JPS6044686B2

JPS6044686B2 - ラインヒ−タ制御方式

Info

Publication number: JPS6044686B2
Application number: JP5974678A
Authority: JP
Inventors: 亜夫熊木
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1985-10-04
Also published as: JPS54151786A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はラインヒータ制御方式の改良に関する。

従来、冷却すると固化するガス流体等を配管系。

（以下、ラインと指称する）で流通するプロセスでは、
そのラインにヒータを巻装しこれを電源の入切制御を行
なうことて流体の円滑な流通を確保している。而して
、従来以上のようなプロセスのラインヒ。

一タ制御方式は、上限温度設定値、下限温度設定値と実
際のライン温度とを比較する比較回路と、この回路の出
力側に接続され流体の温度特性等を考慮して温度上昇過
程の順ヒステリシス又は温度下降過程の逆ヒステリシス
で電源オフ信号を出力する電源制御回路とを備え、この
電源制御回路のオン・オフ信号でヒータ電源の入切制御
を行なつている。これについて第１図を参照して説明
すると、順ヒステリシスを利用した電源制御は、ライン
の温度が上限温度設定値ＴＨに達すると（同図ａ参照）
、電源制御回路からオフ信号がでてヒータ電源がしや断
され、これによつてライン温度が下がって下限温度設定
値Ｔｌに達したとき電源制御回路からオン信号がでて同
図をのようにヒータ電源を入制御している。

逆ヒステリシスによる電源制御は同図ｃに示すように下
限温度設定値Ｔｌでヒータ電源の切制御、上限温度設定
値ＴＨで入制御を行なつている。しかし、以上のライ
ンヒータ制御方式では、順又は逆ヒステリシスを利用し
、かつ上限温度設定値、下降温度設定値で電源の入切制
御を行なつているので、温度の追従性が悪く、さらにプ
ロセスの熱伝達の遅れが明確でなかつたり、周囲温度に
よる熱伝達の影響を直接受けて順逆何れのヒステリシス
で制御すべきか決定困難な場合がある。

本発明は上記実情にかんがみてなされたものであつて
、上限および下限温度設定値のほかに温度勾配をも考慮
してヒータ電源の入切制御を行なうことにより、順ヒス
テリシス及び逆ヒステリシスの電源制御回路を組むこと
なく、環境変化等の外乱に対する追随性に優れ、プロセ
ス対象の特性に見合つた円滑な制御が実現できるライン
ヒータの制御方式を提供するものである。以下、本発
明の一実施例について第２図を参照して説明する。

同図において１０及び１１はライン自体及び保温材の熱
容量設定器であつてそれぞれの熱容量設定値をＡ（ｃａ
１ｒＣ−ｒｒＬ．）、Ｂ（ｃａ１１℃・ｒｒｉ．）とす
る。また、１２及び１３はヒータ及びラインから外部に
放出する熱容量設定器であつてそれぞれの熱容量設定値
をＣ（ｃａ１ｒＣ−ｍ）、Ｄ（Ｃａ１ｒＣ−ＴＴＩ，）
とする。１４はラインと保温材の熱容量設定値Ａ．．Ｂ
を加算する加算回路、１５はヒータの熱容量設定値Ｃか
ら外部放出熱容量設定値Ｄを減算する減算回路である。

このＣ．，Ｄが熱収
Ｃ−Ｄ支を定める熱容量設定値となる。１６は？の
Ａ＋Ｂ演算を行
なつてライン加熱時の設定値温度勾配Ｍを求める割算回
路、１７は１ゝの演算を行なつ
Ａ＋Ｂてライン非加熱時の設定値温度勾配Ｎを求める
割算回蕗である。

１８は実際のライン測定温度勾配Ｓから加熱時温度勾配
Ｍを減算する減算回路、１９は実際のライン測定温度勾
配Ｓから非加熱時温度勾配Ｎを減算する減算回路である
。

２０，２１は対外乱性、プロセス特性等に応じて上限
温度設定値ＴＨ、下限温度設定値ＴＬを設定する上限温
度設定器、下降温度設定器であり、これらの設定値２０
，２１の設定値ＴＨ，，ＴＬはそれぞれ比較回路２２
，２３にてライン測定温度Ｔと比較するようになつて
いる。

２４，２５はＯＲ回路、２６はホールド回路である。

次に、以上のように構成したラインヒータ制御方式の
作用を説明する。第３図に示すように、スータート時点
の温度ａが下限温度設定値ＴＬより低い場合、その測定
温度ａと下限、上限温度設定器２０，２１の下限温度
設定値ＴＬ１上限温度設定値ＴＨとをそれぞれ比較回路
２２，２３で比較する。この結果、比較回路２２から
オフ信号、比較一回路２３からオン信号がでてこれがＯ
Ｒ回路２５を経てホールド回路２６に入りここでヒータ
電源のオン信号がホールドされヒータ電源が投入される
。この時点では、ライン温度勾配Ｓは未だ勾配をもつて
いないのでそれぞれの減算回路１８，１９からオフ信号
がでている。ヒータ電源のオンによつてライン温度は
徐々に上昇し割算回路１６で加熱時の温度勾配Ｍが得ら
れ、これが減算回路１８に入る。

