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JPH04278144A - Turbo freezer and its volume control device - Google Patents

Turbo freezer and its volume control device

Info

Publication number
JPH04278144A
JPH04278144A JP3599391A JP3599391A JPH04278144A JP H04278144 A JPH04278144 A JP H04278144A JP 3599391 A JP3599391 A JP 3599391A JP 3599391 A JP3599391 A JP 3599391A JP H04278144 A JPH04278144 A JP H04278144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water outlet
vane damper
outlet temperature
amount
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3599391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamamoto
高司 山本
Norio Yamamoto
山本 範男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3599391A priority Critical patent/JPH04278144A/en
Publication of JPH04278144A publication Critical patent/JPH04278144A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ターボ冷凍機およびそ
の容量制御装置に係り、特に、ベーンダンパを駆動する
コントロールモータへの指令値をマイクロコンピュータ
(MCU)により演算し、その演算方法にファジィ制御
を応用したターボ冷凍機およびその容量制御装置に関す
るものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a centrifugal chiller and its capacity control device, and in particular, a microcomputer (MCU) calculates a command value to a control motor that drives a vane damper, and the calculation method uses fuzzy control. This invention relates to a centrifugal chiller to which this technology is applied and its capacity control device.

【0002】0002

【従来の技術】従来のターボ冷凍機のベーンダンパの開
度を制御する装置としては、例えば特開昭60−660
76号公報に記載されているように、冷凍機の運転開始
時に外気温度を検出する第1センサの検出温度に基づい
て運転能力を全能力運転か否かを定める判断手段と、運
転開始から所定時間後に被制御温度に係る冷水出口温度
を検出する第2センサと、この第2センサの出力に基づ
いて運転開始時の運転能力を変更する補正手段とを備え
たものが知られている。その補正制御としては、冷水出
口温度が目標温度とかけ離れている状態によって、比例
動作(P動作)、積分動作(I動作)、微分動作(D動
作)など、いわゆるPID制御によりベーンダンパの開
度指令を出力していた。
2. Description of the Related Art As a conventional device for controlling the opening degree of a vane damper of a centrifugal chiller, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-660
As described in Publication No. 76, there is a determination means for determining whether or not the operating capacity is full capacity operation based on the temperature detected by a first sensor that detects the outside air temperature when the refrigerator starts operating, and A device is known that includes a second sensor that detects the cold water outlet temperature related to the controlled temperature after a certain period of time, and a correction means that changes the operating capacity at the start of operation based on the output of the second sensor. As for the correction control, depending on the state where the cold water outlet temperature is far from the target temperature, the opening of the vane damper is commanded by so-called PID control such as proportional operation (P operation), integral operation (I operation), differential operation (D operation), etc. was outputting.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従来の、冷水出口温度
でのPID制御によるベーンダンパの開度制御では、冷
凍機の起動時は、冷水がまだ冷えておらず、冷水出口温
度が目標値とかけ離れているため、P動作およびI動作
が強く効いてしまう。これにより、負荷が小さい場合に
は、ベーンダンパの閉指令が間にあわず冷水出口温度が
目標値より下がり過ぎる場合がある。一般に、ターボ冷
凍機は、冷水出口温度が目標温度より1.5℃低くなる
と主電動機を停止し、冷凍機が停止され、冷水出口温度
が徐々に上昇を始め、目標温度より8℃高くなると、冷
凍機は自動的に運転を再開する自動発停機能を持ってい
る。しかし、一度主電動機を停止すると再起動まで15
分間の時間が必要とされる。また、主電動機は停止から
運転するときの起動電力が多く消費されるとともに、自
動発停を頻繁に行なうことは機械の寿命を縮めることに
なる。
[Problem to be Solved by the Invention] In the conventional vane damper opening control using PID control based on the chilled water outlet temperature, when the refrigerator is started, the chilled water has not yet cooled, and the chilled water outlet temperature is far from the target value. Therefore, the P and I operations are strongly effective. As a result, when the load is small, the vane damper closing command may not be issued in time and the cold water outlet temperature may fall too much below the target value. Generally, in a centrifugal chiller, when the chilled water outlet temperature becomes 1.5 degrees Celsius lower than the target temperature, the main motor is stopped, the chiller is stopped, and the chilled water outlet temperature gradually begins to rise, and when it becomes 8 degrees Celsius higher than the target temperature. The refrigerator has an automatic start/stop function that automatically restarts operation. However, once the main motor is stopped, it takes 15 minutes to restart it.
minutes of time are required. Furthermore, the main motor consumes a large amount of starting power when it is started from a standstill, and frequent automatic starting and stopping shortens the life of the machine.

