JPH0157805B2 - - Google Patents
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- JPH0157805B2 JPH0157805B2 JP9935482A JP9935482A JPH0157805B2 JP H0157805 B2 JPH0157805 B2 JP H0157805B2 JP 9935482 A JP9935482 A JP 9935482A JP 9935482 A JP9935482 A JP 9935482A JP H0157805 B2 JPH0157805 B2 JP H0157805B2
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- control
- fluid
- series
- control mechanism
- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Flow Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単数又は複数台の、ポンプ又はブロワ
の如き流体機械による圧送源から、集合管を経て
２系列の、曝気槽などの如き処理プロセス装置へ
流体を分岐送入する流体配管系の流量制御方法に
関するものである。
の如き流体機械による圧送源から、集合管を経て
２系列の、曝気槽などの如き処理プロセス装置へ
流体を分岐送入する流体配管系の流量制御方法に
関するものである。
従来のものの例として、流体機械としてブロワ
を用い、処理プロセス装置として曝気槽を用いた
ものを第１図に示す。
を用い、処理プロセス装置として曝気槽を用いた
ものを第１図に示す。
ここに１Ａ，１Ｂは曝気槽であり、被処理水と
しての下水は下水入口２Ａ，２Ｂから供給され
る。この曝気槽１Ａ，１Ｂに曝気用気体（酸素又
は空気）を送入するため、複数（図では２個）の
ブロワ３Ａ，３Ｂが、その吐出側を一本の集合管
４に接続されている。ブロワ３Ａ，３Ｂの吸込側
にはブロワ吐出圧一定制御のための吸込弁５Ａ，
５Ｂが設けられている。集合管４からは複数本
（２本）の分岐管６Ａ，６Ｂが分岐し、曝気槽１
Ａ，１Ｂに接続している。分岐管６Ａ，６Ｂに
は、送入気体の流量を制御する送入流量制御機構
としての流量制御弁７Ａ，７Ｂ及び風量計８Ａ，
８Ｂが設けられている。
しての下水は下水入口２Ａ，２Ｂから供給され
る。この曝気槽１Ａ，１Ｂに曝気用気体（酸素又
は空気）を送入するため、複数（図では２個）の
ブロワ３Ａ，３Ｂが、その吐出側を一本の集合管
４に接続されている。ブロワ３Ａ，３Ｂの吸込側
にはブロワ吐出圧一定制御のための吸込弁５Ａ，
５Ｂが設けられている。集合管４からは複数本
（２本）の分岐管６Ａ，６Ｂが分岐し、曝気槽１
Ａ，１Ｂに接続している。分岐管６Ａ，６Ｂに
は、送入気体の流量を制御する送入流量制御機構
としての流量制御弁７Ａ，７Ｂ及び風量計８Ａ，
８Ｂが設けられている。
制御関係としては、ブロワ流量制御機構とし
て、集合管４の圧力を検出する圧力計９、圧力設
定器１０からの設定値と、圧力計９からの検出値
とを比較し、その偏差によりブロワ流量制御要素
である吸込弁５Ａ，５Ｂの開度を調節してブロワ
流量を制御し集合管４の圧力を一定に保つように
する圧力調節計１１が設けられている。送入流量
制御機構に関しては、風量計８Ａ，８Ｂの検出値
と設定値とを比較し、その偏差により送入流量制
御要素である流量制御弁７Ａ，７Ｂの開度を調節
して送入流量を設定値に保つ流量調節計１２Ａ，
１２Ｂが設けられ、さらに曝気槽１Ａ，１Ｂ中の
下水の溶存酸素量を検出する溶存酸素計１３Ａ，
１３Ｂ、溶存酸素量設定器１４Ａ，１４Ｂからの
設定値と溶存酸素計１３Ａ，１３Ｂからの検出値
とを比較し、その偏差により、流量調節計１２
Ａ，１２Ｂに与える流量設定値を変更調節し、カ
スケード制御をする溶存酸素量調節計１５Ａ，１
５Ｂが備えられている。
て、集合管４の圧力を検出する圧力計９、圧力設
定器１０からの設定値と、圧力計９からの検出値
とを比較し、その偏差によりブロワ流量制御要素
である吸込弁５Ａ，５Ｂの開度を調節してブロワ
流量を制御し集合管４の圧力を一定に保つように
する圧力調節計１１が設けられている。送入流量
制御機構に関しては、風量計８Ａ，８Ｂの検出値
と設定値とを比較し、その偏差により送入流量制
御要素である流量制御弁７Ａ，７Ｂの開度を調節
して送入流量を設定値に保つ流量調節計１２Ａ，
１２Ｂが設けられ、さらに曝気槽１Ａ，１Ｂ中の
下水の溶存酸素量を検出する溶存酸素計１３Ａ，
１３Ｂ、溶存酸素量設定器１４Ａ，１４Ｂからの
設定値と溶存酸素計１３Ａ，１３Ｂからの検出値
とを比較し、その偏差により、流量調節計１２
Ａ，１２Ｂに与える流量設定値を変更調節し、カ
スケード制御をする溶存酸素量調節計１５Ａ，１
５Ｂが備えられている。
このような従来のものにおいて、曝気槽１Ａ，
１Ｂ内のプロセスの状態を検出する溶存酸素計１
３Ａ，１３Ｂはその検出端が目詰りを起こし易
く、検出の精度を欠き、また１〜２箇月程度の短
期間ごとに、点検、清掃などの保守作業を行なわ
ねばならず信頼性の低いものであつた。
１Ｂ内のプロセスの状態を検出する溶存酸素計１
