JPS58208817A

JPS58208817A - 温度調節器

Info

Publication number: JPS58208817A
Application number: JP57091859A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nagao; 敏明長尾; Yasuyuki Sukimoto; 鋤本　泰行
Original assignee: Tateisi Electronics Co; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1983-12-05
Also published as: US4607962A; DE3319302C2; DE3319302A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は出力操作部の制御出方のオン・オフ比率、す
なわち出方比率を変化して制御対象の温度を制御する温
度調節器に関する。

一般に、検出される制御対象の温度と設定される目標値
とに基づいて演算器で、サンプリング周期毎に所定の演
算を行ないその演算結果にょ多出力操作部のオン・オフ
出力比率を変化し、その出力操作量を制御対象に加え制
御対象の温度を制御する温度調節器がある。この種の温
度調節器において、出力操作部にリレー等比較的開閉頻
度を下げる必要のあるものを使用する場合、従来は第１
図に示すように比較的周期の小さいサンプリング周期〔
第１図（１）Ｓｌ・Ｓ２・・・Ｓ１６参照〕に対し、こ
のサンプリング周期の数倍の長さを待つ比例周期〔第１
図（３）ＴＩ・Ｔ２川参照〕でオン・オフ操作するよう
にしている。すなわち演算部における出方比率の演算は
、サンプリング周期毎に行ない、その都度出力比率を得
るようにしている〔第１図（２）０１・０２・・・・・
・０１６参照〕がその各サンプリング周期毎の出力比率
は比例周期の間加算され、（たとえば比例周期Ｔ１で０
１＋０２＋・・・＋０８が加算され）次の比例周期（た
とえばＴ２）でその加算比重分だけリレーがオンされる
〔第１図（４）参照〕ものであった。リレー等のように
開閉頻度を下げる必要のあるものでは、サンプリング周
期が小さい場合。

サンプリング周期よυ数倍の長さの比例周期で開閉動作
させるのはやむを得ぬことではあるが、この場合温度変
化に対応してリレー等が動作するのが必ず１比例周期分
遅れ、制御対象の負荷応答速度が速い場合には温度変化
に追随できず安定な制御をなし得ないという欠点がある
。

この発明の目的は、上記した従来の温度調節器の欠点を
解消し、出力操作部の開閉頻度をそれほど上げることな
く、それでいて温度変化に対する応答性の良い温度調節
器を提供するにある。

以上の目的を達成するためにこの発明の温度調節器は、
サンプリング周期の数周期を含む比例周期毎に、サンプ
リング周期に対応して時系列的に小値から大仏に直線的
に順次開化する比較出力比率信号を発生する手段と、各
サンプリング周期毎に算出される出力比率と前記比較出
力比率とを逐次比較する手段とを備え出力比率の大なる
場合に。

次のサンプリング周期に出力操作部をオンさせるように
したことを特徴としている。

この発明の温度調節器の原理を第２図に示すタイムチャ
ートを参照して説明する。同図において（１）はサンプ
リング周期Ｓ１　・Ｓ２・・・・・Ｓ１６を示しており
　、　（２）は各サンプリング周期Ｓ１　・Ｓ２・・・
Ｓ１６に対応する演算出力比率例を示しておシ（３）は
８回のサンプリング周期毎に１回生じる比例周期Ｔ１・
Ｔ２・・・・を示しておシ、これらサンプリング周期。

演算出力比率、比例周期については第１図（１）〜（３
）に示した従来のものと変るところはない。第２図（４
）は比較出力比率Ｃ１・Ｃ２・・・・・Ｃ８を示してお
シ。

サンプリング周期が時間順次にＳｌ・Ｓ２・・・ｓ８と
移動するにつれて対応する比較出力比率が小値Ｃ１から
大仏Ｃ８まで直線的に順次大きくなるように変化してい
る。そしてこの０１からＣ８までの比較出力比率は比例
周期毎に繰シ返される。

出力操作部における制御出力は一１第２図（２）に出す
出力比率０１・０２・・・・０８と、第２図（４）に示
す比較出力比率Ｃ１・Ｃ２・・・Ｃ８の各サンプリング
周期Ｓ１・Ｓ２・・・毎の比較によって算出される。

比較の結果比較出力比率Ｃ１・Ｃ２・・・Ｃ８に対し出
力比率が大なる場合に次のサンプリング周期に制御出力
が得られる。図示例ではサンプリング周期Ｓ１では動作
のヌタートゆえ第２図（５）に示す制御出力Ｐをオンに
しておシ、また０　１＞ＣＩなので次のサンプリング周
期Ｓ２で制御出力Ｐをオンにし、同様に０２＞０２なの
でやはシ次のサンプリング周期Ｓ６で制御出力Ｐをオン
にしている。

