エネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法
【課題】ステップ応答制御においてエネルギー使用量が一定値を超えないように、かつ設定値への追従特性が損なわれないようにする。
【解決手段】電力総和抑制制御装置は、各制御ループの操作量を特定の値にした場合の昇温時間を推定する昇温時間推定部（１１）と、各制御ループの制御量を昇温時間の間に設定値変更に応じた量だけ変化させるのに必要な出力を推定し、使用電力総量が割当総電力を超えない必要出力を各制御ループの操作量出力上限値とする電力抑制部（１５〜１７）と、総電力実測値が割当総電力より大きい場合に補正係数を小さくする第１の補正係数更新部（２１）と、総電力実測値が割当総電力より小さい場合に補正係数ＨＳを大きくする第２の補正係数更新部（２２）と、操作量出力上限値に補正係数を乗じて補正する出力上限値補正部（２３）と、制御部（２４−ｉ）とを備える。
【解決手段】電力総和抑制制御装置は、各制御ループの操作量を特定の値にした場合の昇温時間を推定する昇温時間推定部（１１）と、各制御ループの制御量を昇温時間の間に設定値変更に応じた量だけ変化させるのに必要な出力を推定し、使用電力総量が割当総電力を超えない必要出力を各制御ループの操作量出力上限値とする電力抑制部（１５〜１７）と、総電力実測値が割当総電力より大きい場合に補正係数を小さくする第１の補正係数更新部（２１）と、総電力実測値が割当総電力より小さい場合に補正係数ＨＳを大きくする第２の補正係数更新部（２２）と、操作量出力上限値に補正係数を乗じて補正する出力上限値補正部（２３）と、制御部（２４−ｉ）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置および制御方法に係り、特にステップ応答制御においてエネルギー使用量（例えば電力使用量）が指定された一定値を超えないように、かつ設定値への追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うエネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題に起因する法改正などに伴い、工場や生産ラインのエネルギー使用量管理が強く求められている。工場内の加熱装置や空調機器は特にエネルギー使用量の大きな設備装置であるため、エネルギー使用量の上限を、本来備える最大量よりも低く抑えるように管理されることが多い。例えば電力を使用する設備装置では、電力デマンド管理システムからの指示により、特定の電力使用量以内に制限する運用が行なわれている。
特に複数の電気ヒータを備える加熱装置では、立ち上げ時（複数の電気ヒータが設置されている領域の一斉昇温時）に同時供給される総電力を抑制するために、以下のような手法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたリフロー装置では、立ち上げ時の消費電流を低減するために、ヒータの近傍が熱的に飽和してから次のヒータを立ち上げるようにして、立ち上げ時間帯をずらすようにしていた。
特許文献２に開示された半導体ウエハの処理装置では、装置立ち上げ時に一時に大電力が消費されないように、各ヒータに対して時間的にずらしながら電力を供給するようにしていた。
【０００４】
特許文献３に開示された基板処理装置では、電力供給部から同時に供給される最大電力を小さくするために、所定の立ち上げ順序に従って、各熱処理部を１台ずつ順次立ち上げていくようにしていた。
特許文献４に開示された加熱装置では、装置立ち上げ時の過度の消費電流による電力障害を防止するために、まずコンベアより下方に位置するヒータに対し必要とする電力を供給し、かつコンベアより上方に位置するヒータへ供給される電力を制限して、合計消費電力を一定値以下に制御し、炉体内の温度の上昇に伴って温度を切換パラメータとして、コンベアより下方に位置するヒータへの供給電力を減少させるように制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８５０４７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２６７４３号公報
【特許文献３】特開平１１−２０４４１２号公報
【特許文献４】特許第４４２６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜特許文献４に開示された技術は、いずれも複数のヒータに時間差を設けて電力を供給する方式であるため、昇温効率が悪くなる、すなわちステップ応答時における制御量ＰＶ（温度）の設定値ＳＰへの追従特性が悪くなるという問題点があった。
【０００７】
製造装置では、複数のヒータに時間差を設けて電力を供給する場合、装置の立ち上げに要する時間や立ち上げに要する電力には多少のばらつきが必ずあるため、余裕のある時間差を与えて立ち上げの切換判断をする必要がある。したがって、例えば４系統の加熱制御系を備える加熱装置を立ち上げる（昇温する）場合に、加熱制御系を別々に順次立ち上げていくと、結果的に１系統の立ち上げ時間を単純に４倍した時間以上の時間が使われることになる。
【０００８】
また、立ち上げの切換判断を行ないやすくするために、特許文献４に開示された技術のように特定の位置のヒータに対して決められた順序で電力を供給していくような工夫が考えられる。しかし、特許文献４に開示された技術は、全く同じパターンの立ち上げ時においてのみ通用する方法であり、製造条件などに応じて昇温要求が変化する場合には適用できない。複数のヒータに同時に電力を供給する通常の同時昇温という最も効率的な方法から乖離した方法になればなるほど、昇温効率が低下するか、適用対象が限られるかの、いずれかの問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の制御系に関し、ステップ応答制御においてエネルギー使用量（例えば電力使用量）が指定された一定値を超えないように、かつ設定値への追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができるエネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のエネルギー総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制手段と、各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、前記エネルギー抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制手段が利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制手段が利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制手段と、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、前記電力抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制手段が利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制手段が利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新手段と、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新手段と、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正手段と、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正手段と、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のエネルギー総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制ステップと、各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、前記エネルギー抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制ステップで利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制ステップで利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制ステップと、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、前記電力抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制ステップで利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制ステップで利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新ステップと、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新ステップと、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正ステップと、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正ステップと、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定し、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が割当総エネルギーを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定することにより、複数の制御系に関し、ステップ応答制御（設定値ＳＰｉのステップ変更が行なわれ、制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従のために制御機能が利用されている状態）においてエネルギー使用量が割当総エネルギーを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。また、本発明では、操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、総エネルギー実測値が割当総エネルギーより大きい場合、あるいは総エネルギー実測値が割当総エネルギーより小さい場合に、エネルギー抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、エネルギー抑制手段が利用する割当総エネルギーの値、またはエネルギー抑制手段が利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかを補正することで、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現することができる。
なお、上記のように本発明では、操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、総エネルギー実測値が割当総エネルギーより大きい場合、あるいは総エネルギー実測値が割当総エネルギーより小さい場合というのは、総エネルギー実測値が割当総エネルギーに一致すべき状況において両者が一致していない状況を意味しており、このときの両者間の誤差を「ずれ」と称するものとする。
【００２１】
また、本発明では、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定し、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定することにより、複数の制御系に関し、ステップ応答制御において電力使用量が割当総電力ＰＷを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。また、本発明では、操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより大きい場合、あるいは総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより小さい場合に、電力抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、電力抑制手段が利用する割当総電力ＰＷの値、または電力抑制手段が利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかを補正することで、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】３ゾーンの温度変化に伴う総電力の変化を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る制御系のブロック線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー総和抑制制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー総和抑制制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［発明の原理］
例として加熱装置を取り上げて説明する。例えば複数の加熱制御系に時間差を設けて順次立ち上げると、結果的に電力に余裕のある時間帯が生じることは避けられないので、その電力の余裕が装置の立ち上げ完了を遅らせる非効率分になることに、発明者は着眼した。単純に言えば、設定値ＳＰのステップ変更が行なわれた際に、制御量ＰＶの設定値ＳＰへの追従制御が行なわれていない状態を多く発生させていることになる。
【００２４】
また、制御ループ間の干渉がある加熱制御系では、先に立ち上げ完了した制御ループに、後から立ち上がる制御ループからの干渉による昇温外乱が発生するので、制御の整定までに余計な時間がかかり非効率になる。したがって、使用する総電力を一定値以内に抑えて各制御ループの同時昇温をしながら、各制御ループが極力同時に昇温を完了するように「完了のタイミング」を合わせることが、最も効率的な装置の立ち上げ方になる。
【００２５】
そこで、制御ループの代表的な昇温能力（例えば最大出力時の昇温レート）を予め記憶しておき、操作量ＭＶを設定値変更前の値（現在値）から特定の出力値（例えば最大値）にした場合の昇温レートを推定し、昇温完了までの推定時間と操作量出力上限に対応する使用電力とを簡易的に求める。あるいは、操作量ＭＶを設定値変更前の値（現在値）から特定の出力値（例えば最大値）にした場合の昇温レートを推定する推定式を実験データに基づいて求め、その比較的高精度な推定式を備えるようにしてもよい。
各制御ループの昇温完了時間が概ね等しくなり、かつ使用電力の合計が割当総電力以内で最大になる操作量出力上限の組み合わせを、前記昇温完了までの推定時間を適宜修正しながら求めれば、最も効率的な立ち上げ方に近づけることができる。
【００２６】
小型の調節計では、アルゴリズム記憶容量や１制御周期当りの演算量も限られている。したがって、各制御ループにおける最大出力時（操作量ＭＶｉが最大値の時）の昇温時間をまず算出し、算出した各ループの昇温時間から最大のものを抽出し、その昇温時間近傍を所要時間とした場合に各ループの出力上限を低くできる度合を求め、合計が割当総電力以内になるかどうかを判定し、割当総電力を超える場合は、前記所要時間を数パーセント程度大きくして、各ループの出力上限を低くできる度合を再度求めるという演算手順が好ましい。以上が本発明の基本原理である。
【００２７】
ただし、使用電力の合計が割当総電力以内で最大になる操作量出力上限値の組み合わせを求めるためには、各制御ループの操作量ＭＶｉが最大値１００％のときの最大出力時電力値ＣＴｍｉを用いて使用電力の合計値を算出する必要がある。各制御ループの最大出力時電力値ＣＴｍｉとしては、予め記憶している値を使用することになるが、この最大出力時電力値ＣＴｍｉが必ずしも精度良く得られるとは限らない。また、ヒータの抵抗値は、ヒータ温度やヒータ劣化などの影響で変化する場合がある。図１は３つの制御ゾーンをそれぞれヒータで加熱する加熱装置において、ヒータの抵抗値が制御ゾーンの温度の変化に伴って変化し、結果的に各ヒータの消費電力値の総和である総電力が変化する様子を示す図である。図１の１００が総電力の変化を示している。このように、ヒータの抵抗値が変化すると、最大出力時電力値ＣＴｍｉの精度を維持することは難しくなる。したがって、実際の使用電力が割当総電力ＰＷと整合しなくなる（すなわち、ずれが生じる）ことが有り得るので、上記の基本原理に基づいて算出した操作量出力上限値を補正する必要があるが、操作量出力上限値を補正する場合、このようなずれを厳密に考慮する必要がある。
【００２８】
総電力抑制としての目的を考慮すれば、操作量出力上限値の補正が必要なずれが生じている状況は、総電力が評価されるべき下記状況に限られている。
（ａ）操作量出力上限値が算出されて昇温を開始した後の出力飽和状態（全ての操作量が操作量出力上限値に一致している状態）において、総電力実測値が割当総電力ＰＷを上回っている状況。
（ｂ）操作量出力上限値が算出されて昇温を開始した後の出力飽和状態において、総電力実測値が割当総電力ＰＷを下回っている状況。
【００２９】
ここで、発明者は下記の点に着眼した。
（Ａ）上記（ａ）、（ｂ）の状況は時間的に継続して発生するので、ＰＩＤ制御周期毎に逐次的に修正することが可能である。すなわち、１回の何らかの処理で、操作量出力上限値を正確に補正できなくてもよい。
（Ｂ）また、（ａ）、（ｂ）の状況の解消は、最終的に帳尻が合えば問題ないものなので、ずれの要因を正確に特定する必要はない。すなわち、例えばどの制御ループがずれの原因になっているのかとか、ヒータ温度、ヒータ劣化、非線形性などの何れがずれの原因になっているのかとかは、解明されなくてもよい。
（Ｃ）そして、ずれの要因自体は、いずれにしろ急激に発生する現象ではないので、操作量出力上限値の早急な補正動作は必要ではない。すなわち、緩やかな補正動作を継続的に実行していれば、十分に対応できる。
【００３０】
