JP5923416B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作量上限値、操作量下限値の少なくとも一方を利用した制御ソリューションが上位側の装置で行なわれる場合に、上位側の装置と組み合わせて使用される下位側の制御装置に関するものである。

地球温暖化問題に起因する法改正などに伴い、工場や生産ラインのエネルギー使用量管理が強く求められている。工場内の加熱装置や空調機器は特にエネルギー使用量の大きな設備装置であるため、エネルギー使用量の上限を、本来備える最大量よりも低く抑えるように管理されることが多い。例えば電力を使用する設備装置では、電力デマンド管理システムからの指示により、特定の電力使用量以内に制限する運用が行なわれている。

特に複数の電気ヒータを備える加熱装置では、立ち上げ時（複数の電気ヒータが設置されている領域の一斉昇温時）に同時供給される総電力を抑制するために、電力総和抑制制御（特許文献１参照）などが提案されている。図１２は特許文献１に開示された加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉１００と、加熱処理炉１００の内部に設置された複数の制御アクチュエータであるヒータＨ１〜Ｈ４と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される領域の温度を測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ４と、ヒータＨ１〜Ｈ４に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する電力総和抑制制御装置の上位側制御部１０１と、電力総和抑制制御装置の下位側制御部１０２と、下位側制御部１０２から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をそれぞれヒータＨ１〜Ｈ４に供給する電力調整器１０３−１〜１０３−４とから構成される。

電力総和抑制制御装置の上位側制御部１０１は、電力を管理する電力デマンド管理システムのコンピュータである上位ＰＣ１０４から、ヒータＨ１〜Ｈ４の電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信し、各ヒータＨ１〜Ｈ４の使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出して、この使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えないように各制御ループの操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４を算出する。

電力総和抑制制御装置の下位側制御部１０２は、複数の制御ループＲｉ（ｉ＝１〜ｎであり、制御ループの個数ｎは図１２の例ではｎ＝４）を形成する温調計Ｃ１〜Ｃ４により構成される。各温調計Ｃ１〜Ｃ４は、それぞれ例えばＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出し、操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４以下に制限する上限リミット処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を対応する制御ループの電力調整器１０３−１〜１０３−４に出力する。こうして、温調計Ｃ１〜Ｃ４の操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４を操作することで、総電力抑制を実現する。

特許文献１に開示された電力総和抑制制御では、下位側制御部１０２として通常の温調計を採用できる。つまり、装置メーカにとっては、扱いやすい計装方式である。
ところで、通常の温調計において、操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨの記憶領域は、温調計内にユーザ設定される１種類のみである。設定値ＳＰ（温度制御であれば温度設定値）あるいは制御量ＰＶ（温度制御であれば温度計測値）に連動して切り換えられる複数のものもあるにしても、タイプとしては温調計内にユーザ設定される１種類ということに変わりはない。また、ＰＩＤパラメータを調整するためのオートチューニング機能に専用の操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨを、特別な記憶領域に確保する制御装置もあるが（特許文献２参照）、この記憶領域はあくまでもオートチューニング実行時専用のものである。すなわち、ＰＩＤ制御の実行中に２種類の操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨが適用候補として同時に与えられることはない。

特開２０１２−０４８５３３号公報 特開２００３−３３０５０４号公報

上記のように、通常の温調計において、操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨの記憶領域は、温調計内にユーザ設定される１種類のみである。したがって、特許文献１に開示された電力総和抑制制御などにおいて、下位側制御部１０２として温調計を採用する場合、１種類のみの操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨの記憶領域を上位側が独占的に利用することにならざるを得ない。特許文献１に開示された電力総和抑制制御では、下位側制御部１０２に通常設定されるべき操作量上限値ＯＨを、上位側制御部１０１が予め把握しておく手順になる。ゆえに、下位側制御部１０２の事情で制御実行中（制御開始後）に操作量下限値ＯＬまたは操作量上限値ＯＨを適宜変更したとしても、上位側制御部１０１からは過去（変更以前）の操作量上限値ＯＨを前提にした送信・再変更が発生してしまう。すなわち、下位側制御部１０２で更新された操作量上限値ＯＨに対する上書きが発生してしまう。

例えば、特許文献１に開示された電力総和抑制制御を開始する際に、下位側制御部１０２では操作量上限値ＯＨ＝１００％が設定されるとする。上位側制御部１０１にはこの操作量上限値ＯＨ＝１００％が予め登録され、上位側制御部１０１は、この登録を前提にして下位側制御部１０２に対して例えば操作量上限値ＯＨ＝９０％とかＯＨ＝８０％という可変の操作量上限値ＯＨを送信する。そして、この操作量上限値ＯＨの値が下位側制御部１０２の記憶領域に書き込まれることで、下位側制御部１０２は、ＰＩＤ制御演算で算出した操作量ＭＶを操作量上限値ＯＨ以下に制限する上限リミット処理を行なう。

このとき、下位側制御部１０２のオペレータが下位側制御部１０２（温調計）の操作パネルを介して、下位側の事情で下位側制御部１０２の記憶領域の操作量上限値ＯＨを７０％に変更したとする。通常の温調計には操作量上限値ＯＨを常時外部に通信する機能はなく、装置内の標準的な計装としても通信機能の接続は煩わしいので、この操作量上限値ＯＨ＝７０％への変更は上位側制御部１０１には送信されない。その場合、上位側制御部１０１は、相変わらず操作量上限値ＯＨ＝１００％を前提にして下位側制御部１０２に設定すべき操作量上限値ＯＨを算出するので、この上位側制御部１０１が算出した操作量上限値ＯＨが下位側制御部１０２の記憶領域に書き込まれることになる。したがって、下位側の事情による操作量上限値ＯＨ＝７０％のリミットは、無効になってしまう。

なお、温調計は温調計メーカから装置メーカに出荷され、温調計が計装された装置は装置メーカからエンドユーザに大量に出荷される。特許文献１に開示された電力総和抑制制御のような特殊な制御技術は、制御技術ベンダーである温調計メーカが主導するのが一般的なので、エンドユーザのオペレータにまでは実用上の留意事項が伝わり難い。したがって、下位側（温調計）のオペレータは、操作パネルを介して行なう設定変更が上書きされる可能性を知らないケースが多い。

