JPS6158004A - 自動制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気調和システムなどに使用される自動制御
装置に関するものである。

〔従来技術と解決すべき問題点〕

従来、むだ時間、時定数の小さな空調ダクト内の静圧制
御や制御結果の質をあまり問わないタンク内の水位制御
には単速度制御装置が使用されている。

その−例を静圧制御の場合について示す第５図及び第６
図を参照して説明する。第５図において１は熱交換機で
あり、該熱交換機１の冷温空気吐出口には、被空調空間
に冷温空気を輸送するためのダクト２が連結されている
。冷温空気吐出口近傍のダクト２内には、熱交換機１か
らダクト２に導入される冷温空気量を制御する操作端と
してのダンパー３と、該ダンパー３の下流側に設けられ
た静圧検出端としての圧力検出器のダイアフラム４とが
収容されている。なお、５ａ、５ｂはダンパー３の全閉
、全開をそれぞれ検出する常閉のリミントスイッチ、６
は熱交換機１からダクト２に冷温空気を吐出するための
ブロアモータである。

第６図はダンパー３の開閉を制御する制御回路を示し、
図において１０は正回転コイル１０ａ及び逆回転コイル
１０ｂを有する正逆回転モータであり、減速装置、リン
ク機構などを介して操作αｊ（，１であるダンパー３を
駆動する。１２はダイヤフラム４に連動する三位置凋節
器としての切換スイッチであり、ダイヤフラム４によっ
て共通接点ａが動かされて高静圧接点ｂ、中立接点Ｃ１
低静圧接点ｄのいずれかに接続される。１４は商用電源
である。

図示回路において、ダンパー３が全開、全開のいずれか
の状態にもなく、リミットスイッチ５ａ、５ｂが閉成さ
れている場合において、静圧検出端による低圧の検出に
応じて共通接点ａが低静圧接点ｄに接続されると、リミ
ットスイッチ５ｂを通して逆転コイル１０ｂに商用電源
１４からの電流が流されてモータ１０が逆回転される。

このモータ１０の逆回転によりダンパー３は全開方向に
向けて駆動される。このダンパー３の駆動に−より、静
圧検出端での静圧が高くなり、これに応じてダイヤフラ
ム４がスイッチ１２を作動して共通接点ａを中立接点Ｃ
に接続してモータ１０に電流を流さなくし、その回転を
停止する。

上述の場合とは逆に、高静圧が検出端により検出される
と、共通接点ａが高静圧接点すに接続され、リミットス
イッチ５ａを通じて正回転コイル１０ａに電流が流され
てモータ１０が正回転され、これに応じてダンパー３は
全閉方向に向けて駆動される。このダンパー３の駆動に
より、検出端の静圧が低くなり、これに応じてスイッチ
１２の共通接点ａが中立接点Ｃに接続されてモータ１０
の回転が停止される。

以上のような動作において、ダンパーの開閉速度が、シ
ステムのむだ時間や時定数、或いは外乱の速度などに応
じて変えられなければ、制御の質が使用に耐えられなく
なることが生じる。このダンパー速度の変更作業は、減
速装置のギヤ比の変更や間欠タイマによるモータへの通
電の時間の変更などにより現場において試行錯誤しなが
ら行われ、最適状態への調整が行われる。

上記ギヤ比の変更の場合、その変更の種類に限りがある
ため、使用範囲が極めて狭いという欠点がある。

一方、一定周期の間欠タイマの場合、偏差の大小に拘り
なく、システムのむだ時間、時定数に応じてオン時間と
オフ時間をそれぞれ調整するため、最適値の選定に相当
の熟練と時間を必要とし、このため−殺性に欠け、限ら
れたシステム、例えば空調分野におけるＶＡＶ装置の吹
出し空気の温度制御などに使用されているにすぎない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述した従来のものの問題点を解消した自動
制御装置を提供するもので、その手段は、制御結果を検
出す検出端と、該検出端による検出結果を目標と比較し
、その結果に応じて３位置出力を送出する調節器と、該
調節器の出力に応じ時間と共に変化する不等間隔のパル
スを発生する不等間隔パルス発生手段と、操作端を駆動
する駆動モータとを備え、該モータを前記不等間隔パル
スにより制御して操作端の単位時間当りの移動量を時間
と共に増大するようにしたことを特徴とする自動制御装
置によってなされる。

