(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、計測器や各種センサで計測される温度や圧力などの情報信号を所定時間毎に取り込んで、上記計測された計測値に応じて上記計測器あるいはセンサが設置された機器に、上記機器を制御するアナログ制御信号を出力するアナログ制御システムを提供する。【解決手段】  各熱処理炉６０ａ〜６０ｎの温度を温度センサ６１ａ〜６１で計測し、計測値出力装置１０にて、上記計測された温度の大きさを時間間隔に変換し、所定時間毎に、上記時間間隔だけＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を順次出力するとともに、アナログ制御信号出力装置２０にて、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号の継続時間を検出し、上記継続時間と予め設定された設定温度に対応する継続時間とを比較して、上記熱処理炉６０ａ〜６０ｎを制御するアナログ制御信号を出力するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号に対応するアナログ信号を出力するアナログ信号出力装置であって、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続する時間に対応するアナログ信号として出力する手段を備えたことを特徴とするアナログ信号出力装置。
【請求項２】
上記ＯＮ／ＯＦＦ信号を、所定の時間毎に出力される、計測器あるいはセンサにより計測された計測値の大きさに対応する時間だけＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号としたことを特徴とする請求項１に記載のアナログ信号出力装置。
【請求項３】
上記計測手段を温度センサ、圧力センサ、電流センサのいずれか１つまたは複数としたことを特徴とする請求項２に記載のアナログ信号出力装置。
【請求項４】
入力された計測器あるいはセンサにより計測された計測値に応じて、上記計測器あるいはセンサが設置された機器を制御するアナログ制御信号を出力するアナログ制御システムにおいて、上記計測値の大きさに対応する時間だけ、ＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する計測値出力装置と、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続する時間に対応するアナログ制御信号を上記機器に出力するアナログ制御信号出力装置とを備えたことを特徴とするアナログ制御システム。
【請求項５】
上記アナログ制御信号出力装置を、複数個の計測値、複数種類の計測値、あるいは、複数種類の複数個の計測値に対応するアナログ制御信号を、予め設定された順序に従って上記機器に出力するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のアナログ制御システム。
【請求項６】
上記計測値を温度、圧力、電流のいずれか１つまたは複数としたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のアナログ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号に対応するアナログ信号を出力するアナログ信号出力装置と、計測器や各種センサで計測される温度や圧力などの情報信号を入力し、上記計測された計測値に応じて上記計測器あるいはセンサが設置された機器にアナログ制御信号を出力するアナログ制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エアコンや熱処理炉などの機器の制御は、温度センサや圧力センサなどの各種センサにより計測された温度や圧力などのアナログ信号を、専用の計測値出力装置に取り込み、これを上記温度や圧力などの計測値の大きさを表わすデジタル信号に変換した後、マイクロコンピュータを搭載した監視装置や制御装置に送り、これを上記機器を制御するアナログ制御信号に変換し、このアナログ制御信号により上記機器を制御するようにしていた。
図６はその一例を示す図で、エアコン５０に設けられた温度センサ５１の出力を、シーケンサ５２のアナログ入力ユニット５２ａに入力し、上記計測された室内温度に対応するアナログ信号を増幅した後これをＡ／Ｄ変換し、このデジタル信号に変換された温度の大きさを、アナログ出力ユニット５２ｂに装着された図示しない専用のアナログ出力カードを用いて、室内機５３のファンと室外機５４の圧縮機及びファンモータとを制御するためのアナログ制御信号に変換し、上記エアコン５０の制御装置５５に出力することにより、室内温度が上記設定温度になるように室内温度を調整する。
【０００３】
また、生産ラインの熱処理炉の監視などのように、複数の機器を監視する場合には、図７に示すように、温度センサ６１ａ〜６１ｎで計測された各熱処理炉６０ａ〜６０ｎの温度を上記アナログ入力ユニット５２ａに相当する信号変換器６２ａ〜６２ｎでデジタル信号に変換した後、マイクロコンピュータ７０に送ってこれを設定温度と比較する。マイクロコンピュータ７０は、上記比較結果に基づいて、各熱処理炉６０ａ〜６０ｎの温度を制御するデジタル制御信号を温度監視手段８０に送る。温度監視手段８０は上記デジタル制御信号を図示しないＤ／Ａ変換器にて、各熱処理炉６０ａ〜６０ｎのヒータの電流値などを制御するためのアナログ制御信号に変換し、これを上記各熱処理炉６０ａ〜６０ｎに送って温度制御を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置では、検出された温度の大きさなどを一旦デジタル信号に変換する必要があるため、Ａ／Ｄ変換器などのような専用の機器が必要であるだけでなく、上記デジタル情報信号を利用して上記のようなアナログ制御信号を出力するためにはＤ／Ａ変換器や専用のアナログ出力カードが必要であることから、装置が高価になるだけでなく複雑になってしまうといった問題点があった。
