WO2020136702A1 - 電力制御装置及び電力制御方法 - Google Patents

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則和 万木
徹也 村田
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible

Definitions

  • the present invention relates to a power control device and a power control method for controlling power supply to each of a plurality of loads in a system for heating or cooling a work by a plurality of loads.
  • Patent Document 1 discloses a technique for improving erroneous determination of the amount of cooked rice in a rice cooker due to a change in the amount of heat generated due to variations in heaters and variations in power supply voltage.
  • the present invention provides a power control device and a power control system capable of realizing an output operation with a relatively simple configuration in which the influence of fluctuations in load characteristics is reduced in a system for heating or cooling a work by a plurality of loads.
  • the purpose is to provide a control method.
  • a power control device for controlling power supply to each of the plurality of loads, wherein a combined current value obtained by combining currents flowing through the plurality of loads is measured.
  • a correction value which is a value obtained by dividing the sum of the products of the operation output value for each of the loads and the rated current value of each of the loads by the combined current value obtained by the current detector, is calculated.
  • the power control device comprises: an output calculation unit that controls power supply to each of the loads based on a corrected operation output value that is a product of an operation output value for each of the loads and the correction value. ..
  • the power control device of the present invention in a system in which a work is heated or cooled by a plurality of loads, it is possible to realize an output operation with a reduced influence of fluctuations in load characteristics with a relatively simple configuration.
  • the block diagram which shows the outline of the structure regarding this invention of the heating system of embodiment which concerns on this invention.
  • the flowchart which shows the outline of the processing operation of the power control apparatus of embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration related to the present invention of the system of the present embodiment.
  • the system of the present embodiment heats a work (not particularly shown) loaded on the plate 21, and has a configuration in which four heaters (load 1 to load 4) are embedded in the plate 21. ing. That is, it is a system in which a work loaded on a plate is heated by a plurality of heaters.
  • the plate 21 is made of a material having a high thermal conductivity, and the loads 1 to 4 are thermally connected.
  • the system according to the present embodiment includes a plate 21 in which loads 1 to 4 are embedded, a DC power supply P that supplies power to each load, and switching elements SW1 to SW4 that turn on/off the power supply to each load.
  • a current detector 31 provided on a power supply path from the DC power source P to each load, and a power control device 100 that controls power supply to each load by ON/OFF control of each switching element are provided.
  • Each load is connected in parallel to the DC power supply P, and the current detector 31, which is a current detection resistor, is provided on the power supply path between the DC power supply P and the parallel connection circuit of each load. Therefore, the current detector 31 is a current detector that measures a combined current value obtained by combining the currents flowing through all the loads 1 to 4.
  • the power control device 100 receives an operation output value MV from another device such as a temperature controller, and performs on/off control of the switching elements SW1 to SW4 by PWM control based on the operation output value MV.
  • an output calculation unit 11 that performs various calculation processes such as PWM control, a current detection unit 12 that obtains a combined current value i obtained by combining the currents flowing from the current detector 31 to the loads 1 to 4, and a temperature controller And the like, and a communication unit 13 that transmits and receives information to and from other devices.
  • the loads 1 to 4 will be referred to as “channels”, and the operation output value corresponding to channel 1 will be referred to as MV(1), and the operation output value corresponding to channel ch will be referred to as MV(ch).
  • the system of the present embodiment heats the work loaded on the plate 21, but the resistance values of the load 1 to load 4 which are heaters have temperature dependence, and the temperature rises. As the resistance increases. Thereby, for example, even if the operation output value MV(ch) is constant at 80%, when the temperature is high, the actually output power is lower than when the temperature is low. This is because the current value decreases as the resistance value increases. That is, when the temperature rises, for example, where it is originally desired to output 80% of the electric power, 80% of the output cannot be actually obtained.
  • the current detector 31 calculates the total value of the products of the operation output values MV(ch) and the rated current values I(ch) of the loads.
