JPH07225620A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱交換用媒体及びそれに適合した
制御定数を自動的に選択することにより、操作者の負荷
を軽減し、製品の均一性の向上を図る。 【構成】 制御対象温度の設定値及び３種類の媒体の各
媒体温度に基づいて、設定値を隣接して挟むように設定
値よりも高温側及び低温側の２種類の媒体を選択する媒
体選択手段（２５）と、媒体選択手段により２種類の媒
体が選択されたとき、２種類の媒体に対応して流量の制
御定数を送出する制御定数送出手段（２６）と、制御定
数送出手段により制御定数が送出されたとき、制御定数
に基づいて制御対象温度と前記設定値との制御偏差を解
消するように、選択された２種類の媒体の流量を制御す
る流量制御手段（３，５，１１，１２ａ，１２ｂ）とを
備えた温度制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学・食品プラント等
における釜型・槽型等の設備（以下、釜という）の温度
を制御する温度制御装置に係わり、特に媒体及びそれに
適合した制御定数を自動的に選択することにより、操作
性及び制御性を向上し得る温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、釜に入れた原料を反応させて製品
を製造する分野では、釜の温度制御に加熱用媒体及び冷
却用媒体が使用されており、両媒体の釜に対する流量を
調節することにより、釜を温度の設定値に制御する温度
制御装置が広く用いられている。また、最近、他の設備
が発生する廃棄熱をもった中温媒体を加熱用媒体及び冷
却用媒体とは別に、温度の設定値に対応して加熱系又は
冷却系に用いてエネルギーの効率的な利用を図る温度制
御装置が実現している。

【０００３】図８はこの種の温度制御装置及びその周辺
構成を示すブロック図である。加熱用の高温媒体Ａは温
度センサ１ａ、遮断弁２ａ及び加熱系流量調節弁３を介
して熱交換器としてのジャケット部４に供給可能となっ
ている。同様に冷却用の低温媒体Ｃは温度センサ１ｃ、
遮断弁２ｃ及び冷却系流量調節弁５を介してジャケット
部４に供給可能となっている。また、両媒体の中間の温
度をもつ中温媒体Ｂは温度センサ１ｂを介して分岐部６
に供給され、この分岐部５から遮断弁２ｂ₁ を介して加
熱系流量調節弁３に供給可能であり、さらに、分岐部６
から他の遮断弁２ｂ₂ を介して冷却系流量調節弁５に供
給可能となっている。

【０００４】ここで、各温度センサ１ａ〜１ｃは夫々対
応する温度指示計７ａ〜７ｃに個別に温度検出信号を送
出し、各温度指示計７ａ〜７ｃは温度検出信号に基づい
て各媒体の温度を表示する。また、各遮断弁２ａ〜２ｃ
は、操作者による遮断弁操作盤８の操作によって開閉制
御され、ジャケット部４に供給される媒体Ａ〜Ｃの組合
せを切替えている。

【０００５】ジャケット部４は加熱系流量調節弁３及び
冷却系流量調節弁５から媒体Ａ〜Ｃのいずれかが夫々供
給されると、各媒体が内部を通過するときにその媒体の
もつ熱を釜９に伝えて釜９の温度を変化させると共に、
釜９を保温している。また、ジャケット部４から排出さ
れた両系の媒体は混合されて中温媒体となり、他の設備
に送出される。

【０００６】制御対象温度としてのジャケット部４の温
度は温度センサ１０に検出されて温度調節計１１に通知
される。温度調節計１１は温度の設定値ＳＶとジャケッ
ト部４の温度ＰＶとの制御偏差に基づいて、この制御偏
差を解消するように操作量ＭＶを加熱系操作補正部１２
ａ及び冷却系操作補正部１２ｂに送出する。加熱系操作
補正部１２ａは操作量ＭＶを受けると、媒体Ａ〜Ｃの種
類に対応して開閉の向きを調整すると共に、開度を補正
して操作量ＭＶを修正し、修正後の操作量ＭＶを加熱系
流量調節弁３に与える。同様に冷却系操作補正部１２ｂ
は操作量ＭＶを受けると、媒体Ａ〜Ｃの種類に対応して
開閉の向きを調整すると共に、開度を補正して操作量Ｍ
Ｖを修正し、修正後の操作量ＭＶを冷却系流量調節弁５
に与える。

【０００７】これにより、ジャケット部４に供給される
熱交換用媒体の流量が制御される。従って、前述した通
り、各遮断弁２ａ〜２ｃにより、ジャケット部４に供給
される熱交換用媒体Ａ〜Ｃの組合せが切替えられ、各流
量調節弁３，５により、熱交換用媒体の流量が調節され
るので、ジャケット部４に保温される釜９の温度が制御
される。

【０００８】一方、このような温度制御装置は、ジャケ
ット部４の構造により、１種類の熱交換用媒体のみをジ
ャケット部４に供給制御する場合がある。図９はこの種
の温度制御装置及びその周辺構成を示すブロック図であ
り、図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【０００９】すなわち、図８に示す装置に比べ、ジャケ
ット部４への熱交換用媒体の供給系統が１系統であるこ
とにより、高温媒体Ａ、中温媒体Ｂ及び低温媒体Ｃは、
それぞれ個別に遮断弁２ａ，２ｂ，２ｃのいずれかを介
して流量調節弁３を通ってジャケット部４に供給可能と
なっている。

【００１０】また、加熱系及び冷却系操作補正部１２
ａ，１２ｂが省略されており、ジャケット部４の温度調
節計１１は操作量ＭＶを流量調節弁に送出してジャケッ
ト部４の温度を制御している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上の図
８に示す温度制御装置では、加熱系及び冷却系の媒体Ａ
〜Ｃを操作者の操作により切替えているが、操作者が他
の設備を並行して運転するため、釜９の温度の設定値Ｓ
Ｖの変化に対応して廃棄熱を効率的に運用させることが
極めて困難となっている。

【００１２】また、廃棄熱を中温媒体として運用する場
合、廃棄熱の温度が他の設備の状態に伴って変動するの
で、釜９の温度が変動して製品の均一性を低下させる問
題がある。

【００１３】一方、図９に示す装置では、媒体の系統が
１つしかないことにより、温度上昇と温度下降とが必要
な場合に媒体Ａ〜Ｃを切替える必要があるので、図８に
示す装置に比べ、一層オペレータに負担がかかる問題が
ある。

【００１４】また、定値制御の場合、加熱系と冷却系の
各々の媒体を同時に持たないと、温度の設定値ＳＶ、媒
体温度及び熱損失の条件により、制御がかなり困難とな
る。本発明は上記実情を考慮してなされたもので、熱交
換用媒体及びそれに適合した制御定数を自動的に選択す
ることにより、操作者の負荷を軽減すると共に、製品の
均一性を向上し得る温度制御装置を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、加熱用媒体、冷却用媒体及び前記両者の中温媒体か
らなる３種類の媒体のうちの２種類までの媒体が選択的
に供給される熱交換器及びこの熱交換器に保持されて原
料を反応させる反応容器に対し、前記熱交換器に供給さ
れる媒体の流量を調節することにより、前記原料の温度
に対応する制御対象温度を制御する温度制御装置におい
て、前記制御対象温度の設定値及び前記３種類の媒体の
各温度に基づいて、前記設定値を隣接して挟むように当
該設定値よりも高温側及び低温側の２種類の媒体を選択
する媒体選択手段と、この媒体選択手段により２種類の
媒体が選択されたとき、当該２種類の媒体に対応して前
記流量の制御定数を送出する制御定数送出手段と、この
制御定数送出手段により制御定数が送出されたとき、こ
の制御定数に基づいて前記制御対象温度と前記設定値と
の制御偏差を解消するように、前記選択された２種類の
媒体の流量を制御する流量制御手段とを備えた温度制御
装置である。

【００１６】また、請求項２に対応する発明は、加熱用
媒体、冷却用媒体及び前記両者の中温媒体からなる３種
類の媒体のうちの１種類の媒体が選択的に供給される熱
交換器及びこの熱交換器に保持されて原料を反応させる
反応容器に対し、前記熱交換器に供給される媒体の流量
を調節することにより、前記原料の温度に対応する制御
対象温度を制御する温度制御装置において、前記制御対
象温度の設定値及び前記３種類の媒体の各温度に基づい
て、前記設定値を隣接して挟むように当該設定値よりも
高温側及び低温側の２種類の媒体を選択する媒体選択手
段と、この媒体選択手段により２種類の媒体が選択され
たとき、当該２種類の媒体の温度、前記制御対象温度及
びその設定値に基づいて、前記制御対象温度と前記設定
値との制御偏差を解消するように、前記２種類の媒体を
個別に通すための２つの弁を時分割で開閉制御する時分
割制御手段と、この時分割制御手段により弁が開制御さ
れたとき、当該開制御された弁を通過する媒体に対応し
て前記流量の制御定数を送出する制御定数送出手段と、
この制御定数送出手段により制御定数が送出されたと
き、この制御定数に基づいて前記制御対象温度と前記設
定値との制御偏差を解消するように、前記弁を通過する
媒体の流量を制御する流量制御手段とを備えた温度制御
装置である。

