JP5768525B2 - プログラム、制御器及びボイラシステム - Google Patents

Description

この発明は、段階的な燃焼位置を有する段階制御ボイラを備えたボイラ群を、比例制御ボイラの信号出力により制御するためのプログラム、制御器及びボイラシステムに関する。

周知のように、停止，燃焼（およびパイロット燃焼待機）の段階的な燃焼位置を有する複数の段階制御ボイラを備えたボイラ群を、要求負荷変動に応じて制御するための技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ボイラの負荷を制御盤に入力信号として入力して燃料流量制御弁及び燃焼用空気流量調節ダンパを制御し、燃料流量制御弁によりバーナへ供給する燃料の供給量を制御するとともに、燃焼用空気流量調節ダンパにより送風機からバーナへ供給する燃焼用空気の流量を制御する比例制御ボイラに関する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

上記段階制御ボイラを備えたボイラ群は、段階制御ボイラの各燃焼位置と対応する信号を出力することにより、各燃焼位置への移行をスムースに制御することができ、ボイラ群の効率的な制御も実用化されている。今後、例えば、比例制御ボイラの設置等に際して、比例制御ボイラを制御する比例制御信号を用いて、比例制御ボイラとともに既設（又は新設）の段階制御ボイラを制御する必要性が生じることが予測される。

特開２００２−８１６０４号公報 特開２００１−２７２０３０号公報

しかしながら、比例制御ボイラを制御する制御信号は、比率により定義されていて段階的に出力されないため、段階制御ボイラを制御することは困難であり、たとえ、段階的に定義されていても段階制御ボイラを制御するように構成されていないため、段階制御ボイラを制御することは困難である。そこで、比例制御ボイラの制御装置を用いて段階制御ボイラを制御する技術に対する強い要請がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、例えば、段階制御ボイラと比例制御ボイラとを備えたボイラ群を対象とする場合など、比例制御ボイラの制御装置を用いて段階制御ボイラを制御することが可能なプログラム、制御器及びボイラシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、少なくとも１台の段階的な燃焼位置を有する段階制御ボイラと、少なくとも１台の蒸発量を連続して増減可能とされる比例制御ボイラとを備えたボイラ群を制御するプログラムであって、前記比例制御ボイラにおいて発生させる蒸発量又は蒸発量と対応する物理量を制御する比例制御信号に基づいて前記ボイラ群の各ボイラを制御すると共に、前記段階制御ボイラに対しては、前記比例制御信号を段階制御信号に変換して出力するように構成され、前記段階制御信号は、前記比例制御ボイラの蒸発量又は蒸発量と対応する物理量と、前記段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量とが、対応するように変換されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、制御器であって、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプログラムを備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、ボイラシステムであって、請求項６に記載の制御器を備えることを特徴とする。

この発明に係るプログラム、制御器及びボイラシステムによれば、比例制御ボイラを制御するための比例制御信号の出力によって、段階制御ボイラを含むボイラ群を容易かつ効率的に制御することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプログラムであって、ボイラ群の要求負荷に対応して前記比例制御信号が、前記段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量に応じてあらかじめ設定された値に到達した場合に、前記段階制御ボイラに対して前記段階制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする。

この発明に係るプログラムによれば、比例制御ボイラを制御するための比例制御信号出力を用いて、段階制御信号による場合と同様に段階制御ボイラを制御することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のプログラムであって、前記比例制御信号を、前記段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量に対応する区分に変換して前記段階制御信号を生成し、当該段階制御信号により前記段階制御ボイラを制御するように構成されていることを特徴とする。

この発明に係るプログラムによれば、比例制信号の出力を用いて、段階制御信号による場合と同様に段階制御ボイラを制御することができる。また、段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量に対応する区分に変換して段階制御信号を生成し、この段階制御信号により、各燃焼位置への移行条件（例えば、燃焼タイミング等）を容易かつ効率的に調整することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプログラムであって、前記比例制御信号の出力を、蒸発量により定義するように構成されていることを特徴とする。

この発明に係るプログラムによれば、比例制御信号の出力を、蒸発量により定義するように構成されているので、要求負荷に対応した制御を容易に行なうことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプログラムであって、前記比例制御信号の出力を、定格蒸発量に対する比率により定義するように構成されていることを特徴とする。

