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JP3731512B2 - Temperature controller and heat treatment equipment - Google Patents
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JP3731512B2 - Temperature controller and heat treatment equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒータの通電を制御して温度制御を行う温度調節器および温度調節器を備える熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱処理装置、例えば、射出成形機では、射出シリンダの外周壁に、複数のヒータ、例えば、三相ヒータが取り付けられており、SSR等を介して共通の三相電源に接続されて給電される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
かかる射出成形機では、ヒータの断線を検出するためにヒータ断線検出回路が設けられているが、三相ヒータのどれが断線してもそれを検出できるようにするためには、各三相ヒータ毎に、2つの電流センサと各電流センサの出力がそれぞれ与えられるヒータ電流測定回路とを備える必要がある。
【0004】
電流センサとしては、交流電流を磁気結合のトランスで結合するCTが必要であり、ヒータ電流測定回路としては、ヒータを駆動するSSR等が通電しているときだけCTの出力電流を計測し、それに基づいてヒータ断線であるかどうかを判定する機能を備える必要があった。
【0005】
このように従来の断線検出回路は、複数の電流センサおよびヒータ電流測定回路を必要とするために、構成が複雑であるとともに、コストが高くつくといった難点がある。
【0006】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、簡単な構成で、かつ低コストで断線を検出できる断線検出方法、それに好適な温度調節器および熱処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【0008】
すなわち、本発明の温度調節器は、制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御する温度調節器において、制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形の最大傾き ( 傾き=検出温度変化/時間変化 ) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段を備え、前記断線検出手段は、前記制御対象によって熱処理される被処理物の該制御対象への投入に対応した正常な外乱を検知 する外乱検知手段を含み、正常な外乱時には、ヒータの断線検出が禁止されるものであり、前記外乱検知手段には、投入される前記被処理物の前記制御対象における移動方向に沿って少なくとも3つの異なる箇所の前記制御対象の温度を検出する複数の温度検出手段の検出出力が与えられ、該外乱検知手段は、前記異なる箇所でそれぞれ検出される検出温度の温度差に基づいて、前記正常な外乱を検知するものである。
【0009】
本発明によると、制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形の最大傾き ( 傾き=検出温度変化/時間変化 ) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出するので、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断線を検出できることになる。
【0010】
しかも、正常な外乱、例えば、制御対象である加熱シリンダ、熱盤、熱処理炉などに、原料樹脂やウェハといった被処理物が投入されたときの温度等の変動を外乱検知手段で検知し、かかる正常な外乱時には、ヒータの断線検出を禁止するので、前記外乱による温度等の変動を、ヒータ断線によるものと、誤検出することが防止される。
【0011】
また、例えば、被処理物である原料樹脂が、制御対象である加熱シリンダ等に投入されたときに発生する加熱シリンダの温度分布(温度の傾斜)に基づいて、原料樹脂の投入といった正常な外乱を検知してヒータの断線検出を禁止するので、ヒータ断線の誤検出を防止できる。
【0012】
また、本発明の温度調節器は、制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御するものであって、かつ、n個 ( nは2以上の自然数 ) の前記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネル毎に通電を制御する温度調節器において、整定時の操作量である第1の整定操作量と、整定が外れて再び整定したときの操作量である第2の整定操作量とに基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段を備え、前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍程度になったことを条件としてヒータの断線を検出するものである。
【0013】
本発明によると、ヒータが断線する前の整定時の操作量である第1の整定操作量と、ヒータが断線して整定を外れて再び整定したときの操作量である第2の整定操作量との関係を利用してヒータの断線を検出するので、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断線を検出できることになる。
【0014】
しかも、n個の前記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネル毎に通電制御され、前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍程度になったことを条件としてヒータの断線を検出するものであり、例えば、3相ヒータ、すなわち、n=3の場合に、その内の一つのヒータが断線すると、断線後の第2の整定操作量は、断線前の第1の整定操作量の1 . { =3/(3−1) } 倍程度になるので、それを検出条件としてヒータ断線を検出できる。
【0015】
本発明の好ましい実施態様においては、前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍を中心とした所定範囲になったことを条件としてヒータの断線を検出するものであって、前記所定範囲が、前記ヒータの発熱量のバラツキを考慮し、かつ、前記第1の整定操作量を含まないように予め定められるものである。
【0016】
この実施態様によると、例えば、3相ヒータの3つのヒータの発熱量のバラツキや取り付け位置による影響を考慮し、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍を中心とした所定範囲になったことを条件としてヒータの断線を検出することができる。
【0017】
また、本発明の温度調節器は、制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御するものであって、かつ、n個 ( nは2以上の自然数 ) の前記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネル毎に通電を制御する温度調節器において、整定時の操作量である第1の整定操作量と、整定が外れて再び整定したときの操作量である第2の整定操作量とに基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段を備え、前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍よりも小さな所定値以上になったことを条件としてヒータの断線を検出するものであり、前記所定値が、前記ヒータの発熱量のバラツキを考慮し、かつ、該所定値以上の範囲に前記第1の整定操作量を含まないように予め定められるものである。
【0018】
本発明によると、例えば、3相ヒータの一つ以上のヒータが断線したときにもそれを検出することができる。
【0019】
本発明の熱処理装置は、制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御する温度調節器と、前記ヒータの断線を検出する断線検出装置とを備える熱処理装置であって、前記温度調節器は、前記制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形の最大傾き ( 傾き=検出温度変化/時間変化 ) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つを前記断線検出装置に出力可能であり、前記断線検出装置は、前記温度調節器から出力される前記少なくともいずれか一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出するものであって、前記制御対象によって熱処理される被処理物の該制御対象への投入に対応した正常な外乱を検知する外乱検知手段を含み、正常な外乱時には、ヒータの断線検出が禁止されるものであり、前記外乱検知手段には、投入される前記被処理物の前記制御対象における移動方向に沿って少なくとも3つの異なる箇所の前記制御対象の温度を検出する複数の温度検出手段の検出出力が与えられ、該外乱検知手段は、前記異なる箇所でそれぞれ検出される検出温度の温度差に基づいて、前記正常な外乱を検知するものである。
【0020】
本発明によると、温度調節器からの前記制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形の最大傾き ( 傾き=検出温度変化/時間変化 ) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、コンピュータなどで構成される断線検出装置でヒータの断線を検出するので、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断線を検出できることになる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0022】
先ず、実施の形態の説明に先立って、その前提となる断線検出についての構成を、参考例として説明する。
【0023】
参考例1
図1は、ヒータ断線検出が適用される熱処理システムの概略構成図である。
【0024】
射出成形機1の射出シリンダ2の外周壁には、複数のヒータ3が取り付けられており、開閉器としてのSSR4を介して共通の交流電源5に接続されている。また、射出シリンダ2には、該シリンダ2の温度を検出する温度センサ6が取り付けられており、この温度センサ6および前記SSR4が、射出シリンダ2の温度を制御する温度調節器7に接続されている。この温度調節器7は、温度センサ6からの検出温度(現在温度)PVが、目標温度(設定温度)になるようにSSR4に対して操作量MVを与えてヒータ3の通電を制御するものである。
【0025】
8は、型締め、射出などの射出成形機の全体を制御する上位コンピュータであり、この上位コンピュータ8には、温度調節器7が接続されており、該温度調節器7と通信できるように構成されている。
【0026】
この実施の形態では、CTといった電流センサやヒータ電流測定回路等を設けることなく、簡単な構成で、かつ低コストでヒータ3の断線を検出できるようにするために、次のように構成している。
【0027】
図2(a)は、室温から目標温度への昇温時における操作量MVの変化を示す図であり、同図(b)は、正常時における検出温度PVの変化を示す図であり、同図(c)は、ヒータ断線が生じた場合の検出温度PVの変化を示す図であり、それぞれ昇温時における検出温度波形の最大傾きR( 傾き=温度変化/時間変化 )となる接線を併せて示している。
【0028】
昇温時に、操作量MVが、同図(a)に示されるように、下限値から上限値に変化した場合に、ヒータ断線が生じていない正常時には、同図(b)に示される検出温度PVの変化の最大傾きRは、常にほぼ一定である。
【0029】
これに対して、例えば、2本が並列接続されたヒータ3または3本がΔ結線あるいはスター結線されたヒータ3の内の少なくともいずれか1本が断線したときには、発熱量が減少するために、同図(c)に示されるように、検出温度PVの変化の最大傾きRは、正常時のほぼ1/2または2/3となる。
【0030】
そこで、検出温度が目標温度に達するまでの昇温時における最大傾きRを計測し、その最大傾きRと予め定めた閾値とを比較し、計測した最大傾きRが、閾値よりも小さくなったときには、ヒータの断線が生じたと判断するのである。
【0031】
図3は、図1の温度調節器7および上位コンピュータ8の要部のブロック図であり、図1に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【0032】
温度調節器7は、温度センサ6からの検出温度PVが、上位コンピュータ8から与えられる目標温度SPになるように、操作量MVを出力する温度コントローラとしてのPIDコントローラ9を備えるとともに、検出温度PVと操作量MVとに基づいて、最大傾きRを演算して上位コンピュータ8に与える最大傾き計算手段10を備えている。
【0033】
最大傾きRの算出は、従来のPID定数の決定のためのオートチューニング(セルフチューニング)と同様であり、例えば、次式によって算出される。
【0034】
R=ΔPV/{Δt×(MV上限値−MV下限値)}
但し、Δtは単位時間である。
【0035】
このによれば、従来のPID定数を決定するためのオートチューニング(セルフチューニング)の際に得られた最大傾きRをそのまま利用してヒータの断線を検出できることになる。
【0036】
上位コンピュータ8には、ヒータ断線が生じていない正常時における最大傾きが記憶部11に記憶されており、この上位コンピュータ8は、温度調節器7からの最大傾きRと正常時の最大傾きとを比較し、予め定めた閾値を越えて最大傾きRが小さくなったときには、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機1の制御盤に配設されている表示装置12に表示するヒータ断線判断手段13を備えている。
【0037】
図4は、ヒータ断線判断手段13の構成の一例を示す図であり、温度調節器7からの最大傾きRを、記憶部11に記憶されている正常時の最大傾きで除算し、予め格納されている閾値14と比較器15で比較して閾値よりも小さくなったときに、ヒータ断線検出信号を出力するのである。
【0038】
このように、昇温時における最大傾きに基づいてヒータの断線を検出する、すなわち、ソフト処理によってヒータの断線を検出するので、上述の従来例のように、複数の電流センサや複数のヒータ電流測定回路などを必要とせず、構成が簡素化されるとともに、コストを低減することができる。
【0039】
上述の参考例では、室温から目標温度まで昇温させる際の最大傾きRを計測してヒータの断線を検出したけれども、他の例として、例えば、目標温度が変更された際の最大傾きRに基づいて、ヒータの断線を検出するようにしてもよい。
【0040】
図5(a),(b),(c)は、目標値変更時における操作量MV、正常時の検出温度PVの変化およびヒータ断線時の検出温度PVの変化をそれぞれ示しており、それぞれ最大傾きRとなる接線を併せて示している。
【0041】
この場合には、最大傾きRは、例えば、次式によって算出される。
【0042】
R=ΔPV/{Δt×(MV上限値−MV整定値)}
なお、上述の各参考例を組み合わせてもよいのは勿論である。
【0043】
また、上述の参考例では、1ch(チャネル)の例について説明したけれども、図6に示されるように、複数chの場合にも同様に適用できるのは勿論であり、複数chの場合には、ヒータ断線判断手段は、図7に示されるように、正常時の最大傾きおよび閾値は各chで共通とすればよい。
【0044】
図8は、複数chの場合のヒータ断線判断手段の他のを示すブロック図である。
【0045】
このは、交流電源5の電圧が低下して最大傾きRが低下した場合に、ヒータ断線であると誤って検出しないようにしたものである。
【0046】
すなわち、このでは、各ch毎に温度調節器7で計測された最大傾きを、正常時の最大傾きでそれぞれ除算した値の絶対値平均を絶対値平均計算手段16で算出し、この算出した絶対値平均の値から予め定められている固定値17を減算した値を閾値として比較器15で比較するものである。
【0047】
この固定値は、交流電源5の電圧変動もなく、ヒータ断線が生じていない正常時の絶対値平均から減算した値が、上述の図4や図7の閾値となるように設定されている。
【0048】
このでは、交流電源5の電圧が低下して全チャネルchの最大傾きが小さくなり、その最大傾きを正常時の最大傾きでそれぞれ除算した値が小さくなった場合には、絶対値平均計算手段16による絶対値平均の値も小さくなって各比較器15に与えられる閾値も小さくなり、これによって、最大傾きを正常時の最大傾きでそれぞれ除算した値が、閾値を下回ることがなく、ヒータ断線と誤って検出されることがない。
【0049】
一方、或るchのヒータが断線し、そのchのみ最大傾きが小さくなった場合には、絶対値平均計算手段16による絶対値平均の値は、ほとんど小さくならず、したがって、閾値もほとんど小さくならない。このため、前記chの最大傾きを正常時の最大傾きで除算した値は、閾値を下回ることになり、ヒータ断線が検出されることになる。
【0050】
なお、ヒータ断線判断手段による比較判定は、上述のに限らないのは勿論であり、また、ヒータ断線判断手段を温度調節器7側に設けて温度調節器7でヒータ断線を検出できるようにしてもよい。
【0051】
参考例2)
図9は、他の参考例を説明するための波形図であり、同図(a)は、正常時の操作量MVの変化を示す図であり、同図(b)は、正常時の検出温度PVの変化を示す図であり、同図(c)は、ヒータ断線が生じた場合の操作量MVの変化を示す図であり、同図(d)は、ヒータ断線が生じた場合の検出温度PVの変化を示す図である。なお、熱処理装置としての射出成形機1の全体構成は、図1に示される上述の参考例1と基本的に同様である。
【0052】
同図(a)に示される整定後の操作量MVで、同図(b)に示される検出温度PVから室温を減算した温度上昇を、割った値である定常ゲインKは、ヒータ断線が生じていない正常時には、常にほぼ一定である。
【0053】
これに対して、例えば、2本が並列接続されたヒータ3または3本がΔ結線あるいはスター結線されたヒータ3の内の少なくともいずれか1本が断線したときには、同図(c)に示されるように操作量MVが増大するために、定常ゲインは、正常時のほぼ1/2または2/3となる。
【0054】
そこで、このでは、昇温後の整定時における定常ゲインKを計測し、その定常ゲインKと予め定めた閾値とを比較し、計測した定常ゲインKが、閾値よりも小さくなったときには、ヒータの断線が生じたと判断するのである。
【0055】
図10は、このの温度調節器7aおよび上位コンピュータ8aの要部のブロック図であり、上述の参考例1の図3に対応する図である。
【0056】
このの温度調節器7aは、温度センサ6からの検出温度PVが、上位コンピュータ8aから与えられる目標温度SPになるように、操作量MVを出力するPIDコントローラ9を備えるとともに、検出温度PVと操作量MVとに基づいて、定常ゲインKを演算して上位コンピュータ8aに与える定常ゲイン計算手段18を備えている。
【0057】
定常ゲインKは、例えば、次式によって算出される。
【0058】
K=(PV−室温)/(整定MV)
この定常ゲインKの算出は、検出温度PVの変動が小さく、操作量MVの変動が小さくなっていることが条件である。なお、整定時においても、操作量MVが揺れていることがあるので、操作量MVの信号を平均処理することも必要に応じて行う。また、上記式におけるPVは、目標温度SPに置き換えてもよい。
【0059】
上位コンピュータ8aには、ヒータ断線が生じていない正常時における定常ゲインが記憶部11aに記憶されており、この上位コンピュータ8aは、温度調節器7aからの定常ゲインKと正常時の定常ゲインとを比較し、予め定めた閾値を越えて定常ゲインKが小さくなったときには、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機の制御盤に配設されている表示装置12に表示するヒータ断線判断手段13aを備えている。
【0060】
図11は、ヒータ断線判断手段13aの構成を示す図であり、温度調節器7aからの定常ゲインKを、記憶部11aに記憶されている正常時の定常ゲインで除算し、予め格納されている閾値14aと比較器15で比較して閾値よりも小さくなったときに、ヒータ断線検出信号を出力するのである。
【0061】
また、上述の参考例1と同様に、図6に示される複数chの場合にも同様に適用できるのは勿論であり、複数chの場合には、ヒータ断線判断手段は、図12に示されるように、記憶部11aの正常時の定常ゲインおよび閾値14aは各chで共通とすればよい。
【0062】
さらに、上述の参考例1の図8と同様に、交流電源5の電圧が低下して定常ゲインKが低下した場合に、ヒータ断線であると誤って検出しないようにしてもよい。すなわち、図13に示されるように、各ch毎に温度調節器7aで計測された定常ゲインKを、正常時の定常ゲインでそれぞれ除算した値の絶対値平均を絶対値平均計算手段16aで算出し、予め定められている固定値17aを減算した値を閾値として比較器15で比較するようにしてもよい。
【0063】
上述の図9に示されるように、ヒータが断線すると、整定操作量が、増大するので、定常ゲインKに代えて整定操作量に基づいてヒータ断線を検出してもよい。
【0064】
図14は、整定操作量MV0に基づいてヒータの断線を検出するの図10に対応するブロック図である。
【0065】
温度調節器7bは、温度センサ6からの検出温度PVが、上位コンピュータ8bから与えられる目標温度SPになるように、操作量MVを出力するPIDコントローラ9を備えるとともに、操作量MVに基づいて、整定操作量MV0を演算して上位コンピュータ8bに与える整定操作量計算手段19を備えている。
【0066】
整定時においても、操作量MVが揺れていることがあるので、操作量MVの信号を平均処理することも必要に応じて行う。
【0067】
上位コンピュータ8bには、ヒータ断線が生じていない正常時における整定操作量が記憶部11bに記憶されており、この上位コンピュータ8bは、温度調節器7bからの整定操作量MV0と正常時の整定操作量とを比較し、予め定めた閾値を越えて整定操作量が大きくなったときには、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機の制御盤に配設されている表示装置12に表示するヒータ断線判断手段13bを備えている。
【0068】
但し、目標温度SPによって、正常時の整定操作量は、異なるので、ヒータ断線の判断は、予め決められた目標温度SPについて行う。あるいは、複数の目標温度SPのそれぞれについて、正常時の整定操作量を予め記憶しておき、目標温度SPに対応する整定操作量MV0が計測されたときに、ヒータ断線の有無を判断するようにしてもよい。
【0069】
参考例3)
図15は、本発明のさらに他の参考例を説明するための波形図であり、同図(a)は、正常な場合の整定時の操作量MVを示す図であり、同図(b)は、正常な場合の偏差を示す図であり、同図(c)は、ヒータ断線が生じた場合の操作量MVの変化を示す図であり、同図(d)は、ヒータ断線が生じた場合の偏差の変化を示す図である。なお、熱処理装置としての射出成形機1の全体構成は、図1に示される上述の参考例1と基本的に同様である。
【0070】
同図(b)に示される整定後の偏差(目標温度SP−検出温度PV)は、ほぼ0のままであり、操作量MVも同図(a)に示されるようにほぼ一定である。
【0071】
これに対して、例えば、2本が並列接続されたヒータ3または3本がΔ結線あるいはスター結線されたヒータ3の内の少なくともいずれか1本が断線したときには、同図(d)に示されるように偏差は、一旦増加して0に近づき、最後にほぼ0になる。あるいは、偏差が残る。また、同図(c)に示されるように、操作量MVも一旦増加した後、ほぼ一定の値となる。
【0072】
但し、外乱や目標値変更があった場合にも偏差は、発生する。
【0073】
そこで、このでは、整定と判断した後に、外乱も目標値応答もないと判断できる条件で、偏差が、予め定めた判定基準値を越えたときに、ヒータの断線が生じたと判断するのである。
【0074】
図16は、このの温度調節器7cおよび上位コンピュータ8cの要部のブロック図であり、上述の参考例1の図3に対応する図である。
【0075】
温度調節器7cは、温度センサ6からの検出温度PVが、上位コンピュータ8cから与えられる目標温度SPになるように、操作量MVを出力するPIDコントローラ9を備えるとともに、検出温度PVと目標温度SPとに基づいて、偏差を演算して上位コンピュータ8cに与える偏差計算手段20を備えている。
【0076】
偏差eは、次式によって算出される。
【0077】
e=SP−PV
上位コンピュータ8cには、ヒータ断線の有無を判断するための偏差の判定基準値が記憶部11cに記憶されており、この上位コンピュータ8cは、外乱や目標値変更がない条件において、図17に示されるように、温度調節器7cからの偏差と前記判定基準値とを比較器15で比較し、偏差が、判定基準値を越えたときには、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機の制御盤に配設されている表示装置12に表示するヒータ断線判断手段13cを備えている。
【0078】
図18は、このヒータ断線判断手段13cの動作説明に供するフローチャートであり、先ず、整定するまで待ち(ステップn1)、外乱があるか否かを判断し(ステップn2)、外乱がないときには、目標値変更されたか否かを判断し(ステップn3)、目標値変更がないときには、偏差が判定基準値以上であるか否かを判断し(ステップn4)、判定基準値以上であるときには、ヒータ断線であると判断して表示し(ステップn5)、終了する。
【0079】
すなわち、上位コンピュータ8cのヒータ断線判断手段13cは、外乱が無く、目標値応答もなく、整定した条件で現在の偏差が、判定基準値を越えたときに、ヒータ断線が生じたと判断し、表示装置12に表示するのである。ここで、外乱とは、射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流したり、あるいは、射出ノズルを金型に接触させるなどの制御対象が熱を奪われ、温度が下がるなどのヒータ断線でなく、正常な状態で起こる温度変動の要因をいう。射出成形機側、すなわち、射出成形機を制御する上位コンピュータ8cでは、このような外乱が加わることが予め分かるので、このようなときの温度変動は、ヒータ断線ではなく正常であると判断できように処理するのである。
【0080】
このように温度調節器7dで偏差を計算して上位コンピュータ8dに与える構成の他に、図19に示されるように、温度調節器7dに、偏差の判定基準値を記憶した記憶部21dを設けるとともに、偏差を算出して判定基準値と比較して断線を判定する断線判定手段22dを設け、その判定結果を、上位コンピュータ8dに与え、上位コンピュータ8dでは、外乱や目標値変更時には、ヒータ断線判断手段13dによる判断を禁止信号(Inhibit信号)によって禁止し、外乱でなく、かつ、目標値変更でないときの温度調節器7dからの判定結果に基づいて、ヒータ断線判断手段13dで最終的な判断を行うようにしてもよい。
【0081】
あるいは、図20に示されるように、温度調節器7eが、外乱や目標値変更時の判定を禁止する禁止信号(Inhibit信号)を、上位コンピュータ8eから受け取り、禁止信号が与えられていないときに、断線判定手段22eで断線の有無を判定し、その判定結果を、上位コンピュータ8eに与え、上位コンピュータ8eのヒータ断線判断手段13eでは、その判定結果を最終判断としてヒータ断線時には、表示装置12に表示させるものである。
【0082】
また、上述の参考例1と同様に、図6に示される複数chの場合にも同様に適用できるのは勿論であり、複数chの場合には、図21に示されるように、各chの偏差と比較する判定基準値を各chで共通とすればよい。
【0083】
さらに、上述の参考例1の図8と同様に、交流電源5の電圧が低下した場合に、ヒータ断線であると誤って検出しないようにしてもよい。すなわち、図22に示されるように、各ch毎の偏差の平均値を、平均計算手段23で算出し、予め定められている固定値24を加算した値を判定基準値として比較器15で比較するようにしてもよい。
【0084】
上述の各参考例では、外乱や目標値変更の際には、ヒータ断線の判断を禁止するために、上位コンピュータのヒータ断線判断手段13c〜13eで最終的なヒータ断線の有無の判断を行ったけれども、本発明の実施の形態として、図23に示されるように、温度調節器側に、最終的にヒータ断線の有無を判断する断線検出手段としてヒータ断線判断手段25を設けてもよい。
【0085】
この場合には、温度調節器側で外乱や目標値変更などの正常な現象を、ヒータ断線と誤って検出しないようにするために、ヒータ断線以外の正常な現象による特徴的な変動波形を、ヒータ断線以外の現象検知手段( 外乱検知手段 )26を設けて検知し、各比較器15に判断禁止信号を出力してヒータ断線の有無の判断を禁止するようにしている。
【0086】
このヒータ断線以外の現象検知手段26の構成について説明する。ヒータ断線以外の正常な現象による特徴的な偏差の変動波形の例として、射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流した場合の樹脂の流れによる温度低下がある。
【0087】
図24(a)は、同図(b)に示される射出成形機の射出シリンダ2における根元側のA点、中間のB点および先端側のC点の矢符で示される樹脂の流れによる偏差の変化を示すものである。
【0088】
この図24に示されるように、樹脂を流し始めると、射出シリンダ2の根元から先端に向かって樹脂が移動するために、根元で奪われる熱量は大きく温度低下も大きいことが分かる。そして、樹脂の移動によって熱は運ばれ、先端になるほど、奪われる熱量は小さくなり、温度低下量は小さくなっている。
【0089】
この現象は、例えば、射出シリンダ2の長手方向に沿う温度の傾斜(温度差)を比較することで検知することができる。すなわち、射出シリンダ2の一番根元側のchの偏差が大きくなっていたとしても、この根元のchだけでなく、他のchにも大きさは小さいが、同様な変化があった場合、それは樹脂の流れだと判断してヒータ断線の判断を禁止させるのである。
【0090】
例えば、図25に示されるように、上述のB点の偏差とA点の偏差との差(B−A)と、C点の偏差とBの偏差点との差(C−B)とを比較器27で比較し、それらがある比率の関係にあるときには、樹脂の流れによる偏差の変動であるとしてヒータ断線の判断を禁止する判断禁止信号を出力するのである。
【0091】
さらに、射出ノズルと金型の接触による温度低下も特有の温度変化が生じるものであり、これもヒータ断線以外の現象として同様に判断禁止信号を出力することが可能である。
【0092】
参考例4)
図26は、本発明のさらに他の参考例を説明するための波形図であり、同図(a)は、正常な場合の整定時の操作量MVを示す図であり、同図(b)は、正常な場合の偏差を示す図であり、同図(c)は、ヒータ断線が生じた場合の操作量MVの変化を示す図であり、同図(d)は、ヒータ断線が生じた場合の偏差の変化を示す図である。なお、熱処理装置としての射出成形機1の全体構成は、図1に示される上述の参考例1と基本的に同様である。
【0093】
同図(a)に示されるように、並列ヒータが正常に動作し、制御が整定している場合、操作量MVは、ほぼ一定のままである。
【0094】
これに対して、例えば、2本が並列接続されたヒータ3または3本がΔ結線あるいはスター結線されたヒータ3の内の少なくともいずれか1本が断線したときには、同図(d)に示されるように偏差は、一旦増加して0に近づき、最後にほぼ0になる。あるいは、偏差が残る。また、同図(c)に示されるように、操作量MVも一旦増加した後、ほぼ一定の整定操作量に到達する。
【0095】
そこで、このでは、整定と判断した後の操作量MVに基づいてヒータ断線を検出するものである。
【0096】
操作量に揺れがある場合、平均し更新していくと、精度のよい検出が可能である。また、ローパスフィルタで揺れをとり、微分フィルタで急激な変化の傾きを検出し、その傾きが或る程度以上であれば、ヒータ断線であると判断してもよい。
【0097】
但し、急激な操作量変化は、外乱時にも目標応答時にも発生する。これらと見分けるため、整定と判断した後で、更に外乱も目標値応答もないと判断できる条件で操作量の変化が判定基準値を超えた場合、ヒータ断線であると判断して、ヒータ断線を検出するのである。
【0098】
図27は、このの温度調節器7fおよび上位コンピュータ8fの要部のブロック図であり、上述の参考例1の図3に対応する図である。
【0099】
温度調節器7fは、温度センサ6からの検出温度PVが、上位コンピュータ8fから与えられる目標温度SPになるように、操作量MVを出力するPIDコントローラ9を備えるとともに、このPIDコントローラ9からの操作量MVを上述のようにローパスフィルタ等で加工して操作量の変化分ΔMVを計測して上位コンピュータ8fに与える操作量変化分計測・加工手段28を備えている。
【0100】
上位コンピュータ8fには、ヒータ断線の有無を判断するための操作量の変化分ΔMVの判定基準値が記憶部11fに記憶されており、この上位コンピュータ8fは、外乱や目標値変更がない条件において、図28に示されるように、温度調節器7fからの操作量の変化分ΔMVと前記判定基準値とを比較器15で比較し、操作量の変化分ΔMVが、判定基準値を越えたときには、ヒータ断線と判断して、例えば、射出成形機の制御盤に配設されている表示装置12に表示するヒータ断線判断手段13fを備えている。
