(57)【要約】【課題】リレーを用いる制御出力方式で、様々な制御状態に最適な状態で制御する。【解決手段】ヒータ１０１は、制御対象機器である。第１制御出力部１０２は、第１接点リレーから構成され、ヒータ１０１に電源１０５から出力される電圧を制御して第１制御出力を出力する。第２制御出力部１０３は、第２接点リレーから構成され、ヒータ１０１に電源１０５から出力される電圧を制御してヒータ１０１に第２制御出力を出力する。制御部１０４は、ヒータ１０１の制御状態に応じて、ヒータ１０１に出力される第１制御出力と第２制御出力とを切り替える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器と、
前記制御対象機器に第１制御出力を出力するように構成された第１リレーからなる第１制御出力部と、
前記制御対象機器に第２制御出力を出力するように構成された第２リレーからなる第２制御出力部と、
前記制御対象機器の制御状態に応じて、前記制御対象機器に出力される前記第１制御出力と前記第２制御出力とを切り替える制御部と
を備える制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、
前記制御部は、前記第１制御出力部および前記第２制御出力部の動作を制御することで、前記制御対象機器に出力される前記第１制御出力と前記第２制御出力とを切り替えることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の制御装置において、
前記制御対象機器は、温調機器であることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の制御装置において、
前記制御対象機器は、ヒータであることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置において、
前記第１リレーは、有接点リレーであり、前記第２リレーは、無接点リレーであることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の制御装置において、
前記第１リレーは、電磁開閉器であり、前記第２リレーは、半導体リレーであることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の制御装置において、
前記制御部は、制御状態が運転状態の前記制御対象機器に前記第２制御出力が出力され、制御状態が運転状態以外の前記制御対象機器に前記第１制御出力が出力されるように、前記第１制御出力と前記第２制御出力とを切り替えることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象機器への制御出力を切り替える制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建築物に付帯している各設備の監視制御や、プラントなどの制御には制御装置や機器管理装置などによる制御システムが用いられている。例えば、各種温度環境などの温度の調節を実施する温調機器が、制御システムによって制御される。この種の制御では、温度センサを用いて測定された制御対象の温度と設定温度とに従って、温調機器（制御対象機器）に対する制御出力を求めて温調機器の制御を実施する。例えば、制御対象機器がヒータの場合、リレーからなる制御出力部を制御し、ヒータに対して所定の制御出力を出力する。
【０００３】
上述した制御出力部では、例えば、有接点リレーである電磁開閉器を用いた制御出力方式や、無接点リレーであるサイリスタなどの半導体リレーを用いた制御出力方式が用いられている（特許文献１参照）。各制御出力方式は、定格容量、出力部接点の動作寿命回数、外部からの耐サージ電圧特性、放熱対策、製品コストなどの特徴を考慮し、制御対象機器や制御環境に合わせて適宜に選択されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３０６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、リレーを用いる制御出力方式では、以下に示すように、様々な制御状態に最適な状態で制御することができないという問題があった。例えば、有接点リレーである電磁開閉器による制御出力方式では、動作時に発熱が少なく電力損失が小さく、電流容量が大きいという利点がある。一方、電磁開閉器による制御出力方式では、出力部接点の動作寿命回数に制限がある。また、電磁開閉器による制御出力方式では、出力部接点の動作寿命回数を考慮して制御周期を長くしているためなどにより、精度の高い制御が行えない。従って、有接点リレーによる制御出力方式は、高い制御性が要求される制御状態には適用しにくいという問題がある。
【０００６】
