JPH0336421A - ガス給湯器の温度制御装置 - Google Patents

ガス給湯器の温度制御装置

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Publication number
JPH0336421A
JPH0336421A JP1171531A JP17153189A JPH0336421A JP H0336421 A JPH0336421 A JP H0336421A JP 1171531 A JP1171531 A JP 1171531A JP 17153189 A JP17153189 A JP 17153189A JP H0336421 A JPH0336421 A JP H0336421A
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JP
Japan
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temperature
gas
hot water
fuzzy inference
outlet temperature
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Pending
Application number
JP1171531A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihiro Miyamoto
典弘 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Noritz Corp filed Critical Noritz Corp
Priority to JP1171531A priority Critical patent/JPH0336421A/ja
Publication of JPH0336421A publication Critical patent/JPH0336421A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F23N1/082Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/52Fuzzy logic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ガス給湯器の出湯温度を自動制御する温度w
4m装置に関する。
(従来の技術) 従来、ガス給湯器の温度制御装置では、熱交換器への水
路の途中に入水量を検出する水量センサおよび入水温度
を検出する入水温度センサを、また、熱交換器を通った
水路の途中に出湯温度を検出する。出湯温度センサをそ
れぞれ設けるとともに、熱交換器を加熱するバーナーへ
のガス供給路の途中にガス量調節用のガス比例弁を設け
、さらに、所望の出湯温度を設定する設定器を設け、各
センサで検出された入水量Q1人水温度T0、出湯温度
Thならびに出湯温度の設定値Tsに基づいてガス量G
を決定し、これによってガス比例弁の開度を調節して出
湯温度を制御するようにしたものがある。
(発明が解決しようとする課M) このような従来の装置では、PID(比例微分積分)動
作に基づいてガス量を決定しており、このため、PID
動作のための演算式が必要となる。
しかも、この演算式の各係数決定のためには、実験によ
る検証が必要であり、さらに、演算式が決定できても、
製品ごとに温度特性が若干具なるので、これに合わせて
演算式の係数の補正が必要となる。また、ガス給湯器の
機種が異なる場合にもこれに合わせて演算式の変更が必
要になるなど、演算式のプログラム開発段階で手数がか
かっていた。また、PID動作では、初期の過積針に基
づくオーバーシュートが生じ易く、円滑な出湯温度制御
を行うが難しい。
(課題を解決するための手段) 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、出
湯温度をオーバーシュート等を生じることなく円滑にフ
ィードバック制御できるようにして出湯特性を向上させ
るものである。
そのため、本発明のガス給湯器の温度制御装置では、出
湯温度制御のための最も重要な因子である出湯温度の単
位時間あたりの変化量、ならびに出湯温度の設定温度か
らのずれをそれぞれ求め、これらのデータからファジィ
推論によってバーナーに供給するガスの制御量を決定す
るようにしている。
これを実現するための具体的な手段としては、設定温度
と出湯温度の差ならびに出湯温度の単位時間あたりの変
化量を共に算出する算出手段と、この算出手段の算出結
果に基づいてファジィルールに従って供給ガスの制御量
をファジィ推論するファジィ推論手段と、このファジィ
推論手段のファジィ推論結果に基づいて前記ガス比例弁
の開度を調節する開度調節手段とを備えた構成とした。
(作用) 上記構成において、予め設定器で設定された設定温度と
出湯温度センサで検出された出湯温度との差ならびに出
湯温度の単位時間あたりの変化量がそれぞれ算出手段で
算出され、これらの算出結果がファジィ推論手段に送ら
れる。ファジィ推論手段は、これらの算出結果に基づい
てファジィルールに従って供給ガスの制御量をファジィ
推論する。そして、開度調節手段は、このファジィ推論
手段のファジィ推論結果に基づいてガス比例弁の開度を
調節する。したがって、実験時にファジィルールの条件
を一部変更するだけで容易に出湯温度の制御を行うこと
ができる。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例に係るガス給湯器の温度制御
