TWI446127B - An energy sum suppression control device, a power sum suppression control device, and a method - Google Patents

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TWI446127B
TWI446127B TW100119193A TW100119193A TWI446127B TW I446127 B TWI446127 B TW I446127B TW 100119193 A TW100119193 A TW 100119193A TW 100119193 A TW100119193 A TW 100119193A TW I446127 B TWI446127 B TW I446127B
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Description

能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置及方法
本發明係有關具備複數個控制迴路的多迴路控制系統的控制裝置及控制方法，特別係有關進行控制以使得在步驟回應控制中能量使用量(例如電力消耗量)不超過指定的一定值、且盡可能地不損害針對設定值的隨動特性的能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置及方法。
伴隨著因地球溫暖化問題而導致的改法等，工廠和生產線的能量使用量管理正在被嚴格要求。由於工廠內的加熱裝置和空調設備係能量使用量特別大的設備裝置，因此以將能量使用量的上限抑制得低於本來具備的最大量的範圍內的方式來進行管理的情況較多。例如在使用電力的設備裝置中，根據來自電力需求管理系統的指示，進行限制在特定的電力消耗量以內的運用。
特別係在具備複數個電加熱器的加熱裝置中，為了抑制在啟動時(設置有複數個電加熱器的區域一起升溫時)被同時供給的總電力，提出了以下的方法。
在專利文獻1所揭示的回流裝置中，為了減少啟動時的消耗電流，在加熱器的附近達到熱飽和後，再啟動下一個加熱器，從而錯開了啟動時間段。
在專利文獻2所揭示的半導體晶片的處理裝置中，在時間上錯開地向各加熱器供給電力，以使得在裝置啟動時在短時間內不會消耗較大電力。
在專利文獻3所揭示的基板處理裝置中，為了減小從電力供給部同時供給的最大電力，按照規定的啟動順序，將各熱處理部1台接著1台地依次啟動。
在專利文獻4所揭示的加熱裝置中，為了防止因裝置啟動時的過度的消耗電流而導致的電力故障，首先對位於輸送機下方的加熱器供給所需要的電力，並且對向位於輸送機上方的加熱器供給的電力進行限制，從而將合計消耗電力控制在一定值以下，隨著爐體內的溫度的上升而將溫度作為切換參數，進行控制以使得向位於輸送機下方的加熱器供給的電力減少。
[專利文獻1]日本專利第2885047號公報
[專利文獻2]日本特開平11-126743號公報
[專利文獻3]日本特開平11-204412號公報
[專利文獻4]日本專利第4426155號公報
專利文獻1～專利文獻4所揭示的技術都係對複數個加熱器設置時間差來供給電力的方式，因此存在著升溫效率變低、即針對步驟回應時的控制量PV(溫度)的設定值SP的隨動特性變差這樣的問題。
在製造裝置中，在對複數個加熱器設置時間差來供給電力的情況下，對於裝置的啟動所需要的時間和啟動所需要的電力來說，必然會存在一定程度的偏差，因此需要提供具有餘量的時間差來進行啟動的切換判斷。因此，例如在啟動(升溫)具備4系統的加熱控制系統的加熱裝置的情況下，若分別依次啟動加熱控制系統，則結果會導致使用的時間在1系統的啟動時間的單純的4倍時間以上。
另外，為了使啟動的切換判斷容易進行，考慮設法如專利文獻4所揭示的技術那樣，對特定位置的加熱器以規定的順序來供給電力。但是，專利文獻4所揭示的技術係只在完全相同模式的啟動時通用的方法，在升溫請求根據製造條件等而發生變化的情況下無法應用。越背離了向複數個加熱器同時供給電力的通常的同時升溫這樣的最有效率的方法，越會產生升溫效率降低、或者應用物件被限制中的任意一種問題。
本發明係為了解決上述問題而完成的，其目的在於，提供一種能量總和抑制控制裝置、電力總和抑制控制裝置及方法，能夠對複數個控制系統進行控制，以使得在步驟回應控制中能量使用量(例如電力消耗量)不會超過指定的一定值，且盡可能地不損害針對設定值的隨動特性。
本發明的能量總和抑制控制裝置，其特徵在於，具備：分配總能量輸入手段，其接收對複數個控制迴路Ri(i=1～n)的控制致動器的能量使用量進行規定的分配總能量的資訊；控制量變化時間推定手段，其推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；能量抑制手段，其推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在上述控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出各控制致動器的使用能量的總和、即使用能量總量，搜索該使用能量總量不超過上述分配總能量的上述必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制手段，其設置在每個控制迴路Ri中，將設定值SPi和控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了上限處理後的操作量MVi輸出到對應的控制迴路Ri的控制致動器。
另外，本發明的電力總和抑制控制裝置，其特徵在於，具備：分配總電力輸入手段，其接收對複數個控制迴路Ri(i=1～n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變化時間推定手段，其推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；電力抑制手段，其推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在上述控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出各控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW，搜索該使用電力總量TW不超過上述分配總電力PW的上述必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制手段，其設置在每個控制迴路Ri中，將設定值SPi和控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了上限處理後的操作量MVi輸出到對應的控制迴路Ri的控制致動器。
