JP4529153B1 - マルチチャンネル電力制御器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本マルチチャンネル電力制御器3は、AC電力供給を制御する単位時間ごとに、各出力チャンネルch1〜ch4の目標出力値を積算し、その積算値が閾値を超えていて、かつ、積算値が大きい出力チャンネルを優先にして、同時ONチャンネル数以下の出力チャンネルを選択し、選択された出力チャンネルだけがAC電力供給を制御する単位時間中ONの状態となるようにすることによって、全ての出力チャンネルch1〜ch4が同時に出力ONの状態になることを防止する。
【選択図】図1
Description
各出力チャンネルch1〜ch4は、電力スイッチング素子SCR(以後、SCRと呼ぶ)を備え、SCRの点弧によって各ヒータH1〜H4にAC電力を出力するようになっている。図1の例では、SCRの電力をスイッチングする端子にヒータH1〜H4とAC電源Pとを直列に接続するとともに、SCRのON/OFFを制御する端子にマルチチャンネル電力制御器3からのON信号が入力されることによって、SCRが点弧し、SCRからAC電力が出力されるように構成してある。尚、電力をスイッチングする部分はSSR(ソリッドステートリレー)でもよい。
マルチチャンネル調節計2は、出力チャンネルch1〜ch4ごとに、ヒータH1〜H4で温度制御する制御対象J1〜J4の設定温度SV1〜SV4と、その制御対象J1〜J4の測定温度PV1〜PV4との差分を求め、その差分を小さくするための目標出力値MV1〜MV4をPID演算する等、各出力チャンネルch1〜ch4の目標出力値MV1〜MV4を個々に演算する機能を有している。尚、この種の調節計はシングルループ調節計4台であってもよい。
マルチチャンネル電力制御器3は、図2のフローチャートに示した一連の処理動作を実行するためのシステムプログラム等を格納したROM、そのシステムプログラムを実行するCPU、システムプログラムの実行時に使用する変数等を格納するRAM、システムプログラムの実行によってON/OFF信号を出力する出力部等、各種のハードウエア資源を備えたマイクロコンピュータからなるとともに、図2のフローチャートに示した一連の処理動作の実行により、少なくとも下記第1〜第4の機能を発揮する。
第1の機能は、出力チャンネルch1〜ch4ごとに、それぞれの前記目標出力値MV1〜MV4に基づきAC電源電圧のゼロ電位付近でSCRをONするON信号を出力したり出力しなかったりすることによって、各出力チャンネルch1〜ch4からそれぞれの目標出力値MV1〜MV4に相当するAC電力を分散して出力するように制御する機能(ゼロクロス時分割・出力制御機能)である。図1のマルチチャンネル電力制御器3では、先に説明したように個々の出力チャンネルch1〜ch4を電力制御する素子としてSCRを採用し、それぞれのSCRにON信号を出力する構成になっている。
第2の機能は、本システムにおいてヒータH1〜H4に対して実際にAC電力を同時に出力できる出力チャンネルch1〜ch4の上限数である同時ONチャンネル数を決定する機能である。
第3の機能は、AC電力供給を制御する単位時間ごとに、各出力チャンネルch1〜ch4の目標出力値MV1〜MV4を積算するとともに、その積算値が閾値を超えていて、かつ積算値が大きい出力チャンネルを優先にして、同時ONチャンネル数以下の出力チャンネルを出力ONチャンネルとして選択し、選択した出力チャンネルに限って、AC電力供給を制御する単位時間中出力ONの状態にする機能である。
第4の機能は、第3の機能により出力ONチャンネルとして選択した出力チャンネルの積算値から100%を減算する機能である。(なお、ヒータH1〜H4に加えるAC電源電圧をON/OFFするためのSCRをONし続けた状態のAC電力を1とする場合は「1」を減算する。)
次に、以上のように構成された図1の複数チャンネル温度制御システム1の全体動作について説明する。
