JPH024498A - メタン製造装置の制御装置 - Google Patents

メタン製造装置の制御装置

Info

Publication number
JPH024498A
JPH024498A JP63151295A JP15129588A JPH024498A JP H024498 A JPH024498 A JP H024498A JP 63151295 A JP63151295 A JP 63151295A JP 15129588 A JP15129588 A JP 15129588A JP H024498 A JPH024498 A JP H024498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
methane production
time
methane
signal
process signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63151295A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0463757B2 (ja
Inventor
Ryosuke Miura
良輔 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AKUA RUNESANSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
AKUA RUNESANSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AKUA RUNESANSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI filed Critical AKUA RUNESANSU GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority to JP63151295A priority Critical patent/JPH024498A/ja
Publication of JPH024498A publication Critical patent/JPH024498A/ja
Publication of JPH0463757B2 publication Critical patent/JPH0463757B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

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】 [発明の目的] 〈産業上の利用分野) この発明は、有機性廃水を嫌気性処理するメタン製造装
置の制御装置に関し、特に2種以上の信号の時系列デー
タの相互関係を分析してメタン製造装置の運転状態を把
握し、必要な運転管理方法を指示することができるメタ
ン製造装置の制御装置に関する。
(従来の技術) 下水や産業廃水を嫌気的に処理し、介在するメタン醗酵
によって燃料として利用価値の高いメタンガスを製造す
ることは、処理コストの削減や発生汚泥量の低減などが
期待される有望な技術である。
介在するメタン醗酵は、これを司どるメタン菌が偏性の
嫌気性細菌のために空気の混入を非常に嫌い、さらに発
生するガスが可燃性気体であるために、装置全体を密閉
系としなければならない。
そのため、従来の好気性および通性の装置と比べ、醗酵
の状態の監視が非常にしにくいものである。
そこで、従来より、メタン!3!遣装置に流入する廃水
の流量や有機物濃度および発生するガス量やその組成、
さらに流出する処理スイッチの水質を検知し、これらの
値からメタン製造装置内部で生じている生物化学反応の
状態を解析する数理モデルが利用されてきた。
(発明が解決しようとする課題) しかし、数理モデルによって演算できる生物化学反応は
極めて限定されたものであり、かつ検出可能な水質因子
もpHやORP等種類が限られていること、およびそれ
らのプロセス計測器としてのは顆性ら好気性処理のもの
と比べてがなり低く、数理モデルを用いた制御システム
制御精度ら極めて低く、はとんど実用に供し得ない状態
である。
そのため、メタン製造装置の運転管理は従来、上記のよ
うな制御システムによらず、自ずと運転員の長年の経験
に基づく管理手法に委ねられ、従って手動運転が主に行
なわれており、汎用性のあるメタン製造装置の制御装置
の出現が望まれていた。
ところで、メタン製造装置から得ることの出来る信頼性
のある信号は、水質に関する信号よりも流量に関する信
号であり、流量信号の中でも下水や排水等の廃水の流入
流量(以下、流入量と称する)と発生するガスの流出量
(以下、ガス流量と称する)とは、容易に長期間安定し
て得ることの出来る信号である。
そこで、発明者は、これらの安定して得られるメタン製
造装置の流量信号を入力信号とする制御システムに注目
し、その開発を試みた。
−数的に、流入量とガス流量との関係は、現行の手動運
転によるメタン製造装置の管理手法においても重要な監
視項目である。すなわち、運転員であるメタン製造装置
の専門家(エキスパート)は、流入量の特性およびガス
流量の応答特性に関し、相互に関係付ける規範を経験的
に蓄積しており、その規範に準拠して日常の運転管理を
行なっている。
しかしながら、専門家(エキスパート)が準拠する規範
はしばしば個々人によって異なっており、しかも使用す
る用語も共通でない場合かある。そのなめ、従来の手動
による運転管理は実用的ではあるが体系的でなく、また
専門的ではあるが客観性に乏しいという問題点があった
さらに、メタン製造装置の形式や装置の規模、廃水の性
質の違いによってその判断がばらつく問いう問題点らあ
った。
この発明は、このような従来のメタン製造装置の制御装
置の問題点に鑑みてなされt・もので、流入量とガス流
量という従来の経験的管理方法において重要であり、か
つ信頼性のある信号の時系列データを活用し、これら2