另外，本發明的電力總和抑制控制裝置，其特徵在於，具備：分配總電力輸入手段，其接收對複數個控制迴路Ri(i=l～n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變更量計算手段，其根據各控制迴路Ri的變更後的設定值SPi和設定值變更前的控制量PVi，計算出各控制迴路Ri的控制量PVi的變更量ΔPVi；控制量變化率計算手段，其根據各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi，計算控制量PVi的變化率THi；升溫時間計算手段，其根據上述變更量ΔPVi和上述變化率THi，推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的各控制迴路Ri的升溫時間TLi，並選出上述升溫時間TLi中的最大值、即升溫時間TL；必要輸出推定手段，其推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在上述升溫時間TL的期間內變化上述變更量ΔPVi程度時所需的操作量、即必要輸出MUi；使用電力合計計算手段，其根據上述必要輸出MUi，計算各控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW；搜索處理手段，其一邊逐次變更上述升溫時間TL，一邊使上述必要輸出推定手段和上述使用電力合計計算手段執行處理，搜索上述使用電力總量TW不超過上述分配總電力PW的上述必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制手段，其設置在每個控制迴路Ri中，將設定值SPi和控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算操作量MVi，執行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了上限處理後的操作量MVi輸出到對應的控制迴路Ri的控制致動器。
另外，根據本發明的電力總和抑制控制裝置的一個構成例，其特徵在於，上述控制量變化率計算手段利用操作量MVi的特定的輸出值和當前值之差、即操作量上升幅度，對具有代表性的操作量輸出時的控制量PVi的變化率進行換算，由此來計算出將操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量PVi的變化率THi；上述必要輸出推定手段利用針對操作量輸出上限對計算出上述變化率THi的算式求解而得到的算式，計算出上述必要輸出MUi。
另外，根據本發明的電力總和抑制控制裝置的一個構成例，其特徵在於，上述控制量變化率計算手段將各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi、和控制量PVi的變更量ΔPVi作為輸入變數並藉由預先設定的第1推定用多項式，計算出控制量PVi的變化率THi，上述必要輸出推定手段將各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi、控制量PVi的變更量ΔPVi、和升溫時間TL作為輸入變數，並藉由預先設定的第2推定用多項式，計算出必要輸出MUi，根據設定值變更前的操作量MVi的實驗資料、操作量輸出上限值OHi的實驗資料、控制量PVi的變更量ΔPVi的實驗資料和控制量PVi的變化率THi的實驗資料，並藉由多變數分析來預先導出上述第1推定用多項式，根據設定值變更前的操作量MVi的實驗資料、控制量PVi的變化率THi的實驗資料、控制量PVi的變更量ΔPVi的實驗資料和必要輸出MUi的實驗資料，藉由多變數分析來預先導出上述第2推定用多項式。
另外，本發明的能量總和抑制控制方法，其特徵在於，包括：分配總能量輸入步驟，接收對複數個控制迴路Ri(i=1～n)的控制致動器的能量使用量進行規定的分配總能量的資訊；控制量變化時間推定步驟，推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；能量抑制步驟，推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在上述控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出各控制致動器的使用能量的總和、即使用能量總量，搜索該使用能量總量不超過上述分配總能量的上述必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制步驟，將設定值SPi和控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了上限處理後的操作量MVi輸出到對應的控制迴路Ri的控制致動器。
另外，本發明的電力總和抑制控制方法，其特徵在於，包括：分配總電力輸入步驟，接收對複數個控制迴路Ri(i=1～n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變化時間推定步驟，推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；電力抑制步驟，推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在上述控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出各控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW，搜索該使用電力總量TW不超過上述分配總電力PW的上述必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制步驟，將設定值SPi和控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了上限處理後的操作量MVi輸出到對應的控制迴路Ri的控制致動器。
另外，本發明的電力總和抑制控制方法，其特徵在於，包括：分配總電力輸入步驟，接收對複數個控制迴路Ri(i=1～n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變更量計算步驟，根據各控制迴路Ri的變更後的設定值SPi和設定值變更前的控制量PVi，計算出各控制迴路Ri的控制量PVi的變更量ΔPVi；控制量變化率計算步驟，根據各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi，計算出控制量PVi的變化率THi；升溫時間計算步驟，根據上述變更量ΔPVi和上述變化率THi，推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的各控制迴路Ri的升溫時間TLi，並選出上述升溫時間TLi中的最大值、即升溫時間TL；必要輸出推定步驟，推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在上述升溫時間TL的期間內變化上述變更量ΔPVi程度時所需的操作量、即必要輸出MUi；使用電力合計計算步驟，根據上述必要輸出MUi，計算出各控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW；搜索處理步驟，其一邊逐次變更上述升溫時間TL，一邊執行上述必要輸出推定步驟和上述使用電力合計計算步驟的處理，搜索上述使用電力總量TW不超過上述分配總電力PW的上述必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制步驟，將設定值SPi和控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將操作量MVi限制在上述操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了上限處理後的操作量MVi輸出到對應的控制迴路Ri的控制致動器。
