JPS63178306A - 注入制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、浄水場等で使用される薬品注入Ｉ制御に好適
な注入制御装置に関する。

（従来の技術） 第８図は従来の薬品注入υ制御装置の構成を示している
。

同図において、１は原水流量計、２は薬品流ｍ計、３は
調節弁、４は水質計、５は調節計、２０は目標薬品注入
流ｍ演算部、３０は混合槽である。

原水流量計１で得られる原水流Ｍと目標薬品注入流ｍ演
算部２０で得られる注入率とを乗じて目標薬品注入流ｆ
ｆ１（＝原水流向×注入率）を求め、調節計５により薬
品流量計２で得られる薬品注入流量が上記目標薬品注入
流量と等しくなるように調節弁３の弁開度を屑減して混
合槽３０へ薬品が注入される。

また、この従来例では、水質計４で得られた薬品注入後
の水質と目標水質との偏差から注入率補正量が目標薬品
注入流量演算部２０で求められている。

目標薬品注入流量演算部２０は、模擬プロセス静特性部
の逆数部（ＫＯ、以下、静特性逆数部という）６と、模
擬プロセス動特性部（Ｇｃ　　（Ｓ）、以下、動特性部
という）７とを備え、補完フィードバックにより以下の
ようにして薬注接水質が目標水質となるように制御され
ている。

すなわち、水質計４で得られた薬品注入後の水質と予め
設定された目標水質との偏差から注入率補正量を求め、
この注入率補正量を予め設定されている基本注入率に加
算して補正後の注入率を得、この補正後注入率と原水流
量とを乗じて目標注入流度を得ている。

ここで、プロセスの伝達関数の静特性部（静態ゲイン）
をＫｐ、動特性部（動態ゲイン）をＧｐ（Ｓ）とすると
、Ｋｃ　＝ＫＩ）、ＧＯ（Ｓ）＝Ｇｌ）（Ｓ）と設定さ
れていると、上記水められた注入率補正量により薬注接
水質が変化して偏差が減少するが、その減少分相当だけ
、動特性部７の出力が増加して注入率補正量は不変に保
たれる。従って注入率補正量としては、開回路制御のよ
うな応答性が得られ、薬注制御のようなむだ時間要素の
大きいものには有効な手段である。

しかしながら、上記従来の薬品注入制御装置にありては
、次のような問題点があった。すなわち、原水流量の変
化に伴ない、上記動態ゲインＧｐ（Ｓ）も変化するので
、模擬動態ゲインＧＯ（Ｓ）が固定の場合には、Ｇｃ　
　（Ｓ）＝Ｇｐ　　（Ｓ）でなくなり、制御応答性が悪
化する。

従って、原水流量が零になると永久に偏差が残り、補正
後注入率が無限大に発散してしまう。

さらに、上記従来例では原水流量に基づいて偏差分を補
正しているが、混合１２０に残留する分については原水
流量にもとづく補正ではカバーできず、ｉ制御性が悪い
。

（発明が解決しようとする問題点） このように、上記従来の薬品注入制御装置にあっては、
制御応答性が悪く、原水流量が零の場合の制御や混合槽
の残留分の補正ができないという問題点があった。

本発明は上記問題点に基づいてなされたものであり、そ
の目的は、原料の供給滝壷に影響されることのない制御
応答性の高い注入制御￥７Ｎ置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明は、原料と注入物と
の混合後の混合比率を検出し、混合比率と目標比率との
偏差に基づいて注入物の注入率補正ｍを求め、注入率補
正ｍを予め設定され′た基本注入率に加算して補正後注
入率を求め、補正後注入率と原料の供給添置とを乗算し
て目標注入物流量を求め、目標注入物流量により原料に
混合される注入物制御を行う装置において、 上記偏差または注入率補正量から補正注入物量を求め、
補正注入物量を補正注入物流量に変換し、補正注入物量
を上記目標注入物流量に加算して更正することを特徴と
する。

（作用） 本発明では、混合比率と目標比率との偏差、またはこの
偏差から求められる注入率補正量から補正注入物流ｍが
求められており、この補正注入物量を補正注入物流量に
変換して目標注入物流量に加算することにより目標注入
物流量が更正されている。

（実施例） 第１図は本発明に係る装置の一実施例の構成を示してい
る。

図示のように、混合Ｉ！３０には原水流量計１を介して
原水が供給され、また、薬品流量計２及び調節弁３を介
して薬品が注入されている。また、混合槽３０の流出側
には薬品注入後の水質を測定する水質計４が設けられて
いる。そして、検出された原水流量及び測定水質（薬注
接水質）は目標薬品注入流量演算部２０へ供給されてい
る。また、検出された薬品流最は調節計５に供給されて
いる。

目標薬品注入流量演算部２０は、薬品注入後の混合槽３
０の水質が目標水質と等しくなるようにするために注入
率を可変制御するとともに、原水流量とは無関係にすな
わち、原水５１量が零の場合や混合槽３０の残留分を補
正するために薬品供給量を可変υ制御できるようになっ
ている。

このために、目標薬品注入流量演算部２０は、前記測定
水質（薬注接水質）と目標水質との偏差をとり、この偏
差から補正薬品量を求める模擬プロセス静特性逆数部６
及び模擬プロセス動特性部７と、求められた補正薬品量
を入力して注入率補正量に換算して出力する換算器８と
、同じく補正薬品量を入力して補正薬品流量に変換して
出力する変換・回路９とを備えている。

前記模擬プロセス静特性逆数部６と模擬ブ０セス動特性
部７は注入設備を含んだプロセス伝′ａ関数を模擬的に
設定する部分で、サンプルＰ動作等により目標水質と薬
注水質との偏差が零になるように補正薬品量を求めてい
る。

この補正薬品ｍは目標水質が変更される以前に混合槽３
０に流入した原水と薬品との混合の滞留分を変更後の目
標水質にするのに必要とする薬品容量を基準に決定され
る。すなわち、この補正薬品量だけの薬品を混合槽３０
に注入すれば、原水流量が零でも混合槽３０の滞留分の
水質を目標水質にすることができる。この補正薬品量は
変換回路９を介して補正薬品流量に変換されて供給され
る。

第２図に変換回路９の例を示す。

第２図（△）〜（Ｃ）の３例は同一のものを表現を変え
て構成したものである。また、同図（Ｄ）は流ｆｆｌｘ
時間＝容闇のプログラムをメモリ内に設定しておき、容
量（入力）から流Ｒ（出力）をプログラム制御により得
る構成である。さらに、同図（Ｅ）は実流量を入力にフ
ィードバックさせて構成したもので、より正確な補正薬
品流量値を得ることができる。

前記注入率補正量は予め設定された基本注入率に加算さ
れて補正後注入率とされ、この補正後注入率が乗算器１
１で検出原水流量に乗ぜられている。

この乗算器１１の出力は薬品注入流山の比例弁であり、
本実施例では、この薬品注入流口の原水流ｍ比例弁に前
記補正薬品流量が加算されて目標薬品注入流量が求めら
れている。

求められた目標薬品注入流量は調節計５に供給されてい
る。そして、この調節計５で目標薬品注入流量と薬品流
量計２で検出された薬品注入流山の偏差分が求められ、
この偏差分に比例した弁開度になるように調節弁３が制
御されている。

次に上記実施例の作用を説明する。

まず、原水に対しある注入率で薬品が注入されており、
混合槽３０が目標水質を保持している定常状態の場合、
水質計４の検出値と目標水質の間に偏差がないため、混
合槽３０への既流入分の原水と薬品との混合水に薬品が
追加されることはない。

また、このとき、一定の注入率補正ｍが得られており、
これが基本注入率と加算されて最適注入率としての補正
注入率が求められている。但し、原水に基本注入率で薬
品を注入している状態で目標水質が得られている場合は
注入率補正量は零である。

そして、乗算器１１でこの最適注入率と原水流量とが乗
じられてその時の原水流量に対する薬品注入流量が求め
られ、補正薬品流山が零なので、そのまま目標薬品注入
流量として調節計５に出力され、これにより薬品流山が
前記目標薬品注入流Ｉとなるように［１弁３が制御され
る。

このため、その襖流入する原水に対し最適注入率で薬品
が注入される。原水流山が変化してもそれに比例して薬
品流量が変化するので混合槽３０内の混合水質は目標水
質を維持する。

この状態から何らかの原因で水質計４の検出水質が目標
水質からずれた場合、模擬プロセス部６゜７では検出水
質と目標水質の偏差に対応した補正薬品量が求められる
。そして、変換回路９を介して補正薬品流量が求められ
る。

一方、換算器８では補正薬品間から注入率補正量が求め
られ、基本注入率と加算され補正注入率が求められる。

そして、乗算器１１で補正注入率に原水流量が掛は合わ
されて原水流量比例弁の薬品注入流山が求められる。

上記補正薬品流量は原水流量比例弁の薬品注入流ｍに加
粋されて目標薬品注入流ｍとして調節計５に出力され、
薬品ｙｔｍが制御される。但し、目標注入流量が負のと
きは零として扱われる。

このように、原水流量の大きさとはｓ関係に水質偏差に
対応した薬品量を求め、この補正薬品量から補正薬品流
量が求められて混合［３０に既流入分の混合水の水質補
正がなされるので、水質制御の応答性が原水流量に影響
されず、原水流量が小さい場合でも速やかに補正が行な
われる。従って、原水流ｍが零になっても薬品流量補正
層が正の場合は既流入分の混合水は有る時間内に確実に
目標水質とされる。

