專利名稱：加熱器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱器控制裝置，用于對加熱器進(jìn)行溫度控制。
日本專利公報(bào)第2710637號公開了一種控制卷取絡(luò)紗機(jī)(テ-クアツプワインダ)的控制熱導(dǎo)絲輥(ホツトゴデツトロ-ラ)等的控制加熱器溫度的加熱器控制裝置。該裝置在圖3中進(jìn)行說明。
如圖3所示，它由溫度調(diào)節(jié)器11和電力調(diào)節(jié)器13構(gòu)成，上述溫度調(diào)節(jié)器11是用于檢測熱電偶等溫度傳感器10的溫度并且進(jìn)行溫度設(shè)定；上述電力調(diào)節(jié)器13是借助電纜12與上述溫度調(diào)節(jié)器11相連接，控制商用交流電源15的電流、控制加熱器14的通電量的。
溫度調(diào)節(jié)器11設(shè)有作為控制機(jī)構(gòu)和運(yùn)算機(jī)構(gòu)的中央處理裝置CPU16、輸入設(shè)定溫度等數(shù)據(jù)的輸入輸出口17、與溫度傳感器10相連接的低通濾波器(ロ-パスフイルタ)18、A/D轉(zhuǎn)換器(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)19、D/A轉(zhuǎn)換器(數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器)20、電壓或電流轉(zhuǎn)換電路21；而電力調(diào)節(jié)器13設(shè)有作為控制機(jī)構(gòu)和運(yùn)算機(jī)構(gòu)的中央處理裝置CPU22、A/D轉(zhuǎn)換器23、門脈沖(ゲ-ト)驅(qū)動電路24和由可控硅整流器(サイリスタ)或IGBT構(gòu)成的功率元件25。
加熱器14的溫度控制首先把設(shè)定溫度從溫度調(diào)節(jié)器11的輸入輸出口17輸入到CPU16上，而且把溫度傳感器10檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成電壓或電流并輸入低通濾波器18，將高頻成分濾去后，用A/D轉(zhuǎn)換器19轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并輸入CPU16，借助D/A轉(zhuǎn)換器20把溫度傳感器10檢測到的溫度和設(shè)定溫度之偏差輸出到電壓或電流轉(zhuǎn)換電路21，電壓或電流轉(zhuǎn)換電路21根據(jù)偏差將控制信號變成電壓或電流信號，通過電纜12、借助電力調(diào)節(jié)器13的A/D轉(zhuǎn)換器23把上述電壓或電流信號傳送給CPU22，CPU22根據(jù)這些信號，將控制功率元件25的控制信號輸出到門脈沖驅(qū)動電路24，對功率元件25進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_/關(guān)控制，進(jìn)行商用電源15的相位角控制，從而對加熱器14的通電量(即發(fā)熱量)進(jìn)行控制。
這時(shí)，根據(jù)加熱器14的現(xiàn)在溫度判斷是否必需進(jìn)行限制，根據(jù)加熱器的現(xiàn)在溫度并參考記憶的最佳條件、對輸出量加以限制。
但是，由于借助電纜12從溫度調(diào)節(jié)器11傳送給電力調(diào)節(jié)器13的信號是1～5V或4～20mA等微弱的電壓或電流，又用D/A轉(zhuǎn)換器20和A/D轉(zhuǎn)換器23進(jìn)行數(shù)/模之間的轉(zhuǎn)換，所以從溫度調(diào)節(jié)器11向電力調(diào)節(jié)器13傳送時(shí)容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差，有不能進(jìn)行高精度溫度控制的問題。
此外，雖然加熱器14是以溫度較低時(shí)使電流值增高的方式進(jìn)行控制的，但裝有加熱器14的熱導(dǎo)絲輥是設(shè)置在多個(gè)紡錘上，即使對各個(gè)加熱器的輸出量進(jìn)行限制，在使全部紡錘同時(shí)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對這些加熱器14的輸出量進(jìn)行限制，為了使各個(gè)紡錘的電流值都增高，勢必使電力設(shè)備的規(guī)模增大，有必需使控制加熱器的功率元件25適合于大電流值的問題。而且，當(dāng)各個(gè)紡錘的加熱器特性相互間有差別時(shí)，有不能進(jìn)行最佳的控制和不能與加熱器特性的時(shí)效變化相對應(yīng)的問題。
