JPH0791843A - 連続熱処理炉の雰囲気制御装置 - Google Patents
連続熱処理炉の雰囲気制御装置Info
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- JPH0791843A JPH0791843A JP23136793A JP23136793A JPH0791843A JP H0791843 A JPH0791843 A JP H0791843A JP 23136793 A JP23136793 A JP 23136793A JP 23136793 A JP23136793 A JP 23136793A JP H0791843 A JPH0791843 A JP H0791843A
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- control
- atmosphere
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 開閉扉１６の開閉にも拘わらず、炉体１２の
中央部付近の制御領域の雰囲気が乱されない連続熱処理
炉の雰囲気制御装置を提供する。 【構成】 開閉扉１６よりも炉体１２の中央側に位置す
る制御領域３２ｂ、３２ｃでは、ＰＩＤ制御手段６６
ｂ、６６ｃにより、実際の雰囲気値2ZPF、3ZPF と予め設
定された目標値2ZPFT 、3ZPFT との制御偏差2ZPF-DV 、
3ZPF-DV が解消されるようにその制御領域３２ｂ、３２
ｃに供給されるＲＸガス量を制御するための基本制御量
2ZＳ、3ZＳが決定される。また、ファジー演算手段６８
ｂ、６８ｃにより、前記制御領域３２ａにて検出された
信号1ZPF-DV に基づいて上記制御領域３２ｂ、３２ｃの
雰囲気を安定化するための補正値2ZＣ、3ZＣが決定さ
れ、その補正値2ZＣ、3ZＣを用いて上記基本制御量2Z
Ｓ、3ZＳが補正されるので、炉体１２の中央部付近の雰
囲気すなわちＰＦが扉１６の開閉に係わらず安定化され
る。
中央部付近の制御領域の雰囲気が乱されない連続熱処理
炉の雰囲気制御装置を提供する。 【構成】 開閉扉１６よりも炉体１２の中央側に位置す
る制御領域３２ｂ、３２ｃでは、ＰＩＤ制御手段６６
ｂ、６６ｃにより、実際の雰囲気値2ZPF、3ZPF と予め設
定された目標値2ZPFT 、3ZPFT との制御偏差2ZPF-DV 、
3ZPF-DV が解消されるようにその制御領域３２ｂ、３２
ｃに供給されるＲＸガス量を制御するための基本制御量
2ZＳ、3ZＳが決定される。また、ファジー演算手段６８
ｂ、６８ｃにより、前記制御領域３２ａにて検出された
信号1ZPF-DV に基づいて上記制御領域３２ｂ、３２ｃの
雰囲気を安定化するための補正値2ZＣ、3ZＣが決定さ
れ、その補正値2ZＣ、3ZＣを用いて上記基本制御量2Z
Ｓ、3ZＳが補正されるので、炉体１２の中央部付近の雰
囲気すなわちＰＦが扉１６の開閉に係わらず安定化され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続熱処理炉の雰囲気
制御装置に関する。
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】入口および出口において開閉扉を有する
トンネル状の炉体内で被加熱物を移動させつつその被加
熱物に対して所定の雰囲気下で連続的に熱処理を施す連
続熱処理炉において、該炉体内において分割された複数
の制御領域毎に雰囲気を制御する雰囲気制御装置が知ら
れている。たとえば、内部応力除去、軟化、結晶組織の
調整、脱炭などのために鋼材に熱処理を施す焼鈍炉がそ
れである。
トンネル状の炉体内で被加熱物を移動させつつその被加
熱物に対して所定の雰囲気下で連続的に熱処理を施す連
続熱処理炉において、該炉体内において分割された複数
の制御領域毎に雰囲気を制御する雰囲気制御装置が知ら
れている。たとえば、内部応力除去、軟化、結晶組織の
調整、脱炭などのために鋼材に熱処理を施す焼鈍炉がそ
れである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような連続熱処
理炉では、被加熱物に対して所定の雰囲気下で所定のヒ
ートカーブに従って熱処理が施されるが、被加熱物を出
し入れするための扉の開閉によって気体が流入すると、
複数の制御領域毎に雰囲気が制御されるにも拘わらず、
炉体の中央部付近に位置する制御領域の雰囲気まで乱さ
れる欠点があった。炉体の中央部付近は最も高温であっ
て反応が容易であるため、雰囲気が乱されると、たとえ
ば鋼材の焼鈍炉では、鋼材表層の炭素量にむらが発生し
て熱処理品質がばらつく原因となるのである。
理炉では、被加熱物に対して所定の雰囲気下で所定のヒ
ートカーブに従って熱処理が施されるが、被加熱物を出
し入れするための扉の開閉によって気体が流入すると、
複数の制御領域毎に雰囲気が制御されるにも拘わらず、
炉体の中央部付近に位置する制御領域の雰囲気まで乱さ
れる欠点があった。炉体の中央部付近は最も高温であっ
て反応が容易であるため、雰囲気が乱されると、たとえ
ば鋼材の焼鈍炉では、鋼材表層の炭素量にむらが発生し
て熱処理品質がばらつく原因となるのである。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、扉の開閉にも拘
わらず、炉体の中央部付近の制御領域の雰囲気が乱され
ない連続熱処理炉の雰囲気制御装置を提供することにあ
る。
ものであり、その目的とするところは、扉の開閉にも拘
わらず、炉体の中央部付近の制御領域の雰囲気が乱され
