JP3540627B2 - Distributing valve control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振り分け弁制御装置に係り、加圧された流体流入部に設置された第1の弁と前記流体流入部から流体が流入する複数の分岐した低圧の流体流出部の各々に設置された複数の第2の弁の各々の弁を制御する振り分け弁制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、上水道プラントにおいては、図10に示すように、薬品注入機6から注入管3を介して、注入地点2に薬品を注入する。このとき、薬品注入機6には注入を行うために必要な圧力が加圧ポンプ1によって与えられている。注入地点2における薬品注入率は、一定に保つ必要がある。したがって、注入地点2の流量変化に応じて、薬品濃度を変更しなければならない。また、薬品濃度を変更する場合、注入管路長に起因する注入遅れを回避するために、補水弁V4によって一時的に流量Qの増減を行う。
【0003】
これにより、管理者は、水質を監視しながら、薬品の注入率を決定し、必要な量の薬品を適宜、注入することができる。薬品の注入を行うために、図11に示すような流量Qを目標流量Qrに自動的に制御する弁制御が行われている。
【0004】
弁V4には、弁制御部10が設けられている。弁制御部10内にはPI制御演算部12と弁V4を駆動する駆動制御部11が組み込まれている。弁制御部10は、流量計5で検出された注入管3の流量Qが目標流量Qrになるように弁V4の開度UをPI制御演算部12によって自動制御する。
【0005】
このように構成された図11に示す弁制御装置10の動作を図12に示すグラフで説明する。目標流量Qrを時間0秒において30m3/hから60m3/hへ変更した場合に、その後の流量Qの変化を示している。流量QがPI制御によって目標流量に制御されていることがわかる。この場合、約50秒後に目標流量に達する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図13に示すように薬品注入地点が複数存在する場合、注入管を途中で分岐させて薬品を注入する必要がある。このとき薬品注入点102,103における水量が異なる場合、それぞれ注入すべき薬品の量を変えなければならない。これは振り分け弁VA106、VB107を操作することによって実施できる。
【0007】
ところが、このように複数に分岐した管路の場合、どれか1つの弁を操作すると、他の全ての管の流量が変動してしまう。つまり、単に注入地点の振り分け量を変更しようとして振り分け弁を操作すると、全体の流量Qまでもが変動してしまい、結果として正しい振り分けを行うことができない。
【0008】
また、振り分け弁VA106、VB107によって1:2の流量比で振り分けを行っている最中に流量Qを2倍に変更した場合、それぞれの弁に特性があるので1:2の流量比に保たれない。このように、流量の異なる複数の薬品注入地点において、与えられた薬品注入率を一定に保つことは、それぞれの弁の操作が流量の変動要因となるため適正な制御を行うことができなかった。
【0009】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、複数に分岐した管路の流量をそれぞれの管路に設置した振り分け弁を操作して振り分け、流入側の弁により振り分け弁うぃ操作することにより生じる流体流入部に流入する流体の流入量の変動を抑制することにより、必要な流入流量を分岐先に適切に振り分けることを可能にする振り分け弁制御装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の第1の発明は、加圧された流体流入部に設置された第1の弁と前記流体流入部から流体が流入する複数の分岐した低圧の流体流出部の各々に設置された複数の第2の弁の各々の弁を制御する振り分け弁制御装置において、前記流体流入部に流入する流体の第1流入量と前記第1の弁の第1弁開度を検出する第1物理量検出部と、前記第1物理量検出部で検出される第1流入量が所定の第1目標流量となるように前記第1弁開度を操作するための第1操作量を演算する第1制御演算部と、前記第1制御演算部で演算した前記第1操作量に基づいて前記第1の弁を駆動する第1弁駆動制御部と、複数の前記流体流出部に流入する流体の各々の第2流入量と複数の前記第2の弁の各々の第2弁開度を検出する第2物理量検出部と、前記第2物理量検出部で検出される各々の前記第2流入量が所定の各々の第2目標流量となるように各々の前記第2弁開度を操作するための各々の第2操作量を演算する第2制御演算部と、前記第2制御演算部で演算した複数の前記第2操作量の大きさを互いに比較し、複数の前記第2の弁のうちの操作を実行する操作弁を判定する操作弁判定部と、前記操作弁判定部で判定した前記操作弁に対応する前記第2操作量に基づいて前記第2の弁を駆動する第2弁駆動制御部と、を備え、前記第2操作量が正の値をとることは対応する前記第2の弁の前記第2弁開度がより開く方向に操作されることを示す場合において、前記操作弁判定部は、複数の前記第2操作量の中の最大値が正の値であるか否かを判定し、前記最大値が正の値である場合に前記最大値をとる前記第2の弁を前記操作弁として判定し、前記最大値が正の値でない場合に複数の前記第2操作量の中の最小値をとる前記第の2弁を前記操作弁として判定することを特徴とする。
【0011】
第1の発明において、第1制御演算部によって第1物理量検出部で検出される第1流入量が所定の第1目標流量となるように第1弁開度を操作するための第1操作量を演算し、第1弁駆動制御部によって第1制御演算部で演算した第1操作量に基づいて第1の弁を駆動する。一方、第2制御演算部によって第2物理量検出部で検出される第2流入量が所定の第2目標流量となるように前記第1弁開度を操作するための第2操作量を演算し、操作弁判定部によって複数の第2の弁のうちの操作を実行する操作弁を判定し、第2弁駆動制御部によって操作弁判定部で判定した操作弁に対応する第2操作量に基づいて第2の弁を駆動する。
【0012】
第1の弁と第2の弁とを個別に制御することが可能であるので、流体流入部に流入する流体の流量を第1目標流量に制御できるとともに、複数の分岐した流体流出部の各々に流入する流体の流量を各々の第2目標流量に制御することが可能になる。
また、操作弁判定部は、複数の第2の弁のうち、最も操作効果の大きいものを操作弁として判定する。操作弁判定部は第2操作量の最大値が正であるか否かを調べて操作弁を判定し、第2の弁の開度を開き側を主体として制御するようにしたことにより、必要な流量を確保し、かつ安定した制御応答をもって振り分けることができる。
【0013】