本發(fā)明的目的是為了解決上述的問題，提供一種加熱器控制裝置，它是能消除用電纜等傳送時(shí)的轉(zhuǎn)換誤差、能進(jìn)行更高精度的溫度控制、而且不需要專用的信號線，能使整個(gè)溫度控制裝置結(jié)構(gòu)小型化的。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案加熱器控制裝置，其根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測值對供給加熱器的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，其特征在于進(jìn)行溫度設(shè)定并進(jìn)行由上述溫度傳感器進(jìn)行溫度檢測的溫度調(diào)節(jié)部，和設(shè)有調(diào)節(jié)加熱器的電力的功率元件的電力調(diào)節(jié)部一體化地形成，根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測溫度，用一個(gè)中央處理裝置直接驅(qū)動上述加熱器的功率元件用的門脈沖驅(qū)動電路。
所述的加熱器控制裝置，其特征在于溫度調(diào)節(jié)部和電力調(diào)節(jié)部收存在一個(gè)機(jī)殼里。
加熱器控制裝置，其根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測值對供給加熱器的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，其特征在于具有對供給加熱器的電流值進(jìn)行檢測的電流檢測機(jī)構(gòu)，和根據(jù)檢測到的電流值判斷是否需要限制從檢測溫度和設(shè)定溫度求出的輸出量的限制機(jī)構(gòu)。
所述的加熱器控制裝置，其特征在于限制機(jī)構(gòu)在限制向加熱器的輸出量時(shí)、從檢測到的電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差求出限制比例。
本發(fā)明的加熱器控制裝置，是根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測值而對供給加熱器的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)的，其中，溫度調(diào)節(jié)部和電力調(diào)節(jié)部是做成一體的，根據(jù)溫度檢測溫度，用中央處理裝置直接驅(qū)動上述加熱器的功率元件用的門脈沖驅(qū)動電路；上述溫度調(diào)節(jié)部是進(jìn)行溫度設(shè)定和進(jìn)行由上述溫度傳感器作出的溫度檢測的，而上述電力調(diào)節(jié)部設(shè)有調(diào)節(jié)加熱器的電力的功率元件。
本發(fā)明的加熱器控制裝置，其中，溫度調(diào)節(jié)部和電力調(diào)節(jié)部是裝在一個(gè)機(jī)殼里的。
本發(fā)明的加熱器控制裝置，具有電流檢測機(jī)構(gòu)和限制機(jī)構(gòu)，前者對供給加熱器的電流值進(jìn)行檢測，后者是根據(jù)檢測到的電流值，對從檢測溫度和設(shè)定溫度求出的輸出量是否需要限制進(jìn)行判斷。
本發(fā)明的加熱器控制裝置，其限制機(jī)構(gòu)是在限制向加熱器的輸出量時(shí)、從檢測到的電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差求出限制比例的。
若采用本發(fā)明則能產(chǎn)生如下所述的效果(1)能將溫度調(diào)節(jié)部和電力調(diào)節(jié)部一體化(形成一個(gè)組件)，能形成小型的結(jié)構(gòu)，而且能消除以前的轉(zhuǎn)換誤差，能進(jìn)行更高精度的溫度控制。
(2)由于基于實(shí)際的檢測電流值進(jìn)行輸出量的限制，因而與加熱器特性的全體差異無關(guān)地經(jīng)常進(jìn)行最佳的控制，并能自動地與加熱器的時(shí)效變化相對應(yīng)。