また、混合槽３０に既流入分の水質は前記薬品注入流量
補正量によって速やかに目標水質に修正されていくが、
これに伴って迅速に最適化されていく注入率でその後の
流入原水に対し薬品を注入することができ、新たな流入
部についても速やかに目標水質となっていく。従って、
混合槽３０に既流入分の水質に対する偏差修正動作をほ
とんど妨げることがなく、制御応答が早くなる。

このようにして混合槽３０の水質が目標水質に近づくと
補正注入率も最適値に近づいて行き、目標水質が得られ
たところで最適注入率となる。

その後は、目標水質となっている混合水槽３０に、ある
昂の原水が流入するとそれに比例して最適注入率により
薬品も注入されるので混合槽３０の水質は目標水質を維
持する。

第３図は本発明の第２実施例の構成を示している。

本実施例では、目標水質と薬注後水質との偏差から模擬
プロセス部６，７により、先ず、注入率補正量が求めら
れ基本注入率に加算されるとともに、この注入率補正率
から換算器８を介して補正薬品量が求められている。こ
の補正薬品ｍは変換回路９を介して補正薬品流量に変換
され、薬品注入５１ｍの原水流ω比例弁と加算されて目
標薬品注入流量が求められている。

このように構成しても前記第１実施例と全く同様の効果
を呈する。

第４図は本発明の第３実施例の構成を示している。

本実施例では、模擬プロセス動特性部７の引出し点を変
更して変換回路９の出力を引出し点とし、補正薬品流、
量を積分器１０を介して積分した後、模擬プロセス動特
性部７に供給している。

このように構成することにより、前記第１実施例の効果
に加えて、模擬プロセス動特性部７は変換回路９の特性
を加味することなく構成できるので、この動特性部７の
構成が簡単化されるという効果を呈する。

第５図は本発明の第４実施例の構成を示している。

本実施例は、第４図の第３実施例の変換回路９として第
２図（Ｅ）に示した構成例を採用して整理したもので、
装置構成が簡単化されるとともに、実８ｉ量がフィード
バックされるので、より正確な補正薬品流Ｍを求めるこ
とができる。

第６図は本発明の第５実施例の構成を示している。

本実施例は、模擬プロセス静特性逆数部６の出力を積算
器１３を介してを積算し、補正薬品量を求めるように構
成したもので、前記第１実施例と同様の効果を呈する。

第７図は本発明の第６実施例の構成を示したものである
。

本実施例は、薬注制御の開始時等において混合槽３０内
の水が原水のままの無薬注状態である場合等、目標水質
と測定水質との偏差が大きすぎる場合における制御性を
考慮したもので、かかる状態においては前記注入率補正
弁を零とし、基本注入率を補正しない構成を採っている
。

このため、本実施例では切換えスイッチ１５を設け、目
標水質と測定水質との偏差が大きすぎ、求められた注入
率補正弁が所定値以上であるときには、切換えスイッチ
１５ど切換えて注入率補正弁を零としたものである。

これにより、前記各実施例において、制御開始時等の過
渡的な過補正を防止できる。

なお、本実施例では切換えスイッチ１５を使用注入率補
正分を零とするように構成してもよい。

また、以上の各実施例において、原水水質等の諸国子を
考量して注入率を補正するフィードフォワード制御を併
用すれば、より一層制御性を向上できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、原料供給流量とは
無関係に注入物が供給されるので、原料供給流量の変化
に影響されることなく　１ｉｌＪ　ｉｌｌ応答性が良好
な注入制御Ｉ装装置提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す構成図、第２図（Ａ
）〜（Ｅ）は本発明の使用される変換回路の一例を示す
構成図、第３図〜第７図は本発明の他の実施例を示す各
構成図、第８図は従来例の構成図である。 １・・・原水流量計 ２・・・薬品流量計 ３・・・調節弁 ４・・・水質計 ５・・・調節計 ６・・・模擬ブＯセス静特性逆数部 ７・・・模擬プロセス動特性部 ８・・・換算器 ９・・・変換回路 ２０・・・目標薬品注入流量演算部 ３０・・・混合槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料と注入物との混合後の混合比率を検出し、混
   合比率と目標比率との偏差に基づいて注入物の注入率補
   正量を求め、注入率補正量を予め設定された基本注入率
   に加算して補正後注入率を求め、補正後注入率と原料の
   供給流量とを乗算して目標注入物流量を求め、目標注入
   物流量により原料に混合される注入物制御を行う装置に
   おいて、上記偏差または注入率補正量から補正注入物量
   を求め、補正注入物量を補正注入物流量に変換した後、
   補正注入物流量を上記目標注入物流量に加算して更正す
   ることを特徴とする注入制御装置。