(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンネルについて設定された操作出力値に基づき、電力供給をＯＮ又はＯＦＦに操作する制御信号を生成する制御信号生成部を備え、
前記制御信号生成部が、前記制御信号を強制的に変更することを要求する信号である強制出力要求信号と、前記制御信号の状態をＯＮ又はＯＦＦに強制的に決定する信号である強制出力状態信号と、を入力可能に構成され、
前記制御信号生成部が、
交流電源周期の１／２の整数倍である制御周期経過毎に、
出力差積算値に、前記操作出力値と前記出力差積算値との演算結果を代入し、
前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が事前に設定された閾値と等しい、又は前記閾値を超えている場合、前記出力差積算値と事前に設定された実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が前記閾値を超えていない場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成し、
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、入力された前記強制出力状態信号がＯＮである場合、前記出力差積算値と前記実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、入力された前記強制出力状態信号がＯＦＦである場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成する、
ことを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、入力された前記強制出力状態信号がＯＮであり、かつ、前記出力差積算値が前記閾値を超えていない場合、前記制御周期経過時から、前記出力差積算値が前記閾値を超えるまでの間、前記制御信号生成部が前記強制出力要求信号の入力を受け付けないことを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記チャンネルが複数であり、
前記強制出力要求信号が、前記チャンネル全てについての前記制御信号の変更を要求する共通信号として構成され、前記操作出力値が前記チャンネル毎に設定され、前記出力差積算値が前記チャンネル毎に算出され、
前記制御信号生成部が、前記チャンネル毎の強制出力状態信号を入力可能に構成され、
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、前記チャンネル毎の強制出力状態信号のうち１つ以上がＯＮであり、かつ、前記強制出力状態信号がＯＮであるチャンネルについての前記出力差積算値のうち、何れか１つでも前記閾値を超えていない場合、前記制御周期経過時から、当該制御周期の間に前記強制出力状態信号がＯＮであったチャンネルについての前記出力差積算値の全てが前記閾値を超えるまでの間、前記制御信号生成部が前記強制出力要求信号の入力を受け付けないことを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記操作出力値が、事前に設定された出力上限値以下、かつ、事前に設定された出力下限値以上の範囲を外れる場合、前記制御信号生成部が前記強制出力要求信号の入力を受け付けないことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電力制御装置。
【請求項５】
電流検出器からの検出信号が入力される電流検出器入力部を更に備え、
前記制御信号生成部が、前記強制出力状態信号に基づいて前記制御信号を生成する場合、前記電流検出器入力部が前記制御周期の間前記電流検出器からの信号を取り込むことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電力制御装置。
【請求項６】
チャンネルについて設定された操作出力値に基づき、電力供給をＯＮ又はＯＦＦに操作する制御信号を生成する制御信号生成部を備える電力制御装置の電力制御方法であって、
前記電力制御方法は、入力ステップと、制御信号生成ステップと、を含み、
前記入力ステップにおいて、前記操作出力値と、前記制御信号を強制的に変更することを要求する信号である強制出力要求信号と、前記制御信号の状態をＯＮ又はＯＦＦに強制的に決定する信号である強制出力状態信号と、が前記制御信号生成部へ入力可能となり、
前記制御信号生成ステップにおいて、
前記制御信号生成部が、
交流電源周期の１／２の整数倍である制御周期経過毎に、
出力差積算値に、前記操作出力値と前記出力差積算値との演算結果を代入し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が事前に設定された閾値と等しい、又は前記閾値を超えている場合、前記出力差積算値と事前に設定された実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が前記閾値を超えていない場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、前記入力ステップにおいて入力された前記強制出力状態信号がＯＮである場合、前記出力差積算値と前記実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、前記入力ステップにおいて入力された前記強制出力状態信号がＯＦＦである場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成する、
ことを特徴とする電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続比例制御方式による電力制御装置及び電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御対象の温度制御を行う際に、０から１００％などの操作出力値に対応する制御信号を生成することで、制御対象に接続された負荷への供給電力を制御する電力制御装置が広く用いられている。このような電力制御装置における制御方式として、位相制御方式、時間比例制御方式、連続比例制御方式などが用いられている。【０００３】
図１に位相制御方式の概要を示す。位相制御方式は、操作出力値に見合う位相角で制御信号をＯＮとし、次のゼロクロスのタイミングでＯＦＦとすることで、負荷への供給電力を制御する方式である。制御周期は交流電源の１／２周期や１周期であることが多く、供給電力を連続的に変化させることができるため、制御安定性の面で優れているが、高調波ノイズが発生しやすいという特徴がある。以下、制御信号のＯＮ、ＯＦＦを単に出力ＯＮ、出力ＯＦＦとも称する。【０００４】
図２に時間比例制御方式の概要を示す。時間比例制御方式は、数秒から数百秒という比較的長い周期で出力ＯＮ、ＯＦＦのデューティー比を変化させて負荷への供給電力を制御する方式である。操作器にゼロクロス機能を持ったＳＳＲを使用するためノイズの発生が少ないが、制御周期が長いため、制御対象の特性によっては温度安定性が悪くなるという特徴がある。また、制御周期を短くすると出力分解能が低下するという問題がある。【０００５】
図３に連続比例制御方式の概要を示す。連続比例制御方式は、交流電源の１／２周期またはその数倍程度の短い周期で、出力ＯＮ、ＯＦＦを細かく切り換えながら負荷への供給電力を制御する方式である。長い時間で見たときの出力ＯＮ、ＯＦＦ状態の偏りが少ないため、制御対象の温度安定性が良い。また、短い周期で操作出力値の割合を反映させることができるので制御応答性も良い。また、操作器にゼロクロス機能を持ったＳＳＲを使用するためノイズの発生が少なく、比較的低コストでありながら実用の面でも効果が高い。このような連続比例制御方式に関する技術が、特許文献１に開示されている。【０００６】
