專利名稱：能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備多個(gè)控制回路的多回路控制系統(tǒng)的控制裝置和控制方法，特別是涉及進(jìn)行控制以使得在穩(wěn)態(tài)下能量使用量(例如電力消耗量)不超過指定的一定值、且盡可能不損害干擾抑制特性的能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
伴隨著因地球溫暖化問題而導(dǎo)致的改法等，工廠或生產(chǎn)線的能量使用量管理正在被嚴(yán)格要求。由于工廠內(nèi)的加熱裝置和空調(diào)設(shè)備是能量使用量特別大的設(shè)備裝置，所以以將能量使用量的上限抑制在低于本來具備的最大量的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行管理的情況較多。 例如在使用電力的設(shè)備裝置中，根據(jù)來自電力需求管理系統(tǒng)的指示，進(jìn)行限制在特定的電力消耗量以內(nèi)的運(yùn)行。特別是在具備多個(gè)電加熱器的加熱裝置中，為了抑制在啟動(dòng)時(shí)(設(shè)置有多個(gè)電加熱器的區(qū)域一起升溫時(shí))被同時(shí)供給的總電力，提出有以下那樣的方法。在專利文獻(xiàn)1所公開的回流裝置中，為了降低啟動(dòng)時(shí)的消耗電流，在加熱器的附近達(dá)到熱飽和后再啟動(dòng)下一個(gè)加熱器，由此來錯(cuò)開啟動(dòng)時(shí)間段。在專利文獻(xiàn)2所公開的半導(dǎo)體晶片的處理裝置中，針對各加熱器，一邊在時(shí)間上錯(cuò)開一邊供給電力，以使得在裝置啟動(dòng)時(shí)不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消耗較大電力。在專利文獻(xiàn)3所公開的基板處理裝置中，為了減小從電力供給部同時(shí)供給的最大電力，按照規(guī)定的啟動(dòng)順序，1臺(tái)接著1臺(tái)地依次啟動(dòng)各熱處理部。在專利文獻(xiàn)4所公開的加熱裝置中，為了防止因裝置啟動(dòng)時(shí)的過度的消耗電流而導(dǎo)致的電力故障，首先向位于輸送機(jī)下方的加熱器供給需要的電力，并限制向位于輸送機(jī)上方的加熱器供給的電力，從而將合計(jì)消耗電力控制在一定值以下，并伴隨著爐體內(nèi)的溫度的上升而將溫度作為切換參數(shù)，進(jìn)行控制以使得減少向位于輸送機(jī)下方的加熱器供給的供給電力。專利文獻(xiàn)1日本特許第2885047號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平11-126743號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開平11-204412號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特許第4426155號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)1 專利文獻(xiàn)4所公開的技術(shù)均只以加熱升溫時(shí)為對象。在制造裝置中，啟動(dòng)狀態(tài)是裝置的全部工作時(shí)間的極有限的時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)，與其相比，成為將后面的控制量PV(例如溫度)維持在一定量的控制狀態(tài)的被稱為穩(wěn)態(tài)的時(shí)間段非常長。例如，在對空氣中的細(xì)菌數(shù)和有害物質(zhì)進(jìn)行測量，并將細(xì)菌數(shù)和有害物質(zhì)控制在一定數(shù)量以下的換氣風(fēng)量控制中，使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)來維持穩(wěn)定的狀態(tài)。在這種情況下，如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速高到所需要程度以上，則相當(dāng)于穩(wěn)態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的電力消耗量成為問題的對象。因此，要求必須在穩(wěn)態(tài)下進(jìn)行可靠的能量抑制(特別是電力抑制)。由于即使在穩(wěn)態(tài)下PID控制等控制運(yùn)算也被執(zhí)行，所以考慮了與控制特性的相關(guān)性的能量抑制(電力抑制)成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，提供一種能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置和方法，能夠針對多個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，以使得在穩(wěn)態(tài)下能量使用量(例如電力消耗量)不會(huì)超過指定的一定值，并且盡可能地不會(huì)損害干擾抑制特性。本發(fā)明的能量總和抑制控制裝置的特征在于，具備分配總能量輸入單元，其接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的能量使用量進(jìn)行規(guī)定的分配總能量的信息；能量值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗能量值；能量抑制單元，其根據(jù)上述消耗能量值計(jì)算出各控制回路Ri的能量余量，并根據(jù)各控制回路Ri的能量余量與該能量余量的總和的比率和上述分配總能量來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器，計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的能量余量接近公平的狀態(tài)。另外，本發(fā)明的電力總和抑制控制裝置的特征在于，具備分配總電力輸入單元， 其接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力 PW的信息；電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；電力抑制單元，其根據(jù)上述消耗電力值CTi計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量，并根據(jù)各控制回路Ri的電力余量與該電力余量的總和的比率和上述分配總電力PW來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值 OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器，計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的電力余量接近公平的狀態(tài)。