JPS5830499B2 - Combustion amount control method with two types of control modes - Google Patents

Combustion amount control method with two types of control modes

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JPS5830499B2
JPS5830499B2 JP4587480A JP4587480A JPS5830499B2 JP S5830499 B2 JPS5830499 B2 JP S5830499B2 JP 4587480 A JP4587480 A JP 4587480A JP 4587480 A JP4587480 A JP 4587480A JP S5830499 B2 JPS5830499 B2 JP S5830499B2
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control
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output
combustion amount
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真名 稲荷
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Chugai Ro Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バーナの出力量を調節するための2種の制御
モードを有する燃焼量制御方法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a combustion amount control method having two types of control modes for adjusting the output amount of a burner.

従来、バーナの燃焼出力制御は、バーナの燃焼量がある
程度小さくなる場合、バーナ等の特性上、燃焼が不安定
になるため、燃焼を停止させることにより行っていた。
Conventionally, combustion output control of a burner has been performed by stopping combustion, since combustion becomes unstable due to the characteristics of the burner and the like when the combustion amount of the burner becomes small to a certain extent.

すなわち、制御出力として指示する燃焼量が、ある値以
上の場合は連続比例的に、または断続的に燃焼量を調節
し、ある値より小さい場合は、再度その値以上になるま
で燃焼を停止させていた。
In other words, if the combustion amount instructed as a control output is greater than a certain value, the combustion amount is adjusted continuously or intermittently, and if it is less than a certain value, combustion is stopped until it reaches that value again. was.

したがって、これらの方法では前記制御出力がある値以
下の場合には、炉温調節も停止することとなり、炉温変
動が大きくなるという欠点を有していた。
Therefore, these methods have the disadvantage that when the control output is below a certain value, the furnace temperature adjustment is also stopped, resulting in large fluctuations in the furnace temperature.

また、バーナの燃焼再開時においても、燃焼量が必要以
上に過大となる傾向にあり、炉およびバーナ等にとって
も好ましいものではなかった。
Furthermore, even when the burner restarts combustion, the amount of combustion tends to be more than necessary, which is not preferable for the furnace, burner, etc.

本発明は、前記従来の欠点に鑑みてなされたもので、そ
の目的はバーナ等に対する制御性能を改善するとともに
、炉およびバーナ等の効率的使用を可能とする2つの制
御モードを有する燃焼量制御方法を提供することにある
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional art, and its purpose is to improve the control performance for burners, etc., and to control the combustion amount by having two control modes that enable efficient use of the furnace, burners, etc. The purpose is to provide a method.

次に、本発明を一実施例である図面にしたがって説明す
る。
Next, the present invention will be explained with reference to the drawings, which are one embodiment.

第1図は、本発明に係る制御方法を実現する熱処理炉の
制御系を示す系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a control system of a heat treatment furnace that implements the control method according to the present invention.

図において、1は熱処理炉でバニナ2および温度センサ
3を設けている。
In the figure, 1 is a heat treatment furnace provided with a vanina 2 and a temperature sensor 3.

バーナ2は、中間部にバルブ4を配した管5より燃料ガ
スの供給を受けている。
The burner 2 receives fuel gas from a pipe 5 having a valve 4 disposed in the middle thereof.

なお、燃焼用空気は図示しないが燃料ガスと同じように
供給を受けている。
Although combustion air is not shown, it is supplied in the same way as fuel gas.

また、センサ3は、炉温を測定して、PID演算器6に
炉温測定値Tを送っている。
Further, the sensor 3 measures the furnace temperature and sends the furnace temperature measurement value T to the PID calculator 6.

PID演算器6は、予めに力された炉温設定値To、そ
の他定数類と前記炉温測定値Tとから制御量を演算し、
電流形i(△T)として切換スイッチ7に入力している
The PID calculator 6 calculates a control amount from the furnace temperature set value To input in advance, other constants, and the furnace temperature measurement value T,
It is input to the changeover switch 7 as a current type i (ΔT).

すなわち、切換スイッチ7にて、前記制御出力i(△T
)と境界値設定器8により指示される境界値i (k)
とを比較させ、制御出力i(△T)が境界値i (k)
以上の場合は図において右方に、そうでない場合は左方
に切換え、接続させている。
That is, the control output i(△T
) and the boundary value i (k) specified by the boundary value setter 8
The control output i (△T) is the boundary value i (k)
In the above cases, the connection is switched to the right side in the figure, and in other cases, the connection is switched to the left side.

この場合i(△T)とi (k)が等しい場合、右方に
切換わるが、これに限らないことは勿論である。
In this case, when i (ΔT) and i (k) are equal, the switch is made to the right, but of course this is not limited to this.

ここで、バーナ2の燃焼量の最大値に対する安定、不安
定域の境界における値の比率をk (%、lとし、この
状態を生じさせるための制御出力の大きさを1(k)と
すると、境界値設定器8は、予め設定された前記比率k
[有]を電流形の境界値1(k)に変換して切換スイッ
チ7および0N−OFF時間比例変換器9に入力するも
のである。
Here, if the ratio of the value at the boundary between the stable and unstable regions to the maximum combustion amount of burner 2 is k (%, l), and the magnitude of the control output to produce this state is 1 (k), then , the boundary value setter 8 sets the preset ratio k
[Yes] is converted into a current type boundary value 1(k) and inputted to the changeover switch 7 and the ON-OFF time proportional converter 9.

なお、比率にの値はバーナ2により決まる特性値で、設
定値の大きさは調節できるようにしておく。
Note that the value of the ratio is a characteristic value determined by the burner 2, and the magnitude of the set value can be adjusted.

よって、PID演算器6は、切換スイッチ7が右方に接
続した状態では直接、また、左方に接続した状態では0
N−OFF時間比例変換器9を介してアクチュエータ1
0につながることとなる。
Therefore, the PID calculator 6 operates directly when the changeover switch 7 is connected to the right side, and 0 when the changeover switch 7 is connected to the left side.
Actuator 1 via N-OFF time proportional converter 9
This will lead to 0.

0N−OFF時間比例変換器9は、一定値すなわち前記
境界値i (k)に等しい電流のみを出力し、その出力
時間t。
The ON-OFF time proportional converter 9 outputs only a current equal to a constant value, that is, the boundary value i (k), for an output time t.

により燃焼量を調節するものである。The amount of combustion is adjusted by

出力時間t。は、制御出力i(△T)に比例して決めら
れる。
Output time t. is determined in proportion to the control output i(ΔT).

アクチユエータ10はバルブ4と結合しており、入力電
流■の大きさに比例して回転角すなわち開度を変え流量
を調節している。
The actuator 10 is connected to the valve 4, and adjusts the flow rate by changing the rotation angle, that is, the opening degree, in proportion to the magnitude of the input current (2).

したがって、制御出力i(△T)が境界値1(k)以上
(安定域)の場合は、前記入力電流■は制御出力i(△
T)と等しくなり、バルブ4の開度は連続的に制御(連
続制御)される。
Therefore, when the control output i (△T) is the boundary value 1 (k) or more (stable region), the input current ■ is the control output i (△
T), and the opening degree of the valve 4 is continuously controlled (continuous control).

また、制御量i(△T)が境界値i (k)より小(不
安定域)の場合は、バルブ4は0N−OFF時間比例変
換器9により、0N−OFFの時間が比例制御される。
Further, when the controlled amount i (△T) is smaller than the boundary value i (k) (unstable region), the valve 4 is proportionally controlled for the 0N-OFF time by the 0N-OFF time proportional converter 9. .

次に、前記装置における演算につき具体的に説明する。Next, the calculations in the device will be specifically explained.

まず、PID演算器1において、次式により偏差△Tお
よび制御出力i(△T)が演算される。
First, the PID calculator 1 calculates the deviation ΔT and the control output i(ΔT) using the following equation.

ここで To :炉温設定値(前述) P、T1.T :PID定数 である。here To: Furnace temperature set value (described above) P, T1. T: PID constant It is.

なお、(2)式による制御出力i(△T)は、4 mA
< i (△T ) <20 −・−・・−(
3)となるように定数類を決める。
Note that the control output i (△T) according to equation (2) is 4 mA
< i (△T ) <20 −・−・・−(
3) Decide the constant classes so that

境界値設定器8における、前記比率に□□□〕から境果
値i (k)への変換は次式による。
The boundary value setter 8 converts the ratio □□□] to the boundary value i (k) according to the following equation.

比率k(%)は、バーナ2の特性に応じて決まる可変量
で、通常30饅前後である。
The ratio k (%) is a variable amount determined according to the characteristics of the burner 2, and is usually around 30 yen.

切換スイッチ7における比較演算(制御出力i(△T)
−境界値i (k) )の結果、前記のように次の2通
りの制御に分かれる。
Comparison calculation at changeover switch 7 (control output i(△T)
- boundary value i (k) ), the following two types of control are performed as described above.

1)i(△T ) −1(k)>0の時 I=i(△T ) (mA) −−(5
)ここで、■は前記アクチュエータの入力電流でi (
k)< I≦20 (mA:) ・・・
・・−(6)である。
1) When i(△T) -1(k)>0, I=i(△T) (mA) --(5
) Here, ■ is the input current of the actuator i (
k)<I≦20 (mA:)...
...-(6).

制御出力i(△T)と入力端子■との関係を第2図に示
す。
The relationship between the control output i (ΔT) and the input terminal ■ is shown in FIG.

1i)i(△T ) −i (k)< Oの時前記出力
時間t。
1i) When i(△T)-i(k)<O, the output time t.

は、0N−OFF時間比例変換器9において制御出力i
(△T)に応じて決められ となる。
is the control output i in the ON-OFF time proportional converter 9
(ΔT).

ここで、tsはサイクル時間で、炉の構造、処理材およ
び処理量等により決まる経験値で可変量であり、予め入
力しておく。
Here, ts is a cycle time, which is an empirical value determined by the furnace structure, processing material, processing amount, etc., and is a variable amount, and is input in advance.

例えば、1〜5分の間で設定した1サイクル(時間ts
)内における経過時間tと入力電流値との関係は、 O≦t≦toの間の入力電流値はI −i (k)・・
・・・・ (8) 1o<1<13の間の入力電流値はI=0(9) となり、i(△T) 1(k)<Oである限り、(8
)。
For example, one cycle (time ts
) The relationship between the elapsed time t and the input current value is as follows: The input current value between O≦t≦to is I −i (k)...
(8) The input current value between 1o<1<13 is I=0(9), and as long as i(△T)1(k)<O, (8
).

(9)の繰返しとなる。(9) is repeated.

この場合の時間tと入力電流■との関係を第3図に示す
The relationship between time t and input current (2) in this case is shown in FIG.

つづいて、アクチュエータ10は入力電流■によりバル
ブ4の開度を調節する。
Subsequently, the actuator 10 adjusts the opening degree of the valve 4 using the input current (2).

以上により、燃料等の供給量、したがって炉温か調節さ
れる。
As described above, the supply amount of fuel, etc., and therefore the furnace temperature are adjusted.

なお、前記では炉温をバーナの燃焼量で制御する例につ
いて説明したが、他の装置で熱媒体等により加熱・冷却
制御においても適用できる。
Note that although the example in which the furnace temperature is controlled by the combustion amount of the burner has been described above, the present invention can also be applied to heating/cooling control using a heat medium or the like in other devices.

また第1図において、破線部についてはマイクロコント
ローラに置換えてもよい。
Further, in FIG. 1, the broken line portion may be replaced with a microcontroller.

この場合、予め、マイクロコントローラには炉温設定値
To、比率k〔φ〕、PID定数定数T1.Tp、サイ
クル時間を記憶させておき、その後、第5図に示す概略
フローにしたがって制御される。
In this case, the microcontroller is programmed in advance with a furnace temperature set value To, a ratio k [φ], a PID constant T1. Tp and cycle time are stored and then controlled according to the schematic flow shown in FIG.

すなわち、まず炉温設定値To、PID定数P。That is, first, the furnace temperature setting value To and the PID constant P.

T1.T(ステップ1,3)および炉温測定値T(ステ
ップ2)とからPID演算が行われる(ステップ4)。
T1. PID calculation is performed from T (steps 1, 3) and the furnace temperature measurement value T (step 2) (step 4).

演算値である制御出力1(△T)は境界値i (k)と
比較され、制御出力i(△T)が境界値、(k)以上刃
入より小さいかにより、後記の2通りのうちいずれかへ
の分岐が行われる(ステップ5〜7)。
Control output 1 (△T), which is the calculated value, is compared with the boundary value i (k), and depending on whether the control output i (△T) is smaller than the boundary value (k) or more than the cutting depth, one of the two methods described below is selected. A branch to either is made (steps 5-7).

制御出力l(△T)が境界値i (k)以上の場合はi
(△T)が出力とされ(ステップ8)、他の場合には、
さらにサイクル時間tsを読みとらせ(ステップ9)、
0N−OFF時間比例の演算を行わせ(ステップ10)
出力する(ステップ11)。
If the control output l (△T) is greater than or equal to the boundary value i (k), then i
(ΔT) is taken as the output (step 8), and in other cases,
Furthermore, read the cycle time ts (step 9),
Calculate 0N-OFF time proportionality (step 10)
Output (step 11).

その後、再び元の状態に戻り(ステップ12)、前記ス
テップを繰返えす。
Thereafter, the state returns to the original state (step 12) and the steps described above are repeated.

このように、マイクロコントローラの信号のみで制御を
行うので、他の付属機器は不用となり設備を単純にでき
る。
In this way, since control is performed only by signals from the microcontroller, other attached equipment is not required, and the equipment can be simplified.

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、制御
出力の大きさに応じて切換スイッチを連続制御、0N−
OFF時間比例制御のいずれかに切換えて制御している
ため、広範囲の制御が行えるのみならず、制御出力が小
さい場合でも、燃焼を安定域において行わせ、燃焼時間
により制御しているため、炉温変動に対する応答性がよ
くなり制御精度を向上させることができる。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, the changeover switch is continuously controlled according to the magnitude of the control output,
Since control is performed by switching to either OFF time proportional control, not only can a wide range of control be performed, but even when the control output is small, combustion is performed in a stable range and is controlled by combustion time, so the furnace Responsiveness to temperature fluctuations is improved and control accuracy can be improved.

さらに、燃焼量が適正に保たれるため、炉および発熱体
(バーナ、ヒータ等)の寿命が延ばせるとともに処理製
品の品質の向上を図ることができる等の効果を有す。
Furthermore, since the amount of combustion is maintained at an appropriate level, the life of the furnace and heating elements (burners, heaters, etc.) can be extended, and the quality of processed products can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る方法を実現するガス燃料炉の制御
系の系統図、第2,3図は連続制御、0N−OFF時間
比例制御を示す図、第4図はマイクロコントローラの概
略フローを示す図である。 1・・・・・・炉、2・・・・・・バーナ、3・・・・
・・温度センサ、6・・・・・・PID演算器、7・・
・・・・切換スイッチ、8・・・・・・境界値設定器、
9・・・・・・0N−OFF時間比例変換器、10・・
・・・・アクチュエータ、To・・・・・・炉温設定値
、T・・・・・・炉温測定値、△T・・・・・・偏差、
i(△T)・・・・・・制御出力、i (k)・・・・
・・境界値。
Figure 1 is a system diagram of the control system of a gas fuel reactor that implements the method according to the present invention, Figures 2 and 3 are diagrams showing continuous control and ON-OFF time proportional control, and Figure 4 is a schematic flowchart of the microcontroller. FIG. 1...Furnace, 2...Burner, 3...
...Temperature sensor, 6...PID calculator, 7...
...Selector switch, 8...Boundary value setter,
9...0N-OFF time proportional converter, 10...
...actuator, To...furnace temperature set value, T...furnace temperature measurement value, △T...deviation,
i (△T)... Control output, i (k)...
··Boundary value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 炉温測定値と炉温設定値との偏差から制御出力を演
算して行うバーナの燃焼量制御において、制御装置に前
記制御出力と予め設定した境界値とを比較させ、制御出
力の力が大きい場合には連続制御を、制御出力の方が小
さい場合には0N−OFF時間比例制御を行わせること
を特徴とする2種の制御モードを有する燃焼量制御力法
1. In the burner combustion amount control performed by calculating the control output from the deviation between the furnace temperature measurement value and the furnace temperature setting value, the control device is made to compare the control output with a preset boundary value, and the power of the control output is A combustion amount control force method having two types of control modes, characterized in that continuous control is performed when the control output is larger, and ON-OFF time proportional control is performed when the control output is smaller.
JP4587480A 1980-04-08 1980-04-08 Combustion amount control method with two types of control modes Expired JPS5830499B2 (en)

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