JPH052432A - 制御対象の異状検知装置 - Google Patents
制御対象の異状検知装置Info
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- JPH052432A JPH052432A JP3179047A JP17904791A JPH052432A JP H052432 A JPH052432 A JP H052432A JP 3179047 A JP3179047 A JP 3179047A JP 17904791 A JP17904791 A JP 17904791A JP H052432 A JPH052432 A JP H052432A
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Abstract
を検知する異状検知装置において、装置の構成を簡単に
するとともに検知精度を高める。 【構成】 制御回路11はヒータへの操作量MVを少し
ずつ上昇させて出力回路27へ出力し、各操作量MVに
対応した検出値を電流検出器入力回路17から取込み、
各検出値から警報レベルを演算して警報レベル記憶回路
19へ格納する。制御回路11は測定入力回路15から
の測定値PVと入力回路13からの設定値SVでPID
演算して出力回路27へ操作量MVを出力する。ヒータ
断線判定回路31は制御回路11からの検出値や警報レ
ベルに基づきヒータへの操作量の異状を判定する。制御
回路11はその判定結果に基づき、ヒータ断線警報出力
回路25や回路溶着警報出力回路23から警報信号を出
力する。
Description
に係り、特に、調節計で制御する制御対象としてのヒー
タの断線やそのヒータを駆動する回路の溶着等の異状を
検知する異状検知装置、更に詳しくは位相制御されてい
るヒータ回路の異状を検知する異状検知装置に関する。
例えば実開昭61−79280号公報や特開平2−51
887号公報に開示されたような構成が知られている。
前者は、位相制御によって電流制御されているヒータ回
路に流れるヒータ電流を検出して電圧に変換出力する一
方、ヒータの端子電圧を検出および平滑して基準電圧を
形成し、この基準電圧とその変換出力電圧を比較して変
換出力電圧が基準電圧を下回ったときにヒータ断線を検
出する構成である。
されているヒータ回路について、ヒータ制御信号を出力
する電流出力回路からの電流を抵抗で電圧変換して第1
の比較信号を形成し、その電流出力回路から位相制御回
路を介して実際にヒータへ流れる電流を検出して電圧に
変換し、この変換電圧をその第1の比較信号より高めて
第2の比較信号を形成し、第1の比較信号よりも第2の
比較信号が低下したときにヒータ断線検出信号を出力す
る構成である。このように、いずれの構成も、ヒータへ
の通電電流が位相制御に伴って変化しても基準電圧をそ
の変化に追随して変化させ、ヒータ断線の誤検出を防ぐ
ものであり、位相制御されたヒータ回路における使用に
適すると考えられる。
た前者の異状検知装置では、ヒータ電流の検出回路の他
にヒータの端子電圧を検出および平滑して基準電圧を形
成する回路が必要で、回路構成を簡素化するには工夫が
必要である。また、後者の異状検知装置では、電流出力
回路からの出力に対して位相制御回路からヒータへ流れ
る電流が追随することを前提とし、電流出力回路から抵
抗への出力電流と位相制御回路からヒータへの電流を比
較しているが、実際には操作器等が介在しているため、
電流出力回路と位相制御回路からの各出力電流の変化が
正確に一致しない場合が多く、ヒータ断線の検出精度を
向上させるには改良の余地がある。
ルの設定を可能した構成が望まれているが、後者の構成
では位相制御回路からの出力電流を電圧変換して一律に
レベルを高めた1種類の比較信号を形成しているから、
この点からも改良の余地がある。本発明はこのような状
況の下になされたもので、電流や電圧の連続出力によっ
て制御対象を制御する制御回路の異状を正確に検知可能
で、構成も簡単な異状検知装置の提供を目的とする。
