JPH0426091A - 多点温度調節計のヒータ断線検出装置 - Google Patents

多点温度調節計のヒータ断線検出装置

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JPH0426091A
JPH0426091A JP2130167A JP13016790A JPH0426091A JP H0426091 A JPH0426091 A JP H0426091A JP 2130167 A JP2130167 A JP 2130167A JP 13016790 A JP13016790 A JP 13016790A JP H0426091 A JPH0426091 A JP H0426091A
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は多点温度調節計のヒータ断線検出装置に係り、
特に、制御対象に配置した複数のヒータを調節する多点
温度調節計に搭載され各ヒータ回路の断線の有無を検出
するヒータ断線検出装置の改良に関する。
[従来の技術] 一般に、温度調節計を含む装置としては、第10図に示
すように、例えば射出成形機等の制御対象1内に配置さ
れたヒータ3にヒータ操作器5を接続し、ヒータ3に対
応して制御対象1に配置した温度測定用のセンサ7を温
度調節計9に接続するとともに、この温度調節計9をヒ
ータ操作器5に接続してなり、温度調節計9においてセ
ンサ7からの測定値PVと予め設定した設定値S■から
例えばPTD演算し、制御信号としての操作iMVをヒ
ータ操作器5に出力し、その操作量に応じてヒータ操作
器5がヒータ3へのヒータ電流を0N10FF操作する
構成となっていた。
しかも、ヒータ操作器5からヒータ3へのヒータ回路の
途中にヒータ電流検出器11を配置し、温度調節計9は
そのヒータ電流検出器11からの電流検出信号CTのレ
ベルが予め可変抵抗器等(図示せず)で設定したヒータ
断線電流設定値HBAより低いときにヒータ回路が断線
していることを検出して警報を発するように形成されて
いた。
すなわち、温度調節計9はヒータ断線警報付調節計とな
っていた。
さらに、ヒータ操作器5によるヒータ3のOFF動作時
において、ヒータ電流検出器11からの電流検出信号C
Tのレベルがヒータ断線電流設定値HBAより高いとき
には、ヒータ操作器5の操作端の導通、例えば操作接点
の溶着を検出するように温度調節計9を形成することも
可能であった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した構成を発展させて制御対象1内
の複数箇所に配置したヒータ3を制御する多点温度調節
計を構成し、これにおいてヒータ断線検出機能を実施し
ようとすると、各ヒータ3毎にヒータ電流検出器11を
設け、各ヒータ電流検出器11に対応して設定されたヒ
ータ断線電流設定値HBAと比較してヒータ断線を検出
する必要があり、多点の温度調節計ではその点数分の回
路構成、特にヒータ電流検出器1工からの回路か多点と
なり、コストアップを招く難点がある。
なお、多点温度調節計のヒータ断線検出装置としては、
特開平1−93083号公報に示されているように、1
つの検出回路でヒータ断線を検出する構成も提案されて
いるか、この構成はヒータを一定周期で強制的にON操
作させ、そのON操作時の電流検出信号に基づいて検出
するものであり、ヒータを一定周期で強制的にON操作
させたくない場合もある。
また、ヒータ制御ブロック内のどこかに溶着又は導通し
た操作端があると、ヒータ断線の検出が不能となる。
本発明はこのような従来の欠点を解決するためになされ
たもので、制御対象の複数箇所に配置されたヒータを多
点温度調節する多点温度調節計において、構成を複雑化
させることなくヒータ断線の検出が可能で安価なヒータ
断線検出装置の提供を目的とする。
また、本発明はヒータを0N10FF操作するヒータ操
作器における操作端溶着又は導通検出の可能なヒータ断
線検出装置の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段] このような課題を解決するために本発明は、クレーム対
応図である第1図に示すように、制御対象100と、複
数のヒータ手段101と、複数のヒータ操作手段102
と、複数の温度測定手段103と、複数の電流検出手段
104と、ヒータ断線検出手段105を有して構成され
ている。
ヒータ操作手段102は制御対象100の複数箇所に配
置されたヒータ手段101に対応して設けられヒータ電
流を断続操作することによってそれら各ヒータ手段10
1を加熱制御するものであり、温度測定手段103は制
御対象100における各ヒータ手段101に対応した温
度を測定するものであり、電流検出手段104は複数の
ヒータ操作手段102への各ヒータ電流を検出するもの
である。
ヒータ断線検出手段105は、各温度測定手段103か
らの測定温度に基づく測定条件の整った個々のヒータ手
段101について、ヒータ操作手段101の操作中にお
ける電流検出手段104からの測定値が所定の基準値よ
りも低いとき、当該ヒータ手段101へのヒータ回路が
断線していることを検出するものである。
そして、本発明は、測定条件の整ったヒータ手段101
についてヒータ操作手段102の非操作中における電流
検出手段104からの測定値が所定の基準値よりも高い
とき、ヒータ操作手段102の接点の溶着又は導通を検
出する操作端導通検出手段106を有するように構成し
てもよい。
[作 用コ このような手段を備えた本発明では、制御対象100に
配置された各ヒータ手段101がヒータ操作手段102
のヒータ電流断続操作によって加熱制御され、温度測定
手段103が各ヒータ手段101に対応した温度を測定
してヒータ断線検出手段105へ出力する一方、電流検
出手段104が各ヒータ操作手段102からヒータ手段
100−\の各ヒータ電流を検出してヒータ断線検出手
段105に出力する。
ヒータ断線検出手段105では、各ヒータ手段について
ヒータ電流測定条件の整ったものから、ヒータ操作手段
101で操作中のヒータ手段100の検出信号を取込み
、所定の基準値よりも低いときには当該ヒータ手段10
1へのヒータ回路が断線していることを検出する。
そして、操作端導通検出手段106を有する構成では、
測定条件の整ったヒータ手段101についてヒータ操作
手段102の非操作中における電流検出手段104から
の測定値が所定の基準値と比較され、基準値よりも高い
ときにはヒータ操作手段102が接点溶着又は導通して
いることを検出する。
[実 施 例] 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第2図は本発明に係る多点温度調節計のヒータ断線検出
装置の一実施例を示すブロック図である。
図において、図示を省略した制御対象内の複数箇所に配
置されたn個のヒータに対応して設けたセンサ等の温度
測定回路15.17、・・・21は、センサ近傍の温度
に応じたアナログ電圧(測定値PV)を出力するもので
、マルチプレクサ(MPX)23を構成するスイッチ回
路23a123b1  ・・23cを介して増幅器25
に接続されている。
マルチプレクサ23は、後述する制御装置41からの切
換信号によって個々のスイッチ回路23a、23b、 
   ・23cが選択的に導通し、温度測定回路15.
17、・・・21からの測定値PVを増幅器25へ出力
するものであり、増幅器25はマルチプレクサ(MPX
)27に接続されている。
第2図では省略したヒータ操作器からヒータへのヒータ
電流供給回路の途中に配置されたヒータ電流検出回路2
9.31、  ・・33は、ヒータ回路を流れるヒータ
電流レベルに応じた電流検出信号CTをアナログ電圧に
して出力するものであり、マルチプレクサ(MPX)3
5に接続されている。ヒータ操作器は機械的リレーや半
導体スイッチが用いられる。
マルチプレクサ35は制御装置41からの切換信号によ
ってそれらヒータ電流検出回路29.31、   ・3
3を選択的に切換え、絶対値回路36へ接続するもので
、絶対値回路36は交流波形を絶対値波形に変換して増
幅器37へ接続するものであり、増幅器37はマルチプ
レクサ27に接続されている。
マルチプレクサ27は増幅器25.37からのアナログ
信号を選択的に切換えてA/D変換回路39へ出力すも
のであり、このA/D変換回路39はマルチプレクサ2
7からのアナログ信号をデジタル信号にA/D変換して
制御装置41へ出力するものである。
制御装置41は、例えば第3図に示すように、演算機能
を有するCPU、このCPUの動作プログラムを内蔵し
たROMおよび入出力信号のインタフェースI10を有
する制御回路43と、この制御回路43に接続された記
憶回路45と、設定手段としてのキー人力装置47およ
びヒータ操作器としての出力回路49が接続されている
符号51は出力回路49によって加熱操作されるヒータ
を含む制御対象である。ただし、上記出力回路49によ
って操作されるものは加熱ヒータに限定されない。
記憶回路45は制御回路43における演算過程のデータ
や後述する負荷率を記憶する他、第4図に示すように、
各ヒータおよびこのヒータを操作するヒータ操作器につ
いてヒータ断線測定終了フラグ(FH)、操作端導通測
定終了フラグ(FS)、ヒータ断線測定可能フラグ(F
ON)、操作端導通測定可能フラグ(FOFF)、ヒー
タ断線エラー検出フラグ(F ERRI)および操作端
導通エラー検出フラグ(F EB、]?2)の内容をマ
ツプ状にして記憶するものである。
そして、記憶回路45には、制御回路43の管理下で、
ヒータ断線測定終了フラグおよび操作端導通測定終了フ
ラグは「1」 (未測定)に、その他は「0」 (測定
不可又はエラーなし)が初期設定記憶されており、起動
後の状態変化に従ってそれらが「0」又は「1」に変更
記憶され、制御回路43はその内容に基づいてヒータ断
線検出および操作端導通検出する。
制御回路43は、制御対象51から温度測定回路15.
17、・・・21、マルチプレクサ23.27を介して
取込んだ測定値PVと、キー人力装置47からの設定値
Svに基づきPID演算して操作量MVを出力手段49
から制御対象51へ出力する多点温度調節機能を有する
とともに、各ヒータ電流検出回路29.3工、   ・
33からマルチプレクサ35.27を介して入力された
各電流検出信号CTに対してキー人力装置47から入力
されたヒータ断線電流設定値HBAとを比較し、ヒータ
断線検出および操作端導通検出を行なう機能を有してい
る。
以下、制御装置41におけるこれら各検出機能を、第5
図のタイムチャートに従って説明する。
制御装置41は、各ヒータ(便宜上チャンネルCHとす
る)についである単位時間Tずつ割当てて各チャンネル
とも同じ動作を繰返すようになっており、この単位時間
T内では多点温度調節計としての主要処理、すなわち温
度測定回路15.17、・・・21からの測定値Pvの
入力、P ]’ D演算および操作量MVの出力処理、
ヒータ電流検出器27.31、・・・33からの電流検
出信号CTの入力に基づくヒータ断線電流設定値HBA
との比較によるヒータ断線検出および操作端導通検出処
理、その他多点温度調節計としての動作を確保する処理
が行なわれるが、その他の動作処理の説明は省略する。
温度測定回路15.17、・・・21からの測定値PV
の入力処理やヒータ電流検出回路29.31、   ・
33からの電流検出信号CTの入力処理は、マルチプレ
クサ23.27.35を切換えることによって定期的に
行なわれる。
測定値PVの入力処理はチャンネル1から順番にチャン
ネルnまで選択的に入力して再びチャンネル1に戻り、
以降これを繰返すようになっており、例えばチャンネル
nからチャンネル1に移る間に定期的に別の処理例えば
室温測定等のデータ補正用入力処理を行わせることも可
能である。
例えば、8チヤンネルを2秒周期で制御する場合、1チ
ヤンネル分の期間Tを222m5ecとし室温測定等の
データ補正用入力時間Txを224m5ecとすれば、
8チヤンネル全ての処理を行なうには(222X8)+
224=2000msec、すなわち2秒間となる。
他方、ヒータ電流検出器29.31.    ・33か
らの電流検出信号CTについては、測定値PVを入力す
るチャンネルに依存せず、個々のチャンネルについて当
該チャンネルの制御期間T中に電流検出信号CTのデー
タ取込み条件が揃ったものから入力を行う。
以下チャンネルnを例にして詳細に説明する。
第5図において、■でマルチプレクサ27か切換わって
チャンネルnからの測定値P■が入力可能となり、A/
D変換回路39でアナログ測定信号のA/D変換処理が
開始され、斜線の■部分でA/D変換処理される。
■でA/D変換処理が完了してデジタル測定値PVが制
御装置41に取込まれる。■〜■がチャンネルnの温度
測定期間である。
続く■では、記憶回路45に記憶されている各チャンネ
ルの負荷率と、すなわち制御出力の0N10FF継続時
間に基づいて測定可能状態のチエツクが実行される。
このチエツクは、■において第6図のフローチャートを
チャンネル数n回分行うことにより、記憶回路45の各
チャンネルの測定可能フラグ立てることによってなされ
る。
すなわち、ステップ602にて測定チャンネルnの負荷
率が100%か否か判断され、Noの場合にはステップ
603にて測定チャンネルの負荷率が0%か否か判断さ
れ、NOの場合にはステップ604にて測定チャンネル
の現在の出力がONであるか否か判断され、YESの場
合にはステップ605にて電流検出信号CTの測定終了
まで出力ONが継続するか否か判断される。
ステップ604がNoの場合にはステップ606にて電
流検出信号CTの測定終了まで出力OFFが継続するか
否か判断され、ステップ602および605がYESの
場合には、ステップ607にて測定チャンネルのヒータ
断線測定可能フラグを「1」とし、ステップ608にて
操作端導通測定可能フラグをrOJにして終了する。
ステップ603および606がYESの場合にはステッ
プ609にて測定チャンネルの操作端導通測定可能フラ
グを「1」にし、ステップ610にて測定チャンネルの
ヒータ断線測定可能フラグをrOJにして終了し、ステ
ップ605および606がNoの場合にはステップ61
1にて測定チャンネルのヒータ断線測定可能フラグをr
OJにし、ステップ612にて操作端導通測定可能フラ
グもrOJにして終了する。
これら第6図の処理によって次の電流検出信号CTの入
力のために各チャンネルの各測定可能フラグを立てる処
理、すなわち電流検出信号CTの入力中にヒータ操作器
がON又はOFF切換えされるか否かのチエツクが実行
される。
第5図の■では、ヒータ断線および操作端導通溶着の発
生エラーチャンネルがあるかを、ヒータ断線エラー検出
フラグおよび操作端導通エラー検出フラグをみてチエツ
クし、もしエラーチャンネルがあるなら、そのチャンネ
ルの測定終了フラグを「0」にして測定終了にするとと
もに、電流検出信号CTを入力するチャンネルを決める
。その動作が第7図のフローチャートに従ってなされる
ステップ701にてヒータ断線検出エラー発生チャンネ
ルがあるか否か判断され、NOの場合にはステップ70
3に移り、ステップ701がYESの場合にはステップ
702にてエラー発生チャンネルの操作端導通測定終了
フラグを「0」にし、ステップ703にて操作端導通エ
ラー発生チャンネルがあるか否か判断される。
ステップ703がNOの場合にはステップ705に移り
、YESの場合にはステップ704にてヒータ断線測定
終了フラグをrOJにしてステップ705に移る。
ステップ705にてヒータ断線測定可能チャンネルがあ
るか否か(ヒータ断線測定可能フラグか「1」で、ヒー
タ断線測定終了フラグが「1」のところがあるか)判断
され、NOの場合にはステップ706にて操作端導通測
定可能チャンネルがあるか否か(操作端導通測定可能フ
ラグが「1」で、操作端導通測定終了フラグが「1」の
ところかあるか)判断され、NOの場合には終了し、ス
テップ705または706がYESの場合にはステップ
707において測定可能チャンネルのマルチプレクサ、
27.35をON動作して終了する。
そのため、マルチプレクサ27.35が切換え操作され
て測定可能チャンネルからの電流検出信号CTの入力が
可能となる。
続く■ではヒータ電流検出回路29.31、・33のい
ずれかからの入力が取込まれてA/D変換が開始され、
斜線の0部分でA/D変換処理される。
■でマルチプレクサ23が温度測定を行う温度測定回路
15.17、・・・21のいずれかに切換えられ、温度
測定の準備が行われる。ただしマルチプレクサ27は切
り換っていないため、ヒータ電流のA/D変換は引き続
き行われる。
次に、■では前チャンネルn−1のPID演算によって
演算された負荷率がチエツクされる。
この負荷率のチエツクは、ヒータ断線又は操作端導通の
検出可能なON時間またはOFF時間(1)があるかを
判断し、条件に満たなければ各測定終了フラグを「0」
にするプログラムで行われる。例えば、−瞬しかONに
ならないような場合にヒータ断線検出は不能とするプロ
グラムである。
負荷率のチエツクは第8図のフローチャートによってな
される。すなわち、ステップ801にて負荷率が50%
以上か否か判断され、Noの場合にはステップ803に
てON時間=負荷率×制御周期の計算がなされ、ステッ
プ804にて制御出力ON時間がt秒以下か否か判断さ
れる。
ステップ804がNoの場合には終了し、YESの場合
にはステップ805にて演算チャンネルヒータのヒータ
断線測定終了フラグを「0」にして終了する。
ステップ802がYESの場合にはステップ806にて
OFF時間=(1−負荷率)×制御周期の計算が演算さ
れ、続くステップ807にて制御出力OFF時間がt秒
以下か判断される。
ステップ807がNOの場合には終了し、YESの場合
にはステップ808にて演算チャンネルの操作端溶着測
定終了フラグを「0」にして終了する。
第5図の[相]では、チャンネルn−1の測定入力とチ
ャンネルnの測定入力間に測定されたヒータ電流検出回
路29.31、  ・33のいずれからの測定値とヒー
タ断線電流設定値HBAの比較チエツクが第9図のフロ
ーチャートに従ってなされる。
ステップ902においてヒータ断線検出測定データがあ
るか否か判断され、YESの場合にはステップ903に
て測定チャンネルのヒータ断線測定終了フラグを「0」
にしてステップ904に移る。
ステップ904において設定値入力と測定値の大小を比
較して設定値≦測定値であるか否か判断され、NOの場
合にはステップ905にて測定チャンネルのヒータ断線
検出エラーフラグをrlJとし、続くステップ906に
て測定チャンネルのヒータ断線検出警報登録処理をして
ステップ908に移る。
ステップ904がYESの場合にはステップ907にて
測定チャンネルのヒータ断線検出エラーフラグを「0」
にしてステップ908に移る。
ステップ902がNoの場合には、ステップ911にて
測定チャンネルの操作端導通測定終了フラグをrOJに
してステップ912に移る。
ステップ912において設定値入力と測定値の大小を比
較して設定値≧測定値であるか否か判断され、NOの場
合にはステップ913にて測定チャンネルの操作端導通
エラーフラグを「1」とし、続くステップ914にて測
定チャンネルの操作端導通警報登録処理をしてステップ
908に移る。
ステップ912がYESの場合にはステップ915にて
測定チャンネルの操作端溶着エラーフラグを「0」にし
てステップ908に移る。
ステップ908ではヒータ断線測定終了フラグについて
全てのチャンネルが「0」であるか否か判断され、No
の場合には終了し、YESの場合には続くステップ90
9にて操作端導通測定終了フラグの全てが「0」か否か
判断される。
ステップ909がNOの場合には終了し、YESの場合
には続くステップ910においてヒータ断線測定終了フ
ラグおよび操作端導通測定終了フラグの各々の全ビット
を「1」にして終了する。
なお、ステップ906.914において、実際の警報は
別のプログラムで出力する構成となっている。また、ノ
イズ等により測定データの誤りも考えられるため、エラ
ー検知が数回連続した場合に警報を出力するような構成
としてもよい。
第5図の■では■より開始されたA/D変換か終了しヒ
ータ電流検出回路29.31、   ・33のいずれか
からの入力データを取込み、その後マルチプレクサ27
が増幅器37側から増幅器25側へ切換わってチャンネ
ルnにおける処理が終了して次のチャンネルn+1に移
る。
上述した第7図〜第9図の処理動作は各チャンネルの処
理時間毎に実行されるので、制御周期か2秒で8チヤン
ネルでは2秒間に8回実行される。
このような本発明によれば、上述した第6図〜第9図ま
での処理動作中に、個々のチャンネルについて第3図の
記憶回路45内の測定終了フラグと測定可能フラグが「
1」になった時点で電流検出信号CTがヒータ断線電流
設定値N B Aと比較されてヒータ断線検出又は操作
端導通検出処理がなされ、図示しない警報装置が駆動さ
れる。
そのため、制御対象の複数箇所に配置した複数のヒータ
を多点温度調節する構成であっても、各ヒータチャンネ
ルについて温度測定回路15.17、   ・21やヒ
ータ電流検出回路29.31、・33以外の回路が共通
となり、回路構成か複雑化し難く、価格のアップを抑え
ることが可能である。
また、各測定チャンネルについて周期的に状況を把握す
る過程で、電流検出信号CTの取込み中にヒータ操作器
がON又はOFFに切換わらないと言う検出条件が整っ
たものからその電流検出信号CTが検出され、検出する
まで1つの測定チャンネルに長い時間を費やす必要がな
く、異常事態の発生時からすぐに警報等を発することが
可能となる。
さらに、制御装置41に操作端導通検出機能を持たせる
構成では、操作者がヒータ断線および操作端導通の検出
が区別なく簡単にできる。
なお、本発明においてはヒータ断線検出および操作端導
通検出の双方の機能を持たせる必要はなく、少なくとも
ヒータ断線検出機能を持たせれば実用上支障ない。
[発明の効果コ 以上説明したように本発明は、各ヒータ手段の温度測定
に基づくヒータ操作器に関し、負荷率や制御出力処理デ
ータをもとにしてヒータ電流検出信号の取込み中にその
ヒータ操作器が切換わらないと言う検出条件の整ったヒ
ータ手段のヒータ電流検出信号を基準信号と比較してヒ
ータ断線を検出するから、制御対象の複数箇所に配置さ
れたヒータを多点温度調節する多点温度調節計において
、構成を複雑化させることなく早いヒータ断線の検出が
可能となる。
また、操作端導通検出機能を有する構成では、ヒータを
0N10FF操作するヒータ操作器における操作端導通
検出がヒータ断線検出と区別して検出可能となり、操作
性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る多点温度調節計のヒータ断線検出
装置のクレーム対応図、第2図は本発明に係るヒータ断
線検出装置の一実施例を示すブロック図、第3図は第2
図の制御装置を示すブッロク図、第4図は第2図の記憶
回路に記憶される内容を説明する図、第5図は本発明の
詳細な説明するタイムチャート、第6図−第9図は本発
明の詳細な説明するフローチャート、第10図は従来の
ヒータ断線検出装置を説明するブロック図である。 1.51・・・・・・・・・制御対象 3・・・・・・・・・・・・・・・・・・ヒータ5・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ヒータ操作器7・・
・・・・・・・・・・・・・・・・センサ9・・・・・
・・・・・・・・・・・・・温度調節計11・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ヒータ電流検出器15〜1
7・・・・・・・・・温度測定回路23.27.35・
・・マルチプレクサ25.37・・・・・・・・・増幅

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御対象と、 この制御対象の複数箇所に配置された複数のヒータ手段
    と、 これら複数のヒータ手段に対応して設けられヒータ電流
    を断続操作することによって前記各ヒータ手段を加熱制
    御する複数のヒータ操作手段と、前記制御対象における
    前記各ヒータ手段に対応した温度を測定する複数の温度
    測定手段と、前記複数のヒータ操作手段への各ヒータ電
    流を検出する複数の電流検出手段と、 前記温度測定手段からの各測定温度に基づき測定条件の
    整った個々の前記ヒータ手段について、前記ヒータ操作
    手段の操作中における電流検出手段からの測定値が所定
    の基準値よりも低いとき、当該ヒータ手段のヒータ断線
    を検出するヒータ断線検出手段と、 を具備してなることを特徴とする多点温度調節計のヒー
    タ断線検出装置。
  2. (2)測定条件の整った前記ヒータ手段について前記ヒ
    ータ操作手段の非操作中における電流検出手段からの測
    定値が所定の基準値よりも高いとき、前記ヒータ操作手
    段の導通を検出する操作端導通検出手段を有する請求項
    1記載の多点温度調節計のヒータ断線検出装置。
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