JP2538871B2 - ベ−キング温度制御方法 - Google Patents

ベ−キング温度制御方法

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JP2538871B2
JP2538871B2 JP61030260A JP3026086A JP2538871B2 JP 2538871 B2 JP2538871 B2 JP 2538871B2 JP 61030260 A JP61030260 A JP 61030260A JP 3026086 A JP3026086 A JP 3026086A JP 2538871 B2 JP2538871 B2 JP 2538871B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Control Of Temperature (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Manufacturing And Processing Devices For Dough (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベーキング温度制御方法に係り、特に温度
むらによる熱応力の発生を抑えながらベーキング温度を
正確に維持するためのベーキング温度制御方法に関す
る。
〔従来の技術〕
ベーキング温度を制御する系統は、例えば第1図のよ
うに構成されている。図において、1はベーキング対象
物であり、その表面にヒータ5を配置してある。ベーキ
ング対象物の温度は、熱電対等の温度センサ2により検
出され、ベーキング温度制御装置3に取り込まれる。ベ
ーキング温度制御装置3はコンタクト(接触器)4に制
御信号を送り、各ヒータの電源をオンオフし、ベーキン
グ温度を制御する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のベーキング温度制御方法には、例えば、「ヘリ
オトロンE用真空容器ベーキングシステム」(橋本他,
第2回核融合連合講演会予稿集、p243,1981年2月4日
発行)がある。
これら従来のベーキング温度制御方法は、第7図に示
すフローによっていた。すなわち、ベーキング温度制御
計算機3内部のタイマによって、周期的に制御プログラ
ムが起動され、ブロックAにおいて、全ての熱電対(1
〜n)から現在温度を入力した後、ブロックBにおいて
第8図に示す目標温度下限値(T0−T2)以下あるいは目
標温度上限値(T0+T1)以上かを、各々の熱電対から入
力した現在温度について判定し、ブロックCにおいて
(T0−T2)以下であれば該当の熱電対に対応するヒータ
をオンし(T0+T1)以上であればオフしていた。
ベーキング対象物が単純な形状のパイプ等でしかも周
囲に障害物や突起がなければ、上記従来方法でもある程
度の結果が得られる。しかしながら現実のベーキング対
象物は複数な形状のものもあり、製品の機械的性質の仕
上げとしてベーキングがなされることが多い。第6図は
その一例として、ドーナツ形のベーキング対象機器の部
分を拡大して示す図である。図において、TEとあるの
は、熱電対等の温度センサである。図から明らかなよう
に、ポート等があり、しかも内外径側で熱容量が異なる
ため、全体を均一に昇温させることができない。
従来の各ヒータを独立にオン/オフ制御する方式によ
ると、第9図に概念的に示すようにあるいは第10図に実
測例を示すように、目標温度に到達するまでの昇温過程
では、ベーキング対象物の熱容量が場所によって異なる
こともあって、温度上昇の早い部分と遅い部分とが生
じ、これらのむらがベーキング対象物に熱応力を発生さ
せ、好ましくなかった。
一般的に、全体をより均一にベーキングするために
は、ヒータを密に配置する方がよい。ところが密にする
ほど隣接するヒータからの影響が問題となる。
従来の制御方式では、ある個所の温度が目標値に達し
たときにヒータを切ると、隣接ヒータの影響を受けて、
温度が更に上昇し、いわゆるオーバーシュートを生じて
しまう問題があった。これは昇温過程から目標温度維持
過程に移行するときも維持過程に入ってからも現われ
る。
そこで、本発明の目的は、ベーキング対象の温度を目
標温度に維持する目標温度維持過程において変動幅が狭
く特にオーバーシュートのないベーキング温度制御方法
を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、ベーキング対
象を加熱する複数のヒータと、ベーキング対象の温度を
測定するためヒータの近傍に設置された複数の温度セン
サと、各温度センサからの温度信号に基づき各ヒータの
電源のオンオフを制御するベーキング温度制御装置とを
用いて、ベーキング対象に関する温度を目標温度まで昇
温し、その後は目標温度付近に維持するベーキング温度
制御方法において、目標温度維持過程においては、各制
御周期毎に、各温度センサの検出温度を監視して、各温
度センサの検出温度が目標温度下限値以下に下がったと
きには各温度センサに対応したヒータの電源をオンに
し、各温度センサの検出温度が目標温度上限値に達した
ときには各温度センサに対応したヒータの電源をオフに
し、いずれかのヒータがオンからオフとなったときには
オフ後1回目の制御周期のときに、オフとなったヒータ
の近くでオン状態にあるヒータの個数を求めると共に、
オフとなったヒータに対応した温度センサの検出温度を
基に前回の制御周期の検出温度と今回の制御周期の検出
温度との温度偏差を求め、この温度偏差が温度上昇値を
示すときには、オフとなったヒータに対する目標温度上
限値をオン状態にあるヒータの個数に従って補正し、温
度偏差が温度下降値を示すときにはオフとなったヒータ
に対する目標温度上限値をすでに補正された目標温度上
限値とすることを特徴とするベーキング温度制御方法を
採用したものである。
〔作用〕
本発明のベーキング温度制御方法では、目標温度維持
過程の場合、周りのヒータによる影響を考えて早めにヒ
ータをオフするから、温度変動幅が小さい。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第4図に示す。
本実施例は、制御対象となるコンタクタが約1000個の
プラントに適用した例である。ベーキング制御装置の構
成は、先に述べた第1図と同様の構成となっている。ベ
ーキング温度制御計算機では、内部タイマーにより周期
的に制御プログラムが起動され、第4図のブロツクAに
おいて、全ての熱電対(1〜n)すなわち温度センサか
ら今回入力温度Tiを入力した後、ブロックBにおいて、
平均温度TAVEを求め、ブロックCにおいて、制御状態が
昇温過程にあるか目標温度維持過程かを判定する。本判
定は、平均温度TAVEが一定温度Tc以上であれば、維持過
程とする。
昇温過程であれば、今回入力温度Tiの中から最低温度
TLを求める。次に、今回入力温度Tiと最低温度TLとの温
度差を求め、あらかじめ設定されているTL1,TL2と比較
し、Ti−TL>TL1ならコンタクトCTTiのオフ指令値を作
成し、Ti−TL<TL2ならコンタクタCTTiのオン指令値を
作成する。以上により昇温過程において、第2図に示す
ように、ベーキング対象各部の温度差をTL1以下に保ち
ながらベーキングすることが可能となった。
次に、ブロックCにおける判定結果が維持過程である
なら、ブロックDにおいて、目標温度上限値を(T0
T1)′iに補正する。すなわち、第5図に示すフローに
おいてこれから制御するi番目のコンタクタCTTがオフ
状態の時、あらかじめ規定されている隣接ヒータがオン
の状態の個数jをカウントする。
カウントはオン/オフの指令値データによりおこな
う。
次に、該当CTTの前回入力温度Ti′及び今回入力温度T
iから、隣接するヒータ個数jの時の影響度(温度上
昇)を下記式により求める。
ΔTi=Ti−Ti′ 求めた影響度ΔTiが負の場合は隣接するヒータの影響
がなく、正の場合はi番目の温度センサの隣接ヒータの
オン個数jの時の補正値Tijとして記憶する。次に、下
記式により、i番目のヒータを制御するための目標温度
上限値(T0+T1)′iを求める。
(T0+T1)′i=(T0+T1)−αTij (T0+T1)′i:制御用目標温度上限値 (T0+T1):設定入力目標温度上限値 α:補正係数(0≦α≦1) Tij:隣接するヒータの影響度 第5図における隣接するヒータの影響評価及び目標温
度(T0+T1)′iの補正が終了したら、第4図のブロッ
クEにおいて、従来技術と同様の手順により、1番目か
らn番目のコンタクトCTTのオン/オフ指令を作成す
る。
さらに、プロックFにおいて、全てのコンタクトCTT
に対し作成したオン/オフ指令値を出力した後、ブロッ
クGにおいて、隣接するヒータの影響評価用の前回入力
温度Ti′(i=1〜n)を今回入力温度Ti(i=1〜
n)で更新する。
上記処理を具体的に述べると以下のようになる。
目標温度維持過程においては、i番目のヒータの電源
がオンからオフになるごとに、オフ後の1回目の制御周
期で、オフとなったヒータiの近くでオン状態にあるヒ
ータの個数(j)を求めると共に、オフとなったヒータ
iに対応した温度センサの検出温度を基に、隣接するヒ
ータのうちオン状態にあるヒータ(j個)の影響度とし
て、前回の制御周期における温度と今回の制御周期にお
ける温度との温度偏差を求め、この温度偏差が温度上昇
値を示すとき(ΔTi≧0)にのに、オフとなったヒータ
iに対する目標温度上限値(T0+T1)をオン状態にある
ヒータの個数(j)に従って補正し、補正後の目標温度
上限値を(T0+T1)′i=(T0+T1)−αTi,jとする。
このため、i番目のヒータの電源がオンからオフになっ
た後、目標温度上限値が(T0+T1)′iに補正されたと
きには、オフ後、i番目のヒータの温度の低下によって
i番目のヒータの電源が再びオンになると、i番目のヒ
ータは、温度が目標温度上限値(T0+T1)′iに達した
