JPS6118464A - ワニス供給装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ワニス供給装置に関し、特に、正確に温度制
御されたワニスを例えばエナメル線製造の際に導体に供
給するワニス供給装置に係める。

［発明の技術的背景］ 一般にエナメル線は導体上へワニスの塗布焼付けを複数
回繰り返すことにより製造されており、均一なエナメル
線を製造するために粘度、濃度などを調整できるように
ワニスは循環して使用されている。ところで従来、エナ
メル線焼付においてはワニスアプリケータ内のワニス温
度の変動がエナメル線の仕上り外径に多大な影響をおよ
ぼすため塗布するワニスの温度制御が行なわれている。

即ちワニスアプリケータ内に送り込まれるワニスタンク
内のワニスは該タンクを囲繞する水、油等（位下熱媒体
と称す）の液体タンクで間接的に加熱されており、前記
ワニスタンク内のワニスの温度を制御するために熱媒体
の温度を測定して温度調節計により熱媒体中に設置され
たヒータの加熱をＰＩＤを制御するのが一般的なワニス
の温度制御である。この場合、当然ながら、ワニスタン
クのワニスはアプリケータを介して消費されるので、外
部ワニス供給源からワニスをワニスタンクへ適宜補給す
る必要がある。ところが、温度制御されていないワニス
がワニスタンクに添加されることから、ワニスの温度は
不安定になるという問題を呈している。

これを防止するためには、外部供給ワニスを熱媒体を用
いて温度制御したサービスタンクによす温度制御した後
にワニスタンクへ補給することを提案されている。この
方法では温度制御されたタンクを２個以上必要とするの
で不経済であり、スペースファクターも悪いという難点
がある。

また、ワニスタンクを囲繞する熱媒提の液体タンクの周
囲に巻回する導管を設け、外部ワニス供給源のワニスは
この導管において熱媒体により加温されてからワニスタ
ンクに供給することも考えられるが、ワニスタンクと導
管の熱容量および温度の相違により、ワニスタンク内の
温度と、ワニスタンクへのワニス入口温度をそれぞれ一
定に温度制御することができないという欠点がある。

［発明の目的］ 本発明は以上の難点を解決するためなされたもので、正
確に温度制御されたワニスを供給するワニス供給装置を
提供することをその目的とする。

［発明の概要］ この目的を達成するため、本発明によるワニス供給装置
はワニスタンクと、前記タンクを順次囲繞し夫々独立し
て温度制御される内側および外側熱媒体タンクと、外部
ワニス供給源から前記外側熱媒体タンクを介して前記ワ
ニスタンクヘワニスを供給する専管とを備えている。

［発明の好ましい実施例］ 以下、本発明の好ましい実施例を図面に基づき詳、述す
る。

第１〜２図において１本発明によるワニス供給装置１は
、後述のように温度制御されたワニスを貯溜するワニス
タンク２と、このタンクを順次囲繞し夫々独立して温度
制御される内側熱媒体タンク３および外側熱媒体タンク
４と、外部ワニス供給源５から外側熱媒体タング４を介
してワニスタンク２ヘフエスを供給する導管６とを備え
ている。

タンク３．４はタンク区切壁７により区切られ、かつ夫
々ヒータＨ，，Ｈ２によって温度制御される。また、タ
ンク３．４に収容される熱媒体としては油または水が用
いられる。外側熱媒体タンク４に配設される導管６は、
タンク区切壁７に当接しないように該タンクに巻回され
る。

いま、ワニスタンク２におけるワニス温度よすもタンク
３の熱媒体温度を高くし、その熱媒体温度よりもタンク
４の熱媒体温度を低く設定すると、これらの温度分布は
第３図のようになるものと考えられる。従って、タンク
３はワニスタンク２の必要なワニス温度を制御するのに
用い、タンク４はワニスを供給する導管６を加温してワ
ニスタンク２へのワニス入口温度を制御するのに用ｂ）
られる。

このようにして、外部供給源５からのワニスは適切に温
度制御された後、別に温度制御されたワニスタンクへ補
給することができる。

而して、タンク３．４のヒータＨ１，Ｈ２による温度制
御について説明する。タンク３．４およびワニスタンク
２、ワニスタンクへの導管６のワニス入口には、夫々温
度計Ｍ１．Ｍ２　、Ｍｓ　、Ｍ４が設けられ、その熱媒
体タンク温度、熱媒体タンク温度、タンク温度、ワニス
タンク温度、ワニス導管入口温度を夫々ｔｌ、ｔｚ−ｔ
ａ、ｔ４とする。

これらの温度計の各温度を測定してヒータＨ１−Ｈ９を
制御するには、ヒータＨ１とワニス温度ｔ３、およびヒ
ータＨ２とワニス入口温度ｔ４を一般的な温度調節計に
よりＰＩＤ制御するとよｔ）、。

