TWI551970B - Control device and control method - Google Patents

Description

控制裝置及控制方法

本發明涉及在將用於調整平衡點的副控制系統附加到用於以控制為主要目的的主控制系統構成的控制系統中，能夠透過客觀的方法決定平衡點，實現節能的控制裝置以及控制方法，其中，該平衡點是主控制的穩定狀態下的理想的操作量輸出。

在用於控制溫度、壓力等過程量的程序控制系統中，例如以溫度為控制對象的話，各有一個加熱器、溫度感測器和溫控器，基本上是對於一個控制量PV設定一個致動器的組合。

另一方面，也提出了使加熱致動器(加熱器)和冷卻致動器(冷卻器)這兩個致動器協調動作，對溫度進行控制的方法(參照專利文獻1)。圖6是示出將專利文獻1中所揭示的控制裝置應用於加熱處理爐的溫度控制的例子的圖，圖7是專利文獻1中所揭示的控制裝置的構成的方塊圖。加熱處理爐100中，使透過加熱器101加熱、透過冷卻器102冷卻的空氣迴圈。

控制器104基於透過加熱處理爐100內的溫度感測器103測量到的控制量(溫度測量值)PV_A和設定值SP_A，透過PID控制運算而算出加熱用的操作量MV_A。控制器105採用控制器104的加熱用操作量MV_A的理想值作為設定值SP_B，採用控制器104的加熱用操作量MV_A 作為控制量，透過PID控制運算算出冷卻用的操作量MV_B

根據專利文獻1中所揭示的技術，不只是單單控制溫度，還能降低加熱和冷卻的抵消從而改善能源效率。專利文獻1中所揭示的技術特徵是：著眼於作為對能源效率造成影響的主要原因的、加熱器輸出和冷卻器輸出的平衡點，附加了對加熱器輸出(操作量MV_A)進行常時監控並進行調整的控制回路。

【專利文獻1】日本專利第3805957號公報

對於所希望的平衡點設定值(如圖7中的SP_B)，由於是現場的操作員任意設定的值，所以也會存在根據操作員的知識而大幅偏離適當的平衡點的情況。不管怎樣，平衡點設定值是主觀決定的，對於控制系統的目標狀態未必能保證客觀性。

即使操作員任意設定的平衡點設定值從適當的平衡點偏離，也不是會從技術上導致控制系統的動作不成立的重大問題。但是，如專利文獻1中所揭示的，在預先冷卻．再加熱式的溫度控制系統中，由於進行如在透過冷卻器一時預先冷卻的基礎上，透過加熱器的加熱使之變成最佳溫度那樣的輸出抵消，如果沒有適當地進行輸出抵消的話，會存在能源消耗變大的問題。

如專利文獻1中所揭示的技術中，因為透過操作員任意選擇平衡點，使如上上述的輸出抵消為最小化來實現節能，所以關於平衡點設定值的決定方法，需要更好的改善。另外，實現平衡點設定值的客觀的決定方法並不僅限於專利文獻1中所揭示的溫度控制系統，對於在用於控制 為主要目的的主控制系統中附加了用於調整平衡點的副控制系統的構成的控制系統也是共同的課題。

本發明是為了解決上述技術問題而做出的，因此本發明的目的在於，提供一種在將用於調整平衡點的副控制系統附加到主控制系統的構成的控制系統中，能夠透過客觀的方法決定平衡點設定值來實現節能的控制裝置以及控制方法。

本發明的控制裝置具有：第1控制運算手段，其與主控制系統對應設置，將主控制系統的設定值和控制量作為輸入，透過控制運算算出第1操作量；第1操作量輸出手段，其將透過上述第1控制運算手段算出的第1操作量輸出至上述主控制系統的致動器；第2控制運算手段，其與用於調整平衡點的副控制系統對應設置，將表示上述平衡點的平衡點設定值作為輸入，且將由上述第1控制運算手段算出的第1操作量作為控制量輸入，透過控制運算算出第2操作量，上述平衡點是在主控制為穩定的狀態下的理想的操作量輸出；第2操作量輸出手段，其將透過該第2控制運算手段算出的第2操作量輸出至副控制系統的致動器；穩定狀態檢測手段，其將上述主控制系統的設定值在預先規定的時間以上維持在同一值的狀態作為穩定狀態檢測出；平衡點設定值決定手段，其基於上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的平均值與最小值的差，或者上述第1操作量的最大值和上述平均值的差，算出上述平衡點設定值；以及，平衡點設定值輸出手段，其將上述平衡點設定值決定手段算出的平衡點設定值設定為上述第2控制運算手段使用的值。

