DE2045117A1 - System zur Voraussage und zum Steuern eines Energiebedarfs - Google Patents

System zur Voraussage und zum Steuern eines Energiebedarfs

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Description

Dr. phll. G. B. HAGEN
Patentanwalt O Π / " d *1 1 *7
8000 MÜNCHEN 71 (Solln) ' ' '
Franz-Hals-Straße 21
Telefon796213 München, den 29- Juli 1970
ID 2757 Dr.H./K./fr
International Business Machines Corporation Armonk, ¥.Y. 10504,U.S.A.
System zur Voraussage und zum Steuern eines Energiebedarfs
Priorität: U.S.A.; 20. Oktober 1969 Ü.S.Ser.Ho. 867 541
DieErfindung bezieht sich auf eine Anordnung und auf ein Verfahren zum Steuern des während einer Bedarfsperiode auftretenden Energieverbrauches, wobei insbesondere eine Vorhersage des Energieverbrauches gemacht wird.
Elektrizitätsgesellschaften verwenden bei Großabnehmern von elektrischer Energie zur Berechnung des Verbrauches ein nach Bedarfsperioden orientiertes System. Bei diesem System wird der Tag üblicherweise in Bedarfsperioden von 15 Minuten eingeteilt. Die Rechnungsbeträge steigen beträchtlich, wenn der Abnehmer während des Tages elektrische Energie in unrege!massiger v/eise verbraucht. Daher liegt es im Interesse des Abnehmers, während einer Zeitperiode von 15 Minuten nicht mehr Energie zu verbrauchen als er während einer anderen derartigen Zeitperiode verbraucht.
Es sind bereite Versuche unternommen worden, die verbrauchte elektrische Energie gemäß einem Bedarfsperioden berücksichtigenden Schema zu steuern. Üblicherweise wird bei diesen bekannten
1 Ö 9 ö 1 β /1 8 3 S E*D OBIGlNW- v
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Verfahrensweisen der Energieverbrauch während einer unmittelbar vorhergehenden kurzen Zeitspanne geprüft, z. B. während einer oder zwei Minuten, und es wird von der Annahme ausgegangen, daß diese Energieverbrauchsrate während des restlichen Teils der Bedarfsperiode anhalten? wird. Derartige Systeme übertragen also diese Anfangswerte auf den restlichen Teil der Bedarfsperiode und steuern die Belastung entsprechend diesem angenommenen Bedarf. In dieser Weise berechnen diese Systeme den gesamten Energiebetrag, der während des Restes der Bedarfsperiode gebraucht würde, wenn der anfängliche Stromverbrauch fortgesetzt würde, und vergleichen diesen W Betrag mit dem gemäß dem Bedarfsgrenzwert verfügbaren Energiebetrag. Wenn dieser Vergleich zeigt, dass der-Grenzwert überschritten würde, wird eine Steuerung vorgenommen, um die Leistungsaufnahme herabzusetzen. Diese Systeme sind daher primär darauf ausgerichtet, die Belastung unterhalb der vorbestimmten Belastungsgrenze zu halten, und nutzen daher nicht die während der Bedarfsperiode maximal verfügbare Energie aus. Demgemäß wird Energie, die mit einer geringeren Rate verbraucht werden könnte, nicht verbrauc-ht, da die Vorhersage für die Belastung nicht gewährleistet, daß die größtmögliche Belastung des Systemsaufrecht erhalten wird.
Gegenüber diesem grundsätzlichen Verfahren sind verschiedene Verbesserungen vorgenommen worden, um die Genauigkeit etwas zu steigern. Zum Beispiel sind Steuersysteme vorgesehen worden, um die durchschnittliche Rate, mit der Energie verbraucht wird, über zunehmend kleinere Unterperioden während der Bedarfsperiode zu berechnen. Die Vorausberechnung des Bedarfs am Ende jeder Unterperiode wird so vorgenommen, daß die schon verbrauchte gemessene Energie zu dem Produkt aus dergpgenwärtigen berechneten durchschnittlichen Leistungsaufnahme und der in der Bedarfsperiode noch verbleibenden Zeit addiert wird.
BADORIG;NAL
Aufgrund der relativ langen Dauer der Unterperioden kann daher eine hohe oder geringe Leistungsaufnahme kurzer Dauer während des ersten Teils der Bedarfsperiode sieh he^rausmitteln. Jedoch können Wiederholungen in der Leisttthg-saufnähme , die aufgrund der EnergieverbrauchsextrapOlation vorgenommen worden sind, zu einem späteren Zeitpunkt in der Bedarfsperiode nicht wieder ausgeglichen werden, wenn einige der Verbrauchereinrichtungen bereits zu neuen Operationsstufen mit geringerem öder keinem Energieverbrauch Uhergegangen sind. Auch hier wird also ein maximaler Wirkungsgrad nicht erreicht, und es wird Energie, die bei geringerer Rate verbraucht werden könnte, überhaupt nicht verbraucht."
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System zu schaffen, welches eine Vorhersage und eine Steuerung des Energieverbrauchs von Verbrauchereinrichtungen mit variabler Leistungsaufnahme ermöglicht, wobei die größtmögliche Belastung aufrecht erhalten werden soll, d. h. eine konstante Leistungsaufnahme während der periodisch sich wiederholenden Bedarfsperiode erfolgen soll.
Bei dem erfindungsgemäßen System wird eine Vielzahl von Vorbrauehereinrichtungen mit variierbarer Leistungsaufnahme, die nach einem vorgegebenen Arbeltsplan arbeiten, während einer Bedarfsperiode gesteuert. Eine Monitoreinrichtung ist vorgesehen, um jede der Verbrauchereinrichtungen abzutasten und deren Operationsstufe zu bestimmen. Eine Prioritätszuordnungseinrichtung ordnet gemäß einer vorgegebenen Klassifizierung den Verbrauchereinrichtungen Prioritäten zu. Entsprechend den Ausgangssignalen der Monitoreinrichtung und der PrioritätsZuordnungseinrichtung berechnet eine Rechnereinheit den Energiebetrag, der von den Verbrauchereinrichtungen höchster Priorität während des noch verbleibenden leils der Bedarfsperiode noch benötigt wird, und teilt diesen .Energiebetrag diesen Verbrauchereinrichtungen zu. Die
BAD
Rechnung basiert dabei auf der Leistungsaufnahme während der aktuellen Arbeitsstufe und während der nächsten Stufen und auf der jeweiligen Zeitspanne, die erwartungsgemäß für jede der Stufen benötigt wird. Eine Subtrahiervorrichtung subtrahiert den so berechneten Energiebetrag von dem Gesamtenergiebetrag, der während des restlichen Teils der Bedarfsperiode verfügbar ist, um somit den für die übrigen Verbrauchereinrichtungen verfügbaren Energiebetrag zu bestimmen. Entsprechend den Ausgangssignalen der Monitoreinrichtung und der Prioritätszuordnungseinrichtung wird durch eine weitere Rechne®inheit in ähnlicher Weise der maximal benötigte Energiebetrag für die übrigen Verbraucher- ^ einrichtungen entsprechend einer normalen Arbeitsweise während des restlichen Teils der Bedarfsperiode vorausberechnet, und der solchermaßen vorausberechnete Energiebetrag wird mit dem durch die Subtrahiervorrichtung erzeugten verfügbaren Energiebetrag verglichen, und es wird ein Verhältnis dieser beiden Größen gebildet, und die noch verfügbare Energie wird nach Maßgabe dieses Verhältnisses den übrigen Verbrauchereinrichtungen zugeteilt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
»■ Figur 1 eine grafische Darstellung eines Energieverbrauches
während einer Bedarfsperiode;
' Figur 2 eine Blockdarstellung der Funktionsweise eines
erfindungsgemäßen Systems zur Steuerung des Energieverbrauchs elektrischer Bogenöfen;
Figur 3 eine Darstellung des Kilowattstunden-Meßgerätes von Figur 2;
Figur 4 eine schomatisehe Darstellung der Relais von Figur 2;
Figur 5 eine schema tische Darstellung eines Rheostaten,
eines Steuermechanismus und eines Ofens von Figur*?;
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Figuren.6 und 7. eine Zusammenstellung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten "Verfahrens sehr it te ;
Figur 8 eine Blockdarstellung der Rechnereinheiten 40 und 41 von .Figur 2,
Wie oben bereits erläutert, verwenden Elektrizitätsgesellschaften für die Abrechnung mit ihren Großabnehmern normalerweise ein Bedarfs^perioden berücksichtigendes System, bei dem es im Interesse des Abnehmers ist, während sämtlicher an einem Arbeitstag auftretender Bedarfsperioden denselben Energiebetrag zu verbrauchen.
Figur 1 veranschaulicht, wie der Kilowattstundenverbrauch an elektrischem Strom während einer Bedarfsperiode variieren kann und doch denselben Gesamtenergieverbrauch während der Bedarfsperiode ergeben kann. Die geradlinige Kurve 10 stellt eine konstante Belastung während der Bedarfsperiode dar; die gekrümmte Kurve 11 stellt eine Belastung dar, die anfänglich einen geringen Betrag hat und gegen Ende der Bedarfsperiode ansteigt; die gekrümmte Kurve 12 stellt eine Belastung dar, die sich anfänglich auf einem hohen Wert befindet und gegen Ende der Bedarfsperiode abfällt. Eine übliche Energiebedarfssteuerung wird bei der konstanten Last 10 und bei der durch die Kurve 11 dargestellten Last ordnungsgemäß arbeiten, würde aber von der anfänglichen Last der Kurve 12 aus in der Weise extrapolieren, wie durch die gestrichelte Linie 13 gezeigt wird. Die übliche Steuerung würde daher zu dem-Ergebnis kommen, daß ohne Korrektur der Grenzwert bereits im Anfangsteil der Bedarfsperiode erreicht wird. Die übliche Steuerung würde daher die anfänglich verbrauchte Leistung herabsetzen, obwohl eine solche Herabsetzung in Wirklichkeit unnötig wäre. Das erfindungsgemäße System dagegen sagt voraus, daß zu einem späteren Zeitpunkt in der Bedarfsperiode eine Änderung des Prozesses auftritt, die zur Folge hat, daß die Gesamtlast während der Bedarfsperiode geringer ist als der
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anfängliche Verbrauch zunächst erwarten läßt, wie durch den anschließenden Teil der Kurve 12 gezeigt wird. Das erfindungsgemäße System würde daher in dem angenommenen Fall keinen Steuervorgang zwecks Herabsetzung des Verbrauchs bewirken, es sei denn, der Grenzwert würde doch überschritten werden.