この発明に係るプログラムによれば、比例制御信号の出力を、定格蒸発量に対する比率により定義するように構成されているので、容易かつ効率的に制御することができる。

この発明に係るプログラム、制御器及びボイラシステムによれば、比例制御ボイラを制御するための信号出力によって、段階制御ボイラを含むボイラ群を容易かつ効率的に制御することができる。

本発明の第１の実施形態に係るボイラシステムの概略を示す図である。 第１の実施形態に係るボイラ群の概略構成を説明する図である。 第１の実施形態に係る必要蒸発量と比例制御信号の関係を説明する図である。 第１の実施形態に係るデータベースの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る比例制御信号と段階制御ボイラの動作の関係を説明する図である。 第１の実施形態に係るプログラムの一例を説明するフロー図である。 第１の実施形態に係るボイラ群の作用を説明する図である。 第２の実施形態に係るデータベースの一例を示す図である。 第２の実施形態に係る比例制御信号と段階制御ボイラの動作の関係を説明する図である。 第２の実施形態に係るボイラ群の作用を説明する図である。

以下、図１から図７を参照し、この発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るボイラシステムを示す図であり、符号１はボイラシステムを示している。
ボイラシステム１は、図１に示すように、例えば、３台のボイラから構成されるボイラ群２と、制御部（制御器）４と、スチームヘッダ６と、スチームヘッダ６内の蒸気の圧力（蒸発量と対応する物理量）を検出する圧力センサ７とを備え、蒸気使用設備１８の要求負荷に応じて、ボイラ群２で発生させた蒸気を供給するようになっている。
この実施形態における要求負荷は、圧力センサ７が検出するスチームヘッダ６内の蒸気の圧力（物理量）により代用されており、この圧力に基づいて蒸気使用設備１８の消費蒸気量と対応する必要蒸発量が算出されるようになっている。

ボイラ群２は、図２に示すように、第１ボイラ２１、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３を備えている。
第１ボイラ２１は、例えば、制御部４から出力される比例制御信号により、燃料流量制御弁、燃焼用空気流量調節ダンパを制御して、バーナに供給する燃料や燃焼用空気の流量を制御することで、信号の大きさ（比率）に応じて蒸発量を連続的に増減する比例制御ボイラとされており、制御部4が出力する比例制御信号（比率ゼロ〜１００％）により、例えば、燃焼停止状態（燃焼停止位置）（比率ゼロ）から定格蒸発量（２０００（ｋｇ／ｈ）（比率１００％）までの蒸発量を出力するようになっている。

第２ボイラ２２、第３ボイラ２３は、制御部４で算出した必要蒸発量に応じた比例制御信号（比率）を変換した段階制御信号により燃焼位置が移行されて、蒸発量が段階的に増減する段階制御ボイラとされ、それぞれ燃焼停止状態（燃焼停止位置）、低燃焼状態（第１燃焼位置）、中燃焼状態（第２燃焼位置）、高燃焼状態（第３燃焼位置）の４つの段階的な燃焼状態に制御することが可能とされている。また、各段階制御ボイラ２２、２３は、第１差分蒸発量は４００（ｋｇ／ｈ）、第２差分蒸発量は４００（ｋｇ／ｈ）、第３差分蒸発量は１２００（ｋｇ／ｈ）、定格蒸発量は２０００（ｋｇ／ｈ）とされている。

なお、図２に示した枠は、ボイラ群２を構成する各ボイラ２１、２２、２３を表しており、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３を示す枠を仕切った区分は燃焼位置を表しており、第１ボイラ２１を表す枠内に示した「ゼロ〜２０００」は、第１ボイラ２１が制御可能な蒸発量の範囲であり、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３の各燃焼位置に記した数字４００、４００、１２００は、各燃焼位置の差分蒸発量（ｋｇ／ｈ）を示している。
また、各ボイラ２１、２２、２３の差分蒸発量（ｋｇ／ｈ）の横に示した（ ）内の数字は、蒸発量を増加する際における、制御部４がプログラムを実行することにより、蒸発量制御のために実際に制御する対象（以下、実制御対象という）優先順位を表している。
また、各枠の上方に＜ ＞で示した数字は各ボイラの定格蒸発量を示している。