３Ａ，１３Ｂはその検出端が目詰りを起こし易
く、検出の精度を欠き、また１〜２箇月程度の短
期間ごとに、点検、清掃などの保守作業を行なわ
ねばならず信頼性の低いものであつた。
発明者らは、従来の方法の上記の欠点を除くた
めに研究を重ね、その折に得られた以下の如き知
見に基づき本発明がなされたものである。
めに研究を重ね、その折に得られた以下の如き知
見に基づき本発明がなされたものである。
即ち、例えば曝気槽が必要とする風量は、流入
する下水量にほぼ比例するが、その流入量の、一
日の間の時間的変化は、天候（雨か、晴か。また
その天候の続く時間、雨量）、季節、平日か休日
か、その地域が、住宅地域か工場地域か、などの
環境状態要素が下水の発生量を左右する下水発生
状態要素であり、それらの要素の状態により、必
要風量の時系列的パターンがほぼ定まつているこ
とが確かめられた。
する下水量にほぼ比例するが、その流入量の、一
日の間の時間的変化は、天候（雨か、晴か。また
その天候の続く時間、雨量）、季節、平日か休日
か、その地域が、住宅地域か工場地域か、などの
環境状態要素が下水の発生量を左右する下水発生
状態要素であり、それらの要素の状態により、必
要風量の時系列的パターンがほぼ定まつているこ
とが確かめられた。
また、この考えは、以上の如き下水の曝気方法
に限らず、圧送源から複数の装置に各々の装置が
必要とする流量の流量制御を行う方法、例えば加
熱炉燃焼用空気、工場換気、ビル空調などにも適
用できることがわかつた。
に限らず、圧送源から複数の装置に各々の装置が
必要とする流量の流量制御を行う方法、例えば加
熱炉燃焼用空気、工場換気、ビル空調などにも適
用できることがわかつた。
本発明は以上の如き点に着目してなされたもの
で、天候、季節、平日か休日か、地域、などの環
境条件に応じて流入流量設定値Qa *，Qb *を選択
し、集約制御機構に入力せしめ演算を行ない、全
体流量制御と流量配分制御とを行なつて流入流量
を制御することにより、従来の方法の欠点を除
き、プロセス状態の検出器が信頼性の低いもので
あつても確実に、制御する流体配管系の流量制御
方法を提供することを目的とする。
で、天候、季節、平日か休日か、地域、などの環
境条件に応じて流入流量設定値Qa *，Qb *を選択
し、集約制御機構に入力せしめ演算を行ない、全
体流量制御と流量配分制御とを行なつて流入流量
を制御することにより、従来の方法の欠点を除
き、プロセス状態の検出器が信頼性の低いもので
あつても確実に、制御する流体配管系の流量制御
方法を提供することを目的とする。
また、第２の発明は、以上の第１の発明のほか
に、曝気槽への流入下水量、溶存酸素量などのプ
ロセス状態検出を行ない、所定のプロセス状態か
ら差がある場合に前記時系列パターン機構におけ
る送入流量設定値Qa *，Qb *を修正して修正値に
より制御を行なうようにしてさらに精度の高い制
御を行なうことを目的としたものである。
に、曝気槽への流入下水量、溶存酸素量などのプ
ロセス状態検出を行ない、所定のプロセス状態か
ら差がある場合に前記時系列パターン機構におけ
る送入流量設定値Qa *，Qb *を修正して修正値に
より制御を行なうようにしてさらに精度の高い制
御を行なうことを目的としたものである。
本発明は、単数又は複数台並列運転される流体
機械の吐出側が集合管に接続され、該集合管から
分岐した分岐管に接続された２系列の処理プロセ
ス装置へ流体を送入するように構成され、前記分
岐管には送入流体の流量を制御する送入流量制御
機構が設けられ、前記流体機械には流体機械流量
制御機構が設けられている流体配管系の流量制御
方法において、 該流体配管系の流量制御を司る集約制御機構
と、 送入流量設定値Qa *及びQb *を時系列的に接続
して作成した流量設定値時系列パターンを単数又
は複数系列記憶せしめた時系列パターン機構とを
備え、 環境条件に応じて、前記時系列パターン機構よ
り、対応する送入流量設定値Qa *及びQb *を選択
して、これらを前記集約制御機構に入力せしめ、 前記各分岐管における実際の流量に相当する
Qax及びQbxを前記集約制御機構に入力せしめ、 該集約制御機構においては送入流量全体の総和
流量の制御を行なう全体流量制御と、２系列の処
理プロセス装置への流量配分の制御を行なう流量
配分制御とが行なわれ、 前記全体流量制御は、前記送入流量設定値Qa *
及びQb *の和に基づいて、前記流体機構流量制御
機構を制御して行なわれ、 前記流量配分制御は、前記送入流量制御機構と
前記流体機械流量制御機構とを、 △Ri／△Rj＝−（Qj／Qi）3 ここに、ｉ，ｊ：二つの処理プロセセス装置系
列及び流体機械系列の三つの系列のうち何
れか二つの系列を示す記号 △Ｒ：或る系列の配管系の抵抗修正量 Ｑ：或る系列の風量 なる関係にて調節して行なう ことを特徴とする流体配管系の流量制御方法であ
る。
機械の吐出側が集合管に接続され、該集合管から
分岐した分岐管に接続された２系列の処理プロセ
ス装置へ流体を送入するように構成され、前記分
岐管には送入流体の流量を制御する送入流量制御
機構が設けられ、前記流体機械には流体機械流量
制御機構が設けられている流体配管系の流量制御
