JPS61180530A - 射出成形工場の電力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の射出成形機を有する射出成形工場にお
ける最大需要電力を制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、射出成形工場の最大需要電力（１ケ月中の３０分
または１時間平均電力のうちの最大値）または電力量を
低減するには、油圧回路の改良など射出成形Ｉａ１台毎
の電力を減少させることだけが行なわれてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、近年、射出成形工場における射出成形機の台数
が増大し、工場が巨大化するに伴って、その稼動状況に
より工場の１時間あるいは３０分当りの平均電力（デマ
ンド電力）の変動中が大きくなってきている。従って、
電力供給企業との契約電力を高く取決めしておけば基本
料金が大となり、逆に低く取決めしておけば最大需要電
力が契約電力を越えた時に追加支払いを課せられる追徴
金が大となるという問題点がある。

本発明の目的は、射出成形機の稼動状況を平準化するこ
とによりデマンド電力の変動中を小さくする電力制御方
法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

まず、本発明による電力制御の原理を説明する。

射出成形工場（以下、工場とする）の１時間当りの平均
電力Ｘは射出成形機の平均電力Ｘと、それ以外の付帯設
備の平均電力ΔＸに分けられる。

すなわち、Ｘ＝ｘ＋ΔＸである。ところで、大規模な工
場の平均電力Ｘは射出成形機の平均電力Ｘが大部分を占
め、一般にＸ）ΔＸである。従って、１ケ月中の最大需
要電力すなわち、平均電力Ｘの１ケ月中の最大値が契約
電力を越えないようにするには、平均電力Ｘのうちの大
部分を占める射出成形機の平均電力Ｘを一定値以下に押
えることが必要である。そこで、この平均電力Ｘを制御
する方法を次に説明する。

工場における射出成形機（以下、機械とする）Ｍｌ”Ｍ
ｓの台数をＮとし、各機械旧（ｔ＝１゜・・・、Ｎ）に
対する成形条件が予め定まっており、それに伴って各機
械Ｍｉの１成形サイクル時間Ｔｉ（ｓｅｃ）および１成
形サイクル電力量Ｗｉ　（ｋｕｈ　）が定まっているも
のとする。さらに、各機械Ｍｉの中間工程（１成形サイ
クルが終了してから次のサイクルに入るまでの休止工程
、成形品取出工程を含むこともある）の平均電力をＰｃ
ｉ　（ｋｗ）　、中間工程時間をＴｃｉ　（ｓｅｅ　）
とすると、中間工程を加味した機械Ｘｉの１サイクル消
費電力量Ｖｉ（Ｔｃｉ）および１時間当りの平均電力ｅ
　ｉ　（Ｔｃｉ）はそれぞれ次式のようになる。

また、全機械の合計平均電力Ｘは次式で与えられる。

（１）式から明らかに、１サイクル消費電力量Ｖｉ（Ｔ
ｃｉ）は中間工程時間Ｔｃｉの単調増加関数であり１通
常、中間工程の平均電力Ｐｃｉは、負荷が加えられない
ため、 Ｐｃｉは小さい） であるので、（２）式から、１時間当りの平均電力ｅ　
１（Ｔｃｉ）は中間工程時間Ｔｃｉの単調減少関数とな
ることがわかる。すなわち、中間工程時間Ｔｃｉを延長
すれば成形１サイクルの電力量Ｖｉ（Ｔｃｉ）は増太し
、逆に１時間当りの平均電力ｅ　１（Ｔｃｉ）および合
計平均電力Ｘは減少する。このため、成形品の原車価を
下げるには中間工程時間Ｔｃｉを延長せぬ方が有利であ
り、また、最大需要電力を下げて契約電力を下げ、ある
いは契約電力以内におさめるためには中間工程時間Ｔｃ
ｉを極力延長する方が有利であるという、いわゆるトレ
ードオフ関係が発生することになる。

しかし１以上のうち、いずれか一方のみを取るのは効果
が少ないことは自明の理である。よって、最大需要電力
を契約電力以下に押える範囲内で、意図的に設定される
中間工程時間Ｔｃｉを短かくしてｌサイクル消費電力量
Ｖｉ（Ｔｃｉ）を下げたいという要求が現実的である。

こうした要求は、次の様な問題として表現され得る。す
なわち、間８Ｉ ｒ設定したい全機械の一時間当り平均電力をＷ＝Σｅｉ
（Ｔｃｉ） ｉ＝１ とし、０　＜　Ｔｃｉ　＜Ｚｃｉ の制約の下で、 Ｔｃｉ”　（ｉ　＝　１　、＋＋＋、　Ｎ）を求める。

！ただし、Ｚｃｉは生産計画上、許される最大延長可能
な中間工程時間であり、機械旧で生産される成形品の数
（＝成形サイクル数と仮定する）をＮｉ、許容される生
産時間をＵｉとして、と表わされる。

ここで、Ｌｉ＝　ｅ　１（Ｔｃｉ）とおくと、（１）、
　（２）式より すなわち、 となるので、この１サイクル消費電力量Ｖｉ（Ｔｃｉ）
は変数Ｌｉの関数となり、これをＹｉ（Ｌｉ）とする、
すると１問題工は数理的に次のように書替えられる番 問題ＩＩ を求めるＡ すなわち中間工程時＃１設定の問題工は、平均電力Ｌｉ
を各機械に割りあてる問題■（電力配分問題）に帰結す
る。

次に、この問題Ｈの解法のアルゴリズムを説明する０本
アルゴリズムは、［動的計画法における最適性の原理」
に基づいて導出されたものである。

１、・・・、Ｎ）とおく。

（ＳＴＥＰＩ＞　　ａｌ　＜ｈ＜　ｂ、かつｆＩ（ｈ）
　＝　ｗｉｎ　Ｙｌ（ＬＨ）とおき、各ａ１　≦　Ｌｌ
　≦ｈ ｈに対してｆＩ　（ｈ）およびｆｌ（ｈ）　＝ネ Ｙｌ　（Ｌｔ　）を満たすＬｌを求めて記憶する。

う。

関数方程式 ％式％）） 各りに対するｆｎ（ｈ）　、および Ｌｎを求め記憶する。

＜ＳＴＥＰ３） ｈ＝ｗとおき、ＬＮおよびｆｓ　（ｈ）を求めれば、ｆ
ｎ（ｈ）が最適値となる。

（ＳＴＥＰ４　＞　ｎ　＝　Ｎ〜２まで次の順にて最適
解を求める。

ｈ＝ｈ−Ｌｎとおき、Ｌｎ−１とｆｎ−＋　（ｈ）を求
める０以上のステップにより、最適 解の系列（Ｌｎ、　Ｌｎ−１，・・・、　Ｌｎ、・・・
。

Ｌｔ　）を求める。ところで、　（１）、　（６）式よ
り となるので、最適解を用いて、 より、各機械Ｘｉの中間工程時間Ｔｃ＋（ｉ＝１・・・
Ｎ）を算出する。

０＜　Ｔｃ＋＜Ｚｃｉを満たし、かつ、間工程時間とな
る。

本発明の射出成形工場の電力制御方法は、各射出成形機
の運転時の１成形サイクル電力量、中間工程時の平均電
力および許容される最大の中間工程時間から各射出成形
機の１時間当り平均電力の和を所定の値以下に押さえ、
かつ各射出成形機の中間工程を含む１サイクル消費電力
量の和を最小間を算出し、該複数の中間工程時間をそれ
ぞれ対応する射出成形機に設定することを特徴とする。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図はオフライン制御の電力制御システムに適用した
本発明の一実施例を示している。電力計１１〜　ＩＮは
それぞれ射出成形機Ｍ１〜ＭＨの１サイクル電力量Ｌ　
”’　Ｗｓを計測する。コンピュータ２では前記の５Ｔ
ＥＰ　１〜４のアルゴリズムをプログラムとして予め格
納するとともに、射出成形機Ｘ１（ｉ＝１．・・・、Ｎ
）の成形サイクル時間Ｔｉ、中間工程平均電力Ｐｃｉ、
最大延長可能な中間工程時間Ｚｃｉおよび全射出成形機
の１時間当り平均電力型Ｗの各個が予め内部に設定され
ており、１サイクル電力量Ｗｉが入力されるとこのアル
ゴリズムに基づいて中間工程時間Ｔｃｉを算出する。

