヒータに対する現在の通電電流値を測定し、
上記現在の通電電流値と上記電流閾値とを比較して、上記電気抵抗ヒータが劣化したか否かを判定し、
上記電気抵抗ヒータが劣化したと判定された時、上記電気抵抗ヒータが劣化したことを報知する
ことを特徴とする温度制御方法。 Temperature control for a temperature control system including an electric resistance heater and a temperature sensor mounted on an object to be heated, and controlling an electric current supplied to the electric resistance heater based on the temperature of the object to be heated outputted by the temperature sensor. The method
Create an operation amount for controlling the object to be heated to a predetermined target temperature, supply a current to the electric resistance heater according to the operation amount from a power supply, and control the temperature of the object to be heated. ,
At the first time when the heating target is at the target temperature during the temperature control of the heating target, the electric resistance based on the applied voltage value, the energizing current value, and the operation amount to the electric resistance heater, The power value supplied to the heater is obtained as a target power value, and the maximum power value that can be supplied from the power supply to the electric resistance heater is obtained,
The target power value, the power maximum value, and a current threshold value for determining whether or not the electric resistance heater has deteriorated based on the energized current value at the first time point,
During the temperature control of the object to be heated after the first point in time, a current flowing current value to the electric resistance heater is measured,
Comparing the current supply current value with the current threshold value to determine whether the electric resistance heater has deteriorated,
A temperature control method comprising: notifying that the electric resistance heater has deteriorated when it is determined that the electric resistance heater has deteriorated.
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---|---|---|---|---|
CN113589751A (en) * | 2021-08-09 | 2021-11-02 | 山东创佳新能源科技有限公司 | Multi-path use control device and method for resistance type electric heating pipe |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007293474A (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Yamatake Corp | Status judging device and status judging method |
JP2009283332A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Panasonic Corp | Ptc sheet heater control device |
JP2013084478A (en) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Denso Corp | Heat generating device |
JP2015231675A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社日本製鋼所 | Disconnection/deterioration determination method for heater and injection molding machine |
JP2018036749A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | アズビル株式会社 | Design evaluation support system |
-
2018
- 2018-08-31 JP JP2018162956A patent/JP6988744B2/en active Active
-
2019
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007293474A (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Yamatake Corp | Status judging device and status judging method |
JP2009283332A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Panasonic Corp | Ptc sheet heater control device |
JP2013084478A (en) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Denso Corp | Heat generating device |
JP2015231675A (en) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 株式会社日本製鋼所 | Disconnection/deterioration determination method for heater and injection molding machine |
JP2018036749A (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | アズビル株式会社 | Design evaluation support system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113589751A (en) * | 2021-08-09 | 2021-11-02 | 山东创佳新能源科技有限公司 | Multi-path use control device and method for resistance type electric heating pipe |
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