【0101】
図29は、このヒータ断線判断手段の動作説明に供するフローチャートであり、先ず、整定するまで待ち(ステップn1)、外乱があるか否かを判断し(ステップn2)、外乱がないときには、目標値変更されたか否かを判断し(ステップn3)、目標値変更がないときには、操作量の変化分ΔMVが判定基準値以上であるか否かを判断し(ステップn4)、判定基準値以上であるときには、ヒータ断線であると判断して表示し(ステップn5)、終了する。
【0102】
すなわち、上位コンピュータ8fのヒータ断線判断手段13fは、外乱が無く、目標値応答もなく、整定した条件で操作量の変化分ΔMVが、判定基準値を越えたときに、ヒータ断線が生じたと判断し、表示装置12に表示するのである。ここで、外乱とは、上述のように射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流したり、あるいは、射出ノズルを金型に接触させるなどの制御対象が熱を奪われ、温度が下がるなどのヒータ断線でなく、正常な状態で起こる温度変動の要因をいう。射出成形機を制御する上位コンピュータ8fでは、このような外乱が加わることが予め分かるので、このようなときの温度変動は、ヒータ断線ではなく正常であると判断できように処理するのである。
【0103】
このように温度調節器7fで操作量の変化分ΔMVを計算して上位コンピュータ8fに与える構成の他に、図30に示されるように、温度調節器7gに、操作量の変化分ΔMVの判定基準値を記憶した記憶部29gを設けるとともに、加工計測した操作量の変化分ΔMVと判定基準値と比較して断線を判定する断線判定手段30gを設け、その判定結果を、上位コンピュータ8gに与え、上位コンピュータ8gでは、外乱や目標値変更時には、ヒータ断線判断手段13gによる判断を禁止信号(Inhibit信号)によって禁止し、外乱でなく、かつ、目標値変更でないときの温度調節器7gからの判定結果に基づいて、ヒータ断線判断手段13gで最終的な判断を行うようにしてもよい。
【0104】
あるいは、図31に示されるように、温度調節器7hが、外乱や目標値変更時の判定を禁止する禁止信号(Inhibit信号)を、上位コンピュータ8hから受け取り、禁止信号が与えられていないときに、断線判定手段30hで断線の有無を判定し、その判定結果を、上位コンピュータ8hに与え、上位コンピュータ8hのヒータ断線判断手段13hでは、その判定結果を最終判断としてヒータ断線時には、表示装置12に表示させるものである。
【0105】
また、上述の参考例1と同様に、図6に示される複数chの場合にも同様に適用できるのは勿論であり、複数chの場合には、図32に示されるように、各chの操作量の変化分ΔMVと比較する判定基準値を各chで共通とすればよい。
【0106】
さらに、上述の参考例1の図8と同様に、交流電源5の電圧が低下した場合に、ヒータ断線であると誤って検出しないようにしてもよい。すなわち、図33に示されるように、各ch毎の偏差の平均値を、平均計算手段31で算出し、予め定められている固定値32を加算した値を判定基準値として比較器15で比較するようにしてもよい。
【0107】
さらに、上述の参考例3の図23と同様に、ヒータ断線以外の正常な現象による特徴的な変動波形を、ヒータ断線以外の現象検知手段を設けて検知してヒータ断線の有無の判断を禁止するようにし、温度調節器のみで最終的にヒータ断線の有無を判断するようにしてもよい。
【0108】
(実施の形態)
図34は、本発明の実施の形態を説明するための波形図であり、同図(a)は、正常な場合の検出温度PVを示す図であり、同図(b)は、正常な場合の操作量MVを示す図であり、同図(c)は、ヒータ断線が生じた場合の検出温度PVの変化を示す図であり、同図(d)は、ヒータ断線が生じた場合の操作量MVの変化を示す図である。
【0109】
なお、熱処理装置としての射出成形機1の全体構成は、図1に示される上述の参考例1と基本的に同様であるが、この実施の形態では、3本のヒータがΔ結線あるいはスター結線された3相ヒータのいずれか1本のヒータが断線した場合に適用して説明する。
【0110】
同図(a),(b)に示されるように、3相ヒータが正常に動作し、制御が整定している場合には、検出温度PVは目標温度SPにほぼ一致し、整定時の操作量である第1の整定操作量MV1は、ほぼ一定のままである。
【0111】
これに対して、同図(c),(d)に示されるように、3相ヒータの1相のヒータが断線してヒータの出力が低下すると、同じ操作量であっても検出温度PVが低下を始める。このため、温度低下を抑制するように、操作量が上昇し、整定を外れた後に再び整定する。この再び整定したときの第2の整定操作量MV2が、第1の整定操作量MV1のほぼ3/2倍となることを利用してヒータの断線を検出するものである。
【0112】
例えば、3相の3つのヒータが、操作量10%で100Wずつ合計300Wで発熱して整定している状態において、一つのヒータが断線して合計の発熱量が200Wになったとすると、合計300Wの発熱量を確保して再び整定するために、操作量は、1.5倍の15%となって断線していない二つのヒータの発熱量がそれぞれ150Wとなる。
【0113】
そこで、この実施の形態では、整定が外れて再び整定したときの操作量である第2の整定操作量MV2が、整定が外れる前の整定時の操作量である第1の整定操作量MV1の約1.5倍になったことを検出してヒータ断線と判断するのである。
【0114】
さらに、3つのヒータの発熱量のバラツキや温度センサと各ヒータの取り付け位置の違いなどの影響を考慮して、前記1.5倍を中心とした所定範囲、例えば、1.5±0.2倍になったことを検出してヒータ断線と判断するのである。
【0115】
図35は、この実施の形態の温度調節器7iおよび上位コンピュータ8iの要部のブロック図であり、上述の参考例1の図3に対応する図である。
【0116】
温度調節器7iは、温度センサ6からの検出温度PVが、上位コンピュータ8iから与えられる目標温度SPになるように、操作量MVを出力するPIDコントローラ9を備えるとともに、このPIDコントローラ9からの操作量MVに基づいて、上述のようにしてヒータの断線を検出するヒータ断線検出手段40を備えており、ヒータの断線が検出されると、検出信号が上位コンピュータ8iに与えられ、これによって、上位コンピュータ8iは、例えば、射出成形機の制御盤に配設されている表示装置12に断線であることを表示する。
【0117】
図36は、このヒータ断線検出手段40の動作説明に供するフローチャートであり、先ず、整定したか否かを定期的に判断する(ステップn1)。この判断は、例えば、一定期間に亘って検出温度PVがある範囲に収まったことで整定と判断する。整定したときには、第1の整定操作量としての整定操作量を一定周期毎に計測して更新し(ステップn2)、整定が外れたか否か、すなわち、前記ある範囲を外れたか否かを判断し(ステップn3)、整定が外れたときには、最後に計測した整定時の操作量を第1の整定操作量として記憶する(ステップn4)。
【0118】
次に、再び整定したか否かを定期的に判断し(ステップn5)、再び整定したときには、第2の整定操作量としての整定操作量を計測し(ステップn6)、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の約1.5倍であるか否か、例えば、1.3倍以上1.7倍以下であるか否かを判断し(ステップn7)、約1.5倍ではないときには、ヒータ断線ではないとしてステップn1に戻り、約1.5倍であるときには、3相ヒータの1相のヒータが断線したとして上位コンピュータ8iに検出信号を出力し(ステップn8)、例えば、上位コンピュータ8iからの検出解除指令に応答してステップn1に戻る(ステップn9)。
【0119】
ここでは、1chについて説明したけれども、図6に示される複数chの場合にも同様に適用できるのは勿論であり、複数chの場合には、ヒータ断線が複数chで同時に発生する確率が非常に小さいことを利用し、複数chの一つのchの整定操作量のみが約1.5倍となって他のchの整定操作量はほとんど変化がないことを検出してヒータ断線と判断するようにしてもよい。
【0120】
このようにすると、例えば、射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流したりするような正常な外乱、すなわち、全てのchの整定操作量が変動するような外乱を、ヒータ断線である誤って検出することがない。
【0121】
図37は、かかる複数chの場合のヒータ断線検出のフローチャートであり、上述の図36に対応する部分には、対応するステップ番号を付している。
【0122】
ステップn7において、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の約1.5倍であると判断されたときには、他のchでは、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の約1.5倍になっていないか否かを判断し(ステップn7’)、他のchも約1.5倍になっているときには、射出成形の立ち上げ時に射出成形機に原料樹脂を最初に流したりするような正常な外乱であるとして、ステップn1に戻り、
ステップn7’において、他のchは、約1.5倍になっていないときには、一つのchの3相ヒータの1相が断線したとして上位コンピュータ8iに検出信号を出力するのである(ステップn8)。
【0123】
なお、上述の実施の形態4と同様に、操作量に揺れがある場合には、ローパスフィルタ等で揺れをとるのが好ましい。
【0124】
この実施の形態では、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の1.5倍を中心とした所定範囲、例えば、1.5±0.2倍になったことを検出してヒータ断線と判断したけれども、本発明の他の実施の形態として、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の1.0倍を中心とした所定範囲、例えば、1.0±0.2倍の範囲から外れたこと、あるいは、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の1.5倍よりも小さな所定値、例えば、1.3倍の値以上になったことを検出してヒータ断線と判断してもよい。
【0125】
特に、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の1.5倍よりも小さな所定値以上になったことを検出してヒータ断線と判断することにより、3相ヒータの一つのヒータが断線した場合のみならず、二つのヒータが断線した場合(この場合は、第2の整定操作量が、第1の整定操作量の約3.0倍になる)にも断線を検出できることになる。
【0126】
この実施の形態によれば、温度調節器7i側のみでヒータの断線を検出できることになる。
【0127】
なお、この実施の形態では、3相ヒータに適用して説明したけれども、3相ヒータに限らず、n個(nは2以上の自然数)のヒータが並列に接続されて通電制御される場合に同様に適用することができ、この場合には、第2の整定操作量が、第1の整定操作量のn/(n−1)倍程度になることを利用してヒータの断線を検出することができる。
【0128】
(その他の実施の形態)
上述の実施の形態では、一つのチャネルが複数のヒータで構成されたけれども、一つのヒータで構成された場合であっても同様に断線を検出できるのは、勿論である。
【0129】
本発明の他の実施の形態を適宜組み合わせてもよく、例えば、最大傾き、定常ゲイン、操作量または偏差のいずれかに基づいてヒータ断線が検出されたときには、ヒータ断線としてもよい。
【0130】
上述の実施の形態では、熱処理装置として射出成形機に適用して説明したけれども、本発明は、射出成形機に限らず、押し出し成形機、圧縮成形機、半導体プロセスで用いられる熱酸化装置、枚葉式のCVD装置などヒータを用いて熱処理する他の装置にも適用できるものである。
【0131】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形の最大傾き ( 傾き=検出温度変化/時間変化 ) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、ヒータの断線を検出するので、従来の電流センサやヒータ電流測定回路などを必要とせず、簡単な構成で、かつ低コストでヒータの断線を検出できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例の熱処理システムの概略構成図である。
【図2】 図1の断線検出を説明するための波形図である。
【図3】 図1の温度調節器および上位コンピュータの要部のブロック図である。
【図4】 図3の上位コンピュータのブロック図である。
【図5】 他の参考例を説明するための波形図である。
【図6】 複数chの場合の概略構成図である。
【図7】 複数chの場合の上位コンピュータのブロック図である。
【図8】 他の参考例の図7に対応するブロック図である。
【図9】 他の参考例を説明するための波形図である。
【図10】 図9の参考例の温度調節器および上位コンピュータの要部のブロック図である。
【図11】 図10の上位コンピュータのブロック図である。
【図12】 複数chの場合の上位コンピュータのブロック図である。
【図13】 他の参考例の図8に対応するブロック図である。
【図14】 他の参考例の図10に対応するブロック図である。
【図15】 さらに他の参考例を説明するための波形図である。
【図16】 図15の参考例の温度調節器および上位コンピュータの要部のブロック図である。
【図17】 図16の上位コンピュータのブロック図である。
【図18】 動作説明に供するフローチャートである。
【図19】 他の参考例の図16に対応するブロック図である。
【図20】 さらに他の参考例の図16に対応するブロック図である。
【図21】 複数chの場合の上位コンピュータのブロック図である。
【図22】 他の参考例の図8に対応するブロック図である。
【図23】 本発明の実施の形態に係る温度調節器に設けられたヒータ断線判断手段のブロック図である。
【図24】 図23の現象検知手段の検知原理を説明するための図である。
【図25】 図23の現象検知手段の構成を示すブロック図である。
【図26】 参考例を説明するための波形図である。
【図27】 図26の温度調節器および上位コンピュータの要部のブロック図である。
【図28】 図27の上位コンピュータのブロック図である。
【図29】 動作説明に供するフローチャートである。
【図30】 他の参考例の図27に対応するブロック図である。
【図31】 さらに他の参考例の図27に対応するブロック図である。
【図32】 複数chの場合の上位コンピュータのブロック図である。
【図33】 他の参考例の図8に対応するブロック図である。
【図34】 本発明の実施の形態を説明するための波形図である。
【図35】 図34に実施の形態の温度調節器および上位コンピュータの要部のブロック図である。
【図36】 動作説明に供するフローチャートである。
【図37】 動作説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
1 射出成形機
2 射出シリンダ
3 ヒータ
5 交流電源
6 温度センサ
7,7a〜7h 温度調節器
8,8a〜8h 上位コンピュータ
9 PIDコントローラ
10 最大傾き計算手段
13,13a〜13h ヒータ断線判断手段
18 定常ゲイン計算手段
20 偏差計算手段
28 操作量変化分計測加工手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention, HiThe present invention relates to a temperature controller that controls temperature by controlling energization of a heater and a heat treatment apparatus including the temperature controller.
[0002]
[Prior art]
  In a heat treatment apparatus, for example, an injection molding machine, a plurality of heaters, for example, three-phase heaters, are attached to the outer peripheral wall of an injection cylinder, and are connected to a common three-phase power source via an SSR or the like to be supplied with power.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  In such an injection molding machine, a heater disconnection detection circuit is provided to detect the disconnection of the heater. In order to be able to detect any of the three-phase heaters that are disconnected, each three-phase heater is detected. Every time, it is necessary to provide two current sensors and a heater current measuring circuit to which the output of each current sensor is given.