種類の信号を含む複数の信号の相互関係を分析して特徴
を抽出し、運転操作員(−エキスパート)の経験的知識
との特徴の比較により最適な運転管理方法を見出だすこ
とのできるメタン製造装置の制御装置を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明は、都市下水や工場排水等の有機性廃水を嫌気
性処理をしてメタンガスとして回収するメタン製造装置
の制御装置において、メタン製造装置に流入する流体に
関する信号と流出する流体に関する信号との双方を含む
複数の信号の時系列データを記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に記憶された複数の信号から時間要素
を消去して得られる相互関係からプロセスの特徴を抽出
する分析部と、前記複数の信号の相互rA係の特徴とメ
タン製造装置の運転管理方法との因果関係を定めた知識
ベースと、前記分析部の分析結果と前記知識ベースに空
づいて運転管理方法を決定する推論部とを備えたもので
ある。
(作用) 一般に、メタン製造装置のようなプロセスの信号を専門
家(エキスパート)の経験的知識を用いる制御システム
に利用する場合、しばしば時系列信号は様々な手法で分
析され、その分析結果が制御システムにおけるプロセス
の知識に変換される。
そこで、この発明のメタン製造装置の制御装置では、2
種以上の信号の時系列データの相互関係は、双方の共通
の変数である時間を消去することによって記述される。
すなわち、時系列信号XYは、 と表わされ、これらのデータから時間要素を消去するた
めには、2次元(x、y)座標上に(X。
y)=(F(t)、G(t))をプロットすることによ
って図形として表現することにより実現できる。
この図形の性質は、プロセスの状態を反映しており、か
つ運転操作の方法と直接関連している。
そこで、この図形から特性を抽出し、エキスパートの経
験的知識から得られた知識ベースと比較することにより
、プロセスの運転状態を把握すると共に、必要な運転管
理方法を自動的に見出だすことができる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
制御装置1は、データ記憶部2、分析部3、知識ベース
4および推論部5から構成されている。
そして、メタン製造装置6からのデータの入力@7がデ
ータをデータ記憶部2に与えるようになっている。また
推論部5の出力はインタフェース部8を介して表示器9
に接続され、同時にメタン製造装置6の操作出力端10
に接続されている。
前記分析部3は、第2図に示すように線図化回路11と
、この線図化回路11からの線図情報を基にしてメタン
製造装置6の属性値を抽出する属性値演算回路12と、
この属性値演算回路12に対して属性パラメータを与え
る属性パラメータ記憶回路13とから構成されている。
上記の構成のメタン製造装置の制御装置の動作について
、次に説明する。
制御装置1は、メタン製造装置6から入力端7を介して
メタン製造装置6に流入する廃水の流入量信号と、メタ
ン製造装置6内で発生したメタンガスの排出量信号とを
取り込み、データ記憶部2にメタン製造装置6の時系列
データとして一記憶する。
次に分析部3において、上記時系列データから入出力信
号間の相互関係の特性を表わす特性リストが後述する手
順で生成される。
この特徴リストは、知識ベース4に送られ、知識ベース
4に格納されている知識データを修正する。
この修正された知識ベース4内の知識データは、推論部
5に参照されて記号処理され、メタン製造装置6を制御
するための最適な運転管理方法を決定する。
そして、この推論部5による運転管理方法の決定内容が
、制御装置1の出力としてインタフェース部8を介して
表示器つと操作出力端10とに与えられる。
このような推論動作により、制御装置1内に取り込まれ
る時系列データを基にして最適な運転管理方法の自動決
定がなされるのであるが、前記分析部3における特徴リ
スト生成の演算動作について、さらに詳しく説明すると
、第2図に示すようになる。
第2図の分析部3において、第1図に示したデータ記憶
部2に記憶されている少なくとも2種のプロセス信号の
時系列データ(F(t)、’G(t))を読み込み、線
図化回路11に入力される。
線図化回路11においては、2種の時系列データは、そ
れぞれ次式に従って規格化される。
F(t) T x(t) ・・・ (2) σ X G(t)−YT y(t) ・・ (3) σ y ここで、F(t)、G(t)は時系列データ、σX、σ
yは標準偏差、X” 、Y”は時系列データF (t)
 、 G (t)の期間Tの間の平均値である。
次に規格化された時系列データx(t)、y(1)は、
次式に従って時間差分時系列データに変換される。
大 (t)−x  (t)  −x  (t−1)  
・・・ (4)9  (t)=y  (t)  −y 
 (t−1)  ・・・ (5)ここで、t、t−1,
t−2,・・・はサンプリング時刻、大(t)1文(1
)は時間差分時系列データを示している。
さらに、規格化されたプロセス信号(x、y)と、その
1階時間差分信号(大、9)とは、それぞれ第3図(a
)、(b)に示すように時間要素を消去した相互関係を
示す線図として表わされる。
この第3図(a)、(b)の時系列データの線図は、そ
の期間Tとして24時間の毎時間ごとの信号を用いたも
のである。
このようにして得られた線図は、ついで属性値演算回路
12に伝送される。
属性値演算回路12では、属性パラメータ記憶回路13
において予め定義しておいた属性パラメータの値が演算
される。
その演算結果は、第4図に示すようなものとなり、特徴
リストとして出力される。
このようにして生成された特徴リストは、属性と属性値
一対の集合としてメタン製造装置6の期間1゛における
特徴を表わしており、属性リスト、すなわち(属性、属
性値)の集合として推論部5における推論演算によって
知識ベース4の知識データと対照され、メタン製造装置