〔作　用〕

検出結果が目標から外れている時間の長短に応じた操作
端の移動速度が得られ、またこの移動速度の変化パター
ンを不等間隔パルスのパターンにより容易に変更するこ
とができるため、それ支店用範囲が広がり、また系に応
じた調整を節単に行うことができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は静圧制御に適用した本発明による自動制御装置
の一実施例を示す結線図であり、第６図中のものと同等
のものには同一の符号を付しである。

第１図において、調節器出力である切換スイッチ１２の
接点す及びｄの状態を検出するリレー２０ａ及び２０ｂ
が接点す及びｄと商用型′ｔＡ１４との間に接続され、
該リレー２０ａ及び２０ｂの作動に応じて不等間隔パル
ス発生回路２２が発生する不等間隔のパルスにより開成
されるリレー接点２４ａ及び２４ｂがリミットスイッチ
５ａ及び５ｂと接点す及びｄとの間に接続されているこ
とを除き、他の部分は第６図に示す回路と同一である。

第２図は不等パルス発生回路２２の具体的な回路側を示
す。図において２０ａ′及び２０ｂ′はリレー２０ａ及
び２０ｂの常開接点であり、リレーの作動により閉成さ
れる。接点２０ａ′及び２０ｂ′　は並列接続され、一
端が抵抗Ｒ１を介して＋電源に、他端がアースにそれぞ
れ接続されている。

２２ａはクロックパルス発生回路であり、そのイネーブ
ル入力端がインバータ２２ｂを介して接点２０ａ′及び
２０ｂ’の一端に接続され、接点２０ａ′又は２０ｂ′
の閉成によりイネーブル入力端がＨレベルになると動作
を開始してその出力に可変抵抗ＶＲＯ値に応じた周波数
のクロックパルスを出力する。

２２ｃはクロックパルス発生回路２２ａからのクロック
パルスを計数する１６進カウンタであり、リセット入力
端Ｒにはナンド回路２２ｄの出力が接続され、該リセッ
ト入力端のＨからＬレベルへの立下りに応じてリセット
される。

２２ｅは１６ビツトマルチブレクサであり、そのストロ
ーブ入力ＳがＬレベルにあるときその並列入力に加えら
れるカウンタ２２ｃの出力により指定されるピントの状
態、すなわちＨ，Ｌレベルを順次送出する。

２２ｆはＲ−Ｓフリップフロップであり、そのセット人
力Ｓにはワンショットマルチバイブレーク２２ｇの出力
が、リセット人力Ｒにはナンド回路２２ｈの出力が接続
されている。ワンショットマルチバイブレーク２２ｇは
その入力が接点２゜ａ′又は２０ｂ′の閉成によりＩ（
からＬレベルになることに応じてその出力にＨレベルの
パルスを発生し、該パルスの立上りによＪ９Ｒ−Ｓフリ
ップフロップ２２ｆをセットする。ナンド回路２２ｈは
その入力にカウンタ２２ｃの出力が接続されており、そ
の全入力がＨレベルとなることに応じてその出力がＨか
らＬレベルに立下り、これによってＲ−Ｓフリップフロ
ップ２２ｆをリセットする。

ｔ５Ｒ−Ｓフリップフロップ２２ｆのＱ出力は、インバ
ータ２２ｂの出力が一方の入力に接続されているナンド
回路２２ｄの他方の入力に接続されている。従って、リ
レー接点２０ａ’又は２０ｂ’の一方が閉成し、これに
応じてＲ−Ｓフリップフロップ２２ｆがセントされ、ナ
ンド回路２２ｄの両入力がＨレベルとなると、カウンタ
２２ｃがリセットされて、その全出力がＯとなる。