【００１７】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１又は請求項２に対応する温度制御装置において、前
記熱交換器から排出される媒体を前記中温媒体として帰
還させる媒体帰還手段と、前記制御対象温度の設定値か
らの温度制御許容幅が設定される許容幅設定手段と、前
記中温媒体の温度及び前記制御対象温度が前記許容幅設
定手段に設定された温度制御許容幅に含まれるとき、前
記中温媒体のみを前記熱交換器に供給するように前記媒
体選択手段よりも優先的に動作し、前記中温媒体を選択
する帰還媒体選択手段とを備えた温度制御装置である。

【００１８】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、媒体選択手段が制御対象温
度の設定値及び３種類の媒体の各温度に基づいて設定値
を隣接して挟むように当該設定値よりも高温側及び低温
側の２種類の媒体を選択し、この媒体選択手段により２
種類の媒体が選択されたとき、制御定数送出手段が当該
２種類の媒体に対応して流量の制御定数を送出し、この
制御定数送出手段により制御定数が送出されたとき、流
量制御手段がこの制御定数に基づいて制御対象温度と設
定値との制御偏差を解消するように、選択された２種類
の媒体の流量を制御するので、熱交換用媒体及びそれに
適合した制御定数を自動的に選択することにより、操作
者の負荷を軽減すると共に、製品の均一性を向上させる
ことができる。

【００１９】また、請求項２に対応する発明は、媒体選
択手段が制御対象温度の設定値及び３種類の媒体の各温
度に基づいて設定値を隣接して挟むように当該設定値よ
りも高温側及び低温側の２種類の媒体を選択し、この媒
体選択手段により２種類の媒体が選択されたとき、時分
割制御手段が当該２種類の媒体の温度、制御対象温度及
びその設定値に基づいて制御対象温度と設定値との制御
偏差を解消するように２種類の媒体を個別に通すための
２つの弁を時分割で開閉制御し、この時分割制御手段に
より弁が開制御されたとき、制御定数送出手段が当該開
制御された弁を通過する媒体に対応して流量の制御定数
を送出し、この制御定数送出手段により制御定数が送出
されたとき、流量制御手段がこの制御定数に基づいて制
御対象温度と設定値との制御偏差を解消するように弁を
通過する媒体の流量を制御するので、熱交換器に１種類
の媒体しか供給されない系であっても、請求項１に対応
する作用と同様の作用を奏することができる。

【００２０】さらに、請求項３に対応する発明は、媒体
帰還手段が熱交換器から排出される媒体を中温媒体とし
て帰還させ、許容幅設定手段が制御対象温度の設定値か
らの温度制御許容幅が設定され、帰還媒体選択手段が、
中温媒体の温度及び制御対象温度が許容幅設定手段に設
定された温度制御許容幅に含まれるとき、中温媒体のみ
を熱交換器に供給するように媒体選択手段よりも優先的
に動作し、中温媒体を選択するので、請求項１及び請求
項２に対応する作用に加え、自設備からの排出媒体を中
温媒体として再利用していることから、温度の安定性を
格段に向上させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る温度制
御装置及びその周辺構成を示すブロック図であり、図８
と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００２２】すなわち、本実施例装置は、操作者の負荷
を軽減すると共に、製品の均一性の向上を図るため、熱
交換用媒体及びそれに適合した制御定数を自動的に選択
するものであって、具体的には、図８に示す装置に比
べ、遮断弁操作盤８に代えて遮断弁制御部２１を設け、
さらに、各温度センサ１ａ〜１ｃ，１０に検出される３
種類の媒体温度及びジャケット温度に基づいて遮断弁制
御部２１、温度調節計１１、加熱系操作補正部１２ａ及
び冷却系操作補正部１２ｂを制御する温度制御部２２を
備えた構成となっている。なお、ジャケット部４から排
出された中温媒体は、図示しない配管及びポンプ等（媒
体帰還手段）により、中温媒体Ｂの供給系に帰還されて
再利用されている。

【００２３】ここで、遮断弁制御部２１は、温度制御部
２２から受ける開閉指令に対応して各遮断弁２ａ〜２ｃ
の開閉を制御する機能をもっている。温度制御部２２
は、図２に示すように、温度設定部２３、許容幅記憶部
２４、媒体選択部２５及び制御定数設定部２６から構成
されている。

