JP5291139B2 - 回転型流体輸送機械システムおよび回転型流体輸送機械の制御方法 - Google Patents
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Description
熱交換量∝モータ周波数×温度差、すなわち、温度差∝熱交換量/モータ周波数
したがって、熱交換量が一定である場合、温度差とモータ周波数とは反比例の関係にあり、モータ周波数が高い領域では、モータ周波数の変動量に対する温度差の変動量は小さいが、モータ周波数が低い領域では、モータ周波数の変動量に対する温度差の変動量が大きくなる。
遅れ時間=(内径/2)2×π×往復距離/単位流量=流路全体積/単位流量
流路全体積は一定なので、遅れ時間は、冷却水の単位流量に反比例する。また、冷却水の単位流量は、モータ周波数に比例するため、遅れ時間は、モータ周波数に反比例する。したがって、モータ周波数が高い領域では、モータ周波数の変動量に対する遅れ時間の変動量は小さいが、モータ周波数が低い領域では、モータ周波数の変動量に対する遅れ時間の変動量が大きくなる。
図1は、本発明の実施の形態にかかる回転型流体輸送機械システム1の概略構成を示すブロック図である。
図2は、本発明の実施の形態にかかる制御方法でモータ4を制御したときのサンプリング値ΔT、温度差最大値ΔTLおよびフィードバック値Pvの変動の一例を示すグラフである。図3は、本発明の実施の形態にかかる制御方法でモータ4を制御したときのサンプリング値ΔT、温度差最大値ΔTLおよびフィードバック値Pvの変動の他の例を示すグラフである。
(1)初期化時に、フィードバック値Pv、温度差最大値ΔTL、温度差最小値ΔTsとして以下の初期値を設定する。また、初期化時に、任意の長さに設定された更新終了判定タイマTdおよび更新判定タイマTcをスタートさせる。
フィードバック値Pv・・・「0」
温度差最大値ΔTL・・・「0」
温度差最小値ΔTs・・・「システム系の最大値」
なお、フィードバック値Pvは、フィードバック値更新処理部19に記憶され、温度差最大値ΔTLは、最大値更新処理部17に記憶され、温度差最小値ΔTsは、最小値更新処理部18に記憶される。また、更新判定タイマTcは、更新終了判定タイマTdよりも長く設定されている。
以上説明したように、本形態では、更新終了判定タイマTdがカウントアップすると、最大値更新処理部17に記憶される温度差最大値ΔTLをフィードバック値Pvとするフィードバック値Pvの更新が行われる。すなわち、本形態では、更新終了判定タイマTdがカウントアップすると、図2に示すように、1周期t内のサンプリング値ΔTの最大値を利用して、フィードバック値Pvの更新が行われる。また、本形態では、Pv<ΔTLになると、最大値更新処理部17に記憶される温度差最大値ΔTLをフィードバック値Pvとするフィードバック値Pvの更新が行われる。
上述した形態では、更新終了判定タイマTdを用いて、1周期tにおけるサンプリング値ΔTの最小値を検出しているが、更新終了判定タイマTdを用いて、1周期t内のサンプリング値ΔTの最大値を検出しても良い。この場合には、上述のアルゴリズム(4)、(5)に代えて、以下のアルゴリズム(4´)、(5´)を用いれば良い。
(4´)ΔT>ΔTLとなったら、サンプリング値ΔTを温度差最大値ΔTLとする温度差最大値ΔTLの更新を行うとともに更新後の温度差最大値ΔTLを記憶し、更新終了判定タイマTdおよび更新判定タイマTcをリセットする。
(5´)ΔT<ΔTsとなったら、サンプリング値ΔTを温度差最大値ΔTLとする温度差最大値ΔTLの更新を行うとともに更新後の温度差最大値ΔTLを記憶し、サンプリング値ΔTを温度差最小値ΔTsとする温度差最小値ΔTsの更新を行うとともに更新後の温度差最小値ΔTsを記憶し、かつ、更新終了判定タイマTdをリセットする。
2 金型(被供給部)
3 ポンプ(回転型流体輸送機械)
4 モータ