このように、上位側の操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨの用途や決定方法次第では、操作量ＭＶのリミット処理という本来の意義が損なわれることもあり得る。特許文献１に開示された電力総和抑制制御は操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨを利用した制御ソリューションの代表的な事例であり、上記の問題点は、このタイプの制御ソリューションに共通する問題点である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、操作量上限値、操作量下限値の少なくとも一方を利用した制御ソリューションが上位側の装置で行なわれる場合に、下位側の事情によるリミット処理が無効になることを防ぐことができる制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、上位側の装置から設定される操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値ＯＨ１記憶手段と、オペレータによって設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶手段と、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値選択手段と、操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する前記上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、前記上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨより大きいときに、アラーム信号を出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の制御装置は、上位側の装置から設定される操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値ＯＬ１記憶手段と、オペレータによって設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶手段と、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値選択手段と、操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する前記下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、前記下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬより小さいときに、アラーム信号を出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の制御装置は、上位側の装置から設定される操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値ＯＨ１記憶手段と、オペレータによって設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶手段と、オペレータによって設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶手段と、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値選択手段と、この上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、操作量上限値ＯＨ１が操作量下限値ＯＬ２よりも小さい場合には、操作量下限値ＯＬ２を前記上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値変更手段と、操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記上限値選択手段あるいは前記上限値変更手段で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する前記上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段と、この上限リミット処理手段から出力された操作量ＭＶを、前記操作量下限値ＯＬ２記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ２以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、前記上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨより大きいときに、アラーム信号を出力する第１アラーム出力手段と、前記上限値変更手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２であるときに、アラーム信号を出力する第２アラーム出力手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の制御装置は、上位側の装置から設定される操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値ＯＬ１記憶手段と、オペレータによって設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶手段と、オペレータによって設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶手段と、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値選択手段と、この下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、操作量下限値ＯＬ１が操作量上限値ＯＨ２よりも大きい場合には、操作量上限値ＯＨ２を前記下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値変更手段と、操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記下限値選択手段あるいは前記下限値変更手段で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する前記下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段と、この下限リミット処理手段から出力された操作量ＭＶを、前記操作量上限値ＯＨ２記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ２以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、前記下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬより小さいときに、アラーム信号を出力する第１アラーム出力手段と、前記下限値変更手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２であるときに、アラーム信号を出力する第２アラーム出力手段とを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用するので、上位側からの操作量上限値ＯＨ１の設定によって、制御装置側の事情による上限リミット処理が無効になることを防ぐことができる。

また、本発明では、上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２で、制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨより大きいときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

また、本発明では、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用するので、上位側からの操作量下限値ＯＬ１の設定によって、制御装置側の事情による下限リミット処理が無効になることを防ぐことができる。

また、本発明では、下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２で、制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬより小さいときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

また、本発明では、上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１が操作量下限値ＯＬ２よりも小さい場合には、操作量下限値ＯＬ２を上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用するようにしたので、操作量上限値ＯＨ１が、ユーザ設定の操作量下限値ＯＬ２を下回るという極端に不整合なケースに対応することができる。

また、本発明では、上限値変更手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２であるときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

また、本発明では、下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１が操作量上限値ＯＨ２よりも大きい場合には、操作量上限値ＯＨ２を下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用するようにしたので、操作量下限値ＯＬ１が、ユーザ設定の操作量上限値ＯＨ２を上回るという極端に不整合なケースに対応することができる。

また、本発明では、下限値変更手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２であるときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態を組み合わせた場合の操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１の変化を示す図である。 本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態を組み合わせた場合の操作量上限値ＯＨの変化を示す図である。 本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態を組み合わせた場合の操作量下限値ＯＬの変化を示す図である。 複数の電気ヒータを備える加熱装置の構成を示すブロック図である。

［発明の原理１］
制御ソリューションが上位側（ＰＣ機能など）に実装され、通信により任意設定として下位側の温調計に送信される操作量下限値ＯＬ１および操作量上限値ＯＨ１は、制御の適正化を温調計の上位側からコントロールするために適宜設定される。下位側の温調計内にユーザ設定されるべき操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２は、装置内都合や現場事情などにより設定される。この場合、設定者はエンドユーザ（装置ユーザ）のオペレータである。

操作量下限値ＯＬ１とＯＬ２、操作量上限値ＯＨ１とＯＨ２は異なる理由で設定されるので異なる値になり得るが、温調計のＰＩＤ制御演算では、操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨは積分動作に対するアンチリセットワインドアップ処理の指標としても利用されるので、操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨはそれぞれ最終的には１個ずつに限定されなければならない。逆に言えば、操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨはそれぞれ最終的に１個ずつに絞り込まれさえすれば問題ない。

ここで、発明者は、下位側での操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２の決定は安全性や装置寿命を考慮した不可欠的な要求によるものであり、これに比べれば上位側での操作量下限値ＯＬ１および操作量上限値ＯＨ１の決定は制御性改善や電力抑制を目的とした追加的な要求によるものであることに着眼した。
そして、記憶領域を２個にして、温調計内にユーザ設定される操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２の優先順位を高くする処理を温調計内に備えることに想到した。実質的には、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２の比較では小さい方を採用し、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２の比較では大きい方を採用すればよい。

例えば不可欠的な要求による操作量上限値ＯＨ２は安全性や装置寿命を考慮して設定されるので、この操作量上限値ＯＨ２より小さい操作量上限値ＯＨ１が採用されるのであれば、安全性や装置寿命の点でも問題はない。一方で、追加的な要求による操作量上限値ＯＨ１は制御の適正化を目的としたものであり、この操作量上限値ＯＨ１より小さい操作量上限値ＯＨ２が採用されるのであれば、制御の適正化のためには操作量ＭＶの過剰な抑制ということにもなり得るが、追加的な要求が若干犠牲になったとしても大きな支障はない。

［発明の原理２］
２種類の操作量上限値ＯＨ１とＯＨ２が存在する場合、２種類の操作量上限値同士を比較して１種類に絞り込めば十分と考えられる。しかし、設定理由が異なる２種類の操作量上限値ＯＨ１とＯＨ２が存在する場合、矛盾が発生し得るという問題点があった。例えば同じ設定理由で決定される操作量下限値ＯＬ２と操作量上限値ＯＨ２の間では、ＯＨ２＞ＯＬ２という大小関係が成立するのが大前提である。しかし、別の理由で決定される操作量上限値ＯＨ１が、ユーザ設定の操作量下限値ＯＬ２を下回る（ＯＨ１＜ＯＬ２）という極端に不整合なケースがあり得る。

２種類の操作量下限値ＯＬ１とＯＬ２が存在する場合も同様である。例えば同じ設定理由で決定される操作量下限値ＯＬ２と操作量上限値ＯＨ２（ＯＨ２＞ＯＬ２）に対して、別の理由で決定される操作量下限値ＯＬ１が、ユーザ設定の操作量上限値ＯＨ２を上回る（ＯＬ１＞ＯＨ２）という極端に不整合なケースがあり得る。

これらの場合においても、下位側での操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２の決定は安全性や装置寿命を考慮した不可欠的な要求によるものであり、これに比べれば上位側での操作量下限値ＯＬ１および操作量上限値ＯＨ１の決定は制御性改善を目的とした追加的な要求によるものであることに着眼できる。すなわち、温調計内にユーザ設定される操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２の優先順位を高くする処理を温調計内に備えることに想到できる。例えば、ＯＨ１＜ＯＬ２の場合には操作量上限値も操作量下限値もＯＬ２の値が最終的に採用され、ＯＬ１＞ＯＨ２の場合には操作量上限値も操作量下限値もＯＨ２の値が最終的に採用される。

［発明の原理３］
上記発明の原理１を採用する場合、通信により任意設定される操作量下限値ＯＬ１および操作量上限値ＯＨ１を利用して操作量ＭＶを上位側から操作しようとしているときに、温調計内にユーザ設定される操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２により、操作量ＭＶの操作が達成されない状況が発生し得る。この状況は操作量ＭＶに対する通常のリミット処理が行なわれている状況とは異なるので、オペレータは特別な状況が発生していることを認識すべきである。

したがって、発明者は、操作量ＭＶに対する通常のリミット処理が行なわれている状況とは異なる場合に限ってオペレータが認識できるアラームが必要であり、このようなアラーム機能を設けることに想到した。
上記発明の原理１を採用する場合、アラームを発生すべき状況は、具体的には、操作量上限値ＯＨ１とＯＨ２の比較により操作量上限値ＯＨ２が採用され、操作量上限値ＯＨ１が却下された状況であるときに、操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨ２でリミット処理された状況である。操作量上限値ＯＨ２が採用されても、結果的に操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨ２でリミット処理されなかったのなら、仮に操作量上限値ＯＨ１が採用されていても、操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨ１でリミット処理されていないはずであるから、上位側から見れば操作が達成されていないことにはならない。

また、上記発明の原理１を採用する場合、アラームを発生すべき別の状況は、操作量下限値ＯＬ１とＯＬ２の比較により操作量下限値ＯＬ２が採用され、操作量下限値ＯＬ１が却下された状況であるときに、操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬ２でリミット処理された状況である。操作量下限値ＯＬ２が採用されても、結果的に操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬ２でリミット処理されなかったのなら、仮に操作量下限値ＯＬ１が採用されていても、操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬ１でリミット処理されていないはずであるから、上位側から見れば操作が達成されていないことにはならない。

［発明の原理４］
上記発明の原理２を採用する場合、通信により任意設定される操作量下限値ＯＬ１および操作量上限値ＯＨ１を利用して操作量ＭＶを上位側から操作しようとしているときに、温調計内にユーザ設定される操作量下限値ＯＬ２および操作量上限値ＯＨ２により、操作量ＭＶの操作が達成されない状況が発生し得る。この状況は操作量ＭＶに対する通常のリミット処理が行なわれている状況とは異なるので、オペレータは特別な状況が発生していることを認識すべきである。

したがって、発明者は、操作量ＭＶに対する通常のリミット処理が行なわれている状況とは異なる場合に限ってオペレータが認識できるアラームが必要であり、このようなアラーム機能を設けることに想到した。
上記発明の原理２を採用する場合、アラームを発生すべき状況は、具体的には、ＯＨ１＜ＯＬ２の場合に操作量上限値および操作量下限値としてＯＬ２の値が採用されている状況である。
また、上記発明の原理２を採用する場合、アラームを発生すべき別の状況は、具体的には、ＯＬ１＞ＯＨ２の場合に操作量上限値および操作量下限値としてＯＨ２の値が採用されている状況である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、上記発明の原理１および発明の原理３に対応するものである。図１は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、主に通信により任意設定される操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値ＯＨ１記憶部１と、主にユーザ設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶部２と、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を後述する上限リミット処理部で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値選択部３と、操作量ＭＶを算出する制御演算部４と、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理部５と、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２であり、上限リミット処理部５で操作量ＭＶが上限リミット処理されたときに、アラーム信号を出力するアラーム出力部６とを有する。

図１の制御装置は温調計によって実現される。図１２に示した加熱装置に適用する場合、図１の制御装置は温調計Ｃ１〜Ｃ４の各々に相当する。この場合、電力総和抑制制御装置の上位側制御部１０１から送信された操作量上限値ＯＨ１が操作量上限値ＯＨ１記憶部１に記憶されることになる。

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図２を用いて説明する。まず、オペレータが、制御開始前に図１の制御装置の操作パネル（不図示）を介して、操作量上限値ＯＨ２記憶部２に操作量上限値ＯＨ２をオフライン設定する（図２ステップＳ１００）。ここでは、操作量上限値ＯＨ２＝９０％と設定したものとする。
次に、操作量上限値ＯＨを利用した制御ソリューションが上位側で開始されると（図２ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、図１の制御装置でも一連の処理を開始する。例えば特許文献１に開示された電力総和抑制制御の場合、使用電力を抑制すべく上位側制御部１０１が動作を開始する。

［操作量上限値ＯＨ１が選択され、操作量ＭＶが上限リミット処理されない場合の動作］
上位側制御部１０１は、操作量上限値ＯＨ１記憶部１に操作量上限値ＯＨ１をオンライン設定する（図２ステップＳ１０２）。ここでは、操作量上限値ＯＨ１＝８０％と設定したものとする。

上限値選択部３は、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して（図２ステップＳ１０３）、小さい方を上限リミット処理部５で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する。上限値選択部３は、ＯＨ１＝８０％、ＯＨ２＝９０％なので、ＯＨ１＝８０％を選択し、上限リミット処理部５に対して操作量上限値ＯＨ＝ＯＨ１＝８０％を設定する（図２ステップＳ１０４）。なお、操作量上限値ＯＨ１とＯＨ２が等しい場合は、操作量上限値ＯＨ１を選択すればよい。

次に、制御演算部４は、ＰＩＤ制御演算により、例えば以下の伝達関数式のように操作量ＭＶを算出する（図２ステップＳ１０６）。
ＭＶ＝（１００／Ｐｂ）｛１＋（１／Ｔｉｓ）＋Ｔｄｓ｝（ＳＰ−ＰＶ）
・・・（１）
式（１）において、ＳＰは設定値（制御装置の適用対象が加熱装置の場合は温度設定値）、ＰＶは制御量（制御装置の適用対象が加熱装置の場合は温度計測値）、Ｐｂは予め規定された比例帯、Ｔｉは予め規定された積分時間、Ｔｄは予め規定された微分時間、ｓはラプラス演算子である。ここでは、操作量ＭＶ＝７０％を算出したものとする。

上限リミット処理部５は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理を行ない、リミット処理した操作量ＭＶを制御対象（制御装置の適用対象が加熱装置の場合は電力調整器１０３）に出力する（図２ステップＳ１０７）。
ＩＦ ＭＶ＞ＯＨ ＴＨＥＮ ＭＶ＝ＯＨ ・・・（２）
つまり、上限リミット処理部５は、操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨより大きい場合、操作量ＭＶ＝ＯＨとする。ここで、操作量ＭＶ＝７０％、操作量上限値ＯＨ＝８０％なので、操作量ＭＶ＝７０％のまま出力される。

アラーム出力部６は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２で、上限リミット処理部５で操作量ＭＶが上限リミット処理された場合には（図２ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力するが（図２ステップＳ１０９）、ここでは上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１なので、アラーム信号は出力されない。

以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図２ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。

［操作量上限値ＯＨ１が選択され、操作量ＭＶが上限リミット処理される場合の動作］
図２のステップＳ１０２において、上位側制御部１０１が、操作量上限値ＯＨ１記憶部１に操作量上限値ＯＨ１＝７５％をオンライン設定すると、上限値選択部３は、操作量上限値ＯＨ１＝７５％と操作量上限値ＯＨ２＝９０％を比較して（図２ステップＳ１０３）、小さい方のＯＨ１＝７５％を上限リミット処理部５で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する（図２ステップＳ１０４）。

図２のステップＳ１０６において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝８０％を算出したものとする。
上限リミット処理部５は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶ＝８０％を、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨ＝７５％以下に制限するので、上限リミット処理した操作量ＭＶ＝７５％を制御対象に出力する（図２ステップＳ１０７）。
アラーム出力部６は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１なので（図２ステップＳ１０８においてＮＯ）、アラーム信号を出力しない。

［操作量上限値ＯＨ２が選択され、操作量ＭＶが上限リミット処理されない場合の動作］
図２のステップＳ１０２において、上位側制御部１０１が、操作量上限値ＯＨ１記憶部１に操作量上限値ＯＨ１＝９５％をオンライン設定すると、上限値選択部３は、操作量上限値ＯＨ１＝９５％と操作量上限値ＯＨ２＝９０％を比較して（図２ステップＳ１０３）、小さい方のＯＨ２＝９０％を上限リミット処理部５で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する（図２ステップＳ１０５）。

図２のステップＳ１０６において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝８５％を算出したものとする。
上限リミット処理部５は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶ＝８５％を、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨ＝９０％以下に制限するので、操作量ＭＶ＝８５％をそのまま制御対象に出力する（図２ステップＳ１０７）。
アラーム出力部６は、操作量ＭＶが上限リミット処理されていないので（図２ステップＳ１０８においてＮＯ）、アラーム信号を出力しない。

［操作量上限値ＯＨ２が選択され、操作量ＭＶが上限リミット処理される場合の動作］
図２のステップＳ１０２において、上位側制御部１０１が、操作量上限値ＯＨ１記憶部１に操作量上限値ＯＨ１＝９５％をオンライン設定すると、上限値選択部３は、操作量上限値ＯＨ１＝９５％と操作量上限値ＯＨ２＝９０％を比較して（図２ステップＳ１０３）、小さい方のＯＨ２＝９０％を上限リミット処理部５で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する（図２ステップＳ１０５）。

図２のステップＳ１０６において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝９３％を算出したものとする。
上限リミット処理部５は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶ＝９３％を、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨ＝９０％以下に制限するので、上限リミット処理した操作量ＭＶ＝９０％を制御対象に出力する（図２ステップＳ１０７）。

アラーム出力部６は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２であり、上限リミット処理部５で操作量ＭＶが上限リミット処理されたので（図２ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力する（図２ステップＳ１０９）。アラームの出力の仕方としては、アラーム信号に応じた表示、ランプの点灯、音声出力などがある。

以上のように、本実施の形態では、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を上限リミット処理部５で用いる操作量上限値ＯＨとして採用するので、上位側からの操作量上限値ＯＨ１の設定によって、制御装置（温調計）側の事情による上限リミット処理が無効になることを防ぐことができる。また、本実施の形態では、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２で、上限リミット処理部５で操作量ＭＶが上限リミット処理されたときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理１および発明の原理３に対応する別の例である。図３は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、制御演算部４と、主に通信により任意設定される操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値ＯＬ１記憶部７と、主にユーザ設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶部８と、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を後述する下限リミット処理部で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値選択部９と、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理部１０と、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２であり、下限リミット処理部１０で操作量ＭＶが下限リミット処理されたときに、アラーム信号を出力するアラーム出力部１１とを有する。図３の制御装置は温調計によって実現される。

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図４を用いて説明する。まず、オペレータが、制御開始前に図３の制御装置の操作パネル（不図示）を介して、操作量下限値ＯＬ２記憶部８に操作量下限値ＯＬ２をオフライン設定する（図４ステップＳ２００）。ここでは、操作量下限値ＯＬ２＝１０％と設定したものとする。
次に、操作量下限値ＯＬを利用した制御ソリューションが上位側の装置（ＰＣなど）で開始されると（図４ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、図３の制御装置でも一連の処理を開始する。

［操作量下限値ＯＬ１が選択され、操作量ＭＶが下限リミット処理されない場合の動作］
上位側の装置は、操作量下限値ＯＬ１記憶部７に操作量下限値ＯＬ１をオンライン設定する（図４ステップＳ２０２）。ここでは、操作量下限値ＯＬ１＝２０％と設定したものとする。

下限値選択部９は、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して（図４ステップＳ２０３）、大きい方を下限リミット処理部１０で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する。下限値選択部９は、ＯＬ１＝２０％、ＯＬ２＝１０％なので、ＯＬ１＝２０％を選択し、下限リミット処理部１０に対して操作量下限値ＯＬ＝ＯＬ１＝２０％を設定する（図４ステップＳ２０４）。なお、操作量下限値ＯＬ１とＯＬ２が等しい場合は、操作量下限値ＯＬ１を選択すればよい。

次に、制御演算部４は、ＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶを算出する（図４ステップＳ２０６）。この処理は図２のステップＳ１０６と同じである。ここでは、操作量ＭＶ＝３０％を算出したものとする。

下限リミット処理部１０は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理を行ない、リミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する（図４ステップＳ２０７）。
ＩＦ ＭＶ＜ＯＬ ＴＨＥＮ ＭＶ＝ＯＬ ・・・（３）
つまり、下限リミット処理部１０は、操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬより小さい場合、操作量ＭＶ＝ＯＬとする。ここで、操作量ＭＶ＝３０％、操作量下限値ＯＬ＝２０％なので、操作量ＭＶ＝３０％のまま出力される。

アラーム出力部１１は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２で、下限リミット処理部１０で操作量ＭＶが下限リミット処理された場合には（図４ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力するが（図４ステップＳ２０９）、ここでは下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１なので、アラーム信号は出力されない。

以上のようなステップＳ２０１〜Ｓ２０９の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図４ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。

［操作量下限値ＯＬ１が選択され、操作量ＭＶが下限リミット処理される場合の動作］
図４のステップＳ２０２において、上位側の装置が、操作量下限値ＯＬ１記憶部７に操作量下限値ＯＬ１＝２５％をオンライン設定すると、下限値選択部９は、操作量下限値ＯＬ１＝２５％と操作量下限値ＯＬ２＝１０％を比較して（図４ステップＳ２０３）、大きい方のＯＬ１＝２５％を下限リミット処理部１０で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する（図４ステップＳ２０４）。

図４のステップＳ２０６において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝２０％を算出したものとする。
下限リミット処理部１０は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶ＝２０％を、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬ＝２５％以上に制限するので、下限リミット処理した操作量ＭＶ＝２５％を制御対象に出力する（図４ステップＳ２０７）。
アラーム出力部１１は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１なので（図４ステップＳ２０８においてＮＯ）、アラーム信号を出力しない。

［操作量下限値ＯＬ２が選択され、操作量ＭＶが下限リミット処理されない場合の動作］
図４のステップＳ２０２において、上位側の装置が、操作量下限値ＯＬ１記憶部７に操作量下限値ＯＬ１＝５％をオンライン設定すると、下限値選択部９は、操作量下限値ＯＬ１＝５％と操作量下限値ＯＬ２＝１０％を比較して（図４ステップＳ２０３）、大きい方のＯＬ２＝１０％を下限リミット処理部１０で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する（図４ステップＳ２０５）。

図４のステップＳ２０６において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝１５％を算出したものとする。
下限リミット処理部１０は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶ＝１５％を、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬ＝１０％以上に制限するので、操作量ＭＶ＝１５％をそのまま制御対象に出力する（図４ステップ２１０７）。
アラーム出力部１１は、操作量ＭＶが下限リミット処理されていないので（図４ステップＳ２０８においてＮＯ）、アラーム信号を出力しない。

［操作量下限値ＯＬ２が選択され、操作量ＭＶが下限リミット処理される場合の動作］
図４のステップＳ２０２において、上位側の装置が、操作量下限値ＯＬ１記憶部７に操作量下限値ＯＬ１＝５％をオンライン設定すると、下限値選択部９は、操作量下限値ＯＬ１＝５％と操作量下限値ＯＬ２＝１０％を比較して（図４ステップＳ２０３）、大きい方のＯＬ２＝１０％を下限リミット処理部１０で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する（図４ステップＳ２０５）。

図４のステップＳ２０６において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝７％を算出したものとする。
下限リミット処理部１０は、制御演算部４で算出された操作量ＭＶ＝７％を、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬ＝１０％以上に制限するので、下限リミット処理した操作量ＭＶ＝１０％を制御対象に出力する（図４ステップＳ２０７）。

アラーム出力部１１は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２であり、下限リミット処理部１０で操作量ＭＶが下限リミット処理されたので（図４ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力する（図４ステップＳ２０９）。

以上のように、本実施の形態では、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を下限リミット処理部１０で用いる操作量下限値ＯＬとして採用するので、上位側からの操作量下限値ＯＬ１の設定によって、制御装置（温調計）側の事情による下限リミット処理が無効になることを防ぐことができる。また、本実施の形態では、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２で、下限リミット処理部１０で操作量ＭＶが下限リミット処理されたときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理２および発明の原理４に対応する構成を第１の実施の形態に加えたものである。図５は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、操作量上限値ＯＨ１記憶部１と、操作量上限値ＯＨ２記憶部２と、上限値選択部３と、制御演算部４と、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを上限値選択部３あるいは後述する上限値変更部で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理部５ａと、アラーム出力部６と、操作量下限値ＯＬ２記憶部８と、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ２記憶部８に記憶されている操作量下限値ＯＬ２以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理部１０ａと、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、ＯＨ１＜ＯＬ２の場合には操作量下限値ＯＬ２を上限リミット処理部５ａで用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値変更部１２と、上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２であるときに、アラーム信号を出力するアラーム出力部１３とを有する。

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図６を用いて説明する。まず、オペレータが、制御開始前に図５の制御装置の操作パネル（不図示）を介して、操作量上限値ＯＨ２記憶部２に操作量上限値ＯＨ２をオフライン設定する（図６ステップＳ３００）。ここでは、操作量上限値ＯＨ２＝８０％と設定したものとする。
また、オペレータは、制御開始前に図５の制御装置の操作パネルを介して、操作量下限値ＯＬ２記憶部８に操作量下限値ＯＬ２をオフライン設定する（図６ステップＳ３０１）。ここでは、操作量下限値ＯＬ２＝２０％と設定したものとする。
次に、操作量上限値ＯＨを利用した制御ソリューションが上位側で開始されると（図６ステップＳ３０２においてＹＥＳ）、図５の制御装置でも一連の処理を開始する。

［操作量上限値ＯＨ１が選択され、ＯＨ１＞ＯＬ２になり、操作量上限値ＯＨ１が採用される場合の動作］
上位側の装置（例えば図１２の上位側制御部１０１）は、操作量上限値ＯＨ１記憶部１に操作量上限値ＯＨ１をオンライン設定する（図６ステップＳ３０３）。ここでは、操作量上限値ＯＨ１＝３０％と設定したものとする。

上限値選択部３は、操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して（図６ステップＳ３０４）、小さい方を上限リミット処理部５ａで用いる操作量上限値ＯＨとして採用する。上限値選択部３は、ＯＨ１＝３０％、ＯＨ２＝８０％なので、ＯＨ１＝３０％を選択し、上限リミット処理部５ａに対して操作量上限値ＯＨ＝ＯＨ１＝３０％を設定する（図６ステップＳ３０５）。

上限値変更部１２は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して（図６ステップＳ３０７）、操作量上限値ＯＨ１が操作量下限値ＯＬ２よりも小さい場合には、操作量下限値ＯＬ２を上限リミット処理部５ａで用いる操作量上限値ＯＨとして採用する（図６ステップＳ３０８）。上限値変更部１２は、ＯＨ１＝３０％、ＯＬ２＝２０％なので、ステップＳ３０８の処理を実行せずに、操作量上限値ＯＨ＝ＯＨ１＝３０％のままとする。

次に、制御演算部４は、ＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶを算出する（図６ステップＳ３０９）。この処理は図２のステップＳ１０６と同じである。ここでは、操作量ＭＶ＝２５％を算出したものとする。
上限リミット処理部５ａは、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを、上限値選択部３あるいは上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理を行ない、リミット処理した操作量ＭＶを下限リミット処理部１０ａに出力する（図６ステップＳ３１０）。ここで、操作量ＭＶ＝２５％、操作量上限値ＯＨ＝３０％なので、操作量ＭＶ＝２５％のまま出力される。

下限リミット処理部１０ａは、上限リミット処理部５ａから出力された操作量ＭＶを、操作量下限値ＯＬ２記憶部８に記憶されている操作量下限値ＯＬ２以上の値に制限する下限リミット処理を行ない、リミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する（図６ステップＳ３１１）。ここで、操作量ＭＶ＝２５％、操作量下限値ＯＬ２＝２０％なので、操作量ＭＶ＝２５％のまま出力される。

アラーム出力部６は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２で、上限リミット処理部５ａで操作量ＭＶが上限リミット処理された場合には（図６ステップＳ３１２においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力するが（図６ステップＳ３１３）、ここでは上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１なので、アラーム信号は出力されない。

また、アラーム出力部１３は、上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２であるときに（図６ステップＳ３１４においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力するが（図６ステップＳ３１５）、ここでは上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１なので、アラーム信号は出力されない。

以上のようなステップＳ３０２〜Ｓ３１５の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図６ステップＳ３１６においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。

［操作量上限値ＯＨ１が選択され、ＯＨ１＜ＯＬ２になり、操作量上限値ＯＨ１が採用されない場合の動作］
図６のステップＳ３０３において、上位側の装置が、操作量上限値ＯＨ１記憶部１に操作量上限値ＯＨ１＝１０％をオンライン設定すると、上限値選択部３は、操作量上限値ＯＨ１＝１０％と操作量上限値ＯＨ２＝８０％を比較して（図６ステップＳ３０４）、小さい方のＯＨ１＝１０％を上限リミット処理部５ａで用いる操作量上限値ＯＨとして採用する（図６ステップＳ３０５）。

上限値変更部１２は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１＝１０％と操作量下限値ＯＬ２＝２０％を比較して（図６ステップＳ３０７）、操作量上限値ＯＨ１＝１０％が操作量下限値ＯＬ２＝２０％よりも小さいので、ＯＬ２＝２０％を上限リミット処理部５ａで用いる操作量上限値ＯＨとして採用する（図６ステップＳ３０８）。

図６のステップＳ３０９において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝１５％を算出したものとする。
上限リミット処理部５ａは、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを、上限値選択部３あるいは上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理を行なう（図６ステップＳ３１０）。ここでは、上限値選択部３が採用した操作量上限値ＯＨ＝ＯＨ１＝１０％を、さらに上限値変更部１２が操作量下限値ＯＨ＝ＯＬ２＝２０％に変更しているが、操作量ＭＶ＝１５％なので、操作量ＭＶ＝１５％のまま出力される。

下限リミット処理部１０ａは、上限リミット処理部５ａから出力された操作量ＭＶ＝１５％を、操作量下限値ＯＬ２記憶部８に記憶されている操作量下限値ＯＬ２＝２０％以上に制限するので、下限リミット処理した操作量ＭＶ＝２０％を制御対象に出力する（図６ステップＳ３１１）。

アラーム出力部６は、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１なので（図６ステップＳ３１２においてＮＯ）、アラーム信号を出力しない。
アラーム出力部１３は、上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２なので（図６ステップＳ３１４においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力する（図６ステップＳ３１５）。

以上のように、本実施の形態では、上限値選択部３で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１が操作量下限値ＯＬ２よりも小さい場合には、操作量下限値ＯＬ２を上限リミット処理部５ａで用いる操作量上限値ＯＨとして採用するようにしたので、操作量上限値ＯＨ１が、ユーザ設定の操作量下限値ＯＬ２を下回るという極端に不整合なケースに対応することができる。また、本実施の形態では、上限値変更部１２で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２であるときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理２および発明の原理４に対応する構成を第２の実施の形態に加えたものである。図７は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、操作量上限値ＯＨ２記憶部２と、制御演算部４と、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを操作量上限値ＯＨ２記憶部２に記憶されている操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理部５ｂと、操作量下限値ＯＬ１記憶部７と、操作量下限値ＯＬ２記憶部８と、下限値選択部９と、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを下限値選択部９あるいは後述する下限値変更部で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理部１０ｂと、アラーム出力部１１と、下限値選択部９で採用された下限値が操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、ＯＬ１＞ＯＨ２の場合には操作量上限値ＯＨ２を下限リミット処理部１０ｂで用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値変更部１４と、下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２であるときに、アラーム信号を出力するアラーム出力部１５とを有する。

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図８を用いて説明する。まず、オペレータが、制御開始前に図７の制御装置の操作パネル（不図示）を介して、操作量上限値ＯＨ２記憶部２に操作量上限値ＯＨ２をオフライン設定する（図８ステップＳ４００）。ここでは、操作量上限値ＯＨ２＝８０％と設定したものとする。
また、オペレータは、制御開始前に図７の制御装置の操作パネルを介して、操作量下限値ＯＬ２記憶部８に操作量下限値ＯＬ２をオフライン設定する（図８ステップＳ４０１）。ここでは、操作量下限値ＯＬ２＝２０％と設定したものとする。
次に、操作量下限値ＯＬを利用した制御ソリューションが上位側の装置（ＰＣなど）で開始されると（図８ステップＳ４０２においてＹＥＳ）、図７の制御装置でも一連の処理を開始する。

［操作量下限値ＯＬ１が選択され、ＯＬ１＜ＯＨ２になり、操作量下限値ＯＬ１が採用される場合の動作］
上位側の装置は、操作量下限値ＯＬ１記憶部７に操作量下限値ＯＬ１をオンライン設定する（図８ステップＳ４０３）。ここでは、操作量下限値ＯＬ１＝７０％と設定したものとする。

下限値選択部９は、操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して（図８ステップＳ４０４）、大きい方を下限リミット処理部１０ｂで用いる操作量下限値ＯＬとして採用する。下限値選択部９は、ＯＬ１＝７０％、ＯＬ２＝２０％なので、ＯＬ１＝７０％を選択し、下限リミット処理部１０ｂに対して操作量下限値ＯＬ＝ＯＬ１＝７０％を設定する（図８ステップＳ４０５）。

下限値変更部１４は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して（図８ステップＳ４０７）、操作量下限値ＯＬ１が操作量上限値ＯＨ２よりも大きい場合には、操作量上限値ＯＨ２を下限リミット処理部１０ｂで用いる操作量下限値ＯＬとして採用する（図８ステップＳ４０８）。下限値変更部１４は、ＯＬ１＝７０％、ＯＨ２＝８０％なので、ステップＳ４０８の処理は実行せずに、操作量下限値ＯＬ＝ＯＬ１＝７０％のままとする。

次に、制御演算部４は、ＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶを算出する（図８ステップＳ４０９）。この処理は図２のステップＳ１０６と同じである。ここでは、操作量ＭＶ＝７５％を算出したものとする。
下限リミット処理部１０ｂは、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを、下限値選択部９あるいは下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理を行ない、リミット処理した操作量ＭＶを上限リミット処理部５ｂに出力する（図８ステップＳ４１０）。ここで、操作量ＭＶ＝７５％、操作量下限値ＯＬ＝７０％なので、操作量ＭＶ＝７５％のまま出力される。

上限リミット処理部５ｂは、下限リミット処理部１０ｂから出力された操作量ＭＶを、操作量上限値ＯＨ２記憶部２に記憶されている操作量上限値ＯＨ２以下の値に制限する上限リミット処理を行ない、リミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する（図８ステップＳ４１１）。ここで、操作量ＭＶ＝７５％、操作量上限値ＯＨ２＝８０％なので、操作量ＭＶ＝７５％のまま出力される。

アラーム出力部１１は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２で、下限リミット処理部１０ｂで操作量ＭＶが下限リミット処理された場合には（図８ステップＳ４１２においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力するが（図８ステップＳ４１３）、ここでは下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１なので、アラーム信号は出力されない。

また、アラーム出力部１５は、下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２であるときに（図８ステップＳ４１４においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力するが（図８ステップＳ４１５）、ここでは下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１なので、アラーム信号は出力されない。

以上のようなステップＳ４０２〜Ｓ４１５の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図８ステップＳ４１６においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。

［操作量下限値ＯＬ１が選択され、ＯＬ１＞ＯＨ２になり、操作量下限値ＯＬ１が採用されない場合の動作］
図８のステップＳ４０３において、上位側の装置が、操作量下限値ＯＬ１記憶部７に操作量下限値ＯＬ１＝９０％をオンライン設定すると、下限値選択部９は、操作量下限値ＯＬ１＝９０％と操作量下限値ＯＬ２＝２０％を比較して（図８ステップＳ４０４）、大きい方のＯＬ１＝９０％を下限リミット処理部１０ｂで用いる操作量下限値ＯＬとして採用する（図８ステップＳ４０５）。

下限値変更部１４は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１＝９０％と操作量上限値ＯＨ２＝８０％を比較して（図８ステップＳ４０７）、操作量下限値ＯＬ１＝９０％が操作量上限値ＯＨ２＝８０％よりも大きいので、ＯＨ２＝８０％を下限リミット処理部１０ｂで用いる操作量下限値ＯＬとして採用する（図８ステップＳ４０８）。

図８のステップＳ４０９において、制御演算部４は、操作量ＭＶ＝８５％を算出したものとする。
下限リミット処理部１０ｂは、制御演算部４で算出された操作量ＭＶを、下限値選択部９あるいは下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する下限リミット処理を行なう（図８ステップＳ４１０）。ここでは、下限値選択部９が採用した操作量下限値ＯＬ＝ＯＬ１＝９０％を、さらに下限値変更部１４が操作量下限値ＯＬ＝ＯＨ２＝８０％に変更しているが、操作量ＭＶ＝８５％なので、操作量ＭＶ＝８５％のまま出力される。

上限リミット処理部５ｂは、下限リミット処理部１０ｂから出力された操作量ＭＶ＝８５％を、操作量上限値ＯＨ２記憶部２に記憶されている操作量上限値ＯＨ２＝８０％以下に制限するので、上限リミット処理した操作量ＭＶ＝８０％を制御対象に出力する（図８ステップＳ４１１）。

アラーム出力部１１は、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１なので（図８ステップＳ４１２においてＮＯ）、アラーム信号を出力しない。
アラーム出力部１５は、下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２なので（図８ステップＳ４１４においてＹＥＳ）、アラーム信号を出力する（図８ステップＳ４１５）。

以上のように、本実施の形態では、下限値選択部９で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１が操作量上限値ＯＨ２よりも大きい場合には、操作量上限値ＯＨ２を下限リミット処理部１０ｂで用いる操作量下限値ＯＬとして採用するようにしたので、操作量下限値ＯＬ１が、ユーザ設定の操作量上限値ＯＨ２を上回るという極端に不整合なケースに対応することができる。また、本実施の形態では、下限値変更部１４で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２であるときに、アラーム信号を出力するようにしたので、特別な状況が発生していることをオペレータに認識させることができる。

一般にＰＩＤ演算では、操作量上限値ＯＨ、操作量下限値ＯＬが積分リミットの指標として利用されることが多い。したがって、第１の実施の形態〜第４の実施の形態において、制御演算部４で算出された操作量ＭＶに対して適用される上限リミット処理の上限値ＯＨ、下限値リミット処理の下限値ＯＬは、制御演算部４で操作量ＭＶが算出される前に確定していることが好ましい。各実施の形態において、上限リミット処理の上限値ＯＨ、下限値リミット処理の下限値ＯＬが、リミット処理を実行する前に適切に確定することにより、上限リミット処理、下限リミット処理のどちらを先に実行してもよいことになる。

第１の実施の形態、第３の実施の形態は、操作量上限値ＯＨを利用した制御ソリューションが上位側の装置（ＰＣなど）で行なわれる場合の構成であり、第２の実施の形態、第４の実施の形態は、操作量下限値ＯＬを利用した制御ソリューションが上位側の装置で行なわれる場合の構成であるが、操作量上限値ＯＨ、操作量下限値ＯＬの両方を利用した制御ソリューションが上位側の装置で行なわれる場合は、第１の実施の形態〜第４の実施の形態の構成を適宜組み合わせて実施することができる。

第１の実施の形態〜第４の実施の形態の構成を組み合わせて実施する場合に、上位側からオンライン設定される操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１が時間の経過に伴いダイナミックに変化すると、操作量上限値ＯＨ、操作量下限値ＯＬがどのように決定されるかを、図９、図１０、図１１に示す。これらの図においては、操作量上限値ＯＨ２を８０％に固定し、操作量下限値ＯＬ２を２０％に固定している。図９は操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１の変化を示す図、図１０は操作量上限値ＯＨの変化を示す図、図１１は操作量下限値ＯＬの変化を示す図である。

第１の実施の形態〜第４の実施の形態で説明した制御装置は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１の実施の形態〜第４の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、操作量上限値、操作量下限値の少なくとも一方を利用した制御ソリューションが上位側の装置で行なわれる制御システムに適用することができる。

１…操作量上限値ＯＨ１記憶部、２…操作量上限値ＯＨ２記憶部、３…上限値選択部、４…制御演算部、５，５ａ，５ｂ…上限リミット処理部、６，１１，１３，１５…アラーム出力部、７…操作量下限値ＯＬ１記憶部、８…操作量下限値ＯＬ２記憶部、９…下限値選択部、１０，１０ａ，１０ｂ…下限リミット処理部、１２…上限値変更部、１４…下限値変更部。

Claims (8)

1. 上位側の装置から設定される操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値ＯＨ１記憶手段と、
   オペレータによって設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶手段と、
   操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値選択手段と、
   操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
   この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する前記上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段とを備えることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１記載の制御装置において、
   さらに、前記上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨより大きいときに、アラーム信号を出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とする制御装置。
3. 上位側の装置から設定される操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値ＯＬ１記憶手段と、
   オペレータによって設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶手段と、
   操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値選択手段と、
   操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
   この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する前記下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段とを備えることを特徴とする制御装置。
4. 請求項３記載の制御装置において、
   さらに、前記下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬより小さいときに、アラーム信号を出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とする制御装置。
5. 上位側の装置から設定される操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値ＯＨ１記憶手段と、
   オペレータによって設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶手段と、
   オペレータによって設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶手段と、
   操作量上限値ＯＨ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、小さい方を上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値選択手段と、
   この上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ１であるときに、操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、操作量上限値ＯＨ１が操作量下限値ＯＬ２よりも小さい場合には、操作量下限値ＯＬ２を前記上限リミット処理で用いる操作量上限値ＯＨとして採用する上限値変更手段と、
   操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
   この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記上限値選択手段あるいは前記上限値変更手段で採用された操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する前記上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段と、
   この上限リミット処理手段から出力された操作量ＭＶを、前記操作量下限値ＯＬ２記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ２以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段とを備えることを特徴とする制御装置。
6. 請求項５記載の制御装置において、
   さらに、前記上限値選択手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量上限値ＯＨ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨより大きいときに、アラーム信号を出力する第１アラーム出力手段と、
   前記上限値変更手段で採用された操作量上限値ＯＨが操作量下限値ＯＬ２であるときに、アラーム信号を出力する第２アラーム出力手段とを備えることを特徴とする制御装置。
7. 上位側の装置から設定される操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値ＯＬ１記憶手段と、
   オペレータによって設定される操作量上限値ＯＨ２を記憶する操作量上限値ＯＨ２記憶手段と、
   オペレータによって設定される操作量下限値ＯＬ２を記憶する操作量下限値ＯＬ２記憶手段と、
   操作量下限値ＯＬ１と操作量下限値ＯＬ２を比較して、大きい方を下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値選択手段と、
   この下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ１であるときに、操作量下限値ＯＬ１と操作量上限値ＯＨ２を比較して、操作量下限値ＯＬ１が操作量上限値ＯＨ２よりも大きい場合には、操作量上限値ＯＨ２を前記下限リミット処理で用いる操作量下限値ＯＬとして採用する下限値変更手段と、
   操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
   この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを、前記下限値選択手段あるいは前記下限値変更手段で採用された操作量下限値ＯＬ以上の値に制限する前記下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段と、
   この下限リミット処理手段から出力された操作量ＭＶを、前記操作量上限値ＯＨ２記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ２以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段とを備えることを特徴とする制御装置。
8. 請求項７記載の制御装置において、
   さらに、前記下限値選択手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量下限値ＯＬ２であり、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬより小さいときに、アラーム信号を出力する第１アラーム出力手段と、
   前記下限値変更手段で採用された操作量下限値ＯＬが操作量上限値ＯＨ２であるときに、アラーム信号を出力する第２アラーム出力手段とを備えることを特徴とする制御装置。

Images