【００２４】温度設定部２３は、ジャケット温度の温度
プログラムを記憶するものであり、この温度プログラム
に従って現在のジャケット温度の設定値ＳＶを温度調節
計（ＴＩＣ）１１に送出する機能をもっている。また、
温度設定部２３は温度プログラムの昇温過程、定温過程
及び降温過程における温度の変化率（℃／ｍｉｎ）を夫
々検出し、各々の変化率の絶対値を基準変化率と比較
し、比較結果が基準変化率よりも高い変化率であること
を示すとき、温度プログラムの現実の進行よりも所定の
先行時間だけ先行してＦＦ（Feed Forward）開始信号を
媒体選択部２５に送出する機能をもち、且つＦＦ開始信
号の対象となった変化率をもつ昇温過程又は降温過程の
次の過程の変化率が基準変化率よりも低い変化率である
とき、ＦＦ停止信号を媒体選択部２５に送出する機能を
もっている。

【００２５】許容幅記憶部２４は、ジャケット温度の設
定値ＳＶからの許容偏差である温度制御許容幅が予め記
憶されたメモリである。媒体選択部２５は、温度設定部
２３からＦＦ開始信号を受けると、このＦＦ開始信号に
基づいて高温媒体Ａ又は低温媒体Ｃのみを選択してＦＦ
制御を実行し、当該選択された媒体のみをジャケット部
４に供給するように開閉指令を遮断弁制御部２１に与
え、且つ選択した媒体の種類を制御定数設定部２６に通
知する機能を有し、温度設定部２３からＦＦ停止信号を
受けると、このＦＦ停止信号に基づいてＦＦ制御を停止
する機能をもっている。

【００２６】また、媒体選択部２５は、このＦＦ制御の
停止中、温度センサ１ｂにより検出される中温媒体の温
度及び温度センサ１０により検出されるジャケット温度
ＰＶと許容幅記憶部２４に記憶された温度制御許容幅と
を比較し、比較の結果、中温媒体Ｂの温度ＰＶ及びジャ
ケット部の温度ＳＶが温度制御許容幅に含まれるとき、
中温媒体Ｂのみをジャケット部４に供給するように優先
的に動作し、中温媒体Ｂを選択するように開閉指令を遮
断弁制御部２１に与え、且つ選択媒体が中温媒体Ｂであ
る旨を制御定数設定部２６に通知する機能をもってい
る。

【００２７】さらに、媒体選択部２５は、前述した比較
の結果、中温媒体Ｂの温度及びジャケット部４の温度Ｐ
Ｖが温度制御許容幅に含まれないとき、ジャケット温度
の設定値ＳＶ及び３種類の媒体の各媒体温度に基づいて
設定値ＳＶを隣接して挟むように当該設定値ＳＶよりも
高温側及び低温側の２種類の媒体を選択し、該選択した
２種類の媒体を供給するように開閉指令を遮断弁制御部
２１に与え、且つ該２種類の媒体を制御定数設定部２６
に通知する機能をもっている。

【００２８】制御定数設定部２６は、予め各々の媒体の
組合せ毎にＰＩＤ制御定数及び調節弁出力補正用パター
ンが記憶され、媒体選択部２５から通知された媒体の組
合せに対応してＰＩＤ制御定数を温度調節計１１に設定
し、且つ調節弁出力補正用パターンを加熱系操作補正部
１２ａ及び冷却系操作補正部１２ｂに設定するものであ
る。

【００２９】次に、以上のように構成された温度制御装
置の動作を説明する。いま、高温媒体Ａ、中温媒体Ｂ、
低温媒体Ｃの各温度並びにジャケットの温度ＰＶは媒体
選択部２５に入力されている。また、ＦＦ制御は停止中
である。

【００３０】媒体選択部２５は、中温媒体Ｂの温度及び
ジャケット温度ＰＶと温度制御許容幅とを比較し（ＳＴ
１）、比較の結果、中温媒体Ｂの温度及びジャケット部
４の温度ＰＶが温度制御許容幅に含まれるとき、図３に
示すように、中温媒体Ｂのみをジャケット部４に供給す
るように開閉指令を遮断弁制御部２１に与え、且つ中温
媒体Ｂのみを選択した旨を制御定数設定部２６に通知す
る。