しかし０３＜０３なので次のサンプリング周期Ｓ４では
制御出力Ｐはオフされる。このようにこの発明の温度調
節器では各サンプリング周期毎に出力比率０１・０２・
・・・・・０８と比較出力比率Ｃ１・Ｃ２・・・Ｃ８を
逐次比較し、比較結果に基づき制御出力をオン・オフす
るようにしている。

以下≠今待図面に示す実施例によフこの発明をさらに詳
細に説明する。

第６図はこの発明が実施される温度調節器のブロック図
である。同図において１は制御対象９の温度を常時検出
する温度検出器である。この温度検出器１はたとえば熱
電対温度計。サーミヌタ温度計等が使用される。２は温
度検出器１で検出された温度に対応するアナログ信号を
規定のレベルまで増幅する増幅器である。増幅器２で検
出された温度に対応するアナログ信号はＡＤ変換器６で
デジタル量に変換されて演算器（マイクロプロセッサ）
４に取シ込まれる。目標値は設定器５によって設定され
、Ｐ−Ｉ−Ｄ定数等のパラメータも同じくパラメータ設
定器６によって設定され、目標値はデジタ／ｌ／値で、
Ｐ・工・Ｄパラメータはアナログ的に設定されＡＤ変換
器６を経ていずれも演算器４に取込まれる。演算器４は
検出温度、目標値、Ｐ・■・Ｄ定数等に基づき所定の演
算を行ない、出力操作部８を介して出力操作量を出力し
制御対象９を設定された状態に制御するようにしている
。出力操作部８は、たとえばリレーで形成され、このリ
レーは、演算器４で演算され出力される圧力比率に基づ
いてオン・オフされる。制御対象９はたとえば加熱機（
あるいは冷却機）等で形成されリレーのオン・オフに応
じて加熱機は加熱・放熱を繰シ返す。７は、各データを
表示するだめの表示器である。この表示器は通常検出温
度を表示している。１０は表示切換入力処理部であって
ここに設けられるスイッチを操作する毎に通常は検出温
度を表示する表示器７で、目標値やパラメータ値かステ
ップ歩進的に順次表示されるようになっている。

次に９以上のように構成される温度調節器の一般的な動
作を第４図に示す通常処理フロー、竺５図に示すタイマ
割込フローに基づいて説明する。

なお第４図、第５図に示す処理動作は演算器４の制御に
よシ実行される。

先ず電源スィッチがオンされて電源投入されると演算器
４における各種レジフタ類がＯにされる等のいわゆるイ
ニシャライズ処理が行なわれる。

（ステップｓ’ｒｉ）。そして最初に温度入力処理すな
わち温度検量器１で検出された温度の演算器４へΩ取込
を行なう（ＳＴ２，５Ｔ３）。続いてその温度の表示処
理を行なった（ＳＴ４）後、目標値の設定処理に移る。

すなわち設定器５で設定された目標値を演算器４に取込
む（ＳＴ５　、　ＳＴ６　）。

さらに続いて設定器６よシ設定される各種パラメータを
やはシ演算器４に取込む（ＳＴ７．５Ｔ８）。

これらＳＴ２からＳＴ８までの各データの取込みが行な
われた後、それらのデータに基いて制御演算処理（ＳＴ
９）、出力演算処理（ＳＴＩ　Ｏ）　、出力操作処理（
ＳＴ１１　）　、サンプリング管理処理（ＳＴ１２）が
行なわれる。そしてＳＴ２から５Ｔ１２までのサイクル
処理かサンプリング時間毎に繰シ返し行なわれる。

また上記したサンプリング時間よシも非常に短かい時間
サイクルで、第５図に示すタイマ割込がかけられそれぞ
れ必要に応じ表示出力処′理（’１ｌＴ１３）。

設定入力処理（ＳＴ１４）。出力管理処理（ＳＴ１５）
が行なわれるようになっている。

次に上記した一般的な通常処理フローのうちで。

この出願の発明の特徴的部分である出力操作処理動作を
第６図によシ説明する。

電源投入後のサンプリング周期で先ずイニシャライズ処
理され、続いて温度入力処理、目標値設。

定処理、パラメータ処理、制御演算処理等なされること
上記した通シ（第４図ＳＴＩ〜Ｓ’ｒ９）であるが、こ
れらの処理に続いて出力演算処理に入ると、ＳＴ９の制
御演算処理に基づいて、サンプリング出力比率が算出さ
れ成立する（ＳＴ　１０１　）。

次にそのサンプリング周期における逐次比較出力比率が
成立しくＳＴ　１０２　）　、続いてサンプリング出力
比率と逐次比較出力比率とを比較する（ＳＴ１０３）。

たとえば第２図に示すタイムチャートのサンプリング周
期Ｓ４を例にとると、サンプリング出力比率として０４
が成立し、逐次比較出力比率としてＣ４が成立し９両出
力比率０４と０４が比較される。