7 温度センサ(第1温度センサ)
8 温度センサ(第2温度センサ)
11 モータ制御部
13 フィードバック値生成部
15 フィードバック制御部
17 最大値更新処理部
18 最小値更新処理部
19 フィードバック値更新処理部
20 更新終了判定部
21 更新判定部
Pv フィードバック値
Tc 更新判定タイマ
Td 更新終了判定タイマ
Sv 目標値
ΔT サンプリング値
ΔTL 温度差最大値
ΔTs 温度差最小値
t 周期
Claims (7)
- モータを駆動源とし、流体が供給される被供給部に向かって流体を送る回転型流体輸送機械と、前記被供給部へ流入する流体の温度を検出する第1温度センサと、前記被供給部から流出する流体の温度を検出する第2温度センサと、前記モータを制御するモータ制御部とを備え、
前記第1温度センサで検出される流体温度と前記第2温度センサで検出される流体温度との差である流体温度差は、所定の周期で周期的に変動し、
前記モータ制御部は、前記流体温度差を一定時間おきに抽出したサンプリング値の、前記流体温度差の変動周期の1周期内の最大値を利用してフィードバック値を生成するフィードバック値生成部と、前記流体温度差の目標値と前記フィードバック値とに基づいて前記モータの回転数を制御するフィードバック制御部とを備えることを特徴とする回転型流体輸送機械システム。 - 前記フィードバック値生成部は、所定時間内における前記サンプリング値の最大値である温度差最大値を記憶するとともに前記温度差最大値を適時更新する最大値更新処理部と、所定時間内における前記サンプリング値の最小値である温度差最小値を記憶するとともに前記温度差最小値を適時更新する最小値更新処理部と、前記温度差最大値または前記温度差最小値の更新終了を判定する更新終了判定部と、前記フィードバック値を記憶するとともに前記フィードバック値を適時更新するフィードバック値更新処理部とを備えることを特徴とする請求項1記載の回転型流体輸送機械システム。
- 前記最大値更新処理部は、前記サンプリング値が前記最大値更新処理部に記憶された前記温度差最大値を超えたときに、前記サンプリング値を前記温度差最大値とする前記温度差最大値の更新を行うとともに更新後の前記温度差最大値を記憶し、
前記最小値更新処理部は、前記サンプリング値が前記最大値更新処理部に記憶された前記温度差最大値を超えたとき、および、前記サンプリング値が前記最小値更新処理部に記憶された前記温度差最小値を下回ったときに、前記サンプリング値を前記温度差最小値とする前記温度差最小値の更新を行うとともに更新後の前記温度差最小値を記憶し、
前記更新終了判定部は、初期化時に更新終了判定タイマをスタートさせるとともに、前記サンプリング値が前記最大値更新処理部に記憶された前記温度差最大値を超えたとき、および、前記サンプリング値が前記最小値更新処理部に記憶された前記温度差最小値を下回ったときに、前記更新終了判定タイマをリセットし、かつ、前記更新終了判定タイマがカウントアップしたときに前記温度差最小値の更新が終了したと判定して、前記更新終了判定タイマをリセットし、
前記フィードバック値更新処理部は、前記温度差最大値が前記フィードバック値更新処理部に記憶された前記フィードバック値を超えたとき、および、前記更新終了判定タイマがカウントアップしたときに、前記最大値更新処理部に記憶される前記温度差最大値を前記フィードバック値とする前記フィードバック値の更新を行うとともに更新後の前記フィードバック値を記憶し、
前記更新終了判定タイマがカウントアップされると、前記最大値更新処理部は、前記最大値更新処理部に記憶される前記温度差最大値を初期値にリセットし、前記最小値更新処理部は、前記最小値更新処理部に記憶される前記温度差最小値を初期値にリセットすることを特徴とする請求項2記載の回転型流体輸送機械システム。 - 前記フィードバック値生成部は、前記フィードバック値更新処理部に記憶された前記フィードバック値が所定時間内に更新されたか否かを判定する更新判定部を備え、