【００３１】遮断弁制御部２１は、この開閉指令に従っ
て中温媒体Ｂのみを通過させるように遮断弁２ａ，２ｃ
を閉に制御し、遮断弁２ｂ₁ ，２ｂ₂ を開に制御する。
制御定数設定部２６はこの通知に従って中温媒体Ｂのみ
に対応するＰＩＤ制御定数を温度調節計１１に設定する
と共に、調節弁出力補正用パターンを加熱系操作補正部
１２ａ及び冷却系操作補正部１２ｂに設定する。

【００３２】温度調節計１１は、このＰＩＤ制御定数を
用い、ジャケット部４の温度の設定値ＳＶとジャケット
温度ＰＶとの制御偏差を解消するように操作量ＭＶを加
熱系操作補正部１２ａ及び冷却系操作補正部１２ｂに与
える。加熱系操作補正部１２ａ及び冷却系操作補正部１
２ｂは、この操作量ＭＶを調節弁出力補正用パターンに
基づいて補正し、補正後の操作量ＭＶを加熱系流量調節
弁３及び冷却系流量調節弁５に送出する。

【００３３】ここで、加熱系流量調節弁３及び冷却系流
量調節弁５を通過するのは、中温媒体Ｂのみであるた
め、中温媒体Ｂの温度とジャケット部４の温度ＰＶと
が、ほぼ一致する。このため、ジャケット部４の温度の
設定値ＳＶが変化しない限り、極めて安定にジャケット
部４の温度ＰＶを保持することができる。

【００３４】次に、ステップＳＴ１における比較の結
果、中温媒体Ｂの温度及びジャケット部４の温度ＰＶが
温度制御許容幅に含まれない場合を説明する。媒体選択
部２５は、ジャケット温度の設定値ＳＶ及び３種類の各
媒体温度に基づいて、３種類の媒体のうち、ジャケット
温度の設定値ＳＶを高温側及び低温側から挟み込むよう
に２種類の媒体を選択し（ＳＴ２）、且つ選択した２種
類の媒体のみを供給するように開閉指令を遮断弁制御部
２１に与えると共に、該選択した２種類の媒体を制御定
数設定部２６に通知する。

【００３５】以下、前述同様に、遮断弁制御部２１はこ
の開閉指令に従い、選択された２種類の媒体のみを通過
させるように各遮断弁２ａ〜２ｃを制御する。制御定数
設定部２６はこの通知に基づき、選択された２種類の媒
体の組合せに対応するＰＩＤ制御定数を温度調節計１１
に設定すると共に、調節弁操作出力補正用パターンを加
熱系操作補正部１２ａ及び冷却系操作補正部１２ｂに設
定する。

【００３６】温度調節計１１は、該ＰＩＤ制御定数を用
い、ジャケット部４の温度の設定値ＳＶとジャケット温
度ＰＶとの制御偏差を解消するように操作量ＭＶを加熱
系操作補正部１２ａ及び冷却系操作補正部１２ｂに与え
る。加熱系操作補正部１２ａ及び冷却系操作補正部１２
ｂは、この操作量ＭＶを調節弁操作出力補正用パターン
に基づいて補正し、補正後の操作量ＭＶを加熱系流量調
節弁３及び冷却系流量調節弁５に送出する。

【００３７】これにより、ジャケット温度の設定値ＳＶ
を挟み込む２種類の媒体は各々流量が適切に選択されて
ジャケット部４に供給され、ジャケット温度ＰＶをその
設定値ＳＶに近接させるように釜９を加熱及び冷却す
る。

【００３８】また、このようにステップＳＴ２に基づい
て所定時間だけ動作した後、再度、ステップＳＴ１に戻
る（ＳＴ３）。次に、ステップＳＴ１でジャケット温度
ＰＶが温度制御許容幅に含まれないと判定されると、ス
テップＳＴ２に移行する。一方、ステップＳＴ２に基づ
いて、ジャケット温度ＰＶが温度制御許容幅に含まれる
ようになると、ステップＳＴ１に基づいて、安定にジャ
ケット部の温度が保持される。また、ステップＳＴ１に
基づいて所定時間だけ動作した後は、再度、ステップＳ
Ｔ１における比較動作が実行される。

【００３９】以下、前述した通り、ステップＳＴ１乃至
ステップＳＴ３に基づいて動作し、ジャケット温度ＰＶ
が制御される。また、温度プログラムの進行により、設
定値ＳＶが急に上昇又は下降する場合があるとする。例
えば、設定値ＳＶが急に下降する場合を図４を用いて説
明する。

