JPH0496679A - Combustion controller - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、給湯器等において用いられる燃焼制御装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a combustion control device used in water heaters and the like.
（従来の技術）
第５図はこの発明か対象とする燃焼制御装置を備える給
湯器の基本構成を示す。(Prior Art) FIG. 5 shows the basic configuration of a water heater equipped with a combustion control device to which the present invention is directed.
図において、符号１は熱交換器であり、熱交換器ｌには
循環パイプ２か蛇行配備され、その循環バイブ２の入水
側には水量検出器３が設けられ、出湯側には出湯温度を
検出するサーミスタ４が設けられている。熱交換器ｌ内
の下部には一対の燃焼部としてのガスバーナ５．５が設
けられており、このガスバーナ５．５には外部からガス
供給路６が接続されている。５ａ 、５ａはガスバーナ
点火器である。ガス供給路６には外部側から主弁７、燃
焼量制御弁８、補助弁９，９が設けられ、ガス供給路６
は燃焼量制御弁８の後段で分岐して補助弁９，９それぞ
れに至る。この給湯器では、補助弁９．９を適宜選択開
閉使用することにより、ガスバーナ５，５を１個もしく
は２個、給湯量に対応して選択使用できるように構成さ
れてＬする。ＪＯはガスバーナ５．５部分に燃焼用空気
を供給するファンモータである。In the figure, reference numeral 1 is a heat exchanger, a circulation pipe 2 is installed in a meandering manner in the heat exchanger l, a water flow rate detector 3 is provided on the water inlet side of the circulation vibe 2, and a water flow rate detector 3 is installed on the outlet side of the circulation pipe 2 to measure the temperature of the outlet water. A thermistor 4 for detection is provided. A pair of gas burners 5.5 as a combustion section are provided at the lower part of the heat exchanger 1, and a gas supply path 6 is connected to the gas burners 5.5 from the outside. 5a and 5a are gas burner igniters. The gas supply path 6 is provided with a main valve 7, a combustion amount control valve 8, and auxiliary valves 9, 9 from the outside.
branches after the combustion amount control valve 8 and reaches the auxiliary valves 9, 9, respectively. This water heater is configured so that one or two gas burners 5, 5 can be selectively used depending on the amount of hot water to be supplied by selectively opening and closing the auxiliary valve 9.9. JO is a fan motor that supplies combustion air to the 5.5 portion of the gas burner.
１２は給湯器の運転制御部であり、操作指令かあった際
に主弁７、補助弁９，９及び点火器５ａ５ａを適宜作動
させる作動信号を与え、まに、水量検出器３、サーミス
タ４、ファン回転数検出器４０からの信号に基づいて、
燃焼量制御弁８及びファンモータ１０に作動制御信号を
与えるように設けられている。Reference numeral 12 denotes an operation control unit of the water heater, which provides an operation signal to appropriately operate the main valve 7, auxiliary valves 9, 9, and igniter 5a5a when an operation command is received, and controls the water heater 3, the water flow detector 3, and the thermistor 4. , based on the signal from the fan rotation speed detector 40,
It is provided to give an operation control signal to the combustion amount control valve 8 and the fan motor 10.
そして、上記のような給湯器の燃焼制御は例えばＰＩＤ
（比例積分微分）制御により行われ、そのＰＩＤ制御に
よる操作出力（燃焼量）に応じたファンモータ１０の回
転数を目標としてさらにＰＩＤ制御を行ってファンモー
タ１０の作動制御を行っていた。The combustion control of the water heater as described above is performed using, for example, PID.
(proportional-integral-differential) control, and the operation of the fan motor 10 is controlled by further performing PID control to set the rotation speed of the fan motor 10 as a target according to the operation output (combustion amount) by the PID control.
（発明か解決しようとする課題）
しかしながら上記のようにファンモータ制御をＰＩＤ制
御で行う場合、応答性、整定性ともに満足されていない
のか現状である。(Problems to be Solved by the Invention) However, when the fan motor is controlled by PID control as described above, both response and stabilization are not satisfied at present.
また、ＰＩＤ制御の場合、計算式等が多くなってプログ
ラムが増大し、プログラム入力等に手間かかかる問題点
かあった。In addition, in the case of PID control, there is a problem that the number of calculation formulas and the like increases, resulting in a large program, which requires time and effort to input the program.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされ几ものであ
って、応答性、整定性に優れるファンモータ制御が可能
な燃焼制御装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a combustion control device capable of controlling a fan motor with excellent responsiveness and stability.
（課題を解決するための手段）
このような目的を達成するｆこめに、本発明では燃焼制
御装置を、熱交換器と、前記熱交換器の燃焼部に燃焼用
空気を供給するファンモータと、前記ファンモータの回
転数を検出する回転数検出手段と、設定回転数と前記回
転数検出手段から得られる検出回転数との偏差を算出す
る偏差算出手段と、前記偏差算出手段から得られる偏差
を人力としファンモータの回転数をファジィ推論して出
力するファジィ推論手段と、前記ファジィ推論手段から
得られる回転数に基づいて前記ファンモータを作動させ
るファンモータ制御手段とからなる構成とした。(Means for Solving the Problems) In order to achieve such an object, the present invention provides a combustion control device that includes a heat exchanger and a fan motor that supplies combustion air to the combustion section of the heat exchanger. , a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan motor, a deviation calculation means for calculating a deviation between a set rotation speed and a detected rotation speed obtained from the rotation speed detection means, and a deviation obtained from the deviation calculation means. The fan motor is configured to include a fuzzy inference means for manually inferring and outputting the rotation speed of the fan motor, and a fan motor control means for operating the fan motor based on the rotation speed obtained from the fuzzy inference means.
（作用）
上記構成によれば、設定回転数と検出回転数との偏差に
基づいてファンモータの回転数かファジィ推論され、そ
の回転数によりファンモータか作動される。(Operation) According to the above configuration, the rotation speed of the fan motor is fuzzy inferred based on the deviation between the set rotation speed and the detected rotation speed, and the fan motor is operated based on the rotation speed.
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の燃焼制御装置の基本構成は第５図に示す従来の
ものと同様であり、その説明については省略する。The basic configuration of the combustion control device of the present invention is the same as the conventional one shown in FIG. 5, and its explanation will be omitted.
本発明においては、運転制御部１２においてファンモー
タの制御に際して回転数をファジィ推論する構成に特徴
を有するもので、その構成について第１図の制御系統図
を参照して説明する。この実施例においては燃焼量の制
御もファジィ推論により行う構成としている。なお、運
転制御部１２は実際にはＣＰＵ、ＲＯＭＳＲＡＭ等から
なるマイクロコンピュータにより構成されるもので、そ
の動作はソフトウェア処理により行われ、運転制御部１
２はファンモータ制御手段としても機能する。The present invention is characterized by a configuration in which the rotation speed is fuzzy inferred when controlling the fan motor in the operation control section 12, and the configuration will be explained with reference to the control system diagram in FIG. In this embodiment, the combustion amount is also controlled by fuzzy reasoning. The operation control unit 12 is actually composed of a microcomputer consisting of a CPU, ROMSRAM, etc., and its operation is performed by software processing.
2 also functions as fan motor control means.
図において符号２２は温度偏差算出部であり、設定温度
と出湯温度を検出するサーミスタ４から与えられる検出
温度ｔとの温度偏差ｔｅを算出する。３０は温度偏差算
出部２２から与えられる温度偏差に基づいて燃焼量制御
弁８の操作量をフマノイ推論する第１ファジィ推論制御
量出力部であり、この第１ファジィ推論制御量出力部３
０から出力される操作量Ｕａは電流変換回路３１て操作
量出力としての電流値に変換される。そしてその操作量
出力は一方では燃焼量制御弁８に与えられ、他方では目
標回転数算出部３２に与えられる。In the figure, reference numeral 22 denotes a temperature deviation calculating section, which calculates a temperature deviation te between the set temperature and the detected temperature t given from the thermistor 4 that detects the hot water temperature. Reference numeral 30 denotes a first fuzzy inference control amount output unit that humanoidally infers the operation amount of the combustion amount control valve 8 based on the temperature deviation given from the temperature deviation calculation unit 22;
The manipulated variable Ua output from 0 is converted by the current conversion circuit 31 into a current value as a manipulated variable output. The manipulated variable output is given to the combustion amount control valve 8 on the one hand, and to the target rotation speed calculating section 32 on the other hand.
燃焼量制御弁８は与えられる操作量出力により開閉作動
され、これにより所定量のガスが燃焼部５．５に与えら
れて熱交換器ｌでの燃焼が行われる。The combustion amount control valve 8 is opened and closed by the applied manipulated variable output, whereby a predetermined amount of gas is supplied to the combustion section 5.5 and combustion is performed in the heat exchanger l.
目標回転数算出部３２では、上記燃焼部５．５の燃焼状
態に対応する目標回転数（設定回転数）ｍｐの算出が行
われる。目標回転数は、燃焼量が「犬」となると多くの
燃焼空気を特徴とする特許「大−とされ、燃焼量か一小
ユ・となると燃焼空気をあまり必要とせず、しかち燃焼
炎を吹き消すことのないように「小−とされる。The target rotation speed calculation section 32 calculates a target rotation speed (set rotation speed) mp corresponding to the combustion state of the combustion section 5.5. The target rotation speed is "large" when the combustion amount is "dog", which is characterized by a large amount of combustion air, and when the combustion amount is "1", it is said to be "large", and when the combustion amount is one small, it does not require much combustion air, but the combustion flame is generated. It is said to be ``small'' so as not to blow it out.
４２は偏差算出手段としての回転数偏差算出部であり、
目標回転数と回転数検出手段としての回転数検出器４０
から与えられるファンモータ１０における検出回転数ｐ
との回転数偏差ｐｅを算出する。４３は回転数偏差変化
量算出部４５てあり、前回において回転数偏差算出部４
２から与えられた回転数偏差と新たに与えられた回転数
偏差との変化量ｐｅｈを算出する。４４はファンイ推論
手段としての第２ファジィ推論制御量出力部であり、回
転数偏差算出部４２から与えられる回転数偏差と回転数
偏差変化量算出部４５から与えられる変化量とを入力と
してファンモータ１０の回転数Ｕｂをファジィ推論する
。４６は電圧変換回路であり、第２ファジィ推論制御量
出力部４４から与えられる回転数制御量信号を電圧信号
に変換し、その電圧信号をファンモータ１０に与えるよ
うに設すられる。42 is a rotation speed deviation calculation unit as a deviation calculation means;
Rotation speed detector 40 as target rotation speed and rotation speed detection means
The detected rotation speed p of the fan motor 10 given by
Calculate the rotation speed deviation pe from Reference numeral 43 denotes a rotation speed deviation change amount calculation unit 45, in which the rotation speed deviation calculation unit 4
The amount of change peh between the rotational speed deviation given from 2 and the newly given rotational speed deviation is calculated. 44 is a second fuzzy inference control amount output unit as a fan inference means, which inputs the rotation speed deviation given from the rotation speed deviation calculation unit 42 and the change amount given from the rotation speed deviation change amount calculation unit 45, and outputs the fan motor. 10 rotation speed Ub is fuzzy inferred. Reference numeral 46 denotes a voltage conversion circuit, which is provided to convert the rotational speed control amount signal given from the second fuzzy inference control amount output section 44 into a voltage signal, and to give the voltage signal to the fan motor 10.
運転制御部１２の制御動作を第２図のフローチャートを
参照して説明する。The control operation of the operation control section 12 will be explained with reference to the flowchart in FIG.
まず、水量検出器３からの水量データとサーミスタ４か
らの検出温度データとか与えられると（ステップ１）、
検出温度と設定温度との偏差を算出する（ステップ２）
。そして、その偏差により燃焼に関するファジィ推論制
御量を出力しくステップ３）、その制御量を操作量とし
ての電流値に変換しくステップ４）、その電流値信号を
燃焼量制御弁８に出力する（ステップ５）。First, when water amount data from the water amount detector 3 and detected temperature data from the thermistor 4 are given (step 1),
Calculate the deviation between the detected temperature and the set temperature (Step 2)
. Then, based on the deviation, a fuzzy inference control amount related to combustion is output (Step 3), the control amount is converted into a current value as a manipulated variable (Step 4), and the current value signal is output to the combustion amount control valve 8 (Step 4). 5).
次に、上記燃焼部５．５の燃焼状態に対応する目標回転
数の算出を行い（ステップ６）、この目標回転数とファ
ンモータ１０の実際の回転数である検出回転数との回転
数偏差を算出する（ステップ７）。そして、さらに前回
の回転数偏差と新たに与えられた回転数偏差との変化量
（差）を算出しくステップ８）、回転数偏差と変化量と
を入力としてファンモータ１０の回転数をファジィ推論
する（ステップ９）。その後ファジィ推論によって得ら
れる回転数制御量信号を電圧信号に変換しくステップ１
０）、その電圧信号をファンモータ１０に与え（ステッ
プＩＩ）、ステップ１に戻る。Next, a target rotational speed corresponding to the combustion state of the combustion section 5.5 is calculated (step 6), and a rotational speed deviation between this target rotational speed and the detected rotational speed, which is the actual rotational speed of the fan motor 10. is calculated (step 7). Then, the amount of change (difference) between the previous rotation speed deviation and the newly given rotation speed deviation is calculated (Step 8), and the rotation speed of the fan motor 10 is calculated by fuzzy inference using the rotation speed deviation and the amount of change as input. (Step 9). Step 1: Then convert the rotational speed control amount signal obtained by fuzzy reasoning into a voltage signal.
0), gives the voltage signal to the fan motor 10 (step II), and returns to step 1.
上記のステップ１からステップＩＩの動作か繰り返し行
われることにより、一方では水量と出湯温度との変化に
対応する燃焼制御が行われ、他方ではその燃焼量変化に
対応するファンモータの回転数制御がなされる。By repeating the operations from step 1 to step II above, on the one hand combustion control is performed in response to changes in the water amount and outlet temperature, and on the other hand, fan motor rotation speed control is performed in response to changes in the combustion amount. It will be done.
次に本発明の特徴とする第２ファジィ推論制御量出力部
４４のファジィ推論動作について説明を行う。Next, the fuzzy inference operation of the second fuzzy inference control amount output unit 44, which is a feature of the present invention, will be explained.
第３図はファジィルール例を示し、前件部変数の１つと
しての回転数偏差ｅにはＮＬからＰＬの５つのラベルが
設定され、それら各ラベルは第４図（Ａ）に示すような
メンバシップ関数を有している。もう１つの前件部変数
としての偏差変化量はＮＬからＰＬの５つのラベルが設
定され、それら各ラベルは第４図（Ｂ）に示すようなメ
ンパンツブ関数を有している。Figure 3 shows an example of a fuzzy rule, in which five labels from NL to PL are set for the rotation speed deviation e as one of the antecedent variables, and each label is as shown in Figure 4 (A). It has a membership function. Five labels from NL to PL are set for the amount of deviation change as another antecedent variable, and each label has a member subfunction as shown in FIG. 4(B).
後件部変数としての回転数はＮＬからＰＬの５つのラベ
ルが設定され、それら各ラベルは第４図（Ｃ）に示すよ
うなメンバノツプ関数値を有している。Five labels from NL to PL are set for the rotation speed as a consequent variable, and each label has a member nop function value as shown in FIG. 4(C).
そして、例えば回転数偏差とその変化量とか与えられる
と、対応するルールにおいて各ラベル毎の前件部適合度
か算出され、各ルール毎に最も小さい値か前件部適合度
として選択される（ Ｍ Ｉ Ｎ演算）。Then, for example, when the rotation speed deviation and its variation are given, the antecedent suitability for each label is calculated in the corresponding rule, and the smallest value or antecedent suitability is selected for each rule ( M I N operation).
次に上記各ルールにおける前件部適合度それぞれか対応
するそれぞれの後件部変数ラベルのメンバシップ関数値
に乗算され、それら乗算値の全てが加算されたものが前
件部適合度の合計値で除算される（ＭＡＸ演算）ことに
より制御量が算出される。Next, the membership function value of each antecedent part fitness in each of the above rules is multiplied by the membership function value of each corresponding consequent part variable label, and the sum of all these multiplied values is the total value of the antecedent part fitness. The control amount is calculated by dividing by (MAX calculation).
（発明の効果）
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば
、設定回転数と検出回転数との偏差に基づいてファンモ
ータの回転数かファジィ推論され、その回転数によりフ
ァンモータが作動されるので、多大なプログラムを用い
ることなく、応答性、整定性に優れるファンモータ制御
が可能となった。(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the present invention, the fan motor rotation speed is fuzzy inferred based on the deviation between the set rotation speed and the detected rotation speed, and the fan motor rotation speed is determined based on the rotation speed. is activated, making it possible to control the fan motor with excellent responsiveness and stability without using a large program.
第１図ないし第４図は本発明の実施例に係り、第１図は
本発明の実施例に係る制御系統図、第２図は動作説明に
供するフローチャート、第３図はファジィ推論に用いる
ルール図、第４図（Ａ） （Ｂ）（Ｃ）の各図はファジ
ィ推論に用いるメンバーンツブ関数を示す図である。
第５図は燃焼制御装置を備える給湯器の基本構成を示す
構成図である。
■・・・熱交換器、
５・・・ガスバーナ（燃焼部）、
１０ファンモータ、
１２・・・運転制御部（ファンモータ制御手段）、４０
・・・回転数検出器（回転数検出手段）、４２・・回転
数偏差算出部（偏差算出手段）、４４・・・第２ファジ
ィ推論制御量出力部（ファジィ推論手段）。1 to 4 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a control system diagram according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining operation, and FIG. 3 is a rule used for fuzzy inference. 4A, 4B, and 4C are diagrams showing member functions used in fuzzy inference. FIG. 5 is a block diagram showing the basic structure of a water heater equipped with a combustion control device. ■... Heat exchanger, 5... Gas burner (combustion part), 10 Fan motor, 12... Operation control unit (fan motor control means), 40
... rotation speed detector (rotation speed detection means), 42 ... rotation speed deviation calculation section (deviation calculation means), 44 ... second fuzzy inference control amount output section (fuzzy inference means).
Claims (1)
するファンモータ（１０）と、 前記ファンモータ（１０）の回転数を検出する回転数検
出手段（４０）と、 設定回転数と前記回転数検出手段（４０）から得られる
検出回転数との偏差を算出する偏差算出手段（４２）と
、 前記偏差算出手段（４２）から得られる偏差を入力とし
ファンモータの回転数をファジィ推論して出力するファ
ジィ推論手段（４４）と、 前記ファジィ推論手段（４４）から得られる回転数に基
づいて前記ファンモータ（１０）を作動させるファンモ
ータ制御手段（１２）と、 からなる燃焼制御装置。(1) A heat exchanger (1), a fan motor (10) that supplies combustion air to the combustion section (5) of the heat exchanger (1), and detecting the rotation speed of the fan motor (10). rotation speed detection means (40); deviation calculation means (42) for calculating the deviation between the set rotation speed and the detected rotation speed obtained from the rotation speed detection means (40); a fuzzy inference means (44) which inputs the deviation obtained by fuzzy inference and outputs the rotation speed of the fan motor; and a fan which operates the fan motor (10) based on the rotation speed obtained from the fuzzy inference means (44). A combustion control device comprising: a motor control means (12);
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211272A JPH0496679A (en) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Combustion controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211272A JPH0496679A (en) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Combustion controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496679A true JPH0496679A (en) | 1992-03-30 |
Family
ID=16603174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2211272A Pending JPH0496679A (en) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Combustion controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0496679A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266722A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Olympus Corp | System and method for inspecting substrate |
| JP2009085865A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Olympus Corp | Substrate inspection device |
-
1990
- 1990-08-08 JP JP2211272A patent/JPH0496679A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266722A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Olympus Corp | System and method for inspecting substrate |
| JP2009085865A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Olympus Corp | Substrate inspection device |
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