ただし、より高精度の制御を行なうしこＩま次のような
多変数制御による。

第４図に示すように、制御対象であるワニス供給装置！
１の各温度計Ｍ　Ｈ’＝　Ｍ　を力）ら番ま出力信号と
してｔ、〜ｔ４が生起されＩ１０コントローラを介して
ＣＰＵへ供給され、そこで演算、制御された信号’［Ｊ
１＋　Ｕ２が再びＩ１０コントローラを介してヒータＨ
Ｉ、Ｈ２へ印加される方式をとってｌ）る。

実際には、ヒータＨ１はタンク４の温度ｔ２．従ってワ
ニス入口温度ｔ４に影響を及４１し、ヒータＨ２はタン
ク３の温度ｔ１．従ってワニス温度ｔ３に影響を及ぼし
て、相互に同方式し；おり）で、ワニス供給装置１の制
御量（ワニスタンク２のワニス温度ｔ３および導管６の
ワニス入口温度ｔ４）を含む複数の測定量（ワニスタン
クのワニス温度ｔ３．導管６のワニス入ロ温度ｔ６．熱
媒体タンク３．４の熱媒体温度ｔ１．ｔ２） がヒーターＨ，，Ｈ２への印加電流（電圧）としての複
数の操作量 の何れによっても変動する場合に、該制御量がその目標
値（設定値） に調節されるように操作量を制御せんとするものである
。

目標値ＹＲ１の差引き点２１へそれぞれ接続され、制御
量と目標値との差 を得ている。

この差ε１、Ｅ２は演算要素Ｃに印加される。

と記述される行列で、 の操作変数Ｕ’ｃ　１．　Ｕ’ｃ　２を線形処理により
与えるものである。これらの操作変数は積分器■１．１
２に印加され、積分動作が遂行されてＵｃｌ。

Ｃｃ２として各操作量Ｕ１．Ｕ２に印加される。

この量Ｕｃは、積分機能が遂行される結果、次のように
表わされる。

この積分動作とは、積分器による線形の積分機能のみな
らず、積分機能を含も、あるいはこれと類似する動作を
包含するものである。

また、積分動作には、動的補償を含まらるようにしても
よい。

なお、演算要素Ｃの。

の各要素は制御対象としてのワニス供給装置１を自動制
御する前に、予じめその制御対象をモデルとして最適制
御理論と、目標値ＹＲ１，ＹＲ２を与えるときの、操作
変数Ｕｃ１．Ｕｃ２、操作量Ｕ１．Ｕ２．制御量ｙ、　
、Ｙ２の挙動のシュミレーションにより求め、最も適切
に定められるものである。（”Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓ
ｔｅｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｆｕｒｎａｃｅｂｙ　
　Ｕｓｉｎｇ　　ＣＡＤ″　ｂｙ　　Ｋ、　　Ｆｕｒｕ
ｔａ　　ａｔ　　ａｌ　　ａｔ　　ｔｈｅニドＡＣＳｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ　　ｏｎ　　ｔｈｅ　　Ｔｈｅｏｒｙ　
　ａｎｄ　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ　Ｄｉｇｉｔ
ａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ、　Ｄｅｌｈｉ、　５ｅｓｓｉｏ
ｎ　２０．１９８２．　　　　。

参照）。

また、引出し点２０は、フィードバック要素Ｆを介して
差引き点２２に接続されている。これにより、制御量Ｙ
、、ｙ２を含む測定量Ｙ１〜Ｙ４にフィードバック動作
が線形処理により遂行され操作量Ｕ、、Ｕ２へ減算的に
印加される。このフィードバック動作には、動的補償を
含ませるようにしてもよい。フィードバックの出力ＵＦ
は。

である。

の各要素も前述の最適制御理論と、シュミレーションと
により予じめ求められるものである。

更に、引出し点２３はフィードフォワード要素Ｎを介し
て加合せ点２２へ接続されている。こりにより、目標値
ＹＲ，，ＹＲ２にフィードフォワード動作すなわち比例
動作が線形処理により遂行されて操作量Ｕ、、Ｕ２へ加
算的に印加される。

このフィードフォワード動作には、動的補償を含ませる
ようにしてもよい。フィードフォワードの出力ＵＮ である。

の各要素も前述と同様最適制御理論と、シュミレーショ
ンとによって予じめ求められるものである。

このように、操作量Ｕには、３種類の操作久方が供給さ
れる結果、最終的には操作量Ｕは次のようになる。

Ｕ　＝　Ｕ　ｃ　−Ｕ　Ｆ　＋　Ｕ　Ｎ操作量へ供給さ
れるこわらの和出力 Ｕ　ｃ　−ＵＦ　＋　ＵＮ が所定の範囲を越えるときに、前記積分動作を停止され
るリミッタＬｌ、Ｌ２が操作ラインに介在されている。

第２図において、点線で囲む部分はＣＰＵを表わし、目
標値ＹＲ，，ＹＲ２の入力インターフェースにはＡ／Ｄ
変換のための入出力装置１１０−１、操作量Ｕ、、ｔｙ
、、Ｕ２の出力インターフェースにはＤ／Ａ変換のため
の入力装置ｌ１０−２゜制御量Ｙ、、ｙ２を含む測定量
Ｙ１〜Ｙ、の後向き径路への入力インターフェースには
Ａ／Ｄ変換のための入出力装置ｌ１０−３が介在されて
いる。