るために本発明は、図1のクレーム対応図に示すよう
に、操作量に基づき制御対象100への駆動電流値を検
出する検出手段101と、その操作量を可変操作する操
作手段102と、その制御対象100における温度を測
定入力する測定手段103と、警報レベルを格納する記
憶手段104と、操作手段102を予備操作して操作量
を変化させ検出手段101から得られた検出値に基づい
た警報レベルを記憶手段104へ格納する温度制御手段
105と、その制御対象100の制御温度を設定する設
定手段106とを有して構成されている。そして、温度
制御手段105は、設定手段106からの設定温度およ
び測定手段103からの測定温度に基づき操作手段10
2を本操作するとともに、この本操作時の検出値と記憶
手段104に格納された警報レベルのうちその本操作時
の操作量に対応する警報レベルとを比較し、その本操作
時の検出値が警報レベルから外れるとき異状を示す警報
を出力するものである。
に対応して各々複数の検出手段101および操作手段1
02を設け、一の検出手段101からの検出値が当該警
報レベルから外れるとき、他の検出手段101からの検
出値がこの検出値についての警報レベルから外れる割合
を検出し、その一の検出手段101からの検出値の変化
度合いを他の検出手段からの検出値の変化度合いで修正
し、依然として警報レベルから外れているとき警報を出
力するよう温度制御手段105を形成することが可能で
ある。さらに、本発明は、本操作の経過に伴って操作手
段102を予備操作し、この予備操作によって検出手段
101から得られた検出値に基づく警報レベルを記憶手
段104へ更新格納するよう温度制御手段105を形成
するとよい。
手段105が、操作手段102を予備操作することによ
って検出値を得て、この検出値に基づく警報レベルを記
憶手段104へ格納する。その後、温度制御手段105
は、操作手段102を本操作したとき、この本操作時の
検出値と記憶手段104に格納された警報レベルのうち
その本操作時の操作量に対応する警報レベルとを比較
し、その本操作時の検出値が警報レベルから外れるとき
異状を示す警報を出力する。
段102を設け、一の検出手段101からの検出値が当
該警報レベルから外れるとき、他の検出手段101にお
ける変化度合いを考慮して警報を出力するよう温度制御
手段105を形成する構成では、例えば電源電圧の変動
に伴って一の検出値の変動があっても、実際の警報が出
力されない。さらに、本操作の経過後に再度予備操作す
るよう温度制御手段105を形成する構成では、本操作
によって制御対象の特性が変化しても、その特性変化に
対応した警報レベルと検出値が比較される。
る。まず、本発明の異状検知装置を搭載した温度調節計
の使用態様を図2のブロック図を用いて説明する。図2
において、温度調節計1は、外部から設定した設定値S
Vと、例えば射出成形機(図示せず)に配置された制御
対象としてのヒータ3の温度を温度センサー5で測定し
た測定値PVとからPID演算して例えばDC4〜20
mAの連続電流出力やDC0〜5Vの連続電圧出力を操
作量MVとしてヒータ操作器7へ出力するものである。
らなり、商用の電源9からの100Vの駆動電流をその
連続する操作量MVに応じてON/OFFしてヒータ3
を位相制御するものである。ヒータ操作器7とヒータ3
間のヒータ回路には電流検出器としてのカレントトラン
スCTを配置し、ヒータ3への駆動電流値を検出して温
度調節計1へ出力し、温度調節計1は予め設定された警
報レベルとその検出値を比較し、検出値が警報レベルを
越えたとき、異状を示す警報信号を出力するようになっ
ている。
線や操作器回路の溶着等に起因してヒータ回路に異状電
流が流れたとき、その異状を検出して警報信号を出力す
る異状検知装置を搭載している。なお、図2に示す温度
調節計1は、便宜上、3本のヒータ線からなる1個のヒ
ータ3を制御する1チャンネル(CH)構成に簡略化し
ているが、実際は多数のヒータ3の制御が可能なよう
に、複数のチャンネル(CH)を有する構成となってい
る。
例を温度調節計とともに示すブロック図である。制御回