【0004】そのため、従来のPID制御では、負荷容
量が小さい場合や、負荷変動が激しい場合には、冷水出
口温度がオーバーシュートして自動発停してしまうため
、消費電力、機械寿命の点で問題があった。また、PI
D制御では、PIDの定数を調整する必要があり、現地
試運転により調整員が調整作業を行なわなければならず
、専門の調整員が必要であるという問題があった。
Therefore, in conventional PID control, when the load capacity is small or when load fluctuations are large, the chilled water outlet temperature overshoots and automatically starts and stops, resulting in a reduction in power consumption and machine life. There was a problem. Also, P.I.
In the D control, it is necessary to adjust the constant of the PID, and the adjustment work must be carried out by an adjuster through an on-site test run, and there is a problem in that a specialized adjuster is required.

【0005】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、負荷の変動が激しい場合、あ
るいは負荷が小さい場合の冷凍機の起動時に発生するオ
ーバーシュートによる冷凍機の自動発停を防止し、また
現地での調整作用を必要とせず、消費電力の低減、機械
寿命の延長、および現地調整員の削減を図りうるターボ
冷凍機およびその容量制御装置を提供することを、目的
とするものである。
The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and is aimed at preventing automatic freezing of the refrigerator due to overshoot that occurs when starting the refrigerator when the load fluctuates rapidly or when the load is small. To provide a centrifugal chiller and its capacity control device that can prevent starting and stopping, do not require on-site adjustment, reduce power consumption, extend machine life, and reduce the number of on-site adjustment personnel. This is the purpose.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るターボ冷凍機の構成は、ベーンダンパ
を備えたターボ圧縮機、凝縮器、および蒸発器からなり
、蒸発器を流通する冷水系の温度によってベーンダンパ
の開度を制御するようにしたターボ冷凍機において、前
記蒸発器の冷水出口温度を検出する手段と、その検出出
力による冷水出口温度の変化量、および該冷水出口温度
と目標値との偏差をメンバーシップ関数とし、過去の知
見データによる判断を含めた複数の制御ルールの組合せ
により前記ベーンダンパの開度指令値を演算する手段と
、その開度指令値に従ってベーンダンパの開度を駆動す
るコントロールモータとを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the configuration of a turbo chiller according to the present invention consists of a turbo compressor equipped with a vane damper, a condenser, and an evaporator, and a In a centrifugal chiller in which the opening degree of a vane damper is controlled according to the temperature of a chilled water system, there is provided a means for detecting a chilled water outlet temperature of the evaporator, an amount of change in the chilled water outlet temperature based on the detected output, and a change in the chilled water outlet temperature. Means for calculating the opening command value of the vane damper by using a deviation from the target value as a membership function and a combination of a plurality of control rules including judgments based on past knowledge data, and calculating the opening of the vane damper according to the opening command value. It is equipped with a control motor that drives the.

【0007】また、本発明は、冷水出口温度を検出する
温度センサと、その信号を受けて、目標値との偏差、冷
水出口温度の変化量を演算し、この偏差と変化量を用い
、現地調整員の持つ経験と知識を複数のルールに置き換
えたものの組合せにより、現地調査員の操作を再現する
ことにより、ベーンダンパの開度を制御するものである
。さらに、目標値との偏差、および変位量により制御を
行なうため、急激な負荷の変動にも追従してベーンダン
パの制御が可能となる。
The present invention also provides a temperature sensor that detects the chilled water outlet temperature, receives the signal, calculates the deviation from the target value and the amount of change in the chilled water outlet temperature, and uses the deviation and the amount of change to The opening degree of the vane damper is controlled by reproducing the operations of the field surveyor by combining the experience and knowledge of the adjuster with multiple rules. Furthermore, since control is performed based on the deviation from the target value and the amount of displacement, it is possible to control the vane damper by following sudden changes in load.

