JPH04279892A - オン率カウンタ - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒータ等の、通電によ
り所定の作動を行う作動手段のオン率を直接出力可能な
オン率カウンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種制御系において、制御対象物の制御
状態（たとえば温度、圧力、真空度等の制御状態）を制
御状態測定手段で測定し、測定値が設定値と一致するよ
うに、作動手段への通電のオン、オフを制御する技術は
よく知られている。たとえば、加熱対象物の温度を測温
体で測定、検出し、検出値を設定値とつき合わせ、検出
値が設定値と一致するように、ＰＩＤ調節計等を介して
加熱対象物に取り付けられたヒータ（作動手段）のオン
、オフを制御する技術が知られている。このような制御
系においては、基本的には、測温体からのフィードバッ
ク検出信号に応じて、つまり加熱対象物の負荷に応じて
、ヒータオン率は変動するが、ＰＩＤ調節計の調節によ
り、オン率がある設定値になるように作動手段への電圧
、電流を調整したり、オン率の変動範囲がある範囲に納
まるように調整したりすることが可能である。しかし、
実際に行われた作動手段への通電のオン率を、直接検出
する装置は未だ見当たらない。

【０００３】ところが、たとえば制御対象物の負荷が大
きく変化した場合、作動手段のオン率が低くなりすぎた
り、高くなりすぎたりする事態が生じるが、このような
事態の発生を、運転継続状態のまま知る手段がない。オ
ン率が低くなりすぎたり、高くなりすぎたりしていると
いうことは、作動手段がその容量に対し適正な範囲で運
転されていないということであり、制御精度悪化の原因
となる。

【０００４】また、制御対象物の負荷が経時的に大きく
変動するような場合、その負荷変動特性を作動手段の通
電制御系から把握することは困難である。さらに、ＰＩ
Ｄ調節計は一般に相当信頼性の高い機器であるが、万一
故障した場合、その不良状態を作動手段の通電制御系か
ら知ることは困難である。

【０００５】本発明は、作動手段通電のオン、オフ制御
を行う制御系において、実際に通電が行われる通電回路
におけるオン率を把握し、作動手段の適正運転の判断、
制御対象物の経時的負荷変動の把握、ＰＩＤ調節計等の
故障の発見等を可能ならしめることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
オン率カウンタは、オン・オフ制御の通電回路を有する
作動手段の通電回路に接続され、該通電回路の通電オン
時間を検出するとともに、予め設定される周期に対する
前記通電オン時間の割合をオン率として演算し、演算さ
れたオン率を出力するものから成る。出力信号は、Ａ／
Ｄ（アナログ／デジタル）変換してそのまま表示したり
、ある範囲を逸脱した場合に警報を発したり、さらには
オン率の経時的変化をレコーダに記録させたりすること
が可能である。

【０００７】

【作用】このようなオン率カウンタにあっては、作動手
段への通電回路のオン率が直接検出されるので、実際に
行われている通電制御状態が正確に把握され、たとえＰ
ＩＤ調節計等に故障が発生しても、その設定値と実際に
検出されたオン率とを見比べることにより、その故障等
はすぐに発見可能となる。また、オン率が所定範囲から
外れている場合には、作動手段への通電電圧、電流の変
更や、作動手段個数、容量変更等の設計仕様へのフィー
ドバック等も可能になる。さらに、出力されたオン率を
経時的に把握することにより、制御対象物の負荷変動、
たとえば制御対象物を通過していく原料の特性変動等を
知ることも可能になる。

【０００８】

【実施例】図１は、本考案の一実施例に係るオン率カウ
ンタを、ヒータを備えた加熱温度制御系に適用した場合
を示している。図において、１は加熱制御対象物（たと
えば口金や金型）を示しており、該制御対象物１には、
作動手段としてのヒータ２と測温体３が埋設されている
。この制御対象物１には、原料Ｍが連続的に投入され、
所定温度に加熱された原料Ｍが連続的に吐出されていく
。

【０００９】測温体３で検出された制御対象物１の温度
の信号は、制御装置４に送られ、設定値（設定温度信号
）５と比較される。比較結果がＰＩＤ調節計６で調節さ
れて、設定値と検出値が一致するように、オン・オフ制
御回路７でヒータ２への通電のオン、オフが制御される
。