また電力制御装置においては一般的に、ヒータ等の負荷の断線や劣化といった異常を検出するために、負荷電流の測定が行われる。特に複数の負荷を接続する電力制御装置においては、サイズやコスト等の観点から、１つの電流検出器を使用した測定が望まれている。このような要望に基づき、時間比例制御方式において、短い時間の間だけ制御信号を所望する状態（出力ＯＮまたは出力ＯＦＦ）に強制的に変更し、特定の負荷に流れる電流値を測定する技術が特許文献２、３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１６４４３２号  （特許第３６７４９５１号）
【特許文献２】特開２００５−００３５００号  （特許第４３２９４１９号）
【特許文献３】特開２０１４−１００８０８号  （特許第５７５５６２８号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、連続比例制御方式は、所定の演算によって、出力状態を連続的に変化させ続けているため、操作出力値に見合う出力を維持しながら、制御信号を所望する状態（出力ＯＮまたは出力ＯＦＦ）に強制的に変更することが難しく、１つの電流検出器を使用した負荷電流測定に適用することができないという課題があった。【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、連続比例制御方式による出力動作を行いながら、制御信号を所望する状態（出力ＯＮまたは出力ＯＦＦ）に強制的に変更しても、あらかじめ設定された操作出力値に見合う出力を維持することが可能な電力制御装置、及び電力制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（構成１）
チャンネルについて設定された操作出力値に基づき、電力供給をＯＮ又はＯＦＦに操作する制御信号を生成する制御信号生成部を備え、
前記制御信号生成部が、前記制御信号を強制的に変更することを要求する信号である強制出力要求信号と、前記制御信号の状態をＯＮ又はＯＦＦに強制的に決定する信号である強制出力状態信号と、を入力可能に構成され、
前記制御信号生成部が、
交流電源周期の１／２の整数倍である制御周期経過毎に、
出力差積算値に、前記操作出力値と前記出力差積算値との演算結果を代入し、
前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が事前に設定された閾値と等しい、又は前記閾値を超えている場合、前記出力差積算値と事前に設定された実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が前記閾値を超えていない場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成し、
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、入力された前記強制出力状態信号がＯＮである場合、前記出力差積算値と前記実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、入力された前記強制出力状態信号がＯＦＦである場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成する、
ことを特徴とする電力制御装置。【００１１】
（構成２）
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、入力された前記強制出力状態信号がＯＮであり、かつ、前記出力差積算値が前記閾値を超えていない場合、前記制御周期経過時から、前記出力差積算値が前記閾値を超えるまでの間、前記制御信号生成部が前記強制出力要求信号の入力を受け付けないことを特徴とする、構成１に記載の電力制御装置。【００１２】
（構成３）
前記チャンネルが複数であり、
前記強制出力要求信号が、前記チャンネル全てについての前記制御信号の変更を要求する共通信号として構成され、前記操作出力値が前記チャンネル毎に設定され、前記出力差積算値が前記チャンネル毎に算出され、
前記制御信号生成部が、前記チャンネル毎の強制出力状態信号を入力可能に構成され、
前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、前記チャンネル毎の強制出力状態信号のうち１つ以上がＯＮであり、かつ、前記強制出力状態信号がＯＮであるチャンネルについての前記出力差積算値のうち、何れか１つでも前記閾値を超えていない場合、前記制御周期経過時から、当該制御周期の間に前記強制出力状態信号がＯＮであったチャンネルについての前記出力差積算値の全てが前記閾値を超えるまでの間、前記制御信号生成部が前記強制出力要求信号の入力を受け付けないことを特徴とする、構成１に記載の電力制御装置。【００１３】
（構成４）
前記操作出力値が、事前に設定された出力上限値以下、かつ、事前に設定された出力下限値以上の範囲を外れる場合、前記制御信号生成部が前記強制出力要求信号の入力を受け付けないことを特徴とする構成１から３の何れかに記載の電力制御装置。【００１４】
（構成５）
電流検出器からの検出信号が入力される電流検出器入力部を更に備え、
前記制御信号生成部が、前記強制出力状態信号に基づいて前記制御信号を生成する場合、前記電流検出器入力部が前記制御周期の間前記電流検出器からの信号を取り込むことを特徴とする構成１から４の何れかに記載の電力制御装置。【００１５】
（構成６）
チャンネルについて設定された操作出力値に基づき、電力供給をＯＮ又はＯＦＦに操作する制御信号を生成する制御信号生成部を備える電力制御装置の電力制御方法であって、
前記電力制御方法は、入力ステップと、制御信号生成ステップと、を含み、
前記入力ステップにおいて、前記操作出力値と、前記制御信号を強制的に変更することを要求する信号である強制出力要求信号と、前記制御信号の状態をＯＮ又はＯＦＦに強制的に決定する信号である強制出力状態信号と、が前記制御信号生成部へ入力可能となり、
前記制御信号生成ステップにおいて、
前記制御信号生成部が、
交流電源周期の１／２の整数倍である制御周期経過毎に、
出力差積算値に、前記操作出力値と前記出力差積算値との演算結果を代入し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が事前に設定された閾値と等しい、又は前記閾値を超えている場合、前記出力差積算値と実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力がなく、かつ、前記出力差積算値が前記閾値を超えていない場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、前記入力ステップにおいて入力された前記強制出力状態信号がＯＮである場合、前記出力差積算値と前記事前に設定された実効出力値との演算結果を前記出力差積算値に代入するとともに、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＮとする制御信号を生成し、
前記入力ステップにおいて前記強制出力要求信号の入力があり、かつ、前記入力ステップにおいて入力された前記強制出力状態信号がＯＦＦである場合、前記電力供給を前記制御周期の間ＯＦＦとする制御信号を生成する、