【0008】[0008]

【作用】温度センサにより冷水出口温度を検出し、冷水
出口温度の目標値との偏差、および冷水出口温度の単位
時間当りの変化量を演算する。この偏差と変化量をメン
バーシップ関数にとり、現地調整員の経験、知識を制御
ルールとして知識データベースに取り込んだファジィ制
御により、ベーンダンパの開度制御を実施する。したが
って、現地でのPID制御定数の調整などの調整作業が
必要なくなる。また、冷水出口温度の偏差と変化量とは
時々刻々変化するものだが、それを基に制御を実施して
いるため、負荷変動に対する追従性がよく、冷凍機自身
を自動発停させることがなく、主電動機の起動時に必要
とする消費電力を削減し、さらに、機械の寿命を延ばす
ことになる。
[Operation] The temperature sensor detects the chilled water outlet temperature, and calculates the deviation of the chilled water outlet temperature from the target value and the amount of change in the chilled water outlet temperature per unit time. The opening of the vane damper is controlled using fuzzy control, which takes these deviations and changes as membership functions and incorporates the experience and knowledge of local coordinators into a knowledge database as control rules. Therefore, there is no need for on-site adjustment work such as adjusting PID control constants. In addition, although the deviation and amount of change in the chilled water outlet temperature change from moment to moment, since control is performed based on this, it is easy to follow load fluctuations, and the chiller itself does not start or stop automatically. This will reduce the power consumption required for starting the traction motor and further extend the life of the machine.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図5を
参照して説明する。図1は、本発明を適用するターボ冷
凍機の全体構成図、図2は、本発明の一実施例に係るタ
ーボ冷凍機のベーンダンパ開度制御装置のブロック図で
ある。図1において、1は主電動機、2はターボ圧縮機
、3は、圧縮機のインペラ、4は凝縮器、5は蒸発器、
6は、蒸発器5を流通する冷水、7は、凝縮器4を流通
する冷却水、8は、圧縮機入口に設けられたベーンダン
パ、9は、蒸発器5の冷水出口温度を検出する冷水出口
温度センサ、12はマイクロプロセッサ(MCU)、1
3は、ベーンダンパ8の開閉を駆動するコントロールモ
ータである。図2において、9は、前記の冷水出口温度
センサ、10はアナログ/ディジタル(A/D)変換器
、11はタイマ、12は、ベーンダンパの開度指令値を
演算する手段に係るマイクロプロセッサ(MCU)、1
3は、前記のコントロールモータである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a centrifugal chiller to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram of a vane damper opening control device for a centrifugal chiller according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a main motor, 2 is a turbo compressor, 3 is a compressor impeller, 4 is a condenser, 5 is an evaporator,
6 is cold water flowing through the evaporator 5; 7 is cooling water flowing through the condenser 4; 8 is a vane damper provided at the compressor inlet; 9 is a cold water outlet for detecting the cold water outlet temperature of the evaporator 5. Temperature sensor, 12 microprocessor (MCU), 1
3 is a control motor that drives the vane damper 8 to open and close. In FIG. 2, 9 is the cold water outlet temperature sensor, 10 is an analog/digital (A/D) converter, 11 is a timer, and 12 is a microprocessor (MCU) for calculating the opening command value of the vane damper. ), 1
3 is the aforementioned control motor.

【0010】ターボ圧縮機2では、主電動機1によりイ
ンペラ3を高速回転させ、蒸発器5内で発生した冷媒蒸
気を凝縮器4内の圧力まで圧縮する。圧縮過程中に発生
した熱は凝縮器4内を流れている冷却水7により奪われ
、冷媒蒸気は凝縮温度まで冷却され液冷媒となる。この
液冷媒は圧力差により蒸発器5へ流入する。蒸発器5で
冷媒液は器内圧力に相当する沸騰温度で蒸発する。その
際、蒸発器5内を流れる冷水6から熱を奪うため、冷水
6は冷却される。このように、冷媒は冷凍機内において
、蒸発,圧縮,凝縮,減圧の4過程を順次反復して、蒸
発過程において冷水の冷却を行なうものである。冷凍容
量の制御は、ベーンダンパ8の開度で冷媒の量を調節す
ることにより行なわれる。ベーンダンパ8はコントロー
ルモータ13により駆動され、図示しないリンクおよび
ギヤを介して開閉する。
In the turbo compressor 2, the impeller 3 is rotated at high speed by the main electric motor 1, and the refrigerant vapor generated in the evaporator 5 is compressed to the pressure in the condenser 4. The heat generated during the compression process is removed by the cooling water 7 flowing in the condenser 4, and the refrigerant vapor is cooled to the condensation temperature and becomes a liquid refrigerant. This liquid refrigerant flows into the evaporator 5 due to the pressure difference. The refrigerant liquid is evaporated in the evaporator 5 at a boiling temperature corresponding to the internal pressure. At this time, the cold water 6 is cooled in order to remove heat from the cold water 6 flowing in the evaporator 5. In this manner, the refrigerant sequentially repeats the four processes of evaporation, compression, condensation, and depressurization within the refrigerator, and cools the cold water during the evaporation process. The refrigeration capacity is controlled by adjusting the amount of refrigerant by adjusting the opening degree of the vane damper 8. The vane damper 8 is driven by a control motor 13 and opens and closes via links and gears (not shown).