【００４０】温度設定部２３は、温度プログラムの降温
過程における設定値ＳＶの変化率が基準変化率よりも高
い変化率であることを検出し、温度プログラムの現実の
進行よりも先行時間だけ先行してＦＦ開始信号を媒体選
択部２５に送出する。

【００４１】媒体選択部は、このＦＦ開始信号を受ける
と、このＦＦ開始信号に基づいて低温媒体Ｃのみを選択
するように開閉指令を遮断弁制御部２１に与え、且つ低
温媒体Ｃを選択した旨を制御定数設定部２６に通知す
る。

【００４２】これにより、設定値ＳＶが急に変化する場
合であっても、１種類の媒体のみを選択することから、
高い変化率にも追従することができ、且つ温度プログラ
ムの現実の進行よりも先行してＦＦ開始信号を送出する
ことから、遅れを生じることなく、ジャケット温度ＰＶ
を制御することができる。

【００４３】また、温度設定部２３は、設定値ＳＶの変
化が緩くなるとき、前述同様に温度プログラムの現実の
進行よりも先行してＦＦ停止信号を媒体選択部２５に送
出することにより、制御の行き過ぎ量を低下させ、制御
性を向上させることができる。

【００４４】上述したように第１の実施例によれば、媒
体選択部２５がジャケット部４の温度の設定値ＳＶ及び
３種類の媒体の各媒体温度に基づいて設定値ＳＶを隣接
して挟むように当該設定値よりも高温側及び低温側の２
種類の媒体を選択し、制御定数設定部２６が当該２種類
の媒体に対応して流量のＰＩＤ制御定数を設定し、温度
調節計１１がこのＰＩＤ制御定数に基づいてジャケット
部４の温度ＰＶと設定値ＳＶとの制御偏差を解消するよ
うに、選択された２種類の媒体の流量を制御するので、
熱交換用媒体及びそれに適合した制御定数を自動的に選
択することにより、操作者の負荷を軽減すると共に、製
品の均一性を向上させることができる。

【００４５】また、本実施例によれば、ジャケット部４
から排出される媒体を中温媒体として帰還させ、許容幅
記憶部がジャケット部４の温度の設定値ＳＶからの温度
制御許容幅を記憶し、中温媒体Ｂの温度及びジャケット
部４の温度ＰＶが温度制御許容幅に含まれるとき、媒体
選択部２５が中温媒体Ｂのみをジャケット部４に供給す
るように優先的に動作して中温媒体を選択するので、自
設備からの排出媒体を中温媒体として再利用し、温度の
安定性を格段に向上させることができる。

【００４６】さらに、本実施例によれば、温度プログラ
ムに基づいて、急に設定値ＳＶが変化するときを検出
し、該変化時よりも先行して媒体を選択するようにした
ので、高い変化率にも追従することができ、且つ遅れや
行き過ぎ量を生じることなく、ジャケット温度を制御す
ることができる。

【００４７】次に、本発明の第２の実施例に係る温度制
御装置について図５乃至図７を用いて説明する。図５は
この温度制御装置及びその周辺構成を示すブロック図で
あり、図６は温度制御部の構成を示すブロック図であっ
て、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。

【００４８】すなわち、本実施例装置は、１種類の媒体
のみがジャケット部４に供給される釜９に適用され、具
体的には、図１及び図２に示す装置に比べ、冷却系操作
補正部１２ｂ及び温度調節計１１を省略し、且つ時分割
制御部３１を媒体選択部２５に付加した構成であり、高
温媒体Ａ、中温媒体Ｂ及び低温媒体Ｃが、それぞれ個別
に遮断弁２ａ〜２ｃを介して流量調節弁３を通ってジャ
ケット部４に供給可能となっている。

【００４９】ここで、時分割制御部３１は、媒体選択部
２５により２種類の媒体として、例えば高温媒体Ａ及び
中温媒体Ｂが選択されたとき、高温媒体Ａの温度、中温
媒体Ｂの温度、ジャケット部４の温度及び設定値ＳＶに
基づいて、ジャケット部４の温度ＰＶと設定値ＳＶとの
制御偏差を解消するように各媒体Ａ，Ｂをジャケット部
４に供給する時間比率を算出し、図７に示すように、こ
の時間比率に対応して各媒体Ａ，Ｂを所定の制御周期内
で交互に流すように開閉指令を時分割で遮断弁制御部２
１に送出すると共に、流す媒体の種類を各開閉指令に同
期させて制御定数設定部２６に通知する機能をもってい
る。