In Figur 2 wird ein Beispiel eines System zur Steuerung des Energieverbrauchs gezeigt, wobei drei Lichtbogenofen 20 - 22 einer Gießerei vorgesehen sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die Situation in weiten Grenzen variierender und steuerbarer Energiebelastung für viele industrielle
fe Anlagen typisch ist. Daher ist das vorliegende Steuersystem und Steuerverfahren nicht auf Gießereien und elektrische Bogenöfen beschränkt, sondern ist in gleicher Weise bei Induktionsöfen, Vorglühöfen, Kathodenplattierungsvorgängen und vi elen anderen Arten von industriellen elektrischen Energiebe lastungen anwendbar. Mit jedem Ofen ist ein Steuermechanismus 23 - 25 verbunden. Jeder Steuermechanismus enthält Mittel, um den Betrieb des Ofens entsprechend der Leitung durch den Schmelzmeister zu steuern. Mit jedem der Steuermechanismen ist eine Vielzahl von Rheostaten 26 verbunden. Die Rheostate können entweder durch das hier beschriebene Steuersystem gesteuert werden oder manuell durch den Schmelzmeister. Diese Rheostate bewirken, daß
W der betreffende Steuermechanismus den Abstand der Kohleelektroden in dem Ofen relativ zu der Stahloberfläche einstellt, wie noch beschrieben wird. Der Stahl in dem Ofen wird dadurch geschmolzen, daß ein Lichtbogen von dem einen Ende einer Kohleelektrode zu der Stahloberfläche gezündet wird. Das Anheben einer Elektrode hat einen AbfaJ1 des Stromes und der Energie zur Folge, und das Senken einer . Elektrode hat einen Anstieg des Stromes und der Energie zur Folge. Jeder Ofen wird durch einen großen Dreiphasentransformator mit Energie versorgt, der aus einer dreiphasigen Stromversorgung 27 der örtlichen Elektrizitätsgesellschaft gespeist wird. Die von dieser Stromversorgung ausgehende elektrische Energie wird über einen Kilowattmesser 28
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auf der Leitung 29 dem Steuermechanismus jedes Ofens zugeführt.
Der Stahl wird in den Öfen in Portionen verarbeitet, die "Chargen (heats)" genannt werden. Eine übliche Charge mit 4 540 kg (^ 10 000 pound) benötigt etwa 90 Minuten, um den gesamten Prozeß in ejnem Ofen zu durchlaufen, wobei 6 verschiedene Operationsstufen auftreten. Die Stufen einschließlich der Tätigkeit, der üblichen Zeitspanne und dem Leistungsverbrauch für jede Stufe sind unten aufgeführt, wobei noch eine siebte Stufe, nämlich die Ofenabschaltung, hinzukommt.
Stufe Vorgang
7" Ofenabschaltung
6 Abstechen, Ausbessern,Beladen 15 Min.
5 Schmelzgang, A-Anzapfung
4 Schmelzgang, B-Anzapfung
3 Sauerstoff-Einblasen
2 Aufheizung, C-Anzapfung
1 Zugabe von Mischmetall, o M.
C-Anzapfung /ί Min. ein
Die Angabe "Α-Anzapfung" bezieht sich auf die 230 Volt-Anzapfung an dem Leistungstransformator des jeweiligen Ofens, die Angabe "B-Anzapfung" bezieht sich auf die 180 Volt-Anzapfung am Transformator, und die Angabe "G-Anzapfung" bezieht sich auf die 110 Volt-Anzapfung des Transformators.
Kurz gesagt ist der Abstich der vorhergehenden Charge das Signal, mit einem neuen Chargengang zu beginnen. Ein Ohargengarig wird dadurch eingeleitet, daß der Ofen mit
Zeit Min. Leistung
Min. aus
15 Min. aus
35 Min. ein
25 Min. ein
3 aus
10 ein
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dem zu schmelzenden Material beladen wird, was in Stufe 6 . vor sich· geht.· lach dem Beladen wird die elektrische Leistung eingeschaltet und damit der Zustand des Systems in Stufe 5 gebracht; ein Lichtbogen wird zwischen den Elektroden und dem Stahl gezündet, wobei die erforderliche - elektrische Energie aus der Α-Anzapfung des Leistungstransformators entnommen wird, so daß der Stahl geschmolzen wird. Ein darauf folgendes Umschalten auf die B-Anzapfung des Leistungstransformators bringt die Charge nach Stufe 4, in der sich der Schmelzvorgang fortsetzt. Dann wird die elektrische Leistung abgeschaltet und in Stufe 3 Sauerstoff eingeblasen* In Stufe 2 erfolgt dann eine Wiederherstellung des Lichtbogens aus der C-Anzapfung, und die darauf folgende P Zufügung von Zusatzmetallen erfolgt in Stufe 1. Darauf kehrt der Ofen nach Stufe 6 zurück, und ein Abstich der Charge erfolgt.
Der Steuermechanismus 23 - 25 jedes Ofens enthält ein Kilowattstunden-Meßgerät, welches auf Kabel 30 - 32 Signale gibt. Diese Signale werden dem Monitor 35 der hier zu beschreibenden Leistungsbedarfssteuerung 36 zugeführt. Der Monitor enthält eine Schaltungsanordnung κum Speichern der Signale während eines Chargenganges für jeden Ofen und zum Vergleichen des gespeicherten Zahlenwertes mit vorher ' eingestellten Zahlenwerten, um dadurch die Operations stufe * des Ofens zu ermitteln. Der gespeicherte Zahlenwert wird auf Null zurückgestellt, sobald der zugeordnete Ofen einen neuen Chargengang beginnt.
Die Prioritäten des Ofens werden von dem Schmelzmeister mit Hilfe eines Drehschalters bestimmt, den er manuell einstellt, um eine Prioritätszuteilung in der Stufe 37 au bewirken.. Der Schalter zeigt somit an, welcher der divi Öfen 20 - 22 die höchste Priorität hat. Die Priorität wird von dem Schmelzmeister nacii der Kegel bestimmt, dai3 dem •nächsten abzustechenden Ofen die höchste Priorität gegeben wird. Die Pfioritätszuteilung kann auch dadurch automatisch
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erfolgen, da/3 ermittelt wird, welcher Ofen sich in der Stufe mit der niedrigsten Nummer befindet. Der Ausgang der Prioritätszuteilungsstufe gelangt auf die Leitungen 38 und 39 zu dem Computer 40 für hohe Priorität und zu dem Computer 41 für niedrige Priorität. In diesem Ausgang sind Signale enthalten, die denjenigen der drei Öfen kennzeichnen, dem die höchste Priorität zugeteilt worden ist.
Der Betrieb der Schaltungsanordnung mit der Energiebedarfssteuerung 36 erfolgt unter der Steuerung des Zeitgebers 42. Der Zeitgeber spricht auf Synchronisierungsimpulse an, die von der Eingangsklemme 43 auf die Leitung gegeben werden. Die Synchronisierungspulse werden von der Elektrizitätsgesellschaft in vorbestimmten Zeitintervallen wie etwa alle 15 Minuten abgegeben, um dadurch die Beendigung einer Bedarfs periode und den Beginn der nächsten Bedarfsperiode anzuzeigen. Der Zeitgeber 42 enthält einen Zeitintervallgeber, der ein Signal abgibt, um den Betrieb der Energiebedarf ssteuerung nach Empfang eines Synchronisierungsimpulses einzuleiten, und der dieses Signal 14 mal hintereinander' in 1-Minuten-Intervallen abgibt. Das Signal vom Zeitgeber 42 wird dem Monitor 35 und der Stufe 45 zur Ermittlung der verfügbaren Energie zugeführt, wodurch der Betrieb der Energiebedarfssteuerung 36 eingeleitet wird. Das Signal vom Zeitgeber 42 bewirkt, daß die Vergleichsschaltung des Monitors 35 in Betrieb gesetzt wird und den Computern 40 und 41 die Operationsstufe jedes der Öfen anzeigt.
Me.Stufe 4 5 zur Ermittlung der verfügbaren Energie enthält einen Zähler, der beim Auftreten eines Synchronisierungßimpuliifis, welcher vorn Eingang 43 au-i die Leitung 46 gegeben wird,, auf Null zurückgestellt wird. Der Zähler wird .durch Impuls; auf fcr Leitung 47 von dem Kilowattstunden-Meßgerät
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weitergeschaltet. Jeder solchermaßen zugeführte Impuls stellt ein bestimmtes Inkrement des Energieverbrauchs, wie z. B. 22 KWh dar; der Zählstand in dem Zähler stellt daher den gesamten Energiebetrag dar, der zu dieser Zeit während der Bedarfsperiode verbraucht worden ist. Die Stufe 45 enthält auch ein Register, das auf den Gesamtenergiebetrag eingestellt ist, der während der Bedarfsperiode verbrauht werden soll. Dieser Gesamtbetrag wird über den Eingang 48 angegeben land ist normalerweise konstant. Ferner enthält die Stufe 45 zur Ermittlung der verfügbaren Energie eine Subtrahierschaltung, die bei Auftreten eines Signals von dem Zeitgeber 42 den Zählstand im Zähler, welcher den gesamten Energieverbrauch bis zu diesem Zeitpunkt darstellt, von dem Registerinhalt abzieht, der den gesamten während der Bedarfsperiode zu verbrauchenden Energiebetrag darstellt. DerAusgang der Subtrahierschaltung stellt die gesamte für die Öfen während der restlichen Zeit der Bedarfsperiode verfügbare Energie dar und wird über die Ausgangsleitung 49 einer weiteren Subtrahierschaltung 50 zugeführt.
Zur selben Zeit gibt die Prioritätszuteilungsschaltung an die Computer 40 und 41 über Leitungen 38 und 39 Signale ab, welche den Ofen mit der höchsten Priorität bezeichnen. Der Computer 40 spricht auf diese Signale dadurch an, daß er Daten vom Monitor 35 aufnimmt, welche die Operationsstufe des Ofens mit höchster Priorität angeben. Diese Daten werden dazu benutzt, mit Daten in Registern des Computers 40 verglichen zu werden, die auch die Operationsstufe anzeigen und die Zeit, die in dieser Stufe noch verbleibt, bis die Stufe Berechnungen zufolge beendet ist. Die Stufennummer wird durch . interne Schaltungen in einen Leistungsbedarf und in die Operationszelt dieser Stufe umgesetzt. Der Computer 40 enthält eine' Subtrahierschaltung zum Subtrahieren der dem gegenwärtigen Zustand des Ofens in der betreffenden Stufe
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entsprechenden Zeit von der Gesamtzeit für die Stufe, so daß sich die in- der gegenwärtigen S-fcuf e noch verbleibende Zelt ergibt. Diese 23it wird dann durch eine logigche Schaltung mit der in der Bedarfsperiöde verbleibenden Zeit verglichen, die von dem Zeitgeber erhalten wird« Wenn der Vergleich zeigt, daß die in der gegenwärtigen Stufe noch verbleibende Zeitspanne gleich oder größer ist als die in der Bedarfsperiode verbleibende Zeit, so bedeutet das, daß der Ofen während der gesamten restlichen Zeit der Bedarfsperiode in demselben Zustand verbleiben wird. Wenn jedoch der Vergleich zeigt, daß die in der gegenwärtigen Stufe noch verbleibende Zeit geringer ist als die in der Bedarfsperiode verbleibende Zeit, so bedeutet das, daß der Ofen von einem Zustand auf den nächsten während der restlichen Zeit der Bedarfsperiode übergehen wird.