[發明的效果]
根據本發明，推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間，推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi來計算出各控制致動器的使用能量的總和、即使用能量總量，搜索該使用能量總量不超過分配總能量的必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi，由此能夠對複數個控制系統進行控制，以使得步驟回應控制(設定值SPi的步驟變更被進行，為了針對控制量PVi的設定值SPi的隨動而利用了控制功能的狀態)中能量使用量不超過分配總能量、且盡可能地不會損害針對控制量PVi的設定值SPi的隨動特性。
另外，在本發明中，推定將各控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間，推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi來計算各控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量，搜索該使用電力總量TW不超過分配總電力的必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi，由此能夠對複數個控制系統進行控制，以使得步驟回應控制中電力消耗量不超過分配總電力PW、且盡可能地不會損害針對控制量PVi的設定值SPi的隨動特性。
[發明的原理]
以加熱裝置為例來進行說明。例如若設置時間差來依次啟動複數個加熱控制系統，則最終會無法避免產生了電力帶有餘量的時間帶的情況，因此發明者著眼於該電力的余量成為使裝置的啟動結束延遲的非有效量的情況。單純地講，在進行了設定值SP的步驟變更時，會較多地產生針對控制量PV的設定值SP的隨動控制沒有被進行的狀態。
另外，在控制迴路間存在干擾的加熱控制系統中，在先完成了啟動的控制迴路中，會產生因來自後啟動的控制迴路的干擾而導致的升溫干擾，因此到控制穩定為止會花費多餘的時間，效率不高。因此，在將使用的總電力控制在一定值以內來進行各控制迴路的同時升溫的同時，使“結束時刻”一致以使得各控制迴路儘量同時完成升溫的方法，成為最有效的裝置的啟動方法。
於是，預先存儲控制迴路的具有代表性的升溫能力(例如最大輸出時的升溫率)，推定將操作量MV從設定值變更前的值(當前值)變為特定的輸出值(例如最大值)時的升溫率，簡單地求出到升溫結束為止的推定時間和與操作量輸出上限對應的使用電力。或者，也可以根據實驗資料求出對將操作量MV從設定值變更前的值(當在值)變為特定的輸出值(例如最大值)的時的升溫率進行推定的推定式，從而具備該比較精確的推定式。
如果一邊適當地校正到上述升溫結束為止的推定時間，一邊求出各控制迴路的升溫結束時間大致相等、且使用電力的合計在分配總電力以內為最大的操作量輸出上限的組合，則能夠接近最有效率的啟動方法。
在小型的調節計中，也對演算法存儲容量和每1個控制周期的運算量進行了限制。因此，優選如下的運算流程：首先計算各控制迴路中的最大輸出時(操作量MVi為最大值時)的升溫時間，從計計算的各迴路的升溫時間中提取最大的升溫時間，在將該升溫時間附近設為了所需要的時間的情況下求出能夠降低各迴路的輸出上限的配合量，判定合計係否在分配總電力以內，在超過了分配總電力的情況下，使上述所需要的時間增大幾個百分點左右，並再次求出能夠降低各迴路的輸出上限的配合量。
[第1實施形態]
以下，參照圖式對本發明實施形態進行說明。本實施形態揭示了一種簡單的方法，在該方法中，預先存儲最大輸出時的升溫率作為具有代表性的升溫能力，並推定縮小到任意的輸出上限時的升溫率。圖1係表示本發明的第1實施形態加熱裝置的構成的方塊圖。加熱裝置由用於對被加熱物進行加熱的加熱處理爐1、作為設置於加熱處理爐1的內部的複數個控制致動器的加熱器H1～H4、分別測量被加熱器H1～H4加熱的區域的溫度的複數個溫度感測器S1～S4、計算向加熱器H1～H4輸出的操作量MV1～MV4的電力總和抑制控制裝置2、將與從電力總和抑制控制裝置2輸出的操作量MV1～MV4對應的電力分別供給至加熱器H1～H4的電力調整器3-1～3-4構成。
圖2係表示電力總和抑制控制裝置2的構成的方塊圖。電力總和抑制控制裝置2由從上級PC4接收分配總電力PW的資訊的分配總電力輸入部10、推定將各控制迴路Ri(i=1～n，控制迴路的個數n在圖1的例中為n=4)的操作量MVi從當前值變為最大值100‧0%時的各控制迴路Ri的升溫時間TLi中的最大值TL的升溫時間推定部11、推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在升溫時間TL期間內變化與設定值SPi的變更相對應的量時所需要的操作量、即必要輸出MUi的必要輸出推定部15、根據各控制迴路Ri的必要輸出MUi來計算作為各加熱器Hi的使用電力的總和的使用電力總量TW的使用電力合計計算部16、搜索使用電力總量TW不超過分配總電力PW的必要輸出MUi的組合，並將最終得到的必要輸出MUi設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi的搜索處理部17、在每個控制迴路Ri中設置的控制部20-i構成。另外，在本實施形態中，推定將操作量MVi從當前值變為最大值100‧0%時的升溫時間TLi，但是這種推定尤其優選針對小型的調節計。在原理上，特定的輸出值並不被限定為最大值100‧0%，只要係適當大的值，就完全能夠實用。
升溫時間推定部11由控制量PVi變更量計算部12、控制量PVi變化率計算部13、升溫時間計算部14構成。該升溫時間推定部11構成了控制量變化時間推定手段。
搜索處理部17由升溫時間設定部18和分配總電力判定部19構成。必要輸出推定部15、使用電力合計計算部16和搜索處理部17構成了電力抑制手段。
控制部20-i由設定值SPi輸入部21-i、控制量PVi輸入部22-i、PID控制運算部23-i、輸出上限處理部24-i、操作量MVi輸出部25-i構成。
圖3係本實施形態的控制系統的方塊圖。各控制迴路Ri由控制部20-i和控制物件Pi構成。如後述那樣，控制部20-i根據設定值SPi和控制量PVi來計算操作量MVi，並將該操作量MVi輸出至控制物件Pi。在圖1的例子中，控制物件Pi係加熱器Hi進行加熱的加熱處理爐1，而操作量MVi的實際的輸出目的地係電力調整器3-i，與操作量MVi對應的電力被從電力調整器3-i供給至加熱器Hi。
以下，對本實施形態的電力總和抑制控制裝置2的動作進行說明。圖4係表示電力總和抑制控制裝置2的動作的流程圖。
