特許 6239901 制御装置および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6239901

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】制御装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 11/36 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G05B11/36 507F

【請求項の数】16

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-173016(P2013-173016)

(22)【出願日】2013年8月23日

(65)【公開番号】特開2015-41315(P2015-41315A)

(43)【公開日】2015年3月2日

【審査請求日】2016年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 雅人

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６８８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３４５５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １１／００−１１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信により任意設定できる操作量下限値と操作量上限値のうちいずれか一方を示す第１の操作量リミット値を記憶する操作量リミット値記憶手段と、
前記第１の操作量リミット値の通常値である第２の操作量リミット値を記憶する通常リミット値記憶手段と、
操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量上限値以下の値に制限する上限リミット処理と、前記操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量下限値以上の値に制限する下限リミット処理のうちいずれか一方を行なうリミット処理手段と、
このリミット処理された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力手段と、
規定時間ＴＲを記憶する規定時間記憶手段と、
上位側の装置からの通信により前記第１の操作量リミット値が更新された後の経過時間を、前記通信により前記第１の操作量リミット値が更新される度に計測する経過時間計測手段と、
前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記通常リミット値記憶手段に記憶されている第２の操作量リミット値を、新たな第１の操作量リミット値として前記操作量リミット値記憶手段に記憶させる自動復帰手段とを備えることを特徴とする制御装置。

【請求項2】

請求項１記載の制御装置において、
さらに、計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間に基づく参照時間ＴＸｍを記録する参照時間記録手段と、
前記参照時間ＴＸｍの１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定手段とを備えることを特徴とする制御装置。

【請求項3】

請求項２記載の制御装置において、
前記参照時間記録手段は、計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間の平均時間を前記参照時間ＴＸｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間のうちの最長時間を前記参照時間ＴＸｍとすることを特徴とする制御装置。

【請求項4】

請求項１記載の制御装置において、
前記規定時間記憶手段は、前記上位側の装置から設定すべき第１の操作量リミット値が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして記憶することを特徴とする制御装置。

【請求項5】

通信により任意設定できる操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値記憶手段と、
通信により任意設定できる操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値記憶手段と、
前記操作量上限値ＯＨ１の通常値である操作量上限値ＯＨ２を記憶する通常上限値記憶手段と、
前記操作量下限値ＯＬ１の通常値である操作量下限値ＯＬ２を記憶する通常下限値記憶手段と、
操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを前記操作量上限値ＯＨ１以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段と、
前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶを前記操作量下限値ＯＬ１以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段と、
上下限リミット処理された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力手段と、
規定時間ＴＲを記憶する規定時間記憶手段と、
上位側の装置からの通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新された後の経過時間ＴＨを、前記通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新される度に計測する上限経過時間計測手段と、
上位側の装置からの通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新された後の経過時間ＴＬを、前記通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新される度に計測する下限経過時間計測手段と、
前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記通常上限値記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ２を、新たな操作量上限値ＯＨ１として前記操作量上限値記憶手段に記憶させる上限自動復帰手段と、
前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記通常下限値記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ２を、新たな操作量下限値ＯＬ１として前記操作量下限値記憶手段に記憶させる下限自動復帰手段とを備えることを特徴とする制御装置。

【請求項6】

請求項５記載の制御装置において、
さらに、計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間ＴＨに基づく参照時間ＴＨｍを記録する上限参照時間記録手段と、
計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間ＴＬに基づく参照時間ＴＬｍを記録する下限参照時間記録手段と、
前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍの少なくとも一方に基づく値の１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定手段とを備えることを特徴とする制御装置。

【請求項7】

請求項６記載の制御装置において、
前記上限参照時間記録手段は、計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＨの平均時間を前記参照時間ＴＨｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＨのうちの最長時間を前記参照時間ＴＨｍとし、
前記下限参照時間記録手段は、計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＬの平均時間を前記参照時間ＴＬｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＬのうちの最長時間を前記参照時間ＴＬｍとし、
前記規定時間設定手段は、前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍのうちいずれか長い方の１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとするか、あるいは前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍの平均時間を新たな規定時間ＴＲとすることを特徴とする制御装置。

【請求項8】

請求項５記載の制御装置において、
前記規定時間記憶手段は、前記上位側の装置から設定すべき操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１のうち少なくとも一方が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして記憶することを特徴とする制御装置。

【請求項9】

操作量リミット値記憶手段に記憶されている、操作量下限値と操作量上限値のうちいずれか一方を示す第１の操作量リミット値を上位側の装置からの通信により更新する更新ステップと、
操作量ＭＶを算出する制御演算ステップと、
この制御演算ステップで算出した操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量上限値以下の値に制限する上限リミット処理と、前記操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量下限値以上の値に制限する下限リミット処理のうちいずれか一方を行なうリミット処理ステップと、
このリミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力ステップと、
前記上位側の装置からの通信により前記第１の操作量リミット値が更新された後の経過時間を、前記通信により前記第１の操作量リミット値が更新される度に計測する経過時間計測ステップと、
前記経過時間が規定時間記憶手段に記憶されている規定時間ＴＲに到達したときに、前記第１の操作量リミット値の通常値として通常リミット値記憶手段に記憶されている第２の操作量リミット値を、新たな第１の操作量リミット値として前記操作量リミット値記憶手段に記憶させる自動復帰ステップとを含むことを特徴とする制御方法。

【請求項10】

請求項９記載の制御方法において、
さらに、計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間に基づく参照時間ＴＸｍを記録する参照時間記録ステップと、
前記参照時間ＴＸｍの１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定ステップとを含むことを特徴とする制御方法。

【請求項11】

請求項１０記載の制御方法において、
前記参照時間記録ステップは、計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間の平均時間を前記参照時間ＴＸｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間のうちの最長時間を前記参照時間ＴＸｍとすることを特徴とする制御方法。

【請求項12】

請求項９記載の制御方法において、
さらに、前記上位側の装置から設定すべき第１の操作量リミット値が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定ステップを含むことを特徴とする制御方法。

