JP2014096048A - ライン制御装置、その制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギを消費して製造される流体を利用するシステムにおけるエネルギの消費量を削減する。
【解決手段】流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するライン制御装置において、記憶手段は、設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶する。取得手段は、供給ラインの内圧を取得する。制御手段は、非稼働状態での供給ラインの開度を、供給ラインの内圧を設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上で維持しながら、稼働状態における開度よりも低下させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、エネルギを消費して製造される流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いの制御に関する。

従来、工場等のシステムにおける消費電力の低減に関し、種々の技術が開示されている。たとえば、特許文献１（特開２００１−０３４３２３号公報）には、自己の消費電力を測定して外部へ送信する工作機械が開示されている。特許文献２（特開２００７−１４８７２６号公報）には、工場において、工程ごとに、用力負荷の推移やエネルギ消費量の推移を含むエネルギ消費を分析する装置が開示されている。

また、上記のようなシステムには、圧縮空気送出用コンプレッサから、配管を介して、各装置に圧縮空気を供給するシステムなど、エネルギを消費して製造される流体を利用するものがある。このようなシステムについて、コンプレッサの駆動によるエネルギ消費を抑えるための種々の技術が開示されている。たとえば、特許文献３（特開２００４−１７６６８３号公報）、特許文献４（特開２００７−２９１８７０号公報）、特許文献５（特開２０１１−２２６５８６号公報）、および、特許文献６（特開２０１２−０３１７８９号公報）には、コンプレッサの電力消費を抑えるための技術が開示されている。

特開２００１−０３４３２３号公報 特開２００７−１４８７２６号公報 特開２００４−１７６６８３号公報 特開２００７−２９１８７０号公報 特開２０１１−２２６５８６号公報 特開２０１２−０３１７８９号公報

上記のような従来のシステムでは、工作機械やコンプレッサ等、装置自体の消費電力の低減については検討されているものの、圧縮空気等の流体の消費量自体の削減については具体的な検討がなされていない。

しかしながら、上記したようなシステムでは、流体の生成においても、コンプレッサの駆動等の動力を必要とする。このことから、流体の消費量の削減について検討することも、流体の生成に要する動力の削減に寄与し、ひいては、システムにおけるエネルギ消費量の削減に寄与し得る。

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、エネルギを消費して製造される流体を利用するシステムにおけるエネルギの消費量を削減することである。

ある局面に従うと、流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するライン制御装置が提供される。ライン制御装置は、設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶する記憶手段と、供給ラインの内圧または流体の流量を取得する取得手段と、非稼働状態での供給ラインの開度を、供給ラインの内圧または流体の流量を設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、稼働状態における開度よりも低下させる制御手段とを備える。

好ましくは、ライン制御装置は、設備への電力の供給を制御する電力供給手段をさらに備える。制御手段は、非稼働状態から稼働状態への移行時に、供給ラインの開度を上昇させ、電力供給手段は、非稼働状態から稼働状態への移行時に、供給ラインの内圧が設備の稼働に適した設定値に到達したことを条件として、設備への電力の投入を開始する。

好ましくは、ライン制御装置は、設備への電力の供給を制御する電力供給手段をさらに備える。電力供給手段は、非稼働状態から稼働状態への移行時に、供給ラインの内圧が設備の稼働に適した設定値に到達したことを条件として、設備への電力の投入を開始する。

好ましくは、供給ラインには複数の設備が接続され、電力供給手段は、非稼働状態から稼働状態への移行時に、供給ラインの内圧が設定値に到達したことを条件として、複数の設備中で予め定められた順序で、複数の設備への電力の投入を開始する。

好ましくは、制御手段は、非稼働状態から稼働状態への移行時に、供給ラインの開度を段階的に上昇させる。

好ましくは、制御手段は、供給ラインの開度を或る段階に上昇させたとき、供給ラインの内圧が当該或る段階に対応する圧力まで上昇したことを条件として、次の段階へと供給ラインの開度を上昇させる。

好ましくは、制御手段は、非稼働状態において、供給ラインの開度を稼働状態での開度より低下させたことによって消費を抑えられたエネルギに関する情報を表示する。

好ましくは、情報は、非稼働状態において、供給ラインの開度を稼働状態での開度より低下させたことによって供給ラインへの流出を抑えられた流体の量に基づく情報である。

さらに他の局面に従うと、流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するライン制御装置の制御方法が提供される。当該制御方法は、ライン制御装置のコンピュータが、設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶するステップと、供給ラインの内圧または流体の流量を取得するステップと、非稼働状態での供給ラインの開度を、供給ラインの内圧または流体の流量を設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、稼働状態における開度よりも低下させるステップとを含む。

さらに他の局面に従うと、流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するためのコンピュータが実行可能なプログラムが提供される。当該プログラムは、コンピュータに、設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶するステップと、供給ラインの内圧または流体の流量を取得するステップと、非稼働状態での供給ラインの開度を、供給ラインの内圧または流体の流量を設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、稼働状態における開度よりも低下させるステップとを実行させる。

ある局面に従うと、設備の非稼働状態での供給ラインの開度が、当該供給ライン内を設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、稼働状態における開度よりも低下する。

これにより、非稼働状態では、供給ラインの内圧の低下による影響を抑えながら、エネルギ流体の供給ラインへの供給量を低減できる。本発明の流体は、電力等のエネルギを用いて製造される流体である。本発明は、流体の使用量の低減を図ることができ、これにより、電力等のエネルギの使用量の削減に寄与する。

他の局面に従うと、設備の非稼働状態での供給ラインの開度がその稼働状態における開度よりも低下する。さらに、設備の非稼働状態から稼働状態への移行時に、供給ラインの内圧が設備の稼働に適した特定の圧力以上に到達したことを条件として、当該設備への電力の投入が開始される。

これにより、非稼働状態においてエネルギ流体の供給ラインへの供給量を低減し、かつ、非稼働状態から稼働状態に移行する際には、非稼働状態において供給ラインの内圧が低減されていたことによる設備への影響が抑えられる。

システム制御装置の制御対象となるシステムの構成の概要を示す図である。 コントローラのハードウェア構成を模式的に示す図である。 コントローラの機能構成を模式的に示す図である。 コントローラが、供給設備から消費設備への圧縮空気の供給を制御するための処理のフローチャートである。 図４の稼働時制御のサブルーチンのフローチャートである。 図４のアイドリング制御のサブルーチンのフローチャートである。 図４〜図６を参照して説明した処理に対応した、システムの挙動を示す図である。 図４〜図６を参照して説明した処理において利用された設定内容を入力するための画面（設定画面）の一例を示す図である。 消費を抑えられたエネルギに関する情報の表示画面の一例を示す図である。 コントローラによる消費設備の評価を説明するための図である。 第２の実施の形態における稼働時制御のサブルーチンのフローチャートである。 第２の実施の形態におけるアイドリング制御のサブルーチンのフローチャートである。 第２の実施の形態の制御による、図１のシステムの挙動を示す図である。 第２の実施の形態における設定内容を入力する画面の一例を示す図である。 第３の実施の形態における稼働時制御のサブルーチンのフローチャートである。 第３の実施の形態の制御による、図１のシステムの挙動を示す図である。 第３の実施の形態における設定内容を入力する画面の一例を示す図である。

以下、流体の一例として圧縮空気が供給されるシステムの制御装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰返さない。

本明細書では、システムに供給される流体の一例として、圧縮空気が採用される。システムに供給され得る流体の他の例としては、冷却水等の液体や蒸気が挙げられる。

＜第１の実施の形態＞
［システムの概要］
図１は、システム制御装置の制御対象となるシステムの構成の概要を示す図である。図１を参照して、当該システムの構成の概要を説明する。

図１のシステムは、供給設備１０００と、消費設備２０００とを含む。消費設備２０００は、圧縮空気の供給を受けて、製品の製造や研磨等の処理を行う設備８０１〜８０３を含む。供給設備１０００は、設備８０１〜８０３に供給される圧縮空気を生成するコンプレッサ６０１〜６０４を含む。

供給設備１０００は、コンプレッサ６０１〜６０４において生成された圧縮空気は、配管９００を介して、タンク５００で貯蔵される。タンク５００に貯蔵された圧縮空気は、幹線９１０（供給ライン）を介して、消費設備２０００へと送られる。幹線９１０には、当該幹線９１０内の圧力を計測するための圧力センサ７０１が設けられている。供給設備１０００において、制御盤４００は、圧力センサ７０１の計測結果に基づいて、幹線９１０内の圧力を当該幹線９１０の制御目標で維持するために、コンプレッサ６０１〜６０４を駆動する。制御盤４００は、たとえば、圧力センサ７０１の計測結果を利用し、ＰＩＤ（Proportinal Integral Differential）制御により、コンプレッサ６０１〜６０４を駆動する。

制御盤４００は、圧力センサ７０１の計測結果に基づいて、コンプレッサ６０１〜６０４の中のコンプレッサの駆動台数を決定する場合もある。より具体的には、制御盤４００は、幹線９１０内の圧力が低くなると、コンプレッサ６０１〜６０４のうち駆動させるコンプレッサの台数を増加させ、幹線９１０内の圧力が高くなると、駆動させるコンプレッサの台数を低減させる。

消費設備２０００には、幹線９１０から各設備８０１〜８０３へと圧縮空気を送るための枝管９１１〜９１３が設けられている。幹線９１０は、たとえば施設のダクト内に設けられている。枝管９１１〜９１３は、当該ダクトから施設内の設備へと引き出された配管として構成される。一般的に、枝管９１１〜９１３の径（１０ｍｍ程度）は、幹線９１０の径（５０ｍｍ程度）よりも小さく構成される。

幹線９１０には、さらに、当該幹線９１０内の圧縮空気の流量（瞬時流量）を計測する流量センサ７２２と、タンク５００から幹線９１０への圧縮空気の流量を調整するためのバルブ７２１とが設けられている。

消費設備２０００には、コントローラ１００が設けられている。コントローラ１００は、圧力センサ７０１や流量センサ７２２の計測結果に基づいて、バルブ７２１による幹線９１０の開閉の度合いを調整する。バルブ７２１の開閉の度合いが調整されることにより、タンク５００から幹線９１０への圧縮空気の流量が調整される。