路11は、異状検知装置および温度調節計の動作処理の
主要部であるCPUと、このCPUの動作プログラムを
格納したROMおよび後述する各回路間のインターフェ
ースをとるI/Oを有するマイクロコンピュータで形成
されている。
回路15、電流検出器入力回路17、警報レベル記憶回
路19、測定値記憶回路21、回路溶着警報出力回路2
3、ヒータ断線警報出力回路25、出力回路27、表示
回路29およびヒータ断線判定回路31に接続され、こ
れらを管理している。入力回路13は、例えば温度調節
計の操作パネルに配置されたキーボードであり、設定値
SV、警報レベルの設定用係数、後述する予備操作や本
操作のスタート又は終了の選択等の他、温度調節計の操
作に必要な指示入力用の設定手段として機能している。
例えばRS−232C規格等による通信入力手段で形成
される場合もある。測定入力回路15は、図2の温度セ
ンサー5で測定した温度信号をA/D変換してカウント
し、ヒータ3の温度をデジタル的に測定して取込むもの
である。電流検出器入力回路17は、図2のカレントト
ランスCTによるヒータ操作器7からヒータ3への駆動
電流値を検出し、その電流検出値をA/D変換してカウ
ントしてデジタル的に取込む測定手段である。
報レベルおよび回路溶着警報レベルの演算用係数、後述
する予備操作時に電流検出器入力回路17で測定したヒ
ータ3への各電流検出値をその各操作量に対応させて格
納する読み書き可能なRAMであり、各電流検出値にヒ
ータ断線警報レベル演算係数および回路溶着警報レベル
演算係数を掛けて演算されたそれらヒータ断線警報レベ
ルおよび回路溶着警報レベルも格納している。それら各
電流検出値、ヒータ断線警報レベルおよび回路溶着警報
レベルはマトリックス表(図示せず)の状態で登録され
ており、例えばあるチャンネル(CH)の電流検出値が
100Aであれば、この電流検出値や係数(10%や1
5%)とともに90Aや85A等のヒータ断線警報レベ
ルが登録されている(後述する図5参照)。
らの温度信号を格納するRAMである。ヒータ断線判定
回路31は、制御回路11からの操作量MVに対応する
ヒータ断線警報レベルより電流検出値が低下したときヒ
ータ断線と判定し、制御回路11からの操作量MVに対
応する回路溶着警報レベルを電流検出値が越えたとき操
作器回路溶着と判定し、制御回路11へその判定結果を
出力するものである。
指示に従い、例えばDC4mA、5mA、6mA、・・
・19mA、20mAと言ったように少しずつ操作量M
Vを上昇させて出力回路(図2のヒータ操作器7を参
照)27へ出力し、各操作量MVに対応した電流検出器
入力回路17からの各電流検出値を警報レベル記憶回路
19へ格納するとともに、各電流検出値にヒータ断線警
報レベル演算係数および回路溶着警報レベル演算係数を
掛けてヒータ断線警報レベルおよび回路溶着警報レベル
を生成し、同様に警報レベル記憶回路19へ格納する機
能を有している。この機能を便宜上、予備操作とする。
他、測定入力回路15からの測定値PVと入力回路13
からの設定値SVとを比較して偏差を演算し、例えばP
ID演算して出力回路27へ操作量MVを出力し、液晶
表示器やCRT表示器等の表示回路29にそれらを表示
する機能を有している。この機能を便宜上、本操作とす
る。制御回路11は、電流検出値や警報レベルをヒータ
断線判定回路31へ出力し、ヒータ断線判定回路31か
らのヒータ断線判定又は操作器回路溶着判定の結果に基
づき、ヒータ断線警報出力回路25からヒータ断線警報
信号を出力したり、回路溶着警報出力回路23から操作
器回路溶着警報を出力する機能を有している。すなわ
ち、制御回路11およびヒータ断線判定回路31によっ
て温度制御手段が形成されている。
作を示すフローチャートを参照した説明によってより明
確になる。射出成形機等の金型の交換(段取りがえ)時
や運転開始時等に入力回路13からの予備操作を指示す
ると、図4の動作プログラムがスタートし、ステップ4
01で制御回路11からの出力%(操作量)が出力下限
