Brevet FR2064430A1 — publié le 19710723

2O644S0 La présente invention est relative au contrôle de la consommation de courant, et plus particulièrement, à la prévision et à la commande de la consommation de courant, pendant une période de facturation. Certaines compagnies d'électricité ont pour coutume d'utiliser une tech-5 nique de facturation selon laquelle la journée est divisée en périodes de temps de facturation de quinze minutes. Les taux ou régimes de facuration s'accroissent considérablement, si le client utilise le courant électrique de façon irrégulière pendant le cours de la journée. En conséquence, l'avantage du client consiste à ne pas utiliser plus d'énergie pendant une période de temps 10 de quinze minutes, qu'il n'en utilise pendant les autres. Il a été tenté dans le passé de commander la demande d'énergie électrique en tenant compte de ce système de facturation. Certaines techniques consistent à examiner l'utilisation de la puissance pendant une période de temps immédiatement précédente et brève - de l'ordre de une ou deux minutes -et à suppo-15 ser que ce régime d'utilisation de l'énergie va continuer pendant le restant de la période de facturation. Les dits systèmes extrapolent ces valeurs dans le restant de la période et commandent la charge conformément à cette demande établie par anticipation. Les dits systèmes calculent la quantité totale de puissance qui serait utilisée pendant le reste de la période dans le cas où 20 l'utilisation du courant continuerait de la même façon et comparent cette quantité à la quantité d'énergie disponible conformément à la limite de demande. Si ce calcul démontre que la limite sera dépassée, une action de commande quelconque est actionnée afin de réduire le régime de la consommation-d'énergie. En conséquence, les dits systèmes se préoccupent essentiellement de maintenir 25 le niveau de la charge au-dessous de la limite prédéterminée de la demande, et partant ils n'utilisent pas la charge maximum disponible tout au long de la période de demande. En conséquence, de l'énergie qui pourrait être consommée à un taux peu coûteux, n'est pas consommée puisque l'anticipation de charge ne contient pas de prévision permettant de maintenir, dans le système le facteur 30 de charge le plus élevé possible. Diverses améliorations ont été apportées à ce procédé fondamental afin d'en accroître_dans une certaine mesure la précision. C'est ainsi que des systèmes de commande ont été conçus pour calculer le régime moyen pour lequel l'énergie est consommée pendant des sous-périodes progressivement de plus en plus 35 courtes pendant la période de demande. La demande prédite, à la fin de chacune des sous-périodes est obtenue en ajoutant l'énergie accumulée,-déjà réellement consommée, au produit du régime moyen actuellement calculé* par le temps restant à courrir dans la période de demande. De la sorte un régime faible ou élevé de consommation d'énergie de brève durée peut être autorisé pour réaliser une 40 moyenne pendant la première partie de la période de facturation du fait de la 70 34363 2 206443 ^ durée relativement longue des sous-périodes. Il n'en reste pas moins que les amputations, apportées au régime de la consommation d'énergie, effectuées du fait de l'extrapolation de la consommation d'énergie ne peuvent plus être ultérieurement recoupées dans la période de demande, lorsque divers dispositifs 5 consommant de l'énergie évoluent vers de nouvelles étapes de fonctionnement à consommation d'énergie réduite ou nulle. Là encore, l'efficacité du fonctionnement par une pleine utilisation de l'équipement n'est pas obtenue et, de l'énergie qui pourrait être consommée à un taux plus bas n'est pas utilisée. Un objet de la présente invention sera, en conséquence de permettre la 10 prévision et la commande de la consommation d'énergie de dispositifs à régime de consommation variable, en maintenant le facteur de charge le plus élevé possible dans le système, conformément à une consommation constante établie sur la base d'une facturation périodique.- En bref, l'invention comprend unsystème et un procédé permettant de 15 commander la consommation totale d'énergie pendant une période de facturation de dispositifs à régimes de consommation variables qui fonctionnent dans une structure connue. Des moyens de contrôle sont fournis afin de contrôler chacun des dispositifs et de déterminer son étape de fonctionnement. Des moyens de priorités attribuent des priorités choisies parmi les dispositifs, conformément 20 à une classification prédéterminée. Un moyen d'attribution en réponse aux sorties des moyens de contrôle et des moyens de priorité, estime la quantité de consommation d'énergie des dispositifs de haute priorité, pendant la partie restante de la période de facturation de demande et leur attribue l'énergie ainsi estimée. L'estimation est fondée sur la consommation de puissance de 25 l'étape en cours et des étapes suivantes et sur l'estimation du temps à passer dans chacune d'elles. Des moyens de soustraction soustraient la quantité d'énergie attribuée, de la quantité totale d'énergie disponible pendant le reste de la période de facturation afin de déterminer de la sorte la quantité d'énergie restante disponible. En réponse aux signaux des dits moyens de con-30 trôle et des dits moyens de priorité les moyens d'attribution estiment de la même façon la quantité maximum de consommation d'énergie des autres, dispositifs en fonctionnement normal, pendant le reste de ladite période de facturation ; ils comparent la quantité maximum estimée, de consommation d'énergie à la quantité d''énergie disponible restante déterminée par les moyens de 35 soustraction afin d'établir un rapport entre ces quantités et attribuent ladite énergie restante aux dits dispositifs restants, conformément audit rapport. Dans les dessins illustrant la description suivante : La figure 1 est une illustration graphique de consommation d'énergie pendant une période de demande. 40 La figure 2 est un diagramme des fonctions d'un système de commande de 70 34363 3 2064433 consommation d'énergie pour fours à arcs électriques utilisant la présente invention. La figure 3 représente le compteur de Kilowatts-heure utilisé dans la figure 2. 