JP2006230146A - 複数の電力使用系の動作制御装置、動作制御方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備コストを抑制した状態で高い稼働率を達成することが可能な複数の電力使用系の動作制御装置を提供する。
【解決手段】 電力使用系８Ａ〜８Ｆに電力供給設備４から電力を供給する電力供給システムの動作制御装置２０において、各電力使用系の電力消費パターンと、動作中の電力使用系の電力消費パターンを加算して予定総合電力消費パターン４０を求め、このパターンに動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求め、該パターンと電力供給設備の設定許容電力４２とを比較して設定許容電力を越えなくなるまで電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらし、仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻とし、そして動作開始予定時刻になった時に動作許可を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等に所望の処理を施す処理装置等の複数の電力使用系に電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作制御装置、動作制御方法及び記憶媒体に関する。

一般に、半導体集積回路や液晶の表示装置等を製造するには、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理体に対して、酸化処理、成膜処理、拡散処理、アニール処理、改質処理等の各種の処理が繰り返し施されることから、各種の処理装置が用いられる。
この場合、ウエハやＬＣＤ基板に対して所望の処理を順次施して製品を完成させるためには、同種或いは異種の処理装置を複数個用意し、且つスループットを向上させるためにこれらの各処理装置を並列的に動作させるのが一般的である。ウエハやＬＣＤ基板等に対しては、熱処理やプラズマ処理が主に行われることから、各処理装置は比較的電力を消費し、そして、これらに電力を供給する電力供給設備は比較的高価なことから、１台の電力供給設備から複数台の処理装置に電力を供給する場合、電力供給設備をできるだけ小型にするために、「処理装置の定格電力（最大電力）×装置台数」分の電力容量の電力供給設備を準備するのが一般的となっている。

しかし、全ての処理装置が常に定格電力で運転されるとは限らず、むしろ定格電力で運転される時間は比較的少ないのが実情である。例えば熱処理工程を行う処理装置では、ウエハ温度を上げる昇温工程やこの温度を一定に維持する工程等があり、両工程間では電力消費量が大きく異なっている。例えば昇温工程では電力消費量が定格電力近くまで大きくなり、これに対して、温度を一定に維持する工程では、プロセスの種類にもよるが定格電力の数１０〜６０％程度の比較的少ない電力消費量となる。従って、上述した従来の電力供給設備は、電力容量の余裕を持ち過ぎた設備となっており、電力供給設備の設備費用の高騰や電力会社との電力契約料の高騰を招いている。

そこで、上記電力供給設備の高騰等を抑制するための方法が、特許文献１、２等に開示されている。例えばこの特許文献１の方法は、電力供給設備から出力されている電力を検出して監視しつつ個々の電力使用系が新たなステップを開始する時に、その検出電力と基準値とを比較して、その比較結果に基づいてステップを開始するか否かを判断するようになっている。
特開平９−５６０６８号公報 特開平８−１８１１１０公報

ところで、上述のような従来の方法では、ステップ開始時に、実際の検出電力と最大消費電力を必要とするステップの消費電力量を参照して求めた基準値とを比較してステップ開始の可否を決定するようにしている。しかしながら、各処理装置の時間軸方向の消費電力量の変化については何ら考慮されていないので、処理（プロセス）が一旦開始された後には、各処理装置のプロセス進行に伴う消費電力量の変化に関しては管理が十分になされていない、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、設備コストを抑制した状態で高い稼働率を達成することが可能な複数の電力使用系の動作制御装置、動作制御方法及び記憶媒体を提供することにある。

請求項１に係る発明は、外部信号に依存して動作の開始の可否を決定する複数の電力使用系に、１つの電力供給設備から電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作制御装置において、前記各電力使用系の動作開始後の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め記憶する電力消費パターン記憶部と、未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求めると共に、該予定総合電力消費パターンに前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求め、該仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と前記電力供給設備の予め定められた設定許容電力とを比較して前記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が前記設定許容電力を越えなくなるまで前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、前記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが前記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する動作開始予定時刻決定部と、前記動作開始予定時刻決定部で決定された動作開始予定時刻になった時に前記動作開始要求を行った電力使用系に対して動作許可を出力する許可信号出力部と、装置全体の動作を制御する主制御部と、を備えたことを特徴とする複数の電力使用系の動作制御装置である。

