專利名稱：異常報警裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及組裝到用電加熱器加熱控制對象并把其溫度控制為設定溫度的控制裝置中的報警電加熱器的電流異常等的異常報警裝置。
以往開發(fā)了通過用電加熱器等加熱控制對象把控制對象保持在設定溫度的控制裝置，但有時，電加熱器隨老化而斷線。在檢測這種電加熱器的異常方面，已經(jīng)開始并正在普及盡管輸出了為把控制對象加熱到設定溫度而決定流過電加熱器的電流的操作量，都可以檢測到電加熱器未流過電流的現(xiàn)象，并且一旦形成這樣的檢測則斷斷為電加熱器斷線異常并產(chǎn)生電加熱器斷線警報這樣的異常報警裝置。但是，電加熱器的異常不僅是上述斷線異常，還有在電加熱器中流過不應是本來流過的過大電流的異常(加熱器過電流異常)，或盡管操作量為0％但在電加熱器中都有電流流過的異常等現(xiàn)象(操作端短路異常)，然而，檢測這些異常并且發(fā)生警報的異常報警裝置且組裝到控制裝置中的設備現(xiàn)在還不存在。
于是，由于即使在電加熱器中流過過大的電流也不能夠檢測并發(fā)生誓報等，故存在發(fā)現(xiàn)不及時而在控制對象和其周圍機器中發(fā)生故障的危險，因而要求開發(fā)早期檢測上述那樣電加熱器過電流異常和操作短路異常等并發(fā)生警報的異常報警裝置。
由于在以往的作為檢測電加熱器的異常而發(fā)出警報的異常報警裝置且組裝到把電加熱器作為執(zhí)行元件的控制裝置的設備中即使能夠檢測電加熱器的斷線異常，但也不能檢測電加熱器的過電流異常和操作端路異常等，故存在雖產(chǎn)生這些異常但發(fā)現(xiàn)不及時而在控制對象和其周圍機器發(fā)生故障，進而在制造裝置上擴大故障，制造流水線停止等危險。
本發(fā)明是為解決上述那樣的課題而形成的，目的在于得到能夠檢測電加熱器的過電流異常和操作端短路異常并進行報警的異常報警裝置。
與本發(fā)明有關的異常報警裝置具備
用于加熱控制對象的加熱裝置；為把上述控制對象的溫度調(diào)節(jié)為設定溫度求決定與上述加熱裝置必要的加熱操作相關連的物理量大小的操作量，并根據(jù)該操作量控制上述加熱裝置的控制裝置；檢測與由上述控制裝置控制的上述加熱裝置進行的加熱操作相關連的物理量的大小的檢測裝置；盡管前述操作量為0％但由上述檢測裝置檢測出的上述物理量的大小仍在第1予定值以上時輸出第1異常警報，同時盡管上述操作量為適當值但由上述檢測裝置檢測的上述物理量的大小仍在第2予定值以上時輸出第2異常警報的報警裝置。


圖1是示出組裝了本發(fā)明的異常報警裝置的控制裝置的實施例1的功能框圖。
圖2是示出圖1所示的報警判定單元的異常檢測及警報發(fā)生處理的流程的流程圖。
圖3是示出適用本發(fā)明能夠得到同樣效果的各控制對象的應用例的圖表。
圖4是示出組裝了本發(fā)明的異常報警裝置的控制裝置的實施例2的功能框圖。
<發(fā)明的實施形態(tài)>
以下，說明本發(fā)明的一實施形態(tài)。
實施例1圖1是示出組裝了本發(fā)明的異常報警裝置的控制裝置的實施例1的功能框圖。1是控制作為加熱裝置的電加器等執(zhí)行元件2的動作使得控制對象4的溫度等的狀態(tài)量為設定值的控制裝置，3是檢測流過執(zhí)行元件2的，作為與執(zhí)行元件2的加熱等的操作相關聯(lián)的物理量的電流的電流互感器(CT)(檢測裝置)，4是例如水槽內(nèi)的液體等控制對象，5是檢測控制對象4的如溫度的傳感器。另外，執(zhí)行元件2是依據(jù)被供給的電流等的輸出而動作(例如發(fā)熱)的如電加熱器。本發(fā)明不限于用電加熱器等的加熱對控制對象4的溫度進行控制的情況，以下，以溫度控制為例進行說明。