5 La figure 4 représente sous la forme d'un diagramme les relais de la figure 2. La figure 5 représente sous la forme d'un diagramme un rhéostat un mécanisme de commande et un four utilisés dans la figure 2. La figure 6 représente sous la forme de diagramme les calculateurs 40 10 et 41 de la figure 2. Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus certaines compagnies assurant le service de l'électricité utilisent une technique de facturation par période de demande pour les factures des Clients importants. Dans ces conditions il est de l'avantage du client d'utiliser la même quantité d'énergie pendant toutes 15 les périodes de facturation de tout au long de la journée d'activité. La figure 1 représente de quelle façon la consommation de kilowatts-heure d'électricité pourrait varier pendant une période de demande tout en se traduisant néanmoins par la même consommation totale d'énergie, pendant la période de demande. La ligne droite 10 représente une charge constante pendant la 20 totalité de la période de demande j la ligne incurvée 11 représente une charge, qui revêt initialement une faible valeur puis s'accroît vers la fin de la demande j et la courbe 12 représente une charge initialement de valeur élevée qui décroît vers la fin de la période de demande. Une commande de consommation de courant, du type habituel peut fonctionner correctement avec la charge 25 constante 10 et avec la charge représentée par la ligne 11, mais elle extrapolerait la charge initiale de la ligne 12 de la façon représentée par la ligne en pointillés 13. La commande du type courant supposerait de la sorte que sans correction la limite serait atteinte pendant la partie initiale de la période de demande. Il se produirait ainsi que la commande de type courant réduirait 30 le régime de consommation d'énergie initial au moment où cette réduction est réellement inutile. Le système de la présente invention par contre prédira le changement de processus qui se présentera ultérieurement dans la période de demande, et fera que la charge totale pendant la période de demande sera inférieure au régime initial, ainsi que le montre la position suivante de la 35 ligne 12. Le système de la présente invention, en conséquence n'interviendrait pas dans les commandes afin de réduire la consommation à moins, que la limite soit néanmoins dépassée. La figure 2 représente à titre d'exemple un système de commande de consommation d'énergie utilisé dans une fonderie avec tais fours à arc électrique. 40 II sera remarqué que la présence de grosses charges d'énergie variables et 70 34363 2064431 pouvant être commandées, caractérise un grand nombre d'implantations industrielles. En conséquence, ce système et ce procédé de commande ne se limitent pas aux fonderies et aux fours à arc électrique, mais ils sont également applicables aux fours à induction, aux fours de recuit, aux opérations de rnétallsation 5 cathodique, et à un grand nombre d'autres types de charges industrielles et électriques. Un mécanisme de commande standard 23-25 est relié à chaque four. Le mécanisme de commande comprend le moyen de commander le fonctionnement du four, sous la direction du chef fondeur. Une pluralité de rhéostats 26 est reliée à chacun des mécanismes de commande. Les rhéostats peuvent être commandés 10 par les circuits de commande qui lui sont asujettis ou peuvent être commandés manuellement, par le chef fondeur. Ces rhéostats provoquent le réglage par le mécanisme de commande de l'écartement des électrodes de carbone du four par rapport à la surface de l'acier, ainsi qu'il sera expliqué ci-après. Dans le four, l'acier est fondu par l'établissement d'un arc, entre l'extrémité d'une 15 électrode de carbone et la surface de l'acier. L'élévation d'une électrode fait décroître le courant et l'énergie et l'abaissement d'une électrode accroît le courant et l'énergie. Chaque four est alimenté par un grand transformateur triphasé auquel l'énergie est fournie, en tant que partie de l'énergie issue d'une entrée d'alimentation d'énergie triphasée 27, provenant de la compagnie 20 d'électricité. Cette énergie est fournie à un compteur de kilowatt-heures 28, et de là par la ligne 29 au mécanisme de commande de chaque four. Dans les fours, la fabrication de l'acier est obtenue par fournées, dénommées "chauffes". Une chauffe typique de 4500 kilog. demande quelque 90 minutes pour être totalement traitée dans un four, et ce traitement comprend 25 six étapes différentes d'opération. Les étapes, les actions, les temps typiques et la consommation d'énergie de chaque étape y compris une septième étape de clôture du four sont représentées ci-dessous : ETAPE OPERATION TEMPS TYPIQUE ENERGIE 7 Clôture du four __ coupée 30 6 Coulées, raccords, chargement.. 15 min. coupée 5 Fusion, branchement A.. 35 min. sous tension 4 Fusion, branchement B 25 min. sous tension 3 Courant d'oxygène 3 min. coupée 2 Chauffe, branchement C 10 min. sous tension 35 1 Ajout d'alliages, branchement C 2 min. sous tension Par "branchement A" il est fait allusion au branchement de 230 volts, issu du transformateur de courant pour un four particulier ; par "branchement B" il est fait allusion au branchement de 180 volts, partant du transformateur, cependant que "branchement C" se rapporte à l'alimentation de 110 volts prove-40 nant dudit transformateur. 