値(操作下限量)に設定され、ステップ402でその出
力下限値が操作量MVとして出力回路27へ出力され
る。
回路17から電流検出値を制御回路11へ取込み、必要
であれば適当な補正をし、ステップ404で出力%に対
応させて電流検出値をマトリックス表に登録し、ステッ
プ405で出力%に増加量Xを加算して新たな出力%を
制御回路11内に設定する。続くステップ406では新
たな出力%が上限値を越えているか否か判別され、越え
ていない場合にはNOとなってステップ402へ戻り、
新たな出力%が上限値を越えるまで上述したステップ4
02〜406を繰返し、新たな出力%が上限値を越えて
ステップ406がYESとなると、終了する。
Aの範囲で操作出力量を可変する場合、4mA(下限
値:0%)、5mA、6mA、・・・19mA、20m
A(上限値:100%)に対応した電流検出値がマトリ
ックス表に登録され、図5に示すように、各電流検出値
の特性Aや、各電流検出値に基づいて演算されたヒータ
断線警報レベル特性Bおよび回路溶着警報レベル特性C
が得られ、警報レベルの初期設定が完了して運転開始の
準備が整う。ところで、例えば図2のようにヒータ3を
温度調節計1で位相制御する場合、操作量MVに対して
ヒータ電流が追随していれば、理論上は電流検出値が図
5中の破線Dで示す特性になるが、実際には温度調節計
1とヒータ3間にヒータ操作器7等が介在するから全体
の特性が変化し、変化の傾向もヒータ操作器7やヒータ
3の構成に応じて変化する。
図6のフローチャートを用いて説明する。ステップ60
1で測定入力回路15から温度信号を入力し、ステップ
602で電流検出器入力回路17から電流検出値を入力
し、ステップ603で電流検出値がヒータ断線警報レベ
ルを越えて低下しているか否か判別され、低下していれ
ばYESとなってステップ604に移り、このステップ
604でヒータ断線警報信号の出力処理がなされて終了
し、ステップ603がNOであればステップ605へ移
る。
警報レベルを越えて上昇しているか否か判別され、上昇
していればYESとなってステップ606に移り、ステ
ップ606で回路溶着警報信号の出力処理がなされて終
了し、ステップ605がNOであればそのまま終了す
る。このように、本発明の異状検知装置は、予め予備操
作によってヒータ電流の検出値を取込んで警報レベルを
演算格納し、本操作時に電流検出値をその警報レベルと
比較して異状の検出する構成としたので、内部演算によ
ってヒータ断線および回路溶着の有無を検知可能とな
り、従来の構成に比べて回路構成が簡素化され、装置の
小型化が可能である。
に基づく警報レベルから異状を検出するので、位相制御
用のヒータ操作器7を含めたヒータ電流特性を含めた状
態で異状検知され、ヒータ断線および回路溶着の検知判
断が正確となる。ところで、異状検知装置においては、
あるヒータについて断線警報信号を出力する条件が揃っ
たとしても、電源電圧の変動等に起因して必ずしもその
ヒータが断線しているとは限らない場合がある。そこ
で、本発明の異状検知装置では、あるヒータの電流検出
値が警報レベルを越えても、そのヒータと同じ電源に接
続された他のヒータへの駆動電流の状態を検出し、電流
検出値が同様な変動傾向であれば、電源電圧の変動に基
づく検出値変化であるとして警報信号を出力しないよ
う、図3の制御回路11を構成可能である。
ヒータ断線判定回路31が一のヒータについてヒータ断
線又は回路溶着と判断したとき、その一のヒータに係る
電流検出値に加えて同じ電源に接続された他のヒータに
ついての電流検出値から各々の変動度合いを演算し、双
方の変動度合いが同程度であれば、その一のヒータの電
流検出値をその変動度合い分上昇又は下降修正し、修正
した検出値の方が警報レベルを越えていれば警報信号を
出力するよう、制御回路11が形成されている。図7は
この動作を説明するフローチャートである。
ンネル(CH)と同電源の他のヒータチャンネル(C
H)への駆動電流に係る電流検出値を検出し、ステップ
702で双方の電流検出値が同じ傾向で変動しているか
否か判別する。もし、同じ傾向の変動でなければステッ
プ702がNOとなってステップ703に移り、ステッ
プ703で実際の警報と判断して警報信号の出力処理を
して終了する。双方の電流検出値が同じ傾向の変動であ
ってステップ702がYESとなれば、ステップ704
で変動度合いを修正するとともに修正後もなお警報レベ
ルを越えて警報状態か否か判別する。
ップ703で警報信号の出力処理がなされ、ステップ7
04がNOであればステップ705で電流検出値の変動
が電源変動に起因すると判断して警報の無効処理をして
終了する。ステップ704における変動度合いの修正
は、ヒータの電流検出値を修正する手法の他に警報レベ
ルを修正する手法が可能である。
うに、チャンネル(CH)1の一のヒータに係る電流検
出値A0 が変動してA1 に低下したとき、制御回路11
が他のチャンネル(CH)2、3におけるヒータの電流
検出値を検出し、チャンネル(CH)2、3に係る電流
検出値がB0 やC0からB1 やC1 へ変動していれば、
その変動分でチャンネル(CH)1に係る変動後の検出
値A1 をAX へ上昇修正してヒータ断線警報レベルと比
較し、修正した値AX がヒータ断線警報レベルを越えて
いなければ実際のヒータ断線警報信号を出力せずに警報
無効処理し、越えていれば警報信号の出力処理がなされ
る。回路溶着警報検知動作も同様であるので説明を省略
する。そのため、電源電圧の変動によってあるヒータに
係る電流検出値が変動しても、修正された値に基づいて
警報判断するから、電源電圧の変動による誤警報を回避
できる。
を電源ライン毎にグループ化し、そのグループ内でヒー
タ相互間の変動を測定する構成や、警報判断が複数回出
力されたときに実際の警報を出力するよう制御回路11
を構成可能である。図8では便宜上、各チャンネル(C
H)1〜3の電流検出値A0 、B0 、C0を同一レベル
に揃えて図示したが、一般には各チャンネル(CH)1
〜3の電流検出値A0 、B0 、C0 が互いに異なるとと
もに、対応する各警報レベルも各々異なる。
制御対象であるヒータは温度上昇によって抵抗値が変化
するから、制御対象に合せた正確な警報検知動作を確保
する観点から、ヒータの温度上昇後に警報レベルを再設
定することが好ましい。そこで、図3の制御回路11
は、本操作によるヒータの温度上昇後、操作量MVをD
C4mA、5mA、6mA、・・・19mA、20mA
と言ったように上昇させて出力回路27へ出力し、各操
作量MVに対応した各電流検出値を再度入力し、各電流
検出値毎にヒータ断線警報レベルおよび回路溶着警報レ
ベルを再演算して警報レベル記憶回路19に登録し、前
のヒータ断線警報レベルおよび回路溶着警報レベルを書
換え可能に形成するとよい。
昇後、再び予備操作する時期としては、(1)温度上昇
後の安定動作状態を操作者が確認して入力回路13から
のマニュアル指示する場合、(2)起動後の所定設定時
間経過後に制御回路11が自動的に指示する場合、
(3)測定値PVが設定値SVの90%近くに達した時
に制御回路11が自動的に指示する場合が現実的であ
り、入力回路13によるそれら(1)〜(3)の選択指
示に基づき、制御回路11が実行する。ヒータ温度上昇
後の警報レベルの再設定については、各操作量MVに対
応した各電流検出値を再度入力する方法以外に、(1)
そして温度上昇後の操作量MVに対応した電流検出値を
少なくとも1点測定し、その差分で全体を再度補正する
方法や、(2)として上記(1)を測定値PVの関数と
して記憶していく方法がある。
路21にヒータの構成毎の温度上昇後の測定値PV、電
流検出値又は警報レベルを格納しておき、再予備操作処
理時に利用することも可能である。図9Aの実線はヒー
タの温度上昇前の電流検出値の特性であり、同図Bの破
線は温度上昇後の電流検出値の特性を示す図である。こ
のように、本操作後に予備操作可能に構成すれば、制御
対象に対する制御の進行に対応して高精度の警報検知が
可能になる。
に対して予備操作して得た検出値から警報レベルを記憶
し、本操作したときの検出値と記憶された警報レベルと