また、生産ラインの熱処理炉の監視などの場合のように、リアルタイムの計測が必ずしも必要でない用途の場合には、所定時間毎に監視すればよく、上記のように常時計測値を出力して制御するシステムはオーバースペックであり、効率的ではなかった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、計測器や各種センサで計測される温度や圧力などの情報信号を所定時間毎に取り込んで、上記計測された計測値に応じて上記計測器あるいはセンサが設置された機器に、上記機器を制御するアナログ制御信号を出力するアナログ制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号に対応するアナログ信号を出力するアナログ信号出力装置であって、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続する時間に対応するアナログ信号として出力する手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアナログ信号出力装置において、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号を、所定の時間毎に出力される、計測器あるいはセンサにより計測された計測値の大きさに対応する時間だけＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号としたものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のアナログ信号出力装置において、上記計測手段を温度センサ、圧力センサ、電流センサのいずれか１つまたは複数としたものである。
【０００７】
また、請求項４に記載の発明は、入力された計測器あるいはセンサにより計測された計測値に応じて、上記計測器あるいはセンサが設置された機器を制御するアナログ制御信号を出力するアナログ制御システムであって、上記計測値の大きさに対応する時間だけ、ＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する計測値出力装置と、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続する時間に対応するアナログ制御信号を上記機器に出力するアナログ制御信号出力装置とを備えたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアナログ制御システムにおいて、上記アナログ制御信号出力装置を、複数個の計測値、複数種類の計測値、あるいは、複数種類の複数個の計測値に対応するアナログ制御信号を、予め設定された順序に従って上記機器に出力するように構成したものである。
請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載のアナログ制御システムにおいて、上記計測値を温度、圧力、電流のいずれか１つまたは複数としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱処理炉内の温度や圧力などの入力された計測器あるいはセンサにより計測された計測値の大きさに対応する時間だけ、ＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する計測値出力装置と、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続する時間に対応するアナログ制御信号を、上記機器に出力するアナログ制御信号出力装置とを備え、上記入力された計測値の大きさに応じたアナログ制御信号を上記機器に出力するようにしたので、簡単な構成で、上記機器を制御して、室内温度や熱処理炉内の圧力などを精度よく調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るアナログ制御システムの構成を示す図で、同図において、１０は制御対象である熱処理炉６０（６０ａ〜６０ｎ）に設けられた温度センサ６１（６１ａ〜６１ｎ）からの出力（計測値）をそれぞれ入力し、上記計測値の大きさに対応する時間だけ、ＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する計測値出力装置、２０は上記計測値出力装置１０から送られてきたＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続する時間に対応するアナログ制御信号を出力するアナログ制御信号出力装置、３０は上記アナログ制御信号出力装置２０からの出力を予め設定された所定の順序で上記各熱処理炉６０ａ〜６０ｎに出力する出力信号切換手段である。
上記計測値出力装置１０は、上記温度センサ６１の出力を増幅して上記熱処理炉６０内の温度の大きさＴを検出するとともに、上記検出された温度の大きさ（アナログ信号）を時間間隔（継続時間）Ｔwに変換する検出信号変換部１１と、所定時間Ｔp毎に、上記時間間隔ＴwだけＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を順次出力するＯＮ／ＯＦＦ信号出力手段１２とを備え、所定時間Ｔp毎に出力レベルをＯＦＦ状態からＯＮ状態に切換えるとともに、上記検出信号変換部１１で算出された温度の大きさに相当する上記継続時間Ｔwが経過した後に、上記出力をＯＮ状態からＯＦＦ状態に戻す。これにより、上記計測値出力装置１０は、図２に示すように、例えば、熱処理炉６０内の温度が８５℃，８７℃，８３℃と変化した場合には、所定時間Ｔp毎に継続時間（パルス幅）が２．５ｓｅｃ，２．７ｓｅｃ，２．３ｓｅｃであるＯＮ／ＯＦＦ信号（パルス信号）を上記アナログ制御信号出力装置２０に出力することができる。
【００１０】
