JPH0665901U - 多点調節計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御対象を制御する多点調節計において、ど
のような制御対象に対してもその構成を変更せずに使用
できるようにする。 【構成】 同一構成の単位調節計１３ａ〜１３ｎは測定
値ＰＶ１〜ＰＶｎと設定値ＳＶ１〜ＳＶｎから第１の操
作量ＭＶＡ〜ＭＶＮをＰＩＤ演算して出力変更制御手段
１５へ出力する。設定手段１７は出力変更制御手段１５
からの出力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎと第１の操作量Ｍ
ＶＡ〜ＭＶＮとの関係および個々の出力チャンネルＣＨ
１〜ＣＨｎにおける出力量の関係を設定して出力変更制
御手段１５へ出力する。出力変更制御手段１５は、その
出力関係に基づき第１の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮをこれに
対応する出力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎへ出力するとと
もに出力比率を可変して第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎと
して出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は複数の測定値と設定値から制御対象を操作する操作量を演算出力する 多点調節計に係り、例えば成型金型に内蔵した複数のヒータを温度制御する多点 調節計の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、一組のヒータとセンサを有する制御対象を温度制御する場合、図４に示 すように、制御対象１に配置したセンサ３から得られた測定値ＰＶと予め設定し た設定値ＳＶから調節計５で例えばＰＩＤ演算して操作量ＭＶをヒータ操作器７ へ出力し、その操作量ＭＶに応じてヒータ操作器７で制御対象１内のヒータ９へ のヒータ電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する構成が知られている。制御対象１は例えば 射出成形機の金型である。

【０００３】 また、１個のセンサと複数のヒータを有する制御対象を温度制御する場合には 、図５に示すように、上述した調節計５に対して複数のヒータ（１〜３）９ａ、 ９ｂ、９ｃに対応したヒータ操作器７ａ、７ｂ、７ｃおよびヒータ電力調整器１ １ａ、１１ｂ、１１ｃを設け、制御対象１に配置したセンサ３から得られた測定 値ＰＶと設定値ＳＶから調節計５で操作量ＭＶを例えばＰＩＤ演算してヒータ操 作器７ａ、７ｂ、７ｃへ出力し、このヒータ操作器７ａ、７ｂ、７ｃでヒータ電 流をＯＮ／ＯＦＦ制御してヒータ電力調整器１１ａ、１１ｂ、１１ｃへ出力し、 例えば可変抵抗器を含む調整回路からなるそれらヒータ電力調整器１１ａ、１１ ｂ、１１ｃで各ヒータ９ａ、９ｂ、９ｃ毎のヒータ電力を外部から手動調整して 各ヒータ９ａ、９ｂ、９ｃへのヒータ電流を制御する構成が知られている。

【０００４】 このような図５の温度制御システムでは、例えばヒータ（１）９ａに対し、調 節計５からの操作量ＭＶをヒータ操作器７ａでＯＮ／ＯＦＦ制御するとともにそ の電力をそのまま１００％ヒータ調整器１１ａを通して出力し、ヒータ（２）９ ｂに対しては、その操作量ＭＶをヒータ操作器７ｂでＯＮ／ＯＦＦ制御するとと もにその電力が９０％になるようヒータ調整器１１ｂで抑えて出力し、更に、ヒ ータ（３）９ｃに対しては、その操作量ＭＶをヒータ操作器７ｃでＯＮ／ＯＦＦ 制御するとともにその電力が８０％になるようヒータ調整器１１ｃで一層抑えて 出力するようになっている。 また、制御対象１が１個のセンサ３と複数のヒータ９ａ、９ｂ、９ｃを有する 構成であっても、現場の熟練作業者がヒータ電力調整器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ を外部から任意に手動調整すれば、制御対象としての金型における温度分布をあ る程度任意に調整できるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した図５の構成では、現場で作業者がヒータ電力調整器１ １ａ、１１ｂ、１１ｃを操作する必要があるから、たとえその操作精度があまり 厳しく要求されないとしても、調節計５を使用しているにも拘らず半自動である うえ、ヒータ電力調整器１１ａ、１１ｂ、１１ｃを必要とするからシステム構成 が複雑となる問題点があった。 そこで、複数のヒータを有する制御対象１に対しては、複数の測定値と設定値 から複数の操作量を演算出力する多点調節計を使用すれば、それら複数のヒータ を自動的かつ高精度で温度制御できると考えられる。