ことを特徴とする電力制御方法。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、連続比例制御方式による出力動作を行いながら、制御信号を所望する状態（出力ＯＮまたは出力ＯＦＦ）に強制的に変更しても、あらかじめ設定された操作出力値に見合う出力を維持することが可能な電力制御装置、及び電力制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の位相制御方式の出力動作を示した概要図である。
【図２】従来の時間比例制御方式の出力動作を示した概要図である。
【図３】従来の連続比例制御方式の出力動作を示した概要図である。
【図４】実施形態１における、電力制御装置４００の構成を示す概要図である。
【図５】従来技術の連続比例制御動作を表したフローチャートである。
【図６】従来技術の連続比例制御方式の出力差積算値の推移を表した図である。
【図７】実施形態１における、出力状態を強制的に変更する場合の連続比例制御方式の出力動作を表したフローチャートである。
【図８】実施形態１における、出力状態をＯＮ又はＯＦＦに強制的に変更する場合の連続比例制御方式の出力差積算値の推移を表した図である。
【図９】実施形態１における、出力過多を防止する場合の連続比例制御方式の出力動作を表したフローチャートである。
【図１０】実施形態１における、連続的な強制出力禁止機能を使用した場合の連続比例制御方式の出力差積算値の推移を表した図である。
【図１１】実施形態２における、電力制御装置１１００の構成を示す概要図である。
【図１２】実施形態２における、電流測定を行う場合の出力状態の一例を示した図である。
【図１３】従来技術の連続比例制御動作を実施するための電力制御装置１３００の構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜実施形態１＞
図４はこの発明の実施形態１の電力制御装置４００を備える温度調節計４８０の構成概略を示すブロック図である。
温度調節計４８０は、制御対象４８１−１の測定温度及び、制御対象４８１−１の到達目標温度である目標値４５１−２に基づき、制御対象４８１−１の温度を調節する装置である。制御対象４８１−１は、制御対象４８１−１の温度を測定する温度センサ４５１及び、ヒータ等により構成される負荷４８１を備える。
【００２０】
電力制御装置４００は、あらかじめ設定された操作出力値４７１−１に基づいて、接続される操作器４４１の出力をＯＮ又はＯＦＦに操作する制御信号４２１−１を生成し、操作器４４１を介して負荷４８１への電力を制御する装置である。なお、操作出力値４７１−１は、０〜１００％の範囲で表現される負荷率である。
【００２１】
温度調節計４８０は、温度入力４５１−１と目標値４５１−２に基づき、操作出力値４７１−１を演算する制御演算部４７１を備える。
【００２２】
制御演算部４７１は、温度センサ４５１から入力される温度入力４５１−１及び、入力部等（不図示）から入力される制御対象４８１−１の到達目標温度である目標値４５１−２に基づきＰＩＤ演算などを行う。制御演算部４７１は、演算結果である操作出力値４７１−１（０〜１００％）を制御信号生成部４２１へ出力する。また、制御演算部４７１は入力部等（不図示）から、後述する操作出力上限値４５１−３、操作出力下限値４５１−４が入力される。
【００２３】
電力制御装置４００は、出力ＯＮ、ＯＦＦを制御する制御信号４２１−１を生成する制御信号生成部４２１と、制御信号生成部４２１の動作トリガとなるクロック信号を生成する動作クロック生成部４３０と、交流電源４９０の電源電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部４１０と、後述する強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２及び出力上限値４６１−３及び出力下限値４６１−４を生成する強制出力信号生成部４６０と、を備える。
【００２４】
強制出力信号生成部４６０は、後述する制御周期の間強制的に出力することを要求する信号である強制出力要求信号４６０−１と、制御信号４２１−１の状態をＯＮ又はＯＦＦに強制的に決定する信号である強制出力状態信号４６１−２と、操作出力を制限するための出力上限値４６１−３及び出力下限値４６１−４と、を制御信号生成部４２１へ出力する。
【００２５】
ゼロクロス検出部４１０は、交流電源４９０の電源電圧波形をモニタし、その波形の０Ｖ付近を検出したとき、トリガ信号を動作クロック生成部４３０へと出力する。
動作クロック生成部４３０は、ゼロクロス検出部４１０から入力されたトリガ信号に基づき制御信号生成部４２１の動作トリガとなるクロック信号を生成し、この信号を制御信号生成部４２１及び強制出力信号生成部４６０へと出力する。クロック信号は、図３中のＴに表されるような周期、即ち、交流電源４９０の電源周期の２分の１周期の整数倍のパルス信号である。以下、クロック信号の周期を単に「制御周期」と表す。
【００２６】
電力制御装置４００を備える温度調節計４８０には、操作器４４１が接続され、操作器４４１に接続された負荷４８１へ電力を供給する。なお、操作器４４１はＳＳＲ（Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｒｅｌａｙ）によって構成される。
【００２７】
制御信号生成部４２１は、制御演算部４７１から、操作出力値４７１−１が入力される。更に、強制出力信号生成部４６０から、強制出力要求信号４６０−１と、強制出力状態信号４６１−２と、出力上限値４６１−３、出力下限値が４６１−４が入力される。
制御信号生成部４２１は、制御周期毎に、制御周期切り替わり時点での操作出力値４７１−１と、強制出力要求信号４６０−１と、強制出力状態信号４６１−２と、出力上限値４６１−３と、出力下限値４６１−４と、に基づき制御信号４２１−１を生成する。また、後述する強制出力禁止信号４２１−２を強制出力信号生成部４６０へと出力する。
【００２８】
図４において、制御演算部４７１、制御信号生成部４２１、操作器４４１、負荷４８１、温度センサ４５１によって制御ループが構成されている。このような一連の接続をチャンネルと称する。
また、図４において破線ブロックによって示される構成は全て更新可能な変数である。
【００２９】
以上の構成を有する実施形態１の電力制御装置４００の処理動作について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
［連続比例制御］
まず、従来技術の連続比例制御動作について、図１３及び図５に基づき以下に説明する。なお、図１３において図４と同一の構成については同一の符号を付している。
【００３１】
図５は従来技術の連続比例制御動作の、電力制御装置１３００及び制御信号生成部１３２１における制御信号４２１−１の生成動作を表したフローチャートである。
また、以下の動作は制御周期経過毎に実行される。
【００３２】
まず、ステップＳ５０１において、出力差積算値ΔＭＶｎを更新する。
ここで、出力差積算値ΔＭＶｎとは従来技術の連続比例制御方式において制御信号４２１−１生成の基準となる変数であり、以下の数１のように演算される。
【００３３】
ΔＭＶｎ＝ΔＭＶｎ−１＋ＭＶｎ      （数１）
【００３４】
数１において、ＭＶｎは制御演算部４７１から入力された操作出力値４７１−１を表す。また、添字ｎはｎ≧１であり、ｎ回目の制御周期を表し、ｎ−１は制御周期の１周期前を表す。
【００３５】
このように、１周期前の出力差積算値ΔＭＶｎ−１と制御演算部４７１から入力された操作出力値ＭＶｎを加算したものを、現制御周期における出力差積算値ΔＭＶｎに代入することで出力差積算値ΔＭＶｎを更新する。なお、制御信号生成部１３２１の初回動作時（ｎ＝１）の数１におけるΔＭＶｎ−１の部分、すなわちΔＭＶ０は０％となる。