コントローラ１００は、設備８０１〜８０３のそれぞれへ電力を供給する配電盤のスイッチの調整等により、設備８０１〜８０３のそれぞれへの電源のオン／オフを切り替えることができる。

コントローラ１００は、システムの制御のための数値を含む種々の情報の入力を受け付け、また、システムに関する情報を表示する。コントローラ１００は、情報の入力のための設定画面や、システムに関する情報を表示する画面を、当該コントローラ１００に備えられた表示装置で行ってもよいし、他の機器において行ってもよい。本実施の形態では、コントローラ１００は、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略す）３００と通信可能であり、ＰＣ３００のディスプレイにおいて上記表示を行なう。

［コントローラ１００のハードウェア構成］
図２は、コントローラ１００のハードウェア構成を模式的に示す図である。

図２を参照して、コントローラ１００は、コントローラ１００全体を制御するための演算装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、ＣＰＵ１０で実行されるプログラムなどを記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１１と、ＣＰＵ１０でプログラムを実行する際の作業領域として機能するためのＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、圧力センサ７０１や流量センサ７２２からの計測結果の受信などの通信を行なうモデム等により実現される通信装置１８と、コントローラ１００からＰＣ３００への画像データの送信の際のインターフェースである表示用インターフェース１４と、コントローラ１００に対する操作入力を受付けるための操作部１５と、ＣＰＵ１０によって実行されるプログラム等を格納するための記録媒体１６と、コントローラ１００に対して着脱可能な記憶媒体Ｍにアクセスしてそこからファイルを読み出したり書き込んだりするためのメディアコントローラ１７とを含む。

操作部１５は、たとえばキーボードやマウスなどの入力装置によって実現される。通信装置１８は、設備８０１〜８０３の電源のオン／オフ切替えのための情報の送信や、バルブ７２１の開閉度合いの調整のための情報の送信にも利用される。バルブ７２１は、たとえば、通信機能を有する電磁弁によって実現される。バルブ７２１は、コントローラ１００からの制御信号に基づいて、幹線７１０における圧縮空気の流路の開閉の度合いを調整する。

本実施の形態では、たとえば、ＣＰＵ１０が適切なプログラムを実行することにより、本明細書に記載されたコントローラ１００の機能の少なくとも一部が実現される。ＣＰＵ１０が実行するプログラムの少なくとも一部は、上記記憶媒体Ｍに記憶されていても良い。記憶媒体Ｍとしては、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk - Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、ＭＯ（Magnetic Optical Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを除く）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体が挙げられる。

また、ＣＰＵ１０が実行するプログラムは、ネットワークを介して、外部のサーバ装置Ｓからダウンロードされ、記録媒体１６にインストールされる場合も有り得る。

［コントローラ１００の機能構成］
図３は、コントローラ１００の機能構成を模式的に示す図である。

図３を参照して、コントローラ１００は、データ蓄積部１０１と、制御情報生成部１０２と、制御情報送信部１０３と、省エネ情報生成部１０４と、表示制御部１０５とを含む。データ蓄積部１０１は、たとえば、ＲＡＭ１２および／または記録媒体１６によって実現される。制御情報生成部１０２、省エネ情報生成部１０４、および、表示制御部１０５は、たとえばＣＰＵ１０が適切なプログラムを実行することによって実現されるが、専用の回路等、ＣＰＵ１０に対して独立したハードウェア資源によって実現される場合もあり得る。制御情報送信部１０３は、ＣＰＵ１０によってデータの送受信を指示される通信装置１８によって実現される。

データ蓄積部１０１は、圧力センサ７０１および流量センサ７２２の計測結果を、受信し、蓄積する。

制御情報生成部１０２は、データ蓄積部１０１に蓄積された計測結果の履歴や、コントローラ１００に格納される各種の設定値等に基づいて、バルブ７２１による上記流路の開閉度合いの制御、および、設備８０１〜８０３への電力の供給のオン／オフの制御のための情報を生成する。

制御情報送信部１０３は、制御情報生成部１０２が生成した情報に基づいて、バルブ７２１（または、バルブ７２１の動作を制御する装置）、および、設備８０１〜８０３（または、設備８０１〜８０３への電力の供給を制御する装置。配電盤等）へ、制御信号を送信する。

省エネ情報生成部１０４は、システムにおいて消費を抑えられたエネルギ量等の情報を生成する。

表示制御部１０５は、データ蓄積部１０１に蓄積された計測結果や、省エネ情報生成部１０４によって生成された情報等の、各種の情報の表示用画面を生成し、ＰＣ３００へ送信する。ＰＣ３００では、表示制御部１０５から受信した情報に基づいて、コントローラ１００における処理に関する各種の画面が表示される。

［制御フロー］
図４は、コントローラ１００のＣＰＵ１０が、供給設備１０００から消費設備２０００への圧縮空気の供給を制御するための処理のフローチャートである。また、図５および図６は、図４の処理のサブルーチンのフローチャートである。以下、図４〜図６を参照して、コントローラ１００が実行する処理の流れを説明する。

図４を参照して、まずステップＳ１０で、コントローラ１００は、稼働準備時刻が到来しているか否かを判断する。そして、コントローラ１００は、稼働準備時刻が到来したと判断するとステップＳ２０へ処理を進める。稼働準備時刻とは、図１のシステムの稼働状態の開始時に当該システムを稼働可能な状態とするために準備を開始する時刻である。

本実施の形態において、設備８０１〜８０３について、「稼働状態」と「非稼働状態」とが定義される。稼働状態とは、設備８０１〜８０３の少なくとも一つが、稼働する期間をいう。稼働とは、設備８０１〜８０３のそれぞれが、電力の供給を受けて、製品の加工等の動作を実行することをいう。非稼働状態とは、稼働状態以外の期間をいう。

稼働状態の開始時刻および非稼働状態の開始時刻は、予め操作部１５を介して、または、通信装置１８を介して他の装置から、コントローラ１００に登録されているものとする。登録されている各時刻は、たとえば記録媒体１６に格納される。本実施の形態では、稼働状態の開始時刻／終了時刻は、それぞれ、非稼働状態の終了時刻／開始時刻に相当する。また、コントローラ１００には、稼働準備時刻から稼働状態の開始時刻までの時間の長さ（準備時間）を特定する情報が登録されている。

ステップＳ２０では、コントローラ１００は、稼働時制御を実行して、ステップＳ３０へ処理を進める。稼働時制御の内容については、図５を参照して後述する。

ステップＳ３０では、コントローラ１００は、非稼働状態の開始時刻が到来したか否かを判断する。そして、コントローラ１００は、非稼働状態の開始時刻が到来したと判断するとステップＳ４０へ処理を進める。

ステップＳ４０では、コントローラ１００は、アイドリング制御を実行して、ステップＳ１０へ処理を戻す。アイドリング制御の内容については、図６を参照して後述する。

図５は、図４のステップＳ２０の稼働時制御のサブルーチンのフローチャートである。以下、図５を参照して、稼働時制御の処理内容を説明する。

図５を参照して、ステップＳ１０２では、コントローラ１００は、バルブ７２１による流路の開度（以下、単に「バルブ７２１の開度」という）を上昇させて、ステップＳ１０４へ処理を進める。開度を上昇させる態様（単位時間あたりの開度を低減する度合い、等）については、公知技術を採用することができるため、ここではその詳細は繰り返さない。

ステップＳ１０４では、コントローラ１００は、圧力センサ７０１の計測結果に基づいて、幹線９１０の内圧が予め設定された「目標値１」に到達したか否かを判断する。そして、コントローラ１００は、「目標値１」に到達したと判断するまで待機し、到達したと判断するとステップＳ１０６へ処理を進める。

ステップＳ１０６では、コントローラ１００は、予め設定された時間「ｔ１」だけバルブ７２１の開度を維持した後、さらに、バルブ７２１の開度を上昇させて、ステップＳ１０８へ処理を進める。

ステップＳ１０８では、コントローラ１００は、圧力センサ７０１の計測結果に基づいて、幹線９１０の内圧が予め設定された「目標値２」に到達したか否かを判断する。そして、コントローラ１００は、「目標値２」に到達したと判断するまで待機し、到達したと判断するとステップＳ１１０へ処理を進める。

ステップＳ１１０では、コントローラ１００は、予め設定された時間「ｔ２」だけバルブ７２１の開度を維持した後、さらに、バルブ７２１の開度を上昇させて、ステップＳ１１２へ処理を進める。

ステップＳ１１２では、コントローラ１００は、圧力センサ７０１の計測結果に基づいて、幹線９１０の内圧が予め設定された「設定値」に到達したか否かを判断する。そして、コントローラ１００は、「設定値」に到達したと判断するまで待機し、到達したと判断するとステップＳ１１４へ処理を進める。

図５に示された処理では、幹線９１０の内圧について設定された各値は、以下の式（１）の関係にある。

目標値１＜目標値２＜設定値 …（１）
ステップＳ１１４では、コントローラ１００は、ステップＳ１１２において上記内圧が上記「設定値」に到達したと判断されてから予め設定された時間「Ｔ１」が経過したことを条件として、設備８０１の電源をオン（コントローラ１００のチャンネル「out1」をオン）して、ステップＳ１１６へ処理を進める。

ステップＳ１１６では、コントローラ１００は、ステップＳ１１２において上記内圧が上記「設定値」に到達したと判断されてから予め設定された時間「Ｔ２」が経過したことを条件として、設備８０２の電源をオン（コントローラ１００のチャンネル「out2」をオン）して、ステップＳ１１８へ処理を進める。

ステップＳ１１８では、コントローラ１００は、ステップＳ１１２において上記内圧が上記「設定値」に到達したと判断されてから予め設定された時間「Ｔ３」が経過したことを条件として、設備８０３の電源をオン（コントローラ１００のチャンネル「out3」をオン）して、図４へ処理をリターンさせる。

図６は、図４のステップＳ４０のアイドリング制御のサブルーチンのフローチャートである。以下、図６を参照して、アイドリング制御の処理内容を説明する。

図６を参照して、ステップＳ２０２で、コントローラ１００は、設備８０１〜８０３の電源をオフ（コントローラ１００のチャンネル「out1」「out2」「out3」をオフ）して、ステップＳ２０４へ処理を進める。