前記更新判定部は、初期化時に更新判定タイマをスタートさせるとともに、前記サンプリング値が前記最大値更新処理部に記憶された前記温度差最大値を超えたとき、前記更新終了判定タイマがカウントアップしたとき、および、前記サンプリング値が前記目標値以上となったときに前記更新判定タイマをリセットし、かつ、前記更新判定タイマがカウントアップしたときに、前記フィードバック値更新処理部に記憶された前記フィードバック値が所定時間、更新されていないと判定して、前記更新判定タイマをリセットし、
前記フィードバック値更新処理部は、前記更新判定タイマがカウントアップしたときに、前記サンプリング値を前記フィードバック値とする前記フィードバック値の更新を行うとともに更新後の前記フィードバック値を記憶し、
前記更新判定タイマがカウントアップされると、前記最大値更新処理部は、前記最大値更新処理部に記憶される前記温度差最大値を初期値にリセットし、前記最小値更新処理部は、前記最小値更新処理部に記憶される前記温度差最小値を初期値にリセットし、前記更新終了判定部は、前記更新終了判定タイマをリセットすることを特徴とする請求項3記載の回転型流体輸送機械システム。 - 前記最大値更新処理部は、前記サンプリング値が前記最大値更新処理部に記憶された前記温度差最大値を超えたとき、および、前記サンプリング値が前記最小値更新処理部に記憶された前記温度差最小値を下回ったときに、前記サンプリング値を前記温度差最大値とする前記温度差最大値の更新を行うとともに更新後の前記温度差最大値を記憶し、
前記最小値更新処理部は、前記サンプリング値が前記最小値更新処理部に記憶された前記温度差最小値を下回ったときに、前記サンプリング値を前記温度差最小値とする前記温度差最小値の更新を行うとともに更新後の前記温度差最小値を記憶し、
前記更新終了判定部は、初期化時に更新終了判定タイマをスタートさせるとともに、前記サンプリング値が前記最大値更新処理部に記憶された前記温度差最大値を超えたとき、および、前記サンプリング値が前記最小値更新処理部に記憶された前記温度差最小値を下回ったときに、前記更新終了判定タイマをリセットし、かつ、前記更新終了判定タイマがカウントアップしたときに前記温度差最大値の更新が終了したと判定して、前記更新終了判定タイマをリセットし、
前記フィードバック値更新処理部は、前記温度差最大値が前記フィードバック値更新処理部に記憶された前記フィードバック値を超えたとき、および、前記更新終了判定タイマがカウントアップしたときに、前記最大値更新処理部に記憶される前記温度差最大値を前記フィードバック値とする前記フィードバック値の更新を行うとともに更新後の前記フィードバック値を記憶し、
前記更新終了判定タイマがカウントアップされると、前記最大値更新処理部は、前記最大値更新処理部に記憶される前記温度差最大値を初期値にリセットし、前記最小値更新処理部は、前記最小値更新処理部に記憶される前記温度差最小値を初期値にリセットすることを特徴とする請求項2記載の回転型流体輸送機械システム。 - 前記被供給部は、樹脂成形装置の金型であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の回転型流体輸送機械システム。
- モータを駆動源とし、流体が供給される被供給部に向かって流体を送る回転型流体輸送機械の制御方法において、
前記被供給部へ流入する流体の温度と前記被供給部から流出する流体の温度との差であって、所定の周期で周期的に変動する流体温度差を一定時間おきに抽出したサンプリング値の、前記流体温度差の変動周期の1周期内の最大値を利用してフィードバック値を生成し、前記フィードバック値に基づいて前記モータの回転数をフィードバック制御することを特徴とする回転型流体輸送機械の制御方法。
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