JPS6329497B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数の負荷例えばヒーター系を集中
的に制御する負荷制御装置に関するものである。

従来、この種負荷制御装置として例えば電気暖
房の制御に採用したものがある。このものは被暖
房室内に発熱装置例えばヒーターを設け、このヒ
ーターをサイリスタ位相制御装置を介して電源に
接続し、また被暖房室内に室内温度を検出するセ
ンサーを設け、このセンサーの出力と予め設定さ
れた温度に応じた出力との比較出力によりサイリ
スタ位相制御装置の導通角を制御することにより
ヒーターの発熱を制御するようにしたものがあ
る。

ところで、このような装置は例えば学校のよう
に被暖房室を多数有するところに使用すると、被
暖房室に応じたヒーターと同じ数だけ上述の構成
のものを用意しなければならないため装置全体が
大規模になつてくる。

ところが、上述の学校のような場合被暖房室の
全てが常に使用されるとは限らず例えば一般教室
のように常に使用されるものと特別教室のように
時々使用されるものに分けられ、これによりヒー
ターも常に使用される優先度の高いものと、時々
しか使用しない優先度の低いものに区分される。

しかし、このような使い方であつても例えば始
業時のような場合は全教室を一様に所定温度まで
暖房することがあり、これにより全教室のヒータ
ーが一斉に投入され、全ヒーターの運転が一時的
に集中することがある。

従つて、このことを考慮しヒーターの設備容量
に合せて電源容量を設定すれば装置の運転に対し
て電源容量上の問題がなくなるが、常時余り使用
しないヒーターのために大きな電源設備容量を設
けることは設備費の増大および電気料金の高騰を
招き経済的に極めて不利である。

そこで、従来では負荷（ヒーター）側に上述の
ように優先度を決めておき、過負荷になつて供給
電力が所定レベルをオーバーしたら強制的に優先
度の低い負荷から停止動作を実行し、その後負荷
が軽くなつて供給電力が所定値以下になつたら今
度は優先度の高い負荷から順次復帰投入するよう
な手段がとられている。

ところが、このような手段をとると優先度の低
い負荷つまりヒーターを有する被暖房室では連続
して暖房を止められることがあり、暖房設備があ
るにもかかわらずこの室を使用する人に寒さを強
いることになる不都合があつた。

この発明は上記の欠点を除去するためになされ
たもので、消費電力を所定の値に抑制できるとと
もに常に安定した暖房効果が期待でき、しかも装
置の小形および低廉化を図ることができる負荷制
御装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を図面に従い説明す
る。ところで、まずこの発明の考え方を簡単に説
明する。いま上述のように負荷（ヒーター）に優
先度を決めてこれを供給電力のオーバのたびに停
止すると１つの負荷が連続して停止することにな
るためこの負荷（ヒーター）を有する室の温度の
みが著しく低下してしまう。

従つて、これを避けるには予め決められた優先
度により、この優先度の低い順に室内温度を下げ
るようにすれば上述のような極端なことはなくな
る。

そこで、この発明では予め全負荷のうち優先度
の低い負荷つまり電力抑制制御の対象となるヒー
ター系を所定チヤンネル分設定しておき、全供給
電力が所定レベルつまり抑制レベルをオーバした
ときこの全供給電力が所定レベル以下になるまで
順番にヒーター系への供給電力を所定電力ずつ減
少させていき、対応する室の温度を所定温度だけ
下げるようにしている。勿論この場合全供給電力
が所定レベルまで回復すれば上述と反対の手順で
各チヤンネルヒータ系への供給電力を元に戻すよ
うにしている。

次にこの発明の具体的構成を第１図に従い説明
する。この場合第１図は複数の負荷例えばヒータ
ー系を時間の経過にしたがつて集中的にプログラ
ム制御するものに適用した例を示している。図に
おいて１は主制御装置で、この主制御装置１はメ
モリー２、運転停止指定回路３、切換回路４、時
間指定回路５、時計回路６、発振器７、メモリー
制御回路８および書込指令スイツチ９からなり、
運転停止指定回路３の運転停止データと時間指定
回路５の時間データを書込み指令スイツチ９の投
入をまつて予めメモリー２に記憶し、発振器７に
より駆動される時計回路６の時刻出力により上記
時間データに対応した運転停止出力をメモリー２
より読み出し、これをバツフアレジスタ１０に記
憶するようにしている。