(3)由于從檢測電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差求出限制比例，因而能經(jīng)常用最佳的限制比例進(jìn)行輸出制限。
下面根據(jù)附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖2是說明本發(fā)明中的電流限制的示意圖。
圖3是表示已有實(shí)施例的方框圖。
下面，參照著附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1中，30是在1個(gè)CPU31的加熱器控制基板上，將溫度調(diào)節(jié)部32和電力調(diào)節(jié)部33做成一體地設(shè)置。
在作為控制機(jī)構(gòu)和運(yùn)算機(jī)構(gòu)的中央處理裝置CPU31上連接著RAM34和ROM35，ROM35貯存有加熱器溫度控制用的程序等，CPU31上還連接著A/D轉(zhuǎn)換器(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)36，并借助低通濾波器37連接著熱電偶等溫度傳感器10，設(shè)定溫度從輸入輸出口38輸入到CPU31，構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)部32。
電力調(diào)節(jié)部33由CPU31、功率元件39和門脈沖驅(qū)動電路40構(gòu)成，上述功率元件39是由可控硅整流器或IGBT(Insulated-gate BipolarTransistor)構(gòu)成的，上述門脈沖驅(qū)動電路40是由CPU31驅(qū)動、用來對功率元件39的晶體管等構(gòu)件進(jìn)行開關(guān)控制的；功率元件39、商用電源15和加熱器14由電源線41連接。
在電源線41上設(shè)有電流檢測機(jī)構(gòu)42，用來檢測流到加熱器14上的電流值，這個(gè)檢測電流值借助A/D轉(zhuǎn)換器36而被輸入到CPU31上。
在加熱器基板30上還設(shè)有通信口43，由該通信口43發(fā)送出整個(gè)設(shè)備的消耗電力或分配在該加熱器控制裝置上的電力量。
下面，說明本發(fā)明的作用。
將設(shè)定溫度從輸入輸出口38輸入到CPU31上，將該溫度記憶在RAM34里。另一方面，把用溫度傳感器10檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成電壓或電流值之后，借助低通濾波器37輸入到CPU31。
CPU31根據(jù)設(shè)定溫度和從溫度傳感器10輸出的檢測溫度求出它們的偏差，根據(jù)該偏差、按照寫入在ROM35里的控制程序、把驅(qū)動信號輸出到門脈沖驅(qū)動電路40，對功率元件39進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_/關(guān)控制，對商用電源15的相位角進(jìn)行控制，控制其輸出量，對加熱器14的發(fā)熱量進(jìn)行控制，由此將導(dǎo)絲輥等保持在設(shè)定溫度下。
在這種場合下，溫度調(diào)節(jié)部32和電力調(diào)節(jié)部33不是借助電纜連接而是一體地收存在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，能消除轉(zhuǎn)換誤差、進(jìn)行更高精度的溫度控制。
在進(jìn)行上述溫度控制時(shí)，電流檢測機(jī)構(gòu)42檢測流過加熱器41的電流值，借助A/D轉(zhuǎn)換器36將其輸入到CPU31里，根據(jù)檢測到的與加熱器14的現(xiàn)在溫度無關(guān)地檢測的電流值、對是否需要對輸出量進(jìn)行限制作出判斷，在需要進(jìn)行限制的場合下，根據(jù)檢測到的電流值和預(yù)先設(shè)定的電流值之間的偏差而運(yùn)算限制比例，就可對輸出量進(jìn)行限制。
由此，可與加熱器14的特性的個(gè)體差異無關(guān)地，經(jīng)常進(jìn)行最佳的控制，而且能自動地對應(yīng)加熱器特性的時(shí)效變化進(jìn)行處理。
圖2是表示開始控制加熱器時(shí)的加熱器溫度與電流控制的關(guān)系的示意圖。
雖然溫度調(diào)節(jié)部32的輸出量是控制成與加熱器溫度和加熱器電流大致成反比例，但圖2表示與加熱器的現(xiàn)在溫度無關(guān)地進(jìn)行電流限制的實(shí)施例。
譬如，在將導(dǎo)絲輥的各個(gè)紡錘同時(shí)起動場合下，由溫度傳感器10檢測到的檢測溫度較低，與設(shè)定溫度的偏差大，使輸出量增大，使加熱器電流增大，以致超過電力設(shè)備的總?cè)萘俊?br> 因此，如圖2所示地根據(jù)目標(biāo)電流值U(上限值)設(shè)定范圍T，將輸出量限制成檢測電流值a不超過目標(biāo)電流值U。這時(shí)的限制比例從檢測電流值和目標(biāo)電流值U之間的偏差求得，在檢測電流值a和目標(biāo)電流值U之間的偏差大時(shí)，提高限制比例，在偏差小時(shí)降低限制比例。而且在檢測電流值沒有進(jìn)入上述根據(jù)目標(biāo)電流值U而設(shè)定的范圍T時(shí)，不進(jìn)行限制。也就是說，與加熱器溫度無關(guān)地、限制進(jìn)入到根據(jù)目標(biāo)電流值而設(shè)定的范圍T里。
由此，通過在開始時(shí)與其紡錘數(shù)相對應(yīng)地決定最大電力負(fù)荷、與互相對應(yīng)地設(shè)定基于目標(biāo)電流值U的范圍T，就能經(jīng)常以最佳的比例限制輸出量。
通過將電流檢測機(jī)構(gòu)42檢測到的電流值和溫度傳感器10檢測到的溫度值相比較，就能檢測加熱器14的斷線和其他故障，從輸入輸出口38輸出警報(bào)信號。
權(quán)利要求
1.加熱器控制裝置，其根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測值對供給加熱器的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，其特征在于進(jìn)行溫度設(shè)定并進(jìn)行由上述溫度傳感器進(jìn)行溫度檢測的溫度調(diào)節(jié)部，和設(shè)有調(diào)節(jié)加熱器的電力的功率元件的電力調(diào)節(jié)部一體化地形成，根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測溫度，用一個(gè)中央處理裝置直接驅(qū)動上述加熱器的功率元件用的門脈沖驅(qū)動電路。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器控制裝置，其特征在于溫度調(diào)節(jié)部和電力調(diào)節(jié)部收存在一個(gè)機(jī)殼里。
3.加熱器控制裝置，其根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測值對供給加熱器的電力進(jìn)行調(diào)節(jié)，其特征在于具有對供給加熱器的電流值進(jìn)行檢測的電流檢測機(jī)構(gòu)，和根據(jù)檢測到的電流值判斷是否需要限制從檢測溫度和設(shè)定溫度求出的輸出量的限制機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的加熱器控制裝置，其特征在于限制機(jī)構(gòu)在限制向加熱器的輸出量時(shí)、從檢測到的電流值和目標(biāo)電流值之間的偏差求出限制比例。
全文摘要
本發(fā)明提供一種加熱器控制裝置,根據(jù)溫度傳感器輸出的檢測值而對供給加熱器的電力進(jìn)行調(diào)節(jié),其將進(jìn)行溫度設(shè)定和由上述溫度傳感器作出的溫度檢測的溫度調(diào)節(jié)部,和設(shè)有調(diào)節(jié)加熱器的電力的功率元件的電力調(diào)節(jié)部一體化地構(gòu)成,根據(jù)檢測溫度,以作為中央處理裝置的CPU直接驅(qū)動上述加熱器的功率元件用的門脈沖驅(qū)動電路。它能消除以電纜傳送時(shí)的轉(zhuǎn)換誤差、能高精度地控制溫度、無需專用信號線,能使整個(gè)溫度控制裝置結(jié)構(gòu)小型化。
文檔編號G05D23/19GK1246670SQ9911142
公開日2000年3月8日 申請日期1999年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月28日
發(fā)明者音田清 申請人:村田機(jī)械株式會社