このように、各電力使用系の消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め求めておき、電力使用系が動作開始を要求した時には、その時に稼働中の各電力使用系の電力消費パターンを時間軸調整して合計し、更に動作開始要求のあった電力使用系の電力消費パターンを加算し、この加算で得られたパターンと設定許容電力との比較を行いつつ、動作開始要求のあった電力使用系の電力消費パターンを時間軸方向へ移動させるようにして、動作開始予定時刻を求めるようにしたので、設備コストを抑制した状態で高い稼働率を達成することができ、設備費に対する生産性を最大限に向上させることができる。

この場合、例えば請求項２に規定するように、前記電力消費パターンは更新可能になされている。
また例えば請求項３に規定するように、前記電力消費パターンの更新は、前記電力使用系の過去の動作時の実際の電力消費量に基づいて行う。
また例えば請求項４に規定するように、前記実際の電力消費量は、過去の直近の所定の回数の動作時の電力消費量に基づいて定められる。
また例えば請求項５に規定するように、前記実際の電力消費量は、前記電力使用系に設けた電力計に基づいて求められる。
また例えば請求項６に規定するように、前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート開閉制御量に基づいて求められる。
また例えば請求項７に規定するように、前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート・オフ制御時間に基づいて求められる。
また例えば請求項８に規定するように、前記電力使用系は、被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置である。

請求項９に係る発明は、外部信号に依存して動作の開始の可否を決定する複数の電力使用系に、１つの電力供給設備から電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作制御方法において、前記各電力使用系の動作開始後の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め記憶する工程と、未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求める工程と、前記予定総合電力消費パターンに前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求めると共に、前記仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と前記電力供給設備の予め定められた設定許容電力とを比較して前記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が前記設定許容電力を越えなくなるまで前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、前記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが前記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する工程と、前記決定された動作開始予定時刻になった時に前記動作開始要求を行った電力使用系に対して動作許可を出力する工程と、を備えたことを特徴とする複数の電力使用系の動作制御方法である。

この場合、例えば請求項１０に規定するように、前記電力消費パターンは更新可能になされている。
また例えば請求項１１に規定するように、前記電力消費パターンの更新は、前記電力使用系の過去の動作時の実際の電力消費量に基づいて行う。
また例えば請求項１２に規定するように、前記実際の電力消費量は、過去の直近の所定の回数の動作時の電力消費量に基づいて定められる。
また例えば請求項１３に規定するように、前記実際の電力消費量は、前記電力使用系に設けた電力計に基づいて求められる。

また例えば請求項１４に規定するように、前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート開閉制御量に基づいて求められる。
また例えば請求項１５に規定するように、前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート・オフ制御時間に基づいて求められる。
また例えば請求項１６に規定するように、前記電力使用系は、被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置である。

請求項１７に係る発明は、外部信号に依存して動作の開始の可否を決定する複数の電力使用系に、１つの電力供給設備から電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作を制御するに際して、前記各電力使用系の動作開始後の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め記憶する工程と、未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求める工程と、前記予定総合電力消費パターンに前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求めると共に、前記仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と前記電力供給設備の予め定められた設定許容電力とを比較して前記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が前記設定許容電力を越えなくなるまで前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、前記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが前記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する工程と、前記決定された動作開始予定時刻になった時に前記動作開始要求を行った電力使用系に対して動作許可を出力する工程と、を実行するように複数の電力使用系の動作制御装置を制御するプログラムを記憶する記憶媒体である。