【請求項13】

操作量上限値記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ１を上位側の装置からの通信により更新する操作量上限値更新ステップと、
操作量下限値記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ１を前記上位側の装置からの通信により更新する操作量下限値更新ステップと、
操作量ＭＶを算出する制御演算ステップと、
この制御演算ステップで算出した操作量ＭＶを前記操作量上限値ＯＨ１以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理ステップと、
前記制御演算ステップで算出した操作量ＭＶを前記操作量下限値ＯＬ１以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理ステップと、
上下限リミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力ステップと、
上位側の装置からの通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新された後の経過時間ＴＨを、前記通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新される度に計測する上限経過時間計測ステップと、
上位側の装置からの通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新された後の経過時間ＴＬを、前記通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新される度に計測する下限経過時間計測ステップと、
前記経過時間ＴＨが規定時間記憶手段に記憶されている規定時間ＴＲに到達したときに、前記操作量上限値ＯＨ１の通常値として通常上限値記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ２を、新たな操作量上限値ＯＨ１として前記操作量上限値記憶手段に記憶させる上限自動復帰ステップと、
前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記操作量下限値ＯＬ１の通常値として通常下限値記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ２を、新たな操作量下限値ＯＬ１として前記操作量下限値記憶手段に記憶させる下限自動復帰ステップとを含むことを特徴とする制御方法。

【請求項14】

請求項１３記載の制御方法において、
さらに、計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間ＴＨに基づく参照時間ＴＨｍを記録する上限参照時間記録ステップと、
計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間ＴＬに基づく参照時間ＴＬｍを記録する下限参照時間記録ステップと、
前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍの少なくとも一方に基づく値の１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定ステップとを含むことを特徴とする制御方法。

【請求項15】

請求項１４記載の制御方法において、
前記上限参照時間記録ステップは、計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＨの平均時間を前記参照時間ＴＨｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＨのうちの最長時間を前記参照時間ＴＨｍとし、
前記下限参照時間記録ステップは、計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＬの平均時間を前記参照時間ＴＬｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＬのうちの最長時間を前記参照時間ＴＬｍとし、
前記規定時間設定ステップは、前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍのうちいずれか長い方の１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとするか、あるいは前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍの平均時間を新たな規定時間ＴＲとすることを特徴とする制御方法。

【請求項16】

請求項１３記載の制御方法において、
さらに、前記上位側の装置から設定すべき操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１のうち少なくとも一方が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定ステップを含むことを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作量上限値、操作量下限値の少なくとも一方を上位側の装置から通信により設定操作する制御ソリューションが行なわれる場合に、上位側の装置と組み合わせて使用される下位側の制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地球温暖化問題に起因する法改正などに伴い、工場や生産ラインのエネルギー使用量管理が強く求められている。工場内の加熱装置や空調機器は特にエネルギー使用量の大きな設備装置であるため、エネルギー使用量の上限を、本来備える最大量よりも低く抑えるように管理されることが多い。例えば電力を使用する設備装置では、電力デマンド管理システムからの指示により、特定の電力使用量以内に制限する運用が行なわれている。

【0003】

特に複数の電気ヒータを備える加熱装置では、立ち上げ時（複数の電気ヒータが設置されている領域の一斉昇温時）に同時供給される総電力を抑制するために、電力総和抑制制御（特許文献１参照）などが提案されている。図８は特許文献１に開示された加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉１００と、加熱処理炉１００の内部に設置された複数の制御アクチュエータであるヒータＨ１〜Ｈ４と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される領域の温度を測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ４と、ヒータＨ１〜Ｈ４に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する電力総和抑制制御装置の上位側制御部１０１と、電力総和抑制制御装置の下位側制御部１０２と、下位側制御部１０２から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をそれぞれヒータＨ１〜Ｈ４に供給する電力調整器１０３−１〜１０３−４とから構成される。

【0004】

電力総和抑制制御装置の上位側制御部１０１は、電力を管理する電力デマンド管理システムのコンピュータである上位ＰＣ１０４から、ヒータＨ１〜Ｈ４の電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信し、各ヒータＨ１〜Ｈ４の使用電力の総和である使用電力総量ＴＷを算出して、この使用電力総量ＴＷが割当総電力ＰＷを超えないように各制御ループの操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４を算出する。

【0005】

電力総和抑制制御装置の下位側制御部１０２は、複数の制御ループＲｉ（ｉ＝１〜ｎであり、制御ループの個数ｎは図８の例ではｎ＝４）を形成する温調計Ｃ１〜Ｃ４により構成される。各温調計Ｃ１〜Ｃ４は、それぞれ例えばＰＩＤ制御演算により操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出し、操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４以下に制限する上限リミット処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を対応する制御ループの電力調整器１０３−１〜１０３−４に出力する。こうして、温調計Ｃ１〜Ｃ４の操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４を操作することで、総電力抑制を実現する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−０４８５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に開示された電力総和抑制制御では、下位側制御部１０２として通常の温調計を採用することができる。つまり、装置メーカにとっては、扱いやすい計装方式である。また、操作量上限値ＯＨに限らず、操作量下限値ＯＬを上位側制御部１０１から下位側制御部１０２に適宜設定操作することで、さらに多くの特殊な制御を実現できるようになる。

【0008】

ところで、上位側制御部１０１から下位側制御部１０２に対しては、通信機能により操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨを送ることになる。この場合、上位側制御部１０１から操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨの値として通常より大きい値または通常より小さい値を一時的に送った後で、通常の値に戻す前に通信機能に障害が発生すると、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨが通常より大きい値または通常より小さい値に長時間固定されることになる。このような想定外の固定により、制御に大きな不備あるいは不具合が発生し得る。

【0009】

例えば、特許文献１に開示された電力総和抑制制御の操作量上限値ＯＨ算出アルゴリズムが上位側制御部１０１で実行され、算出された操作量上限値ＯＨが下位側制御部１０２（温調計）に通信機能を介して逐次設定されるとする。このとき上位側制御部１０１と温調計とを結ぶ通信機能の障害によって操作量上限値ＯＨが想定外に長時間固定された場合の問題点を図９（Ａ）、図９（Ｂ）を用いて説明する。図９（Ａ）は制御量ＰＶ（図８の例では温度計測値）の変化を示し、図９（Ｂ）は操作量ＭＶの変化を示している。