Der Computer 40 enthält auch Multipliziermittel, die entweder eine elektronische Multipliziervorrichtung oder eine Addiervorrichtung und Mittel zum wiederholten Addieren in der Weise, daß dasselbe Ergebnis wie beim Multiplizieren erhalten wird, enthalten.
Wenn der Ausgang der logischen Schaltung anzeigt, daß der Ofen während der in der Bedarfsperiode noch verbleibenden Zeit in derselben Stufe bleiben wird, multipliziert die Multipliziervorrichtung die in der Bedarfsperiode noch verbleibende Zeit mit dem Leistungsbedarf der gegenwärtigen Stufe und führt das Produkt über den Ausgang T der Leitung 51 zu.
Wenn jedoch der Ausgang der logischen Schaltung anzeigt, daß der Ofen während des restlichen Teils der Bedarfsperiode auf die"nächste Stufe übergehen wird, multipliziert eine weitere Multipliziervorrichtung die in der gegenwärtigen Stufe noch verbleibende Zeit mit dem Leistungsbedarf der
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gegenwärtigen Stufe und speichert dieses erste Teilprodukt in einem in dem Computer 40 enthaltenen Register. Darauf subtrahiert eine Subtrahierschaltung in dem Computer die in der gegenwärtigen Stufe noch verbleibende Zeit von der in der Bedarfsperiode verbleibenden Zeit. Dabei handelt es sich um dieselben Zahlenwerte, die oben durch die logische Schaltung miteinander verglichen wurden.
vl±e man aus der oben angegebenen Tabelle der verschiedenen Stufen sieht, ist es möglich, daß der Ofen während einer einzigen Bedarfsperiode drei Stufen durchläuft. Daher wird durch eine weitere logische Schaltung in dem Computer 40 ein weiterer Vorgleich durchgeführt. In diesem Fall wird der für die nächste Stufe erforderliche Zeitbetrag von der logischen Schaltung mit der Zeit verglichen, die in der Bedarfsperiode nach Vollendung der gegenwärtigen Stufe noch verbleibt und die das Ergebnis der obigen Subtraktion ist.
Wenn der Vergleich zeigt, daß die für die nächste Stufe benötigte Zeit gleich oder größer als die nach der Subtraktion in der Bedarfsperiode/noch übrige Zeit ist, bedeutet das, daß der Ofen nur in der gegenwärtigen und nächsten Stufe sich noch in dem restlichen Teil der Bedarfsperiode befinden wird. Daher tritt eine weitere Multipliziervorrichtung in dem Computer 40 in Tätigkeit und multipliziert die nach der Subtraktion verbliebene Zeitspanne der Bedarfsperiode mit dem L'iistungsbedarf der nächsten Stufe. Dieses l'rodukt .vi rd dann einer Addierstufe zugeführt und zu dem ersten Teilprodukt addiert, und der Gesamtbetrag wird über den Ausgang T auf die Leitung 51 gegeben.
Wonn jedoch der Ausgang der logischen Schaltung zeigt, äa\i die für die nächste Stufe vorgesehene Z'it geringer ist ale die nach der Subtraktion noch verbleibende Z it der Bedarfsperiode, so bedeutet das, daß der Ofen in der
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gegenwärtigen, der nächsten und einer dritten Stufe noch in dem restlichen Teil der Bedarfsperiode verbleiben wird. Daher tritt eine weitere Multipliziervorrichtung des Computers 40 in Tätigkeit und multipliziert die für die nächste Stufe vorgesehene Zeit mit dem Leistungsbedarf dieser Stufe·, so daß ein zweites Teilprodukt gebildet wird, welches in einem in dem-Computer 40 enthaltenen Register gespeichert wird. Darauf wird die für die nächste Stufe vorgesehene Zeit einer weiteren Subtraktionsschaltung des Computers 40 zugeführt und von der nach der vorherigen Subtraktion noch verbliebenen Zeit der Bedarfsperiode subtrahiert, so daß ein Restwert gebildet wird. Der Restwert wird einer weiteren EuIti-■piiziervorrichtung zugeführt und mit dem Leistungsbedarf für die dritte Stufe multipliziert. Dieses Produkt wird dann einer Dreiweg-Addiervorrichtung zugeführt und zu dem ersten Teilprodukt addiert, und die Summe wird zu dem · zweiten Teilprodukt addiert. Das Resultat wird dann über den Ausgang T aui die Leitung 51 gegeben.
Der Computer 40 für hohe Priorität spricht auch auf das Prioritätszuteilungssignal auf der Leitung 38 an, indem er ein Signal über eine der Leitungen 52 - 54 zu einer Gruppe von Relais 55 gibt· Die Ausgangsklemmen des Computers 40, mit dem die Leitungen 52 - 54 verbunden sind, sind mit A, B und C bezeichnet. DLe Leitung, auf welcher das Signal erscheint, zeigt an, daß dieser Ofen der Ofen mit. der höchsten Priorität ist. Die Relais der Relaisgruppe 55, welcher dieses Signal zugeführt wird, reagieren darauf, tfie noch erklärt wird, indem sie Signale auf den Satz von Leitungen 56 - 58 geben, um die mit dem Ofen höchster Priorität verbundenen Rheostaten zu betätigen. Die betätigten kheostaten wiederum bewirken, daß der zugeordnete Steuer— mechanifo-rnuG 23 - 25 den zugeordneten Ofen der Ofen 20 mit maximalem üJnergieverbrauch betreibt.
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Der Computer 41 für niedrige Priorität ist identisch aufgebaut wie der Computer 40, außer daß er entsprechend dem Ausgangssignal der Prioritätszuteilungssehaltung 37 auf der Leitung 39 den Energieverbrauch für diejenigen Öfen berechnet, die nicht die höchste Priorität haben, und daß er ein zusätzliches Register zum Speichern des errechneten Wertes für den einen Ofen aiii"weist, während der Energieverbrauch für den anderen Ofen berechnet wird. Die errechneten Werte für den .Energiebedarf beider öfen werden zueinander addiert, und die gesamte Summe erscheint an der Ausgangsklemme"T auf der Leitung 60. Zur selben ^ Zeit spricht der Computer 41 auf die Prioritätsanzeige auf der Leitung 39 an und gibt ein Signal zu der Energieverhältnissteuerung 64 über jede der drei Leitungen 61 Die Ausgangsleitungen 61 - 63 sind mit den Ausgangsklemmen A, B und C des Computers 41 verbunden und zeigen die beiden Öfen an, die nicht mit höchster Priorität betrieben werden.
Wie oben erwähnt, wird der Wert, der den für die Öfen während der restlichen Zeit der Bedarfsperiode noch verfügbaren Energie be trag "darstellt, über die Leitung 49 der Subtrahiervorrichtung 50 zugeführt. Wie ferner oben erläutert wurde, wird der errechnete Energiebedarf für den Ofen höchster Priorität über die Leitung 51 der Subtrahier- W vorrichtung 50 zugeführt. Die Subtrahiervorrichtung subtrahiert den auf der Leitung 51 erscheinenden wfert von dem auf der Leitung 49 erscheinenden v/ert und gibt das Ergebnis auf die Leitung 65. Durch diese Subtraktion wird der errechnete Energiebedarf hö'chster Priorität von dem für die Öfen während der verbleibenden Zeit der Bedarfsperiode verfügbaren Energiebedarf subtrahiert. Das auf . der Leitung 65 erscheinende Ergebnis stellt die verbleibende Energie dar, die für die öfen niedrigerer Priorität verfügbar ist.
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Wie ferner oben erläutert wurde, stellt der auf die Leitung 60 gegebene Wert den berechneten Energiebedarf der Öfen niedrigerer Priorität dar, wenn diese mit maximaler Leistung betrieben werden. Dieses Ausgangssignal und das Ausgangssignal der Subtrahiervorrichtung werden der Divisionsstufe 66 zugeführt. D^e Divisions stufe dividiert den auf der Leitung 65 erscheinenden Wert durch den auf der Leitung 60 erscheinenden Wert und führt den sich ergebenden Quotienten den Leitungen 67 und 68 zu, von wo der Quotient zu dem Computer 41 für niedrige Priorität und zu der Energieverhältnis steuerung 64 gelangt. Dieser Quotient stellt das Verhältnis der für die Öfen niedrigerer Priorität verfügbaren Energie zu dem Energieverbrauch dieser Öfen dar, wenn diese mit maximaler Energiezufuhr betrieben werden.
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Die Signale auf der Leitung 68, die der Energieverhältnissteuerung 64 zugeführt werden, wirken auf die darin befindliche logische Schaltung ein nach Maßgabe des durch sie dargestellten Verhältnisses, um ein Signal auf einer von elf Leitungen zu erzeugen. Die elf Leitungen bezeichnen Verhältnisse in 10 ^-Intervallen von 0 fo bis 100 fo. Diese Leitungen sind jeweils mit drei UND-Toren verbunden, von denen jedes einem Ofen zugeordnet ist und die in einer Matrix von insgesamt 33 Toren enthalten sind. Der andere Eingang in jedes der drei UND-Tore ist eine der Leitungen 61 - 63· Lediglich zwei der 33 UND-Tore werden also durch eine Kombination von Eingangssignalen aktiviert, welche das Verhältnis der den beiden Öfen niedriger Priorität zuzuführenden Energien darstellen. Der Ausgang jedes der UND-Tore ist mit einer der 33 Ausgangsleitungen verbunden. Diese Leitungen sind zu Kabeln 70 - 72 zusammengefaßt. Die Signale werden also auf zwei Leitungen desselben Prozentsatzes in den Kabeln 70 - 72 gegeben, welche die
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beiden. Öfen niedrigerer Priorität darstellen. Die Signale werden den Relais 55 zugeführt, die entsprechende Signale auf Kabeln 56 - 58 den Rheostaten 26 zuführen. Die Rheostate schalten daraufhin einen Widerstand in die • zu dem Steuermechanismus 23 - 25 des entsprechenden Ofens führende Leitung, wobei dieser Widerstand als Potentiometer oder Spannungsteiler wirkt entsprechend dem EnergieProzentsatz, der dem zugeordneten Ofen 20-22 zugeführt werden soll. Dieser Prozentsatz wird für den Ofen höchster Priorität der maximale Energiebetrag sein und für die Öfen niedrigerer Priorität ein Anteil des maximalen
^ Energiebetrages sein, der durch den Ausgang der Dividier-
™ schaltung 66 bestimmt wird.