另外，在本發明的控制裝置的一個構成例中，上述平衡點設 定值決定手段，進行將算出的平衡點設定值限制在規定的上限值與下限值的範圍內的上下限處理，並將上下限處理後的平衡點設定值輸出至上述平衡點設定值輸出手段，上述平衡點設定值的上限值設定為比上述第1操作量的規定的上限值小，上述平衡點設定值的下限值設定為比上述第1操作量的規定的下限值大。

另外，在本發明的控制裝置的一個構成例中，上述第1操作量越大，由上述主控制系統和副控制系統操控的控制對象越能夠維持對節能有利的狀態，上述平衡點設定值決定手段透過從上述第1操作量的上限值減去上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的最大值與平均值的差中包含了餘裕量的值，來算出上述平衡點設定值。

另外，在本發明的控制裝置的一個構成例中，當算出的平衡點設定值超出上述平衡點設定值的上限值或下限值時，上述平衡點設定值決定手段透過警報通知操作員

另外，本發明的控制方法包含以下步驟：第1控制運算步驟，將主控制系統的設定值和控制量作為輸入，透過控制運算算出第1操作量；第1操作量輸出步驟，將透過該第1控制運算步驟中算出的第1操作量輸出至上述主控制系統的致動器；第2控制運算步驟，將表示平衡點的平衡點設定值作為輸入，且將上述第1控制運算步驟中算出的第1操作量作為控制量輸入，透過控制運算算出第2操作量，上述平衡點是在主控制為穩定狀態下的理想的操作量輸出；第2操作量輸出步驟，將該第2控制運算步驟中算出的第2操作量輸出至用於調整上述平衡點的副控制系統的致動器；穩定狀態檢測步驟，將上述主控制系統的設定值在預先規定的 時間以上維持在同一值的狀態作為穩定狀態檢測出；平衡點設定值決定步驟，其基於在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的平均值與最小值的差，或者上述第1操作量的最大值和上述平均值的差，算出上述平衡點設定值；以及，平衡點設定值輸出步驟，其將在該平衡點設定值決定步驟算出的平衡點設定值設定為上述第2控制運算步驟使用的值。

根據本發明，透過如下設置：主控制系統的第1控制運算手段；主控制系統的第1操作量輸出手段；副控制系統的第2控制運算手段；副控制系統的第2操作量輸出手段；將主控制系統的設定值在規定時間以上維持為同一值的狀態作為穩定狀態檢測出來的穩定狀態檢測手段；基於穩定狀態下檢測出的第1操作量的平均值與最小值的差，或者第1操作量的最大值和平均值的差，算出平衡點設定值的平衡點設定值決定手段；以及，將平衡點設定值決定手段算出的平衡點設定值設定為第2控制運算手段使用的值的平衡點設定值輸出手段，能夠透過比現有技術更為客觀的方法決定平衡點設定值，從而實現節能。

另外，在本發明中，透過進行了將算出的平衡點設定值限制於規定的上限值與下限值的範圍內的上下限處理的基礎上，將其設定為第2控制運算手段使用的值，從而能夠透過與現有技術相比格外客觀的方法決定平衡點設定值，實現節能。

另外，在本發明中，透過將在穩定狀態下檢測出的第1操作量的平均值和最大值的差中包含了餘裕量的值與第1操作量的下限值相加來算出平衡點設定值，從而能夠設定平衡點設定值以使與第1操作量的下限值之間的餘裕量為最小，能夠決定適合於第1操作量越小越能維持對節 能有利的狀態的控制對象的平衡點設定值。