  • a correction value mc which is a value divided by the obtained combined current value i, is calculated (Equation 1), and the power of each channel is calculated based on the correction operation output value that is the product of each operation output value MV(ch) and the correction value mc.
  • the supply control is performed, whereby the deviation of the output power caused by the change in the resistance value of each load is corrected so as to approach an appropriate value.
  • the total value of the products of the respective operation output values MV(ch) and the respective rated current values I(ch) indicated by the numerator of the above equation 1 is intended to flow to each load by controlling the output. It corresponds to a combined current value, that is, a target combined current value.
  • the denominator i of Equation 1 is the actually measured combined current value. That is, the correction value mc is the ratio of the target combined current value and the actually measured combined current value.
  • the combined current value i is acquired from the current detector 31 for each control cycle, and the correction value used in the next cycle is calculated and updated.
  • the correction value MC n+1 used in the next cycle is based on the basic concept described above, and as shown in Equation 2, each operation output value MV(ch) n and each rated current value I( the value obtained by dividing the composite current value i n obtained by the current detector 31 the sum of the respective products of ch), calculated from the product of the correction value MC n that are used in the current cycle. That is, the correction value MC n + 1 of the next cycle, the correction value MC n of the current cycle is multiplied by the correction value mc newly calculated.
  • Equation 2 the distinction of data for each control cycle is represented by the subscripts n and n+1. The same notation will be used thereafter.
  • the output calculation unit 11 substitutes 0 into n and then substitutes 1 into the correction value MC n (that is, MC 0 ) in step 201.
  • the output calculation unit 11 performs a process of acquiring each operation output value MV(ch) n from the communication unit 13.
  • Each operation output value MV(ch) n corresponding to each load is acquired from another device such as a temperature controller.
  • step 204 and 205 the output calculation unit 11, to perform the measurement processing of the current to the current detection unit 12 performs processing thereby to obtain a composite current value i n.
  • step 206 the output calculation unit 11 performs the calculation based on the above-described equation 2 to calculate the correction value MC n+1 for the next cycle.
  • the rated current value I(ch) of each load is preset in the device because it is set at the time of shipment of the device or input by the user.
  • n is incremented and then the process returns to step 202 to repeat the above process.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show comparison experiments of the case where the correction processing function for the operation output value MV using the correction value MC described above is turned off and turned on in the power control device 100 of the present embodiment. The results are shown.
  • the experiment is performed in the power control device 100 by setting the operation output value MV(ch) as follows. MV(1): 10% and 90% are changed about every 10 seconds MV(2): 20% fixed MV(3): 50% fixed MV(4): 20% fixed
  • FIG. 3 is a graph showing a result when the correction processing function is turned off
  • FIG. 4 is a graph showing a result when the correction processing function is turned on.
  • the graphs (a) of FIGS. 3 and 4 are graphs showing the measured temperature T1 obtained from the temperature sensor installed near the center of the plate 21 in the experiment.
  • the graphs (b) of FIGS. 3 and 4 are graphs showing the change state of the actually calculated correction value MC n .
  • the correction processing function is off, as shown in FIG. 3B, it is synonymous with the correction value being always 1 (100%).
  • Graphs (c) of FIGS. 3 and 4 are graphs showing combined current values measured by the current detector 31. The graphs of FIGS.
  • FIGS. 3 and 4(d) are enlarged views of the graphs of FIGS. 3 and 4(c) near 860 mA (near the maximum current value).
  • the graphs (e) of FIGS. 3 and 4 are enlarged views of the vicinity of 480 mA (near the minimum current value) of the graphs of FIGS.
  • the current value decreases with the elapsed time. That is, it is shown that the temperature rises with the lapse of time, and the resistance value of each load increases, whereby the current value decreases.