另外，本發(fā)明的電力總和抑制控制裝置的特征在于，具備分配總電力輸入單元， 其接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力 PW的信息；電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；最大輸出時(shí)電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ；電力余量計(jì)算單元，其根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述消耗電力值CTi，計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量CTri ；最大總電力計(jì)算單元，其計(jì)算出作為各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi 的總和的最大總電力BX;電力余量總量計(jì)算單元，其計(jì)算出作為各控制回路Ri的電力余量 CTri的總和的電力余量總量RW ；電力減少總量計(jì)算單元，其根據(jù)上述最大總電力BX和上述分配總電力PW，計(jì)算出作為應(yīng)該減少的總電力量的電力減少總量SW ；電力減少分配量計(jì)算單元，其根據(jù)上述電力余量CTri、上述電力余量總量RW和上述電力減少總量SW，計(jì)算出作為在各控制回路Ri中應(yīng)該減少的電力量的電力減少分配量CTsi ；輸出上限值計(jì)算單元，其根據(jù)上述電力減少分配量CTsi和上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi，計(jì)算出各控制回路Ri 的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。另外，本發(fā)明的電力總和抑制控制裝置的特征在于，具備分配總電力輸入單元， 其接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力 PW的信息；電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；最大輸出時(shí)電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ；電力使用總量計(jì)算單元， 其計(jì)算出作為各控制回路Ri的消耗電力值CTi的總和的電力使用總量QW;電力使用分配量計(jì)算單元，其根據(jù)上述分配總電力PW、上述消耗電力值CTi和上述電力使用總量QW，計(jì)算出分配給各控制回路Ri的電力使用分配量CTqi ；輸出上限值計(jì)算單元，其根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述電力使用分配量CTqi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi 以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。另外，本發(fā)明的能量總和抑制控制方法的特征在于，包括分配總能量輸入步驟， 接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的能量使用量進(jìn)行規(guī)定的分配總能量的信息；能量值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗能量值；能量抑制步驟，根據(jù)上述消耗能量值計(jì)算出各控制回路Ri的能量余量，并根據(jù)各控制回路Ri的能量余量與該能量余量的總和的比率和上述分配總能量來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器，計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的能量余量接近公平的狀態(tài)。另外，本發(fā)明的電力總和抑制控制方法的特征在于，包括分配總電力輸入步驟， 接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力 PW的信息；電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；電力抑制步驟，根據(jù)上述消耗電力值CTi計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量，并根據(jù)各控制回路Ri的電力余量與該電力余量的總和的比率和上述分配總電力PW，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量 MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器，計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的電力余量接近公平的狀態(tài)。另外，本發(fā)明的電力總和抑制控制方法的特征在于，包括分配總電力輸入步驟， 接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW 的信息；電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；最大輸出時(shí)電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ；電力余量計(jì)算步驟，根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述消耗電力值CTi，計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量CTri ； 最大總電力計(jì)算步驟，計(jì)算出作為各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi的總和的最大總電力BX;電力余量總量計(jì)算步驟，計(jì)算出作為各控制回路Ri的電力余量CTri的總和的電力余量總量RW ；電力減少總量計(jì)算步驟，根據(jù)上述最大總電力BX和上述分配總電力 PW，計(jì)算出作為應(yīng)該減少的總電力量的電力減少總量SW;電力減少分配量計(jì)算步驟，根據(jù)上述電力余量CTri、上述電力余量總量RW和上述電力減少總量SW，計(jì)算出作為在各控制回路Ri中應(yīng)該減少的電力量的電力減少分配量CTsi ；輸出上限值計(jì)算步驟，根據(jù)上述電力減少分配量CTsi和上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。