本発明に係る複数の電力使用系の動作制御装置、動作制御方法及び記憶媒体によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
各電力使用系の消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め求めておき、電力使用系が動作開始を要求した時には、その時に稼働中の各電力使用系の電力消費パターンを時間軸調整して合計し、更に動作開始要求のあった電力使用系の電力消費パターンを加算し、この加算で得られたパターンと設定許容電力との比較を行いつつ、動作開始要求のあった電力使用系の電力消費パターンを時間軸方向へ移動させるようにして、動作開始予定時刻を求めるようにしたので、設備コストを抑制した状態で高い稼働率を達成することができ、設備費に対する生産性を最大限に向上させることができる。

以下に、本発明に係る複数の電力使用系の動作制御装置、動作制御方法及び記憶媒体の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る複数の電力使用系の動作制御装置と電力供給システムの関係を示す図、図２は各電力使用系の電力消費パターンを示す図、図３は動作開始時刻を基準として稼働中の電力消費パターンを配列して加算した状態を示す図である。
図１に示すように、電力供給システム２は、１台の電力供給設備４を有しており、この電力供給設備４から電力線６を介して複数、図示例では６台の電力使用系としての処理装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆへそれぞれ必要な電力を供給し得るようになっている。
ここで、電力使用系である上記処理装置８Ａ〜８Ｆとしては、被処理体である例えば半導体ウエハに対して所定の処理を施すための処理装置が用いられるが、その処理（プロセス）の種類は問わない。例えば同種、或いは異種の処理装置が適宜組み合わせて用いられる。この処理の種類としては、例えば成膜処理、酸化拡散処理、改質処理、エッチング処理等が存在する。

上記各処理装置８Ａ〜８Ｆは、ウエハに対して実際に加熱・冷却等の昇降温させる処理部１０Ａ〜１０Ｆの他に、この処理の全工程に亘って行うべき動作が予め定められたレシピに基づいて処理部１０Ａ〜１０Ｆ等を制御する例えばマイクロコンピュータ等よりなるコントロール部１２Ａ〜１２Ｆ、処理装置８Ａ〜８Ｆの電力消費量を制御する電力制御部１４Ａ〜１４Ｆ及び実際の電力消費量を計測して求める電力計１６Ａ〜１６Ｆ等がそれぞれ設けられている。そして、上記各電力制御部１４Ａ〜１４Ｆとしては、例えばサイリスタが用いられる。ここで上記レシピは予めプログラム化されており、このプログラムに基づいてプロセスが自律的に実行されて行くが、この処理動作開始の可否の判断は、本発明の特徴とする動作制御装置２０により行われる。この動作制御装置２０や上記各コントロール部１２Ａ〜１２Ｆは通信機能を有しており、情報の送受信を相互間で行い得るようになっている。

具体的には、上記動作制御装置２０は、ＣＰＵ等を含む主制御部２２の他に、電力消費パターン記憶部２４、動作開始予定時刻決定部２６、許可信号出力部２８、この動作制御装置２０の全体の動作を制御するためのプログラムを記憶するフロッピディスクやハードディスクドライブやフラッシュメモリ等よりなる記憶媒体３０及び種々の処理に必要な各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等よりなる記憶部３２等を有している。また、上記各コントロール部１２Ａ〜１２Ｆとの間では、インタフェース３４を介して通信により情報の送受信が行われるようになっている。

まず、上記電力消費パターン記憶部２４には、上記各電力使用系８Ａ〜８Ｆの動作開始後（プロセス開始後）の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンが予め記憶されている。図２は上記各電力使用系８Ａ〜８Ｆの電力消費パターンの一例を示しており、例えば図２（Ａ）は処理装置８Ａの電力消費パターンを示し、図２（Ｂ）は処理装置８Ｂの電力消費パターンを示し、図２（Ｃ）は処理装置８Ｃの電力消費パターンを示し、図２（Ｄ）は処理装置８Ｄの電力消費パターンを示し、図２（Ｅ）は処理装置８Ｅの電力消費パターンを示し、図２（Ｆ）は処理装置８Ｆの電力消費パターンを示す。
これらの電力消費パターンは、実際に処理装置を動作させてプロセスを行った時の電力消費量の時間的変化を電力計で予め計測したり、この時の電力制御部のサイリスタのゲート開閉制御量やゲートのオン・オフ制御時間に基づいて予め計算で求めることにより算出することができる。実際には、上記電力消費パターンは、所定の時間毎、例えば１秒毎の電力消費量を求めることで作成される。

