JP2020187715A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に判読可能な温度プログラムを提供する。【解決手段】一般的に使用されている文字及び単語を使用し、操作者が判読する事の容易な温度プログラムを作成。作成された温度プログラムは制御開始と同時にコンピュータにより解読され、装置が動作可能な信号へ変換される。変換された信号は、加熱器及び冷却装置を作動、制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、温度制御装置の温度プログラミングに関する。

温度制御を行う市場には以前から、各種温度制御装置が使用されている。

特開平０７−００５９３４

温度制御を行う際は温度制御装置が必要となる。
製造ラインでは大量の温度制御装置が必要となり、スペースの関係で、温度制御装置の小型化が進んでいる。
小型化されても、遠方から確認できる為には大型文字を表示する必要があり、自ずと表示できる文字数は限られる。

そのため、複雑な温度プログラムを作成する場合は、複雑な手順が要求される。
また、作成した温度プログラムが所望する内容で作成されているかどうか、確認するのも困難であり、困難ゆえに、間違って作成することもある。

本発明では、一般的に使用されている単語を使用し、温度プログラムを作成することを目的とする。

また、複数行を表示できるような、大型の画面を用いることにより、現在実行中の温度プログラムの確認や、次に実行するプログラムの確認も容易にでき、作業の確実性を上げることができる。

発明の詳細な説明

図１は行番号を１行ごとに付加した例である。
ここで行番号（１）０１は行番号であり、１行目という意味を表す。

最初の単語、加熱命令（２）ＨＥＡＴは加熱を表す命令であり、次の温度変化速度条件（３）０２０℃／ｍｉｎは温度変化速度条件であり、この行の命令が加熱なので毎分２０℃の速度で加熱するという表示である。

通常、温度制御の開始温度は、炉内の温度センサーが読み込んだ温度を、開始温度として用いる。
目標温度条件（４）１００℃は到達温度である。ここでは１００℃まで、毎分２０℃の一定速度で、温度を上げるということを表わしている。終了後、次の行である、行番号（５）０２を実行する。

行番行（５）０２は０１行で到達した温度、目標温度条件（４）１００℃をそのまま保持する命令であり、温度保持命令（６）ＨＯＬＤはＨＯＬＤというわかりやすい表記になっている。
時間条件（７）００：１０：００は１０分間という意味であり、その温度、すなわち１００℃を１０分間保持する。

次に行番号（５）０２を終了し、行番号（８）０３に移る。
ここでは、命令は冷却命令（９）ＣＯＯＬであり、冷却を行う。
温度変化速度条件（１０）１０℃／ｍｉｎという条件は、この行での命令がＣＯＯＬであるため、毎分１０℃で冷却するという命令である。目標温度条件（１１）１０℃が１０℃なので、１０℃になるまで、プログラムを進めていく。

冷却命令（９）ＣＯＯＬは冷却を表す命令であり、制御対象が強制冷却機能を有する炉体の場合、強制冷却機能を作動することになり、強制冷却機能に対し制御信号を出す。
炉体が、強制冷却機能を有しない場合、炉体の自然冷却能力に、冷却を委ねることになる。

行番号（８）０３では冷却命令（９）ＣＯＯＬ及び条件付き分岐命令（１２）ＩＦＴ≦及び無条件移動命令（１４）ＧＯＴＯとの３つの命令が存在する。
電気炉において、加熱と同様、冷却も温度プログラムにそって、急峻な昇温及び降温制御を温度プログラム上で、プログラミングするのは可能である。
しかしながら、実際の電気炉においては、炉の能力が限られており、プログラミングされた様には動作しない場合もある。

冷却時、特に断熱性能のよい炉においては、冷却速度が所望する冷却速度にならず、次の工程に移るタイミングを効率よく取得できなかった。

ＩＦＴ≦命令の特徴は、移動条件がプログラム上の温度ではなく実際の炉内温度で条件を満たした場合、この命令は有効になるという、温度プログラムである。
炉内を冷却する際、必ずしも室内温度まで下げる必要がない場合がある。
それよりも、処理能力を重要視し、効率を上げるという点から、中間温度での開始を行う事を所望する場合がある。この場合は、この命令が有効である。温度を上げる際はＩＦＴ≧という不等号部分が逆になった命令を、使用する。

行番号（８）０３においては条件付き分岐命令（１２）ＩＦＴ≦及びそれに続く、分岐温度条件（１３）５０℃では、実際の炉内温度が５０℃以下になった時、次の命令である無条件移動命令（１４）ＧＯＴＯを実行し、プログラムされた移動先行番号条件（１５）０１、すなわち０１行へ移動し、行番号（１）０１を実行する。
その後は行番号（５）０２、行番号（８）０３と順次実行する。

回数条件（１６）０２で０２は回数であり、この数だけ行番号（８）０３は実行され、この温度プログラムでは、３回目はこの行を無視し、次の行番号（１７）０４を、実行する。
行番号（１７）０４では、乾燥命令（１８）ＤＲＹが記載されており、ここでは、乾燥を行う。加熱時に発生した、試料内部の水分や、塗布された塗料などから排出される溶剤等を、炉内部から放出させる操作が行われる。

密閉した炉体では水分や溶剤が、排出されないので、排出口を設けることになる。
循環型電気炉の様な炉体では、排気と吸気を制御し外気を取り込むような所作を行い、炉体内の水分や、溶剤の蒸気圧を下げ、乾燥を行う。
実際の方法では、外気とつながる開口部を僅かに開口し、排気を行い、同時に同量の新鮮な外気を取り込む。僅かに開口するのは、炉体の温度を保つことが目的である。

ここで乾燥命令（１８）ＤＲＹと、続く開口条件（１９）０３は吸気口、排気口を全開口時の３％開口するという命令である。
３％開口して外気の取り込みと、炉体内部の水分や溶剤等を排出し、蒸気圧を下げる働きを行う。

行番号（２０）０５では温度を保持する温度保持命令（２１）ＨＯＬＤを実行する。時間条件（２２）００：０５：００は時間を表す表記であり、ここでは５分間温度を保持する。

行番号（２３）０６での、最初の命令は乾燥命令（２４）ＤＲＹであり、それに続く解除命令（２５）ＯＦＦは乾燥命令を無効にせよという命令であり、乾燥のため、僅かに開口していた開口部を閉じて、乾燥のための、排気制御はここで終了する。

行番号（２６）０７の出力命令（２７）ＯＵＴは外部に信号を出す命令で、ここでは出力ポート番号（２８）０１は出力ポート０１に規定時間信号を出すという意味である。

行番号（２９）０８では入力命令（３０）ＩＮで入力ポートに信号が入るのを待つ。次のポート指定条件（３１）０３では０３であるので、全体でポート０３に外部から信号が入るまで待機する。
信号が入ると同時に、行番号（２９）０８を抜け、次の行番号（３２）０９を実行する。

行番号（３２）０９では、無条件移動命令（３３）ＧＯＴＯは無条件移動であり、移動先行番号条件（３４）０１は移動先行番号であり回数条件（３５）０２はこの行を２回まで実行することを示し、３回目は無視する。

行番号（３６）１０では電源操作命令（３７）ＰＯＷＥＲと解除命令（３８）ＯＦＦで電源を切断する。解除命令（３８）ＯＦＦの代わりにＯＮという単語を使用すれば電源を切断せずに終了し、電源の切断は手動で行う。

図２は文章に番号をつける代わりに、その行を行シンボルで代表させる、記載方法である。
行シンボル（５１）ＳＴＡＲＴはその行のそれ以降を代表する行シンボルである。
図１の行番号（１）０１と同じ効果を持つ記述方法である。

加熱命令（５２）ＨＥＡＴは加熱命令であり次に記載された温度変化速度条件（５３）０２０℃／ｍｉｎ、すなわち毎分２０℃の速度で、温度を上昇させ、目標温度条件（５４）１００℃になるまでこれを継続しなさいということである。

行シンボル（５５）ＨＯＬＤ１はその行の以降に続く行シンボルである。
温度保持命令（５６）ＨＯＬＤは温度を保持する命令である。
時間条件（５７）００：０５：００は５分間という意味であり、行シンボル（５５）ＨＯＬＤ１をシンボルとする行は、前の行から受け渡された温度を５分間、同温度で保持するよう制御を行う。

行シンボル（５８）ＣＯＯＬ１は以降に続く行シンボルである。
冷却命令（５９）ＣＯＯＬは、冷却を行う命令である。温度変化速度条件（６０）０１０℃／ｍｉｎは毎分１０℃の速度で温度を変化させなさいということであり、目標温度条件（６１）５０℃は５０℃である。この文全体では毎分１０℃の冷却速度で、５０℃まで温度を下げなさいという命令になる。

行シンボル（６２）ＪＡＭＰ１は行シンボルであり、次の無条件移動命令（６３）ＧＯＴＯは命令であり、次の単語、移動先シンボル条件（６４）ＳＴＡＲＴは移動先であり、次の数字、回数条件（６５）０３は、この行を実行する回数である。
この文全体では、無条件移動を行い，移動先は行シンボルがＳＴＡＲＴの行であり、３回まで行い、４回目以降はこの行を無視する。

行シンボル（６６）ＨＯＬＤ２はその行の、以降に続くプログラムの行シンボルである。
温度保持命令（６７）ＨＯＬＤは温度を保持する命令である。
時間条件（６８）００：０５：００は５分間という意味であり、この行シンボル（６６）ＨＯＬＤ２をシンボルとする行は、前の行から受け渡された温度を５分間、同温度で保持するよう制御を行う。

行シンボル（６９）ＥＮＤは、その行の以降に続くプログラムの行シンボルである。
ここでは、電源操作命令（７０）ＰＯＷＥＲと解除命令（７１）ＯＦＦで電源を切断する。解除命令（７１）ＯＦＦの代わりにＯＮという命令を使用すれば電源を切断せずに終了する。

