大学校及び設置科 東北職業能力開発大学校 附属青森職業能力開発短期大学校制御技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 安全衛生、制御工学、計測工学、電気電子工学
課題に取り組む推奨段階 機械制御、センサ工学、電気・電子工学実験終了後
課題によって養成する知識、技能・技術

課題を通して、機械加工技術、電気・電子技術及び制御技術の実践力を身に付けます。

製作の目的と概要

最近、「生にんにく」を発酵処理させた「黒にんにく」と呼ぶ種々の商品が販売されています。青森県の農産物加工業者との共同研究で、生にんにくを発酵処理する温室の温度制御に使用する装置の黒にんにく加工用電子温度調節器(図1)を製作しました。温室の制御目標温度は70[℃]に設定し、温室温度の検出はサーミスタを使用しています。温室加温の電力制御は加熱ヒータとトライアックを使用し、電力のフィードバック制御を行なっています。

成果

制御目標温度である温室内の温度を約70[℃]一定にする温度調節器を製作できました。
図2の左側部分はトライアック使用の加熱ヒータの電圧制御回路で、右側部分はサーミスタで温度検出するトランジスタ回路です。電力回路のAC100[V]とセンサ回路のDC5[V]のインターフェースは有接点リレーを介しています。検出した温度の条件によりトライアックの点弧角を細かに調節するという比例制御方式も考えられますが、この製作では、トライアックのゲートのON-OFF(接・断)を行い、設定温度付近に温度幅を持つ制御を行っています。
図3は制御目標温度を70[℃]とした場合の温度制御特性曲線です。温度制御は室温13[℃]から開始し、約3[時間]連続で経過時間[分]に対する温度[℃]の計測の結果です。95[分]経過後に目標の70[℃]に達しています。これ以降は目標温度付近をハンチングするという結果になっています。ハンチングの周期は約7[分]で、偏差幅は約4.8[℃]となっております。
黒にんにく加工用電子温度調節器の製作(H22)の画像1
図1 電子温度調節器
黒にんにく加工用電子温度調節器の製作(H22)の画像2
図2 電力制御−センサ回路図
黒にんにく加工用電子温度調節器の製作(H22)の画像3
図3 温度制御特性曲線