【０００６】 しかし、図５の調節計５を多点調節計に置き換える場合には、制御対象１には ヒータ９ａ、９ｂ、９ｃに対応した数だけセンサ３を複数個配置する必要がある から、制御対象１の物理的な構造変更が必要である。 例えば、既存の金型に対してセンサ３の取付孔等を別途新設してセンサを増設 したり、複数のセンサおよびヒータを内蔵した金型を新たに作成して交換する必 要がある。 そのため、制御対象がどのような構成であっても、その構成を変更せずに調節 計と交換可能な多点調節計が要望されていた。 本考案はこのような状況の下になされたもので、制御対象の構成変更を必要と せず、複数の操作量の出力が可能な多点調節計の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

このような課題を解決するために本考案は、複数の測定値と設定値から第１の 操作量を各々演算する複数の単位調節計と、所定の出力関係に基づきそれら第１ の操作量を変更制御して複数の出力チャンネル毎の第２の操作量を制御対象側へ 出力する出力変更制御手段と、それら各第１の操作量に対応する出力チャンネル および当該出力チャンネルにおけるそれら第２の操作量の値に係るその出力関係 を設定して出力変更制御手段へ出力する設定手段とを有して構成されている。

【０００８】

【作用】

このような手段を備えた本考案では、各単位調節計が各々第１の操作量を演算 して出力変更制御手段へ出力し、設定手段で設定された出力関係に基づき出力変 更制御手段が個々の第１の操作量の出力チャンネルを設定するとともに当該出力 チャンネルにおける出力量を変更制御して第２の操作量として出力する。 そして、設定手段による出力関係を変更すると、第１の操作量の出力チャンネ ルおよび出力量が変更される。

【０００９】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照して説明する。 図１は本考案に係る多点制御装置の一実施例をブロック図である。 図１において、各単位調節計１３ａ、１３ｂ、１３ｎは各々同一構成になって おり、測定値と設定値との偏差から第１の操作量を例えばＰＩＤ演算する従来公 知の構成を有している。 すなわち、単位調節計１３ａは測定値ＰＶ１と設定値ＳＶ１から第１の操作量 ＭＶＡを出力変更制御手段１５へ出力し、単位調節計１３ｂは測定値ＰＶ２と設 定値ＳＶ２から第１の操作量ＭＶＢを出力変更制御手段１５へ出力し、単位調節 計１３ｎは測定値ＰＶｎと設定値ＳＶｎから第１の操作量ＭＶＮを出力変更制御 手段１５へ出力するものである。

【００１０】 図１では単位調節計１３ａ〜１３ｎはｎ個分（ｎチャンネル分）図示されてい るが、単位調節計の数は制御対象の構成に応じて２個（２チャンネル）以上任意 である。 出力変更制御手段１５は、後述する設定手段１７からの出力関係に基づき第１ の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮの出力先およびその出力量を変更制御して複数の第２の 操作量ＭＶ１〜ＭＶｎとして出力するものであるが、詳細は後述する。 これら複数の第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎは直接又は間接的に制御対象（図１ では図示しない）の例えばヒータへ供給されており、第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶ ｎの出力ラインを出力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎとして説明する。

【００１１】 設定手段１７は、多点調節計の本体ケース（図１では図示省略）に配置された キーボード等からなり、各単位調節計１３ａ、１３ｂ、１３ｎからの第１の操作 量ＭＶＡ〜ＭＶＮと出力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎの関係および個々の出力チャ ンネルＣＨ１〜ＣＨｎにおける第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎに係る出力量の関係 を設定するものである。 設定手段１７で設定する出力関係としては、例えば図２に示すように、各チャ ンネルＣＨ１〜ＣＨｎへ出力する第１の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮの対応関係、すな わち第１の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮの出力先と、他のチャンネルＣＨ１〜ＣＨｎ相 互間の出力比率である。

