JPS6361313A

JPS6361313A - 複数の温度制御部を有する装置系の温度制御装置

Info

Publication number: JPS6361313A
Application number: JP20537686A
Authority: JP
Inventors: Shigefumi Goto; 茂文後藤; Shuichi Odajima; 小田嶋　修一; Toshihisa Miyaki; 宮木　敏久
Original assignee: Rika Kogyo Inc
Current assignee: RKC Instrument Inc
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-03-17
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH071467B2

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】〈産業上の利用分野さ本発明は、複数の温度制御部（箇所）がある装置系にお
いて、これらの各温度制御部のスタートを最適タイミン
グで行い、熱エネルギーの無駄を軽減した温度制御装置
に関するものである。

〈従来の技術〉このような複数の温度制御部がある装置系としては、例
えばプラスチック等の押出機が挙げられる。

その押出機の一例を示すと、第８図の如くで、この装置
では、ボソパ１に供給されたプラスチックペレットは、
フィーダ２により押出機本体３のバレル４部分に送り出
され、このバレル４部分では、内部の送出しスクリュー
により先端方向に移送され、先端アダプタ５のダイス部
分から、押し出される。

この際、プラスチックの流動がスムーズに行（ように比
較的長いバレル部分４では複数箇所で、及びアダプタ５
部分ではヒータ６・・・により加熱している。つまり、
複数の加熱ゾーン（Ａ〜Ｄ）を有する。

そして、これらの各加熱ゾーン（Ａ−Ｄ）は、始動時、
所定の設定温度（目標値）まで昇温させるための目標温
度到達時間が、種々あ原因（例えば、装置各部の熱容量
や時定数、被加熱物体の熱容量や時定数及び各々の間の
熱伝導率等の条件等の相違）により、一般的に異なるこ
とが多い。

これを模式的に誇張して示すと、例えば、第９図（ａ）
〜（ｃ）の如くで、加熱ゾーンＡは設定温度に達するま
で、Ｔ１時間掛り、加熱ゾーンＢは７１時間、加熱ゾー
ンＣはＴ１時間掛かるといった具合である。

〈発明が解決しようとする問題点〉ところが、従来は、このような各加熱ゾーンの所要目標
温度到達時間が相違するにも拘らず、この点には殆ど留
意することなく、押出機の始動時、各加熱ゾーンの加熱
を同時にスタートさせていた。

このため、複数ある加熱ゾーンのうち、目標温度到達時
間が最も長いゾーン以外のゾーンにあっては、加熱スタ
ートが早過ぎる結果となり、無駄な加熱が行われること
になる。

本発明は、このような従来あまり考慮されなかった始動
時の不要な加熱に着目してなされたもので、この不要な
加熱を除去する温度制御装置を提供せんとするものであ
る。

〈問題点を解決するための手段〉か＼る本発明の構成を示すと、第１図の如くであり、複数の温度制御部を有する装置系１１において、（ａ）
前記各温度制御部の温度を検出するセンサ１２・・・と
、（ｂ）前記各温度制御部の温度をコントロールするヒー
タ１３・・・と、（Ｃ）前記各温度制御部が温度制御スタート後、所定の
設定温度に達するまでの時間（目標温度到達時間）を記
憶する目標温度到達時間記憶手段１４と、＋ｄｌ前記各目標温度到達時間相互を比較し、最長目標
温度到達時間を求めると共に、当該最長目標温度到達時
間と他の目標温度到達時間との差（目標温度到達時間差
）を求める目標温度到達時間比較手段１５と、（ｅ）前記装置系１１の温度制御のスタート時、最長目
標温度到達時間の温度制御部を最初にスタートさせ、そ
の後、他の目標温度到達時間の温度制御部は前記目標温
度到達時間差だけ遅れて順次スタートさせるスタート手
段１６と、（ｆ＞前記装置系１１の温度制御のスタート
後、温度センサ１２・・・からの検出信号と設定部１７
ａで設定した目標値とを比較してその偏差を取り、前記
ヒータにフィードバックさせる調節器１７と、からなる。

く作用〉従って、本発明の上記装置によれば、当初、装置中の温
度制御部の各目標温度到達時間を測定して、記憶させれ
ば、次の装置系１１の温度制御スタート時からは、自動
的に最長目標温度到達時間の温度制御部が最初にスター
トされ、その後、他の目標温度到達時間の温度制御部は
所望の目標温度到達時間差だけ遅れて順次スタートされ
る。このため、第５図（ａ）〜（Ｃ）に示すように各温
度制御部の温度は、丁度同時期に設定温度に達し、無駄
な加熱（第５図（ｂ）及び（Ｃ）の斜線部分）は殆どな
くなる。

そして、この装置系１１のスタート後は、調節器１７に
より通常の温度制御動作がなされる。

〈実施例〉第２図は本発明の実施例を示したものである。

本例では、装置系１１がプラスチック成型用の押出機の
場合で、温度制御部が全部で４個あり（バレル４部分に
３個、先端アダプタ５に１個）、夫々の部分に、当該部
分の温度を検出するセンサ１２としての熱電対と加熱用
のヒータ１３・・・を設けである。つまり、四つの加熱
ゾーンＡ−Ｄがある。

そして、これらの各センサ１２・・・及びヒータ１３・
・・は、上記第１図に示した構成からなる本発明の温度
制御装置１８に接続されている。

この温度制御装置１８には前記調節器１７と共用のマイ
コン又は独立のマイコンが組み込まれており、上記した
各手段の機能はマイコンのソフトウェアで行われる。

第３図及び第４図はマイコン制御の基本的なフローチャ
ートを示したものである。

第３図は装置系１１の各温度制御部が所定の設定温度に
達するまでの目標温度到達時間を測定・記憶させるため
のフローチャートで、先ず、ステップＰ１でスイッチＯ
Ｎさせ、各ヒータ１３・・・を加熱する。そして、一つ
のヒータ１３について、ステップＰ２で、その温度制御
部の温度をセンサ１２により、入力させる。そして、ス
テップＰ、で、センサ１２からの検出温度が設定温度に
達したか否かを確認する。検出温度が設定温度未満の場
合は、引き続きセンサ１２からの入力信号を取る０次に
ステップＰ４で、検出温度が設定温度に達したときの時
間、即ち目標温度到達時間を測定する。この目標温度到
達時間をステップＰ、で、メモリに格納記ｔαさせる。

この操作は、他のヒータ１３・・についても同様にして
行い、各温度制御部の目標温度到達時間を求める。

尚、この際の加熱は、好ましくは各ヒータ１３・・・を
同時に加熱して目標温度到達時間を求めるが、個々のヒ
ータ１３を別々に加熱して求めることも可能である。

第４図はこのようにして得られた装置系１１の目標温度
到達時間に基づき、各温度制御部のスタートを順次行う
ためのフローチャートである。

先ず、ステップＰ２゜で、上記格納された全シンの各目
標温度到達時間を入力させ、ステップＰＺＩで、各ゾー
ンの目標温度到達時間の中から最大値を求め、この最大
値より、各ゾーンの目標温度到達時間を減算し、その値
を各ゾーンの始動時間とする。次に、ステップＰ２□で
、各ゾーンの始動時間が経過したか否かを判断し、経過
したときには、ステップＰｔ’Ｊにより、対応するゾー
ンの温度制御を開始する。経過していないときには、こ
れを繰り返す。

このようにして、結局、最長目標温度到達時間の温度制
御部から順次、所望の目標温度到達時間差遅れで、他の
温度制御部のスタート出力信号が出力される。そして、
このスタート出力後には、調節器１７による通常の温度
制御が行われる。

しかして、本発明の温度制御装置１８によれば、上述し
たように第３図のフローチャートにより、当初、装置中
の温度制御部の各目標温度到達時間を測定して、記憶さ
せて置けば、次の装置系１１の温度制御スタート時から
は、第４図のフローチャートにより、自動的に最長目標
温度到達時間の温度制御部が最初にスタートされ、その
後、他の目標温度到達時間の温度制御部が所望の目標温
度到達時間差だけ遅れて順次スタートされる。このため
、上述の第５図（ａ）〜（Ｃ）に示したように各温度制
御部の温度は、丁度同時期に設定温度に達し、無駄な加
熱は殆どなくなる。

従って、熱エネルギーの無駄を大幅に軽減することがで
きる。

か＼るフローチャートをより詳細に示すと、第６図及び
第７図の如くで、このフローチャートでは、全ゾーンを
同時に加熱する場合で、図中、ｍ：ゾーン数、ｎ：ゾーンナンバ（１〜ｍ）、ｔｎ：ゾーンｎの目標温度到達時間、ｔ：タイマーによるカウント時間、Ｐｎ：ゾーンｎの目標温度への到達の有無（ｌ・・・到
達法、０・・・未到達）ｉ：目標温度へ到達したゾーン総数、ＰＶｎ　：ゾーンｎの測定値、ＳＶｎ　：ゾーンｎの設定値、ｔｌｌａＸ：目標温度到達時間の最大値、（最長目標温
度到達時間）を表す。

即ち、第６図の目標温度到達時間測定のフローチャート
では、先ず、ステップＰ３１”’Ｐ３！で、初期設定を
行い、ステップＰ３３で、目標温度到達時間測定のため
の制御を開始する。

この開始により、ステップＰ３４で、ゾーンナンバ１〜
ｍをスキャンさせ、ステップＰ３４では、入力されたゾ
ーンナンバｎをｍ＋ｌと比較し、小さいときは、ステッ
プＰ。に導き、逆にゾーン数ｍより、大きいときには、
ステップＰ３？により、ゾーンナンバｎを元に戻して、
やはりスキャンさせる。

ステップＰ。では、該当ゾーンナンバｎの温度が目標温
度に到達している否かを判断する。到達済のときには、
ステップＰｉｌｌで、そのゾーン総数が目標温度到達ゾ
ーン数と同じか否かを判断する。

ゾーン総数が目標温度到達ゾーン数と同じときは、全ゾ
ーンの目標温度到達時間測定が完了したこととなるため
、終了し、未完了の場合は、上記ステップＰ１４に戻す
。

一方、ステップＰ３＆で、目標温度に到達していないと
きには、ステップＰ３９に入力され、センサでの測定値
が目標温度の設定値より小さい否かを判断する。小さい
とき、即ち目標温度に到達していないときには、上記ス
テップＰ’１４に戻す。

逆に測定値の方が目標温度より大きいとき、即ち目標温
度に到達したときには、ステップＰ４゜で該当するゾー
ンナンバｎの目標温度到達時間を求め、記憶手段に格納
する。そして、その結果、ステップＰ４１では、目標温
度に到達したゾーン数を設定すると共に、当該ゾーンナ
ンバｎの目標温度到達記号を“１”とする。そして、更
にステップＰ４ｔでは、ゾーン総数が目標温度到達シー
７敗と同じか否かを判断する。ゾーン総数が目標温度到
達ゾーン数と同じときには、既にすべてのゾーンナンバ
の目標温度到達時間が求められたことになるため、ステ
ップＰ４゜で最長目標温度到達時間を求め、格納する。