70 34363 5 206443") En résumé, le fait de couler une chauffe précédente constitue le signal •de départ d'une nouvelle chauffe. Une chauffe commence par le chargement du four à l'aide du matériau qui doit être fondu, et elle est représentée par l'étape 6. Une fois le four chargé, le fait d'appliquer l'énergie amène le 5 processus à l'étape 5 et un arc est formé entre les électrodes et l'acier à partir de l'énergie fournie par le branchement A du transformateur de courant, ce qui a, de ce fait, pour conséquence de fondre l'acier. Une commutation suivante au branchement B dudit transformateur amène la chauffe à l'étape 4 cependant que la fusion continue. L'énergie est alors coupée et un courant 10 d'oxygène est appliqué, ce qui correspond à l'étape 3. La restauration de l'arc à partir du branchement C constitue alors l'étape 2 alors que l'addition qui va suivre, d'alliages constitue l'étape 1. A ce moment le four revient à l'étape 6 et la chauffe est coulée. Le mécanisme de commande 23-25 de chaque four comprend un compteur de 15 Kilowatts-heure, ayant pour rôle de fournir des signaux dans les câbles 30-32. Ces signaux sont appliqués au contrôle 35 du système de commande de consommation d'énergie correspondant 36. Ledit contrôle comprend des circuits destinés à accumuler les signaux pendant une chauffe, dans le cas de chaque four et à comparer le nombre accumulé à des nombres préétablis afin de déterminer 20 de ce fait l'étape de fonctionnement du four. L'accumulation de ces données est remise à zéro, lorsque le four correspondant attaque une nouvelle chauffe. Les priorités du four sont déterminées par le chef fondeur, grâce à un commutateur tournant, qu'il règle manuellement afin d'établir l'attribution de priorité dans le circuit 37. De la sorte le commutateur indique lequel des 25 trois fours 20, 22 a la plus haute priorité. Cette priorité est déterminée par le chef fondeur à partir du fait que le premier four dont la coulée sera faite aura la meilleure priorité. L'attribution de priorité pourrait également être faite automatiquement, en se contentant simplement de détecter celui des fours qui se trouve à l'étape correspondant au numéro le plus bas. La sortie 30 des circuits d'attribution de priorité apparait dans les lignes 38 et 39 appliquées au calculateur d'utilisation d'énergie de haute priorité 40, et au calculateur d'utilisation d'énergie de faible priorité 41. Cette sortie comprend des signaux indiquant lequel des trois fours s'est vu attribuer la haute priorité. 35 Le fonctionnement du circuit comprenant le système de commande d'énergie 36 est effectué sous la commande du dispositif de chronologie 42. La chronologie 42 est sensible aux impulsions de synchronisation fournies par l'entrée 43 dans la ligne 44. Les impulsions de synchronisation sont fournies par la compagnie d'électricité à des intervalles prédéterminés, tels que : toutes les 40 15 minutes, afin d'indiquer ainsi la fin d'une période de facturation et le 70 34363 6 2064431 début de la suivante. La chronologie 42 comprend une chronologie d'intervalle qui transmet un signal afin de mettre en fonctionnement les circuits de commande de consommation d'énergie dès la réception de l'impulsion de synchronisations* utilisation, et qui fournit également ensuite le signal 14fois à des 5 intervalles d'une minute. Le signal de chronologie 42 est fourni au contrôle 35 et aux circuits de détermination d'énergie disponible 45 afin de mettre en fonctionnement les circuits de commande de consommation d'énergie 3B. Le signal de la chronologie 42 provoque le fonctionnement du circuit de comparaison du contrôle 35 qui fournit ainsi l'étape de fonctionnement de chaque four aux 10 calculateurs 40 et 41. Les circuits de détermination de l'énergie disponible 45 contiennent un compteur, qui est remis à zéro par l'apparition d'une impulsion de synchronisation d'utilisation issue de l'entrée '43 et transmise audit compteur par la ligne 46. Le compteur est augmenté par des impulsions qui, dans la ligne 15 47 proviennent du compteur de Kilowatts-heure 28. Chaque impulsion ainsi fournie représente un accroissement spécifique de l'utilisation de l'énergie tel que 22 Kwh. De la sorte le compte contenu dans le compteur représente la quantité totale de puissance utilisée jusqu'au moment considéré pendant la période de facturation. Les circuits 45 comprennent également un registre 20 qui est réglé d'avance selon la quantité totale d'énergie qui doit être utilisée au cours de la période de facturation de demande. La désignation de cette quantité est fournie à l'entrée 4B, et est normalement constante. Ce dernier circuit comprenant les circuits de détermination de l'énergie disponible 45 est un circuit soustracteur qui fonctionne sous l'effet du signal issu 25 de la chronologie 42 afin de soustraire le compte du compteur, lequel compte représente l'énergie utilisée jusqu'au moment considéré, du contenu du registre, qui indique la quantité totale de puissance à utiliser pendant la période de demande. La sortie du soustracteur représente l'énergie totale disponible pour les fours, pour la partie restante de la période de demande et elle est appli-30 quée par le câble de sortie 49 à un autre circuit de soustraction 50. Dans le même temps, les circuits d'attribution de priorité 37 fournissent les signaux représentant le four prioritaire aux calculateurs 40 et 41 par les lignes 3B et 39. Le calculateur 40 répond à ces signaux en laissant passer les données du contrôle 35 fournissant ainsi l'étape de fonctionnement 35 du four de haute priorité» Ces données sont utilisées pour comparer les données des registres du calculateur 40, qui lui aussi indique l'étape de fonctionnement et la temps qui reste dans cette étape, avant que ladite étape soit estimée être tèrminée. Le numéro de l'étape est traduit par des circuits internes en termes de régime de consommation d'énergie et de temps de fonctionnement dans 40 ladite .étape. Le calculateur 40 comprend un soustracteur pour soustraire le 70 34363 7 2064430 temps imparti au four dans l'étape en cours, du temps imparti à l'étaoe afin d'indiquer ainsi le temps restant dans l'étape en cours. Ce temps est alors comparé par un circuit logique au temps restant dans la période de demande qui est obtenu de la chronologie 42. Si la comparaison révèle que le temps 5 restant dans l'étape en cours est égal au/ou plus grand que le temps dans la période de demande, ce fait indique aue le four restera dans la même étape pendant la totalité du temps restant de la période de demande. Néanmoins si la comparaison révèle que le temps restant dans l'étape en cours est inférieur au temps restant dans la période de demande ce fait indique que le four 10 Dassera d'une étape à l'étape suivante pendant le temps de la période de facturation de demande. La calculateur 40 comprend également des moyens de multiplication lesquels