Nachdem die Steuermechanismen 23 - 25 diese Operation durchgeführt haben, verwendet der Computer 41 für niedrige Priorität das Ausgangssignal der Dividierschaltung 66 auf der Leitung 67» indem er dieses Verhältnis unmittelbar zu der vorhergehenden Stufenzeit für jeden Ofen niedriger Priorität hinzuaddiert und das Ergebnis in dem Register speichert, welches die Stufenzeit für den entsprechenden Ofen niedriger Priorität darstellt. Dieses Verhältnis stellt also den Anteil einer Minute dar, der dem Ofen
für seinen Betrieb bei geringer Leistung angerechnet wird. fe Der Computer 40 addiert in ähnlicher Weise eine Minute zu der Stufenzeit des Ofens höchster Priorität. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die in den Computern 40 oder 41 gespeicherte Stufenzeit nur einen Rechenwert darstellt und daß die Steuermechanismen 23 - 25 die tatsächliche Operation der Öfen und den Wechsel von einer Stufe zur nächsten bewirken. DerAusgang des Monitors überholt also die Berechnungen im Computer 40 oder 41.
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Das Kilowattstunden-Meßgerät/von Figur 2 wird im einzelnen
in Figur 3 gezeigt. Das Kilowattstunden-Meßgerät ist im
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wesentlichen ein Standardgerät, wie es von der Elektrizitätsgesellschaft bereitgestellt wird. Es enthalt eine .Scheibe 80, die auf einer Achse 81 angeordnet ist. Die Achse und die Scheibe rotieren nach Maßgabe der durch das Meßgerät geschickten Energie. Die Scheibe 80 weist eine Wie1zahl von Schlitzen 82 auf. Der Scheibe ist eine Lichtquelle 83 und ein Fotodetektor 84 zugeordnet. Das von der Lichtquelle 83 emittierte Licht wird von der Fotozelle 84 ferngehalten und fällt auf diese nur dann, wenn ein Schlitz 82 sich direkt zwischen der Lichtquelle und dem Fotodetektor befindet. Der Fotodetektor erzeugt dann einen elektrischen Impuls, jedesmal wenn ein ScüLitz 82 zwischen den Detektor und die Lichtquelle 83 gelangt. Die von dem Fotodetektor erzeugten Impulse werden einem Verstärker 85 zugeführt. Der Verstärker verstärkt das Signal und führt es einem Zungenrelais 86 zu. Bei jedem von dem Verstärker 85 abgegebenen Impuls werden die Schalterkontakte 87 des Zungenrelais 86 geschlossen. Ein aus einem Widerstand 88 und einem Kondensator 89 bestehendes Filter filtert jede durch die Kontakte verursachte Welligkeit heraus und ermöglicht es, daß das Schließen des Kontaktes auf der Leitung 47 von Figur 2 von dem Zähler der Schaltung 45 registriert wird. Das gesamte Meßgerät mit Ausnahme des Filters 88, 89 wird von dem Hersteller geliefert. Das Filter wird lediglich hinzugefügt, um zu verhindern, daß der Zähler in der Schaltung 45 von Figur 2 die durch die Kontakte verursachten Spannungssprünge mitzählt, und um zu gewährleisten, daß der Zahler nur die erzeugten Impulse zählt.
Figur 4 zeigt einen Relaissatz der Heiaisgruppe 55 von Figur 2. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Leitungen 52 - 54 und die in den Kabeln 70 - 72 zusammengefaßten Leitungen jeweils mit einzelnen ,Sätzen der elf Relaissätze jedes Ofens verbunden sind. Jede der Leitungen 52 - 54 ist mit einem entsprechenden lÜO-^-Anteil
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-Relais ebenso wie die 100 ^-Leitung jedes der Kabel 70 verbunden, so daß eine ODER-Funktion gebildet wird. Die restlichen Relais sind mit den entsprechenden Leitungen der Kabel 70 - 72 verbunden. Die Verbindung erfolgt an der .Eingang sklemme 90. Die Eingangs klemme ist über ein Zungen-.relais 91 mit einer positiven Spannungsquelle 92 verbunden. Die Aktivierung der entsprechenden Leitung hat somit zur Folge, daß dem Zungenrelais 91 ein Signal zugeführt wird und die zugeordneten Kontakte 93 demzufolge geschlossen werden. Das Schliessen dieser Kontakte verbindet eine Wechselstromquelle an den Klemmen 94- und 95 mit einem Zwischenrelais fe 96. Das Zwischenrelais wird betätigt, so daß dessen Kontakte 97 geschlossen werden. In ähnlicher Weise hat das Schließen der Kontakte 97 den Anschluß der Energieversorgung an den Klemmen 98 und 99 an das Leistungsrelais 100 zur Folge. Die Betätigung des Leistungsrelais hat das Schließen der zugeordneten Kontakte 101 zurfolge, so daß eine weitere Energieversorgung an den Klemmen 102 und 103 an den Rheostaten 26 von Figur 2 angeschlossen wird.
Figur 5 zeigt die Rheosteten für einen der Öfen, den Energieversorgungskreis für die der einen Phase zugeordneten Elektrode dieses Ofens und den Steuermechanismus für diesen Ofen. Aus Gründen der Anschaulichkeit werden der Ofen 20 " und der Steuermechanismus 23 gezeigt.
Die Rheostat-Anordnung für jeden Ofen enthält zwei lineare Rheostate, einen/hanuellen Rheostaten mit den Widerstand 108 und dem Abgriff 109 und einen automatischen Iheostaten mit den gleichen Widerständen 110 - 119 und den Relaiskontakten 120 - 130 der Relais 131 - 141. Jedes dieser Relais ist mit einem Leistungsrelais 100 von Figur 4 verbunden, welches in der Relaisgruppe 55 von Figur 2 enthalten ist.
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Das Umschalten zwischen dem manuellen Rheostaten und dem automatischen Rheostaten wird durch einen Schalter "bewirkt, der die Kontakte 142 - 147 betätigt. In der manuellen Position sind die Kontakte 142 - 144 geschlossen und die Kontakte 145 - 147 geöffnet.: In der automatischen Position sind die Kontakte 145 - 147 geschlossen,und die Kontakte 142 - 144 sind geöffnet.
In der manuellen Position kann der Abgriff 109 manuell positioniert werden, um den hier gezeigten Steuermechanismus zu betätigen. Die Spannungsversorgung an den Rheostaten wird von dem Steuermechanismus zwischen die Klemmen 150 und 149 gelegt. Die resultierende Spannung, die auf den Leitungen 148 und 149 erscheint, ist zu dem Widerstand invers und steuert den Betrieb des Steuermechanismus. Insoweit ist die Rheostatenanordnung von üblicher Art. Es können selbstverständlich auch entsprechende andere Anordnungen zur Betätigung des Steuermechanismus verwendet werden.
In der automatischen Position wird die dem Steuermechanismus zugeführte Spannung durch den einen der Sätze von Kontakten 120 - 130 bestimmt, welcher durch das zugeordnete Relais - 141 geschlossen wird. Dieser eine Kontakt, welcher geschlossen wird, hat zur Folge, daß der Rheostat den Anteil der an den Klemmen 149 und 150 liegenden Spannung angibt, der durch das Relais den Leitungen 148 und 149 zugeführt wird. Dieser Spannungsanteil auf den Leitungen 148 und 149 betätigt daher den Steuermechanismus 23.
Der hier gezeigte Steuermechanismus 23 enthält eine Strommeßvorrichtung 151» die den Strom in der Versorgungsleitung 152 mißt, welche jeder der Kohleelektroden 153 - 155 des elektrischen Ofens 20 von den Versorgungsleitungen 2 9 her zugeführt wird. Aus Gründen der Anschaulichkeit ist nur eine der drei Versorgungsleitungen für die drei Kohleelektroden gezeigt.
Die Versorgungsleitung 152 ist mit einem Leistungsschalter 157 verbunden, der durch den Steuermechanismus gesteuert wird und abwechselnd die Versorgungsleitung zwischen den Transformatoranzapfungen 158, 159 und 160 •hin- und herschaltet. Wie vorher erläutert, werden diese Anzapfungen Α-Anzapfung, B-Anzapfung bzw. C-Anzapfung genannt, wobei die Α-Anzapfung die höchste Spannung und die C-Anzapfung die niedrigste Spannung führt. Je nachdem, ob die Versorgungsleitung mit der Anzapfung 158, 159 oder 160 verbunden ist, spricht der Steuermechanismus 23 auf den von der Strommeßvorrichtung 151 gemessenen Strom an, wobei der Meßwert auf die Leitung 156 gegeben wird und dadurch Steuersignale über die Leitung 161 der hydrauliscshen Vorrichtung 162 zugeführt werden. Die Signale auf der Leitung 161 bringen die hydraulische Vorrichtung dazu, die entsprechende Elektrode 153 anzuheben oder zu senken und damit den Abstand zwischen der Spitze der Elektrode und dem StääL zu verändern, so daß der Strom und die Leistung des von der Elektrode aus gezündeten Lichtbogens geändert werden. Die Elektrode wird so lange bewegt, bis der von der S t ro mine ß vorrichtung 151 gemessene Strom dem Steuermechanismus anzeigt, daß die richtige Leistung von der Elektrode verbraucht wird entsprechend der Einstellung des manuellen Rheostaten 108, 109 oder des automatischen Rheostaten 110 - 141.