目標温度到達ゾーン数がゾーン総数より小さいときには
、引き続き、他のゾーンナンバの目標温度到達時間を求
めるため、上記ステップＰ３４に戻す。

この繰り返しにより、すべてのゾーンナンバの目標温度
到達時間が求められれば、測定プログラムは完了する。

第７図のフローチャートは、上記第６図のフローチャー
トで求めた目標温度到達時間により、その時間の長い温
度制御部から順次スタートさせるためのもので、ステッ
プＰＳＩ〜ＰＳｔｈまでは第６図のフローチャートと略
同様であり、ステップＰ３．で、ゾーンナンバｎが目標
温度に未到達のときには、ステップｐｓｎに入力され、
このステップＰ、８では、最長目標温度到達時間から当
該ゾーンナンバｎの目標温度到達時間を減算した時間差
が、タイマー時刻より小さいか否かが判断される。小さ
いときには、その８亥当するソ゛−ンナンバｎの温度制
御部にあっては、スタート時間が来ていることを意味す
るため、ステップｐｓｑでゾーンナンバｎの制御が開始
される。勿論、このとき、上記時間差は目標温度到達時
間が長い程、小さくなるため（最長目標温度到達時間の
ゾーンでは、時間差＝０）、目標温度到達時間が長いも
のからスタートされることになる。このステップＰＳ９
での制御開始の結果、ステップＰ、。では、目標温度に
到達したゾーン数を設定すると共に、当該ゾーンナンバ
ｎの目標温度到達記号を“１”とする。

一方、上記ステップＰＳＩで、減算した時間差よりタイ
マー時刻が小さいときには、該当するゾーンナンバｎの
スタート時間がまだであることを意味するため、上記ス
テップＰＳ３に戻す。

このようして目標温度到達ゾーン総数が増え、ステップ
Ｐ３．により、全ゾーン数と同じになると、ステップＰ
６１により、全ゾーンの本来の温度制御が開始される。

全ゾーン数より、小さいときには、やはり上記ステップ
ＰＳ３に戻す。

尚、上記実施例では、装置系１１がプラスチック成型用
の押出機の場合であったが、本発明はこれに限定されず
、同様な問題を有する、その他の装置系（例えば、射出
成形機、熱処理炉等）にも応用でき、又、加熱する場合
に限らず、冷却する場合でもよい。

〈発明の効果〉以上の説明から明らかなように本発明によれば、複数の
温度制御部（箇所）がある装置系において、これらの各
温度制御部のスタートを最適タイミングで行うことがで
きるため、熱エネルギーの無駄を軽減した優れた温度制
御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成を示したブロック図、第２図
は本発明装置を押出機の装置系に適用した場合を示した
概略説明図、第３図は装置系の各温度制御部が所定の設
定温度に達するまでの目標温度到達時間を測定・記憶さ
せるため概略フローチャート、第４図は装置系の各目標
温度到達時間に相違に基づき、各温度制御部のスタート
を順次行わせるための概略フローチャート、第５図（ａ
）〜（Ｃ）は本発明装置により、装置系の各温度制御部
のスタートを最適タイミングで行った場合を示したグラ
フ、第６図及び第７図は上記第３図及び第４図に対応し
たより詳細に示したたフローチャート、第８図は温度制
御部を複数有する押出機の一例を示した概略図、第９図
（ａｌ〜ｆｃｌは上記押出機における温度制御部の一般
的なスタート状態を示したグラフである。図中、１１・・・装置系、１２・・・温度センサ、１３・・・ヒータ、１４・・・目標温度到達時間記憶手段、１５・・・目標
温度到達時間比較手段、１６・・・スタート手段、１７・・・調節器、１８・・・温度制御装置、Ａ〜Ｄ・・・加熱ゾーン、特許出願人　　理化工業　株式会社第７図第　９　図（ａ）第９　図（ｂ）第　９　図（ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】複数の温度制御部を有する装置系において、（ａ）前記
各温度制御部の温度を検出するセンサと、ル）前記各温
度制御部の温度をコントロールするヒータと、（ｃ）前記各温度制御部が温度制御スタート後、所定の
設定温度に達するまでの時間（目標温度到達時間）を記
憶する目標温度到達時間記憶手段と、（ｄ）前記各目標
温度到達時間相互を比較し、最長目標温度到達時間を求
めると共に、当該最長目標温度到達時間と他の目標温度
到達時間との差（目標温度到達時間差）を求める目標温
度到達時間比較手段と、（ｅ）前記装置系の温度制御のスタート時、最長目標温
度到達時間の温度制御部を最初にスタートさせ、その後
、他の目標温度到達時間の温度制御部は前記目標温度到
達時間差だけ遅れて順次スタートさせるスタート手段と
、（ｆ）前記装置系の温度制御のスタート後、温度センサ
からの検出信号と設定部で設定した目標値とを比較して
その偏差を取り、前記ヒータにフィードバックさせる調
節器と、からなる温度制御装置。