方法において、 該流体配管系の流量制御を司る集約制御機構
と、 送入流量設定値Qa *及びQb *を時系列的に接続
して作成した流量設定値時系列パターンを単数又
は複数系列記憶せしめた時系列パターン機構とを
備え、 環境条件に応じて、前記時系列パターン機構よ
り、対応する送入流量設定値Qa *及びQb *を選択
して、これらを前記集約制御機構に入力せしめ、 前記各分岐管における実際の流量に相当する
Qax及びQbxを前記集約制御機構に入力せしめ、 該集約制御機構においては送入流量全体の総和
流量の制御を行なう全体流量制御と、２系列の処
理プロセス装置への流量配分の制御を行なう流量
配分制御とが行なわれ、 前記全体流量制御は、前記送入流量設定値Qa *
及びQb *の和に基づいて、前記流体機構流量制御
機構を制御して行なわれ、 前記流量配分制御は、前記送入流量制御機構と
前記流体機械流量制御機構とを、 △Ri／△Rj＝−（Qj／Qi）3 ここに、ｉ，ｊ：二つの処理プロセセス装置系
列及び流体機械系列の三つの系列のうち何
れか二つの系列を示す記号 △Ｒ：或る系列の配管系の抵抗修正量 Ｑ：或る系列の風量 なる関係にて調節して行なう ことを特徴とする流体配管系の流量制御方法であ
る。
本発明の実施例を下水曝気装置を例にとつて図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
第２図は流体機械として２台のブロワ３Ａ，３
Ｂが用いられ、流体機械流量制御機構として吸入
弁５Ａ，５Ｂが用いられ、送入流量制御機構とし
て流量制御弁７Ａ，７Ｂが用いられている。
Ｂが用いられ、流体機械流量制御機構として吸入
弁５Ａ，５Ｂが用いられ、送入流量制御機構とし
て流量制御弁７Ａ，７Ｂが用いられている。
２５は後述の如く、この流体配管系を全体的に
把握して流量制御を司る集約制御機構である。
把握して流量制御を司る集約制御機構である。
４１は環境条件設定機構であり、天候（雨か、
晴か。また、その天候の続く時間、雨量）、季節、
平日か休日か、その地域が住宅地域か工場地域
か、などの環境条件の各要素の状態を、制御時点
において（制御時点は30分、１時間、６時間、１
日間隔など適当な間隔で選ばれる）観測を行ない
該当する条件を設定し、その出力を時系列パター
ン機構４２に入力せしめるようになつている。
晴か。また、その天候の続く時間、雨量）、季節、
平日か休日か、その地域が住宅地域か工場地域
か、などの環境条件の各要素の状態を、制御時点
において（制御時点は30分、１時間、６時間、１
日間隔など適当な間隔で選ばれる）観測を行ない
該当する条件を設定し、その出力を時系列パター
ン機構４２に入力せしめるようになつている。
時系列パターン機構４２においては、送入流量
設定値Qa *，Qb *を、それぞれアナログ的な任意
の定まつた複数個の値を選ぶか、又はデイジタル
的に段階的に任意の定まつた複数個の値を選び、
それらの値の単数又は複数種類の流入流量設定値
時系列パターンを記憶せしめておく。
設定値Qa *，Qb *を、それぞれアナログ的な任意
の定まつた複数個の値を選ぶか、又はデイジタル
的に段階的に任意の定まつた複数個の値を選び、
それらの値の単数又は複数種類の流入流量設定値
時系列パターンを記憶せしめておく。
例えば、第１の時系列パターンは、
……
６〜８時 Qa *＝30％ Qb *＝20％
８〜10 50％ 40％
10〜12 90％ 60％
12〜14 80％ 70％
……
第２の時系列パターンは
……
６〜８時 Qa *＝10％Qb *＝10％
８〜10時 20％ 20％
10〜12 50％ 40％
12〜14 40％ 30％
……
などの如くである。
これらの時系列パターンは計算及び過去のデー
タにより定める。
タにより定める。
この時系列パターンは単数でも複数でもよい。
しかして、環境条件設定機構４１からの入力に
より、対応する時系列パターンが選び出され、記
憶された時刻に従つて、記憶された送入流量設定
値Qa *及びQb *が順次出力され、集約制御機構２
５に入力される。
より、対応する時系列パターンが選び出され、記
憶された時刻に従つて、記憶された送入流量設定
値Qa *及びQb *が順次出力され、集約制御機構２
５に入力される。
２９Ａ，２９Ｂは処理プロセス装置におけるプ
ロセス状態量、例えば溶存酸素量や下水流入量な
ど、を検出するプロセス、検出器、３０Ａ，３０
Ｂはプロセス状態量の設定値を定めるプロセス設
定値であり、プロセス状態量の検出値と設定値と
を比較し、プロセス状態量がプロセス設定値とな
るのに必要な流体の送入流量を演算し、送入流量
設定値Qa *，Qb *を時系列パターン機構４２に送
るようにしたプロセス調節計３１Ａ，３１Ｂが備
えられている。これらの系統はフイードバツク修
正用に用いられる。風量計８Ａ，８Ｂにて検出さ
れた実際の送入流量検出値Qa，Qbも集約制御機
構２５に送られる。Qa，Qbを測定せずに、制御
時点での送入流量設定値Qa *，Qb *を集約制御機
構２５に送る場合もある。
ロセス状態量、例えば溶存酸素量や下水流入量な
ど、を検出するプロセス、検出器、３０Ａ，３０
Ｂはプロセス状態量の設定値を定めるプロセス設
定値であり、プロセス状態量の検出値と設定値と
を比較し、プロセス状態量がプロセス設定値とな