以上の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の点から、上記（ａ）、（ｂ）の状況の発生のみをＰＩＤ制御周期毎に常時継続的に検出し、上記（ａ）、（ｂ）の状況が発生している場合に操作量出力上限値の微小な補正処理を実行し、その微小な補正処理を継続して積み重ねるようにすれば、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現できることに想到した。
【００３１】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉１と、加熱処理炉１の内部に設置された複数の制御アクチュエータであるヒータＨ１〜Ｈ４と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される加熱処理炉１内の制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶを測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ４と、ヒータＨ１〜Ｈ４に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する電力総和抑制制御装置２と、電力総和抑制制御装置２から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をそれぞれヒータＨ１〜Ｈ４に供給する電力調整器３−１〜３−４とから構成される。この図２に示した加熱装置においては、電力総和抑制制御装置２が制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶを制御する制御ループが、４個形成されていることになる。
【００３２】
図３は電力総和抑制制御装置２の構成を示すブロック図である。電力総和抑制制御装置２は、上位ＰＣ４から割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力部１０と、各制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎであり、ｎは２以上の整数、図２の例ではｎ＝４）の操作量ＭＶｉを現在値から最大値１００．０％にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉのうちの最大値ＴＬを推定する昇温時間推定部１１と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを昇温時間ＴＬの間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定部１５と、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉと最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出部１６と、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理部１７と、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値入力部２０と、昇温開始後の出力飽和状態において総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを小さく更新する第１の補正係数更新部２１と、昇温開始後の出力飽和状態において総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより小さい場合に補正係数ＨＳを大きく更新する第２の補正係数更新部２２と、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正部２３と、制御ループＬｉ毎に設けられた制御部２４−ｉとから構成される。
【００３３】
昇温時間推定部１１は、制御量ＰＶｉ変更量算出部１２と、制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３と、昇温時間算出部１４とから構成される。この昇温時間推定部１１は、制御量変化時間推定手段を構成している。
探索処理部１７は、昇温時間設定部１８と、割当総電力判定部１９とから構成される。必要出力推定部１５と使用電力合計算出部１６と探索処理部１７とは、電力抑制手段を構成している。
【００３４】
制御部２４−ｉは、設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉと、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉと、ＰＩＤ制御演算部２７−ｉと、出力上限処理部２８−ｉと、操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉとから構成される。
【００３５】
図４は本実施の形態の制御系のブロック線図である。各制御ループＬｉは、制御部２４−ｉと、制御対象Ｐｉとから構成される。後述のように、制御部２４−ｉは、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとから操作量ＭＶｉを算出して、この操作量ＭＶｉを制御対象Ｐｉに出力する。図２の例では、制御対象ＰｉはヒータＨｉが加熱する加熱処理炉１であるが、操作量ＭＶｉの実際の出力先は電力調整器３−ｉであり、操作量ＭＶｉに応じた電力が電力調整器３−ｉからヒータＨｉに供給される。
【００３６】
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉが最大値１００％のときの最大出力時電力値ＣＴｍｉは、各制御ループＬｉの消費電力値（具体的にはヒータＨｉの消費電力値）から推定することも可能である。しかし、本実施の形態では、この推定においても未知の非線形性が含まれ、ずれの原因になることを想定しているので、最大出力時電力値ＣＴｍｉを推定する処理は採用しないものとする。
本実施の形態では、補正係数ＨＳ（初期値１．０）を導入し、補正係数ＨＳを逐次更新するものとし、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに同じ補正係数ＨＳを乗じる。
【００３７】
以下、本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の動作を説明する。図５、図６は電力総和抑制制御装置２の動作を示すフローチャートである。なお、図５のＡ，Ｂは、それぞれ図６のＡ，Ｂと接続されていることは言うまでもない。
割当総電力入力部１０は、電力を管理する電力デマンド管理システムのコンピュータである上位ＰＣ４から、ヒータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する（図５ステップＳ１００）。
【００３８】
探索処理部１７の昇温時間設定部１８は、加熱装置のユーザ等によって各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉが変更され、昇温が開始されたとき（ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、操作量ＭＶｉを現在値から最大値１００．０％にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉのうちの最大値ＴＬを求める処理を、以下のように行なわせる。
【００３９】
まず、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変更量算出部１２は、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとを取得して、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを次式により制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１０２）。
ΔＰＶｉ＝ＳＰｉ−ＰＶｉ ・・・（１）
【００４０】
制御量ＰＶｉ（温度）は、温度センサＳｉによって測定され、制御部２４−ｉに入力される。なお、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとに応じた制御はステップＳ１０２よりも後ろのステップで行われるので、制御部２４−ｉに入力される制御量ＰＶｉをステップＳ１０２の時点で取得すれば、この制御量ＰＶｉは設定値変更前の制御量となる。
【００４１】
続いて、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３は、各制御ループＬｉの制御部２４−ｉから設定値変更前の操作量ＭＶｉを取得し、設定値ＳＰｉの変更に伴う制御量ＰＶｉの変化のレート（速度）ＴＨｉを次式により制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１０３）。
ＴＨｉ＝ＴＨｏｉ｛１００．０／（１００．０−ＭＶｉ）｝ ・・・（２）
【００４２】
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとに応じた制御はステップＳ１０３よりも後ろのステップで行われるので、制御部２４−ｉから出力されている操作量ＭＶｉをステップＳ１０３の時点で取得すれば、この操作量ＭＶｉは設定値変更前の操作量となる。式（２）において、ＴＨｏｉは制御ループＬｉ毎に予め記憶されている値であり、操作量ＭＶｉ＝０．０％の状態から最大出力ＭＶｉ＝１００．０％にしたとき（すなわち操作量上昇幅が１００．０％のとき）の制御量ＰＶｉの変化レート値である。つまり、式（２）は、変化レート値ＴＨｏｉを操作量上昇幅（１００．０−ＭＶｉ）で換算する数式である。本実施の形態では加熱装置の例で説明しているので、制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉは昇温レート［ｓｅｃ．／℃］である。
【００４３】
次に、昇温時間推定部１１の昇温時間算出部１４は、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉをΔＰＶｉだけ変化させるのに必要な制御量変化時間である昇温時間ＴＬｉを、制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉと変更量ΔＰＶｉとから次式により制御ループＬｉ毎に推定する（ステップＳ１０４）。
ＴＬｉ＝ＴＨｉΔＰＶｉ ・・・（３）
【００４４】
そして、昇温時間算出部１４は、各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉのうちの最大値ＴＬを選出する（ステップＳ１０５）。
ＴＬ＝ｍａｘ（ＴＬｉ） ・・・（４）
式（４）において、ｍａｘ（ ）は最大値選出演算関数である。以上のステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理により、昇温時間ＴＬを推定することができる。
【００４５】
次に、探索処理部１７の割当総電力判定部１９は、制御量ＰＶｉを昇温時間ＴＬの間に変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させる場合の全ヒータの使用電力ＴＷを求める処理を、以下のように行なわせる。
【００４６】
まず、必要出力推定部１５は、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉを取得し、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを昇温時間ＴＬの間に変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを次式により制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１０６）。
ＭＵｉ＝｛１００．０ＴＨｏｉ／（ＴＬ／ΔＰＶｉ）｝＋ＭＶｉ ・・・（５）
式（５）は、式（２）において、分母の１００．０をＭＵｉに置換し、ＴＨｉをＴＬ／ΔＰＶｉに置換して、ＭＵｉについて解くことにより得られる数式である。
【００４７】
続いて、使用電力合計算出部１６は、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを次式により算出する（ステップＳ１０７）。
【００４８】
【数１】
【００４９】
式（６）において、ＣＴｍｉは制御ループＬｉ毎に予め記憶されている値であり、操作量ＭＶｉが最大値１００．０％の場合のヒータＨｉの使用電力値である。
探索処理部１７の割当総電力判定部１９は、ＴＷ≦ＰＷ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えない場合は（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉをそれぞれ各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する（ステップＳ１０９）。
【００５０】
また、割当総電力判定部１９は、ＴＷ＞ＰＷ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超える場合は、昇温時間設定部１８に指示して、昇温時間ＴＬを現在の値の例えば１．０５倍に延長させて（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０６に戻る。こうして、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷ以下になるまで、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８，Ｓ１１０の処理が繰り返される。
【００５１】
次に、総電力実測値入力部２０は、昇温開始時から所定時間（例えば数ｓｅｃ．）が経過したかどうかを判定し（図６ステップＳ１１１）、所定時間が経過した場合にはステップＳ１１２に進み、所定時間が経過していない場合にはステップＳ１２０に進む。
総電力実測値入力部２０は、昇温開始時から所定時間が経過した場合、各制御ループＬｉの現在の消費電力値（具体的にはヒータＨｉの消費電力値）の総和である総電力実測値ＰＲをリアルタイムに計測する計測手段（不図示）から、総電力実測値ＰＲを取得する（ステップＳ１１２）。なお、計測手段を電力総和抑制制御装置２内に設けるようにしてもよい。
【００５２】
第１の補正係数更新部２１は、制御部２４−ｉから出力される操作量ＭＶｉに基づいて、昇温開始後の出力飽和状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１３）。第１の補正係数更新部２１は、全ての操作量ＭＶｉがそれぞれ対応する操作量出力上限値ＯＨｉあるいはＯＨｘｉに到達している場合、昇温開始後の出力飽和状態であると判定する。第１の補正係数更新部２１は、電力総和抑制制御装置２による現在の制御の状態が昇温開始後の出力飽和状態の場合、総電力実測値ＰＲと割当総電力ＰＷとを比較し（ステップＳ１１４）、総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより大きいと判定した場合に、補正係数ＨＳが現時点の数値よりも所定の第１の割合（本実施の形態では１％）だけ小さくなるように更新する（ステップＳ１１５）。
【００５３】
なお、第１の補正係数更新部２１は、昇温開始時に操作量出力上限値ＯＨｉが設定され、このＯＨｉを補正する操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定されていない場合には、ステップＳ１１３の判定に操作量出力上限値ＯＨｉを採用する。すなわち、第１の補正係数更新部２１は、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｉ ＡＮＤ ＰＲ＞ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←０．９９ＨＳ
・・・（７）
【００５４】
また、第１の補正係数更新部２１は、後述のように出力上限値補正部２３によって操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定された後は、ステップＳ１１３の判定に操作量出力上限値ＯＨｘｉを採用する。すなわち、第１の補正係数更新部２１は、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｘｉ ＡＮＤ ＰＲ＞ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←０．９９ＨＳ
・・・（８）
【００５５】
第２の補正係数更新部２２は、制御部２４−ｉから出力される操作量ＭＶｉに基づいて、昇温開始後の出力飽和状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１６）。第１の補正係数更新部２１と同様に、第２の補正係数更新部２２は、全ての操作量ＭＶｉがそれぞれ対応する操作量出力上限値ＯＨｉあるいはＯＨｘｉに到達している場合、昇温開始後の出力飽和状態であると判定する。第２の補正係数更新部２２は、電力総和抑制制御装置２による現在の制御の状態が昇温開始後の出力飽和状態の場合、総電力実測値ＰＲと割当総電力ＰＷとを比較し（ステップＳ１１７）、総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより小さいと判定した場合に、補正係数ＨＳが現時点の数値よりも所定の第２の割合（本実施の形態では０．１％）だけ大きくなるように更新する（ステップＳ１１８）。
【００５６】
なお、第２の補正係数更新部２２は、昇温開始時に操作量出力上限値ＯＨｉが設定され、このＯＨｉを補正する操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定されていない場合には、ステップＳ１１６の判定に操作量出力上限値ＯＨｉを採用する。すなわち、第２の補正係数更新部２２は、ステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｉ ＡＮＤ ＰＲ＜ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←１．００１ＨＳ
・・・（９）
【００５７】