【００１２】 図２に示す出力関係は、単位調節計１３ａからの第１の操作量ＭＶＡを１００ ％の状態（そのままの状態）で出力チャンネルＣＨ１から第２の操作量ＭＶ１と して出力し、単位調節計１３ａからの第１の操作量ＭＶＡを９０％に抑えて出力 チャンネルＣＨ２から第２の操作量ＭＶ２として出力し、単位調節計１３ａから の第１の操作量ＭＶＡを８０％に抑えて出力チャンネルＣＨ３から第２の操作量 ＭＶ３として出力し、図示しない単位調節計からの第１の操作量ＭＶＤを１００ ％の状態で出力チャンネルＣＨ４（図１では図示せず）から第２の操作量として 出力し、単位調節計１３ｎからの第１の操作量ＭＶＮを１００％の状態で出力チ ャンネルＣＨｎから第２の操作量ＭＶｎとして出力する設定になっている。

【００１３】 なお、設定手段１７から出力変更制御手段１５へ出力する出力関係は、図２の ような設定に限定されず、第１の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮを使用した計算式、条件 式、プログラム等を入力して設定したり、予め設定、記憶してある計算式、条件 式、プログラム等を選択して設定する方式等が考えられる。 さらに、設定手段１７にはキーボード等以外に通信による遠隔的設定手段も含 まれる。 出力変更制御手段１５は、設定手段１７で設定した出力関係に従い、第１の操 作量ＭＶＡ〜ＭＶＮの出力先を変更制御するとともに出力チャンネル間で出力比 率を変更制御して第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎを出力するものである。

【００１４】 このように構成した本考案の多点調節計では、複数の単位調節計１３ａ〜１３ ｎにおいて複数の測定値ＰＶ１〜ＰＶｎと設定値ＳＶ１〜ＳＶｎから第１の操作 量ＭＶＡ〜ＭＶＮを各々演算し、設定手段１７からそれら各第１の操作量ＭＶＡ 〜ＭＶＮに対応する出力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎおよび当該チャンネルＣＨ１ 〜ＣＨｎにおける第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎの値に係る出力関係を設定して出 力変更制御手段１５へ出力し、この出力変更制御手段１５ではその出力関係に基 づき第１の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮを変更制御して対応する出力チャンネルＣＨ１ 〜ＣＨｎに第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎを出力する構成とした。 そのため、設定手段１７において、各第１の操作量ＭＶＡ〜ＭＶＮの出力先チ ャンネルＣＨ１〜ＣＨｎおよび当該チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎにおける出力値を 出力関係にして適当に設定すれば、複数の出力チャンネルＣＨ１〜ＣＨｎに対し て適切な第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎを自動的に出力できる。

【００１５】 従って、制御対象におけるセンサやヒータがどのような構成となっていても、 制御対象の構成を変更せずに本考案の多点調節計を接続するだけで制御すること ができる。 また、本考案の多点調節計では、例えばセンサ断線等によって図１の測定値Ｐ Ｖ１が測定不能になった場合、そのセンサ断線状態を検知して、その断線したセ ンサに予め対応させた例えば近接するセンサに基づく第１の操作量ＭＶＢを基準 として第２の操作量ＭＶ１を予め決められた計算式で演算し、暫定的に出力する よう、上述した単位調節計１３ａ〜１３ｎ、設定手段１７および出力変更制御手 段１５を形成することも可能である。

【００１６】 なお、上述した複数の単位調節計１３ａ〜１３ｎおよび出力変更制御手段１５ は、例えば、ＣＰＵやこのＣＰＵの動作プログラムを格納したＲＯＭを有するマ イクロコンピュータによって形成すると良いし、設定手段１７もそのマイクロコ ンピュータの管理下で動作するキーボードその他の入力手段で形成すると良いで あろう。 図３に上述した図１の多点調節計Ａを使用してヒータを有する金型等の制御対 象を温度制御する温度制御システムを示す。 図３において、多点調節計Ａは、１個のセンサ１９と３個のヒータ（１〜３） ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有する制御対象２３と、２個のセンサ２５ａ、２５ｂ と３個のヒータ（４〜６）２７ａ、２７ｂ、２７ｃを有する制御対象２９を、ヒ ータ操作器３１を介して制御する構成となっている。

