CN102754297B - 多通道电力控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开能够将电源设备的电力容量设置为最小化的多通道电力控制器。该电力控制器(3)预先设定每个通道(ch1~ch5)的负载的额定电力值和、作为各单位时间(接通或断开输出的最小时间)内的全部通道的输出电力总和的上限值的总电力上限值。然后,在每个单位时间,累加各个通道的目标输出值,在对于全部通道完成累加处理之后,从累加值大的通道开始按照顺序进行以下的处理。<处理>当累加值没有超过阈值时,单位时间内断开该通道的输出。当累加值超过阈值,且将额定电力合算器的额定电力合算值和该通道的负载的额定电力值相加的值在所述总电力上限值以下时,执行向额定电力合算器相加该通道的额定电力值的处理、使该通道在单位时间内接通输出的处理、从该通道的目标输出值累加器减去1或100%的处理,其中,所述额定电力合算器对根据接通信号变成输出接通的通道的负载的额定电力值进行相加。当累加值超过阈值,且对额定电力合算值和该通道的额定电力值进行相加的值为所述总电力上限值以上时,在单位时间内断开该通道输出。

Description

多通道电力控制器
技术领域
本发明涉及例如在半导体制造装置或注塑成型机的温度控制中控制向加热用加热器供应AC电力等,控制向加热器之外的其他负载供应AC电力的多通道电力控制器。
背景技术
将调节器的输出作为输入,将输入值作为目标输出值,并将与目标输出值成比例的电压值、电流值或电力值对负载进行AC电力供应(以下,称为“输出”)的电力调整器具有相位控制方式(参照图15的(a))和对输出进行接通或断开控制,以控制为使相对于“接通时间+断开时间”的“接通时间”的比率(以下,称为“负载率”)与目标输出值成比例的方式(参照图15的(a)和(b))(关于这些控制方式,可参照例如专利文件1或2)。
而且,负载率与目标输出值成比例的方式包括两种方式。其中一种为,将输出的“接通时间+断开时间”作为给定时间,并使此时的相对于“接通时间+断开时间”的“接通时间”的比率与目标输出值成比例的方式(参照图15的(b),以下称为“时间比例方式”)。另一种为,在每个向负载接通或断开输出(AC电源供应)的最小时间(以下,称为“单位时间”)对于该输出进行接通或断开控制的方式,且是在充分长的时间内负载率与目标输出值成比例的方式(参照图15的(c))。以下,称为“时分输出控制方式”)。在此,时分输出控制方式中的单位时间为半个周期的整数倍的时间,通常为半个周期或一个周期。
时分输出控制方式中,具备在每个单位时间周期累加目标输出值(0~1或0~100%)的累加器,以在该累加器的值超过任意的阈值(固定值)时,在单位时间内使输出接通的同时,在每个单位时间内重复由累加目标输出值的累加器减去1(100%)的处理,使得负载率与目标输出值成比例。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-309043号公报(图6~图8和其说明)
专利文献2:日本特开2004-164431号公报(图8~图10和其说明)
在同时控制通过多个通道时,若使各个通道独立而采用时分输出控制方式进行控制,则存在全部通道同时被接通的瞬间。因此,需要一种能够供应合计了全部通道的负载的额定电力的电力以上的电力容量的电源设备。但是,稳定控制时必要的电力在大多数场合小于50%,其结果多数场合下电源设备会变成过剩的电源设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多通道电力控制器,该多通道电力控制器在对多个通道进行时分输出控制时,能够限制同时变成接通的通道数量,且能够实现使相对于输出的“接通时间+断开时间”的“接通时间”的比率与输入值成比例的电力控制,并且能够使电源设备的电力容量最小化。
为了达到上述目的,本发明提供的多通道电力控制器,其特征在于,在对于作为针对负载的输出而进行AC电力供应的多个通道中的每一个通道,在作为接通或关闭该输出的最小时间的单位时间内,通过在AC电源电压的零电位附近输出或不输出接通信号,在单位时间内分散该输出的多通道电力控制器中,预先设定每个所述通道的负载的额定电力值和作为所述各单位时间内的全部通道的输出电力总和的上限值的总电力上限值(以下,称为“总电力上限值”),在每个所述单位时间,对于累加各个通道的目标输出值的每个通道的目标输出值累加器,依次累加各个通道的目标输出值,在对于所述全部通道完成所述累加处理之后,从目标输出值累加器的累加值大的通道开始按照顺序对于每一通道进行以下的处理。
<处理>
当所述目标输出值累加器的累加值没有超过阈值时,单位时间内关闭该通道的输出。当所述目标输出值累加器的累加值超过阈值,且将额定电力合算器的额定电力合算值和该通道的负载的额定电力值相加的值在所述总电力上限值以下时,执行向所述额定电力合算器相加该通道的额定电力值的处理、使该通道在单位时间内接通输出的处理、从该通道的目标输出值累加器减去1或100%的处理,其中,所述额定电力合算器对根据接通信号变成输出接通的通道的负载的额定电力值进行合算。当所述目标输出值累加器的累加值超过阈值,且对所述额定电力合算器的额定电力合算值和该通道的额定电力值进行相加的值为所述总电力上限值以上时,在单位时间内关闭该通道输出。
所述“通道的目标输出值”是指用于使根据施加于负载的电力被控制的控制对象的设定值和其测量值的差值变小的操作量,例如,当使得用于接通/关闭施加于负载的AC电源电压的开关(SCR等)连续接通的状态的AC电力设定为1(100%)时,所涉及的目标输出值将相对于对输出接通时间和输出关闭时间进行相加的时间的输出接通时间的比率表示为0~1(0~100%)。
对于所述“作为将输出接通或关闭的最小时间的单位时间”来说,通常,大多情况下设置为AC电源电压频率的半个周期(半个循环)或1个周期(1个循环),但可设置为半周期(半循环)的整数倍。在此,后述的实施方式中,将AC电源电压频率的一周期作为“单位时间”。
本发明中,从所述目标输出值累加器的累加值大的通道开始依次进行处理时,在两个以上的通道的累加值相同的情况下,优先处理额定电力大的通道,并且在额定电力也相同的情况下,也可以优选选择从累加值和额定电力相同的通道中的任意一个通道。
本发明提供的多通道电力控制器,进一步具备如下功能,即,对于每个通道,计算在预定期间内的该通道的目标输出平均值和该预定期间内的该通道的实际输出值的平均值,当与计算出的目标输出平均值相比,实际输出值的平均值的比率小于预定的阈值、或者从目标输出平均值减去实际输出值的平均值的值达到预定的阈值以上时,输出警报接通信号。
本发明提供的多通道电力控制器还可以具备如下功能,即,通过将所述总电力上限值设定为每个所述通道的负载的额定电力值的合计值以上,将使用电力峰值抑制功能变为无效。
