JPH0442276B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は流体を定量供給する流量制御装置の改
良に関する。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

従来、重油や軽油などを石油精製工場からタン
カーやタンクローリのタンクへ、あるいはビール
や薬品などの液体を仕込み用容器などへ定量供給
する場合に流量制御装置が使用されてる。

第１図はかかる流量制御装置を用いて石油精製
工場からタンカーのタンクに重油を送り込むシス
テムを示す図である。ポンプ１によつて吐出され
た石油精製工場のタンク２の重油の温度は温度補
正測温抵抗体３により測定されるとともに、重油
流量はタービン流量計や容積流量計などのパルス
発信形流量計４で測定され、これら測定信号は流
量制御装置１０に導入される。

この流量制御装置１０は流量計４から出力され
る流量パルス信号に基づいて操作弁５を急激に弁
開してタンカー６のタンクに供給するとともに、
タンカー６のタンク内の重量が予め定めた蓄積流
量に達したことを流量パルス信号と時間とから判
断して操作弁５を急激に弁開するようにしてい
る。

しかし、以上のように急激に操作弁５を開閉す
ると、流量の急変によりウオータハンマー現象が
生じる。そこで、従来この現象を除去するため、
第２図に示すような流量制御装置１０が使用され
ている。この装置の流量制御タイミングは制御パ
ルス発生部１２から発せられる第３図に示す制御
パルスに従つて所定周期Ｔ（0.2〜１秒）で行わ
れ、その制御内容はROMとRAMとで構成され
た記憶部１１のROMに記憶されたプログラム処
理により行なわれる。

まず、流量制御装置１０に電源が投入される
と、ROMのプログラムに従つて中央処理装置
（以下、CPUと略す）１３が動作する。これによ
り、操作弁５が開かれ、重油がタンク６に送られ
る。流量カウンタ１４は流量計４からの流量パル
ス信号をカウントし、バス１５を介して記憶部１
１のRAMに送られる。CPU１３はRAMに記憶
された流量パルス信号のカウント値からタンク６
へ送られている単位時間当りの流量ｑを演算して
求める。さらに、CPU１３は同カウント値から
タンク６蓄積流量Ｑを演算して求め、この蓄積流
量Ｑとタンク６の目標蓄積流量Ｑ１と偏差Ｑ１−
Ｑを演算によつて求め、かつこの偏差Ｑ１−Ｑの
値に基きプログラムによつてＰ制御による操作
信号をバス１５を介してＤ−Ａ変換器１６に送
る。この操作信号はＤ−Ａ変換器１６によりアナ
ログ化され操作弁５に送られる。これにより操作
弁５の開閉の度合いの調節が行なわれる。

これと同時に、流体の温度が測温抵抗体３によ
り検出されて温度測定部１７により温度変換され
てＡ−Ｄ変換器１８によりデジタル信号に変換さ
れ、バス１５を介してRAMに記憶される。これ
により、CPU１３は流体の温度が一定になつて
いるのかを判別する。以上のように動作が行わ
れ、単位時間当りの流量ｑの制御が行われる。

この流量制御のパターンは上記第３図に示す如
く行われる。すなわち、制御開始の単位時間当り
の流量ｑは所定の増加率で増加してタンク６に送
られる。この流量ｑが時刻ｔ１にて上限流量ｑ１
になると、重油は上限流量ｑ１一定でタンク６に
送られる。そして、タンク６の蓄積流量Ｑが目標
蓄積流量Ｑ１に応じて予め設定されるプリバツチ
流量QPに時刻ｔ２において達すると、この時刻
ｔ２から流量ｑは下限流量ｑ２になるまで所定の
減少率で減少してタンク６に送られる。そして、
時刻ｔ３において下限流量ｑ２になると、流量ｑ
は下限流量ｑ２の一定流量でタンク６に送られ
る。これにより、CPU１３はタンク６の蓄積流
量Ｑが目標蓄積流量Ｑ１に達したことを判断する
と、目標蓄積流量Ｑ１をオーバーする制御タイミ
ングの時刻ｔ４において操作弁５を全開する操作
信号を出力する。これによつて、流量供給は停止
される。

しかしながら、かかる制御では所定周期Ｔが１
秒とう長い周期を持つ場合、操作弁５を全閉して
も流量の誤差ΔQを生じることがある。例えば、
流量計として0.1リツトルの流量に対して１パル
スを発生するものを用い、下限流量ｑ１を１秒間
に１リツトル流す条件で、目標蓄積流量500リツ
トルの重油をタンク６に送る場合について説明す
ると、所定周期Ｔが１秒であるので501リツトル
をタンク６へ送る虞がある。このため0.1リツト
ル以内の誤差でタンク６へ重油を送る場合、大幅
に0.1リツトルをオーバーすることがある。

〔発明の目的〕

そこで本発明は、制御周期が長い場合でもタン
ク等の蓄積流量が目標蓄積流量に達したときに直
ちに操作弁を閉じて目標蓄積流量の流体を正確に
送ることができる流量制御装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、制御手段において流量カウンタのカ
ウント値を制御パルスに従つて取り込んで容器に
蓄積された流体の蓄積流量を求め、この蓄積流量
と予め設定された流量制御パターンから求められ
る目標蓄積流量との偏差に対し制御演算を行つて
操作弁の開閉度合いを示す操作信号を出力し、こ
れとともに蓄積流量が目標蓄積流量よりも少ない
プリセツト範囲蓄積流量に達したときに目標蓄積
流量と蓄積流量との偏差に応じた値をプリセツト
カウンタにプリセツトし、かつこのプリセツトさ
れた値を流量計からの流量パルス信号により減少
して零となつたときに制御手段に対して流量制御
停止の信号を送出する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。なお、第２図と同一部分には同一符
号を付してその詳しい説明は省略する。

第４図は流量制御装置のブロツク構成図であ
る。同装置において第２図と比較して特に異なる
ところはプリセツトカウンタ２０を設けたところ
である。

このプリセツトカウンタ２０はタンカーのタン
ク６内の蓄積流量Ｑがプリセツト範囲蓄積流量Ｑ
２に達したとき、目標蓄積流量Ｑ１とタンク６内
の蓄積流量Ｑとの偏差Ｑ１−Ｑに応じたカウント
値がプリセツトされ、かつこのカウント値を流量
計４からの流量パルス信号の入力に従つて減少し
て零になつたときCPU１３に割込み信号を送つ
て操作弁５を弁開する構成である。

次に石油精製工場からタンカーのタンクに重油
を送る場合に適用した装置の動作について説明す
る。まず、タンク６に蓄積する重油の蓄積流量が
第３図に示すプリセツト範囲蓄積流量Ｑ２に達す
るまでは従来と同様の流量制御が行われる。

すなわち、流量制御装置１０に電源が投入され
ると、CPU１３はROMに記憶されたプログラム
の指令に基いて操作弁５を徐々に開弁する。これ
により、重油が石油精製工場のタンク２からタン
カーのタンク６に送り込まれる。この重油の量は
第３図に示す制御パルス発生部１２からの所定周
期Ｔごとのパルス発生時に制御される。流量計４
は重油の流量を計測して同図に示す流量パルス信
号を流量カウンタ１４に送る。この流量カウンタ
１４は流量計４からの流量パルス信号をカウント
し、このカウント値をバス１５を介して記憶部１
１のRAMに送る。CPU１３はRAMに記憶され
た流量パルス信号のカウント値を演算し単位時間
当りの流量ｑを求める。さらに、CPU１３は同
カウント値からタンク６の蓄積流量Ｑを演算し求
め、この蓄積流量Ｑとタンク６の目標蓄積流量Ｑ
１との偏差Ｑ１−Ｑを演算によつて求め、かつこ
の偏差Ｑ１−Ｑの値に基きプログラムによつて
PI制御による操作信号をバス１５を介してＤ−
Ａ変換器１６に送る。この操作信号はＤ−Ａ変換
器１６によりアナログ化され、操作弁５に送られ
る。これにより操作弁５の弁開度が調節され、重
油の流量制御が行われる。

次にこの流量制御について第３図を参照して具
体的に説明する。重油の送り出し開始によつて単
位時間当りの流量ｑは所定の増加率で増加してタ
ンク６へ送り込まれる。この流量ｑが上限流量ｑ
１に達すると、その流量ｑ１を維持した状態でタ
ンク６へ送り込まれる。そして、タンク６の重油
の蓄積流量Ｑが目標蓄積流量Ｑ１に応じて予め設
定されるプリセツト範囲蓄積量QPに達すると流
量ｑは所定の減少率で減少しながらタンク６へ送
り込まれる。この流量ｑが下限流量ｑ２に達する
と、その流量はｑ２を維持した状態でタンク６送
り込まれる。

これにより、タンク６の重油の蓄積流量Ｑがプ
リセツト範囲蓄積流量Ｑ２（例えば、流量カウン
タ１４で目標蓄積流量Ｑ１のカウントを500とす
れば、重油の蓄積流量Ｑが480〜490カウント）に
達したとき、このときCPU１３は目標蓄積流量
Ｑ１とタンク６の重油の蓄積流量Ｑとの偏差Ｑ１
−Ｑを演算により求め、この偏差Ｑ１−Ｑのカウ
ント数をプリセツトカウンタ２０にプリセツトす
る。

このプリセツトカウンタ２０は流量計４からの
流量パルス信号をカウントしてプリセツトされた
カウント値を減少させる。そして、このカウント
数が零になつたとき、すなわち、タンク６の重油
の蓄積流量Ｑが目標蓄積流量Ｑ１に達したとき、
プリセツトカウンタ２０はCPU１３に割込み信
号を送る。この割込み信号を受けてCPU１３は
操作弁５を閉じる信号をバス１５を介してＤ−Ａ
変換器１６に送る。この信号はＤ−Ａ変換器１６
によりアナログ化され操作弁５に送られる。これ
によつて操作弁５は閉じる。

このように上記一実施例においては、流量制御
パターンに従つて制御を行い重油の蓄積流量がプ
リセツト範囲蓄積流量になつた場合に蓄積流量Ｑ
とタンク６の目標蓄積流量Ｑ１との偏差Ｑ１−Ｑ
に応じたカウント値をプリセツトカウンタ２０に
プリセツトし、このプリセツトされたカウント値
を制御周期Ｔよりも短い周期で減少させて零とな
つたときにCPU１３に割込み信号を送つて操作
弁５を弁閉させるようにしたので、所定周期Ｔが
長い周期時間（例えば１秒）であつても、タンク
６へ送られる重油の蓄積流量Ｑは目標蓄積流量Ｑ
１だけ送り込まれ、制御タイミングになるまでの
蓄積流量ΔQだけ多く送られるようなことは起こ
らず、目標蓄積流量Ｑに対して正確に重油がタン
ク６に送られる。

又、この流量制御装置１０は重油をタンク６に
送り込む場合だけでなく、軽油或いいはビール、
薬品などの液体を所定の容器に予め設定された量
を正確に送り込む場合にも適用できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるもの
ではない。例えば、第５図に示す流量制御装置１
０にカウンタ３０を設けてもよい。このカウンタ
３０は第４図に示す流量カウンタ１４とプリセツ
トカウンタ２０とを組合わせたものである。すな
わち、このカウンタ３０は流量計４からの流量パ
ルス信号をカウントする。そして、タンク６へ送
り込まれた重油の蓄積流量がプリセツト蓄積流量
範囲（例えば、カウンタ３０で目標蓄積流量Ｑ１
のカウントが500ならば、これに達する以前の480
〜490カウント）に達したならば、目標蓄積流量
Ｑ１とタンク６の蓄積流量Ｑとの偏差Ｑ１−Ｑを
カウンタ３０にプリセツトする。

例えば、カウンタ３０のフルスケールが1000カ
ウントとし、目標蓄積流量のカウント500に対し
て流量のカウント486でプリセツトするとすれば、
カウンタ３０にプリセツトされるカウント値は
986カウントとなる。続いて流体が送られてカウ
ントが進み、カウンタ３０のカウントが1000カウ
ントに達すると、このときカウンタ３０はCPU
１３へ割込み信号を送る。これにより、CPU１
３は操作弁５を閉じる信号を操作弁５へ送る。こ
の信号を受けて操作弁５は閉じ、タンク６への流
量供給を停止する。

従つて、第５図に示す流量制御装置１０でも、
タンク６への流量をコントロールして、目標蓄積
流量Ｑ１だけの重油を正確に送り込むことができ
る。

又、この流量制御装置は重油だけではなく軽油
或いはビール、薬品などの液体を所定の容器に目
標蓄積流量Ｑ１だけ正確に送り込むことができ
る。

〔発明の効果〕

以上容器したように本発明によれば、制御周期
が長い場合でもタンク等の蓄積流量が目標蓄積流
量に達したときに直ちに操作弁を閉じて目標蓄積
流量の流体を正確に送ることができる流量制御装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流量制御装置を重油をタンクに送り込
む場合に適用した概略構成図、第２図は従来装置
のブロツク構成図、第３図は流量制御の状態を示
す図、第４図は本発明に係わる流量制御装置のブ
ロツク構成図、第５図は流量制御装置の変形例を
示すブロツク構成図である。 １…ポンプ、２…石油精製工場のタンク、３…
測温抵抗体、４…流量計、５…操作弁、６…タン
カーのタンク、１０…流量制御装置、１１…記憶
部、１２…制御パルス発生部、１３…中央処理装
置、１４…流量カウンタ、１５…バス、１６…Ａ
−Ｄ変換器、１７…温度測定部、１８…Ａ−Ｄ変
換器、２０…プリセツトカウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器に供給される流体の流量を検出して単位
   時間当りの流量に応じた流量パルス信号を出力す
   る流量計と、 前記容器への流体の供給を調節する操作弁と、 前記流量計からの流量パルス信号をカウントす
   る流量カウンタと、 前記流量計から出力される流量パルス信号の周
   期よりも長い所定周期の制御パルスを発する制御
   パルス発生部と、 この流量カウンタのカウント値を前記制御パル
   スに従つて取り込んで前記容器に蓄積された前記
   流体の蓄積流量を求める蓄積流量演算手段と、 この蓄積流量演算手段により求められた蓄積流
   量と予め設定された流量制御パターンから求めら
   れる目標蓄積流量との偏差を求め、この偏差に対
   し制御演算を行つて前記操作弁の開閉度合いを示
   す操作信号を出力する制御手段と、 前記流量カウンタのカウント値から求められる
   蓄積流量が前記目標蓄積流量よりも少ないプリセ
   ツト範囲蓄積流量に達したときに前記目標蓄積流
   量と前記蓄積流量との偏差に応じた値がプリセツ
   トされ、かつこのプリセツトされた値が前記流量
   計からの流量パルス信号により減少して零となつ
   たときに前記制御手段に対して流量制御停止の信
   号を送出するプリセツトカウンタと、 を具備したことを特徴とする流量制御装置。