【0010】

昇温要求の無いＰＩＤ制御ループの温調計（すなわち、図９（Ａ）のように温度設定値ＳＰが３００℃から１５０℃に変更された温調計）に対して、電力配分の都合により、時刻ｔ１において操作量上限値ＯＨが１００％から２０％に一時的に変更されたとする。ここで、操作量上限値ＯＨ＝２０％が設定された状態で通信機能に障害が発生すると、本来であれば点線１３０で示すように操作量上限値ＯＨ＝１００％に復帰させる必要があるにも拘わらず、温調計には操作量上限値ＯＨ＝２０％が設定されたままになる。そして、通信障害が解決しない状態のまま、この温調計の温度設定値ＳＰが時刻ｔ２において１５０℃から３００℃に変更され昇温が開始すると、操作量上限値ＯＨ＝２０％が設定されたままなので、時刻ｔ２以降において深刻な昇温能力不足が発生し、加熱装置の稼働状態としては大きな不具合に繋がる。

【0011】

あるいは、例えば何らかの特殊アルゴリズムが上位側制御部１０１で実行され、操作量下限値ＯＬが下位側制御部１０２（温調計）に通信機能を介して逐次設定されるとする。このとき上位側制御部１０１と温調計とを結ぶ通信機能の障害によって操作量下限値ＯＬが想定外に長時間固定された場合の問題点を図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を用いて説明する。図１０（Ａ）は制御量ＰＶ（温度計測値）の変化を示し、図１０（Ｂ）は操作量ＭＶの変化を示している。

【0012】

時刻ｔ３において温度設定値ＳＰが１５０℃から３００℃に変更され、これに応じて強制的に急速温度上昇させるために、対象になる温調計に対して、時刻ｔ４において操作量下限値ＯＬが０％から８０％に一時的に変更されたとする。ここで、操作量下限値ＯＬ＝８０％が設定された状態で通信機能に障害が発生すると、本来であれば点線１４０で示すように操作量下限値ＯＬ＝０％に復帰させる必要があるにも拘わらず、温調計には操作量下限値ＯＬ＝８０％が設定されたままになる。そして、通信障害が解決しない状態のまま、この温調計の制御量ＰＶが急速上昇し高温維持状態に移行すべき時刻ｔ５の段階に至っても、操作量下限値ＯＬ＝８０％が設定されたままなので、時刻ｔ５以降において保温状態に移行できずに、危険な過剰昇温が発生することになる。

【0013】

このように、下位側の装置で用いる操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを適宜設定操作する特殊処理技術を、上位側の装置と下位側の装置との間の通信機能によって実現する場合、通信機能の障害による操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨの想定外の固定が、深刻あるいは危険な不具合に結び付きやすいという問題点があった。特許文献１に開示された電力総和抑制制御は操作量下限値ＯＬおよび操作量上限値ＯＨを利用した制御ソリューションの代表的な事例であり、上記の問題点は、このタイプの制御ソリューションに共通する問題点である。

【0014】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、操作量上限値、操作量下限値の少なくとも一方を上位側の装置から通信により設定操作する制御ソリューションが行なわれる場合において、通信機能に障害が発生したときの不具合を緩和することができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の制御装置は、通信により任意設定できる操作量下限値と操作量上限値のうちいずれか一方を示す第１の操作量リミット値を記憶する操作量リミット値記憶手段と、前記第１の操作量リミット値の通常値である第２の操作量リミット値を記憶する通常リミット値記憶手段と、操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量上限値以下の値に制限する上限リミット処理と、前記操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量下限値以上の値に制限する下限リミット処理のうちいずれか一方を行なうリミット処理手段と、このリミット処理された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力手段と、規定時間ＴＲを記憶する規定時間記憶手段と、上位側の装置からの通信により前記第１の操作量リミット値が更新された後の経過時間を、前記通信により前記第１の操作量リミット値が更新される度に計測する経過時間計測手段と、前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記通常リミット値記憶手段に記憶されている第２の操作量リミット値を、新たな第１の操作量リミット値として前記操作量リミット値記憶手段に記憶させる自動復帰手段とを備えることを特徴とするものである。

【0016】

また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間に基づく参照時間ＴＸｍを記録する参照時間記録手段と、前記参照時間ＴＸｍの１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記参照時間記録手段は、計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間の平均時間を前記参照時間ＴＸｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間が前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記第１の操作量リミット値が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間のうちの最長時間を前記参照時間ＴＸｍとすることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記規定時間記憶手段は、前記上位側の装置から設定すべき第１の操作量リミット値が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして記憶することを特徴とするものである。

【0017】

また、本発明の制御装置は、通信により任意設定できる操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値記憶手段と、通信により任意設定できる操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値記憶手段と、前記操作量上限値ＯＨ１の通常値である操作量上限値ＯＨ２を記憶する通常上限値記憶手段と、前記操作量下限値ＯＬ１の通常値である操作量下限値ＯＬ２を記憶する通常下限値記憶手段と、操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、この制御演算手段で算出された操作量ＭＶを前記操作量上限値ＯＨ１以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理手段と、前記制御演算手段で算出された操作量ＭＶを前記操作量下限値ＯＬ１以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理手段と、上下限リミット処理された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力手段と、規定時間ＴＲを記憶する規定時間記憶手段と、上位側の装置からの通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新された後の経過時間ＴＨを、前記通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新される度に計測する上限経過時間計測手段と、上位側の装置からの通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新された後の経過時間ＴＬを、前記通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新される度に計測する下限経過時間計測手段と、前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記通常上限値記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ２を、新たな操作量上限値ＯＨ１として前記操作量上限値記憶手段に記憶させる上限自動復帰手段と、前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記通常下限値記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ２を、新たな操作量下限値ＯＬ１として前記操作量下限値記憶手段に記憶させる下限自動復帰手段とを備えることを特徴とするものである。

【0018】

また、本発明の制御装置の１構成例は、さらに、計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間ＴＨに基づく参照時間ＴＨｍを記録する上限参照時間記録手段と、計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された前記経過時間ＴＬに基づく参照時間ＴＬｍを記録する下限参照時間記録手段と、前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍの少なくとも一方に基づく値の１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして前記規定時間記憶手段に記憶させる規定時間設定手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記上限参照時間記録手段は、計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＨの平均時間を前記参照時間ＴＨｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間ＴＨが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量上限値ＯＨ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＨのうちの最長時間を前記参照時間ＴＨｍとし、前記下限参照時間記録手段は、計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＬの平均時間を前記参照時間ＴＬｍとするか、あるいは計測中の前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達する前に通信により前記操作量下限値ＯＬ１が新たに更新された場合に、この更新のときまで計測された過去の前記経過時間ＴＬのうちの最長時間を前記参照時間ＴＬｍとし、前記規定時間設定手段は、前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍのうちいずれか長い方の１を超える実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとするか、あるいは前記参照時間ＴＨｍとＴＬｍの平均時間を新たな規定時間ＴＲとすることを特徴とするものである。
また、本発明の制御装置の１構成例において、前記規定時間記憶手段は、前記上位側の装置から設定すべき操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１のうち少なくとも一方が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして記憶することを特徴とするものである。