  • the correction processing function is turned on (FIGS. 4(c) to (e))
  • the power control apparatus 100 of the present embodiment in a system that heats a work by a plurality of loads, even if the load characteristics fluctuate due to temperature fluctuations, this can be prevented from being affected by the output. it can. Further, the function can be realized with a simple configuration. That is, according to the present embodiment, even if a plurality of loads are provided, only one current detector is required, which can be realized with a simple configuration. As the configuration of the current detector 31, the current detector 12, and the like, those originally provided in the device for other purposes such as disconnection detection can be used, and thus this function can be realized at low cost. You can
  • the load is the heater, and basically the temperature control is performed, but the cooling element may be used to perform the cooling control.
  • the cooling element may be used to perform the cooling control.
  • the current value increases as the temperature rises, but the concept described in the present embodiment can be applied as it is.
  • the power source is a DC power source as an example, but the present invention can be applied to an AC power source.
  • the correction value update process is performed every control cycle of the power supply control, but the present invention is not limited to this, and the correction value update process is performed at an arbitrary timing. It may be one. However, when the temperature change of the load is fast, it is preferable to shorten the interval between update cycles or update timings. Further, the correction value may not be updated under a predetermined condition. As an example thereof, when the calculated variation amount of the correction value (difference between MC n+1 and MC n ) or variation amount of the combined current value (for example, difference between i n and i n ⁇ 1 ) exceeds a predetermined value, The correction value may not be updated.
  • the application range of the correction value may be limited (for example, 0.8 to 1.2).
  • these moving average values are calculated. May be calculated and used as the latest correction value MC n+1 .
  • the moving average value may be replaced with the latest correction value MC n+1 , or the correction value MC n+1 itself may be left as it is and the moving average value multiplied by the operation output value may be used to correct the power to the load. Supply control may be performed.
  • a weighted average or the like in which the most recent cycle is weighted may be used, and the average value may be calculated by various calculation methods.
  • the rapid temperature change is unlikely to occur, and therefore the correction value does not change rapidly under normal processing. By these processes, it is possible to suppress the sensitive reaction of the correction value to the influence of noise or the like.
  • the initial value is used as the correction value or the correction processing function is automatically turned off. You may do so.
  • the initial value of the correction value is not 1 (100%), but may be any value such as 0.8 or 1.2, or a set value that can be input by the user.
  • the rated current value I(ch) of each load is preset in the device, but the rated resistance value R(ch) of each load and the rated voltage value V of the power source are set to the device. Is set in the device at the time of shipment from the factory or input by the user, and the rated current value I(ch) is calculated by dividing the rated voltage value V by the rated resistance value R(ch). However, you may use this. Further, in order to reduce the memory required for the operation of the microcomputer, the rated current value I(ch) and the rated resistance value R(ch) are shared by all channels (for example, the rated current value I and the rated resistance value R). R) may be used.
  • the power control device has been described as including the output calculation unit 11, the current detection unit 12, and the communication unit 13, but each functional unit is limited to be individually configured in hardware.
  • all the functions may be implemented by software on one device such as a microcomputer.
  • any or all of the functional units may be implemented by hardware (by a dedicated circuit or the like), and in the present embodiment, the processing executed by the software on the output calculation unit 11 has been described. Some or all of the functions may be implemented by hardware.
  • the product of the correction value MC n used in the cycle and the correction value mc newly calculated in the cycle is calculated as the correction value MC n+1 in the next cycle.
  • the present invention is not limited to this.
  • the correction value MC n used in the cycle may be calculated by the product of the correction value MC n ⁇ 1 in the previous cycle and the correction value mc newly calculated in the cycle. Deviations before and after the cycle do not make a conceptual difference.
  • the one using the correction value of the most recent cycle is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and for example, the correction value two cycles before and the new calculation value are calculated. Even if the correction value of the corresponding cycle is calculated by the product of the correction value and the like, a sufficient effect can be obtained.

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Abstract

複数の負荷１～４に流れる電流が合成された合成電流値を測定する電流検出器３１と、負荷１～４のそれぞれに対する操作出力値と負荷１～４のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を電流検出器３１によって得られる合成電流値で除算した値である補正値を算出し、負荷１～４のそれぞれに対する操作出力値と前記補正値の積である補正操作出力値に基づいて負荷１～４のそれぞれに対する電力供給制御を行う出力演算部１１と、を備えることにより、ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、負荷特性の変動の影響を低減させた加熱制御または冷却制御を行うことができる電力制御装置１００。

Description

電力制御装置及び電力制御方法
　本発明は、ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、前記複数の負荷のそれぞれに対する電力供給の制御を行う電力制御装置及び電力制御方法に関する。
　ヒータ等の加熱用の負荷やペルチェ素子等の冷却用の負荷を用いて、各種のワークの加熱や冷却が行われている。負荷を用いた加熱または冷却をより正確に行うための要素の１つとして、負荷特性等の変動への対応がある。即ち、負荷特性等が変動した場合においても、正確な出力が得られるように、負荷特性等の変動の影響を除去若しくは低減さることが望まれている。
　これに関する技術として、炊飯器において、ヒータのばらつきや電源電圧のばらつきによる発熱量の変化によって、炊飯量の誤判定を改善する技術が、特許文献１によって開示されている。
特開２０１３－２５５５４２号公報
　システムによって、加熱または冷却のための負荷が複数設けられているものがある。
　このようなシステムにおいて、特許文献１のような従来技術によって負荷特性の変動への対応をしようとした場合、各負荷の電流値を測定するために電流検出器を複数設ける必要があり、また、制御処理としても複雑となるものであった。
　本発明は、上記の点に鑑み、ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、負荷特性の変動の影響を低減させた出力操作を比較的簡素な構成によって実現可能な電力制御装置及び電力制御方法を提供することを目的とする。
（構成１）
　ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、前記複数の負荷のそれぞれに対する電力供給の制御を行う電力制御装置であって、前記複数の負荷に流れる電流が合成された合成電流値を測定する電流検出器と、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記負荷のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を前記電流検出器によって得られる合成電流値で除算した値である補正値を算出し、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記補正値の積である補正操作出力値に基づいて前記負荷のそれぞれに対する電力供給制御を行う出力演算部と、を備えることを特徴とする電力制御装置。
（構成２）
　所定サイクル毎に、該当サイクルより前のサイクルの前記補正値と、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記負荷のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を前記電流検出器によって得られる合成電流値で除算した値と、の積によって、前記補正値を更新する更新処理を行うことを特徴とする構成１に記載の電力制御装置。
（構成３）
　前記合成電流値の変動量が、所定値を超える場合には、前記補正値の更新を行わないことを特徴とする構成２に記載の電力制御装置。
（構成４）
　前記更新処理によって算出された補正値が、所定範囲内に無い場合には、前記補正値の更新を行わない若しくは前記補正値にリミットを設けることを特徴とする構成２又は３に記載の電力制御装置。
（構成５）
　過去のサイクルの複数の前記補正値を使用して移動平均を算出し、当該算出された値を該当サイクルの補正値とすることを特徴とする構成２から４の何れかに記載の電力制御装置。
（構成６）
　ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、前記複数の負荷のそれぞれに対する電力供給の制御を行う電力制御方法であって、前記複数の負荷に流れる電流が合成された合成電流値を測定するステップと、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記負荷のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を前記合成電流値で除算した値である補正値を算出するステップと、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記補正値の積である補正操作出力値に基づいて前記負荷のそれぞれに対する電力供給制御を行うステップと、を備えることを特徴とする電力制御方法。
　本発明の電力制御装置によれば、ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、負荷特性の変動の影響を低減させた出力操作を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
本発明に係る実施形態の加熱システムの本発明に関する構成の概略を示すブロック図 実施形態の電力制御装置の処理動作の概略を示すフローチャート 実施形態の電力制御装置に関する補正処理機能をオフにした実験結果を示す図 実施形態の電力制御装置に関する補正処理機能をオンにした実験結果を示す図
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
　図１は、本実施形態のシステムの本発明に関する構成の概略を示すブロック図である。
　本実施形態のシステムは、プレート２１に積載されるワーク（特に図示せず）の加熱を行うものであり、プレート２１に対して４つのヒータ（負荷１～負荷４）が埋め込まれた構成となっている。即ち、プレートに積載されるワークを複数のヒータによって加熱するシステムである。プレート２１は熱伝導率の高い素材で形成されており、負荷１～負荷４は熱的に接続されている。
　本実施形態のシステムは、負荷１～負荷４が埋め込まれたプレート２１と、各負荷へ電力を供給する直流電源Ｐと、各負荷への電力供給をオン／オフするスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４と、直流電源Ｐから各負荷への電力供給路上に設けられる電流検出器３１と、各スイッチング素子のオン／オフ制御により各負荷への電力供給を制御する電力制御装置１００と、を備えている。
　各負荷は直流電源Ｐに対して並列に接続されており、電流検出用抵抗器である電流検出器３１は、直流電源Ｐと各負荷の並列接続回路との間の電力供給路上に設けられる。従って、電流検出器３１は、全ての負荷１～負荷４に流れる電流が合成された合成電流値を測定する電流検出器である。
　電力制御装置１００は、温度調節器等の他の装置から操作出力値ＭＶの入力を受けて、当該操作出力値ＭＶに基づくＰＷＭ制御によって、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ４のオン／オフ制御を行うものであり、ＰＷＭ制御等の各種の演算処理を行う出力演算部１１と、電流検出器３１から負荷１～負荷４に流れる電流が合成された合成電流値ｉを得る電流検出部１２と、温度調節器等の他の装置との間の情報の送受信を行う通信部１３と、を備える。
　以下、負荷１～負荷４の別を“チャンネル”と称し、チャンネル１に対応する操作出力値をＭＶ（１）、チャンネルｃｈに対応する操作出力値をＭＶ（ｃｈ）等と表記する。
　本実施形態のシステムは、プレート２１に積載されるワークの加熱を行うものであるが、ヒータである負荷１～負荷４は、その抵抗値が温度依存性を有しており、温度が高くなるにつれて抵抗値が上昇する。これにより、例えば、操作出力値ＭＶ（ｃｈ）が８０％一定であったとしても、温度が低い場合に比べて、温度が高い場合は、実際に出力される電力が低下してしまう。抵抗値の上昇により、電流値が低下するためである。即ち、温度が高くなると、例えば本来８０％の電力を出力したい所だが、実際には８０％の出力が得られない状況となる。
　このような問題に対し、本実施形態の電力制御装置１００では、各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）と各負荷の定格電流値Ｉ（ｃｈ）のそれぞれの積の合計値を、電流検出器３１によって得られる合成電流値ｉで除算した値である補正値ｍｃを算出し（数１）、各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）と補正値ｍｃの積である補正操作出力値に基づいて各チャンネルの電力供給制御を行うことを基本とし、これにより、各負荷の抵抗値の変化によって生じる出力電力のずれが、適正な値に近づくように補正される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記の数１の分子で示される各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）と各定格電流値Ｉ（ｃｈ）のそれぞれの積の合計値は、出力を制御して各負荷に意図して流そうとしている電流の合成値、すなわち目標とする合成電流値に該当する。
　これに対して、数１の分母ｉは実際に測定された合成電流値である。
　即ち、補正値ｍｃは、目標とする合成電流値と、実際に測定された合成電流値の比である。
　本実施形態の電力制御装置１００では、制御サイクルごとに、合成電流値ｉを電流検出器３１から取得し、次のサイクルで使用する補正値の算出と更新を行う。次のサイクルで使用する補正値ＭＣｎ＋１は、上記基本概念を用いた上で、数２に示されるように、現在のサイクルでの各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）ｎと各定格電流値Ｉ（ｃｈ）のそれぞれの積の合計値を電流検出器３１によって得られる合成電流値ｉｎで除算した値と、現在のサイクルで使用している補正値ＭＣｎとの積から算出する。即ち、次のサイクルの補正値ＭＣｎ＋１は、現在のサイクルの補正値ＭＣｎに、新たに算出した補正値ｍｃを掛けたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　なお、数２では、制御サイクルごとのデータの区別を、添え字のｎやｎ＋１で表記している。以降も同様の表記を用いる。
　次に、本実施形態の電力制御装置１００の本発明に関する部分の処理動作の概略を、図２を参照しつつ説明する。
　初期化処理として、出力演算部１１において、ｎに０を代入した上でステップ２０１において補正値ＭＣｎ（即ちＭＣ０）に１を代入する。
　続くステップ２０２では、出力演算部１１が、通信部１３から各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）ｎを取得する処理を行う。温度調節器等の他の装置から各負荷に対応する各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）ｎを取得するものである。
　ステップ２０３では、出力演算部１１によって、各操作出力値ＭＶ（ｃｈ）ｎと補正値ＭＣｎの積（補正操作出力値）に比例するＰＷＭ信号を算出し、当該ＰＷＭ信号によって各スイッチング素子ＳＷ（ｃｈ）のオン／オフ制御を行う。サイクルｎ＝０の場合には、ＭＣ0＝１であるため、通信部１３から得られた各操作出力値の初期値ＭＶ（ｃｈ）０がそのまま使用される結果となる。
　ステップ２０４、２０５では、出力演算部１１が、電流検出部１２に電流の測定処理を行わせ、これによって合成電流値ｉｎを取得する処理を行う。
　続くステップ２０６では、出力演算部１１において、上述した数２に基づく演算を行い、次サイクルの補正値ＭＣｎ＋１を算出する。なお、各負荷の定格電流値Ｉ（ｃｈ）は、装置の出荷時に設定されている若しくはユーザによって入力されている等により、装置に予め設定されているものである。
　ステップ２０６における補正値ＭＣｎ＋１の算出後は、ｎをインクリメントした上でステップ２０２へと戻って、上記処理を繰り返す。
　図３、図４には、本実施形態の電力制御装置１００において、上記説明した補正値ＭＣを用いた操作出力値ＭＶに対する補正処理機能を、オフにした場合とオンにした場合の比較実験の結果を示した。
　当該実験は、電力制御装置１００において、操作出力値ＭＶ（ｃｈ）を以下のように設定して行ったものである。
ＭＶ（１）：１０％と９０％を約１０秒ごとに変更
ＭＶ（２）：２０％固定
ＭＶ（３）：５０％固定
ＭＶ（４）：２０％固定
　図３は補正処理機能をオフにした場合、図４は補正処理機能をオンにした場合の結果を示すグラフである。
　図３、４の（ａ）のグラフは、当該実験においてプレート２１の中央付近に設置した温度センサから得られた測定温度Ｔ１を示したグラフである。
　図３、４の（ｂ）のグラフは、実際に算出された補正値ＭＣｎの変化状態を示すグラフである。補正処理機能オフの場合は、図３（ｂ）に示されるように、補正値が常に１（１００％）であるのと同義である。