るのに必要な流体の送入流量を演算し、送入流量
設定値Qa *，Qb *を時系列パターン機構４２に送
るようにしたプロセス調節計３１Ａ，３１Ｂが備
えられている。これらの系統はフイードバツク修
正用に用いられる。風量計８Ａ，８Ｂにて検出さ
れた実際の送入流量検出値Qa，Qbも集約制御機
構２５に送られる。Qa，Qbを測定せずに、制御
時点での送入流量設定値Qa *，Qb *を集約制御機
構２５に送る場合もある。
分岐管６Ａに関する系統をＡ系統、６Ｂに関す
る系統をＢ系統、ブロワ３Ａ，３Ｂに関する圧送
源の系統をＣ系統と称す。
る系統をＢ系統、ブロワ３Ａ，３Ｂに関する圧送
源の系統をＣ系統と称す。
集約制御機構２５は、Qa *，Qb *を入力し、演
算を行なつて全体風量制御と流量配分制御を行な
うものであり、全体流量制御は、流量制御弁７
Ａ，７Ｂおよび吸入弁５Ａのうち、全体風量を増
大する場合はどの弁を操作してもよいが、３個の
内複数を操作する場合には開閉方向は全て同一方
向とするのが望ましい。一方全体風量を減少する
場合は吸込弁５Ａを操作する方が望ましい。流量
制御弁７Ａ，７Ｂを絞るとブロワ３Ａ側から見る
と吐出絞りとなりブロワ３Ａは余分な動力を要す
ることとなる。
算を行なつて全体風量制御と流量配分制御を行な
うものであり、全体流量制御は、流量制御弁７
Ａ，７Ｂおよび吸入弁５Ａのうち、全体風量を増
大する場合はどの弁を操作してもよいが、３個の
内複数を操作する場合には開閉方向は全て同一方
向とするのが望ましい。一方全体風量を減少する
場合は吸込弁５Ａを操作する方が望ましい。流量
制御弁７Ａ，７Ｂを絞るとブロワ３Ａ側から見る
と吐出絞りとなりブロワ３Ａは余分な動力を要す
ることとなる。
流体機械流量制御機構としては、吸込弁５Ａ，
５Ｂの代りに、ブロワインレツトベーン、デイフ
ユーザーベーン或いはブロワ３Ａ，３Ｂの回転数
制御機構、台数制御機構などを用いることができ
る。
５Ｂの代りに、ブロワインレツトベーン、デイフ
ユーザーベーン或いはブロワ３Ａ，３Ｂの回転数
制御機構、台数制御機構などを用いることができ
る。
流量調節計３２の動作は、第３図に示す如く、
送入流量設定値Qa *（又はQb *或いはQb *／Qa *）
と送入流量検出値Qa（又はQb或いはQb／Qa）と
の偏差Erを求め、通常の比例＋積分動作、或いは
必要であればさらに高級な演算を行なうなどの動
作を行ない操作量△Mvを出力する。
送入流量設定値Qa *（又はQb *或いはQb *／Qa *）
と送入流量検出値Qa（又はQb或いはQb／Qa）と
の偏差Erを求め、通常の比例＋積分動作、或いは
必要であればさらに高級な演算を行なうなどの動
作を行ない操作量△Mvを出力する。
第３図に示す装置の作用を説明すれば、上述の
如く、送入流量設定値Qa *などにより必要とする
操作量△Mvを演算して出力し、この操作量△Mv
に基づいて、流量制御弁７Ａ，７Ｂの何れか一方
と、吸込弁５Ａとを、流量制御弁７Ａ，７Ｂとの
相互干渉を消去するように、次の如く組み合せて
調節する。
如く、送入流量設定値Qa *などにより必要とする
操作量△Mvを演算して出力し、この操作量△Mv
に基づいて、流量制御弁７Ａ，７Ｂの何れか一方
と、吸込弁５Ａとを、流量制御弁７Ａ，７Ｂとの
相互干渉を消去するように、次の如く組み合せて
調節する。
分岐管６Ａ，６Ｂの流量制御弁７Ａ，７Ｂの
内、どちらを調節するかを選択器３３により選択
する。選択は以下の如くとする。すなわち、７
Ａ，７Ｂの内で開度を開方向に調節する側の弁を
選択する。２者の内どちらか一方が全開（あるい
は最大設定開度）であれば、他方の弁を選択し、
両者とも全開（あるいは最大設定開度）であれ
ば、どちらか一方とする。
内、どちらを調節するかを選択器３３により選択
する。選択は以下の如くとする。すなわち、７
Ａ，７Ｂの内で開度を開方向に調節する側の弁を
選択する。２者の内どちらか一方が全開（あるい
は最大設定開度）であれば、他方の弁を選択し、
両者とも全開（あるいは最大設定開度）であれ
ば、どちらか一方とする。
７Ａ，７Ｂの内どちらが開方向になるかは、ど
ちらの分岐管の風量を増大するかによつて決ま
る。すなわち例えばＡ系の風量を増大するときは
Ａ系の流量調節弁を開方向に調節する。このとき
Ｂ系の７Ｂを閉方向に調節しても風量配分を調整
することも出来るが、絞るとブロワ側から見て吐
出側絞りの状態となるので７Ａを開くようにす
る。
ちらの分岐管の風量を増大するかによつて決ま
る。すなわち例えばＡ系の風量を増大するときは
Ａ系の流量調節弁を開方向に調節する。このとき
Ｂ系の７Ｂを閉方向に調節しても風量配分を調整
することも出来るが、絞るとブロワ側から見て吐
出側絞りの状態となるので７Ａを開くようにす
る。
上記、選択器３３の実施例を第４図、第５図に
示す。
示す。
同図中、Ｘは流量制御弁７Ａ，７Ｂの開度、
Xmaxはその最大設定開度である。
Xmaxはその最大設定開度である。
このように調節すべき弁が決定された後に、以
下の方式で７Ａと５Ａあるいは７Ｂと５Ａを組合
せて調節する。すなわち例えば７Ａと５Ａを調節
する場合には、第６図の如く圧送源抵抗の修正量
とＡ系分岐管路抵抗の修正量の比（△Rc／△Ra）
