JPH117326A

JPH117326A - 温度調節装置

Info

Publication number: JPH117326A
Application number: JP17328997A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Aoki; 茂青木; Hiroyuki Watarikawa; 裕之渡川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】待機シーケンス処理の間に異常が発生している
ことを検知して警報することを低コストで可能とした温
度調節装置を提供する。【解決手段】被制御物の温度変化を検出する温度センサ
２３の入力信号と、被制御物の制御温度設定信号とに基
づいて被制御物を設定温度に制御し、温度センサの測定
温度の異常時に警報信号の出力手段と、さらに、当温度
センサの測定温度が制御開始から設定温度に至る設定さ
れた待機時間中では前記警報信号の出力を停止する待機
シーケンス手段とを備えた温度調節装置において、制御
開始から待機時間を含むように設定されたチェック時間
を計時するタイマ２７と、該タイマがタイムアップした
とき、前記温度センサの測定温度が設定温度の変動許容
範囲内にないと判定したとき異常と判定して警報信号を
出力する警報出力手段を駆動する制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、例えば、被加熱
物の温度を温度センサで検知し、該被加熱物を設定した
温度（目標値）にコントロールするために、該被加熱物
を加熱するヒータのような加熱器を制御するような温度
調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述の温度調整装置は、被制御物
の制御に基づく温度の変化を測定（検出）する温度セン
サの入力信号と、被制御物の制御温度を設定する温度設
定手段の温度設定信号とに基づいて、被制御物を設定温
度に制御する制御信号を出力するように構成されてお
り、また、設定温度には変動許容範囲が設けられ、この
範囲内に制御されるように制御信号が出力される。

【０００３】さらに、上述の温度制御において、変動許
容範囲を越える制御となったとき、制御信号によって被
制御物が制御されないことを示すので、このようなとき
には警報を出力する警報器を備えている。

【０００４】図１は、温度制御を示す図であって、温度
の目標値（設定温度の値）ｓｐ１を設定して、例えばヒ
ータを制御したとき、変動許容範囲はその上限値を目標
値ｓｐ１とし、下限値ｋ１を設定すると、この下限値ｋ
１を警報点として測定温度がこの下限値ｋ１を下回ると
前述の警報器が出力ｙ１される。そして、この警報出力
ｙ１はヒータが制御されて測定温度が上昇し、警報ｏｆ
ｆ点に設定した温度ｋ１０に達することで警報がｏｆｆ
に制御されるように設定されている。

【０００５】このような制御は温度制御中においては有
効であるが、しかし、目標値ｓｐ１を設定して制御を開
始してから、設定値の下限値ｋ１に温度が上昇する温度
上昇期間中ａは、測定温度が当然下限値ｋ１以下である
ため、警報器が動作する不都合が発生する。

【０００６】また、目標値を温度ｓｐ２に変更した時も
同様に、温度が上昇する温度上昇期間中ａはその測定温
度が下限値ｋ２以下であるため、当然警報器が動作動作
して出力ｙ２する不都合が発生する。

【０００７】このような警報器の不都合動作を回避する
ために、制御開始から前述の警報ｏｆｆ点の設定温度ｋ
１０，ｋ２０までを待機時間ｂに設定して、この待機時
間ｂ中には警報器が動作しないようにした待機シーケン
ス手段を構成している。

【０００８】上述の待機シーケンス手段は、例えば、目
標値を設定したとき、または、目標値を変更したとき、
待機シーケンス処理中のフラグを立てて、温度の上昇が
警報ｏｆｆ点の設定温度ｋ１０，ｋ２０に達したとき、
フラグをリセットすることで、警報器の不都合動作を回
避することができる。

【０００９】しかし、このように待機シーケンス手段を
構成したとき、新たな問題点が発生する。すなわち、上
述の待機シーケンス処理間にヒータの断腺、あるいは制
御ループの断腺が発生していると、待機シーケンスが解
除されても、警報器が動作しないので、このような異常
を検出することができない。

【００１０】すなわち、前述のようにヒータの断腺、あ
るいは制御ループの断腺があれば、当然、温度センサか
らの検出温度は下限値ｋ１，ｋ２より低い値を示してい
るはずであり、また、待機シーケンス手段が構成されて
いない場合は、警報器が動作する筈であるが、しかし、
待機シーケンス手段を構成したことにより、上述の待機
時間中での異常を検出して警報を動作することができな
い問題点が発生する。

【００１１】上述の問題点を解決するために、例えば、
熱制御系の異常を検出するため、電磁誘導を利用したセ
ンサを使用し、ヒータの通電電流を監視するヒータ断腺
警報方法、または、制御出力の操作量を最大または最小
にしたときの温度入力の変化を監視する制御ループの断
腺警報方法が考えられる。

【００１２】しかし、上述の方法では、異常を検出のた
めに演算処理を実行することができる能力を持ったコン
ピュータが必要となり、ローコストの温度調整装置を提
供する場合には、適用ができない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、待機シー
ケンス手段を備える温度調節装置であって、待機シーケ
ンス処理間に異常が発生していることを検知して警報す
ることがローコストで可能となる温度調整装置の提供を
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、被制御物の
制御に基づいて温度変化を検出する温度センサの入力信
号と、被制御物の制御温度を設定する温度設定手段の温
度設定信号とに基づいて、被制御物を設定温度に制御す
る制御信号を出力し、且つ、前記温度センサの測定温度
が設定温度の変動許容範囲より外れたとき警報信号を出
力する警報出力手段と、さらに、前記温度センサの測定
温度が制御開始から設定温度に至る設定された待機時間
中では前記警報信号の出力を停止する待機シーケンス手
段とを備えた温度調節装置であって、前記制御開始から
前記待機時間を含むように設定されたチェック時間を計
時するタイマと、該タイマがタイムアップしたとき、前
記温度センサの測定温度が設定温度の変動許容範囲内に
ないと判定したとき異常と判定して警報信号を出力する
警報出力手段を駆動する制御手段とを備えた温度調節装
置であることを特徴とする。さらに、前記２つの警報信
号を出力する警報出力手段はそれぞれ別に設けることが
でき、また、１つの警報出力手段で兼ねて構成すること
もできる。

【００１５】

【発明の作用・効果】この発明によれば、制御開始から
待機シーケンス処理間を含むチェック時間がタイムアッ
プしたとき、温度センサの測定温度が設定温度の変動許
容範囲内にないと判定したとき異常と判定して警報信号
を出力するので、待機シーケンス処理中に熱制御系の断
腺や制御ループの断腺などがあるとき、この異常を検知
することがてきる。

【００１６】また、タイマと、温度センサの測定温度と
設定温度の変動許容範囲との比較判定機能を持った制御
手段と、警報出力手段で構成するので、ローコストの温
度調節装置において、構造または価格上、専用のセンサ
入力と警報出力を具備できない場合、または、検出のた
めの演算処理が可能なコンピュータを具備でない場合
に、ヒータ断腺警報、あるいは、制御ループ断腺警報に
代替する異常検知方法として、ローコストで適用するこ
とができる。

【００１７】また、前述の測定温度の入力を監視する制
御ループ断腺警報方法より優れる特徴として、この制御
ループ断腺警報方法が、制御出力の操作量を最大にまた
は最小にしたときの温度入力の変化に対して検出される
のに対し、この発明では、手動または自動にて設定され
たＰＩＤ（比例、積分、微分の各動作を加え合わせた制
御）パラメータにより制御出力の操作量へのゲインが緩
く調整された結果においても、タイマ機能の時間を調整
することにより異常を検出することができる。

【００１８】また、上述のタイマ時間を学習値にて設定
することで、より簡単に異常を検出することができる。

【００１９】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面と共に説明す
る。図面は待機シーレンス機能を持った温度調節装置を
示し、図２において、温度調節装置１０の前面にはその
上部に測定温度やその他のＰＩＤ制御で入力される定数
などを表示する表示器１１、該表示器１１の表示を選択
するセレクトスイッチ１２、制御出力の動作状態を示す
制御表示ランプ１３を備えている。

【００２０】中間部には制御温度（目標値）を設定する
ディジタルスイッチ１４、警報出力の動作状態を示す警
報表示ランプ１５を備え、上述のディジタルスイッチ１
４は、設定値を表示する表示部１４ａと、設定値を選択
する加算ボタン１４ｂと、減算ボタン１４ｃとを備えて
いる。

【００２１】下部には、ＰＩＤ制御のために比例、積
分、微分の各定数を設定する定数設定軸１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ、ドローアウトねじ１７、アンチリセット調
整軸１８、外付けされる警報器の種類に対応して警報出
力を設定する警報設定軸１９を備えている。

【００２２】図３は、温度調節装置１０の制御回路ブロ
ック図を示し、ＣＰＵ２０はＲＯＭ２１に格納されたプ
ログラムに沿って各回路装置を駆動制御すると共に、制
御温度の目標値（設定温度）の変動許容範囲の設定、待
機時間ｂの設定、待機シーケンス処理の各プログラムも
備えている。

【００２３】ＲＡＭ２２は動作に必要なデータの記憶の
他に、待機シーケンス処理のためのフラグエリア２２ａ
を備え、該フラグは制御温度が設定（目標値）された
時、また、変更させたとき、待機シーケンス処理を示す
フラグが立てられ、待機時間ｂを含む設定されたチェッ
ク時間の経過後リセットされる。

【００２４】温度センサ２３は温度入力端子２４に接続
されて測定温度を示すデータを入力し、警報出力端子２
５に警報器２６が接続されて、温度制御時の設定温度の
下限値ｋ１，ｋ２（図１参照）を下回ったと、また、待
機時間ｂ中に異常を検出したとき警報動作を実行し、タ
イマ２７は設定されたチェック時間、例えば前述の待機
時間ｂを含む設定された時間を計時する。制御出力端子
２８はこれに接続される被制御物、例えば、ヒータを駆
動するリレースイッチなどに制御信号を出力する。

【００２５】図４のフローチャートを参照して、ＣＰＵ
２０の待機シーケンス処理（待機時間ｂ）での異常検知
処理を説明する。すなわち、ディジタルスイッチ１４に
より制御温度の目標値（設定温度）を設定すると、該目
標値をＲＡＭ２２に記憶すると共に、フラグエリア２２
ａに待機シーケンス処理のフラグをセットし（ステップ
ｎ１）、さらに、目標値の変動許容範囲を設定して、こ
れもＲＡＭ２２に記憶する（ステップｎ２）。

【００２６】そして、上述のフラグが立っている間は、
温度センサ２３からの測定温度が設定温度の下限値ｋ
１，ｋ２（図１参照）を下回っていても、警報出力を停
止して待機シーケンス処理を実行する。

【００２７】前述のように目標値が設定されると、制御
出力端子２８から制御信号を出力して、例えば、ヒータ
などの加熱器の温度を制御する（ステップｎ３）。同時
にタイマ２７を駆動する（ステップｎ４）。

【００２８】上記タイマ２７は、制御開始から最初の警
報ｏｆｆ点ｋ１０，ｋ２０（図１参照）までの待機時間
ｂを含む設定したチェック時間を計時し、該計時がタイ
ムアップすると（ステップｎ５）、前述のフラグエリア
２２ａのフラグをリセットして待機シーケンス処理を解
除し、さらに、温度センサ２３の測定温度を読取る（ス
テップｎ６）。

【００２９】次いで、測定温度が設定温度の変動許容範
囲に上昇しているか否かを判定し（ステップｎ７）、測
定温度の上昇が判定されたときは、待機シーケンス処理
中の異常が判定されず、正常と判定されるので、制御動
作が継続される（ステップ８）。

【００３０】すなわち、前述のステップｎ６で、フラグ
がリセットされて待機シーケンス処理が解除されると、
温度制御が実行されると共に警音処理も動作し、温度セ
ンサ２３からの測定温度が設定温度の下限値ｋ１，ｋ２
（図１参照）を下回ったとき警報出力が出力されて、警
報器２６が駆動され、通常の温度制御が継続される。

【００３１】一方、前述のステップｎ７で、測定温度の
上昇が判定されないときは、ヒータ断腺のような熱制御
系の断腺、あるいは制御ループの断腺を示し、異常であ
ると判定して警報出力を出力して警報器２６を駆動し
（ステップｎ９）、制御処理を停止する（ステップｎ１
０）。上述の異常の警報が出力されると、その後は作業
員によって処理する。

【００３２】上述の実施例によれば、待機シーケンス処
理間の熱制御系の断腺や制御ループの断腺などの異常を
検知する構成を、チェック時間を計時するタイマ２７
と、既に備えたＣＰＵ２０および警報器２６で構成する
ので、ローコストの温度調節装置において、構造または
価格上、専用のセンサ入力と警報出力を具備できない場
合、または、検出のための演算処理が可能なコンピュー
タを具備でない場合に、ヒータ断腺警報、あるいは、制
御ループ断腺警報に代替する異常検知方法として、ロー
コストで適用することができる。

【００３３】また、制御ループ断腺警報方法より優れる
特徴として、この制御ループ断腺警報方法が、制御出力
の操作量を最大にまたは最小にしたときの温度入力の変
化に対して検出されるのに対し、この実施例では、手動
または自動にて設定されたＰＩＤ（比例、積分、微分の
各動作を加え合わせた制御）パラメータにより制御出力
の操作量へのゲインが緩く調整された結果においても、
タイマ機能の時間を調整することにより異常を検出する
ことができる。

【００３４】また、上述のタイマ時間を学習値にて設定
することで、より簡単に異常を検出することができる。
なお、上述の実施例において、チェック時間中の異常を
警報する警報出力を専用の警報出力端子を設けて、これ
に別の警報器を接続して、温度制御の警報器２５とは区
別して警報することもできる。また、この発明の温度調
節装置１０は、冷凍、冷蔵など温度を下げる方向の温度
調節荷も利用できる。

【００３５】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の温度設定手段は、実施例のディジ
タルスイッチ１４に対応し、以下同様に、警報出力手段
は、警報出力端子２５に対応し、待機シーケンス手段
は、待機シーケンス処理機能を持ったＣＰＵ２０に対応
するも、この発明は、実施例の構成のみに限定されるも
のではなく、請求項に記載した発明の技術的思想に基づ
いて応用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】温度調節装置の温度制御を示す図。

【図２】温度調節装置の外観斜視図。

【図３】温度調節装置の制御回路ブロック図。

【図４】異常検出の動作フローチャート。

【符号の説明】

１０…温度調節装置１４…ディジタルスイッチ２０…ＣＰＵ２２ａ…フラグエリア２３…温度センサ２４…温度入力端子２５…警報出力端子２６…警報器２７…タイマ２８…制御出力端子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】温度調節装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術】従来、上述の温度調節装置は、被制御物
の制御に基づく温度の変化を測定（検出）する温度セン
サの入力信号と、被制御物の制御温度を設定する温度設
定手段の温度設定信号とに基づいて、被制御物を設定温
度に制御する制御信号を出力するように構成されてお
り、また、設定温度には変動許容範囲が設けられ、この
範囲内に制御されるように制御信号が出力される。

【０００４】図１は、温度制御を示す図であって、温度
の目標値（設定温度の値）ｓｐ１を設定して、例えばヒ
ータを制御したとき、変動許容範囲として下限値ｋ１を
設定すると、この下限値ｋ１を警報点として測定温度が
この下限値ｋ１を下回ると前述の警報器が出力ｙ１され
る。そして、この警報出力ｙ１はヒータが制御されて測
定温度が上昇し、警報ｏｆｆ点に設定した温度ｋ１０に
達することで警報がｏｆｆに制御されるように設定され
ている。

【０００６】また、目標値を温度ｓｐ２に変更した時も
同様に、温度が上昇する温度上昇期間中ａはその測定温
度が下限値ｋ２以下であるため、当然警報器が動作して
出力ｙ２する不都合が発生する。

【０００７】このような警報器の不都合動作を回避する
ために、制御開始から測定温度が前述の警報ｏｆｆ点の
設定温度ｋ１０，ｋ２０に到達するまで警報器が動作し
ないようにした待機シーケンス手段を構成している。

【０００９】しかし、このように待機シーケンス手段を
構成したとき、新たな問題点が発生する。すなわち、上
述の待機シーケンス処理間にヒータの断線、あるいは制
御ループの断線が発生していると、待機シーケンスが解
除されず、警報器が動作しないので、このような異常を
検出することができない。

【００１０】すなわち、前述のようにヒータの断線、あ
るいは制御ループの断線があれば、当然、温度センサか
らの検出温度は下限値ｋ１，ｋ２より低い値を示してい
るはずであり、また、待機シーケンス手段が構成されて
いない場合は、警報器が動作する筈であるが、しかし、
待機シーケンス手段を構成したことにより、上述の待機
時間中での異常を検出して警報を動作することができな
い問題点が発生する。

【００１１】上述の問題点を解決するために、例えば、
熱制御系の異常を検出するため、電磁誘導を利用したセ
ンサを使用し、ヒータの通電電流を監視するヒータ断線
警報方法、または、制御出力の操作量を最大または最小
にしたときの温度入力の変化を監視する制御ループの断
線警報方法が考えられる。

【００１２】しかし、上述の方法では、異常を検出のた
めに演算処理を実行することができる能力を持ったコン
ピュータが必要となり、ローコストの温度調節装置を提
供する場合には、適用ができない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、待機シー
ケンス手段を備える温度調節装置であって、待機シーケ
ンス処理間に異常が発生していることを検知して警報す
ることがローコストで可能となる温度調節装置の提供を
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、被制御物の
制御に基づいて温度変化を検出する温度センサの入力信
号と、被制御物の制御温度を設定する温度設定手段の温
度設定信号とに基づいて、被制御物を設定温度に制御す
る制御信号を出力し、且つ、前記温度センサの測定温度
が設定温度の変動許容範囲より外れたとき警報信号を出
力する警報出力手段と、さらに、前記温度センサの測定
温度が制御開始から設定温度に至る設定された待機中で
は前記警報信号の出力を停止する待機シーケンス手段と
を備えた温度調節装置であって、前記制御開始から設定
されたチェック時間を計時するタイマと、該タイマがタ
イムアップしたとき、前記温度センサの測定温度が設定
温度の変動許容範囲内にないと判定したとき異常と判定
して警報信号を出力する警報出力手段を駆動する制御手
段とを備えた温度調節装置であることを特徴とする。さ
らに、前記２つの警報信号を出力する警報出力手段はそ
れぞれ別に設けることができ、また、１つの警報出力手
段で兼ねて構成することもできる。

【００１５】

【発明の作用・効果】この発明によれば、制御開始から
待機シーケンス処理間を含むチェック時間がタイムアッ
プしたとき、温度センサの測定温度が設定温度の変動許
容範囲内にないと判定したとき異常と判定して警報信号
を出力するので、待機シーケンス処理中に熱制御系の断
線や制御ループの断線などがあるとき、この異常を検知
することがてきる。

【００１６】また、タイマと、温度センサの測定温度と
設定温度の変動許容範囲との比較判定機能を持った制御
手段と、警報出力手段で構成するので、ローコストの温
度調節装置において、構造または価格上、専用のセンサ
入力と警報出力を具備できない場合、または、検出のた
めの演算処理が可能なコンピュータを具備でない場合
に、ヒータ断線警報、あるいは、制御ループ断線警報に
代替する異常検知方法として、ローコストで適用するこ
とができる。

【００１７】また、前述の測定温度の入力を監視する制
御ループ断線警報方法より優れる特徴として、この制御
ループ断線警報方法が、制御出力の操作量を最大にまた
は最小にしたときの温度入力の変化に対して検出される
のに対し、この発明では、手動または自動にて設定され
たＰＩＤ（比例、積分、微分の各動作を加え合わせた制
御）パラメータにより制御出力の操作量へのゲインが緩
く調整された結果においても、タイマ機能の時間を調整
することにより異常を検出することができる。

【００１９】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面と共に説明す
る。図面は待機シーケンス機能を持った温度調節装置を
示し、図２において、温度調節装置１０の前面にはその
上部に測定温度やその他のＰＩＤ制御で入力される定数
などを表示する表示器１１、該表示器１１の表示を選択
するセレクトスイッチ１２、制御出力の動作状態を示す
制御表示ランプ１３を備えている。

【００２３】ＲＡＭ２２は動作に必要なデータの記憶の
他に、待機シーケンス処理のためのフラグエリア２２ａ
を備え、該フラグは制御温度が設定（目標値）された
時、また、変更されたとき、待機シーケンス処理を示す
フラグが立てられ、設定されたチェック時間の経過後リ
セットされる。

【００２４】温度センサ２３は温度入力端子２４に接続
されて測定温度を示すデータを入力し、警報出力端子２
５に警報器２６が接続されて、温度制御時の設定温度の
下限値ｋ１，ｋ２（図１参照）を下回ったとき、また、
待機時間ｂ中に異常を検出したとき警報動作を実行し、
タイマ２７は設定されたチェック時間、例えば前述の待
機時間ｂを含む設定された時間を計時する。制御出力端
子２８はこれに接続される被制御物、例えば、ヒータを
駆動するリレースイッチなどに制御信号を出力する。

【００３０】すなわち、前述のステップｎ６で、フラグ
がリセットされて待機シーケンス処理が解除されると、
温度制御が実行されると共に警報処理も動作し、温度セ
ンサ２３からの測定温度が設定温度の下限値ｋ１，ｋ２
（図１参照）を下回ったとき警報出力が出力されて、警
報器２６が駆動され、通常の温度制御が継続される。

【００３１】一方、前述のステップｎ７で、測定温度の
上昇が判定されないときは、ヒータ断線のような熱制御
系の断線、あるいは制御ループの断線を示し、異常であ
ると判定して警報出力を出力して警報器２６を駆動し
（ステップｎ９）、制御処理を停止する（ステップｎ１
０）。上述の異常の警報が出力されると、その後は作業
員によって処理する。

【００３２】上述の実施例によれば、待機シーケンス処
理間の熱制御系の断線や制御ループの断線などの異常を
検知する構成を、チェック時間を計時するタイマ２７
と、既に備えたＣＰＵ２０および警報器２６で構成する
ので、ローコストの温度調節装置において、構造または
価格上、専用のセンサ入力と警報出力を具備できない場
合、または、検出のための演算処理が可能なコンピュー
タを具備でない場合に、ヒータ断線警報、あるいは、制
御ループ断線警報に代替する異常検知方法として、ロー
コストで適用することができる。

【００３３】また、制御ループ断線警報方法より優れる
特徴として、この制御ループ断線警報方法が、制御出力
の操作量を最大にまたは最小にしたときの温度入力の変
化に対して検出されるのに対し、この実施例では、手動
または自動にて設定されたＰＩＤ（比例、積分、微分の
各動作を加え合わせた制御）パラメータにより制御出力
の操作量へのゲインが緩く調整された結果においても、
タイマ機能の時間を調整することにより異常を検出する
ことができる。

【００３４】また、上述のタイマ時間を待機時間ｂによ
る学習値にて設定することで、より簡単に異常を検出す
ることができる。なお、上述の実施例において、チェッ
ク時間中の異常を警報する警報出力を専用の警報出力端
子を設けて、これに別の警報器を接続して、温度制御の
警報器２５とは区別して警報することもできる。また、
この発明の温度調節装置１０は、冷凍、冷蔵など温度を
下げる方向の温度調節荷も利用できる。