【0011】図2は、ベーンダンパ8を駆動するコント
ロールモータ13を制御する装置を説明する図である。 冷水出口温度を、冷水出口温度センサ9により検出し、
その検出信号をMCU12のA/D変換器10でディジ
タル変換する。この検出温度とタイマ11の機能により
一定時間の冷水出口温度を計算すると共に、その冷水出
口温度と冷水出口目標温度との偏差を計算する。この偏
差と変化量とを基にファジィ制御によりコントロールモ
ータ13への指令を制御することによりベーンダンパ8
の開閉を制御し、冷水出口温度の制御を行なうものであ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a device for controlling the control motor 13 that drives the vane damper 8. As shown in FIG. Detecting the cold water outlet temperature by a cold water outlet temperature sensor 9,
The detection signal is digitally converted by the A/D converter 10 of the MCU 12. Using this detected temperature and the function of the timer 11, the chilled water outlet temperature for a certain period of time is calculated, and the deviation between the chilled water outlet temperature and the chilled water outlet target temperature is calculated. The vane damper 8 is controlled by controlling the command to the control motor 13 by fuzzy control based on this deviation and the amount of change.
This controls the opening and closing of the cold water outlet and controls the temperature of the cold water outlet.

【0012】次に、図3ないし図5を参照してコントロ
ールモータ13の指令値の制御方法を述べる。図3は、
本実施例に用いるメンバーシップ関数を示す線図、図4
は、冷水出口温度の偏差,変化量とベーンダンパの操作
量との制御ルールを示す説明図、図5は、ファジィ制御
によりベーンダンパの開度操作量を求める説明図である
。冷水出口温度の偏差および変化量を次のように定義す
る。冷水出口温度偏差=目標値−冷水出口温度冷水出口
温度変化量=現在冷水出口温度−前回冷水出口温度この
偏差,変化量に対してメンバーシップ関数を図3のよう
に定める。
Next, a method for controlling the command value of the control motor 13 will be described with reference to FIGS. 3 to 5. Figure 3 shows
Diagram showing membership functions used in this example, FIG. 4
5 is an explanatory diagram showing a control rule for the deviation and change amount of the cold water outlet temperature and the manipulated variable of the vane damper, and FIG. 5 is an explanatory diagram for determining the opening manipulated variable of the vane damper by fuzzy control. The deviation and amount of change in chilled water outlet temperature are defined as follows. Chilled water outlet temperature deviation = Target value - Chilled water outlet temperature Chilled water outlet temperature change amount = Current cold water outlet temperature - Previous cold water outlet temperature A membership function is determined for these deviations and changes as shown in FIG.

【0013】はじめに、以下の説明におけるメンバーシ
ップ関数での評価を表わす記号を次のように定義する。 PB:(Positive  Big)  正でかなり
大きい(かなり開く) PM:(Positive  Medium)  正で
大きい(開く) PS:(Positive  Small)  正でや
や大きい(やや開く) ZO:(Zero)  等しい、変化しない(維持する
)NS:(Negative  Small)  負で
やや大きい(やや閉じる) NM:(Negative  Medium)  負で
大きい(閉じる) NB:(Negative  Big)  負でかなり
大きい(かなり閉じる)
First, the symbols representing evaluation by membership functions in the following explanation are defined as follows. PB: (Positive Big) Positive and quite large (quite open) PM: (Positive Medium) Positive and large (open) PS: (Positive Small) Positive and slightly large (slightly open) ZO: (Zero) Equal, no change ( NS: (Negative Small) Negative and slightly large (slightly closed) NM: (Negative Medium) Negative and large (closed) NB: (Negative Big) Negative and quite large (quite closed)