本願の第2の発明は、加圧された流体流入部から流体が流入する複数の分岐した低圧の流体流出部の各々に設置された複数の第2の弁の各々の弁を制御する振り分け弁制御装置において、複数の前記流体流出部に流入する流体の各々の第2流入量と複数の前記第2の弁の各々の第2弁開度を検出する第2物理量検出部と、前記第2物理量検出部で検出される各々の前記第2流入量が所定の各々の第2目標流量となるように各々の前記第2弁開度を操作するための各々の第2操作量を演算する第2制御演算部と、前記第2制御演算部で演算した複数の前記第2操作量の大きさを互いに比較し、複数の前記第2の弁のうちの操作を実行する操作弁を判定する操作弁判定部と、前記操作弁判定部で判定した前記操作弁に対応する前記第2操作量に基づいて前記第2の弁を駆動する第2弁駆動制御部と、を備え、前記第2操作量が正の値をとることは対応する前記第2の弁の前記第2弁開度がより開く方向に操作されることを示す場合において、前記操作弁判定部は、複数の前記第2操作量の中の最大値が正の値であるか否かを判定し、前記最大値が正の値である場合に前記最大値をとる前記第2の弁を前記操作弁として判定し、前記最大値が正の値でない場合に複数の前記第2操作量の中の最小値をとる前記第の2弁を前記操作弁として判定することを特徴とする。
【0014】
第2の発明において、第2制御演算部によって第2物理量検出部で検出される第2流入量が所定の第2目標流量となるように前記第1弁開度を操作するための第2操作量を演算し、操作弁判定部によって複数の第2の弁のうちの操作を実行する操作弁を判定し、第2弁駆動制御部によって操作弁判定部で判定した操作弁に対応する第2操作量に基づいて第2の弁を駆動する。流体流入部へ流入する流体の流量の変動が大きく生じない場合や流体流入部へ流入する流体の流量の変動が生じても支障がない場合には、第1の弁を個別に制御することなく第2の弁を制御することで十分である。
また、操作弁判定部は、複数の第2の弁のうち、最も操作効果の大きいものを操作弁として判定する。操作弁判定部は第2操作量の最大値が正であるか否かを調べて操作弁を判定し、第2の弁の開度を開き側を主体として制御するようにしたことにより、必要な流量を確保し、かつ安定した制御応答をもって振り分けることができる。
【0015】
本願の第3の発明は、前記第2物理量検出部で検出される各々の前記第2流入量に応じて、複数の前記流体流出部に流入する流体の各々の前記第2目標流量を設定する目標流量演算部をさらに備えることを特徴とする。
【0016】
第3の発明において、目標流量演算部によって、第2物理量検出部で検出される各々の第2流入量に応じて各々の第2目標流量を設定することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【0020】
図1に、本発明の振り分け弁制御装置の一実施の形態の概略構成を示す。図1に示す振り分け弁制御装置は、ポンプ1で加圧された流体流入部51とその流路3に設置された流入弁4の開度を調節することによって流体流入部51からの流入量Qを目標流量Qrに制御し、流体流入部51の下流側で2カ所以上の低圧の流体流出部52a、52bに設置された弁23a、23bの開度を調節することによって、流体流出部52a、52bへの流出量QA、QBを目標流量QAr、QBrに制御するものである。
【0021】
図1に振り分け弁制御装置は弁制御装置115、116を備えている。
【0022】
弁制御装置115は、弁V4を駆動する弁駆動制御部110と、流体流入部51に流入する流体の流入量Qと弁V4の開度Uを検出する物理量検出部108と、物理量検出部108にて検出された流入量が流体流入部51の所定の目標流量Qrになるように弁駆動制御部110への操作量△Uを送出する制御演算部112を備えている。
【0023】
弁制御装置116は、流体流出部52a、52bに設置された流出弁VA23a、VB23bを駆動する弁駆動制御部111と、流体流入部51から流体流出部52a、52bへ流出する流体の流出量QA、QBと各弁VA23a、VB23bの開度UA、UBを検出する物理量検出部109と、物理量検出部109にて検出された各々の流出量が流体流出部52、53の各々への目標流量QAr、QBrになるように弁駆動制御部11への操作量△UA、△UBを演算する制御演算部113と、制御演算部113による演算結果から操作すべき操作弁を判定する操作弁判定部114とを備えている。
【0024】
操作弁判定部114は、制御演算部113によって求められた弁操作量△UA、△UBの最大値が正の場合、その弁を操作対象弁(操作弁)とし、弁操作量△UA、△UBの最大値が正でない場合、操作量△UA、△UBの最小値を求め、その弁を操作対象弁(操作弁)とする。
【0025】
図1に示す振り分け弁制御装置においては、ポンプ1によって加圧された流体流入部51から低圧の流体流出部52a,52bへ至る流路3には、弁V4、振り分け弁VA23a、VB23bが設置され、各弁の開度U、UA、UBは物理検出部108,109にて検出される。また、各弁V4、VA23a、VB23bは、弁駆動制御部110、111にて駆動制御される。そして、制御演算部112は、物理検出部108にて検出された流量Q(流入量)が目標流量Qrになるように弁駆動制御部110へ操作量△Uを送出する。
【0026】
制御演算部113は、物理検出部109にて検出された流量QA、QBが目標流量QAr、QBrになるように弁駆動制御部110へ操作量△UA、△UBを送出する。ただし、操作弁判定部114は、弁開度UA、UB、操作量△UA、△UBを用いて操作すべき振り分け弁を決定する。
【0027】
例えば、振り分け弁による振り分け流量比QA:QBを1:1から1:2に変更しようとした場合、振り分け弁VA23aによる目標流量QArは減少、振り分け弁VB23bによる目標流量QBrは、増加となるよう弁を操作しなければならない。しかし、どちらか一方の弁を操作すると、他方にもその影響が現れるので、適切に操作すべき弁を判定し、振り分け弁を操作するようにする。また、振り分け弁VA23aまたは振り分け弁VB23bを操作すると、同時に、流入流量Qも変動してしまい、振り分け弁による目標流出流量であるQAr、QBrを満たすことができなくなる恐れがある。ところが、本発明によれば、弁V4は、目標流量Qrを満たすように制御されるので、最終的に振り分け弁による目標流出流量QAr、QBrを満たす制御が可能となる。
【0028】
図2は、図1に示す振り分け弁制御装置をさらに説明するための概略構成図である。図2に示す振り分け弁制御装置においては、ポンプによって加圧された流体流入部51と分岐した流出部52a、52bの間は管路3で接続されている。また、流入部51には、弁V4と流入する水の単位時間当たりの流入量Qを検出する流量計5が設置されている。流出部52a、52bには、振り分け弁VA23a、VB23bと振り分け後の流出する水の単位時間当たりの流出量QA、QBを検出する流量計24a、24bが設置されている。流量計24a、24bは、物理量検出部109を構成する。
【0029】