ここで上記電力消費パターンの一例について説明する。ここでは処理装置として、例えば一度に複数枚のウエハに対して成膜処理や酸化処理等を行うことができる縦型のバッチ式処理装置を用いており、プロセスの動作を行っていない待機時には、待機電力として僅かな電力を消費して処理部８Ａ〜８Ｆの処理容器をプロセス温度よりもかなり低い一定の温度に保っている。そして、一般的に最も大きな電力を消費する時は、処理部８Ａ〜８Ｆの処理容器内へ常温のウエハをロード（導入）してから、これを所定のプロセス温度まで加熱昇温する時であり、次に大きな電力を消費する時は、プロセス終了後のウエハをアンロード（搬出）すべくウエハ温度を下げてアンロードした後に、再び待機時の温度まで処理容器を加熱昇温する時である。

例えば図２（Ａ）に示す電力消費パターンを参照すると、ウエハが搭載されたウエハボートを処理容器内へロード（搬入）した後、ポイントＰ１で急速な昇温を開始し、ウエハ温度をプロセス温度まで加熱する。この時に電力消費量がピークとなって最も大きな電力が短時間消費される。その後は、ウエハ温度を一定に維持しつつ成膜等の処理が行われるので、消費される電力はかなり低くなり、例えば処理の態様にもよるが、ピーク時の電力消費量の２５〜６０％程度の範囲内の略一定値で推移して行く。そして、プロセス処理が完了すると、ウエハ温度を搬出可能な温度まで十分に低下させるので、電力消費量は急激に少なくなり、ウエハをアンロード（搬出）した後は、ポイントＰ２で再度急激な昇温を開始して処理容器の温度を待機中の温度まで加熱昇温する。この時にも、先のピーク時程ではないが、かなり大きな電力が短時間消費される。その後は、僅かな電力消費で処理容器の温度は待機温度に維持されることになる。

上記図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｆ）の各電力消費パターンは同様なパターンを示しているが、プロセスによっては、例えば窒化処理と酸化処理を連続して行うようにマルチ処理を行う場合もあり、このような場合には、例えば図２（Ｃ）、図２（Ｄ）及び図２（Ｅ）に示すように、電力消費量も途中で大きく繰り返し変動するようなパターンもある。いずれにしても、このような電力消費パターンは前述したように電力計等を用いることにより予め求めることができる。

図１へ戻って、上記動作開始予定時刻決定部２６は、未動作中、すなわち待機中の処理装置（電力使用系）から動作開始要求がなされた時に、この要求に対して動作開始予定時刻を決定するものである。すなわち、未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求めると共に、上記予定総合電力消費パターンに上記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求め、この仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と上記電力供給設備４の予め定められた設定許容電力とを比較して上記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が上記設定許容電力を越えなくなるまで上記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、上記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが上記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する。

具体的には、まず待機中の処理装置から動作開始要求がなされると、その時の稼働中（プロセス処理中）の全ての処理装置の電力消費パターンを、その動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターン４０（図３参照）を求める。尚、図３中では、処理装置８Ａ〜８Ｅがすでに動作した状態において、処理装置８Ｆが動作開始要求を出した時の状態を示している。
そして、この予定総合電力消費パターン４０に動作開始要求を行った処理装置の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求め、この仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と予め定められた上記電力供給設備４の設定許容電力４２（図３参照）とを比較し、上記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が上記設定許容電力を超えなくなるまで上記動作開始要求を行った電力消費パターンの仮の動作開時刻を時間軸に沿って図３中で右方向へずらすようにする。

