JPS5831412A - 多点サンプル値制御方法およびその装置 - Google Patents

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】 本発明は複数の点においてサンプリングを行ない、これ
らサンプリングの検出データに基づいて、各々の測定点
に対応した操作点について制御操作を行なう多点サンプ
ル値制御方法およびその装置に関するものである。

従来、例えば焼鈍炉における算囲気を浸度係数により自
動制御する場合、炉内の複数の場所にて算囲気ガスのサ
ンプリングを２行ない、これらのサンプリングにより得
、ら・れた・ＣＯ又はＣＯｙ−＞濃度から浸度係数を算
出しこの浸度係数に基づいてサンプリング地点に対応す
る各々のガス供給ノズルから調節用のガスを制御された
倉だけ供給して炉内の雰、囲気ガスの制御を行なってい
た。

し、かし、この種の自動制御では、第１図のタイミング
チャートに示すようにＭφ為らＭｎまでのすンプリング
が各点會こおいて順次行なわれる場合、これらの・検出
データに基づく各サンプリングＭｌから凪に対応した制
御操作Ｐ１からＰｎ　の期間−は各サンプリング期間−
の後半において設定されていた。したがって、サンプリ
ングした雰囲気ガスの分析値が安定する前に制御操作が
行なわれることになり、精度の高い制御ができない欠点
があった。

本発明は上記の点を解決することを目的どし、サンプリ
ングを行なう複数の測定点とこれらに対応した操作点を
も、った制御系において、精度の高い安定した制御を行
なうことができる多点サンプル値制御方法とその装置を
提供することを目的とする。そのため本発明は複数の点
についてサンプリングを順次行ない各々の測定点に対応
して設けた操作点において、各サンプリング期間の終了
後制御動作を各操作点について行なうように構成した３
、以下図面を参照しつつ本発明を説明する。

第３図は焼鈍炉の雰囲気を自動制御する制御装置のブロ
ック図を示し、焼鈍炉においてその内部ガスのＣ（Ｊと
００２　濃度を測定するために、Ｍφ為らＭｎまでの測
定点が炉内に設けられ、これらの測定点Ｍ１〜Ｍｎから
検出弁ｖ１〜Ｖｎを介して雰囲気ガスを抽：出し、ＣＯ
分析計（１）とＣも分析計（２）にこのガスを供ｉする
ように配管されている。検出弁（Ｖｌ）ないしくＶｎ）
は夫々制御回路（８）によって開閉動作する電磁弁であ
り、制御回路（８）からの測定指令信号を受けて所定の
タイミングにより第１の検出弁（ｖｌ）から１賊に開放
し、炉内の雰囲気ガスをＣＯ分析計（１）とＣＯ扮析計
（２）に送るように動作する。

ＣＯ分析計（１）とＣ鴨分析計（りの出力側はそれぞれ
ム・Ｄ変換器（３）Ｊ４）を介して演算回路（５）に接
続される。

演算回路（５）は、入力されたＣＯ濃度とＣＯ！濃度か
ら浸炭係数を算出し、制御回路（８）に各サンプリング
時の浸炭係数のデータを出力するものである。

制御回路（８）は演算回路（５）から送られたｆｊｍ係
数の値に基づいてガス供給用の制御弁（ＶＣ＋）ないし
くＷｏｎ）を開閉制御すると共にタイミング回路（７）
からのタイミング信号を入力し、各検出弁について一定
時間のサンプリング期間を設定し、順次これらの検出弁
（■１）ないしくＶｎ）を一定の時間だけ開弁させるよ
うに構成されている。一方炉内に入れる供給ガスを各測
定点に対応した操作点において制御する制御弁（Ｖ　Ｃ
１ｔ）ないしくＶＣ３ｒ９の動作もこのタイミング信号
に基づいて制御タイミングが設定され、この場合、各測
定点（Ｍｌ）ないしくＭｎ）におけるサンプリング期間
−の後に、各操作点（Ｆｓ）ないしくＰａ）における制
御期間Ｔｃがくるように設定されている。制御回路（８
）の出力側は制御弁（Ｖ（３ｔ）ないしくＶ（３ｎ）の
操作用モーターに接続され、一方この制御弁の駆動系に
取付けられ制御弁（Ｔｅｌ）ないしくＶＧＯの開度な検
出するフィードバック抵抗（Ｒｔ）ないしくＲｆＯはそ
れぞれム、Ｄｆ換器（９）を介して制御回路（８）に接
続され、操作用モータ（財）の作動により動作した制御
弁（ＶＣｌ）ないしくＶＣｎ）の開度信号がフィードバ
ックされて制御回路（６）Ｋ−送られるように動作する
。なお焼鈍炉内に制御弁（Ｙｅｔ　）ないしくＶ　Ｃｎ
）を介して供給される供給ガスは例えばＣＯ・・・２６
％、Ｈｚ・・・６０％、ＣＯ！・・・０．５％以下、Ｎ
Ｚ・・・４６．５％の成分をもち、所定の浸炭係数を形
成するようにその供給菫が制御される。（６）は演算回
路（６）に入力されたＣＯ濃度、ＣＯ，濃度の値や演算
結果の浸炭係数を表示する表示器である。