この実施形態において、各ボイラ２１、２２、２３は、図２に示すような優先順位が設定されており、総蒸発量を増加する場合に、第１ボイラ２１が定格蒸発量に到達した後に、第２ボイラ２２が第１燃焼位置、第２燃焼位置、第３燃焼位置に移行し、第２ボイラ２２が第３燃焼位置に移行した後に、第３ボイラ２３が第１燃焼位置、第２燃焼位置、第３燃焼位置に移行するようになっている。

なお、この実施形態では、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３において、順次燃焼位置の燃焼位置に移行するように構成されているが、いずれかのボイラが定格蒸発量を出力する前に、他のボイラが総蒸発量を増減するように優先順位を設定してもよい。また、優先順位を、自動、手動のいずれで設定するかは任意に設定可能な事項である。
ここで、実制御対象とは、蒸発量を増減（又は維持する）ために実際に制御する対象をいい、比例制御ボイラにおいては、比例制御信号より増減する蒸発量の上限と下限により定義される範囲を意味し、段階制御ボイラにおいては、蒸発量を維持又は増減するために用いる燃焼位置を意味する。

例えば、比例制御ボイラにおいて、実制御対象が燃焼停止状態〜定格出力までの範囲である場合、比率ゼロ〜１００％又はゼロ〜定格蒸発量の蒸発量（ｋｇ／ｈ）の対応する比例制御信号により制御することとなる。なお、例えば、比例制御ボイラの実制御対象をゼロ〜１００％（又は定格蒸発量）とせず、ゼロ〜１００％（又は定格蒸発量）の間の任意の比率（又は蒸発量）（例えば、比率ゼロ〜５０％及び５０％超〜１００％というように）設定して複数の実制御対象として制御してもよい。

また、実制御対象が段階制御ボイラの燃焼位置である場合、蒸発量を増加する場合には上位に移行することが可能な燃焼位置が、蒸発量を減少する場合には燃焼を解除して下位の燃焼位置に移行することが可能な燃焼中の燃焼位置が実制御対象となる。また、蒸発量を維持する場合の実制御対象は、燃焼中の燃焼位置が実制御対象とされ、燃焼状態を維持することとなる。

また、この明細書において、
１）蒸発量とは、単位時間当たりに発生する蒸気量であり、例えば、（ｋｇ／ｈ）により表すことができる。
２）ボイラの蒸発量とは、燃焼中のボイラが出力する蒸発量を表している。
３）ボイラ群の総蒸発量とは、ボイラ群を構成するボイラが出力する蒸発量の合計である。
４）差分蒸発量とは、ボイラを一段階上位の燃焼位置に移行した場合に増加する蒸発量、すなわち、移行した後の燃焼位置の蒸発量と移行前の燃焼停止位置（又は燃焼位置）の蒸発量との差をいい、一段階上位に移行して第N燃焼位置（Nは、１以上の整数）となることで増加する蒸発量を、「第N燃焼位置の差分蒸発量」、又は「第N差分蒸発量」という。
なお、比例制御ボイラの蒸発量の所定範囲が実制御対象である場合、便宜上、実制御対象の上限蒸発量と下限蒸発量の差異を差分蒸発量というものとする。

制御部４は、入力部４１と、メモリ４２と、演算部４３と、ハードディスク４４と、出力部４６と、通信線４７とを備え、入力部４１、メモリ４２、演算部４３、ハードディスク４４、出力部４６は通信線４７により相互にデータ等を通信可能に接続され、ハードディスク４４にはデータベース４５が格納されている。

入力部４１は、例えば、図示しないキーボード等のデータ入力機器を有していて設定等を演算部４３に出力するとともに、圧力センサ７、各ボイラ２１、２２、２３と信号線１３、信号線１６により接続され、圧力センサ７から入力された圧力信号及び第１ボイラ２１から入力された信号（例えば、バルブ開度等の情報）及び第２ボイラ２２、第３ボイラ２３から入力された信号（例えば、燃焼位置等の情報）を演算部４３に出力するようになっている。
出力部４６は、各ボイラ２１、２２、２３と信号線１４により接続され、演算部４３から出力された信号を各ボイラ２１、２２、２３に出力するようになっている。