6の運転管理方法の決定に利用される。
前記知識ベース4には、第4図の′特徴リストにおける
上記の属性リストと運転管理指標との関係を予め定めた
知識データが記憶されている。
推論部5の推論によって決定されたメタン製造装置6の
運転管理指標は、制御装置1から出力され、推論部5で
の決定の内容および推論に用いられた知識ベース4内の
知識データおよび、推論の筋道等が表示部9に表示され
て運転員に知らせると共に、決定された運転管理指標の
内容がメタン製造装置6の操作出力端10に伝送される
ここで、特徴リストの属性リストと知識ベース4内の知
識データとの対照により推論動作によって運転管理方法
を決定するルールの例を示してみると、次のようになる
RULE   0VERLOAD  IP (線図形xy−長円)、 かつ(平均値X=レベル−(2))、 かつ(面積火室ニレベル−(3))、 HEN (汚泥引抜−一25%) すなわち、第3図(a)の線図の形が長円であり、かつ
処理水量Xの平均値が予め決められている級数のうちレ
ベル=(2)であり、かつ第3図(b)で示した線図の
面積が予め決められている級数のうちレベル−(3)で
ある場合には、第1図のメタン製造装置6には汚泥が多
く蓄積されているので、その4分の1(25%)を除去
しなければならない、という運転管理方法が出力される
のである。
このようにして、メタン製造装置6への廃水の流入量信
号とメタン製造装置6内で発生したメタンガスの流出量
信号とを含む少なくとも2種類のプロセス信号に対して
、時間要素を消去して相互関係を求め、また1階時間差
分値についてもその時間要素を消去することにより相互
の関係を求め、特徴リストを抽出する。
そして、得られた特徴リストと知識ベース4の知識デー
タとの照合により必要な運転管理方法を指示することが
でき、エキスパートの判断に近い適確な運転管理方法を
自動的に決定することができるのである。
尚、上記の実施例ではメタン製造装置6に流入する廃水
の流入量信号とメタン製造装置6内で発生するメタンガ
スの排出量信号との2種類のプロセス信号について相互
関係を求めるようにしているが、3種類以上のプロセス
信号についてそれらの時間要素を消去して相互関係を求
め、特徴リストを作成して運転管理方法を決定するよう
にすることも無論できるものである。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、メタン製造装置のプロ
セス信号の時系列データから時間要素を消去してプロセ
ス信号相互の関係を求め、その相互間の特徴を知識ベー
スと比較して推論し、必要な運転管理方法を決定するも
のであるため、専門家(エキスパート)の経験に基づく
判断に近い判断が自動的に実行でき、極めて適確な運転
管理を行なうことかできる。
さらに、メタン製造装置のプロセス信号の1階時間差分
信号についてもその時間要素を消去してプロセス信号相
互の関係を求め、知識ベースと比較して推論し、運転管
理方法を決定するようにすれば、メタン製造装置の運転
状態の大きな変化に対しても追従性の良い運転管理が出
来る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は上
記実施例における分析部の詳しい構成を示すブロック図
、第3図は上記実施例により得られた特性線図、第4図
は上記実施例で得られる特徴リストの楕遣図である。 1・・・制御装置    2・・・データ記憶部3・・
・分析部     4・・・知識記憶部5・・・4I論
部     6・・・メタン製造装置11・・・線図化
回路  12・・・属性値演算回路13・・・属性パラ
メータ記憶回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)都市下水や工場排水等の有機性廃水を嫌気性処理
    をしてメタンガスとして回収するメタン製造装置の制御
    装置において、 メタン製造装置に流入する流体に関する信号と流出する
    流体に関する信号との双方を含む複数の信号の時系列デ
    ータを記憶するデータ記憶部と、前記データ記憶部に記
    憶された複数の信号から時間要素を消去して得られる相
    互関係からプロセスの特徴を抽出する分析部と、前記複
    数の信号の相互関係の特徴とメタン製造装置の運転管理
    方法との因果関係を定めた知識ベースと、前記分析部の
    分析結果と前記知識ベースに基づいて運転管理方法を決
    定する推論部とを備えて成るメタン製造装置の制御装置
  2. (2)前記データ記憶部に記憶する時系列データが、有
    機性廃水の流入量信号とメタン製造装置で発生するメタ
    ンガスの排出量信号とを含むことを特徴とする請求項1
    記載のメタン製造装置の制御装置。
  3. (3)前記時系列データが、メタン製造装置に対する流
    体の流入量に関する信号と、メタン製造装置から流出す
    る流体の排出量に関する信号とのそれぞれの1階時間差
    分信号であることを特徴とする請求項1または2記載の
    メタン製造装置の制御装置。
JP63151295A 1988-06-21 1988-06-21 メタン製造装置の制御装置 Granted JPH024498A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63151295A JPH024498A (ja) 1988-06-21 1988-06-21 メタン製造装置の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63151295A JPH024498A (ja) 1988-06-21 1988-06-21 メタン製造装置の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH024498A true JPH024498A (ja) 1990-01-09
JPH0463757B2 JPH0463757B2 (ja) 1992-10-12

Family

ID=15515560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63151295A Granted JPH024498A (ja) 1988-06-21 1988-06-21 メタン製造装置の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH024498A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005111344A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd メタン発酵処理装置
JP2006026461A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Toray Ind Inc メタンガスを生成する嫌気性水処理設備の制御方法および制御装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59179198A (ja) * 1983-03-30 1984-10-11 Hitoshi Nakamori 嫌気性消化槽制御装置
JPS59225796A (ja) * 1983-05-23 1984-12-18 ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション 嫌気反応器の制御
JPS6031898A (ja) * 1983-08-03 1985-02-18 Toshiba Corp 消化槽制御装置
JPS61287497A (ja) * 1985-06-13 1986-12-17 Toshiba Corp 嫌気性消化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59179198A (ja) * 1983-03-30 1984-10-11 Hitoshi Nakamori 嫌気性消化槽制御装置
JPS59225796A (ja) * 1983-05-23 1984-12-18 ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション 嫌気反応器の制御
JPS6031898A (ja) * 1983-08-03 1985-02-18 Toshiba Corp 消化槽制御装置
JPS61287497A (ja) * 1985-06-13 1986-12-17 Toshiba Corp 嫌気性消化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005111344A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Fuji Electric Holdings Co Ltd メタン発酵処理装置
JP2006026461A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Toray Ind Inc メタンガスを生成する嫌気性水処理設備の制御方法および制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0463757B2 (ja) 1992-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2753460B2 (ja) プロセス運転支援方法およびシステム
CN114297954A (zh) 一种基于污水处理厂的大数据智能分析数字管控平台
JPH03166601A (ja) 制御支援装置
Torregrossa et al. Energy saving in wastewater treatment plants: A plant-generic cooperative decision support system
CN116589078B (zh) 基于数据融合的污水处理智能控制方法及系统
CN107402586A (zh) 基于深度神经网络的溶解氧浓度控制方法及系统
CN103632032A (zh) 一种城市污水处理过程出水指标在线软测量预测方法
CN115759399A (zh) 投加控制方法、装置、设备及存储介质
JP2000107744A (ja) 上下水道プラントのクライアントサーバシステム
JPH024498A (ja) メタン製造装置の制御装置
JPH024499A (ja) メタン製造装置の制御装置
JPH024497A (ja) メタン製造装置の制御装置
CN119250782A (zh) 一种基于告警信号的全流程智能处置管理方法及系统
CN117371706A (zh) 分时供水装置及其方法、二次供水系统、存储介质
CN118579917A (zh) 一种原水除锰的监测控制方法及系统
Kaistha et al. Extraction of event times in batch profiles for time synchronization and quality predictions
Ghassoul pH control using MATLAB
CN116243645A (zh) 一种碳汇型农村生活污水资源化智能控制与决策方法
CN116715288A (zh) 一体化污水及水系智能管控系统、方法、电子设备及介质
KR20070000101A (ko) 마을 하수 처리 시설 통합 관리 방법 및 그 시스템
JP2024063679A (ja) 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム
KR20060136071A (ko) 마을 하수 처리 시설 통합 관리 방법 및 그 시스템
González et al. End-point detection of the aerobic phase in a biological reactor using SOM and clustering algorithms
Wärff Operational digital twins for water resource recovery facilities–Rationale, components, and case studies
Huu et al. Development of warning and predicting system for quality of air in smart cities using RNN

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees