JPS6080019A - 湯沸器の燃焼制御装置 - Google Patents
湯沸器の燃焼制御装置Info
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- JPS6080019A JPS6080019A JP58187796A JP18779683A JPS6080019A JP S6080019 A JPS6080019 A JP S6080019A JP 58187796 A JP58187796 A JP 58187796A JP 18779683 A JP18779683 A JP 18779683A JP S6080019 A JPS6080019 A JP S6080019A
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- Japan
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- burner
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/19—Measuring temperature outlet temperature water heat-exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
Landscapes
- Control Of Combustion (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (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、出湯温度を目標温度に制御保持する湯沸器
の燃焼制御装置に係り、特に各機器の状態監視が行なえ
るようにしたものに関する。
の燃焼制御装置に係り、特に各機器の状態監視が行なえ
るようにしたものに関する。
(発明の背景)
本出願人が現在開発中(未公開)の湯沸器の燃焼制御装
置は、マイクロコンピュータにより実施されるもので、
目標温度と熱交換器の入水温度および流入水量からめら
れる目標制御品F+(目標燃焼量に対応する)と、出湯
温度と目標温度の偏差に応じepx’o演算によりめら
れる所定制御量F2どの偏差Fによりバーナの燃焼量を
制御し、もって出湯温度を目標温度に・一致させるよう
にするものである。
置は、マイクロコンピュータにより実施されるもので、
目標温度と熱交換器の入水温度および流入水量からめら
れる目標制御品F+(目標燃焼量に対応する)と、出湯
温度と目標温度の偏差に応じepx’o演算によりめら
れる所定制御量F2どの偏差Fによりバーナの燃焼量を
制御し、もって出湯温度を目標温度に・一致させるよう
にするものである。
従って、ここで行なわれる湯温制御動作はF=F+ +
F2・・・(1) と表せる。ここで、Flは次式で与えられる。
F2・・・(1) と表せる。ここで、Flは次式で与えられる。
F+=W・(SPn −WPn )・・・(2)W:流
入水量 SPn:設定温度 WPn :入水温度 また、F2は次式で与えられる(PID*算式)。
入水量 SPn:設定温度 WPn :入水温度 また、F2は次式で与えられる(PID*算式)。
Δ[:i =SPi −MPi
Kp:比例ゲイン
Ti :積分ゲイン
Td:微分ゲイン
θ:サンプリング時間
ΔEi :偏差
SPi :設定温度
MPi :出i温麿
なお、添字nは今回サンプリング値であり、また添字n
−1は前回サンプリング値である。
−1は前回サンプリング値である。
上記(1)式より、この′lam制御動作は、P■D演
算値でもって目標制御量に修正を加えていることが理解
される。これは次の理由に因っている。
算値でもって目標制御量に修正を加えていることが理解
される。これは次の理由に因っている。
第1図は、設定温度を40’Cがら80℃に変更した場
合の湯温制御特性を示す。同図において、出湯濃度を検
出する温度センサや流入水量を検出する水量センサ等の
各機器には、所定のばらつきがあるのが通例である。従
って、目標制御量のみで燃焼量を制御すると、出湯温度
が目標温度を太き(越えたり(図示曲線A)、また目標
温度に達しなかったりする(図示曲線B)。つまり、出
渇温陳の制御特性は曲線へと曲線Bの範囲内でばらつく
。そこで、出湯温度をフィードバックし、これと目標温
度の偏差に基づぎ積分演算動作を行ない、この演篩値で
逐次修正を加える。すると、出湯温度は、曲線Cに示す
ように、機器のばらつきに拘わらず目標温度に制御保持
される。つまり、修正動作は積分演算だけで充分行なえ
る。しかし、積分演算動作だけだと、応答特性が悪いの
で、これに比例演算動作と微分演算動作を加えたPID
制御としたのである(図示曲線D)。
合の湯温制御特性を示す。同図において、出湯濃度を検
出する温度センサや流入水量を検出する水量センサ等の
各機器には、所定のばらつきがあるのが通例である。従
って、目標制御量のみで燃焼量を制御すると、出湯温度
が目標温度を太き(越えたり(図示曲線A)、また目標
温度に達しなかったりする(図示曲線B)。つまり、出
渇温陳の制御特性は曲線へと曲線Bの範囲内でばらつく
。そこで、出湯温度をフィードバックし、これと目標温
度の偏差に基づぎ積分演算動作を行ない、この演篩値で
逐次修正を加える。すると、出湯温度は、曲線Cに示す
ように、機器のばらつきに拘わらず目標温度に制御保持
される。つまり、修正動作は積分演算だけで充分行なえ
る。しかし、積分演算動作だけだと、応答特性が悪いの
で、これに比例演算動作と微分演算動作を加えたPID
制御としたのである(図示曲線D)。
ところで、積分演算動作は、偏差が存在する限り継続さ
れるが、目標制御量に対する修正動作であるから、前記
ばらつきが所定範囲を越えているときには、過積分とな
る虞れがある。これは出湯温度の飽和時安定性を害する
原因となる。
れるが、目標制御量に対する修正動作であるから、前記
ばらつきが所定範囲を越えているときには、過積分とな
る虞れがある。これは出湯温度の飽和時安定性を害する
原因となる。
しかし、現実に出湯温度が安定しない事態が発生したと
しても、その原因がどこにあるかは、前述した構成では
検出できない。
しても、その原因がどこにあるかは、前述した構成では
検出できない。
(発明の目的)
この発明の目的は、温度センサや水量センサなどの各機
器の状態監視が行なえるようにするとともに、湯温の安
定性向上を図ることができる湯沸器の燃焼制御装置を提
供することにある。
器の状態監視が行なえるようにするとともに、湯温の安
定性向上を図ることができる湯沸器の燃焼制御装置を提
供することにある。
(発明の構成と効果)
上記目的を達成するために、この発明に係る湯沸器の燃
焼制御装置は、目標温度、熱交換器の入水温度および流
入水量に基づきバーナでの必要燃焼量を定める目標制御
量を演算する手段と、出湯温度の変化に追従し出湯温度
と目標温度の変化に応じて所定制御量を演算するPID
演算手段と、前記目標制御I量と前記所定制御l量の偏
差に応じてバーナでの燃焼量を演算する手段とを備える
ものであって、前記PIDI篩手段の積分演算動作では
、積分範囲が前記目標制御量によって定まる所定の範囲
内に制限されていることを特徴とする。
焼制御装置は、目標温度、熱交換器の入水温度および流
入水量に基づきバーナでの必要燃焼量を定める目標制御
量を演算する手段と、出湯温度の変化に追従し出湯温度
と目標温度の変化に応じて所定制御量を演算するPID
演算手段と、前記目標制御I量と前記所定制御l量の偏
差に応じてバーナでの燃焼量を演算する手段とを備える
ものであって、前記PIDI篩手段の積分演算動作では
、積分範囲が前記目標制御量によって定まる所定の範囲
内に制限されていることを特徴とする。
この構成によれば、積分演算範囲は目標制御量で定まる
所定の範囲内に制限される。従って積分演算動作では、
過積分となることがなくなり、出湯の安定性が向上する
。また、制限範囲を越えて5− 積分演算動作が行われようとする場合には、これにより
温度センナや水量センサ等各機器のばらつきが所定値よ
りも大きいものであることがわかる。
所定の範囲内に制限される。従って積分演算動作では、
過積分となることがなくなり、出湯の安定性が向上する
。また、制限範囲を越えて5− 積分演算動作が行われようとする場合には、これにより
温度センナや水量センサ等各機器のばらつきが所定値よ
りも大きいものであることがわかる。
つまり、各機器の経年変化等の状態監視が行なえる。
(実施例の説明)
第2図はこの発明の一実施例に係る燃焼制御装置を備え
た湯沸器の基本構成図である。同図において、湯沸器の
本体1は縦型円筒状に形成され、底部側にはバーナ2が
、またその上部には熱交換器3がそれぞれ配設されてい
る。なお、熱交換器3の上部排気口には図示しない排気
ファンが取り付けられる。
た湯沸器の基本構成図である。同図において、湯沸器の
本体1は縦型円筒状に形成され、底部側にはバーナ2が
、またその上部には熱交換器3がそれぞれ配設されてい