ない連続熱処理炉の雰囲気制御装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、入口および出口にお
いて開閉扉を有するトンネル状の炉体内で被加熱物を移
動させつつその被加熱物に対して所定の雰囲気下で連続
的に熱処理を施す連続熱処理炉において、その炉体内に
おいて分割された複数の制御領域毎に雰囲気を制御する
雰囲気制御装置であって、(a) 前記開閉扉に近い第１制
御領域の雰囲気値を検出し、その雰囲気に対応した信号
を出力する第１雰囲気検出手段と、(b) 前記第１制御領
域よりも前記炉体の中央側に位置する第２制御領域の雰
囲気を検出し、実際の雰囲気値と予め設定された目標値
との偏差が解消されるようにその第２制御領域に供給さ
れる雰囲気形成ガス量を制御するための基本制御量を決
定するフィードバック制御手段と、(c) 予め設定された
制御式から前記第１雰囲気検出手段からの信号に基づい
て前記第２制御領域の雰囲気を安定化するための補正値
を決定し、その補正値を用いて前記基本制御量を補正す
る補正制御手段とを、含むことにある。
めの本発明の要旨とするところは、入口および出口にお
いて開閉扉を有するトンネル状の炉体内で被加熱物を移
動させつつその被加熱物に対して所定の雰囲気下で連続
的に熱処理を施す連続熱処理炉において、その炉体内に
おいて分割された複数の制御領域毎に雰囲気を制御する
雰囲気制御装置であって、(a) 前記開閉扉に近い第１制
御領域の雰囲気値を検出し、その雰囲気に対応した信号
を出力する第１雰囲気検出手段と、(b) 前記第１制御領
域よりも前記炉体の中央側に位置する第２制御領域の雰
囲気を検出し、実際の雰囲気値と予め設定された目標値
との偏差が解消されるようにその第２制御領域に供給さ
れる雰囲気形成ガス量を制御するための基本制御量を決
定するフィードバック制御手段と、(c) 予め設定された
制御式から前記第１雰囲気検出手段からの信号に基づい
て前記第２制御領域の雰囲気を安定化するための補正値
を決定し、その補正値を用いて前記基本制御量を補正す
る補正制御手段とを、含むことにある。
【０００６】
【作用】このようにすれば、第１制御領域よりも前記炉
体の中央側に位置する第２制御領域では、フィードバッ
ク制御手段により、実際の雰囲気値と予め設定された目
標値との偏差が解消されるようにその第２制御領域に供
給される雰囲気形成ガス量を制御するための基本制御量
が決定される。また、補正制御手段により、予め設定さ
れた制御式から、前記第１制御領域にて検出された信号
に基づいて前記第２制御領域の雰囲気を安定化するため
の補正値が決定され、その補正値を用いて前記基本制御
量が補正される。
体の中央側に位置する第２制御領域では、フィードバッ
ク制御手段により、実際の雰囲気値と予め設定された目
標値との偏差が解消されるようにその第２制御領域に供
給される雰囲気形成ガス量を制御するための基本制御量
が決定される。また、補正制御手段により、予め設定さ
れた制御式から、前記第１制御領域にて検出された信号
に基づいて前記第２制御領域の雰囲気を安定化するため
の補正値が決定され、その補正値を用いて前記基本制御
量が補正される。
【０００７】
【発明の効果】したがって、本発明によれば、扉に近い
第１制御領域の信号に基づいて第２制御領域の雰囲気を
安定化するための補正値が決定され、その補正値を用い
て前記基本制御量が補正されるので、炉体の中央部付近
の雰囲気が扉の開閉に係わらず安定化されるとともに、
熱処理品質のばらつきが好適に抑制される。
第１制御領域の信号に基づいて第２制御領域の雰囲気を
安定化するための補正値が決定され、その補正値を用い
て前記基本制御量が補正されるので、炉体の中央部付近
の雰囲気が扉の開閉に係わらず安定化されるとともに、
熱処理品質のばらつきが好適に抑制される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００９】図１は、連続熱処理炉の一例である連続焼
鈍炉１０を示している。図において、連続焼鈍炉１０
は、トンネル状の炉体１２と、被加熱物１４を出し入れ
するために炉体１２の入口および出口に設けられた開閉
扉１６および１８と、一対の開閉扉２０および２２を有
し、被加熱物１４を炉体１２内に入れるに先立ってその
周囲を窒素で置換するための前室２４と、一対の開閉扉
２６および２８を有し、処理後の被加熱物１４を取り出
すに先立ってその周囲の水素や一酸化炭素を窒素で置換
する後室３０とを備えている。この連続焼鈍炉１０で
は、開閉扉１６が開かれている１分程度の僅かな時間内
に図示しないローラコンベアによる駆動によって被加熱
物１４が炉体１２内に供給されると、それ以後は炉体１
２の出口に向かって連続的に送られるが、炉体１２の出
口直前の位置に到達すると、開閉扉１８が開かれている
１分程度の僅かな時間内に図示しないローラコンベアに
よる駆動によって被加熱物１４が炉体１２外へ搬出され
るようになっている。
鈍炉１０を示している。図において、連続焼鈍炉１０
は、トンネル状の炉体１２と、被加熱物１４を出し入れ
するために炉体１２の入口および出口に設けられた開閉
扉１６および１８と、一対の開閉扉２０および２２を有
し、被加熱物１４を炉体１２内に入れるに先立ってその
周囲を窒素で置換するための前室２４と、一対の開閉扉
２６および２８を有し、処理後の被加熱物１４を取り出
すに先立ってその周囲の水素や一酸化炭素を窒素で置換
する後室３０とを備えている。この連続焼鈍炉１０で
は、開閉扉１６が開かれている１分程度の僅かな時間内
に図示しないローラコンベアによる駆動によって被加熱
物１４が炉体１２内に供給されると、それ以後は炉体１
２の出口に向かって連続的に送られるが、炉体１２の出
口直前の位置に到達すると、開閉扉１８が開かれている
１分程度の僅かな時間内に図示しないローラコンベアに
よる駆動によって被加熱物１４が炉体１２外へ搬出され
るようになっている。
【００１０】上記炉体１２内は、１１個の制御領域３２
ａ乃至３２ｋに分割されており、撹拌扇３４ａ乃至３４
ｋ、ラジアントチューブバーナ３６ａ乃至３６ｋなどが
それぞれ設けられている。そして、上記各制御領域３２
ａ乃至３２ｋは、図示しない温度制御装置によって所定
の目標値となるように温度制御されることにより、予め
設定されたヒートカーブにて被加熱物１４が加熱される
ようになっている。また、上記各制御領域３２ａ乃至３
２ｋは、たとえば図２に示す雰囲気制御装置によってそ
れぞれの雰囲気が所定の目標値となるように制御される
ようになっている。
ａ乃至３２ｋに分割されており、撹拌扇３４ａ乃至３４
ｋ、ラジアントチューブバーナ３６ａ乃至３６ｋなどが
それぞれ設けられている。そして、上記各制御領域３２
ａ乃至３２ｋは、図示しない温度制御装置によって所定
の目標値となるように温度制御されることにより、予め
設定されたヒートカーブにて被加熱物１４が加熱される
ようになっている。また、上記各制御領域３２ａ乃至３
２ｋは、たとえば図２に示す雰囲気制御装置によってそ
れぞれの雰囲気が所定の目標値となるように制御される
ようになっている。
【００１１】図２は、本発明の一実施例の雰囲気制御装
置の要部構成を説明する図である。図において、開閉扉
１６に隣接する制御領域３２ａ内の雰囲気を検出するた
めに、ポンプ３８ａにより吸引された制御領域３２ａ内
のガスがガス分析計４０に供給される。ガス分析計４０
は、一酸化炭素ＣＯの濃度および二酸化炭素ＣＯ2 の濃
度を検出し、それらＣＯ濃度およびＣＯ2 濃度を示す信
号1ZCOおよび1ZCO2 を電子制御装置４２へそれぞれ出力
する。
置の要部構成を説明する図である。図において、開閉扉
１６に隣接する制御領域３２ａ内の雰囲気を検出するた
めに、ポンプ３８ａにより吸引された制御領域３２ａ内
のガスがガス分析計４０に供給される。ガス分析計４０
は、一酸化炭素ＣＯの濃度および二酸化炭素ＣＯ2 の濃
度を検出し、それらＣＯ濃度およびＣＯ2 濃度を示す信
号1ZCOおよび1ZCO2 を電子制御装置４２へそれぞれ出力
する。
【００１２】また、上記制御領域３２ａに続く制御領域
３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ内のガスがポンプ３８ｂ、３８
ｃ、３８ｄにより吸引され、電磁弁４４ｂ、４４ｃ、４
４ｄを介して共通のガス分析計４６にそれぞれ供給され
る。電磁弁４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、電子制御装置４
２からの指令に従って作動する切換駆動回路４８により
予め定められた一定の周期で択一的に開閉されるので、
ガス分析計４６は、制御領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ内
の一酸化炭素ＣＯの濃度および二酸化炭素ＣＯ 2 の濃度
を順次検出し、制御領域３２ｂのＣＯ濃度およびＣＯ2
濃度を示す信号2ZCOおよび2ZCO2 、制御領域３２ｃのＣ
Ｏ濃度およびＣＯ2 濃度を示す信号3ZCOおよび3ZCO2 、
制御領域３２ｄのＣＯ濃度およびＣＯ2 濃度を示す信号
4ZCOおよび4ZCO2 を順次出力する。
３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ内のガスがポンプ３８ｂ、３８
ｃ、３８ｄにより吸引され、電磁弁４４ｂ、４４ｃ、４
４ｄを介して共通のガス分析計４６にそれぞれ供給され
る。電磁弁４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、電子制御装置４
２からの指令に従って作動する切換駆動回路４８により
予め定められた一定の周期で択一的に開閉されるので、
ガス分析計４６は、制御領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ内
の一酸化炭素ＣＯの濃度および二酸化炭素ＣＯ 2 の濃度
を順次検出し、制御領域３２ｂのＣＯ濃度およびＣＯ2
濃度を示す信号2ZCOおよび2ZCO2 、制御領域３２ｃのＣ
Ｏ濃度およびＣＯ2 濃度を示す信号3ZCOおよび3ZCO2 、
制御領域３２ｄのＣＯ濃度およびＣＯ2 濃度を示す信号
4ZCOおよび4ZCO2 を順次出力する。
【００１３】各制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２
ｄには、雰囲気制御ガスであるＲＸガスが電子制御装置
４２からの指令に従って開度が制御される流量制御弁５
０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを通してそれぞれ供給さ
れるようになっており、また、Ｎ2 ガスも調整弁５２
ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを通してそれぞれ供給され
るようになっている。本実施例のＲＸガスは、制御領域
を所定の還元雰囲気とするためのものであって、ＣＯが
２２％、Ｈ2 が３０％、ＣＯ2 が少量％、残部がＮ2 ガ
スにより構成されている。また、Ｎ2 ガスは各制御領域
における雰囲気の制御応答性を高めるために一定の量に
設定される。
ｄには、雰囲気制御ガスであるＲＸガスが電子制御装置
４２からの指令に従って開度が制御される流量制御弁５
０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを通してそれぞれ供給さ
れるようになっており、また、Ｎ2 ガスも調整弁５２
ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを通してそれぞれ供給され
るようになっている。本実施例のＲＸガスは、制御領域
を所定の還元雰囲気とするためのものであって、ＣＯが
２２％、Ｈ2 が３０％、ＣＯ2 が少量％、残部がＮ2 ガ
スにより構成されている。また、Ｎ2 ガスは各制御領域
における雰囲気の制御応答性を高めるために一定の量に
設定される。
【００１４】雰囲気ガスの検出とＲＸガスおよびＮ2 ガ
スの供給に関しては、他の制御領域３２ｅ、３２ｆ、３
２ｇおよび制御領域３２ｈ、３２ｉ、３２ｊも、上記制
御領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと同様に構成され、ま
た、出口の開閉扉１８に隣接する制御領域３２ｋは前記
制御領域３２ａと同様に構成されている。
スの供給に関しては、他の制御領域３２ｅ、３２ｆ、３
２ｇおよび制御領域３２ｈ、３２ｉ、３２ｊも、上記制
御領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと同様に構成され、ま
た、出口の開閉扉１８に隣接する制御領域３２ｋは前記
制御領域３２ａと同様に構成されている。
【００１５】図３は、電子制御装置４２の制御機能を、
制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃに関して代表的に説明
する機能ブロック線図である。図において、ＰＦ算出手
段６０ａ、６０ｂ、６０ｃでは、予め記憶された数式１
に示す関係から、制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃで実
際に検出されたＣＯ濃度およびＣＯ2 濃度に基づいて実
際の各制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのＰＦすなわち
1ZPF、2ZPF、3ZPFが逐次算出される。このＰＦは、被加
熱物１４が鋼材である場合に、その脱炭と浸炭の傾向を
数量的に表す便宜上の値である。
制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃに関して代表的に説明
する機能ブロック線図である。図において、ＰＦ算出手
段６０ａ、６０ｂ、６０ｃでは、予め記憶された数式１
に示す関係から、制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃで実
際に検出されたＣＯ濃度およびＣＯ2 濃度に基づいて実
際の各制御領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのＰＦすなわち
1ZPF、2ZPF、3ZPFが逐次算出される。このＰＦは、被加
熱物１４が鋼材である場合に、その脱炭と浸炭の傾向を
数量的に表す便宜上の値である。
【００１６】
【数１】
【００１７】一方、設定手段６２ではＰＦの目標値1ZPF
T 、2ZPFT 、3ZPFT が各制御領域毎に予め設定されてお
り、各比較手段６４ａ、６４ｂ、６４ｃでは、上記目標
値1ZPFT 、2ZPFT 、3ZPFT と実際の値1ZPF、2ZPF、3ZPF
が比較されるとともに、それらの制御偏差1ZPF-DV 、2Z
PF-DV 、3ZPF-DV がそれぞれ算出される。そして、ＰＩ
Ｄ制御手段６６ａ、６６ｂ、６６ｃでは、それらの制御
偏差1ZPF-DV 、2ZPF-DV 、3ZPF-DV を解消するためのよ
く知られたＰＩＤ制御式に従って基本制御量1ZＳ、2Z
Ｓ、3ZＳがそれぞれ決定される。そして、それらＰＩＤ
制御手段６６ａ、６６ｂ、６６ｃによるフィードバック
制御の制御特性を改善するフィードフォワード制御のた
めに、ファジー演算手段６８ａ、６８ｂ、６８ｃと、そ
れらから出力された補正値1ZＣ、2ZＣ、3ZＣを上記基本
制御量1ZＳ、2ZＳ、3ZＳと整合させるための係数乗算手
段７０ａ、７０ｂ、７０ｃと、基本制御量1ZＳ、2ZＳ、
3ZＳと補正値1ZＣ、2ZＣ、3ZＣとを加算する加算手段７
２ａ、７２ｂ、７２ｃとがそれぞれ設けられている。
T 、2ZPFT 、3ZPFT が各制御領域毎に予め設定されてお
り、各比較手段６４ａ、６４ｂ、６４ｃでは、上記目標
値1ZPFT 、2ZPFT 、3ZPFT と実際の値1ZPF、2ZPF、3ZPF
が比較されるとともに、それらの制御偏差1ZPF-DV 、2Z
PF-DV 、3ZPF-DV がそれぞれ算出される。そして、ＰＩ
Ｄ制御手段６６ａ、６６ｂ、６６ｃでは、それらの制御
偏差1ZPF-DV 、2ZPF-DV 、3ZPF-DV を解消するためのよ
く知られたＰＩＤ制御式に従って基本制御量1ZＳ、2Z
Ｓ、3ZＳがそれぞれ決定される。そして、それらＰＩＤ
制御手段６６ａ、６６ｂ、６６ｃによるフィードバック
制御の制御特性を改善するフィードフォワード制御のた
めに、ファジー演算手段６８ａ、６８ｂ、６８ｃと、そ
れらから出力された補正値1ZＣ、2ZＣ、3ZＣを上記基本
制御量1ZＳ、2ZＳ、3ZＳと整合させるための係数乗算手
段７０ａ、７０ｂ、７０ｃと、基本制御量1ZＳ、2ZＳ、
3ZＳと補正値1ZＣ、2ZＣ、3ZＣとを加算する加算手段７