これに対し、無接点リレーであるサイリスタによる制御出力方式では、応答性が速く、精度の高い制御性が得られるという利点がある。一方、サイリスタによる制御出力方式では、動作時の発熱が大きい、電力損失が大きい、電流容量が小さいなどの問題がある。従って、無接点リレーによる制御出力方式は、長い時間、大きな電力の制御出力が要求される制御状態には適用しにくいという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、リレーを用いる制御出力方式で、様々な制御状態に最適な状態で制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る制御装置は、制御対象機器と、制御対象機器に第１制御出力を出力するように構成された第１リレーからなる第１制御出力部と、制御対象機器に第２制御出力を出力するように構成された第２リレーからなる第２制御出力部と、制御対象機器の制御状態に応じて、制御対象機器に出力される第１制御出力と第２制御出力とを切り替える制御部とを備える。
【０００９】
上記制御装置の一構成例において、制御部は、第１制御出力部および第２制御出力部の動作を制御することで、制御対象機器に出力される第１制御出力と第２制御出力とを切り替える。
【００１０】
上記制御装置の一構成例において、制御対象機器は、温調機器である。
【００１１】
上記制御装置の一構成例において、制御対象機器は、ヒータである。
【００１２】
上記制御装置の一構成例において、第１リレーは、有接点リレーであり、第２リレーは、無接点リレーである。
【００１３】
上記制御装置の一構成例において、第１リレーは、電磁開閉器であり、第２リレーは、半導体リレーである。
【００１４】
上記制御装置の一構成例において、制御部は、制御状態が運転状態の制御対象機器に第２制御出力が出力され、制御状態が運転状態以外の制御対象機器に第１制御出力が出力されるように、第１制御出力と第２制御出力とを切り替える。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、第１リレーからなる第１制御出力部と、第２リレーからなる第２制御出力部とを、制御対象機器の制御状態に応じて切り替えるようにしたので、リレーを用いる制御出力方式で、様々な制御状態に最適な状態で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図２は、温度制御の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、本発明に係る制御装置の制御部のハードウエア構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る制御装置について図１を参照して説明する。この制御装置は、ヒータ１０１、第１制御出力部１０２、第２制御出力部１０３、制御部１０４を備える。
【００１８】
ヒータ１０１は、制御対象機器である。第１制御出力部１０２は、第１リレーから構成され、ヒータ１０１に電源１０５から出力される電圧を制御して第１制御出力を出力する。第１リレーは、例えば、電磁開閉器などの有接点リレーである。第２制御出力部１０３は、第２リレーから構成され、ヒータ１０１に電源１０５から出力される電圧を制御してヒータ１０１に第２制御出力を出力する。第２リレーは、半導体リレーなどの無接点リレーである。
【００１９】
制御部１０４は、ヒータ１０１の制御状態に応じて、ヒータ１０１に出力される第１制御出力と第２制御出力とを切り替える。制御部１０４は、第１制御出力部１０２および第２制御出力部１０３の動作を制御することで、ヒータ１０１に出力される第１制御出力と第２制御出力とを切り替える。例えば、制御部１０４は、運転状態のヒータ１０１に第２制御出力が出力され、運転状態以外のヒータ１０１に第１制御出力が出力されるように、第１制御出力と第２制御出力とを切り替える。
【００２０】
例えば、加熱炉では、図２に例示すように、炉内の温度制御が実施される。時刻ｔ０で装置が稼働開始され、時刻ｔ１で所定の待機温度状態にまで昇温され、時刻ｔ２まで待機状態とされる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までは、製品処理のための運転状態とされ、この後、時刻ｔ３から待機状態にまで降温され、時刻ｔ４まで待機状態とされる。
【００２１】
このような運転制御において、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの昇温状態、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、および時刻ｔ３から時刻ｔ４までの待機状態では、炉内の温度を高い精度で制御する必要がない。このため、時刻ｔ０から時刻ｔ２まで、および時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、電磁開閉器などの有接点リレーによる制御出力方式とすることが望ましい。
【００２２】
