JPS6078217A - ガス湯沸器の温度制御装置 - Google Patents
ガス湯沸器の温度制御装置Info
- Publication number
- JPS6078217A JPS6078217A JP58187421A JP18742183A JPS6078217A JP S6078217 A JPS6078217 A JP S6078217A JP 58187421 A JP58187421 A JP 58187421A JP 18742183 A JP18742183 A JP 18742183A JP S6078217 A JPS6078217 A JP S6078217A
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- JP
- Japan
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- temperature
- hot water
- integral
- deviation
- function
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
- F23N1/082—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/36—PID signal processing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の分野）
この発明は、出湯温度と設定温度とに基づいてマイクロ
コンピュータによりデジタル的にＰＩＤ演算を行ない、
この演算結果で燃料ガス供給量を制御して出湯温度を設
定温度に維持するようにしたガス温情型の温度制御装置
に関する。
コンピュータによりデジタル的にＰＩＤ演算を行ない、
この演算結果で燃料ガス供給量を制御して出湯温度を設
定温度に維持するようにしたガス温情型の温度制御装置
に関する。
（従来技術とぞの問題点）
本出願人が現在開発中（未公開）のガス温情型にあって
は、出湯温度検出器で検出された検出温度と出渇温酊設
定器で設定された設定温度とに基づいてマイクロコンピ
ュータを利用してデジタル的なＩＩＤ演算を行ない、こ
の演算結果で燃料ガス供給量を１Ｉ１１制御して、出湯
湿度を設定温度に維持するようにしている。
は、出湯温度検出器で検出された検出温度と出渇温酊設
定器で設定された設定温度とに基づいてマイクロコンピ
ュータを利用してデジタル的なＩＩＤ演算を行ない、こ
の演算結果で燃料ガス供給量を１Ｉ１１制御して、出湯
湿度を設定温度に維持するようにしている。
この制御において使用されるデジタルＰＩＤ演篩の基本
式は次式で表わされる。
式は次式で表わされる。
ΔＥｉ＝ＳＰｉ−ＭＰｉ ・・・（２）Ｋｐ；比例ゲイ
ン Ｔｉ；積分時間 ＴＯ；微分時間 θ：サンプリング時間 ΔＥｉ；偏差 ＳＰｉ；設定温度 ＭＰｆ；出湯温度 なお、ｎは今回サンプリング値、ｎ→は前回のサンプリ
ング値である。
ン Ｔｉ；積分時間 ＴＯ；微分時間 θ：サンプリング時間 ΔＥｉ；偏差 ＳＰｉ；設定温度 ＭＰｆ；出湯温度 なお、ｎは今回サンプリング値、ｎ→は前回のサンプリ
ング値である。
また、ＦＰ、Ｆｌ、ＦＤをそれぞれ比例項、積分項、微
分項とすると、上記演算結果である出力Ｆは次式で表わ
される。
分項とすると、上記演算結果である出力Ｆは次式で表わ
される。
Ｆ＝ＦＰ＋Ｆ Ｉ＋ＦＤ ・・・（３）更に、積分項Ｆ
Ｉについては次式で表わされる。
Ｉについては次式で表わされる。
ＦＩｎ＝ＦＩｎ（＋ΔＩ ・（５’）
ＦＴｎ：今回の積分値
Ｆ Ｉ ｎ−＋ ；前回の積分値
ΔＩ；積分値の増加分（１分偏差）
ところで、積分偏差ΔＩはマイクロコンピュータを用い
たデジタル演算で得られるものであるから、設定温度と
出湯温度との偏差ΔＴｉの絶対値が小さい場合、積分偏
差ΔＩについてはデジタル演算における丸め処理によっ
て零になる場合が存在する。
たデジタル演算で得られるものであるから、設定温度と
出湯温度との偏差ΔＴｉの絶対値が小さい場合、積分偏
差ΔＩについてはデジタル演算における丸め処理によっ
