Shinko 神港テクノス株式会社
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制御用語辞典のページです。製品の仕様や制御に関する用語について説明しています。

アドバンス機能(プログラム制御)

プログラム制御実行中,現在実行中のステップを中断し,次のステップの先頭に移行させる機能です。

 

ARW機能(アンチリセット・ワインドアップ)

PID制御での制御開始時,大きな偏差[目標値(SV)と現在値(PV)の差]があり,積分動作は現在値(PV)が目標値(SV)に達するまで一定方向に働き続けます。その結果,積分量が過大になりオーバシュートが発生します。
ARWを設定して,積分動作をする領域を制限することでオーバシュートを抑制します。

0%設定時,積分動作領域が最小の設定でオーバシュート抑制が最大になります。
50%設定時,積分動作領域が中の設定でオーバシュート抑制が中になります。
100%設定時,積分動作領域が最大の設定でオーバシュート抑制が最小になります。

オートチューニング機能を使うと,制御対象に対して適切なARW値を自動で設定できます。

 

ウエイト機能(プログラム制御)

プログラム制御実行中,ステップ終了時に現在値(PV)と目標値(SV)の偏差がウエイト設定値内に入っていない場合,次のステップに進まず,現在値(PV)と目標値(SV)の偏差がウエイト設定値内に入るまで次のステップに移行しない機能です。

 

ウォームアップ表示機能

電源投入時,マルチレンジ入力タイプで,選択しているセンサの種類が表示される機能です。

 

エアパージ

赤外線センサの先端レンズ部に空気を通すことにより,腐食性ガスや引火性ガス,塵埃などから本体を保護する場合に用います。
また,センサの温度上昇も防ぎます。

 

SV上昇率(下降率) (設定値ランプ)

目標値(SV)の急激な変化が起こった場合,制御の目標値(SV)を徐々に変化させる機能です。
目標値(SV)が1分間に上昇(下降)する値を設定します。
目標値(SV)を変更した時,変更前の目標値(SV)から変更後の目標値(SV)まで,設定された変化率(℃/分)で制御します。
電源投入時は,現在値(PV)から目標値(SV)まで,設定された変化率(℃/分)で制御します。
SV上昇率(下降率)を0または0.0に設定すると,この機能は働きません。

 

オートチューニング

制御対象に強制的に変動を与えて,比例帯(P),積分時間(I),微分時間(D)およびARW各設定値の最適値を自動的に算出する機能です。

 

オートリセット

P動作,PD動作時,現在値(PV)が安定した状態で,現在値(PV)と目標値(SV)の間に偏差(オフセット)が生じます。
オートリセットを実行することにより,リセット設定を自動的に算出し,オフセットを修正できます。
制御対象に変更が無い限り,次回からオートリセットの実行は必要ありません。

 

オーバラップ・デッドバンド

加熱・冷却制御動作を備えた機種の場合,目標値を中心に加熱と冷却の出力が同時に出る範囲をオーバラップといい,逆にどちらの出力も出ない範囲をデッドバンドといいます。
オーバラップを設定すると,エネルギー損失を生ずる事がありますが,制御精度の向上と応答を速める効果があります。
デッドバンドを設定すると,加熱も冷却も行われない領域が生じ,デッドバンド内では制御が不安定になります。


オーバラップ デッドバンド

オーバシュート

制御対象の温度が昇温していくと,目標値(SV)を大きく越えてしまうことがあります。
このことを,オーバシュートと言います。

オープンコレクタ出力

出力トランジスタのコレクタが,出力端子に直接つながれたものです。
直流電源と電磁開閉器(リレー)が必要です。

オープンコレクタ出力

オフセット

比例(P)動作または比例+微分(PD)動作において,目標値(SV)と現在値(PV)が一致しないまま安定する場合があります。
この目標値(SV)と現在値(PV)の誤差をオフセットといいます。

オフセット

ON/OFF動作

現在値(PV)が目標値(SV)よりも低い場合制御出力をONにし,現在値(PV)が目標値(SV)を越えた場合制御出力をOFFにします。
オーバシュートやハンチングが生じますので,精度を要求する温度制御には向きません。