moyens peuvent comprendre soit un multiplicateur électronioue, soit un additionneur doté de moyens d'addition répétitive de façon à parvenir à un 15 résultat identique à la multiplication. Si la sortie du circuit logique indique que le four restera dans la même étape pendant le reste de la période de demande, les moyens multiplicateurs ont pour effet de multiplier le temps restant dans la période de demande, par le régime de consommation d'énergie de l'étape en cours et fournissent le produit 20 ainsi obtenu dans la sortie T du câble 51. Néanmoins si la sortie du circuit logique indique que le four va passer à l'étape suivante pendant la période de demande, les circuits de calcul 40 actionnent un autre multiplicateur afin de multiplier le temps restant dans l'étape en cours par le régime de consommation d'énergie de l'étape en cours, 25 et de mémoriser ce premier produit partiel dans un registre compris dans les circuits 40. Ensuite de quoi, les circuits actionnent un circuit de soustraction afin de soustraire le temps restant dans l'étage pré-établi, du temps restant dans la période de facturation de demande. Il s'agit là des quantités mêmes qui furent comparées par le circuit logique ci-dessus. 30 Si nous nous reportons au précédent tableau des étapes nous constatons qu'il est possible au four de fonctionner selon trois étapes, pendant une seule période de facturation de demande. En conséquence, une comparaison est effectuée par un autre circuit logique du calculateur 40. Dans ce cas, la quantité de temps exigée par l'étape suivante est comparée par cet autre 35 circuit logique, au temps subsistant, dans la période de facturation de demande, après la terminaison de l'étape en cours qui est le résultat de la soustraction ci-dessus. Si la comparaison établit que le temps imparti à l'étape suivante est égal ou supérieur au temps soustrait qui reste dans la période de demande, ce 40 fait indique que le four ne fonctionnera pas dans l'étape en cours et la 70 34363 2064435 suivante, pendant le reste de la période de facturation de demande. En conséquence un autre multiplicateur du circuit 40 est employé pour multiplier le temps soustrait restant dans la période de demande, par le régime de consommation d'énergie de l'étage suivant. Ce produit est alors fourni à un addeur 5 et ajouté au premier produit partiel mémorisé st le total est fourni dans la sortie T du câble 51. Cependant, si la sortie du circuit logique montre que le temps correspondant à l'étape suivante est inférieur au temps soustrait restant dans la période de demande, ceci indique que le four fonctionnera selon l'étape en 10 cours, la suivante et, encore une troisième étape, pendant la partie restante de la période ae facturation de demande. En conséquence, un autre multiplicateur des circuits 40 est utilisé pour multiplier le temps correspondant à l'étape suivante par le régime de consommation d'énergie de ladite étape, afin de constituer un second produit partiel qui est mémorisé dans un registre 15 compris dans les circuits 40. Ensuite, le temps de l'étape suivante est fourni à un autre circuit de soustraction du calculateur 40 et soustrait du temps soustrait restant dans la période de demande afin de constituer un reste. Ledit reste est fourni à un autre multiplicateur et multiplié par le régime de consommation d'énergie de ladite troisième étape. Ce produit est alors 20 fourni à un additionneur à trois voies, et ajouté au premier produit partiel. Cette somme est ajoutée au second produit partiel. La somme résultante est ensuite fournie dans la sortie T du câble 51. Les circuits d'estimation de l'utilisation de haute priorité 40 ont également pour action de répondre au signal d'attribution de priorité de la 25 ligne 38 en fournissant un signal dans l'une des lignes 52, 54 à un banc de relais 55. Les bornes de sortie des circuits 40 auxquelles sont reliées les lignes 52-54 portent les désignations respectives A B et C. La ligne dans laquelle le signal apparait indique que le four correspondant est le four de haute priorité. Les relais, du banc de relais 55 qui sont actionnés par ce 30 signal répondent ainsi qu'on le verra ci-après, en fournissant des signaux dans le jeu de lignes 56-58 afin d'actionner de la sorte les rhéostats associés au four prioritaire. Les rhéostats actionnés en conséquence provoquent à leur tour l'intervention du mécanisme de commande 23 - 25 qui leur est associé afin que le mécanisme fasse fonctionner le four 20-22 auquel il est associé 35 à la puissance maximum demandée. Les circuits d'estimation de l'utilisation de l'énergie de faible priorité 41 sont identiques aux circuits 40, à cette exception près, qu'ils sont conçus pour répondre à la sortie des circuits d'attribution de priorité 37 dans la ligne 39 en estimant la consommation d'énergie des fours autres 40 que le four prioritaire s et, à cette autre exception près qu'ils comprennent 70 34363 9 2064430 un registre supplémentaire destiné à mémoriser les calculs correspondant à un .four, tout en estimant l'utilisation de puissance correspondant à l'autre four. La consommation d'énergie correspondant aux deux fours est alors additionnée et le total résultant est fourni à la borne de sortie T, du câble 60. Dans 5 le même temps, les circuits 41 répondent à l'indication de priorité de la ligne 39 en fournissant un signal dans chacune des trois lignes 61-63 afin d'actionner la commande de rapport 64. Les lignes de sortie 61-63 sont reliées aux bornes de sorties partant les index A,B et C des circuits 41 et indiquent les deux fours qui ne sont pas prioritaires. 10 Ainsi qu'il est mentionné ci-dessus le nombre indiquant la quantité d'énergie disponible pour les fours et pour le reste de la période de demande, est fourni par le câble 49 au soustracteur 50. De plus, ainsi qu'il a également été signalé, la consommation d'énergie estimée pour le four prioritaire est fournie par le câble 51, au soustracteur 50. Le soustracteur a pour effet de 15 soustraire le nombre apparaissant dans le câble 49 et de fournir le résultat net dans le câble 65. L'effet de cette soustraction est de soustraire l'utilisation de haute priorité de l'énergie disponible pour les fours, et ceci, pour la partie restante de la période de facturation de demande. Le résultat net apparaissant dans le câble 65 est la puissance restante disponible pour les 20 fours de priorité secondaire. En se reportant de nouveau à la description ci-dessus, le nombre fourni dans le câble 60 représente l'utilisation de l'énergie estimée des fours à priorité secondaire, dans le cas où ils fonctionnent à pleine puissance. Cette sortie et la sortie du soustracteur 50 sont fournies au circuit de division 25 66. Le circuit de division a pour effet de diviser le nombre amené par le câble 65 par le nombre amené par le câble 60, et de fournir le quotient résultant par les câbles 67 et 68, aux circuits d'estimation de l'utilisation de l'énergie de priorité secondaire 41 et aux circuits de commande du rapport d'énergie 64. Cg quotient de sortie représente le rapport de l'énergie disponible pour les fours 30 à priorité secondaire, et de l'utilisation de l'énergie par les dits fours, dans le cas où ils seraient autorisés à fonctionner à 100% de leur puissance. Les signaux qui, dans la ligne 68 sont appliqués aux circuits de commande de rapport d'énergie 64 actionnent les circuits logiques contenus dans 64, conformément au rapport indiqué par les signaux de sortie, de façon à 35 fournir un signal sur l'une des lignes d'un groupe de 11 lignes. Les 11 lignes désignent des rapports séparés par des intervalles de 10% entre 0% et 100%. Chacune de ces lignes est reliée à trois circuits ET dont chacun à son tour présente un four dans une matrice de trente trois circuits. L'autre entrée de chacun des circuits ET est l'une des lignes 61-63. De la sorte, deux seulement 40 des trente trois circuits ET sont actionnés par une conjonction d'entrées 70 34363 10 2064430 représentant le rapport d'énergie qui doit être fourni aux deux fours à priorité secondaire. La sortie de chaque circuit est reliée à l'une des trente trois lignes de sorties. Ces lignes sont groupées dans des câbles désignés par les nombres 70-72. Les signaux sont en conséquence fournis dans les deux lignes 5 correspondant au même pourcentage dans les câbles 70-72 représentant les deux fours à priorité secondaire. Les signaux sont appliqués aux relais 55 qui transmettent des signaux correspondants, par les câbles 5B-58 aux rhéostats 26. Les rhéostats ont ainsi pour action d'introduire une résistance dans la ligne reliant le mécanisme de commande 23-25 du four correspondant lequel mécanisme 10 intervient comme un potentiomètre ou un diviseur de tension indiquant le pourcentage d'énergie qui doit être fourni au four correspondant 20-22. Cette proportion correspondra à la quantité maximum exigée pour le four prioritaire et à un pourcentage de la quantité exigée pour les fours à priorité secondaire, lequel pourcentage est défini par la sortie des circuits de division 66. 15 En se reportant toujours à la figure 2, après fonctionnement du mécanis me de commande 23-25 les circuits d'estimation de l'utilisation d'énergie de seconde priorité 41 utilisent la sortie du diviseur 66 dans les lignes 67 en ajoutant directement ce rapport au temps passé dans l'étape pour chaque four de priorité secondaire puis mémorisent ce total dans le registre représen-20 tant le temps dans l'étape pour ce four de priorité secondaire. Ce rapport représente ainsi, la portion d'une minute qui doit être créditée au four pour son fonctionnement au titre de son fonctionnement à faible puissance. De la même façon les circuits 40 ajoutent une minute au temps d'étape du four prioritaire. Il convient de remarquer que le temps d'étape mémorisé dans les 25 circuits 40 ou 41 ne correspond qu'à une estimation et que le mécanisme de commande 23-25 dirige le fonctionnement réel du four en ce qui concerne le passage d'une étape à une autre étape. Partant la sortie du contrôleur 35 dépasse les estimations des circuits 40 ou 41. Le compteur de kilowatts-heure 28 de la figure 2 est représenté en 30 détail dans la figure 3. Ledit compteur de Kwh est essentiellement un dispositif standard tel que le fournit la compagnie d'électricité. Il comprend un disque 80 monté sur un arbre 81. L'arbre et le disque tournent conformément à la quantité d'énergie qui traverse le compteur. Le disque 80 comprend une pluralité de fentes 82. Une source lumineuse 83 et un photo-détecteur 84 sont 35 associés au disque. La lumière émise par la source lumineuse 83 est masquée à la cellule photo-électrique 84 et ne frappe cette dernière que lorsqu'une fente 82 passe directement entre la source lumineuse et le photo-détecteur. Le photo-détecteur produit de la sorte une impulsion d'énergie électrique chaque fois qu'une fente 82 est entraînée circulairement entre lui et la source 40 lumineuse 83. Les impulsions produites par le photo-détecteur sont fournies à 70 34363 2064430 un amplificateur 85. Cet amplificateur amplifie le signal et le fournit au r.elais à tige 86. Lorsque chaque impulsion électrique est fournie en provenance de l'amplificateur 85, les contacts de commutateur 87 du relais à tige 8 6 sont fermés. Un filtre comprenant une résistance 88 et une capacité 89 a pour but 5 d'éliminer par filtrage tout rebondissement du contact et de permettre à la fermeture du contact d'être détectée dans les lignes 47 de la figure 2 par le compteur des circuits 40. La totalité du compteur, à l'exception du filtre 88 est fournie par le fabricant de compteurs le filtre n'est ajouté qu'afin d'empêcher le compteur des circuits 45 de la figure 2 de compter les rebondissements 10 des contacts, afin de permettre audit compteur de ne compter que les impulsions produites. La figure 4 représente un jeu de relais du groupe de relais 55 de la figure 2. Spécifiquement les lignes 52-54 et les lignes constituant les câbles 70-72 sont reliées à des relais spécifiques de 11 jeux des dits relais pour 15 chacun des fours. Chacune des lignes 52-54 est reliée au relais de la proportion 100% correspondant de même que l'est la ligne 100% de chacun des câbles 70-72 afin de constituer une fonction OU. Les autres relais sont reliés aux fils qui leur correspondent dans les câbles 70-72. La liaison est effectuée à la borne d'entrée 90. L'entrée est reliée à un relais à lame 91 lequel est à son 20 tour relié à une source d'énergie positive 92. Le fonctionnement de la ligne correspondante provoque ainsi la transmission du signal au relais à lame 91 ce qui a pour effet de fermer le contact correspondant 93. La fermeture de ces contacts relie une source de tension alternative aux bornes 94 et 95 et au relais intermédiaire 96. Le relais intermédiaire est ainsi actionné et ferme 25 le contact correspondant 97. De la même façon la fermeture du contact 97 relie la source d'énergie appliquée aux bornes 98 et 99 au relais d'énergie 100. Le fonctionnement de ce relais d'énergie provoque la fermeture des contacts correspondants 101 et, de ce fait relie une autre source d'alimentation aux bornes 102 et 103 conduisant au rhéostat 26 de la figure 2. 