Das im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet einwandfrei, um die Leistungsaufnahme der drei Öfen 20 - 22 zu steuern und insgesamt eine konstante Leistungsaufnähme für jeden Bedarfsfall zu erreichen. Jedoch werden bei diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Addierschaltungen, Subtrahiersehaltungen und Multiplizierschaltungen benötigt. Vom Kostenstandρunkt aus gesehen wäre es wesentlich
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effektvoller, eine einzige Addier-, Subtrahier- und Multiplizier- oder Dividierstufe zu verwenden, die dann im Sinne einer Aufteilung für die verschiedenen vonder Anordnung naoh Figur 2 durchzuführenden Operationen zur Verfügung stehen würden. Eine derartige Anordnung würde natürlich einen digitalen Rechner für allgemeine Anwendungen enthalten. AIa derartiger Rechner könnte "beispielsweise die IBM 1800 dienen. Um einem Durchschnittsfachmann die Möglichkeit zu gehen, einen Digitalrechner für allgemeine Anwendungen, wie etwa die IBM 1800, zwecks Ausführung des vorliegenden Verfahrens zu programmieren, wird ein entsprechendes Flußdiagramm in den. Figuren 6 und 7 gezeigt. Dabei soll zusätzlich auf die folgenden Veröffentlichungen hingewiesen werden:
IBM 1800 Time Sharing Executive Systems Specification Manual, Form No. C26-590-0, 1964;
IBM 1800 Fortran Language Manual, Form BO. C26-5905-3, 1964; und
IBM 1800 Assembly Language Manual, Form HO. C26-5882-1, 1964.
Diese Veröffentlichungen sind bei IBM, Data Processing Division, 180 East Post Road, White Plains, Mew York 106ol, erhältlich.
Gemäß Figur 6 wird das Programm durch einen Zeitgeber oder durch Synchronisierungsimpulse eingeleitet, wie im Zusammenhang mit Figur 2 erläutert wurde. Das wird durch den Block 200 in Figur 6 dargestellt. Die IBM 1800 enthält einen Intervallzeitgeber, der durch die Synchronisieruijpinipulse von der Bingangsklemme 43 in Figur 2 synchronisiert werden kann. Der Intervall zeitgeber kann dann, wie in den obigen Veröffentlichungen erläutert wird, so eingesielt werden, daß er das Programm in Intervallen von je 1 Minute einleitet.
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Das Programm geht dann über zum Block 201, der die IBM 1800 dazu veranlaßt, den Kilowattstunden-Zählerstand für den Betrieb der gesamten Anlage abzulesen. Wie in den obigen Veröffentlichungen erläutert wird, können gewisse Eingänge der IBM 1800 mit den Kilowattstunden-Meßgeräten verbunden werden, um kontinuierlich die Ausgangs impulse der Meßgeräte zu zählen. Der Maschine kann dann befohlen werden, den Kilowattstunden-Zählerstand an genau bestimmten Punkten während des Programms abzulesen. Der Zählerstand wird bei Auftreten eines Synchronisierungsimpulses mittels einer Programmunterbrechung automatisch auf Null zurückgestellt.
Der nächste Schritt im Programm ist durch den Block 202 dargestellt und enthält eine Instruktion, den Gesamtbetrag des bisherigen Energieverbrauchs in der Bedarfsperiode, wie er sich aus dem Kilowattstunden-Zählerstand beim Schritt 201 ergeben hat, von einer voreingestellten Grenze des Energieverbrauchs für die ganze Bedarfsperiode abzuziehen. Beim nächsten Schritt 203 wird dem Computer befohlen, die durchschnittliche ungesteuerte Last, die ein berechneter Wert des Energiebetrages ist, der während der restlichen Zeit der Bedarfsperiode von der ungesteuerten last verbraucht wird, von dem Ergebnis des Schrittes 202 zu subtrahieren. Die hier erwähnte ungesteuerte Last enthält die Belastung der Stromversorgung des örtlichen Versorgungsnetzes, die alle anderen Operationen außer der von den Öfen 20 - 22 verbrauchten Energie umfaßt. Diese Last enthält also Dinge wie die Energie zum Betrieb des Computers, der Beleuchtung und der Klimaanlage für das Gebäude, der weiteren Maschinen usw.. Dieser ungesteuerte Energieverbrauch variiert im allgemeinen nur leicht im Laufe des Tages, und da-her kann dessen Durchschnitt als gute Näherung des zukünftigen Verbrauchs genommen werden. Wenn dieser Bnergiebetrag sich nicht von !Dag zu Tag ändert, kann von dem Computer ein einmal eingegebener Standardwert für die Subtraktion verwendet werden.
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Andernfalls kann der'Computer zu verschiedenen Zeiten Mittelwerte "bilden. '
Als nächstes ist der Schritt 204 gezeigt, der die Erfassung des jeweiligen Zustandes jedes Ofens enthält. Die IBM 1800 speichert den Zählerstand der Ausgangsimpulse der Kilowattstunden«-Meßgeräte der Öfen, wie oben erläutert wurde. Der gespeicherte Zählerstand eines Ofens wird mittels einer Programmunterbrechung "bei Beginn eines neuen Chargenganges des Ofens automatisch auf Null zurückgestellt. Der Schritt 204 enthält Instruktionen, den gezählten Kilowattstundenwert für jeden der Öfen zu lesen, jeden Wert mit eingestellten Zahlenwerten zu "
vergleichen und damit die Operationsstufe jedes Ofens zu bestimmen und eine Anzeige hierfür zu speichern.
Im Schritt 205 ordnet der Computer den Öfen Prioritäten zu, die auf einer manuellen Eingabe des Schmelzmeisters beruhen. Diese Eingabe kann die Position eines manuellen Schalters enthalten, der an einen der Eingänge des IBM-Rechners 1800 angeschlossen ist.
Aufgrund der Prioritätenzuteilung geht der Computer nach Schritt 206 weiter, um den Energieverbrauch für den Rest
der Bedarfsperiode für den Ofen hoher Priorität zu be- j
stimmen. Der Block 206 enthält eine Mehrzahl von Schritten, die im einzelnen in Figur 7 dargestellt sind.
Der Eingang vomSehritt 205 zum Schritt 206 wird durch ■ den "Eingangs"-Block 207 von. ligur 7 gezeigt. Beim Schritt 208 vergleicht der Computer die auf den neuesten Stand gebrachte Operationsstufe für jeden Ofen, wie noch erläutert wird, mit der durch Schritt 204 von figur 6 ermittelten Operationsstufe. ¥enn die Stufen nicht dieselben sind, wird der Ausgang des Schrittes 204 durch den Wert
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ersetzt, der durch den oben erwähnten Prozeß erhalten wurde, mit dem die Operationsstufe jeweils auf den neuesten Stand gebracht wird.
■In Stufe 209 subtrahiert der Computer dann die auf den neuesten Stand gebrachte Zeit in der Stufe von der berechneten Totalzeit für die Stufe, wobei das Ergebnis gespeichert wird. Der Ausgang vom Schritt 209 enthält die vorausberechnete restliche Zeit in der gegenwärtigen Operationsstufe des Ofens.
Beim Schritt 210 wird die vorausberechnete verbleibende W Zeit in der gegenwärtigen Stufe mit der in der Bedarfsperiode verbleibenden Zeit verglichen. Wenn das Ergebnis dieses Vergleichs zeigt, daß die in der gegenwärtigen Stufe verbleibende Zeit gleich oder größer ist als die in der Bedarfsperiode verbleibende Zeit, bedeutet dies, daß die gegenwärtige Operations stufe des Ofens die gesamte restliche Zeit der Bedarfsperiode in Anspruch nehmen wird. Daher geht der Computer zum Schritt 211 über. Wenn jedoch das Ergebnis des Vergleichs umgekehrt ausfällt, bedeutet dies, daß der Ofen während der restlichen Zeit der Bedarfsperiode in eine neue Operationsstufe eintreten wird. In diesem Fall geht der Computer auf Schritt 212 über.
BeimSchritt 211 wird die in der Bedarfsperiode verbleibende Zeit mit dem gespeicherten Leistungsbedarf der gegenwärtigen Operations stufe des Ofens multipliziert. Das Produkt stellt einen Rechenwert dar für den Energieverbrauch des Ofens hoher Priorität für den restlichen !Peil der Bedarfsperiode. Beim Sehritt 213 wird dieser Rechenwert als Ausgangswert des Sehrittes 206 von Figur 6 abgegeben.
Der Schritt 212 enthält die Multiplikation der verbleibenden Zeit der gegenwärtigsn Stufe mit dem Leistungsbedarf der gegenwärtigen Stufe. Dieses Produkt stellt einen Rechenwert
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dar für den Energieverbrauch des Ofens höchster Priorität für den restlichen Teil der gegenwärtigen Stufe, wobei dieser Rechenwert "erste partielle Energie" genannt und temporär gespeichert wird. Der Computer geht auf Schritt 214 über, wobei die Eingangswerte zum Schritt 210 wieder verwendet werden. Die in der gegenwärtigen Stufe verbleibende Zeit, die beim Schritt 209 bestimmt wurde, wird von der in der Bedarfsperiode verbleibenden Zeit subtrahiert. Das Resultat der Subtraktion wird "X-Zeit" genannt und stellt die Zeit dar, die in der BedarEsperiode nach Vollendung der gegenwärtigen Stufe verbleibt.
Beim Schritt 215 wird die Zeit für die nächste Stufe mit der X-ZeIt verglichen. Wenn das Resultat dieses Vergleichs zeigt, daß die Zeit für die nächste Stufe gleich oder größer ist als die X-Zeit, bedeutet das, daß die nächste Operationsstufe des Ofens den gesamten letzten Teil der Bedarfsperiode in Anspruchn nehmen wird. Daher geht dann der Computer auf Schritt 216 über. Wenn jedoch das Resultat des Vergleiches umgekehrt ist, bedeutet das, daß der Ofen während des letzten Teils der Bedarfsperiode in eine dritte Operationsstufe eintreten wird. In diesem PaIl geht der Computer auf Schritt 217 über.
Beim Schritt 216 wird die in der Bedarfsperiode nach Vollendung der gegenwärtigen Stufe verbleibende Zeit, die die X-Zeit darstellt, welche das Resultat der Subtraktion beim Schritt 214 ist, mit dem Leistungsbedarf der nächsten Operationsstufe des Ofens höohster Priorität multipliziert. Dieses Produkt und die erste partielle Energie, welche beim Schritt 212 gespeichert wurde, werden dann beim Schritt 218 zueinander addiert. Dieses Ergebnis enthält die gesamte berechnete Energie für den Ofen höchster Priorität während des restlichen Teils der Bedarfsperiode. Dies Ergebnis wird dann beim Schritt 213 als Ausgangswert
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des Schrittes 206 von Figur 6 zur Berechnung des ; Energiebedarfs höchster Priorität bereitgestellt.