【００１０】このヒータ２へ実際に所定の電圧又は電流
を供給する通電回路８に、オン率カウンタ９が接続され
る。オン率カウンタ９は、通電回路８における通電オン
時間を検出するとともに、予め設定される周期に対する
通電オン時間の割合をオン率として演算し、演算された
オン率を出力する。たとえば図２に示すように、１周期
中のヒータオン時間Ａ１を検出し、１周期Ｔ（＝Ａ１＋
Ｂ１）に対するＡ１の割合を演算する。Ａ１がＴの７０
％であれば、オン率７０％である。オン時間Ａ１および
該Ａ１とオフ時間Ｂ１の和を検出し、Ａ１＋Ｂ１に対す
るＡ１の比率を演算してもよい。また、１周期毎でなく
とも、ある周期（たとえば０．５〜３０秒程度）を設定
し、その周期中のオン時間の合計（Ａ１＋Ｂ１＋・・・
）を検出し、その周期中のオン率の平均値を演算するよ
うにしてもよい。

【００１１】出力された信号は、デジタル信号に変換し
て、刻々変化し得るオン率としてそのまま表示手段１０
に表示し、直接読み取れるようにしてもよいし、経時的
な変化を把握可能にするため、レコーダ１１に出力、記
録させるようにしてもよい。さらに、オン率の適正な範
囲を設定し、その範囲を外れた場合に、警報手段１２に
より警報を発するようにしてもよい。

【００１２】このようなオン率カウンタ９を用いること
により、ヒータ２に実際に通電されている状態、つまり
実際に制御されているオン率を、その瞬間毎に、あるい
は経時的に、正確に把握することができる。したがって
、たとえＰＩＤ調節計が故障したとしても、その調節値
とオン率カウンタ９により検出されたオン率とから、す
ぐにその故障を認識することができる。また、ヒータ２
のオン率が、目標範囲にあるか否かも一目で認識でき、
ヒータ２への通電電圧、さらにはヒータ２の容量、個数
が制御対象物１や通過原料Ｍに対して適正なものである
か否かも容易に判断できる。さらに、原料の特性が変化
したり、原料通過量が変化した場合、ヒータオン率も変
動することになるが、オン率カウンタ９により検出され
るオン率から、逆に原料の特性変動や通過量変動の把握
も可能になる。

【００１３】なお、上記実施例は、ヒータを有する加熱
制御系について説明したが、本発明のオン率カウンタは
、オンオフ制御系であれば実質的に全ての制御系に適用
し得る。たとえば、圧力をある設定圧力にするためのポ
ンプを備えた制御系、冷却水をポンプによってオン、オ
フ制御で送り冷却制御対象物の冷却温度を制御する制御
系、さらには真空度をある値に保持する制御系等である
。

【００１４】また、作動手段が複数配列されている系で
は、個々の作動手段に対してオン率カウンタを設けるこ
とにより、その系の状態を総合的に判断することが可能
になる。たとえば、押出機には、通常そのシリンダ長手
方向に複数のヒータが配設されるが、各ヒータに対しオ
ン率カウンタを設ければ、各ヒータの負荷状態および負
荷の変動状態が判り、たとえば投入原料のメルティング
ポイントの変動等を容易に知ることが可能になる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のオン率カ
ウンタによるときは、オン、オフ制御される作動手段の
オン率を、直接かつ正確に検出、把握することができる
ので、検出されたオン率から、作動手段が適正な目標範
囲内で運転されているか否かを容易に知ることができ、
ＰＩＤ調節計等の故障も容易に認識することができる。 また、作動手段に対する負荷の経時的な変動も容易に把
握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るオン率カウンタを適用
したヒータ制御系のブロック図である。

【図２】図１のオン率カウンタのオン率の概念を示すヒ
ータの通電オン、オフ特性図である。

【符号の説明】

１　　制御対象物 ２　　作動手段としてのヒータ ３　　測温体 ４　　制御装置 ５　　設定値 ６　　ＰＩＤ調節計 ７　　オン、オフ制御回路 ８　　通電回路 ９　　オン率カウンタ １０　　表示手段 １１　　レコーダ １２　　警報手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　オン・オフ制御の通電回路を有する作
   動手段の通電回路に接続され、該通電回路の通電オン時
   間を検出するとともに、予め設定される周期に対する前
   記通電オン時間の割合をオン率として演算し、演算され
   たオン率を出力することを特徴とするオン率カウンタ。