【0014】一般にメンバーシップ関数は、偏差や変化
量の大きい,小さいという人間の感覚を数字で表現する
ものである。例えば、温度偏差が−2.5(deg)で
ある場合、NBに適合する割合は0.5で、NMに適合
する割合も0.5であるとする。すなわち、偏差が−2
.5degである場合はNBとNMとのどちらにも適合
しているとする。偏差のメンバーシップ関数は、図3(
a)に示すように、NB,NM,NS,ZO,PBの5
種類とする。また、変化量のメンバーシップ関数は、図
3(b)に示すように、NB,ZO,PBの3種類とす
る。図3(a)の偏差のメンバーシップ関数で偏差が正
である評価が一つしかないのは、温度が目標値より下が
った場合に、自動発停温度にかからないように、できる
だけ早くベーンダンパを操作するためである。
[0014] In general, a membership function is a numerical representation of the human sense of whether a deviation or amount of change is large or small. For example, when the temperature deviation is −2.5 (deg), the proportion matching NB is 0.5, and the proportion matching NM is also 0.5. That is, the deviation is -2
.. If it is 5 degrees, it is assumed that it is compatible with both NB and NM. The membership function of deviation is shown in Figure 3 (
As shown in a), 5 of NB, NM, NS, ZO, PB
Type. Furthermore, as shown in FIG. 3(b), there are three types of membership functions for the amount of change: NB, ZO, and PB. The reason why there is only one positive deviation evaluation in the deviation membership function in Figure 3(a) is that when the temperature drops below the target value, the vane damper is operated as soon as possible to avoid reaching the automatic start/stop temperature. This is to do so.

【0015】ベーンダンパ開度指令のメンバーシップ関
数を図3(c)のように定める。図3(c)で横軸は現
状の開度指令値に対する操作量を示す。操作量は閉に対
する指令を敏感にするため、開閉の評価を異なったもの
としている。
The membership function of the vane damper opening command is determined as shown in FIG. 3(c). In FIG. 3(c), the horizontal axis indicates the manipulated variable with respect to the current opening degree command value. Opening and closing are evaluated differently in order to make the operation amount sensitive to the command for closing.

【0016】次に、ファジィ制御ルールを図4のように
定める。制御ルールは、現地調整員のノウハウ、経験を
盛り込んで作成する。そのため、現地調整員の操作が再
現できることになる。図4は、縦軸に冷水出口温度偏差
の評価、横軸に冷水出口温度変化量の評価をとり、評価
の交差した位置に書かれているものが、ベーンダンパの
操作利用に対する評価である。すなわち、各制御ルール
を記述すると次のようになる。
Next, fuzzy control rules are defined as shown in FIG. Control rules will be created incorporating the know-how and experience of local coordinators. Therefore, the operations performed by the local coordinator can be reproduced. In FIG. 4, the vertical axis shows the evaluation of the cold water outlet temperature deviation, and the horizontal axis shows the evaluation of the amount of change in the cold water outlet temperature, and what is written at the intersection of the evaluations is the evaluation of the operation and use of the vane damper. That is, each control rule is described as follows.

【0017】ルール1:もし偏差がNBで、かつ変化量
がNBであれば、ベーンダンパの操作量はPMとする。 ルール2:もし偏差がNBで、かつ変化量がZOであれ
ば、ベーンダンパの操作量はPBとする。 ルール3:もし偏差がNBで、かつ変化量がPBであれ
ば、ベーンダンパの操作量はPBとする。 ルール4:もし偏差がNMで、かつ変化量がZOであれ
ば、ベーンダンパの操作量はPMとする。 ルール5:もし偏差がNSで、かつ変化量がNBであれ
ば、ベーンダンパの操作量はNSとする。 ルール6:もし偏差がNSで、かつ変化量がZOであれ
ば、ベーンダンパの操作量はPSとする。 ルール7:もし偏差がNSで、かつ変化量がPBであれ
ば、ベーンダンパの操作量はPSとする。 ルール8:もし偏差がZOで、かつ変化量がNBであれ
ば、ベーンダンパの操作量はNSとする。 ルール9:もし偏差がZOで、かつ変化量がZOであれ
ば、ベーンダンパの操作量はZOとする。 ルール10:もし偏差がZOで、かつ変化量がPBであ
れば、ベーンダンパの操作量はPSとする。 ルール11:もし偏差がPBで、かつ変化量がZOであ
れば、ベーンダンパの操作量はNSとする。
Rule 1: If the deviation is NB and the amount of change is NB, the operating amount of the vane damper is PM. Rule 2: If the deviation is NB and the amount of change is ZO, the operating amount of the vane damper is PB. Rule 3: If the deviation is NB and the amount of change is PB, the operating amount of the vane damper is PB. Rule 4: If the deviation is NM and the amount of change is ZO, the operating amount of the vane damper is PM. Rule 5: If the deviation is NS and the amount of change is NB, the operating amount of the vane damper is NS. Rule 6: If the deviation is NS and the amount of change is ZO, the operating amount of the vane damper is PS. Rule 7: If the deviation is NS and the amount of change is PB, the operating amount of the vane damper is PS. Rule 8: If the deviation is ZO and the amount of change is NB, the operating amount of the vane damper is NS. Rule 9: If the deviation is ZO and the amount of change is ZO, the amount of operation of the vane damper is ZO. Rule 10: If the deviation is ZO and the amount of change is PB, the operating amount of the vane damper is PS. Rule 11: If the deviation is PB and the amount of change is ZO, the operating amount of the vane damper is NS.

【0018】上記の制御ルールは、冷水出口温度が非常
に高いときはベーンダンパの開度を増し、冷水出口温度
が下がってくるとベーンダンパの開度を絞り、冷水出口
温度が目標値を越えて冷えるとベーンダンパを閉じると
いう人間の判断をそのままルールに置き換えたものであ
る。
The above control rule increases the opening degree of the vane damper when the chilled water outlet temperature is extremely high, and reduces the opening degree of the vane damper when the chilled water outlet temperature decreases, causing the chilled water outlet temperature to cool beyond the target value. The human decision to close the vane damper has been directly converted into a rule.

【0019】次に、ファジィ制御によるベーンダンパの
開度操作量の求め方について図5を参照して説明する。 図5の(a),(b),(c)は、ルール6に関し、偏
差,変化量からベーンダンパの開度操作量を求める説明
図、図5の(d),(e),(f)は、ルール4に関し
、偏差,変化量からベーンダンパの開度操作量を求める
説明図、図5の(g),(h),(i)は、ルール7に
関し、偏差,変化量からベーンダンパの開度操作量を求
める説明図である。ここでは、Min−Max法および
重心法を用いてベーンダンパ開度操作量を決定するもの
とし、図5に示すように、冷水出口温度偏差が−1.8
deg、冷水出口温度変化量が0.1degの場合につ
いて述べる
Next, a method of determining the opening manipulated variable of the vane damper using fuzzy control will be explained with reference to FIG. (a), (b), and (c) of FIG. 5 are explanatory diagrams for calculating the opening operation amount of the vane damper from the deviation and amount of change regarding Rule 6, and (d), (e), and (f) of FIG. 5 is an explanatory diagram for calculating the opening operation amount of the vane damper from the deviation and amount of change regarding Rule 4, and (g), (h), and (i) of FIG. FIG. Here, the vane damper opening operation amount is determined using the Min-Max method and the center of gravity method, and as shown in FIG. 5, the chilled water outlet temperature deviation is -1.8
deg, and the cold water outlet temperature change amount is 0.1 deg.

【0020】まず、冷水出口温度偏差の各評価に対する
適合度を求める。この例では、図5(a),(d),(
g)に示すように、NSの適合度は0.17、NMの適
合度は0.75となり、その他の評価への適合度は0で
ある。次に、冷水出口温度変化量の各評価に対する適合
度を求める。この例では、図5(b),(e),(h)
に示すように、ZOの適合度は0.5、PBの適合度は
0.25となり、その他の評価への適合度は0である。 次に、各制御ルールに対して、前件部の評価適合度の最
小値を、各ルールにおけるベーンダンパの操作量の適合
度とする。例えばルール6では、偏差の適合度が0.1
7、変化量の適合度が0.5であるので、最小値の0.
17をベーンダンパの操作量の評価PSに対する適合度
とする。同様にすべてのルールについて実施する。ルー
ル4,6,7以外は前件部の評価に対する適合度がすべ
て0であるので、この例では操作量も0となる。
First, the goodness of fit for each evaluation of the cold water outlet temperature deviation is determined. In this example, Figs. 5(a), (d), (
As shown in g), the goodness of fit for NS is 0.17, the degree of fit for NM is 0.75, and the goodness of fit for other evaluations is 0. Next, the goodness of fit for each evaluation of the cold water outlet temperature change amount is determined. In this example, Fig. 5(b), (e), (h)
As shown in the figure, the suitability of ZO is 0.5, the suitability of PB is 0.25, and the suitability for other evaluations is 0. Next, for each control rule, the minimum value of the evaluation suitability of the antecedent part is set as the suitability of the operation amount of the vane damper in each rule. For example, in rule 6, the fitness of the deviation is 0.1
7. Since the degree of adaptation of the amount of change is 0.5, the minimum value of 0.
17 is the degree of conformity of the operation amount of the vane damper to the evaluation PS. Do the same for all rules. Since all of the rules other than rules 4, 6, and 7 have a degree of conformity with respect to the evaluation of the antecedent part of 0, the amount of operation is also 0 in this example.

【0021】次に、求めた操作量に対する適合度のうち
、同一の操作の評価に対してはその適合度の最大値をと
る。この例では、ルール6とルール7とが、図5(c)
,(i)に示すようにどちらもPSで、適合度が0.1
7であるので操作量PSに対しては適合度0.17とな
る。最後に、ベーンダンパの操作量を重心法を用いて決
定する。すなわち、図5(f)に示すように、各操作量
の評価の適合度を重ね合わせ、そのグラフの重心を求め
る。その重心の位置がベーンダンパの開度の操作量を示
す。図5(f)の例では、ベーンダンパの開度を7%開
ける操作指令が出されることになる。上記の手順を図2
に示したMCU12にて演算し、演算結果に従い開およ
び閉指令を出力し、コントロールモータ13を動かして
ベーンダンパの開度制御を行なう。
[0021] Next, among the degrees of conformity with respect to the obtained operation amount, the maximum value of the degrees of conformity is taken for evaluation of the same operation. In this example, rule 6 and rule 7 are shown in FIG. 5(c).
, as shown in (i), both are PS and the goodness of fit is 0.1.
7, so the goodness of fit for the manipulated variable PS is 0.17. Finally, the operating amount of the vane damper is determined using the center of gravity method. That is, as shown in FIG. 5(f), the degree of conformity of the evaluation of each manipulated variable is superimposed, and the center of gravity of the graph is determined. The position of the center of gravity indicates the manipulated amount of the vane damper's opening degree. In the example of FIG. 5(f), an operation command is issued to open the vane damper by 7%. The above steps are shown in Figure 2.
The MCU 12 shown in FIG. 1 performs calculations, outputs open and close commands according to the calculation results, and moves the control motor 13 to control the opening degree of the vane damper.

【0022】なお、上記はファジィ制御の一実施例であ
り、メンバーシップの定め方、制御ルールの設定の方法
はこれに限るものではない。例えば、メンバーシップ関
数の形として、本実施例では図5に示す二等辺三角形を
用いたが、その他、三角形、台形、つり鐘形、その他関
数で書き表わせるものなど何を利用しても構わない。ま
た、メンバーシップ関数の横軸のとり方や評価の数など
も、この例に限定されるものではなく、さらに評価を細
分化しても実施することができる。制御ルールもこの例
に限らない。メンバーシップ関数として本実施例では、
冷水出口温度の偏差と変化とを取り上げたが、他にも制
御に必要なものがあれば組み込むことが可能である。フ
ァジィ推論は、本実施例ではMCUによりソフトウエア
にて演算を行なっているが、この推論を他のボードを用
いて行なってもよいし、外部コンピュータにより演算し
てもよい。さらには演算結果をROM(リードオンリイ
  メモリー)にテーブルとして予め持っていても実現
できる
[0022] The above is an example of fuzzy control, and the method of determining membership and setting control rules is not limited to this. For example, in this example, the isosceles triangle shown in FIG. 5 was used as the shape of the membership function, but any other shape such as a triangle, trapezoid, bell shape, or any other shape that can be written as a function may be used. do not have. Further, the method of taking the horizontal axis of the membership function, the number of evaluations, etc. are not limited to this example, and the evaluation can be further divided into smaller sections. Control rules are not limited to this example either. In this example, as a membership function,
Although deviations and changes in the cold water outlet temperature have been discussed, other things necessary for control can also be incorporated. In this embodiment, the fuzzy inference is performed by software using the MCU, but this inference may be performed using another board or by an external computer. Furthermore, it can also be achieved by storing the calculation results as a table in ROM (read-only memory) in advance.

【0023】本実施例によれば、現地調整員の経験、ノ
ウハウを制御ルールに組み込んでいるので、従来現地で
行なっていたパラメータ調整作業を必要としないベーン
ダンパの制御方法を提供することができる。また、負荷
変動が激しい場合にもオーバーシュートすることなく冷
凍機の自動発停をさせず、主電動機の起動回数を減らす
ことにより、主電動機の寿命の延長および消費電力の低
減を図ることができる。
According to this embodiment, since the experience and know-how of on-site adjusters are incorporated into the control rules, it is possible to provide a vane damper control method that does not require the parameter adjustment work conventionally performed on-site. In addition, even when load fluctuations are severe, the chiller does not start or stop automatically without overshooting, and by reducing the number of times the traction motor starts, it is possible to extend the life of the traction motor and reduce power consumption. .