そして、上記仮定総合電力消費パターンが表す電力値の全てが上記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻とする。換言すれば、未動作中の処理装置が動作開始要求を発した時刻を基準として、その処理装置の電力消費パターンを、その時点ですでに確定している予定総合電力消費パターン４０を時間軸に対して右方向へシフトしつつ加えて全体の電力消費パターン（仮定総合電力消費パターン）が、基準となる設定許容電力４２よりも大きくならないか否かを比較検討し、大きくならなかったならばその時の開始時刻を動作開始予定時刻とする。これにより、上記処理装置の動作開始タイミングを調整することができる。ここで上記設定許容電力４２は、一般的には上記電力供給設備４の定格電力（最大許容電力）に設定するが、この値を超えない範囲内で任意に設定できるようにするのが好ましい。

図１へ戻って、上記許可信号出力部２８は、上記動作開始予定時刻決定部２６で決定された動作開始予定時刻に、実際の時刻が到来した時に、上記動作要求を行った処理装置（電力使用系）に対して動作許可信号を出力するようになっている。従って、上記処理装置は、この動作許可信号を受けた後に、実際にプロセス処理を開始（動作開始）することになる。

次に、上述のように形成された動作制御装置の動作について図３及び図４も参照して説明する。
図４は動作制御装置を用いて行われる動作制御方法の一例を示すフローチャートである。
まず図３について説明すると、図３に示すような状態は、処理装置８Ａ〜８Ｅがすでに動作を開始してプロセス処理が行われており（稼働中）、この状態で待機中の処理装置８Ｆが動作開始の要求を時刻Ｔ０で行った状態を示している。すなわち、処理装置８Ａは動作開始時刻Ｔ１で動作が開始しており、処理装置８Ｂは動作開始時刻Ｔ２で動作が開始しており、処理装置８Ｃは動作開始時刻Ｔ３で動作が開始しており、処理装置８Ｄは動作開始時刻Ｔ４で動作が開始しており、処理装置８Ｅは動作開始時刻Ｔ５で動作が開始している。ここで発明の理解を容易にするために、各処理装置８Ａ〜８Ｅの最大電力消費量をそれぞれ１００ｋＶＡとし、また電力供給設備４の設定許容電力４２を４００ｋＶＡと仮定する。

まず、動作制御装置２０（図１参照）の電力消費パターン記憶部２４には、各処理装置８Ａ〜８Ｆの電力消費パターン（図２参照）が予め記憶されている（Ｓ１）。そして、動作制御装置２０の主制御部２２は、処理装置８Ａ〜８Ｆ側から動作開始の要求（動作開始要求信号）がなされたか否かを、循環時（サイクリック）に高速で監視している（Ｓ２）。
ここで未動作中（アイドリング中）の処理装置が動作開始の要求を発すると（Ｓ２のＹＥＳ）、現在動作中の全ての電力使用系（処理装置）の電力消費パターンを加算し、予定総合電力消費パターン４０（図３参照）を求める。図３では時刻Ｔ０で処理装置８Ｆが動作開始の要求を発している。尚、図３では時刻Ｔ０より以前（過去）の予定総合電力消費パターン４０も参考のために記載しているが、実際の処理ではこの過去の部分のパターンは求める必要はない。

次に、上記処理装置８Ｆの仮の動作開始時刻Ｔを設定する（Ｓ４）。ここでは、まず動作開始の要求の発せられた時刻Ｔ０が仮の動作開始時刻Ｔとなる。
次に、上記求められた予定総合電力消費パターン４０と動作開始要求のあった処理装置（電力使用系）８Ｆの電力消費パターンとを、上記仮の動作開始時刻Ｔを基準として加算し、仮定総合電力消費パターンを求める（Ｓ５）。この時の各電力消費パターンは電力消費パターン記憶部２４に記憶されているは前述した通りである。尚、この仮定総合電力消費パターンは、図３中において上記予定総合電力消費パターン４０の上方に、上記仮の動作開始時刻Ｔを基準として単純に加算して積み上げた時に形成されるパターンとなる。