弁V4には弁制御装置115を構成する弁制御部10が接続され、振り分け弁VA23aには弁制御措置116を構成する弁制御部20aが接続され、振り分け弁VB23bには弁制御装置116を構成する弁制御部116bが接続されている。弁制御部10内には、PI制御演算部12と弁V4を駆動する駆動制御部11が組み込まれ、弁制御部20a、20b内には、PI制御演算部22a、22bと各振り分け弁VA23a、VB23bを駆動する駆動制御部21a、21bとが組み込まれている。
【0030】
なお、実施例のPI制御演算部22a、22bには、各振り分け弁VA23a、VB23bの実際の開度UA、UBに応じてゲインが変化するゲイン・スケジューリング式PI制御演算部22a、22bが採用されている。このようなゲイン・スケジューリング式PI制御演算部を用いることによって弁開度−弁抵抗特性の非線形特性が補正される。
【0031】
そして、PI制御演算部12は、流量計5で検出された流入量Qが目標流量QrになるようにPI制御演算を実行して、弁に対する操作量△Uを駆動制御部11へ送出する。
【0032】
また、PI制御演算部22aは、流量計24aで検出された流出量QAが目標流量QArになるようにPI制御演算を実行して、振り分け弁VA23aに対する操作量△UAを駆動制御部21aへ送出する。同様にPI制御演算部22bは、流量計24bで検出された流出量QBが目標流量QBrになるようにPI制御演算を実行して、振り分け弁VB23bに対する操作量△UBを駆動制御部21bへ送出する。
【0033】
また、操作弁判定部114は、各振り分け弁VA23a、VB23bの操作量△UA、△UB、開度UA、UBから操作すべき振り分け弁を決定する。したがって、複数の干渉関係にある弁の中で、ここで決定した振り分け弁のみが操作される。
【0034】
以上説明したように目標流出流量QAr、QBrが変化した場合に、振り分け弁VA23a、VB23bの開度を操作することによって、流出流量を目標に近づけることができる。
【0035】
また、振り分け弁開度VA23a、VB23bを操作することによって生じる流入流量Qの増減は、弁V4の開度を操作することによって、流入流量を目標に近づけることができる。
【0036】
したがって、1つの管路が途中で複数に分岐し、分岐した管路の流量を弁によって振り分ける振り分け弁制御において、安定した制御応答を得ることができる
【0037】
図3は、図2に示す装置において目標流入流量Qrを変更した場合の制御応答を示すグラフである。目標流入流量Qrを100秒に30m3/hから60m3/hに変更している。振り分け弁開度UA、UBは流入流量の変動に応じながら、振り分け流量比を8:7に保つように、弁開度UA、UBを変更することによって、安定した制御が実現されている。
【0038】
図4は、図2に示す装置において、目標流出流量QAr、QBrを変更した場合の制御応答を示すグラフである。目標流出流量QArを50秒に30m3/hから28m3/h、650秒に25.7m3/hに変更している。振り分け弁開度UA、UBを変更し、かつ流入流量の変更に対し、弁開度Uを変更することによって、安定した制御が実現されている。
【0039】
また、本実施の形態では、弁V4を制御するためにPI方式の制御演算部12を採用し、振り分け弁VA23a、VB23bを制御するためにゲインスケジューリング式PI方式の制御演算部22a、22bを採用したが、それぞれPID方式、ゲインスケジューリング式PI方式、I−PD方式、2自由度PID方式の制御演算部を採用してもよい。
【0040】
図8は、図2に示す装置における操作弁判定部114のフローチャートを表している。
【0041】
操作弁判定処理部25は、各振り分け弁VA23a、VB23b…Vn23nの操作量△UA、△UB…△Unを受け取り、フローチャートに示す処理により操作すべき振り分け弁を決定する。
【0042】
そのためにまず、操作量の最大値△UMAXを求める(2001)。次に、求められた操作量△UMAXが正の場合(開方向動作)か否かを判断し(2002)、△UMAXが正の場合には、操作量が△UMAXとなる弁を操作対象とする(2003)。求められた操作量△UMAXが負の場合(閉方向動作)(2002)には、操作量の最小値△UMINを求め(2004)、操作量が△UMINとなる弁を操作対象とする(2005)。求められた分以外は、操作対象としない。
【0043】
さらに、本実施の形態では流出部が2カ所である場合を示したが、3カ所以上の流出部を持つ場合にも同様に対処することができる。
【0044】
図5は、分岐先が3カ所以上の流体流出部52a、52b・・52nである場合の概略構成図である。この場合も同様に振り分け制御を行うことができる。
【0045】
図6は、他の実施の形態を示す概略構成図である。加圧された流体流入部が高台の池101によって代用される場合を示し、注入機が無い場合を示している。この場合も同様に振り分け制御を行うことができる。
【0046】
図7は、さらに他の実施の形態を示す振り分け弁制御装置を示す概略構成図である。図7に示す装置は、低圧の流体流出部の流量計201、202と各低圧流体流出部の流量からそれぞれの流出部52a、52bに振り分けるべき流量目標値QAr、QBrを計算する目標流量演算部203を備えている。
【0047】
図7に示す装置によると、流体流出部52a、52bの流量に応じて、自動的に振り分け流量目標値QAr、QBrを決定することができる。
【0048】
図9は、さらに他の実施の形態を示す振り分け弁制御装置を示す概略構成図である。図9に示す装置は、図2に示す弁V4、弁制御装置115を備えていない振り分け弁制御装置である。この装置では、振り分け弁23a,23bの操作により流体流入部51の流入流量Qに変動が発生してしまうが、振り分け弁23a,23bによる流入流量変動が少ない場合、あるいは、振り分け弁23a,23bによる流入流量変動が多少あってもプラントに支障をきたさない場合に、有効である。この場合、振り分け弁制御装置の装置構成を簡単にすることができる。
【0049】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、分岐した管路の流量をそれぞれの管路に設置した振り分け弁23a,23bを操作して振り分け、振り分け弁23a,23bを操作することによる流体流入部51の流入流量Qの変動を流入側の弁V4により抑制することにより、必要な流入流量Qを分岐先2a,2bに適切に振り分けることができる。
【0050】
また、弁V4とVA23a、VB23b…Vn23nとの制御を独立して行え、プロセス上は干渉し合うV4とVA23a、VB23b…Vn23nとが独立に制御でき、調整を容易に行うことができる。
【0051】
また、目標流量演算部203を備えているので、流量目標値QAr、QBrを自動で決定し流出先2a,2bの流量に応じて、必要な流入流量Qを分岐先に振り分けることができる。