装置の全体構成を示すブロック図である。
同図において、符号lはガス給湯器の温度制御装置の全
体を示し、2は熱交換器、4は熱交換器2を通った出湯
温度を検出するサーミスタ等の出湯温度センサである。
また、6は熱交換器を加熱するバーナー 8はバーナー
6へのガス供給路を開閉するガス比例弁、10は所望の
出湯温度を設定するリモコン等の設定器、12は出湯温
度センサ4の検出出力および設定器10の設定値に基づ
いてガス比例弁8の開度を@御するコントローラである
第2図は、上記のコントローラ12の詳細を示すブロッ
ク図である。同図において、14は設定温度と出湯温度
の差ならびに出s温度の単位時間あたりの変化量を共に
算出する算出手段であって、本例では、設定器10で設
定された設定温度Tsと出湯温度センサ4で検出された
出湯温度Thの差ΔT(=Ts−Th)を算出する温度
差算出部16、出湯温度Thの単位時間あたりの変化量
ΔK(=Th−−Th、Th−は前回サンプリング時の
出′IIh塩度、Thは今回サンプリング時の出湯温度
)を算出する温度勾配算出部18、ならびに前回サンプ
リング時の出湯温度Th”のデータを一時的に格納して
おくバッファ20からなる。
また、22は算出手段I4の算出結果ΔT1ΔKに基づ
いてファジィルールに従って供給ガスの制御量ΔGをフ
ァジィ推論するファジィ推論手段である。このファジィ
推論手段22は、ファジィルール記憶部24とファジィ
推論部26とを備える。
ファジィルール記憶部24は、l「(前件部)〜the
n(後件部)形式のファジィルールを記憶している。
これらの各ファジィルールは、第3図に示す各条件を満
足するように設定されている。すなわち、第3図の横方
向が温度差算出部16で算出される温度差ΔTに対応す
る前件部変数、縦方向が温度勾配算出部18で算出され
る出湯温度の単位時間あたりの変化量ΔKに対応する前
件部変数であり、両者ΔT、Δにの交点位置がファジィ
推論の結果出力すべきガスの制御量ΔGに対応する後件
部変数であり、NB−PBは、それぞれ前件部変数ΔT
、Δにおよび後件部変数ΔGが属するファジィ集合のフ
ァジィラベル名である。したがって、第3図において、
たとえば前件部変敗ΔT h4 N S 。
ΔKがPSならば、後件部変数ΔGはPSとなり、これ
を1fSthen形式で記述すれば、i「ΔT=NS、
Δに=PSthenΔG=PSとなる。
ファジィ推論部26は、第4図(a )、 (b )に
示すメンバーシップ関数座標系における前件部変数ΔT
1ΔKにそれぞれ対応するメンバーシップ関数、ならび
に第5図に示すメンバーシップ関数座標系における後件
部変数ΔGに対応するメンバーシップ関数を共に記憶し
ている。なお、第4図(a)、(b )および第5図中
に示されるNB−PBの各ファジィラベル名はこれらの
下に図示された各メンバーシップ関数に対応している。
28はファジィ推論手段22のファジィ推論結果ΔGに
基づいてガス比例弁8の開度を調節する開度調節手段で
あり、本例では、ファジィ推論された制御量ΔGと前回
サンプリングされたガス量G゛に基づいてバーナー6に
供給するガスIG(G゛+ΔG)を算出するガス量算出
部、前回サンプリング時のガス量G゛を一時的に格納し
ておくバッファ20およびガス量算出部30で算出され
たガス量をガス比例弁8の開度制御のためのガス圧力I
P(=G”/に、には定数)に変換するガス圧変換部3
4からなる。
次に、上記構成のガス給湯器の温度制御装置lにおいて
、出湯温度の制御動作について説明する。
予め設定器lOで設定された設定温rxT sは算出手
段14の温度差算出部16に、また、出湯温度センサ4
で検出された出湯温度T bは、温度差算出部16、温
度勾配算出部18およびバッファ20にそれぞれ所定の
サンプリング周期で送出される。温度差算出部16は、
設定温度Tsと出湯温度Tbの差ΔT(=Ts−Th)
を算出する。また、バッファ20に新たに出湯温度Th
のデータが人力されると、このバッファ20からは既に
格納されている前回サンプリング時の出湯温度Th−の
データが押し出されて温度勾配算出部18に加えられる
。したがって、温度勾配算出部18は、前回サンプリン
グ時の出湯温度Th−と今回サンプリング時の出湯温度
Thとからサンプリング周期ごとの変化量ΔK(=Th
−−Th)を算出する。そして、これらの温度差ΔTと
変化量Δにのデータか次段のファジィ推論手段22に送
られ、ファジィ推論部26に対してファジィ推論を行う
ための前件部変数として加えられる。
ファジィ推論部26は、これらの各前件部変数ΔT1Δ
Kに基づいて、第3図に示す各ファジィルールごとにそ
の前件部(H)で設定されたファジィラベル名のあるメ
ンバーシップ関数を第4図(a )、(b ”)の中か
らそれぞれ選定し、選定した各メンバーシップ関数にお
けるメンバーシップ値(適合度)を求める。そして、各
ファジィルールごとに各前件部のメンバーシップ値(適
合度)の内の最小値を求めるCM I N演算)。引き
続いて、第3図に示す各ファジィルールごとに、その後
件1(then)で設定されたファジィラベル名のある
メンバーシップ関数を第5図の中から選定し、前件部(
if)で決定した最小値によって対応する各後件部(t
hen)のメンバーシップ関数をそれぞれ水平に裁断す
る。そして、これらの裁断された後件部変数ΔGに関す
る各メンバーシップ関数を重ね合わせる(MAX演算)
。これにより、後件部変数ΔGに関する重ね合わせメン
バーシップ関数すなわち出力要素が得られる。次に、こ
の重ね合わせメンバーシップ関数の例えば重心を求める
ことにより、確定したガスの制御量ΔGが得られる。そ
して、この確定した制御量ΔGが次段の開度調節手段2
8に送られる。
開度調節手段28のガス量算出部30は、ファシイ推論
された制御量ΔGとバッファ32に既に格納されている
前回のガス量G゛とに基づいてバーナー6に供給するガ
ス量G(=G−+ΔG)を算出し、このガス量Gをガス
圧変換部34に与える。
その際、算出されたガス量Gがバッファ32に対して前
回のガス量G゛として一時的に格納される。
一方、ガス圧変換部34は、この算出されたガスIGを
ガス比例弁8の開度制御のためのガス圧力量P(=G’
/KSKは定数)に変換し、このデータをガス比例弁8
に出力する。これにより、ガス比例弁8の開度が調節さ
れる。
(発明の効果) 本発明によれば、出湯温度制御のための最も重要な因子
である出湯温度の単位時間あたりの変化量、ならびに出
湯温度の設定温度からのずれをそれぞれ求め、これらの
データからファジィ推論によってバーナーに供給するガ
スの制御量を決定してフィードバック制御するようにし
たので、出湯温度をオーバーシュート等を生じることな
く円滑に制御できるようになり、従来に比べて出湯特性
が改善される。しかも、従来のようなPID動作のため
の演算式の係数決定のための手間は不要であり、実験時
には後件部変数ΔGのファジィルールを一部変更するだ
けで容易に出湯温度制御について対処できる等の優れた
効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はガス給湯
器の温度制御装置の全体構成を示すブロック図、第2図
はコントローラの詳細を示すブロック図、第3図はファ
ジィルール記憶部に記憶されているファジィルールを示
す説明図、第4図(a )、(b )は前件部変数に関
するメンバーシップ関数を示す図、第5図は後件部変数
に関するメンバーシップ関数を示す図である。 l・・・ガス給湯器の温度制御装置、2・・・熱交換器
、4・・・出sJ温度センサ、6・・・バーナー 8・
・・ガス比例弁、!O・・・設定器、口2・・・コント
ローラ、14・・・算出手段、22・・・ファジィ推論
手段、28・・・開度調節手段。 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所望の出湯温度を設定する設定器と、熱交換器を
    通った出湯温度を検出する出湯温度センサと、前記熱交
    換器を加熱するバーナーへのガス供給路を開閉するガス
    比例弁とを備えたガス給湯器の温度制御装置において、 前記設定温度と出湯温度の差ならびに出湯温度の単位時
    間あたりの変化量を共に算出する算出手段と、 この算出手段の算出結果に基づいてファジィルールに従
    って供給ガスの制御量をファジィ推論するファジィ推論
    手段と、 このファジィ推論手段のファジィ推論結果に基づいて前
    記ガス比例弁の開度を調節する開度調節手段と、 を備えたことを特徴とするガス給湯器の温度制御装置。
JP1171531A 1989-07-03 1989-07-03 ガス給湯器の温度制御装置 Pending JPH0336421A (ja)

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JP1171531A JPH0336421A (ja) 1989-07-03 1989-07-03 ガス給湯器の温度制御装置

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JP1171531A JPH0336421A (ja) 1989-07-03 1989-07-03 ガス給湯器の温度制御装置

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ID=15924853

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JP1171531A Pending JPH0336421A (ja) 1989-07-03 1989-07-03 ガス給湯器の温度制御装置

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JP (1) JPH0336421A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0594648U (ja) * 1992-05-12 1993-12-24 株式会社ガスター 給湯器の制御装置
JP2002295828A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Noritz Corp 燃焼制御装置
RU2473326C1 (ru) * 2012-01-17 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Крем для ухода за кожей вокруг глаз

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0594648U (ja) * 1992-05-12 1993-12-24 株式会社ガスター 給湯器の制御装置
JP2002295828A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Noritz Corp 燃焼制御装置
RU2473326C1 (ru) * 2012-01-17 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Крем для ухода за кожей вокруг глаз

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