分配總電力輸入部10從作為管理電力的電力需求管理系統的電腦的上級PC4，接收對加熱器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊(圖4步驟S100)。
在由加熱裝置的操作者等對設定值SP進行了變更時(步驟S101中為是)，搜索處理部17的升溫時間設定部18如下述那樣，進行求出將操作量MVi從當前值變為最大值100‧0%時的各控制迴路Ri的升溫時間TLi中的最大值TL的處理。
首先，升溫時間推定部11的控制量PVi變更量計算部12取得各控制迴路Ri的變更後的設定值SPi和設定值變更前的控制量PVi，並藉由下式，針對每個控制迴路Ri計算各控制迴路Ri的控制量PVi的變更量ΔPVi(步驟S102)。
ΔPVi=SPi-Pvi　…(1)
控制量PVi(溫度)由溫度感測器Si進行測量，並被輸入到控制部20-i。另外，由於與設定值SPi和控制量PVi對應的控制在步驟S102之後的步驟中被進行，所以如果在步驟S102的時間點取得被輸入到控制部20-i的控制量PVi，則該控制量PVi成為設定值變更前的控制量。
接著，升溫時間推定部11的控制量PVi變化率計算部13從各控制迴路Ri的控制部20-i取得設定值變更前的操作量MVi，並藉由下式，針對每個控制迴路Ri計算伴隨著設定值SPi的變更的控制量PVi的變化率(速度)THi(步驟S103)。
THi=THoi{100‧0/(100‧0-MVi)}…(2)
由於與設定值SPi和控制量PVi對應的控制在步驟S103之後的步驟中被進行，所以如果在步驟S103的時間點取得從控制部20-i輸出的操作量MVi，則該操作量MVi成為設定值變更前的操作量。在式(2)中，THoi係針對每個控制迴路Ri而預先存儲的值，係從操作量MVi=0‧0%的狀態設定到最大輸出MVi=100‧0%時(即操作量上升幅度為100‧0%時)的控制量PVi的變化率值。亦即，式(2)係以操作量上升幅度(100‧0-MVi)來對變化率值THoi進行換算的算式。在本實施形態中，由於以加熱裝置為例進行說明，所以控制量PVi的變化率THi係升溫率[sec‧/℃]。
接著，升溫時間推定部11的升溫時間計算部14根據控制量PVi的變化率THi和變更量ΔPVi，藉由下式，針對每個控制迴路Ri推定使各控制迴路Ri的控制量PVi變化ΔPVi時所需要的控制量變化時間、即升溫時間TLi(步驟S104)。
TLi=THiΔPVi　…(3)
並且，升溫時間計算部14選出各控制迴路Ri的升溫時間TLi中的最大值TL(步驟S105)。
TL=max(TLi)　…(4)
在式(4)中，max(　)係最大值選出運算函數。藉由以上的步驟S102～S105的處理，能夠推定升溫時間TL。
接著，搜索處理部17的分配總電力判定部19如下述那樣，進行求出控制量PVi在升溫時間TL期間內以變更量ΔPVi變化的情況下的全部加熱器的使用電力TW的處理。
首先，必要輸出推定部15取得各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi，並根據下式，針對每個控制迴路Ri來計算使各控制迴路Ri的控制量PVi在升溫時間TL期間內變化變更量ΔPVi時所需要的操作量、即必要輸出MUi(步驟S106)。
MUi={100‧0THoi/(TL/ΔPVi)}+Mvi　…(5)
式(5)係藉由在式(2)中，將分母的100‧0置換成MUi，並將THi置換成TL/ΔPVi，由此對MUi進行求解而得到的算式。
接著，使用電力合計計算部16藉由下式，根據各控制迴路Ri的必要輸出MUi來計算各加熱器Hi的使用電力的總和、即使用電力總量TW(步驟S107)。
[算式1]
在式(6)中，CTmi係針對每個控制迴路Ri預先存儲的值，係操作量MVi為最大值100‧0%的情況下的加熱器Hi的使用電力值。
在TW≦PW、即使用電力總量TW沒有超過分配總電力PW的情況下(在步驟S108中為是)，搜索處理部17的分配總電力判定部19將各控制迴路Ri的必要輸出MUi分別設定為各控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi(步驟S109)。
另外，在TW＞PW、即使用電力總量TW超過了分配總電力PW的情況下，分配總電力判定部19對升溫時間設定部18進行指示，使升溫時間TL延長到當前值的例如1‧05倍(步驟S110)，並返回步驟S106。如此，反覆執行步驟S106～S108、S110的處理，直到使用電力總量TW成為分配總電力PW以內。
接著，控制部20-i如下述那樣計算控制迴路Ri的操作量MVi。設定值SPi經由設定值SPi輸入部21-i被輸入到PID控制運算部23-i(步驟S111)。
控制量PVi經由控制量PVi輸入部22-i被輸入到PID控制運算部23-i(步驟S112)。
PID控制運算部23-i根據設定值SPi和控制量PVi，進行如以下的傳遞函數式那樣的PID控制運算來計算操作量MVi(步驟S113)。
MVi=(100/PBi){1+(1/TIis)+TDis}(SPi-PVi)　…(7)
PBi係比例帶，TIi係積分時間，TDi係微分時間，s係拉普拉斯(Laplace)運算子。
輸出上限處理部24-i進行如下式那樣的操作量MVi的上限處理(步驟S114)。
IF MVi＞OHi THEN MVi=Ohi　…(8)
即，在操作量MVi大於操作量輸出上限值OHi的情況下，輸出上限處理部24-i進行使操作量MVi=OHi的上限處理。
操作量MVi輸出部25-i將由輸出上限處理部24-i進行了上限處理的操作量MVi輸出到控制物件(實際的輸出目的地係電力調整器3-i)(步驟S115)。由於控制部20-i設置於每個控制迴路Ri中，所以步驟S111～S115的處理針對每個控制迴路Ri而被實施。
電力總和抑制控制裝置2每隔一定時間就進行以上那樣的步驟S101～S115的處理，直到例如根據用戶的指示控制結束(在步驟S116中為是)。另外，在各控制迴路Ri的設定值SPi中至少有1個被變更時，進行步驟S102～S110的處理。
接著，本實施形態的加熱裝置的動作例被表示在圖5、圖6中。在圖5、圖6中，考慮到可看性，表示了n=3迴路的控制系統的動作例。圖5表示了在針對100W的加熱器H1、200W的加熱器H2、300W的加熱器H3這3個合計為600W的加熱器，將分配總電力PW設為300W(全部加熱器容量的50%)的情況下，將各加熱器的輸出上限一律設為50%來進行控制的以往的加熱裝置的動作例。縱軸係控制量PVi、操作量MVi、和操作量輸出上限值OHi，均用0-100的刻度來進行表示。控制量PVi的單位係℃，操作量MVi和操作量輸出上限值OHi的單位係%。
這裏，在0‧0秒的時間點上將設定值SP1～SP3同時變更成20‧0℃，在升溫穩定後的500‧0秒的時間點上同時變更成40‧0℃。由於各加熱器的升溫能力有差別，所以在操作量輸出上限值OH1～OH3一律為50%的情況下，到3迴路的控制系統全體升溫結束為止所需要的時間由最遲的控制量PV1決定，升溫效率明顯下降。特別係在控制量PV2、PV3的升溫結束後，無論在整體上電力係否有餘量，操作量MV1都會被抑制。