ON/OFF動作

 

オンオフリレーサーボ

オープン出力,クローズ出力に各々リレー接点を備えており,偏差に応じて何れかの接点を動作させ,コントロールモータまたはモータバルブを正・逆転させるものです。
モータとポテンショメータは連結されており,制御状態(開閉状態)が調節計にフィードバックされます。

オンオフリレーサーボ


温度制御

温度調節計による温度制御の基本構成を以下に示します。



A. センサ
      制御対象の温度を測定します。
      センサとして,熱電対,測温抵抗体,電圧入力,電流入力を使用できます。
      センサ・検出端はこちら

B. 温度調節計
      温度調節計は,センサが測定した温度を測定値(PV)として受け取ります。
      そして測定値(PV)と制御の目標値(SV)との差(偏差)を打ち消すように出力操作量(MV)を算出します。
      出力操作量(MV)は,調節信号として,操作端へ出力されます。
      調節信号には,リレー出力,無接点電圧出力(SSR駆動用),電流出力などがあります。
      温度調節計(温調計・温調器)・指示調節計・プログラムコントローラはこちら

C. 操作端
      温度調節計からの調節信号を受け,ヒータへの負荷電源をON/OFFします。
      操作端には,電磁開閉器,SSR,電力調整器などがあります。
      SSR・電力調整器はこちら


最適な温度制御

理想的な温度制御とは,図1のように目標値(SV)をAからBに変更した場合,測定値(PV)が目標値(SV)に達するまでの時間的な応答遅れ,オーバシュートなどがなく,いかなる外乱に対しても目標値(SV)設定した値で制御することです。


            図1 理想的な温度制御

実際には熱容量,静特性,動特性,外乱などの要因が複雑に絡みあい,現実的には図1のような温度制御を実現させることは困難です。
また,用途,目的によっては,図3のように立ち上がりが遅くてもオーバシュートを抑制したい温度制御や,図4のようにオーバシュートが生じても早く上昇させ,安定させたい温度制御などが必要な場合もあります。
一般的には,図2を最適な温度制御といいます。

温度調節計は,図2のように測定値(PV)をすばやく目標値(SV)に昇温させ,安定させるよう設計されています。
また,急激な外乱により,温度にふらつきが生じた場合でも,すばやい応答でふらつきを最短の時間で収束させ,安定した温度制御を行います。




            図2 最適な温度制御


            図3 安定性は高いが,立ち上がりが遅い制御


            図4 立ち上がりは早いが,オーバシュート,アンダシュートをして安定する制御


制御対象の特性

温度制御で最適な制御を行うためには,温度調節計,センサ,操作端の他に制御対象がどのような特性を持っているか,十分理解する必要があります。
例えば,恒温槽(制御対象)の静特性が100℃までしか昇温できないのに,温度調節計の目標値(SV)を200℃に設定しても恒温槽の温度は100℃までしか昇温しません。

制御対象の特性は,下記4種類によって決まります。
・熱容量:    加熱のしやすさをあらわし,制御対象の容積の大小が関係します。
・静特性:    加熱の能力をあらわし,ヒータ容量の大小で決まります。
・動特性:    加熱初期の昇温特性(過渡応答)をあらわします。
        ヒータ容量,炉の容量の大小,センサの位置が複雑に関係します。
・外乱:       制御温度の変動/変化の原因となるものです。
        例えば,周囲温度,電源電圧の変化なども外乱の原因になります。



温度調節計(温調計・温調器)

温度調節計(温調計・温調器)は,センサが測定した温度[測定値(PV)]と制御の目標値(SV)との差(偏差)を打ち消すように出力操作量(MV)を算出し,制御を行う計器のことです。

弊社では,パネルマウント形(ACシリーズ,BC□2シリーズなど)および盤内設置形(WCL-13A,QX1シリーズなど)の温度調節計(温調計・温調器)をご用意しています。
温度調節計(温調計・温調器)・指示調節計・プログラムコントローラはこちら

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