Der Schritt 217 enthält die Multiplikation der Totalzeit der nächsten Stufe mit dem Leistungsbedarf für diese Stufe. Dieses Produkt stellt den berewchneten Energiebedarf für diese Stufe des Ofens dar und wird "zweite partielle Energie" genannt. Der Computer geht dann auf Schritt 219 über und verwendet wieder die Eingangswerte zum Schritt 215 und subtrahiert die Zeit der nächsten Stufe von der X-Zeit. Das Resultat dieser Subtraktion wird "Y-Zeit" genannt und stellt die Zeit dar, die P in dem letzten Teil der Bedarfsperiode nach Vollendung der nächsten Stufe noch verbleibt. Der nächste Schritt 220 enthält die Multiplikation der Y-Zeit mit dem Leistungsbedarf der dritten Stufe dieser Bedarfsperiode. Dieses Produkt und die erste und die zweite partielle Energie werden dann beim Schritt 221 zueinander addiert. Das Ergebnis stellt den gesamten berechneten Energiebedarf des Ofens während des gesamten restlichen Teils der Bedarfsperiode dar. Dies Ergebnis wird dann beim Schritt 213 als Ausgang des Schrittes 206 von Figur 6 zur Berechnung des Energiebedarfs höchster Priorität bereitgestellt.
t Wie in den oben angegebenen Literatursteilen erläutert wird, ist der Rechner IBM 1800 dazu geeignet, mehrere Schritte nahezu gleichzeitig durchzuführen. In derselben Zeit, in der der Rechner den Schritt 206 von Figur 6 durchführt, führt er daher in ähnlicher Weise den Schritt 222 durch. Der Schritt 222 enthält die Berechnung des Energieverbrauchs der Öfen niedriger Priorität. Die Schritte und Verfahrensweisen zur Durchführung dieser Berechnungen sind identisch ■ mit denen des Schrittes 206 und identisch mit den in Figur gezeigten Schritten, die vorher erläutert wurden.
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Darauf stellt der Rechner- die Eheostaten 26 von Figur 2 für den Ofen höchster Priorität ein. Der IBM Rechner 1800 ist mit digitalen Ausgängen versehen, die eine ausreichende leistung abgeben können, um die Relais zwecks Steuerung der zugeordneten Steuertechanismen 23-25 zu betätigen. Die Einstellung der Rheostaten für den Ofen höchster Priorität wird als Schritt 22J in Figur 6 gezeigt. Der Rechner geht dann auf Schritt 224 über und subtrahiert den Ausgangsrechenwert des Schrittes 213 in Figur 7» der den Energiebedarf des Ofens höchster Priorität darstellt, von der in Schritt 203 in Figur 6 erhaltenen verfügbaren Energie. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist der Rechenwert der für die Öfen niedriger Priorität verfügbaren restlichen Energie. Beim Schritt wird die als Ausgang des Schrittes 224 erhaltene restliche Energie durch den im Schritt 222 berechneten Bedarf der Öfen niedriger Priorität dividiert. Das Ergebnis dieses Schrittes stellt das Verhältnis der verfügbaren Energie zu der maximalen Energie dar, die den Öfen niedriger Priorität zugeführt werden könnte. Beim Schritt 226 betätigt der Rechner die Relais 26 von Figur 2, wodurch die Rheostaten nach Maßgabe des berechneten Verhältnisses eingestell-fc werden,wie bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Figur 2 erläutert wurde.
Beim Schritt 227 bringt der Rechner die Zeit aer Operationsstufe jedes Ofens auf den neuesten Stand. Für den Ofen höchster Priorität bedeutet dies, daß 1 Minute zu der gespeicherten Stufenzeit addiert wird, und für die -Öfen niedriger Priorität bedeutet das, daß das beim Schritt erhaltene Verhältnis direkt zu der für die Öfen gespeicherten Zeit in der Operationsstufe addiert wird.
Wenn zu diesem Zeitpunkt die Zeit in der Stufe gleich der gespeicherten Totalzeit für diese Stufe wird, geht
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der Rechner auf die nächste Operationsstufe des Ofens über und addressiert die vorausberechnete Gesamtzeit für diese nächste Stufe zwecks Verwendung beim Schritt 208 in Figur 7· Der Rechner geht dann auf Schritt 228 . über und beendet das Programm. Das Programm wird dann wieder durch den Intervallzeitgeber eingeleitet, wie durch Schritt 200 gezeigt wird.
Offenbar kann das oben beschriebene Verfahren entweder so durchgeführt werden, daß direkt die in Figur 2 gezeigten Schaltungen gesteuert werden, oder dadurch, daß ein Rechner für allgemeine Anwendungen wie der Rechner IBM 1800 fe programmiert wird. Bei diesem Verfahren wird also eine Voraussage des Energieverbrauchs der Öfen für eine Bedarfsperiode gemacht, wobei die Operationsstufe jedes Ofens verwendet wird und in die Berechnung jede Zustandsänderung miteinbezogen wird, die während der Bedarfsperiode auftreten kann. Bei dem Verfahren werden daher Extrapolationen von vorhergehendem Energiebedarf weitgehend vermieden, und es wird in genauerer wfeise sichergestellt, daß genau der Energiebetrag, der bei jeder Bedarfsperiode zugeteilt wird, verbraucht wird.
Zum besseren Verständnis wird in Figur 8 ein Beispiel einer Schaltungsanordnung gezeigt, die einen Rechner 40 zur ψ Berechnung des Energiebedarfs hoher Priorität bzw. einen Rechner 41 zur Berechnung des Energiebedarfs niedriger Priorität darstellt.
Die den Ofen höchster Priorität darstellenden Signale werden auf der Leitung 250 zu dem Steuerglied 251 geschickt. Die Leitung 250 enthält die Leitung 38 für den Computer 40 oder die Leitung 39 für den Computer 41« Im Falle des Computers 40 decodiert das Steuerglied die Darstellung des Ofens höchster Priorität und überträgt ein Signal auf einen von drei Ausgängen, die in dem Kabel 252 zu den Selektorschaltungen 253 und 254 enthalten sind. Die drei Ausgänge
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stellen die Ausgänge 52 - 54 von Figur 2 dar. Im Falle des Computers 41 decodiert das Steuerglied 251 die Darstellung des Ofens höchster Priorität und gibt Signale auf zwei andere der drei Ausgänge. Die Selektorschaltungen 253 unä. 254 sprechen auf das Steuersignal an, indem sie die Eingänge A, B oder C an die Vergleichsschaltung 255 anschalten. Die Selektorschaltung 255 ist mit den Ausgängen des Monitors 35 für die drei Öfen verbunden, und die Selektorschaltung 254 ist mit den Registern verbunden, welche die dem neuesten Stand entsprechenden Daten speichern, die die Operationsstufe und die Zeit für die drei Öfen anzeigen. Die Vergleichsschaltung 255 prüft die Gleichheit der zwei Operationsstufendarstellungen des von den beiden Selektorschaltungen ausgewählten Ofens. Wenn die Prüfung Gleichheit ergibt, wird der Ausgang der Selektorschaltung 254 zu dem Speicher-register 256 für Operationsstufe und Stufenzeit durchgeschaltet. Wenn jedoch die von der Selektorschaltung 253 kommende Stufendarstellung grosser ist als die von der Selektorschaltung 254 kommende, wird der Ausgangswert der Selektorschaltung 253 zusammen mit der Stufenzeit Null zu dem 'Register 256 durchgeschaltet. Wenn die Prüfung ergibt, daß die Stufendarstellung der Selektorschaltung 253 kleiner ist als die von der Selektorschaltung 254, so wird der Ausgangswert der Selektorschaltung 253 zu dem Register 256 durchgeschaltet,und kein Wert für die Stufenzeit wird übermittelt, um in dem Register 256 den vorherigen Wert der Stufenzeit aufrecht zu erhalten. In dieser Weise wird der Zustand des Ofens genau anhand des Monitors überprüft und, wenn nötig, korrigiert.
Der Ausgang des Registers 256 wird dem Konverter 257 zugeführt, der den Stufenwert umsetzt,_ indem er einen dadurch ausgewählten vorbestimmten Ausgangswert durchschaltet. Der vorbestimmte Ausgangswert enthält eine
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Darstellung des Leistungsbedarfes dieser Stufe am Ausgang R und eine Darstellung der für diese Stufe benötigten Zeit am Ausgang T. Die Zeit für diese Stufe wird dann dem einen Eingang der Subtränierschaltung 258 zugeführt und die in dieser Stufe verstrichene Zeit wird von dem Register 256 zu dem anderen Eingang der Subtrahierschaltung geführt. Die Subtrahierschaltung subtrahiert den Eingang B vom Eingang A, und der Ausgang stellt die Zeit dar, die in der gegenwärtigen Stufe noch verbleibt, und wird dem Eingang A einer logischen Schaltung 259 zugeführt. Die in der Bedarfsperiode noch verbleibende Zeit wird vom Zeitgeber 42 von Figur 2 bereitgestellt und temporär im Register 260 gespeichert. Diese Zeit wird dem Eingang B der logischen Schaltung 259 zugeführt und mit dem Eingang A verglichen, !flfenn der Eingang A geringer ist, stellt die logische Schaltung ein Signal am Ausgang L bereit. Wenn der Eingang A gleich oder größer als der Eingang B ist, so wird ein Signal am Ausgang G- bereitgestellt.
Das Signal am Ausgang Q betätigt die Multiplizierschaltung 261, die den Leistungsbedarf der gegenwärtigen Stufe am Ausgang R des Konverters 257 mit der im Register 260 befindlichen in der Bedarfsperiode noch verbleibenden Zeit multipliziert. Das Produkt wird der Ausgangsklemme 262 zugeführt, die dem Ausgang T des Computers 40 bzw. 41 entspricht.
Ein Signal vom Ausgang L der logischen Schaltung 259 betätigt die Multiplizierschaltung 263 und die- Subtrahierschaltung 264. Die Multiplizierschaltung 263 multipliziert den Leistungsbedarf der gegenwärtigen Stufe vom Konverter 257 mit der in der gegenwärtigen Stufe verbleibenden Zeit aus dem Begister 256. Die Subtrahierschaltung 264 subtrahiert die in der gegenwärtigen Stufe
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verbleibende Zeit, die von der Subtrahierschaltung 258 zugeführt wird, von der in der Bedarfsperiode verbleibenden Zeit, die von dem Eegister 260 zugeführt wird, und führt ilas Ergebnis zu dem'Eingang B der logischen Schaltung 265-
Zur selben Zeit wird der die Operationsstufe darstellende Ausgangswert des Eegisters 256 dem IOrtschaltkreis 266 zugeführt. Der Schaltkreis 266 addiert eine "1" zu dem empfangenen Stufenwert und führt das Ergebnis, die Darstellung der nächsten Stufe, dem Konverter 267 und dem Fortschaltkreis 268 zu. Der Eortschaltkreis 268 arbeitet in ähnlicher V'iise und zeigt damit die nächstfolgende Stufe M dem Konverter 269 an.