る。なお、熱交換器3の上部排気口には図示しない排気
ファンが取り付けられる。
熱交換器3の水入口側には給水管路4が設けられ、この
給水管路4には水量センサ5.水流スイッチ6および入
水温度センサ7がそれぞれ取り付けられている。また熱
交換器3の出湯口側には複数のカラン(この実施例では
3個)に分岐接続される給湯管路8が設けられ、この給
湯管路8の分岐点には渇廉センサ9が取り付番プられて
いる。
給水管路4には水量センサ5.水流スイッチ6および入
水温度センサ7がそれぞれ取り付けられている。また熱
交換器3の出湯口側には複数のカラン(この実施例では
3個)に分岐接続される給湯管路8が設けられ、この給
湯管路8の分岐点には渇廉センサ9が取り付番プられて
いる。
6−
バーナ2に至るガス供給管路10には、バーナ2側から
ガス流量調整弁11.ガスガバナ12および電磁切替弁
13がそれぞれ配設されている。
ガス流量調整弁11.ガスガバナ12および電磁切替弁
13がそれぞれ配設されている。
そしてバーナ2に関連して点火器14.炎検出器15が
それぞれ設けられる。
それぞれ設けられる。
水量センサ5は、給水管路4内の水石を連続的に検出し
、これをコントローラ16に出力する。
、これをコントローラ16に出力する。
水流スイッチ6は、カランの開閉操作による給水管路4
内の水流の発生・消失に応答してコントローラ16に水
流あり・水流なしの信号を出力する。コントローラ16
は水流スイッチ6の水流あり・水流なしの信号を受けて
所定の動作を起動し、あるいは停止する。
内の水流の発生・消失に応答してコントローラ16に水
流あり・水流なしの信号を出力する。コントローラ16
は水流スイッチ6の水流あり・水流なしの信号を受けて
所定の動作を起動し、あるいは停止する。
入水温度センサ7は、例えばサーミスタ等で構成され、
水温を検出してコントローラ16に出力する。
水温を検出してコントローラ16に出力する。
温度センサ9は、例えばサーミスタ等で構成され、コン
トローラ16内の処理回路に湿度設定器17とともに接
続される。
トローラ16内の処理回路に湿度設定器17とともに接
続される。
ガス流量調整弁11は、コントローラ16に駆動され、
弁開度が全開から全開に至り連続的に変化し、バーナ2
に供給されるガス量を調節する。
弁開度が全開から全開に至り連続的に変化し、バーナ2
に供給されるガス量を調節する。
ガスガバナ12は、燃料ガスと空気を適当な割合で混合
させる機能を有する。
させる機能を有する。
電磁切替弁13は、コン1−〇−ラ16により駆動され
、全問と全開の動作を行なう。
、全問と全開の動作を行なう。
点火器14は、コントローラ14に駆動され、バーナ2
から噴出するガスに点火を試みる。
から噴出するガスに点火を試みる。
炎検出器15は、バーナ2に生ずる火炎を受けて炎電流
を2値信号に変換し、これをコントローラ16に出力す
る。
を2値信号に変換し、これをコントローラ16に出力す
る。
コントローラ16は、燃焼の開始から停止に至るシーケ
ンスを制御するシーケンス回路と、出湯温度を目標s麿
に維持するl fi III m回路とで構成され、各
回路動作はマイクロコンピュータにより実施される。
ンスを制御するシーケンス回路と、出湯温度を目標s麿
に維持するl fi III m回路とで構成され、各
回路動作はマイクロコンピュータにより実施される。
第3図は上記コントローラ16の構成のうち湯温制御回
路の構成をその湯温制御の動作系統図として示すブロッ
ク図である。この湯温制御回路31は、目標制御量演算
部311と、温度偏差検出部312と、PID演算部3
13と、制御量偏差検出部314と、燃焼制御部315
どで構成される。
路の構成をその湯温制御の動作系統図として示すブロッ
ク図である。この湯温制御回路31は、目標制御量演算
部311と、温度偏差検出部312と、PID演算部3
13と、制御量偏差検出部314と、燃焼制御部315
どで構成される。
今、1つのカランが開けられて、水流スイッチ6から水
流あり信号が入力されると、上記シーケンス回路の動作
により、電磁切替弁13が開、ガス流量調整弁11が微
開にされるとともに、点火器14が駆動され、バーナ2
での燃焼が開始する。
流あり信号が入力されると、上記シーケンス回路の動作
により、電磁切替弁13が開、ガス流量調整弁11が微
開にされるとともに、点火器14が駆動され、バーナ2
での燃焼が開始する。
その後は2I濃制御回路31の動作によって、出湯温度
が目標湿度になるように制御される。