圖6表示了相同條件下的本實施形態的加熱裝置的動作例。這裏，作為表現各加熱器的升溫能力的差別的值，預先設定有：控制量PV1的變化率值THo1=10‧12[sec‧/℃]、控制量PV2的變化率值THo2=6‧68[sec‧/℃]、控制量PV3的變化率值THo3=5‧06[sec‧/℃]。這些變化率值THo1～THo3的值無需係高精度的數值，只要在現實中各變化率值的比率具有和各加熱器的升溫能力的比率基本一致的程度的精密度，就完全在實用範圍內。
在本實施形態中，由於考慮了各加熱器的升溫能力的操作量輸出上限值OH1～OH3被設定，所以到升溫結束為止的所需時間與3迴路的控制系統中的所需時間基本相同。由於不存在升溫極其慢的控制系統，所以升溫效率被大幅度改善。另外，雖然在500‧0秒的時間點上操作量輸出上限值OH1～OH3也被更新，但是在原理上更新幅度較小。
另外，在本實施形態中，不係使操作量MV1～MV3自身直接地變化，而係使操作量輸出上限值OH1～OH3變化，所以操作量MV1～MV3不會發生沒有意義的上下浮動。即，不會發生對PID控制運算的不良影響，能夠得到沒有不自然性的控制回應波形。
另外，當然，對於本實施形態的電力總和抑制控制裝置2中的處理的順序來說，也可以不按照圖4所示的順序。另外，在圖4的例子中，只接收1次分配總電力PW的資訊，但是也可以構成為，上級PC4根據需要發送資訊，由此分配總電力PW的值被隨時更新。
[第2實施形態]
接著，對本發明的第2實施形態進行說明。在第1實施形態中，對控制量PVi的變化率THi的推定計算利用了簡單的方法，但是本實施形態考慮到升溫特性的非線性，提出了一種進一步提高控制量PVi的變化率THi的推定計算精度的方法。
在本實施形態中，由於電力總和抑制控制裝置2的構成和處理流程與第1實施形態相同，所以使用圖1～圖4的附圖標記來進行說明。
以下，對本實施形態的電力總和抑制控制裝置2的動作進行說明。圖4的步驟S100～S102的處理與第1實施形態相同。
接著，本實施形態的升溫時間推定部11的控制量PVi變化率計算部13根據預先設定的推定用多項式f()，藉由下式，針對每個控制迴路Ri並根據各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi和控制量PVi的變更量ΔPVi來計算控制量PVi的變化率THi(步驟S103)。
THi=f(MVi，OHi=100‧0，ΔPVi)　…(9)
這裏，將賦予推定用多項式f()的操作量輸出上限值OHi設為100‧0%。接著，對推定用多項式f()的求解方法進行說明。對推定用多項式f()進行設定的用戶，針對設定值變更前的操作量MVi、操作量輸出上限值OHi、控制量PVi的變更量ΔPVi、和控制量PVi的變化率THi之間的關係，預先收集幾套作為實驗資料的分析用資料。分析用資料的一個例子被表示在表1中。
藉由對該分析用資料進行多元回歸分析或SVR(Support Vector Regression)等多變數分析，針對每個控制迴路Ri計算推定用多項式f()。預先將該每個控制迴路Ri的推定用多項式f()設定在控制量PVi變化率計算部13中即可。根據表1的分析用資料求出的推定用多項式f()如下所示。這裏，作為多變數分析方法採用了SVR法。
TH1=0‧27392×{(ΔPV1-21‧818)×0‧06279}3 +0‧98236×{(ΔPV1-21‧818)×0‧06279}2 ×(OH1-82‧727)×0‧04717-1‧0102×{(ΔPV1-21‧818)×0‧06279}2 ×(MV1-41‧224)×0‧09649-2‧1976×{(ΔPV1-21‧818)×0‧06279}2 +2‧9847×(ΔPV1-21‧818)×0‧06279×{(OH1-82‧727)×0‧04717}2 -3‧5615×(ΔPV1-21‧818)×0‧06279×(OH1-82‧727)×0‧04717×(MV1-41‧224)×0‧09649-7‧4233×(ΔPV1-21‧818)×0‧06279×(OH1-82‧727)×0‧04717+0‧90789×(ΔPV1-21‧818)×0‧06279×(MV1-41‧224)×0‧09649×(MV1-41‧224)×0‧09649+3‧3854×(ΔPV1-21‧818)×0‧06279×(MV1-41‧224)×0‧09649+8‧7284×(ΔPV1-21‧818)×0‧06279-9‧6209×{(OH1-82‧727)×0‧04717}3 +15‧583×{(OH1-82‧727)×0‧04717}2 ×(MV1-41‧224)×0‧09649+16‧332×{(OH1-82‧727)×0‧04717}2 -7‧6565×(OH1-82‧727)×0‧04717×{(MV1-41‧224)×0‧09649}2 -17‧689×(OH1-82‧727)×0‧04717×(MV1-41‧224)×0‧09649-20‧277×(OH1-82‧727)×0‧04717+2‧3928×{(MV1-41‧224)×0‧09649}3 +3‧1479×{(MV1-41‧224)×0‧09649}2 +9‧8793×(MV1-41‧224)×0‧09649+30‧529　…(10)
接著，圖4的步驟S104、S105的處理和第1實施形態相同。本實施形態的必要輸出推定部15利用預先設定的推定用多項式g()，根據各控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi、控制量PVi的變更量ΔPVi、和升溫時間TL，藉由下式針對每個控制迴路Ri來計算必要輸出MUi(步驟S106)。
MUi=g(MVi，THi=TL，ΔPVi)　…(11)
這裏，將賦予推定用多項式g()的控制量PVi的變化率設為THi=TL。在對推定用多項式g()進行求解時，針對設定值變更前的操作量MVi、控制量PVi的變化率THi、控制量PVi的變更量ΔPVi、和必要輸出MUi(操作量輸出上限值OHi)之間的關係，預先收集幾套作為實驗資料的分析用資料，並對該分析用資料實施多元回歸分析或SVR等多變數分析即可。分析用資料可以與用於求出推定用多項式f()的資料相同。並且，將針對每個控制迴路Ri求出的推定用多項式g()設定在必要輸出推定部15中即可。
圖4的步驟S107～S116的處理與第1實施形態相同
接著，根據與表1的分析用資料不同的途徑收集的下面的實驗資料，確認控制量PV1的變化率TH1的再現性(推定精度)。
圖7係表示基於1次多項式的變化率TH1的推定結果的圖，橫軸係變化率TH1的實驗值，縱軸係變化率TH1的推定值。在圖7中，落在直線700上的標繪點不多表示了變化率TH1的推定精度較低。
圖8係表示基於3次多項式的變化率TH1的推定結果的圖。根據圖8可知，標繪點基本上都落在了直線700上，變化率TH1的推定精度較高。因此可知，如果將推定用多項式的次數提高到3次，則能夠將設定值變更前的操作量MVi、操作量輸出上限值OHi、和控制量PVi的變更量ΔPVi作為輸入來精確地推定控制量PVi的變化率THi。另外，圖8示出了設定值變更前的操作量MVi、操作量輸出上限值OHi、控制量PVi的變更量ΔPVi、和控制量PVi的變化率THi這4個變數之間具有足夠的關聯性。即，圖8表示了推定用多項式f()和g()處於實用水準。