そして、このレジスタ１０の出力を上述のヒー
ター系に該当するヒーター電力制御装置１１に与
え、ヒーターの運転停止を時間の経過にしたがつ
てプログラム制御するようにしている。ヒーター
電力制御装置１１は各被暖房室毎に設けられるも
ので、発熱装置であるヒーター１２を制御装置例
えばサイリスタ位相制御装置１３を介して電源母
線１４に接続し、室内の温度を検出するセンサー
１５の出力と温度設定器１６の出力を比較器１７
に与えこれの比較出力によりサイリスタ位相制御
装置１３の導通角を制御することによりヒーター
１２の発熱を制御するようにしている。なお制御
装置としては位相制御装置の他リレー等でもよ
い。

ここで、図示例では電力抑制制御の対象となる
ヒーター電力制御装置１１は15チヤンネル分つま
り、１１₁〜１１₁₅分だけ設けている。

次に、上記電源母線１４とヒーター電力制御装
置１１の間に電力抑制制御装置１８を設ける。

この場合、電力抑制制御装置１８は第２図に示
すように構成している。つまり上述したヒーター
電力制御装置１１が接続される電源母線１４に変
成器例えば変流器１９を挿入し、この変流器１９
の出力端をDC変換器２０を介してアナログコン
パレーター２１，２２に接続している。アナログ
コンパレータ２１は上述した抑制レベルを設定す
る設定器例えば電流設定器２３の設定値と上記
DC変換器２０を介して与えられる電源母線１４
の供給電力に応じた出力を比較するもので、上記
供給電力に応じた出力が上記抑制レベルを越えた
とき出力を発生するようにしている。またアナロ
グコンパレータ２２は上述した復帰レベルを設定
する設定器例えば電流設定器２４の設定値と上記
DC変換器２０を介して与えられる電源母線１４
の供給電力に応じた出力を比較するもので上記供
給電力に応じた出力が上記復帰レベルより低下し
たとき出力を発生するようにしている。

そして、上記アナログコンパレータ２１の出力
端を微分回路２５、オア回路２６を介してアツプ
ダウンカウンタ２７のアツプ端子UPに接続し、
上記アナログコンパレータ２２の出力端を微分回
路２８、オア回路２９を介して上記アツプダウン
カウンタ２７のダウン端子DNに接続する。この
アツプダウンカウンタ２７はアツプ端子UPに入
力が与えられる毎にカウント内容をアツプカウン
トし、ダウン端子DNに入力が与えられる毎にカ
ウント内容をダウンカウントするようにしてい
る。

また、上記アナログコンパレータ２１，２２の
出力端をオア回路３０を介してクロツクジエネレ
ータ３１に接続する。このクロツクジエネレータ
３１は上記コンパレータ２１又は２２の出力が所
定時間継続して発生するとパルス出力を発生する
ようにしている。

また、このクロツクジエネレータ３１の出力端
はアンド回路３２、上記オア回路２６を介して上
記アツプダウンカウンタ２７のアツプ端子UPに
接続するとともにアンド回路３３、上記オア回路
２９を介して上記アツプダウンカウンタ２７のダ
ウン端子DNに接続する。

ここで、上記アンド回路３２は上記コンパレー
タ２１の出力と上記クロツクジエネレータ３１の
出力のアンド条件が成立したとき出力を発生し、
上記アンド回路３３は上記コンパレータ２２の出
力と上記クロツクジエネレータ３１の出力のアン
ド条件が成立したとき出力を発生するようにして
いる。

上記アツプダウンカウンタ２７の出力端をコー
ドコンバータ３４に接続する。このコードコンバ
ータ３４は上述したヒーター電力制御装置１１と
同数、つまり図示例では15チヤンネル分の出力端
子t₁，t₂…t₁₅を有するもので、例えばカウンタ２
７のカウント内容が「１」の場合は出力端子t₁に
のみ出力を発生し、またカウント内容が「２」の
場合は出力端子t₁，t₂に出力を発生し以下、同様
にカウント内容に応じて出力端子t₁〜t₁₅に出力を
発生するようにしている。ここで、かかるコード
コンバータ３４は具体的には第３図に示すように
アツプダウンカウンタ２７のカウント内容を表わ
すBCDコードを10進法コードに変換するデコー
ダ３５，３６と、これらデコーダ３５，３６の10
進法コードから１〜15チヤンネルの出力を発生す
るゲート例えばオア回路３７₁，３７₂…３７₁₄か
ら構成されている。