【００１７】 すなわち、多点調節計Ａは、制御対象２３、２９のセンサ１９、２５ａ、２５ ｂからの測定値や予め設定した設定値から第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎをヒータ 操作器３１へ出力し、ヒータ操作器３１はそれら第２の操作量ＭＶ１〜ＭＶｎに 基づいて個々のヒータ２１ａ〜２１ｃ、２７ａ〜２７ｃを制御する。 このように本考案の多点調節計を用いると、上述した図５のように複数のヒー タ９ａ〜９ｃを制御するためにヒータ電力調整器１１ａ〜１１ｃを別に配置する 必要がない。

【００１８】 また、１個のセンサ１９を有する制御対象２３や２個のセンサ２５ａ、２５ｂ を有する制御対象２９を温度制御すると言ったような構成でも、制御対象側例え ば金型を交換したり改良せずに本考案の多点調節計によって対応できる。 さらに、一般的な構成としてセンサとヒータが１対１で対応している制御対象 に対しては、図１の設定手段１７において各第１の操作量ＭＶＡを第２の操作量 ＭＶ１に対応させ、第１の操作量ＭＶＢを第２の操作量ＭＶ２に対応させ、第１ の操作量ＭＶＮを第２の操作量ＭＶｎに対応させるとともに第２の操作量ＭＶ１ 〜ＭＶｎ相互では出力量を互いに等しくするように上述した出力関係を設定すれ ば、通常の多点調節計として使用可能である。

【００１９】 また、本考案の多点調節計を使用する際に、複数の第２の操作量が相互間で同 じような傾向で推移する場合、各出力チャンネル毎にセンサを配置せずに、一部 の特定センサの測定値から他の出力チャンネルの第２の操作量を出力するよう構 成して一部のセンサを省略し、システム構成を簡素化することも可能である。 ところで、上述した実施例では、制御対象がヒータを有する金型であるとして 説明したが、本考案はこれに限定されない。例えば、圧力その他のプロセス量を 制御する制御対象に用いる多点調節計においても応用可能である。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の多点調節計は、複数の測定値と設定値から第１の 操作量を演算する複数の単位調節計と、個々のそれら単位調節計からの第１の操 作量の出力チャンネルをある出力関係に基づき設定するとともにそれら第１の操 作量の出力値を制御して第２の操作量として出力する出力変更制御手段と、この 出力変更制御手段で実行されるその出力関係を設定する設定手段とを有している から、設定手段で適当に出力関係を設定すれば、個々の単位調節計からの第１の 操作量の出力チャンネルとその出力量を任意に調整可変となり、制御対象に配置 した例えばセンサ数やヒータ数に拘わりなく操作量を自動的に演算出力可能とな る。 そのため、従来の調節計を本考案の多点調節計に置き換える場合等には、制御 対象の物理的な変更、例えば従来の金型においてセンサの取付孔等を新たに増設 したり、金型自体を作り直して交換する必要がなくなり、従来の単純な調節計か ら本考案の多点調節計を交換する場合の制約がなくなるし、コストダウンも図れ る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る多点調節計の一実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】図１の多点調節計の設定手段で設定される出力
関係を表にして示す図である。

【図３】本考案の多点調節計を使用した温度制御システ
ムを示すブロック図である。

【図４】従来の調節計を用いた温度制御システムを示す
ブロック図である。

【図５】従来の調節計を用いた別の温度制御システムを
示すブロック図である。

【符号の説明】

１、２３、２９ 制御対象 ３、１９、２５ａ、２５ｂ センサ ５ 調節計 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、３１ ヒータ操作器 ９、９ａ、９ｂ、９ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２７
ａ、２７ｂ、２７ｃ ヒータ １１ａ、１１ｂ、１１ｃ ヒータ電力調整器 １３ａ、１３ｂ、１３ｎ 単位調節計 １５ 出力変更制御手段 １７ 設定手段 Ａ 多点調節計

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の測定値と設定値から第１の操作量
   を各々演算する複数の単位調節計と、 所定の出力関係に基づき前記第１の操作量を変更制御し
   て複数の出力チャンネル毎の第２の操作量を制御対象側
   へ出力する出力変更制御手段と、 前記各第１の操作量に対応する前記出力チャンネルおよ
   び当該出力チャンネルにおける前記第２の操作量の値に
   係る前記出力関係を設定して前記出力変更制御手段へ出
   力する設定手段と、 を具備することを特徴とする多点調節計。