JPH02258909A

JPH02258909A - 熱風炉の制御方法

Info

Publication number: JPH02258909A
Application number: JP7738689A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yoshii; 吉井　修一
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-10-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、高炉に熱風を供給する熱風炉の制御方法に
関する。

「従来の技術」この種の熱風炉は、燃焼室と蓄熱室を備え、燃焼室内に
燃焼ガスを導入して燃焼し、その燃焼熱を蓄熱室内に蓄
熱する燃焼期間と、蓄熱室内の蓄熱を高炉側に送風する
送風期間とを繰り返しながら運転するようになっている
。

たとえば、第１３図において、熱風炉１は、燃焼室Ｒ１
と蓄熱室Ｒ２とを備えている。この熱風炉１では、燃焼
期間は、燃焼室Ｒ１内に燃焼ガスを導入させて燃焼させ
、その燃焼熱を図中実線の矢印方向から蓄熱室Ｒ２に導
いて蓄熱する。一方、送風期間は、図中２点鎖線の矢印
方向に送風して、蓄熱室Ｒ２内の熱を、燃焼室Ｒ１内を
通して高炉に供給する。

このような熱風炉１は、通常、第１４図のように、複数
基（一般に３〜４基）並列に接続され、それぞれが関連
的に稼働するようになっている。

図において、左方から導入した冷風は、熱風炉１−１〜
１−４を通って熱風とされ、図の右方に導出される。こ
の場合、熱風の温度を一定に保つために、コントロール
バルブＣ■を通して冷風の一部を導入し、混冷するよう
になっている。なお、各熱風炉１−１〜１−４の燃焼系
は、送風系と逆方向の系として形成される。

このように並列接続された熱風炉１−１〜１−４は、そ
れぞれの送風期間が重なるようにパラレル運転されたり
、送風期間が重ならないようにシングル運転されたりす
る。

従来、燃焼期間における燃焼ガスの流量制御は、シング
ル運動、あるいはパラレル運転のいかんにかかわらず、
燃焼期間終了時の排ガス温度を一定に保つように制御さ
れている。すなわち、第１３図に示す２１点の、燃焼期
間終了時における温度、つまり、排ガス温度最終値が、
予め定めた設定値と等しくなるように、燃焼ガスの流量
制御を行っている。

第１５図は、排ガス温度最終値と燃焼ガス流量との関係
を示す図である。このように、排ガス温度は、燃焼ガス
流量によって制御され、その最終値が、予め設定された
値になるようにコントロールされる。この設定値は、オ
ペレータの経験と判断により定められるものであり、オ
ペレータが変更しない限り、一定に保たれていた。

こうして、燃焼期間終了時の排ガス温度、すなわち排ガ
ス温度の最終値（最大値）を一定に保つことにより、蓄
熱室Ｒ２内の蓄熱量を一定に保つことが可能となり、送
風温度を安定した状態で一定に制御できる。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上述した従来の制御方法においては、燃焼終
了時の排ガス温度の設定値が一定に保たれているため、
操業条件の変更、あるいは外乱等への対応は、オペレー
タが介在して、排ガス温度設定値を手動で変更しなけれ
ばならなかった。

この場合、操業条件に見合った設定値とするためには、
オペレータの熟練を要した。また、設定値が適正である
か否かを判断するために、オペレータが常時監視してい
る必要があった。

この発明は、このような背景の下になされたもので、蓄
熱量が適正であるか否かを混冷流量積算値等によって判
断し、蓄熱量制御装置にて燃焼終了時の排ガス温度設定
値をファジィ推論（あいまい推論）あるいはＰＩＤ制御
を利用して求め、操業条件の変化に応じて常に適正な蓄
熱を自動的に行うことのできる、熱風炉の制御方法を提
供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」上記問題点を解決するためにこの発明は、燃焼室と蓄熱
室を備え、前記燃焼室内に燃焼ガスを導入して燃焼し、
その燃焼熱を前記蓄熱室内に蓄熱する燃焼期間と、前記
蓄熱室内の蓄熱を外部に送風する送風期間とを繰り返し
ながら運転する熱風炉において、前記送風期間の、混冷
流量にて送風温度をコントロールしている期間中の混冷
流量積算値等を監視し、これにファジィ推論またはＰＩ
Ｄ制御を施して、燃焼期間の排ガス温度最終値を設定し
、この排ガス温度最終値に基づいて燃焼ガス流量を制御
することを特徴とする。