Der Konverter 267 führt die Zeit für die nächste Stufe dem Eingang A der logischen Schaltung 265 zu. Die Iqgische Schaltung arbeitet ähnlich wie die Schaltung 259· Wenn also die' Eingänge A und B gleich sind oder der Eingang A größer ist, wird ein Signal am Ausgang G bereitgestellt, um die Multiplizierschaltung 270 -zu betätigen. Die Multiplizierschaltung multipliziert den leistungsbedarf für die nächste Stufe aus dem Konverter 267 mit der in der Bedarfsperiöde nach der gegenwärtigen Stufe noch verbleibenden Z6it, die von der Subtrahierschaltung 264 zugeführt wird. Das Produkt wird der Addierschaltung 271 zugeführt und f
zu dem Energiebedarf der gegenwärtigen Stufe hinzuaddiert, der von der Multiplizierschaltung 263 geliefert wird. Der resultierende Gesamtenergiebedarf wird zum Ausgang 262 gegeben,
Wenn der Eingang A der Vergleichsschaltung 265-geringer war als der Eingang B, wird am Ausgang L ein Signal bereitgestellt, wodurch die Multiplizierschaltung 272, die Subtrahiersehaltung 273 und die Multiplizierschaltung
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betätigt werden. Die Multiplizierschaltung 272 multipliziert den Energiebedarf der nächsten Stufe mit der Zeit für diese Stufe, wobei beide Werte von dem Konverter 267 bereitgestellt werden. Das Produkt wird dem Eingang B der Addierschaltung 275 zugeführt. Die Subtrahierschaltung 263 subtrahiert die Zeit der nächsten Stufe am Eingang A von der Zeit, die in der Bedarfeperiode nach Vollendung der gegenwärtigen Stufe verbleibt,und von der Subtrahiersehaltung 264 bereitgestellt wird. Die resultierende Zeit, die für die dritte Stufe zur Verfügung steht, wird dann der Multiplizierschaltung 274 zwecks Multiplikation mit dem Leistungsbedarf für diese Stufe zugeführt, der durch den Konverter 269 angezeigt wird. Der resultierende Energiebedarf wird dem Eingang A der Addierschaltung zugeführt. Der Eingang C der Addier schaltung führt den Energiebedarf der gegenwärtigen Stu fe , der von der Multiplizierschaltung 263 bereitgestellt wird. Die drei Energiebedarfbeträge werden durch die Schaltung 275 addiert und dem Ausgang 262 zugeführt.
Patentansprüche;
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Claims (11)

  1. J3
    Pa t e η tans ρ rü ehe
    I IJ Anordnung zum Steuern der während einer Bedarfsperiode von einer Vielzahl-von. .Verbrauchervorrichtungen verbrauchten Energie, wobei die Verbrauchervorrichtungen nach einem vorgegebenen Plan arbeiten und Steuermittel aufweisen, mittels derer die Leistungsaufnahme jeder der Vorrichtungen einzeln gesteuert werden kann, wodurch der Arbeitsplan dieser Vorrichtung gestreckt oder gekürzt wird, und wobei eine Meßvorrichtung Signale erzeugt, die den Energieverbrauch der Vorrichtungen, anzeigen, g e k e η η · zeichnet du rc h eine Rechenvorrichtung (45)» die entsprechend den Signalen der genannten Meßvorrichtung (28) und entsprechend einem vorgegebenen Grenzwert (48), der die gewünschte G-renze des Energieverbrauches während der Bedarfsperiode darstellt, periodisch den Energiebetrag berechnet, der für den jeweils noch verbleibenden Teil der Bedarfsperiode zum Verbrauch durch die Vorrichtungen (20-22) verfügbar ist, durch eine Prioritätszuordnungseinrichtung (37) um den Vorrichtungen (20-22) nach einer vorgegebenen Klassifizierung Prioritäten zuzuordnen, durch eine erste Reohnereinheit (40), die mit dem Ausgang der Prioritätszuordnungseinriehtung verbunden ist und den Arbeitspunkt in dem Arbeitsplan der Verbrauchervorrichtung mit der höchsten Priorität ermittelt und aufgrund dieser Ermittlung den Energiebedarf dieser Vorrichtung nach Maßgabe des für den verbleibenden Teil der Bedarfsperiode geltenden Arbeitsplanes/vorausberechnet und mittels der genannten Steuervorrichtungen (23-25) die zugeordnete Verbrauchervorrichtung nach Maßgabe des Arbeitsplanes mit maximaler Leistungsaufnahme arbeiten läßt, durch eine Subtrahiervorrichtung (50), die mit den Ausgängen der genannten ersten Heohnereinheit (40) und der genannten Rechen-vorrichtung (45) verbunden ist und den vorausberechneten Energiebetrag von dem für den restlichen Teil der Beäarfsperiode verbleibenden Energiebetrag subtrahiert, so daß eich der für die übrigen Verbraucher-
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    vorrichtungen verfügbare Energiebetrag ergibt, und durch eine zweite Rechne reinheit (4-1, 64, 66), die mit dem Ausgang der Prioritätszuordnungseinrichtung (37) verbunden ist und den jeweiligen Arbeitspunkt in dem Arbeitsprogramm jeder der übrigen Verbrauchervorrichtungen ermittelt und aufgrund dieser Ermittlung den maximalen Snergiebetrag dieser Vorrichtungen nach Maßgabe des für den verbleibenden Teil der Bedarfsperiode geltenden Arbeitsplanes vorausberechnet, und die zusätzlich mit dem Ausgang der Subtrahiervorrichtung (50) verbunden ist und das Verhältnis des vorausberechneten maximalen Energiebeträges zu dem für die übrigen Verbrauchervorrichtungen verfügbaren Energiebetrag bildet und die genannten Steuervorrichtungen (23-25) in solcher Weise betätigt, daß die -vorgenannten Verbrauchervorrichtungen mit einer Leistungsaufnahme arbeiten, die zu der nach dem Arbeitsplan vorgesehenen maximalen Leistungsaufnahme in einer durch das gebildete Verhältnis bestimmten Relation steht.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß die genannte erste Rechne reinheit (40) an eine Monitοreinheit (35) angeschlossen ist, die von jeder der Verbrauchervorrichtungen (20-22) Meßsignale empfängt, wodurch die Bestimmung des Arbeitspunktes für jede Verbrauchervorrichtung höchster Priorität entsprechend einer im Arbeitsplan maximal vorgesehenen Leistungsaufnahme jeweils auf den neuesten Stand gebracht wird, und daß die genannte zweite Rechnereinheit (41, 64, 66) Addiermittel enthält ,/die aufgrund des gesamten gebildeten Verhältnisses (66) die Arbeitspunktbestimmung für jede der übrigen Verbrauchervorrichtungen entsprechend einer nach Maßgabe des gebildeten Verhältnisses und nach Maßgabe des Arbeitsplanes erfolgenden Leistungsaufnahme auf den neuesten Stand gebracht wird«,
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  3. 3· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte erste und die genannte zweite Reohnereinheit (40 bzw. 41) Vorrichtungen zur Vorausberechnung des Energiebedarfs jeder der angeschlossenen Verbrauchervorrichtungen aufweisen, wobei der auf den neuesten Stand gebrachte Arbeitspunkt im jeweiligen Arbeitsplan dazu verwendet wird, die Leistungsaufnahme und die Zeit, während der diese Leistungsaufnahme erfolgt, für jede der Verbraucher-Vorrichtungen für den Rest der Bedarfsperiode vorauszuberechnen und wobei die vorausberechneten Leistungsaufnähme werte und Zeitwerte dazu verwendet werden, den maximalen Energiebedarf der jeweiligen Verbrauchervorrichtungen für den Best der Bedarfsperiode vorauszuberechnen.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3» dad u r c h gekennzeichnet , daß die genannten Vorrichtungen zur Vorausberechnung des Energiebedarfs Multiplizierschaltungen (263, 270, 272, 274) enthalten, die für jede Verbrauchervorriehtung jeden vorgesehenen Leistungsaufnahmewert mit der für die jeweilige Leistungsauf naiime vorgesehenen Zeitspanne multiplizieren, und daß Addierschaltungen (271} 275) vorgesehen sind, um die gebildeten Produkte zueinander zu addieren.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein durch Synchronisierung s impulse (43) gesteuerter Zeitgeber (42) in vorbestimmten Zeitintervallen zu der genannten Rechenvorrichtung (45) und zu der PrioritätsZuordnungseinrichtung (37) Triggersignale zur Operationseinleitung schickt.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch
    g e kennze ic hne t , daß die genannte Monitor-
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    einrichtung (35) auf die Zeitgebereinrichtung (42) anspricht und in entsprechenden Zeitabstanden Signale an die genannte erste und an die genannte zweite Rechnereinheit (40 bzw. 41) zwecks Korrektur der Arbeits-. punktbeStimmung abgibt.
  7. 7· Verfahren zum Steuern der während einer Bedarfsperiode von einer Vielzahl von Verbrauchervorrichtungen verbrauchten Energie, wobei die Verbrauchervorrichtungen nach einem vorgegebenen Arbeitsplan arbeiten und Steuervorrichtungen aufweisen, mittels derer die Leistungsaufnähme jeder der Verbrauchervorrichtungen einzeln gesteuert
    Ψ werden kann, wodurch der Arbeitsplan der jeweiligen
    Verbrauchervorrichtung gestreckt oder verkürzt wird, und wobei eine Meßvorrichtung Signale erzeugt, die den Energieverbrauch der Verbrauchervorrichtungei/anzeigen, ge kennzeichnet durc h die in bestimmten Zeitintervallen ausgelöste selbsttätig durchgeführte Serie von Verfahrensschritten, daß aus den von der Meßvorrichtung (28) kommenden Meßsignalen und aus einem vorgegebenen Grenzwert für die während der Bedarfsperiode zu verbrauchende Energie mittels Rechenvorrichtungen der Energiebetrag berechnet wird, der für den Rest der Bedarfsperiode für den Verbrauch durch die Verbraucher-
    fe vorrichtungen verfügbar ist (Schritte 201, 202), daß nach
    einer vorgegebenen Klassifizierung den Verbrauchervorrichtungen Prioritäten zugeordnet werdcm(Schritt 205)» daß aufgrund einer Berechnung des gegenwärtigen Arbeitspunktes in dem Arbeitsplan der Verbrauchervorrichtungen mit der höchsten Priorität eine Vorausberechnung des iinergieverbrauchs durchgeführt wird, der gemäß dem Arbeitsplan für den Rest der Bedarfsperiode vorgesehen ist (Schritt 206), daß die genannten Steuervorrichtungen für die Verbrauchervorrichtungen höchster Priorität in .solcher Weise gesteuert werden, daß sie mit der maximalen
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    im Arbeitsplan vorgesehenen Leistung arbeiten (Schritt 223)j daß der genannte vorausberechnete Energiebetrag, von dem für den Rßst der Bedarfsperiode verfügbaren Energiebetrag subtrahiert wird, um den für die übrigen Verbrauchervorrichtungen (geringerer Priorität) verfügbaren Energiebetrag zu bestimmen (Schritt 224), daß aufgrund einer Bestimmung des Arbeitspunktes im Arbeitsplan der Verbrauchervorrichtungen geringerer Priorität eine Berechnung des nach dem Arbeitsplan für den Best der Bedarfsperiode vorgesehenen maximalen Energieverbrauchs durchgeführt wird (Schritt 222), daß der für die Verbrauchervorrichtungen geringerer Priorität verfügbare Energiebetrag mit dem vorgenannten berechneten Energieverbrauch verglichen wird und ein Verhältnis dieser beiden Größen gebildet wird (Schritt 225) und daß die genannten Steuervorrichtungen für die Verbrauchervorrichtungen geringerer Priorität in solcher Weise gesteuert werden, daß sie mit einer Leistung arbeiten, die zu der nach dem Arbeitsplan vorgesehenen maximalen Leistung im Verhältnis des gebildeten Verhältniswertes steht (Schritt 226).
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Bestimmung des Arbeitspunktes im Arbeitsplan jeder Verbrauchervorriehtung höchster Priorität entsprechend einer nach dem Arbeitsplan vorgesehenen maximalen Leistungsaufnahme jeweils auf den neuesten Stand gebracht wird und daß die Bestimmung des Arbeitspunktes im Arbeitsplan jeder der übrigen Verbrauchervorrichtungen entsprechend der nach dem Arbeitsplan vorgesehenen Leistungsaufnahme unter Berücksichtigung des gebildeten Verhältniswertes auf den neuesten Stand gebracht wird.
    109818/1835 . bad original
  9. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verfahrensschritte zur Vorausberechnung des Energieverbrauchs der Verbrauchervorrichtungen jeweils aus den Terfahrensschritten bestehen, daß aufgrund einer auf den neuesten Stand gebrachten Bestimmung des gegenwärtigen Ärbeitspunktes im Arbeitsplan jeder Verbrauchervorriclitung eine Ermittlung der Leistungsaufnahme und der Zeit, während der eine solche Leistungsaufnahme erfolgt, für jede Verbrauchervorrichtung während des restlichen Teils der Bedarfsperiode durchgeführt wird und daß die ermittelten Leistungsbedarfwerte und die zugehörigen Zeitspannen zur * Berechnung des gesamten Energieverbrauches der entsprechenden Verbrauchervorrichtungen während des restlichen Teils der Bedarfsperiode verwendet werden,
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dää für jede Verbraucher-Vorrichtung die ermittelten Leistungsbedarfwerte mit den zugehörigen Zeitspannen multipliziert werden und die Produkte zueinander addiert werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet , daß der Energieverbrauch
    fe jeder der Verbrauchervorrichtungen gemessen wird, um
    den Arbeitspunkt im Arbeitsprogramm jeder Verbraucher-Vorrichtung zu bestimmen, und daß diese Bestimmung des Arbeitspunktes jeder Vorrichtung laufend korrigiert wird.
    BAD ORIGiNAL
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1821381A2 (de) 2006-02-20 2007-08-22 Ralf Dr.-Ing. Tanneberger Verfahren und Schaltungsanordnung zur Verteilung eines Energieangebotes an elektrische Großgeräte

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3789201A (en) * 1972-05-18 1974-01-29 Pacific Technology Inc Simulated load forecast and control apparatus
US3872286A (en) * 1973-10-12 1975-03-18 Westinghouse Electric Corp Control system and method for limiting power demand of an industrial plant
US4075699A (en) * 1976-06-24 1978-02-21 Lockheed Electronics Co., Inc. Power monitoring and load shedding system
US4146923A (en) * 1977-04-26 1979-03-27 Borkan William N Energy monitor and control system
US4168491A (en) * 1977-09-29 1979-09-18 Phillips Control Corp. Energy demand controller and method therefor
EP0003010A1 (de) * 1977-12-27 1979-07-11 United Technologies Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung des Energiebedarfs von Heizungs-Lüftungs-und Klimaanlagen
US4204127A (en) * 1978-04-14 1980-05-20 Westinghouse Electric Corp. Load regulation as part of an adaptive priority determination power demand control system
US4301508A (en) * 1979-03-28 1981-11-17 Eaton Corp. Digital processing system for time-of-day and demand meter display
US4403293A (en) * 1981-03-06 1983-09-06 Clayton Manufacturing Company Control apparatus for use in multiple steam generator or multiple hot water generator installations
US4463432A (en) * 1981-08-26 1984-07-31 Westinghouse Electric Corp. Power controller using dual deadbands for reducing oscillatory load manipulations
FR2584506A1 (fr) * 1985-07-08 1987-01-09 Carnaud Emballage Sa Dispositif de securite pour machine d'enduction de fonds de boites a conserve, avec un magasin tubulaire
US4916328A (en) * 1988-12-08 1990-04-10 Honeywell Inc. Add/shed load control using anticipatory processes
US5483656A (en) * 1993-01-14 1996-01-09 Apple Computer, Inc. System for managing power consumption of devices coupled to a common bus
EP0799442B1 (de) * 1994-12-22 2007-08-22 Intel Corporation Leistungsverwaltung mit charakteristischem leistungsverbrauch einer vorrichtung
US5889988A (en) * 1995-01-03 1999-03-30 Intel Corporation Debugger for debugging tasks in an operating system virtual device driver
JP2003524189A (ja) * 2000-02-22 2003-08-12 シュー チャオ−フォウ 交流電力メーターのオプトエレクトロニクスデジタル計測器構造
CA2408056A1 (en) * 2000-05-05 2001-11-15 Chao Fou Hsu Digital meter for measuring alternating current
US20030055676A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-20 Automated Energy, Inc. Utility capacity transfer system
US7177728B2 (en) * 2003-12-30 2007-02-13 Jay Warren Gardner System and methods for maintaining power usage within a set allocation
US7551984B1 (en) 2005-03-04 2009-06-23 First Energy Corp. Method of tracking power outages
US8013757B2 (en) * 2007-05-09 2011-09-06 Siemens Enterprise Communications Gmbh & Co. Kg Method and arrangement for registering and evaluating energy consumption
US8166326B2 (en) * 2007-11-08 2012-04-24 International Business Machines Corporation Managing power consumption in a computer
US8006108B2 (en) * 2007-11-08 2011-08-23 International Business Machines Corporation Dynamic selection of group and device power limits
US20090132842A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-21 International Business Machines Corporation Managing Computer Power Consumption In A Computer Equipment Rack
US8041521B2 (en) * 2007-11-28 2011-10-18 International Business Machines Corporation Estimating power consumption of computing components configured in a computing system
US20090316706A1 (en) * 2008-06-18 2009-12-24 Telect, Inc. Structured premise networking system
US8103884B2 (en) 2008-06-25 2012-01-24 International Business Machines Corporation Managing power consumption of a computer
US8429435B1 (en) * 2008-07-25 2013-04-23 Autani Corporation Automation devices, systems, architectures, and methods for energy management and other applications
US9052904B1 (en) * 2008-09-05 2015-06-09 Symantec Corporation System and method for determining whether to reschedule malware scans based on power-availability information for a power grid and power-usage information for the scans
US8041976B2 (en) * 2008-10-01 2011-10-18 International Business Machines Corporation Power management for clusters of computers
US8514215B2 (en) * 2008-11-12 2013-08-20 International Business Machines Corporation Dynamically managing power consumption of a computer with graphics adapter configurations
US8364609B2 (en) * 2009-01-14 2013-01-29 Integral Analytics, Inc. Optimization of microgrid energy use and distribution
US8706650B2 (en) * 2009-01-14 2014-04-22 Integral Analytics, Inc. Optimization of microgrid energy use and distribution
GB2473194A (en) * 2009-09-02 2011-03-09 1E Ltd Monitoring the performance of a computer based on the value of a net useful activity metric
US8949051B2 (en) * 2011-08-04 2015-02-03 General Electric Company Apparatus and method for sub-metering of household devices
US8689020B2 (en) 2011-08-16 2014-04-01 General Electric Company Method, system and computer program product for scheduling demand events
JP5868797B2 (ja) * 2012-07-11 2016-02-24 株式会社東芝 情報処理装置、電力デマンド監視装置、情報処理方法及びプログラム
US10359791B2 (en) 2013-02-07 2019-07-23 Honeywell International Inc. Controller for controlling a building component of a building management system
US9879873B2 (en) 2013-02-07 2018-01-30 Honeywell International Inc. Building control system with distributed control
US10330335B2 (en) 2013-02-07 2019-06-25 Honeywell International Inc. Method and system for detecting an operational mode of a building control component
US10094584B2 (en) 2013-02-07 2018-10-09 Honeywell International Inc. Building management system with programmable IR codes
US10088186B2 (en) 2013-02-07 2018-10-02 Honeywell International Inc. Building management system with power efficient discrete controllers
US11214157B2 (en) * 2015-12-30 2022-01-04 Proterra Inc. Electric vehicle charging to reduce utility cost
CN112418522B (zh) * 2020-11-23 2022-10-11 重庆邮电大学 一种基于三支集成预测模型的工业加热炉钢温预测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1821381A2 (de) 2006-02-20 2007-08-22 Ralf Dr.-Ing. Tanneberger Verfahren und Schaltungsanordnung zur Verteilung eines Energieangebotes an elektrische Großgeräte
EP1821381A3 (de) * 2006-02-20 2011-08-24 Ralf Dr.-Ing. Tanneberger Verfahren und Schaltungsanordnung zur Verteilung eines Energieangebotes an elektrische Großgeräte

Also Published As

Publication number Publication date
GB1314351A (en) 1973-04-18
FR2064430A1 (de) 1971-07-23
US3602703A (en) 1971-08-31
FR2064430B1 (de) 1974-03-01
JPS5012895B1 (de) 1975-05-15
CA934008A (en) 1973-09-18

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