次に、本発明実施例の動作を説明する。

まず、電力計１１〜ｌＮによって射出成形機Ｈ０〜ＭＮ
の１サイクル電力量ｗ１〜１ｌｌｓがそれぞれ計測され
る。次に、不図示の入力装置からオペレータによって電
力計１１〜ＩＮの計測値である１サイクル電力’Ｘ　Ｌ
〜ｌ１ｌＮがコンピュータ２に入力され、さらにプログ
ラムが実行されて、コンピュータ２から各射出成形機旧
の中間工程時間Ｔｃｉが出力される。これらの中間工程
時間Ｔｃｉがオペレータによって各射出成形機Ｘｉの不
図示の制御装置に設定される。

第２図はオンライン制御の電力制御システムに適用した
第２の実施例を示している。電力計１゜〜　ＩＮはそれ
ぞれ射出成形機Ｍ１〜ＭＮの１サイクル電力、ＩＷ＋〜
１ｌｌＮおよび中間工程平均電力Ｐｃｉ〜ＰＣＦＩを計
測し出力する。　　ＭＯＤＥＭ　３．〜３Ｎは１サイク
ル電力量Ｗ、〜ｌ１ｔＮおよび中間工程平均電力Ｐｃ１
〜ＰｃＮをデジタル化する。　　ＭＯＤＥＭ　４はＭＯ
ＤＥＭ　３．〜３Ｎの各出力を順次コンピュータ５に接
続する。コンピュータ５は前記の５ＴＥＰ　１〜４のア
ルゴリズムをプログラムとして予め格納するとともに、
射出成形ｊａＭ　ｉの成形サイクル時間Ｔｉ。

最大延長可能な中間工程時間Ｚｃｉおよび全射出成形機
の１時間当り平均電力Ｗの各個が予め内部に設定されて
おり、１サイクル電力量Ｗｉおよび中間工程平均電力Ｐ
ｃｌ〜ＰＣＮが入力されるとこのアルゴリズムに基づい
て中間工程時間Ｔｃｉを算出する。

この場合には、電力計１１で計測された１サイクル電力
量１がＭＯＩＩＥＭ　３ｉ、　４を介してコンピュータ
５に入力され、さらにコンピュータ５で算出された中間
工程時間Ｔｃｉが自動的に射出成形機旧の不図示の制御
装置にセットされる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、最大需要電力を所
定の値（契約電力）以下に押さえ、かつ複数の射出成形
機の各１成形サイクル消費電力量の和を最小にするよう
な中間工程時間が算出され、各射出成形機に設定される
。

このことにより、射出成形工場にて定められた契約電力
に応じて、工場のデマンド電力をコントロールすること
ができる。すなわち、デマンド電力が契約電力を超えな
いようにコントロールできるため、追徴金を回避できる
。又、契約電力を定める場合には、契約電力を低く抑え
られるため、基本料金を低くできる０以上により、射出
成形工場の電力費用のムダの削減と低減が可能となり。

大きな経済効果が期待できる。

又、工場の稼動状態も平準化され、設備のアイドルタイ
ムも減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図はオフライン制御の電力制御システムに適用した
本発明の一実施例のブロック図、第２図はオンライン制
御の電力制御システムに適用した他の実施例のブロック
図である。 １＋　−ＩＮ・・・電力計 ２．５・・・コンピュータ ３、〜３Ｎ、４・・・ＭＯＤＥＭ Ｍ１〜Ｍｓ・・・射出成形機 Ｔｃｌ〜Ｔｃｓ・・・中間工程時間 第１閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の射出成形機を有する射出成形工場において、各射
   出成形機の運転時の１成形サイクル電力量、中間工程時
   の平均電力および許容される最大の中間工程時間から各
   射出成形機の１時間当り平均電力の和を所定の値以下に
   押さえ、かつ各射出成形機の中間工程を含む１成形サイ
   クルの消費電力量の和を最小にするような各射出生成形
   機に対応する複数の中間工程時間を算出し、該複数の中
   間工程時間をそれぞれ対応する射出成形機に設定するこ
   とを特徴とする射出成形工場の電力制御方法。