ステップＳ２０４で、コントローラ１００は、バルブ７２１の開度を低減させて、ステップＳ２０６へ処理を進める。ステップＳ２０４においてバルブ７２１の開度の低減の態様（単位時間あたりの開度を低減する度合い、等）については、公知技術を採用することができるため、ここではその詳細は繰り返さない。

ステップＳ２０６では、コントローラ１００は、バルブ７２１の開度が、上記流路を最大限閉じる程度まで低減されたか否かを判断する。コントローラ１００は、当該程度まで低減されたと判断するまで、継続して、バルブ７２１の開度を低減する。そして、コントローラ１００は、当該程度まで低減されたと判断すると、図４へ処理をリターンさせる。

以上、主に図６を参照して説明された処理によれば、消費設備２０００の稼働の終了時には、設備８０１〜８０３の電源がオフされた後、消費設備２０００への圧縮空気の供給ライン（幹線９１０）の、バルブ７２１による開閉の度合いが低減される。また、主に図５を参照して説明された処理によれば、消費設備２０００の稼働の開始時には、消費設備２０００への圧縮空気の供給ライン（幹線９１０）の、バルブ７２１による開閉の度合いが上昇し、当該供給ラインの内圧が「設定値」まで上昇（回復）したことを条件として、設備８０１〜８０３の電源がオンされる。

図７は、図４〜図６を参照して説明した処理に対応した、システムの挙動を示す図である。図７において、（Ａ）は、幹線９１０の内圧を示す。（Ｂ）は、バルブ７２１の開閉の度合いを示す。（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ、設備８０１（out1），設備８０２（out2），設備８０３（out3）のそれぞれの電源のオン／オフの状態を示す。（Ｆ）は、バルブ７２１内の圧縮空気の流量を示す。図７の（Ａ）〜（Ｆ）は、いずれも各値の時間変化を示す。これらの図において、時刻ＴＡは、図６のアイドリング制御が開始された時刻に相当する。時刻ＴＢは、稼働状態の開始時刻に相当する。図５の稼働時制御は、稼働状態の開始時刻より上記準備時間以上前に開始される。

図７から理解されるように、時刻ＴＡからバルブ７２１の開度の低減が開始されることにより（Ｂ）、幹線９１０内の圧縮空気の流量の低下が始まり（Ｆ）、幹線９１０の内圧の低下が始まる（Ａ）。そして、バルブが閉じられる（開度０％）ことにより（Ｂ）、幹線９１０内の圧縮空気の流量が０（ＮＬ／ｍｉｎ）に近づき（Ｆ）、幹線９１０の内圧は大気圧まで低下する（Ａ）。

これにより、本実施の形態のシステムでは、消費設備２０００の非稼働状態に、消費設備２０００への圧縮空気の供給量を抑えることができる。したがって、供給設備１０００における圧縮空気の消費量を抑えることができ、これにより、コンプレッサ６０１〜６０４による電力の消費量を抑えることができる。

また、図７から理解されるように、上記のようにバルブ７２１の開度が低減された後、図５の稼働時制御が開始することにより、バルブ７２１の開度の上昇が開始される（Ｂ）。これにより、幹線９１０内の圧縮空気の流量が上昇を開始し（Ｆ）、幹線９１０の内圧の上昇が始まる（Ａ）。

このとき、バルブ７２１の開度は、段階的に上昇している。より具体的には、図５のステップＳ１０４〜ステップＳ１１０の処理として説明したように、幹線９１０の内圧が「目標値１」に到達するとその状態が時間「ｔ１」だけ維持し、さらに、幹線９１０の内圧が「目標値２」に到達するとその状態が時間「ｔ２」だけ維持するように、バルブ７２１の開度が制御される。これにより、幹線９１０の内圧が急激に上昇することを回避できる。

図１のシステムでは、図５の稼働時制御により、少なくとも時刻ＴＢまでには、幹線９１０の内圧は「設定値」以上に回復する。

また、本実施の形態では、幹線９１０の内圧が「設定値」まで回復した後、消費設備２０００内の設備８０１〜８０３は、これらの中で予め定められたシーケンスで、電源をオンされる。具体的には、幹線９１０の内圧の回復からＴ１後、設備８０１の電源がオンされる。次に、幹線９１０の内圧の回復からＴ２後、設備８０２の電源がオンされる。次に、幹線９１０の内圧の回復からＴ３後、設備８０３の電源がオンされる。このようなシーケンスで各設備の電源がオンされることにより、消費設備２０００内の環境をより安全に保持できる。ただし、消費設備２０００の環境が、複数の設備の間で電源をオンする順序等に影響を受けることがない場合には、設備８０１〜８０３の間での電源オンの順序は考慮される必要はない。

［設定画面］
図８は、図４〜図６を参照して説明した処理において利用された設定内容を入力するための画面（設定画面）の一例を示す図である。図８を参照して、各種の設定内容の入力について説明する。

図８には、画面３１０が示されている。コントローラ１００は、操作部１５に対して設定画面を呼出を要求する操作がなされると、または、ＰＣ３００を介して当該要求が入力されると、ＰＣ３００のディスプレイに画面３１０を表示させる。

画面３１０は、上記「設定値」、時間「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」の設定内容を入力するための表示欄３１４を含む。表示欄３１４において、「目標値」の入力欄が上記「設定値」の入力欄に相当する。また、「ディレイ１」，「ディレイ２」，「ディレイ３」のそれぞれの入力欄が、上記「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」の入力欄に相当する。

画面３１０は、上記「目標値１」「目標値２」および時間「ｔ１」「ｔ２」の設定内容を入力するための表示欄３１５を含む。表示欄３１５の「目標値１」についての圧力と時間の入力欄が、上記「目標値１」と「ｔ１」の入力欄に相当する。また、表示欄３１５の「目標値２」についての圧力と時間の入力欄が、上記「目標値２」と「ｔ２」の入力欄に相当する。

画面３１０に対して入力された設定内容は、たとえば、記録媒体１６に格納される。なお、各設定内容は、コントローラ１００外の記憶装置に格納され、ＣＰＵ１０は、当該設定内容を当該記憶装置から取得して図４〜図６を参照して説明した処理を実行してもよい。

［効果の報知］
コントローラ１００は、図４〜図６を参照して説明した処理が実行されることにより消費を抑えられたエネルギに関する情報を表示することができる。より具体的には、コントローラ１００は、図７の（Ｆ）の時刻ＴＡから時刻ＴＢまでの期間の圧縮空気の流量の、当該圧縮空気の流量についての規定値との差の積分値（図７の（Ｆ）のハッチング部分に相当）を、当該情報として表示する。

さらに、コントローラ１００は、上記積分値と、圧縮空気の単位体積当たりのコストとの積を、エネルギ消費が抑えられたことにより抑えられたコストとして、表示する。圧縮空気の単位体積当たりのコストは、たとえば、予め記録媒体１６等に登録されている。

図９は、消費を抑えられたエネルギに関する情報の表示画面の一例を示す図である。図９の画面７５０では、欄７５１に上記積分値が表示され、欄７５２に上記の「抑えられたコスト」が表示される。また、画面７５０には、「１０月３１日１３：００〜１６：００」として、時刻ＴＡから時刻ＴＢを特定する情報が表示される。

コントローラ１００は、非稼働状態において、稼働状態よりも、消費設備２０００への圧縮空気の供給量が抑えられるとともに、図９に画面７５０として示されたように、供給量が抑えられた効果が具体的に表示される。

［消費設備の評価］
コントローラ１００は、さらに、図４〜図６を参照して説明した処理の内容に基づいて、消費設備２０００の劣化の度合いを評価することができる。

たとえば、消費設備２０００において、幹線９１０や設備８０１〜８０３においてもれの度合いが大きいほど、バルブ７２１の開度を上昇させるとより急速に幹線９１０の圧力が低下する。このことから、たとえば、アイドリング制御の開始時の幹線９１０の圧力の低下の度合いに基づいて、消費設備２０００の劣化の度合いが評価され得る。より具体的には、図１０に示されるように、アイドリング制御の開始時において圧力の低下の速度が、消費設備２０００の初期状態でアイドリング制御が行われたときよりも、速くなっていれば消費設備２０００は劣化していると考えられる。一方、当該低下の速度が初期状態よりも遅くなっている場合には、消費設備２０００の劣化が改善されたと考えられる。

コントローラ１００は、このような評価の結果を、たとえば、所定期間ごとに、または、操作部１５に対する要求の入力もしくは外部の装置からの要求に応じて、ＰＣ３００に表示させる。

＜第２の実施の形態＞
図１のシステムにおける制御内容の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態のアイドリング制御では、幹線９１０の内圧が、予め設定された圧力値（後述する「目標値３」）まで低減するように、バルブ７２１の開度が調整される。また、第２の実施の形態の稼働時制御では、バルブ７２１の開度は段階を経ることなく上昇される。

図１１は、第２の実施の形態における稼働時制御のサブルーチンのフローチャートである。図１２は、第２の実施の形態におけるアイドリング制御のサブルーチンのフローチャートである。第２の実施の形態では、図５の処理の代わりに図１１の処理が、図６の処理の代わりに図１２の処理が、それぞれ実行される。

［稼働時制御］
第２の実施の形態の稼働時制御について、説明する。

図１１を参照して、ステップＳＡ１０２では、コントローラ１００は、バルブ７２１の開度を上昇させて、ステップＳＡ１１２へ処理を進める。開度を上昇させる態様（単位時間あたりの開度を低減する度合い、等）については、公知技術を採用することができるため、ここではその詳細は繰り返さない。

ステップＳＡ１１２では、コントローラ１００は、圧力センサ７０１の計測結果に基づいて、幹線９１０の内圧が予め設定された「設定値」に到達したか否かを判断する。そして、コントローラ１００は、「設定値」に到達したと判断するまで待機し、到達したと判断するとステップＳＡ１１４へ処理を進める。

ステップＳＡ１１４では、コントローラ１００は、ステップＳＡ１１２において上記内圧が上記「設定値」に到達したと判断されてから予め設定された時間「Ｔ１」が経過したことを条件として、設備８０１の電源をオンして、ステップＳＡ１１６へ処理を進める。

ステップＳＡ１１６では、コントローラ１００は、ステップＳＡ１１２において上記内圧が上記「設定値」に到達したと判断されてから予め設定された時間「Ｔ２」が経過したことを条件として、設備８０２の電源をオンして、ステップＳＡ１１８へ処理を進める。

ステップＳＡ１１８では、コントローラ１００は、ステップＳＡ１１２において上記内圧が上記「設定値」に到達したと判断されてから予め設定された時間「Ｔ３」が経過したことを条件として、設備８０３の電源をオンして、図４へ処理をリターンさせる。

［アイドリング制御］
第２の実施の形態のアイドリング制御について、説明する。

図１２を参照して、ステップＳＡ２０２で、コントローラ１００は、設備８０１〜８０３の電源をオフして、ステップＳＡ２０４へ処理を進める。

ステップＳＡ２０４で、コントローラ１００は、バルブ７２１の開度を低減させて、ステップＳＡ２０６へ処理を進める。ステップＳＡ２０４においてバルブ７２１の開度の低減の態様（単位時間あたりの開度を低減する度合い、等）については、公知技術を採用することができるため、ここではその詳細は繰り返さない。

ステップＳＡ２０６では、コントローラ１００は、幹線９１０の内圧が、予め設定された「目標値３」まで低下したか否かを判断する。コントローラ１００は、幹線９１０の内圧が、「目標値３」まで低下したと判断するまで、継続して、バルブ７２１の開度を低減する。そして、コントローラ１００は、「目標値３」まで低下したと判断すると、ステップＳＡ２０８へ処理を進める。

ステップＳＡ２０８では、コントローラ１００は、幹線９１０の内圧が、上記「目標値３」以上で維持されるようバルブ７２１の開度の調整を継続して、図４へ処理をリターンさせる。

これにより、次回、稼働時制御が開始されるまで、幹線９１０の内圧が、上記「目標値３」以上で維持される。

［システムの挙動］
図１３は、第２の実施の形態の制御による、図１のシステムの挙動を示す図である。図１３の（Ａ）〜（Ｆ）は、図７の（Ａ）〜（Ｆ）と同様の内容を表す。具体的には、（Ａ）は、幹線９１０の内圧を示す。（Ｂ）は、バルブ７２１の開閉の度合いを示す。（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ、設備８０１（out1），設備８０２（out2），設備８０３（out3）のそれぞれの電源のオン／オフの状態を示す。（Ｆ）は、バルブ７２１内の圧縮空気の流量を示す。

図１３から理解されるように、第２の実施の形態のシステムでは、時刻ＴＡから時刻ＴＢの期間、幹線９１０の内圧は、目標値３以上で維持される。

［設定画面］
図１４は、第２の実施の形態における設定内容を入力する画面の一例を示す図である。

図１４の画面３２０では、表示欄３２３の「目標値」の入力欄が、上記「目標値３」の入力欄に相当する。

また、画面３２０では、表示欄３２４において、「目標値」の入力欄が上記「設定値」の入力欄に相当する。また、「ディレイ１」，「ディレイ２」，「ディレイ３」のそれぞれの入力欄が、上記「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」の入力欄に相当する。

＜第３の実施の形態＞
図１のシステムにおける制御内容の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態のアイドリング制御では、幹線９１０における圧縮空気の流量が、予め設定された値（後述する「目標値４」）まで低減するように、バルブ７２１の開度が調整される。図１５は、第３の実施の形態における稼働時制御のサブルーチンのフローチャートである。第３の実施の形態では、図５の処理の代わりに図１５の処理が実行される。本実施の形態の稼働時制御は、第２の実施の形態と同様とすることができるため、詳細な説明は繰り返さない。

［アイドリング制御］
第３の実施の形態のアイドリング制御について、説明する。

図１５を参照して、ステップＳＡ３０２で、コントローラ１００は、設備８０１〜８０３の電源をオフして、ステップＳＡ３０４へ処理を進める。

ステップＳＡ３０４で、コントローラ１００は、バルブ７２１の開度を低減させて、ステップＳＡ３０６へ処理を進める。ステップＳＡ３０４においてバルブ７２１の開度の低減の態様（単位時間あたりの開度を低減する度合い、等）については、公知技術を採用することができるため、ここではその詳細は繰り返さない。

ステップＳＡ３０６では、コントローラ１００は、幹線９１０内の圧縮空気の流量が、予め設定された「目標値４」まで低下したか否かを判断する。コントローラ１００は、当該流量が、「目標値４」まで低下したと判断するまで、継続して、バルブ７２１の開度を低減する。そして、コントローラ１００は、当該流量が「目標値４」まで低下したと判断すると、ステップＳＡ３０８へ処理を進める。

ステップＳＡ３０８では、コントローラ１００は、幹線９１０内の圧縮空気の流量が、上記「目標値４」で維持されるようバルブ７２１の開度の調整を継続して、図４へ処理をリターンさせる。