前記した温度プログラムを入力し、画面上に表示するには１０個以下のキーにてプログラムするのは容易である。
所望する命令を液晶などの画面に表示し、加熱、冷却、保持、条件付分岐その他の命令を、キーを１回押す毎に、順繰りに表示し、所望する命令文が来たとき同意キーを押すということで可能である。また、画面タッチキー等のプログラムも有効である。

当発明の一実施の形態として、炉体を含む温度制御装置の概略構成図を図３に示す。
制御回路部（８２）はこの概略構成図においては中核をなす部分であり、内部にＣＰＵを持ち、液晶表示器（８１）及び炉体（８４）及び発熱体出力ユニット（８５）及び外部制御用として出力信号線（８９）に信号を出力する。
また、入力信号線（８８）から、外部信号の受信も行う。

温度センサー入力信号（９３）及び操作部（８３）からの操作部入力信号（９０）を受け入れると同時に、内部のプログラムに沿って温度制御を実行する。
図面上では液晶表示器（８１）のＨＥＡＴ部分にプロンプト（８７）があり、この時、操作部（８３）を操作し制御回路部（８２）に指令を与え、プログラムを作成していく。

この結果は液晶制御信号（９６）に変換され、液晶表示器（８１）の文字を変更していく。
このような操作を連続させることにより温度プログラムを作成する。

冷却機能がある炉体（８４）の場合は冷却制御信号（９２）を制御回路部（８２）から炉体（８４）に出力する。
発熱体出力ユニット（８５）及びスイッチング電源（８６）は容量大なる母線（９５）に接続されており、発熱体出力ユニット（８５）は制御回路部（８２）からの発熱体制御信号（９１）により制御され、加熱用電力（９４）を炉体（８４）に供給する。

また、スイッチング電源（８６）に接続された容量大なる母線（９５）は制御回路部（８２）が要求する直流電圧に変成され、導線（９７）を通じ制御回路部（８２）に供給される。

行番号を文頭に付加した温度プログラミングの記載例 行シンボルを文頭に付加した温度プログラムの記載例 本発明を使用した温度制御装置の記載例

１ 行番号
２ 加熱命令
３ 温度変化速度条件
４ 目標温度条件
５ 行番号
６ 温度保持命令
７ 時間条件
８ 行番号
９ 冷却命令
１０ 温度変化速度条件
１１ 目標温度条件
１２ 条件付き分岐命令
１３ 分岐温度条件
１４ 無条件移動命令
１５ 移動先行番号条件
１６ 回数条件
１７ 行番号
１８ 乾燥命令
１９ 開口条件
２０ 行番号
２１ 温度保持命令
２２ 時間条件
２３ 行番号
２４ 乾燥命令
２５ 解除命令
２６ 行番号
２７ 出力命令
２８ 出力ポート番号
２９ 行番号
３０ 入力命令
３１ ポート指定条件
３２ 行番号
３３ 無条件移動命令
３４ 移動先行番号条件
３５ 回数条件
３６ 行番号
３７ 電源操作命令
３８ 解除命令
５１ 行シンボル
５２ 加熱命令
５３ 温度変化速度条件
５４ 目標温度条件
５５ 行シンボル
５６ 温度保持命令
５７ 時間条件
５８ 行シンボル
５９ 冷却命令
６０ 温度変化速度条件
６１ 目標温度条件
６２ 行シンボル
６３ 無条件移動命令
６４ 移動先行シンボル条件
６５ 回数条件
６６ 行シンボル
６７ 温度保持命令
６８ 時間条件
６９ 行シンボル
７０ 電源操作命令
７１ 解除命令
８１ 液晶表示器
８２ 制御回路部
８３ 操作部
８４ 炉体
８５ 発熱体出力ユニット
８６ スイッチング電源
８７ プロンプト
８８ 入力信号線
８９ 出力信号線
９０ 操作部入力信号
９１ 発熱体制御信号
９２ 冷却制御信号
９３ 温度センサー入力信号
９４ 加熱用電力
９５ 容量大なる母線
９６ 液晶制御信号
９７ 導線

Claims (1)

1. 文字または単語を入力する機能と、入力された文字または単語を表示する表示装置とを備え、
   温度プログラムの行ごと、または複数行ごとに、その行を象徴する数字または単語を行内に持ち、
   温度を上昇させる機能を表す文字または単語と、それの程度を表す表記と、
   温度を下降させる機能を表す文字または単語と、それの程度を表す表記と、
   温度を保持させる機能を表す文字または単語と、それの時間を表す表記と、
   プログラム上の温度ではなく、実際の炉内温度により、所望するするプログラムの行に移動する機能を表す文字または単語と、それの移動回数を表す表記と、
   無条件に移動する、機能を表す文字または単語と、それの移動回数を表す表記と、
   乾燥を行う機能を表す文字または単語と、開口部の開口の度合いを表す、単語または数字と、
   電源を切断する機能を表す文字または単語と、
   出力端子に信号を出力する機能を表す文字または単語と、
   外部から入力を受け入れる機能を表す文字または単語と、
   上記の機能を、全部または１部を使用し、制御開始とともに、１行毎に、または複数行、または全行を装置が解読し、プログラムに沿った温度制御及び乾燥制御を行うことを特徴とする、温度制御装置。

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