【0052】
また、操作弁判定部114は各振り分け弁VA23a、VB23bの操作量△UA、△UBの最大値が正であるか否かを調べて操作弁を判定し、振り分け弁VA23a、VB23b…Vn23nの開度を開き側を主体として制御するようにしたことにより、必要な流量を確保し、かつ安定した制御応答をもって振り分けることができる。
【0053】
また、振り分け弁VA23a、VB23b…Vn23nの開度変更による流入量変動が問題にならない場合には、振り分け弁VA23a、VB23b…Vn23nの制御のみで、流入流量Qを分岐先2a,2bに適切に振り分けることができる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、流体流入部を流れる流体の流量を適切に制御可能であるとともに、流体流出部から流出した流体を複数の分岐した流体流出部に流量を適切に振り分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の振り分け弁制御装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図2】図1に示す装置を説明する概略構成図。
【図3】図1及び図2に示す装置の一動作特性図。
【図4】図1及び図2に示す装置の他の動作特性図。
【図5】本発明の振り分け弁制御装置の他の実施形態を示す概略構成図。
【図6】本発明の振り分け弁制御装置の他の実施形態を示す概略構成図。
【図7】本発明の振り分け弁制御装置の他の実施形態を示す概略構成図。
【図8】本発明の振り分け弁制御装置の操作弁判定部の動作を示す流れ図。
【図9】本発明の振り分け弁制御装置の他の実施形態を示す概略構成図。
【図10】一般的な上水道プラントを示す模式図。
【図11】従来の流入・流出弁制御装置を示す概略構成図。
【図12】同従来装置の動作特性図。
【図13】振り分け弁制御装置の構成を示す概念図。
【符号の説明】
1 ポンプ
23a、23b…23n 振り分け弁
24a、24b…24n 流量計
108、109 物理検出部
110、111 弁駆動制御部
112、113 制御演算部
114 操作弁判定部
115、116 弁制御装置
201、202 流量計
203 目標流量演算部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distribution valve control device, and is provided at a first valve installed at a pressurized fluid inflow portion and at each of a plurality of branched low-pressure fluid outflow portions into which fluid flows from the fluid inflow portion. And a distribution valve control device that controls each of the plurality of second valves.
[0002]
[Prior art]
For example, in a waterworks plant, as shown in FIG. 10, a chemical is injected from a
[0003]
Accordingly, the administrator can determine the injection rate of the chemical while monitoring the water quality, and can appropriately inject the required amount of the chemical. In order to inject the chemical, valve control for automatically controlling the flow rate Q to the target flow rate Qr as shown in FIG. 11 is performed.
[0004]
A
[0005]
The operation of the thus configured
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when there are a plurality of drug injection points as shown in FIG. 13, it is necessary to split the injection pipe midway and inject the drug. At this time, if the amounts of water at the
[0007]
However, in the case of such a branched pipeline, operating any one of the valves causes the flow rates of all other pipelines to fluctuate. That is, if the distribution valve is operated simply to change the distribution amount of the injection point, even the entire flow rate Q fluctuates, and as a result, correct distribution cannot be performed.
[0008]
Further, when the flow rate Q is changed to twice while the distribution valves VA106 and VB107 perform distribution at a flow ratio of 1: 2, the flow ratio is maintained at 1: 2 because each valve has characteristics. Absent. As described above, at a plurality of chemical injection points having different flow rates, maintaining the given chemical injection rate constant could not perform appropriate control because the operation of each valve would cause a variation in the flow rate. .