が目標湿度になるように制御される。
目標制御量演算部311では、水量センサ5による検出
流入水量eと入水温度センサ7による検出水温fと濃度
設定器17による設定温度すとに基づいて、バーナ2で
の必要燃焼量を規定する目標制御量F1を演算算出する
。この演算式は前記第2式である。
流入水量eと入水温度センサ7による検出水温fと濃度
設定器17による設定温度すとに基づいて、バーナ2で
の必要燃焼量を規定する目標制御量F1を演算算出する
。この演算式は前記第2式である。
温度偏差検出部312では、温度センサ9による検出m
maと温度設定器17による設定m度すとの偏差0がめ
られる。
maと温度設定器17による設定m度すとの偏差0がめ
られる。
PID演算部313では、偏差Cに基づいて所9一
定制御量F2を算出する。このPID演算の演算式は前
記第3式に対応し、異なるところは積分項(第2項)に
おいて積分範囲が制限されていることである。
記第3式に対応し、異なるところは積分項(第2項)に
おいて積分範囲が制限されていることである。
すなわち、前述したように、水量センサ5や入水温度セ
ンサ7および温度センサ9等の各機器の検出値には所定
のばらつきがあり、このばらつきは通常一定の範囲内に
収まるものである。従って、目標制iII量演算部31
1で演算算出した目標制御量F1は所定の範囲内でばら
つくことになるが、この範囲は予め知ることができる。
ンサ7および温度センサ9等の各機器の検出値には所定
のばらつきがあり、このばらつきは通常一定の範囲内に
収まるものである。従って、目標制iII量演算部31
1で演算算出した目標制御量F1は所定の範囲内でばら
つくことになるが、この範囲は予め知ることができる。
一方、積分演算動作は、前述したように、目標制御量に
対して修正を加えるものであるから、積分演算動作の動
作範囲は目標制御量がばらつく範囲内であれば良いこと
になる。具体的には、積分演算のレジスタのビット数に
制限を設けるのである。これにより、演算レジスタのビ
ット数が大幅に削減されるだけでなく、この演算レジス
タの状態を監視することによって、積分演算の動作状態
従って各機器の経年変化等の状態がチェックできるので
ある。
対して修正を加えるものであるから、積分演算動作の動
作範囲は目標制御量がばらつく範囲内であれば良いこと
になる。具体的には、積分演算のレジスタのビット数に
制限を設けるのである。これにより、演算レジスタのビ
ット数が大幅に削減されるだけでなく、この演算レジス
タの状態を監視することによって、積分演算の動作状態
従って各機器の経年変化等の状態がチェックできるので
ある。
10−
制御量偏差検出部314では、目標制御量F1と所定制
m 聞F zどの偏差Fをめる。つまり、前記第1式の
演算が行なわれる。
m 聞F zどの偏差Fをめる。つまり、前記第1式の
演算が行なわれる。
燃焼制御部315では、この制御量偏差Fに基づいて、
ガス流量調整弁11の弁開度従ってバーナ2での燃焼量
を調節する。
ガス流量調整弁11の弁開度従ってバーナ2での燃焼量
を調節する。
以上の動作が繰り返されて出渇温疫は設定温麿に制御保
持される。
持される。
第1図は本出願人が開発中(未公開)の温情型の燃焼制
御装置の湯温制御特性を説明する特性図、第2図はこの
発明の一実施例に係る湯沸器の燃焼制御装置を示す基本
構成図、第3図は上記実施例装置の湯温制御の動作系統
図を示すブロック図である。 2・・・バーナ 3・・・熱交換器 5・・・水量センサ 6・・・水流スイッチ 7・・・入水温度センサ 9・・・・・・・・・温度センリ− 11・・・・・・ガス流量調整弁 14・・・・・・点火器 16・・・・・・コントローラ 17・・・・・・温度設定器 31・・・・・・湯温制御回路 311・・・目標制御量演算部 312・・・温度偏差検出部 313・・・PID演算部 314・・・制御I量幅偏差検出 部15・・・燃焼制御部 特許出願人 立石電機株式会社 第2図 j ty 針 第3図
御装置の湯温制御特性を説明する特性図、第2図はこの
発明の一実施例に係る湯沸器の燃焼制御装置を示す基本
構成図、第3図は上記実施例装置の湯温制御の動作系統
図を示すブロック図である。 2・・・バーナ 3・・・熱交換器 5・・・水量センサ 6・・・水流スイッチ 7・・・入水温度センサ 9・・・・・・・・・温度センリ− 11・・・・・・ガス流量調整弁 14・・・・・・点火器 16・・・・・・コントローラ 17・・・・・・温度設定器 31・・・・・・湯温制御回路 311・・・目標制御量演算部 312・・・温度偏差検出部 313・・・PID演算部 314・・・制御I量幅偏差検出 部15・・・燃焼制御部 特許出願人 立石電機株式会社 第2図 j ty 針 第3図