演算部４３は、メモリ４２の記憶媒体（例えば、ＲＯＭ）に格納されたプログラムを読み込んで実行し、例えば、要求負荷に対応する必要蒸発量の算出、入力部４１から入力された各ボイラの運転状態に関する情報等に基づく総蒸発量ＪＲの算出、実制御対象の設定、必要蒸発量に対応する比例制御信号の算出、比例制御信号に基づく段階制御信号の算出（変換）を行なうようになっている。また、演算部４３は、優先順位にしたがって実制御対象を設定するようになっている。また、演算部４３は、上記算出結果に基づいて、実制御対象が比例制御ボイラである場合には比例制御信号を、実制御対象が段階制御ボイラである場合には段階制御信号を、出力部４６を介して各ボイラ２１、２２、２３に制御信号を出力するようになっている。

データベース４５は、第１のデータベース４５Ａと、第２のデータベース４５Ｂと、第３のデータベース４５Ｃとを備えている。
第１のデータベース４５Ａは、圧力信号（ＶもしくはｍＡ）と圧力（Ｐａ）との関係を示すデータテーブルが数値データとして格納されており、演算部４３は、圧力センサ７からの圧力信号（ＶもしくはｍＡ）を第１のデータベース４５Ａに参照して必要蒸発量を算出するようになっている。なお、スチームヘッダ６内の圧力に基づく必要蒸発量の算出は、周知の燃焼位置制御技術によるものとし、説明を省略する。

また、演算部４３は、必要蒸発量に基づいて、比例制御信号を算出するようになっており、この実施形態において、比例制御信号は、ボイラ群２の定格蒸発量に対する必要蒸発量の比率により構成されている。
なお、演算部４３は、比例制御ボイラを制御する場合に、図３に示すように、例えば、比例制御ボイラが必要蒸発量と等しい蒸発量を出力するように、比例制御信号を出力するようになっている。

また、第２のデータベース４５Ｂは、図４（Ａ）に示すように、例えば、第２ボイラ２２、第３ボイラ２３について、それぞれの第１差分蒸発量、第２差分蒸発量、第３差分蒸発量、及び各燃焼位置における各ボイラ２２、２３の蒸発量がデータテーブルの形式で格納されている。この実施形態において、各ボイラ２２、２３の燃焼位置の構成、差分蒸発量は同一であるため、データテーブルは共通とされている。
演算部４３は、第２のデータベース４５Ｂを参照して、各実制御対象による蒸発量の増減量、総蒸発量を算出するとともに、実制御対象を設定するようになっている。

第３のデータベース４５Ｃには、図４（Ｂ）に示すように、例えば、各段階制御ボイラ２２、２３の各燃焼位置と、演算部４３が必要蒸発量に基づいて算出した比例制御信号の大きさ（比率）とを対応させたデータテーブルの形式で格納されており、例えば、比例制御信号の比率がゼロ〜２０％未満では燃焼停止位置が、２０％〜４０％未満では第１燃焼位置が、４０％〜１００％未満では第２燃焼位置が、１００％では第３燃焼停止位置が対応するように構成されている。
演算部４３は、比例制御信号を第３のデータベース４５Ｃに参照して、各段階制御ボイラ２２、２３に対応した信号に変換するようになっている。この実施形態において、各段階制御ボイラ２２、２３の燃焼位置の構成、差分蒸発量は同一であるため、データテーブルは共通している。

図５は、各段階制御ボイラ２２、２３の定格出力に対する必要蒸発量に基づいて算出した比例制御信号を、第３データベース４５Ｃに参照して変換した段階制御信号により各段階制御ボイラ２２、２３を制御する状態を示すものであり、必要蒸発量が各段階制御ボイラ２２、２３の各燃焼位置における蒸発量と等しくなった場合に、各段階制御ボイラ２２、２３を対応する燃焼位置に移行するようになっている。
なお、便宜のため、必要蒸発量については、各ボイラ２１、２２、２３における必要蒸発量に基づいて示しているが、各ボイラ２１、２２、２３とボイラ群２の必要蒸発量のいずれに基づくかは、任意に設定可能である。

以下、図６を参照して、プログラムの一例に係るフロー図について説明する。図６は、第１の実施形態に係るプログラムの概略構成の一例を示している。
（１）まず、ボイラ群２の必要蒸発量ＪＮ、総蒸発量ＪＲにそれぞれ初期値（＝０）を、実制御対象の優先順位ｉに初期値（＝１）を設定するとともに、優先順位ｉの実制御対象、優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）、優先順位ｉの実制御対象の差分蒸発量Ｊ（ｉ）を設定する（Ｓ１）。
（２）ボイラ群２が運転中かどうかを判断する（Ｓ２）。
ボイラ群２が運転中の場合にはＳ３に移行し、運転が停止している場合にはプログラムを終了する。
（３）演算部４３は、入力部４１を介して取得した圧力センサ７の圧力信号に基づいて、必要蒸発量ＪＮを算出する（Ｓ３）。
（４）演算部４３は、演算した必要蒸発量ＪＮとメモリ４２に格納された必要蒸発量ＪＮとを比較して、必要蒸発量ＪＮの変動の有無を判断する（Ｓ４）。
必要蒸発量ＪＮの変動がある場合にはＳ５に移行し、変動がない場合にはＳ２に移行する。
（５）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮが増加か減少かを判断する（Ｓ５）。
必要蒸発量ＪＮが増加している場合にはＳ６に移行し、減少している場合にはＳ１６に移行する。演算部４３は、Ｓ３において算出した必要蒸発量ＪＮをメモリ４２に格納する。
（６）演算部４３は、実制御対象が比例制御ボイラか、それとも段階制御ボイラであるかを判断する（Ｓ６）。
比例制御ボイラである場合はＳ７に移行し、段階制御ボイラである場合はＳ１４に移行する。
（７）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮと、優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）とを比較する（Ｓ７）。
必要蒸発量ＪＮ＞優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）でない場合はＳ８に移行し、必蒸発量ＪＮ＞優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）である場合はＳ１０に移行する。なお、第１ボイラ２１に対する最後の信号は、必蒸発量ＪＮ＝優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）となるため、Ｓ１０に移行する。
（８）演算部４３は、比例制御信号を出力する（Ｓ８）。演算部４３は、Ｓ８を実行したら、Ｓ９に移行する。
（９）演算部４３は、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲを算出する（Ｓ９）。
演算部４３は、Ｓ９を実行したらＳ２に移行する。
（１０）演算部４３は、総蒸発量ＪＲを優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）とするための比例制御信号を出力する（Ｓ１０）。
Ｓ１０を実行したらＳ１１に移行する。
（１１）演算部４３は、（ｉ＋１）をｉとする演算を実行する（Ｓ１１）。
演算部４３は、新たな優先順位ｉをメモリ４２に格納する。Ｓ１１を実行したらＳ１２に移行する。
（１２）演算部４３は、データベース４５Ｃを参照して、新たな優先順位ｉに対応する実制御対象を設定する（Ｓ１２）。
Ｓ１２を実行したらＳ１３に移行する。
（１３）演算部４３は、データベース４５Ｃを参照して、新たな優先順位ｉに対応する実制御対象の差分蒸発量Ｊ（ｉ）を算出する（Ｓ１３）。
Ｓ１３を実行したらＳ９に移行する。
（１４）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮと優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）とを比較する（Ｓ１４）。
必蒸発量ＪＮ＞優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）でない場合はＳ９に移行し、必要蒸発量ＪＮ＞優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）である場合はＳ１５に移行する。
（１５）演算部４３は、優先順位ｉの実制御対象である燃焼位置に移行する制御信号を出力して総蒸発量ＪＲを増加させる（Ｓ１５）。Ｓ１５を実行したらＳ１１に移行する。
（１６）演算部４３は、実制御対象が比例制御ボイラか、それとも段階制御ボイラであるかを判断する（Ｓ１６）。
実制御対象が比例制御ボイラで増加である場合はＳ１７に移行し、段階制御ボイラである場合はＳ２３に移行する。
（１７）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮと優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）とを比較する（Ｓ１７）。
必要蒸発量ＪＮ≦優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）でない場合はＳ１８に移行し、必蒸発量ＪＮ≦優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）である場合はＳ１９に移行する。
（１８）演算部４３は、比例制御信号を出力する（Ｓ１８）。Ｓ１８を実行したら、Ｓ９に移行する。
（１９）演算部４３は、総蒸発量ＪＲを優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）とするための比例制御信号を出力する（Ｓ１９）。Ｓ１９を実行したら、Ｓ２０に移行する。
（２０）演算部４３は、（ｉ−１）をｉとする演算を実行する（Ｓ２０）。
演算部４３は、新たな優先順位ｉをメモリ４２に格納する。Ｓ２０を実行したらＳ２１に移行する。
（２１）演算部４３は、データベース４５Ｃを参照して、優先順位ｉに対応する実制御対象を設定する（Ｓ２１）。Ｓ２１を実行したら、Ｓ２２に移行する。
（２２）演算部４３は、データベース４５Ｃを参照して、新たな優先順位ｉに対応する実制御対象の差分蒸発量Ｊ（ｉ）を算出する（Ｓ２２）。Ｓ２２を実行したらＳ９に移行する。
（２３）演算部４３は、必要蒸発量ＪＮと優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）とを比較する（Ｓ２３）。
必要蒸発量ＪＮ≦優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）でない場合はＳ９に移行し、必要蒸発量ＪＮ≦優先順位（ｉー１）の実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ−１）である場合はＳ２４に移行する。
（２４）演算部４３は、優先順位（ｉ−１）の実制御対象である下位の燃焼位置に移行する制御信号を出力する（Ｓ２４）。Ｓ２４を実行したらＳ２０に移行する。
上記（２）から（２４）を繰り返して実行する。
なお、上記フロー図において、演算部４３は、優先順位ｉの実制御対象の最大蒸発量ＪＴ（ｉ）、ＪＴ（ｉ−１）を、関係式ＪＴ（ｉ）＝ＪＴ（ｉ−１）+Ｊ（ｉ）により算出し、算出したＪＴ（ｉ）、ＪＴ（ｉ−１）をメモリ４２に格納するようになっている。

