JPS5941021A - Controlling method of temperature in constant- temperature water tank - Google Patents
Controlling method of temperature in constant- temperature water tankInfo
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- JPS5941021A JPS5941021A JP57150914A JP15091482A JPS5941021A JP S5941021 A JPS5941021 A JP S5941021A JP 57150914 A JP57150914 A JP 57150914A JP 15091482 A JP15091482 A JP 15091482A JP S5941021 A JPS5941021 A JP S5941021A
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/1928—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperature of one space
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は簡易にして安定に恒温水槽内の水を恒温化する
ことのできる実用性の高い恒温水槽の温度制御方式に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a highly practical temperature control method for a constant temperature water tank that can simply and stably maintain the temperature of water in the constant temperature water tank.
各種の研究実験や製品検査等において従来よシ恒温水槽
が広く用いられている。この種の恒温水槽は一般に断熱
構造の水槽内に充填された水をヒータにて加熱し、その
温度をメータリレー等を用いて設定制御する如く構成さ
れている。Conventionally, constant temperature water baths have been widely used in various research experiments and product inspections. This type of constant-temperature water tank is generally configured such that water filled in an adiabatic tank is heated by a heater, and the temperature is set and controlled using a meter relay or the like.
然し乍ら、上記従来のものにあっては、一般にメータに
よって温度設定した上でその制御が行われているので温
度誤差が大きかった。また一般に設定温度値に従う比例
制御方式が採用されている為に、温度リッノルが大きく
、安定性に乏しかった。このような不具合を解消するべ
く、例えば水槽を二重層化する等の種々の改良・工夫が
施されている。ところが恒温水槽の大型化を招くと云う
問題や、その制御系が複雑化する等の問題を生じる為、
実用性に乏しかった。However, in the conventional devices described above, temperature errors were large because the temperature was generally set using a meter and then controlled. In addition, since a proportional control method according to a set temperature value is generally adopted, the temperature fluctuation is large and stability is poor. In order to solve these problems, various improvements and ideas have been made, such as making the water tank double-layered. However, this causes problems such as increasing the size of the constant temperature water tank and complicating the control system.
It lacked practicality.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするとζろは、高精度に1しかも高専定圧水槽
内の水を恒温化することのできる制御系の簡単な実用性
の高い恒温水槽の温度制御方式を提供することにある。The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a simple and practical control system that can maintain a constant temperature of water in a high-precision constant-pressure water tank. The purpose of the present invention is to provide a temperature control method for a high constant temperature water tank.
本発明は一定時間毎に通電されるヒータによって加熱さ
れる恒温水槽内の水の温度を検出し、その温度が設定温
度よシ高い時間および上記設定温度よシ低い時間をそれ
ぞれ計測【7、その計測結果に従って前記ヒータの通電
時間を制御するようにしたものでオシ、特に上記設定温
度よシ高い時間が継続したときには現在の水の温度と前
記設定温度との差に従って前記ヒータの通電時間を減少
させ、且つ前記設定温度よシ低い時間が継続したときに
社、その継続時間と前記現在の水の温度と設定温度との
差とによって定まる時間幅で前記ヒータを通電制御する
ようにしたものである。The present invention detects the temperature of water in a constant temperature water tank heated by a heater that is energized at regular intervals, and measures the time when the temperature is higher than the set temperature and the time when it is lower than the set temperature. The energizing time of the heater is controlled according to the measurement results, and especially when the temperature continues to be higher than the set temperature, the energizing time of the heater is reduced according to the difference between the current water temperature and the set temperature. and when the temperature continues to be lower than the set temperature, the heater is energized for a time period determined by the duration and the difference between the current water temperature and the set temperature. be.
従って本発明によれば、従来の比例制御方式と異pて、
恒温温度を高精度に設定できる上、水の温度が設定温度
よシ高い時間および設定温度よシ低い時間を開側してそ
の時間間係に応じてヒータの通電時間を制御し、更には
上記各時間の継続状態に応じてヒータの通電時間を可変
制御するので、温度リップルを抑えて高安定に水槽内の
水を恒温化することができる。しかもその制御系が簡単
でおる為、システムを安価に、且つ簡易に構成すること
ができるので、実用的利点が絶大でおる。つまシ、簡易
にして高精度、且つ高安定に水槽内の水を恒温化するこ
とができる等の絶大なる効果が奏せられる。Therefore, according to the present invention, unlike the conventional proportional control method,
In addition to being able to set the constant temperature with high precision, the heater's energization time can be controlled by opening the time when the water temperature is higher than the set temperature and when it is lower than the set temperature, and controlling the energization time of the heater according to the time interval. Since the energization time of the heater is variably controlled depending on the continuation state of each time period, temperature ripples can be suppressed and the water in the aquarium can be kept at a constant temperature in a highly stable manner. Moreover, since the control system is simple, the system can be constructed easily and inexpensively, and has great practical advantages. With this method, the water in the aquarium can be kept at a constant temperature in a simple, highly accurate, and highly stable manner, resulting in tremendous effects.
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は実施例に係る恒温水槽装置の概略構成図で、第
2図はその温度制御シーケンスを示す流れ図でめる。第
1図において、1は例えば450″’x350LX30
0H(wI) CD容積を有する水槽であシ、一般に断
熱素材等によって構成される。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a constant temperature water bath apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a flowchart showing the temperature control sequence thereof. In Figure 1, 1 is, for example, 450''x350LX30
0H (wI) A water tank with a CD volume, generally made of a heat insulating material or the like.