そして、このようなコードコンバータ３４の出
力端子t₁，t₂…t₁₅に出力バツフア３８₁，３８₂…
３８₁₅を接続している。

次に、第１図に戻つて上記電力抑制制御装置１
８の出力端つまり上記出力バツフア３８₁，３８₂
…３８₁₅に上記ヒーター電力制御装置１１₁，１
１₂…１１₁₅毎に設けたリレー３９を接続する。
このリレー３９は常開接点３９１を抵抗４０を介
して温度設定器１６に並列接続しており、上記リ
レー３９の動作により温度設定を所定温度分だけ
強制的に下げるようにしている。

尚、第１図中４Ｉは各電力制御装置１１₁，１
１₂…１１₅の供給電力を監視するためのモニタ
ー、４２はこのモニタ４１のドライバーである。

次に以上のように構成した装置の作用を述べ
る。いま主制御装置１の時間経過に従つたプログ
ラム制御によりヒーター制御装置１１₁，１１₂、
…１１₁₅が運転状態にあるものとする。

この状態で他に負荷の投入があつて電源母線１
４の供給電力が抑制レベルを越えると、（この場
合各ヒーターのパワーを増したケースを考えられ
る。）つまり供給電力に応じたDC変換器２０の出
力が設定器２３の設定値を越えるとコンパレータ
２１より出力が発生し、これが微分回路２５を介
してアツプダウンカウンタ２７のアツプ端子UP
に与えられ１カウントされる。するとこのときの
カウンタ２７のカウント内容「１」によりコード
コンバータ３４の出力端子t₁にのみ出力が発生す
る。

従つて、出力バツフア３８₁を介してヒーター
電力制御装置１１₁のリレー３９が動作し接点３
９１の閉成により温度設定器１６による温度設定
が所定温度分だけ強制的に下げられる。これによ
りヒーター電力制御装置１１₁に対応する被暖房
室のヒーター１２への供給電力が減少し室温が強
制的に下げられるとともにそれだけ全供給電力が
抑制されることになる。

ところが、これだけでは全供給電力が抑制レベ
ル以下にならないことがある。この場合はアナロ
グコンパレータ２１の出力は継続している。従つ
てこの状態が所定時間続くとクロツクジエネレー
タ３１よりパルス出力が発生する。するとアツプ
ダウンカウンタ２７はこのパルス出力もカウント
しカウント内容を今度は「２」にする。

これによりコードコンバータ３４は出力端子
t₁，t₂に出力を発生するようになる。従つて今度
は出力バツフア３８₁，３８₂を介してヒーター電
力制御装置１１₁，１１₂のリレー３９が動作し、
上述と同様にしてこれらヒーター電力制御装置１
１₁，１１₂に対応する被暖房室の室温が強制的に
下げられることになり更に全供給電力が抑制され
る。

以下同様にして全供給電力が抑制レベル以下に
ならないときはコンパレータ２１の出力が継続し
クロツクジエネレータ３１より順次パルス出力が
発生しこれがカウンタ２７でカウントされるの上
述と同様にして室温が強制的に下げられる被暖房
室が増加していき供給電圧が抑制される。

その後供給電力が抑制レベル以下になるとコン
パレータ２１の出力が停止するのでこのときのカ
ウンタ２７のカウント内容に応じた供給電力の抑
制状態で安定される。

次に、この状態から他の負荷の引外しがあつて
供給電力が今度は復帰レベル以下になると、つま
り供給電力に応じたDC変換器２０の出力が設定
器２４の設定値以下になると今度はコンパレータ
２２より出力が発生しこれが微分回路２８を介し
てアツプダウンカウンタ２７のダウン端子DNに
与えられる。従つてカウンタ２７はカウント内容
を１カウントダウンするので今度は上述と反対の
手順により１系統分だけ復帰される。