て零になる場合が存在する。
このような場合、第４図および第５図に実線で示す如く
、設定温度を４０℃から８０℃に上昇させたり、あるい
は８０℃から４０℃に低下させた場合、未だ出湯温度が
８０℃まで上昇または４０℃まで低下していないにもか
かわらず、前述した如く出湯記瓜と設定温度との偏差Δ
Ｅｊがある値以下に小さくなると、積分偏差Δｉが実際
上零となってしまうことから、設定温度に達する以前に
出湯温（資）がそのわずか手前で平衡状態に達してしま
い、いわゆるオフセット現象が生じて出湯温度と設定温
度との間に一定の微小誤差が固定化されてしまうという
問題が生ずる。
、設定温度を４０℃から８０℃に上昇させたり、あるい
は８０℃から４０℃に低下させた場合、未だ出湯温度が
８０℃まで上昇または４０℃まで低下していないにもか
かわらず、前述した如く出湯記瓜と設定温度との偏差Δ
Ｅｊがある値以下に小さくなると、積分偏差Δｉが実際
上零となってしまうことから、設定温度に達する以前に
出湯温（資）がそのわずか手前で平衡状態に達してしま
い、いわゆるオフセット現象が生じて出湯温度と設定温
度との間に一定の微小誤差が固定化されてしまうという
問題が生ずる。
（発明の目的）
この発明の目的は、設定温度を上昇または低下させたこ
とに起因して、出湯温度が設定温度の近傍にまで近付き
、これにＪ：り積分偏差が零となった場合にも、出湯温
度を設定温度に正確に追従させることができるようにし
たガス湯沸器の温度制御装置を提供することにある。
とに起因して、出湯温度が設定温度の近傍にまで近付き
、これにＪ：り積分偏差が零となった場合にも、出湯温
度を設定温度に正確に追従させることができるようにし
たガス湯沸器の温度制御装置を提供することにある。
（発明の構成と効果）
この発明は上記の目的を達成するために、出湯温度検出
器で検出された検出温度と出湯温度設定器で設定された
設定温度とに基づいてＰＩＤ演算を行ない、この演算結
果で燃料ガス供給量を制御して出湯温度を設定温度に維
持するようにしたガス湯沸器の温度制御装置において、
前記ＰＩＤ演算機能の中に、演算によりめられた積分偏
差が零のとき、前記検出温度と設定温度との偏差の有無
および符号に応じて、前回までの積分項に対して所定の
定数を加減算する機能を付加してなることを特徴とする
ものである。
器で検出された検出温度と出湯温度設定器で設定された
設定温度とに基づいてＰＩＤ演算を行ない、この演算結
果で燃料ガス供給量を制御して出湯温度を設定温度に維
持するようにしたガス湯沸器の温度制御装置において、
前記ＰＩＤ演算機能の中に、演算によりめられた積分偏
差が零のとき、前記検出温度と設定温度との偏差の有無
および符号に応じて、前回までの積分項に対して所定の
定数を加減算する機能を付加してなることを特徴とする
ものである。
このような構成によれば、仮に出湯温度が設定温度の近
傍まで近付いたことにより、積分偏差が零となったとし
ても、前回までの積分項に対して一律所定の微定数が加
減算されることにより、前回までの積分項に対して微壷
の増加または減少が行なわれ、これにより積分項が補正
されて出力が増加または減少し、出湯温度は設定温度に
追従することとなる。
傍まで近付いたことにより、積分偏差が零となったとし
ても、前回までの積分項に対して一律所定の微定数が加
減算されることにより、前回までの積分項に対して微壷
の増加または減少が行なわれ、これにより積分項が補正
されて出力が増加または減少し、出湯温度は設定温度に
追従することとなる。
５−
（実施例の説明）
第１図は、本発明に係わるガス湯沸器のシステム構成を
示す図である。
示す図である。
同図において、炉体１は縦型円筒状に形成され、その底
部にはバーナ２が配置されるとともに、その上方には熱
交換器３が配置され、更に炉体１の上部に形成された排
気口４にはモータＭで駆動される排気ファン５が取付け
られている。
部にはバーナ２が配置されるとともに、その上方には熱
交換器３が配置され、更に炉体１の上部に形成された排
気口４にはモータＭで駆動される排気ファン５が取付け
られている。
熱交換器３の入口側には給水管路６が接続されるととも
に、出口側には給湯管路７が接続され、この給湯管路７
は先端側において３本に分岐され、各分岐管路７ａ、７
ｂ、７Ｃには、それぞれカラン８ａ、８ｂ、８ｃが取付
けられている。
に、出口側には給湯管路７が接続され、この給湯管路７
は先端側において３本に分岐され、各分岐管路７ａ、７
ｂ、７Ｃには、それぞれカラン８ａ、８ｂ、８ｃが取付
けられている。
熱交換器３の入口側に近い給水管路６上には、流水スイ
ッチ９が取付けられている。この流水スイッチ９はカラ
ン８ａ〜８Ｃの何れかが開かれて、給水管路６内に一定
値以上の水流が生ずると、これを検出してオンするスイ
ッチである。
ッチ９が取付けられている。この流水スイッチ９はカラ
ン８ａ〜８Ｃの何れかが開かれて、給水管路６内に一定
値以上の水流が生ずると、これを検出してオンするスイ
ッチである。
熱交換器３の出口側に近い給湯管路７上には、出瀾温変
検出器１０が取付けられている。この出６− 湯温度検出器１０は、例えばサーミスタ等の感湿素子で
構成され、コントローラ１１内の処理回路に接続されて
、出湯温度に対応したアナログ電圧を出力する。
検出器１０が取付けられている。この出６− 湯温度検出器１０は、例えばサーミスタ等の感湿素子で
構成され、コントローラ１１内の処理回路に接続されて
、出湯温度に対応したアナログ電圧を出力する。
バーナ２へと燃料ガスを供給するガス供給管路１２上に
は、ガス遮断弁１３．ガスガバナ１４およびガス流量調
整弁１５が順に取付けられている。
は、ガス遮断弁１３．ガスガバナ１４およびガス流量調
整弁１５が順に取付けられている。
遮断弁１３は、全開状態と全開状態との２つの状態をと
り得る電磁弁で構成され、コントローラ１１からの信号
で可変制御される。
り得る電磁弁で構成され、コントローラ１１からの信号
で可変制御される。
ガスガバナ１４は、燃料ガスと空気とを適当な割合で混
合させる機能を有するものである。
合させる機能を有するものである。
流量調整弁１５は、全開状態から全開状態まで開度を連
続的に調整可能な例えばモータ駆動式のサーボ弁で構成
され、またその現在開度は流量調整弁１５に備え付けら
れたポテンショメータを介してコントローラ１１側へと
送られる。
続的に調整可能な例えばモータ駆動式のサーボ弁で構成
され、またその現在開度は流量調整弁１５に備え付けら
れたポテンショメータを介してコントローラ１１側へと
送られる。
点火器１６は、コントローラ１１からの指令で火花を発
し、バーナ２から噴出する燃料ガスに着火するものであ
る。
し、バーナ２から噴出する燃料ガスに着火するものであ
る。
火炎検出器１７は、バーノー２から発する火花に近接し
て炎電流おＪ：びその整流作用を利用して火花を電気信
号に変換するとともに、この信号を適宜増幅した後これ
を比較的大きな時定数を有する平滑回路で平滑し、更に
基準レベルをもって２値化するとともに、その出力でド
ライバを介してリレーを駆動し、接点信号を出ツノする
。
て炎電流おＪ：びその整流作用を利用して火花を電気信
号に変換するとともに、この信号を適宜増幅した後これ
を比較的大きな時定数を有する平滑回路で平滑し、更に
基準レベルをもって２値化するとともに、その出力でド
ライバを介してリレーを駆動し、接点信号を出ツノする
。
コン１〜ローラ１１は、燃焼開始から燃焼停止に至るシ
ーケンス動作を制御するシーケンス回路と、出湯温度を
設定温度に維持する温間制御回路とから構成されており
、これらの回路はマイクロコンピュータで構成されてい
る。
ーケンス動作を制御するシーケンス回路と、出湯温度を
設定温度に維持する温間制御回路とから構成されており
、これらの回路はマイクロコンピュータで構成されてい
る。
温度制御はいわゆるＰＩＤ演算方式で行なわれ、第２図
に示す如く温度設定器１９で設定された設定温度すと出
湯温度検出器１０で検出された出湯温度ａとに基づいて
これらの偏差Ｃをめ、これをＰＩＤ演算することによっ
て制御出力量ｄを得るとともに、この制御出力ｌｉｄで
燃料ガス供給量を制御することによって、出湯温度を設
定温度に維持するように機能構成されている。
に示す如く温度設定器１９で設定された設定温度すと出
湯温度検出器１０で検出された出湯温度ａとに基づいて
これらの偏差Ｃをめ、これをＰＩＤ演算することによっ
て制御出力量ｄを得るとともに、この制御出力ｌｉｄで
燃料ガス供給量を制御することによって、出湯温度を設
定温度に維持するように機能構成されている。
ここで、前述したようにＰＩＤ演算の基本式は次式で表
わされる。
わされる。
ΔＥｆ＝ＳＰｊ−Ｍｒｌ ・・・（２）また、ＦＰ、Ｆ
ｌ、ＦＤをそれぞれ比例項、積分項、微分項とすれば、
制御出力量Ｆは次式で表わされる。
ｌ、ＦＤをそれぞれ比例項、積分項、微分項とすれば、
制御出力量Ｆは次式で表わされる。
Ｆ＝ＦＰ＋Ｆ Ｉ＋ＦＤ ・・・（３）更に、積分項に
ついては次式で表わされる。
ついては次式で表わされる。
ＦＩｒｌ＝ＦＩｎ−＋＋ΔＩ ・（５）Ｆｌｎ；今回の
積分値 Ｆ Ｉ ｎ−＋ ；前回の積分値 Δｉ；積分値の増加分（積分偏差） 次に、本発明で新たに追加された演算機能を、第３図の
フローチャートに基づいて説明する。
積分値 Ｆ Ｉ ｎ−＋ ；前回の積分値 Δｉ；積分値の増加分（積分偏差） 次に、本発明で新たに追加された演算機能を、第３図の
フローチャートに基づいて説明する。
この演算機能は、演算によりめられた積分偏差が零のと
き、前記検出温度と設定温度との偏差９− の有無および符号に応じて、前回までの積分項に対して
所定の微定数を加減算するようにしたものである。
き、前記検出温度と設定温度との偏差９− の有無および符号に応じて、前回までの積分項に対して
所定の微定数を加減算するようにしたものである。
すなわち、積分項演算処理が開始されると、まずステッ
プ（１）では、設定温度と出湯温度との偏差ΔＥｉに基
づいて、積分偏差ΔＩがめられる。
プ（１）では、設定温度と出湯温度との偏差ΔＥｉに基
づいて、積分偏差ΔＩがめられる。
なお、この積分偏差ΔＩの演算に際しては、前述し゛た
如くマイクロコンピュータでデジタル的に行なうため、
演算結果が所定の有効桁以下の場合、丸め処理によりΔ
Ｉの値は零どなる。
如くマイクロコンピュータでデジタル的に行なうため、
演算結果が所定の有効桁以下の場合、丸め処理によりΔ
Ｉの値は零どなる。
次いで、ステップ（２）ではめられた積分偏差Δ■が零
であるか否かの判定が行なわれ、零でない場合にはただ
ちにステップ（７）へと進み、前回の積分項Ｆ［に対し
て積分偏差Δ１を加算することにより新たな積分項Ｆｌ
がめられる。
であるか否かの判定が行なわれ、零でない場合にはただ
ちにステップ（７）へと進み、前回の積分項Ｆ［に対し
て積分偏差Δ１を加算することにより新たな積分項Ｆｌ
がめられる。
これに対して、ステップ（２）で積分偏差ΔＩが零と判
定された場合には、ステップ（３）またはステップ（５
）で、出Ｓ温度と設定温度との偏差Δ［ｎが正か負かの
判定が行なわれる。
定された場合には、ステップ（３）またはステップ（５
）で、出Ｓ温度と設定温度との偏差Δ［ｎが正か負かの
判定が行なわれる。
１０−
そして、正と判定された場合にはステップ（４）が実行
されて積分偏差ΔＩとして＋Ｕが記憶され、他方負と判
定された場合にはステップ（６）で積分偏差Δ丁として
−Ｕが記憶された後、ステップ（７）が的記と同様に実
行されて、新たな積分項ＦＩがめられる。
されて積分偏差ΔＩとして＋Ｕが記憶され、他方負と判
定された場合にはステップ（６）で積分偏差Δ丁として
−Ｕが記憶された後、ステップ（７）が的記と同様に実
行されて、新たな積分項ＦＩがめられる。
ここで、定数Ｕの値は、Δｌ格納用のレジスタの最小ビ
ット桁の値に対応しており、このためこの定数＋Ｕまた
は−１１によって、前回の積分項ＦＩが急激に上昇ある
いは減少するようなことはない。
ット桁の値に対応しており、このためこの定数＋Ｕまた
は−１１によって、前回の積分項ＦＩが急激に上昇ある
いは減少するようなことはない。
このような処理を行なうと、第４図おにび第５図に点線
で示す如く、出湯温度が設定温度の近傍に近付きこれに
Ｊ：り積分偏差ΔＩが零となった場合にも、最終制御出
力Ｆについては前記定数＋ＩＩまたは−Ｕによる積分項
Ｆｌの増加に応じて、増加または減少を続け、設定温度
と出湯温度とが一定の誤差を保持したまま平衡状態に達
するというオフセット状態の発生を未然に防止すること
ができる訳である。
で示す如く、出湯温度が設定温度の近傍に近付きこれに
Ｊ：り積分偏差ΔＩが零となった場合にも、最終制御出
力Ｆについては前記定数＋ＩＩまたは−Ｕによる積分項
Ｆｌの増加に応じて、増加または減少を続け、設定温度
と出湯温度とが一定の誤差を保持したまま平衡状態に達
するというオフセット状態の発生を未然に防止すること
ができる訳である。
１１−
第１図は本発明に係わるガス湯沸器のシステム構成を示
す図、第２図はＰＩＤ演算の概略を示す図、第３図は本
発明に係わる積分項演算処理の詳細を示すフローチャー
ト、第４図および第５図は本発明と先に本出願人が開発
した従来例（未公開）との動作の相違を示すグラフであ
る。 ２・・・バーナ ３・・・熱交換器 ６・・・給水管路 ７・・・給湯管路 １０・・・出湯温度検出器 １１・・・コントローラ １２・・・ガス供給管路 １３・・・ガス遮断弁 １５・・・ガス流量調整弁 １９・・・温度設定器 特許出願人 １２−
す図、第２図はＰＩＤ演算の概略を示す図、第３図は本
発明に係わる積分項演算処理の詳細を示すフローチャー
ト、第４図および第５図は本発明と先に本出願人が開発
した従来例（未公開）との動作の相違を示すグラフであ
る。 ２・・・バーナ ３・・・熱交換器 ６・・・給水管路 ７・・・給湯管路 １０・・・出湯温度検出器 １１・・・コントローラ １２・・・ガス供給管路 １３・・・ガス遮断弁 １５・・・ガス流量調整弁 １９・・・温度設定器 特許出願人 １２−
Claims (1)
- （１）出湯温度検出器で検出された検出温度と出湯温度
設定器で設定された設定温疫とに基づいてＰＩＤ演算を
行ない、この演算結果で燃料ガス供給量を制御して出湯
温度を設定温度に維持するようにしたガス湯沸器の温度
制御装置において：前記ＰＩＤ演輝機能の中に、演算に
よりめられた積分偏差が零のとき、前記検出温度と設定
温度との偏差の有無および符号に応じて、前回までの積
分項に対して所定の定数を加減算する機能を付加してな
ることを特徴とするガス湯沸器の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187421A JPS6078217A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | ガス湯沸器の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187421A JPS6078217A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | ガス湯沸器の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078217A true JPS6078217A (ja) | 1985-05-02 |
| JPH0447215B2 JPH0447215B2 (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=16205750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58187421A Granted JPS6078217A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | ガス湯沸器の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078217A (ja) |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP58187421A patent/JPS6078217A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0447215B2 (ja) | 1992-08-03 |
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