另外，本發(fā)明的電力總和抑制控制方法的特征在于，包括分配總電力輸入步驟， 接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW 的信息；電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；最大輸出時(shí)電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ；電力使用總量計(jì)算步驟，計(jì)算出作為各控制回路Ri的消耗電力值CTi的總和的電力使用總量QW;電力使用分配量計(jì)算步驟， 根據(jù)上述分配總電力PW、上述消耗電力值CTi和上述電力使用總量QW，計(jì)算出分配給各控制回路Ri的電力使用分配量CTqi ；輸出上限值計(jì)算步驟，根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值 CTmi和上述電力使用分配量CTqi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明，取得各控制回路Ri的消耗能量值，根據(jù)消耗能量值計(jì)算出各控制回路Ri的能量余量，并根據(jù)各控制回路Ri的能量余量與該能量余量的總和的比率和分配總能量來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi，由此能夠計(jì)算出操作量輸出上限值 OHi,以使得各控制回路Ri的能量余量接近公平的狀態(tài)，因此能夠針對多個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，以使得在穩(wěn)態(tài)下能量使用量不會(huì)超過分配總能量，且盡可能地不會(huì)損害干擾抑制特性。另外，在本發(fā)明中，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi，根據(jù)消耗電力值CTi計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量，并根據(jù)各控制回路Ri的電力余量與該電力余量的總和的比率和分配總電力PW來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi，由此能夠計(jì)算出操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的電力余量接近公平的狀態(tài)，因此能夠針對多個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，以使得在穩(wěn)態(tài)下能量使用量不會(huì)超過分配總能量，且盡可能地不會(huì)損害干擾抑制特性。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的加熱裝置的構(gòu)成的框圖。圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的電力總和抑制控制裝置的構(gòu)成的框圖。圖3是本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的控制系統(tǒng)的框圖。圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的電力總和抑制控制裝置的動(dòng)作的流程圖。
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圖5是表示現(xiàn)有的加熱裝置的動(dòng)作例的圖。圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的加熱裝置的動(dòng)作例的圖。圖7是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的電力總和抑制控制裝置的構(gòu)成的框圖。圖8是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的電力總和抑制控制裝置的動(dòng)作的流程圖。圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的換氣量控制裝置的構(gòu)成的框圖。圖10是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式涉及的能量總和抑制控制裝置的構(gòu)成的框圖。圖11是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式涉及的能量總和抑制控制裝置的其他構(gòu)成的框圖。圖中標(biāo)號(hào)說明1...加熱處理爐；2、2a...電力總和抑制控制裝置；3_1 3_4...電力調(diào)整器；4...上級PC ；5-1 5-3...被控制空間；6-1 6-3...供氣管；7-1 7-3...排氣管；8-1 8-3、9-1 9-3...送風(fēng)裝置；10...分配總電力輸入部；11...電力值取得部；12...最大輸出時(shí)電力值取得部；13...電力余量計(jì)算部；14...最大總電力計(jì)算部；15...電力余量總量計(jì)算部；16...電力減少總量計(jì)算部；17...電力減少分配量計(jì)算部；18、27、118、127...輸出上限值計(jì)算部；19_i、19-1 19-3...控制部；20_i...設(shè)定值SPi輸入部；21-i...控制量PVi輸入部；22-L..PID控制運(yùn)算部；23-i...輸出上限處理部；24-i...操作量MVi輸出部；25...電力使用總量計(jì)算部；26...電力使用分配量計(jì)算部；110...分配總能量輸入部；111...能量值取得部；112...最大輸出時(shí)能量值取得部；113...能量余量計(jì)算部；114...最大總能量計(jì)算部；115...能量余量總量計(jì)算部； 116...能量減少總量計(jì)算部；117...能量減少分配量計(jì)算部；125...能量使用總量計(jì)算部；126...能量使用分配量計(jì)算部；Hl H4...加熱器；Sl S4...溫度傳感器。
具體實(shí)施例方式[發(fā)明的原理]以加熱裝置為例進(jìn)行說明。在很多的加熱裝置中，在穩(wěn)態(tài)下加熱器輸出成為額定的20%左右。這里，所謂穩(wěn)態(tài)，指的是控制量PV被控制在設(shè)定值SP的附近，且為了抑制干擾而利用了控制功能的狀態(tài)。由于在穩(wěn)態(tài)下加熱器輸出成為額定的20%左右，所以即使在例如在分配總電力為300W(全部加熱器電容的50% )的條件下利用100W的加熱器、200W 的加熱器、300W的加熱器這3個(gè)合計(jì)為600W的加熱器的情況下，如成為100WX 20% = 20W， 200WX20% = 40W, 300WX20% = 60W的合計(jì)120W那樣，電力消耗量容易包括在分配總電力以內(nèi)。因此，容易考慮到如果將各加熱器的輸出上限一律設(shè)為50%來進(jìn)行控制也是完全可以的。但是，若進(jìn)行了向加熱裝置的設(shè)置有特定的加熱器的區(qū)域投入被加熱物的動(dòng)作等而導(dǎo)致發(fā)生大幅降溫的干擾，則需要僅將該特定的加熱器設(shè)為高輸出來使溫度恢復(fù)。此時(shí)， 即使在50%的輸出(操作量MV)下也不足夠，也由于各加熱器的輸出上限一律被設(shè)定成 50%，所以無法變?yōu)槌^50%的輸出。另一方面，雖然輸出上限為50%但還存在按照輸出 (操作量MV)為20%的方式尚有余量的加熱器。另外，即使在沒有發(fā)生干擾的狀態(tài)下，因散熱狀態(tài)等的影響，在穩(wěn)態(tài)下既有成為10%左右的輸出(操作量MV)的加熱器，也有成為30%左右的輸出(操作量MV)的加熱器。在這種情況下，如果輸出上限一律為50%，則電力