以下、同様に供給電力が復帰レベル以下になら
ないときはコンパレータ２２の出力が継続しクロ
ツクジエネレータ３１よりパルス出力が発生し、
これがカウンタ２７のカウント内容を順次ダウン
していくので、ヒータ系の運転状態が復帰されて
いく。

以上述べたようにこの発明によれば全供給電力
が抑制レベルをオーバーすると、このオーバ電力
に相当する数の被暖房室においてヒーターへの供
給電力を減少することができるので全供給電力を
常に抑制レベル以下に制御できる。このことは従
来のように全負荷に対応して電源容量を設定する
ものに比べ電源設備を小容量化できることであ
り、それだけ装置の小形および低廉化を図ること
ができる。またこのとき各被暖房室について室温
を下げるようにしているだけなので従来の負荷に
優先度を決めてしまい優先度の低いものを供給電
力がオーバーするたびに連続して運転を停止させ
てしまうものと比べ常に安定した暖房効果を期待
することもできる。

尚、この発明は上記実施例にのみ限定されず要
旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
例えば上述した実施例では設定温度を下げる手段
として温度設定器１６に接点３９１を介して抵抗
４０を並列接続したが、第４図に示すように比較
器１７の前段に減算回路４３を接続し、この回路
４３に接点３９１を介して減算レベル用温度設定
器４４を接続するようにしてもよい。また負荷は
電気暖房装置にかぎらず照明装置等他の負荷にも
適用できる。また上述した実施例では電力抑制制
御の対象となるヒーター電力制御装置が15チヤン
ネルの場合を述べたが勿論他のチヤンネル数の場
合でもよい。このチヤンネル数が著しく多くなる
場合は電力抑制制御装置はアツプダウンカウン
タ、コードコンバータを複数個並設するようにす
ればよい。また、上述では全負荷のうち優先度の
低いものを制御の対象としたが、全負荷を制御の
対象としてもよい。更に順次オフされる負荷（ヒ
ーター系）は複数のものを１グループにして行な
うようにしてもよい。更にまた主制御部をプログ
ラム制御するものについて述べたが他の方式を採
用したものにも勿論適用できる。

以上述べたようにこの発明によれば消費電力を
所定の値に抑制できるとともに常に安定した暖房
効果が期待でき、しかも装置の小形および低廉化
を図ることができる負荷制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は同実施例に用いる電力抑制制御装置
を示すブロツク図、第３図は同実施例に用いるコ
ードコンバータを示すブロツク図、第４図はこの
発明の他実施例の一部を示すブロツク図である。 １…主制御装置、２…メモリー、３…運転停止
指定回路、４…切換回路、５…時間指定回路、６
…時計回路、７…発振器、８…メモリー制御回
路、９…指令スイツチ、１０…バツフアレジス
タ、１１…ヒーター電力制御装置、１２…ヒータ
ー、１３…サイリスタ位相制御装置、１４…母
線、１５…センサ、１６…温度設定器、１７…比
較器、１８…電力抑制制御装置、１９…変流器、
２０…DC変換器、２１，２２…アナログコンパ
レータ、２３，２４…電流設定器、２５，２８…
微分回路、２６，２９，３０，３７₁，３７₃…３
７₁₄…オア回路、２７…アツプダウンカウンタ、
３１…クロツクジエネレータ、３２，３３…アン
ド回路、３４…コードコンバータ、３５，３６…
デコーダ、３８₁，３８₂…３８₁₅…出力バツフ
ア、３９…リレー、３９１…常開接点、４０…抵
抗、４１…モニター、４２…モニタードライバ、
４３…減算回路、４４…温度設定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の負荷と；これらの負荷の運転停止を集
   中的に制御する主制御装置と；上記複数の負荷に
   供給される電力と予め設定された所定値を比較す
   る手段、上記供給電力が上記所定値を超えたとき
   の比較出力により上記複数の負荷への供給電力を
   各負荷毎に所定電力ずつ順次減少させる手段を有
   する電力抑制制御装置と；を具備したことを特徴
   とする負荷制御装置。 ２ 上記比較出力の減少に応じて供給電力が減少
   された負荷の数を順次減らすようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の負荷制御装
   置。