本发明提供的多通道电力控制器能够构成为具备与外部的主计算机进行通信的功能,从而通过从外部的主计算机对于多通道电力控制器输出包含所述总电力上限值的指令,管理所述各单位时间内的全部通道的输出电力总和变为上限值以下的功能的有效/无效。
发明的效果
本发明中,根据采用上述组成,能够提供如下的多通道电力控制器,即,通过将“作为各单位时间内的全部通道的输出电力总和的上限值的总电力上限值”设定为相比“每个通道的负载的额定电力的合计值”更低,由此能够限制同时变成输出接通的通道数量,不会全部通道同时变成输出接通,且作为电源设备,只要确保相比每个通道的负载的额定电力的合计值更低的所述总电力上限值的电力即可,从而能够使电源设备的电力容量最小化。
尤其,所述“输出警报接通信号”的组成具有如下功能。即,向装置用户或主计算机等通知以当前的总电力上限值无法给负载适当地提供必需的电力的情况,即,没有以目标输出值从通道向负载提供AC电力,因而发生向负载的电力供应不足的情况。
例如,将通过一台的多通道电力控制器进行电力控制的多个加热器等全部负载集成为一个而视为负载装置时,在具备多个配对的负载装置和多通道电力控制器的工厂中,若任何负载装置发生电力供应不足,则从该负载装置的多通道电力控制器中产生所述警报接通信号,据此通过装置用户或主计算机的操作者变更该多通道电力控制器的所述“总电力上限值”,从而能够实现该负载装置所必需的电力供应等,能够迅速采取适当的应对。
而且,通过增加“输出警报开启信号”的组成和根据来自外部主计算机的指令切换多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能的有效/无效的功能,例如,在如上所述的具备多个配对的负载装置和多通道电力控制器的工厂中,通过由工厂的主计算机管理各个多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能,能够抑制负载装置组单位中的使用电力峰值,可谋求整个工厂的使用电力峰值的抑制,有利于工厂的电源设备的电力小容量化和消减据此的设备成本。
注塑成型机或挤压机中的成为电力消耗大的主因的负载装置大致可分为用于加热筒喷嘴等的加热器类负载装置和螺杆卷取机等的动力类负载装置。其中,加热器类负载装置在升温时的消耗电力较大,完成升温之后的消耗电力相比升温过程中的消耗电力非常低。另外,动力类负载装置在筒喷嘴等完成升温之后才开始启动而消耗电力。
因此,对于根据来自工厂的主计算机的指令对如前所述的加热器类负载装置进行电力控制的本发明的多通道电力控制器来说,若在升温过程中将使用电力峰值抑制功能设置为无效,以更快速地实现升温,而在完成升温之后,将使用电力峰值抑制功能设置为有效,则有利于负载装置的运转率,且能够使消耗电力更加平均化。
而且,在如半导体工厂等同时运转多个加热器类/动力类负载装置,且这些装置运转24小时的工厂中,由于加热器类负载装置升温过程中的消耗电力变得很大,因此若避免加热器类负载装置同时处于升温的状态,则工厂单位中能够抑制使用电力峰值。当实现抑制使用电力峰值时,使用该多通道电力控制器作为各负载装置的电力控制装置,且利用工厂的主计算机管理各个负载装置的该多通道电力控制器。据此,能够监视整个工厂的总消耗电力,当工厂的电力没有余量时使处于停止状态的加热器类负载装置变成升温状态时,使加热类负载装置的该多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能变得有效,据此启动加热器类负载装置,若该工厂的电力出现余量,则可以由主计算机自动地将相关功能切换为无效。并且,通过由主计算机监视工厂单位的总消耗电力的同时,将该多通道电力控制器中的所述“总电力上限值”变更为适当的电力值,从而能够有利于运转效率,能够进行更加细致的使用电力峰值抑制。
附图说明
图1为采用本发明的一实施方式的多通道电力控制器的多通道温度控制装置的概略图。
图2为示出图1的多通道电力控制器的处理动作的一例的流程图。
图3为示出图2的流程图中的警报判断处理的一例的流程图。
图4为执行图2的流程图中示出的处理动作时在多通道电力控制器中使用的变量表格的说明图。
图5为示出在图1所示的5通道的多通道电力控制器中,在将警报判断周期设置为等同于AC电源电压频率的10周期、达成率的阈值(预定比率)设置为1(100%)、总电力上限值设置为1800W的条件下,执行图2的流程图中示出的处理动作时的各个通道的输出控制结果的图。
图6为整理图5的输出控制结果而示出每个输出周期的全部通道的供应电力合计值的图表。
图7为示出将图5中的总电力上限值变更为1500W而执行图2的流程图所示的处理动作时的输出控制结果的图。
图8为整理图7的输出控制结果而示出每个输出周期的全部通道的供应电力合计值的图表。
图9为示出将图5中的总电力上限值变更为3000W而执行图2的流程图所示的处理动作时的输出控制结果的图。
图10为整理图9的输出控制结果而示出每个输出周期的全部通道的供应电力合计值的图表。
图11为具备多台图1所示的多通道电力控制器的工厂的电力控制系统的构成图。
图12为示出通过图11的多通道电力控制器(3台)对各个负载装置的电力进行控制时的经由时间和使用电力的概念的图。
图13为示出在通过图11的多通道电力控制器(3台)对各个负载装置的电力进行控制时,设定于各个负载装置的多通道电力控制器的“总电力上限值”和“负载装置组的电力上限值”之间的关系的一例的图。
图14为示出在通过图11的多通道电力控制器(3台)对各个负载装置的电力进行控制时,设定于各个负载装置的多通道电力控制器的“总电力上限值”和“负载装置组的电力上限值”之间的关系的一例的图。
图15的(a)为相位控制方式的说明图,该图中的(b)为根据零交叉点切换的时间比例输出控制方式的说明图、该图中的(c)为表示根据现有的零交叉点切换的时分输出控制方式的说明图。
主要符号说明
1:多通道温度控制装置
2:多通道调节器
3:多通道电力控制器
P:AC电源
ch1、ch2、ch3、ch4、ch5:通道
H1、H2、H3、H4、H5:加热器
HC:主计算机
MV1:通道ch1的目标输出值
MV2:通道ch2的目标输出值
MV3:通道ch3的目标输出值
MV4:通道ch4的目标输出值
MV5:通道ch5的目标输出值
N1~N3:负载装置
PV1:以加热器H1加热的控制对象的测量温度
PV2:以加热器H2加热的控制对象的测量温度
PV3:以加热器H3加热的控制对象的测量温度
PV4:以加热器H4加热的控制对象的测量温度
PV5:以加热器H5加热的控制对象的测量温度
SV1:以加热器H1加热的控制对象的设定温度
SV2:以加热器H2加热的控制对象的设定温度
SV3:以加热器H3加热的控制对象的设定温度
SV4:以加热器H4加热的控制对象的设定温度
SV5:以加热器H5加热的控制对象的设定温度
T1、T2、T3:变量表格
具体实施方式
以下,参照附图对于用于实施本发明的一实施方式进行详细的说明。
图1为示出采用本发明的一实施方式的多通道电力控制器的多通道温度控制装置的概略图。
图1的多通道温度控制装置1包括:作为针对加热器H1~H5(负载)的输出,执行交流电供应(输出)的多个(图1的例中为5台)通道ch1~ch5;对于每个通道ch1~ch5运算目标输出值的多通道调节器2;基于该目标输出值控制从通道ch1~ch5至加热器H1~H5的交流电供应(输出)的多通道电力控制器3,该多通道温度控制装置通过加热器H1~H5调节控制对象J1~J5的温度。
<通道的详细构成>
所述各通道ch1~ch5具备电力切换原件SCR(以下,称为“SCR”),根据SCR的点弧执行向各个加热器H1~H5的交流(AC)电供应(输出)。
图1的例中,构成为在对SCR的电力进行切换的端子上串联连接加热器H1~H5和AC电源P的同时,使来自多通道电力控制器3的接通信号输入到控制SCR的接通/断开的端子上,由此SCR点弧,从而经由SCR进行交流电供应(输出)。在此,切换电力的部分也可以是SSR(固态继电器)。
为了便于说明工作过程,对于各个通道ch1~ch5赋予了ch1~ch5的通道号码。在图1的例中,从上方以连续的号码顺序地赋予了通道号码。
<多通道调节器的详细构成>
多通道调节器2具备如下的功能。即,对于每个通道ch1~ch5求出由加热器H1~H5进行温度控制的控制对象J1~J5的设定温度SV1~SV5(设定值)和该控制对象J1~J5的测量温度PV1~PV5(测量值)的差值,以PID运算用于使该差值变小的目标输出值MV1~MV5(操作量)等,单独地计算各个通道ch1~ch5的目标输出值MV1~MV5。在此,这种调节器可以是5台单回路调节器。
对于各个控制对象J1~J5的测量温度PV1~PV5,构成为利用分别设置在各个控制对象J1~J5上的温度传感器等测量装置S1~S5进行测量,且该测量值(测量温度PV1~PV5)输入到多通道调节器2。
向各个加热器H1~H5的输出(AC电力供应)的目标输出值MV1~MV5与控制对象J1~J5的温度无关地,例如可采用通过未图示的触控面板等手动输入设置方式。此时,温度传感器等的测量装置S1~S5并不是必需的部分。
以下,为了便于说明,前述的目标输出值MV1~MV5和其累加值(后述)以SCR连续接通之后的AC电力设定为100%时的百分比(%)进行表示。例如,输出接通时间的比率为1/4或1/2的目标输出值分别表示为25%、50%。
<多通道电力控制器的详细构成>
多通道电力控制器3由包括:保存有用于执行图2、图3的流程图中示出的处理动作的系统程序等的ROM;用于执行该系统程序的CPU、保存有执行系统程序时使用的图4的变量表格T1~T3等的RAM;根据执行系统程序而输出或停止输出接通信号的输出单元等的各种硬件资源的微型计算机构成的同时,通过执行图2、图3的流程图中所示的处理动作,至少起到下述的第一至第七的功能。
(1)第一功能
第一功能为,对于前面已说明的多个通道ch1~ch5中的每一个通道,在作为接通或断开其输出(AC电力供应)的最小时间的单位时间(在本实施方式中为AC电源电压频率的一个周期,以下相同)内,通过在AC电源电压的零电位附近输出或停止输出接通SCR的接通(ON)信号,将该输出(AC电力供应)在单位时间内分散的功能(零交叉时分输出控制功能)。图1的多通道电力控制器3中,采用SCR作为电力控制如前所述的各个通道ch1~ch5的元件,且构成为分别给各个SCR输出接通信号。
(2)第二功能
第二功能为,对于每个通道ch1~ch5的负载的额定电力值(具体为图4所示的第一变量表格T1的额定电力值[1]~[5])、作为各单位时间(AC电源电压频率的一个周期)内的全部通道ch1~ch5的输出电力总和的上限值的总电力上限值(具体为图4所示的第三表格T3的第一存储区域M1),能够由操作者设定为设定值的功能。在此,作为设定的额定电力值,可采用例如负载和其规格书等中作为额定电力值表示的值或在负载中实测的实际消耗电力的值(负载的消耗电力的实测值)。当采用实测值时,设置对于每个通道ch1~ch5的负载测量电流和电压的装置(未图示)的同时,还可以设置基于该测量值计算出该负载的消耗电力的实测值,并将计算出的实测值保存为每个通道ch1~ch5的负载的额定电力值(额定电力值[ch])的装置。
(3)第三功能
第三功能为,在前述的每个单位时间内重复依据以下说明的第四至第七的功能的处理的功能。
(4)第四功能
第四功能为,在每个通道ch1~ch5的目标输出值累加器(具体为图4所示的第一变量表格的累加值[1]~[5]。以下相同)中,累加各个通道ch1~ch5的目标输出值(多通道电力控制器3的输入)的功能。
(5)第五功能
第五功能为,对于全部的通道ch1~ch5完成依据前述第四的功能的累加处理之后,以各个通道ch1~ch5的目标输出值累加器的累加值(具体为图4所示的第一变量表格的累加值[1]~[5])大的顺序排列通道,由此执行确定以后述的第六及第七的功能进行处理的通道的顺序的处理(赋予通道位次),以及执行清零额定电力合算器(具体为图4所示第三变量表格T3的第二存储区域M2,以下相同)的额定电力合算值的处理的功能。在此,对于赋予通道的位次,将在后面进行说明,但是从目标输出累加器(第一变量表格T1的累加值[1]~[5])的值(累加值)大的通道开始顺序地设置为1位、2位…。
(6)第六功能
第六功能为,以通过第五功能确定的通道为顺序比较目标输出累加器的累加值(第一变量表格T1的累加值[1]~[5])和用于判断输出的接通(ON)/断开(OFF)的阈值,并判断其大小,对于超过了阈值的通道,作为输出接通候补而移送到第七功能,对于没有超过阈值的通道,在单位时间内断开其输出的功能。
(7)第七功能
第七功能为,对于来自第六功能的输出接通候补通道,即,目标输出值累加器的累加值(第一变量表格T1的累加值[1]~[5])超过阈值的通道进行如下处理的功能。
<处理>
将通过第二功能预先设定的该通道的负载的额定电力值(第一变量表格T1的累加值[1]~[5])和额定电力合算器(第三变量表格T3的第二存储区域M2)的额定电力合算值相加的值为通过第二功能中预先设定的总电力上限值以下时,执行将该通道的额定电力值相加于所述额定电力合算器的处理、在单位时间内使该通道的输出接通(ON)的处理、从该通道的目标输出值累加器减去1(100%)的处理。另外,当如上相加的值为总电力上限值以上时,在单位时间内使该通道的输出断开(OFF)。
即,对于根据第六、第七功能的处理,以通过第五功能确定的通道顺序对于每个通道反复进行处理,当全部的通道的处理结束之后,直至下一单位时间为止待机,在下一单位时间开始时,反复实施第四至第七功能处理。
图4为在实施图2的流程图所示的处理动作时在多通道电力控制器中使用的变量表格的说明图。
