JPH02125311A - 温度調節装置 - Google Patents
温度調節装置Info
- Publication number
- JPH02125311A JPH02125311A JP27740188A JP27740188A JPH02125311A JP H02125311 A JPH02125311 A JP H02125311A JP 27740188 A JP27740188 A JP 27740188A JP 27740188 A JP27740188 A JP 27740188A JP H02125311 A JPH02125311 A JP H02125311A
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- Japan
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- temperature
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- control
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- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は温度調節装置に関する。
（従来の技術）
従来より、電気炉や恒温槽の温度調整装置には、その目
標とする精度に応じオンオフ制御やＰＩＤＩＩＪｉ［ｌ
が選択されて使用されている。
標とする精度に応じオンオフ制御やＰＩＤＩＩＪｉ［ｌ
が選択されて使用されている。
オンオフ制御は、適宜数のヒータを用い、制御温度に対
して各ヒータをオンオフすることによりＩＩ ｍ対象を
所定温度に維持しようとするものである。
して各ヒータをオンオフすることによりＩＩ ｍ対象を
所定温度に維持しようとするものである。
ＰＩＤ制御は、フィードバック制御において、偏差に比
例した信号を出す比例（Ｐ）動作と、残留偏差を除くた
めの信号を出す積分（１）動作と、応答を速やかにする
ための微分（Ｄ）動作とから成るもので、各動作の割合
を適正とすることにより、きわめて良好な制御を行うこ
とができるものである。
例した信号を出す比例（Ｐ）動作と、残留偏差を除くた
めの信号を出す積分（１）動作と、応答を速やかにする
ための微分（Ｄ）動作とから成るもので、各動作の割合
を適正とすることにより、きわめて良好な制御を行うこ
とができるものである。
第６図に従来のＰＩＤ制御による温度制御装置の一例を
示した。
示した。
図において、温度設定部１に設定された温度は温度制御
部２に渡され、温度＆１１御部２は、恒温槽などの制御
対象３内に設けた温度センサ４を備えた温度測定部５よ
りの測定温度に応じ、温度の許容範囲の比例帯を形成し
、この比例帯の下限を１００％上限を０％とし、設定さ
れたＰＩＤ定数にて前記測定温度に対して所要の操作ｆ
ｆ１（０〜１００％）を出力する。電力制御部６は、こ
の操作量に応じてヒータ７を制御し、制御対象３の温度
を上記比例帯内で保持しようとする。
部２に渡され、温度＆１１御部２は、恒温槽などの制御
対象３内に設けた温度センサ４を備えた温度測定部５よ
りの測定温度に応じ、温度の許容範囲の比例帯を形成し
、この比例帯の下限を１００％上限を０％とし、設定さ
れたＰＩＤ定数にて前記測定温度に対して所要の操作ｆ
ｆ１（０〜１００％）を出力する。電力制御部６は、こ
の操作量に応じてヒータ７を制御し、制御対象３の温度
を上記比例帯内で保持しようとする。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、比較的広領域の温度範囲で任意に選択さ
れた設定温度で制御対象を所定温度に維持しようとする
場合、オンオフ制御では、各温度領域で所定の組合せを
作るべく極めて多数のヒータを揃えておかねばならない
という問題がある。
れた設定温度で制御対象を所定温度に維持しようとする
場合、オンオフ制御では、各温度領域で所定の組合せを
作るべく極めて多数のヒータを揃えておかねばならない
という問題がある。
又、仮に各温度領域の中心部分で高精度の温度制御を行
えるとしてもその境界付近で精度が悪化してしまう。
えるとしてもその境界付近で精度が悪化してしまう。
又、同じく、比較的広領域の温度範囲で任意に選択され
た設定温度で制御対象を所定温度に維持しようとする場
合、ＰＩＤ！ＩＪｔＩｌでは、設定温度によっては温度
ムラが生じ、場合によっては制御不能となることがある
という問題点があった。
た設定温度で制御対象を所定温度に維持しようとする場
合、ＰＩＤ！ＩＪｔＩｌでは、設定温度によっては温度
ムラが生じ、場合によっては制御不能となることがある
という問題点があった。
温度ムラが生ずる例を第７図〜第９図に示した。
すなわち、今、第６図の例において、温度設定部１に最
大の１０００℃が設定された場合と、この温度とは相当
低い温度１００℃が設定された場合を想定する。又、温
度制御部２には、設定温度が１０００℃のときのＰＩＤ
定数が設定されているとする。さらに、ヒータ４の最大
容室は最大設定温度である１０００℃を５０％の操作ａ
ｒｍ持し得る適正容量（例えばＩ ＫＷ）として定めら
れるとする。なお、設定温度を維持し得る電力（本例で
は５００Ｗ）のことを維持電力と呼んでいる。
大の１０００℃が設定された場合と、この温度とは相当
低い温度１００℃が設定された場合を想定する。又、温
度制御部２には、設定温度が１０００℃のときのＰＩＤ
定数が設定されているとする。さらに、ヒータ４の最大
容室は最大設定温度である１０００℃を５０％の操作ａ
ｒｍ持し得る適正容量（例えばＩ ＫＷ）として定めら
れるとする。なお、設定温度を維持し得る電力（本例で
は５００Ｗ）のことを維持電力と呼んでいる。
すると、第７図において、温度制御部２は比例帯Ｄ１又
はＤ２を設定し、各設定温度に対し比例帯Ｄ＋ 、Ｄ２
内で第８図又は第９図に示すような操作量Ｏ〜１００％
を出力し、電力制御部は電力Ｐ１又はＰ２を出力する。
はＤ２を設定し、各設定温度に対し比例帯Ｄ＋ 、Ｄ２
内で第８図又は第９図に示すような操作量Ｏ〜１００％
を出力し、電力制御部は電力Ｐ１又はＰ２を出力する。
設定温度が１０００℃である場合、第７図の曲線Ｉ及び
第８図に示すように、制御開始と同時に操作ｆｆ１１０
０％でヒータ７が作動し、比例帯Ｄ１内では操作ＩＱ〜
１００％にてＰＩＤ制御され、やがて温度は１０００℃
に収束する。
第８図に示すように、制御開始と同時に操作ｆｆ１１０
０％でヒータ７が作動し、比例帯Ｄ１内では操作ＩＱ〜
１００％にてＰＩＤ制御され、やがて温度は１０００℃
に収束する。
これに対し、設定温度が１００℃の場合、第７図の曲線
■及び第９図に示すように、制御開始と同時に第７図に
示すと同様の電力ｆｆ１（１ＫＷ＞でヒータ７が作動し
、比例帯Ｄ２を超えてしまうことがある。又、制御１ｍ
度の平均値が破線で示す比例帯の中心線を大きく上へ離
れ、さらに結局収束しないことがある。
■及び第９図に示すように、制御開始と同時に第７図に
示すと同様の電力ｆｆ１（１ＫＷ＞でヒータ７が作動し
、比例帯Ｄ２を超えてしまうことがある。又、制御１ｍ
度の平均値が破線で示す比例帯の中心線を大きく上へ離
れ、さらに結局収束しないことがある。
この原因は設定温度１００℃に対し、ヒータ７の容量が
大きすぎ、又ＰＩＤ定数が適正で無いことに起因する。
大きすぎ、又ＰＩＤ定数が適正で無いことに起因する。
しかし、さりとてＰＩＤ定数を設定温度に対して切り替
えるようにした場合、温度制御では系の応答速度に相当
の遅れがあるので適正のＰＩＤ定数を設定するのは難し
いことに相まって、その切替え温度の境界にて、同様の
問題が生ずるものである。
えるようにした場合、温度制御では系の応答速度に相当
の遅れがあるので適正のＰＩＤ定数を設定するのは難し
いことに相まって、その切替え温度の境界にて、同様の
問題が生ずるものである。
そこで、本発明は、広領域の温度範囲で任意の温度を設
定可能の温度制御装置において、ＰＩＤ定数を切り替え
ることなく全ての設定温度に対して高精度の温度制御を
行うことができる温度調節装置を提供することを目的と
する。
定可能の温度制御装置において、ＰＩＤ定数を切り替え
ることなく全ての設定温度に対して高精度の温度制御を
行うことができる温度調節装置を提供することを目的と
する。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決する本発明の温度調節装置は、広領域の
温度に対し制御したい任意の温度を設定可能の温度設定
部１と、設定された温度に対し最適維持電力を確保する
ための電力基準Ｒを発生する関数発生部８と、前記温度
設定部１で設定された温度に対し所定の比例帯を形成し
測定温度に対しＰＩＤＩＩＩ御の操作基準曾を出力する
温度制御部２と、前記電力基準量に前記操作基準間を乗
算しヒータ制御のための実際操作口を出力する乗算部９
と、前記実際操作量に基いて前記ヒータに所定の電力を
出力する電力制御部６を備えたことを特徴とする。
温度に対し制御したい任意の温度を設定可能の温度設定
部１と、設定された温度に対し最適維持電力を確保する
ための電力基準Ｒを発生する関数発生部８と、前記温度
設定部１で設定された温度に対し所定の比例帯を形成し
測定温度に対しＰＩＤＩＩＩ御の操作基準曾を出力する
温度制御部２と、前記電力基準量に前記操作基準間を乗
算しヒータ制御のための実際操作口を出力する乗算部９
と、前記実際操作量に基いて前記ヒータに所定の電力を
出力する電力制御部６を備えたことを特徴とする。
（作用）
本発明の関数発生部８では、設定温度に対し例えば１０
００℃であればＲ遍維持電力５００Ｗで電力基準量は１
ＫＷの１倍、１００℃であれば最適維持電力５０Ｗで電
力基準量はＩＫＷのＯ０１倍というように、最適維持電
力を確保するための電力基準量を発生する。
００℃であればＲ遍維持電力５００Ｗで電力基準量は１
ＫＷの１倍、１００℃であれば最適維持電力５０Ｗで電
力基準量はＩＫＷのＯ０１倍というように、最適維持電
力を確保するための電力基準量を発生する。
又、本発明の乗算部９では、かくして発生された電力基
準量に、従来同様の温度制御部２から出力された操作基
準量を乗じて実際操作量とし、これを従来同様の電力制
御部６に出力する。
準量に、従来同様の温度制御部２から出力された操作基
準量を乗じて実際操作量とし、これを従来同様の電力制
御部６に出力する。
したがって、本発明では、広領域の温度範囲で任意に設
定された設定温度に対し、最適の電力を与えることがで
き、固定のＰＩＤ定数にて高精度の温度制御を行うこと
ができる。
定された設定温度に対し、最適の電力を与えることがで
き、固定のＰＩＤ定数にて高精度の温度制御を行うこと
ができる。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例に係る温度調節装置のブロッ
ク図である。図中、第６図で示した部材と同一機能を果
す部材には同一符号で示しである。
ク図である。図中、第６図で示した部材と同一機能を果
す部材には同一符号で示しである。
本例の関数発生部８は、第２図に示すように、温度設定
部１に設定された温度に対し、最適な維持電力を確保す
べく、電力基準量を最大電力の割合で出力する。
部１に設定された温度に対し、最適な維持電力を確保す
べく、電力基準量を最大電力の割合で出力する。
すなわち、今、１０００℃の維持電力を５００Ｗ１５０
０℃の維持電力を２５０Ｗ、１０９℃の維持電力を５０
Ｗであるとすると、これｆｒ暉保・するのに十分な電力
量として、最大電力ＩＫＷに対し数値［１］、［０，５
］、［０，１］を出力し、供給電力の最大値をＩＫＷ、
５００Ｗ、１００Ｗに制限する。このＯ〜１の数値を得
るためには、数式のみによるもののほか、第２図に示す
ように、予めの維持電力の実験により設定温度に対する
０〜１のテーブルデータを作っておき、その途中の設定
温度に対しては補間によって割り出すようにしてもよい
。
０℃の維持電力を２５０Ｗ、１０９℃の維持電力を５０
Ｗであるとすると、これｆｒ暉保・するのに十分な電力
量として、最大電力ＩＫＷに対し数値［１］、［０，５
］、［０，１］を出力し、供給電力の最大値をＩＫＷ、
５００Ｗ、１００Ｗに制限する。このＯ〜１の数値を得
るためには、数式のみによるもののほか、第２図に示す
ように、予めの維持電力の実験により設定温度に対する
０〜１のテーブルデータを作っておき、その途中の設定
温度に対しては補間によって割り出すようにしてもよい
。
乗鐸部９は設定温度に対し関数発生部で発生された数値
に温度制御部２からの従来の操作量に相当する操作基準
量を出力する。
に温度制御部２からの従来の操作量に相当する操作基準
量を出力する。
すなわち、温度制御部２は、設定温度に対し所定の比例
帯を形成し、この比例帯の中で温度を制御すべく、その
操作基準量０〜１００％を出力し、乗算部９にて、これ
に関数発生部８で発生された設定温度に応じた０〜１の
数値を乗じることになる。
帯を形成し、この比例帯の中で温度を制御すべく、その
操作基準量０〜１００％を出力し、乗算部９にて、これ
に関数発生部８で発生された設定温度に応じた０〜１の
数値を乗じることになる。
電力制御部６は、乗算部９の出力に基いて、ヒータ７に
所定の電力を出力する。
所定の電力を出力する。
第３図の曲線■、及び第４図において、本例では、設定
温度１０００℃に対し、関数発生部８は数値１を出力す
るので第６図の曲線■及び第７図に示す従来例と同様の
高精度の制御が得られるものである。
温度１０００℃に対し、関数発生部８は数値１を出力す
るので第６図の曲線■及び第７図に示す従来例と同様の