上記のように構成された制御装置を使用して、焼鈍炉に
おける多点サンプル値制御方法は次のように実施される
。

先ず、タイミング回路（７）により、各測定点（Ｍｌ）
ないしくｍ）におけるサンプリング期間Ｔｓ　は例えば
１分間に設定され、各々の測定点（Ｍｌ）から（Ｍｎ）
まで順に１分間毎のサンプリング期間が決められ一方制
御弁（Ｙｅｌ）ないしくＶＣｎ）の制御期間Ｔｏは各測
定点（Ｍｌ）ないしくＭ時に対応する操作点（Ｐｌ）な
いしくＰ→についてそれらのサンプリング期間Ｔｓ。

後再びこれが循環してくるまでの期間に設定されている
（第２図）。、したがって制御回路（８）から各測定点
（Ｍｌ）ないしくＭｎ）ノ検出弁（ｖｌ）ないしくＶｎ
）を１分毎にｌ［ＩＣ開くように測定指令イｄ号が出力
され、各操作点（Ｐｌ）ないしくＰｎ）の制御弁（ＶＣ
Ｉ）ないしくＹｅｎ）を演算結果の浸炭係数に基づく開
度まで開く操作指令信号が所定の制御期間Ｔｅ中に制御
弁（Ｖ（３ｔ）ないしくＶＣ３ｎ）　（Ｄ各％−１（Ｍ
ＪＫ出力される。

いま、第１の測定点（Ｍりにおいて制御回路（８）から
検出弁（ｖｌ）に信号が出力され、検出弁（ｖｌ）が開
くと、炉内からの雰囲気ガスがＣＯ分析計（１）とＣＯ
扮析計（２）に入り、そのガス中のＣＯとＣＯｌの濃度
が測定され、測定結果はアナリグ信号として出力される
。このような検出測定動作は１分間のサンプリング期間
！１を通して行なわれる。その後これらの信号はム・Ｄ
変換器（３）、　（４）を介してデジタル信号として演
算回路（５）Ｉｃ入力される。演算回路（５）では、（
ＣＯ濃度）”／　（ＣＯｓ濃度）の演算が行なわれ、浸
炭係数が算出される。ここで算出された浸　□脚係数の
データは制御回路（８）に送られ、制御回路伽）では測
定点（Ｍｌ）に対応した操作点（Ｐｌ）における制御弁
（マＯｘ）の開度をフィードバック抵抗（Ｒｔ）から得
られる信号としてム・Ｄ変換器（９）でデジタル信号に
変えて入力し、上記の浸炭係数に対応して予め設定され
た制御弁の弁開度の目標値と実際の開度データとを比較
し、目標値と実際の弁開度とが一致するように、制御弁
（Ｖｏｌ）の駆動モータ輪に゛作動信号を出力し、制御
弁（ＶＯｌ）を目標値まで開閉制御する　これにより測
定点（Ｍｓ）における浸炭係数は目標値に制御される。