的余量會(huì)產(chǎn)生差別。因此，如果對各控制回路的加熱器中使用的電力進(jìn)行測量或估算，并對以使各控制回路的電力余量接近公平狀態(tài)的方式適當(dāng)?shù)貙刂频乃惴ǖ妮敵錾舷拗颠M(jìn)行更新，則能夠減少針對干擾抑制的控制性的惡化。具體來講，計(jì)算出分配總電力和最大總電力之差作為總減少量，在與當(dāng)前時(shí)刻的各輸出(操作量MV)之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，反推出各輸出上限值以使得電力余量接近公平狀態(tài)即可。[第1實(shí)施方式]下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的加熱裝置的構(gòu)成的框圖。加熱裝置由用于對被加熱物進(jìn)行加熱的加熱處理爐1、作為在加熱處理爐1的內(nèi)部設(shè)置的多個(gè)控制致動(dòng)器的加熱器Hl H4、測量分別被加熱器Hl H4加熱的區(qū)域的溫度的多個(gè)溫度傳感器Sl S4、計(jì)算出向加熱器Hl H4輸出的操作量 MVl MV4的電力總和抑制控制裝置2、和將與從電力總和抑制控制裝置2輸出的操作量 MVl MV4對應(yīng)的電力分別供給至加熱器Hl H4的電力調(diào)整器3_1 3_4構(gòu)成。圖2是表示電力總和抑制控制裝置2的構(gòu)成的框圖。電力總和抑制控制裝置2由從上級PC4接收分配總電力PW的信息的分配總電力輸入部10、取得各控制回路Ri(i = l n，控制回路的個(gè)數(shù)η在圖1的例中為η = 4)的消耗電力值CTi的電力值取得部11、取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi的最大輸出時(shí)電力值取得部12、根據(jù)最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和消耗電力值CTi來計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量CTri的電力余量計(jì)算部13、計(jì)算出作為各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi O總和的最大總電力BX的最大總電力計(jì)算部14、計(jì)算出作為各控制回路Ri的電力余量CTri的總和的電力余量總量RW的電力余量總量計(jì)算部15、根據(jù)最大總電力BX和分配總電力PW來計(jì)算出應(yīng)該減少的總電力量、即電力減少總量SW的電力減少總量計(jì)算部16、計(jì)算出在各控制回路Ri 中應(yīng)該減少的電力量、即電力減少分配量CTsi的電力減少分配量計(jì)算部17、根據(jù)電力減少分配量CTsi和最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值 OHi的輸出上限值計(jì)算部18、和在每個(gè)控制回路Ri中設(shè)置的控制部19-i構(gòu)成。最大輸出時(shí)電力值取得部12、電力余量計(jì)算部13、最大總電力計(jì)算部14、電力余量總量計(jì)算部15、電力減少總量計(jì)算部16、電力減少分配量計(jì)算部17和輸出上限值計(jì)算部 18構(gòu)成了電力抑制單元?？刂撇?9-i由設(shè)定值SPi輸入部20-i、控制量PVi輸入部21_i、PID控制運(yùn)算部 22-i、輸出上限處理部23-i和操作量MVi輸出部24-i構(gòu)成。圖3是本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的框圖。各控制回路Ri由控制部19-i和控制對象 Pi構(gòu)成。如后述那樣，控制部19-i根據(jù)設(shè)定值SPi和控制量PVi計(jì)算出操作量MVi，并將該操作量MVi輸出到控制對象Pi。在圖1的例子中，控制對象Pi是由加熱器Hi進(jìn)行加熱的加熱處理爐1，但是操作量MVi的實(shí)際的輸出目的地是電力調(diào)整器3-i，與操作量MVi對應(yīng)的電力被從電力調(diào)整器3-i供給至加熱器Hi。下面對本實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖4是表示電力總和抑制控制裝置2的動(dòng)作的流程圖。分配總電力輸入部10從作為對電力進(jìn)行管理的電力需求管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的上級PC4，接收對加熱器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息(圖4步驟S100)。電力值取得部11取得各控制回路Ri的當(dāng)前的消耗電力值CTi (具體來講是加熱器Hi的消耗電力值)(步驟S101)。電力值取得部11可以對消耗電力值CTi測量，也可以進(jìn)行估算。為了估算消耗電力值CTi，將流過加熱器Hi的電流值和控制量PVi作為輸入變量，并通過預(yù)先設(shè)定的電力估算函數(shù)式來求出消耗電力值CTi即可。另外，可以將操作量 MVi和控制量PVi作為輸入變量，也可以將流過加熱器Hi的電流值、控制量PVi和操作量 MVi作為輸入變量。消耗電力值CTi的具體的估算方法已被日本特開2009-229382號(hào)公報(bào)公開，因此省略其詳細(xì)說明。接著，最大輸出時(shí)電力值取得部12取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值 CTmi (步驟S102)。這里，最大輸出時(shí)是指操作量MVi為最大值100%的時(shí)候。最大輸出時(shí)電力值取得部12可以調(diào)出預(yù)先存儲(chǔ)的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi，也可以進(jìn)行估算。為了估算最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi，基于根據(jù)消耗電力值CTi和從控制部19-i輸出的操作量 MVi，通過下式近似地估算即可。CTmi = CTi (100. 0/MVi)......(1)電力余量計(jì)算部13通過下式，對每個(gè)控制回路Ri計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量 CTri (步驟 S103)。CTri = CTmi-CTi......(2)最大總電力計(jì)算部14通過下式，計(jì)算出作為各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi的總和的最大總電力BX (步驟S104)。BX = Σ CTmi = CTml+CTm2+......+CTmn......(3)電力余量總量計(jì)算部15通過下式，計(jì)算出作為各控制回路Ri的電力余量CTri的總和的電力余量總量RW(步驟S105)。Rff = Σ CTri = CTrl+CTr2+......+CTrn......(4)電力減少總量計(jì)算部16通過下式，根據(jù)最大總電力BX和分配總電力PW，計(jì)算出應(yīng)該減少的總電力量、即電力減少總量sw(步驟S106)。Sff = BX-Pff......(5)電力減少分配量計(jì)算部17通過下式，對每個(gè)控制回路Ri計(jì)算出在各控制回路Ri 中應(yīng)該減少的電力量、即電力減少分配量CTsi (步驟S107)。CTsi = Sff (CTri/Rff)......(6)輸出上限值計(jì)算部18通過下式，根據(jù)電力減少分配量CTsi和最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi，對每個(gè)控制回路Ri計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi (步驟S108)。OHi = {1. 0-(CTsi/CTmi)} 100. 0[% ]......(7)另外，在BX < PW的情況下，即在SW <0的情況下，雖然OHi超過了 100%，但是在這種情況下只要對OHi以100%進(jìn)行上切即可。接著，控制部19-i按下面說明的那樣來計(jì)算出控制回路Ri的操作量MVi。設(shè)定值SPi被加熱裝置的用戶設(shè)定，并經(jīng)由設(shè)定值SPi輸入部20-i被輸入至PID控制運(yùn)算部 22-i (步驟 S109)。控制量PVi (溫度)通過溫度傳感器Si而被測量，并經(jīng)由控制量PVi輸入部21-i 被輸入至PID控制運(yùn)算部22-i (步驟Sl 10)。
PID控制運(yùn)算部22-i根據(jù)設(shè)定值SPi和控制量PVi，進(jìn)行如下面的傳遞函數(shù)式那樣的PID控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi (步驟S111)。MVi = (100/PBi) {1+(1/TIis)+TDis} (SPi-PVi)......(8)PBi是比例帶，TIi是積分時(shí)間，TDi是微分時(shí)間，s是拉普拉斯算符。輸出上限處理部23-i進(jìn)行如下式那樣的操作量MVi的上限處理(步驟S112)。IF MVi > OHi THEN MVi = OHi......(9)S卩，輸出上限處理部23-i在操作量MVi大于操作量輸出上限值OHi的情況下，進(jìn)行操作量MVi = OHi的上限處理。操作量MVi輸出部24-i將由輸出上限處理部23-i進(jìn)行了上限處理的操作量MVi 輸出至控制對象(實(shí)際的輸出目的地是電力調(diào)整器3-i)(步驟S113)。由于控制部19-i被設(shè)置在每個(gè)控制回路Ri中，所以步驟S109 S113的處理會(huì)針對每個(gè)控制回路Ri而被實(shí)施。電力總和抑制控制裝置2每隔一定時(shí)間就進(jìn)行以上那樣的步驟SlOl S113的處理，直到例如通過用戶的指示而結(jié)束了控制(步驟S114中的是)。接著，圖5、圖6表示了本實(shí)施方式的加熱裝置的動(dòng)作例。在圖5、圖6中，考慮可看性而表示了 η = 3回路的控制系統(tǒng)的動(dòng)作例。圖5表示了在針對100W的加熱器H1、200W的加熱器H2、300W的加熱器H3這3個(gè)合計(jì)為600W的加熱器，將分配總電力PW設(shè)為300W (全部加熱器電容的50%)的情況下，將各加熱器的輸出上限一律設(shè)為50%來進(jìn)行控制的以往的加熱裝置的動(dòng)作例?？v軸是控制量PVi、操作量MVi、和操作量輸出上限值OHi，均用0-100 的刻度來進(jìn)行表示。控制量PVi的單位是。C，操作量MVi和操作量輸出上限值OHi的單位是% ο在圖5的例子中，由于設(shè)定了設(shè)定值SPi =40°C，所以控制量PVi(溫度)被控制為維持在40. 0°C，但是當(dāng)在100. 0秒、300. 0,500. 0秒的時(shí)刻分別向控制量PV3、PV2、PVl 加入了降溫干擾以后，通過基于控制部19-i的干擾抑制控制，控制量PV3、PV2、PV1恢復(fù)到 40. 0°C。可以看出，在對于任意一個(gè)控制回路加入了降溫干擾后，操作量MVi被控制在輸出上限值OHi = 50%，犧牲了控制特性。圖6表示了相同條件下的本實(shí)施方式的加熱裝置的動(dòng)作例。在本實(shí)施方式中，由于各加熱器的輸出上限沒有被一律設(shè)定為50%，所以即使在沒有外加干擾的狀態(tài)下，操作量輸出上限值OHi也被設(shè)定成與電力余量對應(yīng)的值，但是若外加了干擾而導(dǎo)致操作量MVi 上升，則電力余量減小，因此相應(yīng)地操作量輸出上限值OHi也上升，而沒有外加干擾的控制回路的操作量輸出上限值OHi下降相應(yīng)的量。由此，在本實(shí)施方式中，干擾抑制控制的控制性與圖5的情況相比沒有發(fā)生較大惡化的控制動(dòng)作被實(shí)現(xiàn)。另外，在本實(shí)施方式中，不是使操作量MVi自身直接發(fā)生變化，而是使操作量輸出上限值OHi發(fā)生變化，因此操作量MVi不會(huì)發(fā)生沒有意義的上下浮動(dòng)。即，不會(huì)對PID控制運(yùn)算產(chǎn)生不良影響，能夠得到?jīng)]有不自然性的控制響應(yīng)波形。另外，在本實(shí)施方式中，在計(jì)算出操作量輸出上限值OHi時(shí)，對電力余量進(jìn)行周密的計(jì)算，因此通過設(shè)置向用戶提示各控制回路Ri的電力余量CTri或者作為其總和的電力余量總量RW的提示單元，能夠監(jiān)視并管理電力余量。另外，當(dāng)然本實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2中的處理的順序也可以不是圖4所示的順序。另外，在圖4的例子中，僅接收1次分配總電力PW的信息，但是也可以構(gòu)成為，上級PC4根據(jù)需要來發(fā)送信息，由此分配總電力PW的值被隨時(shí)更新。[第2實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，在對操作量輸出上限值OHi進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不對電力余量進(jìn)行周密的計(jì)算，而是對操作量輸出上限值進(jìn)行計(jì)算，以使得電力余量在實(shí)質(zhì)上接近公平的狀態(tài)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)與第1實(shí)施方式基本同等的動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，加熱裝置整體的構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同，因此使用圖1的符號(hào)進(jìn)行說明。