如此，在本實施形態中，能夠提高控制量PVi的變化率THi和必要輸出MUi的推定計算精度，因此與第1實施形態相比，能夠提高升溫控制的精度。
另外，在第1、第2實施形態中，以加熱裝置為例進行了說明，但是例如對物件物的冷卻溫度進行控制的冷卻裝置也可以應用本發明。
[第3實施形態]
在第1、第2實施形態中，根據電力量來計算操作量輸出上限值OHi，但是不局限於此，也可以根據燃料使用量來進行計算。即，本發明將把第1、第2實施形態的電力總和抑制控制裝置2中使用的所謂“電力”的物理量置換成“能量”或者“功率”的形態包括在權利範圍內。
將第1、第2實施形態的電力總和抑制控制裝置2中使用的所謂“電力”的物理量置換成了“能量”的能量總和抑制控制裝置的構成表示在圖9中。
圖9的能量總和抑制控制裝置由分配總能量輸入部10a、升溫時間推定部11、必要輸出推定部15、使用能量合計計算部16a、搜索處理部17a、和每個控制迴路Ri中設置的控制部20-i構成。搜索處理部17a由升溫時間設定部18和分配總能量判定部19a構成。該能量總和抑制控制裝置的構成與在第1、第2實施形態中將“電力”置換成“能量”的構成相當，因此省略其詳細說明。
第1～第3實施形態中說明的電力總和抑制控制裝置和能量總和抑制控制裝置能夠藉由具備有CPU、存儲裝置和介面的電腦和、控制這些硬體資源的程式來實現。CPU按照存儲裝置中保存的程式來執行第1～第3實施形態中說明的處理。
本發明能夠應用於具備有複數個控制迴路的多迴路控制系統的控制裝置和控制方法。
1．．．加熱處理爐
2．．．電力總和抑制控制裝置
3-1～3-4．．．電力調整器
10．．．分配總電力輸入部
10a．．．分配總能量輸入部
11．．．升溫時間推定部
12．．．控制量PVi變更量計算部
13．．．控制量PVi變化率計算部
14．．．升溫時間計算部
15．．．必要輸出推定部
16．．．使用電力合計計算部
16a．．．使用能量合計計算部
17、17a．．．搜索處理部
18‧‧‧升溫時間設定部
19‧‧‧分配總電力判定部
19a‧‧‧分配總能量判定部
20-i‧‧‧控制部
21-i‧‧‧設定值SPi輸入部
22-i‧‧‧控制量PVi輸入部
23-i‧‧‧PID控制運算部
24-i‧‧‧輸出上限處理部
25-i‧‧‧操作量MVi輸出部
H1~H4‧‧‧加熱器
S1~S4‧‧‧溫度感測器
圖1係表示本發明的第1實施形態加熱裝置的構成的方塊圖。
圖2係表示本發明的第1實施形態電力總和抑制控制裝置的構成的方塊圖。
圖3係本發明的第1實施形態控制系統的方塊圖。
圖4係表示本發明的第1實施形態電力總和抑制控制裝置的動作的流程圖。
圖5係表示習知的加熱裝置的動作例的圖。
圖6係表示本發明的第1實施形態加熱裝置的動作例的圖。
圖7係表示基於1次多項式的控制量的變化率的推定結果的圖。
圖8係表示基於3次多項式的控制量的變化率的推定結果的圖。
圖9係表示本發明的第3實施形態能量總和抑制控制裝置的構成的方塊圖。
10．．．分配總電力輸入部
11．．．升溫時間推定部
12．．．控制量PVi變更量計算部
13．．．控制量PVi變化率計算部
14．．．升溫時間計算部
15．．．必要輸出推定部
16．．．使用電力合計計算部
17．．．搜索處理部
18．．．升溫時間設定部
19．．．分配總電力判定部
20-i．．．控制部
21-i．．．設定值SPi輸入部
22-i．．．控制量PVi輸入部
23-i．．．PID控制運算部
24-i．．．輸出上限處理部
25-i．．．操作量MVi輸出部

Claims (10)

  1. 一種能量總和抑制控制裝置，其特徵在於，具備：分配總能量輸入手段，其接收對複數個控制迴路Ri(i=1~n)的控制致動器的能量使用量進行規定的分配總能量的資訊；控制量變化時間推定手段，其推定將每一該控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；能量抑制手段，其推定使每一該控制迴路Ri的控制量PVi在該控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出每一該控制致動器的使用能量的總和、即使用能量總量，搜索該使用能量總量不超過該分配總能量的該必要輸出MUi的組合，並將最終得到的該必要輸出MUi設定為每一該控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制手段，其設置在每一該控制迴路Ri中，將該設定值SPi和該控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出該操作量MVi，執行將該操作量MVi限制在該操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了該上限處理後的該操作量MVi輸出到對應的該控制迴路Ri的該控制致動器。
  2. 一種電力總和抑制控制裝置，其特徵在於，具備：分配總電力輸入手段，其接收對複數個控制迴路Ri(i=1~n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力 PW的資訊；控制量變化時間推定手段，其推定將每一該控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；電力抑制手段，其推定使每一該控制迴路Ri的控制量PVi在該控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出每一該控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW，搜索該使用電力總量TW不超過該分配總電力PW的該必要輸出MUi的組合，並將最終得到的該必要輸出MUi設定為每一該控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制手段，其設置在每一該控制迴路Ri中，將該設定值SPi和該控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出該操作量MVi，執行將該操作量MVi限制在該操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了該上限處理後的該操作量MVi輸出到對應的該控制迴路Ri的該控制致動器。