次に、この仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値と設定許容電力４２とを比較し、上記各電力値が設定許容電力４２を超えているか否かを確認する（Ｓ６）。尚、ステップＳ６では両者が等しい場合”＝”も含めているが、この”＝”を除いてもよい。
ここで、Ｓ６において”ＹＥＳ”の場合には、もし仮に、上記仮の動作開始時刻Ｔから処理装置の動作を開始しても、仮定総合電力消費パターンは、時刻Ｔ以降の全領域に亘って設定許容電力４２を超えて大きくなることはないので、換言すれば、電力供給設備４は電力的には余裕のある状態で運転されているので、現在、動作開始要求を発している処理装置の動作を開始させてプロセス処理を行うようにしても、電力消費量が設定許容電力４２を超えないことを意味する。従って、この仮の動作開始時刻Ｔを動作開始予定時刻として設定する（Ｓ７）。このような上記したような一連の動作は、動作開始予定時刻決定部２６において行われる。

次に、許可信号出力部２８では、常に現在の時刻を監視しており、現在の時刻が上記決定された動作開始予定時刻に至ったならば（Ｓ８のＹＥＳ）、主制御部２２を介して上記動作開始要求のあった処理装置（電力使用系）に対して動作許可（動作許可信号）を出力する（Ｓ９）。そして、この動作許可を受けた処理装置は、直ちに動作を開始することになる。
そして、次に全ての処理装置（電力使用系）の動作が終了したか否かを判断し、終了していない場合には（Ｓ１０のＮＯ）、ステップＳ２に戻って上記操作を繰り返し行う。また、全ての処理装置の動作が終了した場合には（Ｓ１０のＹＥＳ）、この動作制御装置の動作も終了することになる。尚、上記した一連の演算処理はコンピュータによって瞬時に且つ短時間に行われる。
このように、電力供給設備４の供給電力に余裕がある状態では、ステップＳ２にて動作開始要求を行った後に、直ちにステップＳ３〜ステップＳ９まで進み、ステップＳ９にて動作許可信号を出力することになる。

さて、ステップ６において、ＮＯの場合、すなわち仮定総合電力消費パターンの表す各電力値が一部でも設定許容電力を越えて大きくなった場合には、上記仮の動作開始時刻Ｔを所定の時間Δｔだけ遅らせるために”Ｔ＋Δｔ”として新たな”Ｔ”をセットする（Ｓ１１）。そして、ステップＳ４へ戻って、再度、仮の動作開始時刻Ｔを設定してステップＳ５へと移行し、ステップＳ５及びＳ６の操作を繰り返し行う。このようなステップＳ３〜Ｓ６及びＳ１１の操作は、ステップ６において”ＹＥＳ”になるまで繰り返し行う。

従って、ステップＳ１１を行う毎に、仮の動作開始時刻Ｔは、時刻Ｔ０を起点として時間Δｔずつ遅くなって行く。換言すれば、図３において処理装置８Ｆの電力消費パターンは、時刻Ｔ０を起点として時間Δｔずつ時間軸方向（右方向）へシフトされつつ、予定総合電力消費パターン４に対して加算が行われ、その都度、設定許容電力４２と比較される。結果的に、加算後の仮定総合電力消費パターンがこの設定許容電力４２を超えなくなった時の仮の動作開始時刻が動作開始予定時刻となる（Ｓ７）。図３中では、時刻ＴＳまで仮の動作開始時刻をシフトした時に、上記ステップＳ６でＹＥＳになった時を示している。ここで上記時間Δｔは、秒単位、例えば１秒程度に設定することができるが、特に限定されない。このようなステップＳ１１を含めたステップＳ７までの一連の処理は、前述したようにコンピュータによって瞬時に演算されるので、時間的なロスは生じない。

このように、各電力使用系の消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め求めておき、電力使用系が動作開始を要求した時には、その時に稼働中の各電力使用系の電力消費パターンを時間軸調整して合計し、更に動作開始要求のあった電力使用系の電力消費パターンを加算し、この加算で得られたパターンと設定許容電力との比較を行いつつ、動作開始要求のあった電力使用系の電力消費パターンを時間軸方向へ移動させるようにして、動作開始予定時刻を求めるようにしたので、設備コストを抑制した状態で高い稼働率を達成することができ、設備費に対する生産性を最大限に向上させることができる。
尚、上記設定許容電力が図３に示す場合よりも小さく設定されている場合には、１台の処理装置から動作開始要求が発せられて待機中に、更に別の処理装置からも動作開始要求がなされる場合もあるが、その場合には、先に動作開始要求を発した処理装置を優先させて処理するのは勿論である。