を比較し、その本操作時の検出値が警報レベルから外れ
るとき警報を出力する構成としたから、制御対象や制御
対象の駆動回路の異状を正確に検知可能であるし、構成
も簡単になる。また、一の検出値が当該警報レベルから
外れるとき、他の検出値の変化度合いを考慮して警報を
出力する構成では、例えば電源電圧の変動に伴って一の
検出値の変動があっても、所定範囲外の変動でない限り
実際の警報が出力されず、電源変動による誤検知を防ぐ
ことができる。さらに、本操作の経過後に再度予備操作
する構成では、本操作によって制御対象の特性が変化し
ても、その特性変化に対応した警報レベルや検出値が再
設定可能となり、制御対象への操作進行に合せて正確な
異状検知が可能となる。特に、本発明は、電流や電圧の
連続出力によって制御対象を制御する構成に好適する。
ム対応図である。
計を説明する回路図である。
ロック図である。
チャートである。
値や警報レベルの特性を示す図である。
チャートである。
チャートである。
分を修正した検出値と警報レベルとの関係を説明する図
である。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 操作量に基づく制御対象への駆動電流値
を検出する検出手段と、前記操作量を可変操作する操作
手段と、前記制御対象における温度を測定入力する測定
手段と、警報レベルを格納する記憶手段と、前記操作手
段を予備操作して前記操作量を変化させ、前記検出手段
から得られた検出値に基づく前記警報レベルを前記記憶
手段へ格納する温度制御手段と、前記制御対象の制御温
度を設定する設定手段と、を有する制御対象の異状検知
装置であり、前記温度制御手段は、前記設定手段からの
設定温度および前記測定手段からの測定温度に基づき前
記操作手段を本操作するとともに、この本操作時の検出
値と前記記憶手段に格納された前記警報レベルのうち前
記本操作時の操作量に対応する前記警報レベルとを比較
し、前記本操作時の検出値が前記警報レベルから外れる
とき異状を示す警報を出力するよう形成されてなること
を特徴とする制御対象の異状検知装置。 - 【請求項2】 複数の制御対象に対応して各々複数の前
記検出手段および操作手段を有し、前記温度制御手段
は、一の前記検出手段からの検出値が当該警報レベルか
ら外れるとき、他の前記検出手段からの検出値がこの検
出値についての警報レベルから外れる割合を検出し、前
記一の検出手段からの検出値の変化度合いの方が大きい
とき、前記警報を出力するよう形成されてなる請求項1
記載の制御対象の異状検知装置。 - 【請求項3】 前記温度制御手段は、前記本操作の経過
に伴って前記操作手段を予備操作し、この予備操作によ
って前記検出手段から得られた検出値を警報レベルとし
て前記記憶手段へ更新格納するよう形成されてなる請求
項1又は2記載の制御対象の異状検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3179047A JP2683851B2 (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 制御対象の異状検知装置 |
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JP3179047A JP2683851B2 (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 制御対象の異状検知装置 |
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JPH052432A true JPH052432A (ja) | 1993-01-08 |
JP2683851B2 JP2683851B2 (ja) | 1997-12-03 |
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ID=16059196
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