在图4中,第一变量表格T1中,具有分别保存额定电力值[ch]、目标输出值[ch]、累加值[ch]、输出标记[ch]、输出接通次数[ch]、目标输出值和[ch]、输出平均值[ch]、目标输出平均值[ch]、达成率[ch]的区域。
额定电力值[ch]由额定电力值[1]~目标输出值[5]的排列变量构成,例如,额定电力值[1]中保存有通道ch1的负载的额定电力值,额定电力值[2]中保存有通道ch2的负载的额定电力值。其他额定电力值[3]~[5]也相同。
目标输出值[ch]由目标输出值[1]~目标输出值[5]的排列变量构成,例如,目标输出值[1]中保存有通道ch1的目标输出值,目标输出值[2]中保存有通道ch2的目标输出值。其他目标输出值[3]~[5]也相同。
累加值[ch]由累加值[1]~累加值[5]的排列变量构成,具有累加每个通道ch1~ch5的各个目标输出值MV1~MV5的目标输出累加器的功能。例如,累加值[1]中保存有通道ch1的累加值,累加值[2]中保存有通道ch2的累加值。其他累加值[3]~[5]也相同。
输出标记[ch]由输出标记[1]~输出标记[5]的排列变量构成,例如,输出标记[1]中保存着关于通道ch1是否(输出是否开启)可以输出(AC电力供应)的标记,具体来讲,当能够输出(输出ON)时保存“ON”,当不能输出(输出OFF)时保存“OFF”。其他输出标记[2]~[5]也相同。
输出接通(ON)次数[ch]由输出接通次数[1]~输出接通次数[5]的排列变量构成,例如,输出接通次数[1]中保存有通道ch1的输出接通次数,输出接通次数[2]中保存有通道ch2的输出接通次数。其他输出接通次数[3]~[5]也相同。
在此,前述[输出接通次数]在警报判断周期内,一个通道被选择为输出接通(ON)的通道而输出(AC电力供应)的次数。具体来说,将控制输出(AC电力供应)的单位时间定为AC电源电压频率的1个周期,并将相当于其10个周期的周期作为警报判断周期时,警报判断周期中的任何3个周期中,例如通道ch1进行输出时,通道ch1的输出接通次数[1]变成“3”。其他通道ch2~ch5的输出接通次数[2]~[5]也相同。
即,前述“警报判断周期”为以后述的达成率判断通道输出(AC电力供应)是达到目标输出值且变成接近于目标输出值的值的周期。
目标输出值和[ch]由目标输出值和[1]~目标输出值和[5]的排列变量构成,例如,目标输出值和[1]中保存有通道ch1的目标输出值和,目标输出值和[2]中保存有通道ch2的目标输出值和。其他目标输出值和[3]~[5]也相同。
在此,前述“目标输出值和”为在警报判断周期内每达到1个周期时将处理对象通道的目标输出值相加时的目标输出值的总和。例如,将警报判断周期定为相当于AC电源电压频率的10个周期时,由于通道ch1的目标输出值为“30%”,因此该通道ch1的目标输出值和[1]变成为30%×10。其他通道ch2~ch5的目标输出值和[2]~[5]也相同。
输出平均值[ch]由输出平均值[1]~输出平均值[5]的排列变量构成,例如,输出平均值[1]中保存有后述的通道ch1的输出平均值,输出平均值[2]中保存有同样后述的通道ch2的输出平均值。其他输出平均值[3]~[5]也相同。
目标输出平均值[ch]由目标输出平均值[1]~目标输出平均值[5]的排列变量构成,例如,目标输出平均值[1]中保存有后述的通道ch1的目标输出平均值,目标输出平均值[2]中保存有同样后述的通道ch2的目标输出平均值。其他目标输出平均值[3]~[5]也相同。
达成率[ch]由达成率[1]~达成率[5]的排列变量构成,例如,达成率[1]中保存有后述的通道1的达成率,达成率[2]中保存有同样后述的通道2的达成率。其他达成率[3]~[5]也相同。
第二变量表格T2的位次[P]由位次[1]~[5]的排列变量构成,例如,位次[1]中保存有累加值[ch]的值最大的通道的号码,位次[2]中保存有累加值[ch]的值第二大的通道的号码。依照该规则,位次[3]、[4]、[5]中也同样保存有通道号码。因此,最后位次[5]中保存有累加值[ch]的值最小的通道的通道号码。具体来说,若通道ch2的累加值[2]最大,则位次[1]中保存有通道号码“2”,并且若通道ch4的累加值[4]第二大,则位次[2]中保存有通道号码“4”。
第三变量表格T3具有两个存储区域M1、M2。第一存储区域M1中保存有通过前述第二功能设定的设定值中总电力上限值(在各单位时间内的全部通道ch1~ch5的输出电力总和的上限值)。
第三变量表格T3中,第二存储区域M2具有对根据接通信号变成输出接通(ON)的通道的负载的额定电力值(额定电力值[1]~[5]中的任意一个)进行合算的额定电力合算器的功能,是保存这种额定电力合算值的区域。额定电力合算值在执行后述的图2的流程图中所示的处理动作时发生变动。例如,在该流程图的初始处理(参照步骤104)中,额定电力合算值采用初始值“0”。之后,额定电力合算值变成在初始值“0”相加输出接通通道的额定电力值(额定电力值[1]~[5]中的任意一个)的值(参照该流程图的步骤108),并且根据该步骤108的处理动作的反复进行,变成在该值上相加其他输出接通通道的额定电力值(额定电力值[1]~[5]中的任意一个)的值。在此,图1的例中,由于具有五个通道ch1~ch5,因此额定电力合算值在执行图2所示的流程图中的处理动作时可以采用最大为5个通道的额定电力值(额定电力值[1]~[5])相加的值。
<多通道温度控制装置的动作说明>
以下,对于如上构成的图1的多通道温度控制装置1的整个动作进行说明。
该多通道温度控制装置1根据按下未图示的运转开关而启动多通道调节器2及多通道电力控制器3,且通过加热器H1~H5的测量装置S1~S5输出的控制对象J1~J5的测量温度PV1~PV5输入于多通道调节器2。
然后,在多通道调节器2中,基于控制对象J1~J5的测量温度PV1~PV5和其设定温度SV1~SV5运算目标输出值MV1~MV5,并将作为运算结果的目标输出值MV1~MV5输出至多通道电力控制器3。另外,在多通道电力控制器3中,开始图2和图3的流程图所示的一系列处理动作。以下,基于该图2及图3的流程图,说明多通道电力控制器3的具体动作。
<多通道电力控制器的详细动作>
如图2所示,多通道电力控制器3执行初始处理(步骤S100)。初始处理中,在图4的变量表格T1中设定各通道ch1~ch5的额定电力值[ch],在变量表格T3的存储区域M1中设定总电力上限值。并且,在初始处理中,通过对图4的变量表格T1的累加值[ch]、输出接通次数[ch]、目标输出值和[ch]、周期计时器设置“0”,初始化全部通道的ch1~ch5的累加值[1]~[5]、输出接通次数[1]~[5]、目标输出值和[1]~[5]、以及周期计时器(步骤100)。