この水槽1の上部υδ口部にはスチロール樹脂等の保温
材からなる蓋2が設けられる。尚、この蓋2は、保温材
のみならず、熱伝導率の悪いベークライト等で構成して
もよく、或いは保温材を多層に貼合せたものや、内部に
保温側を充填したもの等で構成することかできる。しか
して、このような蓋2を備えた水槽1内に水が十分な量
だけ注入される。また上記水槽l内には、上記水を攪拌
してその温度分布の均一化を図るべく攪拌器3が設けら
れ、且つ上記水槽1内底部には前記水を加熱するヒータ
4、更にとのヒータ4の近傍位置には水の温度を検出す
る温度センサ5がそれぞれ設けられている。また前記蓋
体2には基卑温度計6および被測定物7が、着脱自在に
取付けられて、前記水に浸漬されるものとなっている。A lid 2 made of a heat insulating material such as styrene resin is provided at the upper υδ mouth of the water tank 1. The lid 2 may be made of not only a heat insulating material, but also Bakelite, etc., which has poor thermal conductivity, or may be made of a material laminated with multiple layers of heat insulating material, or a material filled with a heat insulating material inside. I can do something. Thus, a sufficient amount of water is poured into the water tank 1 equipped with such a lid 2. Further, a stirrer 3 is provided in the water tank 1 to stir the water to make its temperature distribution uniform, and a heater 4 for heating the water is provided at the inner bottom of the water tank 1, and a heater 4 is also provided at the bottom of the water tank 1. Temperature sensors 5 for detecting the temperature of water are provided in the vicinity of 4, respectively. Further, a base thermometer 6 and an object to be measured 7 are detachably attached to the lid body 2 and are immersed in the water.
また前記水4M Zの上記被測定物7の近傍にはモニタ
用の温度センサ8が設けられている。これによシ水槽1
内に注入された水は、前記ヒータ4にょシ加熱され、攪
拌器3によって十分に攪拌されて温度分布の均一化が図
られ−その温度が温度センサ5,8によってそれぞれ検
出されている。そして、この検出された温度の情報に従
って後述するようにヒータ4の通電時間が制御されて、
前記水が恒温化されるようになっている。Further, a temperature sensor 8 for monitoring is provided near the object to be measured 7 of the water 4MZ. For this, aquarium 1
The water injected into the tank is heated by the heater 4 and sufficiently stirred by the stirrer 3 to make the temperature distribution uniform, and the temperature is detected by temperature sensors 5 and 8, respectively. Then, the energization time of the heater 4 is controlled as described later according to the detected temperature information.
The water is kept at a constant temperature.
さて、この装置における温度制御系は以下に説明するよ
うに制御グロセッサ1oを主体として構成されている。Now, the temperature control system in this device is mainly composed of the control grosser 1o, as described below.
この制御プロセッサ1oはディジタル型のもので、例え
ばマイクロコンピュータや所謂ディスクトップコンピュ
ータ等からなる。しかしてこの制御グロセッサ10には
、4桁のディジタルスイッチからなる温度設定キー11
によって、前記水槽1内の水の恒温化すべき温度カ例工
ば(37,00)CとしテBCD :ff’ −ド化さ
れて入力されるようになっている。また0、011単位
で計時するタイマ12の時間情報も前記制御グロ七ツサ
10に人力されている。This control processor 1o is of a digital type, and includes, for example, a microcomputer or a so-called desktop computer. However, the lever control grosser 10 has a temperature setting key 11 consisting of a four-digit digital switch.
Accordingly, the temperature at which the water in the water tank 1 should be kept constant is input as (37,00)C, for example, in the form of BCD:ff'-. Further, the time information of a timer 12 that measures time in units of 0,011 is also manually inputted to the control glosser 10.
尚、このタイマ12は、タイムセットキー13によって
実時間セットされる。Note that this timer 12 is set in real time by a time set key 13.
しかして制御プロセッサ10は、必要に応じて前記ヒー
タ4を通電して前記水槽1内の水の温度を上昇させるべ
く、フリップフロップ14をセットしている。このフリ
ップフロップ14のセットによってソリッドリレー15
が付勢され、AC100V、l0ACI電源にヨッテ前
記ヒータ4が通電されるようになっている。またこのヒ
ータ4の通電状態を示すべく、前記フリツノフロッグ1
4のセット出力を受けてLED16が点灯駆動され、ま
たその状態が制御プロセッサ10に入力されている。コ
ンノ々レータ17は、前記フリップフロップ14をリセ
ットして前記ヒータ4の通電を停止させるもので、前記
制御!ロセッサ10からバッファ18を介して与えられ
た時間情報と、タイマーカウンタ19か計数する前記タ
イマ12の時間情報とを比較し\その一致を検出して前
記フリップフロップ14に対してリセット信号を発して
いる。このようにしてセット・リセットされる7リツグ
フロツプ14によって前記ソリッドリレー15が動作制
御され、前記ヒータ4が一定時間毎に通電時間制御され
て水を加熱している。The control processor 10 sets the flip-flop 14 so as to energize the heater 4 and raise the temperature of the water in the aquarium 1 as necessary. By this set of flip-flops 14, solid relay 15
is energized, and the heater 4 of the yacht is energized by the AC100V, 10ACI power source. In addition, in order to show the energization state of this heater 4,
In response to the set output of 4, the LED 16 is driven to turn on, and its status is input to the control processor 10. The converter 17 resets the flip-flop 14 and stops the energization of the heater 4. It compares the time information given from the processor 10 via the buffer 18 and the time information counted by the timer counter 19 and the timer 12, detects a match, and issues a reset signal to the flip-flop 14. There is. The operation of the solid relay 15 is controlled by the seven-rig flop 14 which is set and reset in this manner, and the heater 4 is heated by controlling the energization time at regular intervals.