[0004]
  The current sensor requires a CT that couples alternating current with a magnetically coupled transformer, and the heater current measurement circuit measures the output current of the CT only when the SSR that drives the heater is energized. Based on this, it was necessary to provide a function for determining whether or not the heater was disconnected.
[0005]
  As described above, the conventional disconnection detection circuit requires a plurality of current sensors and heater current measurement circuits, and thus has a problem that the configuration is complicated and the cost is high.
[0006]
  The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a disconnection detection method capable of detecting a disconnection with a simple configuration and at a low cost, and a temperature controller and a heat treatment apparatus suitable for the disconnection detection method. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is configured as follows in order to achieve the above-described object.
[0008]
  That is, the temperature controller of the present invention isA temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the heater that heats the control target is controlled based on the operation amount. In the temperature controller for controlling the temperature of the controlled object by controlling the energization of the heater, the maximum slope of the detected temperature waveform until the detected temperature of the controlled object reaches the target temperature ( Inclination = Change in detected temperature / Change in time ) A breakage detecting means for detecting breakage of the heater based on at least one of a steady gain after settling, the manipulated variable after settling, and the deviation after settling, and the breakage detecting means includes the control Detects normal disturbance corresponding to the input of the workpiece to be heat-treated by the target to the control target In the normal disturbance, detection of disconnection of the heater is prohibited, and the disturbance detection unit includes at least 3 along the moving direction of the workpiece to be controlled in the control target. Detection outputs of a plurality of temperature detection means for detecting the temperature of the control target at two different locations are provided, and the disturbance detection means is configured to perform normal operation based on the temperature difference between the detected temperatures detected at the different locations. It detects disturbances.
[0009]
  According to the present invention, the maximum slope of the detected temperature waveform until the detected temperature of the controlled object reaches the target temperature. ( Inclination = Change in detected temperature / Change in time ) Since the heater breakage is detected based on at least one of the steady gain after settling, the manipulated variable after settling, and the deviation after settling, a conventional current sensor or heater current measuring circuit is required. Instead, the disconnection of the heater can be detected with a simple configuration and at a low cost.
[0010]
  In addition, normal disturbances, for example, fluctuations in temperature, etc., when a workpiece such as a raw material resin or wafer is put into a controlled heating cylinder, hot plate, heat treatment furnace, etc. are detected by the disturbance detection means, and applied. During normal disturbance, detection of heater disconnection is prohibited, so that it is possible to prevent erroneous detection of fluctuations in temperature and the like due to the disturbance as being due to heater disconnection.
[0011]
  In addition, for example, normal disturbance such as charging of the raw material resin based on the temperature distribution (temperature gradient) of the heating cylinder generated when the raw material resin as the object to be processed is charged into the heating cylinder or the like to be controlled. Is detected and the heater disconnection detection is prohibited, so that erroneous detection of the heater disconnection can be prevented.
[0012]
  The temperature controller of the present invention includes a temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the power of the heater that heats the control target. And controlling the temperature of the object to be controlled by controlling the energization of the heater by controlling based on the operation amount, and n ( n is a natural number of 2 or more ) In the temperature controller that controls the energization for each channel by configuring one channel with the heater, the first setting operation amount that is the operation amount at the time of settling and the operation amount when the settling is lost and set again A disconnection detecting means for detecting disconnection of the heater based on a second settling operation amount, wherein the disconnection detecting means is configured such that the second settling operation amount is n / of the first settling operation amount; The heater disconnection is detected on the condition that (n-1) times.
[0013]
  According to the present invention, the first settling operation amount that is the operation amount at the time of settling before the heater is disconnected, and the second settling operation amount that is the operation amount when the heater is disconnected and settling again after being disconnected. Therefore, it is possible to detect the disconnection of the heater with a simple configuration and at a low cost without using a conventional current sensor or a heater current measuring circuit.
[0014]
  In addition, one channel is formed by the n heaters, and energization control is performed for each channel. The disconnection detecting unit is configured such that the second set operation amount is n / (n− of the first set operation amount. 1) A heater disconnection is detected on condition that it has become approximately doubled. For example, in the case of a three-phase heater, that is, when n = 3, if one of the heaters is disconnected, the first after the disconnection is detected. The settling operation amount of 2 is 1 of the first settling operation amount before disconnection. . 5 { = 3 / (3-1) } Since it becomes about double, the heater disconnection can be detected using this as a detection condition.
[0015]
  In a preferred embodiment of the present invention, the disconnection detecting means has the second settling operation amount in a predetermined range centered on n / (n-1) times the first settling operation amount. The predetermined range is determined in advance so as not to include the first settling operation amount in consideration of variations in the heat generation amount of the heater. .
[0016]
  According to this embodiment, for example, the second settling operation amount is set to n / (n of the first settling operation amount in consideration of the variation in the heat generation amount of the three heaters of the three-phase heater and the influence of the mounting position. -1) It is possible to detect a disconnection of the heater on condition that the predetermined range centered on the magnification is obtained.