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to distribute the flow rate of a plurality of branched pipelines by operating a distribution valve installed in each pipeline, and to distribute the flow by a valve on the inflow side. An object of the present invention is to provide a distribution valve control device capable of appropriately distributing a required inflow flow rate to a branch destination by suppressing a change in an inflow amount of a fluid flowing into a fluid inflow section caused by the above operation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present application is directed to a first valve installed in a pressurized fluid inflow portion and a plurality of branched low-pressure fluid outflow portions into which fluid flows from the fluid inflow portion. In the distribution valve control device that controls each of the plurality of second valves installed in each of the first and second valves, the first inflow amount of the fluid flowing into the fluid inflow portion and the first valve opening degree of the first valve And a first operation amount for operating the first valve opening degree such that the first inflow amount detected by the first physical amount detection unit becomes a predetermined first target flow rate. And a first valve drive control unit that drives the first valve based on the first operation amount calculated by the first control calculation unit; and a plurality of the fluid outflow units. A second valve for detecting a second inflow amount of each of the flowing fluids and a second valve opening of each of the plurality of second valves; Each for controlling the second valve opening degree such that each of the second inflows detected by the second physical quantity detection section becomes a predetermined second target flow rate. A second control operation unit that calculates the second operation amount of the second control operation unit, and compares the magnitudes of the plurality of second operation amounts calculated by the second control operation unit with each other to determine the operation of the plurality of second valves. And a second valve drive control unit that drives the second valve based on the second operation amount corresponding to the operation valve determined by the operation valve determination unit. The operation valve determination is performed in a case where the second operation amount has a positive value, indicating that the second valve opening degree of the corresponding second valve is operated in a direction to open more. The unit determines whether a maximum value among the plurality of second operation amounts is a positive value, and determines that the maximum value is positive. When the value is a value, the second valve that takes the maximum value is determined as the operation valve, and when the maximum value is not a positive value, the second valve that takes the minimum value among the plurality of second operation amounts is determined. Two valves are determined as the operation valves .