另外，在本發明中，透過從第1操作量的上限值減去穩定狀態下檢測出的第1操作量的最大值與平均值的差中包含了餘裕量的值，來算出平衡點設定值，從而能夠設定平衡點設定值以使與第1操作量的上限值之間的餘裕量為最小，能夠決定適合於第1操作量越大越能維持對節能有利的狀態的控制對象的平衡點設定值。

另外，在本發明中，由於在平衡點設定值超出平衡點設定值的上限值或下限值的情況下，透過警報通知操作員，所以能夠將有可能進行了平衡點設定值的不恰當的自動決定的情況傳達給操作員。

〔發明原理1〕

平衡點設定值基本上意味以“使輸出抵消降到最小，實現節能”為目的的操作量的選擇方法。在此，控制的平衡狀態從控制動作的角度來看是 穩定狀態，並且是主要目的為控制系統的設定值(如圖7中的SP_A)在長時間裡，維持在同一值的狀態。因此，發明者想到了：基於穩定狀態的操作量MV_A的實績，如果逆算出平衡點設定值以使在穩定狀態下必要的“與操作量MV_A的上下限值之間的餘裕量”變成最小，就能夠求得客觀並且原理妥當的平衡點設定值。

例如，如專利文獻1中所揭示的加熱．冷卻輸出抵消緩和時，檢測出圖7的設定值SP_A在規定時間以上維持於同一值的穩定狀態，基於在該穩定狀態下檢測到的操作量MV_A的平均值MV_A_ave和最小值MV_A_min的差逆算出平衡點設定值SP_B即可。不犧牲控制性能而使輸出抵消為最小限度的理論上的平衡點設定值SP_B作為使與操作量MV_A的下限值OL_A(通常的情況為0.0%)的餘裕量變為最小的值，透過下式可以計算出。

SP_B=OL_A+(MV_A_ave-MV_A_min)．．．(1)

另外，在式(1)和以下的式子的說明中，控制量PV_A、設定值SP_A，SP_B、操作量MV_A，MV_B全部作為被正規化為0~100%的值進行說明。

雖然式(1)中沒有對於平衡點設定值SP_B的計算設置餘裕量，在實用上，較佳為：根據控制對象的特性，比現場的操作員知識豐富的控制系統設計的專家，預先規定好餘裕的取得方法。實用的平衡點設定值SP_B為例如下式這樣的計算。

SP_B=OL_A+(MV_A_ave-MV_A_min)×α．．．(2)

SP_B=OL_A+(MV_A_ave-MV_A_min+β)．．．(3)

式(2)中的α是決定餘裕量的係數，例如以1.0為中心，0.8~1.2左右的值。同樣，式(3)中的β是決定餘裕量的係數，例如以0.0為中心，-5.0~5.0%左右的值。在此，餘裕量決定係數α、β在理論上是主觀決定的。但是，由於不是直接決定平衡點設定值SP_B的部分，所以也能使係數α、β的可變幅度縮小(例如，對於α固定在1.0，對於β固定在0.0)。如此將可變幅度縮小時，與現有的專利文獻1相比，能夠格外地保持平衡點設定值SP_B的客觀性。

透過與操作量MV_A的上限值OH_A之間的餘裕量來決定平衡點設定值SP_B的情況也可以同樣地設計。在該情況下，基於穩定狀態下檢測到的操作量MV_A的平均值MV_A_ave和最大值MV_A_max的差，透過下式逆算出平衡點設定值SP_B即可。

SP_B=OH_A-(MV_A_max-MV_A_ave)×α．．．(4)

SP_B=OH_A-(MV_A_max-MV_A_ave+β)．．．(5)

式(4)的係數α為例如以1.0為中心的0.8~1.2左右的值，式(5)的係數β為例如以0.0為中心的-5.0~5.0%左右的值。

[發明原理2]

由於本發明是基於控制的實績的平衡點設定值SP_B的自動決定手法，所以基於極為特殊的控制狀態的實績，也有考慮進行不恰當的平衡點設定值SP_B的自動決定的危險性的必要。對於該危險性，對於平衡點設定值SP_B本身，控制系統設計專家預先設定好上下限值即可。較佳為：到達自動決定的平衡點設定值SP_B的上下限值的情況下，透過警報等通知操作員。

與係數α、β的情況一樣，平衡點設定值SP_B的上下限值 理論上是主觀決定的。但是因為不是直接決定平衡點設定值SP_B的部分，所以也能將上下限值的幅度擴大。如果使上下限值擴大，則能夠自動決定平衡點設定值SP_B的範圍變大，因此與現有的專利文獻1相比，能夠格外地保持平衡點設定值SP_B的客觀性。

〔實施形態〕

以下，參照附圖對本發明的實施形態進行說明。圖1是表示本實施形態涉及的控制裝置的構成的方塊圖，圖2是本實施形態涉及的控制系統的方塊圖。本實施形態是與上述發明原理1、發明原理2對應的例子。另外，在本實施形態中，將如圖6、圖7的說明的加熱．冷卻抵消系統(操作量MV_A越小越能夠維持對節能有利的狀態的系統)作為應用對象。即，作為要透過與操作量MV_A的下限值OL_A之間的餘裕量來決定平衡點設定值SP_B的實例。

控制裝置是由主控制部1、副控制部2、平衡點設定值決定功能部3構成。上述主控制部1與用於以控制為主要目的的主控制系統對應設置。上述副控制部2與副控制系統(操作量調整控制系統)對應設置，上述副控制系統對平衡點進行調整，上述平衡點為在主控制的穩定狀態下的理想的操作量輸出。上述平衡點設定值決定功能部3決定表示平衡點的平衡點設定值SP_B並對副控制部2中使用的平衡點設定值SP_B進行更新。

主控制部1具有：輸入主控制系統的設定值SP_A的設定值輸入部10；輸入被測量器測量的主控制系統的控制量PV_A的控制量輸入部11；將設定值SP_A和控制量PV_A作為輸入，透過回饋控制運算計算出 操作量MV_A(第1操作量)的控制運算部12(第1控制運算手段)；以及，將操作量MV_A輸出至主控制系統的致動器的操作量輸出部13(第1操作量輸出手段)。

1‧‧‧主控制部

2‧‧‧副控制部

3‧‧‧平衡點設定值決定功能部

10‧‧‧設定值輸入部

11‧‧‧控制量輸入部

12‧‧‧控制運算部

13‧‧‧操作量輸出部

20‧‧‧平衡點設定值設定部

21,31‧‧‧操作量取得部

22‧‧‧調整控制運算部

23‧‧‧調整操作量輸出部

30‧‧‧設定值取得部

32‧‧‧穩定狀態檢出部

33‧‧‧平衡點設定值決定部

34‧‧‧平衡點設定值輸出部

圖1是表示本發明的實施形態涉及的控制裝置的構成的方塊圖。

圖2是本發明的實施形態涉及的控制系統的框方塊。

圖3是表示本發明的實施形態涉及的控制裝置的動作的流程圖。

圖4是表示本發明的實施形態涉及的控制裝置的動作例的圖。

圖5是表示基於熱交換介質的流量的溫度控制系統的構成的圖。

圖6是表示將現有的控制裝置應用於加熱處理爐的溫度控制的例子的圖。

圖7是表示現有的控制裝置的構成的方塊圖。

副控制部2具有：輸入平衡點設定值SP_B的平衡點設定值設定部20；從主控制部1取得操作量MV_A的操作量取得部21；輸入平衡點設定值SP_B，並將操作量MV_A作為控制量輸入，透過回饋控制運算計算出調整操作量MV_B(第2操作量)的調整控制運算部22(第2控制運算手段)；將調整操作量MV_B輸出至副控制系統的致動器的調整操作量輸出部23(第2操作量輸出手段)。