[0017]
  The temperature controller of the present invention includes a temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the power of the heater that heats the control target. And controlling the temperature of the object to be controlled by controlling the energization of the heater by controlling based on the operation amount, and n ( n is a natural number of 2 or more ) In the temperature controller that controls the energization for each channel by configuring one channel with the heater, the first setting operation amount that is the operation amount at the time of settling and the operation amount when the settling is lost and set again A disconnection detecting means for detecting disconnection of the heater based on a second settling operation amount, wherein the disconnection detecting means is configured such that the second settling operation amount is n / of the first settling operation amount; (N-1) The heater disconnection is detected on condition that the predetermined value is smaller than a predetermined value smaller than (n-1) times. The predetermined value takes into account variations in the amount of heat generated by the heater, and the predetermined value. The above range is determined in advance so as not to include the first settling operation amount.
[0018]
  According to the present invention, for example, when one or more heaters of a three-phase heater are disconnected, it can be detected.
[0019]
  The heat treatment apparatus of the present invention includes a temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between a detected temperature of a control target and a target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off a power source of a heater that heats the control target. A heat treatment apparatus comprising: a temperature controller that controls energization of the heater to control the temperature of the control target by controlling based on the amount; and a disconnection detection device that detects disconnection of the heater, The temperature regulator is the maximum slope of the detected temperature waveform until the detected temperature of the controlled object reaches the target temperature. ( Inclination = Change in detected temperature / Change in time ) , At least one of a steady gain after settling, the manipulated variable after settling, and the deviation after settling can be output to the disconnection detection device, and the disconnection detection device is output from the temperature controller. Disturbance detection for detecting a normal disturbance corresponding to the input of an object to be processed that is heat-treated by the control object to the control object based on at least one of the above In the normal disturbance, detection of disconnection of the heater is prohibited, and the disturbance detection means includes at least three different locations along the moving direction of the workpiece to be controlled in the control target. Detection outputs of a plurality of temperature detection means for detecting the temperature of the controlled object are provided, and the disturbance detection means is based on the temperature difference between the detected temperatures detected at the different locations. There are, and detects the normal disturbance.
[0020]
  According to the present invention, the maximum slope of the detected temperature waveform until the detected temperature of the controlled object from the temperature controller reaches the target temperature. ( Inclination = Change in detected temperature / Change in time ) Since the disconnection detector of the computer or the like detects the disconnection of the heater based on at least one of the steady gain after settling, the manipulated variable after settling, and the deviation after settling, the conventional current It is possible to detect the disconnection of the heater with a simple configuration and at a low cost without requiring a sensor or a heater current measuring circuit.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
  First, prior to the description of the embodiment, a configuration for disconnection detection which is the premise thereof will be described as a reference example.
[0023]
  (Reference example 1)
  FIG.Heat treatment system to which heater break detection is appliedIt is a schematic block diagram.
[0024]
  A plurality of heaters 3 are attached to the outer peripheral wall of the injection cylinder 2 of the injection molding machine 1.As a switchIt is connected to a common AC power source 5 via the SSR 4. The injection cylinder 2 is provided with a temperature sensor 6 that detects the temperature of the cylinder 2, and the temperature sensor 6 and the SSR 4 are connected to a temperature regulator 7 that controls the temperature of the injection cylinder 2. Yes. The temperature controller 7 controls the energization of the heater 3 by giving an operation amount MV to the SSR 4 so that the detected temperature (current temperature) PV from the temperature sensor 6 becomes a target temperature (set temperature). is there.
[0025]
  Reference numeral 8 denotes a host computer that controls the entire injection molding machine such as mold clamping and injection. A temperature controller 7 is connected to the host computer 8 and can communicate with the temperature controller 7. Has been.
[0026]
  In this embodiment, in order to detect a disconnection of the heater 3 with a simple configuration and at a low cost without providing a current sensor such as a CT or a heater current measurement circuit, the following configuration is provided. Yes.
[0027]
  2A is a diagram showing a change in the manipulated variable MV at the time of raising the temperature from the room temperature to the target temperature, and FIG. 2B is a diagram showing a change in the detected temperature PV at the normal time. FIG. (C) is a diagram showing changes in the detected temperature PV when the heater break occurs,Detected temperature waveform during temperature riseMaximum slope R( Slope = temperature change / time change )The tangent line is also shown.
[0028]
  When the manipulated variable MV changes from the lower limit value to the upper limit value as shown in FIG. 5A at the time of temperature rise, the detected temperature shown in FIG. 5B is normal when the heater is not disconnected. The maximum slope R of PV change is always substantially constant.
[0029]
  On the other hand, for example, when at least one of the heaters 3 connected in parallel or the heaters 3 connected in parallel to each other is Δ-connected or star-connected, the amount of generated heat is reduced. As shown in FIG. 5C, the maximum gradient R of the change in the detected temperature PV is approximately ½ or 2/3 of the normal time.
[0030]
  ThereAnd thenThe maximum gradient R at the time of temperature rise until the outlet temperature reaches the target temperature is measured, the maximum gradient R is compared with a predetermined threshold value, and when the measured maximum gradient R becomes smaller than the threshold value, the heater It is determined that the disconnection has occurred.
[0031]
  FIG. 3 is a block diagram of the main parts of the temperature controller 7 and the host computer 8 of FIG. 1, and parts corresponding to those in FIG.
[0032]
  The temperature controller 7 outputs the manipulated variable MV so that the detected temperature PV from the temperature sensor 6 becomes the target temperature SP given from the host computer 8.As temperature controllerA PID controller 9 is provided, and a maximum inclination calculation means 10 that calculates the maximum inclination R based on the detected temperature PV and the manipulated variable MV and gives it to the host computer 8 is provided.
[0033]
  The calculation of the maximum slope R is the same as the conventional auto-tuning (self-tuning) for determining the PID constant, and is calculated by the following equation, for example.
[0034]
  R = ΔPV / {Δt × (MV upper limit value−MV lower limit value)}
  Where Δt is a unit time.
[0035]
  thisExampleAccording to the above, it is possible to detect the disconnection of the heater by using the maximum gradient R obtained in the automatic tuning (self-tuning) for determining the conventional PID constant as it is.
[0036]
  The upper computer 8 stores the maximum inclination in the normal state in which the heater is not disconnected in the storage unit 11, and the upper computer 8 calculates the maximum inclination R from the temperature controller 7 and the maximum inclination in the normal state. In comparison, when the maximum inclination R becomes smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the heater is disconnected, for example, a heater disconnection determination is displayed on the display device 12 provided in the control panel of the injection molding machine 1. Means 13 are provided.
[0037]
  FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the heater disconnection determination unit 13, and the maximum gradient R from the temperature controller 7 is divided by the maximum normal gradient stored in the storage unit 11 and stored in advance. The heater disconnection detection signal is output when the threshold value 14 is compared with the comparator 15 and becomes smaller than the threshold value.
[0038]
  As described above, since the heater disconnection is detected based on the maximum inclination at the time of temperature rise, that is, the heater disconnection is detected by software processing, a plurality of current sensors and a plurality of heater currents are detected as in the above-described conventional example. A measurement circuit or the like is not required, the configuration is simplified, and the cost can be reduced.
[0039]
  AboveReference exampleThen, the maximum slope R when raising the temperature from room temperature to the target temperature was measured to detect the heater disconnection.ExampleFor example, the heater disconnection may be detected based on the maximum gradient R when the target temperature is changed.
[0040]
  5 (a), (b), and (c) show the manipulated variable MV when the target value is changed, the change in the detected temperature PV at the normal time, and the change in the detected temperature PV when the heater is disconnected, respectively. A tangent line with an inclination R is also shown.
[0041]
  In this case, the maximum gradient R is calculated by the following equation, for example.
[0042]
  R = ΔPV / {Δt × (MV upper limit value−MV setting value)}
  Note that the above-mentionedReference examplesOf course, these may be combined.
[0043]
  Also, the aboveReference exampleThen, although an example of 1ch (channel) has been described, as shown in FIG. 6, it is of course applicable to the case of a plurality of channels in the same manner. As shown in FIG. 7, the normal maximum slope and threshold value may be common to each channel.
[0044]
  FIG. 8 shows another heater disconnection judgment means in the case of multiple channels.ExampleFIG.
[0045]
  thisExampleIs a configuration in which when the voltage of the AC power supply 5 decreases and the maximum slope R decreases, it is not erroneously detected that the heater is disconnected.
[0046]
  That is, thisExampleThen, the absolute value average of values obtained by dividing the maximum slope measured by the temperature controller 7 for each channel by the maximum slope at normal time is calculated by the absolute value average calculating means 16, and the calculated absolute value average is calculated. The comparator 15 compares the value obtained by subtracting a predetermined fixed value 17 from the value as a threshold value.
[0047]
  This fixed value is a value obtained by subtracting from the average absolute value at the normal time when there is no voltage fluctuation of the AC power supply 5 and no heater disconnection occurs.Figure of4 and the threshold value of FIG.
[0048]
  thisExampleThen, when the voltage of the AC power supply 5 decreases and the maximum inclination of all the channels ch decreases, and the value obtained by dividing the maximum inclination by the normal maximum inclination decreases, the absolute value average calculating means 16 The absolute value average value is also reduced, and the threshold value given to each comparator 15 is also reduced. As a result, the value obtained by dividing the maximum inclination by the normal maximum inclination does not fall below the threshold value, and the heater is disconnected. Will not be detected.
[0049]
  On the other hand, when the heater of a certain channel is disconnected and the maximum inclination of only that channel is small, the absolute value average value by the absolute value average calculating means 16 is hardly reduced, and therefore the threshold value is hardly reduced. . For this reason, the value obtained by dividing the maximum slope of the channel by the maximum slope at the time of normal falls below the threshold value, and the heater disconnection is detected.
[0050]
  The comparison determination by the heater disconnection determination meansExampleOf course, the heater breakage determination means may be provided on the temperature regulator 7 side so that the heater breakage can be detected by the temperature regulator 7.
[0051]
  (Reference example2)
  FIG.Other reference examplesFIG. 4A is a diagram showing a change in the manipulated variable MV at the normal time, and FIG. 4B is a diagram showing a change in the detected temperature PV at the normal time. FIG. 6C is a diagram showing a change in the manipulated variable MV when the heater is disconnected, and FIG. 10D is a diagram showing a change in the detected temperature PV when the heater is disconnected. is there. In addition, the whole structure of the injection molding machine 1 as a heat processing apparatus is the above-mentioned in FIG.Reference exampleBasically the same as 1.
[0052]
  The steady gain K, which is a value obtained by dividing the temperature increase obtained by subtracting the room temperature from the detected temperature PV shown in FIG. 5B with the manipulated variable MV after settling shown in FIG. In normal times it is always almost constant.
[0053]
  On the other hand, for example, when at least one of the heaters 3 connected in parallel or the heaters 3 connected in parallel to each other is Δ-connected or star-connected is disconnected, this is shown in FIG. Since the manipulated variable MV increases as described above, the steady-state gain is approximately ½ or 2/3 of that in the normal state.
[0054]
  So thisExampleThen, the steady gain K at the time of settling after the temperature rise is measured, the steady gain K is compared with a predetermined threshold value, and when the measured steady gain K becomes smaller than the threshold value, the heater breaks. It is judged that.
[0055]
  Figure 10 shows thisExampleFIG. 7 is a block diagram of the main parts of the temperature controller 7a and the host computer 8a.Reference exampleFIG. 4 is a diagram corresponding to FIG.
[0056]
  thisExampleThe temperature controller 7a includes a PID controller 9 that outputs an operation amount MV so that the detected temperature PV from the temperature sensor 6 becomes a target temperature SP given from the host computer 8a, and the detected temperature PV and the operation amount. A steady gain calculating means 18 is provided which calculates a steady gain K based on MV and gives it to the host computer 8a.
[0057]
  The steady gain K is calculated by the following equation, for example.