然后,为了在每个单位时间(本例中为AC电源电压频率的一个周期)执行以下的步骤103至步骤112为止的一系列处理动作,与AC电源电压的频率循环同步而启动。同步的处理周期能够从由AC电源P输入到多通道电力控制器3的AC电源电压取得(步骤101)。
然后,对于每个通道ch1~ch5累加各自的目标输出值MV1~MV5。在此,例如以通道号码为“1”的通道ch1说明该累加处理时,在变量表格T1上的累加值[1]相加目标输出值[1],并将相加值设置为累加值[1]。其他通道ch2~ch5也相同(步骤102)。
经过如上的过程对于全部的通道ch1~ch5完成目标输出值MV1~MV5的累加处理时,从累加值大的通道起赋予1位、2位…的位次,并将该位次保存在变量表格T2上的位次[P]中。例如,若通道ch2的累加值[2]最大,则在位次[1]中保存通道号码“2”,且若通道ch4的累加值[4]第二大,则在位次[2]中保存通道号码“4”(步骤103)。
然后,将位次计数器P的值和变量表格T3的额定电力合算值重置为“0”(步骤104),并通过增加位次计时器P的值而提升“1”(步骤105),由此从被特定为位次[1]的通道,即累加值最大的通道开始顺序地作为处理对象进行步骤106~110的处理。
在步骤106,作为第一条件,判断处理对象通道ch1~ch5的累加值(位次[P])是否超过阈值(本例中为0%),若超过阈值(步骤106的是),则进入步骤107。
在步骤107中,作为第二条件,判断对变量表格T3的额定电力合计值和处理对象通道(该通道)的负载的额定电力值(位次[P])进行相加的值是否超过变量表格T3的总电力上限值,若没有超过(步骤107的是),则在处理对象通道的输出标记(位次[P])中设置ON(步骤108)。据此,处理对象通道被选择为输出接通(ON)的通道。
并且,在前述步骤108中,执行通过以前述相加值(对变量表格T3的额定电力合计值和处理对象通道(该通道)的负载的额定电力值(位次[P])进行相加的值)覆盖变量表格T3的额定电力合算值,更新变量表格T3的额定电力合算值的处理和、从如上选择的通道的累加值(位次[P])减去“1”,并将减去结果保存至处理对象通道的累加值(位次[P])的处理之后,进入下一步骤109。
此外,在前述步骤106中不满足第一条件(处理对象通道的目标输出值的累加值没有超过阈值)、在前述步骤107中不满足第二条件(额定电力合算值超过总电力上限值)时,通过在处理对象通道的输出标记(位次[P])中设置断开(OFF),记录该通道没有选择为输出接通(ON)的通道的情况之后(步骤110),进入到步骤109(步骤106的否或步骤107的否)。
在步骤109中,判断前述位次计数器P的值是否为最后的通道号码n(本例中为“5”),若不是最后的通道号码n(步骤109的否),则返回步骤105而增加位次计数器P的值,对于具有下一通道号码的通道进行先前说明的步骤106~109的处理。若位次计数器P的值为最后的通道号码n(步骤109的是),则进入到下一步骤111,基于变量表格T1上的输出标记[ch]执行输出处理(步骤111)。
在步骤111中的输出处理中,对于变量表格T1上的输出标记[ch]变成“ON”的通道(输出接通(ON)通道),通过向SCR输出接通(ON)信号使SCR接通(ON),从而由SCR向加热器进行AC电力供应。另外,对于输出标记[ch]变成“OFF”的通道,不会输出使SCR接通(ON)的信号,从而不会进行向加热器的AC电力供应(步骤111)。
当以上说明的输出处理结束之后,执行步骤112的警报判断处理。警报判断处理依照图3所示的流程图执行。根据该图的流程图,警报判断处理最初执行以下处理1、2(步骤112-1)。
[处理1:处理1的对象→仅对步骤111中进行输出的通道]
若处理对象通道在前述步骤111中进行输出,则增加该通道的输出接通次数[ch]而进行递增计数。在此,对于没有进行输出的通道的输出接通次数[ch]将不进行递增计数(步骤112-1)。
[处理2:处理2的对象→全部通道]
即使处理对象通道在前述步骤111中进行输出或没有进行输出,都在该通道的目标输出值和[ch]上相加该通道的目标输出值,由此更新处理对象通道的目标输出值和[ch](步骤112-1)。
若完成上述说明的处理1和处理2,则使周期计数器增加计数而进行递增(步骤112-2),并判断周期计数器的值是否达到警报判断周期(本例中为AC电源电压频率的10个周期)以上(步骤112-3)。在此,若周期计数器的值没有达到警报判断周期(步骤112-3的否),则跳跃以下的步骤112-4~112-12,返回到图2的步骤101(步骤112-13),等待下一周期的开始,反复执行前述步骤102至步骤112为止的处理。
然后,根据重复前述步骤102至步骤112(112-1和112-2)为止的处理,周期计数器的值每递增1,当周期计数器的值最终达到警报判断周期(本例为AC电源电压频率的10个周期)(步骤112-3的是),则进入步骤112-4。
在步骤112-4中,将通道计数器ch的值重置为0(步骤112-4),在下一步骤112-5中,增加该通道计数器ch的值而提升“1”(步骤112-5),由此从小号吗的通道开始顺序地作为处理对象执行步骤112-6~112-10的处理。
在步骤112-6中,最初求出警报判断周期内的处理对象通道的输出平均值,以作为预定时间内的处理对象通道的实际输出值平均值,并保存在该通道的输出平均值[ch]。输出平均值以“处理对象通道的输出接通次数[ch]÷警报判断周期”计算。
然后,在该步骤112-6中,求出警报判断周期内的处理对象通道的目标输出平均值,以作为预定时间内的处理对象通道的目标输出平均值,并保存在该通道的目标输出值平均[ch]中。目标输出平均值以“目标输出值和[ch]÷警报判断周期”计算。
最后,在该步骤112-6中,通过“输出平均值(实际输出值的平均值)÷目标输出平均值)”的运算,算出处理对象通道的达成率,并保存在该通道的达成率[ch]中。如上所述,达成率为相对于目标输出平均值的输出平均值(实际输出值的平均值)的比率,表示在整个警报判断周期中,处理对象通道向负载实际能够供应多少相当于该目标输出值的AC电力的、其可供应的比率(输出的比率)。
以图5的通道ch1说明所述达成率时,通道ch1的目标输出值为0.3(30%),目标输出值和为0.3×10=3,在警报判断周期(10个周期)内的输出接通次数为3次。而且,通道ch1的输出平均值[1]根据“处理对象通道的输出接通次数[ch]÷警报判断周期”变成3÷10=0.3。通道ch1的目标输出平均值[1]根据“目标输出值和[ch]÷警报判断周期”变成3÷10=0.3。因此,该通道ch1的达成率[1]根据“输出平均值÷目标输出平均值”变成0.3÷0.3=1(100%),因此通道ch1在整个警报判断周期(10个周期)内以目标输出值进行AC电力供应(输出)。
以图7的通道ch5说明所述达成率时,通道ch5的目标输出值为0.7(70%),目标输出值和为0.7×10=7,在警报判断周期(10个周期)内的输出接通次数为6次。而且,通道ch5的输出平均值[5]根据“处理对象通道的输出接通次数[ch]÷警报判断周期”变成6÷10=0.6。通道ch5的目标输出平均值[5]根据“目标输出值和[ch]÷警报判断周期”变成7÷10=0.7。因此,该通道ch5的达成率[5]根据“输出平均值÷目标输出平均值”变成0.6/0.7=约0.86(约86%),因此该通道ch5在整个10个周期内并没有以目标输出值进行AC电力供应(输出)。
如上所述地完成对处理对象通道的达成率[ch]的计算时,判断该达成率[ch]是否小于预定比率(本例中为1(100%)(步骤112-7)。在此,所述“预定比率”为达成率的阈值,若达成率[ch]小于预定比率(步骤112-7的是),则输出警报接通信号(步骤112-8),若达成率[ch]不小于预定比率(步骤112-7的否),则输出警报断开信号(步骤112-10)。在此,在步骤112-8中,也可以构成为,当从前面说明的目标输出平均值减去输出平均值(实际输出值的平均值)的值为预定阈值以上时,输出警报接通信号。
然后,将处理对象通道的输出接通次数[ch]和目标输出值和[ch]重置为0(步骤112-9)之后,判断通道计数器ch的值是否为最后的通道号码n(本例中为“5”)(步骤112-11)。在此,若不是最后的通道号码n(步骤112-11的否),则返回到步骤112-5,增加通道计数器ch的值,由此对于下一通道号码的通道进行前面说明的步骤112-6~112-10的处理。另外,若通道计数器ch的值变成了最后的通道号码n时(步骤112-11的是),将周期计数器重置为0(步骤112-12),并返回到步骤101(步骤112-13),等待下一周期的开始,重复步骤102-112的处理。
图5为在图1所示的5个通道的多通道电力控制器3中,将警报判断周期设置为AC电源电压频率的10个周期,达成率的阈值(预定比率)设置为1(100%),总电力上限值设置为1800W的条件下,执行图2及图3所示的处理动作时的输出控制结果。
该图5的例中,各个通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值为3000W,但由于将总电力上限值设置为1800W,因此整个多通道温度控制装置1的使用电力峰值被该多通道电力控制器抑制在1800W以下。即,该图5的例是通过使“总电力上限值”设置成相比“每个通道的负载的额定电力值的合计值”更低的1800W,由此将多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能接通的例。
在此,该图5以及后述的图7、图9中的“NG”意味着前面说明的“达成率”小于预定比率。“OK”意味着该“达成率”不小于预定比率,即在AC电源电压频率的10个周期内,能够以目标输出值分散AC电力供应(输出)。而且,对于除了“NG”、“OK”以外的部分以黑色反差显示的部位意味着选择为输出接通通道而进行AC电力供应(输出),其反差显示的数值表示输出时的AC供应电力。
在该多通道电力控制器3中,根据启动后立即执行的所述步骤100的初始处理,全部通道ch1~ch5的累加值[1]~[5]被初始化而变成“0”。
由此,图5中,在最初的输出周期1中,在每个通道ch1~ch5各自的初始值“0”相加了各自的目标输出值[1]~[5],由此各个通道ch1~ch5的目标输出值的累加值[1]~[5]分别变成30%、40%、50%、60%、70%。由于这些累加值[1]~[5]都超过了阈值(0)%,因此通道ch1~ch5中的任何通道都会成为选择为输出接通的通道的候补。
但是,累加值的大小在第1位和第2位的通道(ch4以及ch5)的负载的额定电力值的合计值1800W(=1000W+800W),在此加上第3位的通道(ch3)的负载的额定电力值时,其合计值变成2400W。此外,由于将总电力上限值设定为1800W,因此在最初的输出周期1中,将累加值为第1位和第2位的通道(ch4和ch5)选择为输出接通的通道,从而使“成为输出接通的通道的负载的额定电力值的合计值”不超过“总电力上限值(1800W)”。
在下一输出周期2中,通道ch5的负载的目标输出值的累加值[5]变成40%(=70%-100%+70%)。由于该通道ch5在之前的输出周期1中被选择为输出接通的通道而进行AC电力供应(输出),因此对于输出周期1的累加值[5],即对于70%进行减去100%和加上70%的运算。通道ch4也在输出周期1中被选择为输出接通的通道而进行AC电力供应(输出),因此经过与通道ch5相同的运算,通道ch5的目标输出值的累加值[4]达到20%(=60%-100%+60%)。
而且,在输出周期2中,通道ch3的目标输出值的累加值[3]变成100%(=50%+50%)。该通道ch3由于在之前的输出周期1中并没有被选择为输出接通的通道,因此对于输出周期1的累加值[3],即50%执行加上50%的运算,而没有执行减去100%的运算。没有选择为输出周期1的输出接通的通道的其他通道ch2和ch1也相同。
因此,在输出周期2中各个通道ch1~ch5的目标输出值的累加值[1]~[5]都超过阈值(0%),因此任何通道ch1~ch5都成为作为输出接通通道而被选择的候补。
但是,累加值的大小在第1位、第2位、第3位的通道(ch3和ch2以及ch1)的额定电力值的合计值为1200W(=600W+400W+200W),在此基础上加上第四位的通道(ch5)的负载的额定电力值时,其合计值变成2200W。另外,由于总电力上限值如上所述地被设定为1800W,因此在输出周期2中,通过将累加值的大小在第1位和第2位以及第3位的通道(ch3、ch4以及ch5)选择为输出接通通道,由此使“变成输出接通的通道的负载的额定电力值的合计值”不超过“总电力上限值(1800W)。
在剩余的输出周期3~10之中,与如上说明的输出周期1和输出周期2相同的方式选择变成输出接通的通道,因此其详细说明将省略。后面说明的图7、图9、图11的例也相同。
如图5的例所示,总电力上限值为1800W时的各个通道ch1~ch5的达成率与前面说明的通道ch1的例一样,都会变成1(100%),因此任何通道ch1~ch5在整个的该10个周期(警报判断处理周期)内进行相当于目标输出值的AC电力供应(输出),因此作为该10周期中的警报判断处理的结果,通道ch1~ch5的任何一个通道的判断结果都会变成如图5的“OK”。如此地,当全部通道的判断结果都变成“OK”时,输出警报OFF(断开)信号。如后述的图7的例所示,当任何一个通道的判断结果变成“NG”时,输出警报ON(接通)信号。
图6为整理图5的输出控制结果,示出每个输出周期的整个通道的供应电力的合计值的图表。
由图6的图表可知,例如,如图5的例那样,5个通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值为3000W时,将总电力上限值设定为1800W等,相对于“每个通道的负载的额定电力值的合计值”,“总电力上限值”恰当时,在整个警报判断周期(10个周期)内,整个通道的供应电力的分散变小,由此可以将整个多通道温度控制装置1的使用电力峰值抑制在所述额定电力值的合计值以下,且在整个警报判断周期内可进行均匀的AC电力供应(输出)。
图7为将图5的总电力上限值变更为1500W而执行图2和图3的流程图所示的处理动作时的输出控制结果。
在图7的例中,各通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值也为3000W,但由于如前所述地将总电力上限值设定为1500W,因此整个多通道温度控制装置1的使用电力峰值被该多通道电力控制器限制在1500W以下。即,在图7的例也是通过将“总电力上限值”设置为相比“每个通道的负载的额定电力值的合计值”更低的1500W,从而接通(ON)了多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能的例。
观察图7的输出控制结果,ch3~ch5通道的结果判断变成“NG”。这是因为,这些通道ch3~ch5的达成率小于预定比率(阈值)。对此以通道ch5的例详细说明。通道5的目标输出值为0.7(70%),目标输出值和为0.7×10=7,10个周期(警报判断周期)内的输出接通次数为6次。而且,通道ch5的输出平均值[5]根据“处理对象通道的输出接通次数[ch]÷警报判断周期”变成6÷10=0.6。通道ch5的目标输出平均值[5]根据“目标输出值和[ch]÷警报判断周期”变成7÷10=0.7。因此,由于通道ch5的达成率[5]根据“输出平均值÷目标输出平均值”变成0.6÷0.7,小于1(100%),由此通道ch5在整个10个周期内没有进行相当于目标输出值的AC电力供应(输出)。其他通道ch3和ch4也相同。
图8为整理图7的输出控制结果,示出每个输出周期内的整个通道的供应电力的合计值的图表。
由图8的图表可知,例如,如图7的例那样,5个通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值为3000W时,将总电力上限值设定为1500W等,相对于“每个通道的负载的额定电力值的合计值”,“总电力上限值”过低时(总电力上限值不恰当),虽然可以抑制使用电力峰值,但会产生无法以目标输出值进行AC电力供应(输出)的通道。
图9为将图5的总电力上限值变更为3000W而执行图2及图3的流程图所示的处理动作时的输出控制结果。
在图9的例中,各个通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值也为3000W。但是,如前所述,由于将总电力上限值设置为与如前所述的额定电力值的合计值相同的值(3000W),因此无需将整个多通道温度控制装置1的使用电力峰值限制在各通道的额定电力的负载的合计值以下。
结果,如图9所示,当总电力上限值设定为与“每个通道的负载的额定电力值的合计值”相同或大于该合计值时,如图5或图7所示的多通道电力控制器3的使用电力峰值抑制功能实质上变成断开(OFF)。若要接通(ON)该使用电力峰值抑制功能,则如图5或7的例所示,将总电力上限值设置为相比各通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值更低即可。
观察图9的输出控制结果,对于ch1~ch5通道的结果判断来说,任何通道都变成“OK”。这是因为这些通道ch1~ch5中的任何一个通道的达成率不小于阈值(预定比率)。
图10为整理图9的输出控制结果,示出每个输出周期内的整个通道的供应电力的合计值的图表。
由图10的图表可知,通过如图10的例所示地将总电力上限值设置为与通道ch1~ch5的负载的额定电力值的合计值相同的值,多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能变成OFF(断开)时,整个通道ch1~ch5的供应电力在最初的输出周期1变成最大的3000W,在第四输出周期4变成最小的1000W等,在10个周期内的整个通道的供应电力的分散变大,无法在整个10个周期之内均匀地进行AC电力供应(输出)。
图11为配备多台图1所示的多通道电力控制器的工厂的电力控制系统的构成图。在此,图11以及以下说明中,如图11所示地利用一台多通道电力控制器3进行电力控制的全部的多个加热器H1~H5集成为一个称为“负载装置”。这种负载装置并不限定于加热器类,也可以是螺杆卷取机等动力类。
在图11中,各个负载装置的多通道电力控制器3每个都具备前面说明的第一至第七的功能,在此基础上还具备与外部的主计算机进行通信的功能,具体来说,具备将前面说明的“总电力上限值”和“警报接通/断开信号”发送给主计算机HC的功能和从主计算机HC接收用于接通/断开使用电力峰值抑制功能的预定的指令的功能、以及基于所接收的指令信号接通/断开使用电力峰值抑制功能的功能。
所述“总电力上限值”根据来自主计算机HC的预定的指令设定在多通道电力控制器3中,但也可以手动地设定,若其设定发生变更,则也可以将每次变更后的“总电力上限值”发送给主计算机HC。对于所述“警报接通/断开信号”来说,在每输出该信号时,可以发送给主计算机HC。
从主计算机HC接收的预定的指令中,断开使用电力峰值抑制功能时的指令中包含着“每个通道的负载的额定电力值的合计值”。接收了该指令的多通道电力控制器3将指令中的“每个通道的负载的额定电力值的合计值”设定为“总电力上限值”。据此,如图10的例中说明的那样,多通道电力控制器3的使用电力峰值抑制功能被断开。
而且,从主计算机HC接收的指令中,接通使用电力峰值抑制功能时的指令中包含相比“每个通道的负载的额定电力值的合计值”更低的电力值。接收了该指令的多通道电力控制器3将指令中的所述“低电力值”设定为“总电力上限值”。据此,如图5的例中说明的那样,多通道电力控制器3的使用电力峰值抑制功能被接通。
图12为示出通过图11的多通道电力控制器(3台)分别控制负载装置的电力时的经由时间和使用电力的概念的图。
图11的主计算机HC对于通过三台的多通道电力控制器分别进行控制的图12的加热器类负载装置N1~N3,通过错开时间而输出运转指令,使各个负载装置N1~N3的升温时间错开而运转这些负载装置N1~N3。
而且,该主计算机HC通过对于各个负载装置N1~N3的多通道电力控制器3输出前述的预定的指令,在升温后的普通运转中将多通道电力控制器3的使用电力峰值抑制功能设置为接通(ON),而在升温过程中将该功能设置为断开(OFF)。因此,能够保证普通运转过程中的各个加热器类负载装置的电力变动分别抑制在“总电力上限值”以下,由此能够将变动的电力的合计值抑制得更小。
但是,对于现有的电力控制器而言,由于没有采用如本发明的多通道电力控制器3的以“总电力上限值”限制整个通道的输出(AC电力供应)的组成,因而在图12中的表示供应电力的升温过程中的曲线和运转过程中的直线部分,以该部分为中心取随机的值,使各个通道同时变成输出接通,由此产生最大相当于每个通道的负载的额定电力值的合计值的使用电力峰值。但是,根据本发明的多通道电力控制器3,通过将“总电力上限值”设置为相比“每个通道的负载的额定电力值的合计值”更低,从而接通(有效化)使用电力峰值抑制功能,由此能够保证将整个通道的使用电力抑制在“总电力上限值”以下。
并且,所述主计算机HC设定全部的多个负载装置N1~N3能够使用的电力的上限值(以下,称为“负载装置组的电力上限值”),从而基于负载装置组的电力上限值和从各负载装置的多通道电力控制器3接收的总电力上限值,可以控制为负载装置组的使用电力不超过负载装置组的电力上限值。
图13和图14示出根据图11的多通道电力控制器(3台)控制各个负载装置的电力时,各个负载装置的多通道电力控制器中设定的“总电力上限值”和“负载装置组的电力上限值”的关系的一例。
如图13所示,负载装置N1~N3组的电力上限值为6000W,根据来自图11的主计算机HC的指令将负载装置N3的多通道电力控制器的总电力上限值设置为1000W的情况下,当所述两个负载装置N1、N2设置成同时升温状态时,假设通过将各个负载装置N1、N2的多通道电力控制器的“总电力上限值”设定为该“每个通道的负载的额定电力值的合计值(3000W)”,同时断开两个多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能时,全部负载装置N1~N3的合计使用电力变成7000W,将超出负载装置组的上限电力值。因此,无法同时断开两个多通道电力控制器的使用电力峰值抑制功能而使两个负载装置同时升温。直到负载装置N1完成升温为止,负载装置N2无法开始进行升温,因此无法实现具有良好的运转效率的运转。
在此,图11的主计算机HC,如图14所示,对于负载装置N1的多通道电力控制器,通过将“总电力上限值”设定为“每个通道的负载的额定电力值的合计值(3000W)”,将使用电力峰值抑制功能设置为断开(OFF)。此外,对于负载装置N2的多通道电力控制器,为了在整个负载装置的合计使用电力不超过负载装置组的电力上限值的范围之内设定总电力上限值,该总电力上限值设定为2000W。由此,在负载装置N1升温过程中,能够在不超过负载装置N1~N3组的电力上限值的范围之内使负载装置N2升温,从而能够实现运转效率良好的装置的运转。
但是,将总电力上限值设定为相比如普通运转时的使用电力那样稳定所需的使用电力更小时,如前面说明的图7的例,产生无法以目标输出值进行AC电力供应(输出)的通道。当放任这种状态时,如果控制对象是加热器,则因由该通道向加热器的电力供应不足,导致依靠加热器的温度控制无法正常执行功能。此时,如前所述,在警报判断周期的某个输出周期,任意一个通道的达成率小于预定比率(阈值),因此从多通道电力控制器输出警报接通信号。据此,接收了该警报接通信号的主计算机HC在警报接通信号连续了预定时间(例如,与警报判断周期的100个周期相当)的时间点,或者接收了警报接通信号的时间点,基于警报接通信号发出警报等,敦促装置管理者采取措施,以正常地进行温度控制。这种警报也可以根据各个多通道电力控制器本身输出的警报接通信号进行。
所述实施方式中,对于5个通道的多通道电力控制器进行了说明,但通道数量并不局限于5个,根据需要可以适当地增减通道数量。而且,负载装置的数量也可以根据需要适当地进行增减。
而且,在前述实施方式中,以本发明的多通道电力控制器应用在多通道温度控制装置1中,并控制向加热器H1~H5供应AC电力为例进行了说明,但并不局限于该例。本发明的多通道电力控制器还可以适用于控制向加热器以外的其他负载进行AC电力供应的场合
前述实施方式中说明的多通道调节器2和多通道电力控制器3也可以构成为将这些功能统和在一起的一个设备。

Claims (5)

1.一种多通道电力控制器,其特征在于,在对于作为针对负载的输出而进行AC电力供应的多个通道中的每一个通道,在作为该输出接通或断开的最小时间的单位时间内,通过在AC电源电压的零电位附近输出或不输出接通信号,在单位时间内分散该输出的多通道电力控制器中,
预先设定每个所述通道的负载的额定电力值、和作为所述各单位时间内的全部通道的输出电力总和的上限值的总电力上限值,
在每个所述单位时间,对于累加各个通道的目标输出值的每个通道的目标输出值累加器,依次累加各个通道的目标输出值,
在对于所述全部通道完成所述累加处理之后,从目标输出值累加器的累加值大的通道开始按照顺序对于每一通道进行以下的处理:
当所述目标输出值累加器的累加值没有超过阈值时,单位时间内断开该通道的输出;
当所述目标输出值累加器的累加值超过阈值,且将额定电力合算器的额定电力合算值和该通道的负载的额定电力值相加的值在所述总电力上限值以下时,执行向所述额定电力合算器相加该通道的额定电力值的处理、使该通道在单位时间内接通输出的处理、从该通道的目标输出值累加器减去1或100%的处理,其中,所述额定电力合算器对根据接通信号变成输出接通的通道的负载的额定电力值进行合算;
当所述目标输出值累加器的累加值超过阈值,且对所述额定电力合算器的额定电力合算值和该通道的额定电力值进行相加的值为所述总电力上限值以上时,在单位时间内断开该通道输出。
2.根据权利要求1所述的多通道电力控制器,其特征在于,从目标输出值累加器的累加值大的通道开始依次进行处理时,在两个以上的通道的累加值相同的情况下,优先处理额定电力大的通道,并且在额定电力也相同的情况下,优先选择累加值和额定电力相同的通道中的任意一个通道。
3.根据权利要求1所述的多通道电力控制器,其特征在于,对于每个通道,计算在预定期间内的该通道的目标输出平均值和该预定期间内的该通道的实际输出值的平均值,实际输出值的平均值与计算出的目标输出平均值相比的比率小于预定的阈值、或者从目标输出平均值减去实际输出值的平均值的值达到预定的阈值以上时,输出警报接通信号。
4.根据权利要求1所述的多通道电力控制器,其特征在于,通过将所述总电力上限值设定为每个所述通道的负载的额定电力值的合计值以上,将使用电力峰值抑制功能变为无效。
5.根据权利要求1所述的多通道电力控制器,其特征在于,所述多通道电力控制器具备与外部的主计算机进行通信的功能,从而通过从外部的主计算机向多通道电力控制器输出包含所述总电力上限值的指令,管理所述各单位时间内的全部通道的输出电力总和变为上限值以下的功能的有效/无效。
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