【００５０】以下、前述同様に、遮断弁制御部２１はこ
の開閉指令に従って各遮断弁を開閉制御し、制御定数設
定部は通知された媒体の種類に対応してＰＩＤ制御定数
を温度調節計１１に設定する。これにより、各媒体Ａ，
Ｂは時分割で、且つ流量を適切に制御されながらジャケ
ット部４に供給され、ジャケット部４と釜９との間で熱
を交換する。

【００５１】このように、温度条件に対応して各媒体
Ａ，Ｂの使用比率を算出して各媒体を交互に流すことに
よってジャケット部４の温度を粗調整し、さらに、使用
される媒体毎にＰＩＤ制御定数を設定してジャケット部
４の温度を連続的に制御する。

【００５２】上述したように第２の実施例によれば、媒
体選択部２５により２種類の媒体Ａ，Ｂが選択されたと
き、時分割制御部３１が媒体Ａ，Ｂの温度、ジャケット
部４の温度ＰＶ及びその設定値ＳＶに基づいて温度ＰＶ
と設定値ＳＶとの制御偏差を解消するように媒体Ａ，Ｂ
を個別に通すための２つの遮断弁２ａ，２ｂを時分割で
開閉制御し、制御定数設定部２６が開制御された遮断弁
を通過する媒体に対応して流量のＰＩＤ制御定数を送出
し、制御定数設定部２６により制御定数が設定されたと
き、温度調節計１１がこの制御定数に基づいてジャケッ
ト部４の温度ＰＶと設定値ＳＶとの制御偏差を解消する
ように、遮断弁を通過する媒体の流量を制御するので、
ジャケット部４に１種類の媒体しか供給されない系であ
っても、第１の実施例と同様の効果を奏することができ
る。

【００５３】また、本実施例によれば、時分割で加熱系
及び冷却系の媒体を交互に供給することにより、近似的
に加熱系及び冷却系の媒体を同時に供給することになる
ので、１種類の媒体のみをジャケット部４に供給する設
備であっても、従来とは異なり、定値制御を容易に実現
することができる。その他、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、媒体選択手段が制御対象温度の設定値及び３種類
の媒体の各温度に基づいて設定値を隣接して挟むように
当該設定値よりも高温側及び低温側の２種類の媒体を選
択し、この媒体選択手段により２種類の媒体が選択され
たとき、制御定数送出手段が当該２種類の媒体に対応し
て流量の制御定数を送出し、この制御定数送出手段によ
り制御定数が送出されたとき、流量制御手段がこの制御
定数に基づいて制御対象温度と設定値との制御偏差を解
消するように、選択された２種類の媒体の流量を制御す
るので、熱交換用媒体及びそれに適合した制御定数を自
動的に選択することにより、操作者の負荷を軽減すると
共に、製品の均一性を向上できる温度制御装置を提供で
きる。

【００５５】また、請求項２の発明によれば、媒体選択
手段が制御対象温度の設定値及び３種類の媒体の各温度
に基づいて設定値を隣接して挟むように当該設定値より
も高温側及び低温側の２種類の媒体を選択し、この媒体
選択手段により２種類の媒体が選択されたとき、時分割
制御手段が当該２種類の媒体の温度、制御対象温度及び
その設定値に基づいて制御対象温度と設定値との制御偏
差を解消するように２種類の媒体を個別に通すための２
つの弁を時分割で開閉制御し、この時分割制御手段によ
り弁が開制御されたとき、制御定数送出手段が当該開制
御された弁を通過する媒体に対応して流量の制御定数を
送出し、この制御定数送出手段により制御定数が送出さ
れたとき、流量制御手段がこの制御定数に基づいて制御
対象温度と設定値との制御偏差を解消するように弁を通
過する媒体の流量を制御するので、熱交換器に１種類の
媒体しか供給されない系であっても、請求項１の効果と
同様の効果を有する温度制御装置を提供できる。

【００５６】さらに、請求項３の発明によれば、媒体帰
還手段が熱交換器から排出される媒体を中温媒体として
帰還させ、許容幅設定手段が制御対象温度の設定値から
の温度制御許容幅が設定され、帰還媒体選択手段が、中
温媒体の温度及び制御対象温度が許容幅設定手段に設定
された温度制御許容幅に含まれるとき、中温媒体のみを
熱交換器に供給するように媒体選択手段よりも優先的に
動作し、中温媒体を選択するので、請求項１及び請求項
２の効果に加え、自設備からの排出媒体を中温媒体とし
て再利用していることから、温度の安定性を格段に向上
できる温度制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る温度制御装置及び
その周辺構成を示すブロック図。