【００３６】
次にステップＳ５０２では、出力差積算値ΔＭＶｎが事前に設定された閾値Ｌを超えているかどうかを判定する。なお、事前に設定された閾値Ｌは１００％とする。
【００３７】
まず、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ以上であった場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）は、ステップＳ５１１へ移行する。
ステップＳ５１１において、出力差積算値ΔＭＶｎから、事前に設定された実効出力値Ｚを減算する。そして、当該減算処理とともに、ステップＳ５１２において出力ＯＮの制御信号４２１−１を生成する。なお、実効出力値Ｚは１００％とする。
【００３８】
一方、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ未満であった場合（ステップＳ５０２：ＮＯ）は、ステップＳ５２１へ移行する。
ステップＳ５２１において、出力ＯＦＦの制御信号４２１−１を生成する。
【００３９】
以下、当該動作につき、従来の連続比例制御動作とも称する。
なお、図５においては、ステップＳ５１１とステップＳ５１２の動作が順次実行されるように記載されているが、便宜的なものであり、ステップＳ５１１とステップＳ５１２の動作タイミングを限定するものではない。
【００４０】
図６は、図５のフローチャートに基づく従来の連続比例制御方式における、出力差積算値ΔＭＶｎの推移を示した図である。操作出力値ＭＶｎは３０％であり、実効出力値Ｚは１００％である。出力差積算値ΔＭＶｎが事前に設定された閾値Ｌを超えた時点で、出力差積算値ΔＭＶｎから実効出力値Ｚが減算されるとともに、出力がＯＮとなっている。なお上向きの実線の矢印は加算を表し、操作出力値ＭＶｎである３０％ずつ加算されていることがわかる。図中の黒点から延びる下向きの矢印は減算を表し、実効出力値Ｚである１００％ずつ減算されていることがわかる。
図６に示されるように、出力ＯＮ状態の頻度は３０％となっていることがわかる。
【００４１】
このように、従来の連続比例制御方式による制御信号の生成動作においては、図５におけるフローチャートに基づき、制御周期毎に出力を決定しながら連続的に変化し続けている。そのため、操作出力値ＭＶｎに見合う出力を維持しつつ、出力状態を強制的に変更することは困難であった。
【００４２】
［出力状態の強制的変更］
以下、実施形態１における制御信号生成部４２１の処理動作について図面を参照しながら説明する。
【００４３】
図７は実施形態１の、制御信号生成部４２１における制御信号４２１−１の生成動作を表したフローチャートである。以下の動作は制御周期経過毎に実行される。
【００４４】
まず、ステップＳ７０１において、出力差積算値ΔＭＶｎを更新する。この点については図５におけるステップＳ５０１と同様であるので、省略する。
【００４５】
次にステップＳ７０２において制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１のＯＮ／ＯＦＦを判断する。強制出力要求信号４６０−１がＯＮの場合（ステップＳ７０２：ＯＮ）、ステップＳ７１１へと移行する。
【００４６】
ステップＳ７１１において、制御信号生成部４２１に入力された強制出力状態信号４６１−２のＯＮ／ＯＦＦを判断する。強制出力状態信号４６１−２がＯＮである場合（ステップＳ７１１：ＯＮ）、ステップＳ７２１へと移行する。
【００４７】
そして、ステップＳ７２１においては、出力差積算値ΔＭＶｎから事前に設定された実効出力値Ｚを減算する。そして、当該減算処理とともに、ステップＳ７２２において出力をＯＮとする制御信号４２１−１を生成し操作器４４１に出力する。
このように、制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２がＯＮである場合は、現在の出力差積算値ＭＶｎの値に関わらず、出力をＯＮとする制御信号４２１−１を生成し、操作器４４１へと出力する。
【００４８】
一方、Ｓ７１１において、制御信号生成部４２１に入力された強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦである場合（ステップＳ７１１：ＯＦＦ）、ステップＳ７３１へ移行する。
【００４９】
そして、ステップＳ７３１においては、出力をＯＦＦとする制御信号４２１−１を生成し、操作器４４１に出力する。
このように、制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１がＯＮで、強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦである場合は、現在の出力差積算値ＭＶｎの値に関わらず、出力をＯＦＦとする制御信号４２１−１を生成し、操作器４４１に出力する。
【００５０】
一方、ステップＳ７０２において、制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１がＯＦＦの場合（ステップＳ７０２：ＯＦＦ）、ステップＳ７４１へ移行する。
【００５１】
ステップＳ７４１以降の動作については、図５において説明した従来の連続比例制御の出力動作と同様であるため省略する。ステップＳ７４１がステップＳ５０２、ステップＳ７５１がステップＳ５１１、ステップＳ７５２がステップＳ５１２、ステップＳ７６１がステップＳ５２１に対応している。
【００５２】
なお、図７においては、便宜上ステップＳ７２１とステップＳ７２２の動作が順次実行されるように記載されているが、ステップＳ７２１とステップＳ７２２の動作タイミングを限定するものではない。ステップＳ７５１とステップＳ７５２の動作タイミングについても同様である。
【００５３】
図８は、図７のフローチャートに基づき出力を強制的にＯＮ／ＯＦＦとする場合の、制御信号生成部４２１における動作を表した図である。図８における操作出力値４７１−１は３０％であり、閾値Ｌは１００％、実効出力値Ｚは１００％である。また、強制出力要求信号４６０−１は、図８最上段Ａ〜Ｄのタイミングで強制出力信号生成部４６０から入力される。また、強制出力状態信号４６１−２はＡ、ＢにおいてはＯＮ、Ｃ、ＤについてはＯＦＦである。
従来の連続比例制御の出力動作においてＯＦＦになるタイミングに強制的に出力をＯＮとする場合、すなわち、出力差積算値ΔＭＶｎが事前に設定された閾値Ｌを超えておらず、強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２がＯＮである場合（図８中Ａ）、まず操作出力値４７１−１が出力差積算値ΔＭＶｎに加算され、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌに満たない状態であっても、出力差積算値ΔＭＶｎから実効出力値Ｚが差し引かれるとともに、出力がＯＮになる制御信号４２１−１が生成される。
また、従来の連続比例制御の出力動作においてＯＮになるタイミングと、強制的に出力をＯＮにするタイミングが重なった場合（図８中Ｂ）、すなわち、出力差積算値ΔＭＶｎが事前に設定された閾値Ｌを超えており、強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２がＯＮである場合も、出力がＯＮになる制御信号４２１−１が生成されるが、結果的に従来の連続比例制御の出力動作と同様の動作となる。
