JPS6152368B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6152368B2 JPS6152368B2 JP53058053A JP5805378A JPS6152368B2 JP S6152368 B2 JPS6152368 B2 JP S6152368B2 JP 53058053 A JP53058053 A JP 53058053A JP 5805378 A JP5805378 A JP 5805378A JP S6152368 B2 JPS6152368 B2 JP S6152368B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- controller
- gain
- proportional
- hot water
- 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.)
- Expired
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- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス湯沸器に関し、特に出湯温度を制
御する制御器の改良に関する。
御する制御器の改良に関する。
第１図はガス湯沸器の概略構成図で、本体１内
にバーナ２、ガス流量制御手段３（例えば、コイ
ルと弁から成りコイル電流を制御することにより
弁開度を制御する電磁式比例弁、或いはバーナ給
気量に応じてガス量を制御するゼロガバナ）、水
Ｗを湯Ｈにする熱交換器４、出湯温度を検出する
温度センサ５を有し、この温度センサ５出力によ
りガス流量制御手段を制御する制御器６から成つ
ている。出湯温度が温度設定手段（図示せず）に
よつて設定された温度と異なれば制御器６は直ち
に訂正動作を行なつてガスＧ流量を制御し、バー
ナ２の燃焼量を制御して出湯温度を略一定に保
つ。これに供する制御器６の従来の構成は第２図
に示すようになつている。すなわち、温度センサ
５の信号を入力し、これを比例徴分器６１にて比
例微分し、さらに比例積分器６２にて比例積分で
処理し、これをドライバ６３に入力し、例えば電
磁式比例弁のコイル３１の電流を制御する。この
制御回路はいわゆるPiDコントローラとなつてい
て、定常応答、過渡応答等の面から、比例ゲイン
Kc、微分時間ＴD、積分時間Tiは、或る条件下で
最適になるよう選ばれる。一方、湯沸器のバーナ
２、熱交換器３に於けるプロセスゲインは給水流
量Qwに依存して変化するのは明白である。すな
わち、Qwが小ならば、単位燃焼量当りの水温上
昇値は高くなり、すなわちプロセスゲインKpは
大となり、逆の場合Kpは小となる。Qwのかなり
広い部分にわたつてPiDのパラメータが固定され
ているから、最適応答を示すQw以外では、応答
が悪化するのは明白である。すなわち整定時間が
長くなつたりオーバシユートが大きくなりすぎた
りするのである。たとえばQwが大なる状態で最
適応答を得るようにパラメータをセツトすれば、
Qwが小なるときは、プロセスゲインKpが大であ
るから発振といつた非安定な現象を生じてしま
う。
にバーナ２、ガス流量制御手段３（例えば、コイ
ルと弁から成りコイル電流を制御することにより
弁開度を制御する電磁式比例弁、或いはバーナ給
気量に応じてガス量を制御するゼロガバナ）、水
Ｗを湯Ｈにする熱交換器４、出湯温度を検出する
温度センサ５を有し、この温度センサ５出力によ
りガス流量制御手段を制御する制御器６から成つ
ている。出湯温度が温度設定手段（図示せず）に
よつて設定された温度と異なれば制御器６は直ち
に訂正動作を行なつてガスＧ流量を制御し、バー
ナ２の燃焼量を制御して出湯温度を略一定に保
つ。これに供する制御器６の従来の構成は第２図
に示すようになつている。すなわち、温度センサ
５の信号を入力し、これを比例徴分器６１にて比
例微分し、さらに比例積分器６２にて比例積分で
処理し、これをドライバ６３に入力し、例えば電
磁式比例弁のコイル３１の電流を制御する。この
制御回路はいわゆるPiDコントローラとなつてい
て、定常応答、過渡応答等の面から、比例ゲイン
Kc、微分時間ＴD、積分時間Tiは、或る条件下で
最適になるよう選ばれる。一方、湯沸器のバーナ
２、熱交換器３に於けるプロセスゲインは給水流
量Qwに依存して変化するのは明白である。すな
わち、Qwが小ならば、単位燃焼量当りの水温上
昇値は高くなり、すなわちプロセスゲインKpは