平衡點設定值決定功能部3具有：從主控制部1取得設定值SP_A的設定值取得部30；從主控制部1取得操作量MV_A的操作量取得部31；將設定值SP_A在預先規定的時間以上維持於同一值的狀態作為穩定狀態檢測出來的穩定狀態檢出部32；基於在穩定狀態下檢測出的操作量MV_A的平均值MV_A_ave和最小值MV_A_min的差，計算出平衡點設定值SP_B的平衡點設定值決定部33；將平衡點設定值SP_B輸出至平衡點設定值設定部20，對副控制部2中使用的平衡點設定值SP_B進行更新的平衡點設定值輸出部34。

圖2中的4是主控制系統的致動器(圖6、圖7的例子為加熱器101)，5是副控制系統的致動器(圖6、圖7的例子是冷卻器102)，6是控制對象。主控制部1、致動器4、控制對象6構成主控制系統，副控制 部2、致動器5、控制對象6構成副控制系統。

以下，參照圖3對本實施形態的控制裝置的動作進行說明。圖3是表示控制裝置的動作的流程圖。

主控制系統的設定值SP_A由操作員等設定，經由設定值輸入部10被輸入至控制運算部12和平衡點設定值決定功能部3的設定值取得部30(圖3的步驟S100)。

主控制系統的控制量PV_A是透過感測器等(圖6的例子是溫度感測器103)而被測量，經由控制量輸入部11被輸入至控制運算部12和平衡點設定值決定功能部3的操作量取得部31(圖3的步驟S101)。

主控制部1的控制運算部12基於從設定值輸入部10輸入的設定值SP_A和從控制量輸入部11輸入的控制量PV_A，進行如下的傳遞函數式的PID控制運算來計算出操作量MV_A(圖3的步驟S102)。

MV_A=(100/PB_A){1+(1/TI_As)+TD_As}×(SP_A-PV_A)．．．(6)

在式(6)中，PB_A是比例帶，TI_A是積分時間，TD_A是微分時間，s是拉普拉斯運算子。

然後，控制運算部12對於算出了的操作量MV_A，進行如式(7)這樣的上限處理，並進行如式(8)這樣的下限處理(圖3的步驟S103)。

IF MV_A>OH_A THEN MV_A=OH_A．．．(7)

IF MV_A<OL_A THEN MV_A=OL_A．．．(8)

即，控制運算部12，在操作量MV_A比預先設定的上限值 OH_A大的情況下，設操作量MV_A=OH_A，在操作量MV_A比預先設定的下限值OL_A小的情況下，設操作量MV_A=OL_A。通常，上限值OH_A為100.0%，下限值OL_A為0.0%。

主控制部1的操作量輸出部13將經由控制運算部12算出並進行了上下限處理的操作量MV_A輸出至對應的主控制系統的致動器4(圖3的步驟S104)。

接下來，操作量MV_A的要被調整的表示平衡點的平衡點設定值SP_B的初始值由操作員等設定，經由副控制部2的平衡點設定值設定部20被輸入至調整控制運算部22(圖3的步驟S105)。平衡點設定值SP_B的初始值在考慮了能源效率後被決定。

副控制部2的操作量取得部21從主控制部1的操作量輸出部13取得操作量MV_A(圖3的步驟S106)。

副控制部2的調整控制運算部22基於從平衡點設定值設定部20輸入的平衡點設定值SP_B和從操作量取得部21輸入的操作量MV_A，進行如下的傳遞函數式的PID控制運算來計算出調整操作量MV_B(圖3的步驟S107)。

MV_B=(100/PB_B){1+(1/TI_Bs)+TD_Bs}×(SP_B-MV_A)．．．(9)

在式(9)中，PB_B是比例帶，TI_B為積分時間，TD_B是微分時間，s是拉普拉斯運算子。

然後，調整控制運算部22對於計算出的調整操作量MV_B，進行如式(10)這樣的上限處理，並進行如式(11)這樣的下限處理(圖3 的步驟S108)。

IF MV_B>OH_B THEN MV_B=OH_B．．．(10)

IF MV_B<OL_B THEN MV_B=OL_B．．．(11)