【0019】

また、本発明の制御方法は、操作量リミット値記憶手段に記憶されている、操作量下限値と操作量上限値のうちいずれか一方を示す第１の操作量リミット値を上位側の装置からの通信により更新する更新ステップと、操作量ＭＶを算出する制御演算ステップと、この制御演算ステップで算出した操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量上限値以下の値に制限する上限リミット処理と、前記操作量ＭＶを前記第１の操作量リミット値が示す操作量下限値以上の値に制限する下限リミット処理のうちいずれか一方を行なうリミット処理ステップと、このリミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力ステップと、前記上位側の装置からの通信により前記第１の操作量リミット値が更新された後の経過時間を、前記通信により前記第１の操作量リミット値が更新される度に計測する経過時間計測ステップと、前記経過時間が規定時間記憶手段に記憶されている規定時間ＴＲに到達したときに、前記第１の操作量リミット値の通常値として通常リミット値記憶手段に記憶されている第２の操作量リミット値を、新たな第１の操作量リミット値として前記操作量リミット値記憶手段に記憶させる自動復帰ステップとを含むことを特徴とするものである。

【0020】

また、本発明の制御方法は、操作量上限値記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ１を上位側の装置からの通信により更新する操作量上限値更新ステップと、操作量下限値記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ１を前記上位側の装置からの通信により更新する操作量下限値更新ステップと、操作量ＭＶを算出する制御演算ステップと、この制御演算ステップで算出した操作量ＭＶを前記操作量上限値ＯＨ１以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理ステップと、前記制御演算ステップで算出した操作量ＭＶを前記操作量下限値ＯＬ１以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理ステップと、上下限リミット処理した操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力ステップと、上位側の装置からの通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新された後の経過時間ＴＨを、前記通信により前記操作量上限値ＯＨ１が更新される度に計測する上限経過時間計測ステップと、上位側の装置からの通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新された後の経過時間ＴＬを、前記通信により前記操作量下限値ＯＬ１が更新される度に計測する下限経過時間計測ステップと、前記経過時間ＴＨが規定時間記憶手段に記憶されている規定時間ＴＲに到達したときに、前記操作量上限値ＯＨ１の通常値として通常上限値記憶手段に記憶されている操作量上限値ＯＨ２を、新たな操作量上限値ＯＨ１として前記操作量上限値記憶手段に記憶させる上限自動復帰ステップと、前記経過時間ＴＬが前記規定時間ＴＲに到達したときに、前記操作量下限値ＯＬ１の通常値として通常下限値記憶手段に記憶されている操作量下限値ＯＬ２を、新たな操作量下限値ＯＬ１として前記操作量下限値記憶手段に記憶させる下限自動復帰ステップとを含むことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、制御装置で用いる操作量リミット値を適宜設定操作する特殊処理技術を、上位側の装置と下位側の制御装置との間の通信機能によって実現する構成において、通信機能に障害が発生して、上位側の装置から操作量リミット値を通常値に戻すことができない場合であっても、操作量リミット値を規定時間ＴＲで通常値に自動復帰させることができる。すなわち、操作量リミット値が通常値と異なる値に長時間固定されることにより発生し得る問題点を緩和することができる。

【0022】

また、本発明では、通信により操作量リミット値が更新されたときの経過時間に基づく参照時間ＴＸｍを記録し、参照時間ＴＸｍの実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして規定時間記憶手段に記憶させることにより、制御装置に記憶される規定時間ＴＲを適切な値に設定することができる。

【0023】

また、本発明では、上位側の装置から設定すべき操作量リミット値が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして制御装置の規定時間記憶手段が記憶することにより、一時的に設定する操作量リミット値に適合する規定時間ＴＲを、上位側の装置から臨機応変に指定することができる。

【0024】

また、本発明では、制御装置で用いる操作量下限値ＯＬ１や操作量上限値ＯＨ１を適宜設定操作する特殊処理技術を、上位側の装置と下位側の制御装置との間の通信機能によって実現する構成において、通信機能に障害が発生して、上位側の装置から操作量下限値ＯＬ１や操作量上限値ＯＨ１を通常値に戻すことができない場合であっても、操作量下限値ＯＬ１や操作量上限値ＯＨ１を規定時間ＴＲで通常値に自動復帰させることができる。すなわち、操作量下限値ＯＬ１や操作量上限値ＯＨ１が通常値と異なる値に長時間固定されることにより発生し得る問題点を緩和することができる。

【0025】

また、本発明では、通信により操作量上限値ＯＨ１が更新されたときの経過時間ＴＨに基づく参照時間ＴＨｍを記録すると共に、通信により操作量下限値ＯＬ１が更新されたときの経過時間ＴＬに基づく参照時間ＴＬｍを記録し、参照時間ＴＨｍとＴＬｍの少なくとも一方に基づく値の実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして規定時間記憶手段に記憶させることにより、制御装置に記憶される規定時間ＴＲを適切な値に設定することができる。

【0026】

また、本発明では、上位側の装置から設定すべき操作量上限値ＯＨ１と操作量下限値ＯＬ１のうち少なくとも一方が送信されると同時に、設定すべき規定時間が送信されたときに、送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして制御装置の規定時間記憶手段が記憶することにより、一時的に設定する操作量下限値ＯＬ１や操作量上限値ＯＨ１に適合する規定時間ＴＲを、上位側の装置から臨機応変に指定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置の動作を説明する図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図8】複数の電気ヒータを備える加熱装置の構成を示すブロック図である。

【図9】操作量上限値の想定外の固定による問題点を説明する図である。

【図10】操作量下限値の想定外の固定による問題点を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

［発明の原理１］
上位側の装置（ＰＣなど）のアルゴリズムにより、上位側の装置から下位側の装置（コントローラ、温調計など）に対し、一時的に通常値とは異なる操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨに設定変更するのであれば、これらの値を通常値に戻す操作も上位側の装置から行なうのが自然な形と考えられる。しかし、通信機能の障害などにより操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを通常値に戻し損なうという危険性を想定するのだから、上位側からの操作はできないものとする。

【0029】

そこで、通常値とは異なる操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨについては、規定された時間（規定時間ＴＲ）だけ採用するものとして、下位側の装置で積極的に通常値に自動復帰させるように構成すれば、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを確実に通常値に戻せることに想到した。この場合、戻すべき通常値は下位側の装置に記憶されてなければならないし、規定時間ＴＲの計測も下位側の装置で行なわれなければならない。

【0030】

なお、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを下位側の装置で通常値に自動復帰させる構成を採用する場合でも、この自動復帰よりも早いタイミングで上位側の装置からの信号により操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを通常値に戻せるように構成するのが好ましい。下位側の装置での自動復帰機能は、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを通常値に戻すためのバックアップ機能になるわけであり、事実上の２重化という概念になる。

【0031】

［発明の原理２］
上記の規定時間ＴＲを適度に決定するために、過去の更新時間を参照して自動決定するのが好ましい。規定時間ＴＲの決定方法としては、例えば、過去の更新サイクル実績の平均時間の実数倍や最長時間の実数倍を規定時間ＴＲとする方法が考えられる。この場合、実績の累積や規定時間ＴＲの算出・更新については、必ずしも下位側の装置で行なう必要はない。予め下位側の装置に設定される規定時間ＴＲが概ね適切であるならば、実績に基づく規定時間ＴＲの算出・更新は緊急性の高いものではない。

【0032】

［発明の原理３］
上位側の装置から操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを一時的に設定する際に、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨの設定値と同時に上記の規定時間ＴＲを上位側の装置から下位側の装置に送るのが好ましい。例えば、操作量上限値ＯＨとして２０％を設定する際に、最長でも１０秒というように規定時間ＴＲを下位側の装置に送るようにする。このようにすることにより、一時的に設定される操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨに適合する規定時間ＴＲを、常に臨機応変に指定できる。なお、上位側の装置から規定時間ＴＲを指定する場合でも、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨの戻すべき通常値は下位側の装置に記憶されてなければならないし、規定時間ＴＲの計測も下位側の装置で行なわれなければならない。

【0033】

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、上記発明の原理１に対応するものである。図１は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、通信により任意設定できる操作量上限値ＯＨ１を記憶する操作量上限値記憶部１と、通信により任意設定できる操作量下限値ＯＬ１を記憶する操作量下限値記憶部２と、操作量上限値ＯＨ１の通常値である操作量上限値ＯＨ２を記憶する通常上限値記憶部３と、操作量下限値ＯＬ１の通常値である操作量下限値ＯＬ２を記憶する通常下限値記憶部４と、操作量ＭＶを算出する制御演算部５と、制御演算部５で算出された操作量ＭＶを操作量上限値ＯＨ１以下の値に制限する上限リミット処理を行なう上限リミット処理部６と、制御演算部５で算出された操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ１以上の値に制限する下限リミット処理を行なう下限リミット処理部７と、上限リミット処理部６と下限リミット処理部７でリミット処理された操作量ＭＶを制御対象に出力する操作量出力部８と、規定時間ＴＲを記憶する規定時間記憶部９と、上位側の装置からの通信により操作量上限値記憶部１の操作量上限値ＯＨ１が更新された後の経過時間ＴＨを計測する上限経過時間計測部１０と、上位側の装置からの通信により操作量下限値記憶部２の操作量下限値ＯＬ１が更新された後の経過時間ＴＬを計測する下限経過時間計測部１１と、経過時間ＴＨが規定時間ＴＲに到達したときに、通常上限値記憶部３に記憶されている操作量上限値ＯＨ２を、新たな操作量上限値ＯＨ１として操作量上限値記憶部１に記憶させる上限自動復帰部１２と、経過時間ＴＬが規定時間ＴＲに到達したときに、通常下限値記憶部４に記憶されている操作量下限値ＯＬ２を、新たな操作量下限値ＯＬ１として操作量下限値記憶部２に記憶させる下限自動復帰部１３とを有する。このような制御装置はコントローラや温調計によって実現される。

【0034】

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図２を用いて説明する。初期状態では、操作量上限値記憶部１に記憶される操作量上限値ＯＨ１として、通常上限値記憶部３に記憶されている操作量上限値ＯＨ２（通常値）が設定されている。例えば、ＯＨ２＝１００％であるならＯＨ１＝１００％に設定される。同様に、初期状態では、操作量下限値記憶部２に記憶される操作量下限値ＯＬ１として、通常下限値記憶部４に記憶されている操作量下限値ＯＬ２（通常値）が設定されている。例えば、ＯＬ２＝０％であるならＯＬ１＝０％に設定される。

【0035】

図示しない上位側の装置（ＰＣなど）から設定すべき操作量上限値が通信機能によって送信された場合（図２ステップＳ１００においてＹＥＳ）、操作量上限値記憶部１は、この送信された操作量上限値を新たな操作量上限値ＯＨ１として記憶し（図２ステップＳ１０１）、上限経過時間計測部１０は、経過時間ＴＨを０にリセットする（図２ステップＳ１０２）。例えば、操作量上限値を６０％に変更する場合、ＯＨ１＝６０％に更新設定される。なお、１制御周期前の時点において通信によりＯＨ１＝６０％に設定されているときに、さらに同じＯＨ１＝６０％が通信により設定されるような場合も、更新設定されたものとして経過時間ＴＨが０にリセットされる。

【0036】

また、上位側の装置から設定すべき操作量下限値が通信機能によって送信された場合（図２ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、操作量下限値記憶部２は、この送信された操作量下限値を新たな操作量下限値ＯＬ１として記憶し（図２ステップＳ１０４）、下限経過時間計測部１１は、経過時間ＴＬを０にリセットする（図２ステップＳ１０５）。例えば、操作量下限値を４０％に変更する場合、ＯＬ１＝４０％に更新設定される。なお、１制御周期前の時点において通信によりＯＬ１＝４０％に設定されているときに、さらに同じＯＬ１＝４０％が通信により設定されるような場合も、更新設定されたものとして経過時間ＴＬが０にリセットされる。

【0037】

次に、制御演算部５は、ＰＩＤ制御演算により、例えば以下の伝達関数式のように操作量ＭＶを算出する（図２ステップＳ１０６）。
ＭＶ＝（１００／Ｐｂ）｛１＋（１／Ｔｉｓ）＋Ｔｄｓ｝（ＳＰ−ＰＶ）
・・・（１）
式（１）において、ＳＰは設定値（制御装置の適用対象が加熱装置の場合は温度設定値）、ＰＶは制御量（制御装置の適用対象が加熱装置の場合は温度計測値）、Ｐｂは予め規定された比例帯、Ｔｉは予め規定された積分時間、Ｔｄは予め規定された微分時間、ｓはラプラス演算子である。

【0038】

上限リミット処理部６は、制御演算部５で算出された操作量ＭＶを、操作量上限値記憶部１に記憶されている操作量上限値ＯＨ１以下の値に制限する上限リミット処理を行なう（図２ステップＳ１０７）。
ＩＦ ＭＶ＞ＯＨ１ ＴＨＥＮ ＭＶ＝ＯＨ１ ・・・（２）
つまり、上限リミット処理部６は、操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨ１より大きい場合、操作量ＭＶ＝ＯＨ１とする。例えば、ＭＶ＝８０％が算出されＯＨ１＝１００％であればＭＶ＝８０％のままとする。また、ＭＶ＝８０％が算出されＯＨ１＝６０％であればＭＶ＝６０％とする。

【0039】

下限リミット処理部７は、制御演算部５で算出され上限リミット処理部６で上限リミット処理された操作量ＭＶを、操作量下限値記憶部２に記憶されている操作量下限値ＯＬ１以上の値に制限する下限リミット処理を行なう（図２ステップＳ１０８）。
ＩＦ ＭＶ＜ＯＬ１ ＴＨＥＮ ＭＶ＝ＯＬ１ ・・・（３）
つまり、下限リミット処理部７は、操作量ＭＶが操作量下限値ＯＬ１より小さい場合、操作量ＭＶ＝ＯＬ１とする。例えば、ＭＶ＝２０％が算出されＯＬ１＝０％であればＭＶ＝２０％のままとする。また、ＭＶ＝２０％が算出されＯＬ１＝４０％であればＭＶ＝４０％とする。

【0040】

操作量出力部８は、上下限リミット処理された操作量ＭＶを制御対象（制御装置の適用対象が加熱装置の場合は電力調整器１０３）に出力する（図２ステップＳ１０９）。
次に、上限経過時間計測部１０は、現在の経過時間ＴＨに制御周期ｄｔを加算して経過時間ＴＨを更新する（図２ステップＳ１１０）。
ＴＨ＝ＴＨ＋ｄｔ ・・・（４）
この加算処理により、操作量上限値記憶部１の操作量上限値ＯＨ１が更新された後の経過時間ＴＨを計測できる。

【0041】

下限経過時間計測部１１は、現在の経過時間ＴＬに制御周期ｄｔを加算して経過時間ＴＬを更新する（図２ステップＳ１１１）。
ＴＬ＝ＴＬ＋ｄｔ ・・・（５）
この加算処理により、操作量下限値記憶部２の操作量下限値ＯＬ１が更新された後の経過時間ＴＬを計測できる。

【0042】

上限自動復帰部１２は、経過時間ＴＨが規定時間ＴＲに到達したかどうかを判定し（図２ステップＳ１１２）、経過時間ＴＨが規定時間ＴＲに到達したときに（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、通常上限値記憶部３に記憶されている操作量上限値ＯＨ２を、新たな操作量上限値ＯＨ１として操作量上限値記憶部１に記憶させる（図２ステップＳ１１３）。こうして、操作量上限値ＯＨ１を操作量上限値ＯＨ２（通常値）に復帰させる。例えば、ＯＨ２＝１００％であるならＯＨ１＝１００％に復帰設定される。

【0043】

下限自動復帰部１３は、経過時間ＴＬが規定時間ＴＲに到達したかどうかを判定し（図２ステップＳ１１４）、経過時間ＴＬが規定時間ＴＲに到達したときに（ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、通常下限値記憶部４に記憶されている操作量下限値ＯＬ２を、新たな操作量下限値ＯＬ１として操作量下限値記憶部２に記憶させる（図２ステップＳ１１５）。こうして、操作量下限値ＯＬ１を操作量下限値ＯＬ２（通常値）に復帰させる。例えば、ＯＬ２＝０％であるならＯＬ１＝０％に復帰設定される。

【0044】

以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１５の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図２ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、制御周期ｄｔ毎に繰り返し実行される。

【0045】

本実施の形態では、制御装置で用いる操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを適宜設定操作する特殊処理技術を、上位側の装置（ＰＣなど）と下位側の制御装置との間の通信機能によって実現する構成において、通信機能に障害が発生して、上位側の装置から操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを通常値に戻すことができない場合であっても、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨを規定時間ＴＲで通常値に自動復帰させることができる。すなわち、操作量下限値ＯＬや操作量上限値ＯＨが通常値と異なる値に長時間固定されることにより発生し得る問題点を緩和することができる。

【0046】

なお、規定時間ＴＲは、操作量下限値ＯＬと操作量上限値ＯＨに対して共通の値として設定されていてもよいし、操作量下限値ＯＬ用の規定時間ＴＲ（ステップＳ１１４の判定に使用される規定時間ＴＲ）と操作量上限値ＯＨ用の規定時間ＴＲ（ステップＳ１１２の判定に使用される規定時間ＴＲ）とが異なる値として設定されていてもよい。

【0047】

図３（Ａ）、図３（Ｂ）は本実施の形態の制御装置の動作を説明する図であり、図３（Ａ）は制御量ＰＶの変化を示し、図３（Ｂ）は操作量ＭＶの変化を示している。
ここでは、昇温要求の無い制御装置（すなわち、図３（Ａ）のように温度設定値ＳＰが３００℃から１５０℃に変更された制御装置）に対して、例えば電力配分の都合により、時刻ｔ１において上位側の装置から送信される値により操作量上限値ＯＨ１が１００％から２０％に変更されたとする。

【0048】

同様に、ｔ２，ｔ３，ｔ４の各時刻においても、上位側の装置から送信される値により操作量上限値ＯＨ１が２０％付近の値に変更される。上記のとおり、操作量上限値ＯＨ１が更新される度に、上限経過時間計測部１０で計測されている経過時間ＴＨが０にリセットされる。時刻ｔ１とｔ２の間隔、ｔ２とｔ３の間隔、ｔ３とｔ４の間隔は全て規定時間ＴＲ未満である。時刻ｔ４において操作量上限値ＯＨ１が更新された後は、新たな更新がなく、経過時間ＴＨが時刻ｔ５において規定時間ＴＲに到達するので、上限自動復帰部１２は、操作量上限値ＯＨ１を操作量上限値ＯＨ２（通常値）に復帰させる。この後に、時刻ｔ６において温度設定値ＳＰが１５０℃から３００℃に変更され昇温が開始すると、操作量上限値ＯＨ１＝ＯＨ２＝１００％に復帰しているので、昇温能力不足が発生することもなく、正常な昇温が行われる。

【0049】

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理２に対応する構成を第１の実施の形態に加えたものである。図４は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の制御装置は、操作量上限値記憶部１と、操作量下限値記憶部２と、通常上限値記憶部３と、通常下限値記憶部４と、制御演算部５と、上限リミット処理部６と、下限リミット処理部７と、操作量出力部８と、規定時間記憶部９と、上限経過時間計測部１０と、下限経過時間計測部１１と、上限自動復帰部１２と、下限自動復帰部１３と、経過時間ＴＨが規定時間ＴＲに到達する前に通信により操作量上限値ＯＨ１が更新されたときの経過時間ＴＨに基づく参照時間ＴＨｍを記録する上限参照時間記録部１４と、経過時間ＴＬが規定時間ＴＲに到達する前に通信により操作量下限値ＯＬ１が更新されたときの経過時間ＴＬに基づく参照時間ＴＬｍを記録する下限参照時間記録部１５と、参照時間ＴＨｍと参照時間ＴＬｍのいずれか長い方の１．５倍の時間を新たな規定時間ＴＲとして規定時間記憶部９に記憶させる規定時間設定部１６とを有する。本実施の形態の制御装置についても、コントローラや温調計によって実現することができる。

【0050】

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図５を用いて説明する。第１の実施の形態と同様に、初期状態では、操作量上限値記憶部１に記憶される操作量上限値ＯＨ１として、通常上限値記憶部３に記憶されている操作量上限値ＯＨ２（通常値）が設定されている。また、初期状態では、操作量下限値記憶部２に記憶される操作量下限値ＯＬ１として、通常下限値記憶部４に記憶されている操作量下限値ＯＬ２（通常値）が設定されている。

【0051】

また、初期状態では、規定時間記憶部９に記憶される規定時間ＴＲとして、十分に長いと想定される時間が設定されている。例えば、ＴＲ＝６０秒に設定される。さらに、初期状態では、上限参照時間記録部１４に記憶される参照時間ＴＨｍとして、０が設定されている。同様に、初期状態では、下限参照時間記録部１５に記憶される参照時間ＴＬｍとして、０が設定されている。

【0052】

図５のステップＳ２００，Ｓ２０１の処理は、それぞれ図２のステップＳ１００，Ｓ１０１と同じなので、説明は省略する。
上限参照時間記録部１４は、経過時間ＴＨが規定時間ＴＲに到達する前に操作量上限値記憶部１の操作量上限値ＯＨ１が更新された場合で、かつ上限参照時間記録部１４に記憶されている参照時間ＴＨｍよりも現在の経過時間ＴＨが長い場合（図５ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、この経過時間ＴＨを新たな参照時間ＴＨｍとして記録する（図５ステップＳ２０３）。例えば、実績としてＴＨｍ＝１０秒が記録される。そして、上限経過時間計測部１０は、経過時間ＴＨを０にリセットする（図５ステップＳ２０４）。

【0053】

図５のステップＳ２０５，Ｓ２０６の処理は、それぞれ図２のステップＳ１０３，Ｓ１０４と同じなので、説明は省略する。
下限参照時間記録部１５は、経過時間ＴＬが規定時間ＴＲに到達する前に操作量下限値記憶部２の操作量下限値ＯＬ１が更新された場合で、かつ下限参照時間記録部１５に記憶されている参照時間ＴＬｍよりも現在の経過時間ＴＬが長い場合（図５ステップＳ２０７においてＹＥＳ）、この経過時間ＴＬを新たな参照時間ＴＬｍとして記録する（図５ステップＳ２０８）。例えば、実績としてＴＬｍ＝１２秒が記録される。そして、下限経過時間計測部１１は、経過時間ＴＬを０にリセットする（図５ステップＳ２０９）。

【0054】

規定時間設定部１６は、参照時間ＴＨｍと参照時間ＴＬｍのうち少なくとも一方が初期値０以外の値に更新されたときに（図５ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、参照時間ＴＨｍと参照時間ＴＬｍのうちいずれか長い方の実数倍（例えば１．５倍）の時間を新たな規定時間ＴＲとして規定時間記憶部９に記憶させる（図５ステップＳ２１１）。例えば、上記のとおりＴＨｍ＝１０秒に更新され、ＴＬｍ＝１２秒に更新されると、ＴＬｍ＝１２秒の１．５倍の時間である１８秒が新たな規定時間ＴＲとして設定される。

【0055】

図５のステップＳ２１２，Ｓ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５，Ｓ２１６，Ｓ２１７，Ｓ２１８，Ｓ２１９，Ｓ２２０，Ｓ２２１の処理は、それぞれ図２のステップＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５と同じなので、説明は省略する。
以上のようなステップＳ２００〜Ｓ２２１の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図５ステップＳ２２２においてＹＥＳ）、制御周期ｄｔ毎に繰り返し実行される。

【0056】

こうして、本実施の形態では、下位側の制御装置に記憶される規定時間ＴＲを適切な値に設定することができる。
なお、本実施の形態では、過去に計測された経過時間ＴＨのうちの最長時間を上限参照時間記録部１４に記録する参照時間ＴＨｍとしているが、これに限るものではなく、過去に計測された経過時間ＴＨの平均時間を参照時間ＴＨｍとして記録してもよいし、別の参照可能な時間を記録してもよい。同様に、本実施の形態では、過去に計測された経過時間ＴＬのうちの最長時間を下限参照時間記録部１５に記録する参照時間ＴＬｍとしているが、これに限るものではなく、過去に計測された経過時間ＴＬの平均時間を参照時間ＴＬｍとして記録してもよいし、別の参照可能な時間を記録してもよい。

【0057】

また、本実施の形態では、参照時間ＴＨｍと参照時間ＴＬｍのうちいずれか長い方の実数倍の時間を新たな規定時間ＴＲとしているが、これに限るものではなく、参照時間ＴＨｍと参照時間ＴＬｍの平均時間を新たな規定時間ＴＲとして設定してもよいし、別の参照可能な時間を規定時間ＴＲとしてもよい。