これにより、次回、稼働時制御が開始されるまで、幹線９１０内の圧縮空気の流量が、上記「目標値４」以上で維持される。

［システムの挙動］
図１６は、第３の実施の形態の制御による、図１のシステムの挙動を示す図である。図１６の（Ａ）〜（Ｆ）は、図７の（Ａ）〜（Ｆ）と同様の内容を表す。具体的には、（Ａ）は、幹線９１０の内圧を示す。（Ｂ）は、バルブ７２１の開閉の度合いを示す。（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、それぞれ、設備８０１（out1），設備８０２（out2），設備８０３（out3）のそれぞれの電源のオン／オフの状態を示す。（Ｆ）は、バルブ７２１内の圧縮空気の流量を示す。

図１６から理解されるように、第３の実施の形態のシステムでは、時刻ＴＡから時刻ＴＢの期間、幹線９１０内の圧縮空気の流量は、目標値４以上で維持される。

［設定画面］
図１７は、第３の実施の形態における設定内容を入力する画面の一例を示す図である。

図１７の画面３３０では、表示欄３３３の「目標値」の入力欄が、上記「目標値４」の入力欄に相当する。

また、画面３３０では、表示欄３３４において、「目標値」の入力欄が上記「設定値」の入力欄に相当する。また、「ディレイ１」，「ディレイ２」，「ディレイ３」のそれぞれの入力欄が、上記「Ｔ１」「Ｔ２」「Ｔ３」の入力欄に相当する。

今回開示された各実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態およびその変形例は、単独でも、また必要に応じて適宜組み合わされて、実施されることが意図される。

本実施の形態において説明された制御装置は、圧縮空気の流量等の制御の他に、他の流体（たとえば、窒素ガス、冷却水、熱水など）の制御にも適用することができる。

１００ コントローラ、１０１ データ蓄積部、１０２ 制御情報生成部、１０３ 制御情報送信部、１０４ 省エネ情報生成部、１０５ 表示制御部、３００ ＰＣ、４００ 制御盤、７０１ 圧力センサ、７２２ 流量センサ、８０１〜８０３ 設備、９１０ 幹線。

Claims (10)

1. 流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するライン制御装置であって、
   前記設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶する記憶手段と、
   前記供給ラインの内圧または流体の流量を取得する取得手段と、
   前記非稼働状態での前記供給ラインの開度を、前記供給ラインの内圧または流体の流量を前記設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、前記稼働状態における前記開度よりも低下させる制御手段とを備える、ライン制御装置。
2. 前記設備への電力の供給を制御する電力供給手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記非稼働状態から前記稼働状態への移行時に、前記供給ラインの開度を上昇させ、
   前記電力供給手段は、前記非稼働状態から前記稼働状態への移行時に、前記供給ラインの内圧が前記設備の稼働に適した設定値に到達したことを条件として、前記設備への電力の投入を開始する、請求項１に記載のライン制御装置。
3. 前記設備への電力の供給を制御する電力供給手段をさらに備え、
   前記電力供給手段は、前記非稼働状態から前記稼働状態への移行時に、前記供給ラインの内圧が前記設備の稼働に適した設定値に到達したことを条件として、前記設備への電力の投入を開始する、請求項１に記載のライン制御装置。
4. 前記供給ラインには複数の設備が接続され、
   前記電力供給手段は、前記非稼働状態から前記稼働状態への移行時に、前記供給ラインの内圧が前記設定値に到達したことを条件として、複数の前記設備中で予め定められた順序で、複数の前記設備への電力の投入を開始する、請求項２または請求項３に記載のライン制御装置。
5. 前記制御手段は、前記非稼働状態から前記稼働状態への移行時に、前記供給ラインの開度を段階的に上昇させる、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のライン制御装置。
6. 前記制御手段は、前記供給ラインの開度を或る段階に上昇させたとき、前記供給ラインの内圧が当該或る段階に対応する圧力まで上昇したことを条件として、次の段階へと前記供給ラインの開度を上昇させる、請求項５に記載のライン制御装置。
7. 前記制御手段は、前記非稼働状態において、前記供給ラインの開度を前記稼働状態での開度より低下させたことによって消費を抑えられたエネルギに関する情報を表示する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のライン制御装置。
8. 前記情報は、前記非稼働状態において、前記供給ラインの開度を前記稼働状態での開度より低下させたことによって前記供給ラインへの流出を抑えられた流体の量に基づく情報である、請求項７に記載のライン制御装置。
9. 流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するライン制御装置の制御方法であって、
   前記ライン制御装置のコンピュータが、
   前記設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶するステップと、
   前記供給ラインの内圧または流体の流量を取得するステップと、
   前記非稼働状態での前記供給ラインの開度を、前記供給ラインの内圧または流体の流量を前記設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、前記稼働状態における前記開度よりも低下させるステップとを含む、ライン制御装置の制御方法。
10. 流体の供給源と設備とを接続する供給ラインの開閉の度合いを制御するためのコンピュータが実行可能なプログラムであって、
    当該プログラムは、コンピュータに、
    前記設備の稼働状態および非稼働状態を特定する情報を記憶するステップと、
    前記供給ラインの内圧または流体の流量を取得するステップと、
    前記非稼働状態での前記供給ラインの開度を、前記供給ラインの内圧または流体の流量を前記設備の許容範囲内の値である所定の圧力以上または所定の流量以上で維持しながら、前記稼働状態における前記開度よりも低下させるステップとを実行させる、プログラム。

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