即，調整控制運算部22在調整操作量MV_B比預先設定的上限值OH_B大的情況下，設操作量MV_B=OH_B，在調整操作量MV_B比預先設定的下限值OL_B小的情況下，設操作量MV_B=OL_B。通常，上限值OH_B為100.0%，下限值OL_B為0.0%。

副控制部2的調整操作量輸出部23將調整控制運算部22算出並進行了上下限處理的調整操作量MV_B輸出至對應的副控制系統的致動器5(圖3的步驟S109)。

接下來，平衡點設定值決定功能部3的設定值取得部30從主控制部1的設定值輸入部10取得設定值SP_A(圖3的步驟S110)。

平衡點設定值決定功能部3的操作量取得部31從主控制部1的操作量輸出部13取得操作量MV_A(圖3的步驟S111)。

平衡點設定值決定功能部3的穩定狀態檢出部32對主控制是否為穩定狀態進行判定(圖3的步驟S112)。具體來說，從與要判定的現在的控制週期時刻相比追溯了預定時間TH以上的過去的時間點起，到現在的控制週期為止，設定值SP_A維持於同一值的情況下，穩定狀態檢出部32判定出主控制是穩定狀態。時間TH能夠預先規定為，在變更了設定值SP_A時，控制量PV_A追隨設定值SP_A的過渡狀態完畢所需要的時間以上的時間。

平衡點設定值決定功能部3的平衡點設定值決定部33在主控制被判斷為穩定狀態的情況下(步驟S112中的是)，基於穩定狀態下檢測到的操作量MV_A的平均值MV_A_ave和穩定狀態下檢測到的操作量MV_A的最小值MV_A_min的差，透過上式(2)決定平衡點設定值SP_B(圖3的步驟S113)。如上述，係數α是例如以1.0為中心0.8~1.2左右的值。作為求得平均值MV_A_ave和最小值MV_A_min的對象的穩定狀態的範圍，設為從過去到現在的控制週期時間點為止的、連續檢測出來的全部的穩定狀態的時間段。

平衡點設定值決定部33對於步驟S113中計算出的平衡點設定值SP_B，進行如式(12)的上限處理，並進行如式(13)的下限處理(圖3的步驟S114)。

IF SP_B>SH THEN SP_B=SH．．．(12)

IF SP_B<SL THEN SP_B=SL．．．(13)

即，平衡點設定值決定部33在平衡點設定值SP_B比預先設定的上限值SH大的情況下，設平衡點設定值SP_B=SH，在平衡點設定值SP_B比預先設定的下限值SL小的情況，設平衡點設定值SP_B=SL。

在沒有特別制約的情況下，平衡點設定值SP_B的上限值SH可以是與操作量MV_A的上限值OH_A相同的值，平衡點設定值SP_B的下限值SL可以是與操作量MV_A的下限值OL_A相同的值。但是，考慮技術意義的話，應當設定為SH<OH_A。

另外，平衡點設定值決定部33係，當步驟S113中計算出的平衡點設定值SP_B超出了上限值SH或下限值SL的情況下，即平衡點設 定值SP_B比上限值SH更大，或比SL下限值更小的情況下(圖3的步驟S115)，對操作員輸出表示有可能進行了平衡點設定值SP_B的不恰當的自動決定的警報(圖3的步驟S116)。作為警報的輸出方法，例如使控制裝置上設置的警報通知用的LED閃爍或者點燈等方法。

平衡點設定值決定功能部3的平衡點設定值輸出部34，透過將經由平衡點設定值決定部33算出的上下限處理的平衡點設定值SP_B輸出至副控制部2的平衡點設定值設定部20，對副控制部2中使用的平衡點設定值SP_B進行更新(圖3的步驟S117)。