【0058】

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理３に対応する構成を第１の実施の形態に加えたものである。図６は本実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の制御装置は、操作量上限値記憶部１と、操作量下限値記憶部２と、通常上限値記憶部３と、通常下限値記憶部４と、制御演算部５と、上限リミット処理部６と、下限リミット処理部７と、操作量出力部８と、規定時間記憶部９と、上限経過時間計測部１０と、下限経過時間計測部１１と、上限自動復帰部１２と、下限自動復帰部１３とを有する。本実施の形態の制御装置についても、コントローラや温調計によって実現することができる。

【0059】

次に、本実施の形態の制御装置の動作を図７を用いて説明する。第１の実施の形態と同様に、初期状態では、操作量上限値記憶部１に記憶される操作量上限値ＯＨ１として、通常上限値記憶部３に記憶されている操作量上限値ＯＨ２（通常値）が設定されている。また、初期状態では、操作量下限値記憶部２に記憶される操作量下限値ＯＬ１として、通常下限値記憶部４に記憶されている操作量下限値ＯＬ２（通常値）が設定されている。

【0060】

図７のステップＳ３００，Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３０４，Ｓ３０５の処理は、それぞれ図２のステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５と同じなので、説明は省略する。
本実施の形態では、上位側の装置（ＰＣなど）の送信部１７は、設定すべき操作量上限値や操作量下限値の送信と同時に、設定すべき規定時間を送信できるようになっている。これに応じて、規定時間記憶部９に記憶されている規定時間ＴＲは通信により任意に設定できるようになっている。

【0061】

すなわち、規定時間記憶部９は、操作量上限値と操作量下限値のうち少なくとも一方の送信と同時に、上位側の装置の送信部１７から設定すべき規定時間が通信機能によって送信された場合（図７ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、この送信された規定時間を新たな規定時間ＴＲとして記憶する（図７ステップＳ３０７）。

【0062】

図７のステップＳ３０８，Ｓ３０９，Ｓ３１０，Ｓ３１１，Ｓ３１２，Ｓ３１３，Ｓ３１４，Ｓ３１５，Ｓ３１６，Ｓ３１７の処理は、それぞれ図２のステップＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５と同じなので、説明は省略する。

【0063】

以上のようなステップＳ３００〜Ｓ３１７の処理が、例えばオペレータからの指令によって制御が終了するまで（図７ステップＳ３１８においてＹＥＳ）、制御周期ｄｔ毎に繰り返し実行される。
こうして、本実施の形態では、一時的に設定する操作量下限値ＯＬ１や操作量上限値ＯＨ１に適合する規定時間ＴＲを、上位側の装置から臨機応変に指定することができる。

【0064】

なお、第１〜第３の実施の形態では、操作量下限値ＯＬ１と操作量上限値ＯＨ１の両方を上位側の装置から適宜設定操作するようにしているが、どちらか一方のみを設定操作するようにしてもよい。

【0065】

上記発明の原理１，３に対応する構成において、操作量上限値ＯＨ１のみを設定操作する場合、制御装置には、操作量上限値ＯＨ１（第１の操作量リミット値）を記憶する操作量上限値記憶部１（操作量リミット値記憶手段）と、操作量上限値ＯＨ１の通常値である操作量上限値ＯＨ２（第２の操作量リミット値）を記憶する通常上限値記憶部３（通常リミット値記憶手段）と、制御演算部５と、上限リミット処理部６と、操作量出力部８と、規定時間記憶部９と、上限経過時間計測部１０と、上限自動復帰部１２とを最低限設けるようにすればよい。また、上記発明の原理２に対応する構成においては、さらに制御装置に、上限参照時間記録部１４と、規定時間設定部１６とを設けるようにすればよい。この場合、参照時間ＴＨｍが参照時間ＴＸｍとなる。このとき、操作量下限値記憶部２と下限リミット処理部７とは、制御装置に有ってもよいし無くてもよい。

【0066】

上記発明の原理１，３に対応する構成において、操作量下限値ＯＬ１のみを設定操作する場合、制御装置には、操作量下限値ＯＬ１（第１の操作量リミット値）を記憶する操作量下限値記憶部２（操作量リミット値記憶手段）と、操作量下限値ＯＬ１の通常値である操作量下限値ＯＬ２（第２の操作量リミット値）を記憶する通常下限値記憶部４（通常リミット値記憶手段）と、制御演算部５と、下限リミット処理部７と、操作量出力部８と、規定時間記憶部９と、下限経過時間計測部１１と、下限自動復帰部１３とを最低限設けるようにすればよい。また、上記発明の原理２に対応する構成においては、さらに制御装置に、下限参照時間記録部１５と、規定時間設定部１６とを設けるようにすればよい。この場合、参照時間ＴＬｍが参照時間ＴＸｍとなる。このとき、操作量上限値記憶部１と上限リミット処理部６とは、制御装置に有ってもよいし無くてもよい。

【0067】

第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明した制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明した処理を実行する。

【0068】

なお、特許文献１に開示された電力総和抑制制御では、上位側の装置から下位側の装置の操作量上限値を設定操作しているが、上記のとおり、本発明は操作量上限値の設定操作のみに限るものではなく、操作量下限値のみを設定操作する場合にも適用することができ、操作量下限値と操作量上限値の両方を設定操作する場合にも適用することができる。また、上位側の装置から下位側の装置の操作量下限値や操作量上限値を設定操作する目的は様々であり、上位側の装置における操作量下限値や操作量上限値の決定方法としては様々な方法が考えられる。本発明は、下位側の制御装置に関するものであり、上位側の装置における操作量下限値や操作量上限値の決定方法に左右されるものではない。すなわち、上位側の装置において操作量下限値や操作量上限値を決定する構成は、本発明において必須の構成要素ではない。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、操作量上限値、操作量下限値の少なくとも一方を上位側の装置から設定操作する制御ソリューションが行なわれる制御システムに適用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１…操作量上限値記憶部、２…操作量下限値記憶部、３…通常上限値記憶部、４…通常下限値記憶部、５…制御演算部、６…上限リミット処理部、７…下限リミット処理部、８…操作量出力部、９…規定時間記憶部、１０…上限経過時間計測部、１１…下限経過時間計測部、１２…上限自動復帰部、１３…下限自動復帰部、１４…上限参照時間記録部、１５…下限参照時間記録部、１６…規定時間設定部、１７…送信部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】