JP2530700B2 - Ｐｉｄ制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御方法 - Google Patents
Ｐｉｄ制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御方法Info
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- JP2530700B2 JP2530700B2 JP63310088A JP31008888A JP2530700B2 JP 2530700 B2 JP2530700 B2 JP 2530700B2 JP 63310088 A JP63310088 A JP 63310088A JP 31008888 A JP31008888 A JP 31008888A JP 2530700 B2 JP2530700 B2 JP 2530700B2
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- Japan
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- water supply
- flow rate
- amount
- hot water
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、PID制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御
方法に関するものである。
方法に関するものである。
器具にマイコン制御部を搭載し、そのマイコン制御部
によりガス比例弁を制御するようにした瞬間ガス湯沸器
の出湯温度制御方法は、フィードバックPID制御方法が
広く用いられている。
によりガス比例弁を制御するようにした瞬間ガス湯沸器
の出湯温度制御方法は、フィードバックPID制御方法が
広く用いられている。
第３図はその器具の概要を示すもので、１はバーナ、
２はガス比例弁、３は熱交換器を示し、その熱交換器３
により加熱された湯温をサーミスタなどの湯温検出器４
により検出し、その検出信号をマイコン制御部５に入力
し、マイコン制御部５において湯温設定器（リモートコ
ントローラ）６に設定された温度信号と前記検出信号と
を比較し、両者の差にもとづいて下記式（１）によりPI
D制御を行なっている。
２はガス比例弁、３は熱交換器を示し、その熱交換器３
により加熱された湯温をサーミスタなどの湯温検出器４
により検出し、その検出信号をマイコン制御部５に入力
し、マイコン制御部５において湯温設定器（リモートコ
ントローラ）６に設定された温度信号と前記検出信号と
を比較し、両者の差にもとづいて下記式（１）によりPI
D制御を行なっている。
MV＝KP（ｅ＋1/TI edt＋TD de/dt） ……（１） ただし MV:ガス比例弁操作量 KP:比例ゲイン TI:積分定数 TD:微分定数 e:出湯温と設定温との差 すなわち、ガス弁操作量は、出湯温と設定温との差ｅ
と、ｅの積分値およびｅの微分値にそれぞれ比例ゲイン
（KP）、1/積分定数（TI）、微分定数（TD）を計数にお
いた和で表されている。
と、ｅの積分値およびｅの微分値にそれぞれ比例ゲイン
（KP）、1/積分定数（TI）、微分定数（TD）を計数にお
いた和で表されている。
上記の式において、KP,TI,TDの値は、出湯温の立上り
時定数，むだ時間などによって決める定数であるので、
工場のプラントのように時間当りの生産数量が固定され
ている場合には問題はないが、家庭で使用するガス瞬間
湯沸器のように給湯流量が変化する場合には、立上り時
定数，むだ時間も変わってしまうので、本来ならば毎回
KP,TI,TDを決め直さなければならない。しかし、これら
の定数を毎回決め直すのは困難であるので、現状ではあ
る代表的な水量をとり、それでP,I,Dチューニングを行
ない、KP,TI,TDの値を決めたものが実用化されている。
時定数，むだ時間などによって決める定数であるので、
工場のプラントのように時間当りの生産数量が固定され
ている場合には問題はないが、家庭で使用するガス瞬間
湯沸器のように給湯流量が変化する場合には、立上り時
定数，むだ時間も変わってしまうので、本来ならば毎回
KP,TI,TDを決め直さなければならない。しかし、これら
の定数を毎回決め直すのは困難であるので、現状ではあ
る代表的な水量をとり、それでP,I,Dチューニングを行
ない、KP,TI,TDの値を決めたものが実用化されている。
従来のPID制御式ガス瞬間湯沸器は、前記のように、
代表的な水量を仮定してKP,TI,TDの値を決めているの
で、ある給水量では良好な制御性能が得られるが、その
流量以外の給湯時には、出湯温度がハンチングしたり、
設定温度に整定するまでの時間が長くなったりするとい
う問題がある。例えば、最低流量２/minから最高流量
10/minまでの能力を有するガス瞬間湯沸器において、
流量２/minで最適制御となるようにKP,TI,TDを設定す
ると第４図のＡの如く５/min〜10/minでは設定温度
に達するまでの時間が長くかかり、流量５/minで最適
制御となる値に設定すると第４図Ｂに示すように２/m
inの場合にはハンチングすると共に10/minの場合には
設定温度に整定するまでに時間が長くかかり、流量10
/minで最適制御となる値に設定すると第４図Ｃに示すよ
うに２/min〜５/minでハンチングするという問題が
ある。
代表的な水量を仮定してKP,TI,TDの値を決めているの
で、ある給水量では良好な制御性能が得られるが、その
流量以外の給湯時には、出湯温度がハンチングしたり、
設定温度に整定するまでの時間が長くなったりするとい