【図２】同実施例における温度制御部の構成を示すブロ
ック図。

【図３】同実施例における帰還媒体の選択動作を説明す
るためのタイムチャート。

【図４】同実施例におけるＦＦ制御を説明するためのタ
イムチャート。

【図５】本発明の第２の実施例に係る温度制御装置及び
その周辺構成を示すブロック図。

【図６】同実施例における温度制御部の構成を示すブロ
ック図。

【図７】同実施例における媒体の時分割制御を説明する
ためのタイムチャート。

【図８】従来の温度制御装置及びその周辺構成を示すブ
ロック図。

【図９】従来の温度制御装置及びその周辺構成を示すブ
ロック図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ，１０…温度センサ、２ａ〜２ｃ…遮断弁、
３…加熱系流量調節弁、４…ジャケット部、５…冷却系
流量調節弁、９…釜、１１…温度調節計、１２ａ…加熱
系操作補正部、１２ｂ…冷却系操作補正部、２１…遮断
弁制御部、２２…温度制御部、２３…温度設定部、２４
…許容幅記憶部、２５…媒体選択部、２６…制御定数設
定部、３１…時分割制御部、Ａ…高温媒体、Ｂ…中温媒
体、Ｃ…低温媒体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱用媒体、冷却用媒体及び前記両者の
   中温媒体からなる３種類の媒体のうちの２種類までの媒
   体が選択的に供給される熱交換器及びこの熱交換器に保
   持されて原料を反応させる反応容器に対し、前記熱交換
   器に供給される媒体の流量を調節することにより、前記
   原料の温度に対応する制御対象温度を制御する温度制御
   装置において、 前記制御対象温度の設定値及び前記３種類の媒体の各温
   度に基づいて、前記設定値を隣接して挟むように当該設
   定値よりも高温側及び低温側の２種類の媒体を選択する
   媒体選択手段と、 この媒体選択手段により２種類の媒体が選択されたと
   き、当該２種類の媒体に対応して前記流量の制御定数を
   送出する制御定数送出手段と、 この制御定数送出手段により制御定数が送出されたと
   き、この制御定数に基づいて前記制御対象温度と前記設
   定値との制御偏差を解消するように、前記選択された２
   種類の媒体の流量を制御する流量制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする温度制御装置。
2. 【請求項２】 加熱用媒体、冷却用媒体及び前記両者の
   中温媒体からなる３種類の媒体のうちの１種類の媒体が
   選択的に供給される熱交換器及びこの熱交換器に保持さ
   れて原料を反応させる反応容器に対し、前記熱交換器に
   供給される媒体の流量を調節することにより、前記原料
   の温度に対応する制御対象温度を制御する温度制御装置
   において、 前記制御対象温度の設定値及び前記３種類の媒体の各温
   度に基づいて、前記設定値を隣接して挟むように当該設
   定値よりも高温側及び低温側の２種類の媒体を選択する
   媒体選択手段と、 この媒体選択手段により２種類の媒体が選択されたと
   き、当該２種類の媒体の温度、前記制御対象温度及びそ
   の設定値に基づいて、前記制御対象温度と前記設定値と
   の制御偏差を解消するように、前記２種類の媒体を個別
   に通すための２つの弁を時分割で開閉制御する時分割制
   御手段と、 この時分割制御手段により弁が開制御されたとき、当該
   開制御された弁を通過する媒体に対応して前記流量の制
   御定数を送出する制御定数送出手段と、 この制御定数送出手段により制御定数が送出されたと
   き、この制御定数に基づいて前記制御対象温度と前記設
   定値との制御偏差を解消するように、前記弁を通過する
   媒体の流量を制御する流量制御手段とを備えたことを特
   徴とする温度制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の温度制御
   装置において、 前記熱交換器から排出される媒体を前記中温媒体として
   帰還させる媒体帰還手段と、 前記制御対象温度の設定値からの温度制御許容幅が設定
   される許容幅設定手段と、 前記中温媒体の温度及び前記制御対象温度が前記許容幅
   設定手段に設定された温度制御許容幅に含まれるとき、
   前記中温媒体のみを前記熱交換器に供給するように前記
   媒体選択手段よりも優先的に動作し、前記中温媒体を選
   択する帰還媒体選択手段とを備えたことを特徴とする温
   度制御装置。