ところで、前記温度センサ5,8は例えばサーミスタ等
からなるもので、その出力はリニアライブ増幅器20.
21にそれぞれ導ひかれて直線化され、増幅される。尚
、この直線化は、サーミスタ等の温度センサ5,8の検
出温度に対する検出出力特性の直線化として定義される
・そして、このようにして直線化された前記水の検出温
度性報は、それぞれ差動増幅器22゜230各一方の入
力端子に導かれている。これらの差動増幅器22.23
は、D/A変換器24が出力する設定温度の情報を他方
の入力端子に入力して、前記検出温度との差を求めこれ
を増幅して出力するものである。上記D/A変換器24
は、前記温度設定キー11よ多制御ノロセッサ10に人
力された設定温度のディジタル情報をプロセッサ10よ
り得、これをアナログ電圧に変換して前記差動増幅器2
2.23にそれぞれ与えるものである。尚、とのル全変
換器24には、オフセット調整用の可変抵抗器25が設
けられておシ、これによって前記設定温度の微調整が行
われるようになっている。しかして、差動増幅器22で
求められた検出温度と設定温度との差の情報は、ローパ
スフィルタ26を介して)高周波雑音成分が除去された
のち、閾値回路27に導びかれる。この閾値回路27は
、例えば零電位を閾値として前記温度情報の極性を判定
し、これによって検出温度が設定温度よシ高いか、ある
いは低いかを判定している。この判定結果はH,Lとし
て示され、ステータス情報として前記制御プロセッサ1
0に入力される。またこのステータス情報はLE02g
の発光駆動に利用され、その状態がモニタされるように
なっている。By the way, the temperature sensors 5 and 8 are composed of, for example, thermistors, and their outputs are sent to linear live amplifiers 20.
21, where they are linearized and amplified. Note that this linearization is defined as linearization of the detection output characteristics with respect to the detected temperature of the temperature sensors 5 and 8 such as thermistors.Then, the detected temperature characteristics of the water linearized in this way are respectively Each of the differential amplifiers 22 and 230 is led to one input terminal. These differential amplifiers 22.23
The information on the set temperature outputted by the D/A converter 24 is input to the other input terminal, and the difference between the set temperature and the detected temperature is determined, and this is amplified and output. The above D/A converter 24
obtains from the processor 10 the digital information of the set temperature manually entered by the temperature setting key 11 and the multi-controller processor 10, converts it into an analog voltage, and applies the digital information to the differential amplifier 2.
2.23 respectively. Incidentally, the full converter 24 is provided with a variable resistor 25 for offset adjustment, so that the set temperature can be finely adjusted. Information on the difference between the detected temperature and the set temperature determined by the differential amplifier 22 is guided to the threshold circuit 27 after high frequency noise components are removed (via the low-pass filter 26). This threshold circuit 27 determines the polarity of the temperature information using, for example, zero potential as a threshold, and thereby determines whether the detected temperature is higher or lower than the set temperature. This determination result is shown as H and L, and the control processor 1
It is input to 0. Also, this status information is LE02g
It is used to drive light emission, and its status is monitored.
また前記差動増幅器23は、前記制御プロセッサ10が
出力する情報に従って、その利得が可変設定されるもの
である。この可変設定された利得に従って増幅された前
記温度差の情報はレコーダ29に供船され、逐次記録さ
れるようになっている。尚、第1図中30はプデーでお
シ、前記制御プロセッサ10の制御の下で、例えば異常
事態発生時等に鳴動される。Further, the gain of the differential amplifier 23 is variably set according to the information output from the control processor 10. Information on the temperature difference amplified in accordance with the variably set gain is provided to a recorder 29 and is successively recorded. Incidentally, reference numeral 30 in FIG. 1 indicates a sound that is sounded under the control of the control processor 10, for example, when an abnormal situation occurs.
本装置は上述した如く構成され、制御プロセッサ10の
働きによって、前記温度設定キー11よシ与えられた設
定温度tK報、タイマー12よυ得られる時間情報、更
に差動増幅器22および閾値回路27ケ介して求めらf
Lるステータス情報H,Lに従って前記ヒータ4の一定
時間毎の通電時間幅が制御されて、水槽1内の水の恒温
化が図られる。This device is constructed as described above, and by the action of the control processor 10, the set temperature tK information given from the temperature setting key 11, the time information obtained from the timer 12, and the differential amplifier 22 and threshold circuit 27 are processed. found through f
According to the status information H and L, the energization time width of the heater 4 is controlled at fixed time intervals, and the water in the water tank 1 is kept at a constant temperature.
次に、前記制御ブロセッツ゛lOによるヒータ4の通電
制御、つまシ水槽l内の水の恒温化制御について、第2
図に示す制御シーケンスに従って説明する。但し、以下
の説明で用いられる定数や時間は、前述した仕様の水槽
1を用い、且つ100V、J、OAのヒータ4を用いた
場合において実験的に求めら7’したものでりる。従っ
て水槽1やヒータ4の仕様が変る場合には当然変更さ扛
るべきもので如る。Next, regarding the energization control of the heater 4 and the constant temperature control of the water in the water tank l by the control tube lO, the second
The explanation will be given according to the control sequence shown in the figure. However, the constants and times used in the following explanation were determined experimentally using the aquarium 1 having the specifications described above and the heater 4 of 100V, J, and OA. Therefore, if the specifications of the water tank 1 or the heater 4 change, it is of course necessary to change them.
先ず、制御に際しては制御システム系の全てをイニシャ
ライズする(ステップ41)。次に前記温度設定キー1
1にセットされた設定温度の情報を読込む(ステップ4
2)。この設定温度の情報Dtempに従って、制御グ
ロセッサ1゜の内部では、制御データYを次のようにし
て求め、またこの値Yに適宜補正1kyを加える。上記
値Yは、
Y=1280.36XDtemp 69164.1
2 −−−(りとして求められ、補正量yは
y=−7,937(Dtemp −37,1)X(Dt
emp−41) −(2)として求める。尚、上記補正
fityは、設定温度が37.1 ’Cを越える場合に
のみ加えられる。このようにして求めら゛れた値Yが、
グロセップ10の内部的な設定温度fK報として用いら
れる。First, for control, the entire control system is initialized (step 41). Next, the temperature setting key 1
Read the information of the set temperature set to 1 (step 4)
2). In accordance with the set temperature information Dtemp, control data Y is obtained in the control grosser 1° as follows, and a correction of 1 ky is added to this value Y as appropriate. The above value Y is Y=1280.36XDtemp 69164.1
2 ---(ri), and the correction amount y is y=-7,937(Dtemp -37,1)X(Dt
emp-41) −(2). Note that the above correction fity is added only when the set temperature exceeds 37.1'C. The value Y obtained in this way is
It is used as the internal set temperature fK information of the grossep 10.
これによシ、温度センサの出力特性と、上記D/Aの出
力特性が合さ?したことになる。Because of this, the output characteristics of the temperature sensor and the output characteristics of the above D/A are matched? That means you did it.
しかして、このような設定温度情報に従って、前記必変
換器24はこれに対応した電圧の信号を得、これを前記
差動増幅器22.23にそれぞれ出力している。この結
果、前記温度センサ5,8が検出した水の温度との差分
が求められ、閾値回路27は、上記水の温度が設定温度
よシ高いか(ステータスH) 6るいは低いが(ステ−
タスL)を判定することになる。グロセッサIOでは、
とのような情報をステータスの形で読込み、これをステ
ータスHであるか否かを判定する(ステップ43)。も
し仮りに、この判定でステータスHが検出された場合に
は\水槽1内の水を冷却すべくメツセージ、あるいは温
度設定のやシ直しを促すべくメツセージを出力する。(
ステツf44)。尚、水の冷却は、自然冷却のみならず
、注入作業によって槽温度を下げることも可能である。According to such set temperature information, the necessary converter 24 obtains voltage signals corresponding thereto, and outputs them to the differential amplifiers 22 and 23, respectively. As a result, the difference between the temperature of the water detected by the temperature sensors 5 and 8 is determined, and the threshold circuit 27 determines whether the temperature of the water is higher than the set temperature (status H) or lower (status H).
The task L) will be determined. In Grossessa IO,
Information such as is read in the form of a status, and it is determined whether the status is H or not (step 43). If status H is detected in this determination, a message is output to cool the water in the aquarium 1 or to prompt a change in the temperature setting. (
STETSU f44). Note that water cooling can be performed not only by natural cooling, but also by injection work to lower the tank temperature.
一方、前記判定によってステータスLが検出された場合
には、フリツプフロツプ14をセットしてヒータ4を通
電する(ステップ45)。このヒータ4の通電は、通常
2時間程度行われ、これによって、水の温度が常温(2
5℃)から設定温度(例えば37℃)程度迄高められる
。しかるのち、ステータスの判定を行い(ステップ46
)、ステータス1■を検出して前記ヒータ4をオフする
(ステップ47)。この状態で、過渡的温度上昇を避け
るためにしばらく様子をみて、その後再び上記ステータ
スを判定する(ステップ48)。そして、ステータスが
Hの場合には前記1変換器24の出力値を可変してステ
ータスがLに変化する点の値Y′を求め、この情報値Y
′を用いて前記第(0式および第(2)式を逆界して、
現在の温度を求める(ステップ49)、そして、現在温
度が前記設定温朋値に十分近いとき、前記差動増幅器2
3の利得を高く設定しくステップ50)、またプデー3
0を鳴動して、準備完了を操作者に知らせる(ステップ
51)。On the other hand, if the status L is detected by the above determination, the flip-flop 14 is set and the heater 4 is energized (step 45). This heater 4 is normally energized for about 2 hours, and as a result, the temperature of the water is reduced to room temperature (2.
5°C) to the set temperature (for example, 37°C). After that, the status is determined (step 46).
), status 1■ is detected and the heater 4 is turned off (step 47). In this state, the situation is observed for a while to avoid a transient temperature rise, and then the status is determined again (step 48). Then, when the status is H, the output value of the first converter 24 is varied to find the value Y' at the point where the status changes to L, and this information value Y
' by inversely bounding the equations (0 and (2)),
Determine the current temperature (step 49), and when the current temperature is sufficiently close to the set temperature value, the differential amplifier 2
Set the gain of step 3 high (step 50), and set the gain of step 3 high.
0 to inform the operator that preparation is complete (step 51).
次に、制御の為の初期設定を行い(ステップ52)、次
式に従って制御定数CKを求める(ステップ53ン。Next, initial settings for control are performed (step 52), and a control constant CK is determined according to the following equation (step 53).
Ck=0.2+exp((Dtemp−30)/’20
1) −−−(3)この制御定数Ckは水槽1内
の水の温度上昇に要する時間と、温度降下に要する時間
との傾斜特性を合せる為に求められるものでおる。その
後、現在時刻をタイマー12から読込み(ステツノ54
)、次に温度設定値に変更かめるか否かを判定する(ス
テップ55)。ここで設定値の変更が認められた場合に
は、前記ステップ42からのルーチンを繰返して実行す
るが、一般的には設定値の変更がないので、自己診断を
行う(ステップ56)。この自己診断は、現在温度が上
記設定温度値以上でアシ、且つヒータ4の通電が一定時
間、例えば2秒以上継続する仁とがないことを確認する
ことによって行われる。これは、ヒータ4の自走によっ
て、槽温度が異常に高くなることを防ぐ措置でオシ、こ
の診断結果が異常でめる場合には、例えばステップ42
からのプロセスを再試行する等の措置が講ぜられること
は云うまでもない。Ck=0.2+exp((Dtemp-30)/'20
1) --- (3) This control constant Ck is determined in order to match the slope characteristics of the time required for the temperature of the water in the water tank 1 to rise and the time required for the temperature to fall. After that, the current time is read from the timer 12 (Stetsuno 54
), and then it is determined whether or not the temperature setting value can be changed (step 55). If a change in the set value is recognized, the routine from step 42 is repeated, but since there is generally no change in the set value, a self-diagnosis is performed (step 56). This self-diagnosis is performed by confirming that the current temperature is above the set temperature value and that the heater 4 is not energized for a certain period of time, for example, 2 seconds or more. This is a measure to prevent the tank temperature from becoming abnormally high due to the self-running of the heater 4. If this diagnostic result is abnormal, for example, step 42
It goes without saying that measures will be taken, such as retrying the process from the beginning.
次に、上記自己診断を終了したとき、ステータスがHで
りるか否かを判定しくステップ57)、ステータスがH
の場合にはヒータ4をOFFする(ステップ58)。次
に、前回に調べたステ−タスもHであったか否かを判定
する(ステップ59)。この時点では、先のステップ5
2におイテ、ステータスHが初期設定されていることか
ら、ステータスHを継続している時間を累積して求める
(ステップeo)。この時間は、前記ステップ54にお
ける時間読込み時点からのものとなる。そして、この時
間Hjが一定値を起えたか否かを判定しくステップ61
)、NOなる結果を得たときには前記ステップ56に戻
る。Next, when the above self-diagnosis is completed, it is determined whether the status is H or not (step 57).
In this case, the heater 4 is turned off (step 58). Next, it is determined whether the status checked last time was also H (step 59). At this point, step 5
2, since the status H is initially set, the time during which the status H continues is cumulatively determined (step eo). This time is from the time when the time was read in step 54 above. Then, in step 61, it is determined whether this time Hj has reached a certain value.
), when the result is NO, the process returns to step 56.
そして、これを繰返すうちに、YESなる判定結果を得
ることから、このときには処理ルート62に進む。この
ルート62では、先ず驕変換器24の設定値を、前記ス
テータスがHからLに変化するまで変え、この時点の上
記設定値に従って、前記第(1)式および第(2)式を
逆韓して現在の温度を求める。しかるのち、ヒータ4の
通電時間T。nを計イして、その通電時間を減少させる
。この減少時間は
Ton(h)””Ton(h)(1((ΔT−0,01
) *25+5 )/1oo)・・・(4)として与え
られる。尚、ヒータ4の通電時間Tonは、例えば1秒
が初期値として与えられ、上記ヒータ4の通電時間は、
上記時間を経過する都度、順次減少される。この処理ル
ーテンは飄ステップ57においてステータスLが検出さ
れるまで繰返えされる。Then, as this process is repeated, a YES determination result is obtained, so the process proceeds to processing route 62 at this time. In this route 62, first, the setting value of the converter 24 is changed until the status changes from H to L, and then the equations (1) and (2) are converted into inverse Korean expressions according to the setting value at this point. to find the current temperature. After that, the heater 4 is energized for a time T. Measure n and reduce the energization time. This decreasing time is Ton(h)""Ton(h)(1((ΔT-0,01
) *25+5 )/1oo)...(4). The energization time Ton of the heater 4 is given, for example, 1 second as an initial value, and the energization time of the heater 4 is as follows.
Each time the above-mentioned time elapses, it is sequentially decreased. This processing routine is repeated until status L is detected in step 57.
従って、成る時間が経過すると、ステップ57において
ステータスLが判定される。この状態において、前回ま
でのステータスの判定(ステップ63)が行われる。こ
のとき、前回のステータスがHであったことから、処理
ルート64に進む。この処理ルートでは、前記ステータ
スがHでわった時間Hjが0であったか否かが判定され
(ステラf65)、時間が0である場合には、そのまま
情報りの初期値セットが行われる(ステラf66)。ま
た、上記時間Hjが0でない場合には、前回および前々
回の判定におけるステータスに関する情報、をそれぞれ
シフトして、次の処理に備えたのち(ステップ67)、
前記ステップ66に進んで、前記ステツノ55に戻る。Therefore, when the time has elapsed, the status L is determined in step 57. In this state, the previous status is determined (step 63). At this time, since the previous status was H, the process proceeds to processing route 64. In this processing route, it is determined whether or not the time Hj at which the status was divided by H was 0 (Stella f65), and if the time is 0, the initial value of the information is set as is (Stella f66). ). Further, if the above-mentioned time Hj is not 0, the information regarding the status in the previous and two previous judgments is shifted respectively to prepare for the next process (step 67),
The process advances to step 66 and returns to step 55.
尚、上記シフト処理するステータスに関する情報は、ス
テータスが■(がらLへ、またLからHへと状態を変化
させる時点として定義される。このような処理ルーチン
を繰返して実行することによシ、成る時点でステップ6
3によって前回のステータスがLであったと判定される
。とのとき、ステップ67に進んで、ステータスがLで
ある時間Ltを計測する。The information regarding the status to be shifted is defined as the point in time when the status changes from ■( to L and from L to H. By repeatedly executing such a processing routine, Step 6 when
3, it is determined that the previous status was L. In this case, the process proceeds to step 67, and the time Lt during which the status is L is measured.
しかるのち、ヒータ4が通′亀状態にしるが否かを、つ
まシ5c=1であるか判定する(ステップ68)。この
時点では、上記ヒータ4がONしていない状態なので、
ステラ7″69にて、前回のヒーターON後の時間が1
0秒以上経過しているか否かを判定する。そして、10
秒経過したときKは、ステップ7oに進んで、どのよう
な形態でヒータ4の通電を制御するかを判定する。Thereafter, it is determined whether the heater 4 is to be brought into the open state or not if the clamp 5c=1 (step 68). At this point, the heater 4 is not turned on, so
With Stella 7″69, the time since the last heater was turned on is 1.
It is determined whether 0 seconds or more have elapsed. And 10
When seconds have elapsed, K proceeds to step 7o and determines in what form the energization of the heater 4 should be controlled.
この場合、先ず最初の時点では、初期設雉によってYE
Sのルートが指定されていることから、ステップ71に
進み、次式に従って値Sumを求める。In this case, at the beginning, YE is set by the initial setup.
Since the root of S has been specified, the process proceeds to step 71 and the value Sum is determined according to the following equation.
5ull+”’ΣCCkTb+−Tt1) XWi
−−=、(5)i:1
’rhi ’ を番目のステータスHの時間(It)T
ti ”番目のステータスLの時間(Lt )W4:i
番目の重み
この第(5)式は、温度上昇と下降の傾斜特性を合せ、
且つ91’r 4番目におけるステータスH,Lでの時
間差に所定の重みをかけることを意味し、上記重みW、
は、第1.第2.第3の過去についてそれぞれ(0,6
)、(0,3)、(0,1)等として定められる。しか
るのち、上記の如くして求められた値Sumの極性を判
定しくステラ!72)、制御値βに(→−1)するか(
ステップ73)、りるいtよ(−1)するか(ステップ
74)を判定する。その後、とのf[i制御値βを用い
て、ステップ75において次のようにしてヒータ4の通
電時間T。nを求める。5ull+”'ΣCCkTb+-Tt1) XWi
--=, (5) i:1 'rhi' is the time (It)T of the th status H
ti” time of status L (Lt) W4:i
This equation (5) combines the slope characteristics of temperature rise and fall,
91'r means that a predetermined weight is applied to the time difference between statuses H and L in the fourth position, and the above weight W,
The first. Second. For the third past (0, 6
), (0,3), (0,1), etc. After that, Stella! determines the polarity of the value Sum obtained as above! 72), whether to set the control value β (→-1) or (
Step 73), it is determined whether Rurui t is set to (-1) (Step 74). Thereafter, using the f[i control value β of and, in step 75, the energization time T of the heater 4 is determined as follows. Find n.
Ton=Ton(h)/100−4()、04069X
βXexp(la+肩X0.2059)・・・・・・・
・(6)
そして、ヒータ4の通電を示す情報(SC=t)ヲセソ
トしくステップ76)、前記計算された時間T。nに従
ってヒータ4を通電する(ステップ77)。そして、制
御ループカウンタをインクリメントする等して、前記ス
テップ55に戻し、上述した処理を繰返して実行する。Ton=Ton(h)/100-4(), 04069X
βXexp (la+shoulder X0.2059)・・・・・・
(6) Information indicating the energization of the heater 4 (SC=t) is then set (step 76) and the calculated time T. The heater 4 is energized according to n (step 77). Then, the control loop counter is incremented, etc., and the process returns to step 55 to repeat the above-described process.
このループの再処理に再しては、前記scが“1”にセ
ットされていることがら、ステップ68において処理ル
ートが変更される。この場合、ステップ78において、
ステータスHの状態をとるべく時刻の判定が行われる。When this loop is reprocessed again, the processing route is changed in step 68 since the sc is set to "1". In this case, in step 78,
The time is determined to take the status H state.
この判定ステップ78に最初に到達したときには、時間
経過が当然少ないことからNoの判定が行われて前記ス
テップ55に戻る。そして、所定の時間が経過したとき
に、次のステップ79に進む。When this judgment step 78 is reached for the first time, since the passage of time is naturally short, a negative judgment is made and the process returns to step 55. Then, when a predetermined time has elapsed, the process proceeds to the next step 79.
但し、上記時間待ちの間に、ステップ57の判定によっ
て、その処理ルーチンが変化する場合もある。しかして
ステップ79では再び前述したように眺変換器24の出
力を変えて実際の温度を計測する。そして、この計測さ
れた水の現在温度と前記設定温度との差、ΔTが求めら
れ−この温度差ΔTの大きさによ)処理ルートの判定を
行う(ステップSO)。その1つは現在の温度が初めて
設定温度に近くなるか、あるいは外乱によって設定温度
から大きく外れている場合でろって、このときKはステ
、グ81の処理に移る0また他の1つは、制御モードで
ゎシ、上記温度差ΔTが比較的小さい場合、ステップ8
2の処理に進む。ステップ81では
T01=0.2768Xexp(8,087XΔTxV
τ4石) −・−−−−−(7)なる演算によって、
ヒータ4の通電時間が求められる。またステップ82で
は
Ton”(40XΔt+0.1)X〆σn−−−−−・
−・・(s)としてヒータ4の通電時間が求められる。However, while waiting for the above-mentioned time, the processing routine may change depending on the determination at step 57. Then, in step 79, the output of the temperature converter 24 is changed again to measure the actual temperature as described above. Then, the difference ΔT between the measured current temperature of the water and the set temperature is determined (depending on the magnitude of this temperature difference ΔT), and a treatment route is determined (step SO). One is when the current temperature becomes close to the set temperature for the first time, or when it deviates significantly from the set temperature due to a disturbance. , in the control mode, if the temperature difference ΔT is relatively small, step 8
Proceed to step 2. In step 81, T01=0.2768Xexp(8,087XΔTxV
τ4 stones) −・−−−−−(7),
The energization time of the heater 4 is determined. In addition, at step 82, Ton” (40XΔt+0.1)X〆σn−−−−・
-...(s) is the energization time of the heater 4.
但し、上記tはステータスLの継続時間を示している。However, the above t indicates the duration of status L.
尚、このようにして算出された通電時間T。nだけでは
、相当長い時間に亘ってヒータ4を通電しなければなら
ないことがあるので、最大通電時間を2秒間と制限し、
これによって通電制御を2系統に分ける(ステップ83
)。そして、通電時間T。nが2秒以内の場合には、処
理ルーチン84により、ヒータ4の通電時間をa[測し
乍ら、その時間が上記時間ToHに達する迄1±記ヒー
タ4を通電する。そして、この処理を終了して前記ステ
ップ56に戻る。また前記時間Tonが2秒以上の場合
には、ステップ85にて2秒間ヒータ4を通電したのち
、前記ステップ55に戻る。Note that the energization time T calculated in this way. If only n is used, the heater 4 may have to be energized for quite a long time, so the maximum energization time is limited to 2 seconds.
This divides the energization control into two systems (step 83
). And the energization time T. If n is less than 2 seconds, the processing routine 84 measures the energization time of the heater 4 a and energizes the heater 4 until the time reaches the above-mentioned time ToH. Then, this process is completed and the process returns to step 56. If the time Ton is 2 seconds or more, the heater 4 is energized for 2 seconds in step 85, and then the process returns to step 55.
このようにしてヒータ4を通電することによって、水の
温度が上昇し、成る時点でステータスがHとなる。この
七き、処理ルーチンはステラf57からステ、グ59へ
進み、前回でのステータスがLでるることから、処理ル
ーチン86に進む。この処理ルーチンでは、前記ルーチ
ン64で行われたのと同様にしてデータのシフト、つま
り過去データの更新が行われて、次の処理プロセスに備
えられる。By energizing the heater 4 in this manner, the temperature of the water rises, at which point the status becomes H. At this point, the processing routine advances from Stella f57 to Step 59, and since the previous status is L, the processing routine advances to processing routine 86. In this processing routine, data is shifted, that is, past data is updated in the same manner as in routine 64, in preparation for the next processing process.
以上の如く示される処理プロセスによってヒータ4の一
定時間毎の通電時間幅T。nが、水の温度と設定温度と
の情報(ステータスの状態とその継続時間等)に従って
制御される。しかも\現在および過去の制御状態が考慮
された上で、上記したヒータ4の通電時間の制8が行わ
れる。これ故、槽温度を設定温度に高精度に恒温化する
ことができる上、温度リップルも、例えば0.01℃以
下と小さく抑えることが可能となる。更には恒温度設定
温度をディジタル的に精度良く設定入力することができ
、従来のメータリレーを用いたものに比して\飛躍的に
性能向上を図ることができる。また従来の比例制御方式
と本質的に異っている為に制御性が良好で11)、その
上制御系の構成も簡単である等の実用上絶大なる効果が
奏せられる。Through the process shown above, the energization time width T of the heater 4 is determined for each fixed time period. n is controlled according to information about the water temperature and the set temperature (status state and its duration, etc.). Furthermore, the current energization time of the heater 4 is controlled 8 by taking into consideration the current and past control states. Therefore, the tank temperature can be kept constant at the set temperature with high precision, and the temperature ripple can also be suppressed to a low value of, for example, 0.01° C. or less. Furthermore, the constant temperature setting temperature can be digitally set and input with high precision, and performance can be dramatically improved compared to the conventional meter relay. In addition, since it is essentially different from the conventional proportional control system, the controllability is good11), and the configuration of the control system is simple, which provides great practical effects.
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば制御系における各種定数はそれぞれ実験的に求めら
れたものでおって、固有なものではない。また定数値の
多少の変動がりっても、その制御性に本質的な不具合を
招くこともない。更には、D/AK換器24として適当
なものを用いれば、第(1)式および第(2)式に従っ
て求められる設定値と制御値との間に±0.02℃程度
の誤差を生じる場合もめるが、このような場合には可変
抵抗器25を用いて微調整するようKずればよい。この
ようにすれば非常に良好な恒温水槽が実現できる。また
水槽1として二重層形のものを用いてもよいことは勿論
のことである。要するに本発明は、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができる。Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, various constants in a control system are determined experimentally and are not unique. Moreover, even if the constant value fluctuates to some extent, it will not cause any essential problems in its controllability. Furthermore, if a suitable D/AK converter 24 is used, an error of about ±0.02°C will occur between the set value and the control value determined according to equations (1) and (2). In such a case, the variable resistor 25 may be used to finely adjust the K value. In this way, a very good constant temperature water tank can be realized. It goes without saying that the water tank 1 may be of a double layer type. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.
第1図は本発明の一実施例に係る恒温水槽装置の概略構
成図、第2図は同実施例における温度制御シーケンスを
示す図である。
1…水槽、4・・・ヒータ、5.8・・・温度センサ、
IO・・・制御グロセッサ、11・・・温度設定キー、
12・・・タイマー、14・・・7リツグフロツグ、1
7・・・コンパレータ、22・・・差動増幅器、24・
・・1変換器、27・・・閾値回路。FIG. 1 is a schematic diagram of a constant temperature water bath apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a temperature control sequence in the embodiment. 1...water tank, 4...heater, 5.8...temperature sensor,
IO...Control grosser, 11...Temperature setting key,
12...Timer, 14...7 reset log, 1
7... Comparator, 22... Differential amplifier, 24...
...1 converter, 27...threshold circuit.
Claims (1)
タと、上記水の温度を検出する温度センナと、この温度
センサが検出した水の温度が設定温度よシ高い時間およ
び上記設定温度よシ低い時間をそれぞれ計測して前記ヒ
ータの通電時間を制御する制御系とを具備し、制御系は
上記設定温度よシ高い時間が継続したときには現在の水
の温度と前記設定温度との差に従って前記ヒータの通電
時間を減少させ、且つ前記設定温度よシ低い時間が継続
したときには、その継続時間および現在の水の温度と前
記設定温度との差に従って定められる時間幅で前記ヒー
タを通電してなることを特徴とする恒温水槽の温度制御
方式。A heater that is energized at regular intervals to heat the water in the constant temperature water tank, a temperature sensor that detects the temperature of the water, and a temperature sensor that detects the time when the temperature of the water detected by this temperature sensor is higher than the set temperature and and a control system that controls the energization time of the heater by measuring the time when the temperature is lower than the set temperature, and the control system is configured to adjust the temperature according to the difference between the current water temperature and the set temperature when the set temperature continues for a period of time when the set temperature is higher than the set temperature. Reduce the energization time of the heater, and when the temperature continues to be lower than the set temperature, energize the heater for a time period determined according to the duration and the difference between the current water temperature and the set temperature. A temperature control method for a constant temperature water tank that is characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57150914A JPS5941021A (en) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | Controlling method of temperature in constant- temperature water tank |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57150914A JPS5941021A (en) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | Controlling method of temperature in constant- temperature water tank |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5941021A true JPS5941021A (en) | 1984-03-07 |
Family
ID=15507149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57150914A Pending JPS5941021A (en) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | Controlling method of temperature in constant- temperature water tank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5941021A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62156707A (en) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Kobe Steel Ltd | Method for controlling temperature in furnace interior of hot hydrostatic pressure applying device |
CN105091352A (en) * | 2015-09-29 | 2015-11-25 | 广东美的暖通设备有限公司 | Control method and device for air energy water heater |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP57150914A patent/JPS5941021A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62156707A (en) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Kobe Steel Ltd | Method for controlling temperature in furnace interior of hot hydrostatic pressure applying device |
JPH0580686B2 (en) * | 1985-12-27 | 1993-11-10 | Kobe Steel Ltd | |
CN105091352A (en) * | 2015-09-29 | 2015-11-25 | 广东美的暖通设备有限公司 | Control method and device for air energy water heater |
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