JPS58202024A - 適応制御装置 - Google Patents

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】 本発明は、ガス状の同位体の特定成分濃度を濃縮するた
めに、分離要素を多数用いて構成されたカスケードの制
御方法及び装置に関する。

気体状の同位体を分離する分離要素は、単機で処理しう
る流量が少なく、また分離係数（供給された原料に含ま
れる特定成分の濃度と、濃縮されたものの濃度の存在比
の比）が１に近いので、第１図に示す如く配管鋼にて接
続してカスケードを構成し、ガス中の特定成分の濃度を
所定の濃度にまで濃縮する。

第１図において、１１はｉ段の分離要素％　２１はｉ段
のフィードヘッダ、３　ｔ　Ｆｉ’段のプロダクトヘッ
ダ、４［はｉ段のウェストヘッダ、５は原料供給管であ
る。各段の分離要素は、それぞれの段においてフィード
ヘッダ、プロダクトヘッダ、ウェストヘッダに並列に接
続されている。ｉ段のフィードヘッダ２１へ供給された
ガスは、ｉ段の分離要素１１へそれぞれ供給され、濃縮
されたガスはプロダクトヘッダ３１％減損したガスはウ
ェストヘッダ４ｉへ排気される。このとき、供給された
ガスのうちプロダクト側へ排気される割合は、分流率と
呼ばれる。

そして、五段のプロダクトヘッダ３１に集められ友ガス
はｉ＋１段のフィードヘッダ２１０１　Ｖｃｆｌｉれ、
同様にｉ−１段のウェストヘッダ４Ｉに集められたガス
１ｉｉ−ｘＲのフィードヘッダ２１−１へ送られる。ｉ
＋１段の分ｗＩＡ！！素１１４１あるいは１−１段の分
離要素ｌｌ−９へ供給されたガスは、更に濃縮、減損さ
れる。

各分ｌｌｌ！要素の頭部分離係数（濃縮側の分離係数）
と鵬部分離係数（減損側の分離係数）ｔ−等しくすれば
、ｉ−１段の濃縮ガス濃度とｉ＋１段の減損ガスのｌＩ
［が等しくなり、混合損失はなくなる。

しかしながら各段の分流率や分離係数は、ばらり１１４
っているうえ、股肉の分離要素台数によって、分離要素
の流量が異なって来るので、原料供給流量ｔ−調節する
ことによシ、製品流量、濃度を第３図は、製品流量を設
定値に制御するために原料供給流量を操作する制御系の
構成を示したものである。図において、５は原料供給管
、６は製品取出管、７は廃品取出管、１１はカスケード
、１２は調節弁、１３は流量計、１４Ｆｉ制御装置、２
１は製品流量設定値、２２は製品流１ｍ定値、２３は圧
力・流量測定値、２４は弁開度設定信号である。

製品流量を所定の値にするために、制御装置１４では製
品流量測定値２２、カスケード１１内の圧力・ｆｉｉｉ
測定値２３等の状態及び設定値２１を入力信号として、
調節弁１２を操作する弁開度設定信号２４を出力する。

制御装置１４における信号の演算処゛理は種々のものが
考えられるが、最も簡単なものは、ＰＩＤ演算である。

その場合、パラメータは、開ループのステップ応答から
求めることができる。

カスケードのステップ応答はカスケードの状態によって
速度などが変って来る。第４図は、初期状態とステップ
応答の関係を示したものである。

■は原料供給流量を定格（１００％）から１１０％に増
加した場合の製品流量の変化を示しており、同様に■は
１１０％より定格状態へ、■は定格より９０％へ、■は
９０％より定格状態へそれぞれ変化させた場合の応答で
ある。この図より、初期状態が大きい程、またステップ
が増加方向の場合に応答速度が速いことがわかる。すな
わち■と■あるいは■と■は変化の方向は同じであるが
■より■あるいは■より■の方が初期状態が大きく、応
答速度も速い。ま九■と■では初期状態は同じであるが
、増加方向である■の方が応答速度が速い。

このように、状態に依存して応答速度が変るのは、分離
要素の分流率（フィード流量に対するプロダクト流量の
割合）が、流量に依存して変るからである。第５図は、
分離要素流量と分流率の関係を示し喪ものである。この
図に示されているように、流量が小さい場合には、分流
率も小さいためにカスケードの原料供給流量に対する製
品流量のゲインも小さくなる。その丸めに、前述の如き
特性になり、パラメータを固定したままでは良好な応答
性を得られない欠点がある。

本発明の目的は、制御系のパラメータを可変とし応答性
の良い制御系を提供するにある。

本発明は、カスケードのゲインが原料流量に依存して変
化することを確認し、応答性を改善する手段として、制
御系のパラメータをカスケード内のヘッダ圧力に依存し
て変化するようにした本のである。

第７図は、制御装置の構成を示したものである。

図にオイ−ｒ、１４１はＰ　Ｉ　ＤａｌＩ４節計、１４
ｚはゲイン設定器であり、他は第３図と同様である。製
品流量設定値２１と測定値２２の偏差信号は、ＰＩＤ補
償器１４１により演算処理されて弁開度設定信号２４が
得られる。その際、比例ゲインは、カスケードの平均的
なヘッダ圧力に依存してゲイン設定器１４３によって設
定したものを用いる。

ゲインは第８図に示される如き特性となる。この特性は
第６図に示すような周波数特性より得ることができる。

本発明の一実施例によれば、カスケードの状態に応じて
、―筒針のゲインを設定するので、常に最適な応答を得
ることができるようになる。

第９図は、本発明の他の実施例を示すもので、第７図と
異なるのは調節針のゲインを、偏差の正方向と負方向に
よって異なるものとした点である。

この実施例では、偏差の正方向と負方向によってゲイン
を変えるので、応答性が更に良くなる。

本発明によれば、カスケードの状態によって、制御装置
のゲインを常時最適な値に設定できるので、カスケード
の状態によらず常に最適な応答を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

＃Ｉ１図はカスケードの配管網を模式的に表わした図、
第２図はカスケードの一例を示した図、第３図はカスケ
ード制御系の構成図、＠４図はカスケードのステップ応
答を示した図、第５図は遠心機流量と分流率の関係を示
した図、第６図はカスケードの周波数特性を示した図、
第７図はカスケード制御装置の構成図、第８図はヘッダ
圧力とゲインの関係、第９図はカスケード制御装置の構
成図である。 ＩＩ・・・１段分離要素、２Ｉ・・４段フィードヘッダ
、３Ｉ・・４段プロダクトヘッダ、４ビ・・１段ウェス
トヘッダ、５・・・原料供給管、１１・・・カスケード
、１２・・・調節弁、２１・・・製品施蓋設定値、２２
・・・製品流ｔ＃ｌ定値、２３・・・圧力・流蓋測足値
、１４３・・・ゲイン設定器。　　　　　　　　　　　
　　　、”−１卜代理人　弁理士　高橋明★／ｉｊ” 悴　　ｌ　　図 第　２　図 Ｃｈｅｔ、　ＥｆＬ＆、　８４．３　、　Ｐ、％（１９
’／’／）４第　３　図 ２１ 第　４　図 詩向　　ワア 第５図 ８ｋｉｌ／、ｉｆ 用浪数 第　７　図 第　８　図　　　７ へツク゛圧力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガス状の同位体を分離する分Ｓ要素多数をカスケー
   ド接続して製品と廃品に分離する同位体分−装置の原料
   供給流量を調節する制御装置において、カスケード内の
   流量・圧力の―ｊ定定直１、製品流量測定値と、製品流
   量設定値と、を入力信号とし、製品流量測定値と製品流
   置設だ値の偏差に基づいて原料供給流量を算出する際の
   パラメータをカスケード内の流量・圧力の測定値に応じ
   て変更する機能を有することを特徴とする適応制御１ｍ
   置。 ２、上記第１項の構成の装置において、製品流量測定値
   と製品流量設定値の偏差に基づいて原料供給流量を算出
   する際のパラメータを、該偏差の符号に応じて変更する
   機能と、カスケード内の流量・圧力の測定値に応じて変
   更する機能と、を有することを特徴とする適応制御装置
   。