高精度の制御が得られるものである。
又、設定温度が１００℃の場合には、関数発生部８及び
乗算部９により、設定温度に応じて最適の電力が定めら
れ、第５図に示すように、操作量０〜１００％に応じて
出力電力は０〜１００Ｗとなり、制御曲線は第３図の■
のようになる。
乗算部９により、設定温度に応じて最適の電力が定めら
れ、第５図に示すように、操作量０〜１００％に応じて
出力電力は０〜１００Ｗとなり、制御曲線は第３図の■
のようになる。
したがって、第３図の曲線■で示されるように、ＩＩ
ｔｌＤ開始の１００％の操作量にて１００Ｗの出力とな
り、比例帯Ｄ２に近づいて、やがて曲線■と同様に比例
帯Ｄ２の中で設定温度に次第に収束づるように作用する
。
ｔｌＤ開始の１００％の操作量にて１００Ｗの出力とな
り、比例帯Ｄ２に近づいて、やがて曲線■と同様に比例
帯Ｄ２の中で設定温度に次第に収束づるように作用する
。
このとき、設定温度に応じて出力電力が最適とされるの
で、温度制御部２のＰＩＤ定数を殊更変化させる必要が
無い。
で、温度制御部２のＰＩＤ定数を殊更変化させる必要が
無い。
上記例において、電力制御部６の内部構成は位相制御に
よるものであっても、ＰＷＭ （パルス・ワイズ・モジ
ュレーション）によるものであっても同様である。
よるものであっても、ＰＷＭ （パルス・ワイズ・モジ
ュレーション）によるものであっても同様である。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更により、適宜の態様で実施し得るものであ
る。
の設計的変更により、適宜の態様で実施し得るものであ
る。
［発明の効果］
以上の通り、本発明は、広領域の温度に対し任意の温度
を設定可能とし、設定温度に対し最適維持電力を確保す
るための電力基準量を生成することにより、ＰＩＤ定数
を変化させることなく、全温度領域で高精度の温度制御
を可能とした温度調節装置であるので、電気炉、恒温槽
などの制御対象を任意の設定温度で高精度に制御できる
。
を設定可能とし、設定温度に対し最適維持電力を確保す
るための電力基準量を生成することにより、ＰＩＤ定数
を変化させることなく、全温度領域で高精度の温度制御
を可能とした温度調節装置であるので、電気炉、恒温槽
などの制御対象を任意の設定温度で高精度に制御できる
。
第１図は本発明の一実施例に係る温度調節装置のブロッ
ク図、第２図は上記温度調節装置の関数発生部の作用を
示す説明図、第３〜第５図は上記温度調節装置の制御例
を示す説明図、第６図は従来の温度調節装置の一例を示
すブロック図、第７図〜第９図はその制御例を示す説明
図である。 １・・・温度設定部 ２・・・温度制御部 ４・・・温度センサ ６・・・電力制御部 ７・・・ヒータ ８・・・関数発生部 ９・・・乗算部 １、ＩＩ・・・従来例に係る制御線図 １、ＩＩ［・・・本案例に係る制御線図代理人 弁理士
三 好 保 男 第２図 第３図 第４図
ク図、第２図は上記温度調節装置の関数発生部の作用を
示す説明図、第３〜第５図は上記温度調節装置の制御例
を示す説明図、第６図は従来の温度調節装置の一例を示
すブロック図、第７図〜第９図はその制御例を示す説明
図である。 １・・・温度設定部 ２・・・温度制御部 ４・・・温度センサ ６・・・電力制御部 ７・・・ヒータ ８・・・関数発生部 ９・・・乗算部 １、ＩＩ・・・従来例に係る制御線図 １、ＩＩ［・・・本案例に係る制御線図代理人 弁理士
三 好 保 男 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 広領域の温度に対し制御したい任意の温度を設定可能の
温度設定部と、設定された温度に対し最適維持電力を確
保するための電力基準量を発生する関数発生部と、前記
温度設定部で設定された温度に対し所定の比例帯を形成
し測定温度に対しＰＩＤ制御の操作基準量を出力する温
度制御部と、前記電力基準量に前記操作基準量を乗算し
ヒータ制御のための実際操作量を出力する乗算部と、前
記実際操作量に基いて前記ヒータに所定の電力を出力す
る電力制御部を備えたことを特徴とする温度調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27740188A JPH02125311A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 温度調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27740188A JPH02125311A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 温度調節装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125311A true JPH02125311A (ja) | 1990-05-14 |
Family
ID=17583032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27740188A Pending JPH02125311A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 温度調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02125311A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011090609A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Yamatake Corp | 温度制御装置および温度制御方法 |
| JP2012016089A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Fujikura Ltd | 電力制御システム及び電力制御方法 |
| US11444209B2 (en) | 2012-03-20 | 2022-09-13 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with an integrated coil enclosed with a semiconductor die by a mold material |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622071A (en) * | 1979-05-14 | 1981-03-02 | Gca Corp | Furnace temperature controller |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP27740188A patent/JPH02125311A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622071A (en) * | 1979-05-14 | 1981-03-02 | Gca Corp | Furnace temperature controller |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011090609A (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Yamatake Corp | 温度制御装置および温度制御方法 |
| JP2012016089A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Fujikura Ltd | 電力制御システム及び電力制御方法 |
| US11444209B2 (en) | 2012-03-20 | 2022-09-13 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor integrated circuit with an integrated coil enclosed with a semiconductor die by a mold material |
| US11677032B2 (en) | 2012-03-20 | 2023-06-13 | Allegro Microsystems, Llc | Sensor integrated circuit with integrated coil and element in central region of mold material |
| US11961920B2 (en) | 2012-03-20 | 2024-04-16 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit package with magnet having a channel |
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