次に、図７を参照して、ボイラシステム１の作用について説明する。
図７（Ａ）は、プログラムを用いて、必要蒸発量ＪＮが常に増加する場合におけるボイラ群２の総蒸発量ＪＲを増加する際の各ボイラ２１、２２、２３の動作を示す概略図である。実制御対象の優先順位は、図２に示すとおりである。
なお、図７（Ａ）に示す着色部は、実制御対象であるボイラ２１、２２、２３又は実制御対象である燃焼位置が属するボイラを表している。
また、図７（Ａ）に示したグラフは総蒸発量ＪＲを示しており、総蒸発量ＪＲ上の矢印は総蒸発量ＪＲが増加する状態を表している。
また、図７（Ｂ）に示す表は、優先順位ｉと、優先順位ｉと対応する実制御対象、各実制御対象と対応する段階制御信号（各ボイラごと）の比率、各実制御対象の差分蒸発量、各実制御対象の属するボイラの蒸発量、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲを、図７（Ａ）の動作に対応させて示している。

（１）まず、ボイラシステム１を運転する。
（２）演算部４３はＳ１を実行し、その後Ｓ２〜Ｓ９を繰り返して実行する。Ｓ２〜Ｓ９を繰り返す際に、Ｓ８を実行して、第１ボイラ２１（優先順位ｉ＝１）の蒸発量をゼロから２０００（ｋｇ／ｈ）まで増加させる。なお、第１ボイラ２１に対する比例制御信号出力はＳ１０を実行することにより終了する。
（３）演算部４３は、Ｓ１０を実行した後、Ｓ１１を実行して優先順位ｉ＝２とする。
次いで、Ｓ１２を実行して、優先順位ｉ＝２に対応する実制御対象として、第２ボイラ２２の第１燃焼位置を設定し、Ｓ１３、Ｓ９を実行する。
（４）次に、演算部４３は、Ｓ２〜Ｓ６を実行する。この場合、Ｓ６における判断がＮｏとなるためＳ１４に移行する。Ｓ１４における判断は、図７（Ｂ）に示すように、比例制御信号が第２ボイラ２２の定格蒸発量（２０００（ｋｇ／ｈ）の２０％（＝４００（ｋｇ／ｈ））となるまでＮｏであるため、比例制御信号が２０％（＝４００（ｋｇ／ｈ））となるまで、Ｓ2 〜Ｓ６、Ｓ１４、Ｓ９を繰り返し実行する。
（５）比例制御信号が２０％になったらＳ１５を実行して第１燃焼位置に移行して、第２ボイラ２２の蒸発量を４００（ｋｇ／ｈ）に増加する。
（６）Ｓ１５を実行したら、Ｓ１１を実行して、優先順位ｉ＝３とする。
次いで、Ｓ１２を実行して、優先順位ｉ＝３に対応する実制御対象として、第２ボイラ２２の第２燃焼位置を設定し、Ｓ１３、Ｓ９を実行する。
同様に、Ｓ２〜Ｓ１５を繰り返し実行することにより、図７（Ｂ）に示すように、優先順位ｉ＝３〜７に対応する第２ボイラ２２の第２燃焼位置、第３燃焼位置、第３ボイラ２３の第１燃焼位置〜第３燃焼位置へと燃焼位置を移行させて、ボイラ群２の総蒸発量ＪＲを６０００（ｋｇ／ｈ）に増加させる。なお、蒸発量を減少させる場合には、蒸発量を増加させる場合と反対の手順による（図６参照）。

ボイラシステム１によれば、比例制御ボイラを制御するための信号出力により、段階制御ボイラである第２ボイラ２２、第３ボイラ２３を容易かつ効率的に制御することができ、その結果、ボイラ群２の総蒸発量をスムースに制御することができる。

次に、図８〜図１０を参照して、この発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、第１の実施形態において図４（Ｂ）で示した第３のデータベース４５Ｃに係るデータテーブルに代えて、図８に示すデータテーブルを格納した点である。図８に示したデータテーブルでは、必要蒸発量から算出した比例制御信号を所定の区分に基づいて変換した段階制御信号により、段階制御ボイラ（第２ボイラ２２、第３ボイラ２３）制御するようになっている。

その結果、段階制御ボイラ（第２ボイラ２２、第３ボイラ２３）は、図９に示すように、例えば、比例制御信号がゼロ〜１０％未満では燃焼停止位置に、１０％〜３０％未満では第１燃焼位置と、３０％〜５０％未満では第２燃焼位置に、５０％〜１００％では第３燃焼停止位置に維持されるように段階制御信号を出力するようになっている。

第２の実施形態に用いるプログラムは、図６に示す第１の実施形態と同様のものを用いることが可能であり、かかる場合、例えば、優先順位ｉ＝２の実制御対象に対する第２ボイラ２２を第１燃焼位置に移行するための段階制御信号は、第２ボイラ２２の定格蒸発量に対する比率が１０％（すなわち、第１蒸発量を維持する際の比例制御信号の区分の最小値）に到達した場合にＳ１５を実行することにより行なわれる。第２の実施形態における段階制御信号による燃焼位置の上位への移行は、実制御対象である燃焼位置の蒸発量を維持するために設定された比例制御信号の区分の最小値により行なう。

かかる手順を実行することにより、図１０に示すように、例えば、実制御対象が第２ボイラ２２に属する場合、比例制御信号が第２ボイラ２２のゼロ〜１０％未満では燃焼停止位置に、１０％〜３０％未満では第１燃焼位置と、３０％〜５０％未満では第２燃焼位置に、５０％〜１００％では第３燃焼停止位置に維持される。また、第３ボイラ２３に関しても同様である。なお、蒸発量を減少させる場合には、第１の実施形態と同様に、蒸発量を増加させる場合と反対の手順による（図６参照）。
また、第２の実施形態に係るボイラシステム１によれば、比例制御信号に設定した区分に基づいて段階制御ボイラを各燃焼位置に維持するので、例えば、各燃焼位置への移行を容易かつ効率的に調整することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、ボイラシステム１を構成するボイラ群２が、１台の比例制御ボイラと２台の段階制御ボイラから構成される場合について説明したが、ボイラ群２を構成するボイラの台数、各ボイラの構成（例えば、燃焼位置数、各燃焼位置の差分蒸発量等）は任意に設定することができる。