[0011]
In the first invention, a first operation amount for operating the first valve opening such that the first inflow amount detected by the first physical quantity detection unit by the first control calculation unit becomes a predetermined first target flow rate. Is calculated, and the first valve is driven by the first valve drive control unit based on the first operation amount calculated by the first control calculation unit. On the other hand, a second operation amount for operating the first valve opening degree is calculated by the second control operation unit so that the second inflow amount detected by the second physical amount detection unit becomes a predetermined second target flow rate. An operating valve for performing an operation of the plurality of second valves is determined by the operating valve determining unit, and based on the second operation amount corresponding to the operating valve determined by the operating valve determining unit by the second valve drive control unit. To drive the second valve.
[0012]
Since the first valve and the second valve can be individually controlled, the flow rate of the fluid flowing into the fluid inflow section can be controlled to the first target flow rate, and each of the plurality of branched fluid outflow sections can be controlled. Can be controlled to the respective second target flow rates.
Further, the operation valve determination unit determines, as the operation valve, a valve having the largest operation effect among the plurality of second valves. The operation valve determination unit determines whether the maximum value of the second operation amount is positive, determines the operation valve, and controls the opening degree of the second valve mainly on the opening side, which is necessary. A flow rate can be secured and the distribution can be performed with a stable control response.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a distribution valve for controlling each of a plurality of second valves installed at each of a plurality of branched low-pressure fluid outlets into which fluid flows from a pressurized fluid inlet. In the control device, a second physical quantity detection unit that detects a second inflow amount of each of the fluids flowing into the plurality of fluid outflow units and a second valve opening degree of each of the plurality of second valves; A second operation amount for calculating each second operation amount for operating each second valve opening degree such that each of the second inflow amounts detected by the physical amount detection unit becomes a predetermined second target flow rate; (2) an operation of comparing the magnitudes of the plurality of second manipulated variables calculated by the second control computation unit with each other and determining an operation valve to execute an operation of the plurality of second valves; A valve determination unit and a second operation amount corresponding to the operation valve determined by the operation valve determination unit. And a second valve drive control unit that drives the second valve, wherein when the second manipulated variable takes a positive value, the second valve opening of the corresponding second valve is further opened. When indicating that the operation is performed in the direction, the operation valve determination unit determines whether a maximum value among the plurality of second operation amounts is a positive value, and the maximum value is a positive value. If the maximum value is not a positive value, the second valve that takes the maximum value is determined as the operation valve, and if the maximum value is not a positive value, the second valve takes the minimum value among the plurality of second operation amounts. A valve is determined as the operating valve .
[0014]
In the second invention, a second operation for operating the first valve opening degree such that a second inflow amount detected by a second physical quantity detection unit by a second control calculation unit becomes a predetermined second target flow rate. The amount is calculated, the operating valve determining unit determines the operating valve that performs the operation of the plurality of second valves, and the second valve drive control unit determines the second operating valve corresponding to the operating valve determined by the operating valve determining unit. The second valve is driven based on the operation amount. If the flow rate of the fluid flowing into the fluid inflow section does not greatly fluctuate, or if the flow rate of the fluid flowing into the fluid inflow section does not interfere, the first valves are not individually controlled. It is sufficient to control the second valve.
Further, the operation valve determination unit determines, as the operation valve, a valve having the largest operation effect among the plurality of second valves. The operation valve determination unit determines whether the maximum value of the second operation amount is positive, determines the operation valve, and controls the opening degree of the second valve mainly on the opening side, which is necessary. A flow rate can be secured and the distribution can be performed with a stable control response.
[0015]
In a third aspect of the present invention, the second target flow rate of each of the fluids flowing into the plurality of fluid outlets is set in accordance with each of the second inflows detected by the second physical quantity detector. It is characterized by further comprising a target flow rate calculation unit.
[0016]
In the third invention, each of the second target flow rates can be set by the target flow rate calculation section in accordance with each of the second inflow rates detected by the second physical quantity detection section.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a distribution valve control device according to an embodiment of the present invention. The distribution valve control device shown in FIG. 1 adjusts the opening degree of the
[0021]
In FIG. 1, the distribution valve control device includes
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
When the maximum values of the valve operation amounts △ UA and △ UB obtained by the
[0025]
In the distribution valve control device shown in FIG. 1, a valve V4 and distribution valves VA23a and VB23b are provided in a
[0026]
The
[0027]
For example, when the distribution flow ratio QA: QB by the distribution valve is to be changed from 1: 1 to 1: 2, the target flow QAr by the distribution valve VA23a decreases and the target flow QBr by the distribution valve VB23b increases. Must be operated. However, when one of the valves is operated, the influence is exerted on the other valve. Therefore, the valve to be operated is determined appropriately, and the distribution valve is operated. Further, when the distribution valve VA23a or the distribution valve VB23b is operated, the inflow flow rate Q also fluctuates, and there is a possibility that the target outflow flow rates QAr and QBr by the distribution valve cannot be satisfied. However, according to the present invention, since the valve V4 is controlled so as to satisfy the target flow rate Qr, it becomes possible to finally control the target outflow flow rates QAr and QBr by the distribution valve.
[0028]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for further explaining the distribution valve control device shown in FIG. In the distribution valve control device shown in FIG. 2, a
[0029]
The
[0030]
Note that the PI
[0031]
Then, the PI
[0032]
Further, the PI
[0033]
Further, the operation
[0034]
As described above, when the target outflow flow rates QAr and QBr change, the outflow flow rate can be made closer to the target by operating the opening degrees of the distribution valves VA23a and VB23b.
[0035]
Further, the increase / decrease of the inflow flow rate Q caused by operating the distribution valve opening degrees VA23a and VB23b can be made to approach the target by operating the opening degree of the valve V4.
[0036]
Accordingly, a stable control response can be obtained in the distribution valve control in which one pipe is branched into a plurality of pipes on the way and the flow rate of the branched pipe is distributed by the valve.
FIG. 3 is a graph showing a control response when the target inflow flow rate Qr is changed in the apparatus shown in FIG. It has been changed to 60m 3 / h the target inflow flow rate Qr from 30m 3 / h to 100 seconds. Stable control is realized by changing the valve opening degrees UA and UB so that the distribution valve opening degrees UA and UB keep the distribution flow ratio at 8: 7 while varying the inflow flow rate.
[0038]
FIG. 4 is a graph showing a control response when the target outflow rates QAr and QBr are changed in the apparatus shown in FIG. The target outflow rate QAr to 50 seconds from 30 m 3 / h to 28m 3 / h, 650 seconds are changed to 25.7m 3 / h. By changing the distribution valve openings UA and UB and changing the valve opening U in response to a change in the inflow flow rate, stable control is realized.
[0039]
Further, in the present embodiment, the PI-based
[0040]
FIG. 8 shows a flowchart of the operation
[0041]
The operation valve determination processing unit 25 receives the operation amounts △ UA, △ UB... △ Un of the respective distribution valves VA23a, VB23b... Vn23n, and determines the distribution valve to be operated by the processing shown in the flowchart.
[0042]
For this purpose, first, a maximum value △ UMAX of the operation amount is obtained (2001). Next, it is determined whether or not the obtained operation amount △ UMAX is positive (opening operation) (2002). If △ UMAX is positive, a valve whose operation amount is △ UMAX is determined as an operation target. (2003). When the obtained operation amount △ UMAX is negative (closing direction operation) (2002), a minimum operation amount △ UMIN is obtained (2004), and a valve whose operation amount is △ UMIN is set as an operation target (2005). ). Except for the calculated amount, it is not set as the operation target.
[0043]
Furthermore, in the present embodiment, the case where the number of outflow portions is two has been described, but the case where there are three or more outflow portions can be similarly handled.
[0044]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram in the case where the branch destinations are three or more
[0045]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment. The case where the pressurized fluid inflow portion is substituted by the
[0046]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a distribution valve control device according to still another embodiment. The apparatus shown in FIG. 7 is a flow rate calculating section for calculating flow rate target values QAr, QBr to be distributed to the
[0047]
According to the device shown in FIG. 7, the distribution flow target values QAr and QBr can be automatically determined according to the flow rates of the
[0048]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a distribution valve control device according to still another embodiment. The device illustrated in FIG. 9 is a distribution valve control device that does not include the valve V4 and the
[0049]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the flow rates of the branched pipelines are distributed by operating the
[0050]
In addition, the valves V4 and VA23a, VB23b... Vn23n can be controlled independently, and V4 and VA23a, VB23b... Vn23n that interfere with each other in the process can be controlled independently, and adjustment can be easily performed.
[0051]
Further, since the target flow
[0052]
The operation
[0053]
If the change in the inflow amount due to the change in the opening degree of the distribution valves VA23a, VB23b,. be able to.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, it is possible to appropriately control the flow rate of the fluid flowing through the fluid inflow section, and to adjust the flow rate of the fluid flowing out of the fluid outflow section to the plurality of branched fluid outflow sections. Can be sorted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a distribution valve control device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an operational characteristic diagram of the device shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is another operating characteristic diagram of the device shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the distribution valve control device of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the distribution valve control device of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the distribution valve control device of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation of an operation valve determination unit of the distribution valve control device of the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the distribution valve control device of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a general water supply plant.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a conventional inflow / outflow valve control device.
FIG. 12 is an operation characteristic diagram of the conventional device.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of a distribution valve control device.
