JPH0330776B2 - - Google Patents

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JPH0330776B2
JPH0330776B2 JP59025530A JP2553084A JPH0330776B2 JP H0330776 B2 JPH0330776 B2 JP H0330776B2 JP 59025530 A JP59025530 A JP 59025530A JP 2553084 A JP2553084 A JP 2553084A JP H0330776 B2 JPH0330776 B2 JP H0330776B2
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JP
Japan
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temperature
output
transient response
circuit
voltage
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Application number
JP59025530A
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English (en)
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JPS60169017A (ja
Inventor
Akihiko Yasuda
Juji Takagi
Yoshinori Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harman Co Ltd
Original Assignee
Harman Co Ltd
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Publication date
Application filed by Harman Co Ltd filed Critical Harman Co Ltd
Priority to JP59025530A priority Critical patent/JPS60169017A/ja
Publication of JPS60169017A publication Critical patent/JPS60169017A/ja
Publication of JPH0330776B2 publication Critical patent/JPH0330776B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F23N1/082Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/14Differentiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃焼機器の燃焼を比例制御するため
の燃焼制御装置、詳しくは、湯温を設定温度に維
持すべく、前記設定温度と検出温度との比較結果
に基いて燃料供給量を比例制御する少なくとも積
分手段を含む制御手段を備えた燃焼制御装置に関
する。
従来より、この種の燃焼制御装置においては、
省エネルギーの観点から設定温度と検出温度との
偏差に対応して燃料供給量すなわち供給熱量を自
動調節可能な比例制御手段が採用される例が多く
なつている。
上記比例制御手段は、湯温を自由に調節できる
とともに、不必要な燃料を供給することなく安定
した温度制御ができるのであるが、過渡的な負荷
変動、例えば出湯量の急激な変化等、が発生した
場合は制御にオーバーシユートやアンダーシユー
ト等の過渡応答を生じて設定温度に対して温度が
大きく上下動する湯が出湯される欠点が有り、こ
の過渡応答を防止する手段が必要であつた。
この種の過渡応答を防止する手段としては、例
えば、特開昭57−31722号(特願昭55−105710号)
公報に開示されている燃焼制御装置があるが、こ
の手段では十分ではなく、以下に示すような不都
合が有つた。
即ち、第6図に示すように、電源電圧VCCを
抵抗分割された基準電圧Vb′と温度検出手段とし
てのサーミスタRT′の出力電圧Va′との偏差を積
分器AI′を含むPID制御回路1′によつて演算し、
その出力V′によつて燃料供給量を調節する比例
弁2′の開度を決定する比例弁駆動回路3′の駆動
電流を制御するように構成するとともに、前記基
準電圧Vb′に対して所定値低く設定した電圧すな
わちオーバーシユート判別電圧Vc′と前記検出電
圧Va′とを比較して温度変化のオーバーシユート
発生を判別するオーバーシユート検出回路4′を
設け、このオーバーシユート検出回路4′の出力
によつて、前記積分器AI′の入力レベルをシフト
して、PID制御回路1′の出力V′を強制的に下げ
ることによつて前記比例弁2′を燃焼を維持する
最低開度に復帰させるように構成してある。
しかしながら、上記オーバーシユート検出回路
4′は、温度変化量すなわち基準電圧Vc′に対す
る検出電圧Va′の偏差のみに基いて、オーバーシ
ユートの発生を検出すべく構成してあるととも
に、前記積分器AI′の入力をシフトすることによ
り一時的に前記PID制御回路1′の出力V′を低下
させるように動作するので、以下に示すような欠
点が有つた。
即ち、温度変化の速度に無関係に、温度制御が
一時停止されるため、オーバーシユート発生後の
積分器の能動状態への復帰が遅れて、オーバーシ
ユートと同程度のアンダーシユートが新たに発生
して温度が安定するまでに時間がかかるという不
都合があつた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、急な負荷変動に対して過渡応
答の少ない制御手段を備えた燃焼制御装置を提供
することにある。
上記目的を達成すべく、本発明による燃焼制御