直到根據例如來自操作者的指令而結束控制為止(圖3的步驟S118中的是)，在每個控制週期中反復執行以上的步驟S100~S117的處理。

圖4(A)、圖4(B)是表示本實施形態的控制裝置的動作例的圖，圖4(A)是表示平衡點設定值SP_B的調整前的動作例的圖，圖4(B)是表示平衡點設定值SP_B的調整後的動作例的圖。圖4(A)、圖4(B)的縱軸是操作量，橫軸是時間。從本實施形態來看，透過在圖4(A)表示的穩定狀態下算出上述平衡點設定值SP_B並更新，能夠設定平衡點設定值SP_B，以使其與圖4(B)所示的操作量MV_A的下限值OL_A之間的餘裕量為最小。

另外，在本實施形態中，雖然平衡點設定值決定部33將式(2)用作為決定平衡點設定值SP_B的式子，但如前述的發明原理1說明，平衡點設定值SP_B也可以透過式(3)決定。

另外，在本實施形態中，雖然將如圖6、圖7說明的加熱． 冷卻系統作為應用對象，但例如透過主控制系統的操作量MV_A操作的是熱交換介質的流量，透過副控制系統的操作量MV_B操作的是熱交換介質的溫度的裝置，也包含于本發明的應用對象中。

這樣的溫度控制系統的構成如圖5所示。在圖5的例子中，根據操作量MV_A，熱交換介質流量控制閥50的開度被控制，從熱交換介質溫度控制器51提供的熱交換介質的溫度根據調整操作量MV_B而被控制。透過了熱交換介質流量控制閥50的熱交換介質被提供給熱交換器52，透過了熱交換器52的熱交換介質返回至熱交換介質溫度控制器51。如此，透過熱交換器52空氣被加熱或冷卻。

此時，如果熱交換介質的流量(主控制系統的操作量MV_A)越大越能將熱交換介質的溫度維持於對於節能有利的狀態的話，就成為要以與操作量MV_A的上限值OH_A之間的餘裕量來決定平衡點設定值SP_B的實例。該情況下，如前述的發明原理1的說明，平衡點設定值決定部33能夠透過式(4)或式(5)決定平衡點設定值SP_B。另外，應該是設定為SL>OL_A。

本實施形態說明的控制裝置能夠透過CPU(Central Processing Unit)、記憶裝置、以及具備介面的電腦、以及控制這些硬體資源的程式來實現。按照CPU，記憶裝置中儲存的程式實現本實施形態中說明的處理。

本發明能夠應用於在控制系統中實現節能的技術。上述控制系統是將用於調整平衡點的副控制系統附加到主控制系統的構成的控制系統。

1‧‧‧主控制部

2‧‧‧副控制部

3‧‧‧平衡點設定值決定功能部

10‧‧‧設定值輸入部

11‧‧‧控制量輸入部

12‧‧‧控制運算部

13‧‧‧操作量輸出部

20‧‧‧平衡點設定值設定部

21,31‧‧‧操作量取得部

22‧‧‧調整控制運算部

23‧‧‧調整操作量輸出部

30‧‧‧設定值取得部

32‧‧‧穩定狀態檢出部

33‧‧‧平衡點設定值決定部

34‧‧‧平衡點設定值輸出部

Claims (10)