ときにオフとなる。そしてこのときも、オフ後の1回目
の制御周期で、オフとなったヒータiの近くでオン状態
にあるヒータの個数と温度偏差が求められ、温度偏差が
温度上昇値を示すときには、同様に、オン状態にあるヒ
ータの個数に従って目標温度上限値(T0〜T1)が補正さ
れる。このような制御を、i番目のヒータの電源がオン
からオフになるごとに実行することで、目標温度維持過
程において、目標温度からの変動幅を小さくすることが
できる。
一方、オフ後の1回目の制御周期で、温度偏差が温度
下降値(ΔTi<0)を示すときには、i番目のヒータの
周囲の温度が減少傾向にあるとして、i番目のヒータに
対する目標温度上限値をすでに補正された(T0+T1)′
iとする。
上記制御を実行すると、i番目のヒータのオフ後の1
回目の制御周期で、温度偏差が温度上昇値を示すときに
は、オフとなったヒータiの近くでオン状態にあるヒー
タの個数に応じて目標温度上限値(T0+T1)が補正され
ることになる。すなわち、隣接するヒータの影響を考慮
して、目標温度上限値(T0+T1)が補正されたときに
は、その後オンになったi番目のヒータはその温度が目
標温度上限値(T0+T1)よりも低い目標温度上限値(T0
+T1)′iに達したときにオフとなる。また、温度偏差
が温度下降値を示すときには、i番目のヒータに対する
目標温度上限値として、すでに補正された目標温度上限
値(T0+T1)′iが用いられる。このため、目標温度維
持過程において、目標温度からの変動幅を小さくしてオ
ーバーシュートを抑制することができる。
以上により、第3図に示すように、目標温度上限値
(T0+T1)を、そのヒータがオフ状態のときの隣接ヒー
タの影響を考慮して(T0+T1)′iに補正するため、従
来は破線のように制御されていたのが、実線のように制
御され、上下の変動幅が小さくなり、特にオーバーシュ
ートが減少している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、複数個のヒータを用いてベーキング
を行うベーキング温度制御方法において、目標温度維持
過程にあっては目標温度からの変動幅を小さくしてオー
バーシュートを抑制できる。
なお、本発明には従来の装置構成をそのまま使用で
き、ハードウエア的には追加変更の必要がないという経
済的利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ベーキング温度制御方法を適用すべきベ
ーキング温度制御装置の系統構成を示す図、第2図は本
発明ベーキング温度制御方法の考え方を示す図、第3図
はそ目標温度維持過程を示す図、第4図は第2図方法の
フローチャート、第5図は第3図過程のフローチャー
ト、第6図はベーキング対象の一例としてのドーナツ形
機器におけるヒータと温度センサの配置状況を示す図、
第7図は従来のベーキング方法のフローチャート、第8
図は従来のベーキング方法の考え方を示す図、第9図は
従来方法における温度むらを示す図、第10図はその温度
むらの実測例を示す図である。 1……ベーキング対象物、2……温度センサ、3……ベ
ーキング温度制御装置、 4……コンタクタ、5……ヒータ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベーキング対象を加熱する複数のヒータ
    と、ベーキング対象の温度を測定するためヒータの近傍
    に設置された複数の温度センサと、各温度センサからの
    温度信号に基づき各ヒータの電源のオンオフを制御する
    ベーキング温度制御装置とを用いて、ベーキング対象に
    関する温度を目標温度まで上昇し、その後は目標温度付
    近に維持するベーキング温度制御方法において、 目標温度維持過程においては、各制御周期毎に、各温度
    センサの検出温度を監視して、各温度センサの検出温度
    が目標温度下限値以下に下がったときには各温度センサ
    に対応したヒータの電源をオンにし、各温度センサの検
    出温度が目標温度上限値に達したときには各温度センサ
    に対応したヒータの電源をオフにし、いずれかのヒータ
    がオンからオフとなったときにはオフ後1回目の制御周
    期のときに、オフとなったヒータの近くでオン状態にあ
    るヒータの個数を求めると共に、オフとなったヒータに
    対応した温度センサの検出温度を基に前回の制御周期の
    検出温度と今回の制御周期の検出温度との温度偏差を求
    め、この温度偏差が温度上昇値を示すときには、オフと
    なったヒータに対する目標温度上限値をオン状態にある
    ヒータの個数に従って補正し、温度偏差が温度下降値を
    示すときにはオフとなったヒータに対する目標温度上限
    値をすでに補正された目標温度上限値とすることを特徴
    とするベーキング温度制御方法。
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