這里，控制裝置1具有根據(jù)控制對象4的設定溫度和由傳感器5檢測出的當前溫度求為把控制對象4加熱到設定溫度而決定流過執(zhí)行元件2的電流的操作量，由此控制執(zhí)行元件2的動作等使得控制對象4的溫度成為設定溫度的控制單元11；作為把從該控制單元11的輸出的操作量變換為通/斷輸出或與時間成比例的輸出的驅動電路的輸出驅動單元12；檢測執(zhí)行元件2的異常并判定是否發(fā)生警報的報警判定單元(報警裝置)13；輸入電流互感器3檢測的電流輸入單元14；暫時保存由該電流輸入單元14輸入的電流值的電流值緩沖存儲器15；暫時保存從報警判定單元13輸出的報警信號的報警輸出狀態(tài)緩沖存儲器16；把判定基準值輸入到存儲單元18-21的判定基準值輸入單元17；存儲在從控制單元11輸出操作量時流過執(zhí)行元件2的最大電流的上限值的最大電流設定值上限存儲單元18；存儲在從控制單元11輸出操作量時能夠流過執(zhí)行元件2的允許最大電流的下限值的最大電流設定值下限存儲單元19；存儲在從控制單元11未輸出操作量或操作量為0％時能夠流過執(zhí)行元件2的允許最小電流的上限值的最小電流設定值上限存儲單元20；存儲在從控制單元11未輸出操作量或操作量為0％時能夠流過執(zhí)行元件2的允許最小電流的下限值的最小電流設定值下限存儲單元21。
另外，控制裝置還包含控制裝置1及輸出驅動單元12。
下面，說明本實施形態(tài)的動作?？刂蒲b置1的控制單元11輸入由傳感器5檢出的控制對象4的溫度等的當前值，把該當前值與予先設定的控制對象4的溫度設定值進行比較，根據(jù)該比較結果求用于使控制對象4達到設定溫度的操作量(MV)，把該操作量(例如電壓)供給輸出驅動單元12。輸出驅動單元12在把操作量變換為通/斷電流的情況下由繼電器構成，在把操作量變換為與時間成比例的電流輸出的情況下由固態(tài)繼電器構成，把輸入的操作量變換為通/斷電流輸出或與時間成比例的電流輸出，并輸出到執(zhí)行元件2。例如由電加熱器構成的執(zhí)行元件2改變控制對象4的溫度，控制單元11通過上述控制動作進行控制使控制對象4的溫度成為設定溫度，若達到設定溫度則進行保持該溫度的控制。
另一方面，在控制單元11進行上述那樣的控制時，用電流互感器3檢測供給到執(zhí)行元件2的輸出值如電流值，該檢測出的電流值由電流輸入單元14保存在電流值緩沖存儲器15中。報警判定單元13以予定的周期讀入被保存在電流值緩沖存儲器15中的上述電流值的同時，讀入從控制單元11輸出的操作量的有無或大小，進行以下詳述的報警判定處理。
圖2是示出報警判定單元13實行的報警判定處理的流程的流程圖。首先，報警判定單元13在步驟ST201中，判斷從輸出驅動單元12輸出的輸出種類是通/斷控制輸出還是時間比例控制等的連續(xù)輸出，連續(xù)輸出時進入步驟ST203，通/斷控制時進入步驟ST202。在步驟ST202中，報警判定單元13判定是輸出了操作量還是來輸出操作量的斷開狀態(tài)，未輸出時進入步驟ST206，輸出時進入步驟ST204。另一方面，如上述那樣進入了步驟ST203時，報警判定單元13判定從控制單元11輸出的操作量是否大于0％，大于0％時進入步驟ST204，操作量為0％時，進入步驟ST206。
報警判定單元13在步驟ST204中把從電流值緩沖存儲器15讀入的供給執(zhí)行元件2的當前的電流值(以后把其也稱為當前值)和存儲在最大電流設定值上限存儲單元18中的最大電流值的上限值相比較，在上述當前值為上述最大電流值的上限值以上時，進入步驟ST213，否則進入步驟ST205。報警判定單元13在步驟ST213中發(fā)生過電流報警信號，經(jīng)由報警輸出狀態(tài)緩沖器16將其輸出到外部。另一方面，進入了步驟ST205時，報警判定單元13比較上述當前值和存儲在最大電流設定值下限存儲單元19中的最大電流值的下限值，在上述當前值為上述下限值以下時，進入步驟ST212，否則進入步驟ST211。報警判定單元13在步驟ST212中發(fā)生小電流報警信號，經(jīng)由報警輸入狀態(tài)緩沖器16將其輸出到外部。另一方面，進入到步驟ST211時，報警判定單元13在未發(fā)出報警時不進行任何動作，在發(fā)生報警時停止其報警信號的發(fā)生，結束處理。
如上所述，進入到步驟ST206時，報警判定單元13把上述當前值和存儲在最小電流設定值上限存儲單元20中的最小電流的上限值進行比較，在當前值為最小電流上限值以上時進入步驟ST208，否則進入步驟ST207。報警判定單元13在步驟ST208中發(fā)生電流報警信號，經(jīng)由報警輸出狀態(tài)緩沖器16將其輸出到外部。進入到步驟ST207時，報警判定單元13比較上述當前值和存儲在最小電流設定值下限存儲單元21中的最小電流的下限值，在當前值為最小電流下限值以下時進入步驟ST209，否則進入步驟ST210。報警判定單元13在步驟ST209中發(fā)生小電流報警信號，經(jīng)由報警輸出狀態(tài)緩沖器16將其輸出到外部。進入到步驟ST210時，報警判定單元13在沒有發(fā)出報警時不進行任何動作而結束處理，在發(fā)出報警時停止其報警信號的輸出后結束處理。但如果把存儲在最小電流設定值下限存儲單元21中的最小電流的下限值設定為0，則由于不存在小于0的電流值，故也能夠使步驟ST207的判斷處理在實用上不起作用。
雖然未圖示，但從報警輸出狀態(tài)緩沖存儲器16輸出的報警信號根據(jù)其種類，或者使發(fā)光二極管發(fā)光，或者發(fā)生報警聲等。成為傳遞給操作者的視覺和聽覺的警報。另外，也可以根據(jù)報警信號的種類在液晶顯示裝置(LCD)等上顯示例如“發(fā)生了過電流”等信息。
若依據(jù)本實施例，則當在步驟ST204中輸出了操作量或操作量大于0％時，判斷為當前值在予先設定的最大電流值的上限值以上的情況下，判斷為執(zhí)行元件2中流過過大的電流，應在事前避免用這種過大的電流加熱，控制對象4成為異常高溫而引起火災等危險，在步驟ST213能夠輸出過電流警報。在步驟ST205中操作量被輸出或操作量大于0％時，當前值為予先設定的最大電流的下限值以下的情況下，流過執(zhí)行元件2中的電流過小，判斷為由于某些故障在執(zhí)行元件2中未流過電流或難于流過電流，在步驟ST212中能夠輸出過小電流警報。