[0058]
  K = (PV−room temperature) / (setting MV)
  The calculation of the steady gain K is on condition that the fluctuation of the detected temperature PV is small and the fluctuation of the manipulated variable MV is small. Since the manipulated variable MV may fluctuate even during settling, the signal of the manipulated variable MV is averaged as necessary. Further, PV in the above formula may be replaced with the target temperature SP.
[0059]
  The host computer 8a stores a normal gain when the heater is not disconnected in the storage unit 11a. The host computer 8a uses the steady gain K from the temperature controller 7a and the normal gain when the heater is normal. In comparison, when the steady gain K becomes smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the heater is disconnected, and for example, a heater disconnection determination means is displayed on the display device 12 provided in the control panel of the injection molding machine. 13a.
[0060]
  FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the heater disconnection determining means 13a, which is stored in advance by dividing the steady gain K from the temperature controller 7a by the normal steady gain stored in the storage unit 11a. When the threshold value 14a is compared with the comparator 15 and becomes smaller than the threshold value, a heater disconnection detection signal is output.
[0061]
  Also, the aboveReference example6, the same applies to the case of a plurality of channels shown in FIG. 6. In the case of a plurality of channels, the heater disconnection determination means, as shown in FIG. The normal steady-state gain and the threshold value 14a may be common to each channel.
[0062]
  In addition, the aboveReference exampleSimilarly to FIG. 8 of FIG. 1, when the voltage of the AC power supply 5 decreases and the steady gain K decreases, it may not be erroneously detected that the heater is disconnected. That is, as shown in FIG. 13, the absolute value average calculating means 16a calculates the absolute value average of the values obtained by dividing the steady gain K measured by the temperature controller 7a for each channel by the normal gain at the normal time. Then, the comparator 15 may compare the value obtained by subtracting the predetermined fixed value 17a as a threshold value.
[0063]
  As shown in FIG. 9 described above, since the settling operation amount increases when the heater is disconnected, the heater disconnection may be detected based on the settling operation amount instead of the steady gain K.
[0064]
  FIG. 14 detects the disconnection of the heater based on the settling operation amount MV0.ExampleFIG. 11 is a block diagram corresponding to FIG. 10.
[0065]
  The temperature controller 7b includes a PID controller 9 that outputs an operation amount MV so that the detected temperature PV from the temperature sensor 6 becomes a target temperature SP given from the host computer 8b, and based on the operation amount MV, A settling operation amount calculation means 19 is provided which calculates the settling operation amount MV0 and gives it to the host computer 8b.
[0066]
  Even during settling, the manipulated variable MV may fluctuate, so the signal of the manipulated variable MV is averaged as necessary.
[0067]
  The host computer 8b stores the settling operation amount in a normal state where no heater disconnection has occurred in the storage unit 11b. The host computer 8b includes the settling operation amount MV0 from the temperature controller 7b and the settling operation in a normal state. When the amount of settling operation exceeds a predetermined threshold and the amount of settling operation becomes large, it is determined that the heater is disconnected, and for example, a heater is displayed on the display device 12 provided on the control panel of the injection molding machine. The disconnection judgment means 13b is provided.
[0068]
  However, since the amount of settling operation at the normal time varies depending on the target temperature SP, the determination of the heater disconnection is performed for the predetermined target temperature SP. Alternatively, for each of the plurality of target temperatures SP, the settling operation amount at the normal time is stored in advance, and when the settling operation amount MV0 corresponding to the target temperature SP is measured, it is determined whether or not the heater is disconnected. May be.
[0069]
  (Reference example3)
  FIG. 15 shows still another embodiment of the present invention.Reference exampleFIG. 4A is a diagram showing an operation amount MV at the time of settling in a normal case, and FIG. 4B is a diagram showing a deviation in a normal case. FIG. 4C is a diagram showing a change in the manipulated variable MV when a heater break occurs, and FIG. 4D is a diagram showing a deviation change when a heater break occurs. In addition, the whole structure of the injection molding machine 1 as a heat processing apparatus is the above-mentioned in FIG.Reference exampleBasically the same as 1.
[0070]
  The deviation (target temperature SP−detected temperature PV) after settling shown in FIG. 5B remains substantially zero, and the manipulated variable MV is also substantially constant as shown in FIG.
[0071]
  On the other hand, for example, when at least one of the heaters 3 in which two are connected in parallel or the heater 3 in which three are connected in a Δ connection or a star connection is disconnected, this is shown in FIG. Thus, the deviation once increases and approaches 0, and finally becomes approximately 0. Or a deviation remains. Further, as shown in FIG. 5C, the manipulated variable MV once increases and then becomes a substantially constant value.
[0072]
  However, deviation also occurs when there is a disturbance or a target value change.
[0073]
  So thisExampleThen, after determining the settling, it is determined that the heater is disconnected when the deviation exceeds a predetermined criterion value under the condition that it can be determined that there is no disturbance and no target value response.
[0074]
  Figure 16 shows thisExampleFIG. 7 is a block diagram of the main parts of the temperature controller 7c and the host computer 8c.Reference exampleFIG. 4 is a diagram corresponding to FIG.
[0075]
  The temperature controller 7c includes a PID controller 9 that outputs an operation amount MV so that the detected temperature PV from the temperature sensor 6 becomes the target temperature SP given from the host computer 8c, and the detected temperature PV and the target temperature SP. Based on the above, a deviation calculating means 20 is provided which calculates a deviation and gives it to the host computer 8c.
[0076]
  The deviation e is calculated by the following equation.
[0077]
  e = SP-PV
  The host computer 8c stores deviation determination reference values for determining the presence or absence of heater disconnection in the storage unit 11c. The host computer 8c is shown in FIG. 17 under the condition that there is no disturbance or target value change. As described above, the deviation from the temperature controller 7c is compared with the determination reference value by the comparator 15, and when the deviation exceeds the determination reference value, it is determined that the heater is disconnected, for example, control of the injection molding machine. A heater disconnection judging means 13c for displaying on the display device 12 arranged on the panel is provided.
[0078]
  FIG. 18 is a flow chart for explaining the operation of the heater disconnection determining means 13c. First, it waits until settling (step n1), determines whether there is a disturbance (step n2), and when there is no disturbance, It is determined whether or not the value has been changed (step n3). When there is no target value change, it is determined whether or not the deviation is greater than or equal to the determination reference value (step n4). Is displayed (step n5), and the process ends.
[0079]
  That is, the heater disconnection determination means 13c of the host computer 8c determines that the heater disconnection has occurred when there is no disturbance, there is no response to the target value, and the current deviation exceeds the determination reference value under the settling condition. It is displayed on the device 12. Here, disturbance refers to the flow of raw material resin to the injection molding machine at the start of injection molding, or the controlled object, such as bringing the injection nozzle into contact with the mold, is deprived of heat and the temperature drops. It is a factor of temperature fluctuation that occurs in a normal state, not a heater disconnection. On the injection molding machine side, that is, the host computer 8c that controls the injection molding machine, it can be known in advance that such a disturbance is applied. Therefore, it can be determined that the temperature fluctuation at this time is normal, not the heater disconnection. Is processed.
[0080]
  In addition to the configuration in which the temperature controller 7d calculates the deviation and gives it to the host computer 8d, as shown in FIG. 19, the temperature controller 7d is provided with a storage unit 21d that stores the deviation criterion value. In addition, a disconnection determination means 22d for calculating a deviation and comparing the determination reference value to determine disconnection is provided, and the determination result is given to the host computer 8d. In the host computer 8d, when the disturbance or the target value is changed, the heater is disconnected. The determination by the determination means 13d is prohibited by an inhibition signal (Inhibit signal), and the final determination is made by the heater disconnection determination means 13d based on the determination result from the temperature controller 7d when there is no disturbance and the target value is not changed. May be performed.
[0081]
  Alternatively, as shown in FIG. 20, when the temperature controller 7e receives from the host computer 8e a prohibition signal (Inhibit signal) that prohibits the determination at the time of disturbance or target value change, the prohibition signal is not given. The disconnection determination means 22e determines the presence or absence of disconnection, and gives the determination result to the host computer 8e. The heater disconnection determination means 13e of the host computer 8e uses the determination result as a final determination to the display device 12 when the heater is disconnected. It is what is displayed.
[0082]
  Also, the aboveReference example6, the same applies to the case of a plurality of channels shown in FIG. 6. In the case of a plurality of channels, as shown in FIG. 21, a criterion for comparison with the deviation of each channel. The value may be common to each channel.
[0083]
  In addition, the aboveReference exampleSimilarly to FIG. 8 of FIG. 1, when the voltage of the AC power supply 5 decreases, it may not be erroneously detected that the heater is disconnected. That is, as shown in FIG. 22, an average value of deviations for each channel is calculated by the average calculation means 23, and a value obtained by adding a predetermined fixed value 24 is compared by the comparator 15 as a determination reference value. You may make it do.
[0084]
  Each of the aboveReference exampleThen, in the event of disturbance or target value change, in order to prohibit the determination of the heater disconnection, the heater disconnection determination means 13c to 13e of the host computer determine whether or not there is a final heater disconnection.Embodiment of the present inventionAs shown in FIG. 23, it is finally determined whether or not the heater is disconnected on the temperature controller side.As disconnection detection meansA heater disconnection determination means 25 may be provided.
[0085]
  In this case, in order to prevent normal phenomena such as disturbances and target value changes on the temperature controller side from being mistakenly detected as heater disconnection, characteristic fluctuation waveforms due to normal phenomena other than heater disconnection, Phenomenon detection means other than heater disconnection( Disturbance detection means )26 is provided for detection, and a determination prohibition signal is output to each comparator 15 to prohibit the determination of the presence or absence of heater disconnection.
[0086]
  The configuration of the phenomenon detection means 26 other than the heater disconnection will be described. As an example of a fluctuation waveform of a characteristic deviation due to a normal phenomenon other than the heater disconnection, there is a temperature drop due to the flow of the resin when the raw material resin is first fed to the injection molding machine at the start of injection molding.
[0087]
  FIG. 24A shows a deviation due to the flow of the resin indicated by the arrows at the root A point, the intermediate B point, and the tip C point in the injection cylinder 2 of the injection molding machine shown in FIG. It shows the change of.
[0088]
  As shown in FIG. 24, when the resin starts to flow, the resin moves from the base of the injection cylinder 2 toward the tip, so that it is understood that the amount of heat taken away at the base is large and the temperature drop is large. Then, heat is carried by the movement of the resin, and the amount of heat taken away becomes smaller and the amount of temperature decrease becomes smaller toward the tip.
[0089]
  This phenomenon can be detected, for example, by comparing the temperature gradient (temperature difference) along the longitudinal direction of the injection cylinder 2. That is, even if the deviation of the ch on the most root side of the injection cylinder 2 is large, not only this ch but also other ch are small in size, but if there is a similar change, It is judged that the flow of the resin, and the judgment of the heater disconnection is prohibited.
[0090]
  For example, as shown in FIG. 25, the difference between the deviation at point B and the deviation at point A (B-A) and the difference between the deviation at point C and the deviation point at B (C-B) When the comparison is made by the comparator 27 and they are in a certain ratio relationship, a judgment prohibition signal for prohibiting judgment of the heater disconnection is output because it is a variation in deviation due to the flow of the resin.
[0091]
  Furthermore, the temperature drop due to the contact between the injection nozzle and the mold also causes a specific temperature change, and it is possible to output the determination prohibition signal as a phenomenon other than the heater disconnection.
[0092]
  (Reference example4)
  FIG. 26 shows still another embodiment of the present invention.Reference exampleFIG. 4A is a diagram showing an operation amount MV at the time of settling in a normal case, and FIG. 4B is a diagram showing a deviation in a normal case. FIG. 4C is a diagram showing a change in the manipulated variable MV when a heater break occurs, and FIG. 4D is a diagram showing a deviation change when a heater break occurs. In addition, the whole structure of the injection molding machine 1 as a heat processing apparatus is the above-mentioned in FIG.Reference exampleBasically the same as 1.
[0093]
  As shown in FIG. 5A, when the parallel heater operates normally and the control is stabilized, the operation amount MV remains substantially constant.