アナログ制御信号出力装置２０は、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号の継続時間を検出する継続時間検出部２１と、上記継続時間Ｔwと予め設定された設定温度に対応する継続時間Ｔnとを比較する比較部２２と、上記比較結果に基づいて、上記熱処理炉６０を制御するアナログ制御信号を出力する制御信号出力部２３とを備え、上記継続時間検出部２１で検出された継続時間Ｔwに対応するアナログ制御信号出力、具体的には、上記継続時間Ｔw，Ｔnとの時間差あるいは継続時間比の大きさに応じたアナログ制御信号出力を出力する。このとき、上記アナログ制御信号としては信号範囲が４〜２０ｍＡの電流値あるいは、１〜５Ｖのアナログ信号である計装標準信号を用いる。これにより、計測値出力装置１０から、図２に示すような、継続時間（パルス幅）Ｔwが２．５ｓｅｃ，２．７ｓｅｃ，２．３ｓｅｃであるＯＮ／ＯＦＦ信号（パルス信号）が出力された場合、設定温度が８５℃であるときの熱処理炉６０ａ〜６０ｎへ送られる基準アナログ制御信号が１０ｍＡであったとすると、アナログ制御信号出力装置２０からは、図３に示すように、所定時間Ｔp毎に１０ｍＡ，８ｍＡ，１２ｍＡであるアナログ制御信号（あるいは、２．５Ｖ，２．３Ｖ，２．７Ｖであるアナログ制御信号）が出力信号切換手段３０に順次出力される。
各熱処理炉６０ａ〜６０ｎは、出力信号切換手段３０から出力される上記アナログ制御信号を入力し、図示しないヒータへの通電電流を制御して各熱処理炉６０ａ〜６０ｎ内の温度が上記設定温度になるように調整する。
【００１１】
このように、本最良の形態によれば、各熱処理炉６０ａ〜６０ｎの温度を温度センサ６１ａ〜６１ｎで計測し、計測値出力装置１０にて、上記計測された温度の大きさ（アナログ信号）を時間間隔（継続時間）Ｔwに変換し、所定時間Ｔp毎に、上記時間間隔だけＯＮ状態あるいはＯＦＦ状態が継続するＯＮ／ＯＦＦ信号を順次出力するとともに、アナログ制御信号出力装置２０にて、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号の継続時間Ｔwを検出し、上記継続時間Ｔwと予め設定された設定温度に対応する継続時間Ｔnとを比較して、上記熱処理炉６０ａ〜６０ｎを制御するアナログ制御信号を出力するようにしたので、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器、あるいは、専用のアナログ出力カードなどを用いることなく、上記各熱処理炉６０ａ〜６０ｎの温度を制御するアナログ制御システムを構築することができる。
また、上記アナログ制御信号は所定時間Ｔp毎に出力されるので、複雑なシーケンス制御を行うことなく、生産ラインの熱処理炉の監視や制御を行うことができる。
【００１２】
なお、上記最良の形態では、アナログ制御システムを熱処理炉６０ａ〜６０ｎの温度制御に適用した場合について説明したが、これに限るものではなく、本発明は差動変圧器、圧力センサ、温度センサなどの各種センサが設置された機器を制御する制御システムにも適用可能である。また、対象とする計測値も一種類に限るものではなく、温度や圧力などの複数種類の計測値、あるいは、複数種類の複数個の計測値に対応するアナログ制御信号を、予め設定された順序に従って上記機器に出力するように構成することも可能である。
また、上記例では、上記ＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ信号またはＯＦＦ信号の継続時間Ｔwを検出してこれを予め設定された設定温度に対応する継続時間Ｔnと比較した後、上記継続時間Ｔw，Ｔnとの時間差あるいは継続時間比の大きさに応じたアナログ制御信号出力を出力するようにしたが、先に上記継続時間Ｔwに応じたアナログ信号を出力し、これを予め設定された設定温度に対応する基準電圧と比較してアナログ制御信号を出力するようにしてもよい。
また、図４に示すように、入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ信号またはＯＦＦ信号の継続時間Ｔwを検出する継続時間検出部４１と、上記継続時間Ｔwに対応するアナログ信号を出力するアナログ信号出力部４２とを備えたアナログ信号出力装置４０を構成することにより、図５（ａ）に示すような、上記計測値出力装置１０からの出力と同様の、計測値の大きさに対応する継続時間Ｔwを有するＯＮ／ＯＦＦ信号を、図５（ｂ）に示すような、上記計測値の大きさに応じた計装標準信号に逆変換する装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、温度や圧力など計測値の大きさに応じたアナログ制御信号を熱処理炉などの機器に出力することができるので、低コストで設計・製作が容易なアナログ制御システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の最良の形態に係るアナログ制御システムを示す図である。
【図２】本最良の形態に係るＯＮ／ＯＦＦ信号の一例を示す図である。
【図３】本最良の形態に係るアナログ制御信号の一例を示す図である。
【図４】本発明によるアナログ出力装置の構成を示す図である。
【図５】本発明によるアナログ出力装置の動作を示す図である。
【図６】従来のアナログ制御システムの構成を示す図である。
【図７】従来のアナログ制御システムの他の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  計測値出力装置、１１  検出信号変換部、１２  ＯＮ／ＯＦＦ信号出力手段、
２０  アナログ制御信号出力装置、２１  継続時間検出部、２２  比較部、
２３  制御信号出力部、３０  出力信号切換手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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