を風量比（Qa／Qc）の三乗に比例するようにす
る。但し、符号は反対となる。７Ａが開方向であ
れば５Ａ，５Ｂは閉方向、７Ａが閉方向であれば
５Ａ，５Ｂは閉方向となる。
下の方式で７Ａと５Ａあるいは７Ｂと５Ａを組合
せて調節する。すなわち例えば７Ａと５Ａを調節
する場合には、第６図の如く圧送源抵抗の修正量
とＡ系分岐管路抵抗の修正量の比（△Rc／△Ra）
を風量比（Qa／Qc）の三乗に比例するようにす
る。但し、符号は反対となる。７Ａが開方向であ
れば５Ａ，５Ｂは閉方向、７Ａが閉方向であれば
５Ａ，５Ｂは閉方向となる。
即ち、
ΔRc／ΔRa＝−１／（Qc／Qa）3＝−（Qa／Qc）3……
(1) となる。これは次の如き根拠による。
(1) となる。これは次の如き根拠による。
即ち、一般に配管中の流れが乱流であるときに
は配管中の圧力損失RLは配管内流量Ｑの二乗に
比例する。即ち Ｐ＝RQ2 ……(2) この場合、全体流量を変えないという条件下に
おいて、抵抗Ｒの変化分ΔRと流量比Qa／Qcとは
(1)式の如き関係となる。
は配管中の圧力損失RLは配管内流量Ｑの二乗に
比例する。即ち Ｐ＝RQ2 ……(2) この場合、全体流量を変えないという条件下に
おいて、抵抗Ｒの変化分ΔRと流量比Qa／Qcとは
(1)式の如き関係となる。
７Ｂと５Ａを調節する場合には同様にて
ΔRc／ΔRb＝−１／（Qc／Qb）3＝−（Qb／Qc）3……
(3) の関係で各抵抗の修正量を決定する。
(3) の関係で各抵抗の修正量を決定する。
第２図の演算器３４Ａは△Rc／△Raの関係を、演算
器３４Ｂは△Rc／△Rbの関係を演算することを示す。
演算器３４Ａ，３４Ｂにおいて△Ra＝△Rb＝△
MvでありQaとQbのちがいだけである場合には両
者は共通とすることもできる。
MvでありQaとQbのちがいだけである場合には両
者は共通とすることもできる。
次に換算器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを用いて上
述の方式で得られた各々の抵抗の修正量から調節
すべき開度変更量を求める。
述の方式で得られた各々の抵抗の修正量から調節
すべき開度変更量を求める。
一般に弁を含む配管系の抵抗は第７図の如く非
線形性を有している。
線形性を有している。
換算器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃはそれぞれの配
管系の第７図の関係を補償するものである。例え
ば同図で当初Ｐの状態であり抵抗の修正量が△Ｒ
であるときは弁の開度変更量は△ＸでありＱの開
度に調節する。
管系の第７図の関係を補償するものである。例え
ば同図で当初Ｐの状態であり抵抗の修正量が△Ｒ
であるときは弁の開度変更量は△ＸでありＱの開
度に調節する。
なお、設定風量の変化巾が小さく、流量制御弁
７Ａ，７Ｂの開度変更量が小で抵抗と弁開度の非
線形性が無視しえる場合は換算器３５Ａ，３５
Ｂ，３５Ｃは不用となる。弁の形状を工夫するこ
とにより上述の非線形性を補償する方法もある。
７Ａ，７Ｂの開度変更量が小で抵抗と弁開度の非
線形性が無視しえる場合は換算器３５Ａ，３５
Ｂ，３５Ｃは不用となる。弁の形状を工夫するこ
とにより上述の非線形性を補償する方法もある。
また、抵抗と弁開度の関係がほとんど同一であ
るときは換算器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃは共通と
することができる。
るときは換算器３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃは共通と
することができる。
第８図は別の実施例の集約制御機構２５を示
し、先に選択器３３により選択を行なつた後に信
号をＡ回路３６Ａ、又はＢ回路３６Ｂに入れるよ
うにしたものである。
し、先に選択器３３により選択を行なつた後に信
号をＡ回路３６Ａ、又はＢ回路３６Ｂに入れるよ
うにしたものである。
前述までの実施例は全体風量制御を先行し、そ
の制御が整定した後に風量配分制御を行う例であ
るがこれとは逆に、風量配分制御先行するように
してもよい。この場合の風量配分制御において、
全体風量を一定に保つて風量配分制御するときは
前述の方式で風量配分制御すればよい。
の制御が整定した後に風量配分制御を行う例であ
るがこれとは逆に、風量配分制御先行するように
してもよい。この場合の風量配分制御において、
全体風量を一定に保つて風量配分制御するときは
前述の方式で風量配分制御すればよい。
前述までの実施例においては、風量配分制御に
おいて流量制御弁と吸込弁、即ち７Ａと５Ａ或い
は７Ｂと５Ａを組合せて制御していたが、第９図
の如く二つの流量制御弁７Ａと７Ｂとを組み合わ
せてもよい。
おいて流量制御弁と吸込弁、即ち７Ａと５Ａ或い
は７Ｂと５Ａを組合せて制御していたが、第９図
の如く二つの流量制御弁７Ａと７Ｂとを組み合わ
せてもよい。
流量調節計３２は前述の例と同一である。
選択器３３は流量制御弁７Ａ，７Ｂの内、開度
小の弁が開方向に調節する選択器である。
小の弁が開方向に調節する選択器である。
風量配分を変化させるとき、例えばＡ系分岐管
風量を増大させるときは７Ａを開方向操作する
か、７Ｂを閉方向操作すればよい。
風量を増大させるときは７Ａを開方向操作する
か、７Ｂを閉方向操作すればよい。
本実施例では両者の弁が出来るだけ開度大とな
るようにするために、開度小の方の弁を開方向に
調節する方式とする。
るようにするために、開度小の方の弁を開方向に
調節する方式とする。
具体的には△MVの符号（正、負）を切換える
方式が考えられる。
方式が考えられる。
演算器３４Ｃの特性は
△Ra／△Rb＝−（Qb／Qa）3 ……(4)
とする。
換算器３５Ａ，３５Ｂは前述の例と同様であ
る。
る。
流量制御弁７Ａ，７Ｂは制御性あるいは制御弁
の構造を簡単にするために複数台の並列あるい
は、直列配置としてもよい。
の構造を簡単にするために複数台の並列あるい
は、直列配置としてもよい。
以上の如く、この時系列パターン（プログラム
パターン）方式は、プロセス調節計３１Ａ，３１
Ｂからの信号がなくとも運転を行なうことができ
るので、溶存酸素計におけるが如き目詰りによる
トラブルや、保守の手間などを除去することがで
きる。
パターン）方式は、プロセス調節計３１Ａ，３１
Ｂからの信号がなくとも運転を行なうことができ
るので、溶存酸素計におけるが如き目詰りによる
トラブルや、保守の手間などを除去することがで
きる。
またプロセス調節計３１Ａ，３１Ｂを用いる運
転であつても、その運転の途中で、溶存酸素計や
下水流量計などのプロセス検出器２９Ａ，２９Ｂ
が故障した場合に自動的又は手動にてこのプログ
ラムパターン方式に切替えて流量制御を続行する
ことができる。例えば、下水処理の場合には、プ
ロセス検出器２９Ａ，２９Ｂが故障しても雨の降
り具合によりその後パターンはほぼ定めることが
できるのでプログラムパターン方式を用いること
ができる。
転であつても、その運転の途中で、溶存酸素計や
下水流量計などのプロセス検出器２９Ａ，２９Ｂ
が故障した場合に自動的又は手動にてこのプログ
ラムパターン方式に切替えて流量制御を続行する
ことができる。例えば、下水処理の場合には、プ
ロセス検出器２９Ａ，２９Ｂが故障しても雨の降
り具合によりその後パターンはほぼ定めることが
できるのでプログラムパターン方式を用いること
ができる。
通常は、プログラムパターン方式（時系列パタ
ーン方式）により流量制御を行ない、適当な時点
で、プロセスの状態として例えばDO値を検出
し、実際のDO値とDOの設定値を比較し、両者
の偏差が大きいときには、DOの設定値となるよ
う設定風量の段階又は時系列を修正してもよい。
また、プロセス状態検出として実際の下水流入量
を検出し、これとプログラム作成時に想定した下
水流入量とを比較し、両者の偏差が大きいときに
は、その偏差に応じて設定風量の段階を修正す
る。
ーン方式）により流量制御を行ない、適当な時点
で、プロセスの状態として例えばDO値を検出
し、実際のDO値とDOの設定値を比較し、両者
の偏差が大きいときには、DOの設定値となるよ
う設定風量の段階又は時系列を修正してもよい。
また、プロセス状態検出として実際の下水流入量
を検出し、これとプログラム作成時に想定した下
水流入量とを比較し、両者の偏差が大きいときに
は、その偏差に応じて設定風量の段階を修正す
る。
以上の如く設定風量を修正される場合は、当初
プログラムで指定された設定風量ではなく、修正
された設定風量に対応するパターンに従つて風量
制御を行う。
プログラムで指定された設定風量ではなく、修正
された設定風量に対応するパターンに従つて風量
制御を行う。
このようなプログラムパターン制御にフイード
バツク修正を加える方式は次の如き利点を有す
る。
バツク修正を加える方式は次の如き利点を有す
る。
即ち、例えば下水の曝気装置の場合では、曝気
槽でのプロセスは、活性汚泥法による下水処理で
あり、生物化学的反応に基づくものであり、送風
量、流入下水量、水値、DO値などの動的な関係
は複雑であり、また応答時間が長いプロセスであ
る。従つて、DO値などでプロセスの状態を検出
して、風量を制御するフイードバツク方式ではプ
ロセスの応答時間が長くなり、制御は常に遅れを
生ずる。
槽でのプロセスは、活性汚泥法による下水処理で
あり、生物化学的反応に基づくものであり、送風
量、流入下水量、水値、DO値などの動的な関係
は複雑であり、また応答時間が長いプロセスであ
る。従つて、DO値などでプロセスの状態を検出
して、風量を制御するフイードバツク方式ではプ
ロセスの応答時間が長くなり、制御は常に遅れを
生ずる。
これに対し、本実施例は、プログラムパターン
制御で、曝気槽が必要とする風量を予め予測制御
した上で、必要な修正をフイードバツク方式で行
なうため、制御のおくれが改善され、かつ修正に
より必要な風量が曝気槽に送風される。
制御で、曝気槽が必要とする風量を予め予測制御
した上で、必要な修正をフイードバツク方式で行
なうため、制御のおくれが改善され、かつ修正に
より必要な風量が曝気槽に送風される。
修正を行なうには、適当な制御周期ごとに溶存
酸素計、下水流量計などのプロセス検出器２９
Ａ，２９Ｂの検出を行ない、その状態での必要流
量に基づく設定流量Qa *，Qb *をプロセス調節計
３１Ａ，３１Ｂにて演算して出力する。時系列パ
ターン機構４２においてはこれを受け、設定風量
Qa *，Qb *或いは時系列の並べ方を修正する。
酸素計、下水流量計などのプロセス検出器２９
Ａ，２９Ｂの検出を行ない、その状態での必要流
量に基づく設定流量Qa *，Qb *をプロセス調節計
３１Ａ，３１Ｂにて演算して出力する。時系列パ
ターン機構４２においてはこれを受け、設定風量
Qa *，Qb *或いは時系列の並べ方を修正する。
本発明により、信頼性の低い溶存酸素計などの
プロセス状態検出器を用いず、簡単な方法で確実
に風量制御を行なうことができ、また、設定流量
に基づいて演算を行なうので、パイプの経年変化
による抵抗値の変化、曝気槽の散気管における目
詰りによる抵抗値の変化などを、現場で直ちに修
正ができる、流体配管系の流量制御方法を提供す
ることができ実用上極めて大なる効果を有するも
のである。
プロセス状態検出器を用いず、簡単な方法で確実
に風量制御を行なうことができ、また、設定流量
に基づいて演算を行なうので、パイプの経年変化
による抵抗値の変化、曝気槽の散気管における目
詰りによる抵抗値の変化などを、現場で直ちに修
正ができる、流体配管系の流量制御方法を提供す
ることができ実用上極めて大なる効果を有するも
のである。
第１図は従来例のフロー図、第２〜９図は本発
明の実施例に関するもので、第２図は、本発明の
実施例のフロー図、第３図は流量調節計の作用説
明図、第４図及び第５図は選択器の作用を示すフ
ローシート、第６図は△Rc／△Raと（Qa／Qc）3との関
係 を示すグラフ、第７図は換算器の作用を示すグラ
フ、第８図、第９図は集約制御機構の異なる実施
例のフロー図である。 １Ａ，１Ｂ……曝気槽、２Ａ，２Ｂ……下水入
口、３Ａ，３Ｂ……ブロワ、４……集合管、５
Ａ，５Ｂ……吸込弁、６Ａ，６Ｂ……分岐管、７
Ａ，７Ｂ……流量制御弁、８Ａ，８Ｂ……風量
計、９……圧力計、１０……圧力設定器、１１…
…圧力調節計、１２Ａ，１２Ｂ………流量調節
計、１３Ａ，１３Ｂ……溶存酸素計、１４Ａ，１
４Ｂ……溶存酸素量設定器、１５Ａ，１５Ｂ……
溶存酸素量調節計、２５……集約制御機構、２９
Ａ，２９Ｂ……プロセス検出器、３０Ａ，３０Ｂ
……プロセス設定器、３１Ａ，３１Ｂ……プロセ
ス調節計、３２，３２Ａ，３２Ｂ……流量調節
計、３３……選択器、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ…
…演算器、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ……換算器、
３６Ａ……Ａ回路、３６Ｂ……Ｂ回路、４１……
環境条件設定機構、４２……時系列パターン機
構。
明の実施例に関するもので、第２図は、本発明の
実施例のフロー図、第３図は流量調節計の作用説
明図、第４図及び第５図は選択器の作用を示すフ
ローシート、第６図は△Rc／△Raと（Qa／Qc）3との関
係 を示すグラフ、第７図は換算器の作用を示すグラ
フ、第８図、第９図は集約制御機構の異なる実施
例のフロー図である。 １Ａ，１Ｂ……曝気槽、２Ａ，２Ｂ……下水入
口、３Ａ，３Ｂ……ブロワ、４……集合管、５
Ａ，５Ｂ……吸込弁、６Ａ，６Ｂ……分岐管、７
Ａ，７Ｂ……流量制御弁、８Ａ，８Ｂ……風量
計、９……圧力計、１０……圧力設定器、１１…
…圧力調節計、１２Ａ，１２Ｂ………流量調節
計、１３Ａ，１３Ｂ……溶存酸素計、１４Ａ，１
４Ｂ……溶存酸素量設定器、１５Ａ，１５Ｂ……
溶存酸素量調節計、２５……集約制御機構、２９
Ａ，２９Ｂ……プロセス検出器、３０Ａ，３０Ｂ
……プロセス設定器、３１Ａ，３１Ｂ……プロセ
ス調節計、３２，３２Ａ，３２Ｂ……流量調節
計、３３……選択器、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ…
…演算器、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ……換算器、
３６Ａ……Ａ回路、３６Ｂ……Ｂ回路、４１……
環境条件設定機構、４２……時系列パターン機
構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単数又は複数台並列運転される流体機械の吐
出側が集合管に接続され、該集合管から分岐した
分岐管に接続された２系列の処理プロセス装置へ
流体を送入するよう構成され、前記分岐管には送
入流体の流量を制御する送入流量制御機構が設け
られ、前記流体機械には流体機械流量制御機構が
設けられている流体配管系の流量制御方法におい
て、 該流体配管系の流量制御を司る集約制御機構
と、 送入流量設定値Qa *及びQb *を時系列的に接続
して作成した流量設定値時系列パターンを単数又
は複数系列記憶せしめた時系列パターン機構とを
備え、環境条件に応じて、前記時系列パターン機
構より、対応する送入流量設定値Qa *及びQb *を
選択して、これらを前記集約制御機構に入力せし
め、 前記各分岐管における実際の流量に相当する相
当流量Qax及びQbxを前記集約制御機構に入力せ
しめ、 該集約制御機構においては送入流量全体の総和
流量の制御を行なう全体流量制御と、２系列の処
理プロセス装置への流量配分の制御を行なう流量
配分制御とが行なわれ、 前記全体流量制御は、前記送入流量設定値Qa *
及びQb *の和に基づいて、前記流体機構流量制御
機構を制御して行なわれ、 前記流量配分制御は、前記送入流量制御機構と
前記流体機械流量制御機構とを、 △Ri／△Rj＝−（Qj／Qi）3 ここに、ｉ，ｊ：二つの処理プロセス装置系列
及び流体機械系列の三つの系列のうち何れ
か二つの系列を示す信号 △Ｒ：或る系列の配管系の抵抗修正量 Ｑ：或る系列の風量 なる関係にて調節して行なう ことを特徴とする流体配管系の流量制御方法。 ２ 前記時系列パターン機構中に記憶せしめられ
ている送入流量設定値Qa *及びQb *が、段階的数
値により設定されている特許請求の範囲第１項記
載の方法。 ３ 前記相当流量Qax及びQbxが、それぞれ前記
分岐管における実際の流量を検出した検出値を
Qa及びQbである特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ４ 前記相当流量Qax及びQbxが、それぞれ制御
時点における送入流量設定値Qa *及びQb *である
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 単数又は複数台並列運転される流体機械の吐
出側が集合管に接続され、該集合管から分岐した
分岐管に接続された２系列の処理プロセス装置へ
流体を送入するよう構成され、前記分岐管には送
入流体の流量を制御する送入流量制御機構が設け
られ、前記流体機械には流体機械流量制御機構が
設けられている流体配管系の流量制御方法におい
て、 該流体配管系の流量制御を司る集約制御機構
と、 送入流量設定値Qa *及びQb *を時系列的に接続
して作成した流量設定値時系列パターンを単数又
は複数系列記憶せしめた時系列パターン機構とを
備え、 環境条件に応じて、前記時系列パターン機構よ
り、対応する送入流量設定値Qa *及びQb *を選択
して、これらを前記集約制御機構に入力せしめ、 前記各分岐管における実際の流量に相当する相
当流量Qax及びQbxを前記集約制御機構に入力せ
しめ、 該集約制御機構においては送入流量全体の総和
流量の制御を行なう全体流量制御と、２系列の処
理プロセス装置への流量配分の制御を行なう流量
配分制御とが行なわれ、 前記全体流量制御は、前記送入流量設定値Qa *
及びQb *の和に基づいて、前記流体機構流量制御
機構を制御して行なわれ、 前記流量配分制御は、前記送入流量制御機構と
前記流体機械流量制御機構とを、 △Ri／△Rj＝−（Qj／Qi）3 ここに、ｉ，ｊ：二つの処理プロセス装置系列
及び流体機械系列の三つの系列のうち何れ
か二つの系列を示す記号 △Ｒ：或る系列の配管系の抵抗修正量 Ｑ：或る系列の風量 なる関係にて調節して行ない、 かつ、処理プロセス中のプロセス状態を検出
し、所定のプロセス状態との差が認められた場合
には、前記時系列パターン機構における流入流量
設定値Qa *及び／又はQb *を修正する ことを特徴とする流体配管系の流量制御方法。 ６ 前記時系列パターン機構中に記憶せしめられ
ている送入流量設定値Qa *及びQb *が、段階的数
値により設定されている特許請求の範囲第５項記
載の方法。 ７ 前記相当流量Qax及びQbxが、それぞれ前記
分岐管における実際の流量を検出した検出値を
Qa及びQbである特許請求の範囲第５項記載の方
法。 前記相当流量Qax及びQbxが、それぞれ制御時
点における送入流量設定値Qa *及びQb *である特
許請求の範囲第５項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9935482A JPS58217016A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 流体配管系の流量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9935482A JPS58217016A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 流体配管系の流量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217016A JPS58217016A (ja) | 1983-12-16 |
| JPH0157805B2 true JPH0157805B2 (ja) | 1989-12-07 |
Family
ID=14245261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9935482A Granted JPS58217016A (ja) | 1982-06-11 | 1982-06-11 | 流体配管系の流量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217016A (ja) |
-
1982
- 1982-06-11 JP JP9935482A patent/JPS58217016A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217016A (ja) | 1983-12-16 |
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