このとき、減算回路１８の他方入力部には実際のライン
測定温度勾配Ｓが入つている。このため、この減算回路
１８において両温度勾配Ｍ．．Ｓ／）守＝ｓ＞Ｍの〔関
係になると、同回路１８よりオン信号がでてこれがＯＲ
回路２４を経てホールト回路２６に入り同回路２６はリ
セツトされる。これにより、ホールド回路２６はホール
ド状態を解除しヒータ電源はしや断される。ヒータ電
源がしや断すると、その余熱で一定時間上昇を続けるが
、その後は下降状態に移行する。

そして、この下降勾配が一定条件つまり■！＝ｓ＜Ｎに
なると、減算回路１９からオン゛信号がで、これがＯＲ
回路２５を経てホールド回路２６に入る。この結果、同
回路２６はオン状態をホールドするとともに、このオン
信号で再びヒータ電源を投入する。従つて、本制御方
式は常に下降温度設定値ＴＬと上限温度設定値Ｌとの間
でヒータ電源の入切制御を行なることが可能となり、ひ
いては一定の温度範囲で迅速に追従させてラインの温度
制御を行なうことができる。

次に、ヒータ電源の初期投入後、″温度勾配の条件が
成立しないで図示点線（イ）のように温度上昇を続け、
そのライン温度が上限温度設定値ＴＨを越えた場合には
比較回路２２からオン信号がでこれがＯＲ回路２４を経
てホールド回路２６に入る。

このためホールド回路２６はオン状態を解除しヒータ電
源をしや断する。しかし、実際はライン温度が上限温度
設定値ＴＨに達する前に温度勾配による条件成立がなさ
れるので、ライン温度は大きな振幅によつて変化するこ
となく第３図実線に示す温度曲線をとつて変化する。従
つて、特に、電源制御回路として順ヒステリシスと逆ヒ
ステリシス回路を組んで周囲温度による熱伝達の影響等
を考えて選択使用する必要がない。以上詳記したよう
に本発明によれば、下限温度と上限温度との限界値を定
めてヒータ電源の入切制御を行なう外に、ラインや保温
材等による温度勾配と実際のライン測定温度勾配との関
係から一定の条件成立時ををもつてヒータ電源の入切制
御を行なうので、順、逆ヒステリシス特性を利用する必
要はなく、また環境変化時に季節による温度変化を踏え
、ライン等の熱容量、外部へ放出する熱容量が設定され
、これによつて設定値が演算されるのて、環境変化等の
外乱に追随し、そのプロセス対象（ライン等）の特性に
見合つた微細な制御を行なうことができる。

しかも、下限温度設定値及ひ上限温度設定値に達する前
に温度勾配の条件成立によつてヒータ電源の入切制御を
行なうことから無駄時間がなく迅速な追従性をもつてラ
インの温度制御が行なわれ、これによつてライン温度の
良好を制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ−ｃは従来のラインヒータ制御方式を説明す
る温度曲線図およびヒータ電源の入切制御図、第２図は
本発明に係るラインヒータ制御方式を適用した装置のブ
ロツク図、第３図は本発明方式の装置の作用を説明する
図である。１０・・・・ライン自体の熱容量設定器、１１・・・
保温材の熱容量設定器、１２・・・・・・ヒータの熱容
量設定器、１３・・・・ライン外部放出熱容量設定器、
１４・・・・・・加算回路、１５・・・・・・減算回路
、１６，１７・・・・・・割算回路、Ｓ・・・・・・
ライン測定温度勾配、１８，１９・・・・・・減算回
路、Ｔ・・・・・・ライン測定温度、２０・・・・・・
上限温度設定器、２１・・・・下限温度設定器、２２，
２３・・・・・比較回路、２４，２５・・ＯＲ回路、２
６・・・・・・ホールド回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１ライン、保温材、ヒータ等ライン要素の熱容量設定
値、外部放出熱容量設定値からヒータ加熱時および非加
熱時の温度勾配を求める手段と、この手段による加熱時
、非加熱時のライン要素の温度勾配と前記ライン要素の
実際のライン測定温度勾配とを比較する２系統の第１の
比較回路系と、上限温度設定値および下限温度設定値と
前記ライン要素の実際のライン測定温度とを比較する２
系統の第２の比較回路系と、非加熱系に属する第１、第
２の比較回路系のオン信号をホールドし、かつ加熱系に
属する第１、第２の比較回路系のオン信号でホールド状
態を解除されるホールド回路とを備え、このホールド回
路の出力信号でラインヒータの電源の入切制御を行なう
ようにしたことを特徴とするラインヒータ制御方式。