【0024】[0024]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、負荷の変動が激しい場合、あるいは負荷が小さい
場合の冷凍機の起動時に発生するオーバーシュートによ
る冷凍機の自動発停を防止し、また現地での調整作用を
必要とせず、消費電力の低減、機械寿命の延長、および
現地調整員の削減を図りうるターボ冷凍機およびその容
量制御装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] As explained in detail above, according to the present invention, automatic starting and stopping of the refrigerator due to overshoot that occurs when starting the refrigerator when the load fluctuates rapidly or when the load is small is prevented. Furthermore, it is possible to provide a turbo chiller and its capacity control device that do not require on-site adjustment, reduce power consumption, extend machine life, and reduce the number of on-site adjustment personnel.

【0025】[0025]

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明を適用するターボ冷凍機の全体構成図で
ある。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a turbo chiller to which the present invention is applied.

【図2】本発明の一実施例に係るターボ冷凍機のベーン
ダンパ開度制御装置のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a vane damper opening control device for a turbo chiller according to an embodiment of the present invention.

【図3】本実施例に用いるメンバーシップ関数を示す線
図である。
FIG. 3 is a diagram showing membership functions used in this example.

【図4】冷水出口温度の偏差,変化量とベーンダンパの
操作量との制御ルールを示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a control rule for the deviation and amount of change in the cold water outlet temperature and the manipulated variable of the vane damper.

【図5】ファジィ制御によりベーンダンパの開度操作量
を求める説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for determining the opening amount of the vane damper using fuzzy control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2  ターボ冷凍機 4  凝縮器 5  蒸発器 8  ベーンダンパ 9  冷水出口温度センサ 12  MCU 13  コントロールモータ 2 Turbo chiller 4 Condenser 5 Evaporator 8 Vane damper 9 Chilled water outlet temperature sensor 12 MCU 13 Control motor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ベーンダンパを備えたターボ圧縮機、
凝縮器、および蒸発器からなり、蒸発器を流通する冷水
系の温度によってベーンダンパの開度を制御するように
したターボ冷凍機において、前記蒸発器の冷水出口温度
を検出する手段と、その検出出力による冷水出口温度の
変化量、および該冷水出口温度と目標値との偏差をメン
バーシップ関数とし、過去の知見データによる判断を含
めた複数の制御ルールの組合せにより前記ベーンダンパ
の開度指令値を演算する手段と、その開度指令値に従っ
てベーンダンパの開度を駆動するコントロールモータと
を備えたことを特徴とするターボ冷凍機。
Claim 1: A turbo compressor equipped with a vane damper;
In a centrifugal chiller comprising a condenser and an evaporator, and in which the opening degree of a vane damper is controlled depending on the temperature of a cold water system flowing through the evaporator, means for detecting a cold water outlet temperature of the evaporator and a detection output thereof. The amount of change in the chilled water outlet temperature due to the change in temperature and the deviation between the chilled water outlet temperature and the target value are used as membership functions, and the opening command value of the vane damper is calculated by a combination of multiple control rules including judgments based on past knowledge data. What is claimed is: 1. A turbo chiller comprising means for controlling the opening of a vane damper, and a control motor that drives the opening of a vane damper in accordance with the opening command value.
【請求項2】  ベーンダンパを備えたターボ圧縮機、
凝縮器、および蒸発器からなり、蒸発器を流通する冷水
系の温度によってベーンダンパの開度を制御するように
したターボ冷凍機の容量制御装置において、前記蒸発器
の冷水出口温度を検出する手段と、その検出出力による
冷水出口温度の変化量、および該冷水出口温度と目標値
との偏差をメンバーシップ関数とし、過去の知見データ
による判断を含めた複数の制御ルールの組合せにより前
記ベーンダンパの開度指令値を演算する手段と、その開
度指令値に従ってベーンダンパの開度を駆動するコント
ロールモータとを備えたことを特徴とするターボ冷凍機
の容量制御装置。
Claim 2: A turbo compressor equipped with a vane damper;
A capacity control device for a centrifugal chiller comprising a condenser and an evaporator and configured to control the opening degree of a vane damper depending on the temperature of a cold water system flowing through the evaporator, comprising: means for detecting a cold water outlet temperature of the evaporator; , the amount of change in the chilled water outlet temperature based on the detection output, and the deviation between the chilled water outlet temperature and the target value are used as membership functions, and the opening degree of the vane damper is determined by a combination of multiple control rules including judgments based on past knowledge data. 1. A capacity control device for a centrifugal chiller, comprising: means for calculating a command value; and a control motor that drives the opening of a vane damper in accordance with the opening command value.
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