東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

　まず、「加熱量を制御する」方法について説明しましょう。電力の強弱をコントロールする方法はいくつか考えられるのですが、例えば電圧を変化させる、あるいは交流の場合、電流のサイクルの途中で部分的に電流をOFFにする、という方法があります。

　今回は単純に電流を短いタイミングでのON/OFFし、そのタイミングを調整することによって平均した電力を調節する、という手法がとられています。このやり方は単純なスイッチのON/OFFで調整できますが、スイッチのON/OFFの回数は非常に多くなります。以前は膨大な回数のON/OFFに（機械的に）耐えられるものが作れなかったのですが，最近はソリッドステートリレー（半導体を利用したリレーで、機械的なスイッチがありません）の登場でこのやり方が実用化されたそうです。

　さて、実際に温度制御をした動画みると、なぜか目標値４０℃にはなかなか到達しないことが分かります。（動画は１０倍速になっています。）せっかく凝った制御の方法を取り入れたのに、これは一体どうしたことでしょうか？

　実は比例制御では温度を目標値に安定させることはできません。温度が目標値と一致する、つまり両者の差がゼロになってしまうと比例制御では加熱が止まってしまいます。これは良く知られたことなのですが、比例制御で安定的に加熱を続けるためには温度差がある程度ないといけない。この「温度差」をオフセットと呼ばれています。

　ではこのオフセットをなくすためにはどうすれば良いでしょうか。これについては次回解説しようと思います。

江頭 靖幸