「作用」上記方法によれば、混冷流量積算値を蓄熱量制御部の入
力として使用し、これを熱風炉の蓄熱量の指標とするこ
とによって、燃焼期間終了時の排ガス温度の設定値を、
ファジィ推論あるいはＰ■Ｄ制御によって動的に求める
ことができる。

特に、ファジィ推論においては、オペレータの経験に基
づいてルールを作成しやすく、特に難解な解析は必要な
いから、熟練オペレータの運転ノウハウを有効に活用で
きる。また、運転中のルールテーブルの変更も容易なの
で、操業を続けて行く中で改善改良が計れ、操業変更や
外乱があっても、常に適正な蓄熱を行うことが可能とな
る。

従来、炉内の状態を測ることは困難で、その制御は難し
いプロセスとして知られているが（たとえば、寺野寿部
「シスチムニ学入門−あいまい問題への挑戦−」　共立
出版株式会社　昭和６０年ｐ９６参照）、この発明によ
り、従来困難とされていた熱風炉の熱効率の良い蓄熱制
御が可能となる。

「実施例」以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。なお
、制御対象としての熱風炉の構成は、第１３図のものと
同様であり、それらの連結状態は、第１４図と同様であ
る。

第１実施例第１図は、この発明の一実施例の制御部の機能ブロック
図であ°る。図において、１は熱風炉であり、たとえば
、４基の熱風炉１−ｉ　　（ｉ＝１．２゜３．４）から
なっている。

これらの熱風炉１−ｉは、第２Ａ図に示すように、４つ
のフェーズ１１〜■４を繰り返しながら、パラレル運転
される。たとえば第１フ・ニーズ１１では、熱風炉１−
１〜１−４が、それぞれ、送風期間（図中Ｂで示す）の
後半、送風期間の前半、燃焼期間（図中Ａで示す）の後
半、燃焼期間の前半にあり、第２フエーズ■２では、そ
れぞれ、燃焼期間の前半、送風期間の後半、送風期間の
前半、燃焼期間の後半にある。つまり、各熱風炉１−ｉ
は、燃焼期間と送風期間を２７エーズずつ繰り返して、
パラレル運転される。

熱風炉の切替は、一定時間（例えば３０分）にてフェー
ズ■１から■２へ移る。送風温度のコントロールは、た
とえば、フェーズ１１において、熱風炉１−１の出口温
度が送風温度より高い期間（第２Ａ図中の区間Ｃ）は、
送風温度になるよう混冷にてコントロールされ、熱風炉
１−１の出口温度が低くなると、混冷は止まり熱風炉１
−２のコントロール弁が開き始め、熱風炉１−１及びｌ
−２にて送風温度をコントロールする。

なお、第２Ｂ図のように、混冷弁を、ある一定開度以上
常に開けてお（運転モードも可能である。

この場合、第２Ａ図と同様、フェーズ１１において、区
間Ｃでは混冷にて送風温度をコントロールし、区間Ｃ以
降では、熱風炉１−１及び１−２の通過風量の比率を変
えることによって送風温度をコントロールする。

なお、第２Ａ図および第２Ｂ図中、送風期間Ｂに関して
は、横軸は時間、縦軸は後述する出口温度を示している
。一方、燃焼期間Ａに関しては、横軸が期間を示してい
るだけで、縦軸には何の意味もない。

ここで、各フェーズＩｉの終了時点ｔｉにおいて、その
熱風炉ｌ−ｉに関して、混冷によって送風温度をコント
ロールしている期間中の混冷流量積算値が計算される（
第１４図のＰ６の点の流量の積算値）。

たとえば、熱風炉１−１に関する混冷流量積算値Ｑ　（
＋１）は、フェーズ■１の終了時点ｔ１に計算される。

同様に、熱風炉１−２に関する混冷流量積算値Ｑ（１２
）は、フェーズ■２の終了時点ｔ２に、熱風炉１−３の
混冷流量積算値Ｑ（＋３）は、フェーズＩ３の終了時点
ｔ３に、熱風炉１−４の混冷却流量積算値Ｑ　（＋４）
は、フェーズＩ４の終了時点ｔ４に計算される。つまり
、熱風炉１−ｉの混冷流量積算値Ｑ（Ｉｉ）は、フェー
ズＩｉの終了時点ｔｉで計算される。

