JPH10228325A - 温度コントローラの消費電力モニタリング装置 - Google Patents

温度コントローラの消費電力モニタリング装置

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JPH10228325A
JPH10228325A JP3022497A JP3022497A JPH10228325A JP H10228325 A JPH10228325 A JP H10228325A JP 3022497 A JP3022497 A JP 3022497A JP 3022497 A JP3022497 A JP 3022497A JP H10228325 A JPH10228325 A JP H10228325A
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JP
Japan
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temperature
heater
control
power consumption
measured
Prior art date
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JP3022497A
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English (en)
Inventor
Satoshi Sato
聡 佐藤
Ryosuke Ashizuka
良介 芦塚
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】数百点にのぼる消費電力を安価に測定すること
を可能とし、成形機の電力効率を最適とする製造管理を
行うことができる温度コントローラの消費電力モニタリ
ング装置を提供する。 【解決手段】各ヒータの温度を測定する温度検出部と、
測定温度入力部と、それぞれのヒータにおける温度測定
値と設定温度との偏差を算出し、その算出結果に基づい
て、電力効率を最適としかつ各測定値を設定温度とする
よう各ヒータへの通電時間を決定する演算制御部と、そ
の決定情報を各ヒータに出力する制御量出力部とを備え
る。また、ホストコンピュータを設け、通信部を介して
温度測定値や決定情報をこのホストコンピュータに転送
し、ホストコンピュータにおけるデ−タ処理および評価
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、押出成形機に設け
られた金型やバレルに備えられたヒータの温度コントロ
ーラの消費電力をモニタリングする装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、1台の押出成形機の電動機のモー
タ電流を測定し、その測定値と、予め設定された電動機
の速度をその消費電力が最適となる電流設定値との偏差
を求め、その偏差値に基づいて、電動機の回転速度の補
正信号を出力して、電動機を制御する技術が特開平04
−226708号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来技術においては、少数の金型やバレルを備えた押出成
形機の駆動モータにおける消費電力の最適制御を管理し
ているものの、これまで、例えば、多数(5〜20点)
の金型やバレルを備えた押出成形機を対象とする制御
や、40〜80点程度のヒータを用いる押出成形機が複
数配設された工場において、全体で数百点にのぼる金型
やバレルの温度制御をするヒータの個々の消費電力を安
価にモニタリングする方法がなく、異常に電力を消費し
ているヒータや成形機に対し、適切な対応をとることが
難しいという問題があった。このような状況から、数百
点にのぼるヒータについて個々に消費電力を安価に測定
することができるモニタリング装置が望まれており、さ
らにこうした装置によるモニタリングにより、制御系の
問題や周囲環境の外乱の影響を予測することにより、き
め細かな、かつ合理的な製造管理が望まれている。
【0004】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
で、数百点にのぼる消費電力を安価に測定することを可
能とし、押出成形機の電力効率を最適とする製造管理を
行うことができる温度コントローラの消費電力モニタリ
ング装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の温度コントローラの消費電力モニタリン
グ装置は、複数のヒータを備えた押出成形機における当
該各ヒータの温度制御を行うための温度コントローラの
消費電力モニタリング装置であって、各ヒータの温度を
測定する温度検出部と、その測定された温度測定値が入
力される測定温度入力部と、それぞれのヒータにおける
上記温度測定値と予め各ヒータに設定された設定温度と
の偏差を算出し、その算出結果に基づいて、電力効率を
最適としかつ上記測定値を上記設定温度とするよう各ヒ
ータへの通電時間を決定する演算制御部と、その決定情
報を制御量として各ヒータに出力する制御量出力部とを
備えたことによって特徴付けられている。
【0006】また、複数のヒータを備えた押出成形機が
1つ以上配設された状態における温度コントローラの消
費電力モニタリング装置であって、押出成形機毎に、当
該各ヒータの温度を測定する温度検出部と、その測定さ
れた温度測定値が入力される測定温度入力部と、それぞ
れのヒータにおける上記温度測定値と予め各ヒータに設
定された設定温度との偏差を算出し、その算出結果に基
づいて、電力効率を最適としかつ上記測定値を上記設定
温度とするよう各ヒータへの通電時間を決定する演算制
御部と、その決定情報を制御量として各ヒータに出力す
る制御量出力部と、上記温度測定値および制御量を下記
ホストコンピュータに転送する通信部を備えるととも
に、各通信部から転送される上記温度測定値および制御
量に基づいて、配設されている押出成形機間における電
力効率を比較し、各押出成形機の制御評価を行うホスト
コンピュータを備えている構成であってもよい。
【0007】
【作用】複数のヒータ毎に設けられた温度検出部によ
り、ヒータの温度が測定され、演算制御部によってその
測定値と設定値との偏差に基づいて、各ヒータにおける
電力効率を最適とする通電時間が決定され、各ヒータに
フィードバックされるので、最適な温度制御が可能とな
る。
【0008】また、各押出成形機のモニタリング装置に
通信部を設け、各成形機のデ−タをホストコンピュータ
に転送する構成とすれば、ヒータが数百点にのぼる場合
でもホストコンピュータによって上記と同様に最適な温
度制御を行うことができ、押出成形機間、工場間におけ
る統計処理や比較検討が可能となり、電力効率の合理的
な制御ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図1は本発明の実
施の形態の構成を示す図である。
【0010】制御対象となる押出成形機10は、成形材
料をヒータ15によって加熱して均一な流動状態とする
とともに、加圧して連続的に送り出す押出機構10b,
成形材料を所定の形状に整える金型12からなる。そし
て、その金型12や複数個設けられたバレル13‥13
には、それぞれヒータ15が備えられており、このヒー
タ15によって温度制御がなされる。この温度制御を行
うための温度コントローラは消費電力をモニタリングす
る機能を備えた消費電力モニタリング装置20によって
構成されている。
【0011】これらの金型12やバレル13‥13に
は、それぞれ熱電対27が備えられており、これらの熱
電対27によって個別に温度測定が行われている。この
熱電対27からの測定温度は、測定温度入力部22に入
力される。演算制御部23では、測定温度と予め設定さ
れた金型12やバレル13の設定温度とを比較し、測定
温度がPID制御やファジィ制御ロジックに従って設定
温度となるようヒータ15への通電時間が決定される。
PID制御による動作は、ハンチングのない滑らかなコ
ントロールを可能とする比例動作と、設定値に対する一
定の誤差、すなわち、オフセットを自動的に修正可能と
する積分動作と、外乱に対する応答を早くする微分動作
を組み合わせたもので無駄時間のある制御対象にも優れ
た制御となっている。操作部24では、この通電時間を
制御量としてヒータ15に与えるよう制御量出力部21
を駆動させる。この制御量出力部21によって各ヒータ
15は上記の通電時間情報が供給され、リレー等のオン
オフ動作、すなわち、ON率(ON時間/ON時間+O
FF時間)を変化させることによって、ヒータ15への
電力のコントロールを行うことができる。
【0012】また、温度測定値や制御量情報は、他のコ
ンピュータへ転送可能であり、操作部24を介して通信
部26から転送される構成となっている。また、表示部
25が設けられ、種々の入出力デ−タやモニタリング情
報が表示される。
【0013】以上の構成からなる消費電力モニタリング
装置での温度制御を以下に詳細に説明する。図3は本実
施の形態で適用される装置を用いて温度制御を行う際の
一つの制御チャンネルにおける温度変化、制御出力率、
リレー動作の一例をタイミングチャートで示した図であ
る。
【0014】ここでは上記したPID制御などの制御ロ
ジックで算出された制御出力量を一定の制御周期の中の
通電時間に換算する「時間比例制御方式」が用いられて
いる。まず、制御出力率Yk は、各制御周期において、
温度の設定値と測定値との偏差から算出される。そし
て、制御周期Tcを例えば20秒とした場合、制御開始
後k回目の制御出力率Ykが40%であれば、通電時間
k =制御周期Tc×制御出力率(20秒×0.4=8
秒)により、8秒が通電時間、残りの12秒は通電オフ
時間となる。この通電時間tk は、各ヒータについてそ
れぞれ独立に算出される。
【0015】図4は制御対象が10個ある場合の各制御
チャンネルの制御出力率とリレーのオンオフ動作のタイ
ミングチャートおよび平均通電時間Tn/a の一例を示
す。ここで、平均通電時間Tn/a とは、各チャンネル毎
に一定時間Ta の間の各チャンネルのリレーのオン時間
を積算し、その積算値Tn をTa で割った値である。こ
の平均通電時間Tn/a をチャンネル間で比較することに
より、各ヒータの電力効率の差が分かり、以下に示す分
析を行うことにより、電力効率の最適化を行うことがで
きる。
【0016】図5にこの図4の結果から評価を行う一例
を説明するためにこれらのTn/a を大きい順に並べか
え、表示部25の表示画面に表示した例を示す。ここで
第3チャンネルの通電時間が他のチャンネルに比べて大
きいことが分かり、このことから第3チャンネルのヒー
タ定格や保温方法、周囲温度変化などに何らかの問題が
あることが推定され、これらの問題を解決することによ
ってヒータの電力効率を改善することができる。
【0017】さらに図6に、図4に示した各チャンネル
の通電時間tk の標準偏差を、図5同様表示部25の表
示画面に表示した例を示す。ここで、第4チャンネルの
ように、定常状態の温度が一定で出力率の平均値が正常
でも、制御出力率の標準偏差が大きい場合には、例えば
外乱などの影響で一定温度に保つための制御出力率が変
動していることが推定され、外乱の要因を排除すること
により、安定した生産条件を設定することができる。
【0018】図7に各チャンネルの月毎のTn/a を1年
間を通じて経時的に示したグラフを表示部25の表示画
面に表示した例を示す。ここで、第7チャンネルのよう
に、季節変動が特に大きい部分は、例えば冷却空気が外
気温の変動を受けていることが原因と推定され、これに
より、ヒータの温度制御の安定化を促進するための対策
を講じる必要があることを認識することができる。
【0019】このように、各ヒータにおいて平均通電時
間Tn/a をモニタリングすることができ、これらのヒー
タ間の電力効率を比較することによる評価が可能にな
る。この場合、通電時間tk の時間変動、最大値、最小
値および標準偏差を求めることにより、制御出力率のば
らつきを見て、制御の安定性を評価することもできる。
また、予め各ヒータの電流容量を設計値または実測値か
ら求めておき、これを通電時間tk に乗ずることで、ヒ
ータの消費電力を推定することもできる。
【0020】以上、ヒータの通電時間を測定することに
より、制御状態が正常かどうかを判断したり、異常箇所
の特定を行って制御系や周囲環境を改善するデ−タを得
る方法を示した。なお、上記実施の形態では、温度検出
部には熱電対を用い、またリレーのオンオフ制御を用い
たが、これらに限ることなく、応答速度や精度のよい制
御性能が必要とされる場合は、熱電対の替わりに測温抵
抗体を用いたり、また、リレーのオンオフ制御の替わり
にサイリスタ等によるパルス変調制御や連続的なアナロ
グ出力制御方式を用いてもよい。
【0021】なお、上記実施の形態では温度コントロー
ラの画面上に各加工デ−タを表示するようにしている
が、これはプリンタで印刷したり、測定デ−タを通信に
よってホストコンピュータに転送して、ホストコンピュ
ータ上で各種統計処理を行ってもかまわない。このホス
トコンピュータを用いた構成を図2に示す。
【0022】押出成形機M1 ‥Mn が複数個配設されて
おり、各押出成形機における測定温度デ−タや、演算制
御部C123 の演算結果が通信部C126 を介して、ホスト
コンピュータ30の転送デ−タ入力部31に入力され
る。この転送デ−タはデ−タ処理部32で上記演算制御
部23と同様の処理が行われ、その出力結果は、処理結
果出力部33を介して各押出成形機M1 ‥Mn の通信部
126 にフィードバックされたり、あるいは表示画面等
で別の出力形態(図示せず)をとることもできる構成と
なっている。このように、複数の押出成形機が配設され
たラインでは、ホストコンピュータ30におけるデ−タ
処理部32で押出成形機間の制御状態の比較検討を行う
こともできる。さらに、複数の工場で同じような成形ラ
インをもつ場合は、各工場のデ−タを比較検討すること
も可能である。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の温度コント
ローラのモニタリング装置は、各ヒータの温度を測定す
る温度検出部と、測定温度入力部と、それぞれのヒータ
における温度測定値と設定温度との偏差を算出し、その
算出結果に基づいて、電力効率を最適としかつ各測定値
を設定温度とするよう各ヒータへの通電時間を決定する
演算制御部と、その決定情報を各ヒータに出力する制御
量出力部とを備えた構成としたので、各ヒータは最適な
温度制御が効率よく行われる。また、各押出成形機のモ
ニタリング装置に通信部を設け、各成形機のデ−タをホ
ストコンピュータに転送する構成とすれば、ヒータが数
百点にのぼる場合でもホストコンピュータによって上記
の最適な温度制御を同様に行うことができるとともに、
押出成形機間あるいは工場間における統計処理も可能に
なり、これらの処理結果を比較検討することで制御系の
問題点や周囲環境の外乱の指定が可能となり、電力効率
の合理的な制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示す図
【図2】本発明のもう1つの実施の形態の構成を示す図
【図3】本実施の形態で適用される装置を用いて温度制
御を行う際の一つの制御チャンネルにおける温度変化、
制御出力率、リレー動作の一例をタイミングチャートで
示した図
【図4】本実施の形態で適用される装置を用いて温度制
御を行う際、制御対象が10個ある場合の各制御チャン
ネルの制御出力率とリレーのオンオフ動作のタイミング
チャートおよび平均通電時間Tn/a の一例を示す図
【図5】図4の示した各チャンネルの評価を行う一例を
説明するための図
【図6】図4に示した各チャンネルの通電時間tk の標
準偏差を示す図
【図7】図4に示した各チャンネルの月毎のTn/a を1
年間を通じて経時的に示した図
【符号の説明】
10,M1 ‥Mn ‥‥押出成形機 12‥‥金型 13‥‥バレル 15‥‥ヒータ 20‥‥消費電力モニタリング装置 27‥‥熱電対 21,C121 ‥‥制御量出力部 22,C122 ‥‥測定温度入力部 23,C123 ‥‥演算制御部 24‥‥操作部 25‥‥表示部 26, 1 ‥Cn ‥‥通信部 30‥‥ホストコンピュータ 31‥‥転送デ−タ入力部 32‥‥デ−タ処理部 33‥‥処理結果出力部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のヒータを備えた押出成形機におけ
    る当該各ヒータの温度制御を行うための温度コントロー
    ラの消費電力モニタリング装置であって、各ヒータの温
    度を測定する温度検出部と、その測定された温度測定値
    が入力される測定温度入力部と、それぞれのヒータにお
    ける上記温度測定値と予め各ヒータに設定された設定温
    度との偏差を算出し、その算出結果に基づいて、電力効
    率を最適としかつ上記測定値を上記設定温度とするよう
    各ヒータへの通電時間を決定する演算制御部と、その決
    定情報を制御量として各ヒータに出力する制御量出力部
    とを備えたことを特徴とする温度コントローラの消費電
    力モニタリング装置。
  2. 【請求項2】 複数のヒータを備えた押出成形機が1つ
    以上配設された状態における温度コントローラの消費電
    力モニタリング装置であって、押出成形機毎に、当該各
    ヒータの温度を測定する温度検出部と、その測定された
    温度測定値が入力される測定温度入力部と、それぞれの
    ヒータにおける上記温度測定値と予め各ヒータに設定さ
    れた設定温度との偏差を算出し、その算出結果に基づい
    て、電力効率を最適としかつ上記測定値を上記設定温度
    とするよう各ヒータへの通電時間を決定する演算制御部
    と、その決定情報を制御量として各ヒータに出力する制
    御量出力部と、上記温度測定値および制御量を下記ホス
    トコンピュータに転送する通信部を備えるとともに、各
    通信部から転送される上記温度測定値および制御量に基
    づいて、配設されている押出成形機間における電力効率
    を比較し、各押出成形機の制御評価を行うホストコンピ
    ュータを備えていることを特徴とする温度コントローラ
    の消費電力モニタリング装置
JP3022497A 1997-02-14 1997-02-14 温度コントローラの消費電力モニタリング装置 Pending JPH10228325A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003220907A (ja) * 2002-01-31 2003-08-05 Denso Corp 車両用配電装置およびユーザー後付け負荷接続用の補助端子
CN113358719A (zh) * 2021-06-07 2021-09-07 深圳市中志环境科技有限公司 一种多参数气体恒温监测装置及网格化空气质量监测系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003220907A (ja) * 2002-01-31 2003-08-05 Denso Corp 車両用配電装置およびユーザー後付け負荷接続用の補助端子
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