　図３、４の（ｃ）のグラフは、電流検出器３１によって測定された合成電流値を示すグラフである。
　図３、４の（ｄ）のグラフは、図３、４の（ｃ）のグラフの８６０ｍＡ付近（電流値の最大値付近）を拡大した図である。
　図３、４の（ｅ）のグラフは、図３、４の（ｃ）のグラフの４８０ｍＡ付近（電流値の最小値付近）を拡大した図である。
　図３、図４から理解されるように、補正処理機能をオフにした場合（図３（ｃ）～（ｅ））には、経過時間と共に電流値が低下している。即ち、時間経過にともなって温度が上昇し、各負荷の抵抗値が大きくなることによって電流値が低下していることが示されている。
　これに対し、補正処理機能をオンにした場合（図４（ｃ）～（ｅ））には、補正処理機能がオフである場合に見られるような電流値の落ち込みは無く、従って、出力しようと意図した通りの出力が維持されていることが示されている。
　以上のごとく、本実施形態の電力制御装置１００によれば、ワークを複数の負荷によって加熱するシステムにおいて、温度の変動によって負荷特性が変動した場合においても、これが出力に影響されないようにすることができる。また当該機能を簡素な構成によって実現することができる。即ち、本実施形態によれば、複数の負荷を備えている場合においても電流検出器は１つでよく、簡素な構成によって実現することができる。電流検出器３１や電流検出部１２等の構成は、断線検知等の他の目的のために元々装置に備えられているものを利用することができ、従って本機能を低コストにて実現することができる。
　本実施形態では、負荷がヒータであり、基本的に昇温制御を行うものを例としたが、冷却素子を用いて冷却制御を行うもの等であっても構わない。
　なお、ペルチェ素子等の半導体素子においては、温度上昇に伴って電流値が増加する特性を示すが、概念としては本実施形態で説明したものをそのまま適用することができる。
　また、本実施形態では、電源が直流電源であるものを例としているが、交流電源に対しても本発明を適用することができる。
　本実施形態では、補正値の更新処理を、電力供給制御の制御サイクル毎に毎回行うものを例としているが、本発明をこれに限るものではなく、補正値の更新処理は任意のタイミングで行うものであってもよい。ただし、負荷の温度変化が早い場合には、更新サイクルまたは更新タイミングの間隔を短くする方が好適である。
　また、所定の条件下においては補正値の更新を行わないようなものとしてもよい。その一例として、算出された補正値の変動量（ＭＣｎ＋１とＭＣｎの差）や合成電流値の変動量（例えば、ｉｎとｉｎ－１の差）が所定値を超える場合には、補正値の更新を行わないようにしてもよい。
　また、負荷の温度特性を考慮したうえで、補正値の適用範囲に制限（例えば、０．８～１．２）を設けても良い。
　また、必要以上に補正値が変動しないように、算出された複数のサイクルの補正値ＭＣ（例えば直近の５サイクル分の補正値ＭＣｎ－３～ＭＣｎ＋１）を用いて、これらの移動平均値を算出し、これを最新の補正値ＭＣｎ＋１として使用するものであってもよい。この際に、移動平均値を最新の補正値ＭＣｎ＋１として置き換えるようにしてもよいし、補正値ＭＣｎ＋１自体はそのままとし、移動平均値を操作出力値にかけた補正操作出力値によって負荷への電力供給制御を行うようにしてもよい。
　なお、単純な移動平均ではなく、直近のサイクル程重みづけがされるような加重平均等としてもよく、各種の算出方法によって平均値を算出してよい。
　本実施形態のシステムでは、プレートまたはワークの温度変化が比較的緩やかなものであるため、急激な温度変化は生じ難く、従って正常な処理下においては補正値が急激に変化することはない。これらの処理により、ノイズなどの影響に対して、補正値の過敏な反応を抑制することができる。
　上記において、補正値の変動量が大きい状態や、補正値が所定範囲内に無い状態が、所定回数又は所定期間以上続く場合には、警報情報を出力し、負荷への電力の出力動作を停止するようにしてもよい。
　また、操作出力値が所定値以下であるときや、電流検出器によって得られる合成電流値が所定値以下であるときは、補正値として初期値を使用する、若しくは補正処理機能を自動的にオフするようにしてもよい。これにより、合成電流値ｉｎの測定分解能が低い場合に、補正値が過大な反応をしてしまう問題を低減させることができる。また、補正値の初期値は１（１００％）でなく、０．８や１．２などの任意の値や、ユーザによって入力できる設定値としてもよい。
　本実施形態では、各負荷の定格電流値Ｉ（ｃｈ）が装置に予め設定されているものを例としているが、各負荷の定格抵抗値Ｒ（ｃｈ）および電源の定格電圧値Ｖが、装置の出荷時に設定されている若しくはユーザによって入力されている等により装置に予め設定されており、定格電圧値Ｖを定格抵抗値Ｒ（ｃｈ）で除算することによって定格電流値Ｉ（ｃｈ）を算出し、これを使用するものであってもよい。また、マイコンなどの動作に必要なメモリを削減するため、定格電流値Ｉ（ｃｈ）や定格抵抗値Ｒ（ｃｈ）を、すべてのチャンネルで共通化した値（例えば定格電流値Ｉ、定格抵抗値Ｒ）としてもよい。
　本実施形態では、電力制御装置が、出力演算部１１と、電流検出部１２と、通信部１３を備えるものとして説明したが、各機能部がハード的に個別に構成されることに限定するものではなく、例えば、マイコンなどの１つのデバイス上で全ての機能がソフトウェア的に実装されるもの等であってもよい。逆に、各機能部の何れか若しくは全てをハード的に（専用回路等によって）実装するものであってもよく、本実施形態において出力演算部１１上でソフトウェア的に実行される処理として説明した機能の一部若しくは全部をハード的に実装するものであってもよい。
　本実施形態では、各サイクルにおいて、当該サイクルで使用した補正値ＭＣｎと、当該サイクルで新たに算出した補正値ｍｃとの積を、次サイクルの補正値ＭＣｎ＋１として算出するものを例としているが、本発明をこれに限るものではない。例えば、各サイクルにおいて、当該サイクルで使用する補正値ＭＣｎを、前サイクルの補正値ＭＣｎ－１と当該サイクルで新たに算出した補正値ｍｃとの積によって算出するもの等であってよく、サイクルの前後のズレ等は、概念としての違いを与えるものではない。
　また、該当サイクルの補正値の算出において、直近のサイクルの補正値を利用するものを例としているが、本発明はこれに限られず、例えば２サイクル前の補正値と当該サイクルで新たに算出した補正値との積によって該当サイクルの補正値を算出するもの等であっても、十分な効果を得ることができる。
　１００．．．電力制御装置
　　１１．．．出力演算部
　　１２．．．電流検出部
　　１３．．．通信部
　２１．．．プレート
　３１．．．電流検出器
　１～４．．．負荷（ヒータ）

Claims (3)

  1. 　ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、前記複数の負荷のそれぞれに対する電力供給の制御を行う電力制御装置であって、
    　前記複数の負荷に流れる電流が合成された合成電流値を測定する電流検出器と、
    　前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記負荷のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を前記電流検出器によって得られる合成電流値で除算した値である補正値を算出し、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記補正値の積である補正操作出力値に基づいて前記負荷のそれぞれに対する電力供給制御を行う出力演算部と、
    を備えることを特徴とする電力制御装置。
  2. 　所定サイクル毎に、該当サイクルより前のサイクルの前記補正値と、前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記負荷のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を前記電流検出器によって得られる合成電流値で除算した値との積によって、前記補正値を更新する更新処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
  3. 　ワークを複数の負荷によって加熱または冷却するシステムにおいて、前記複数の負荷のそれぞれに対する電力供給の制御を行う電力制御方法であって、
    　前記複数の負荷に流れる電流が合成された合成電流値を測定するステップと、
    　前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記負荷のそれぞれの定格電流値のそれぞれの積の合計値を前記合成電流値で除算した値である補正値を算出するステップと、
    　前記負荷のそれぞれに対する操作出力値と前記補正値の積である補正操作出力値に基づいて前記負荷のそれぞれに対する電力供給制御を行うステップと、
    を備えることを特徴とする電力制御方法。
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