圖7是表示本實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2的構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2由從上級PC4接收分配總電力PW的信息的分配總電力輸入部 10、取得各控制回路Ri (i = 1 η)的消耗電力值CTi的電力值取得部11、取得各控制回路 Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi的最大輸出時(shí)電力值取得部12、對每個(gè)控制回路Ri設(shè)置的控制部19-i、計(jì)算出作為各控制回路Ri的消耗電力值CTi的總和的電力使用總量QW的電力使用總量計(jì)算部25、根據(jù)分配總電力PW、各控制回路Ri的消耗電力值CTi和電力使用總量QW來計(jì)算出分配給各控制回路Ri的電力使用分配量CTqi的電力使用分配量計(jì)算部 26、根據(jù)各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和電力使用分配量CTqi來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi的輸出上限值計(jì)算部27構(gòu)成。最大輸出時(shí)電力值取得部12、電力使用總量計(jì)算部25、電力使用分配量計(jì)算部26 和輸出上限值計(jì)算部27構(gòu)成了電力抑制單元?？刂撇?9-i的構(gòu)成與第1實(shí)施方式相同。下面對本實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖8是表示電力總和抑制控制裝置2的動(dòng)作的流程圖。圖8的步驟S200、S201、S202分別與圖4的步驟S100、S101、S102相同，因此省略說明。電力使用總量計(jì)算部25通過下式，計(jì)算出作為各控制回路Ri的消耗電力值CTi 的總和的電力使用總量QW(圖8步驟S203)。Qff = Σ CTi = CT1+CT2+. . . +CTn......(10)電力使用分配量計(jì)算部26通過下式，根據(jù)分配總電力PW、各控制回路Ri的消耗電力值CTi和電力使用總量QW，針對每個(gè)控制回路Ri計(jì)算出分配給各控制回路Ri的電力使用分配量CTqi (步驟S204)。CTqi = Pff (CTi/Qff)......(11)輸出上限值計(jì)算部27通過下式，根據(jù)各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值 CTmi和電力使用分配量CTqi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi (步驟S205)。 式(13)意味著在由式(12)計(jì)算出的操作量輸出上限值OHi大于100%的情況下，設(shè)定OHi =100%。OHi = (CTqi/CTmi) 100. 0[% ]......(12)IF OHi > 100. 0[% ]THEN OHi = 100. 0[% ]......(13)圖 8 的步驟 S206、S207、S208、S209 和 S210 分別與圖 4 的步驟 S109、S110、S111、 Sl 12和S113相同，因此省略說明。電力總和抑制控制裝置2每隔一定時(shí)間進(jìn)行以上那樣的步驟S201 S210的處理，直到例如通過用戶的指示結(jié)束了控制(步驟S211中為是)。
由此，在本實(shí)施方式中，也能夠得到與第1實(shí)施方式同樣的效果。[第3實(shí)施方式]在第1、第2實(shí)施方式中，舉例對加熱裝置進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明例如也可以應(yīng)用于控制對象物的冷卻溫度的冷卻裝置、控制被控制空間的換氣量的換氣量控制裝置。在食品工廠、醫(yī)藥品工廠或者醫(yī)院等衛(wèi)生機(jī)構(gòu)中，浮游細(xì)菌和粘附細(xì)菌可能會(huì)伴隨著人或物體的出入而侵入室內(nèi)，侵入的浮游細(xì)菌和粘附細(xì)菌附著于室內(nèi)的壁面或裝置等上進(jìn)行繁殖，由此存在著室內(nèi)被污染這樣的問題。若室內(nèi)被污染，則關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)惡化，另外在食品的情況下會(huì)成為食物中毒的原因，存在著問題。在以往，作為這種問題的對策，較多采用利用空氣凈化過濾器對空氣進(jìn)行過濾，然后吹入室內(nèi)的方法。換氣量控制裝置被用于這樣的空氣過濾和室內(nèi)的換氣。換氣量控制裝置例如被日本特開2005-106296號(hào)公報(bào)所公開。圖9是表示本實(shí)施方式涉及的換氣量控制裝置的構(gòu)成的框圖。換氣量控制裝置由電力總和抑制控制裝置2a、用于向被控制空間5-1 5-3進(jìn)行供氣的供氣管6_1 6_3、用于進(jìn)行被控制空間5-1 5-3的排氣的排氣管7-1 7-3、作為用于進(jìn)行供氣的控制致動(dòng)器的送風(fēng)裝置8-1 8-3、作為用于進(jìn)行排氣的控制致動(dòng)器的送風(fēng)裝置9-1 9-3、和控制部 19a-l 19a_3 構(gòu)成。電力總和抑制控制裝置2a的構(gòu)成和第1、第2實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置 2基本相同，和第1、第2實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，控制部19a-l 19a-3被設(shè)置在電力總和抑制控制裝置2a的外部這一點(diǎn)?？刂撇?9a-i(i = 1 n，在圖9的例子中是η = 3)具有檢測送風(fēng)裝置8-i、9-i的消耗電力的檢測單元。在每個(gè)供氣管6-1 6-3中設(shè)置有空氣凈化過濾器(未圖示)。在進(jìn)行利用空氣凈化過濾器對空氣進(jìn)行過濾然后將其吹入被控制空間的換氣的情況下，會(huì)消耗送風(fēng)裝置的輸送動(dòng)力。在以往，優(yōu)先進(jìn)行微生物的可靠的除去，并設(shè)定為具有充分的余量的較高的風(fēng)量來進(jìn)行運(yùn)用。在這種情況下，即使在實(shí)際上微生物非常少的狀況下，由于會(huì)以較高的風(fēng)量來進(jìn)行運(yùn)用，所以實(shí)際上會(huì)造成輸送動(dòng)力的浪費(fèi)。因此，將被控制空間5_i的微生物數(shù)量作為控制量PVi來進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，將換氣量作為操作量MVi來控制送風(fēng)裝置8-i、9-i的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，由此能夠抑制換氣時(shí)使用的電力。如圖9所示那樣，如果存在多個(gè)控制回路，則成為本發(fā)明的應(yīng)用對象。微生物數(shù)量的測量能夠通過美國生物預(yù)警系統(tǒng)(BioVigilant Systems)公司開發(fā)的實(shí)時(shí)細(xì)菌探測器 (長谷川倫男他，「気中微生物U 了” < A検出技術(shù)i O応用」，株式會(huì)社山武，azbil TechnicalReview 2009年12月號(hào)，p. 2-7，2009年)來實(shí)現(xiàn)。這樣，在換氣量控制裝置中， 能夠得到與第1實(shí)施方式相同的效果。[第4實(shí)施方式]在第1 第3實(shí)施方式中，根據(jù)電力量來計(jì)算出操作量輸出上限值OHi，但并不局限于此，也可以根據(jù)燃料使用量來進(jìn)行計(jì)算。即，本發(fā)明將把第1 第3實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2、2a中使用的所謂“電力”的物理量置換成“能量”或者“動(dòng)力”的形態(tài)包括在權(quán)利范圍內(nèi)。將第1實(shí)施方式的電力總和抑制控制裝置2中使用的稱為“電力”的物理量置換成了 “能量”的能量總和抑制控制裝置的構(gòu)成被表示在圖10中，將第2實(shí)施方式的電力總
14和抑制控制裝置2中使用的稱為“電力”的物理量置換成了 “能量”的能量總和抑制控制裝置的構(gòu)成被表示在圖11中。圖10的能量總和抑制控制裝置由分配總能量輸入部110、能量值取得部111、最大輸出時(shí)能量值取得部112、能量余量計(jì)算部113、最大總能量計(jì)算部114、能量余量總量計(jì)算部115、能量減少總量計(jì)算部116、能量減少分配量計(jì)算部117、輸出上限值計(jì)算部118和每個(gè)控制回路Ri中設(shè)置的控制部19-i構(gòu)成。該能量總和抑制控制裝置的構(gòu)成與在第1實(shí)施方式中將“電力”置換成了 “能量”的構(gòu)成相當(dāng)，因此省略其詳細(xì)說明。圖11的能量總和抑制控制裝置由分配總能量輸入部110、能量值取得部111、最大輸出時(shí)能量值取得部112、能量使用總量計(jì)算部125、能量使用分配量計(jì)算部126、輸出上限值計(jì)算部127和每個(gè)控制回路Ri中設(shè)置的控制部19-i構(gòu)成。和圖10的情況一樣，圖11 的能量總和抑制控制裝置的構(gòu)成與在第2實(shí)施方式中將“電力”置換成了“能量”的構(gòu)成相當(dāng)，因此省略其詳細(xì)說明。第1 第4實(shí)施方式中說明的電力總和抑制控制裝置和能量總和抑制控制裝置能夠通過具有CPU、存儲(chǔ)裝置和接口的計(jì)算機(jī)和、控制這些硬件資源的程序來實(shí)現(xiàn)。CPU按照存儲(chǔ)裝置中保存的程序來執(zhí)行第1 第4實(shí)施方式中說明的處理。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠應(yīng)用于具備有多個(gè)控制回路的多回路控制系統(tǒng)的控制裝置和控制方法。
權(quán)利要求
1.一種能量總和抑制控制裝置，其特征在于，具備分配總能量輸入單元，其接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的能量使用量進(jìn)行規(guī)定的分配總能量的信息，其中i = 1 η ；能量值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗能量值；能量抑制單元，其根據(jù)上述消耗能量值計(jì)算各控制回路Ri的能量余量，并根據(jù)各控制回路Ri的能量余量與該能量余量的總和的比率和上述分配總能量來計(jì)算出各控制回路Ri 的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器， 計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的能量余量接近公平的狀態(tài)。
2.一種電力總和抑制控制裝置，其特征在于，具備分配總電力輸入單元，其接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息，其中i = 1 η ；電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；電力抑制單元，其根據(jù)上述消耗電力值CTi計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量，并根據(jù)各控制回路Ri的電力余量與該電力余量的總和的比率和上述分配總電力PW來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器， 計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的電力余量接近公平的狀態(tài)。
3.一種電力總和抑制控制裝置，其特征在于，具備分配總電力輸入單元，其接收對多個(gè)控制回路Ri (i = 1 η)的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息，其中i = 1 η ；電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ； 最大輸出時(shí)電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ； 電力余量計(jì)算單元，其根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述消耗電力值CTi， 計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量CTri ；最大總電力計(jì)算單元，其計(jì)算出作為各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi的總和的最大總電力BX;電力余量總量計(jì)算單元，其計(jì)算出作為各控制回路Ri的電力余量CTri的總和的電力余量總量RW ；電力減少總量計(jì)算單元，其根據(jù)上述最大總電力BX和上述分配總電力PW，計(jì)算出作為應(yīng)該減少的總電力量的電力減少總量SW ；電力減少分配量計(jì)算單元，其根據(jù)上述電力余量CTri、上述電力余量總量RW和上述電力減少總量SW，計(jì)算出作為在各控制回路Ri中應(yīng)該減少的電力量的電力減少分配量CTsi ；輸出上限值計(jì)算單元，其根據(jù)上述電力減少分配量CTsi和上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。
4.一種電力總和抑制控制裝置，其特征在于，具備分配總電力輸入單元，其接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息，其中i = 1 η ；電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ； 最大輸出時(shí)電力值取得單元，其取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ； 電力使用總量計(jì)算單元，其計(jì)算出作為各控制回路Ri的消耗電力值CTi的總和的電力使用總量QW;電力使用分配量計(jì)算單元，其根據(jù)上述分配總電力PW、上述消耗電力值CTi和上述電力使用總量QW，計(jì)算出分配給各控制回路Ri的電力使用分配量CTqi ；輸出上限值計(jì)算單元，其根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述電力使用分配量CTqi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制單元，其設(shè)置于每個(gè)控制回路Ri中，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi，執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。
