JPH07122514B2 - 給湯器の温度制御装置 - Google Patents
給湯器の温度制御装置Info
- Publication number
- JPH07122514B2 JPH07122514B2 JP61251110A JP25111086A JPH07122514B2 JP H07122514 B2 JPH07122514 B2 JP H07122514B2 JP 61251110 A JP61251110 A JP 61251110A JP 25111086 A JP25111086 A JP 25111086A JP H07122514 B2 JPH07122514 B2 JP H07122514B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- control means
- hot water
- water temperature
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Control Of Combustion (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、給湯温度の安定化を図った給湯器の温度制御
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来の技術 従来のこの種の温度制御装置は、フィードフォワード制
御とフィードバックPID制御を併用する方式が利用され
ているが、出湯開始時、フィードバック制御の比率が高
くなって設定温度に対する超過量（オーバシュート）が
大きくなって良好な温度制御が困難になる。これらを解
消する手段として、出湯開始時、フィードフォワード出
力によって制御し、所定時間経過後にフィードバック出
力を合成するようになっていた。例えば、実開昭61−18
351号公報がある。
御とフィードバックPID制御を併用する方式が利用され
ているが、出湯開始時、フィードバック制御の比率が高
くなって設定温度に対する超過量（オーバシュート）が
大きくなって良好な温度制御が困難になる。これらを解
消する手段として、出湯開始時、フィードフォワード出
力によって制御し、所定時間経過後にフィードバック出
力を合成するようになっていた。例えば、実開昭61−18
351号公報がある。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、フィードフォワー
ド出力量が適正量から外れていた場合、設定温度に到達
する時間が長くなったり、設定温度を超過してしまう恐
れがあり設定温度に安定するまでの時間が長くなってし
まうという問題があった。
ド出力量が適正量から外れていた場合、設定温度に到達
する時間が長くなったり、設定温度を超過してしまう恐
れがあり設定温度に安定するまでの時間が長くなってし
まうという問題があった。
本発栄はかかる従来の問題を解消するもので、設定温度
への到達時間と回復時間を短縮することを目的とする。
への到達時間と回復時間を短縮することを目的とする。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の温度制御装置は出
湯開始時、フィードバックPID制御の積分演算を出湯温
度が設定値の所定域値に達するまで禁止する積分スイッ
チ制御手段と、この積分スイッチ制御手段により積分演
算を禁止している時間を制限する積分スイッチ制限タイ
マを備えたものである。
湯開始時、フィードバックPID制御の積分演算を出湯温
度が設定値の所定域値に達するまで禁止する積分スイッ
チ制御手段と、この積分スイッチ制御手段により積分演
算を禁止している時間を制限する積分スイッチ制限タイ
マを備えたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、フィードフォワード出
力誤差による設定温度の時間的遅れを解消することがで
きる。
力誤差による設定温度の時間的遅れを解消することがで
きる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例における温度制御ブロック図
で、第２図に給湯器の概略構成図を示し、第３図に本発
明の一実施例の動作を説明するフローチャートを示す。
で、第２図に給湯器の概略構成図を示し、第３図に本発
明の一実施例の動作を説明するフローチャートを示す。
第２図において、１は給湯栓、２は熱交換器、３は前記
熱交換器２を加熱するバーナ、４は前記バーナ３の燃焼
量を調節する燃焼量調節器である比例制御弁、５は熱交
換器の２の給水路中に設けた流量センサで給湯量QLを検
出する。６は同給水温度センサで熱交換器２に供給する
給水温度Tiを検出する。７は同出湯温度センサで熱交換
器２で加熱されて出てくる出湯温度Toを検出する。８は
出湯温度を好みの温度に設定する温度設定器で設定温度
Tsを設定する。９は第１図に示す湯温制御ブロックを含
む給湯器の制御器である。
熱交換器２を加熱するバーナ、４は前記バーナ３の燃焼
量を調節する燃焼量調節器である比例制御弁、５は熱交
換器の２の給水路中に設けた流量センサで給湯量QLを検
出する。６は同給水温度センサで熱交換器２に供給する
給水温度Tiを検出する。７は同出湯温度センサで熱交換
器２で加熱されて出てくる出湯温度Toを検出する。８は
出湯温度を好みの温度に設定する温度設定器で設定温度
Tsを設定する。９は第１図に示す湯温制御ブロックを含
む給湯器の制御器である。
次に第１図を用いて湯温制御について説明する。11はフ
ィードフォワード制御手段で、給湯量QLと給水温度Tiと
設定温度Tsを入力とし、効率Ｗとから次式で加熱量QFを
求める。
ィードフォワード制御手段で、給湯量QLと給水温度Tiと
設定温度Tsを入力とし、効率Ｗとから次式で加熱量QFを
求める。
QF＝QL（Ts−Ti）/W 12はフィードバック制御手段で、制御則としてPID則を
構成する。フィードバックPID制御手段12は制定温度Ts
と出湯温度Toの偏差量を補正すべく比例項Ｐと積分項Ｉ
と微分項Ｄの演算出力値を合成和してフイードバック出
力値QBを得る。前記フィードフォワード出力値Qfとフィ
ードバック出力値QBを合成したPV値、すなわちPV＝QF±
QBの制御操作量値を燃焼調節器４に与え、出湯温度Toを
設定温度Tsに制御する。13は給湯器である。制御操作量
値PVは、給湯開始時、設定温度Tsと出湯温度Toの偏差量
TERが大きいためフィードバックPID出力QBの比率が高く
なる。一般的なPID制御則を次式で表わすと QB＝Ｋ・TER＋TD/τ・△TER＋τ/TIΣTER となり、Ｋは比例定数、TDは微分時定数、TIは積分時定
数、τはサンプリング時間である。
構成する。フィードバックPID制御手段12は制定温度Ts
と出湯温度Toの偏差量を補正すべく比例項Ｐと積分項Ｉ
と微分項Ｄの演算出力値を合成和してフイードバック出
力値QBを得る。前記フィードフォワード出力値Qfとフィ
ードバック出力値QBを合成したPV値、すなわちPV＝QF±
QBの制御操作量値を燃焼調節器４に与え、出湯温度Toを
設定温度Tsに制御する。13は給湯器である。制御操作量
値PVは、給湯開始時、設定温度Tsと出湯温度Toの偏差量
TERが大きいためフィードバックPID出力QBの比率が高く
なる。一般的なPID制御則を次式で表わすと QB＝Ｋ・TER＋TD/τ・△TER＋τ/TIΣTER となり、Ｋは比例定数、TDは微分時定数、TIは積分時定
数、τはサンプリング時間である。
積分スイッチ制御手段12Aは、上式の積分項演算を出湯
開始時には禁止し、偏差量TERが所定域値Tk（例えば設
定温度の５℃以内）に達した時点で積分演算を開始する
よう構成されている。
開始時には禁止し、偏差量TERが所定域値Tk（例えば設
定温度の５℃以内）に達した時点で積分演算を開始する
よう構成されている。
しかし、フィードフォワード出力QFが最適値より外れ、
出湯温度が設定温度の所定域に達しなかった場合、積分
スイッチ制限タイマ14で積分演算禁止を解除する。
出湯温度が設定温度の所定域に達しなかった場合、積分
スイッチ制限タイマ14で積分演算禁止を解除する。
積分スイッチ制限タイマ14は、出湯開始時にスタート
し、積分演算禁止状態を前記積分スイッチ制御手段12A
の出力かもしくは積分スイッチ制限タイマ14の出力のい
づれかの出力で解除するよう構成されている。
し、積分演算禁止状態を前記積分スイッチ制御手段12A
の出力かもしくは積分スイッチ制限タイマ14の出力のい
づれかの出力で解除するよう構成されている。
以上の動作をフローチャートで示したものが第３図であ
る。すなわち、出湯開始とともに積分スイッチ制限タイ
マ14をスタートさせる。その後フィードフォワード制御
手段により燃焼量QFを演算する。そして積分スイッチ制
限タイマ14が所定の時間経過したか否かを判定する。も
しまだ経過していなければ、偏差量TERが所定値Tk内に
達したか否かを判定し、|TER|≧Tkならば、フィードバ
ックPID制御手段による燃焼量QBの演算を積分項の無
い、すなわちPD演算により求める。まだ積分スイッチ制
限タイマ14が所定の時間経過していなくて、|TER|＜Tk
ならば、フィードバックPID制御手段による燃焼量QBの
演算を積分項のある、すなわちPID演算により求める。
さらに、積分スイッチ制限タイマ14が所定の時間経過し
ておけば、偏差量TERに関係なくフィードバックPID制御
手段による燃焼量QBの演算を積分項のある、すなわちPI
D演算により求める。このようにして求めたフィードフ
ォワード制御手段による燃焼量QFとフィードバックPID
制御手段による燃焼量QBを加算して制御操作量PVを出力
する。このように、フィードバックPID制御手段の積分
項の動作を、出湯開始後禁止するとともに、偏差量TER
が所定値Tk内に達するかまたは積分スイッチ制限タイヤ
14が所定の時間経過するか何れか早い方でこの禁止を解
除し、積分項のあるPID演算でフィードバックPID制御手
段による燃焼量QBを求める。それまでは積分項の動作を
禁止し、PD演算でフィードバックPID制御手段による燃
焼量QBを求める。
る。すなわち、出湯開始とともに積分スイッチ制限タイ
マ14をスタートさせる。その後フィードフォワード制御
手段により燃焼量QFを演算する。そして積分スイッチ制
限タイマ14が所定の時間経過したか否かを判定する。も
しまだ経過していなければ、偏差量TERが所定値Tk内に
達したか否かを判定し、|TER|≧Tkならば、フィードバ
ックPID制御手段による燃焼量QBの演算を積分項の無
い、すなわちPD演算により求める。まだ積分スイッチ制
限タイマ14が所定の時間経過していなくて、|TER|＜Tk
ならば、フィードバックPID制御手段による燃焼量QBの
演算を積分項のある、すなわちPID演算により求める。
さらに、積分スイッチ制限タイマ14が所定の時間経過し
ておけば、偏差量TERに関係なくフィードバックPID制御
手段による燃焼量QBの演算を積分項のある、すなわちPI
D演算により求める。このようにして求めたフィードフ
ォワード制御手段による燃焼量QFとフィードバックPID
制御手段による燃焼量QBを加算して制御操作量PVを出力
する。このように、フィードバックPID制御手段の積分
項の動作を、出湯開始後禁止するとともに、偏差量TER
が所定値Tk内に達するかまたは積分スイッチ制限タイヤ
14が所定の時間経過するか何れか早い方でこの禁止を解
除し、積分項のあるPID演算でフィードバックPID制御手
段による燃焼量QBを求める。それまでは積分項の動作を
禁止し、PD演算でフィードバックPID制御手段による燃
焼量QBを求める。
第４図は第１図の構成の温度制御装置による出湯性能を
示す図である。
示す図である。
出湯開始時、時刻toで積分スイッチ制限タイマITがスタ
ートする。特性Ａは出湯温度Toが所定域値Tkに達した時
点で積分スイッチ制御手段12Aの出力で積分演算禁止を
解除した場合で、特性Ｂは出湯温度Toが所定域値Tkに到
達しなかった場合、積分スイッチ制限タイマITの出力で
時刻t1に解除したものである。
ートする。特性Ａは出湯温度Toが所定域値Tkに達した時
点で積分スイッチ制御手段12Aの出力で積分演算禁止を
解除した場合で、特性Ｂは出湯温度Toが所定域値Tkに到
達しなかった場合、積分スイッチ制限タイマITの出力で
時刻t1に解除したものである。
上記構成において、設定温度への到達を確実に行なうこ
とができる。
とができる。
発明の効果 以上のように本発明の温度制御装置によれば次の効果が
得られる。
得られる。
（１） 出湯開始時、出湯温度が設定温度の所定域値に
達するまでフィードバックPID制御の積分演算を禁止す
る制御手段を設けたことによって、オーバシュートが抑
制できる。それに、積分スイッチ制限タイマを設けたこ
とによって、設定温度への到達時間を短縮することがで
きる。
達するまでフィードバックPID制御の積分演算を禁止す
る制御手段を設けたことによって、オーバシュートが抑
制できる。それに、積分スイッチ制限タイマを設けたこ
とによって、設定温度への到達時間を短縮することがで
きる。
（２） フィードフォワード制御量の誤差に対しても修
復が可能で、フィードフォワード制御とフィードバック
制御の最適化が図れる。
復が可能で、フィードフォワード制御とフィードバック
制御の最適化が図れる。
また、再出場などの繰り返し動作に対しても湯温制御性
能が向上する。
能が向上する。
第１図は本発明の一実施例における給湯器の温度制御装
置の温度制御ブロック図、第２図は同給湯器の温度制御
概要図、第３図は同給湯器のフローチャート、第４図は
同給湯器の出湯性能図である。 ２……熱交換器、３……バーナ、４……燃焼量調節器、
５……流量センサ、６……給水温度センサ、７……出湯
温度センサ、８……温度設定器、11……フィードフォワ
ード制御手段、12……フィードバックPID制御手段、12A
……積分スイッチ制御手段、14……積分スイッチ制限タ
イマ。
置の温度制御ブロック図、第２図は同給湯器の温度制御
概要図、第３図は同給湯器のフローチャート、第４図は
同給湯器の出湯性能図である。 ２……熱交換器、３……バーナ、４……燃焼量調節器、
５……流量センサ、６……給水温度センサ、７……出湯
温度センサ、８……温度設定器、11……フィードフォワ
ード制御手段、12……フィードバックPID制御手段、12A
……積分スイッチ制御手段、14……積分スイッチ制限タ
イマ。
Claims (1)
- 【請求項１】熱交換器と、前記熱交換器を加熱するバー
ナと、前記バーナの燃焼量を調節する燃焼量調節器と、
前記熱交換器の給水路中に設けた流量センサと給水温度
センサと出湯温度センサと、出湯温度を設定する温度設
定器と、前記流量センサにより検出した給湯量と前記給
水温度センサにより検出した給水温度と前記温度設定器
で設定される設定温度と熱交換効率から燃焼量を演算す
るフィードフォワード制御手段と、前記出湯温度センサ
で検出する出湯温度と前記温度設定器で設定される設定
温度との偏差量を補正する燃焼量を演算するフィードバ
ックPID制御手段と、前記フィードフォワード制御手段
と前記フィードバックPID制御手段の両出力値で前記燃
焼調節器を付勢するとともに、出湯開始時に前記フィー
ドバックPID制御手段の積分演算を前記出湯温度センサ
で検出する出湯温度が前記温度設定器で設定される設定
温度の所定域に達するまで禁止する積分スイッチ制御手
段と、前記積分スイッチ制御手段により積分演算を禁止
する時間を制限する積分スイッチ制限タイマとを備えた
給湯器の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251110A JPH07122514B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 給湯器の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251110A JPH07122514B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 給湯器の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105357A JPS63105357A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH07122514B2 true JPH07122514B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=17217799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61251110A Expired - Lifetime JPH07122514B2 (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 給湯器の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122514B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014114994A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 粉砕プラント温度制御装置、粉砕プラント温度制御方法、及びコンピュータプログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04283356A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-08 | Rinnai Corp | 給湯器の制御装置 |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP61251110A patent/JPH07122514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014114994A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 粉砕プラント温度制御装置、粉砕プラント温度制御方法、及びコンピュータプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105357A (ja) | 1988-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |