JP2024050937A - 自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】焼却炉におけるオペレータの手動による介入操作の頻度を低減すること。【解決手段】焼却炉の複数の操作端に設定された操作量基準値によって廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御方法であって、焼却炉内の状態のセンサ情報および自動燃焼制御装置による操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、介入操作が必要と判定した場合、入力パラメータをモデルに入力して得られた、操作端の種類および操作量基準値の補正値により、操作端の操作量基準値を補正する介入操作を行い、入力パラメータをモデルに入力して得られた結果が介入操作を終了して自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、介入操作を終了して自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御ステップとを含む。【選択図】図１
Description
本発明は、廃棄物焼却炉に対する自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置に関する。
従来、低炭素社会および循環型社会を実現するために、廃棄物処理分野においても、様々な要求がなされている。廃棄物焼却炉には、燃焼排ガスから熱を効率的に回収するのみならず、大気中に放出されるダイオキシン類や窒素酸化物（ＮＯx）などの有害物質の抑制が要求される。そのため、廃棄物焼却炉において、廃棄物であるごみの燃焼を安定させるために、廃棄物の自動燃焼制御が採用されている（特許文献１，２参照）。
廃棄物焼却炉で実行される自動燃焼制御においては、燃焼を制御する自動燃焼制御装置によって操作項目の設定値が算出され、算出された設定値に基づいて監視制御装置による制御が行われている。廃棄物焼却炉においては、受け入れた廃棄物のカロリーや廃棄物を受け入れて攪拌するごみピット内の攪拌状況などによって、燃焼に供するカロリーが変動して燃焼状態が変化する。そのため、オペレータなどが中央制御室における監視制御装置を用いて、各種センサから得られたデータ、データに付随する警報、および燃焼状態を撮影した映像から常時監視を行っている。その上で、廃棄物焼却炉における燃焼をより安定化させるとともに運転管理値を所定値に維持する運転管理を行うために、オペレータは、自動燃焼制御装置からの主要な操作項目の設定値を手動で補正する、いわゆる運転介入操作（以下、介入操作という）を行う。運転管理においては、工場のオペレータが各種制御値による燃焼制御に対し、安心で安定した運転のために制御値に対する補正操作を行う手動での介入操作を、１日当たり数回～数十回実行している。オペレータは、制御データと現在の運転データに加え、さらに燃焼状態も考慮して手動での介入操作を判断している。
上述した従来技術による廃棄物焼却炉においては、一般的に、経験を積んだオペレータの手動による介入操作が行われている。また、オペレータの人数も、運転中において常時、介入操作が可能になるように確保する必要がある。ところが、近年の廃棄物焼却炉においては、経験を積んだオペレータが不足したり、少人数で管理および運営したりする必要性が増している。これらのことから、将来的に、介入操作が必要な状態であっても手動による介入操作を適切に行うことが困難になる可能性がある。この場合であっても、廃棄物焼却炉においては、燃焼の安定化と運転管理値の維持は厳格に行う必要があった。そこで、手動による操作介入の頻度の低減が求められていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、廃棄物焼却炉におけるオペレータの手動による介入操作の頻度を大幅に低減することができる自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置を提供することにある。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて前記操作量基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置が実行する自動燃焼制御方法であって、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置による自動燃焼制御によって制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御ステップと、を含み、前記モデルは、少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、前記入力パラメータの前記センサ情報および前記操作端の制御値は、オペレータの手動による介入操作の開始の判定に用いたデータであり、前記操作量基準値の補正値は、前記オペレータが前記手動による介入操作において操作した操作端の種類および操作量基準値に対する補正値である。
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、上記の発明において、前記オペレータの手動による介入操作の開始の判定に用いたデータは、前記廃棄物焼却炉における、前記操作端の制御値、運転値、または瞬時値のデータ、複数の前記センサ情報に基づいて導出されたデータ、前記センサ情報の所定時間の変動傾向のデータ、および前記操作端の制御値の１時間移動平均のデータを含む。
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、上記の発明において、前記オペレータの手動による介入操作の終了の判定に用いたデータは、前記廃棄物焼却炉における、前記操作端の運転値または瞬時値のデータ、複数の前記センサ情報に基づいて導出されたデータ、前記センサ情報の所定時間の変動傾向のデータ、および前記操作端の制御値の１時間移動平均のデータを含む。
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて前記操作量基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置が実行する自動燃焼制御方法であって、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御ステップと、を含み、前記モデルは、少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、前記センサ情報は、学習用燃焼画像データを学習用入力パラメータとし前記学習用燃焼画像データに対応した数値を学習用出力パラメータとした機械学習によってあらかじめ生成された燃焼画像学習済みモデルに、前記廃棄物焼却炉内の燃焼状態を撮像した燃焼画像データを入力して得られる数値を含む。
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、上記の発明において、前記操作判定条件は、オペレータの手動による介入操作の判定に基づいた条件であり、前記入力パラメータが所定のしきい値を下回るまたは上回るかを判定条件とし、少なくとも１つの判定条件を全て満たした場合に、前記操作開始条件または前記操作終了条件が成立したと判定する。
本発明の一態様に係る自動燃焼制御装置は、廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置であって、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置による自動燃焼制御によって制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして記憶する記憶部と、前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御部と、を備え、前記モデルは、少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、前記入力パラメータの前記センサ情報および前記操作端の制御値は、オペレータの手動による介入操作の開始の判定に用いたデータであり、前記操作量基準値の補正値は、前記オペレータが前記手動による介入操作において操作した操作端の種類および操作量基準値に対する補正値である。
本発明の一態様に係る自動燃焼制御装置は、廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて前記操作量基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置であって、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして記憶する記憶部と、前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御部と、を備え、前記モデルは、少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、前記センサ情報は、学習用燃焼画像データを学習用入力パラメータとし前記学習用燃焼画像データに対応した数値を学習用出力パラメータとした機械学習によってあらかじめ生成された燃焼画像学習済みモデルに、前記廃棄物焼却炉内の燃焼状態を撮像した燃焼画像データを入力して得られる数値を含む。
本発明に係る自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置によれば、廃棄物焼却炉におけるオペレータの手動による介入操作の頻度を大幅に低減することが可能になる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態による自動燃焼制御装置が適用される火格子式のごみ焼却炉を示す。図１に示すように、廃棄物焼却炉であるごみ焼却炉は、ごみの燃焼が行われる炉１、ごみを投入するごみ投入口２、およびボイラ９を備える。なお、ボイラ９は、炉１の炉出口７の下流側に設置された熱交換器９ａおよび蒸気ドラム９ｂを備える。
ごみ投入口２から投入されたごみは、ごみ供給装置３によって火格子４に搬送される。火格子４が往復運動を行うことにより、ごみの撹拌および移動が行われる。火格子４上のごみは、火格子４の下方の風箱に燃焼用空気ブロア６により供給される燃焼用空気の吹き込みによって乾燥されながら燃焼されて、排ガスおよび灰が生成される。生成された灰は、灰落下口５を通じて落下して炉１の外部に排出される。
火格子４の下から炉１の内部に供給される燃焼用空気の総量は、燃焼用空気ブロア６の直近に設けた燃焼用空気ダンパ１４によって調整される。それぞれの風箱に供給される燃焼用空気の流量は、それぞれの風箱に燃焼用空気を供給する配管にそれぞれ設けられた、火格子下燃焼用空気ダンパ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって調整される。すなわち、火格子下燃焼用空気ダンパ１４ａ～１４ｄによって、それぞれの風箱に供給される燃焼用空気の流量の比率が調整される。なお、図１においては、ごみの搬送方向に沿って火格子４の下を４つの風箱で分割し、それぞれの風箱を通じて燃焼用空気を供給しているが、火格子下燃焼用空気ダンパ１４ａ～１４ｄおよび風箱の数は必ずしも４つに限定されず、ごみ焼却炉の規模や目的などに応じて適宜変更可能である。
炉壁に設けられた冷却用空気吹き込み口１０からは、冷却用空気ブロア１１によって冷却用空気が炉１内に吹き込まれる。冷却用空気が炉１内に吹き込まれることによって、燃焼ガス中の未燃焼成分がさらに燃焼するとともに、炉壁の温度が過度に上昇することを抑制する。冷却用空気吹き込み口１０から炉１内に供給される冷却用空気の流量は、冷却用空気ブロア１１の直近に設けられた冷却用空気ダンパ１５によって調整される。
火格子４におけるごみの搬送方向に沿って、上流側のごみ乾燥過程および主燃焼過程において発生した可燃性ガスと、下流側の後燃焼過程において発生した燃焼排ガスとは、炉１の炉出口７側に設けられたガス混合部において合流する。ガス混合部において合流した可燃性ガスおよび燃焼排ガスは、再度攪拌および混合された後、二次燃焼用空気の供給によって、二次燃焼が行われる。ボイラ９は、二次燃焼が行われる部分（以下、二次燃焼部）に対して、ごみの搬送方向に沿った下流側に設置されている。二次燃焼が行われた燃焼ガスは、ボイラ９の熱交換器９ａによって熱エネルギーが回収された後に、煙突８から外部に排気される。
炉１内には、炉１の高さ方向に沿った上側の位置に中間天井１６が設けられている。炉１内に流動するガスは、中間天井１６によって、上流側におけるごみ乾燥過程および主燃焼過程で発生した可燃性ガスを多く含むガスと、下流側における後燃焼過程で発生した燃焼排ガスとに、分割して排出できる。具体的には、燃焼排ガスが中間天井１６よりも下方の煙道（主煙道）を流れる一方、可燃性ガスを多く含むガスが中間天井１６よりも上方の煙道（副煙道）を流れる。燃焼排ガスと可燃性ガスを多く含むガスとがガス混合部において合流することによって、ガス混合部でのガスの攪拌および混合がさらに促進される。これにより、二次燃焼部における燃焼がより安定化し、燃焼過程におけるダイオキシン類の発生を抑制し、ごみの未燃分の発生を抑制することができる。なお、炉１内に中間天井１６を設けない構成にしてもよい。
炉１内の複数位置に、炉１内のガス温度を計測するセンサとしての温度計が設けられている。具体的には、炉１の高さ方向に沿って、火格子４と冷却用空気吹き込み口１０との中間位置に燃焼室ガス温度計１７が設けられている。炉１の高さ方向に沿って、炉出口７より下方位置に主煙道ガス温度計１８が設けられている。炉１の高さ方向に沿って、炉出口７の下部位置に炉出口下部ガス温度計１９が設けられている。炉１の高さ方向に沿って、炉出口７の中部位置に炉出口中部ガス温度計２０が設けられている。炉１の高さ方向に沿って、炉出口７の下流側位置に燃焼管理温度を測定する炉出口ガス温度計２１が設けられている。燃焼室ガス温度計１７、主煙道ガス温度計１８、炉出口下部ガス温度計１９、炉出口中部ガス温度計２０、および炉出口ガス温度計２１により計測された温度の計測値は、燃焼プロセス測定値として燃焼制御装置３０の記憶部３４（図２参照）に記憶される。記憶部３４に記憶された温度の計測値は、燃焼制御装置３０から監視センタ４０に送信されて記憶部４４に記憶される。
ボイラ９には、出口側に排ガス中の酸素（Ｏ2）の濃度を計測するボイラ出口酸素濃度計２２が設けられている。煙突８の入口には、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯx）の濃度を計測するガス濃度計２３が設けられている。ボイラ９の出口と煙突８とを接続する配管には、排ガス量を計測するための排ガス流量計２４が設けられている。ボイラ出口酸素濃度計２２、ガス濃度計２３、および排ガス流量計２４により計測されたガスの濃度や流量の計測値は、燃焼プロセス測定値として燃焼制御装置３０の記憶部３４に記憶される。計測されたガスの濃度や流量の計測値は、燃焼制御装置３０から監視センタ４０に送信されて記憶部４４に記憶される。
炉１の内部におけるごみの搬送方向の下流側には、燃焼画像撮像部２５が設けられている。燃焼画像撮像部２５は、火格子４上のごみの燃焼状態を撮像して、撮像した燃焼画像データを燃焼制御装置３０の記憶部３４に記憶させる。記憶部３４に記憶された燃焼画像データは所定の時間間隔で燃焼制御装置３０から監視センタ４０に送信される。
燃焼制御装置３０は、例えば、専用線、インターネットなどの公衆通信網、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、および携帯電話などの電話通信網や公衆回線、ＶＰＮ（Virtual Private Network）などの一または複数の組み合わせからなるネットワーク（図示せず）を介して、監視センタ４０に接続されている。
図２は、燃焼制御装置３０および監視センタ４０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、自動燃焼制御装置としての燃焼制御装置３０は、ごみ質算出部３１、操作量基準値調整部３２、操作量基準値補正部３３、記憶部３４、および操作量調整部３５を備える。ごみ質算出部３１、操作量基準値調整部３２、操作量基準値補正部３３、および操作量調整部３５は、具体的に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプロセッサ、およびＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの主記憶部（いずれも図示せず）を備える。記憶部３４は、ＲＡＭ等の揮発性メモリ、ＲＯＭ等の不揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）、およびリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、または、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、もしくはＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）のようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部３４を構成してもよい。
記憶部３４には、燃焼制御装置３０の動作を実行するための、オペレーティングシステム（Operating System :ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどが記憶可能である。ここで、各種プログラムには、本実施形態による学習済みモデルに基づいた処理を実現する自動燃焼制御プログラムも含まれる。これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。
燃焼制御装置３０は、従来公知のあらかじめ定められた操作量基準値設定関係式に基づいて、それぞれの操作端の操作量として、燃焼用空気量、冷却用空気量、ごみ供給装置送り速度、および火格子送り速度を制御する。なお、燃焼制御装置３０は、ごみ供給装置送り速度および火格子送り速度については、停止や運転操作の制御も行う。操作量基準値設定関係式は、ごみ焼却量設定値またはごみ質設定値と操作量基準値（操作量の目標値）との関係式であって、補正係数としての制御パラメータを含む。制御パラメータは、操作量基準値調整部３２によって、ごみ焼却量設定値、およびごみ質設定値に適合するように調整される。調整された制御パラメータは、ごみ焼却量設定値およびごみ質設定値のうちの少なくとも一方の設定値が変更された際に、変更された設定値に対応して、操作量基準値調整部３２により変更される。制御パラメータが変更されることにより、あらかじめ設定された操作量基準値が補正される。
ごみ質算出部３１は、ごみ焼却量設定値に応じてごみ質（ごみの低位発熱量）を算出する。操作量基準値調整部３２は、操作量基準値設定関係式に含まれる制御パラメータの調整により操作量基準値を調整する。操作量基準値補正部３３は、操作量基準値調整部３２によって調整された操作量基準値を所定の制御アルゴリズム（ＰＩＤ制御やファジィ演算等）に基づいて補正する。記憶部３４は、ごみ質算出部３１、操作量基準値調整部３２、および操作量基準値補正部３３によって参照されるデータを記憶する。記憶部３４は、あらかじめ定められた操作量基準値設定関係式そして制御アルゴリズムに加え、あらかじめ設定された焼却量設定値、さらに炉内の燃焼状態量として取得された燃焼プロセス測定値を記憶している。
操作量調整部３５は、操作量基準値に追従するように各操作端のそれぞれの操作量を調整する。具体的に操作量調整部３５は、燃焼用空気量調整部３６、空気量比率調整部３６Ａ、冷却用空気量調整部３７、ごみ供給装置送り速度調整部３８、および火格子送り速度調整部３９を有する。燃焼用空気量調整部３６は、燃焼用空気量が操作量基準値補正部３３により補正された操作量基準値（以下、補正操作量基準値）に追従するように操作量を調整する。空気量比率調整部３６Ａは、火格子下燃焼用空気ダンパ１４ａ～１４ｄのそれぞれを制御して、それぞれの風箱における流量の相互の比率を調整する。冷却用空気量調整部３７は、冷却用空気量が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。ここで、燃焼用空気量および冷却用空気量の調整は、燃焼用空気ダンパ１４、火格子下燃焼用空気ダンパ１４ａ～１４ｄ、および冷却用空気ダンパ１５のそれぞれの開度を制御して調整する。ごみ供給装置送り速度調整部３８は、ごみ供給装置送り速度が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。火格子送り速度調整部３９は、火格子送り速度が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。操作量調整部３５は、操作量基準値補正部３３により操作量基準値が補正されなかった場合には、その補正されていない操作量基準値に基づいてそれぞれの操作量を調整する。
監視センタ４０は、制御部４１、出力部４２、入力部４３、および記憶部４４を備える。制御部４１は、具体的に、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどのプロセッサ、およびＲＡＭやＲＯＭなどの主記憶部（いずれも図示せず）を備える。出力手段としての出力部４２は、制御部４１による制御に従って、ディスプレイモニタに炉１内の燃焼画像などを表示したり、タッチパネルディスプレイの画面上に文字や図形などを表示したり、スピーカから音声を出力したりして、所定の情報を外部に通知可能に構成される。入力手段としての入力部４３は、キーボードや入力用のボタン、レバーや、液晶などのディスプレイに重畳して設けられる手入力のためのタッチパネル、または音声認識のためのマイクロホンなどの、ユーザインターフェースを用いて構成される。ユーザなどが入力部４３を操作することによって、制御部４１に所定の情報を入力可能に構成される。なお、出力部４２および入力部４３を一体とした入出力部とし、入出力部をタッチパネルディスプレイやスピーカマイクロホンなどから構成してもよい。
記憶部４４は、ＲＡＭ等の揮発性メモリ、ＲＯＭ等の不揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ、ＨＤＤ、およびリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢメモリ、または、ＣＤ、ＤＶＤ、もしくはＢＤのようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部４４を構成してもよい。記憶部４４には、監視センタ４０の動作を実行するためのＯＳ、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどが記憶可能である。ここで、各種プログラムには、本実施形態による操作学習済みモデルを用いた制御を実現する自動燃焼制御プログラムや、燃焼画像学習済みモデルを用いた判断処理を実現する自動判断処理プログラムも含まれる。具体的に、記憶部４４には、操作学習済みモデル４４ａおよび燃焼画像学習済みモデル４４ｂが格納されている。なお、記憶部４４は種々のネットワークを介して通信可能な他のサーバに設けてもよいし、燃焼制御装置３０に設けてもよい。また、これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。
制御部４１は、記憶部４４に記憶されたプログラムを主記憶部の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部などを制御することによって、所定の目的に合致した機能を実現できる。本実施形態においては、制御部４１によるプログラムの実行によって、学習部４１ａの機能が実行され、プログラムである操作学習済みモデル４４ａおよび燃焼画像学習済みモデル４４ｂの処理が実行される。
ここで、記憶部４４に記憶されているプログラムである操作学習済みモデル４４ａの生成方法について説明する。すなわち、操作学習済みモデル４４ａは、焼却炉の運転管理業務におけるオペレータが経験から得た介入運転制御において、介入操作を行う判断条件、介入操作時の操作量、および介入操作から自動燃焼制御に復帰する際の復帰条件などをクラスター分析により導出することによって生成される。例えば、オペレータの操作によって火格子４の速度を増速させたり減速させたりするポイントを、燃焼管理温度と燃焼室温度との関係からクラスター分析によって抽出したり、燃焼管理温度とＮＯｘ濃度との関係からクラスター分析によって抽出したりする。
操作学習済みモデル４４ａの生成のために用いられるデータは、火格子４の速度以外にも、学習用センサ情報としての燃焼制御に関わるセンサから得られるプロセス値、およびプロセス値から計算された運転管理の制御において利用する値、および燃焼数値化データなどを含む。なお、燃焼数値化データは、燃焼画像撮像部２５によって定期的に得られる燃焼画像から燃焼画像学習済みモデル４４ｂによって得られる燃焼状態が数値化された燃焼数値化データである。操作学習済みモデル４４ａの生成に用いられるデータはさらに、学習用制御値として、燃焼制御装置３０による制御値を含む。これらの学習用センサ情報および学習用制御値は、操作学習済みモデル４４ａを生成する際の学習用入力パラメータとなる。
操作学習済みモデル４４ａを生成する際の、学習用出力パラメータは、オペレータが操作した制御値から得られる補正量である。また、学習用出力パラメータは、オペレータが介入操作を行った際の燃焼制御装置３０による自動燃焼制御と監視センタ４０による制御との制御モードの切換の開始タイミング、制御モードの切り替え後に監視センタ４０による制御の継続時間、および監視センタ４０による制御の終了タイミングのパラメータを含む。
また、監視センタの制御部４１の学習部４１ａは、上述した学習用入力パラメータおよび学習用出力パラメータから、オペレータが介入操作を行う際のデータの相関関係をクラスター分析などの機械学習により導出する。これにより、オペレータが介入操作を行う運転操作パターンが、操作学習済みモデル４４ａとして生成される。生成された操作学習済みモデル４４ａは記憶部４４に格納される。制御部４１は、学習部４１ａが生成した操作学習済みモデル４４ａによる運転動作パターンに従って、各種の介入操作の制御を実行する。なお、他のコンピュータなどにおいてクラスター分析などの機械学習を行うことによって、オペレータが介入操作を行う際のデータの相関関係を導出して、操作学習済みモデル４４ａを生成してもよい。この場合、生成された操作学習済みモデル４４ａは、機械学習を行ったコンピュータから学習部４１ａに供給され、記憶部４４に格納される。また、機械学習以外にも、平均や四分位数、相関分析などの統計的手法によって相関関係を導出して、操作学習済みモデル４４ａを生成してもよい。すなわち、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によって、オペレータごとに判断が異なる複雑な介入操作に関する複数の条件を分析することによって、複数のオペレータが行う介入操作の開始および終了の判断のポイント、およびオペレータにより設定される各操作端の補正量などを抽出できる。なお、学習済みモデルはモデルとも称される。
また、上述した燃焼画像学習済みモデル４４ｂは、学習用入力パラメータとして、燃焼画像撮像部２５が撮像した複数の学習用燃焼画像データを用いる。また、燃焼画像学習済みモデル４４ｂは、学習用出力パラメータとして、燃焼状態の強弱を数値化したデータ、燃焼の燃切点の位置を数値化したデータ、および未燃物の発生の程度を数値化したデータを用いる。燃焼画像学習済みモデル４４ｂは、上述した学習用入力パラメータおよび学習出力パラメータを教師データとして、例えばディープラーニングなどの機械学習によって生成される。燃焼画像学習済みモデル４４ｂは、燃焼画像が入力されると、入力された燃焼画像に基づいて燃焼状態を数値化する。具体的に燃焼画像学習済みモデル４４ｂは、燃焼状態を複数通り、例えば８通りの種別に分類し、８通りの種別のそれぞれに対して確信度を決定し、それぞれの確信度に基づいて数値化を行う。なお、７通り以下の種別や８通りよりも多い種別に分類してもよい。
上述した操作学習済みモデル４４ａに用いられる測定対象および操作対象と、使用パラメータとの例を表１に示す。
なお、表１において、瞬時値は所定時点における計測値であり、１時間平均値は、瞬時値から１時間前までの１時間移動平均の値である。目標値との差は、あらかじめ設定された目標値に対する瞬時値との差である。数分～数十分の傾きは、瞬時値の数分間の傾きから数十分間の傾きのいずれかの傾きを意味する。数分～数十分の平均値は、瞬時値の数分間での平均値から数十分間での平均値のいずれかの平均値を意味する。ここで、数分は１～９分のいずれの値でもよく、数十分は１０分～６０分のいずれの値でもよい。１時間平均値、数分～数十分の傾き、および数分～数十分の平均値は、所定時間における変動傾向を示す指標である。制御値は、燃焼制御装置３０により制御される操作端の種類ごとの制御値であり、運転値は、運転している操作端の種類における実際の値である。
次に、本発明の一実施形態による自動燃焼制御方法について説明する。図３は、本実施形態による自動燃焼制御方法を説明するための、燃焼制御装置３０および監視センタ４０による制御動作を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳＴ１～ＳＴ３，ＳＴ５が燃焼制御装置３０により実行され、ステップＳＴ４が監視センタ４０により実行される処理である。
図３に示すように、燃焼制御装置３０が実行するステップＳＴ１において、オペレータにより目標とするごみ焼却量が焼却量設定値として設定される。なお、焼却量設定値の代わりに、オペレータにより目標とするごみ焼却量を蒸発量設定値として設定してもよい。設定された焼却量設定値は、記憶部３４に記憶される。これにより、焼却炉に対する自動燃焼制御が開始される。
次に、ステップＳＴ２に移行して、ごみ質算出部３１は、記憶部３４に記憶されたごみ焼却量設定値に応じて、燃焼用加熱空気の熱量などのごみ以外の投入熱量や、炉１から排出される熱量、および熱回収されて蒸気として回収される熱量の計画値に基づいて、ごみの低位発熱量であるごみ質を計算して、ごみ質設定値として設定する。ごみ質設定値は記憶部３４に記憶される。
次に、ステップＳＴ３に移行して操作量基準値調整部３２は、記憶部３４に記憶されている焼却量設定値およびごみ質設定値を含む設定値に基づいて、記憶部３４に記憶されている操作量基準値設定関係式を参照して、各操作量の基準値を算出する。このようにして、操作量基準値が設定された後、該操作量基準値に追従するように各操作端の操作量が制御されて廃棄物焼却炉の運転が行われる。
次に、監視センタ４０が実行するステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４において監視センタ４０には、炉１が稼働している間、表１に示す測定対象の瞬時値がセンサ情報として入力される。センサ情報は、炉１の内部の状態、および炉１に関連する施設、具体的には、例えば電力を発電するための発電施設において測定されたセンサ情報である。入力されたセンサ情報はパラメータとして記憶部４４に記憶される（パラメータ取得ステップ）。監視センタ４０の制御部４１は、記憶部４４に記憶された測定対象の瞬時値の変動を監視するとともに、燃焼制御装置３０から入力され、記憶部４４から読み出したそれぞれの測定対象の瞬時値から、使用パラメータを算出する。制御部４１の学習部４１ａは、操作学習済みモデル４４ａによって、入力された測定対象の瞬時値および算出した使用パラメータに基づいて監視センタ４０による介入操作の要否を判断する。
図４は、図３のステップＳＴ４において監視センタ４０による介入操作の判断および補正量の導出を説明するためのフローチャートである。図４に示すフローチャートに沿って、制御ステップが実行される。図４に示すように、ステップＳＴ２１において制御部４１の学習部４１ａは、表１に示す使用パラメータを入力パラメータとして操作学習済みモデル４４ａに入力する。学習部４１ａは、操作学習済みモデル４４ａに基づいて、操作量基準値を補正する必要があるか否か、すなわち介入操作の要否を判定する。ステップＳＴ２１において学習部４１ａが、介入操作が必要であると判定した場合、ステップＳＴ２２に移行する。
ステップＳＴ２２において監視センタ４０の制御部４１は、焼却炉の運転を、燃焼制御装置３０による自動燃焼制御（ＡＣＣ）から、学習部４１ａによる操作学習済みモデル４４ａに基づいた制御に切り替える。学習部４１ａは、入力された使用パラメータに基づいて、操作量基準値を補正する補正量（補正操作量基準値）を導出する。
ステップＳＴ２３において監視センタ４０の制御部４１は、補正操作量基準値を出力する。ステップＳＴ２４に移行して、図２に示すように、学習部４１ａの導出した補正操作量基準値を、燃焼用空気量調整部３６、冷却用空気量調整部３７、ごみ供給装置送り速度調整部３８、および火格子送り速度調整部３９を含む操作量調整部３５に供給する。これにより、制御部４１は、各操作端である、燃焼用空気ダンパ１４、冷却用空気ダンパ１５、火格子下燃焼空気ダンパ１４ａ～１４ｄ、ごみ供給装置３、および火格子４を制御する。
図４に示すように、学習部４１ａは、操作学習済みモデル４４ａに基づいて、介入操作を終了する時間の上限値になった場合（ステップＳＴ２５）、または使用パラメータが介入を終了する条件になった場合（ステップＳＴ２６）、ステップＳＴ２７に移行する。ステップＳＴ２７において制御部４１は、介入操作を終了することによって、焼却炉の運転制御を、学習部４１ａによる操作学習済みモデル４４ａに基づいた制御から、燃焼制御装置３０による自動燃焼制御（ＡＣＣ）に切り替える。
ステップＳＴ２７において、監視センタ４０の処理から燃焼制御装置３０による自動燃焼制御に切り換えられると、図３に戻ってステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ５において燃焼制御装置３０のごみ質算出部３１は、ごみの投入の有無を判定する。ごみ質算出部３１において、ごみの投入があると判定された場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２に復帰する。ごみ質算出部３１において、ごみの投入はないと判定された場合（ステップＳＴ５：Ｎｏ）、ステップＳＴ４に復帰する。以上により、機械学習による学習済みモデルを用いた焼却炉の自動燃焼制御が実行される。
（実施例）
次に、以上のように構成された燃焼制御装置３０および監視センタ４０による自動燃焼制御方法を実行した場合の効果について説明する。図５は、第１の炉および第２の炉の異なる２つの炉においてオペレータが手動による介入操作を行った頻度を示すグラフである。図５（ａ）は、従来の自動燃焼制御方法の場合に、第１の炉および第２の炉においてオペレータが介入操作を行った１日の平均操作回数を示すグラフである。図５（ｂ）は、上述した一実施形態による自動燃焼制御方法をごみ供給系および送風系等に実行した場合に、第１の炉および第２の炉においてオペレータが介入操作を行った１日の平均操作回数を示すグラフである。なお、ごみ供給系とは、ごみ供給装置送り速度調整部３８によるごみ供給装置３、および火格子送り速度調整部３９による火格子４に対する介入操作である。また、送風系等とは、燃焼用空気量調整部３６による燃焼用空気ダンパ１４、および冷却用空気量調整部３７による冷却用空気ダンパ１５に対する介入操作である。図５（ｂ）においてはさらに、監視センタ４０による制御部４１が操作学習済みモデル４４ａに基づいて介入操作を行った１日の平均操作回数を併せて示す。
次に、以上のように構成された燃焼制御装置３０および監視センタ４０による自動燃焼制御方法を実行した場合の効果について説明する。図５は、第１の炉および第２の炉の異なる２つの炉においてオペレータが手動による介入操作を行った頻度を示すグラフである。図５（ａ）は、従来の自動燃焼制御方法の場合に、第１の炉および第２の炉においてオペレータが介入操作を行った１日の平均操作回数を示すグラフである。図５（ｂ）は、上述した一実施形態による自動燃焼制御方法をごみ供給系および送風系等に実行した場合に、第１の炉および第２の炉においてオペレータが介入操作を行った１日の平均操作回数を示すグラフである。なお、ごみ供給系とは、ごみ供給装置送り速度調整部３８によるごみ供給装置３、および火格子送り速度調整部３９による火格子４に対する介入操作である。また、送風系等とは、燃焼用空気量調整部３６による燃焼用空気ダンパ１４、および冷却用空気量調整部３７による冷却用空気ダンパ１５に対する介入操作である。図５（ｂ）においてはさらに、監視センタ４０による制御部４１が操作学習済みモデル４４ａに基づいて介入操作を行った１日の平均操作回数を併せて示す。
図５に示すように、第１の炉のごみ供給系に対するオペレータの手動による介入操作は、従来の自動燃焼制御方法において１日平均で１０．２回であったのに対し、一実施形態による自動燃焼制御方法において１日平均で０．３回にまで低減していることが分かる。同様に、第２の炉のごみ供給系に対するオペレータの手動による介入操作は、従来の自動燃焼制御方法において１日平均で１８．３回であったのに対し、一実施形態による自動燃焼制御方法において１日平均で０．２回にまで低減していることが分かる。なお、一実施形態による自動燃焼制御方法において、操作学習済みモデル４４ａに基づいて監視センタ４０がごみ供給系に介入操作を行った１日の平均操作回数は、第１の炉では１７．３回、第２の炉では１６．３回であった。
さらに、図５から、一実施形態による自動燃焼制御方法を送風系等に対して実行した場合、手動による介入操作の１日の平均操作回数が、第１の炉において従来５．９回であったのに対して０．５回まで低減し、第２の炉において従来１２．２回であったのに対して０．０回まで低減していることが分かる。すなわち、上述した一実施形態による自動燃焼制御方法について、ごみ供給系と同様に送風系に対しても介入操作の回数を低減できることが分かる。
以上説明した一実施形態によれば、廃棄物焼却炉において、熟練または経験を積んだオペレータ（以下、熟練オペレータ）が各自の判断により行っていた介入操作を、熟練オペレータに代わって、例えばクラスター分析による機械学習によって生成されたプログラムである操作学習済みモデル４４ａに基づいて学習部４１ａが実行することにより、監視センタ４０の制御部４１による安定した燃焼制御が可能になるので、オペレータによる介入操作を大幅に低減でき、廃棄物焼却炉の運転管理の自動化を実行することができる。
すなわち、従来の自動燃焼制御は、プロセスの数値のみに基づいて行っていたのに対し、一実施形態による自動燃焼制御においては、熟練オペレータの判断と同様の燃焼状態の判断を取り入れた制御を追加することができる。これにより、人の目と熟練技術による燃焼状態の判断を、学習済みモデルを用いた人工知能によって代替した技術を確立できる。従って、プロセスの信号に加えて燃焼状態を含めた燃焼制御が可能になる。
本発明は、介入条件判断を多くの実績データの分析により、運転介入の開始の判断、運転介入における操作量基準値の補正値、運転介入の終了または平均介入時間の設定を実行できる。
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよく、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。
例えば、上述の実施形態において挙げた入力パラメータや出力パラメータはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる入力パラメータや出力パラメータを用いてもよい。
例えば、記憶部４４に操作学習済みモデル４４ａおよび燃焼画像学習済みモデル４４ｂを格納しているが、燃焼画像学習済みモデル４４ｂを、公衆回路網などのネットワークを介して監視センタ４０と通信可能な、燃焼画像の判断を行う燃焼画像判断サーバの記憶部に格納しておくことも可能である。この場合、燃焼画像撮像部２５が撮像した燃焼画像データは、ネットワークを介して燃焼画像判断サーバに送信されて記憶部に記憶される。その後、燃焼画像判断サーバの制御部は、燃焼画像学習済みモデル４４ｂに基づいた燃焼状態の判別や分類を行い、判別や分類を行った結果の燃焼状態に応じた数値を導出して、監視センタ４０に送信する。監視センタ４０においては、受信した数値を、制御部４１の操作学習済みモデル４４ａに入力し、得られた補正量に基づいて各操作端の制御を行う。
例えば、上述した実施形態においては、機械学習の一例としてニューラルネットワークを用いたディープラーニング（深層学習）を用いたが、それ以外の方法に基づく機械学習を行ってもよい。例えば、サポートベクターマシン、決定木、単純ベイズ、ｋ近傍法など、他の教師あり学習を用いてもよい。また、教師あり学習に代えて半教師あり学習を用いてもよい。
１ 炉
２ 投入口
３ 供給装置
４ 火格子
５ 灰落下口
６ 燃焼用空気ブロア
７ 炉出口
８ 煙突
９ ボイラ
９ａ 熱交換器
９ｂ 蒸気ドラム
１０ 冷却用空気吹き込み口
１１ 冷却用空気ブロア
１４ 燃焼用空気ダンパ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 火格子下燃焼用空気ダンパ
１５ 冷却用空気ダンパ
１６ 中間天井
１７ 燃焼室ガス温度計
１８ 主煙道ガス温度計
１９ 炉出口下部ガス温度計
２０ 炉出口中部ガス温度計
２１ 炉出口ガス温度計
２２ ボイラ出口酸素濃度計
２３ ガス濃度計
２４ 排ガス流量計
２５ 燃焼画像撮像部
３０ 燃焼制御装置
３１ ごみ質算出部
３２ 操作量基準値調整部
３３ 操作量基準値補正部
３４ 記憶部
３５ 操作量調整部
３６ 燃焼用空気量調整部
３７ 冷却用空気量調整部
３８ 供給装置送り速度調整部
３９ 火格子送り速度調整部
４０ 監視センタ
４１ 制御部
４１ａ 学習部
４２ 出力部
４３ 入力部
４４ 記憶部
４４ａ 操作学習済みモデル
４４ｂ 燃焼画像学習済みモデル
２ 投入口
３ 供給装置
４ 火格子
５ 灰落下口
６ 燃焼用空気ブロア
７ 炉出口
８ 煙突
９ ボイラ
９ａ 熱交換器
９ｂ 蒸気ドラム
１０ 冷却用空気吹き込み口
１１ 冷却用空気ブロア
１４ 燃焼用空気ダンパ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 火格子下燃焼用空気ダンパ
１５ 冷却用空気ダンパ
１６ 中間天井
１７ 燃焼室ガス温度計
１８ 主煙道ガス温度計
１９ 炉出口下部ガス温度計
２０ 炉出口中部ガス温度計
２１ 炉出口ガス温度計
２２ ボイラ出口酸素濃度計
２３ ガス濃度計
２４ 排ガス流量計
２５ 燃焼画像撮像部
３０ 燃焼制御装置
３１ ごみ質算出部
３２ 操作量基準値調整部
３３ 操作量基準値補正部
３４ 記憶部
３５ 操作量調整部
３６ 燃焼用空気量調整部
３７ 冷却用空気量調整部
３８ 供給装置送り速度調整部
３９ 火格子送り速度調整部
４０ 監視センタ
４１ 制御部
４１ａ 学習部
４２ 出力部
４３ 入力部
４４ 記憶部
４４ａ 操作学習済みモデル
４４ｂ 燃焼画像学習済みモデル
Claims (7)
- 廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて前記操作量基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置が実行する自動燃焼制御方法であって、
前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置による自動燃焼制御によって制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、
前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御ステップと、を含み、
前記モデルは、
少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、
前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、
前記入力パラメータの前記センサ情報および前記操作端の制御値は、オペレータの手動による介入操作の開始の判定に用いたデータであり、
前記操作量基準値の補正値は、前記オペレータが前記手動による介入操作において操作した操作端の種類および操作量基準値に対する補正値である
自動燃焼制御方法。 - 前記オペレータの手動による介入操作の開始の判定に用いたデータは、前記廃棄物焼却炉における、前記操作端の制御値、運転値、または瞬時値のデータ、複数の前記センサ情報に基づいて導出されたデータ、前記センサ情報の所定時間の変動傾向のデータ、および前記操作端の制御値の１時間移動平均のデータを含む
請求項１に記載の自動燃焼制御方法。 - 前記オペレータの手動による介入操作の終了の判定に用いたデータは、前記廃棄物焼却炉における、前記操作端の運転値または瞬時値のデータ、複数の前記センサ情報に基づいて導出されたデータ、前記センサ情報の所定時間の変動傾向のデータ、および前記操作端の制御値の１時間移動平均のデータを含む
請求項１または２に記載の自動燃焼制御方法。 - 廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて前記操作量基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置が実行する自動燃焼制御方法であって、
前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、
前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御ステップと、を含み、
前記モデルは、
少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、
前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、
前記センサ情報は、学習用燃焼画像データを学習用入力パラメータとし前記学習用燃焼画像データに対応した数値を学習用出力パラメータとした機械学習によってあらかじめ生成された燃焼画像学習済みモデルに、前記廃棄物焼却炉内の燃焼状態を撮像した燃焼画像データを入力して得られる数値を含む
自動燃焼制御方法。 - 前記操作判定条件は、オペレータの手動による介入操作の判定に基づいた条件であり、前記入力パラメータが所定のしきい値を下回るまたは上回るかを判定条件とし、少なくとも１つの判定条件を全て満たした場合に、前記操作開始条件または前記操作終了条件が成立したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動燃焼制御方法。 - 廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置であって、
前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置による自動燃焼制御によって制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして記憶する記憶部と、
前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御部と、を備え、
前記モデルは、
少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、
前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、
前記入力パラメータの前記センサ情報および前記操作端の制御値は、オペレータの手動による介入操作の開始の判定に用いたデータであり、
前記操作量基準値の補正値は、前記オペレータが前記手動による介入操作において操作した操作端の種類および操作量基準値に対する補正値である
自動燃焼制御装置。 - 廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼状態に応じて前記操作量基準値を補正することによって前記操作端の制御値を決定して前記廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置であって、
前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして記憶する記憶部と、
前記操作量基準値を補正する介入操作の要否を判定し、前記介入操作が必要であると判定した場合に、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータをモデルに入力して得られた、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値によって、前記操作端の前記操作量基準値を補正する前記介入操作を行い、前記入力パラメータを前記モデルに入力して得られた結果が前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰する復帰条件となった場合、前記介入操作を終了して前記自動燃焼制御に復帰させる制御を行う制御部と、を備え、
前記モデルは、
少なくとも１つの前記センサ情報を入力パラメータとして１組の操作開始条件および操作終了条件に基づいて、前記操作量基準値の補正が必要であるか否かを判定する操作判定条件を有し、
前記操作開始条件を満たす場合に、前記操作量基準値を補正する制御を開始操作とし、前記操作終了条件を満たす場合に、前記操作端の制御値を変更前の値に戻す操作を終了操作とし、
前記センサ情報は、学習用燃焼画像データを学習用入力パラメータとし前記学習用燃焼画像データに対応した数値を学習用出力パラメータとした機械学習によってあらかじめ生成された燃焼画像学習済みモデルに、前記廃棄物焼却炉内の燃焼状態を撮像した燃焼画像データを入力して得られる数値を含む
自動燃焼制御装置。
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