また、上記実施の形態においては、段階制御ボイラに対して出力する段階制御信号を、段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量と対応させる場合について説明したが、段階制御ボイラの定格出力に対する比率により定義した段階制御信号に変換して出力するように構成してもよい。
また、上記実施の形態においては、段階制御信号を、段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量と対応させる場合について説明したが、各燃焼位置の蒸発量と対応する他の物理量と対応させるように構成してもよい。

また、上記実施の形態において、ボイラ群２を構成するボイラ（又は燃焼位置）の一部を、故障、修理、計画停止等による予備缶としてもよいし、予備缶を設定変更する構成としてもよい。
また、第１の実施の形態においては、段階制御信号を出力して燃焼位置を移行した後に、総蒸発量ＪＲが必要蒸発量と対応し、第２の実施の形態においては、比例制御信号に設定する区分を、総蒸発量ＪＲが実制御対象の途中で必要蒸発量と対応するように段階制御信号を出力する場合について説明したが、段階制御ボイラにおける燃焼位置の移行又は各燃焼位置における蒸発量の維持を必要蒸発量とどのように対応させるかは任意に設定することができる。
また、第１の実施形態に係る段階制御信号と、第２の実施形態に係る段階制御信号を併せて出力するように構成してもよい。

また、この発明に係るプログラムの概略構成の一例をフロー図として示したが、上記フロー図以外の方法（アルゴリズム）を用いてプログラムを構成してもよい。
また、上記実施の形態においては、プログラムを格納するための記憶媒体がＲＯＭである場合について説明したが、ＲＯＭ以外にも、例えば、EP−ROM、 ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカードなどを用いてもよい。また、演算部が読出したプログラムを実行することにより上記実施形態の作用が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、演算部で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施形態の作用が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムが、演算部に挿入された機能拡張ボードや演算部に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の作用が実現される場合も含まれることはいうまでもない。

比例制御ボイラを制御する比例制御信号により、段階制御ボイラを含むボイラ群を容易かつ効率的に制御することができるので産業上利用可能である。

１ ボイラシステム
２ ボイラ群
４ 制御部（制御器）
２１ 第１ボイラ（比例制御ボイラ）
２２、２３ 第２、第３ボイラ（段階制御ボイラ）

Claims (7)

1. 少なくとも１台の段階的な燃焼位置を有する段階制御ボイラと、少なくとも１台の蒸発量を連続して増減可能とされる比例制御ボイラとを備えたボイラ群を制御するプログラムであって、
   前記比例制御ボイラにおいて発生させる蒸発量又は蒸発量と対応する物理量を制御する比例制御信号に基づいて前記ボイラ群の各ボイラを制御すると共に、前記段階制御ボイラに対しては、前記比例制御信号を段階制御信号に変換して出力するように構成され、
   前記段階制御信号は、前記比例制御ボイラの蒸発量又は蒸発量と対応する物理量と、前記段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量とが、対応するように変換されることを特徴とするプログラム。
2. 請求項１に記載のプログラムであって、
   ボイラ群の要求負荷に対応して前記比例制御信号が、前記段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量に応じてあらかじめ設定された値に到達した場合に、
   前記段階制御ボイラに対して前記段階制御信号を出力するように構成されていることを特徴とするプログラム。
3. 請求項１に記載のプログラムであって、
   前記比例制御信号を、前記段階制御ボイラの各燃焼位置の蒸発量又は蒸発量と対応する物理量に対応する区分に変換して前記段階制御信号を生成し、当該段階制御信号により前記段階制御ボイラを制御するように構成されていることを特徴とするプログラム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプログラムであって、
   前記比例制御信号の出力を、蒸発量により定義するように構成されていることを特徴とするプログラム。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプログラムであって、
   前記比例制御信号の出力を、定格蒸発量に対する比率により定義するように構成されていることを特徴とするプログラム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプログラムを備えることを特徴とする制御器。
7. 請求項６に記載の制御器を備えることを特徴とするボイラシステム。

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