また、従来の連続比例制御の出力動作において出力がＯＮになるタイミングで強制的に出力をＯＦＦにする場合（図８中Ｃ）、すなわち、出力差積算値ΔＭＶｎが事前に設定された閾値Ｌを超えており、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦである場合は、操作出力値４７１−１が加算された出力差積算値ΔＭＶｎはそのままに、出力がＯＦＦとなる制御信号４２１−１が生成される。
図８中のＣ直後の出力差積算値ΔＭＶｎに注目すると、一時的に出力積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌを超えた状態になるが、次の制御周期において出力がＯＮとなり、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ未満となり、従来の連続比例制御の出力動作と同様の出力タイミングへと復帰することがわかる。
また、従来の連続比例制御の出力動作において出力がＯＦＦになるタイミングで強制的に出力をＯＦＦにする場合（図８中Ｄ）、すなわち、出力差積算値ΔＭＶｎが事前に設定された閾値Ｌを超えておらず、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦである場合は、操作出力値４７１−１が出力差積算値ΔＭＶｎに加算され、出力差積算値ΔＭＶｎはそのままに出力がＯＦＦとなる制御信号４２１−１が生成される。これは、結果的に従来の連続比例制御の出力動作と同様である。
【００５４】
図８に示されるように、連続比例制御方式による出力動作を行いながら、制御信号を所望する状態（出力ＯＮ又は出力ＯＦＦ）に強制的に変更しても、あらかじめ設定された操作出力値である３０％に見合う出力を維持できていることがわかる。
【００５５】
以上の構成及び処理動作を備える、本実施形態１の電力制御装置４００によると、連続比例制御方式による出力動作を行いながら、制御信号を所望する状態（出力ＯＮまたは出力ＯＦＦ）に強制的に変更しても、あらかじめ設定された操作出力値に見合う出力を維持することが可能となる。
【００５６】
［連続的な強制出力動作禁止］
上述のように、強制的に出力を変更する場合において、出力状態を強制的にＯＮに変更する動作を連続的に行うと、過剰に出力が出てしまう可能性がある。いたずらな強制出力操作や、制御対象の温度安定性の悪化を防ぐため、このような連続的な強制出力動作を防止することが望ましい。そのため、電力制御装置４００は上述の出力強制変更動作に加えて、連続的な強制出力動作を禁止するための保護機能を有する。
【００５７】
上記保護機能の動作概要は以下のとおりである。
上記保護機能における動作に関して、制御信号生成部４２１はその内部に強制出力禁止信号４２１−２を備える。ある制御周期において出力が強制的にＯＮに変更された場合、当該制御周期経過時から、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作において制御信号４２１−１がＯＮとなるまでの間、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮとなることで、制御信号生成部４２１は強制出力要求信号４６０−１の入力を受け付けない。
以下、図９に基づき本機能についての制御信号生成部４２１の動作を具体的に説明する。また、図７と同様の動作については説明を省略するか簡略化する。以下の動作は出力強制変更動作と同様に制御周期ごとに実行される。
【００５８】
まず、ステップＳ７０１と同様に出力差積算値ΔＭＶｎを更新する。ステップＳ１００１において、制御信号生成部４２１における強制出力禁止信号４２１−２を判定する。強制出力禁止信号４２１−２がＯＮの場合（ステップＳ１００１：ＯＮ）、ステップＳ７４１以降の動作へ移行する。ステップＳ７４１以降の動作については後述する。
一方、強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦの場合（ステップＳ１００１：ＯＦＦ）、ステップＳ７０２へと移行する。
【００５９】
その後、ステップＳ７０２にて制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１のＯＮ／ＯＦＦを判定する。
制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１がＯＮの場合（ステップＳ７０２：ＯＮ）はステップＳ７１１へと移行する。
【００６０】
ステップＳ７１１において、制御信号生成部４２１に入力された強制出力状態信号４６１−２を判定する。強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦの場合（ステップＳ７１１：ＯＦＦ）、ステップＳ７３１へと移行し、出力ＯＦＦの制御信号４２１−１を生成する。
一方、ステップＳ７１１において、強制出力状態信号４６１−２がＯＮの場合（ステップＳ７１１：ＯＮ）、ステップＳ１００３へと移行する。
ステップＳ１００３において、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ以上かどうかを判定する。出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ以上の場合（ステップＳ１００３：ＹＥＳ）、ステップＳ７２１へと移行する。一方、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ未満の場合（ステップＳ１００３：ＮＯ）、ステップＳ１００４へと移行する。
ステップＳ１００４において、強制出力禁止信号４２１−２をＯＮにし、ステップＳ７２１へと移行する。
ステップＳ７２１以降の動作については図７における説明と同様であるので省略する。
【００６１】
一方、ステップＳ７０２において、制御信号生成部４２１に入力された強制出力要求信号４６０−１がＯＦＦの場合（ステップＳ７０２：ＯＦＦ）、ステップＳ７４１へと移行する。
ステップＳ７４１において、出力差積算値が閾値Ｌ以上かどうかを判定する。出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌ以上の場合（ステップＳ７４１：ＹＥＳ）、ステップＳ１００２へと移行する。ステップＳ１００２においては、強制出力禁止信号４２１−２をＯＦＦとし、ステップＳ７５１へと移行する。
ステップＳ７４１がＮＯである場合（ステップＳ７４１：ＮＯ）の動作及びステップＳ７５１以降の動作については図７における説明と同様であるので省略する。
【００６２】
ここで、連続的な強制出力動作禁止機能における制御信号生成部４２１の動作について、図１０におけるＡからＨのタイミングを参照し説明する。
図１０中Ａにおいては、強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮ、強制出力状態信号４６１−２がＯＮであるため、強制的に出力がＯＮへと変更され、出力ＯＮの制御信号４２１−１が生成される。そして、強制的に出力がＯＮとなったため、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮとなる（ステップＳ１００１：ＯＦＦ→ステップＳ７０２：ＯＮ→ステップＳ７１１：ＯＮ→ステップＳ１００３：ＮＯ→ステップＳ１００４→ステップＳ７２１→ステップＳ７２２）。
