JPS5914004A - 二位置制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明はプロセス量の上限値と下限値を設定し、この
両値間にプロセス量が保持されるように制御対象を制御
する二位置制御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

二位置制御装置は、プロセス量に対応させて制御すべ自
制御対象の起動・停止点を定める上限値と下限値の２位
置をそれぞれ設定１２２位置一方をプロセス量が越えた
とき制御対象を運転し、そしてプロセス量が他方以下に
なったとき制御対象が停止するように制御を行なって、
上下限範囲内にプロセス量を維持するものである。この
二位置制御装置を利用した制御方式の代表的な例として
は、弁。

コンプレッサ、ファン、ポンプ、ヒータ等の制御対象を
制御して、冷却、冷凍、加温等を行なう温度制御がある
。

たとえば冷蔵庫内の温度を制御する場合、庫内温度の設
定上限値・設定下限値を設定し、庫内温度が所定温度す
なわち設定上限に達するとコンプレッサを作動させ、所
定温度以下の設定下限値になると停止させるように二位
置制御を行ない、そして庫内温度を所定温度以下に保つ
ものである。この設定上限値及び設定下限値には各々予
じめ一定の値が設定されている。

ところで庫内温度は冷蔵庫を取り筐く外気の温度や、内
蔵物の量１種類（比熱）、温度等の状態に影響されて変
化するので、コンプレッサを同じように制御していても
、これらの状態によって庫内温度は設定下限値に至らな
い場合が応々にしである。したがって従来の二位置制御
装置・は、庫内温度等のプロセス量が上限値あるいは下
限値に達しないと制御、操作を行なわないので制御対象
をとりまく条件により変化するプロセス青の変化度合に
応じた制御を行なうことはできなかった。

すなわち上・下限値を近接して所期に設定すると非常に
激しくコンプレッサ等の操作端がＯＮ　−ＯＦＦをくり
かえし、操作端の起動・停止に伴う電力消費等が大きか
った。また上・下限値の範囲を広くすると上限値もしく
は下限値にいたらないこともあった。

〔発明の目的〕 この発明は、プロセス量の変化度合を検出し、この変化
度合に応じて制御対象の制御ができる二位置制御装置を
提供するものである。

〔発明の概要〕

この発明は従来の二位置制御方式において、プロセス量
の所定時間毎の変化率を検出し、この変化率と所期の設
定値とを比較して、この比較結果に応じて制御対象に制
御信号を出力するものである。

〔発明の実施例〕

この発明を図面を参照して一実施例を用いて説明する。

第１図はこの実施例の二位置制御装置の全体構成を示す
ブロック図である。

１０は二位置制御装置である。２０は制御対象である。

この実施例においては、制御対象として温度制御が施さ
れる冷蔵庫を用いて説　　　′明する。二位置制御装置
１０は、二位置比較判断部１１、変化率比較判断部１２
とを有している。二位置比較判断部１１は上限値比較回
路１１ａと下限値比較回路１１ｂとから構成されている
。変化率比較判断部１２には記憶部１３と時計回路部１
４とが接続されている。

冷蔵庫２０には操作端であるコンプレッサ２１とプロセ
ス量検出器である温度センサ２２が配置されている。

冷蔵庫２０の温度センサ２２で検出されたプロセス量の
庫内温度は、二位置比較判断部１１に出力される。二位
置比較判断部１１ではまず上限値比較回路１１ａがこの
庫内温度と予じめ設定されている庫内温度の上限値とを
比較し、上限値以上であるとコンプレッサ２１に上限値
制御信号である駆動信号を出力し、上限値未満であると
庫内温度を下限値比較回路１１ｂに出力する。下限値比
較回路１１ｂはこの庫内温度と予じめ設定されている庫
内温度の下限値と比較し、下限値以下であるとコンプレ
ッサ２１に下限値制御信号である停止信号を出力し、下
限値よシ太きければ庫内温度を変化率比較判断部１２に
出力する。変化率比較判断部１２は時計回路部１４によ
り刻まれた所定時間の時に入力した庫内温度を記憶部１
３に格納するとともに、この庫内温度と前回記憶部１３
に格納した庫内温度と比較して変化率を求め、この変化
率が予定の変化率の範囲内のとへにコンプレッサ２１に
変化率制御信号である停止信号を出力する。

次にこの実施例の動作について第２図を参照し説明する
。初めに二位置制御装置１０及び冷蔵庫２０と外部の電
源とが接続されておらず、また庫内温度も上限値比較回
路１１ａの上限値以上にあるものと仮定する。

まず二位置制御装置１０及び冷蔵庫２０を外部電源に接
続する。すると温度センサ２１は冷蔵庫内の温度を検出
し、電気信号に変換して二位置比較判断部１１の上限値
比較回路１１ａに出力する。上限値比較回路１１ａはこ
の庫内温度と設定上限値との比較の結果上限値以上とし
てコンプレッサ２１に駆動信号を出力する。この駆動信
号によってコンプレッサ２１は冷却動作を開始し、下限
値比較回路１１ｂ停止信号が出力されるまでこの冷却動
作を保持する。このコンプレッサ２１の冷却動作によっ
て庫内温度はしだいに下降して上限値比較回路１１ａの
上限値と下限値比較回路１１１）の下限値間の設定温度
帯内に存在するようになる。そして温度センサ２１から
の庫内温度が上限値比較回路１１．の設定上限値以下に
なると、上限値比較回路１１ａは庫内温度を下限値比較
回路１１ｂに出力する。下限値比較回路１１ｂはこの庫
内温度と設定下限値とを比較し、下限値以上であるため
庫内温度を変化率比較判断部１２に出力する。変化率比
較判断部１２は時計回路部１４から所定時間毎に出力さ
れる時間信号を入力した時にこの庫内温度と前回時間信
号が出力されたとき記憶した庫内温度から変化率を求め
る動作をする。

しかし初めて時間信号が出力されたときには前回の庫内
温度は記憶装置に記憶されていないため、この時の庫内
温度ｆ、記憶させる動作のみを行なう。次に時間信号が
出力されると変化率比較判断部１２はこの時入力した庫
内温度を記憶装［１３に格納し、前回の庫内温度を呼び
だ］７、前回の庫内温度と今回の庫内温度の差の絶対値
を求めて変化率を演算し、予じめ設定されている変化率
の所定値と比較する。そして差が所定値以下であると下
限値比較判断部１１ｂに変化率制御信号を出力し、下限
値比較判断部１１ｂは、コンプレッサ２１に冷却動作を
停止させる停止信号を出力する。

ここでは下限値比較回路１１ｂに設定されている下限値
までこのプロセス値は下がらなかったものとする。

また庫内温度が設定下限値まで達しさらに下った場合に
はその庫内温度は上限値比較回路１１ａを通じて下限値
比較回路１１ｂに出力される。すると下限値比較回路１
１ｂは庫内温度が設定下限値以下にあるため、停止信号
をコンプレッサ２１に出力する。コンプレッサ２１はこ
の信号によって冷却動作を停止し、次に駆動信号が出力
されるまでこの状態を保持する。そして庫内温度は多小
下降した後上昇し初め、設定上限値以上になる。

すると庫内温度は二位置比較判断部１１を通じて変化率
比較判断部１２に出力され、変化率比較判断部１２はこ
の庫内温度を記憶装置１３に格納させるとともに前回の
庫内温度と比較してその変化率が所定値以下であると停
止信号を出力する。しかしこのように庫内温度が設定下
限値から上昇する場合には、コンプレッサ２１は停止し
ているため、停止信号が出力されても同様に停止状態は
保持される。

次に庫内温度が設定上限値に達すると上限値比較回路１
１ａから駆動信号がコンプレッサ２１に出力され、コン
プレッサ２１は冷却動作を再び開始する。そして庫内温
度は多小上昇した後下降して設定上限値以下になる。す
ると庫内温度は二位置比較判断部１１を通じて変化率比
較判断部１２に出力される。そして冷蔵庫を取りまく外
気温度や内蔵物の量などに変化が生じ、前回の庫内温度
と今回の庫内温度の差の絶対値より変化率を求めこの値
が所定値以下になると、変化率比較判断部１２はこの変
化状態に対応して前述のように下限値比較判断部より停
止信号を出力する。

この停止信号によりコンプレッサ２１は停止し、庫内温
度はしだいに上昇する。そして庫内温度が設定上限値に
なると上限値比較回路１１ａからの駆動信号によってコ
ンプレッサ２１が駆動開始する。

このように庫内温度が設定上限値と設定下限値間にある
と籾、冷蔵庫を取りまく条件の変化により庫内温度が変
化し、その変化率が設定値以下になると変化率比較判断
部１２がこの変化に対応して停止信号をコンプレッサに
出力する。これにより従来の二位置制御方式に加えて、
制御対象の冷蔵庫をとりまく条件の変化によるプロセス
量である庫内温度の変化を検出しこの変化に対応した制
御対象の制御ができるようになる。つまり下限値をあら
かじめ設定した値とは異なる値にしかも状況に応じて可
変したのと同等の効果を奏することができる。

なお一実施例では制御対象として冷蔵庫を用い、被制御
部としてコンプレッサ、プロセス量として庫内温度を用
いて説明した。しかしこの発明において制御対象として
は二位置制御が施されるものであればよく、また操作端
及びプロセス量も制御対象に対応したものとすることが
できる。この場合、二位置制御装置から操作端に出力さ
れる制御信号もそれに対応して変化させることになる。

例えばヒーターシステムに使用した場合、上限値を変化
率比較判断部によって実質的に可変したのと同様にする
ことができる。

またこの発明は制御対象から複数のプロセス量が検出さ
れて各々に対して二位置制御を施す場合や、複数の制御
対象に二位置制御を施す場合にも用いることができる。

これは各プロセス量に対応する設定値を二位置制御装置
に設定し、各々に対して比較判断動作をすることによ多
制御対象の制御ができる。

さらに一実施例では、変化率比較判断部は前回のプロセ
ス量と今回のプロセス量の差の絶対値による変化率が設
定値以下であると制御信号を出力し”Ｃいた。しかしこ
の発明においては０回連続して変化率が設定値以下にな
ると制御信号を出力させることもできる。たとえば前々
回と前回の変化率が設定値以下であると、これを記憶し
ておき今回と前回との変化率も設定値以下であると制御
信号を出方させることにより２回連続した場合に信号が
出力される。このようにするとプロセス量がノイズ等の
原因で冬季変動した場合でも、この変動を無視すること
がで籾るようになる。

そしてこの発明は制御対象に取りまく条件に応じて変化
率の検出を行ない、この変化度合により制御対象に最適
な制御信号を出方させることができる。

またこの発明では上限値比較回路、下限値比較回路、変
化率比較判断部を並列に配置し各々に同時にプロセス量
を供給させることもできる。この場合変化率比較判断部
におけるプロセス量の比較判断動作は設定上限値と設定
下限値の間で行なうようにする。

さらに一実施例では所定時間毎のプロセス量の変化量か
ら変化率を求め、この値を設定値とを比較していた。し
かしこの発明においてはプロセス量の変化量が所定量に
なったときの時間差からプロセス量の変化率を検出−こ
の変化率に応じて制御信号を出力させることもできる。

〔発明の効果〕

この発明は制御対象からのプロセス量の変化度合を検出
し、この変化度合に応じて制御対象に制御を行なうこと
によシ、制御対象をとりまく条件の変化に対応した制御
対象の制御ができるものである。そして上限値もしくは
下限値を実質的に状況に応じて可変したのと同様にする
ことができ、操作端を駆動するエネルギーの筋力に寄与
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図である。第２図はこの発明の一実施例の動作を説明す
るためのタイムチャートである。 １０・・・・・・二位置制御装置 １１ａ・・・・・・上限値比較回路 １１ｂ・・・・・・下限値比較回路 １２・・・・・・変化率比較判断部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被制御対象からのプロセス量が所期に設定された上限値
   以上のとき上限値制御信号を出力する上限値比較判断部
   と、前記プロセス量が所期に設定された下限値以下であ
   ると下限値制御信号を出力する下限値比較判断部とを有
   する二位置制御装置において、前記プロセス量を所定時
   間毎に記憶し前回の所定時間時々記憶した前記プロセス
   量との差より変化率を求め、この変化率が所定の変化率
   の範囲外となると前記上限値制御信号もしくは前記下限
   値制御信号を選択する変化率制御信号を出力する変化率
   比較判断部を備えることを特徴とする二位置制御装置。