5.一種能量總和抑制控制方法，其特征在于，包括分配總能量輸入步驟，接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的能量使用量進(jìn)行規(guī)定的分配總能量的信息，其中i = 1 η ；能量值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗能量值；能量抑制步驟，根據(jù)上述消耗能量值計(jì)算出各控制回路Ri的能量余量，并根據(jù)各控制回路Ri的能量余量與該能量余量的總和的比率和上述分配總能量來計(jì)算出各控制回路Ri 的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi， 執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器，計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的能量余量接近公平的狀態(tài)。
6.一種電力總和抑制控制方法，其特征在于，包括分配總電力輸入步驟，接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息，其中i = 1 η ；電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ；電力抑制步驟，根據(jù)上述消耗電力值CTi計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量，并根據(jù)各控制回路Ri的電力余量與該電力余量的總和的比率和上述分配總電力PW來計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi， 執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器，計(jì)算出上述操作量輸出上限值OHi，以使得各控制回路Ri的電力余量接近公平的狀態(tài)。
7.一種電力總和抑制控制方法，其特征在于，包括分配總電力輸入步驟，接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息，其中i = 1 η ；電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ； 最大輸出時(shí)電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ； 電力余量計(jì)算步驟，根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述消耗電力值CTi，計(jì)算出各控制回路Ri的電力余量CTri ；最大總電力計(jì)算步驟，計(jì)算出作為各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi的總和的最大總電力BX;電力余量總量計(jì)算步驟，計(jì)算出作為各控制回路Ri的電力余量CTri的總和的電力余量總量RW ；電力減少總量計(jì)算步驟，根據(jù)上述最大總電力BX和上述分配總電力PW，計(jì)算出作為應(yīng)該減少的總電力量的電力減少總量SW ；電力減少分配量計(jì)算步驟，根據(jù)上述電力余量CTri、上述電力余量總量RW和上述電力減少總量SW，計(jì)算出作為在各控制回路Ri中應(yīng)該減少的電力量的電力減少分配量CTsi ；輸出上限值計(jì)算步驟，根據(jù)上述電力減少分配量CTsi和上述最大輸出時(shí)消耗電力值 CTmi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi， 執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。
8.一種電力總和抑制控制方法，其特征在于，包括分配總電力輸入步驟，接收對多個(gè)控制回路Ri的控制致動(dòng)器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力PW的信息，其中，i = 1 η ；電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的消耗電力值CTi ； 最大輸出時(shí)電力值取得步驟，取得各控制回路Ri的最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi ； 電力使用總量計(jì)算步驟，計(jì)算出作為各控制回路Ri的消耗電力值CTi的總和的電力使用總量QW;電力使用分配量計(jì)算步驟，根據(jù)上述分配總電力PW、上述消耗電力值CTi和上述電力使用總量QW，計(jì)算出分配給各控制回路Ri的電力使用分配量CTqi ；輸出上限值計(jì)算步驟，根據(jù)上述最大輸出時(shí)消耗電力值CTmi和上述電力使用分配量 CTqi，計(jì)算出各控制回路Ri的操作量輸出上限值OHi ；和控制步驟，將設(shè)定值SPi和控制量PVi作為輸入并通過控制運(yùn)算來計(jì)算出操作量MVi， 執(zhí)行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，并將進(jìn)行了上限處理后的操作量MVi輸出至對應(yīng)的控制回路Ri的控制致動(dòng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置以及方法，針對多個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，以使得在穩(wěn)態(tài)下能量使用量不超過指定的一定值，且盡可能不會(huì)損害干擾抑制特性。電力總和抑制控制裝置具備分配總電力輸入部，其接收對多個(gè)控制回路的加熱器的電力消耗量進(jìn)行規(guī)定的分配總電力的信息；電力值取得部，其取得各控制回路的消耗電力值；電力抑制部，其根據(jù)消耗電力值計(jì)算出各控制回路的電力余量，并根據(jù)各控制回路的電力余量與電力余量的總和的比率和分配總電力，計(jì)算出各控制回路的操作量輸出上限值；和控制部，其設(shè)置于每個(gè)控制回路中，計(jì)算出操作量，執(zhí)行操作量的上限處理并將上限處理后的操作量輸出至對應(yīng)的控制回路的加熱器。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102385359SQ20111025615
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者三浦真由美, 田中雅人 申請人:株式會(huì)社山武