進而，在步驟ST206中未輸出操作量或操作量為0％時并被判斷為當前值為予先設定的最小電流的上限值以上的情況下，意味著在執(zhí)行元件2中流過比原來流過的電流大得多的電流。判斷為發(fā)生某些故障，例如操作端短路等，在步驟ST208中能夠輸出過電流警報。在步驟ST207中未輸出操作量或操作量為0％時并被判斷為當前值為予先設定的最小電流的下限值以下的情況下，意味著在執(zhí)行元件2中的相對于本應流過的電流實際上流過的電流過小，判斷為由于某些故障在執(zhí)行元件2中未流過電流或難于流過電流，在步驟ST209中能夠輸出過小電流警報，由此，操作者能夠依據(jù)上述過電流警報和過小電流警報早期得知執(zhí)行元件2及其周邊機器(輸出驅動單元等)的異常，能夠迅速地采取停止生產(chǎn)線等適當措施，阻止事態(tài)嚴重化。
另外，在執(zhí)行元件2是燃燒爐并且向該燃燒爐供給的燃氣量隨操作量變化時，即使操作量是0％，但由于需要在燃燒爐中始終燃燒著火種，故向燃燒爐供給的燃氣不為0。從而，在上述步驟ST207中盡管操作量為0％但向燃燒爐供給的燃氣流量為予先決定的最小燃氣流量的下限值以下時，判斷為在火種系統(tǒng)中發(fā)生了某些異常，因此，在這里意味著發(fā)生警報。
還有，能夠把從警報輸出狀態(tài)緩沖器16輸出的報警信號輸入到控制總體生產(chǎn)線的主計算機等中使得主計算機依據(jù)報警信號的種類自動停止生產(chǎn)線，還能夠建立若檢測到執(zhí)行元件2及其周圍電路的異常則立即停止生產(chǎn)線的系統(tǒng)。
另外，在上述實施例的說明中，對作為執(zhí)行元件2使用電加熱器，作為檢測在該電加熱器中流過的電流的傳感器使用電流互感器3、作為輸出驅動單元12使用繼電器或固態(tài)繼電器的情況進行了說明，而作為執(zhí)行元件2、輸出驅動單元12及傳感器，根據(jù)控制對象的種類及控制的物理量，可以使用圖3所示的各種裝置。這樣，即使在調(diào)節(jié)和電流不同的物理量以控制和上述實施形態(tài)不同種類的控制對象的溫度等狀態(tài)量時，也能夠適用本發(fā)明得到同樣的效果。例如，作為加熱裝置的執(zhí)行元件2使用燃燒爐，從而，燃燒爐的調(diào)節(jié)控制物理量是燃氣流量時，作為傳感器使用氣體流量傳感器，作為輸出驅動單元12使用閥和開閉該閥的散度調(diào)整電機，這種情況下，控制對象4為爐體的溫度。在這種結構時，報警判定單元13把由氣體流量傳感器檢測出的當前燃氣漢量(當前值)與予先設定的最大/最小燃氣流量上限/下限值進行比較，能夠發(fā)生過大/過小燃氣流量警報等。
<實施例2>
圖4是示出本發(fā)明的實施例2的功能框圖。1是進行控制使水槽內(nèi)的液體等的控制對象4的溫度成為設定值的控制裝置，2是作為加熱控制對象4的加熱裝置的電加熱器，3是測定流過電加熱器2中的電流值的電流互感器，4是水槽內(nèi)的流體等控制對象，5是檢測控制對象4的溫度的熱電偶，6是進行向電加熱器2接通或阻斷電流的繼電器，7是向電加熱器2供給電流的電源，12是把從控制裝置1輸出的操作量變換為時間比例的電流的固態(tài)繼電器(SSR)(驅動電路)。另外，控制裝置包括控制裝置1和固態(tài)繼電器12。
下面說明本實施例的動作。控制裝置1輸入由熱電偶5檢出的控制對象4的溫度的當前值，把該當前值與予先設定的控制對象4溫度設定值進行比較，根據(jù)其比較結果求用于把控制對象4的溫度調(diào)節(jié)為設定溫度的操作量(MV)，把該操作量(時間比例的電壓)輸出到固態(tài)繼電器12。固態(tài)繼電器12把輸入的操作量變換為與時間成比例的電流，將其輸出到電加熱器2。電加熱器2用通過固態(tài)繼電器12從電源7供給的電流加熱而發(fā)熱，根據(jù)其發(fā)熱量，控制對象4的溫度上升或下降，或者維持控制對象4的當前溫度。控制裝置1用上述那樣的控制動作把控制對象4的溫度調(diào)節(jié)為設定值，一旦達到設定值，則進行保持該溫度控制。
在上述那樣的控制動作期間，電流互感器3檢測流過電加熱器2中的電流，把其檢測電流值作為當前值反饋到控制裝置1的報警判定單元(報警裝置)13。由此，報警判定單元13在適當輸出操作量時，把上述當前值與予先設定的電加熱器2的允許最大電流值進行比較，在上述當前值為該允許最大電流值以上時，輸出過電流警報，同時，用流過電流警報輸出斷開斷電器6。由此，在停止向電加熱器2供給過大電流的同時，向操作者報警發(fā)生了在電加熱器2中流過過大電流的異常情況。
另外，報警判定單元13在輸出的操作量為0％時，把上述當前值與予先設定的電加熱器2的最小電流值(例如0)相比較，在上述當前值大于該最小電流值并在電加熱器中流過電流時，輸出操作端短路警報，向操作者報警發(fā)生了異常情況。還有，報警判定單元13在適當?shù)剌敵隽瞬僮髁繒r，在流過電加熱器2中的電流值即上述當前值為0的情況下，判斷為電加熱器2斷線，輸出告之這一故障的警報，向操作者報警電加熱器2斷線。
若依據(jù)本發(fā)明，雖然適當輸出操作量，但能夠檢測出在電加熱器2中流過過電流并將其作為過電流異常向操作者報警，同時，還能夠在操作量盡管為0％的狀態(tài)下，檢測出在電加熱器2中流過電流并將其作為操作端短路異常向操作者報警。由此，操作者能夠立即得知電加熱器2的過電流異常和操作端短路異常，能夠迅速采取停止生產(chǎn)線等適宜的措施，防止事態(tài)嚴重化。
另外，為檢測電流而使用電流互感器3是基于謙價、可以簡單得到，形狀為5cm×5cm×1cm左右，設置非常簡單，以及不必向電流互感器自身供民等理由。
如以上所述，若依據(jù)本發(fā)明則具有如下的效果，即，在盡管操作量適宜但與例如電加熱器這樣的加熱裝置的加熱操作相關聯(lián)的物理量的當前值如電加熱器中流過的電流的當前值大于予先設定的允許最大電流的情況下，以及盡管操作量為0％但檢測出在電加熱器中流過電流的情況下，能夠檢測并報警電加熱器的過電流異常和操作端短路異常。
權利要求
1.異常報警裝置，具有用于加熱控制對象的加熱裝置；求決定與為了把上述控制對象的溫度調(diào)節(jié)為設定濕度所需要的上述加熱裝置的加熱操作相關聯(lián)的物理量大小的操作量，根據(jù)該操作量控制上述加熱裝置的控制裝置；檢測與由上述控制裝置控制的上述加熱裝置進行的加熱操作相關聯(lián)的物理量大小的檢測裝置；在盡管上述操作量為0％但由上述檢測裝置檢測出的上述物理量的大小為第1子定值以上時輸出第1異常警報，同時，在盡管上述操作量為適宜值但由上述檢測裝置檢測出的上述物理量的大小為第2予定值以上時輸出第2異常警報的報警裝置。
全文摘要
檢測并報警加熱器過電流異常和操作端短路異常?？刂蒲b置1通過把用于使控制對象4成為設定溫度的操作量在固態(tài)繼電器12中變換為與時間成比例的電流并控制電加熱器2的電流，把控制對象4控制為設定溫度。其間，控制裝置1的報警判定單元13用電流以互感器3檢測流過電加熱器2的電流，若盡管上述操作量為0％但檢測出流過電加熱器2的電流，則發(fā)出操作端短路警報，同時，若盡管上述操作量適宜地輸出但檢測出流過電加熱器2的過電流，則發(fā)出過電流警報。
文檔編號G08B25/00GK1148688SQ96111250
公開日1997年4月30日 申請日期1996年8月30日 優(yōu)先權日1995年9月1日
發(fā)明者平山博文 申請人:山武·霍尼韋爾公司