また、第２の補正係数更新部２２は、出力上限値補正部２３によって操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定された後は、ステップＳ１１６の判定に操作量出力上限値ＯＨｘｉを採用する。すなわち、第２の補正係数更新部２２は、ステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｘｉ ＡＮＤ ＰＲ＜ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←１．００１ＨＳ
・・・（１０）
【００５８】
なお、本実施の形態において補正係数ＨＳを大きくすることは、使用電力が大きくなることを意味しているが、本発明は電力抑制を目的としているため、補正係数ＨＳを小さくする度合い（１％）に比べて、補正係数ＨＳを大きくする度合い（０．１％）を緩やかにしている。
【００５９】
出力上限値補正部２３は、割当総電力判定部１９が設定した操作量出力上限値ＯＨｉを次式により補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを、制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１１９）。
ＯＨｘｉ＝ＯＨｉＨＳ ・・・（１１）
【００６０】
次に、制御部２４−ｉは、制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉは、加熱装置のユーザによって設定され、設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉを介してＰＩＤ制御演算部２７−ｉに入力される（ステップＳ１２０）。
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉ（温度）は、温度センサＳｉによって測定され、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉを介してＰＩＤ制御演算部２７−ｉに入力される（ステップＳ１２１）。
【００６１】
ＰＩＤ制御演算部２７−ｉは、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉに基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶｉを算出する（ステップＳ１２２）。
ＭＶｉ＝（１００／ＰＢｉ）｛１＋（１／ＴＩｉｓ）＋ＴＤｉｓ｝（ＳＰｉ−ＰＶｉ）
・・・（１２）
ＰＢｉは比例帯、ＴＩｉは積分時間、ＴＤｉは微分時間、ｓはラプラス演算子である。
【００６２】
出力上限処理部２８−ｉは、昇温開始時に操作量出力上限値ＯＨｉが設定され、このＯＨｉを補正する操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定されていない場合には、以下の式のような操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ１２３）。
ＩＦ ＭＶｉ＞ＯＨｉ ＴＨＥＮ ＭＶｉ＝ＯＨｉ ・・・（１３）
すなわち、出力上限処理部２８−ｉは、操作量ＭＶｉが操作量出力上限値ＯＨｉより大きい場合、操作量ＭＶｉ＝ＯＨｉとする上限処理を行う。
【００６３】
また、出力上限処理部２８−ｉは、出力上限値補正部２３によって操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定された後は、以下の式のような操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ１２３）。
ＩＦ ＭＶｉ＞ＯＨｘｉ ＴＨＥＮ ＭＶｉ＝ＯＨｘｉ ・・・（１４）
すなわち、出力上限処理部２８−ｉは、操作量ＭＶｉが操作量出力上限値ＯＨｘｉより大きい場合、操作量ＭＶｉ＝ＯＨｘｉとする上限処理を行う。
【００６４】
操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉは、出力上限処理部２８−ｉによって上限処理された操作量ＭＶｉを制御対象（実際の出力先は電力調整器３−ｉ）に出力する（ステップＳ１２４）。制御部２４−ｉは制御ループＬｉ毎に設けられているので、ステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理は制御ループＬｉ毎に実施されることになる。
電力総和抑制制御装置２は、以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１２４の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ１２５においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理は、各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉのうち少なくとも１つが変更されたときに行われる。
【００６５】
ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理により補正係数ＨＳが逐次的に更新され、適切な補正量に近づく。一旦昇温が完了しあらためて別の昇温操作（設定値ＳＰｉの変更操作）が行われる際は、補正係数ＨＳを初期値１．０に戻してもよいし、逐次的に更新された補正係数ＨＳの値を継続して使用してもよい。補正係数ＨＳを初期値１．０に戻さずに継続的に使用する方法は、装置の普遍的な特徴を反映して補正係数ＨＳの値が収束する状況において有効である。
【００６６】
なお、操作量出力上限値ＯＨｉの補正処理は、昇温開始から数ｓｅｃ．経過するまでは実施しないことが好ましい。その理由は、リアルタイムに計測される総電力実測値ＰＲは操作量ＭＶｉの変化（上昇）に対して瞬時に追従するとは限らず、通常は数秒遅れて追従するので、総電力実測値ＰＲと割当総電力ＰＷとの比較判定が正確に実行できない時間帯が数秒生じるからである。そこで、本実施の形態では、ステップＳ１１１の判定処理により、昇温開始時から所定時間（例えば数ｓｅｃ．）が経過するまでは、ステップＳ１１２〜Ｓ１１９の処理を実施しないようにしている。
【００６７】
３ループの制御系で、割当総電力ＰＷを３００Ｗとするシミュレーション結果を図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す。図中の左軸は設定値ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３、制御量ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３および操作量ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３であり、右軸は割当総電力ＰＷおよび総電力実測値ＰＲ、横軸は時間である。なお、ここでは操作量ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３だけでなく、設定値ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３および制御量ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３も％単位で表示している。
【００６８】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）の例では、５００ｓｅｃ．の時点で設定値ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３を２０％から４６％に変更し、昇温を開始している。このとき、操作量出力上限値ＯＨｉの微小な更新処理に伴い、操作量ＭＶｉの高出力状態が緩やかに変化している。図７（Ａ）の例では、５００ｓｅｃ．以降で総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷ＝３００Ｗに満たないため、昇温開始から所定時間（２０ｓｅｃ．）が経過すると、総電力実測値ＰＲを増やす方向に操作量出力上限値ＯＨｉを逐次更新する動作が実施される。一方、図７（Ｂ）の例では、５００ｓｅｃ．以降で総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷ＝３００Ｗを超えるため、昇温開始から所定時間（２０ｓｅｃ．）が経過すると、総電力実測値ＰＲを減らす方向に操作量出力上限値ＯＨｉを逐次更新する動作が実施される。
【００６９】
こうして、本実施の形態では、複数の制御系に関し、ステップ応答制御において電力使用量が割当総電力ＰＷを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。
また、本実施の形態では、上記（ａ）、（ｂ）の状況が発生している場合に操作量出力上限値ＯＨｉの微小な補正処理を継続して実行することで、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現することができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、操作量ＭＶｉ自体を直接的に変化させるのではなく、操作量出力上限値ＯＨｉを変化させるので、操作量ＭＶｉには無意味な上下動は発生しない。すなわち、ＰＩＤ制御演算への悪影響が発生することがなく、不自然さのない制御応答波形を得ることができる。
【００７１】
本実施の形態の電力総和抑制制御装置２における処理の順序は図５、図６に示したとおりでなくてもよいことは言うまでもない。また、図５、図６の例では、割当総電力ＰＷの情報を１回だけ受信するようになっているが、上位ＰＣ４は必要に応じて情報を送信し、これにより割当総電力ＰＷの値が随時更新されるようになっていてもよい。
【００７２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態によって装置の普遍的な特徴を反映して補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作（設定値ＳＰｉの変更操作）が行われる際に、補正量を反映して操作量出力上限値ＯＨｉを算出する方法であり、割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じる。これにより、さらに安定的にずれを補正することができる。本実施の形態においても加熱装置全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図２の符号を用いて説明する。
【００７３】
図８は本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電力総和抑制制御装置２は、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、使用電力合計算出部１６と、制御ループＬｉ毎に設けられた制御部２４−ｉと、割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正部３０と、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理部１７ａとから構成される。
【００７４】
探索処理部１７ａは、昇温時間設定部１８ａと、割当総電力判定部１９ａとから構成される。必要出力推定部１５と使用電力合計算出部１６と探索処理部１７ａとは、電力抑制手段を構成している。
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、本実施の形態の構成と第１の実施の形態の構成を組み合わせることが好ましい。この場合、図３と図８で、符号が同じ重複する構成は省いてよいことは言うまでもない。具体的には、電力総和抑制制御装置２の構成として、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、使用電力合計算出部１６と、探索処理部１７，１７ａと、総電力実測値入力部２０と、第１の補正係数更新部２１と、第２の補正係数更新部２２と、出力上限値補正部２３と、制御部２４−ｉと、割当総電力補正部３０とを備えていればよい。
【００７５】
以下、本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の動作を説明する。図９は電力総和抑制制御装置２の動作を示すフローチャートである。
割当総電力入力部１０の処理（図９のステップＳ２００）は、図５のステップＳ１００と同じなので、説明は省略する。
【００７６】
割当総電力補正部３０は、加熱装置のユーザ等によって各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉが変更され、昇温が開始されたとき（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、割当総電力ＰＷを次式により補正した割当総電力ＰＷｘを算出する（ステップＳ２０２）。
ＰＷｘ＝ＰＷＨＳ ・・・（１５）
【００７７】
昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変更量算出部１２の処理（ステップＳ２０３）、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３の処理（ステップＳ２０４）、昇温時間推定部１１の昇温時間算出部１４の処理（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）は、それぞれ図５のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５と同じなので、説明は省略する。また、必要出力推定部１５の処理（ステップＳ２０７）、使用電力合計算出部１６の処理（ステップＳ２０８）は、それぞれ図５のステップＳ１０６，Ｓ１０７と同じなので、説明は省略する。
【００７８】
探索処理部１７ａの割当総電力判定部１９ａは、ＴＷ≦ＰＷｘ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘを超えない場合は（ステップＳ２０９においてＹＥＳ）、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉをそれぞれ各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する（ステップＳ２１０）。
【００７９】
また、割当総電力判定部１９ａは、ＴＷ＞ＰＷｘ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘを超える場合は、昇温時間設定部１８ａに指示して、昇温時間ＴＬを現在の値の例えば１．０５倍に延長させて（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０７に戻る。こうして、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘ以下になるまで、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９，Ｓ２１１の処理が繰り返される。
【００８０】
次に、制御部２４−ｉは、制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉの処理（ステップＳ２１２）、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉの処理（ステップＳ２１３）、ＰＩＤ制御演算部２７−ｉの処理（ステップＳ２１４）は、それぞれ図６のステップＳ１２０，Ｓ１２１，Ｓ１２２と同じなので、説明は省略する。
【００８１】
出力上限処理部２８−ｉの処理（ステップＳ２１５）は、図６のステップＳ１２３と同様であるが、本実施の形態では、第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、図６のステップＳ１１２〜Ｓ１１９の処理は実施されない。したがって、出力上限処理部２８−ｉは、割当総電力判定部１９ａによって設定された操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて、上記の式（１３）により操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ２１５）。
【００８２】
操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉの処理（ステップＳ２１６）は、図６のステップＳ１２４と同じなので、説明は省略する。制御部２４−ｉは制御ループＬｉ毎に設けられているので、ステップＳ２１２〜Ｓ２１６の処理は制御ループＬｉ毎に実施されることになる。
電力総和抑制制御装置２は、以上のようなステップＳ２０１〜Ｓ２１６の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ２１７においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。
こうして、本実施の形態では、第１の実施の形態と比べて更に安定的にずれを補正することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定している。したがって、最初の昇温操作では、図９の処理を実施せずに、図５、図６の処理を実施すればよく、補正係数ＨＳの値が収束した後の昇温操作（例えば２回目以降の昇温操作）では、図９の処理を実施すればよく、図５、図６の処理を実施しなくてもよい。
【００８４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態によって装置の普遍的な特徴を反映して補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作（設定値ＳＰｉの変更操作）が行われる際に、補正量を反映して操作量出力上限値ＯＨｉを算出する方法であり、各制御ループＬｉの最大出力時電力値ＣＴｍｉに同じ補正係数ＨＳの逆数を乗じる。これにより、さらに安定的にずれを補正することができる。本実施の形態においても加熱装置全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図２の符号を用いて説明する。
【００８５】
図１０は本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電力総和抑制制御装置２は、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、探索処理部１７と、制御ループＬｉ毎に設けられた制御部２４−ｉと、各制御ループＬｉの最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正部３１と、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉと最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出部１６ｂとから構成される。
【００８６】
必要出力推定部１５と使用電力合計算出部１６ｂと探索処理部１７とは、電力抑制手段を構成している。
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、本実施の形態の構成と第１の実施の形態の構成を組み合わせることが好ましい。この場合、図３と図１０で、符号が同じ重複する構成は省いてよいことは言うまでもない。具体的には、電力総和抑制制御装置２の構成として、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、使用電力合計算出部１６，１６ｂと、探索処理部１７と、総電力実測値入力部２０と、第１の補正係数更新部２１と、第２の補正係数更新部２２と、出力上限値補正部２３と、制御部２４−ｉと、最大出力時電力値補正部３１とを備えていればよい。
【００８７】
以下、本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の動作を説明する。図１１は電力総和抑制制御装置２の動作を示すフローチャートである。
割当総電力入力部１０の処理（図１１のステップＳ３００）は、図５のステップＳ１００と同じなので、説明は省略する。
【００８８】
最大出力時電力値補正部３１は、加熱装置のユーザ等によって各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉが変更され、昇温が開始されたとき（ステップＳ３０１においてＹＥＳ）、各制御ループＬｉの最大出力時電力値ＣＴｍｉを次式により補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを、制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ３０２）。
ＣＴｍｘｉ＝ＣＴｍｉ／ＨＳ ・・・（１６）
【００８９】
昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変更量算出部１２の処理（ステップＳ３０３）、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３の処理（ステップＳ３０４）、昇温時間推定部１１の昇温時間算出部１４の処理（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）は、それぞれ図５のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５と同じなので、説明は省略する。また、必要出力推定部１５の処理（ステップＳ３０７）は、図５のステップＳ１０６と同じなので、説明は省略する。
【００９０】
次に、使用電力合計算出部１６ｂは、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを次式により算出する（ステップＳ３０８）。
【００９１】
【数２】
【００９２】
割当総電力判定部１９の処理（ステップＳ３０９〜Ｓ３１１）は、図５のステップＳ１０８〜Ｓ１１０と同じなので、説明は省略する。
次に、制御部２４−ｉは、制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉの処理（ステップＳ３１２）、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉの処理（ステップＳ３１３）、ＰＩＤ制御演算部２７−ｉの処理（ステップＳ３１４）は、それぞれ図６のステップＳ１２０，Ｓ１２１，Ｓ１２２と同じなので、説明は省略する。
【００９３】
出力上限処理部２８−ｉの処理（ステップＳ３１５）は、図６のステップＳ１２３と同様であるが、本実施の形態では、第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、図６のステップＳ１１２〜Ｓ１１９の処理は実施されない。したがって、出力上限処理部２８−ｉは、割当総電力判定部１９によって設定された操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて、上記の式（１３）により操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ３１５）。
【００９４】
操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉの処理（ステップＳ３１６）は、図６のステップＳ１２４と同じなので、説明は省略する。制御部２４−ｉは制御ループＬｉ毎に設けられているので、ステップＳ３１２〜Ｓ３１６の処理は制御ループＬｉ毎に実施されることになる。
電力総和抑制制御装置２は、以上のようなステップＳ３０１〜Ｓ３１６の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ３１７においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。
こうして、本実施の形態では、第１の実施の形態と比べて更に安定的にずれを補正することができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定している。したがって、最初の昇温操作では、図１１の処理を実施せずに、図５、図６の処理を実施すればよく、補正係数ＨＳの値が収束した後の昇温操作（例えば２回目以降の昇温操作）では、図１１の処理を実施すればよく、図５、図６の処理を実施しなくてもよい。
【００９６】
［第４の実施の形態］
第１〜第３の実施の形態では、電力量に基づいて操作量出力上限値ＯＨｉ、割当総電力ＰＷ、最大出力時電力値ＣＴｍｉを補正しているが、これに限るものではなく、例えば燃料使用量などのエネルギー量に基づいて補正を行なうようにしてもよい。すなわち、本発明は、第１〜第３の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を、「エネルギー」あるいは「パワー」に置き換えた形態を権利範囲に含む。
【００９７】
第１の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を「エネルギー」に置き換えたエネルギー総和抑制制御装置の構成を図１２に示し、第２の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を「エネルギー」に置き換えたエネルギー総和抑制制御装置の構成を図１３に示し、第３の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を「エネルギー」に置き換えたエネルギー総和抑制制御装置の構成を図１４に示す。
【００９８】
図１２のエネルギー総和抑制制御装置は、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、出力上限値補正部２３と、制御部２４−ｉと、割当総エネルギー入力部１１０と、使用エネルギー合計算出部１１６と、探索処理部１１７と、総エネルギー実測値入力部１２０と、第１の補正係数更新部１２１と、第２の補正係数更新部１２２とから構成される。探索処理部１１７は、昇温時間設定部１８と、割当総エネルギー判定部１１９とから構成される。必要出力推定部１５と使用エネルギー合計算出部１１６と探索処理部１１７とは、エネルギー抑制手段を構成している。図１２に示したエネルギー総和抑制制御装置の構成は、第１の実施の形態において「電力」を「エネルギー」に置き換えたものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【００９９】
図１３のエネルギー総和抑制制御装置は、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、制御部２４−ｉと、割当総エネルギー入力部１１０と、割当総エネルギー補正部１３０と、使用エネルギー合計算出部１１６と、探索処理部１１７ａとから構成される。探索処理部１１７ａは、昇温時間設定部１８ａと、割当総エネルギー判定部１１９ａとから構成される。必要出力推定部１５と使用エネルギー合計算出部１１６と探索処理部１１７ａとは、エネルギー抑制手段を構成している。図１３に示したエネルギー総和抑制制御装置の構成は、第２の実施の形態において「電力」を「エネルギー」に置き換えたものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【０１００】
図１４のエネルギー総和抑制制御装置は、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、制御部２４−ｉと、割当総エネルギー入力部１１０と、使用エネルギー合計算出部１１６ｂと、探索処理部１１７と、最大出力時エネルギー値補正部１３１とから構成される。必要出力推定部１５と使用エネルギー合計算出部１１６ｂと探索処理部１１７とは、エネルギー抑制手段を構成している。図１４に示したエネルギー総和抑制制御装置の構成は、第３の実施の形態において「電力」を「エネルギー」に置き換えたものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
なお、本発明は、加熱制御に限らず、例えば冷却装置による冷却温度制御や、換気風量による環境制御（有害物質ＶＯＣ（Volatile Organic Compounas）や細菌などの制御）の電力総和抑制、エネルギー総和抑制にも適用することができる。
【０１０２】
第１〜第４の実施の形態で説明した電力総和抑制制御装置とエネルギー総和抑制制御装置とは、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置および制御方法に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…割当総電力入力部、１１…昇温時間推定部、１２…制御量ＰＶｉ変更量算出部、１３…制御量ＰＶｉ変化レート算出部、１４…昇温時間算出部、１５…必要出力推定部、１６，１６ｂ…使用電力合計算出部、１７，１７ａ，１１７，１１７ａ…探索処理部、１８，１８ａ…昇温時間設定部、１９，１９ａ…割当総電力判定部、２０…総電力実測値入力部、２１，１２１…第１の補正係数更新部、２２，１２２…第２の補正係数更新部、２３…出力上限値補正部、２４−ｉ…制御部、２５−ｉ…設定値ＳＰｉ入力部、２６−ｉ…制御量ＰＶｉ入力部、２７−ｉ…ＰＩＤ制御演算部、２８−ｉ…出力上限処理部、２９−ｉ…操作量ＭＶｉ出力部、３０…割当総電力補正部、３１…最大出力時電力値補正部、１１０…割当総エネルギー入力部、１１６，１１６ｂ…使用エネルギー合計算出部、１１９…割当総エネルギー判定部、１２０…総エネルギー実測値入力部、１３０…割当総エネルギー補正部、１３１…最大出力時エネルギー値補正部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置および制御方法に係り、特にステップ応答制御においてエネルギー使用量（例えば電力使用量）が指定された一定値を超えないように、かつ設定値への追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うエネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題に起因する法改正などに伴い、工場や生産ラインのエネルギー使用量管理が強く求められている。工場内の加熱装置や空調機器は特にエネルギー使用量の大きな設備装置であるため、エネルギー使用量の上限を、本来備える最大量よりも低く抑えるように管理されることが多い。例えば電力を使用する設備装置では、電力デマンド管理システムからの指示により、特定の電力使用量以内に制限する運用が行なわれている。
特に複数の電気ヒータを備える加熱装置では、立ち上げ時（複数の電気ヒータが設置されている領域の一斉昇温時）に同時供給される総電力を抑制するために、以下のような手法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたリフロー装置では、立ち上げ時の消費電流を低減するために、ヒータの近傍が熱的に飽和してから次のヒータを立ち上げるようにして、立ち上げ時間帯をずらすようにしていた。
特許文献２に開示された半導体ウエハの処理装置では、装置立ち上げ時に一時に大電力が消費されないように、各ヒータに対して時間的にずらしながら電力を供給するようにしていた。
【０００４】
特許文献３に開示された基板処理装置では、電力供給部から同時に供給される最大電力を小さくするために、所定の立ち上げ順序に従って、各熱処理部を１台ずつ順次立ち上げていくようにしていた。
特許文献４に開示された加熱装置では、装置立ち上げ時の過度の消費電流による電力障害を防止するために、まずコンベアより下方に位置するヒータに対し必要とする電力を供給し、かつコンベアより上方に位置するヒータへ供給される電力を制限して、合計消費電力を一定値以下に制御し、炉体内の温度の上昇に伴って温度を切換パラメータとして、コンベアより下方に位置するヒータへの供給電力を減少させるように制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８８５０４７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２６７４３号公報
【特許文献３】特開平１１−２０４４１２号公報
【特許文献４】特許第４４２６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜特許文献４に開示された技術は、いずれも複数のヒータに時間差を設けて電力を供給する方式であるため、昇温効率が悪くなる、すなわちステップ応答時における制御量ＰＶ（温度）の設定値ＳＰへの追従特性が悪くなるという問題点があった。
【０００７】
製造装置では、複数のヒータに時間差を設けて電力を供給する場合、装置の立ち上げに要する時間や立ち上げに要する電力には多少のばらつきが必ずあるため、余裕のある時間差を与えて立ち上げの切換判断をする必要がある。したがって、例えば４系統の加熱制御系を備える加熱装置を立ち上げる（昇温する）場合に、加熱制御系を別々に順次立ち上げていくと、結果的に１系統の立ち上げ時間を単純に４倍した時間以上の時間が使われることになる。
【０００８】
また、立ち上げの切換判断を行ないやすくするために、特許文献４に開示された技術のように特定の位置のヒータに対して決められた順序で電力を供給していくような工夫が考えられる。しかし、特許文献４に開示された技術は、全く同じパターンの立ち上げ時においてのみ通用する方法であり、製造条件などに応じて昇温要求が変化する場合には適用できない。複数のヒータに同時に電力を供給する通常の同時昇温という最も効率的な方法から乖離した方法になればなるほど、昇温効率が低下するか、適用対象が限られるかの、いずれかの問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の制御系に関し、ステップ応答制御においてエネルギー使用量（例えば電力使用量）が指定された一定値を超えないように、かつ設定値への追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができるエネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のエネルギー総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制手段と、各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、前記エネルギー抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制手段が利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制手段が利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制手段と、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、前記電力抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制手段が利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制手段が利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新手段と、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新手段と、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正手段と、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の電力総和抑制制御装置は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正手段と、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のエネルギー総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制ステップと、各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、前記エネルギー抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制ステップで利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制ステップで利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制ステップと、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、前記電力抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制ステップで利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制ステップで利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新ステップと、昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新ステップと、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正ステップと、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の電力総和抑制制御方法は、複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正ステップと、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定し、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が割当総エネルギーを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定することにより、複数の制御系に関し、ステップ応答制御（設定値ＳＰｉのステップ変更が行なわれ、制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従のために制御機能が利用されている状態）においてエネルギー使用量が割当総エネルギーを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。また、本発明では、操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、総エネルギー実測値が割当総エネルギーより大きい場合、あるいは総エネルギー実測値が割当総エネルギーより小さい場合に、エネルギー抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、エネルギー抑制手段が利用する割当総エネルギーの値、またはエネルギー抑制手段が利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかを補正することで、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現することができる。
なお、上記のように本発明では、操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、総エネルギー実測値が割当総エネルギーより大きい場合、あるいは総エネルギー実測値が割当総エネルギーより小さい場合というのは、総エネルギー実測値が割当総エネルギーに一致すべき状況において両者が一致していない状況を意味しており、このときの両者間の誤差を「ずれ」と称するものとする。
【００２１】
また、本発明では、各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定し、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定することにより、複数の制御系に関し、ステップ応答制御において電力使用量が割当総電力ＰＷを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。また、本発明では、操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより大きい場合、あるいは総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより小さい場合に、電力抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、電力抑制手段が利用する割当総電力ＰＷの値、または電力抑制手段が利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかを補正することで、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】３ゾーンの温度変化に伴う総電力の変化を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る制御系のブロック線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る電力総和抑制制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー総和抑制制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー総和抑制制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［発明の原理］
例として加熱装置を取り上げて説明する。例えば複数の加熱制御系に時間差を設けて順次立ち上げると、結果的に電力に余裕のある時間帯が生じることは避けられないので、その電力の余裕が装置の立ち上げ完了を遅らせる非効率分になることに、発明者は着眼した。単純に言えば、設定値ＳＰのステップ変更が行なわれた際に、制御量ＰＶの設定値ＳＰへの追従制御が行なわれていない状態を多く発生させていることになる。
【００２４】
また、制御ループ間の干渉がある加熱制御系では、先に立ち上げ完了した制御ループに、後から立ち上がる制御ループからの干渉による昇温外乱が発生するので、制御の整定までに余計な時間がかかり非効率になる。したがって、使用する総電力を一定値以内に抑えて各制御ループの同時昇温をしながら、各制御ループが極力同時に昇温を完了するように「完了のタイミング」を合わせることが、最も効率的な装置の立ち上げ方になる。
【００２５】
そこで、制御ループの代表的な昇温能力（例えば最大出力時の昇温レート）を予め記憶しておき、操作量ＭＶを設定値変更前の値（現在値）から特定の出力値（例えば最大値）にした場合の昇温レートを推定し、昇温完了までの推定時間と操作量出力上限に対応する使用電力とを簡易的に求める。あるいは、操作量ＭＶを設定値変更前の値（現在値）から特定の出力値（例えば最大値）にした場合の昇温レートを推定する推定式を実験データに基づいて求め、その比較的高精度な推定式を備えるようにしてもよい。
各制御ループの昇温完了時間が概ね等しくなり、かつ使用電力の合計が割当総電力以内で最大になる操作量出力上限の組み合わせを、前記昇温完了までの推定時間を適宜修正しながら求めれば、最も効率的な立ち上げ方に近づけることができる。
【００２６】
小型の調節計では、アルゴリズム記憶容量や１制御周期当りの演算量も限られている。したがって、各制御ループにおける最大出力時（操作量ＭＶｉが最大値の時）の昇温時間をまず算出し、算出した各ループの昇温時間から最大のものを抽出し、その昇温時間近傍を所要時間とした場合に各ループの出力上限を低くできる度合を求め、合計が割当総電力以内になるかどうかを判定し、割当総電力を超える場合は、前記所要時間を数パーセント程度大きくして、各ループの出力上限を低くできる度合を再度求めるという演算手順が好ましい。以上が本発明の基本原理である。
【００２７】
ただし、使用電力の合計が割当総電力以内で最大になる操作量出力上限値の組み合わせを求めるためには、各制御ループの操作量ＭＶｉが最大値１００％のときの最大出力時電力値ＣＴｍｉを用いて使用電力の合計値を算出する必要がある。各制御ループの最大出力時電力値ＣＴｍｉとしては、予め記憶している値を使用することになるが、この最大出力時電力値ＣＴｍｉが必ずしも精度良く得られるとは限らない。また、ヒータの抵抗値は、ヒータ温度やヒータ劣化などの影響で変化する場合がある。図１は３つの制御ゾーンをそれぞれヒータで加熱する加熱装置において、ヒータの抵抗値が制御ゾーンの温度の変化に伴って変化し、結果的に各ヒータの消費電力値の総和である総電力が変化する様子を示す図である。図１の１００が総電力の変化を示している。このように、ヒータの抵抗値が変化すると、最大出力時電力値ＣＴｍｉの精度を維持することは難しくなる。したがって、実際の使用電力が割当総電力ＰＷと整合しなくなる（すなわち、ずれが生じる）ことが有り得るので、上記の基本原理に基づいて算出した操作量出力上限値を補正する必要があるが、操作量出力上限値を補正する場合、このようなずれを厳密に考慮する必要がある。
【００２８】
総電力抑制としての目的を考慮すれば、操作量出力上限値の補正が必要なずれが生じている状況は、総電力が評価されるべき下記状況に限られている。
（ａ）操作量出力上限値が算出されて昇温を開始した後の出力飽和状態（全ての操作量が操作量出力上限値に一致している状態）において、総電力実測値が割当総電力ＰＷを上回っている状況。
（ｂ）操作量出力上限値が算出されて昇温を開始した後の出力飽和状態において、総電力実測値が割当総電力ＰＷを下回っている状況。
【００２９】
ここで、発明者は下記の点に着眼した。
（Ａ）上記（ａ）、（ｂ）の状況は時間的に継続して発生するので、ＰＩＤ制御周期毎に逐次的に修正することが可能である。すなわち、１回の何らかの処理で、操作量出力上限値を正確に補正できなくてもよい。
（Ｂ）また、（ａ）、（ｂ）の状況の解消は、最終的に帳尻が合えば問題ないものなので、ずれの要因を正確に特定する必要はない。すなわち、例えばどの制御ループがずれの原因になっているのかとか、ヒータ温度、ヒータ劣化、非線形性などの何れがずれの原因になっているのかとかは、解明されなくてもよい。
（Ｃ）そして、ずれの要因自体は、いずれにしろ急激に発生する現象ではないので、操作量出力上限値の早急な補正動作は必要ではない。すなわち、緩やかな補正動作を継続的に実行していれば、十分に対応できる。
【００３０】
以上の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の点から、上記（ａ）、（ｂ）の状況の発生のみをＰＩＤ制御周期毎に常時継続的に検出し、上記（ａ）、（ｂ）の状況が発生している場合に操作量出力上限値の微小な補正処理を実行し、その微小な補正処理を継続して積み重ねるようにすれば、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現できることに想到した。
【００３１】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉１と、加熱処理炉１の内部に設置された複数の制御アクチュエータであるヒータＨ１〜Ｈ４と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される加熱処理炉１内の制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶを測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ４と、ヒータＨ１〜Ｈ４に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する電力総和抑制制御装置２と、電力総和抑制制御装置２から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をそれぞれヒータＨ１〜Ｈ４に供給する電力調整器３−１〜３−４とから構成される。この図２に示した加熱装置においては、電力総和抑制制御装置２が制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶを制御する制御ループが、４個形成されていることになる。
【００３２】
図３は電力総和抑制制御装置２の構成を示すブロック図である。電力総和抑制制御装置２は、上位ＰＣ４から割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力部１０と、各制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎであり、ｎは２以上の整数、図２の例ではｎ＝４）の操作量ＭＶｉを現在値から最大値１００．０％にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉのうちの最大値ＴＬを推定する昇温時間推定部１１と、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを昇温時間ＴＬの間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定部１５と、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉと最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出部１６と、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理部１７と、各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値入力部２０と、昇温開始後の出力飽和状態において総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを小さく更新する第１の補正係数更新部２１と、昇温開始後の出力飽和状態において総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより小さい場合に補正係数ＨＳを大きく更新する第２の補正係数更新部２２と、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正部２３と、制御ループＬｉ毎に設けられた制御部２４−ｉとから構成される。
【００３３】
昇温時間推定部１１は、制御量ＰＶｉ変更量算出部１２と、制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３と、昇温時間算出部１４とから構成される。この昇温時間推定部１１は、制御量変化時間推定手段を構成している。
探索処理部１７は、昇温時間設定部１８と、割当総電力判定部１９とから構成される。必要出力推定部１５と使用電力合計算出部１６と探索処理部１７とは、電力抑制手段を構成している。
【００３４】
制御部２４−ｉは、設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉと、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉと、ＰＩＤ制御演算部２７−ｉと、出力上限処理部２８−ｉと、操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉとから構成される。
【００３５】
図４は本実施の形態の制御系のブロック線図である。各制御ループＬｉは、制御部２４−ｉと、制御対象Ｐｉとから構成される。後述のように、制御部２４−ｉは、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとから操作量ＭＶｉを算出して、この操作量ＭＶｉを制御対象Ｐｉに出力する。図２の例では、制御対象ＰｉはヒータＨｉが加熱する加熱処理炉１であるが、操作量ＭＶｉの実際の出力先は電力調整器３−ｉであり、操作量ＭＶｉに応じた電力が電力調整器３−ｉからヒータＨｉに供給される。
【００３６】
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉが最大値１００％のときの最大出力時電力値ＣＴｍｉは、各制御ループＬｉの消費電力値（具体的にはヒータＨｉの消費電力値）から推定することも可能である。しかし、本実施の形態では、この推定においても未知の非線形性が含まれ、ずれの原因になることを想定しているので、最大出力時電力値ＣＴｍｉを推定する処理は採用しないものとする。
本実施の形態では、補正係数ＨＳ（初期値１．０）を導入し、補正係数ＨＳを逐次更新するものとし、各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに同じ補正係数ＨＳを乗じる。
【００３７】
以下、本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の動作を説明する。図５、図６は電力総和抑制制御装置２の動作を示すフローチャートである。なお、図５のＡ，Ｂは、それぞれ図６のＡ，Ｂと接続されていることは言うまでもない。
割当総電力入力部１０は、電力を管理する電力デマンド管理システムのコンピュータである上位ＰＣ４から、ヒータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する（図５ステップＳ１００）。
【００３８】
探索処理部１７の昇温時間設定部１８は、加熱装置のユーザ等によって各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉが変更され、昇温が開始されたとき（ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、操作量ＭＶｉを現在値から最大値１００．０％にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉのうちの最大値ＴＬを求める処理を、以下のように行なわせる。
【００３９】
まず、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変更量算出部１２は、各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとを取得して、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを次式により制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１０２）。
ΔＰＶｉ＝ＳＰｉ−ＰＶｉ ・・・（１）
【００４０】
制御量ＰＶｉ（温度）は、温度センサＳｉによって測定され、制御部２４−ｉに入力される。なお、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとに応じた制御はステップＳ１０２よりも後ろのステップで行われるので、制御部２４−ｉに入力される制御量ＰＶｉをステップＳ１０２の時点で取得すれば、この制御量ＰＶｉは設定値変更前の制御量となる。
【００４１】