大となり、逆の場合Kpは小となる。Qwのかなり
広い部分にわたつてPiDのパラメータが固定され
ているから、最適応答を示すQw以外では、応答
が悪化するのは明白である。すなわち整定時間が
長くなつたりオーバシユートが大きくなりすぎた
りするのである。たとえばQwが大なる状態で最
適応答を得るようにパラメータをセツトすれば、
Qwが小なるときは、プロセスゲインKpが大であ
るから発振といつた非安定な現象を生じてしま
う。
第１図の如き湯沸器にける給水流量Qwと出湯
温度ＴHとの関係を図示すると第３図のようにな
る。第３図で、ＱBnaxの線はバーナ２の最大燃焼
量時の関係、ＱBnioはバーナ２最小燃焼量時のそ
れを示し、出湯温度ＴHはＱBnaxとＱBnioの線の間
の値をとる。制御器６はこの範囲で出湯温度を制
御できる。第３図より出湯温度ＴHを高くしよう
とすればQwを小さくする必要があり、ＴHを低
くしようとすればQwを大きくする必要がある。
このことは、Qwが小さいときは、設定温度を低
くしても実際の出湯温度ＱBMiN線上になり、この
とき制御器６の出力は最小になつていて、制御器
６の比例ゲインKcには無関係になつているとい
うことを意味する。逆にQwが大なるときは、出
湯温度はＱBMAX線上になり、制御器６の出力はそ
の比例ゲインKcに無関係になるということであ
る。
温度ＴHとの関係を図示すると第３図のようにな
る。第３図で、ＱBnaxの線はバーナ２の最大燃焼
量時の関係、ＱBnioはバーナ２最小燃焼量時のそ
れを示し、出湯温度ＴHはＱBnaxとＱBnioの線の間
の値をとる。制御器６はこの範囲で出湯温度を制
御できる。第３図より出湯温度ＴHを高くしよう
とすればQwを小さくする必要があり、ＴHを低
くしようとすればQwを大きくする必要がある。
このことは、Qwが小さいときは、設定温度を低
くしても実際の出湯温度ＱBMiN線上になり、この
とき制御器６の出力は最小になつていて、制御器
６の比例ゲインKcには無関係になつているとい
うことを意味する。逆にQwが大なるときは、出
湯温度はＱBMAX線上になり、制御器６の出力はそ
の比例ゲインKcに無関係になるということであ
る。
上述のことから、制御器として最適応答を常に
得るためには、給水量Qwに応じてプロセスゲイ
ンKpが変動するから、それに応じて制御器ゲイ
ンKcを変えて、系としてのゲインKp×Kcを略一
定に保つ必要があるのだが、設定温度と出湯温度
との関係から、設定温度が高くなつた時には、制
御器６が制御可能範囲で出湯温度を制御し得るの
は給水量Qwが小なるときであるから、設定温度
が高くなつたときは、Qwが小であると前提し、
このときのプロセスゲインKpが大であるとすれ
ば、制御器６の比例ゲインKcを小さくし、逆に
設定温度が低くなれば、Qwが大であると前提し
比例ゲインKcを大きくすれば、系としてのゲイ
ンを最適応答を得るためのゲインと近似的に一致
させることができる。
得るためには、給水量Qwに応じてプロセスゲイ
ンKpが変動するから、それに応じて制御器ゲイ
ンKcを変えて、系としてのゲインKp×Kcを略一
定に保つ必要があるのだが、設定温度と出湯温度
との関係から、設定温度が高くなつた時には、制
御器６が制御可能範囲で出湯温度を制御し得るの
は給水量Qwが小なるときであるから、設定温度
が高くなつたときは、Qwが小であると前提し、
このときのプロセスゲインKpが大であるとすれ
ば、制御器６の比例ゲインKcを小さくし、逆に
設定温度が低くなれば、Qwが大であると前提し
比例ゲインKcを大きくすれば、系としてのゲイ
ンを最適応答を得るためのゲインと近似的に一致
させることができる。
設定温度に応じて制御器の比例ゲインKcを変
えるには、設定温度は通常可変抵抗器によつてセ
ツトされるから、それに連動して比例ゲインKc
をセツトすればよい。第４図は本発明一実施例で
これを具体的に説明する。ＶCC1，ＶCC2は直流電
源で、中点が接地されていて、以下の電子回路に
正負電源を供給する。５０は温度センサとしての
サーミスタである。６４は出湯温度を設定する温
度設定手段としてのボリユーム、６１Ａは抵抗で
ある。接続点Ａの電位ＶAは、抵抗６１Ａと、ボ
リユーム６４、サーミスタ５０の合成抵抗との比
で与えられる。制御回路はＶAを一定にすべく動
作する。従がつてボリユーム６４でセツトされた
抵抗値ＲVが小さくなれば、サーミスタ５０の抵
抗値ＲTが大きくならなければ、ＶAを一定に保て
ないから、出湯温度は低くセツトされたことにな
る。逆にＲVを大にすると出湯温度は高くセツト
されたことになる。比例微分器は、抵抗６１Ｂ，
６１Ｄ，コンデンサ６１Ｃ、オペアンプ６１Ｅで
構成されている。この回路は周知の回路であつ
て、詳細な説明は省略する。この比例微分器６１
のゲインＫDはＲ1D／Ｒ1Bで与えられる。ここで
Ｒ1Bは抵抗６１Ｂの、Ｒ1Dは抵抗６１Ｄのそれぞ
れの抵抗値である。微分時間ＴDはＲ1B・Ｃ1Cで
与えられる。Ｃ1Cはコンデンサ６１1Cの容量であ
る。後述する比例積分器のゲインKi、ドライバ
のゲインKvとＫDとの積で制御器のゲインKcを
与えられるから、制御器のゲインを変えるにはこ
れら三要素のうちのいずれかを変えればよい。本
実施例では６１Ｄを可変抵抗として、ボリユーム
６４と連動するようになつている。すなわちRv
を小さくしたとき（出湯温度は低くなり、給水量
Qwは大となると前提し、プロセンゲインKpは小
となる）Ｒ1Dは大となり、ＫDは大となり制御器
の比例ゲインが大となり、系としてのゲインは最
適応答ゲインとなる。逆にRvが大となると、Ｒ1
Ｄは小となり、同様に系は最適応答ゲインとな
る。ボリユーム６４と抵抗６１Ｄとはたとえば第
５図のように接続すれば上述のように連動動作を
行わしめることができる。以下比列積分器６２
は、抵抗６２Ａ，６２Ｂ、コンデンサ６２Ｃ、オ
ペアンプ６２Ｄで構成し、その比例ゲインKiは
Ｒ2B／Ｒ2Aで与えられる。ここでＲ2A，Ｒ2Bは
各々抵抗６２Ａ，６２Ｂの抵抗値である。積分時
間TiはＲ2B・Ｃ2Cで与えられる。ここでＣ2Cはコ
ンデンサ６２Ｃの容量である。従がつて、ボリユ
ーム６４と連動してＲ2Aが変化するようにしても
本発明の目的は達成できる。ドライバ６３は、オ
ペアンプ６３Ａ、トランジスタ６３Ｂ、抵抗６３
Ｃより成り、比例弁３を含めたゲインはＰ／Ｒ3C
となる。
えるには、設定温度は通常可変抵抗器によつてセ
ツトされるから、それに連動して比例ゲインKc
をセツトすればよい。第４図は本発明一実施例で
これを具体的に説明する。ＶCC1，ＶCC2は直流電
源で、中点が接地されていて、以下の電子回路に
正負電源を供給する。５０は温度センサとしての
サーミスタである。６４は出湯温度を設定する温
度設定手段としてのボリユーム、６１Ａは抵抗で
ある。接続点Ａの電位ＶAは、抵抗６１Ａと、ボ
リユーム６４、サーミスタ５０の合成抵抗との比
で与えられる。制御回路はＶAを一定にすべく動
作する。従がつてボリユーム６４でセツトされた
抵抗値ＲVが小さくなれば、サーミスタ５０の抵
抗値ＲTが大きくならなければ、ＶAを一定に保て
ないから、出湯温度は低くセツトされたことにな
る。逆にＲVを大にすると出湯温度は高くセツト
されたことになる。比例微分器は、抵抗６１Ｂ，
６１Ｄ，コンデンサ６１Ｃ、オペアンプ６１Ｅで
構成されている。この回路は周知の回路であつ
て、詳細な説明は省略する。この比例微分器６１
のゲインＫDはＲ1D／Ｒ1Bで与えられる。ここで
Ｒ1Bは抵抗６１Ｂの、Ｒ1Dは抵抗６１Ｄのそれぞ
れの抵抗値である。微分時間ＴDはＲ1B・Ｃ1Cで
与えられる。Ｃ1Cはコンデンサ６１1Cの容量であ
る。後述する比例積分器のゲインKi、ドライバ
のゲインKvとＫDとの積で制御器のゲインKcを
与えられるから、制御器のゲインを変えるにはこ
れら三要素のうちのいずれかを変えればよい。本
実施例では６１Ｄを可変抵抗として、ボリユーム
６４と連動するようになつている。すなわちRv
を小さくしたとき（出湯温度は低くなり、給水量
Qwは大となると前提し、プロセンゲインKpは小
となる）Ｒ1Dは大となり、ＫDは大となり制御器
の比例ゲインが大となり、系としてのゲインは最
適応答ゲインとなる。逆にRvが大となると、Ｒ1
Ｄは小となり、同様に系は最適応答ゲインとな
る。ボリユーム６４と抵抗６１Ｄとはたとえば第
５図のように接続すれば上述のように連動動作を
行わしめることができる。以下比列積分器６２
は、抵抗６２Ａ，６２Ｂ、コンデンサ６２Ｃ、オ
ペアンプ６２Ｄで構成し、その比例ゲインKiは
Ｒ2B／Ｒ2Aで与えられる。ここでＲ2A，Ｒ2Bは
各々抵抗６２Ａ，６２Ｂの抵抗値である。積分時
間TiはＲ2B・Ｃ2Cで与えられる。ここでＣ2Cはコ
ンデンサ６２Ｃの容量である。従がつて、ボリユ
ーム６４と連動してＲ2Aが変化するようにしても
本発明の目的は達成できる。ドライバ６３は、オ
ペアンプ６３Ａ、トランジスタ６３Ｂ、抵抗６３
Ｃより成り、比例弁３を含めたゲインはＰ／Ｒ3C
となる。
Ｐは比例弁３の単位コイル電流ＩCに対する燃
焼量ＱBであつて、Ｒ3Cは抵抗６３Ｃの抵抗値で
ある。よつて、本発明の目的を達するに、ボリユ
ーム６４と連動して抵抗６３Ｃを可変してもよ
い。
焼量ＱBであつて、Ｒ3Cは抵抗６３Ｃの抵抗値で
ある。よつて、本発明の目的を達するに、ボリユ
ーム６４と連動して抵抗６３Ｃを可変してもよ
い。
このように本発明によれば、設定温度を変える
ことにより、制御器の比例ゲインを変え、系とし
てのゲインを略々一定に保つことができるから、
従来例のごとく、給水量が変わることによる応答
性の悪化がなく、常に最適応答を示す性能のよい
ガス湯沸器が得られる。
ことにより、制御器の比例ゲインを変え、系とし
てのゲインを略々一定に保つことができるから、
従来例のごとく、給水量が変わることによる応答
性の悪化がなく、常に最適応答を示す性能のよい
ガス湯沸器が得られる。
第１図はガス湯沸器の概略構成図、第２図は従
来の制御器の概略回路図、第３図は第１図の湯沸
器の給水量対出湯温度特性図、第４図は本発明一
実施例における制御器の回路図、第５図は他の実
施例を示す要部回路図である。 ３……ガス流量制御手段、５……温度センサ、
６……制御器。
来の制御器の概略回路図、第３図は第１図の湯沸
器の給水量対出湯温度特性図、第４図は本発明一
実施例における制御器の回路図、第５図は他の実
施例を示す要部回路図である。 ３……ガス流量制御手段、５……温度センサ、
６……制御器。
Claims (1)
- １ バーナと、熱交換器と、ガス流量制御手段
と、制御器を備え、前記制御器は出湯温度を検出
する温度センサと、この温度センサの出力に応じ
て前記ガス流量制御手段を制御する少くとも比例
動作を有する制御回路と、出湯温度を設定すると
ともに、その設定温度に応じて前記比例動作の比
例ゲインを設定する温度設定手段とで構成したガ
ス湯沸器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5805378A JPS54149048A (en) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | Gas hot-water supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5805378A JPS54149048A (en) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | Gas hot-water supply device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54149048A JPS54149048A (en) | 1979-11-21 |
| JPS6152368B2 true JPS6152368B2 (ja) | 1986-11-13 |
Family
ID=13073165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5805378A Granted JPS54149048A (en) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | Gas hot-water supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54149048A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152675U (ja) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 | ||
| JPS59180217A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-13 | Hanshin Electric Co Ltd | 電流制御方式比例弁の制御回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624181B2 (ja) * | 1972-12-14 | 1981-06-04 |
-
1978
- 1978-05-15 JP JP5805378A patent/JPS54149048A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54149048A (en) | 1979-11-21 |
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