JPH0535338A - 合流管路系のフアン回転数制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各個別管路に設けられた被供給装置の流体の
通流圧力，通流量等の被制御量の外乱，設定変更に基づ
く制御不能の発生を防止する。 【構成】 炉１，２毎の燃焼空気の通路としての個別管
路３，４の入力側に設けられた供給側ファン装置５Ｂ，
６Ｂと、個別管路３，４の炉１，２の出力側に設けられ
た燃焼空気の通流圧力又は通流量のフィードバック制御
用の制御弁７，８と、個別管路３，４に制御弁７，８よ
り後方で結合された合流管路１１に設けられた排出側フ
ァン装置１２とを備えた合流管路系において、炉１，２
の燃焼空気の通流圧力又は通流量の外乱，設定変更等に
基づく変動時に、ファン装置５Ｂ，６Ｂのファン回転数
を、それぞれ制御弁７，８の弁開度の状態を総合したフ
ァジー推論により、前記各通流圧力又は通流量が制御範
囲内に引込まれるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の装置に各個別管
路を介してそれぞれに応じた圧力又は流量で燃焼空気，
水等の流体を供給し、各装置の後方の１本の合流管路に
より各個別管路の流体を合流して所定の圧力又は流量で
後方に流すようにした合流管路系に適用され、各個別管
路の流体の圧力又は流量を制御する合流管路系のファン
回転数制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ごみ焼却設備は燃焼炉，灰溶融炉
等を複数備え、各炉の燃焼空気は図４に示す合流管路系
により供給される。図４は被供給装置として２個の炉
１，２を備えた場合の構成を示し、３，４は炉１，２毎
の個別管路であり、それぞれ炉１，２の入力管路３ａ，
４ａ及び出力管路３ｂ，４ｂからなる。

【０００３】５Ａ，６Ａは入力管路３ａ，４ａに設けら
れた供給側ファン装置、７，８は出力管路３ｂ，４ｂに
設けられた圧力調整用の制御弁、９，１０は制御弁７，
８のフィードバック制御用のＰＩＤ構成の圧力コントロ
ーラ、１１は出力管路３ｂ，４ｂに結合した１本の合流
管路、１２は合流管路１１に設けられた排出側ファン装
置である。そして、ファン装置５Ａ，６Ａはそれぞれ予
め設定されたファン回転数で動作し、回転数で決まる送
風圧力の燃焼空気を入力管路３ａ，４ａを介して炉１，
２に供給する。

【０００４】さらに、炉１，２を通った使用済みの燃焼
空気は出力管路３ｂ，４ｂを介して合流管路１１に送ら
れ、この管路１１で合流してさらに後方に流れる。この
とき、炉１，２の燃焼空気を設定された圧力に制御する
ため、炉１，２それぞれに設けられた圧力センサ（図示
せず）により、炉１，２の被制御量としての燃焼空気の
圧力が常時検出され、圧力に比例した両圧力センサの圧
力検出信号Ｓ１ｉ，Ｓ２ｉがコントローラ９，１０それ
ぞれに供給される。

【０００５】このコントローラ９，１０は圧力検出信号
Ｓ１ｉ，Ｓ２ｉとともに端子１３，１４の圧力設定信号
Ｓ１ｒ，Ｓ２ｒが供給され、信号Ｓ１ｉ，Ｓ２ｉが信号
Ｓ１ｒ，Ｓ２ｒそれぞれに一致するように、差Ｓ１ｒ−
Ｓ１ｉ，Ｓ２ｒ−Ｓ２ｉそれぞれに応じて変化する弁開
度の制御信号Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘを形成して制御弁７，８に
供給する。そして、制御信号Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘに基づき、
制御弁７，８の弁開度は炉１，２の燃焼空気の圧力がそ
れぞれ圧力設定信号Ｓ１ｒ，Ｓ２ｒの圧力になるよう
に、フィードバック制御される。また、ファン装置１２
は設定されたファン回転数で動作し、この回転数に基づ
く圧力で合流管路１１の合流後の燃焼空気が後方に排出
されて送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記図４の従来の合流
管路系の場合、個別管路３，４への燃焼空気の供給がフ
ァン装置５Ａ，６Ａそれぞれのファン回転数に基づく一
定値に固定され、合流管路１２からの燃焼空気の排出が
ファン装置１２のファン回転数に基づく一定値に固定さ
れるため、炉１又は２の外乱による変動，燃焼条件の変
更等に基づき、一方の個別管路３又は４に制御弁７又は
８の弁開度，ファン装置５Ａ又は６Ａのファン回転数の
変化，変更等が生じると、この変化，変更に伴う燃焼空
気の通流圧力，通流量の変化が他方の個別管路４又は３
に出力管路４ｂ又は３ｂからの背圧の変化として作用
し、一方の個別管路３又は４だけでなく他方の個別管路
４又は３も燃焼空気の通流圧力，通流量が変化する。

【０００７】さらに、この変化に伴って他方の個別管路
４又は３の制御弁８又は７の弁開度が変化すると、この
変化に伴う燃焼空気の通流圧力，通流量の変化が一方の
個別管路３又は４に出力管路３ｂ又は４ｂからの背圧の
変化として作用し、制御弁７又は８の弁開度が変わる。
以降、個別管路３，４の燃焼空気の通流圧力，通流量が
安定状態に収束して炉１，２の燃焼空気の変動が抑制さ
れるまで制御弁７，８の弁開度がくり返し制御される。

【０００８】そして、一方の個別管路３又は４の燃焼空
気の通流圧力，通流量と他方の個別管路４又は３の燃焼
空気の通流圧力，通流量とが相互に関連して変化するた
め、制御弁７，８の弁開度のくり返し変化により、場合
によっては個別管路３，４の燃焼空気の通流圧力，通流
量が発散方向に変化し、最終的にはフィードバック制御
の範囲から外れて制御不能に陥いる問題点がある。そし
て、図４では個別管路が２本の場合について説明した
が、個別管路が３本以上であっても同様の問題点が生じ
る。

【０００９】また、燃焼空気以外の種々の気体又は液体
を各被供給装置に供給する際にも前記と同様の問題点が
生じる。本発明は、各個別管路に設けられた被供給装置
の燃焼空気等の流体の通流圧力，通流量等の被制御量の
外乱，設定変更に基づく制御不能を防止することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の合流管路系のファン回転数制御方法にお
いては、各被供給装置内の流体の被制御量の外乱，設定
変更等に基づく変動時に、各個別管路の供給側ファン装
置のファン回転数を、それぞれ前記各個別管路の制御弁
の弁開度の状態を総合したファジー推論により、前記各
個別管路の被制御量が制御範囲内に引込まれるように制
御する。

【００１１】

【作用】前記のように構成された本発明の合流管路系の
ファン回転数制御方法の場合、各個別管路の供給側ファ
ン装置それぞれのファン回転数が、ファジー推論により
全ての個別管路の制御弁の弁開度を考慮して可変設定さ
れ、各個別管路の被制御装置への流体の供給がいずれか
の管路の流体の被制御量の外乱，設定変更に伴う変動を
吸収するように自動的に調整され、各制御弁の弁開度が
常に制御範囲内に保持される。

【００１２】

【実施例】１実施例について、図１ないし図３を参照し
て説明する。図１において、図４と同一符号は同一もし
くは相当するものを示し、異なる点は、弁開度の制御信
号Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘが供給されるマイクロコンピュータ構
成のファジー推論制御装置１５を付加し、図４のファン
装置５Ａ，５Ｂの代わりに制御装置１５によりファン回
転数が可変制御される供給側ファン装置５Ｂ，６Ｂを設
けた点である。

【００１３】そして、コントローラ９，１０から制御弁
７，８に供給される弁開度の制御信号Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘが
制御装置１５にも供給され、この制御装置１５により制
御信号Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘに基づく制御弁７，８の弁開度を
用いてファン装置５Ｂ，６Ｂの適正なファン回転数をフ
ァジー推論する。

【００１４】つぎに、制御装置１５のファジー推論につ
いて説明する。説明を簡単にするため、個別管路３の管
路系をＡ系，個別管路４の管路系をＢ系とすると、制御
装置１５に制御弁７，８の弁開度をＳ（小さい），Ｍ
（適合），Ｌ（大きい）の３集合に分類した図２の
（ａ），（ｂ）の形状のメンバーシップ関数が設定され
る。

【００１５】そして、制御装置１５は制御信号Ｓ１ｘ，
Ｓ２ｘから求まる制御弁７，８の実際の弁開度につき、
その所属する集合及び適合値（グレード値）を図２の
（ａ），（ｂ）の関数から求める。ところで、この実施
例の場合、制御弁７，８はコントローラ９，１０により
被供給装置としての炉１，２の燃焼空気の通流圧力が圧
力設定信号Ｓ１ｒ，Ｓ２ｒの圧力になるようにフィード
バック制御される。そして、正常動作時は制御弁７，８
の弁開度が共に集合Ｍの適合範囲内になる。

【００１６】しかし、炉１，２を通流する燃焼空気の圧
力が外乱又は設定変動で変動すると、制御弁７，８の弁
開度は前記適合範囲から外れる方向に変化する。そし
て、この変化は制御弁７，８それぞれが属する系の圧力
変動（自系変動）及び属しない他系の圧力変動（他系変
動）により生じる。

【００１７】例えば炉２を通流する燃焼空気の圧力が外
乱で小さくなると、Ｂ系の圧力が減少変動すると同時
に、制御弁７の背圧が減少して炉１を通流する燃焼空気
の圧力も小さくなり、Ａ系の圧力も減少変動する。この
とき、制御弁８の弁開度に応じてファン装置５Ｂのファ
ン回転数を大きくし、炉１の燃焼空気を制御弁７の背圧
の減少に応じて増加すると、炉１を通流する燃焼空気の
圧力の他系変動が補償されて制御弁７の弁開度の変動が
防止される。

【００１８】また、制御弁８の弁開度に応じてファン装
置６Ｂのファン回転数を小さくし、外乱に伴う制御弁８
の弁開度の減少変動にしたがって炉２の燃焼空気量を減
少すると、自系変動が補償されて外乱終了後の無用の変
動が防止される。

【００１９】したがって、制御装置１５は制御弁７の弁
開度に基づくＡ系（自系），Ｂ系（他系）のファン回転
数の最適値を決定するための図２の（ｃ），（ｅ）のメ
ンバーシップ関数，制御弁８の弁開度に基づくＢ系（自
系），Ａ系（他系）のファン回転数の最適値を決定する
ための同図の（ｄ），（ｆ）のメンバーシップ関数が設
定される。なお、図２の（ｃ）〜（ｆ）の下は少し下げ
る，現状はそのまま，上は少し上げるの各集合を示す。

【００２０】そして、制御信号Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘに基づき
制御弁７，８が例えば図２の（ａ），（ｂ）の弁開度Ｘ
ａ，Ｘｂとして検出される場合、弁開度Ｘａ，Ｘｂが集
合Ｍ，Ｓそれぞれの適合度０．５の開度になるため、Ａ
系については同図の（ｃ），（ｄ）の現状，上の適合度
０．５の点が自系，他系それぞれから求まるファン回転
数Ｐａ，Ｐｂの点となる。さらに、自系，他系から求ま
るファン回転数Ｐａ，Ｐｂに基づき、制御装置１５は例
えば重心法でファン装置５Ｂ，６Ｂのファン回転数の最
適値を推論して決定する。

【００２１】すなわち、制御弁７，８が図２の（ａ），
（ｂ）の弁開度Ｘａ，Ｘｂの場合、制御装置１５は同図
の（ｃ），（ｄ）の三角形，の重心を求め、図３に
示す重心の点Ｐ１をファン装置５Ｂのファン回転数とし
て決定する。

【００２２】そして、決定したファン回転数になるよう
に制御装置１５からファン装置５Ｂ，６Ｂに回転数の制
御信号Ｓ１ｙ，Ｓ２ｙが供給され、この供給に基づくフ
ァン装置５Ｂ，６Ｂのファン回転数の制御により、炉
１，２に供給される燃焼空気量が自系及び他系の外乱，
設定変更に基づく圧力変動を総合的に考慮して自動的に
可変調整され、制御弁７，８の弁開度が常に集合Ｍの適
合範囲内に保持され、制御不能に陥ることがない。

【００２３】そして、前記実施例では２本の個別管路
３，４を備えた集合管路系に適用したが、３本以上の個
別管路を備えた集合管路系についても同様に適用するこ
とができる。また、被供給装置は炉１，２以外であって
もよく、この場合、各被供給装置に供給される流体は気
体，液体のいずれであってもよい。

【００２４】さらに、各メンバーシップ関数の形状等の
ファジー推論の手法は、実施例に限定されるものではな
い。また、前記実施例では制御弁７，８により各個別管
路の通流圧力をフィードバック制御する場合に適用した
が、各個別管路の通流量をフィードバック制御する場合
にも適用できるのは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。各個別管路
３，４の供給側ファン装置５Ｂ，６Ｂのファン回転数
を、各制御弁７，８の弁開度の状態を総合したファジー
推論により決定して可変制御し、各個別管路３，４の被
供給装置（炉１，２）への流体の供給がいずれかの管路
３，４の流体の被制御量の外乱，設定変更に伴う変動を
吸収するように、自動的に調整したため、各制御弁７，
８の弁開度が常に制御範囲内に保持されて制御不能に陥
ることがなく、制御性能が著しく向上して各被供給装置
が安定に運転される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の合流管路系のファン回転数制御方法の
１実施例のブロック図である。

【図２】（ａ）〜（ｆ）は図１の制御装置に設定される
メンバーシップ関数の説明図である。

【図３】図１の制御装置のファン回転数の決定説明図で
ある。

【図４】従来例のブロック図である。

【符号の説明】

１，２ 炉 ３，４ 個別管路 ５Ｂ，６Ｂ 供給側ファン装置 ７，８ 制御弁 １１ 合流管路 １２ 排出側ファン装置 １５ 制御装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 13/62 Ｎ 7361−3Ｈ 16/20 Ａ 7314−3Ｈ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 被供給装置毎の流体の通路としての個別
   管路それぞれの入力側に設けられファン回転数に応じて
   流体を前記各被供給装置に送込む供給側ファン装置と、 前記各個別管路それぞれの前記各被供給装置の出力側に
   設けられ前記各被供給装置内の流体の通流圧力又は通流
   量からなる被制御量が所定値になるように弁開度が制御
   される制御弁と、 前記各個別管路に前記各制御弁より後方で結合されて前
   記各個別管路の流体が合流する合流管路に設けられ設定
   されたファン回転数で流体を後方に排出する排出側ファ
   ン装置とを備えた合流管路系において、 前記各被供給装置内の流体の前記被制御量の外乱，設定
   変更等に基づく変動時に、 前記各供給側ファン装置のファン回転数を、それぞれ前
   記各制御弁の弁開度の状態を総合したファジー推論によ
   り、前記各被制御量が制御範囲内に引込まれるように制
   御することを特徴とする合流管路系のファン回転数制御
   方法。