続いて、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３は、各制御ループＬｉの制御部２４−ｉから設定値変更前の操作量ＭＶｉを取得し、設定値ＳＰｉの変更に伴う制御量ＰＶｉの変化のレート（速度）ＴＨｉを次式により制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１０３）。
ＴＨｉ＝ＴＨｏｉ｛１００．０／（１００．０−ＭＶｉ）｝ ・・・（２）
【００４２】
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとに応じた制御はステップＳ１０３よりも後ろのステップで行われるので、制御部２４−ｉから出力されている操作量ＭＶｉをステップＳ１０３の時点で取得すれば、この操作量ＭＶｉは設定値変更前の操作量となる。式（２）において、ＴＨｏｉは制御ループＬｉ毎に予め記憶されている値であり、操作量ＭＶｉ＝０．０％の状態から最大出力ＭＶｉ＝１００．０％にしたとき（すなわち操作量上昇幅が１００．０％のとき）の制御量ＰＶｉの変化レート値である。つまり、式（２）は、変化レート値ＴＨｏｉを操作量上昇幅（１００．０−ＭＶｉ）で換算する数式である。本実施の形態では加熱装置の例で説明しているので、制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉは昇温レート［ｓｅｃ．／℃］である。
【００４３】
次に、昇温時間推定部１１の昇温時間算出部１４は、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉをΔＰＶｉだけ変化させるのに必要な制御量変化時間である昇温時間ＴＬｉを、制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉと変更量ΔＰＶｉとから次式により制御ループＬｉ毎に推定する（ステップＳ１０４）。
ＴＬｉ＝ＴＨｉΔＰＶｉ ・・・（３）
【００４４】
そして、昇温時間算出部１４は、各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉのうちの最大値ＴＬを選出する（ステップＳ１０５）。
ＴＬ＝ｍａｘ（ＴＬｉ） ・・・（４）
式（４）において、ｍａｘ（ ）は最大値選出演算関数である。以上のステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理により、昇温時間ＴＬを推定することができる。
【００４５】
次に、探索処理部１７の割当総電力判定部１９は、制御量ＰＶｉを昇温時間ＴＬの間に変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させる場合の全ヒータの使用電力ＴＷを求める処理を、以下のように行なわせる。
【００４６】
まず、必要出力推定部１５は、各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉを取得し、各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを昇温時間ＴＬの間に変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを次式により制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１０６）。
ＭＵｉ＝｛１００．０ＴＨｏｉ／（ＴＬ／ΔＰＶｉ）｝＋ＭＶｉ ・・・（５）
式（５）は、式（２）において、分母の１００．０をＭＵｉに置換し、ＴＨｉをＴＬ／ΔＰＶｉに置換して、ＭＵｉについて解くことにより得られる数式である。
【００４７】
続いて、使用電力合計算出部１６は、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを次式により算出する（ステップＳ１０７）。
【００４８】
【数１】
【００４９】
式（６）において、ＣＴｍｉは制御ループＬｉ毎に予め記憶されている値であり、操作量ＭＶｉが最大値１００．０％の場合のヒータＨｉの使用電力値である。
探索処理部１７の割当総電力判定部１９は、ＴＷ≦ＰＷ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えない場合は（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉをそれぞれ各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する（ステップＳ１０９）。
【００５０】
また、割当総電力判定部１９は、ＴＷ＞ＰＷ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超える場合は、昇温時間設定部１８に指示して、昇温時間ＴＬを現在の値の例えば１．０５倍に延長させて（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０６に戻る。こうして、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷ以下になるまで、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８，Ｓ１１０の処理が繰り返される。
【００５１】
次に、総電力実測値入力部２０は、昇温開始時から所定時間（例えば数ｓｅｃ．）が経過したかどうかを判定し（図６ステップＳ１１１）、所定時間が経過した場合にはステップＳ１１２に進み、所定時間が経過していない場合にはステップＳ１２０に進む。
総電力実測値入力部２０は、昇温開始時から所定時間が経過した場合、各制御ループＬｉの現在の消費電力値（具体的にはヒータＨｉの消費電力値）の総和である総電力実測値ＰＲをリアルタイムに計測する計測手段（不図示）から、総電力実測値ＰＲを取得する（ステップＳ１１２）。なお、計測手段を電力総和抑制制御装置２内に設けるようにしてもよい。
【００５２】
第１の補正係数更新部２１は、制御部２４−ｉから出力される操作量ＭＶｉに基づいて、昇温開始後の出力飽和状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１３）。第１の補正係数更新部２１は、全ての操作量ＭＶｉがそれぞれ対応する操作量出力上限値ＯＨｉあるいはＯＨｘｉに到達している場合、昇温開始後の出力飽和状態であると判定する。第１の補正係数更新部２１は、電力総和抑制制御装置２による現在の制御の状態が昇温開始後の出力飽和状態の場合、総電力実測値ＰＲと割当総電力ＰＷとを比較し（ステップＳ１１４）、総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより大きいと判定した場合に、補正係数ＨＳが現時点の数値よりも所定の第１の割合（本実施の形態では１％）だけ小さくなるように更新する（ステップＳ１１５）。
【００５３】
なお、第１の補正係数更新部２１は、昇温開始時に操作量出力上限値ＯＨｉが設定され、このＯＨｉを補正する操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定されていない場合には、ステップＳ１１３の判定に操作量出力上限値ＯＨｉを採用する。すなわち、第１の補正係数更新部２１は、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｉ ＡＮＤ ＰＲ＞ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←０．９９ＨＳ
・・・（７）
【００５４】
また、第１の補正係数更新部２１は、後述のように出力上限値補正部２３によって操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定された後は、ステップＳ１１３の判定に操作量出力上限値ＯＨｘｉを採用する。すなわち、第１の補正係数更新部２１は、ステップＳ１１３〜Ｓ１１５の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｘｉ ＡＮＤ ＰＲ＞ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←０．９９ＨＳ
・・・（８）
【００５５】
第２の補正係数更新部２２は、制御部２４−ｉから出力される操作量ＭＶｉに基づいて、昇温開始後の出力飽和状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１６）。第１の補正係数更新部２１と同様に、第２の補正係数更新部２２は、全ての操作量ＭＶｉがそれぞれ対応する操作量出力上限値ＯＨｉあるいはＯＨｘｉに到達している場合、昇温開始後の出力飽和状態であると判定する。第２の補正係数更新部２２は、電力総和抑制制御装置２による現在の制御の状態が昇温開始後の出力飽和状態の場合、総電力実測値ＰＲと割当総電力ＰＷとを比較し（ステップＳ１１７）、総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷより小さいと判定した場合に、補正係数ＨＳが現時点の数値よりも所定の第２の割合（本実施の形態では０．１％）だけ大きくなるように更新する（ステップＳ１１８）。
【００５６】
なお、第２の補正係数更新部２２は、昇温開始時に操作量出力上限値ＯＨｉが設定され、このＯＨｉを補正する操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定されていない場合には、ステップＳ１１６の判定に操作量出力上限値ＯＨｉを採用する。すなわち、第２の補正係数更新部２２は、ステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｉ ＡＮＤ ＰＲ＜ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←１．００１ＨＳ
・・・（９）
【００５７】
また、第２の補正係数更新部２２は、出力上限値補正部２３によって操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定された後は、ステップＳ１１６の判定に操作量出力上限値ＯＨｘｉを採用する。すなわち、第２の補正係数更新部２２は、ステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理として次式のような処理を行なう。
ＩＦ ＭＶｉ＝ＯＨｘｉ ＡＮＤ ＰＲ＜ＰＷ ＴＨＥＮ ＨＳ←１．００１ＨＳ
・・・（１０）
【００５８】
なお、本実施の形態において補正係数ＨＳを大きくすることは、使用電力が大きくなることを意味しているが、本発明は電力抑制を目的としているため、補正係数ＨＳを小さくする度合い（１％）に比べて、補正係数ＨＳを大きくする度合い（０．１％）を緩やかにしている。
【００５９】
出力上限値補正部２３は、割当総電力判定部１９が設定した操作量出力上限値ＯＨｉを次式により補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを、制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ１１９）。
ＯＨｘｉ＝ＯＨｉＨＳ ・・・（１１）
【００６０】
次に、制御部２４−ｉは、制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉは、加熱装置のユーザによって設定され、設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉを介してＰＩＤ制御演算部２７−ｉに入力される（ステップＳ１２０）。
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉ（温度）は、温度センサＳｉによって測定され、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉを介してＰＩＤ制御演算部２７−ｉに入力される（ステップＳ１２１）。
【００６１】
ＰＩＤ制御演算部２７−ｉは、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉに基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶｉを算出する（ステップＳ１２２）。
ＭＶｉ＝（１００／ＰＢｉ）｛１＋（１／ＴＩｉｓ）＋ＴＤｉｓ｝（ＳＰｉ−ＰＶｉ）
・・・（１２）
ＰＢｉは比例帯、ＴＩｉは積分時間、ＴＤｉは微分時間、ｓはラプラス演算子である。
【００６２】
出力上限処理部２８−ｉは、昇温開始時に操作量出力上限値ＯＨｉが設定され、このＯＨｉを補正する操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定されていない場合には、以下の式のような操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ１２３）。
ＩＦ ＭＶｉ＞ＯＨｉ ＴＨＥＮ ＭＶｉ＝ＯＨｉ ・・・（１３）
すなわち、出力上限処理部２８−ｉは、操作量ＭＶｉが操作量出力上限値ＯＨｉより大きい場合、操作量ＭＶｉ＝ＯＨｉとする上限処理を行う。
【００６３】
また、出力上限処理部２８−ｉは、出力上限値補正部２３によって操作量出力上限値ＯＨｘｉが設定された後は、以下の式のような操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ１２３）。
ＩＦ ＭＶｉ＞ＯＨｘｉ ＴＨＥＮ ＭＶｉ＝ＯＨｘｉ ・・・（１４）
すなわち、出力上限処理部２８−ｉは、操作量ＭＶｉが操作量出力上限値ＯＨｘｉより大きい場合、操作量ＭＶｉ＝ＯＨｘｉとする上限処理を行う。
【００６４】
操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉは、出力上限処理部２８−ｉによって上限処理された操作量ＭＶｉを制御対象（実際の出力先は電力調整器３−ｉ）に出力する（ステップＳ１２４）。制御部２４−ｉは制御ループＬｉ毎に設けられているので、ステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理は制御ループＬｉ毎に実施されることになる。
電力総和抑制制御装置２は、以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１２４の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ１２５においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理は、各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉのうち少なくとも１つが変更されたときに行われる。
【００６５】
ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理により補正係数ＨＳが逐次的に更新され、適切な補正量に近づく。一旦昇温が完了しあらためて別の昇温操作（設定値ＳＰｉの変更操作）が行われる際は、補正係数ＨＳを初期値１．０に戻してもよいし、逐次的に更新された補正係数ＨＳの値を継続して使用してもよい。補正係数ＨＳを初期値１．０に戻さずに継続的に使用する方法は、装置の普遍的な特徴を反映して補正係数ＨＳの値が収束する状況において有効である。
【００６６】
なお、操作量出力上限値ＯＨｉの補正処理は、昇温開始から数ｓｅｃ．経過するまでは実施しないことが好ましい。その理由は、リアルタイムに計測される総電力実測値ＰＲは操作量ＭＶｉの変化（上昇）に対して瞬時に追従するとは限らず、通常は数秒遅れて追従するので、総電力実測値ＰＲと割当総電力ＰＷとの比較判定が正確に実行できない時間帯が数秒生じるからである。そこで、本実施の形態では、ステップＳ１１１の判定処理により、昇温開始時から所定時間（例えば数ｓｅｃ．）が経過するまでは、ステップＳ１１２〜Ｓ１１９の処理を実施しないようにしている。
【００６７】
３ループの制御系で、割当総電力ＰＷを３００Ｗとするシミュレーション結果を図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す。図中の左軸は設定値ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３、制御量ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３および操作量ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３であり、右軸は割当総電力ＰＷおよび総電力実測値ＰＲ、横軸は時間である。なお、ここでは操作量ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３だけでなく、設定値ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３および制御量ＰＶ１，ＰＶ２，ＰＶ３も％単位で表示している。
【００６８】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）の例では、５００ｓｅｃ．の時点で設定値ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３を２０％から４６％に変更し、昇温を開始している。このとき、操作量出力上限値ＯＨｉの微小な更新処理に伴い、操作量ＭＶｉの高出力状態が緩やかに変化している。図７（Ａ）の例では、５００ｓｅｃ．以降で総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷ＝３００Ｗに満たないため、昇温開始から所定時間（２０ｓｅｃ．）が経過すると、総電力実測値ＰＲを増やす方向に操作量出力上限値ＯＨｉを逐次更新する動作が実施される。一方、図７（Ｂ）の例では、５００ｓｅｃ．以降で総電力実測値ＰＲが割当総電力ＰＷ＝３００Ｗを超えるため、昇温開始から所定時間（２０ｓｅｃ．）が経過すると、総電力実測値ＰＲを減らす方向に操作量出力上限値ＯＨｉを逐次更新する動作が実施される。
【００６９】
こうして、本実施の形態では、複数の制御系に関し、ステップ応答制御において電力使用量が割当総電力ＰＷを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。
また、本実施の形態では、上記（ａ）、（ｂ）の状況が発生している場合に操作量出力上限値ＯＨｉの微小な補正処理を継続して実行することで、逐次的かつ安定的にずれを補正する動作を実現することができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、操作量ＭＶｉ自体を直接的に変化させるのではなく、操作量出力上限値ＯＨｉを変化させるので、操作量ＭＶｉには無意味な上下動は発生しない。すなわち、ＰＩＤ制御演算への悪影響が発生することがなく、不自然さのない制御応答波形を得ることができる。
【００７１】
本実施の形態の電力総和抑制制御装置２における処理の順序は図５、図６に示したとおりでなくてもよいことは言うまでもない。また、図５、図６の例では、割当総電力ＰＷの情報を１回だけ受信するようになっているが、上位ＰＣ４は必要に応じて情報を送信し、これにより割当総電力ＰＷの値が随時更新されるようになっていてもよい。
【００７２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態によって装置の普遍的な特徴を反映して補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作（設定値ＳＰｉの変更操作）が行われる際に、補正量を反映して操作量出力上限値ＯＨｉを算出する方法であり、割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じる。これにより、さらに安定的にずれを補正することができる。本実施の形態においても加熱装置全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図２の符号を用いて説明する。
【００７３】
図８は本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電力総和抑制制御装置２は、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、使用電力合計算出部１６と、制御ループＬｉ毎に設けられた制御部２４−ｉと、割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正部３０と、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理部１７ａとから構成される。
【００７４】
探索処理部１７ａは、昇温時間設定部１８ａと、割当総電力判定部１９ａとから構成される。必要出力推定部１５と使用電力合計算出部１６と探索処理部１７ａとは、電力抑制手段を構成している。
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、本実施の形態の構成と第１の実施の形態の構成を組み合わせることが好ましい。この場合、図３と図８で、符号が同じ重複する構成は省いてよいことは言うまでもない。具体的には、電力総和抑制制御装置２の構成として、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、使用電力合計算出部１６と、探索処理部１７，１７ａと、総電力実測値入力部２０と、第１の補正係数更新部２１と、第２の補正係数更新部２２と、出力上限値補正部２３と、制御部２４−ｉと、割当総電力補正部３０とを備えていればよい。
【００７５】
以下、本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の動作を説明する。図９は電力総和抑制制御装置２の動作を示すフローチャートである。
割当総電力入力部１０の処理（図９のステップＳ２００）は、図５のステップＳ１００と同じなので、説明は省略する。
【００７６】
割当総電力補正部３０は、加熱装置のユーザ等によって各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉが変更され、昇温が開始されたとき（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、割当総電力ＰＷを次式により補正した割当総電力ＰＷｘを算出する（ステップＳ２０２）。
ＰＷｘ＝ＰＷＨＳ ・・・（１５）
【００７７】
昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変更量算出部１２の処理（ステップＳ２０３）、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３の処理（ステップＳ２０４）、昇温時間推定部１１の昇温時間算出部１４の処理（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）は、それぞれ図５のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５と同じなので、説明は省略する。また、必要出力推定部１５の処理（ステップＳ２０７）、使用電力合計算出部１６の処理（ステップＳ２０８）は、それぞれ図５のステップＳ１０６，Ｓ１０７と同じなので、説明は省略する。
【００７８】
探索処理部１７ａの割当総電力判定部１９ａは、ＴＷ≦ＰＷｘ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘを超えない場合は（ステップＳ２０９においてＹＥＳ）、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉをそれぞれ各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する（ステップＳ２１０）。
【００７９】
また、割当総電力判定部１９ａは、ＴＷ＞ＰＷｘ、すなわち使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘを超える場合は、昇温時間設定部１８ａに指示して、昇温時間ＴＬを現在の値の例えば１．０５倍に延長させて（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０７に戻る。こうして、使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷｘ以下になるまで、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９，Ｓ２１１の処理が繰り返される。
【００８０】
次に、制御部２４−ｉは、制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉの処理（ステップＳ２１２）、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉの処理（ステップＳ２１３）、ＰＩＤ制御演算部２７−ｉの処理（ステップＳ２１４）は、それぞれ図６のステップＳ１２０，Ｓ１２１，Ｓ１２２と同じなので、説明は省略する。
【００８１】
出力上限処理部２８−ｉの処理（ステップＳ２１５）は、図６のステップＳ１２３と同様であるが、本実施の形態では、第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、図６のステップＳ１１２〜Ｓ１１９の処理は実施されない。したがって、出力上限処理部２８−ｉは、割当総電力判定部１９ａによって設定された操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて、上記の式（１３）により操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ２１５）。
【００８２】
操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉの処理（ステップＳ２１６）は、図６のステップＳ１２４と同じなので、説明は省略する。制御部２４−ｉは制御ループＬｉ毎に設けられているので、ステップＳ２１２〜Ｓ２１６の処理は制御ループＬｉ毎に実施されることになる。
電力総和抑制制御装置２は、以上のようなステップＳ２０１〜Ｓ２１６の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ２１７においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。
こうして、本実施の形態では、第１の実施の形態と比べて更に安定的にずれを補正することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定している。したがって、最初の昇温操作では、図９の処理を実施せずに、図５、図６の処理を実施すればよく、補正係数ＨＳの値が収束した後の昇温操作（例えば２回目以降の昇温操作）では、図９の処理を実施すればよく、図５、図６の処理を実施しなくてもよい。
【００８４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態によって装置の普遍的な特徴を反映して補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作（設定値ＳＰｉの変更操作）が行われる際に、補正量を反映して操作量出力上限値ＯＨｉを算出する方法であり、各制御ループＬｉの最大出力時電力値ＣＴｍｉに同じ補正係数ＨＳの逆数を乗じる。これにより、さらに安定的にずれを補正することができる。本実施の形態においても加熱装置全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図２の符号を用いて説明する。
【００８５】
図１０は本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電力総和抑制制御装置２は、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、探索処理部１７と、制御ループＬｉ毎に設けられた制御部２４−ｉと、各制御ループＬｉの最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正部３１と、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉと最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出部１６ｂとから構成される。
【００８６】
必要出力推定部１５と使用電力合計算出部１６ｂと探索処理部１７とは、電力抑制手段を構成している。
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、本実施の形態の構成と第１の実施の形態の構成を組み合わせることが好ましい。この場合、図３と図１０で、符号が同じ重複する構成は省いてよいことは言うまでもない。具体的には、電力総和抑制制御装置２の構成として、割当総電力入力部１０と、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、使用電力合計算出部１６，１６ｂと、探索処理部１７と、総電力実測値入力部２０と、第１の補正係数更新部２１と、第２の補正係数更新部２２と、出力上限値補正部２３と、制御部２４−ｉと、最大出力時電力値補正部３１とを備えていればよい。
【００８７】
以下、本実施の形態の電力総和抑制制御装置２の動作を説明する。図１１は電力総和抑制制御装置２の動作を示すフローチャートである。
割当総電力入力部１０の処理（図１１のステップＳ３００）は、図５のステップＳ１００と同じなので、説明は省略する。
【００８８】
最大出力時電力値補正部３１は、加熱装置のユーザ等によって各制御ループＬｉの設定値ＳＰｉが変更され、昇温が開始されたとき（ステップＳ３０１においてＹＥＳ）、各制御ループＬｉの最大出力時電力値ＣＴｍｉを次式により補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを、制御ループＬｉ毎に算出する（ステップＳ３０２）。
ＣＴｍｘｉ＝ＣＴｍｉ／ＨＳ ・・・（１６）
【００８９】
昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変更量算出部１２の処理（ステップＳ３０３）、昇温時間推定部１１の制御量ＰＶｉ変化レート算出部１３の処理（ステップＳ３０４）、昇温時間推定部１１の昇温時間算出部１４の処理（ステップＳ３０５，Ｓ３０６）は、それぞれ図５のステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５と同じなので、説明は省略する。また、必要出力推定部１５の処理（ステップＳ３０７）は、図５のステップＳ１０６と同じなので、説明は省略する。
【００９０】
次に、使用電力合計算出部１６ｂは、各制御ループＬｉの必要出力ＭＵｉから各ヒータＨｉの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを次式により算出する（ステップＳ３０８）。
【００９１】
【数２】
【００９２】
割当総電力判定部１９の処理（ステップＳ３０９〜Ｓ３１１）は、図５のステップＳ１０８〜Ｓ１１０と同じなので、説明は省略する。
次に、制御部２４−ｉは、制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。設定値ＳＰｉ入力部２５−ｉの処理（ステップＳ３１２）、制御量ＰＶｉ入力部２６−ｉの処理（ステップＳ３１３）、ＰＩＤ制御演算部２７−ｉの処理（ステップＳ３１４）は、それぞれ図６のステップＳ１２０，Ｓ１２１，Ｓ１２２と同じなので、説明は省略する。
【００９３】
出力上限処理部２８−ｉの処理（ステップＳ３１５）は、図６のステップＳ１２３と同様であるが、本実施の形態では、第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定しているので、図６のステップＳ１１２〜Ｓ１１９の処理は実施されない。したがって、出力上限処理部２８−ｉは、割当総電力判定部１９によって設定された操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて、上記の式（１３）により操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ３１５）。
【００９４】
操作量ＭＶｉ出力部２９−ｉの処理（ステップＳ３１６）は、図６のステップＳ１２４と同じなので、説明は省略する。制御部２４−ｉは制御ループＬｉ毎に設けられているので、ステップＳ３１２〜Ｓ３１６の処理は制御ループＬｉ毎に実施されることになる。
電力総和抑制制御装置２は、以上のようなステップＳ３０１〜Ｓ３１６の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ３１７においてＹＥＳ）、一定時間毎に行う。
こうして、本実施の形態では、第１の実施の形態と比べて更に安定的にずれを補正することができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、上記のとおり第１の実施の形態によって補正係数ＨＳの値が収束した状況において、あらためて別の昇温操作が行われる場合を想定している。したがって、最初の昇温操作では、図１１の処理を実施せずに、図５、図６の処理を実施すればよく、補正係数ＨＳの値が収束した後の昇温操作（例えば２回目以降の昇温操作）では、図１１の処理を実施すればよく、図５、図６の処理を実施しなくてもよい。
【００９６】
［第４の実施の形態］
第１〜第３の実施の形態では、電力量に基づいて操作量出力上限値ＯＨｉ、割当総電力ＰＷ、最大出力時電力値ＣＴｍｉを補正しているが、これに限るものではなく、例えば燃料使用量などのエネルギー量に基づいて補正を行なうようにしてもよい。すなわち、本発明は、第１〜第３の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を、「エネルギー」あるいは「パワー」に置き換えた形態を権利範囲に含む。
【００９７】
第１の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を「エネルギー」に置き換えたエネルギー総和抑制制御装置の構成を図１２に示し、第２の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を「エネルギー」に置き換えたエネルギー総和抑制制御装置の構成を図１３に示し、第３の実施の形態の電力総和抑制制御装置２で用いる「電力」という物理量を「エネルギー」に置き換えたエネルギー総和抑制制御装置の構成を図１４に示す。
【００９８】
図１２のエネルギー総和抑制制御装置は、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、出力上限値補正部２３と、制御部２４−ｉと、割当総エネルギー入力部１１０と、使用エネルギー合計算出部１１６と、探索処理部１１７と、総エネルギー実測値入力部１２０と、第１の補正係数更新部１２１と、第２の補正係数更新部１２２とから構成される。探索処理部１１７は、昇温時間設定部１８と、割当総エネルギー判定部１１９とから構成される。必要出力推定部１５と使用エネルギー合計算出部１１６と探索処理部１１７とは、エネルギー抑制手段を構成している。図１２に示したエネルギー総和抑制制御装置の構成は、第１の実施の形態において「電力」を「エネルギー」に置き換えたものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【００９９】
図１３のエネルギー総和抑制制御装置は、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、制御部２４−ｉと、割当総エネルギー入力部１１０と、割当総エネルギー補正部１３０と、使用エネルギー合計算出部１１６と、探索処理部１１７ａとから構成される。探索処理部１１７ａは、昇温時間設定部１８ａと、割当総エネルギー判定部１１９ａとから構成される。必要出力推定部１５と使用エネルギー合計算出部１１６と探索処理部１１７ａとは、エネルギー抑制手段を構成している。図１３に示したエネルギー総和抑制制御装置の構成は、第２の実施の形態において「電力」を「エネルギー」に置き換えたものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【０１００】
図１４のエネルギー総和抑制制御装置は、昇温時間推定部１１と、必要出力推定部１５と、制御部２４−ｉと、割当総エネルギー入力部１１０と、使用エネルギー合計算出部１１６ｂと、探索処理部１１７と、最大出力時エネルギー値補正部１３１とから構成される。必要出力推定部１５と使用エネルギー合計算出部１１６ｂと探索処理部１１７とは、エネルギー抑制手段を構成している。図１４に示したエネルギー総和抑制制御装置の構成は、第３の実施の形態において「電力」を「エネルギー」に置き換えたものに相当するので、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
なお、本発明は、加熱制御に限らず、例えば冷却装置による冷却温度制御や、換気風量による環境制御（有害物質ＶＯＣ（Volatile Organic Compounas）や細菌などの制御）の電力総和抑制、エネルギー総和抑制にも適用することができる。
【０１０２】
第１〜第４の実施の形態で説明した電力総和抑制制御装置とエネルギー総和抑制制御装置とは、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置および制御方法に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…割当総電力入力部、１１…昇温時間推定部、１２…制御量ＰＶｉ変更量算出部、１３…制御量ＰＶｉ変化レート算出部、１４…昇温時間算出部、１５…必要出力推定部、１６，１６ｂ…使用電力合計算出部、１７，１７ａ，１１７，１１７ａ…探索処理部、１８，１８ａ…昇温時間設定部、１９，１９ａ…割当総電力判定部、２０…総電力実測値入力部、２１，１２１…第１の補正係数更新部、２２，１２２…第２の補正係数更新部、２３…出力上限値補正部、２４−ｉ…制御部、２５−ｉ…設定値ＳＰｉ入力部、２６−ｉ…制御量ＰＶｉ入力部、２７−ｉ…ＰＩＤ制御演算部、２８−ｉ…出力上限処理部、２９−ｉ…操作量ＭＶｉ出力部、３０…割当総電力補正部、３１…最大出力時電力値補正部、１１０…割当総エネルギー入力部、１１６，１１６ｂ…使用エネルギー合計算出部、１１９…割当総エネルギー判定部、１２０…総エネルギー実測値入力部、１３０…割当総エネルギー補正部、１３１…最大出力時エネルギー値補正部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制手段と、
各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、
前記エネルギー抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制手段が利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制手段が利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするエネルギー総和抑制制御装置。
【請求項２】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制手段と、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、
前記電力抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制手段が利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制手段が利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項３】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新手段と、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新手段と、
各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項４】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正手段と、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項５】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正手段と、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、
前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項６】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制ステップと、
各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、
前記エネルギー抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制ステップで利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制ステップで利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするエネルギー総和抑制制御方法。
【請求項７】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制ステップと、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、
前記電力抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制ステップで利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制ステップで利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項８】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新ステップと、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新ステップと、
各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項９】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正ステップと、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項１０】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正ステップと、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、
前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項１】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制手段と、
各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、
前記エネルギー抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制手段が利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制手段が利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とするエネルギー総和抑制制御装置。
【請求項２】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制手段と、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新手段と、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新手段と、
前記電力抑制手段が算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制手段が利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制手段が利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項３】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得手段と、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新手段と、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新手段と、
各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正手段による補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項４】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正手段と、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項５】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力手段と、
各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正手段と、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出手段と、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出手段と、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出手段と、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定手段と、
前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出手段と、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定手段と前記使用電力合計算出手段とに処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理手段と、
制御ループＬｉ毎に設けられ、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御手段とを備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項６】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータのエネルギー使用量を規定する割当総エネルギーの情報を受信する割当総エネルギー入力ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が前記割当総エネルギーを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定するエネルギー抑制ステップと、
各制御ループＬｉの消費エネルギー値の総和である総エネルギー実測値を取得する総エネルギー実測値取得ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより大きい場合に前記総エネルギー実測値が小さくなるように補正係数を所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総エネルギー実測値が前記割当総エネルギーより小さい場合に前記総エネルギー実測値が大きくなるように前記補正係数を所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、
前記エネルギー抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記エネルギー抑制ステップで利用する前記割当総エネルギーの値、または前記エネルギー抑制ステップで利用する最大出力時消費エネルギー値の何れかに前記補正係数を乗じる補正ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とするエネルギー総和抑制制御方法。
【請求項７】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定する制御量変化時間推定ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出し、この使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する電力抑制ステップと、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に前記総電力実測値ＰＲが小さくなるように補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ更新する第１の補正係数更新ステップと、
前記操作量出力上限値ＯＨｉ設定後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記総電力実測値ＰＲが大きくなるように前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ更新する第２の補正係数更新ステップと、
前記電力抑制ステップで算出した操作量出力上限値ＯＨｉ、前記電力抑制ステップで利用する前記割当総電力ＰＷの値、または前記電力抑制ステップで利用する最大出力時電力値ＣＴｍｉの何れかに前記補正係数ＨＳを乗じる補正ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項８】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、
各制御ループＬｉの消費電力値の総和である総電力実測値ＰＲを取得する総電力実測値取得ステップと、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより大きい場合に補正係数ＨＳを所定の第１の割合だけ小さく更新する第１の補正係数更新ステップと、
昇温開始後の出力飽和状態において、前記総電力実測値ＰＲが前記割当総電力ＰＷより小さい場合に前記補正係数ＨＳを所定の第２の割合だけ大きく更新する第２の補正係数更新ステップと、
各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉに前記補正係数ＨＳを乗じて補正した操作量出力上限値ＯＨｘｉを算出する出力上限値補正ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されていないときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行し、前記出力上限値補正ステップによる補正処理が実施されたときは前記操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｘｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項９】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
前記割当総電力ＰＷに補正係数ＨＳを乗じて補正した割当総電力ＰＷｘを算出する割当総電力補正ステップと、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、
前記必要出力ＭＵｉと各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷｘを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項１０】
複数の制御ループＬｉ（ｉ＝１〜ｎ）の制御アクチュエータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力ステップと、
各制御ループＬｉの既知の最大出力時電力値ＣＴｍｉに補正係数ＨＳを乗じて補正した最大出力時電力値ＣＴｍｘｉを算出する最大出力時電力値補正ステップと、
各制御ループＬｉの変更後の設定値ＳＰｉと設定値変更前の制御量ＰＶｉとから各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉの変更量ΔＰＶｉを算出する制御量変更量算出ステップと、
各制御ループＬｉの設定値変更前の操作量ＭＶｉから制御量ＰＶｉの変化レートＴＨｉを算出する制御量変化レート算出ステップと、
各制御ループＬｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の各制御ループＬｉの昇温時間ＴＬｉを前記変更量ΔＰＶｉと前記変化レートＴＨｉとから推定し、前記昇温時間ＴＬｉのうちの最大値である昇温時間ＴＬを選出する昇温時間算出ステップと、
各制御ループＬｉの制御量ＰＶｉを前記昇温時間ＴＬの間に前記変更量ΔＰＶｉ分だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定する必要出力推定ステップと、
前記必要出力ＭＵｉと前記最大出力時電力値ＣＴｍｘｉとから各制御アクチュエータの使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出する使用電力合計算出ステップと、
前記昇温時間ＴＬを逐次変更しながら前記必要出力推定ステップと前記使用電力合計算出ステップの処理を実行させ、前記使用電力総量ＴＷが前記割当総電力ＰＷを超えない前記必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索し、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループＬｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定する探索処理ステップと、
設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループＬｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−４１３１９（Ｐ２０１３−４１３１９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５９０８（Ｐ２０１１−１７５９０８）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]