30 La figure 5 représente les rhéostats 26 correspondant à l'un des tours, le circuit d'alimentation de l'une des phases d'électrode dudit four, et le mécanisme de commande dudit four. Le four 20 et le mécanisme de commande 23 ont été représentés afin de compléter l'illustration. Le montage de rhéostat correspondant à chaque four comprend deux 35 rhéostats linéaires, un rhéostat manuel composé de la résistance 108 et du curseur 109 et un rhéostat automatique comprenant les résistances égales 110-119 et les contacts de relais 120-130, des relais 131-141. Chacun de ces relais est relié à un relais d'alimentation 100 de la figure 4 tel qu'il est contenu dans la série de relais 55 de la figure 2. 40 La commutation entre le rhéostat manuel et le rhéostat automatique est 70 34363 12 2064430 effectuée par un commutateur qui actionne les contacts 142-147. Dans la position manuelle» les contacts 142-144 sont fermés et les contacts 145-147 sont ouverts. Dans la position automatique les contacts 145-147 sont fermés et les contacts 142-144 sont ouverts. 5 Dans la position manuelle le curseur 109 peut être positionné manuelle ment de façon à actionner le mécanisme de commande typique 23. L'alimentation de tension du rhéostat est assurée aux bornes 150 et 149 par le mécanisme de commande. La tension nette apparaissant entre les lignes 148 et 149 est l'inverse de la résistance, et commande le fonctionnement du mécanisme de 10 commande. En tout ceci, le montage des rhéostats est habituel, d'autres montages correspondants peuvent être utilisés afind'actionner d'autres mécanismes de commande. Dans la position automatique la ténsion présentée au mécanisme de commande 23 est déterminée par l'une des séries de contacts 120-130, qui est fer-15 mée par le relais associé 131-141. Celle des séries de contacts qui se trouve fermée provoque de la part du rhéostat la présentation de la portion de la tension issue des bornes 149 et 150 qui est représentée par le relais dans les lignes 148 et 149. Cette tension proportionnelle dans les lignes 148 et 149 actionne de ce fait le mécanisme de commande 23. 20 Le mécanisme de commande typiaue 23 comprend un moyen de détection de courant 151 monté de façon à détecter le courant dans la ligne d'alimentation 152 qui alimente chacune des électrodes de carbone 153-155 du four électrique 20, à partir de la ligne d'énergie 29. Pour plus de clarté dans la figure une seule des trois lignes de force alimentant les trois électrodes 25 de carbone sera représentée. La ligne de force 152 est reliée à un commutateur de force 157 qui est commandé par le mécanisme de commande 23 afin de commuter alternativement la ligne de force, entre les branchements de transformateur 158, 159 et 160. Ainsi qu'il a été exposé antérieurement, ces branchements sont dénommés 30 respectivement Branchement A, Branchement B, Branchement C où le branchement A est doté de la tension la plus élevée, et le branchement C de la tension la plus basse. En se fondant sur le fait que la ligne de force est reliée au branchement 158, 159 ou 160, le mécanisme de commande 23 répond au courant détecté par le moyen de détection de courant 151 et dont la quantité est 35 fournie dans la ligne 156 en transmettant de ce fait des signaux de commande dans la ligne 161 au mécanisme hydraulique 162. Les signaux de la ligne 161 provoquent ainsi l'élévation ou l'abaissement par le mécanisme de commande, de l'électrode correspondante 153, afin de modifier la distanceséparant la pointe de l'électrode de l'acier et de modifier de ce fait, le courant et 40 la puissance de l'arc tiré par l'électrode. L'électrode est déplacée jusqu'à 70 34363 13 2064430 ce que le courant détecté par le moyen de détection de courant 151 indique au mécanisme de commande 23 que l'énergie appropriée est en cours d'utilisation pour l'électrode conformément au réglage du rhéostat manuel 108 109 ou du rhéostat automatique 110-141. 5 La ré~lisation de l'invention représentée dans la figure 2 fonctionne d'une manière parfaitement efficace, pour commander la consommation d'énergie des trois fours 20, 22 et pour obtenur une utilisation constante de l'énergie dans le cas de chaque demande d'énergie. Néanmoins, cette réalisation qui comprend les circuits de commande 36 utilise une pluralité de circuits d'ad-10 dition, de circuits soustracteurs et de circuits multiplicateurs. Du point de vue du coût de l'équipement il serait bien plus efficace d'utiliser un seul addeur/soustracteur et un seul multiplicateur/diviseur qui se partageraient les diverses fonctions accomplies par la réalisation de la figure 2. Une telle machine pourrait comprendre un calculateur digital d'utilisation générale. 15 Dans l'étage 205 le calculateur attribue des priorités aux fours à partir d'une entrée manuelle effectuée par le Chef Fondeur. Cette entrée peut comprendre le positionnement d'un commutateur manuel adapté au calculateur. Une fois fondé sur l'attribution prioritaire le calculateur passe à l'étage 206 afin d'estimer la consommation d'énergie correspondant au reste 20 de la période de facturation de demande pour le four prioritaire. Le bloc 206 comprend une pluralité d'étages qui sont représentés avec plus de détails dans la figure 7. Ainsi le procédé de la présente invention, qu'il soit mis en application directement, en commandant l'équipement de la façon représentée dans 25 la figure 2, ou qu'il soit réalisé grâce à la programmation d'un calculateur digital d'utilisation générale permet d'obtenir une prévision vraie de la consommation d'énergie des fours, pour une période de demande facturée, en utilisant le stade de fonctionnement de chaque four, et en incluant dans l'estimation tout changement d'état qui peut se présenter pendant la période de 30 facturation de la demande. Ce système et ce procédé évitent de la sorte l'utilisation ouasi-exclusive d'extrapolations de la consommation antérieure d'énergie, et garantit avec plus de précision que la quantité exacte de puissance attribuée à chaque période de demande facturée a été exactement consommée. Afin d'illustrer cette description un exemple des circuits comprenant 35 soit le calculateur d'utilisation de l'énergie de première priorité 40, soit le calculateur d'utilisation de l'énergie de seconde priorité 41 est représenté dans la figure 6. Les signaux représentant le four de première priorité sont fournis dans la ligne 250 à la commande 251. La ligne 250 comprend la ligne 38 pour le 40 calculateur 40 ou la ligne 39, pour le calculateur 41. Dans le calculateur 40 70 34363 14 2064430 le contrôle décode la désignation du four- de première priorité et transmet un signal dans la sortie correspondante parmi les trois sorties comprises dans le câble 252 - aux sélecteurs 253 et 254. Les trois sorties comprennent également les sorties 52- 54 de la figure 2. Dans le calculateur 41, le contrôle 25D 5 décode la désignation du four de première priorité et transmet des signaux aux deux des trois sorties qui ne correspondent pas avec lui. Les sélecteurs 253 et 254 ré- onderit au signal de commande en transmettant les entrées A.B ou C au circuit de comparaison 255. Le sélecteur 253 est relié aux sorties de contrôle 35 des trois fours et le sélecteur 254 est relié à des registres qui sto-10 ckent l'étape et le temps, mis à jour, pour les trois fours. Le circuit de comparaison 255 examine l'égalité des deux désignations d'étape du four sélectionné par les deux sélecteurs. Si l'examen prouve l'égalité, la sortie du sélecteur 254 est transmise au registre de mémoire d'étape et de temps 256. Si néanmoins la désignation d'étape du sélecteur 253 est plus grande que celle 15 du sélecteur 254, la sortie d'étape du sélecteur 253 est transmise au registre 256 et le temps de ZERO lui est également fourni. Si l'examen révèle que la désignation d'étape du sélecteur 253 est inférieure à celle du sélecteur 254, la sortie d'étape du électeur 253. est alors transmise au registre 256 et aucune désignation du temps n'est communiquée de façon à permettre au registre 20 256 de retenir la désignation de temps antérieure. De la sorte l'état du four est examiné en ce qui concerne son exactitude par le contrôle et corrigé si nécessaire. La sortie d'étape du registre 256 est fournie au convertisseur 257 qui traduit la désignation d'étape grâce à la transmission d'une sortie pré-établie 25 sélectionnée à cette fin. La sortie pré-établie comprend une désignation du régime de consommation d'énergie de cette étape dans la sortie R et une désignation du temps exigé ar cette étape dans la sortie T. Le temps de l'étape est alors fourni à l'une des entrées du soustracteur 256 et le temps passé dans ladite étape est fourni par le registre 256 à l'autre entrée du soustrac-30 teur. Le soustracteur soustrait l'entrée B de l'entrée A et la sortie désigne le temps restant dans l'étage en cours et est fournie à l'entrée A du circuit logique 259. Le temps restant dans la période de demande est fourni par la chronologie 42 de la figure 2 et temporairement mémorisé dans le registre 260. Ce temps est fourni à l'entrée B du circuit logique 259 et comparé à l'entrée 35 A. Si l'entrée A lui est inférieure le circuit logique fournit un signal dans la sortie L. Si l'entrée est égale ou supérieure à l'entrée B un signal est fourni dans la sortie G. - Le signal de sortie G actionne le multiplicateur 261 afin qu'il multiplie le régime de consommation d'énergie de l'étage en cours (issu de 40 la sortie R du convertisseur 257} par le temps restant dans la période de 70 34363 15 2064430 demande, fourni par le registre 260. Le produit résultant est fourni à la bor-.ne de sortie 260 qui correspond à la sortie T issue des. calculateurs 40 ou 41. Un signal provenant de la sortie L du circuit logique 259 actionne le multiplicateur 263 et le soustracteur 264. Le multiplicateur 263 multiplie 5 le régime de consommation d'énergie de l'étage en cours [fourni par le convertisseur 2573 par le temps restant dans l'étape en cours, fourni par le registre 256. Le soustracteur 264 soustrait le temps restant dans l'étape en cours, tel qu'il est fourni par le soustracteur 258, du temps restant dans la période de demande, fourni par le registre 260 et fournit le résultat de cette 10 soustraction dans l'entrée B du circuit logique 265. Dans le même temps, la sortie d'étape du registre 256 est fournie au ciccuit d'accroissement 266. Le circuit 266 ajoute "1" à la désignation d'étape reçue, et fournit la désignation résultante de l'étape suivante au convertisseur 267 et au circuit d'accroissement 268. Le circuit 268 procède de 15 la même façon afin de désigner ainsi l'étape suivante au convertisseur 269. Le convertisseur 267 fournit le temps, pour l'étape suivante à l'entrée A du circuit logique 255. Le circuit logique fonctionne de façon identique au circuit 259. En conséquence, si les entrées A et B sont égales, ou si l'entrée A est plus grande un signal est fourni à la sortie G afin 20 d'actionner le multiplicateur 270. Le multiplicateur 270 multiplie le régime de consommation d'énergie de l'étage suivant fourni par le convertisseur 267, par le temps restant dans la période de demande en cours, fourni par le soustracteur 264. Le produit est appliqué à l'additionneur 271 et ajouté à la consommation d'énergie de l'étape en cours, fournie par le multiplicateur 263. 25 La consommation totale d'énergie résultante est fournie dans la sortie 262. Si l'entrée A du circuit de comparaison 265'a été inférieure à l'entrée B, un signal est fourni dans l'entrée L dudit circuit, afin de mettre en action le multiplicateur 272 le soustracteur 273 et le multiplicateur 274. Le multiplicateur 272 multiplie le régime de consommation d'énergie de l'étape 30 suivante, par le temps de cette étape, ces deux indications étant fournies par le convertisseur 267. Le produit résultant est fourni dans l'entrée B de l'additionneur 275. Le soustracteur 275 soustrait ce temps correspondant à l'étape suivante, dans l'entrée A, du temps restant dans la période de demande après achèvement de l'étape en cours , tel qu'il est fourni par le soustracteur 35 264. Le temps résultant qui reste pour la troisième étape est alors fourni au multiplicateur 274 afin d'être multiplié par le régime de consommation d'énergie de ladite étape, telle qu'elle est désignée par le convertisseur 269. La consommation d'énergie résultante est fournie dans l'entrée A de l'additionneur 275. L'entrée C de l'addeur comprend la consommation d'énergie de l'étape en 40 cours issue du multiplicateur 263. Les trois quantités représentant la consom 70 34363 16 206443 J mation d'énergie sont additionnées par le circuit 275 et fournies dans la sortie 262. Bien que cette invention ait été particulièrement représentée et décrite en ce qui concerne une réalisation préférée, il sera évident, pour le 5 spécialiste que diverses modifications, dans la forme et dans le détail, peuvent lui être apportées sans pour autant se départir de l'esprit et des buts de l'invention tels qu'ils sont définis dans les revendications ci-jointes. 10 34363 17 2064430 REVENDICATIONS 1. Appareillage pour régler la consommation totale d'énergie pendant une période de facturation par une pluralité de dispositifs consommant de l'énergie à des régimes divers maisfonctionnant selon un programme connu, les dits dispositifs comprenant des moyens de commande qui peuvent être actionnés de 5 manière à commander séparément le régime de consommation d'énergie de chacun des dits dispositifs pour étendre ou restreindre leur programme de consommation, cependant que des moyens de mesure fournissent des signaux indiquant la puissance consommée par les dits dispositifs, ledit appareillage étant caractérisé par la combinaison des éléments suivants : 10 des moyens de calcul de l'énergie disponible, ces moyens étant sensi bles aux signaux issus des moyens de mesure, et à une limite pré~établie_ laquelle limite indique la limite désirée de consommation d'énergie pendant la période de facturation pour calculer périodiquement la quantité d'énergie restant disponible pendant le reste de ladite période de facturation, 15 des moyens de priorité pour attribuer périodiquement des priorités entre les dits dispositifs conformément à une classification prédéterminée, des premiers moyens de puissance sensibles aux dits moyens de priorité pour détecter les points de la courbe de programme des dispositifs auxquels la plus haute priorité est attribuée, et en fonction du résultat de cette 20 détection, d'estimer la consommation d'énergie pour le reste de la période de facturation, et de signaler aux dits moyens de commande de mettre en action ledit dispositif au régime maximum de consommation d'énergie conforme audit programme, des moyens de soustraction, sensibles aux premiers moyens de calcul de 25 puissance et aux moyens de calcul de l'énergie disponible pour soustraire la valeur de la consommation d'énergie estimée de la valeur de la quantité d'énergie restant disponible pour déterminer de ce fait la quantité d'énergie disponible pour les dispositifs restants et des seconds moyens de calcul de puissance sensibles aux dits moyens 30 de priorité pour détecter le point de la courbe de programme pour chacun des dispositifs auxquels la priorité n'est pas attribuée et, en fonction du résultat de cette détection, estimer la quantité maximum de consommation d'énergie des dits dispositifs, telle qu'elle est définie par les dits programmes, pour le reste de la période de facturation ; sensibles en outre à 35 ladite quantité d'énergie disponible pour les dits dispositifs restants et à ladite quantité de consommation maximum d'énergie par les dits dispositifs afin d'établir un,rapport entre les dites quantités et de signaler aux dits moyens de commande de faire fonctionner les dits dispositifs selon un régime 70 34363 18 206443 ) de consommation de puissance fonction dudit rapport. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que : les dits premiers moyens, de calcul de puissance comprennent des moyens sensibles à l'apparition des signaux de mesure, pour mettre à jour la 5 détection du point des courbes de programme des dispositifs de haute priorité et,par suite, le calcul de l'énergie disponible pour les autres dispositifs, les dits seconds moyens de calcul de puissance comprennent des moyens sensibles au résultat de ce calcul pour mettre à jour le calcul du rapport sus-mentionné et modifier en fonction de cette mise à jour les signaux 10 de commande de la consommation d'énergie par les dits dispositifs. 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que : les dits premiers et seconds moyens de puissance comprennent chacun des moyens pour estimer la consommation d'énergie de chacun des dits dispositifs associés en utilisant la mise à jour des points de courbes de 15 programme, pour estimer les régimes de consommation de l'énergie et le temps à passer dans chacun des régimes pour chacun des dispositifs pendant le restant de la période de facturation» et pour utiliser les dits régimes et tEmp.s estimés, afin d'estimer la consommation d'énergie maximum totale des dits dispositifs associés pendant le reste de la période de facturation. 20 4. Appareillage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en outre par : des moyens de chronologie sensibles à un signal de synchronisation pour fournir à l'apparition dudit signal et à des intervalles périodiques prédéterminés des signaux aux dits moyens de calcul de l'énergie disponible 25 et aux dits moyens de priorité dans le but de provoquer les mises à jour.