一方、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの運転状態では、炉内の温度を高い精度で制御することが有用となる。このため、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、サイリスタなどの半導体リレーを用いた制御出力方式とすることが望ましい。
【００２３】
実施の形態によれば、制御部１０４が、上述した温度の制御状態に合わせ、第１制御出力部１０２による第１制御出力の出力と、第２制御出力部１０３による第２制御出力の出力とを切り替える。制御部１０４は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、および時刻ｔ３から時刻ｔ４の間では、第１制御出力部１０２による第１制御出力で、ヒータ１０１を制御する。また、制御部１０４は、時刻ｔ２からｔ３の間は、第２制御出力部１０３による第２制御出力で、ヒータ１０１を制御する。これらの結果、実施の形態によれば、リレーを用いる制御出力方式で、様々な制御状態に最適な状態で制御することが可能となる。
【００２４】
次に、実施の形態に係る制御装置の動作例について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、装置が起動されると、ステップＳ１０１で、制御部１０４が、第１制御出力部１０２を選択して動作状態とし、第１制御出力部１０２による第１制御出力で、ヒータ１０１を制御する状態とする。また、制御部１０４が、ヒータ１０１により加熱されている対象の温度が待機温度にまで昇温するように、ヒータ１０１を制御する。次に、ステップＳ１０２で、制御部１０４は、設定されているプログラムに従って、ヒータ１０１により加熱されている対象の温度が待機温度に達したか否かを判断する。
【００２５】
ヒータ１０１により加熱されている対象の温度が待機温度に達したことが測定されると（ステップＳ１０２のｙｅｓ）、ステップＳ１０３で、制御部１０４は、設定されているプログラムに従って、運転が開始される時刻になったか否かを判断する。運転が開始される時刻になると（ステップＳ１０３のｙｅｓ）、ステップＳ１０４で、制御部１０４が、第２制御出力部１０３を選択して動作状態とし、第２制御出力部１０３による第２制御出力で、ヒータ１０１を制御する。
【００２６】
次に、ステップＳ１０５で、制御部１０４が、設定されているプログラムに従って、運転終了となる時刻になったか否かを判断する。運転終了の時刻になると（ステップＳ１０５のｙｅｓ）、ステップＳ１０６で、制御部１０４が、第１制御出力部１０２を選択して動作状態とし、第１制御出力部１０２による第１制御出力で、ヒータ１０１を制御する状態とする。また、制御部１０４が、ヒータ１０１により加熱されている対象の温度が待機温度となるように、ヒータ１０１を制御する。上述したステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の動作を、装置を停止するまで実施する（ステップＳ１０７）。
【００２７】
なお、上述した実施の形態に係る制御部は、図４に示すように、ＣＰＵ（CentralProcessingUnit；中央演算処理装置）２０１、主記憶装置２０２、外部記憶装置２０３、ネットワーク接続装置２０４などを備えた携帯型のコンピュータ機器であり、主記憶装置２０２に展開されたプログラムによりＣＰＵ２０１が動作することで、上述した制御部の機能が実現される。なお、ネットワーク接続装置２０４は、ネットワーク２０５に接続し、上記機器と接続可能とされている。
【００２８】
また、上述した実施の形態における制御部は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などのプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）により構成することも可能である。例えば、ＦＰＧＡのロジックエレメントに、制御部を回路として備える。制御回路は、所定の書き込み装置を接続してＦＰＧＡに書き込む。
【００２９】
以上に説明したように、本発明によれば、第１リレーからなる第１制御出力部と、第２リレーからなる第２制御出力部とを、制御対象機器の制御状態に応じて切り替えるようにしたので、リレーを用いる制御出力方式で、様々な制御状態に最適な状態で制御することができるようになる。なお、上述では、制御対象機器としてヒータを例に説明したが、これに限るものではなく、冷凍機などの温調機器が制御対象機器であっても同様である。また、制御対象機器は、湿度調整機器、圧力制御機器、流量制御機器であっても同様に本発明が適用可能である。
【００３０】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１…ヒータ（制御対象機器）、１０２…第１制御出力部、１０３…第２制御出力部、１０４…制御部、１０５…電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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