上記Ｒ−Ｓフリフブフロップ２２ｆのＱ出力と１６ビツ
トマルチプレクサ２２ｇの出力とが第１及び第２の入力
にそれぞれ接続されているナンド回路２２ｉの第３の入
力には、十電源とアース間に接続されている抵抗Ｒ２及
び常開の手動スィッチ２２ｊ相互間の接続点が接続され
ており、ナンド回路２２ｉの出力は抵抗Ｒ３を介してＮ
ＰＮ　トランジスタＱのベースに接続されている。トラ
ンジスタＱのコレクタには出力リレーコイル２４が接続
されており、該リレーコイル２４はその通電により常開
のリレー接点２４　ａ及び２４ｂを閉成する。

以上の構成において、各部の波形を示す第３図を参照し
て動作を説明する。

今、切換スイッチ１２の共通接点ａが時点ｔ１で接点ｄ
に切換わったとすると、これに応じてリレー２０ｂが作
動し、その接点２０ｂ′が閉成する。これに応じてクロ
ックパルス発生回路２２ａが第３図（Ａ）に示すクロッ
クパルスを送出する。

これと同時ワンショットマルチバイブレーク２２ｇはそ
の入力が第３図（Ｂ）に示すようにＨからＬレベルに立
下ることによりトリガ・されその出力にＨレベルのパル
スを発生し、その立上りによってＲ−Ｓフリップフロッ
プ２２ｆをセントする。

このことによりＲ−Ｓフリップフロップ２２ｒのＱ出力
は第３図（Ｄ）に示すようにＬからＨレベルに立上る。

クロックパルス発生回路２２ａからのクロックパルスは
カウンタ２２ｃに印加されて計数される。

カウンタ２２ｃが１個目のパルスを計数すると、該カウ
ンタ２２ｃの出力により指定されるマルチプレクサ２２
ｅ内のビットのＬレベルが第３図（Ｃ）に示すように出
力される。そして２（回目のパルスが計数されると、マ
ルチプレクサ２２ｅの出力にＨレベルが出力される。以
後、３〜１６個のパルスの計数に応じて第３図（Ｃ）に
示すような不等間隔のパルスが１６ビツトマルチブレク
サ２２ｅの出力に送出される。

１６個のクロックパルスがカウンタ２２ｃにより計数さ
れ、その全出力が“１”となる時点ｔ２で、ナンド回路
２２ｈの出力がＨからＬレベルになると、Ｒ−Ｓフリッ
プフロップ２２ｆがリセットされ、その出力が第３図（
Ｄ）に示すようにＨからＬレベルになる。

上述のようにマルチプレクサ２２ｅの出力とＲ−Ｓフリ
ップフロップ２２ｆの出力はナンド回路２２ｉに印加さ
れているので、ナンド回路２２ｉの出力には、第３図（
Ｅ）に示すように、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２ｆがセ
ントされている期間、１６ビツトマルチブレクサ２２ｅ
の出力である不等間隔パルスを反転したものが出力され
る。

ナンド回路２２ｉの出力がベースに印加されているトラ
ンジスタＱは、Ｈレベルでオン、Ｌレベルでオフするの
で、リレーコイル２４は不等間隔パルスの発生毎にそ゛
れへの通電がなくなり、リレー接点２４ａ及び２４ｂは
オフする。このリレー接点２４ａ及び２４ｂがオフする
頻度は、調節器出力であるスイッチ１２の接点が中立点
から切換ねり、修正動作が開始された後、時間が経過す
るに伴い小さくなる。そして所定時間後、すなわちカウ
ンタ２２ｃが１６個のクロックパルスを計数し、これに
応じてＲ−Ｓフリップフロップ２２ｆがリセットされた
後は、全くオフしな（なる。

上述のリレー接点２４ａ及び２４ｂのオフにより、モー
タ１０のコイルＩＱａ及び１０ｂへの通電がなくなり、
モータ１０の回転が一時的に停止されることになるので
、モータ１０の回転開始直後ダンパー３の移動速度は遅
い。修正に時間がかかり調節器出力であるスイッチ１２
が中立点から離れている時間が長ければ、ダンパー３の
移動速度は徐ｌに早（なり、所定時間後に最大の一定速
度になる。

手動スイッチ２２ｊは、ナンド回路２２ｉの第３の入力
を強制的にＬレベルにすることにより、マルチプレクサ
２２ｅからの不等間隔パルスによりトランジスタＱがオ
フされないようにし、マルチプレクサ２２ｅの機能をこ
るし、修正を一定速度で行わせる。

修正動作が進み、ダンパー３が成る位置まで移動された
ところで調節器出力であるスイッチ１２が中立接点Ｃに
切換ねると、リレー２０ｂの接点２０ｂ′がオフし、こ
れによってクロックパルス発生回路２２ａ１カウンタ２
２Ｃ１マルチプレクサ２２ｅが動作を停止する。このと
き、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２ｆがリセットされてい
ればトランジスタＱがオンし、リレー接点２４ａ及び２
４ｂは共にオンしているが、スイッチ１２において遮断
されモータ１０に電源が供給されないので、ダンパー３
の移動は停止される。

なお、マルチプレクサ２２ｅはそのストローブ入力がＬ
レベルになると出力はＨレベルになるようになっている
。

上述の動作説明は、調節器出力であるスイッチ１２が接
点ｄ側に切換った場合について行ったが、接点す側に切
換った場合には、リレー２０３が動作し、これに応じて
接点２０ａ′がオンして上述と同様に不等間隔パルス発
生回路２２が動作されるようになる。

第４図は第２図中の一部分の変形を示し、１６ビツトマ
ルチブレクサ２２ｅに代えてリードオンリーメモリ　（
ＲＯＭ）２２ｋを用い、より細かい不等間隔パルスを発
生できるようにしている。ＲＯＭ２２ｋにはパターン選
択回路２２βが接続され、該選択回路２２１によって複
数種の不等間隔パルスの１つを選択できるようになって
いる。また、このＲＯＭ２２ｋを用いた場合、最終ビッ
ト条件をもＲＯＭ２２　ｋに記憶させ、その読み出しに
よってＲ−Ｓフリップフロップ２２ｆをリセットさせる
ことができる。

なお、上述の実施例では、調節器出力であるスイッチの
出力をリレーにより検出し、また不等間隔パルス発生回
路２２の出力端にもリレーを用いているが、これらリレ
ーは半導体スイッチなどにより置換えることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、従来操作端の移動
速度が一定であって目標と検出結果との偏差の大きさに
無関係になっているのに対し、本発明では検出結果が目
標から外れている時間が長いとき偏差が大きいとして操
作端の移動速度を徐々に早める制御を操作端駆動用モー
タへの単位時間当りの通電時間のコントロールにより行
っているため、通用できるシステムの範囲が拡大できる
と共に、システムに対応した調整も簡単に行えるなどの
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す回路図、第
２図は第１図中の一部分の具体例を示す回路図、第３図
は第２図中の各部の波形を示す波形図、第４図は第２図
中の一部分の波形を示す回路図、第５図及び第６図は従
来の一例を示す図である。 ３・・・・・・ダンバー、４・・・・・・ダイヤフラム
、１０・・・・・・正逆回転モータ、１２・・・・・・
切換スイッチ、２２・・・・・・不等間隔パルス発生回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　制御結果を検出す検出端と、該検出端による検出結果
   を目標と比較し、その結果に応じて３位置出力を送出す
   る調節器と、該調節器の出力に応じ時間と共に変化する
   不等間隔のパルスを発生する不等間隔パルス発生手段と
   、操作端を駆動する駆動モータとを備え、該モータを前
   記不等間隔パルスにより制御して操作端の単位時間当り
   の移動量を時間と共に増大するようにしたことを特徴と
   する自動制御装置。