上記混冷流量積算値Ｑ（１１）を用い、他の要因も考慮
しつつ、フェーズＩ２の終了時点で燃焼を終了する燃焼
炉１−４の排ガス温度最終値が決定される。次いで、フ
ェーズＩ２の終了時点で熱風炉１−２の混冷流量積算値
Ｑ　（＋２）が計算され、これを利用して熱風炉１−１
の排ガス温度最終値が決定される。こうして、熱風炉１
の排ガス温度最終値が逐次決定されて設定され、この設
定値（以下、排ガス温度設定値という）が満たされるよ
うに、燃焼ガス流量が制御される。

再び第１図に戻る。各熱風炉１−ｉは、燃焼部１ａと送
風部１ｂとを備えている。燃焼部１ａの前段には、燃焼
制御部２が設けられている。燃焼制御部２は、上述した
排ガス温度設定値により、燃焼ガス流量を制御するもの
である。

熱風炉１−ｉには、また、流量検出部３が付加され、各
部の温度及び流量を検出する。この流量検出部３で検出
された混冷流量積算値Ｑ（！ｉ）は、蓄熱量制御部４の
前段に設けられた加算点５にフィードバックされ、混冷
流量積算値の目標値Ｑ。との偏差が計算され、この偏差
が蓄熱量制御部４に供給される。蓄熱量制御部４は、こ
の偏差にＰＩＤ制御を施して、排ガス温度設定値（最大
値）を求め、これを燃焼制御部２に供給する。燃焼制御
部２は、この排ガス温度設定値から燃焼ガス流量を演算
し、熱風炉１−ｉの燃焼を制御する。

第２実施例次に、蓄熱量制御にファジィ推論を用いた第２実施例を
説明する。

第３図は、この第２実施例の蓄熱量制御系の機能ブロッ
ク図である。図において、１は熱風炉であり、これらの
熱風炉１−ｉは、上で説明したように、４つのフェーズ
１１〜Ｉ４を繰り返しながら、パラレル運転される。

各フェーズＩｉの終了時点ｔｉにおいて、その熱風炉１
−１の、混冷によって送風温度をコントロールしている
期間中の混冷流量積算値が計算され、これが加算点５に
供給されて、混冷流量積算値の目標値Ｑ。（Ｉ　ｉ）と
混冷流量積算値Ｑ（Ｉｉ）との偏差ΔＱ（Ｉｉ）“が演
算される。この偏差ΔＱを用い、他の要因も考慮しつつ
、各フェーズの終了時点で燃焼を終了する燃焼炉の排ガ
ス温度最終値が決定される。このように、熱風炉１の排
ガス温度最終値が逐次決定されて設定され、この設定値
（以下、排ガス温度設定値という）が満たされるように
、燃焼ガス流量が制御される。

再び第３図に戻る。各熱風炉１−ｉは、燃焼部ｌａと送
風部１ｂとを備えている。燃焼部１ａの前段には、燃焼
制御部２が設けられている。燃焼制御部２は、上述した
排ガス温度設定値により、燃焼ガス流量を制御するもの
である。

熱風炉１−ｉには、また、温度及び流量検出部３が付加
され、各部の温度及び流量を検出する。

すなわち、熱風炉１−ｉの混冷流量（第１４図に示す２
６点の流量）がスイッチ１７を介して積算部１８に供給
され、混冷流量積算値Ｑ（Ｉｔ）が計算され、これが加
算点５に供給されるようになっている。上記スイッチ１
７は、混冷にて送風温度コントロール中にオンとなるス
イッチである。一方、排ガス温度最終値の実測値ＴＥＸ
ＭＡａｃｔ、および冷風送風温度ＴＡＯは、以下のよう
に測定される。

排ガス温度の実測値ＴＥＸＭＡａｃｔは、第１３図の２
１点の温度であり、各熱風炉１−ｉ毎に常時測定される
。一方、冷風送風温度ＴＡＯは、第１４図の２５点の温
度であり、各熱風炉１−１〜１−４について共通に測定
される。そして、測定された温度に基づいて、燃焼制御
部２へ供給する排ガス温度設定値が決定される。この決
定はファジィ推論を利用して行なわれる。

以下、排ガス温度設定値の決定を行う機構につき説明す
る。なお、以下の説明は、熱風炉１−１の混冷流量積算
値Ｑ　（＋１）等により、熱風炉１−４の排ガス温度設
定値を決定する場合を例にとって行うが、これは、第３
図においてｉ＝ｌ、に＝４とした場合に相当する。なお
、他の熱風炉の排ガス温度設定値も同様に決定される。