比較の結果逐次比較出力比率に比べてサンプリング出力
比率が小さい場合（ＳＴ−１０４判定ＹＥ　Ｓ）は。

次のサンプリング周期における制御出力のオフが決定さ
れ（ＳＴ１１５）、逆にサンプリング出力比率の方が大
きい場合（５Ｔ１０４判定ＮＯ）には９次のサンプリン
グ周期における制御出力のオンが決定される（ＳＴ１１
１）。Ｓ　Ｔ　１１５で出力オフが決定さレタ場合は、
５Ｔ１２のサンプリング周期管理すなわち所定のサンプ
リング周期の時間計数を経て次のサンプリング周期の動
作に移る。

５Ｔ１１１で出力オンが決定された場合は１次にサンプ
リング出力比率と逐次比較出力比率との差を算出する（
ＳＴ１１２　）。この差は直接的には第７図に示すよう
に、　０ｉ−Ｃｉ　＝　Ｔｏとなるが、このＴＯのサン
プリング周期Ｔ８　に対する比率で比例周期Ｔに対する
時間Ｔｅに換算する。すなわち換算された差時間ＴｃはＴｃ　＝　Ｔｏ・□ ｇで表わせる。

次に差時間Ｔｃとサンプリング周期Ｔｓを比較しくＳＴ
　１１３　）　、差時間ＴｃＯ方が大であれば５Ｔ１２
のサンプリング周期管理を経て次のサンプリング周期の
動作に移る。この場合法のサンプリング周期では全周期
間制御出力がオンされることになる。５Ｔ１１３での比
較の結果差時間Ｔｃの方が小の場合は、差時間Ｔｃを別
に設けるカウンタにセットしこのカウンタにて制御出力
の管理を行なう（ＳＴ１１４）。そして次のサンプリン
グ周期にサンプリング周期Ｔｓよシも短かい時間Ｔｃだ
け制御出力がオンされる。ここで使用されるカウンタは
タイマ割込みにて管理されその分解能はタイマ割込みの
同期によって決定される。もちろんこのカウンタは演算
器４に内蔵される記憶部Ｍに配されている。

る場合でも出力比率と逐次比較出力比率の差に対応して
９次のサンプリング周期の制御出力をオンするようにし
ているのはよシきめの細かい制御をなすためである。

以上のようにこの発明の温度調節器によれば。

サンプリング周期の数周期を含む比例周期にサンプリン
グ周期に対応して時系列的に小値から天領に直線的に順
次変化する比較出力比率信号を発生し、各サンプリング
周期毎に算出される出力比率と比較出力比率を逐次比較
し、その比較出力に基づいて出力操作部の制御出力をオ
ン・オフするものであるから、比例周期をどんなに長く
してもサンプリング周期毎の管理が可能であり、早い出
力応答を得ることができ、制御対象の急変にも追随して
適正な制御をなすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度調節器の動作原理を説明するための
タイムチャート、第２図はこの発明の温度調節器の動作
原理を説明するためのタイムチャート、第５図はこの発
明が実施される温度調節器のブロック図、第４図は第３
図に示す温度調節器の通常処理フローを示す図、第５図
は同タイマ割込処理フローを示す図、第６図はこの発明
に係わる出力演算処理ルーチン及び出力操作処理ルーチ
ンの詳細を示すフロー図、第７図は第６図のフローによ
る動作説明に参照するため第２図のタイミングチャート
をサンプリング周期Ｓ４ψＳ５について拡大した図であ
る。１：！度検出器、　４：演算器、　５：目標値設定器、
　６：パラメータ設定器、　７：表示器、　８：出力操
作部、　９：制御対象。１０：表示切換入力部。特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信

Claims

【特許請求の範囲】

（１）制御対象の温度を検出する手段と、目標値を設定
゛する手段と、前記温度検出手段よシの検出温度及び前
記目標値設定手段よ多の目標値によシサンフリング周期
毎に所定の演算を行ないオン・オフ出力比率を算出する
演算部と、この演算部・の演算結果によシ対応する操作
量を出力する出力操作部とを含む温度調節器において。前記サンプリング周期の数周期を含む比例周期毎に、前
記サンプリング周期に対応して時系列的に小値から大鑑
に直線的に順次変化する比較出力比率信号を発生する手
段と、前記出力比率と前記比較出力比率とを前記サンプ
リング周期毎に逐次比較する手段とを備え、前記出力比
率の大なる場合に、その次のサンプリング周期に前記出
力操作部をオンさせるようにしたことを特徴とする温度
調節器。