JPH0459371B2 - - Google Patents
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- JPH0459371B2 JPH0459371B2 JP57145349A JP14534982A JPH0459371B2 JP H0459371 B2 JPH0459371 B2 JP H0459371B2 JP 57145349 A JP57145349 A JP 57145349A JP 14534982 A JP14534982 A JP 14534982A JP H0459371 B2 JPH0459371 B2 JP H0459371B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/22—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element being a thermocouple
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
- G05D23/1932—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces
- G05D23/1934—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces each space being provided with one sensor acting on one or more control means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
本発明は、互に隣接して温度干渉する複数の加
熱域を有する炉に於いて、それ等加熱域間に隔壁
を設けることなくその加熱域内の被加熱物を均一
な温度に制御する温度制御装置に関するものであ
る。 加熱炉内の被加熱物を均一な温度に加熱するた
めに、その加熱炉内を複数の隣接した加熱域に分
割し、夫々の加熱域に於いて夫々の目標温度に独
立に温度制御することが行われている。しかしな
がら、斯る場合に於いて高い温度制御精度を得る
ためには、加熱域間の相互干渉を小さくする必要
があるため加熱域間に隔壁を設けねばならず、加
熱炉の構造が複雑となるとともに加熱炉が高価と
なる欠点があつた。 本発明は、以上の事情を背景として為されたも
のであり、その目的とするところは、互に隣接し
て温度干渉する複数の加熱域を有する炉に於い
て、加熱域間に隔壁を設けることなく被加熱物を
均一な温度に加熱する温度制御装置を提供するこ
とにある。 斯る目的を達成するため、本発明の温度制御装
置は、 (1) 前記複数の加熱域に夫々設けられ、その加熱
域の温度を表わす温度信号を出力する複数の温
度センサと、 (2) 前記複数の加熱域に夫々設けられ、その加熱
域を加熱する複数の加熱装置と、 (3) 予め定められた目標温度と前記温度信号が表
わす各加熱域の温度とを比較してそれ等の偏差
を算出し、その偏差が零となるようにその加熱
域の各々に対応した制御信号を夫々出力する調
節手段と、その各々の制御信号を前記加熱域相
互間の温度干渉度とに基づいてその加熱域に対
応した操作量を表わす操作信号を夫々算出する
クロス演算手段とを備え、前記加熱装置にその
操作信号に従つて前記加熱域を夫々加熱させる
演算制御装置とを、含むことを特徴とする。 この様にすれば、各加熱域を加熱するための加
熱装置が、当該加熱域に対応する制御信号のみな
らず、他の加熱域に対応する制御信号と加熱域相
互間の温度干渉度とに基づいて算出された操作信
号によつて操作されるので、加熱域間に隔壁を備
えず比較的温度干渉が大きい炉にあつても被加熱
物を極めて均一に加熱し得るのである。即ち、従
来は加熱域間の温度干渉をできるだけ低くして各
加熱域を独立に温度制御していたのに対し、本発
明の温度制御装置によれば、加熱域相互間の温度
干渉度に基づいて、当該加熱域に対応する制御信
号と当該加熱域に影響する他の加熱域に対応する
制御信号とに基づいて当該加熱域のための操作信
号が算出されて、その加熱域相互間の温度干渉を
予め考慮した操作信号によつて当該加熱域が加熱
装置によつて加熱されるので、極めて高い温度制
御精度が得られるのである。 また、本発明の他の態様によれば、前記演算制
御装置が、前記調節手段によつて出力された制御
信号のうち前記加熱域の予め定められた加熱域を
除く他の加熱域に対応する制御信号を、所定の時
間保持するとともにその時間をおいて周期的に更
新する更新手段を、更に備えたことを特徴とす
る。 この様にすれば、予め定められた加熱域が前記
調節手段及びクロス演算手段によつて連続的に変
化させられる操作信号によつて連続的に温度制御
されるとともに、他の加熱域が更新手段によつて
周期的に更新される制御信号に基づいて算出され
た操作信号に従つて温度制御されるので、温度制
御系が一層安定となり更に高い温度制御特性が得
られるのである。 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。 第１図に於いて、炉１０内に配設された被加熱
物１２は、ローラ１４によつて搬送されるように
なつており、その被加熱物１２の送り方向に対し
て直角な方向、即ち炉１０の幅方向に温度センサ
としての熱電対１６，１８，２０、及び加熱装置
としてのバーナ２２，２４，２６が取り付けられ
ている。このため、炉１０内は、バーナ２２によ
つて主として加熱され熱電対１６によつて温度が
検知される第１加熱域Ａと、バーナ２４によつて
主として加熱され熱電対１８によつて温度が検知
される第２加熱域Ｂと、バーナ２６によつて主と
して加熱され熱電対２０によつて温度が検知され
る第３加熱域Ｃとが、炉１０の幅方向に隔壁を設
けることなく形成されている。従つて、それ等加
熱域Ａ，Ｂ，Ｃは相互に所定の温度干渉を及ぼ
す。 斯る炉１０には、第２図に示される制御装置が
備えられている。即ち、バーナ２２，２４，２６
には、ガス配管２８が調節弁３０，３２，３４を
介して夫々接続されており、また、空気配管３６
が空気調節弁３８，４０，４２を介して夫々接続
されている。 ガス配管２８及び空気配管３６の基管には、流
量センサであるオリフイス４４及び４６が配設さ
れており、オリフイス４４からは燃料ガスの総流
量を表わすガス流量信号GFがガス流量指示計４
８に供給されるとともに、乗算器５０を介して流
量調節計５２に供給される。乗算器５０には、設
定器５４または炉１０の煙道等に設けられたO2
メータ５６からの補正信号SAが供給されており、
乗算器５０は補正信号SAをガス流量信号GFに乗
算して流量調節計５２に供給する。また、オリフ
イス４６からは空気流量信号AFが流量調節計５
２に供給されており、流量調節計５２は予め設定
された所定の空燃比が得られるようにガス流量に
対する空気流量を決定し、その空気流量を表わす
流量指令信号CFを補正器５８を介して乗算器６
０，６２，６４に供給する。 一方、熱電対１６，１８，２０からは、第１加
熱域Ａ、第２加熱域Ｂ、第３加熱域Ｃの温度を表
わす温度信号T1，T2，T3が、調節手段としての
温度調節計６６，８，７０に電圧／電流変換器７
２，７４，７６を介してそれぞれ供給されてい
る。温度調節計６６，６８，７０にはそれぞれの
目標温度が予め設定されており、その目標温度と
各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの実際の温度との偏差が算出
されるとともに、その偏差に基づいて、その偏差
が零となるように制御信号mT1，mT2，mT3が
温度調節計６６，６８，７０から出力される。こ
こで各温度調節計６６，６８，７０に設定される
目標温度は、一般に、共通の温度あるいは、各加
熱域Ａ，Ｂ，Ｃの特性を考慮した共通温度に近い
異なる温度とされる。 それ等制御信号mT1，mT2，mT3は、各加熱
域Ａ，Ｂ，Ｃに対応して設けられたクロス演算手
段としての演算器７８，８０，８２に夫々供給さ
れる。温度調節計６８及び７０の入力側及び出力
側には、サンプリング装置の接点８４が夫々直列
に介挿されており、所定の時間間隔（数十秒程
度）に約１秒間周期的に閉じられることによつ
て、温度調節計６８及び７０から制御信号mT2，
mT3がホールド回路８５，８５へ周期的に出力
されるようになつている。ホールド回路８５，８
５には、その制御信号mT2，mT3が所定の時間
間隔だけ保持されるようになつており、新たな制
御信号mT2，mT3が供給されると、ホールド回
路８５，８５に保持された制御信号が新たな制御
信号mT2，mT3に更新されるようになつている。
即ち、サンプリング装置の接点８４及びホールド
回路８５，８５が更新手段を形成しているのであ
る。 演算器７８，８０，８２は、各々の制御信号
mT1，mT2，mT3と加熱域Ａ，Ｂ，Ｃ相互間の
温度干渉度とに基づいて、各加熱域に対応した操
作量を表わす操作信号m1，m2，m3を夫々リミ
ツタ８６，８８，９０を介して特性変換器９２，
９４，９６及び前述の乗算器６０，６２，６４に
夫々出力する。尚、リミツタ８６，８８，９０
は、バーナ２２，２４，２６の不安定な燃焼を避
けるために、一定以下の流量の燃料をカツトする
ためのものである。 ここで、炉１０の各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの温度を
T1，T2，T3とし、それ等各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの
温度を制御するために、それ等加熱域に属する操
作機器である調節弁に供給する操作信号をm1，
m2，m3とすると、次式に示される如くの干渉線
形加熱モデル式(1)(2)(3)が得られる。 T1＝m1＋bm2＋cm3 ――(1) T2＝m2＋am1＋c′m3 ――(2) T3＝m3＋a′m1＋b′m2 ――(3) 但し、上式のａ，a′，ｂ，b′，ｃ，c′は加熱域
Ａ，Ｂ，Ｃ相互間の干渉度を示す零より大きく１
よりも小さい数値であつて、加熱モデル毎に実験
的に決定されるものである。 そして、上記加熱モデル式(1)，(2)，(3)に基づい
て、制御信号mT1，mT2，mT3と操作信号m1，
m2，m3との関係を示す非干渉化制御演算式が次
のように導かれる。 m1＝A1・mT1＋B1・mT2＋C1・mT3 ――(4) m2＝A2・mT1＋B2・mT2＋C2・mT3 ――(5) m3＝A3・mT1＋B3・mT2＋C3・mT3 ――(6) 、但し、 〔A1＝１−b′c′／Ｋ，B1＝b′c−ｂ／Ｋ，
C1＝bc′−ｃ／Ｋ A2＝a′c′−ａ／Ｋ，B2＝１−a′c／Ｋ，C2
＝ac−c′／Ｋ A3＝ab′−a′／Ｋ，B3＝ａ，ｂ−b′／Ｋ，
C3＝１−ab／Ｋ ∵Ｋ＝a′bc′＋ab′c＋１−ab−a′c−b
′c′〕 である。 前記演算器７８，８０，８２は、夫々上記非干
渉化制御演算式(4)(5)(6)に従つて操作信号m1，
m2，m3を算出するように構成されているのであ
る。 前記特性変換器９２，９４，９６は、ガス調節
弁３０，３２，３４の弁開度と流量との関係に基
づいて、操作信号m1，m2，m3とガス流量とが
線形の関係となるように操作信号m1，m2，m3
を夫々変換するものである。特性変換器９２，９
４，９６から出力される信号は、電流／空圧変換
器９８，１００，１０２を介してガス調節弁３
０，３２，３４に夫々供給される。 前記乗算器６０，６２，６４は、流量調節計５
２から出力された流量指令信号CFを夫々操作信
号m1，m2，m3に乗算し、その結果を特性変換
器１０４，１０６，１０８及び電流／空圧変換器
１１０，１１２，１１４を夫々介して、空気調節
弁３８，４０，４２に供給する。即ち、各加熱域
Ａ，Ｂ，Ｃに於いて、ガス調節弁３０，３２，３
４によつて流された燃料に対して一定比率の空気
が空気調節弁３８，４０，４２によつて流される
ようになつており、流量指令信号CFは燃料ガス
流量に対して流すべき空気流量の比率（空燃比）
を表わすものである。尚、特性変換器１０４，１
０６，１０８は前述の特性変換器９２，９４，９
６と同様に構成され、乗算器６０，６２，６４か
らの出力信号と空気流量とが線形の関係となるよ
うにされている。 以上の様に構成された制御装置に於いては、各
加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの温度制御のために用いられる
操作信号m1，m2，m3が、当該加熱域の制御信
号のみならず他の加熱域の制御信号と加熱域Ａ，
Ｂ，Ｃ相互間の温度干渉度とから決定されるの
で、例えば、加熱域Ａのための操作信号m1は当
該加熱域Ａを温度制御するための制御信号mT1
のみならず、他の加熱域Ｂ，Ｃのための制御信号
mT2，mT3と加熱域相互間の温度干渉度から導
かれる係数（第(4)(5)(6)のA1乃至A3，B1乃至B3，
C1乃至C3）に基づいて決定されるので、加熱域
Ａ，Ｂ，Ｃ相互間に隔壁を設けることなく極めて
好適な温度制御特性が得られるのである。即ち、
隔壁を設けて加熱域Ａ，Ｂ，Ｃ間の相互干渉度を
低くするのではなく、予め相互干渉度の存在を考
慮し、他の加熱域のための制御信号を利用して当
該加熱域を温度制御するのである。 しかも、加熱域Ａに対応する制御信号mT1が
連続的に変化させられるとともに、加熱域Ｂ，Ｃ
に対応する制御信号mT2，mT3が所定期間保持
され且つ周期的に更新されるようになつているの
で、簡単な構成によつて温度制御系が安定し一層
好ましい高精度の温度制御特性が得られるのであ
る。 本発明者の実験によれば、第１表に示される結
果が得られた。即ち、第３図に示されるように、
時間０秒に於いて共通の目標温度を50％とし、
熱域を有する炉に於いて、それ等加熱域間に隔壁
を設けることなくその加熱域内の被加熱物を均一
な温度に制御する温度制御装置に関するものであ
る。 加熱炉内の被加熱物を均一な温度に加熱するた
めに、その加熱炉内を複数の隣接した加熱域に分
割し、夫々の加熱域に於いて夫々の目標温度に独
立に温度制御することが行われている。しかしな
がら、斯る場合に於いて高い温度制御精度を得る
ためには、加熱域間の相互干渉を小さくする必要
があるため加熱域間に隔壁を設けねばならず、加
熱炉の構造が複雑となるとともに加熱炉が高価と
なる欠点があつた。 本発明は、以上の事情を背景として為されたも
のであり、その目的とするところは、互に隣接し
て温度干渉する複数の加熱域を有する炉に於い
て、加熱域間に隔壁を設けることなく被加熱物を
均一な温度に加熱する温度制御装置を提供するこ
とにある。 斯る目的を達成するため、本発明の温度制御装
置は、 (1) 前記複数の加熱域に夫々設けられ、その加熱
域の温度を表わす温度信号を出力する複数の温
度センサと、 (2) 前記複数の加熱域に夫々設けられ、その加熱
域を加熱する複数の加熱装置と、 (3) 予め定められた目標温度と前記温度信号が表
わす各加熱域の温度とを比較してそれ等の偏差
を算出し、その偏差が零となるようにその加熱
域の各々に対応した制御信号を夫々出力する調
節手段と、その各々の制御信号を前記加熱域相
互間の温度干渉度とに基づいてその加熱域に対
応した操作量を表わす操作信号を夫々算出する
クロス演算手段とを備え、前記加熱装置にその
操作信号に従つて前記加熱域を夫々加熱させる
演算制御装置とを、含むことを特徴とする。 この様にすれば、各加熱域を加熱するための加
熱装置が、当該加熱域に対応する制御信号のみな
らず、他の加熱域に対応する制御信号と加熱域相
互間の温度干渉度とに基づいて算出された操作信
号によつて操作されるので、加熱域間に隔壁を備
えず比較的温度干渉が大きい炉にあつても被加熱
物を極めて均一に加熱し得るのである。即ち、従
来は加熱域間の温度干渉をできるだけ低くして各
加熱域を独立に温度制御していたのに対し、本発
明の温度制御装置によれば、加熱域相互間の温度
干渉度に基づいて、当該加熱域に対応する制御信
号と当該加熱域に影響する他の加熱域に対応する
制御信号とに基づいて当該加熱域のための操作信
号が算出されて、その加熱域相互間の温度干渉を
予め考慮した操作信号によつて当該加熱域が加熱
装置によつて加熱されるので、極めて高い温度制
御精度が得られるのである。 また、本発明の他の態様によれば、前記演算制
御装置が、前記調節手段によつて出力された制御
信号のうち前記加熱域の予め定められた加熱域を
除く他の加熱域に対応する制御信号を、所定の時
間保持するとともにその時間をおいて周期的に更
新する更新手段を、更に備えたことを特徴とす
る。 この様にすれば、予め定められた加熱域が前記
調節手段及びクロス演算手段によつて連続的に変
化させられる操作信号によつて連続的に温度制御
されるとともに、他の加熱域が更新手段によつて
周期的に更新される制御信号に基づいて算出され
た操作信号に従つて温度制御されるので、温度制
御系が一層安定となり更に高い温度制御特性が得
られるのである。 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。 第１図に於いて、炉１０内に配設された被加熱
物１２は、ローラ１４によつて搬送されるように
なつており、その被加熱物１２の送り方向に対し
て直角な方向、即ち炉１０の幅方向に温度センサ
としての熱電対１６，１８，２０、及び加熱装置
としてのバーナ２２，２４，２６が取り付けられ
ている。このため、炉１０内は、バーナ２２によ
つて主として加熱され熱電対１６によつて温度が
検知される第１加熱域Ａと、バーナ２４によつて
主として加熱され熱電対１８によつて温度が検知
される第２加熱域Ｂと、バーナ２６によつて主と
して加熱され熱電対２０によつて温度が検知され
る第３加熱域Ｃとが、炉１０の幅方向に隔壁を設
けることなく形成されている。従つて、それ等加
熱域Ａ，Ｂ，Ｃは相互に所定の温度干渉を及ぼ
す。 斯る炉１０には、第２図に示される制御装置が
備えられている。即ち、バーナ２２，２４，２６
には、ガス配管２８が調節弁３０，３２，３４を
介して夫々接続されており、また、空気配管３６
が空気調節弁３８，４０，４２を介して夫々接続
されている。 ガス配管２８及び空気配管３６の基管には、流
量センサであるオリフイス４４及び４６が配設さ
れており、オリフイス４４からは燃料ガスの総流
量を表わすガス流量信号GFがガス流量指示計４
８に供給されるとともに、乗算器５０を介して流
量調節計５２に供給される。乗算器５０には、設
定器５４または炉１０の煙道等に設けられたO2
メータ５６からの補正信号SAが供給されており、
乗算器５０は補正信号SAをガス流量信号GFに乗
算して流量調節計５２に供給する。また、オリフ
イス４６からは空気流量信号AFが流量調節計５
２に供給されており、流量調節計５２は予め設定
された所定の空燃比が得られるようにガス流量に
対する空気流量を決定し、その空気流量を表わす
流量指令信号CFを補正器５８を介して乗算器６
０，６２，６４に供給する。 一方、熱電対１６，１８，２０からは、第１加
熱域Ａ、第２加熱域Ｂ、第３加熱域Ｃの温度を表
わす温度信号T1，T2，T3が、調節手段としての
温度調節計６６，８，７０に電圧／電流変換器７
２，７４，７６を介してそれぞれ供給されてい
る。温度調節計６６，６８，７０にはそれぞれの
目標温度が予め設定されており、その目標温度と
各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの実際の温度との偏差が算出
されるとともに、その偏差に基づいて、その偏差
が零となるように制御信号mT1，mT2，mT3が
温度調節計６６，６８，７０から出力される。こ
こで各温度調節計６６，６８，７０に設定される
目標温度は、一般に、共通の温度あるいは、各加
熱域Ａ，Ｂ，Ｃの特性を考慮した共通温度に近い
異なる温度とされる。 それ等制御信号mT1，mT2，mT3は、各加熱
域Ａ，Ｂ，Ｃに対応して設けられたクロス演算手
段としての演算器７８，８０，８２に夫々供給さ
れる。温度調節計６８及び７０の入力側及び出力
側には、サンプリング装置の接点８４が夫々直列
に介挿されており、所定の時間間隔（数十秒程
度）に約１秒間周期的に閉じられることによつ
て、温度調節計６８及び７０から制御信号mT2，
mT3がホールド回路８５，８５へ周期的に出力
されるようになつている。ホールド回路８５，８
５には、その制御信号mT2，mT3が所定の時間
間隔だけ保持されるようになつており、新たな制
御信号mT2，mT3が供給されると、ホールド回
路８５，８５に保持された制御信号が新たな制御
信号mT2，mT3に更新されるようになつている。
即ち、サンプリング装置の接点８４及びホールド
回路８５，８５が更新手段を形成しているのであ
る。 演算器７８，８０，８２は、各々の制御信号
mT1，mT2，mT3と加熱域Ａ，Ｂ，Ｃ相互間の
温度干渉度とに基づいて、各加熱域に対応した操
作量を表わす操作信号m1，m2，m3を夫々リミ
ツタ８６，８８，９０を介して特性変換器９２，
９４，９６及び前述の乗算器６０，６２，６４に
夫々出力する。尚、リミツタ８６，８８，９０
は、バーナ２２，２４，２６の不安定な燃焼を避
けるために、一定以下の流量の燃料をカツトする
ためのものである。 ここで、炉１０の各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの温度を
T1，T2，T3とし、それ等各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの
温度を制御するために、それ等加熱域に属する操
作機器である調節弁に供給する操作信号をm1，
m2，m3とすると、次式に示される如くの干渉線
形加熱モデル式(1)(2)(3)が得られる。 T1＝m1＋bm2＋cm3 ――(1) T2＝m2＋am1＋c′m3 ――(2) T3＝m3＋a′m1＋b′m2 ――(3) 但し、上式のａ，a′，ｂ，b′，ｃ，c′は加熱域
Ａ，Ｂ，Ｃ相互間の干渉度を示す零より大きく１
よりも小さい数値であつて、加熱モデル毎に実験
的に決定されるものである。 そして、上記加熱モデル式(1)，(2)，(3)に基づい
て、制御信号mT1，mT2，mT3と操作信号m1，
m2，m3との関係を示す非干渉化制御演算式が次
のように導かれる。 m1＝A1・mT1＋B1・mT2＋C1・mT3 ――(4) m2＝A2・mT1＋B2・mT2＋C2・mT3 ――(5) m3＝A3・mT1＋B3・mT2＋C3・mT3 ――(6) 、但し、 〔A1＝１−b′c′／Ｋ，B1＝b′c−ｂ／Ｋ，
C1＝bc′−ｃ／Ｋ A2＝a′c′−ａ／Ｋ，B2＝１−a′c／Ｋ，C2
＝ac−c′／Ｋ A3＝ab′−a′／Ｋ，B3＝ａ，ｂ−b′／Ｋ，
C3＝１−ab／Ｋ ∵Ｋ＝a′bc′＋ab′c＋１−ab−a′c−b
′c′〕 である。 前記演算器７８，８０，８２は、夫々上記非干
渉化制御演算式(4)(5)(6)に従つて操作信号m1，
m2，m3を算出するように構成されているのであ
る。 前記特性変換器９２，９４，９６は、ガス調節
弁３０，３２，３４の弁開度と流量との関係に基
づいて、操作信号m1，m2，m3とガス流量とが
線形の関係となるように操作信号m1，m2，m3
を夫々変換するものである。特性変換器９２，９
４，９６から出力される信号は、電流／空圧変換
器９８，１００，１０２を介してガス調節弁３
０，３２，３４に夫々供給される。 前記乗算器６０，６２，６４は、流量調節計５
２から出力された流量指令信号CFを夫々操作信
号m1，m2，m3に乗算し、その結果を特性変換
器１０４，１０６，１０８及び電流／空圧変換器
１１０，１１２，１１４を夫々介して、空気調節
弁３８，４０，４２に供給する。即ち、各加熱域
Ａ，Ｂ，Ｃに於いて、ガス調節弁３０，３２，３
４によつて流された燃料に対して一定比率の空気
が空気調節弁３８，４０，４２によつて流される
ようになつており、流量指令信号CFは燃料ガス
流量に対して流すべき空気流量の比率（空燃比）
を表わすものである。尚、特性変換器１０４，１
０６，１０８は前述の特性変換器９２，９４，９
６と同様に構成され、乗算器６０，６２，６４か
らの出力信号と空気流量とが線形の関係となるよ
うにされている。 以上の様に構成された制御装置に於いては、各
加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの温度制御のために用いられる
操作信号m1，m2，m3が、当該加熱域の制御信
号のみならず他の加熱域の制御信号と加熱域Ａ，
Ｂ，Ｃ相互間の温度干渉度とから決定されるの
で、例えば、加熱域Ａのための操作信号m1は当
該加熱域Ａを温度制御するための制御信号mT1
のみならず、他の加熱域Ｂ，Ｃのための制御信号
mT2，mT3と加熱域相互間の温度干渉度から導
かれる係数（第(4)(5)(6)のA1乃至A3，B1乃至B3，
C1乃至C3）に基づいて決定されるので、加熱域
Ａ，Ｂ，Ｃ相互間に隔壁を設けることなく極めて
好適な温度制御特性が得られるのである。即ち、
隔壁を設けて加熱域Ａ，Ｂ，Ｃ間の相互干渉度を
低くするのではなく、予め相互干渉度の存在を考
慮し、他の加熱域のための制御信号を利用して当
該加熱域を温度制御するのである。 しかも、加熱域Ａに対応する制御信号mT1が
連続的に変化させられるとともに、加熱域Ｂ，Ｃ
に対応する制御信号mT2，mT3が所定期間保持
され且つ周期的に更新されるようになつているの
で、簡単な構成によつて温度制御系が安定し一層
好ましい高精度の温度制御特性が得られるのであ
る。 本発明者の実験によれば、第１表に示される結
果が得られた。即ち、第３図に示されるように、
時間０秒に於いて共通の目標温度を50％とし、
【表】
時間1000秒に於いて加熱域のうちのひとつの温
度調節計６６の目標温度を70％にセツトして、外
乱を付与した場合の破線、実線、一点鎖線に示さ
れる各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの温度変化を、所定の干
渉度を0.3または0.5と設定し、各加熱域Ａ，Ｂ，
Ｃを独立に温度制御した場合（以下、シングルと
いう）と、第２図に示される制御系において前述
の非干渉化制御演算式(4)，(5)，(6)を用いて操作量
を決定し温度制御を行つた場合（以下クロスとい
う）とについて、シミユレーシヨンによつて観測
し、所定の時刻（1000秒後および2000秒後）に於
ける制御性を温度振幅で判断すると、干渉度が
0.3である場合には、接点８４を開閉させず制御
量mT2，mT3を連続的に変化させたときでも、
第１表の最上段の２例に示されるように、クロス
の場合の方が、シングルの場合よりも安定であつ
た。またサンプリング装置を作動させたときで
も、第４図に示されるように、更新周期が15秒乃
至30秒に変化すると、シングルの場合は大幅に不
安定となるのに対し、クロスの場合は全く安定で
ある。 また、干渉度を0.5に設定した場合には、第５
図に示されるように、シングルの場合に比較して
クロスの場合の方が更新周期が変化しても大幅に
安定である。尚、実際の炉に於ける干渉度は、一
般に、最大でも0.5を超えることがない。また、
第３図に於ける縦軸は％表示であるが、適当な温
度範囲に置換し得るものである。 以上、本発明の一実施例について説明したが、
本発明はその他の態様に於いても適用される。 例えば、前述の実施例に於いて加熱炉１０内の
幅方向に於いて加熱域が分割形成されていたが、
被加熱物１２の進行方向に分割されていても良い
のである。また、被加熱物１２は各加熱域にわた
つて一体のものでなくても良く、部分的に分割さ
れていても良いことは勿論である。 加熱炉１０内において形成された加熱域Ａ，
Ｂ，Ｃは３ゾーンであつたが、２または４以上の
ゾーン数に適宜変更される。このような場合にお
いて、温度調節計から制御信号が連続的に演算器
へ出力される加熱域が２以上であつても差支えな
い。 前述の実施例に於いて加熱装置としてバーナが
用いられていたが、ヒータ等の他の加熱手段であ
つても差支えない。 前述の実施例に於ける調節手段、クロス演算手
段、及び更新手段は、斯る各手段の機能を果たす
信号処理プログラムを備えた所謂マイクロコンピ
ユータによつて構成され得ることは言うまでもな
い。 尚、上述したのはあくまでも本発明の一実施例
であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。
度調節計６６の目標温度を70％にセツトして、外
乱を付与した場合の破線、実線、一点鎖線に示さ
れる各加熱域Ａ，Ｂ，Ｃの温度変化を、所定の干
渉度を0.3または0.5と設定し、各加熱域Ａ，Ｂ，
Ｃを独立に温度制御した場合（以下、シングルと
いう）と、第２図に示される制御系において前述
の非干渉化制御演算式(4)，(5)，(6)を用いて操作量
を決定し温度制御を行つた場合（以下クロスとい
う）とについて、シミユレーシヨンによつて観測
し、所定の時刻（1000秒後および2000秒後）に於
ける制御性を温度振幅で判断すると、干渉度が
0.3である場合には、接点８４を開閉させず制御
量mT2，mT3を連続的に変化させたときでも、
第１表の最上段の２例に示されるように、クロス
の場合の方が、シングルの場合よりも安定であつ
た。またサンプリング装置を作動させたときで
も、第４図に示されるように、更新周期が15秒乃
至30秒に変化すると、シングルの場合は大幅に不
安定となるのに対し、クロスの場合は全く安定で
ある。 また、干渉度を0.5に設定した場合には、第５
図に示されるように、シングルの場合に比較して
クロスの場合の方が更新周期が変化しても大幅に
安定である。尚、実際の炉に於ける干渉度は、一
般に、最大でも0.5を超えることがない。また、
第３図に於ける縦軸は％表示であるが、適当な温
度範囲に置換し得るものである。 以上、本発明の一実施例について説明したが、
本発明はその他の態様に於いても適用される。 例えば、前述の実施例に於いて加熱炉１０内の
幅方向に於いて加熱域が分割形成されていたが、
被加熱物１２の進行方向に分割されていても良い
のである。また、被加熱物１２は各加熱域にわた
つて一体のものでなくても良く、部分的に分割さ
れていても良いことは勿論である。 加熱炉１０内において形成された加熱域Ａ，
Ｂ，Ｃは３ゾーンであつたが、２または４以上の
ゾーン数に適宜変更される。このような場合にお
いて、温度調節計から制御信号が連続的に演算器
へ出力される加熱域が２以上であつても差支えな
い。 前述の実施例に於いて加熱装置としてバーナが
用いられていたが、ヒータ等の他の加熱手段であ
つても差支えない。 前述の実施例に於ける調節手段、クロス演算手
段、及び更新手段は、斯る各手段の機能を果たす
信号処理プログラムを備えた所謂マイクロコンピ
ユータによつて構成され得ることは言うまでもな
い。 尚、上述したのはあくまでも本発明の一実施例
であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。
第１図は、本発明の一実施例を備えた加熱炉の
断面図である。第２図は、第１図に備えられた温
度制御系を示す図である。第３図は第２図の温度
制御系の過渡応答特性の一例を示す図である。第
４図および第５図は過渡応答における所定時間後
の温度振幅とサンプリング周期との関係を、シン
グルの場合とクロスの場合とを対比して示す図で
あり、第４図は干渉度が0.3の状態、第５図は干
渉度が0.5の状態をそれぞれ示している。 １０……炉、１２……被加熱物、１６，１８，
２０……熱電対（温度センサ）、２２，２４，２
６……バーナ（加熱装置）、６６，６８，７０…
…温度調節計（調節手段）、７８，８０，８２…
…演算器（クロス演算手段）、｛８５……ホールド
回路、８４……接点｝（更新手段）。
断面図である。第２図は、第１図に備えられた温
度制御系を示す図である。第３図は第２図の温度
制御系の過渡応答特性の一例を示す図である。第
４図および第５図は過渡応答における所定時間後
の温度振幅とサンプリング周期との関係を、シン
グルの場合とクロスの場合とを対比して示す図で
あり、第４図は干渉度が0.3の状態、第５図は干
渉度が0.5の状態をそれぞれ示している。 １０……炉、１２……被加熱物、１６，１８，
２０……熱電対（温度センサ）、２２，２４，２
６……バーナ（加熱装置）、６６，６８，７０…
…温度調節計（調節手段）、７８，８０，８２…
…演算器（クロス演算手段）、｛８５……ホールド
回路、８４……接点｝（更新手段）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互に隣接して温度干渉する複数の加熱域を有
する炉において、該加熱域内の被加熱物を均一な
温度に制御する温度制御装置であつて、 前記複数の加熱域にそれぞれ設けられ、該加熱
域の温度を表わす温度信号を出力する複数の温度
センサと、 前記複数の加熱域にそれぞれ設けられ、該加熱
域を加熱する複数の加熱装置と、 予め定められた目標温度と前記温度信号が表わ
す各加熱域の温度とを比較してそれ等の偏差を算
出し、該偏差が零となるように該加熱域の各々に
対応した制御信号をそれぞれ出力する調節手段
と、該各々の制御信号と前記加熱域相互間の温度
干渉度とに基づいて該加熱域に対応した操作量を
表わす操作信号をそれぞれ算出するクロス演算手
段とを備え、前記加熱装置に該操作信号に従つて
前記加熱域をそれぞれ加熱させる演算制御装置と を含むことを特徴とする複数の加熱域を有する炉
の温度制御装置。 ２ 互に隣接して温度干渉する複数の加熱域を有
する炉において、該加熱域内の被加熱物を均一な
温度に加熱する温度制御装置であつて、 前記複数の加熱域にそれぞれ設けられ、該加熱
域の温度を表わす温度信号を出力する複数の温度
センサと、 前記複数の加熱域にそれぞれ設けられ、該加熱
域を加熱する複数の加熱装置と、 予め定められた目標温度と前記温度信号が表わ
す各加熱域の温度とを比較してそれ等の偏差を算
出し、該偏差が零となるように該加熱域の各々に
対応した制御信号をそれぞれ出力する調節手段
と、該加熱域の予め定められた加熱域を除く他の
加熱域に対応する制御信号を、所定の時間保持す
るとともに該時間をおいて周期的に更新する更新
手段と、該更新手段によつて更新される制御信号
および前記予め定められた加熱域に対応する制御
信号と前記加熱域相互間の温度干渉度に基づいて
該各加熱域に対応した操作量を表わす操作信号を
それぞれ算出するクロス演算手段とを備え、前記
加熱装置に該操作信号に従つて前記加熱域をそれ
ぞれ加熱させる演算制御装置と を含むことを特徴とする複数の加熱域を備えた炉
の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57145349A JPS5935212A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 複数の加熱域を有する炉の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57145349A JPS5935212A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 複数の加熱域を有する炉の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935212A JPS5935212A (ja) | 1984-02-25 |
| JPH0459371B2 true JPH0459371B2 (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=15383125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57145349A Granted JPS5935212A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | 複数の加熱域を有する炉の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5935212A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI677775B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-11-21 | 日商阿自倍爾股份有限公司 | 控制器調整系統以及調整方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156316A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Ohkura Electric Co Ltd | 干渉対応形パタ−ン自動切換式温度制御装置 |
| JPS6355099U (ja) * | 1986-09-27 | 1988-04-13 | ||
| JPH06281364A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Ngk Insulators Ltd | 加熱炉の温度制御方法 |
| WO1999040497A1 (fr) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Komatsu Ltd. | Regulateur de temperature pour appareil de chauffage a separation de zones |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57145349A patent/JPS5935212A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI677775B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-11-21 | 日商阿自倍爾股份有限公司 | 控制器調整系統以及調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5935212A (ja) | 1984-02-25 |
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