  3. 一種電力總和抑制控制裝置，其特徵在於，具備：分配總電力輸入手段，其接收對複數個控制迴路Ri(i=1~n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變更量計算手段，其根據每一該控制迴路Ri的變更後的設定值SPi和設定值變更前的控制量PVi，計算出每一該控制迴路Ri的控制量PVi的變更量△PVi； 控制量變化率計算手段，其根據每一該控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi，計算出該控制量PVi的變化率THi；升溫時間計算手段，其根據該變更量△PVi和該變化率THi，推定將每一該控制迴路Ri的該操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的每一該控制迴路Ri的升溫時間TLi，並選出該升溫時間TLi中的最大值、即升溫時間TL；必要輸出推定手段，其推定使每一該控制迴路Ri的該控制量PVi在該升溫時間TL的期間內變化該變更量△PVi程度時所需的操作量、即必要輸出MUi；使用電力合計計算手段，其根據該必要輸出MUi，計算出每一該控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW；搜索處理手段，其一邊逐次變更該升溫時間TL，一邊使該必要輸出推定手段和該使用電力合計計算手段執行處理，搜索該使用電力總量TW不超過該分配總電力PW的該必要輸出MUi的組合，並將最終得到的該必要輸出MUi設定為每一該控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制手段，其設置在每個控制迴路Ri中，將該設定值SPi和該控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將該操作量MVi限制在該操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了該上限處理後的該操作量MVi輸出到對應的該控制迴路Ri的該控制致動器。
  4. 如申請專利範圍第3項之電力總和抑制控制裝置，其 中，該控制量變化率計算手段利用該操作量MVi的特定的輸出值和當前值之差、即操作量上升幅度，對具有代表性的操作量輸出時的該控制量PVi的變化率進行換算，由此來計算出將該操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的該控制量PVi的該變化率THi；該必要輸出推定手段利用針對操作量輸出上限對計算出該變化率THi的算式求解而得到的算式，計算出該必要輸出MUi。
  5. 如申請專利範圍第3項之電力總和抑制控制裝置，其中，該控制量變化率計算手段將每一該控制迴路Ri的設定值變更前的該操作量MVi和該控制量PVi的該變更量△PVi作為輸入變數並藉由預先設定的第1推定用多項式，計算出該控制量PVi的該變化率THi；該必要輸出推定手段將每一該控制迴路Ri的設定值變更前的該操作量MVi、該控制量PVi的該變更量△PVi和該升溫時間TL作為輸入變數，並藉由預先設定的第2推定用多項式，計算出該必要輸出MUi；根據設定值變更前的該操作量MVi的實驗資料、該操作量輸出上限值OHi的實驗資料、該控制量PVi的該變更量△PVi的實驗資料和該控制量PVi的該變化率THi的實驗資料，並藉由多變數分析來預先導出該第1推定用多項式；根據設定值變更前的該操作量MVi的實驗資料、該控 制量PVi的該變化率THi的實驗資料、該控制量PVi的該變更量△PVi的實驗資料和該必要輸出MUi的實驗資料，藉由多變數分析來預先導出該第2推定用多項式。
  6. 一種能量總和抑制控制方法，其特徵在於，包括：分配總能量輸入步驟，接收對複數個控制迴路Ri(i=1~n)的控制致動器的能量使用量進行規定的分配總能量的資訊；控制量變化時間推定步驟，推定將每一該控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；能量抑制步驟，推定使各控制迴路Ri的控制量PVi在該控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出每一該控制致動器的使用能量的總和、即使用能量總量，搜索該使用能量總量不超過該分配總能量的該必要輸出MUi的組合，並將最終得到的該必要輸出MUi設定為每一該控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制步驟，將該設定值SPi和該控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出該操作量MVi，執行將該操作量MVi限制在該操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了該上限處理後的該操作量MVi輸出到對應的該控制迴路Ri的該控制致動器。
  7. 一種電力總和抑制控制方法，其特徵在於，包括：分配總電力輸入步驟，接收對複數個控制迴路Ri(i=1 ~n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變化時間推定步驟，推定將每一該控制迴路Ri的操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的控制量變化時間；電力抑制步驟，推定使每一該控制迴路Ri的控制量PVi在該控制量變化時間的期間內變化與設定值SPi的變更對應的量時所需的操作量、即必要輸出MUi，根據該必要輸出MUi計算出每一該控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW，搜索該使用電力總量TW不超過該分配總電力PW的該必要輸出MUi的組合，並將最終得到的該必要輸出MUi設定為每一該控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制步驟，將該設定值SPi和該控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出操作量MVi，執行將該操作量MVi限制在該操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了該上限處理後的該操作量MVi輸出到對應的該控制迴路Ri的該控制致動器。
  8. 一種電力總和抑制控制方法，其特徵在於，包括：分配總電力輸入步驟，接收對複數個控制迴路Ri(i=1~n)的控制致動器的電力消耗量進行規定的分配總電力PW的資訊；控制量變更量計算步驟，根據每一該控制迴路Ri的變更後的設定值SPi和設定值變更前的控制量PVi，計算出每 一該控制迴路Ri的該控制量PVi的變更量△PVi；控制量變化率計算步驟，根據每一該控制迴路Ri的設定值變更前的操作量MVi，計算出該控制量PVi的變化率THi；升溫時間計算步驟，根據該變更量△PVi和該變化率THi，推定將每一該控制迴路Ri的該操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的每一該控制迴路Ri的升溫時間TLi，並選出該升溫時間TLi中的最大值、即升溫時間TL；必要輸出推定步驟，推定使每一該控制迴路Ri的該控制量PVi在該升溫時間TL的期間內變化該變更量△PVi程度時所需的操作量、即必要輸出MUi；使用電力合計計算步驟，根據該必要輸出MUi，計算出每一該控制致動器的使用電力的總和、即使用電力總量TW；搜索處理步驟，其一邊逐次變更該升溫時間TL，一邊執行該必要輸出推定步驟和該使用電力合計計算步驟的處理，搜索該使用電力總量TW不超過該分配總電力PW的該必要輸出MUi的組合，並將最終得到的該必要輸出MUi設定為每一該控制迴路Ri的操作量輸出上限值OHi；及控制步驟，將該設定值SPi和該控制量PVi作為輸入並藉由控制運算來計算出該操作量MVi，執行將該操作量MVi限制在該操作量輸出上限值OHi以下的上限處理，並將進行了該上限處理後的該操作量MVi輸出到對應的該控制迴路Ri的該控制致動器。
  9. 如申請專利範圍第8項之電力總和抑制控制方法，其中，該控制量變化率計算步驟利用該操作量MVi的特定的輸出值和當前值之差、即操作量上升幅度，對具有代表性的操作量輸出時的該控制量PVi的變化率進行換算，由此來計算出將該操作量MVi從當前值變為特定的輸出值時的該控制量PVi的該變化率THi；該必要輸出推定步驟利用針對操作量輸出上限對計算出該變化率THi的算式求解而得到的算式，計算出該必要輸出MUi。
  10. 如申請專利範圍第8項之電力總和抑制控制方法，其中，該控制量變化率計算步驟將每一該控制迴路Ri的設定值變更前的該操作量MVi和該控制量PVi的該變更量△PVi作為輸入變數，藉由預先設定的第1推定用多項式，計算出該控制量PVi的該變化率THi；該必要輸出推定步驟將每一該控制迴路Ri的設定值變更前的該操作量MVi、該控制量PVi的該變更量△PVi和該升溫時間TL作為輸入變數，藉由預先設定的第2推定用多項式，計算出該必要輸出MUi；根據設定值變更前的該操作量MVi的實驗資料、該操作量輸出上限值OHi的實驗資料、該控制量PVi的該變更量△PVi的實驗資料和該控制量PVi的該變化率THi的實驗資料，藉由多變數分析來預先導出該第1推定用多項式； 根據設定值變更前的該操作量MVi的實驗資料、該控制量PVi的該變化率THi的實驗資料、該控制量PVi的該變更量△PVi的實驗資料和該必要輸出MUi的實驗資料，藉由多變數分析來預先導出該第2推定用多項式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5829066B2 (ja) 2011-07-11 2015-12-09 アズビル株式会社 制御装置および方法
JP5732346B2 (ja) * 2011-08-11 2015-06-10 アズビル株式会社 エネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法
JP5756720B2 (ja) * 2011-09-15 2015-07-29 アズビル株式会社 エネルギー総和抑制制御装置、電力総和抑制制御装置および方法
JP5923416B2 (ja) 2012-09-12 2016-05-24 アズビル株式会社 制御装置
US20160037956A1 (en) 2013-02-14 2016-02-11 Jeff Wu Circulator cooker
US20150082996A1 (en) 2013-09-20 2015-03-26 Jeff Wu Submersable circulator cooker
JP6092026B2 (ja) * 2013-07-12 2017-03-08 アズビル株式会社 調節計およびデータ収集方法
JP6130749B2 (ja) * 2013-07-12 2017-05-17 アズビル株式会社 制御システムおよびデータ収集表示方法
AU2014293183A1 (en) * 2013-07-24 2016-03-17 Anova Applied Electronics, Inc. Heating circulator
JP6239901B2 (ja) 2013-08-23 2017-11-29 アズビル株式会社 制御装置および制御方法
JP5972951B2 (ja) * 2014-10-28 2016-08-17 三菱重工業株式会社 補機制御装置、制御システム、過給機、制御方法及びプログラム
CN106796436B (zh) * 2014-11-13 2019-04-26 理化工业株式会社 温度控制装置及温度控制方法
JP6346545B2 (ja) * 2014-11-18 2018-06-20 アズビル株式会社 電力総和抑制制御装置および方法
JP6480826B2 (ja) * 2015-07-30 2019-03-13 アズビル株式会社 電力管理装置および方法
JP6585972B2 (ja) * 2015-09-04 2019-10-02 アズビル株式会社 電力総和抑制制御装置および方法
JP6859725B2 (ja) * 2017-01-31 2021-04-14 オムロン株式会社 Ｐｉｄ制御装置、ｐｉｄ制御方法、およびｐｉｄ制御プログラム
US11375843B2 (en) 2019-04-12 2022-07-05 Anova Applied Electronics, Inc. Sous vide cooker

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6195368A (ja) * 1984-10-17 1986-05-14 Minolta Camera Co Ltd 複写機
JPH0298701A (ja) * 1988-10-05 1990-04-11 Toshiba Corp 制御装置
JPH05313702A (ja) 1992-05-12 1993-11-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 制御装置
JP2885047B2 (ja) * 1994-01-25 1999-04-19 松下電器産業株式会社 リフロー装置およびリフロー装置のヒータ立上げ方法
KR970702515A (ko) * 1994-03-31 1997-05-13 다떼이시 요시오 제어 시스템 및 방법(Control system and method)
JPH11126743A (ja) * 1997-10-24 1999-05-11 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JPH11204412A (ja) * 1998-01-19 1999-07-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
JP3785029B2 (ja) * 2000-08-04 2006-06-14 株式会社山武 制御装置および制御方法
JP3881593B2 (ja) 2002-05-17 2007-02-14 株式会社山武 制御装置
JP4426155B2 (ja) * 2002-06-06 2010-03-03 株式会社タムラ製作所 加熱装置
JP4358674B2 (ja) * 2004-04-23 2009-11-04 株式会社山武 制御方法
JP4468868B2 (ja) * 2005-07-13 2010-05-26 株式会社山武 電力使用量予測装置および電力使用量予測方法
JP5264468B2 (ja) * 2008-12-24 2013-08-14 アズビル株式会社 制御装置および制御方法
US20100169227A1 (en) * 2008-12-31 2010-07-01 International Business Machines Corporation ENERGY MANAGEMENT AND QUALITY OF SERVICE (QoS)

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