マルチチャンネル電力制御器3では、最初に初期化処理として、図4の変数テーブルT1上の積算値[ch]に“0”をセットすることにより、全ての出力チャンネルch1〜ch4の積算値[1]〜[4]を初期化する。また、変数テーブルT2上の同時ON最大チャンネル数格納エリアA1に整数(本例では“2”とする)を格納することにより、同時に出力できる出力チャンネル数を最大2チャンネルに設定する(ステップ100)。
(前回の積算値)−(100%)+(出力目標値) …式1
例1)
t2時刻での出力チャンネルch1の積算値:60%−100%+60%=20%
t2時刻での出力チャンネルch2の積算値:50%−100%+50%=0%
例3)
t3時刻での出力チャンネルch3の積算値:80%−100%+40%=20%
t3時刻での出力チャンネルch4の積算値:60%−100%+30%=−10%
(前回の積算値)+(出力目標値) …式2
例2)
t2時刻での出力チャンネルch3の積算値:40%+40%=80%
t2時刻での出力チャンネルch4の積算値:30%+30%=60%
例4)
t3時刻での出力チャンネルch1の積算値:20%+60%=80%
t3時刻での出力チャンネルch2の積算値: 0%+50%=50%
2 マルチチャンネル調節計
3 マルチチャンネル電力制御器
P AC電源
ch1、ch2、ch3、ch4 出力チャンネル
H1、H2、H3、H4 ヒータ
MV1 出力チャンネルch1の目標出力値
MV2 出力チャンネルch2の目標出力値
MV3 出力チャンネルch3の目標出力値
MV4 出力チャンネルch4の目標出力値
PV1 ヒータH1で加熱する制御対象の測定温度
PV2 ヒータH2で加熱する制御対象の測定温度
PV3 ヒータH3で加熱する制御対象の測定温度
PV4 ヒータH4で加熱する制御対象の測定温度
SV1 ヒータH1で加熱する制御対象の設定温度
SV2 ヒータH2で加熱する制御対象の設定温度
SV3 ヒータH3で加熱する制御対象の設定温度
SV4 ヒータH4で加熱する制御対象の設定温度
T1 変数テーブル
T2 チャンネル数テーブル
Claims (3)
- ヒータなどの負荷に対してAC電力を出力する複数の出力チャンネルごとに、それぞれの出力チャンネルの目標出力値に基づきAC電源電圧のゼロ電位付近でON信号を出力したり出力しなかったりすることによって、各出力チャンネルからそれぞれの目標出力値に相当するAC電力を分散して出力するように制御するマルチチャンネル電力制御器において、
負荷に対して実際にAC電力を同時に出力できる出力チャンネルの上限数である同時ONチャンネル数と、
AC電力供給を制御する単位時間ごとに、各出力チャンネルの目標出力値を積算するとともに、その積算値が閾値を超えていて、かつ該積算値が大きい出力チャンネルを優先にして、同時ONチャンネル数以下の出力チャンネルを出力ONチャンネルとして選択し、選択した出力チャンネルに限って、AC電力供給を制御する単位時間中出力ONの状態にする機能と、
負荷に加えるAC電源電圧をON/OFFするためのスイッチをONし続けた状態のAC電力を1とし、それに対する出力ONの比率で前記目標出力値を表した時に、出力ONチャンネルとして選択した出力チャンネルの積算値から1を減算する機能と、
を設けたことを特徴とするマルチチャンネル電力制御器。 - 前記出力チャンネルの選択の際に2以上の出力チャンネルで積算値が同一の場合は、先に前記積算の処理をした出力チャンネルを優先して選択する
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチチャンネル電力制御器。 - 前記同時ONチャンネル数は、予め設定された同時ON最大チャンネル数、または、全ての出力チャンネルの目標出力値の総和の小数点以下を切り上げた数値である算出チャンネル数のうち、いずれか小さい方である
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチチャンネル電力制御器。
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