Claims (1)
- (1)目標温度、熱交換器の入水温度および流入水量に
基づきバーナでの必要燃焼量を定める目標制御量を演算
する手段と、出湯温度の変化に追従し出湯温度と目II
温麿の偏差に応じて所定制御量を演算するPID演算手
段ど、前記目標制御量と前記所定制御量の偏差に応じて
バーナでの燃焼量を演算する手段とを備える湯沸器の燃
焼制御装置であって、前記PID演算手段の積分演算動
作では、積分範囲が前記目標制御量によって定まる所定
の範囲内に制限されていることを特徴とする湯沸器の燃
焼量n装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187796A JPS6080019A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 湯沸器の燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187796A JPS6080019A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 湯沸器の燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080019A true JPS6080019A (ja) | 1985-05-07 |
| JPH0481087B2 JPH0481087B2 (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=16212375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58187796A Granted JPS6080019A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 湯沸器の燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080019A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2049839B1 (de) * | 2006-08-02 | 2018-06-13 | Glutz AG | Verfahren zur regelung eines brenners |
| CN112556192A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-26 | 樱花卫厨(中国)股份有限公司 | 燃气热水器的水龙头智控方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582252A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Water heater |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58187796A patent/JPS6080019A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582252A (en) * | 1978-12-14 | 1980-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Water heater |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2049839B1 (de) * | 2006-08-02 | 2018-06-13 | Glutz AG | Verfahren zur regelung eines brenners |
| CN112556192A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-26 | 樱花卫厨(中国)股份有限公司 | 燃气热水器的水龙头智控方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0481087B2 (ja) | 1992-12-22 |
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