一方測定点（Ｍｌ）のサンプリング仲測定点（３４）の
サンプリング期１′＆１ＪＴｓが終了後直゛ちに１分間
行なわれ、上記と同様な動作が行なわれてこの測定点（
Ｍｌ）におけるＣＯ濃度とＣＯ２濃度が測定される。そ
して演算回路（５）において上記と同様に浸炭係数が算
出され、このデータが制御回路（８）に送られる。制御
回路（８）ではこのサンプリング期間Ｔｓの後の制御期
間Ｔａに上記と同様に操作点（Ｐｌ）における制御弁（
ＶＣｘ）の浸炭係数に基づく開閉制御が行たわれ、制御
弁（ＶＣｇ）を１通して供給される操作点（ＦＺ）での
供給ガスの量が制御され、この箇所での雰囲気ガスの成
分が所定の値に調節されることになる。、そして、これ
以後、各測定点と操作点において同様な測定とこれに基
づく制御が行なわれ、測定点（Ｍｌ１）、操作点（Ｐａ
）まで測定と制御が終了すると、再び測定点（Ｍｌ）と
操作点（焉）に戻って上記のような雰囲気ガスの制御が
行なわれる。

第４図は他の実施例を示し、焼鈍炉なと温度管理を必要
とする燃焼炉の各測定点（町ないしく＆）における温度
制御を実施する多点サンプル値制御装置のブロック図を
示している１、各測定点（Ａｌｌ）ないしくＭｎ）に設
置された温度センナ（８ｔｌ）ないしくｓｉ呻は切換回
路（ロ）を介して電圧・電流変換１ｌ１０４Ｅ！続され
、電圧拳電流変換器（ロ）の出方伺はルＤ愛換！１１（
至）を介して演算回路に）に接続される。この演算回路
（ト）は温度セン？（８ｔ＋）ないしく８＆ｍ）からの
濃度情報に基づいて、後述する制御弁（ＶＣ’ｌ）ない
しくＶＣｎ）の開度を算出し、そのデータを制御回路（
至）に出力するように動作する。タイミング回路（ロ）
は、上記の実施例と同様に各測定点（Ｍｉ）ないしくＫ
ｎ）におけるサンプリング期間と制御期間を指定するタ
イミング−信号を順次制御回路（至）と演算回路（ト）
に送るように接続され、制御動作が自動的に連続して行
なわれるように゛動作する。制御回路（至）は演算回路
（ト）から送られた制御弁（ＶＣ’ｔ）ないしくＹｅｎ
）の開度のデータに基づいて、これらの制御弁（ＶＣｌ
）ないしくＶＣｎ）の駆動用モータ輪に信号を出力して
掴′＃４弁（ＶＣ’ｔ　）ないしくＶＵｎ）の開閉な制
御するよう＃ｃｍ成され、さらに、タイミング回路（２
）からのタイミング信号を受けて各測定点（Ｍｕ　）な
ないしくＭｎ）ｊｃ配装された温度センナ（８ｈ）ない
しく８　ｔ　ｎ）の入力回路を順次切換えるように接続
されている。なお、−御弁（ＹｅりないしくＹｏｌｋ）
は、それぞれ燃料供給１ｉｔに入口備を並列に接続され
、各測定点（Ｍｌ）ないｌ、（Ｍｎ）ｉｃ対応して配設
されたバーナに燃料を供給するように接続され、制御弁
（Ｖ（３１）ないしくＶＣｎ）の駆動系には弁の開度を
電気信号として取り出すフィードバック抵抗（Ｒｉ）な
いしくｉｎ）が設けられている。そして、このフィード
バック抵抗（ＩＬｌ）ないしく　ｊＬ　ｎ　）ｌよ、ム
・Ｄ変換器（ロ）を介して制御回路（至）に接続されて
いる。

なおこの実施例においても上記と同様に、タイミング回
路（ロ）における各測定点（Ｍｉ　）ないしくＭｕ）で
のサンプリング時間は例えば各２．５秒に設定され、こ
れらのサンプリング時間の終了後直ちに制御１Ｉｌｌｆ
（ＶＣｌ）ないしくＶＣ荀の制御期間を設けている。

そして、制御回路（ト）からの信号により切換回路（６
）が作動し、測定点（Ｍｌ）の温度センナ（８＊１）が
炉内の温度を検出すると温度センナ（８ｔｓ）から電圧
信号が出力され、電圧・電流変換器（支）により電流値
のアナログ信号に変換され、さらにム・Ｄ変換器（至）
により検出温度値がデジタル信号に変えられ、このデジ
タル信号は演算回路−に入力される。演算−路（至）で
は検出温度に基づいて所定の演算式によ　。

