[发明专利]能量总和抑制控制装置、电力总和抑制控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备多个控制回路的多回路控制系统的控制装置和控制方法，特别是涉及进行控制以使得在阶跃响应控制中能量使用量(例如电力消耗量)不超过指定的一定值、且尽可能地不损害针对设定值的随动特性的能量总和抑制控制装置、电力总和抑制控制装置和方法。

背景技术

伴随着因地球温暖化问题而导致的改法等，工厂和生产线的能量使用量管理正在被严格要求。由于工厂内的加热装置和空调设备是能量使用量特别大的设备装置，因此以将能量使用量的上限抑制得低于本来具备的最大量的范围内的方式来进行管理的情况较多。例如在使用电力的设备装置中，根据来自电力需求管理系统的指示，进行限制在特定的电力消耗量以内的运用。

特别是在具备多个电加热器的加热装置中，为了抑制在启动时(设置有多个电加热器的区域一起升温时)被同时供给的总电力，提出了以下的方法。

在专利文献1所公开的回流装置中，为了减少启动时的消耗电流，在加热器的附近达到热饱和后，再启动下一个加热器，从而错开了启动时间段。

在专利文献2所公开的半导体晶片的处理装置中，在时间上错开地向各加热器供给电力，以使得在装置启动时在短时间内不会消耗较大电力。

在专利文献3所公开的基板处理装置中，为了减小从电力供给部同时供给的最大电力，按照规定的启动顺序，将各热处理部1台接着1台地依次启动。

在专利文献4所公开的加热装置中，为了防止因装置启动时的过度的消耗电流而导致的电力故障，首先对位于输送机下方的加热器供给所需要的电力，并且对向位于输送机上方的加热器供给的电力进行限制，从而将合计消耗电力控制在一定值以下，随着炉体内的温度的上升而将温度作为切换参数，进行控制以使得向位于输送机下方的加热器供给的电力减少。

【专利文献1】日本特许第2885047号公报

【专利文献2】日本特开平11-126743号公报

【专利文献3】日本特开平11-204412号公报

【专利文献4】日本专利第4426155号公报

专利文献1～专利文献4所公开的技术都是对多个加热器设置时间差来供给电力的方式，因此存在着升温效率变低、即针对阶跃响应时的控制量PV(温度)的设定值SP的随动特性变差这样的问题。

在制造装置中，在对多个加热器设置时间差来供给电力的情况下，对于装置的启动所需要的时间和启动所需要的电力来说，必然会存在一定程度的偏差，因此需要提供具有余量的时间差来进行启动的切换判断。因此，例如在启动(升温)具备4系统的加热控制系统的加热装置的情况下，若分别依次启动加热控制系统，则结果会导致使用的时间在1系统的启动时间的单纯的4倍时间以上。

另外，为了使启动的切换判断容易进行，考虑设法如专利文献4所公开的技术那样，对特定位置的加热器以规定的顺序来供给电力。但是，专利文献4所公开的技术是只在完全相同模式的启动时通用的方法，在升温请求根据制造条件等而发生变化的情况下无法应用。越是背离了向多个加热器同时供给电力的通常的同时升温这样的最有效的方法的方法，越会产生升温效率降低、或者应用对象被限制中的任意一种问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能量总和抑制控制装置、电力总和抑制控制装置和方法，能够对多个控制系统进行控制，以使得在阶跃响应控制中能量使用量(例如电力消耗量)不会超过指定的一定值，且尽可能地不损害针对设定值的随动特性。

本发明的能量总和抑制控制装置，其特征在于，具备：分配总能量输入单元，其接收对多个控制回路Ri(i＝1～n)的控制致动器的能量使用量进行规定的分配总能量的信息；控制量变化时间估算单元，其估算将各控制回路Ri的操作量MVi从当前值变为特定的输出值时的控制量变化时间；能量抑制单元，其估算使各控制回路Ri的控制量PVi在上述控制量变化时间的期间内变化与设定值SPi的变更对应的量时所需的操作量、即必要输出MUi，根据该必要输出MUi计算出各控制致动器的使用能量的总和、即使用能量总量，搜索该使用能量总量不超过上述分配总能量的上述必要输出MUi的组合，并将最终得到的必要输出MUi设定为各控制回路Ri的操作量输出上限值OHi；和控制单元，其设置在每个控制回路Ri中，将设定值SPi和控制量PVi作为输入并通过控制运算来计算出操作量MVi，执行将操作量MVi限制在上述操作量输出上限值OHi以下的上限处理，并将进行了上限处理后的操作量MVi输出到对应的控制回路Ri的控制致动器。