装置は、湯温を設定温度に維持すべく、前記設定
温度と検出温度との比較結果に基いて燃料供給量
を比較制御する少なくとも積分手段を含む制御手
段を備える構成において、 前記設定温度に対する検出温度の偏差が所定値
以上で、かつ、検出温度の変化速度が所定値以上
有る場合に温度制御に過渡応答が発生していると
判別して、過渡応答を防止するための所定燃焼制
御をすべき信号を出力する過渡応答検出手段を設
けてある点に特徴を有する。
以下、上記構成を第1図に示すブロツク図に基
いて説明する。
第1図はガス湯沸器等のようにガス燃焼量を比
例制御することによつて出湯温度を調節するため
の燃焼制御装置のブロツク図であつて、基本的に
は、サーミスタ等の温度検出手段RTによる検出
温度tと湯温を調節するための温度設定手段VR
による設定温度t0との偏差Δtに基いて積分器
AIを備えたPID制御手段1によつて、燃料供給
量を調節する手段としての比例弁2の開度を比例
制御すべく構成してある。
更に、前記検出温度tと設定温度t0とを比較
し、検出温度tが設定温度t0に対して所定比率
以上すなわち偏差Δtが予じめ設定された所定値
α1以上で、かつ、前記検出温度tの変化速度
ΔGが所定値α2以上であつた場合には、温度変
化に過渡応答が発生したことを検知して前記PID
制御手段1の動作を一時停止させて過渡応答を防
止するための所定燃料制御をすべき信号Dを出力
する過渡応答検出手段4を設けてある。
前記過渡応答検出手段4を構成するに、検出温
度tと設定温度t0の偏差Δtが、前記所定値α
1高く設定してあるオーバーシユート判別温度t
0′以上であるか否かを検出する温度偏差検出手
段5、検出温度tの変化速度である検出温度の微
分値ΔGが前記所定値α2以上であるか否かを判
別する変化速度検出手段6、および前記各手段
5,6の論理積を演算する手段7を設け、温度偏
差Δtとその変化速度ΔGに対応した過渡応答検出
信号Dを出力すべく構成してある。
更に、前記PID制御手段1の出力Vである積分
器AIの出力と、前記過渡応答検出手段4の出力
DによつてPID制御手段1の動作が一時停止され
た場合に前記比例弁2の開度を燃焼を維持するた
めの最低供給量に対応する基準電圧VLとを比較
して、前記出力Vがこの基準電圧VL以下になつ
た場合は、前記積分器AIの出力Vをその入力電
圧に拘らず前記基準電圧VLに維持すべく前記出
力Vを積分器AIの入力側に帰還して前記積分器
AIの動作が飽和しないように制御する飽和防止
手段8を設けてある。
そして、検出温度tの偏差Δtと変化速度ΔGに
対応してPID制御手段1の動作停止を制御するこ
とによつて、必要以上にPID制御手段1の動作が
停止しないようにして、オーバーシユートやアン
ダーシユート等の過渡応答の発生を減少させるべ
く制御するのである。
上記構成故に下記の如き優れた効果が発揮され
るに至つた。
即ち、出湯量の急な変動等によつてオーバーシ
ユート等の負荷変動の過渡応答が発生しても、そ
の変動量および変化速度に対応した過渡応答防止
制御時間が制御されることとなり、正常なPID制
御状態に復帰するときの動作遅れが少なくなつ
て、実際の温度変化の過渡変動を非常に少ないも
のにできたのである。
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基いて
説明する。
第2図に示すように、電源Vccと接地点との間
に、2つの抵抗R1,R2と温度検出手段として
のサーミスタRTおよび温度設定手段としての可
変抵抗器VRを直列接続するとともに、電源Vcc
と接地点との間に、3つの抵抗R3,R4,R5
を直列接続したブリツジ回路の前記2つの抵抗R
1,R2の接続点Aより得られる検出電圧Vaを
バツフア回路A0を介して後記構成になるPID制
御回路1に入力するとともに、後記構成になる過
渡応答検出手段としてのオーバーシユート検出回
路4にも入力してある。一方、前記3つの抵抗R
3,R4,R5の電源側接続点Bより得られる基
準電圧Vbを前記検出電圧Vaに対する比較基準と
してPJD制御回路1に入力するとともに、接地点
側接続点Cより得られる基準電圧Vcを前記オー
バーシユート検出回路4にオーバーシユート検出
の比較基準として入力してある。
そして、前記基準電圧Vbと検出電圧Vaとの偏
差に対応した電圧Vを、燃料供給量を調節する比
例弁2の開度を決定する比例弁駆動回路3に出力
すべく構成するとともに、前記基準電圧Vcより
検出電圧Vaが低くなる、すなわち、検出温度t
と設定温度t0の偏差Δtが、前記所定値α1高
く設定された基準温度t0′よりも高くなるとと
もに、その変化速度すなわち検出温度tの微分値
ΔGが所定値α2以上ある場合には、前記オーバ
ーシユート検出回路4の出力DによつてPID制御
回路1の出力電圧Vを強制的に低下させ、前記比
例弁2を閉じる方向に制御してオーバーシユート
の発生を防止するようにしてある。
前記PID制御回路1は、微分器を構成する第1
の演算増幅器A1、積分器AIを構成する第2の
演算増幅器A2、および後記構成になる飽和防止
手段8としての第3の演算増幅器A3によつて構
成してあり、前記オーバーシユート検出回路4の
出力DをダイオードD1と抵抗R6を介して積分
器A2の入力に接続し、オーバーシユートを検出
した場合には、前記積分器A2の入力に前記抵抗
R6に対応する所定電圧を加算することによつ
て、PID制御回路1の出力すなわち積分器A2の
出力Vのレベルを強制的に低下させるようにして
ある。
そして、前記オーバーシユート検出回路4の作
動によつて、積分器A2の動作が飽和しないよう
に、前記増幅器A3により電源Vccを抵抗R7,
R8によつて分圧した最低燃料供給量に対応する
電圧VLと前記積分器A2の出力Vとの偏差を増
幅してこの積分器A2の入力側へダイオードD2
を介して負帰還することによつて、入力レベルに
拘らず積分器A2の出力Vが前記電圧VL以下に
はならないようにしてある。尚、前記ダイオード
D2は、積分器A2の出力Vが前記電圧VLより
大きい場合には入力側への帰還を阻止すべく動作
するものである。
又、抵抗9R,R10は前記PID制御回路1の
出力Vに拘らず比例弁駆動回路3の出力電流の下
限値を設定するものであるが省略してもよい。
前記オーバーシユート検出回路4を構成する
に、前記検出電圧Vaが基準電圧Vc以下になると
出力Eが“H”レベルになる温度偏差検出手段と
してのコンパレータA4、前記検出電圧Vaの微
分値ΔGを演算する演算増幅器A5,A6よりな
る微分器9および前記微分値ΔGが変化速度の基
準値である速度基準電圧α2以上になると出力F
が“H”レベルになるコンパレータA7よりなる
変化速度検出手段としての微分値判別回路6、お
よび前記コンパレータA4,A7の出力E,Fの
論理積を演算する手段としてのAND回路7を設
けてある。
そして、前記オーバーシユート検出回路4が、
温度偏差Δtが所定値α1以上で、かつ、変化速
度ΔGが所定値α2以上であることを検出する
と、前記AND回路7の出力Dによつて前記積分
器A2の入力を抵抗器R6に対応する所定電圧を
加算してPID制御回路1の出力Vを低下させて燃
料供給量を減少させるのである。
尚、第3図イは、第2図に示す実施例におい
て、流量が変化した場合の温度の過渡応答を示す
タイムチヤートである。また、同図ロに示すよう
に、温度設定用可変抵抗器VRを操作して設定温
度t0を上昇変更した場合にも、オーバーシユー
トの温度変化が非常にゆるやかな場合には、前記
微分値判別回路6が作動せず、従つて、不必要に
オーバーシユート検出回路4が動作することがな
く、過渡応答が発生しない。また、図中破線で示
す応答は、従来例のようにPID制御手段に過渡応
答検出手段が無い場合の温度変化を示すものであ
る。
以下、別実施例を説明する。
この実施例は、第4図に示すように、前記第2
図の実施例と基本的には同一構成になるものであ
つて、オーバーシユート検出回路4の出力Dによ
つてPID制御回路1を構成する微分器A1の入力
に前記抵抗R6に対応する電圧を加算することに
よつて、前記第2図に示す実施例と同様の動作を
行なうように構成してある。
尚、図中、第2図と同一の符号および番号を付
したものは、第2図に示す実施例と同一構成また
は同一機能を有するものである。
即ち、微分器A1の入力と積分器A2の入力で
は信号の極性が反転するために、オーバーシユー
ト検出回路4の出力Dの能動極性を反転すべく前
記ダイオードD1の極性を反転して接続するとと
もに、前記AND回路7の出力Dを反転させてあ
る。
又、流量に対応してPID制御回路1のゲインを
自動的に可変すべく、第5図に示すように、前記
バツフア回路A0のゲインを決定する抵抗器RG
を流量センサに構成してもよい。
又、前記PID制御回路1は積分器A1を省略し
て積分器A2のみによる比例制御回路として構成
してもよく、同様に、前記飽和防止手段8は演算
増幅器を用いる他、抵抗あるいはツエナーダイオ
ード等の帰還量のリミツタ動作が可能なものであ
ればどのようなものでもよい。
又、この飽和防止手段8は、PID制御回路1の
出力Vの上限値を規制すべく構成してもよい。
更には、制御回路1あるいは燃焼制御装置全体
をマイクロコンピユータによつて構成してもよ
く、その構成は各種変更可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロツク図、第2
図は本発明による燃焼制御装置の具体的な構成を
示す回路図、第3図イ,ロはその動作の説明図、
第4図および第5図は別実施例の回路図、そし
て、第6図は従来例の構成を示すブロツク図であ
る。 1……比例制御手段、4……過渡応答検出手
段、V……燃料供給量、AI,A2……積分手段、
t0……設定温度、t……検出温度、Δt……偏
差、ΔG……変化速度、α1,α2……所定値。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 湯温を設定温度t0に維持すべく、前記設定温
    度t0と検出温度tとの比較結果に基いて燃料供給
    量Vを比較制御する少なくとも積分手段AIを含
    む制御手段1を備えた燃焼制御装置であつて、前
    記設定温度t0に対する検出温度tの偏差Δtが所
    定値α1以上で、かつ、検出温度tの変化速度ΔG
    が所定値α2以上有る場合に温度制御に過渡応答
    が発生していると判別して、過渡応答を防止する
    ための所定燃料制御をすべき信号Dを出力する過
    渡応答検出手段4を設けてあることを特徴とする
    燃焼制御装置。
JP59025530A 1984-02-13 1984-02-13 燃焼制御装置 Granted JPS60169017A (ja)

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JP59025530A JPS60169017A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 燃焼制御装置

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JP59025530A JPS60169017A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 燃焼制御装置

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JPS60169017A JPS60169017A (ja) 1985-09-02
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JPS5731722A (en) * 1980-07-31 1982-02-20 Omron Tateisi Electronics Co Combustion control device

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