り制−弁（Ｙｅｌ）の開度が演算されその演算結果は制
御回路ｏ４＃ｃ送られる。そして制御回路（至）は入力
されてきた開度データに基づき、制御弁（ＶＣｌ）のモ
ータ輪に駆動信号を送り午の弁は開閉動作を行ない、バ
ーナへの燃料供給量を制御する。この時、制御弁（Ｖ（
３１）の作動と共にフィードバック抵抗（ＲｔＴｈらの
信号がム、Ｄ９換器σηを介して制御回路０４に７４−
ドバフクされ、制御弁（Ｙｅｓ）の開口状態は演算デー
タに基づく目標値に正しく制御される。そして上記と同
様に測定点（鵬）、（４・・・弾→における温度のサン
プリングが順次行なわれ、これｆｃＩｌ！いて操作点（
Ｐｇ）　ｓ　（Ｐ３）　・・−（Ｐｎ）における制御Ｉ
弁（Ｖｅｘ）　、（ＶＯｉ）　・・”　（ＶＯｎ）　カ
ｌｌ［次ａ作シテ各々のバーナの燃料供給が制御されて
、炉内の温度制御が行なわれる。

なお上記２つの実施例で使用した演算回路、タイミング
回路、及び制御回路は一所謂マイクロコンピュータを使
用して構成することもできる。

゛以上のように、この発明の争点サンプル値制御方法と
その装置によれば、複数の測定点についてサンプリング
を順次行ない、各々の測定点に対応して設けた操作点に
おいて、各サンプリング期間の終了後直ちに制御動作を
番操作点について行なうように制御期間を設定したから
、例えば、焼鈍炉内のＷＷｊ気ガスを分析計を用いて測
定し、これに基づいて供給ガスの供給量を制御する制御
系において、サンプリングした雰囲気ガスの分析値が十
分安定した後に制御を実行することができ、精度の高い
制御を行なうことができる。

さらに、複数の測定点について被測定物の測定媒体を測
定する測定手段と、各測定点に対応して設けられた操作
点における複数の操作手段と、この測定手段からの測定
データを入力して所定の演算を行なう演算回路と、この
演算回路からの演算結果とタイミング回路からのタイミ
ング信号を入力し、所定のタイヤングで測定手段の複数
の測定点に測定動作指令信号を順次出方すると共に、操
作手段の複数の操作点に所定のタイミングで操作指令信
号を順次出力する制御回路とから多点サンプル値制御装
置を構成したので、複数の測定点と複数の操作点を備え
た制御系であっても主に１つの演算回路と制御回路を使
用するだけの比較的簡単な回路構成により、制御装置を
構成することができ、！イクロコンピュータ等の使用も
可能となる等の効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多点サンプル値制御系のタイミングチャ
ート、第２図は本発明の多点サンプル値制御方法におけ
る夕゛イミングチヤード、第３図は同憂点ナンブル値制
御装薫のブロック図、第４図は本発明の他の実施例を示
す制御装置のブロック図を夫々示す。 ５．１５・・・演算回路　８．１６・・・制御回路７．
１４・・・タイミング回路 Ｍ１〜Ｍｍ・・・測定点　Ｐ１〜Ｐｎ・・・操作点ｖ１
〜Ｖｎ・・・検出弁（測定手段） ＶＣｌ　ｓｓ−ＶＯｎ・・・制御弁（操作手段）代理人
　　弁理士　足　立　　勉 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１対１に対応した測定点と操作点とを複数組そなえ、
   該測定点にて行なったす、ンプリングに基づいて操作点
   における操作制御を行なう多点サンプリング値制御方法
   において、嶺数の測定点について順次サンプリングを行
   ない、各々のサンプリング、期間の終了後直ちに対応し
   た操作点について操作制御動作を行なうように制御期間
   を設定したことを特徴とする多点サンプル値制嘗方法。 ２　複数の測定点について被測定物の測定媒体を測定す
   る測定手段と各々の測定点に１対１に対応して設けられ
   た複数の操作点における操作手段と該測定手段からの測
   定データを入力して所定の演算を行なう演算回路と、該
   演算回路からの演算結果とタイミング回路からのタイミ
   ング信号を入力し、所定のタイミングで該測定手段に測
   定指令信号な噴火出力すると共に、該傑作手段の各操作
   点に所定のタイミングで操作指令信号を順次出力する制
   御回路とを備えたことを特徴とする多点サンプル値制御
   装置。