[0094]
  On the other hand, for example, when at least one of the heaters 3 in which two are connected in parallel or the heater 3 in which three are connected in a Δ connection or a star connection is disconnected, this is shown in FIG. Thus, the deviation once increases and approaches 0, and finally becomes approximately 0. Or a deviation remains. Further, as shown in FIG. 10C, the manipulated variable MV once increases and then reaches a substantially constant settling manipulated variable.
[0095]
  So thisExampleThen, the heater disconnection is detected based on the operation amount MV after determining the settling.
[0096]
  If the manipulated variable fluctuates, accurate detection is possible by averaging and updating. Alternatively, the fluctuation may be detected by a low-pass filter, the gradient of a sudden change may be detected by a differential filter, and if the gradient is more than a certain level, it may be determined that the heater is disconnected.
[0097]
  However, a sudden change in the operation amount occurs both during disturbance and during target response. In order to distinguish them from these, if it is determined that there is no disturbance and no target value response after determining the settling, if the change in the manipulated variable exceeds the criterion value, it is determined that the heater is disconnected, and the heater is disconnected. It detects.
[0098]
  Figure 27 shows thisExampleFIG. 7 is a block diagram of the main parts of the temperature controller 7f and the host computer 8f.Reference exampleFIG. 4 is a diagram corresponding to FIG.
[0099]
  The temperature controller 7f includes a PID controller 9 that outputs an operation amount MV so that the detected temperature PV from the temperature sensor 6 becomes the target temperature SP given from the host computer 8f, and the operation from the PID controller 9 As described above, there is provided an operation amount change measuring / processing means 28 that processes the amount MV with a low-pass filter or the like to measure the operation amount change ΔMV and gives it to the host computer 8f.
[0100]
  In the host computer 8f, a determination reference value of the change amount ΔMV of the operation amount for determining the presence or absence of the heater disconnection is stored in the storage unit 11f, and the host computer 8f is in a condition in which there is no disturbance or target value change. 28, the change amount ΔMV of the manipulated variable from the temperature controller 7f is compared with the determination reference value by the comparator 15, and when the change amount ΔMV of the manipulated variable exceeds the determination reference value, For example, a heater disconnection determining means 13f is provided for displaying on the display device 12 arranged on the control panel of the injection molding machine.
[0101]
  FIG. 29 is a flowchart for explaining the operation of the heater disconnection determining means. First, the process waits until settling (step n1), determines whether there is a disturbance (step n2), and when there is no disturbance, the target value It is determined whether or not a change has been made (step n3), and when there is no change in the target value, it is determined whether or not the operation amount change ΔMV is equal to or greater than a determination reference value (step n4). In some cases, it is determined that the heater is disconnected (step n5), and the process ends.
[0102]
  In other words, the heater disconnection determination means 13f of the host computer 8f determines that a heater disconnection has occurred when there is no disturbance, there is no response to the target value, and the change ΔMV in the manipulated variable exceeds the determination reference value under the set conditions. Then, it is displayed on the display device 12. Here, disturbance refers to the temperature of the controlled object such as first flowing the raw material resin through the injection molding machine at the start of injection molding as described above, or bringing the injection nozzle into contact with the mold. It is a factor of temperature fluctuation that occurs in a normal state, not a heater disconnection such as lowering. Since the host computer 8f that controls the injection molding machine knows in advance that such a disturbance is applied, the temperature fluctuation at this time is processed so that it can be determined that it is normal rather than the heater disconnection.
[0103]
  In addition to the configuration in which the temperature controller 7f calculates the change amount ΔMV of the manipulated variable and gives it to the host computer 8f, the temperature controller 7g determines the change amount ΔMV of the manipulated variable as shown in FIG. A storage unit 29g for storing a reference value is provided, and a disconnection determination means 30g for determining a disconnection is provided by comparing a change ΔMV in the manipulated variable measured and measured with a determination reference value, and the determination result is given to the host computer 8g. In the host computer 8g, when the disturbance or the target value is changed, the judgment by the heater disconnection judging means 13g is prohibited by a prohibition signal (Inhibit signal), and the judgment from the temperature controller 7g when there is no disturbance and the target value is not changed. Based on the result, the heater disconnection determination means 13g may make a final determination.
[0104]
  Alternatively, as shown in FIG. 31, when the temperature controller 7h receives from the host computer 8h a prohibition signal (Inhibit signal) that prohibits the determination at the time of disturbance or target value change, the prohibition signal is not given. The disconnection determination means 30h determines the presence or absence of disconnection, and gives the determination result to the host computer 8h. The heater disconnection determination means 13h of the host computer 8h uses the determination result as a final determination to the display device 12 when the heater is disconnected. It is what is displayed.
[0105]
  Also, the aboveReference exampleAs in the case of 1, the same applies to the case of a plurality of channels shown in FIG. 6. In the case of a plurality of channels, as shown in FIG. The determination reference value to be compared may be common to each channel.
[0106]
  In addition, the aboveReference exampleSimilarly to FIG. 8 of FIG. 1, when the voltage of the AC power supply 5 decreases, it may not be erroneously detected that the heater is disconnected. That is, as shown in FIG. 33, an average value of deviations for each channel is calculated by the average calculation means 31, and a value obtained by adding a predetermined fixed value 32 is compared by the comparator 15 as a determination reference value. You may make it do.
[0107]
  In addition, the aboveReference exampleAs in FIG. 23 of FIG. 3, a characteristic fluctuation waveform due to a normal phenomenon other than the heater disconnection is detected by providing a phenomenon detection means other than the heater disconnection to prohibit the determination of the presence or absence of the heater disconnection, thereby adjusting the temperature. It may be possible to finally determine whether or not the heater is disconnected only by the heater.
[0108]
  (Form of implementationstate)
  FIG. 34 shows the present invention.The fruitIt is a wave form chart for explaining an embodiment, the figure (a) is a figure showing detection temperature PV in the case of normal, and the figure (b) shows the amount of operation MV in the case of normal. FIG. 8C is a diagram showing a change in the detected temperature PV when the heater is disconnected, and FIG. 9D is a diagram showing a change in the operation amount MV when the heater is disconnected. It is.
[0109]
  The overall configuration of the injection molding machine 1 as a heat treatment apparatus is basically the same as that of the above-described reference example 1 shown in FIG. 1, but in this embodiment, three heaters are Δ-connected or star-connected. This will be applied to the case where one of the three-phase heaters is disconnected.
[0110]
  As shown in FIGS. 4A and 4B, when the three-phase heater operates normally and the control is settling, the detected temperature PV substantially coincides with the target temperature SP, and the setting operation is performed. The first settling operation amount MV1, which is the amount, remains substantially constant.
[0111]
  On the other hand, as shown in FIGS. 3C and 3D, when the one-phase heater of the three-phase heater is disconnected and the output of the heater is lowered, the detected temperature PV becomes the same even if the operation amount is the same. Start to decline. For this reason, the operation amount increases so as to suppress the temperature drop, and after settling is finished, the settling is performed again. The disconnection of the heater is detected by utilizing the fact that the second settling operation amount MV2 when settling again becomes approximately 3/2 times the first settling operation amount MV1.
[0112]
  For example, in a state where three heaters of three phases are heated and set at a total of 300 W at an operation amount of 10%, assuming that one heater is disconnected and the total heat generation amount is 200 W, a total of 300 W In order to secure the heat generation amount and settling again, the operation amount is 1.5 times 15%, and the heat generation amounts of the two heaters that are not disconnected become 150 W, respectively.
[0113]
  Therefore, in this embodiment, the second settling operation amount MV2 that is the operation amount when the settling is lost and set again is the first settling operation amount MV1 that is the operation amount at the settling time before the settling is released. It is determined that the heater is disconnected by detecting that it has increased by about 1.5 times.
[0114]
  Further, in consideration of the variation in the calorific value of the three heaters and the difference in the mounting position of the temperature sensor and each heater, a predetermined range centered on the 1.5 times, for example, 1.5 ± 0.2. It is determined that the heater has been disconnected by detecting the double.
[0115]
  FIG. 35 is a block diagram of the main parts of the temperature controller 7i and the host computer 8i of this embodiment.Reference exampleFIG. 4 is a diagram corresponding to FIG.
[0116]
  The temperature controller 7i includes a PID controller 9 that outputs an operation amount MV so that the detected temperature PV from the temperature sensor 6 becomes the target temperature SP given from the host computer 8i, and the operation from the PID controller 9 Based on the amount MV, the heater disconnection detecting means 40 for detecting the disconnection of the heater as described above is provided, and when the disconnection of the heater is detected, a detection signal is given to the host computer 8i, whereby For example, the computer 8i displays a disconnection on the display device 12 disposed on the control panel of the injection molding machine.
[0117]
  FIG. 36 is a flowchart for explaining the operation of the heater disconnection detecting means 40. First, it is periodically determined whether or not the settling is performed (step n1). This determination is, for example, determined as settling when the detected temperature PV is within a certain range over a certain period. When settling, the settling operation amount as the first settling operation amount is measured and updated at regular intervals (step n2), and it is determined whether or not the settling is out, that is, whether or not the certain range is exceeded. (Step n3) When the settling is lost, the operation amount at the time of the last settling is stored as the first settling operation amount (Step n4).
[0118]
  Next, it is periodically determined whether or not the settling is performed again (step n5). When the settling is performed again, the settling operation amount as the second settling operation amount is measured (step n6), and the second settling operation amount is measured. Is about 1.5 times the first settling operation amount, for example, about 1.3 times to 1.7 times (step n7), and about 1.5 times. If not, return to step n1 because the heater is not disconnected, and if it is about 1.5 times, output a detection signal to the upper computer 8i (step n8), for example, assuming that one phase of the three-phase heater is disconnected (step n8). In response to the detection cancellation command from the host computer 8i, the process returns to step n1 (step n9).
[0119]
  Here, although 1 ch has been described, the present invention can be similarly applied to the case of a plurality of channels shown in FIG. 6. In the case of a plurality of channels, there is a very high probability that heater breaks will occur simultaneously in a plurality of channels. Taking advantage of the small size, only the settling operation amount of one channel of multiple channels is about 1.5 times, and it is determined that there is almost no change in the settling operation amount of other channels and it is determined that the heater is disconnected. May be.
[0120]
  In this way, for example, a normal disturbance in which the raw material resin is first supplied to the injection molding machine at the start-up of the injection molding, that is, a disturbance in which the set operation amount of all the channels fluctuates, There is no false detection.
[0121]
  FIG. 37 is a flowchart of heater disconnection detection in the case of such a plurality of channels, and portions corresponding to the above-described FIG. 36 are given corresponding step numbers.
[0122]
  In step n7, when it is determined that the second settling operation amount is about 1.5 times the first settling operation amount, in other channels, the second settling operation amount is set to the first settling operation amount. It is judged whether or not the amount is about 1.5 times (step n7 '), and when other channels are also about 1.5 times, when the injection molding is started up, the raw material resin is supplied to the injection molding machine. And return to step n1 as normal disturbances such as
In step n7 ', when the other channels are not about 1.5 times, a detection signal is output to the host computer 8i on the assumption that one phase of the three-phase heater of one channel is disconnected (step n8). .
[0123]
  As in the above-described fourth embodiment, when there is a fluctuation in the operation amount, it is preferable to use a low-pass filter or the like.
[0124]
  In this embodiment, it is detected that the second settling operation amount has become a predetermined range centered on 1.5 times the first settling operation amount, for example, 1.5 ± 0.2 times. Although it is determined that the heater is disconnected, as another embodiment of the present invention, the second settling operation amount is a predetermined range centered at 1.0 times the first settling operation amount, for example, 1.0 ± 0. .2 out of range or the second settling operation amount is a predetermined value smaller than 1.5 times the first settling operation amount, for example, 1.3 times or more May be detected to determine that the heater is disconnected.
[0125]
  In particular, one heater of a three-phase heater is detected by detecting that the second settling operation amount is equal to or greater than a predetermined value smaller than 1.5 times the first settling operation amount and determining that the heater is disconnected. The disconnection can be detected not only when the heater is disconnected but also when the two heaters are disconnected (in this case, the second settling operation amount is approximately 3.0 times the first settling operation amount). Become.