また、ここではステップＳ８において、現在の時刻が動作開始予定時刻になった時に、直ちに動作許可信号（Ｓ９）を出力するようにしたが、この際、動作開始許可信号を出力する直前に各処理装置８Ａ〜８Ｆの電力系の測定値を求めて、その時の電力消費量について確認の作業を行うようにしてもよい。そして、この電力については有効電力と皮相電力のどちらを用いてもよい。
またここでは、電力消費パターン記憶部２４に記憶した電力消費パターンは予め求めて記憶されているが、この電力消費パターンを更新可能として必要に応じて更新するようにしてもよい。この電力消費パターンを更新するためには、各プロセス処理を行った時に、その時の実際の電力消費量のデータを、例えば記憶部３２等に記憶しておき、そのデータに基づいて電力消費パターンを更新をする。

この場合、更新の方法としては、過去の全てのプロセス処理時の平均値をとった電力消費パターンで更新したり、或いは、過去の直近の所定の回数、例えば直近の５回のプロセス処理時の平均値をとった電力消費パターンで更新したりする。特に、加熱ヒータ等の経時変化を反映できることから、過去の直近の所定回数のプロセス処理の平均値をとった電力消費パターンで更新するのが好ましい。そして、上記処理装置における電力消費量の測定は、前述したように、電力計１６Ａ〜１６Ｆの測定値や電力制御部１４Ａ〜１４Ｆに用いるサイリスタのゲート開閉制御量やゲートのオン・オフ制御時間に基づいて計算で求めることができる。この時の電力消費量を求めるサンプリング時間は、特に限定されないが、例えば１秒、１０秒、或いは１分等を設定でき、処理装置のプロセス形態に適合させる。

また、新規装置の導入のように電力消費パターンが存在しないような場合に関しては、その装置の全ての動作時間に渡って装置の最大定格容量を使用するような仮電力消費パターンを作成して記憶しておくことにより、この装置が使用可能となる。当然のこととして、その後の電力消費パターンの更新に際しては、この仮電力消費パターンは使用しないようにする。
また上記実施例で説明した各数値例は単に一例を示したに過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。更に、ここではバッチ式の処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、ウエハを１枚ずつ処理する、いわゆる枚葉式の処理装置にも適用でき、更には、被処理体としてはウエハに限らずガラス基板やＬＣＤ基板を処理する処理装置、またはその他の電力使用系に対しても本発明を適用することができる。

本発明に係る複数の電力使用系の動作制御装置と電力供給システムの関係を示す図である。 各電力使用系の電力消費パターンを示す図である。 動作開始時刻を基準として稼働中の電力消費パターンを配列して加算した状態を示す図である。 動作制御装置を用いて行われる動作制御方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 電力供給システム
４ 電力供給設備
８Ａ〜８Ｆ 電力使用系（処理装置）
１２Ａ〜１２Ｆ コントロール部
１４Ａ〜１４Ｆ 電力制御部
１６Ａ〜１６Ｆ 電力計
２０ 動作制御装置
２２ 主制御部
２４ 電力消費パターン記憶部
２６ 動作開始予定時刻決定部
２８ 許可信号出力部
３０ 記憶媒体
４０ 予定総合電力消費パターン
４２ 設定許容電力

Claims (17)

1. 外部信号に依存して動作の開始の可否を決定する複数の電力使用系に、１つの電力供給設備から電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作制御装置において、
   前記各電力使用系の動作開始後の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め記憶する電力消費パターン記憶部と、
   未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求めると共に、該予定総合電力消費パターンに前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求め、該仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と前記電力供給設備の予め定められた設定許容電力とを比較して前記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が前記設定許容電力を越えなくなるまで前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、前記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが前記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する動作開始予定時刻決定部と、
   前記動作開始予定時刻決定部で決定された動作開始予定時刻になった時に前記動作開始要求を行った電力使用系に対して動作許可を出力する許可信号出力部と、
   装置全体の動作を制御する主制御部と、
   を備えたことを特徴とする複数の電力使用系の動作制御装置。
2. 前記電力消費パターンは更新可能になされていることを特徴とする請求項１記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
3. 前記電力消費パターンの更新は、前記電力使用系の過去の動作時の実際の電力消費量に基づいて行うことを特徴とする請求項２記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
4. 前記実際の電力消費量は、過去の直近の所定の回数の動作時の電力消費量に基づいて定められることを特徴とする請求項３記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
5. 前記実際の電力消費量は、前記電力使用系に設けた電力計に基づいて求められることを特徴とする請求項３または４記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
6. 前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート開閉制御量に基づいて求められることを特徴とする請求項３または４記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
7. 前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート・オフ制御時間に基づいて求められることを特徴とする請求項３または４記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
8. 前記電力使用系は、被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の複数の電力使用系の動作制御装置。
9. 外部信号に依存して動作の開始の可否を決定する複数の電力使用系に、１つの電力供給設備から電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作制御方法において、
   前記各電力使用系の動作開始後の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め記憶する工程と、
   未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求める工程と、
   前記予定総合電力消費パターンに前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求めると共に、前記仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と前記電力供給設備の予め定められた設定許容電力とを比較して前記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が前記設定許容電力を越えなくなるまで前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、前記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが前記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する工程と、
   前記決定された動作開始予定時刻になった時に前記動作開始要求を行った電力使用系に対して動作許可を出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする複数の電力使用系の動作制御方法。
10. 前記電力消費パターンは更新可能になされていることを特徴とする請求項９記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
11. 前記電力消費パターンの更新は、前記電力使用系の過去の動作時の実際の電力消費量に基づいて行うことを特徴とする請求項１０記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
12. 前記実際の電力消費量は、過去の直近の所定の回数の動作時の電力消費量に基づいて定められることを特徴とする請求項１１記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
13. 前記実際の電力消費量は、前記電力使用系に設けた電力計に基づいて求められることを特徴とする請求項１１または１２記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
14. 前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート開閉制御量に基づいて求められることを特徴とする請求項１１または１２記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
15. 前記実際の電力消費量は、前記電力使用系の電力制御部に設けたサイリスタのゲート・オフ制御時間に基づいて求められることを特徴とする請求項１１または１２記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
16. 前記電力使用系は、被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の複数の電力使用系の動作制御方法。
17. 外部信号に依存して動作の開始の可否を決定する複数の電力使用系に、１つの電力供給設備から電力を供給するようにした電力供給システムにおける複数の電力使用系の動作を制御するに際して、
    前記各電力使用系の動作開始後の時間に対する消費電力の変化を示す電力消費パターンを予め記憶する工程と、
    未動作中の電力使用系からの動作開始要求に応じて、動作中の電力使用系の電力消費パターンを、それぞれの動作開始時刻を基準として加算して予定総合電力消費パターンを求める工程と、
    前記予定総合電力消費パターンに前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンを加算して仮定総合電力消費パターンを求めると共に、前記仮定総合電力消費パターンの表す各電力値と前記電力供給設備の予め定められた設定許容電力とを比較して前記仮定総合電力消費パターンの表す全ての電力値が前記設定許容電力を越えなくなるまで前記動作開始要求を行った電力使用系の電力消費パターンの仮の動作開始時刻を時間軸に沿ってずらすようにし、前記仮定総合電力消費パターンの表す電力値の全てが前記設定許容電力より少なくなった時の仮の動作開始時刻を動作開始予定時刻として決定する工程と、
    前記決定された動作開始予定時刻になった時に前記動作開始要求を行った電力使用系に対して動作許可を出力する工程と、
    を実行するように複数の電力使用系の動作制御装置を制御するプログラムを記憶する記憶媒体。
    
    

Images