２ａ、７２ｂ、７２ｃとがそれぞれ設けられている。
【００１８】ここで、雰囲気制御許可信号ＦＣａが発生
している状態下では、各ファジー演算手段６８ａ、６８
ｂ、６８ｃは、後述のルール(1) 乃至(6) のファジー演
算を実行して補正値を出力する。上記開閉扉１６が開か
れてから５分程度の所定期間は、開閉扉１６が開かれた
ことにより雰囲気に影響が出る期間である。上記雰囲気
制御許可信号ＦＣａ或いは以下のＦＣｂ、ＦＣｃは、た
とえばガス分析計４０或いは４６の較正中であって、そ
の出力信号に信頼性が得られない状態でオフとなる。図
示はしないが、この信号ＦＣａのオフ中は前記ＰＩＤ制
御手段６６ａも制御を停止させられる。また、信号ＦＣ
ｂ、ＦＣｃのオフ中は前記ＰＩＤ制御手段６６ｂ、６６
ｃも制御を停止させられる。
している状態下では、各ファジー演算手段６８ａ、６８
ｂ、６８ｃは、後述のルール(1) 乃至(6) のファジー演
算を実行して補正値を出力する。上記開閉扉１６が開か
れてから５分程度の所定期間は、開閉扉１６が開かれた
ことにより雰囲気に影響が出る期間である。上記雰囲気
制御許可信号ＦＣａ或いは以下のＦＣｂ、ＦＣｃは、た
とえばガス分析計４０或いは４６の較正中であって、そ
の出力信号に信頼性が得られない状態でオフとなる。図
示はしないが、この信号ＦＣａのオフ中は前記ＰＩＤ制
御手段６６ａも制御を停止させられる。また、信号ＦＣ
ｂ、ＦＣｃのオフ中は前記ＰＩＤ制御手段６６ｂ、６６
ｃも制御を停止させられる。
【００１９】制御領域３２ａのファジー演算手段６８ａ
は、外乱による影響を可及的に小さくするために、すな
わち開閉扉１６の開放による1ZPF値の落ち込みを減少さ
せるために、速やかにＲＸガスを増量させる補正値1ZＣ
を決定する。これにより、ガス分析計４０による検出遅
れやＰＩＤ制御手段６６ａの制御応答の遅れなどが補償
される。このファジー演算手段６８ａの制御ルールは以
下の如くである。なお、以下において、レベル大、レベ
ル小とはたとえば図４に示すメンバーシップ関数であ
り、正１、正２、正３、負１、負２とはたとえば図５に
示すメンバーシップ関数であり、正１０、正２０、負１
０、負２０、負３０とはたとえば図６に示すメンバーシ
ップ関数である。また、以下の「ＩＦａＡＮＤｂ」はａ
およびｂのいずれか小さい方の値を選択することを意味
し、「ＴＨＥＮ ＝ 」はその＝の後に示したメンバー
シップ関数に対してＩＦにて選択した値を乗算して修正
することを意味している。
は、外乱による影響を可及的に小さくするために、すな
わち開閉扉１６の開放による1ZPF値の落ち込みを減少さ
せるために、速やかにＲＸガスを増量させる補正値1ZＣ
を決定する。これにより、ガス分析計４０による検出遅
れやＰＩＤ制御手段６６ａの制御応答の遅れなどが補償
される。このファジー演算手段６８ａの制御ルールは以
下の如くである。なお、以下において、レベル大、レベ
ル小とはたとえば図４に示すメンバーシップ関数であ
り、正１、正２、正３、負１、負２とはたとえば図５に
示すメンバーシップ関数であり、正１０、正２０、負１
０、負２０、負３０とはたとえば図６に示すメンバーシ
ップ関数である。また、以下の「ＩＦａＡＮＤｂ」はａ
およびｂのいずれか小さい方の値を選択することを意味
し、「ＴＨＥＮ ＝ 」はその＝の後に示したメンバー
シップ関数に対してＩＦにて選択した値を乗算して修正
することを意味している。
【００２０】 (1) ＩＦ 1ZCO2 ＝レベル大 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝正１ ＴＨＥＮ 補正値1ZＣ＝負１０ (2) ＩＦ 1ZCO2 ＝レベル大 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝負１ ＴＨＥＮ 補正値1ZＣ＝正１０ (3) ＩＦ 1ZCO2 ＝レベル小 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝正２ ＴＨＥＮ 補正値1ZＣ＝負２０ (4) ＩＦ 1ZCO2 ＝レベル小 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝負２ ＴＨＥＮ 補正値1ZＣ＝正２０ (5) ＩＦ 1ZPF-DV ＝正３ ＴＨＥＮ 補正値1ZＣ＝負
３０ (6) 上記(1) 乃至(5) により得られたメンバーシップ関
数を加算することにより、綜合メンバーシップ関数を決
定し、それに基づいて補正値1ZＣを決定する。
３０ (6) 上記(1) 乃至(5) により得られたメンバーシップ関
数を加算することにより、綜合メンバーシップ関数を決
定し、それに基づいて補正値1ZＣを決定する。
【００２１】すなわち、上記(1) ＩＦにおいてたとえば
０．６程度の値が選択された場合には、図６の負１０の
関数に０．６が乗算されることにより図７の(a) に示す
関数が得られる。同様にして、(2) 乃至(5) のルールの
実行によって図７の(b) 乃至(e) に示す関数が得られ
る。そして、(6) の演算の実行によって、上記(a) 乃至
(e) に示す関数の加算により、推論結果である図７の
(f) に示す綜合メンバーシップ関数が決定され、その綜
合メンバーシップ関数から重心を計算することにより補
正値1ZＣが決定されるのである。
０．６程度の値が選択された場合には、図６の負１０の
関数に０．６が乗算されることにより図７の(a) に示す
関数が得られる。同様にして、(2) 乃至(5) のルールの
実行によって図７の(b) 乃至(e) に示す関数が得られ