う問題がある。例えば、最低流量２/minから最高流量
10/minまでの能力を有するガス瞬間湯沸器において、
流量２/minで最適制御となるようにKP,TI,TDを設定す
ると第４図のＡの如く５/min〜10/minでは設定温度
に達するまでの時間が長くかかり、流量５/minで最適
制御となる値に設定すると第４図Ｂに示すように２/m
inの場合にはハンチングすると共に10/minの場合には
設定温度に整定するまでに時間が長くかかり、流量10
/minで最適制御となる値に設定すると第４図Ｃに示すよ
うに２/min〜５/minでハンチングするという問題が
ある。
また、従来のPID制御方法は、給水量が減少するとそ
の給水量の減少に応じて制御量が減少して限りなくゼロ
に近づくため、低給水量時には逆火が発生したり、消火
することがあり、その後給水量を増大させたとき再着火
動作が必要で、即座に燃焼制御に移れないという問題が
ある。
の給水量の減少に応じて制御量が減少して限りなくゼロ
に近づくため、低給水量時には逆火が発生したり、消火
することがあり、その後給水量を増大させたとき再着火
動作が必要で、即座に燃焼制御に移れないという問題が
ある。
本発明は、前記の如き従来技術の問題点を改善し、給
水量が変化しても常に良好な制御を行なうと共に、特に
低給水量時における逆火や異常消火のない良好な燃焼を
確保することができるPID制御式ガス瞬間湯沸器におけ
る出湯温度制御方法を提供せんとするものである。
水量が変化しても常に良好な制御を行なうと共に、特に
低給水量時における逆火や異常消火のない良好な燃焼を
確保することができるPID制御式ガス瞬間湯沸器におけ
る出湯温度制御方法を提供せんとするものである。
本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、マイコ
ン制御部の比例ゲイン，積分定数，微分定数を、それぞ
れ最低流量での適正値を確保するための固定部分とそれ
以上の給水量に応じて変化する部分との加算値により構
成し、前記マイコン制御部によりガス比例弁を駆動する
にあたり、そのときの給水量を検出し、その給水量が前
記最低流量ないしそれ以下のときは前記固定部分により
制御し、給水量が前記最低流量以上のとき、その給水量
に応じて前記比例ゲイン，積分定数，微分定数の変化部
分を変化させてPID制御を行なわせることを特徴とす
る。
ン制御部の比例ゲイン，積分定数，微分定数を、それぞ
れ最低流量での適正値を確保するための固定部分とそれ
以上の給水量に応じて変化する部分との加算値により構
成し、前記マイコン制御部によりガス比例弁を駆動する
にあたり、そのときの給水量を検出し、その給水量が前
記最低流量ないしそれ以下のときは前記固定部分により
制御し、給水量が前記最低流量以上のとき、その給水量
に応じて前記比例ゲイン，積分定数，微分定数の変化部
分を変化させてPID制御を行なわせることを特徴とす
る。
本発明は、前記の如く、マイコン制御部の比例ゲイ
ン，積分定数，微分定数を、それぞれ最低流量での適正
値を確保するための固定部分とそれ以上の給水量に応じ
て変化する部分との加算値により構成し、給水量が前記
最低流量ないしそれ以下のときには前記固定部分により
制御されるので、給水量が最低流量ないしそれ以下の流
量の場合でもKP,TI,TDが零に近づくことなく、逆火や異
常消火のおそれがない燃焼を行ない、かつ、それ以上の
流量の場合にはその流量に応じてKP,TI,TDが変更される
ので、給水量の如何に拘らず常に良好な湯温制御を行な
うことができる。
ン，積分定数，微分定数を、それぞれ最低流量での適正
値を確保するための固定部分とそれ以上の給水量に応じ
て変化する部分との加算値により構成し、給水量が前記
最低流量ないしそれ以下のときには前記固定部分により
制御されるので、給水量が最低流量ないしそれ以下の流
量の場合でもKP,TI,TDが零に近づくことなく、逆火や異
常消火のおそれがない燃焼を行ない、かつ、それ以上の
流量の場合にはその流量に応じてKP,TI,TDが変更される
ので、給水量の如何に拘らず常に良好な湯温制御を行な
うことができる。
以下、第１図におよび第２図を参照し乍ら本発明の具
体例を説明する。
体例を説明する。
第１図において、１はバーナ、２はガス比例弁、３は
熱交換器、４はサーミスタ、５はマイコン制御部、６は
湯温設定器である。本発明においては、給水管に配設し
た水量センサ７により給水量を検出し、その検出値をマ
イコン制御部５に入力すると共に、その検出値に基づい
て下記の如く制御する。
熱交換器、４はサーミスタ、５はマイコン制御部、６は
湯温設定器である。本発明においては、給水管に配設し
た水量センサ７により給水量を検出し、その検出値をマ
イコン制御部５に入力すると共に、その検出値に基づい
て下記の如く制御する。
すなわち、本発明は、MV＝KP（ｅ＋1/T1 edt/TD de/d
t）におけるKP,TI,TDを、最低流量ないしそれ以下のと
きは、最低流量での正常燃焼を確保するための固定部
分、KP＝A2、TI＝B2、TD＝C2により制御し、それ以上の
流量のときは、 KP＝A1×FW＋A2 TI＝（B2×1/FW）＋B2 TD＝C1×FW＋C2 により制御する。
t）におけるKP,TI,TDを、最低流量ないしそれ以下のと
きは、最低流量での正常燃焼を確保するための固定部
分、KP＝A2、TI＝B2、TD＝C2により制御し、それ以上の
流量のときは、 KP＝A1×FW＋A2 TI＝（B2×1/FW）＋B2 TD＝C1×FW＋C2 により制御する。
上記において、A1,A2,B1,B2,C1,C2はそれぞれ定数で
あるが、A2,B2,C2は前記の如く最低流量での正常燃焼を
確保するための固定部分、FWは検出水量（/min）であ
る。
あるが、A2,B2,C2は前記の如く最低流量での正常燃焼を
確保するための固定部分、FWは検出水量（/min）であ
る。
このようにすると、最低流量以下の場合でもKP,TI,TD
が零に近づくことなく最低流量での適正値A2,B2,C2を維
持し、流量がそれ以上になるとこれにA1×FW（KPの場
合）、B1×1/FW（TIの場合）、C1×FW（TDの場合）がそ
れぞれ加算されて制御されるので、第２図に示す如く、
如何なる流量でも良好な出湯温を得ることができる。
が零に近づくことなく最低流量での適正値A2,B2,C2を維
持し、流量がそれ以上になるとこれにA1×FW（KPの場
合）、B1×1/FW（TIの場合）、C1×FW（TDの場合）がそ
れぞれ加算されて制御されるので、第２図に示す如く、
如何なる流量でも良好な出湯温を得ることができる。
以上述べたように、従来のPID制御式ガス瞬間湯沸器
においては、低給水量時には逆火や消火に至ることがあ
ったが、本発明によれば、逆火や異常消火のおそれがな
い燃焼を確保することができると共に、給水量に応じて
KP,TI,TDを変更して給水量の変化にも拘らず常に良好な
出湯温制御を行なうことができる。
においては、低給水量時には逆火や消火に至ることがあ
ったが、本発明によれば、逆火や異常消火のおそれがな
い燃焼を確保することができると共に、給水量に応じて
KP,TI,TDを変更して給水量の変化にも拘らず常に良好な
出湯温制御を行なうことができる。
第１図は本発明を適用したPID制御式ガス瞬間湯沸器の
構成を示す概要図、第２図は本発明により得られる制御
性能の説明図である。第３図は従来のPID制御式ガス瞬
間湯沸器の構成を示す概要図、第４図は従来の制御性能
の不具合を示す説明図である。 １……バーナ、２……ガス比例弁、３……熱交換器、４
……湯温検出器、５……マイコン制御部、６……湯温設
定器、７……水量センサ。
構成を示す概要図、第２図は本発明により得られる制御
性能の説明図である。第３図は従来のPID制御式ガス瞬
間湯沸器の構成を示す概要図、第４図は従来の制御性能
の不具合を示す説明図である。 １……バーナ、２……ガス比例弁、３……熱交換器、４
……湯温検出器、５……マイコン制御部、６……湯温設
定器、７……水量センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】熱交換器の出湯温度を検出する湯温検出器
により得られた信号と湯温設定器に設定された温度信号
とを比較し、両者の差にもとづいてマイコン制御部によ
りガス比例弁をPID制御すべくなしたガス瞬間湯沸器に
おいて、マイコン制御部に設定する比例ゲイン，積分定
数、微分定数を、それぞれ最低流量での適正値を確保す
るための固定部分とそれ以上の給水量に応じて変化する
部分との加算値により構成し、前記マイコン制御部によ
りガス比例弁を駆動するにあたり、そのときの給水量を
検出し、その給水量が前記最低流量ないしそれ以下のと
きは前記固定部分により制御し、給水量が前記最低流量
以上のとき、その給水量に応じて前記比例ゲイン，積分
定数，微分定数の変化部分を変化させてPID制御を行な
わせることを特徴とすPID制御式ガス瞬間湯沸器の出湯
温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310088A JP2530700B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | Ｐｉｄ制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310088A JP2530700B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | Ｐｉｄ制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157565A JPH02157565A (ja) | 1990-06-18 |
| JP2530700B2 true JP2530700B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=18001037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310088A Expired - Lifetime JP2530700B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | Ｐｉｄ制御式ガス瞬間湯沸器の出湯温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530700B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5899619A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-14 | Omron Tateisi Electronics Co | 湯沸器の燃焼制御装置 |
| JPS6071849A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-23 | Omron Tateisi Electronics Co | 湯沸器の燃焼制御装置 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63310088A patent/JP2530700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02157565A (ja) | 1990-06-18 |
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