このように構成されてなる自動制御系は次のように動作
する。先ずワニス供給装置を鋤らかせで。

積分動作の初期値を設定する（第５図）。次いで、ＣＰ
Ｕは目標値ＹＲ，、ＹＲ２，制御量Ｙ１．Ｙ２を含む測
定量Ｙ１〜Ｙ４のデータを読み取る。

ＣＰＵの演算要素Ｃ、フィードバック要素Ｆ、フィード
フォワード要素Ｎはそれぞれ前述の行列式でを計算する
。

この操作量出力は、所定の範囲内に維持されて制御され
る必要がある。このため、各操作量出力値は、さの範囲
にあるか否かが判断され、若しもその範囲内にあるとき
は、積分動作を遂行し、範囲を越えるときは、リミッタ
Ｌ□、Ｌ２を介して出力せしめる（第５図）。

このようにして、各操作変数Ｕ’ｃ　１　、　Ｕ’ｃ　
２は積分器■１、■２が働き、積分動作が遂行されての
積分出力を生ずる。

このような機能を導入すれば、本実施例のように操作量
としてのヒータＨ，，Ｈ２の加熱温度が所定の範・回内
であるにもかかわらず、動作開始時から積分動作を遂行
すれば、当初は操作量と目標値との差ε】、ε２が大き
いので、加熱温度が異４に上昇するという不都合な操作
量信号を発生すコということが回避される。

が零になるまで積分動作を繰返し、制御量が目標値に可
及的に接近するように制御ループを形成するものである
。

而して、操作量Ｕ Ｕ　＝　Ｕｃ−Ｕ　Ｆ　＋　Ｕ　Ｎ が計算され、制御対象１へ出力される。

この場合、フィードバック要素Ｆのフィードバック出力
ＵＦは、制御系の固有の特性を安定化させる機能をもつ
ものである。

一方、フィードフォワード要素Ｎの出力ＵＮは。

目標値ＹＲｓ　、ＹＲ２に制御量Ｙｌ　、Ｙ２が迅速に
接近するようにその立上りを早めるもので、特に装置の
動作開始時に大きな効果を有する。この要素Ｎにより制
御系の応答性（レスポンス）は−段と向上する。

こうして、操作量Ｕが制御対象１へ出力されると、次の
サンプリングまで所定時間遅延させ、再び次の動作が繰
返される。

上記実施例において、制御量、目標値は２個。

操作変数、操作量は２個、測定量は４個の場合について
説明してか、それぞれＱ、ｎ、ｍ　（Ｑ、ｎ、ｍは正の
整数でｍ≧Ω）の場合にも、本発明は等しく適用できる
ものである。

以上の説明からも明らかなように、多変数制御によれば
、制御対象としてのワニス供給装置の、温度としての制
御量を含む測定量がヒータによる加熱量としての操作量
によって変動する場合に、制御量をその目標値に調節さ
れるように操作量を制御するにあたり、制御量と目標値
の差から得られる操作変数に積分動作を遂行して各操作
量に印加するようにしたから、操作量が相互にかつ独立
して機能を遂々行し、制御量が目標値に接近するように
制御される。

また、この制御系に、フィードフォワード動作および（
または）フィードバック動作を遂行されることにより、
レスポンスが向上し、安定性が増大する。

［発明の効果コ 以上の実施例から明らかなように１本発明によればワニ
スタンクを囲繞して内外の熱媒体タンクを形成し、外側
の熱媒体タンクを経由して外部ワニス源からワニスをワ
ニスタンクへ供給するようにしたので、ワニス温度およ
びワニスの供給入口温度をそれぞれ目標値に設定でき、
ワニスタンク内のワニス温度を一定値に保持することが
できる。

また、ワニスタンクの温度制御はこれを囲繞する内外の
熱媒体タンクで行なうことができるから。

全体の必要エネルギー量も従来のサービスタンク方式に
比べて節約することができる。

従って、このように安定して温度制御されたワニスを例
えばアプリケータを介してエナメル線製造のために導体
に供給できるから、高品質のエナメル線が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は制御対象としてのワニス供給装置の説明図
、第３図は該ワニス供給装置の温度分布を示す図、第４
図は該制御対象へ適用して多変数自動制御方式にのブロ
ックダイヤグラム、第５図は該方式の動作フローチャー
トを示す。 １・・・・・・・ワニス供給装置 ２・・・・・・・ワニスタンク ３・・・・・・・内側熱媒体タンク ４・・・・・・・外側熱媒体タンク ５・・・・・・・外部ワニス供給源 ６・・・・・・・導管 代理人　弁理士　　守　谷　−雄 第３　図 秦　４　図 １−−　　　　　　　　、　　　　Ｊ ＰＵ 第一５−　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワニスタンクと、前記タンクを順次囲繞し夫々独立して
   温度制御される内側および外側熱媒体タンクと、外部ワ
   ニス供給源から前記外側熱媒体タンクを介して前記ワニ
   スタンクへワニスを供給する導管とを備えていることを
   特徴とするワニス供給装置。