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
前記流体流入部に流入する流体の第1流入量と前記第1の弁の第1弁開度を検出する第1物理量検出部と、
前記第1物理量検出部で検出される第1流入量が所定の第1目標流量となるように前記第1弁開度を操作するための第1操作量を演算する第1制御演算部と、
前記第1制御演算部で演算した前記第1操作量に基づいて前記第1の弁を駆動する第1弁駆動制御部と、
複数の前記流体流出部に流入する流体の各々の第2流入量と複数の前記第2の弁の各々の第2弁開度を検出する第2物理量検出部と、
前記第2物理量検出部で検出される各々の前記第2流入量が所定の各々の第2目標流量となるように各々の前記第2弁開度を操作するための各々の第2操作量を演算する第2制御演算部と、
前記第2制御演算部で演算した複数の前記第2操作量の大きさを互いに比較し、複数の前記第2の弁のうちの操作を実行する操作弁を判定する操作弁判定部と、
前記操作弁判定部で判定した前記操作弁に対応する前記第2操作量に基づいて前記第2の弁を駆動する第2弁駆動制御部と、
を備え、
前記第2操作量が正の値をとることは対応する前記第2の弁の前記第2弁開度がより開く方向に操作されることを示す場合において、前記操作弁判定部は、
複数の前記第2操作量の中の最大値が正の値であるか否かを判定し、
前記最大値が正の値である場合に前記最大値をとる前記第2の弁を前記操作弁として判定し、
前記最大値が正の値でない場合に複数の前記第2操作量の中の最小値をとる前記第の2弁を前記操作弁として判定する
ことを特徴とする振り分け弁制御装置。A first valve installed at a pressurized fluid inlet and a plurality of second valves installed at each of a plurality of branched low pressure fluid outlets into which fluid flows from the fluid inlet; In the distribution valve control device for controlling the
A first physical quantity detection unit that detects a first inflow amount of the fluid flowing into the fluid inflow unit and a first valve opening degree of the first valve;
A first control operation unit that calculates a first operation amount for operating the first valve opening degree such that the first inflow amount detected by the first physical amount detection unit becomes a predetermined first target flow rate;
A first valve drive control unit that drives the first valve based on the first operation amount calculated by the first control calculation unit;
A second physical quantity detection unit that detects a second inflow amount of the fluid flowing into the plurality of fluid outflow units and a second valve opening of each of the plurality of second valves;
Each second operation amount for operating each of the second valve openings such that each of the second inflow amounts detected by the second physical amount detection unit becomes a predetermined second target flow rate. A second control calculation unit for calculating,
An operation valve determination unit that compares the magnitudes of the plurality of second operation amounts calculated by the second control calculation unit with each other and determines an operation valve that executes an operation of the plurality of second valves;
A second valve drive control unit that drives the second valve based on the second operation amount corresponding to the operation valve determined by the operation valve determination unit;
Equipped with a,
In a case where the second operation amount has a positive value, indicating that the corresponding second valve is operated in a direction in which the second valve opening degree is further opened, the operation valve determination unit includes:
Determining whether the maximum value of the plurality of second manipulated variables is a positive value,
When the maximum value is a positive value, the second valve that takes the maximum value is determined as the operation valve,
The distribution valve control device , wherein the second valve that takes the minimum value among the plurality of second operation amounts when the maximum value is not a positive value is determined as the operation valve .
複数の前記流体流出部に流入する流体の各々の第2流入量と複数の前記第2の弁の各々の第2弁開度を検出する第2物理量検出部と、
前記第2物理量検出部で検出される各々の前記第2流入量が所定の各々の第2目標流量となるように各々の前記第2弁開度を操作するための各々の第2操作量を演算する第2制御演算部と、
前記第2制御演算部で演算した複数の前記第2操作量の大きさを互いに比較し、複数の前記第2の弁のうちの操作を実行する操作弁を判定する操作弁判定部と、
前記操作弁判定部で判定した前記操作弁に対応する前記第2操作量に基づいて前記第2の弁を駆動する第2弁駆動制御部と、
を備え、
前記第2操作量が正の値をとることは対応する前記第2の弁の前記第2弁開度がより開く方向に操作されることを示す場合において、前記操作弁判定部は、
複数の前記第2操作量の中の最大値が正の値であるか否かを判定し、
前記最大値が正の値である場合に前記最大値をとる前記第2の弁を前記操作弁として判定し、
前記最大値が正の値でない場合に複数の前記第2操作量の中の最小値をとる前記第の2弁を前記操作弁として判定する
ことを特徴とする振り分け弁制御装置。In a distribution valve control device that controls each of a plurality of second valves installed in each of a plurality of branched low-pressure fluid outflow portions into which fluid flows from a pressurized fluid inflow portion,
A second physical quantity detection unit that detects a second inflow amount of the fluid flowing into the plurality of fluid outflow units and a second valve opening of each of the plurality of second valves;
Each second operation amount for operating each of the second valve openings such that each of the second inflow amounts detected by the second physical amount detection unit becomes a predetermined second target flow rate. A second control calculation unit for calculating,
An operation valve determination unit that compares the magnitudes of the plurality of second operation amounts calculated by the second control calculation unit with each other and determines an operation valve that executes an operation of the plurality of second valves;
A second valve drive control unit that drives the second valve based on the second operation amount corresponding to the operation valve determined by the operation valve determination unit;
Equipped with a,
In a case where the second operation amount has a positive value, indicating that the corresponding second valve is operated in a direction in which the second valve opening degree is further opened, the operation valve determination unit includes:
Determining whether the maximum value of the plurality of second manipulated variables is a positive value,
When the maximum value is a positive value, the second valve that takes the maximum value is determined as the operation valve,
The distribution valve control device , wherein the second valve that takes the minimum value among the plurality of second operation amounts when the maximum value is not a positive value is determined as the operation valve .
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