1. 一種控制裝置，其特徵在於，具備：第1控制運算手段，其與主控制系統對應設置，將上述主控制系統的設定值和控制量作為輸入，透過控制運算算出第1操作量；第1操作量輸出手段，其將透過該第1控制運算手段算出的第1操作量輸出至上述主控制系統的致動器；第2控制運算手段，其與用於調整平衡點的副控制系統對應設置，將表示上述平衡點的平衡點設定值輸入，且將由上述第1控制運算手段算出的第1操作量作為控制量輸入，透過控制運算算出第2操作量，上述平衡點是在主控制系統為穩定狀態下的理想的操作量輸出；第2操作量輸出手段，其將透過該第2控制運算手段算出的第2操作量輸出至上述副控制系統的致動器；穩定狀態檢測手段，其將上述主控制系統的設定值在預先規定的時間以上維持在同一值的狀態作為穩定狀態檢測出；平衡點設定值決定手段，其基於在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的平均值與最小值的差，或者上述第1操作量的最大值和上述平均值的差，算出上述平衡點設定值；以及，平衡點設定值輸出手段，其將該平衡點設定值決定手段算出的平衡點設定值設定為上述第2控制運算手段使用的值。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之控制裝置，其中，上述平衡點設定值決定手段，進行將算出的平衡點設定值限制在規定的上限值與下限值的範圍內的上下限處理，並將上下限處理後的平衡點設 定值輸出至上述平衡點設定值輸出手段，上述平衡點設定值的上限值設定為比上述第1操作量的規定的上限值小，上述平衡點設定值的下限值設定為比上述第1操作量的規定的下限值大。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之控制裝置，其中，上述第1操作量越小，由上述主控制系統和副控制系統操控的控制對象越能夠維持對節能有利的狀態，上述平衡點設定值決定手段透過將在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的平均值與最小值的差中包含了餘裕量的值與上述第1操作量的下限值相加，來算出上述平衡點設定值。
4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之控制裝置，其中，所述第1操作量越大，由上述主控制系統和副控制系統操控的控制對象越能夠維持對節能有利的狀態，上述平衡點設定值決定單元透過從上述第1操作量的上限值中減去在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的最大值與上述平均值的差中包含了餘裕量的值，來算出上述平衡點設定值。
5. 如申請專利範圍第2項所記載之控制裝置，其中，當算出的平衡點設定值超出上述平衡點設定值的上限值或下限值時，上述平衡點設定值決定手段透過警報通知操作員。
6. 一種控制方法，其特徵在於，包括如下步驟：第1控制運算步驟，將主控制系統的設定值和控制量作為輸入，透過控制運算算出第1操作量； 第1操作量輸出步驟，將該第1控制運算步驟中算出的第1操作量輸出至上述主控制系統的致動器；第2控制運算步驟，將表示平衡點的平衡點設定值作為輸入，且將上述第1控制運算步驟中算出的第1操作量作為控制量輸入，透過控制運算算出第2操作量，上述平衡點是在主控制系統為穩定狀態下的理想的操作量輸出；第2操作量輸出步驟，將該第2控制運算步驟中算出的第2操作量輸出至用於調整上述平衡點的副控制系統的致動器；穩定狀態檢測步驟，將上述主控制系統的設定值在預先規定的時間以上維持在同一值的狀態作為穩定狀態檢測出；平衡點設定值決定步驟，其基於在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的平均值與最小值的差，或者上述第1操作量的最大值和上述平均值的差，算出上述平衡點設定值；以及，平衡點設定值輸出步驟，其將在該平衡點設定值決定步驟算出的平衡點設定值設定為上述第2控制運算步驟使用的值。
7. 如申請專利範圍第6項所記載之控制方法，其中，上述平衡點設定值決定步驟中包含：進行將算出的平衡點設定值限制在規定的上限值與下限值的範圍內的上下限處理的步驟，上述平衡點設定值的上限值設定為比上述第1操作量的規定的上限值小，上述平衡點設定值的下限值設定為比上述第1操作量的規定的下限值大。
8. 如申請專利範圍第6或7項所記載之控制方法，其中， 上述第1操作量越小，由上述主控制系統和副控制系統操控的控制對象越能夠維持對節能有利的狀態，上述平衡點設定值決定步驟包含：透過將在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的平均值與最小值的差中包含了餘裕量的值與上述第1操作量的下限值相加，來算出上述平衡點設定值的步驟。
9. 如申請專利範圍第6或7項所記載之控制方法，其中，上述第1操作量越大，由上述主控制系統和副控制系統操控的控制對象為，越能夠維持對節能有利的狀態，上述平衡點設定值決定步驟包含：透過從上述第1操作量的上限值減去在上述穩定狀態下檢測出的上述第1操作量的最大值與上述平均值的差中包含了餘裕量的值，來算出上述平衡點設定值的步驟。
10. 如申請專利範圍第7項所記載之控制方法，其中，上述平衡點設定值決定步驟中包含：當算出的平衡點設定值超出上述平衡點設定值的上限值或下限值時，透過警報通知操作員的步驟。