図１０中Ｂにおいて、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２もＯＮである。図１０中Ａ（Ｂの左隣）において強制的に出力をＯＮとした後、一度も出力差積算値ΔＭＶが閾値Ｌを超えていないため、図１０中Ｂの時点では強制出力禁止信号４２１−２がＯＮのままである。そのため、図１０中のＢの時点では、制御信号生成部４２１は、図１０中Ｂにおける強制出力要求信号４６０−１を受け付けず、強制的に出力がＯＮとなることなく、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作に基づき出力ＯＦＦの制御信号４２１−１が生成されていることがわかる（ステップＳ１００１：ＯＮ→ステップＳ７４１：ＮＯ→ステップＳ７６１）。
図１０中Ｃにおいても、図１０中Ｂと同様に、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２がＯＮであるが、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮのままであるため、強制出力要求信号４６０−１に基づき強制的に出力がＯＮとなることはないが、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作に基づき出力ＯＮの制御信号４２１−１が生成され、強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦとなっていることがわかる（ステップＳ１００１：ＯＮ→ステップＳ７４１：ＹＥＳ→ステップＳ１００２→ステップＳ７５１→ステップＳ７５２）。
図１０中Ｄにおいては、強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２がＯＮである。しかし、図１０中Ｄにおいては強制的に出力をＯＮとする要求がなされると同時に、出力差積算値ΔＭＶが閾値Ｌを超えているため、図１０中のＡとは異なり、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮとはならない。そのため、強制的に出力をＯＮとする要求が受け入れられたにも関わらず、強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦのまま、出力ＯＮの制御信号４２１−１が生成されていることがわかる（ステップＳ１００１：ＯＦＦ→ステップＳ７０２：ＯＮ→ステップＳ７１１：ＯＮ→ステップＳ１００３：ＹＥＳ→ステップＳ７２１→ステップＳ７２２）。
図１０中Ｅについては強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２はＯＦＦである。図１０中Ｅの場合、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作では出力がＯＮとなっていたが、強制出力要求信号４６０−１に基づき、強制的に出力がＯＦＦとなる（ステップＳ１００１：ＯＦＦ→ステップＳ７０２：ＯＮ→ステップＳ７１１：ＯＦＦ→ステップＳ７３１）。
図１０中Ｆについては強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２はＯＦＦである。この場合、強制出力要求信号４６０−１に基づき、強制的に出力がＯＦＦとなるが、出力差積算値ΔＭＶが閾値Ｌを超えておらず、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作に基づいた場合でも出力がＯＦＦとなっていたため、結果的に従来の連続比例制御方式と同等の動作となる（ステップＳ１００１：ＯＦＦ→ステップＳ７０２：ＯＮ→ステップＳ７１１：ＯＦＦ→ステップＳ７３１）。
図１０中Ｇにおいて、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮであり、強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２はＯＦＦである。図１０中Ａ（Ｇの左隣）において強制的に出力をＯＮとした後、一度も出力差積算値ΔＭＶが閾値Ｌを超えていないため、図１０中Ｇの時点では強制出力禁止信号４２１−２がＯＮのままである。強制出力禁止信号４２１−２がＯＮであるため、図１０中Ｇの時点では、制御信号生成部４２１は、図１０中Ｇにおける強制出力要求信号４６０−１を受け付けない。従って、強制的に出力がＯＦＦとなることはないが、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作に基づき出力がＯＦＦの制御信号４２１−１が生成されていることがわかる（ステップＳ１００１：ＯＮ→ステップＳ７４１：ＮＯ→ステップＳ７６１）。
図１０中Ｈにおいては、強制出力禁止信号４２１−２がＯＮであり強制出力要求信号４６０−１がＯＮであり、強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦである。強制出力禁止信号４２１−２がＯＮであるため、強制的に出力がＯＦＦとならずに、従来の連続比例制御方式と同等の出力動作に基づき出力ＯＮの制御信号４２１−１が生成され、強制出力禁止信号４２１−２がＯＦＦとなっていることがわかる（ステップＳ１００１：ＯＮ→ステップＳ７４１：ＹＥＳ→ステップＳ１００２→ステップＳ７５１→ステップＳ７５２）。
【００６３】
以上の構成及び処理動作を備える、実施形態１の電力制御装置４００によると、連続比例制御方式に基づいて制御信号４２１−１を生成しつつ、連続的に出力状態を強制的にＯＮに変更する要求があった場合に、制御信号生成部４２１が強制出力要求信号４６０−１の入力を受け付けないため、連続的な強制出力の動作を防止し、いたずらな強制出力操作と、制御対象の温度安定性の悪化を防ぐことができる。
【００６４】
［限界領域での動作］
周期的に強制出力要求信号４６０−１がＯＮとなり、その際の強制出力状態信号４６１−２がＯＦＦである場合に、操作出力値４７１−１が１００％に近い値であると、操作出力値４７１−１に見合うだけの出力を維持できない場合がある。
また、操作出力値４７１−１が０％付近の場合は、１度でも出力状態を強制的にＯＮに変更すると出力誤差が生じてしまう可能性がある。
そのため、電力制御装置４００は操作出力値４７１−１が限界値付近となる場合において、以下のように動作する。
また、以下の動作は制御周期毎に実行され、強制出力信号生成部４６０が周期的に強制出力要求信号４６０−１をＯＮとしているものとする。
【００６５】
まず、強制出力信号生成部４６０が、操作出力値４７１−１の制限範囲である出力上限値４６１−３及び出力下限値４６１−４を制御信号生成部４２１に出力する。そして、制御信号生成部４２１において、操作出力値４７１−１が上述の出力上限値４６１−３以下、かつ出力下限値４６１−４以上の範囲を外れているかどうかを判定する。入力された操作出力値４７１−１が上述の範囲を外れている場合、制御信号生成部４２１は強制出力禁止信号４２１−２をＯＮとすることで、制御信号生成部４２１は強制出力要求信号４６０−１の入力を受け付けない。また、操作出力値４７１−１が出力上限値４６１−３以下、かつ出力下限値４６１−４以上の範囲となった場合には、強制出力禁止信号４２１−２をＯＦＦとする。
このように、操作出力値４７１−１が出力上限値４６１−３以下、かつ出力下限値４６１−４以上の範囲を外れている場合には、制御信号生成部４２１が強制出力要求信号４６０−１の入力を受け付けないようにすることが可能となる。
【００６６】
また、限界領域における動作は上述の構成に限定されるものではない。
例えば、制御演算部４７１における制御演算のにおいて、出力上限値４６１−３または出力下限値４６１−４を超えた操作出力値４７１−１が算出されることがないように、あらかじめ操作出力値４７１−１の算出範囲を、操作出力上限値４５１−３、操作出力下限値４５１−４の範囲に制限して、制御信号生成部４２１へと出力するように構成されていてもよい。
このような構成とすることで、操作出力値４７１−１を常に出力上限値４６１−３から出力下限値４６１−４の範囲に制限することで、常に強制出力要求信号４６０−１を受け付けることが可能となる。
【００６７】
また、制御演算部４７１における制御演算の結果、出力上限値４６１−３または出力下限値４６１−４を超えた操作出力値４７１−１が算出され、制御信号生成部４２１に入力された場合に、制御信号生成部４２１において、操作出力値４７１−１をそれぞれ出力上限値４６１−３、または出力下限値４６１−４に置き換えるように構成されていてもよい。
なお、出力上限値４６１−３および出力下限値４６１−４については強制出力要求信号４６０−１のＯＮとなる頻度に基づき決定される。
また、出力の制限が不要な場合は、出力上限値４６１−３には負荷率１００％が、出力下限値４６１−４には負荷率０％が出力される。
なお、操作出力値４７１−１が０％の場合、１度でも出力状態を強制的にＯＮに変更すると出力誤差が生じてしまうため、温度調節計４８０の電源投入後は、制御信号生成部４２１における強制出力禁止信号４２１−２をＯＮとしておくようにしてもよい。
【００６８】
以上の構成及び処理動作を備える、実施形態１の電力制御装置４００によると、操作出力値４７１−１が限界値付近となる場合に、出力状態の強制的な変更を禁止する、すなわち、制御信号生成部４２１が強制出力要求信号４６０−１の入力を受け付けないような動作が可能となる。
また、操作出力値４７１−１が限界値付近となる場合でも、出力状態の強制的な変更を許可する、すなわち、常に制御信号生成部４２１が強制出力要求信号４６０−１の入力を受けつけるような動作が可能となる。
【００６９】
＜実施形態２＞
図１１は、本発明に係る実施形態２の電力制御装置１１００を備える温度調節計１１８０の構成概略を示すブロック図である。実施形態１（図４）と同様の構成については同一の符号を使用し、ここでの説明を省略若しくは簡略化する。
【００７０】
実施形態２の電力制御装置１１００は、実施形態１に対して、チャンネル数が４となったものであり、制御演算部４７２〜４７４、制御信号生成部４２２〜４２４、電流検出器入力部１１２１と、電流値計測部１１２２を追加したものである。
また、実施形態２の温度調節計１１８０は、実施形態１に対して断線警報部１１６０を追加したものである。
【００７１】
断線警報部１１６０は、強制出力信号生成部４６０の機能に加えて、負荷や回路の異常を検出する機能を有し、それぞれのチャンネルについての強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２と、電流値計測部１１２２から入力される負荷４８１〜４８４における電流値に基づいて、負荷自体、または負荷に接続された回路等の異常を検出する。
電流値計測部１１２２は当該入力部に接続された１つの電流検出器１１２０からの信号を取り込み、電流検出器入力部１１２１に出力する。
電流検出器入力部１１２１は、制御周期毎に電流値計測部１１２２から入力された信号に基づき、負荷電流値１１２３を算出する。そして、算出された負荷電流値１１２３を断線警報部１１６０へ出力する。
【００７２】
また、強制出力要求信号４６０−１は、１つの強制出力要求信号４６０−１の中に、全てのチャンネルに対する強制変更の要求が記録される共通信号として構成される。      
【００７３】
［複数チャンネルにおける連続的な強制出力動作禁止］
複数チャンネルにおいて連続的な強制出力動作を禁止する機能において、制御信号生成部４２１〜４２４は、実施形態１における制御信号生成部４２１と同様に動作する。
一方、断線警報部１１６０は、全てのチャンネルの強制出力禁止信号４２１−２〜４２４−２の論理和を取り、その出力が１（禁止）である限り、生成する全てのチャンネルについての強制出力要求信号４６０−１を０（ＯＦＦ）にする。
または、全てのチャンネルの強制出力禁止信号４２１−２〜４２４−２の論理和を取る構成を追加し、その出力が１である限り断線警報部１１６０が生成する強制出力要求信号４６０−１の状態に関わらず、全てのチャンネルについての強制出力要求信号４６０−１を０（ＯＦＦ）にするようにしても良い。
【００７４】
［電流計測］
実施形態２における電力制御装置１１００は、連続比例制御方式に基づいて制御信号４２１−１〜４２１−４を生成しつつ、負荷４８１〜４８４に流れる電流を電流検出器１１２０で測定するため、以下のように動作する。
なお、制御信号生成部４２１〜４２４における出力を強制的に変更する動作については、実施形態１と同様であるため省略する。
【００７５】
強制出力禁止信号４２１−２〜４２４−２がＯＦＦの状態で、ある制御周期において、断線警報部１１６０が出力した強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２に基づき、制御信号生成部４２１〜４２４が制御信号４２１−１〜４２４−１を生成する。当該制御周期において電流検出器入力部１１２１が電流検出器１１２０からの信号を電流値計測部１１２２を通じて取り込み、負荷電流値１１２３に換算する。
【００７６】
例えば、負荷４８１に流れる電流値を算出する場合は、強制出力要求信号４６０−１を制御信号生成部４２１〜４２４全てについてＯＮとし、強制出力状態信号４６１−２をＯＮ、４６２−２〜４６４−２についてはＯＦＦとすることで、負荷４８１に流れる電流値を算出することができる。
【００７７】
図１２は、実施形態２における電流計測を行う場合の制御信号生成部４２１〜４２４において生成される制御信号４２１−１〜４２１−４の一例を示した図である。
操作出力値４７１−１〜４７１−４、強制出力要求信号４６０−１、及び強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２の一例が図示されている。チャンネル１〜４は、それぞれ、制御信号生成部４２１〜４２４を含むチャンネルを示す。
図１２の中段に記載された信号状態は、各網掛け部分の制御周期内における強制出力要求信号４６０−１、及び強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２をそれぞれ記載している。
図１２中のＡにおいては、チャンネル１における出力のみがＯＮとなっており、このような状態の電流値を電流検出器入力部１１２１が取り込むことで、負荷４８１に流れる電流が測定できる。
【００７８】
このように、本実施形態２においては、実施形態１にて説明した出力状態を強制的に変更する機能を使用することで、連続比例制御方式に基づいて制御信号を生成し、全体としては所望する操作出力値に見合う出力を維持しながら、負荷毎の電流を測定することができる。
【００７９】
［断線警報］
電流計測と同様に、強制出力禁止信号４２１−２〜４２４−２がＯＦＦの状態で、ある制御周期において、断線警報部１１６０が出力した強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２に基づき、制御信号生成部４２１〜４２４が制御信号４２１−１〜４２４−１を生成する。当該制御周期において電流検出器入力部１１２１が電流検出器１１２０からの信号を電流値計測部１１２２を通じて取り込み、負荷電流値１１２３に換算する。
次の制御周期において、断線警報部１１６０は、前制御周期の強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２の状態と前制御周期の負荷電流値１１２３の関係から回路の異常を判定する。
例えば、強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２によって全ての制御信号４２１−１〜４２４−１がＯＦＦに変更されているにも関わらず、負荷電流値１１２３の値がゼロ相当でない場合には、当該負荷の接続されるチャンネルの出力に関する配線の短絡や地絡が発生していると判断する。また、強制出力要求信号４６０−１及び強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２によって全ての制御信号がＯＮに変更されているにも関わらず、負荷電流値１１２３の値がゼロ相当であった場合には、当該負荷の接続されるチャンネルの出力に関する配線に断線等の異常が発生していると判断する。
【００８０】
なお、断線警報部１１６０によって判断された異常は、温度調節計４８０に通知されたり、音声や図示しない表示部への表示などによりユーザーに通知するように構成されていてもよい。
【００８１】
このように、本実施形態２においては、連続比例制御方式に基づいて制御信号を生成しつつ、全体としては所望する操作出力値に見合う出力を維持しながら、装置の配線異常等を検出することができる。
【００８２】
上記実施形態１、２における各構成は、それぞれ専用回路等でハード的に構成されるものであってもよいし、マイコン等の汎用的な回路上でソフトウェア的に実現されるものであってもよい。
また、電力制御装置４００が備えるチャンネルの数は、１以上の任意のチャンネル数で構成されていてもよい。
また、上記実施形態１、２において、制御信号生成部４２１の制御周期のタイミングにおける動作ついて説明したが、各種信号の入力については、制御周期のタイミングに依存せずに入力可能に構成されている。
また、制御信号生成部４２１において生成される強制出力禁止信号４２１−２は、強制出力要求信号４６０−１の入力を受け付けない場合１、入力を受け付ける場合０となり、初期値が０となるように構成される信号であり、チャンネル毎に設定されるように構成されているが、このような構成に限定されるものではない。また、全チャンネルについて共通化されるように構成されていてもよい。
また、動作クロック生成部４３０において生成されるクロック信号の制御周期は、事前に設定されていてもよい。また、クロック信号自体を、負荷電源におけるゼロクロスのタイミングを用いることなく、電力制御装置４００の内部で発生させるようにしてもよい。また制御周期は２分の１の整数倍であってもよい。なお。制御周期が細かいほど制御は緻密となる。また、制御周期を負荷電源の１周期とした場合、ゼロクロス点の取込方式との関係を考慮した場合、好適である。
なお、電流検出器１１２０はカレントトランスにより構成されているが、負荷４８１〜４８４に流れる電流を検出できるように構成されていてもよい。
また、出力上限値４６１−３および出力下限値４６１−４については、事前に設定されるようにしてもよいし、図示しない入力部により入力されるようにしてもよい。
【００８３】
また、強制出力信号生成部４６０において生成される強制出力要求信号４６０−１は、制御信号４２１−１〜４２４−１の強制変更を要求する場合は１、要求しない場合は０となるように構成される。また、強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２は、出力ＯＮの場合１、出力ＯＦＦの場合０となるように構成される信号であり、チャンネル毎に出力される。また、強制出力禁止信号４２１−２〜４２４−２は、ＯＮである場合１、ＯＦＦである場合０となるように構成される信号である。これらの信号のＯＮ、ＯＦＦに対応する信号については０／１が反転してもよい。
なお、強制出力信号生成部４６０が、チャンネル毎に強制出力要求信号４６０−１を生成するように構成されていてもよい。
また、強制出力信号生成部４６０における強制出力要求信号４６０−１と強制出力状態信号４６１−２〜４６４−２の状態については、周期的に自動設定されるようにしてもよいし、外部入力部（図示せず）により設定されるようにしてもよい。
【００８４】
また、出力差積算値ΔＭＶｎの算出について、前述の（数１）における演算方法を加算としているが、減算としてもよい。演算方法を減算とした場合における連続比例制御の動作を以下に示す。
例えば、事前に設定された閾値Ｌを０％とし、制御信号生成部４２１の初回動作時には初期値としてΔＭＶ０＝１００％とし、事前に設定された実効出力値Ｚを１００％とする。
制御信号生成部４２１は、制御周期毎に出力差積算値ΔＭＶｎの初期値１００％から現在の操作出力値ＭＶｎを減算してゆく。そして、事前に設定された閾値Ｌを超える、即ち、出力差積算値ΔＭＶｎが０％以下となる場合に、出力差積算値ΔＭＶｎに実効出力値Ｚである１００％を加算するとともに、出力をＯＮとする制御信号４２１−１を生成する。
このように、本発明における出力差積算値ΔＭＶｎと、操作出力値ＭＶｎおよび実効出力値Ｚの演算方法については、加算及び減算のどちらかであればよく、事前に設定された閾値Ｌ、ΔＭＶ０および事前に設定された実効出力値Ｚについては、本発明における動作を実現可能な任意の組み合わせを用いることができる。
【００８５】
また、温度調節計４８０は、出力差積算値ΔＭＶｎや出力上限値４６１−３、出力下限値４６１−４などの変数等、電力制御装置４００において使用される全ての情報について読み書き可能に構成されている。
【００８６】
また、温度調節計４８０及び１０８０は、ここまで説明してきた各機能の全てを利用するように構成されていてもよいし、図示しない入力部等により各機能を選択的に利用するように構成されていてもよい。
【００８７】
また、本実施形態ではステップＳ１００３において、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌを超えている場合には、強制出力禁止信号４２１−２をＯＮにせずにステップＳ７２１以降の動作を行う例を記載したが、出力差積算値ΔＭＶｎが閾値Ｌを超えている場合に強制出力禁止信号４２１−２をＯＮとするように動作してもよい（ステップＳ１００３：ＹＥＳ→ステップＳ１００４）。つまり、ステップＳ１００３の処理を省略してもよい。
【００８８】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成及び動作については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当業者が理解しうる様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００８９】
４００、１１００、１３００…電力制御装置、４１０…ゼロクロス検出部、４２１〜４２４、１３２１…制御信号生成部、４２１−１〜４２４−１…制御信号、４２１−２〜４２４−２…強制出力禁止信号、４３０…動作クロック生成部、４４１〜４４４…操作器、４５１〜４５４…温度センサ、４８１〜４８４…負荷、４５１−１〜４５４−１…温度入力、４５１−２〜４５４−２…目標値、４５１−３〜４５４−３…操作出力上限値、４５１−４〜４５４−４…操作出力下限値、４６０…強制出力信号生成部、４６０−１…強制出力要求信号、４６１−２〜４６４−２…強制出力状態信号、４６１−３〜４６４−３…出力上限値、４６１−４〜４６４−４…出力下限値、４７１〜４７４…制御演算部、４７１−１〜４７４−１…操作出力値、４８０、１１８０、１３８０…温度調節計、４８１−１〜４８４−１…制御対象、４９０…交流電源、１１２０…電流検出器、１１２１…電流検出器入力部、１１２２…電流値計測部、１１２３…負荷電流値、１１６０…断線警報部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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