[0126]
  According to this embodiment, the disconnection of the heater can be detected only on the temperature controller 7i side.
[0127]
  In this embodiment, the present invention is applied to a three-phase heater, but is not limited to a three-phase heater, and n (n is a natural number of 2 or more) Heaters are connected in parallel and energized and controlled in the same manner. In this case, the second settling operation amount is n / (n-1) of the first settling operation amount. The disconnection of the heater can be detected by utilizing the fact that it is about double.
[0128]
  (Other embodiments)
  In the above-described embodiment, one channel is configured by a plurality of heaters, but it is needless to say that disconnection can be similarly detected even when the channel is configured by one heater.
[0129]
  Other embodiments of the present invention may be appropriately combined. For example, when a heater break is detected based on any of the maximum inclination, steady gain, operation amount, or deviation, the heater break may be used.
[0130]
  In the above-described embodiment, the heat treatment apparatus has been described as applied to an injection molding machine. However, the present invention is not limited to an injection molding machine, but is an extrusion molding machine, a compression molding machine, a thermal oxidation apparatus used in a semiconductor process, a sheet. The present invention can also be applied to other apparatuses that perform heat treatment using a heater such as a leaf type CVD apparatus.
[0131]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention,Maximum slope of the detected temperature waveform until the detected temperature of the control target reaches the target temperature ( Inclination = Change in detected temperature / Change in time ) , Based on at least one of the steady gain after settling, the manipulated variable after settling, and the deviation after settling,Since the disconnection of the heater is detected, a conventional current sensor, a heater current measuring circuit, or the like is not required, and the disconnection of the heater can be detected with a simple configuration and at a low cost.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Reference heat treatment systemFIG.
[Figure 2]Disconnection detection in Fig. 1It is a wave form diagram for demonstrating.
3 is a block diagram of the main parts of the temperature controller and the host computer of FIG. 1. FIG.
4 is a block diagram of the host computer of FIG. 3. FIG.
[Figure 5]Other reference examplesIt is a wave form diagram for demonstrating.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram in the case of multiple channels.
FIG. 7 is a block diagram of a host computer in the case of multiple channels.
[Fig. 8]Other reference examplesFIG. 8 is a block diagram corresponding to FIG. 7.
FIG. 9Other reference examplesIt is a wave form diagram for demonstrating.
FIG. 10Reference exampleIt is a block diagram of the principal part of this temperature controller and a high-order computer.
11 is a block diagram of the host computer of FIG.
FIG. 12 is a block diagram of a host computer in the case of multiple channels.
FIG. 13Other reference examplesFIG. 9 is a block diagram corresponding to FIG. 8.
FIG. 14Other reference examplesFIG. 11 is a block diagram corresponding to FIG. 10.
FIG. 15Still other reference examplesIt is a wave form diagram for demonstrating.
FIG. 16Reference exampleIt is a block diagram of the principal part of this temperature controller and a high-order computer.
FIG. 17 is a block diagram of the upper computer in FIG. 16;
FIG. 18 is a flowchart for explaining the operation;
FIG. 19Other reference examplesFIG. 17 is a block diagram corresponding to FIG. 16.
FIG. 20Still other reference examplesFIG. 17 is a block diagram corresponding to FIG. 16.
FIG. 21 is a block diagram of a host computer in the case of multiple channels.
FIG. 22Other reference examplesFIG. 9 is a block diagram corresponding to FIG. 8.
FIG. 23 shows the present invention.The fruitIt is a block diagram of the heater disconnection judgment means provided in the temperature controller which concerns on embodiment.
24 is a diagram for explaining the detection principle of the phenomenon detection means of FIG. 23. FIG.
25 is a block diagram showing a configuration of the phenomenon detection unit of FIG. 23. FIG.
FIG. 26Reference exampleIt is a wave form diagram for demonstrating.
FIG. 27TemperatureIt is a block diagram of the principal part of a degree adjuster and a high-order computer.
28 is a block diagram of the host computer of FIG.
FIG. 29 is a flowchart for explaining the operation;
FIG. 30Other reference examplesFIG. 28 is a block diagram corresponding to FIG.
FIG. 31Still other reference examplesFIG. 28 is a block diagram corresponding to FIG.
FIG. 32 is a block diagram of a host computer in the case of multiple channels.
FIG. 33Other reference examplesFIG. 9 is a block diagram corresponding to FIG. 8.
FIG. 34The fruitIt is a wave form diagram for demonstrating embodiment.
FIG. 34 is a block diagram of the main parts of the temperature controller and the host computer according to the embodiment in FIG.
FIG. 36 is a flowchart for explaining the operation;
FIG. 37 is a flowchart for explaining the operation;
[Explanation of symbols]
  1 Injection molding machine
  2 Injection cylinder
  3 Heater
  5 AC power supply
  6 Temperature sensor
  7, 7a-7h Temperature controller
  8,8a-8h Host computer
  9 PID controller
  10 Maximum slope calculation means
  13, 13a-13h Heater disconnection judgment means
  18 Steady gain calculation means
  20 Deviation calculation means
  28 Operation amount change measurement processing means

Claims (5)

制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御する温度調節器において、A temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the heater that heats the control target is controlled based on the operation amount. In the temperature regulator for controlling the temperature of the controlled object by controlling the energization of the heater,
制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形の最大傾きMaximum slope of the detected temperature waveform until the detected temperature of the control target reaches the target temperature (( 傾き=検出温度変化/時間変化Slope = Change in detected temperature / Change in time )) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段を備え、A breakage detecting means for detecting breakage of the heater based on at least one of a steady gain after settling, the manipulated variable after settling and the deviation after settling,
前記断線検出手段は、前記制御対象によって熱処理される被処理物の該制御対象への投入に対応した正常な外乱を検知する外乱検知手段を含み、正常な外乱時には、ヒータの断線検出が禁止されるものであり、The disconnection detection means includes a disturbance detection means for detecting a normal disturbance corresponding to the input of the workpiece to be heat-treated by the control object to the control object, and during normal disturbance, detection of disconnection of the heater is prohibited. And
前記外乱検知手段には、投入される前記被処理物の前記制御対象における移動方向に沿って少なくとも3つの異なる箇所の前記制御対象の温度を検出する複数の温度検出手段の検出出力が与えられ、該外乱検知手段は、前記異なる箇所でそれぞれ検出される検出温度の温度差に基づいて、前記正常な外乱を検知することを特徴とする温度調節器。The disturbance detection means is provided with detection outputs of a plurality of temperature detection means for detecting the temperature of the control object at at least three different locations along the movement direction of the object to be processed in the control object, The disturbance detector detects the normal disturbance based on a temperature difference between detected temperatures detected at the different locations.
制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御するものであって、かつ、n個A temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the heater that heats the control target is controlled based on the operation amount. To control the temperature of the object to be controlled by controlling energization of the heater, and n (( nは2以上の自然数n is a natural number of 2 or more )) の前記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネル毎に通電を制御する温度調節器において、In the temperature controller for controlling the energization for each channel in which one channel is configured by the heater,
整定時の操作量である第1の整定操作量と、整定が外れて再び整定したときの操作量である第2の整定操作量とに基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段を備え、A disconnection detecting means for detecting disconnection of the heater based on a first settling operation amount that is an operation amount at the time of settling and a second settling operation amount that is an operation amount when the settling is lost and set again. Prepared,
前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍程度になったことを条件としてヒータの断線を検出することを特徴とする温度調節器。The disconnection detecting means detects the disconnection of the heater on the condition that the second settling operation amount is about n / (n-1) times the first settling operation amount. air conditioner.
前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍を中心とした所定範囲になったことを条件としてヒータの断線を検出するものであって、前記所定範囲が、前記ヒータの発熱量のバラツキを考慮し、かつ、前記第1の整定操作量を含まないように予め定められる請求項2記載の温度調節器。The disconnection detecting means detects a disconnection of the heater on the condition that the second settling operation amount is in a predetermined range centering on n / (n-1) times the first settling operation amount. 3. The temperature controller according to claim 2, wherein the predetermined range is determined in advance so as to take into account variations in the amount of heat generated by the heater and not to include the first settling operation amount. 制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御するものであって、かつ、n個A temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the heater that heats the control target is controlled based on the operation amount. To control the temperature of the object to be controlled by controlling energization of the heater, and n (( nは2以上の自然数n is a natural number of 2 or more )) の前記ヒータで一つのチャネルが構成されてチャネル毎に通電を制御する温度調節器において、In the temperature adjuster in which one channel is constituted by the heater and the energization is controlled for each channel,
整定時の操作量である第1の整定操作量と、整定が外れて再び整定したときの操作量である第2の整定操作量とに基づいて、前記ヒータの断線を検出する断線検出手段を備え、A disconnection detecting means for detecting disconnection of the heater based on a first settling operation amount that is an operation amount at the time of settling and a second settling operation amount that is an operation amount when the settling is lost and set again. Prepared,
前記断線検出手段は、前記第2の整定操作量が、前記第1の整定操作量のn/(n−1)倍よりも小さな所定値以上になったことを条件としてヒータの断線を検出するものであり、The disconnection detection unit detects disconnection of the heater on condition that the second settling operation amount is equal to or greater than a predetermined value smaller than n / (n-1) times the first settling operation amount. Is,
前記所定値が、前記ヒータの発熱量のバラツキを考慮し、かつ、該所定値以上の範囲に前記第1の整定操作量を含まないように予め定められることを特徴とする温度調節器。The temperature controller according to claim 1, wherein the predetermined value is determined in advance so as not to include the first settling operation amount in a range equal to or greater than the predetermined value in consideration of variation in the heat generation amount of the heater.
制御対象の検出温度と目標温度との偏差がなくなるように操作量を出力する温度コントローラを備え、前記制御対象を加熱するヒータの電源をオンオフする開閉器を、前記操作量に基いて制御することにより、前記ヒータの通電を制御して前記制御対象の温度を制御する温度調節器と、前記ヒータの断線を検出する断線検出装置とを備える熱処理装置であって、A temperature controller that outputs an operation amount so that a deviation between the detected temperature of the control target and the target temperature is eliminated, and a switch that turns on and off the heater that heats the control target is controlled based on the operation amount. A heat treatment apparatus comprising: a temperature controller that controls energization of the heater to control the temperature of the control target; and a disconnection detection device that detects disconnection of the heater,
前記温度調節器は、前記制御対象の検出温度が目標温度に達するまでの検出温度波形のThe temperature controller is configured to detect a detected temperature waveform until the detected temperature of the control target reaches a target temperature. 最大傾きMaximum slope (( 傾き=検出温度変化/時間変化Slope = Change in detected temperature / Change in time )) 、整定後の定常ゲイン、整定後の前記操作量および整定後の前記偏差の少なくともいずれか一つを前記断線検出装置に出力可能であり、, At least one of a steady gain after settling, the manipulated variable after settling, and the deviation after settling can be output to the disconnection detection device,
前記断線検出装置は、前記温度調節器から出力される前記少なくともいずれか一つに基づいて、前記ヒータの断線を検出するものであって、前記制御対象によって熱処理される被処理物の該制御対象への投入に対応した正常な外乱を検知する外乱検知手段を含み、正常な外乱時には、ヒータの断線検出が禁止されるものであり、The disconnection detection device detects disconnection of the heater based on the at least one output from the temperature controller, and the control target of an object to be heat-treated by the control target Including disturbance detection means for detecting normal disturbance corresponding to charging to the heater, and during normal disturbance, detection of disconnection of the heater is prohibited,
前記外乱検知手段には、投入される前記被処理物の前記制御対象における移動方向に沿って少なくとも3つの異なる箇所の前記制御対象の温度を検出する複数の温度検出手段の検出出力が与えられ、該外乱検知手段は、前記異なる箇所でそれぞれ検出される検出温度の温度差に基づいて、前記正常な外乱を検知することを特徴とする熱処理装置。The disturbance detection means is provided with detection outputs of a plurality of temperature detection means for detecting the temperature of the control object at at least three different locations along the movement direction of the object to be processed in the control object, The disturbance detecting means detects the normal disturbance based on a temperature difference between detected temperatures detected at the different locations.
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