排ガス温度設定値を決定するには、現在の混冷流量積算
値Ｑ　（Ｉｆ）と混冷流量積算目標値Ｑ。（ＩＩ）との
偏差に、ファジィ推論を施すルール１と、上記偏差の長
期傾向にファジィ推論を施すルール２と、ルール１およ
びルール２の結果から排ガス温度設定値を決定する過程
とがある。以下、これらを項目別に説明する。

（１）　ルール１まず、フェーズ１１の終了時点ｔｉに、熱風炉１−１の
混冷流量積算値Ｑ（１１）が計算される（第２Ａ図参照
）。この積算値Ｑ　（１１）は、第３図の加算点５に供
給され、混冷流量積算目標値Ｑ。（１１）との偏差へ〇
（１１）が求められる。したがって、偏差ΔＱ（＋１）
は、次式で与えられる。

ΔＱ　ｍ）＝　Ｑ　（＋ｔ）−Ｑ　ｏ（＋ｔ）・・・・
・・（１）すなわち、偏差ΔＱ　（１１）は、熱風炉１−１の蓄熱
量の大きさに対応する。よって、偏差ΔＱ　（＋１）が
大きいときには、燃焼ガス流量を減少させるような制御
が行なわれるであろう。

偏差ΔＱ　（１１）はＰＩ制御部６に供給される。Ｐ１
制御部６は、比例ゲインがＫＰ、積分ゲインかに＋の特
性を有し、その出力は加算点７に供給される。加算点７
は、基準となる排ガス温度設定値Ｔ　Ｅ　ＸＭＡ　Ｏか
ら、ＰＩ制御部６の出力と熱風炉１−４の前回排ガス温
度設定値Ｔ　Ｅ　ＸＭＡ　ｐ（＋４）とを引算して、今
回の排ガス温度設定値の変化分ΔＴＥＸＭＡＩ（＋４）
を求める。すなわち、次式のようになる。

ΔＴ　Ｅ　ＸＭＡ　１　（＋４） −ＴＥＸＭＡＯ−ＫＰ・ΔＱ　（ＩＩ）−Ｋｌ・ΔＱ　
Ｉ−ＴＥＸＭＡｐ（＋４）・・・・・（２）ただし、ΔＱ［は、 ΔＱＩ（今回）＝ΔＱＩ（前回）＋ΔＱ（ＩＩ）・・・
・・・（３）であり、ΔＱ（Ｉｉ）の積分値に相当する。なお、変化
分ΔＴ　Ｅ　ＸＭＡ　１　（＋４）の１は、ルール１の
Ｉを示している。

上記今回変化分ΔＴＥＸＭＡＩ（１４）は、ファジィ推
論部８に供給される。ファジィ推論部８は、変化分ΔＴ
　ＥＸＭＡ　１　（１４）を、第４図に示すような三角
形状のメンバーシップ関数Ｍ１に変換する。

この種のメンバーシップ関数については、前述した文献
や、富士時報Ｖｏ１．５８．Ｎｏ、４１９８５等に記載
されている。

第４図におイテ、横軸はΔＴ　Ｅ　ＸＭＡ　１　（＋４
）ノ値を示し、縦軸はメンバーシップ関数Ｍｌの値を示
す。メンバーシップ関数Ｍ１は、Ｏから１までの値をと
り、確定値ΔＴＥＸＭＡＩ（＋４）がｎのとき、その回
りの値が、一つの集合（ファジィ集合）に帰属する度合
を示している。このメンバーシップ関数Ｍ１は、合成部
９へ供給される。

（２）　ルール２次に、偏差ΔＱ　（１１）は、傾向演算部１１に供給さ
れ、ルール２の演算が行なわれる。

傾向演算部１１は、最新８フエーズにおける偏差ΔＱ（
ｌｉ）の値、すなわち、現フェーズでの偏差ΔＱｉｌフ
ェーズ前の偏差ΔＱ２．２フエーズ前の偏差ΔＱ３とい
う具合にさかのぼり、ΔＱ８までの値を記憶している。

そして、次の演算により、長期の傾向（以下、トレンド
という）ΔΔＱを算出する。

ΔΔＱ −１００・（（ΔＱ１＋ΔＱ２＋ΔＱ３＋ΔＱ４）−（
ΔＱ５＋ΔＱ６＋ΔＱ７＋ΔＱ８））／（４（ＴＯ−Ｔ
ＡＯ））　　（％）・・・・・・（４）ここで、Ｔｏは前述した送風温度、ＴＡＯは冷風送風温
度であり、これらの差は、熱風炉の操業条件の１つのパ
ラメータであり、トレンドΔΔＱを正規化する意味をも
つ。したがって、トレンドΔΔＱは、蓄熱量に対する混
冷流量積算値Ｑ（Ｉｉ）の変化傾向（上昇か下降か）を
表している。

こうして求めたトレンド△ΔＱと、混冷流量積算値Ｑと
から、ファジィ推論部１３に供給される。

ファジィ推論部１３は、トレンドΔΔＱと混冷流量積算
値Ｑとから、後述するメンバーシップ関数Ｍ２を求める
もので、次の■〜■の手順により処理を行う。

■トレンドΔΔＱのメンバーシップ関数を求める。

■混冷流量積算値Ｑのメンバーシップ関数を求める。

■これら２組のメンバーシップ関数に第７図のルールを
適用して、レートＤを求める。

■このレートＤに、Ｃ＝（ＴＥＸＭＡａｃｔ−ＴＡＯ）
／１００をかけて、偏差ΔＴＥＸＭＡ２　（＝Ｄ−Ｃ）
のメンバーシップ関数Ｍ２を求める。

以下、上記各手順につき説明する。

■トレンドΔΔＱのメンバーシップ関数を求める。

第５図（ａ）に示すように、トレンドΔΔＱ［％］に対
して、三角形状の５つのメンバーシップ関数ＮＢ、ＮＳ
、ＺＯ，ＰＳ、ＰＢが対応する。そして、１つの確定値
ΔΔＱに対して、一般に、２つのメンバーシップ関数が
定まる。たとえば、ΔΔＱの値が０．３％のときは、メ
ンバーシップ関数ＺＯとＰＳとが対応付けられる。なお
、メンバーシップ関数のＮは負、Ｐは正、Ｓは小、Ｂは
大を意味する。したがって、たとえば、ＮＢは負の大を
意味する。

■混冷流量積算値Ｑのメンバーシップ関数を求める。

ファジィ推論部１３は、同様にして、上述した混冷流量
積算値Ｑに対するメンバーシップ関数を決定する。第５
図（ｂ）は、この混冷流量積算値Ｑに対応する３つのメ
ンバーシップ関数ｚｏ、ｐｓＰＢを示しており、混冷流
量積算値Ｑに応じて、一般に２つのメンバーシップ関数
が選択される。

なお、この図で、Ｑ、は、前述したように、混冷流量積
算値の目標値を表し、ＱＯＩＢＮＤ（＝Ｑ。

−Ｑ、＝Ｑ、−Ｑ、）は、混冷流量積算値が収まるべき
帯域幅の１／２を表している。この帯域幅は、プラント
の特性から経験的に定められるものである。

第６図は、これらの関係を示す図であり、横軸に時間、
縦軸に混冷流量積算値［％］がとられている。まず、混
冷流量積算値Ｑ０は目標値である。

混冷流量積算値Ｑ（Ｉｉ）は、この目標値Ｑ０になるよ
うに制御され、第６図に示す曲線のように、帯域内に収
まるように制御される。なお、帯域の下限Ｑ、は、Ｑ、
−ＱＯＩＢＮＤで与えらえ、帯域の上限Ｑ２はＱ０＋Ｑ
ＯＩＢＮＤで与えられる。

■これらの２組のメンバーシップ関数に第７図のルール
を適用して、レートＤを求める。

第５図の（ａ）、（ｂ）で決められたメンバーシップ関
数から、第５図（Ｃ）に示すレートＤのメンバーシップ
関数が選択される。たとえば、トレントムΔＱの値がＮ
５＝０．７、ＺＯ＝０．３に対応し、混冷流量積算値Ｑ
の値がＰＳ＝０．６、ＰＢ＝Ｑ。

４に対応していたとすると、これら４つのメンバーシッ
プ関数に第７図の規則を適用して、第５図（Ｃ）のレー
トＤのメンバーシップ関数が選択される。

すなわち、第７図において、トレンドΔΔＱのＮＳ、ｚ
Ｏと混冷流量積算値ＱのＰＳ、ＰＢとの交点から、ＰＳ
　（＃５）、ＺＯ（＃６．＃８）、ＮＳ（＃９）の４つ
のレートＤのメンバーシップ関数が選択される。なお、
第７図の規則は、トレンドΔΔＱと混冷流量積算値Ｑの
値を打ち消すようなメンバーシップ関数を対応させるよ
うになっている。

以下、第８図をツ照して、レートＤのメンバーシップ関
数の選択動作を説明する。

（ｉ）ＰＳ（＃５）＝０．６　（第８図（ａ）参照）第
７図に示すように、トレンドΔΔＱのＮＳと、混冷流量
積算値Ｑのｐｓとの交点から、レートＤのメンバーシッ
プ関数ＰＳ　（＃５）が選択される。

また、第８図（ａ）に示すように、Ｎ５＝０．７とＰＳ
＝０．６の小さい方の値、すなわち、０．６がレートＤ
のメンバーシップ関数ＰＳ　（＃５）の値として選ばれ
る。

（ｉｉ）　ＺＯ（＃６）＝０．４　（第８図（ｂ）参照
）第７図に示すように、トレンドΔΔＱのＮＳと、混冷
流量積算値ＱのＰＢとの交点から、レートＤのメンバー
シップ関数ｚＯ（＃６）が選択される。

また、第８図（ｂ）に示すように、Ｎ５＝０．７とＰＢ
＝Ｑ、４の小さい方の値、すなわ０．４が、レートＤの
メンバーシップ関数ＺＯ（＃６）の値トして選ばれる。

（ｉｉｉ）　ＺＯ（＃８）＝０．３　（第８図（Ｃ）参
照）第７図に示すように、トレンドΔΔＱの２０と、混
冷流量積算値ＱのＰＳとの交点から、レートＤのメンバ
ーシップ関数ＺＯ（＃８）が選択される。

また、第８図（Ｃ）に示すように、ＺＯ＝Ｑ。３とＰＳ
＝０．６の小さい方の値、すなわち０．３が、レートＤ
のメンバーシップ関数ＺＯ（＃８）の値として選ばれる
。

（ｉｖ）ＮＳ（＃９）−０，３（第８図（ｄ）参照）第
７図に示すように、トレンドΔΔＱのＺＯと、混冷流量
積算値ＱのＰＢとの交点から、レートＤのメンバーシッ
プ関数ＮＳ　（＃９）が選択される。

また、第８図（ｄ）に示すように、Ｚ○＝０３とＮ５＝
Ｑ、４の小さい方の値、すなわち０．３が、レートＤの
メンバーシップ関数ＮＳ　（＃９）の値として選ばれる
。

こうして求められたメンバーシップ関数を合成すると、
第８図（ｅ）に示すようになる。すなわち、トレンドΔ
ΔＱのＮ５＝０．７、ＺＯ＝Ｑ、３と、混冷流量積算値
ＱのＰＳ＝０．６、ＰＢ＝０．４とを合成すると、上記
（１）〜（Ｉｖ）によりＮ５＝０゜３、Ｚ○＝０．４、
ＰＳ＝Ｑ、５となり、同図に示すような台形状の図形が
合成され、同図の右端のようなメンバーシップ関数Ｍ２
が作成される。この場合、ＺＯ（＃６）と２０　（＃８
）との選択においては、値の大きい方を採用する。

■上記レートＤに、Ｃ−（ＴＥＸＭＡａｃｔ−ＴＡＯ）
／１００をかけて、偏差ＡＴＥＸＭＡ２とＬ、この偏差
ΔＴ　Ｅ　ＸＭＡ　２に上記メンバーシップ関数Ｍ２を
対応させる。

すなわち、 ΔＴＥＸＭＡ２＝Ｄ−Ｃ＝Ｄ・（ＴＥＸＭＡａｃｔ−ＴＡＯ）／１００・・・・
・（５）に上記メンバーシップ関数Ｍ２を対応させる。

なお、この値Ｃは、蓄熱量に対応するものであり、これ
をレートＤにかけることにより、ルール１で求めたメン
バーシップ関数Ｍ１と、ルール２で求めたメンバーシッ
プ関数Ｍ２のマツチングがとられる。

こうして求められたメンバーシップ関数Ｍ２が、第１図
の合成手段９へ供給される。

（３）ルール１およびルール２の結果から、排ガス温度
設定値を決定する。

合成手段９は、ファジィ推論部８から供給されたメンバ
ーシップ関数Ｍｌ（第９図（ａ））と、ファジィ推論部
１３とから供給されたメンバーシップ関数Ｍ２（第９図
（ｂ））とを、第９図（Ｃ）のように重ね合わせ、その
図形の重心をとる。この重心の横軸の値ＴＣＯＭｋが、
今回の変更分子ＣＯＭｋピＣ〕として、加算点１５に供
給される。

加算点１５においては、熱風炉１−４の前回の排ガス温
度設定値Ｔ　Ｅ　ＸＭＡ　ｐ（＋４）に、上記今回の変
更分子ＣＯＭｋを加算し、今回の排ガス温度設定値ＴＥ
ＸＭＡ（１４）を求め、これを燃焼制御部２に供給する
。燃焼制御部２は、供給された排ガス温度設定値Ｔ　Ｅ
　Ｘ　Ｍ　Ａ　（１４）により、熱風炉１−４の燃焼部
１ａへ供給する燃焼ガス流量を制御し、燃焼期間の排ガ
ス温度最終値が排ガス温度設定値ＴＥＸＭＡ（１４）と
一致するように制御する。

こうして、各フェーズＩｉの開始時点ｔｉにおいて、該
フェーズＴｉに燃焼を終了する熱風炉１−にの排ガス温
度設定値ＴＥＸＭＡ（Ｉｋ）が、ファジィ推論を利用し
て自動的に決定され、これにより燃焼ガスの流量制御が
行なわれる。

第１０図は、上述した第２実施例の制御系の機能を要約
して示したものである。各蓄熱量制御部Ｔ　Ｃ（ｉ）に
は、加算点５から混冷流量積算目標値Ｑ、（ｉ）と混冷
流量積算値Ｑ　（ｉ）との偏差が供給されている。蓄熱
量制御部４は、この偏差に基づいて今回の設定変更分子
ＣＯＭｋを算出する。この変更分は、加算点１５にて前
回の排ガス温度設定値Ｔ　Ｅ　ＸＭＡ　ｐ　（Ｉｉ）と
加算されて、今回の排ガス温度設定値ＴＥＸＭＡ（Ｉｉ
）が求められる。これに基づいて、燃焼制御部２は、熱
風炉１−ｉの制御を行うようになっている。

このように、実施例２では、熱風炉４基を１つの系とし
て取り扱い、混冷流量積算値Ｑ（ｉ）を３フエーズ後に
燃焼される熱風炉にフィードバックしている。これは、
実施例１でも同様である。

これに対して、上記実施例には、次のような変形例が考
えられる。

（１）第１１図は、燃焼室の温度（ドーム温度）、ある
いは炉出口温度（第１３図の２３点の温度）を測定し、
これを混冷流量積算値に代えて蓄熱量の指標として使用
して燃焼制御を行うようにしたもので、混冷流量積算値
を測定するよりも１フエーズ早（排ガス温度最終値を設
定することができる。

この他にも、蓄熱量の指標として混冷弁開度積算値を使
用することができる。

（２）第１２図は、混冷流量積算値を自分自身の熱風炉
にフィードバックするものであり、次の２通りが考えら
れる。

■フィードバックを自分自身の炉に行ない、熱風炉４基
を１つの系として取り扱う構成。

■フィードバックを自分の炉に行ない、熱風炉４基別々
の系として取り扱う構成。

これらの違いは、蓄熱量コントローラＴＣ（ｉ）への入
力に他の炉の情報が入ってくる場合が■、入っていない
場合が■である。たとえば、第２実施例において、ルー
ル１中のΔＱ１ルール２中のΔΔＱの計算に使用する混
冷流量積算値Ｑを他の熱風炉からのデータをも含めて演
算する場合が■、熱風炉毎に独立して行う場合が■であ
る。

「発明の効果」以上説明したように、この発明は、送風期間における混
冷流量積算値等にファジィ推論またはＰｒＤ制御を適用
して、前記一定時点以後に燃焼期間を終える熱風炉の燃
焼排ガス温度最終値を、動的に設定するようにしたので
、次の効果を得ることができる。

■燃焼期間終了時の排ガス温度の設定値が、実際の送風
結果に応じてＰｒＤ制御、あるいはファジィ推論により
求められ自動設定される。したがって、オペレータによ
る熱風炉の常時監視、蓄熱量の調整の必要性がなくなる
。また、オペレータの熟練度も低くて済む。特に、ファ
ジィ推論では、オペレータの経験に基づいてルールを作
成しやす（、特に難解な解析は必要ないから、熟練オペ
レータの運転ノウハウを有効に活用できる。

■ファジィ制御の場合、運転中のルールテーブルの変更
も容易なので、操業変更や外乱があった時ルールを見直
して、修正することによって、より精度の高いものにす
ることができ、常に適正な蓄熱を行うことが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の制御部の構成を示すブ
ロック図、第２Ａ図および第２Ｂ図は熱風炉４基による
パラレル運転時の切替状況を示す図で、第２Ａ図は混冷
流量を完全に停止する期間が存在する場合、第２Ｂ図は
常時混冷流量が存在する場合の図、第３図はこの発明の
第２実施例の制御部の構成を示すブロック図、第４図は
ＰＩ制御部の出力に基づいてルール１のメンバーシップ
関数Ｍ１を選択する方法を説明するための図、第５図は
出口温度の長期的変化（トレンド）等からルール２によ
りメンバーシップ関数を選択する方法を説明するための
図、第６図は混冷流量の制御範囲を示す図、第７図はト
レンドΔΔＱと、混冷流量積算値とその目標値との偏差
ΔＱとに基づいて、メンバーシップ関数Ｍ２を選択する
際の規則を示す図、第８図はルール２によるメンバーシ
ップ関数Ｍ２の合成方法を説明するための図、第９図は
ルール１とルール２により作成されたメンバーシップ関
数Ｍｌ、Ｍ２を合成する方法を説明するための図、第１
０図ないし第１２図は蓄熱量の制御系の機能ブロック図
で、第１０図は第２実施例によるもの、第１１図はその
変形例によるもの、第１２図はフィードバックを個々の
熱風炉で行うようにした変形例によるもの、第１３図は
熱風炉の概略構成図、第１４図は複数の熱風炉を備えた
送風系統の概略図、第１５図は排ガス温度と燃焼ガス流
量との関係を示す概略図である。１−１〜１−４・・・・・・熱風炉、２・・・・・・燃
焼制御部、３・・・・・・温度検出部、８，１３・・・
・・・ファジィ推論部、１１・・・・・・傾向演算部、
Ｒ１・・・・・・燃焼室、Ｒ２・・・・・・蓄熱質、Ａ
・・・・・１燃焼期間、Ｂ・・・・・・送風温度曲線。第２Ａ図Ｔｏ＝Ｔｏ＋１ｊＩ２Ｂ図第１４図第１５図手続補正書（自発）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼室と蓄熱室を備え、前記燃焼室内に燃焼ガス
を導入して燃焼し、その燃焼熱を前記蓄熱室内に蓄熱す
る燃焼期間と、前記蓄熱室内の蓄熱を外部に送風する送
風期間とを繰り返しながら運転する熱風炉において、前記送風期間における混冷流量積算値を監視し該混冷流
量積算値をその時の操業条件に必要な蓄熱量の指標とし
て用い、該混冷流量積算値によって熱風炉の燃焼期間の
排ガス温度最終値を設定し、この排ガス温度最終値に基
づいて燃焼ガス流量を操作することによって蓄熱量を制
御することを特徴とする熱風炉の制御方法。
（２）請求項１記載の熱風炉の制御方法において、前記
混冷流量積算値に代えて、送風期間の一定時点における
前記燃焼室のドーム温度、送風期間の一定時点における
前記炉出口の温度、送風期間における混冷弁開度積算値
のいずれか一つを、その時の操業条件に必要な蓄熱量の
指標として用い、熱風炉の蓄熱量を制御することを特徴
とする熱風炉の制御方法。
（３）燃焼室と蓄熱室を備え、前記燃焼室内に燃焼ガス
を導入して燃焼し、その燃焼熱を前記蓄熱室内に蓄熱す
る燃焼期間と、前記蓄熱室内の蓄熱を外部に送風する送
風期間とを繰り返しながら運転する熱風炉において、前記送風期間における混冷流量積算値を監視し、該混冷
流量積算値をその時の操業条件に必要な蓄熱量の指標と
して用い、該混冷流量積算値にファイジ推論を施して、
熱風炉の燃焼期間の排ガス温度最終値を設定し、この排
ガス温度最終値に基づいて燃焼ガス流量を操作すること
によって蓄熱量を制御することを特徴とする熱風炉の制
御方法。
（４）請求項３記載の熱風炉の制御方法において、前記
混冷流量積算値に代えて、送風期間の一定時点における
前記燃焼室のドーム温度、送風期間の一定時点における
前記炉出口の温度、送風期間における混冷弁開度積算値
のいずれか一つを、その時の操業条件に必要な蓄熱量の
指標として用い、熱風炉の蓄熱量を制御することを特徴
とする熱風炉の制御方法。