る。そして、(6) の演算の実行によって、上記(a) 乃至
(e) に示す関数の加算により、推論結果である図７の
(f) に示す綜合メンバーシップ関数が決定され、その綜
合メンバーシップ関数から重心を計算することにより補
正値1ZＣが決定されるのである。
【００２２】制御領域３２ｂのファジー演算手段６８ｂ
は、時間的に先行する情報である1ZPF-DV を利用し、以
下の制御ルールからフィードフォワード制御を行う。
は、時間的に先行する情報である1ZPF-DV を利用し、以
下の制御ルールからフィードフォワード制御を行う。
【００２３】 (1) ＩＦ 2ZCO2 ＝レベル大 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝正１ ＴＨＥＮ 補正値2ZＣ＝負１０ (2) ＩＦ 2ZCO2 ＝レベル大 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝負１ ＴＨＥＮ 補正値2ZＣ＝正１０ (3) ＩＦ 2ZCO2 ＝レベル小 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝正２ ＴＨＥＮ 補正値2ZＣ＝負２０ (4) ＩＦ 2ZCO2 ＝レベル小 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝負２ ＴＨＥＮ 補正値2ZＣ＝正２０ (5) ＩＦ 2ZPF-DV ＝正３ ＴＨＥＮ 補正値2ZＣ＝負
３０ (6) 上記(1) 乃至(5) により得られたメンバーシップ関
数を加算することにより、綜合メンバーシップ関数を決
定し、それに基づいて補正値2ZＣを決定する。
３０ (6) 上記(1) 乃至(5) により得られたメンバーシップ関
数を加算することにより、綜合メンバーシップ関数を決
定し、それに基づいて補正値2ZＣを決定する。
【００２４】また、制御領域３２ｃのファジー演算手段
６８ｃも、時間的に先行する情報である1ZPF-DV を利用
し、以下の制御ルールからフィードフォワード制御を行
う。
６８ｃも、時間的に先行する情報である1ZPF-DV を利用
し、以下の制御ルールからフィードフォワード制御を行
う。
【００２５】 (1) ＩＦ 3ZCO2 ＝レベル大 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝正１ ＴＨＥＮ 補正値3ZＣ＝負１０ (2) ＩＦ 3ZCO2 ＝レベル大 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝負１ ＴＨＥＮ 補正値3ZＣ＝正１０ (3) ＩＦ 3ZCO2 ＝レベル小 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝正２ ＴＨＥＮ 補正値3ZＣ＝負２０ (4) ＩＦ 3ZCO2 ＝レベル小 ＡＮＤ 1ZPF-DV ＝負２ ＴＨＥＮ 補正値3ZＣ＝正２０ (5) ＩＦ 3ZPF-DV ＝正３ ＴＨＥＮ 補正値3ZＣ＝負
３０ (6) 上記(1) 乃至(5) により得られたメンバーシップ関
数を加算することにより、綜合メンバーシップ関数を決
定し、それに基づいて補正値3ZＣを決定する。
３０ (6) 上記(1) 乃至(5) により得られたメンバーシップ関
数を加算することにより、綜合メンバーシップ関数を決
定し、それに基づいて補正値3ZＣを決定する。
【００２６】制御領域３２ｄ、３２ｅ、３２ｆでも、必
要に応じて、上記制御領域３２ｂ、３２ｃと同様の制御
が行われるように構成される。また、連続焼鈍炉１０の
出口の開閉扉１８に隣接する制御領域３２ｋでは、上記
制御領域３２ａと同様の制御が行われるように構成され
るとともに、その制御領域３２ｋよりも炉体の中央側に
位置する制御領域３２ｊおよび３２ｉでは、上記制御領
域３２ｂおよび３２ｃと同様の制御が行われるように構
成されている。
要に応じて、上記制御領域３２ｂ、３２ｃと同様の制御
が行われるように構成される。また、連続焼鈍炉１０の
出口の開閉扉１８に隣接する制御領域３２ｋでは、上記
制御領域３２ａと同様の制御が行われるように構成され
るとともに、その制御領域３２ｋよりも炉体の中央側に
位置する制御領域３２ｊおよび３２ｉでは、上記制御領
域３２ｂおよび３２ｃと同様の制御が行われるように構
成されている。
【００２７】上述のように、本実施例によれば、開閉扉
１６に隣接する制御領域３２ａよりも炉体１２の中央側
に位置する制御領域３２ｂ、３２ｃでは、フィードバッ
ク制御手段に対応するＰＩＤ制御手段６６ｂ、６６ｃに
より、実際の雰囲気値2ZPF、3ZPF と予め設定された目標
値2ZPFT 、3ZPFT との制御偏差2ZPF-DV 、3ZPF-DV が解
消されるようにその制御領域３２ｂ、３２ｃに供給され
る雰囲気形成ガス量すなわちＲＸガス量を制御するため
の基本制御量2ZＳ、3ZＳが決定される。また、補正制御
手段に対応するファジー演算手段６８ｂ、６８ｃによ
り、予め設定された制御式から、第１雰囲気検出手段に
対応する比較手段６４ａにより検出された制御領域３２
ａの情報である信号1ZPF-DV に基づいて上記制御領域３
２ｂ、３２ｃの雰囲気を安定化するための補正値2ZＣ、
3ZＣが決定され、その補正値2ZＣ、3ZＣを用いて上記基
本制御量2ZＳ、3ZＳが補正される。
１６に隣接する制御領域３２ａよりも炉体１２の中央側
に位置する制御領域３２ｂ、３２ｃでは、フィードバッ
ク制御手段に対応するＰＩＤ制御手段６６ｂ、６６ｃに
より、実際の雰囲気値2ZPF、3ZPF と予め設定された目標
値2ZPFT 、3ZPFT との制御偏差2ZPF-DV 、3ZPF-DV が解
消されるようにその制御領域３２ｂ、３２ｃに供給され
る雰囲気形成ガス量すなわちＲＸガス量を制御するため
の基本制御量2ZＳ、3ZＳが決定される。また、補正制御
手段に対応するファジー演算手段６８ｂ、６８ｃによ
り、予め設定された制御式から、第１雰囲気検出手段に
対応する比較手段６４ａにより検出された制御領域３２
ａの情報である信号1ZPF-DV に基づいて上記制御領域３
２ｂ、３２ｃの雰囲気を安定化するための補正値2ZＣ、
3ZＣが決定され、その補正値2ZＣ、3ZＣを用いて上記基
本制御量2ZＳ、3ZＳが補正される。
【００２８】したがって、本実施例によれば、開閉扉１
６に近い制御領域３２ａからの信号に基づいて制御領域
３２ｂ、３２ｃの雰囲気を安定化するための補正値2Z
Ｃ、3ZＣが決定され、その補正値2ZＣ、3ZＣを用いて前
記基本制御量2ZＳ、3ZＳが補正されるので、特定の被加
熱物１４についての温度および雰囲気の時間経過を示す
図８のタイムチャートに示すように、炉体１０の中央部
付近の雰囲気すなわちＰＦが扉１６の開閉に係わらず安
定化されるとともに、熱処理品質のばらつきが好適に抑
制される。
６に近い制御領域３２ａからの信号に基づいて制御領域
３２ｂ、３２ｃの雰囲気を安定化するための補正値2Z
Ｃ、3ZＣが決定され、その補正値2ZＣ、3ZＣを用いて前
記基本制御量2ZＳ、3ZＳが補正されるので、特定の被加
熱物１４についての温度および雰囲気の時間経過を示す
図８のタイムチャートに示すように、炉体１０の中央部
付近の雰囲気すなわちＰＦが扉１６の開閉に係わらず安
定化されるとともに、熱処理品質のばらつきが好適に抑
制される。
【００２９】因に、各制御領域が独立に制御される従来
の場合、すなわち制御領域３２ａからの信号1ZPF-DV を
制御領域３２ｂ、３２ｃの雰囲気制御に用いない従来の
場合には、図９に示すように、炉体１２の中央部付近の
雰囲気すなわちＰＦが扉１６の開閉に関連して変動する
ことが避けられなかったのである。なお、図８の破線は
目標値を示している。また、図９においてＡに示す区間
はＰＦが安定しているが、ヒートカーブ或いはＰＦパタ
ーンの設定変更のために扉１６が閉じられていたからで
ある。
の場合、すなわち制御領域３２ａからの信号1ZPF-DV を
制御領域３２ｂ、３２ｃの雰囲気制御に用いない従来の
場合には、図９に示すように、炉体１２の中央部付近の
雰囲気すなわちＰＦが扉１６の開閉に関連して変動する
ことが避けられなかったのである。なお、図８の破線は
目標値を示している。また、図９においてＡに示す区間
はＰＦが安定しているが、ヒートカーブ或いはＰＦパタ
ーンの設定変更のために扉１６が閉じられていたからで
ある。
【００３０】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
【００３１】たとえば、前述の実施例では、制御領域３
２ｂ、３２ｃでは、制御領域３２ａにて演算された制御
偏差1ZPF-DV が用いられていたが、ＰＦとして1ZPFが用
いられても差支えない。この場合には、制御領域３２ａ
のＰＦとして1ZPFを算出するＰＦ算出手段６０ａが第１
雰囲気検出手段に対応する。要するに、雰囲気に関して
時間的に先行する情報が用いられればよいのである。
２ｂ、３２ｃでは、制御領域３２ａにて演算された制御
偏差1ZPF-DV が用いられていたが、ＰＦとして1ZPFが用
いられても差支えない。この場合には、制御領域３２ａ
のＰＦとして1ZPFを算出するＰＦ算出手段６０ａが第１
雰囲気検出手段に対応する。要するに、雰囲気に関して
時間的に先行する情報が用いられればよいのである。
【００３２】また、前述の実施例では、補正値2ZＣ、3Z
Ｃを算出する補正手段としてファジー演算手段６８ｂ、
６８ｃが用いられていたが、雰囲気の変化を先どりして
基本制御量2ZＳ、3ZＳを補正することにより雰囲気を安
定化する補正値を通常の演算により算出する演算手段で
あってもよい。
Ｃを算出する補正手段としてファジー演算手段６８ｂ、
６８ｃが用いられていたが、雰囲気の変化を先どりして
基本制御量2ZＳ、3ZＳを補正することにより雰囲気を安
定化する補正値を通常の演算により算出する演算手段で
あってもよい。
【００３３】また、前述の実施例の雰囲気制御装置は、
図３に示す制御機能により構成されているが、その制御
機能はたとえば予め記憶されたプログラムに従って実行
するマイクロコンピュータにより好適に実現される。
図３に示す制御機能により構成されているが、その制御
機能はたとえば予め記憶されたプログラムに従って実行
するマイクロコンピュータにより好適に実現される。
【００３４】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実
施することができる。
者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実
施することができる。
【図１】本発明が適用される連続熱処理炉の一例である
連続焼鈍炉の構成を説明する図である。
連続焼鈍炉の構成を説明する図である。
【図２】図１の連続焼鈍炉の雰囲気制御装置の要部構成
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】図２の雰囲気制御装置の制御機能を説明する機
能ブロック線図である。
能ブロック線図である。
【図４】ＣＯ濃度を評価するために、図３のファジー演
算手段において用いられるメンバーシップ関数である。
算手段において用いられるメンバーシップ関数である。
【図５】制御領域における制御偏差を評価するために、
図３のファジー演算手段において用いられるメンバーシ
ップ関数を示す図である。
図３のファジー演算手段において用いられるメンバーシ
ップ関数を示す図である。
【図６】評価値から補正値を求めるために、図３のファ
ジー演算手段において用いられるメンバーシップ関数を
示す図である。
ジー演算手段において用いられるメンバーシップ関数を
示す図である。
【図７】図４乃至図６に示すメンバーシップ関数からフ
ァジー推論により綜合メンバーシップ関数を決定する過
程を説明する図である。
ァジー推論により綜合メンバーシップ関数を決定する過
程を説明する図である。
【図８】図３に示す制御作動により得られた雰囲気を特
定の被加熱物について説明するタイムチャートである。
定の被加熱物について説明するタイムチャートである。
【図９】従来の雰囲気制御装置における図８に相当する
図である。
図である。
１０：連続焼鈍炉（連続熱処理炉） １２：炉体 １４：被加熱物 １６．１８：開閉扉 ３２ａ：制御領域（第１制御領域） ３２ｂ：制御領域、３２ｃ：制御領域（第２制御領域） ６４ａ：比較手段（第１雰囲気検出手段） ６６ｂ，６６ｃ：ＰＩＤ制御手段（フィードバック制御
手段） ６８ｂ、６８ｃ：ファジー演算手段（補正制御手段）
手段） ６８ｂ、６８ｃ：ファジー演算手段（補正制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今泉 正 愛知県丹羽郡扶桑町大字高雄字下山481番 地の２
Claims (2)
- 【請求項１】 入口および出口において開閉扉を有する
トンネル状の炉体内で被加熱物を移動させつつ該被加熱
物に対して所定の雰囲気下で連続的に熱処理を施す連続
熱処理炉において、該炉体内において分割された複数の
制御領域毎に雰囲気を制御する雰囲気制御装置であっ
て、 前記開閉扉に近い第１制御領域の雰囲気値を検出し、該
雰囲気に対応した信号を出力する第１雰囲気検出手段
と、 前記第１制御領域よりも前記炉体の中央側に位置する第
２制御領域の雰囲気を検出し、実際の雰囲気値と予め設
定された目標値との偏差が解消されるように該第２制御
領域に供給される雰囲気形成ガス量を制御するための基
本制御量を決定するフィードバック制御手段と、 予め設定された制御式から前記第１雰囲気検出手段から
の信号に基づいて前記第２制御領域の雰囲気を安定化す
るための補正値を決定し、該補正値を用いて前記基本制
御量を補正する補正制御手段と、 を、含むことを特徴とする連続熱処理炉の雰囲気制御装
置。 - 【請求項２】 前記補正制御手段は、前記第１雰囲気検
出手段からの偏差と前記第２制御領域のガス濃度とから
ファジー推論によって前記補正値を決定するものである
請求項１に記載の連続熱処理炉の雰囲気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23136793A JPH0791843A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 連続熱処理炉の雰囲気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23136793A JPH0791843A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 連続熱処理炉の雰囲気制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791843A true JPH0791843A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16922512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23136793A Pending JPH0791843A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 連続熱処理炉の雰囲気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791843A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007937A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 加熱炉制御装置 |
| CN102607263A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-25 | 上海海事大学 | 一种连续生产化真空气氛炉及其生产方法 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23136793A patent/JPH0791843A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010007937A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 加熱炉制御装置 |
| CN102607263A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-25 | 上海海事大学 | 一种连续生产化真空气氛炉及其生产方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |