JPH0455740B2 - - Google Patents
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- JPH0455740B2 JPH0455740B2 JP6475987A JP6475987A JPH0455740B2 JP H0455740 B2 JPH0455740 B2 JP H0455740B2 JP 6475987 A JP6475987 A JP 6475987A JP 6475987 A JP6475987 A JP 6475987A JP H0455740 B2 JPH0455740 B2 JP H0455740B2
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- temperature
- cooling
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Landscapes
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は一般に理化学機器における恒温装置の
温度制御装置に関するものである。(ロ) 従来の技
術 従来の此種恒温装置の温度制御に関する方法例
えば特開昭61−35856号公報に示されている。此
種恒温装置は庫内を例えば15℃〜30℃のうちの何
れかの目標値に精密に温度制御することが要求さ
れ、そのために恒温装置内を加熱するためのヒー
タと冷却するための圧縮機を有した冷却装置とを
備えている。この圧縮機は機構上頻繁な駆動停止
が行えないため、此種精密な制御のためには圧縮
機を駆動したままでヒータの出力を制御するのが
一般的であるが、目標値が周囲温度よりも高い場
合は冷却が不要であるのに冷却することになり、
その分ヒータの出力も上昇するため多大な消費電
力を必要としていた。又、冷却装置の冷媒回路の
減圧器の抵抗値を変更したり、圧縮機の極数変換
若しくはインバータ装置による周波数変更によつ
て冷却装置の冷却能力を段階的に変更する事も考
えられるが、何れにしても目標値が高い時には使
用者が手動で圧縮機を停止せしめるか、冷却能力
を低下せしめていたのが現状である。
温度制御装置に関するものである。(ロ) 従来の技
術 従来の此種恒温装置の温度制御に関する方法例
えば特開昭61−35856号公報に示されている。此
種恒温装置は庫内を例えば15℃〜30℃のうちの何
れかの目標値に精密に温度制御することが要求さ
れ、そのために恒温装置内を加熱するためのヒー
タと冷却するための圧縮機を有した冷却装置とを
備えている。この圧縮機は機構上頻繁な駆動停止
が行えないため、此種精密な制御のためには圧縮
機を駆動したままでヒータの出力を制御するのが
一般的であるが、目標値が周囲温度よりも高い場
合は冷却が不要であるのに冷却することになり、
その分ヒータの出力も上昇するため多大な消費電
力を必要としていた。又、冷却装置の冷媒回路の
減圧器の抵抗値を変更したり、圧縮機の極数変換
若しくはインバータ装置による周波数変更によつ
て冷却装置の冷却能力を段階的に変更する事も考
えられるが、何れにしても目標値が高い時には使
用者が手動で圧縮機を停止せしめるか、冷却能力
を低下せしめていたのが現状である。
この手間を省くために前記公報ではヒータを比
例制御し、ヒータの出力即ち比例制御演算におけ
る操作量が低下したら圧縮機を駆動し、上昇した
ら停止せしめることによつて自動的に圧縮機の運
転を制御する方法を採つている。
例制御し、ヒータの出力即ち比例制御演算におけ
る操作量が低下したら圧縮機を駆動し、上昇した
ら停止せしめることによつて自動的に圧縮機の運
転を制御する方法を採つている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
前記公報ではヒータを比例制御していたが、更
に精密に制御するものとしてPI若しくはPID制御
することが考えられる。ここでPI制御とは比例
積分制御であり、PID制御とは更に微分制御が加
算される。以下にPID制御の一般式を示す。
に精密に制御するものとしてPI若しくはPID制御
することが考えられる。ここでPI制御とは比例
積分制御であり、PID制御とは更に微分制御が加
算される。以下にPID制御の一般式を示す。
ｙ＝Kpe＋Kp／Ti∫edt＋KpTdde／dt ……(i)
ここで(y)はヒータの出力となる操作量、Kpは
比例感度、Tiは積分時間、Tdは微分時間、ｅは
目標温度（SV）と恒温装置内の温度（PV）との
偏差であり、式(i)中Kpeは比操作量を、Kp／Ti∫edt は積分操作量を、KpTdde／dtは微分操作量を示し ている。比例操作量は偏差ｅの増加に比例し、そ
れを減少させる方向に作用し、積分操作量は偏差
を積分して定常的な偏差を無くする様作用し、微
分操作量は急激な温度変動を緩慢にする方向に作
用するものである。
比例感度、Tiは積分時間、Tdは微分時間、ｅは
目標温度（SV）と恒温装置内の温度（PV）との
偏差であり、式(i)中Kpeは比操作量を、Kp／Ti∫edt は積分操作量を、KpTdde／dtは微分操作量を示し ている。比例操作量は偏差ｅの増加に比例し、そ
れを減少させる方向に作用し、積分操作量は偏差
を積分して定常的な偏差を無くする様作用し、微
分操作量は急激な温度変動を緩慢にする方向に作
用するものである。
第６図に前記公報の如くヒータの出力である操
作量(y)が例えば20％である（yL）まで低下して圧
縮機を駆動し、その状態から80％である（yH）ま
で上昇したら停止させる制御装置が目標温度
（SV）が周囲温度より高い時に安定していた状態
から周囲温度が上昇して来た状態の温度（PV）
の時間推移を示す。周囲温度の上昇に伴つてヒー
タ出力である操作量(y)が徐々に減少して来て第６
図中ｆ点にて操作量(y)が（yL）まで達すると圧縮
機が起動する。操作量(y)は非常に小さく、従つて
ヒータの出力も少なく、一方圧縮機の起動により
温度（PV）は急激に低下し始めるため、これに
対応して操作量(y)も、温度（PV）を目標温度
（SV）に戻そうとして急激に上昇し、第６図中ｇ
点では（yH）に達してしまう。即ち周囲温度が高
く冷却が必要であるにも拘わらず圧縮機を停止せ
しめてしまうことになる。すると圧縮機が停止し
たにも拘わらずヒータ出力は（yH）以上であるた
め、過剰加熱となり温度（PV）は急上昇し、ｈ
点以後目標温度（SV）を大きくオーバーシユー
トしてしまう。すると操作量(y)は再び急激に低下
して行き、以下はこの様なサイクルを繰り返え
し、温度（PV）のオーバーシユートとアンダー
シユートが大きくなり、非常に不安定となる問題
があつた。
作量(y)が例えば20％である（yL）まで低下して圧
縮機を駆動し、その状態から80％である（yH）ま
で上昇したら停止させる制御装置が目標温度
（SV）が周囲温度より高い時に安定していた状態
から周囲温度が上昇して来た状態の温度（PV）
の時間推移を示す。周囲温度の上昇に伴つてヒー
タ出力である操作量(y)が徐々に減少して来て第６
図中ｆ点にて操作量(y)が（yL）まで達すると圧縮
機が起動する。操作量(y)は非常に小さく、従つて
ヒータの出力も少なく、一方圧縮機の起動により
温度（PV）は急激に低下し始めるため、これに
対応して操作量(y)も、温度（PV）を目標温度
（SV）に戻そうとして急激に上昇し、第６図中ｇ
点では（yH）に達してしまう。即ち周囲温度が高
く冷却が必要であるにも拘わらず圧縮機を停止せ
しめてしまうことになる。すると圧縮機が停止し
たにも拘わらずヒータ出力は（yH）以上であるた
め、過剰加熱となり温度（PV）は急上昇し、ｈ
点以後目標温度（SV）を大きくオーバーシユー
トしてしまう。すると操作量(y)は再び急激に低下
して行き、以下はこの様なサイクルを繰り返え
し、温度（PV）のオーバーシユートとアンダー
シユートが大きくなり、非常に不安定となる問題
があつた。
本発明は斯かる問題点を解決することにある。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は恒温装置の温度制御装置において恒温
装置内を加熱する加熱手段と冷却する冷却手段と
をそれぞれ駆動することにより恒温装置内を目標
温度に保持するものであつて、恒温装置内の温度
と目標温度に基づいてPI若しくはPID演算を実行
する演算部を有し、それによつて得られた操作量
にて前記加熱手段を駆動すると共に必要に応じて
冷却手段の冷却能力を上昇若しくは降下せしめる
制御手段を備え、該制御手段は冷却手段の冷却能
力を上昇及び降下せしめる時に演算部にそれぞれ
所定の積分初期値を設定する手段を設けたもので
ある。
装置内を加熱する加熱手段と冷却する冷却手段と
をそれぞれ駆動することにより恒温装置内を目標
温度に保持するものであつて、恒温装置内の温度
と目標温度に基づいてPI若しくはPID演算を実行
する演算部を有し、それによつて得られた操作量
にて前記加熱手段を駆動すると共に必要に応じて
冷却手段の冷却能力を上昇若しくは降下せしめる
制御手段を備え、該制御手段は冷却手段の冷却能
力を上昇及び降下せしめる時に演算部にそれぞれ
所定の積分初期値を設定する手段を設けたもので
ある。
(ホ) 作用
本発明によれば必要に応じて冷却手段の冷却能
力を上昇若しくは降下させるので消費電力を削減
できる。又、冷却手段の冷却能力の変動時に適節
な積分初期値を設定する事によつて温度が不安定
となるのを防止できる。
力を上昇若しくは降下させるので消費電力を削減
できる。又、冷却手段の冷却能力の変動時に適節
な積分初期値を設定する事によつて温度が不安定
となるのを防止できる。
(ヘ) 実施例
次に図面に従つて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の温度制御装置１の機能ブロツク
図を示す。２は制御手段としての周知のマイクロ
コンピユータであり、マイクロコンピユータ２は
その機能としてPID演算部３、積分操作量の記憶
部４、積分初期値設定部５，６、比較部７及びス
イツチ８を有する。９は図示しない恒温装置例え
ばインキユベータの庫内の目標温度（SV）を設
定する温度設定部であり、目標温度（SV）を
PID演算部３に出力する。１０は該インキユベー
タの庫内温度（PV）をＡ／Ｄ変換器１１を介し
てPID演算部３に出力する温度検出部である。１
３は前記庫内を加熱する加熱手段としてのヒータ
であり、ヒータ駆動回路１４に接続される。又、
１５は図示しない庫内冷却用の冷却装置の冷媒回
路を構成する圧縮機であり、圧縮機１５はスイツ
チ１６を介し、又、ヒータ駆動回路１４はそのま
ま交流電源１７に接続される。
第１図は本発明の温度制御装置１の機能ブロツク
図を示す。２は制御手段としての周知のマイクロ
コンピユータであり、マイクロコンピユータ２は
その機能としてPID演算部３、積分操作量の記憶
部４、積分初期値設定部５，６、比較部７及びス
イツチ８を有する。９は図示しない恒温装置例え
ばインキユベータの庫内の目標温度（SV）を設
定する温度設定部であり、目標温度（SV）を
PID演算部３に出力する。１０は該インキユベー
タの庫内温度（PV）をＡ／Ｄ変換器１１を介し
てPID演算部３に出力する温度検出部である。１
３は前記庫内を加熱する加熱手段としてのヒータ
であり、ヒータ駆動回路１４に接続される。又、
１５は図示しない庫内冷却用の冷却装置の冷媒回
路を構成する圧縮機であり、圧縮機１５はスイツ
チ１６を介し、又、ヒータ駆動回路１４はそのま
ま交流電源１７に接続される。
PID演算部３は温度（PV）と目標温度（SV）
とから前記式(i)に基づいてPID演算を行い、特に
そのうちの積分操操作量（以下（）と称す。）
は算出が終了する都度記憶部４に読み込まれ、新
しい積分操作量（）が再び記憶される。そして
操作量(y)は他の操作量（比例及び微分）に、記憶
部４に記憶されている積分操作量（）を加算し
て算出し、ヒータ駆動回路１４に出力する。ヒー
タ駆動回路１４は操作量(y)に基づき通電時間のデ
ユーテイ比調節によりヒータ１３の発熱量を制御
する。
とから前記式(i)に基づいてPID演算を行い、特に
そのうちの積分操操作量（以下（）と称す。）
は算出が終了する都度記憶部４に読み込まれ、新
しい積分操作量（）が再び記憶される。そして
操作量(y)は他の操作量（比例及び微分）に、記憶
部４に記憶されている積分操作量（）を加算し
て算出し、ヒータ駆動回路１４に出力する。ヒー
タ駆動回路１４は操作量(y)に基づき通電時間のデ
ユーテイ比調節によりヒータ１３の発熱量を制御
する。
積分初期値設定部５及び６はそれぞれ所定の積
分初期値（IOH）（例えば＋25％）及び（IOL）（例
えば−25％）を予め記憶せられていてその値を出
力しており、それぞれの出力はスイツチ８のａ接
点及びｂ接点に接続され、スイツチ８のコモンは
記憶部４に接続されている。
分初期値（IOH）（例えば＋25％）及び（IOL）（例
えば−25％）を予め記憶せられていてその値を出
力しており、それぞれの出力はスイツチ８のａ接
点及びｂ接点に接続され、スイツチ８のコモンは
記憶部４に接続されている。
比較部７は記憶部４にある積分操作量（）に
基づき、該操作量（）が低下して所定の値
（IL）（例えば−45％）以下となつたらスイツチ１
６を閉じて圧縮機１５を起動し、一方スイツチ８
を操作して接点ａに一瞬閉じて積分初期値（IOH）
を記憶部４に入力し、その内容を消去して（IOH）
と入れ換える。又、操作量（Ｉ）が上昇して所定
の値（IH）（例えば＋45％）以上となつたらスイ
ツチ１６を開いて圧縮機１５を停止せしめ、一方
スイツチ８を接点ｂに一瞬閉じて今度は積分初期
値（IOL）を記憶部４に入力し、その内容を消去
して（IOL）と入れ換える。スイツチ８は常には
いずれの接点にも閉じていないものとする。
基づき、該操作量（）が低下して所定の値
（IL）（例えば−45％）以下となつたらスイツチ１
６を閉じて圧縮機１５を起動し、一方スイツチ８
を操作して接点ａに一瞬閉じて積分初期値（IOH）
を記憶部４に入力し、その内容を消去して（IOH）
と入れ換える。又、操作量（Ｉ）が上昇して所定
の値（IH）（例えば＋45％）以上となつたらスイ
ツチ１６を開いて圧縮機１５を停止せしめ、一方
スイツチ８を接点ｂに一瞬閉じて今度は積分初期
値（IOL）を記憶部４に入力し、その内容を消去
して（IOL）と入れ換える。スイツチ８は常には
いずれの接点にも閉じていないものとする。
次に第２図はマイクロコンピユータ２のソフト
エアを示すフローチヤートである。電源投入と同
時にスタートし、ステツプ２０で温度設定部９及
び温度検出部１０から目標温度（SV）と庫内温
度（PV）を読み込み、ステツプ２１で（PV）が
（SV）より高いか否か判断し、高ければステツプ
２８に進み、以下ならばステツプ２２に進む。ス
テツプ２２で比較部７がスイツチ１６を開いた状
態を維持して圧縮機１５を停止したままとし、ス
テツプ２３で温度（PV）を読み込んで、ステツ
プ２４でPID演算部３におけるPID演算を実行す
る。そしてステツプ２５にてその結果(y)を出力し
てヒータ駆動回路１４によつてヒータ１３を発熱
させる。次にステツプ２６では記憶部４の積分操
作量（Ｉ）が（IL）以下か否か判断し、否であれ
ばステツプ２３に戻り、以下であればステツプ２
７に進み、比較部７はスイツチ８をａ接点に閉じ
て記憶部４に積分初期値（IOH）を書き込む。次
にステツプ２８でスイツチ１６を閉じて圧縮機１
５を駆動し、ステツプ２９で温度（PV）を読み
込んで再びステツプ３０でPID演算を実行し、そ
の結果である操作量(y)により、ヒータ駆動回路３
１によつてヒータ１３の出力を制御する。次にス
テツプ３２は記憶部４の積分操作量（Ｉ）が
（IH）以上か否か判断し、否であればステツプ２
９に戻り、以上であればステツプ３３に進んでス
イツチ８をｂ接点に閉じて記憶部４に積分初期値
（IOL）を書き込みステツプ２２に戻る。
エアを示すフローチヤートである。電源投入と同
時にスタートし、ステツプ２０で温度設定部９及
び温度検出部１０から目標温度（SV）と庫内温
度（PV）を読み込み、ステツプ２１で（PV）が
（SV）より高いか否か判断し、高ければステツプ
２８に進み、以下ならばステツプ２２に進む。ス
テツプ２２で比較部７がスイツチ１６を開いた状
態を維持して圧縮機１５を停止したままとし、ス
テツプ２３で温度（PV）を読み込んで、ステツ
プ２４でPID演算部３におけるPID演算を実行す
る。そしてステツプ２５にてその結果(y)を出力し
てヒータ駆動回路１４によつてヒータ１３を発熱
させる。次にステツプ２６では記憶部４の積分操
作量（Ｉ）が（IL）以下か否か判断し、否であれ
ばステツプ２３に戻り、以下であればステツプ２
７に進み、比較部７はスイツチ８をａ接点に閉じ
て記憶部４に積分初期値（IOH）を書き込む。次
にステツプ２８でスイツチ１６を閉じて圧縮機１
５を駆動し、ステツプ２９で温度（PV）を読み
込んで再びステツプ３０でPID演算を実行し、そ
の結果である操作量(y)により、ヒータ駆動回路３
１によつてヒータ１３の出力を制御する。次にス
テツプ３２は記憶部４の積分操作量（Ｉ）が
（IH）以上か否か判断し、否であればステツプ２
９に戻り、以上であればステツプ３３に進んでス
イツチ８をｂ接点に閉じて記憶部４に積分初期値
（IOL）を書き込みステツプ２２に戻る。
次に第３図乃至第５図の温度（PV）の実際の
制御状態における時間推移を示す図を参照して本
発明の温度制御装置１の動作を説明する。第３図
は目標温度（SV）例えば＋30℃とし、PID演算
部３における比例帯をそれぞれ＋31℃である
（PH）と＋29℃である（PL）の範囲に設定し、
周囲温度＋20℃から電源を投入して制御を開始し
た場合の温度（PV）の時間推移を示す。この時
点で温度（PV）は（SV）より低いからステツプ
プ２１から２２に進み圧縮機１５は起動せず、
又、温度（PV）は比例帯より下方に外れている
からステツプ２５におけるヒータ１３の出力は
100％で、積分操作量（Ｉ）も算出されず、以下
ステツプ２３から２６を繰り返えしてヒータ１３
を発熱させ、温度（PV）を急速に上昇させる。
やがて第３図中ｊ点において比例帯に入り、式(i)
に基づく演算がステツプ２４で開始され積分操作
量（Ｉ）も上昇して行く。一方ｊ点において温度
（PV）は急激なる上昇方向にあるから式(i)におけ
る比例及び微分操作量は操作量(y)を低下させる方
向に増大しており、それによつてヒータ１３出力
は急速に低下して行き（積分操作量（Ｉ）が増加
する速度よりも速いため。）、第３図中ｋ点では操
作量(y)が例えば20％である（yL）より低下してし
まうが（（yH）は80％）、温度（PV）は目標温度
（SV）より依然低いから積分操作量（Ｉ）は徐々
に上昇しているため（IL）以下となることはな
く、従つてステツプ２６から２７，２８で圧縮機
１５が駆動されることも無い。その後図中ｌ点で
目標温度（SV）に到達した後、多少オーバーシ
ユートするため積分操作量（Ｉ）は減少し始める
が、比例及び微分操作量が再び増大して、やがて
温度（PV）は（SV）に一致して安定し、操作量
(y)及び積分操作量（Ｉ）も適当な値に収束して行
く。これに対して操作量(y)が（yL）になつた時点
にて圧縮機１５を駆動させる場合は第３図中ｋ点
にて圧縮機１５が起動してしまい、冷却が不要で
あるにも拘わらず、冷却してしまうため制御状態
が不安定となるが、温度制御回路１では期かる不
都合は生じない。これは積分操作量（Ｉ）が偏差
の積分値により決定されるため、一時的な温度
（PV）の変化に対して最も安定した値を出力する
からである。即ち積分操作量（Ｉ）は周囲温度や
庫内負荷条件の変化によつて変化し、定常偏差を
無くす様出力されるものなので、これによつて判
断することにより過渡的な変動によつて左右され
ず、冷却の真の必要性を判断する事ができるので
ある。
制御状態における時間推移を示す図を参照して本
発明の温度制御装置１の動作を説明する。第３図
は目標温度（SV）例えば＋30℃とし、PID演算
部３における比例帯をそれぞれ＋31℃である
（PH）と＋29℃である（PL）の範囲に設定し、
周囲温度＋20℃から電源を投入して制御を開始し
た場合の温度（PV）の時間推移を示す。この時
点で温度（PV）は（SV）より低いからステツプ
プ２１から２２に進み圧縮機１５は起動せず、
又、温度（PV）は比例帯より下方に外れている
からステツプ２５におけるヒータ１３の出力は
100％で、積分操作量（Ｉ）も算出されず、以下
ステツプ２３から２６を繰り返えしてヒータ１３
を発熱させ、温度（PV）を急速に上昇させる。
やがて第３図中ｊ点において比例帯に入り、式(i)
に基づく演算がステツプ２４で開始され積分操作
量（Ｉ）も上昇して行く。一方ｊ点において温度
（PV）は急激なる上昇方向にあるから式(i)におけ
る比例及び微分操作量は操作量(y)を低下させる方
向に増大しており、それによつてヒータ１３出力
は急速に低下して行き（積分操作量（Ｉ）が増加
する速度よりも速いため。）、第３図中ｋ点では操
作量(y)が例えば20％である（yL）より低下してし
まうが（（yH）は80％）、温度（PV）は目標温度
（SV）より依然低いから積分操作量（Ｉ）は徐々
に上昇しているため（IL）以下となることはな
く、従つてステツプ２６から２７，２８で圧縮機
１５が駆動されることも無い。その後図中ｌ点で
目標温度（SV）に到達した後、多少オーバーシ
ユートするため積分操作量（Ｉ）は減少し始める
が、比例及び微分操作量が再び増大して、やがて
温度（PV）は（SV）に一致して安定し、操作量
(y)及び積分操作量（Ｉ）も適当な値に収束して行
く。これに対して操作量(y)が（yL）になつた時点
にて圧縮機１５を駆動させる場合は第３図中ｋ点
にて圧縮機１５が起動してしまい、冷却が不要で
あるにも拘わらず、冷却してしまうため制御状態
が不安定となるが、温度制御回路１では期かる不
都合は生じない。これは積分操作量（Ｉ）が偏差
の積分値により決定されるため、一時的な温度
（PV）の変化に対して最も安定した値を出力する
からである。即ち積分操作量（Ｉ）は周囲温度や
庫内負荷条件の変化によつて変化し、定常偏差を
無くす様出力されるものなので、これによつて判
断することにより過渡的な変動によつて左右され
ず、冷却の真の必要性を判断する事ができるので
ある。
次に第４図には温度（PV）が目標温度（SV）
に安定している状態から周囲温度が上昇した場合
の制御状態を示す。この時ヒータ１３の出力であ
る操作量(y)は温度（PV）を目標温度（SV）に合
せようとして徐々に低下して行き、積分操作量
（Ｉ）も定常偏差を無くすために低下して行き、
やがてヒータ１３の出力低下では間に合わなくな
ると第４図中ｍ点で積分操作量（Ｉ）が（IL）に
達するとステツプ２６から２７に進み、積分初期
値（IOH）を設定し、操作量(y)を強制的に引き上
げ、ステツプ２８で圧縮機１５を起動する。圧縮
機１５がｍ点で起動して冷却が開始されると温度
（PV）は急速に低下しようとするが、ヒータ１３
の出力は積分初期値（IOH）の設定により増大せ
られているので、温度（PV）の急激な低下は抑
えられる。その後ヒータ１３の出力及び積分操作
量（Ｉ）は温度（PV）が一時的に低下した分少
許上昇するが、やがてヒータ１３による加熱と圧
縮機１５の冷却による新しい安定状態に移行して
行く。
に安定している状態から周囲温度が上昇した場合
の制御状態を示す。この時ヒータ１３の出力であ
る操作量(y)は温度（PV）を目標温度（SV）に合
せようとして徐々に低下して行き、積分操作量
（Ｉ）も定常偏差を無くすために低下して行き、
やがてヒータ１３の出力低下では間に合わなくな
ると第４図中ｍ点で積分操作量（Ｉ）が（IL）に
達するとステツプ２６から２７に進み、積分初期
値（IOH）を設定し、操作量(y)を強制的に引き上
げ、ステツプ２８で圧縮機１５を起動する。圧縮
機１５がｍ点で起動して冷却が開始されると温度
（PV）は急速に低下しようとするが、ヒータ１３
の出力は積分初期値（IOH）の設定により増大せ
られているので、温度（PV）の急激な低下は抑
えられる。その後ヒータ１３の出力及び積分操作
量（Ｉ）は温度（PV）が一時的に低下した分少
許上昇するが、やがてヒータ１３による加熱と圧
縮機１５の冷却による新しい安定状態に移行して
行く。
ここで積分初期値（IOH）を設定しない場合は
圧縮機１５が起動した時点でヒータ１３出力も低
下しているため温度（PV）が急速に低下するた
め、再び操作量(y)（Ｉ）が上昇して冷却が必要で
あるのに圧縮機１５が停止せしめられる事により
制御が不安定となるが、本発明では斯かる問題は
無い。
圧縮機１５が起動した時点でヒータ１３出力も低
下しているため温度（PV）が急速に低下するた
め、再び操作量(y)（Ｉ）が上昇して冷却が必要で
あるのに圧縮機１５が停止せしめられる事により
制御が不安定となるが、本発明では斯かる問題は
無い。
次に第５図は圧縮機１５が駆動されていて温度
（PV）が目標温度（SV）に安定している状態か
ら周囲温度が低下した場合の制御状態を示す。こ
の時操作量(y)及び積分操作量（Ｉ）は前述とは逆
に上昇して行き、やがて冷却が不要となると図中
ｎ点にて積分操作量（Ｉ）が（IH）に達し、ステ
ツプ３２から３３に進み積分初期値IOLを設定し、
ステツプ２２で圧縮機１５を停止する。ｎ点で圧
縮機１５が停止すると、温度（PV）は急速に上
昇しようとするがヒータ１３の出力は積分操作量
（Ｉ）が（IOL）に引き下げられているために強制
的に減少せられているため温度（PV）の急激な
上昇は抑えられ、その後はヒータ１３のみのPID
制御による安定状態に移行して行く。
（PV）が目標温度（SV）に安定している状態か
ら周囲温度が低下した場合の制御状態を示す。こ
の時操作量(y)及び積分操作量（Ｉ）は前述とは逆
に上昇して行き、やがて冷却が不要となると図中
ｎ点にて積分操作量（Ｉ）が（IH）に達し、ステ
ツプ３２から３３に進み積分初期値IOLを設定し、
ステツプ２２で圧縮機１５を停止する。ｎ点で圧
縮機１５が停止すると、温度（PV）は急速に上
昇しようとするがヒータ１３の出力は積分操作量
（Ｉ）が（IOL）に引き下げられているために強制
的に減少せられているため温度（PV）の急激な
上昇は抑えられ、その後はヒータ１３のみのPID
制御による安定状態に移行して行く。
ここで積分初期値（IOL）を設定しない場合は
圧縮機１５が停止した時点でヒータ１３の出力も
上昇しているため温度（PV）が急速に上昇する
ため、再び操作量(y)（Ｉ）が低下して冷却が不要
であるのに圧縮機１５が起動される事により制御
が不安定となるが、本発明では斯かる問題が解消
される。
圧縮機１５が停止した時点でヒータ１３の出力も
上昇しているため温度（PV）が急速に上昇する
ため、再び操作量(y)（Ｉ）が低下して冷却が不要
であるのに圧縮機１５が起動される事により制御
が不安定となるが、本発明では斯かる問題が解消
される。
尚積分初期値（IOH），Ｉの絶対値はそれぞれ
（IH），（IL）の絶対値よりも小さいものとする。
又、実施例では圧縮機１５を起動、停止により制
御したが、それ以外に例えば冷媒回路の減圧器の
抵抗値を段階的に変更すること等によつて冷却手
段の冷却能力を段階的に上昇若しくは下降せしめ
るものであつても本願は有効である。
（IH），（IL）の絶対値よりも小さいものとする。
又、実施例では圧縮機１５を起動、停止により制
御したが、それ以外に例えば冷媒回路の減圧器の
抵抗値を段階的に変更すること等によつて冷却手
段の冷却能力を段階的に上昇若しくは下降せしめ
るものであつても本願は有効である。
(ト) 発明の効果
本発明によれば冷却手段による冷却が必要な場
合のみ冷却能力を上昇させ、加熱手段のPI若し
くはPID制御によつて安定的に温度制御すること
により消費電力を削減できる。特に冷却能力の上
昇及び降下に伴いPI若しくはPID演算の積分操作
量を所定の初期値に設定するので、過剰冷却及び
加熱によるアンダーシユート及びオーバーシユー
トを減少せしめることがき、安定した恒温装置の
温度制御が可能となるものである。
合のみ冷却能力を上昇させ、加熱手段のPI若し
くはPID制御によつて安定的に温度制御すること
により消費電力を削減できる。特に冷却能力の上
昇及び降下に伴いPI若しくはPID演算の積分操作
量を所定の初期値に設定するので、過剰冷却及び
加熱によるアンダーシユート及びオーバーシユー
トを減少せしめることがき、安定した恒温装置の
温度制御が可能となるものである。
第１図乃至第５図は本発明の実施例を示すもの
で、第１図は温度制御装置の機能ブロツク図、第
２図はマイクロコンピユータのソフトウエアを示
すフローチヤート、第３図、第４図及び第５図は
恒温装置内温度の時間推移を示す図であり、第６
図は第４図及び第５図に相当する従来の制御装置
による温度の時間推移を示す図である。 １……温度制御装置、２……マイクロコンピユ
ータ、３……PID演算部、４……記憶部、５，６
……積分初期値設定部、７……比較部、１３……
ヒータ、１５……圧縮機。
で、第１図は温度制御装置の機能ブロツク図、第
２図はマイクロコンピユータのソフトウエアを示
すフローチヤート、第３図、第４図及び第５図は
恒温装置内温度の時間推移を示す図であり、第６
図は第４図及び第５図に相当する従来の制御装置
による温度の時間推移を示す図である。 １……温度制御装置、２……マイクロコンピユ
ータ、３……PID演算部、４……記憶部、５，６
……積分初期値設定部、７……比較部、１３……
ヒータ、１５……圧縮機。
Claims (1)
- １ 恒温装置内を加熱する加熱手段と冷却する冷
却手段とをそれぞれ駆動することにより前記恒温
装置内を目標温度に保持するものであつて、前記
恒温装置内の温度と前記目標温度に基づいてPI
若しくはPID演算を実行する演算部を有し、それ
によつて得られた操作量にて前記加熱手段を駆動
すると共に必要に応じて前記冷却手段の冷却能力
を上昇若しくは降下せしめる制御手段を備え、該
制御手段は前記冷却手段の冷却能力を上昇及び降
下せしめる時に前記演算部にそれぞれ所定の積分
初期値を設定する手段を具備している事を特徴と
する恒温装置の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6475987A JPS63232857A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 恒温装置の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6475987A JPS63232857A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 恒温装置の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63232857A JPS63232857A (ja) | 1988-09-28 |
| JPH0455740B2 true JPH0455740B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=13267426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6475987A Granted JPS63232857A (ja) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | 恒温装置の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63232857A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6322478B2 (ja) * | 2014-05-21 | 2018-05-09 | 株式会社テイエルブイ | 加熱冷却装置 |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP6475987A patent/JPS63232857A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63232857A (ja) | 1988-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |