JP5884154B2 - 被制御機器の運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数台の被制御機器（例えば、加熱炉の燃焼制御に用いる複数台のブロア等）を並列して運転する際の運転制御方法に関する。

ブロアなどを回転させるモータの寿命は、起動時に流れる電流や定常運転時に流れる電流等の影響を受ける。複数台のブロアをそれぞれモータで駆動する場合、ブロアの起動回数や負荷状態が偏るとモータが寿命となるタイミングにばらつきが生じ、突発的にモータ故障が発生してモータメンテナンスが後手に回るおそれがある。また、逆に、故障発生を防止するために過剰なメンテナンスを行ってしまうこともある。
また、モータ内のベアリングは一定の運転時間経過で交換が必要となるため、複数台のブロアを均等に運転することができれば最適な保全計画を立案でき、モータの長寿命化を図ることが可能となる。

従来の複数台の機器の運転制御方法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、機器に対応する運転カウンタ及び停止カウンタを使用し、運転する機器が偏らないように運転回数を制御するものである。また、複数台の被制御機器の起動順序を自動的に選択する起動順序選択装置として、例えば特許文献２，３に記載の技術がある。これらの技術は、起動順序が相異なる複数台の運転パターンを予め決めておき、その運転パターンの選択を順番に繰り返したり、乱数を発生させて選択したりするものである。

特開２０００−２８３０５１号公報 特開昭６２−２４９２０１号公報 特開昭６２−２４９２０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、複数台の機器の起動回数は均一化できるが、各機器の運転時間が考慮されていないため、ある機器に運転時間が偏り、各機器の寿命にばらつきが発生してしまう。そのため、最適な保全計画を立案するのが困難となる。
また、上記特許文献２，３に記載の技術にあっては、対象となる被制御機器の数が多くなるほど運転パターンが多くなり、起動・停止回路（ハードウェア或いはソフトウェア）が複雑になってしまう。
そこで、本発明は、複数台の被制御機器を均等に運転することができる被制御機器の運転制御方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る被制御機器の運転制御方法は、必要に応じて一台以上が運転される複数台の被制御機器の起動及び停止を制御する被制御機器の運転制御方法であって、少なくとも前記複数台の被制御機器の起動回数及び累積負荷が均等化するように、前記被制御機器の起動順序及び停止順序を決定し、当該起動順序及び停止順序に従って前記複数台の被制御機器を起動及び停止することを特徴としている。

このように、起動回数と累積負荷とを考慮して被制御機器の起動および停止を制御するので、複数台の被制御機器で起動回数及び負荷状態の偏りを防止することができる。起動回数と定常運転時における負荷は、被制御機器の寿命に関係するため、起動回数及び負荷状態の均一化を図ることで、複数台の被制御機器で寿命となるタイミングにばらつきが生じるのを防止することができる。

また、上記において、前記被制御機器を起動する際、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器から起動することを特徴としている。
このように、被制御機器を起動する場合には、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器から起動する。そのため、起動回数が同じ場合には平均負荷率が小さい方の被制御機器を選択して起動することができる。また、停止中の被制御機器の中で起動回数が最も少なくても、平均負荷率が高く、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最小でない場合には、その被制御機器を起動しないようにすることができる。したがって、複数台の被制御機器の起動回数と負荷状態とを均一化することができる。

さらに、上記において、前記被制御機器を起動する際、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ない被制御機器から起動することを特徴としている。
このように、被制御機器を起動する際、起動回数及び平均負荷率の乗算値が同じである被制御機器が複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ない被制御機器を選択し起動することができる。被制御機器では起動時に大きな負荷がかかり、これが寿命に大きく関係する。したがって、起動回数が少ない被制御機器を起動するようにして、複数台の被制御機器で起動回数の均一化を図ることで、効果的に寿命のばらつきを防止することができる。

また、上記において、前記被制御機器を起動する際、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在し、且つその中で起動回数が最も少ない被制御機器が複数存在する場合には、その中から累積運転時間が最も短い被制御機器から起動することを特徴としている。
このように、被制御機器を起動する際、起動回数及び平均負荷率の乗算値、並びに起動回数が同じである被制御機器が複数存在する場合には、その中から累積運転時間が最も短い被制御機器を選択し起動することができる。被制御機器では運転時間が長いほどメンテナンスが必要な時期までが短くなる傾向があるため、累積運転時間が短い被制御機器を起動するようにして、複数台の被制御機器で累積運転時間の均一化を図ることで、効果的に寿命のばらつきを防止することができる。

さらにまた、上記において、前記被制御機器を停止する際、起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器から停止することを特徴としている。
このように、被制御機器を停止する場合には、起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器を停止する。これにより、被制御機器を停止した後、次に追加起動する際には、起動回数及び平均負荷率の乗算値が小さい被制御機器を起動することができるので、複数台の被制御機器の起動回数と負荷状態とを均一化することができる。

また、上記において、前記被制御機器を停止する際、起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ない被制御機器から停止することを特徴としている。
このように、被制御機器を停止する際、起動回数及び平均負荷率の乗算値が同じである被制御機器が複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ない被制御機器を選択し停止することができる。被制御機器では起動時に大きな負荷がかかり、これが寿命に大きく関係する。したがって、起動回数が少ない被制御機器を停止するようにして、次に起動されるのが起動回数の少ない被制御機器となるようにすることで、複数台の被制御機器で起動回数の均一化を図ることで、効果的に寿命のばらつきを防止することができる。

さらに、上記において、前記被制御機器を停止する際、起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在し、且つその中で起動回数が最も少ない被制御機器が複数存在する場合には、その中から累積運転時間が最も長い被制御機器から停止することを特徴としている。
このように、被制御機器を停止する際、起動回数及び平均負荷率の乗算値、並びに起動回数が同じである被制御機器が複数存在する場合には、その中から累積運転時間が最も長い被制御機器を選択し停止することができる。被制御機器では運転時間が長いほどメンテナンスが必要な時期までが短くなる傾向があるため、累積運転時間が長い被制御機器を停止するようにして、複数台の被制御機器で累積運転時間の均一化を図ることで、効果的に寿命のばらつきを防止することができる。

また、上記において、前記複数台の被制御機器は、熱間圧延設備の加熱炉に燃焼空気を送風する複数台のブロアであって、起動中のブロアの送風容量に対する起動中のブロアの実際の送風量の割合が、所定の第１閾値以上であるとき、停止中の前記被制御機器を順次起動し、前記割合が前記第１閾値よりも低い第２閾値以下であるとき、起動中の前記被制御機器を順次停止することを特徴としている。

これにより、加熱炉の燃焼制御において燃焼負荷が増加することで必要な空気量が増加し、起動中のブロアの実風量が増加した場合には、当該実風量の送風容量に対する割合が第１閾値以上となることで、ブロアの運転台数が必要運転台数に満たないと判断し、ブロアを追加起動することができる。一方、加熱炉の燃焼制御において燃焼負荷が軽減することで必要な空気量が減少し、起動中のブロアの実風量が減少した場合には、当該実風量の送風容量に対する割合が第２閾値以下となることで、ブロアの運転台数が必要運転台数を超えていると判断し、ブロアを順次停止することができる。このように、ブロアの自動起動および自動停止が可能となるため、ブロアの運転台数を最適化することができる。

本発明によれば、少なくとも各被制御機器の起動回数と累積負荷とを考慮して、被制御機器の起動および停止を制御するので、複数台の被制御機器で起動回数及び負荷状態の偏りを防止することができる。そのため、複数台の被制御機器で寿命となるタイミングにばらつきが生じるのを防止することができ、突発トラブルの発生を抑止することができると共に、保全計画の立案を容易に行うことができる。

本実施形態の運転制御方法を適用したシステム構成図である。 ＣＰＵで実行するブロア台数制御処理手順を示すフローチャートである。 各ブロアの運転状況（起動する場合）を示す図である。 各ブロアの運転状況（停止する場合）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本実施形態の運転制御方法を加熱炉の燃焼制御におけるブロア台数制御に適用した場合のシステム構成図である。
図中、符号１は運転制御装置である。この運転制御装置１は、定格風量（送風容量）Ｆの複数台（ここでは、５台）のブロア１１を被制御機器として、これらブロア１１の運転を制御するものである。各ブロア１１は、熱間圧延設備における加熱炉１２の燃焼制御において、配管１３を介して加熱炉１２に燃焼空気を送風するものであり、それぞれモータを駆動源として動作する。

各ブロア１１から加熱炉１２に送風する空気の実風量Ｆ´は、加熱炉１２の燃焼負荷の変動によって加熱炉１２が必要とする空気量が変化することで、増減制御されるようになっている。また、これらブロア１１は、必要に応じて１台以上が運転されるようになっており、その運転台数、起動順序および停止順序は運転制御装置１が決定する。
運転制御装置１は、ＣＰＵ２やメモリ３等を有するマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータなどの計算機によって構成され、ＣＰＵ２によって後述するブロア台数制御処理を実行する。運転制御装置１には、流量検出器２１で検出した起動中のブロア１１から加熱炉１２に送風している実風量Ｆ´や、負荷検出器２２で検出した各ブロア１１のモータ電流によって決まる負荷状態が入力される。

そして、このブロア台数制御処理において、起動中のブロア１１の定格風量Ｎ・Ｆ（Ｎは起動中のブロア１１の台数）に対する実風量Ｆ´の割合に基づいて、ブロア１１の起動／停止判断を行うことで、運転台数を決定する。また、ブロア１１を起動／停止すると判断した場合には、各ブロア１１の運転状況（起動回数、累積負荷、累積運転時間）に基づいて、各ブロア１１で上記運転状況が均等化するように起動順序／停止順序を決定する。

メモリ３には、各ブロア１１の運転状況として、起動回数、モータの累積負荷の指標である平均負荷率［％］、累積運転時間（以下、単に運転時間と称す）、起動回数×平均負荷、状態フラグをそれぞれ格納する。なお、状態フラグは、ブロア１１の運転状態を示すものであり、例えば停止中であるときに“０”、停止中であり次の起動対象であるとき（起動優先順が最も上位にあるとき）に“１”、起動中であるときに“２”、起動中であり次の停止対象であるとき（停止優先順が最も上位にあるとき）に“３”となる。

以下、ＣＰＵ２で実行するブロア台数制御処理について具体的に説明する。
図２は、ブロア台数制御処理手順を示すフローチャートである。このブロア台数制御処理は、全ブロア１１が停止中であるときに、外部からの自動制御開始指令を受けて実行開始する。
先ずステップＳ１で、ＣＰＵ２は、起動中であるブロア１１の台数Ｎを初期化（Ｎ＝０）してステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、ＣＰＵ２は、流量検出器２１で検出した起動中のブロア１１の実風量Ｆ´を取得し、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、ＣＰＵ２は、実際の運転台数Ｎが必要運転台数を満たしているか否かを判定する。ここでは、起動中のブロア１１の定格風量（Ｎ・Ｆ）に対する前記ステップＳ２で取得した実風量Ｆ´の割合が所定の第１閾値α以上（例えば、α＝０．８）であるとき、実際の運転台数Ｎが必要運転台数を満たしていないと判断する。
すなわち、Ｆ´≧Ｎ・Ｆ・αである場合には、実際の運転台数Ｎが必要運転台数を満たしておらず、ブロア１１を追加起動する必要があると判断してステップＳ４に移行する。一方、Ｆ´＜Ｎ・Ｆ・αである場合には、ブロア１１を追加起動する必要はないと判断して後述するステップＳ１２に移行する。ここで、ブロア１１の起動条件となる第１閾値αは、空気不足による異常燃焼防止のために、十分な余裕を持たせた設定となるように決定する。

ステップＳ４では、ＣＰＵ２は、実際の運転台数Ｎが運転可能台数Ｎｍａｘに達しているか否かを判定する。ここで、運転可能台数Ｎｍａｘは、ブロア１１の総台数であり、図１に示す例ではＮｍａｘ＝５である。そして、Ｎ＝Ｎｍａｘである場合には、ブロア１１を追加起動することができないとして前記ステップＳ２に移行し、Ｎ≠Ｎｍａｘである場合にはステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、ＣＰＵ２は、メモリ３に格納されているブロア１１の運転状況を読み込み、停止中（状態フラグ＝０）のブロア１１のうち、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１を選択し、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、ＣＰＵ２は、前記ステップＳ５で選択した「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１が複数台あるか否かを判定する。そして、複数台ある場合にはステップＳ７に移行し、１台しか存在しない場合には、そのブロア１１を次に起動するブロア１１として、メモリ３内の状態フラグ＝１をセットしてから後述するステップＳ１０に移行する。

ステップＳ７では、ＣＰＵ２は、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１のうち、起動回数が最も少ないブロア１１を選択し、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、ＣＰＵ２は、前記ステップＳ７で選択した起動回数が最も少ないブロア１１が複数台あるか否かを判定する。そして、複数台ある場合にはステップＳ９に移行し、１台しか存在しない場合には、そのブロア１１を次に起動するブロア１１として、状態フラグ＝１をセットしてから後述するステップＳ１０に移行する。

ステップＳ９では、ＣＰＵ２は、「起動回数×平均負荷」が最も小さく、且つその中で起動回数が最も少ないブロア１１のうち、運転時間が最も短いブロア１１を選択する。そして、そのブロア１１を次に起動するブロア１１として、状態フラグ＝１をセットしてからステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、ＣＰＵ２は、状態フラグ＝１にセットされているブロア１１を起動し、そのブロア１１の状態フラグを“２”にセットしてからステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、ＣＰＵ２は、運転台数Ｎをインクリメントし、前記ステップＳ２に移行する。

また、ステップＳ１２では、ＣＰＵ２は、実際の運転台数Ｎが必要運転台数を超えているか否かを判定する。ここでは、起動中のブロア１１の定格風量（Ｎ・Ｆ）に対する前記ステップＳ２で取得した実風量Ｆ´の割合が、第１閾値αよりも小さい第２閾値β以下（例えば、β＝０．２）であるとき、実際の運転台数Ｎが必要運転台数を超えていると判断する。

すなわち、Ｆ´≦Ｎ・Ｆ・βである場合には、実際の運転台数Ｎが必要運転台数を超えており、省エネのためにブロア１１を停止する必要があると判断してステップＳ１３に移行する。一方、Ｆ´≧Ｎ・Ｆ・βである場合には、ブロア１１を停止する必要はないと判断して前記ステップＳ２に移行する。ここで、ブロア１１の停止条件となる第２閾値βは、空気不足による異常燃焼防止のために、十分な余裕を持たせた設定となるように決定する。

ステップＳ１３では、ＣＰＵ２は、実際の運転台数Ｎが１台のみであるか否かを判定する。そして、Ｎ＝１である場合には、ブロア１１を停止することができないとして前記ステップＳ２に移行し、Ｎ≠Ｎｍａｘである場合にはステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、ＣＰＵ２は、メモリ３に格納されているブロア１１の運転状況を読み込み、起動中（状態フラグ＝２）のブロア１１のうち、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１を選択し、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ２は、前記ステップＳ１４で選択した「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１が複数台あるか否かを判定する。そして、複数台ある場合にはステップＳ１６に移行し、１台しか存在しない場合には、そのブロア１１を次に停止するブロア１１として、メモリ３内の状態フラグ＝３をセットしてから後述するステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１６では、ＣＰＵ２は、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１のうち、起動回数が最も少ないブロア１１を選択し、ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、ＣＰＵ２は、前記ステップＳ１６で選択した起動回数が最も少ないブロア１１が複数台あるか否かを判定する。そして、複数台ある場合にはステップＳ１８に移行し、１台しか存在しない場合には、そのブロア１１を次に停止するブロア１１として、状態フラグ＝３をセットしてから後述するステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１８では、ＣＰＵ２は、「起動回数×平均負荷」が最も小さく、且つその中で起動回数が最も少ないブロア１１のうち、運転時間が最も長いブロア１１を選択する。そして、次に停止するブロア１１として、状態フラグ＝３をセットしてからステップＳ１９に移行する。
ステップＳ１９では、ＣＰＵ２は、状態フラグ＝３にセットされているブロア１１を停止し、そのブロア１１の状態フラグを“０”にセットしてからステップＳ２０に移行する。
ステップＳ２０では、ＣＰＵ２は、運転台数Ｎをデクリメントし、前記ステップＳ２に移行する。

このように、ブロア１１の実風量Ｆ´を監視し、実風量Ｆ´が定格風量（Ｎ・Ｆ）に比較的近い風量（Ｎ・Ｆ・α）以上のとき、ブロア１１の追加起動が必要であると判断してブロア１１を１台ずつ起動する。このとき、起動回数が最小で且つ運転時間が最短のブロア１１の起動優先順を最上位とする。これにより、加熱炉１２への供給空気不足を防止しながらブロア１１の自動起動を可能とすると共に、各ブロア１１の運転状況の偏りを無くすようにする。

また、実風量Ｆ´が定格風量（Ｎ・Ｆ）を比較的大きく下回る風量（Ｎ・Ｆ・β）以下のときは、ブロア１１の運転台数が多くブロア１１の停止が必要であると判断してブロア１１を１台ずつ停止する。このとき、起動回数が最小で且つ運転時間が最長のブロア１１の停止優先順を最上位とする。これにより、電力源単位の削減を可能とすると共に、各ブロア１１の運転状況の偏りを無くすようにする。

（動作）
次に、本実施形態の動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。
図１における全５台のブロアＡ〜Ｅが停止中であるとき、即ち全ブロアＡ〜Ｅの状態フラグが図３（ａ）に示すように停止中を示す“０”にセットされているときに、運転制御装置１が外部から自動制御開始指令を受けると、ＣＰＵ２はブロア台数制御処理を開始する。
この状態では、ブロアの運転台数Ｎ＝０であり（ステップＳ１）、ブロアの実風量Ｆ´＝０であるため（ステップＳ２）、実風量Ｆ´とブロアの起動条件閾値（Ｎ・Ｆ・α）とは“０”で等しい（ステップＳ３でＹｅｓ）。そのため、ＣＰＵ２は、ブロアを追加起動する必要があると判断する。このように、起動中のブロア１１の送風容量Ｎ・Ｆに対する実風量Ｆ´の割合に応じてブロア１１を追加起動するか否かを判断する。したがって、起動中のブロア１１の送風容量が必要空気量に対して不足傾向にある場合には順次ブロア１１を起動させることができ、空気不足による異常燃焼を防止することができる。

このとき、ＣＰＵ２は、５台のブロアＡ〜Ｅの中から、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアを選択する。ブロアＡ〜Ｅの運転状況が図３（ａ）に示す状態である場合、ブロアＢの「起動回数×平均負荷」が「６００」で最も小さく、且つ「起動回数×平均負荷」が最小となるのはブロアＢの１台のみである。そのため、ＣＰＵ２は、ブロアＢの起動優先順を最上位とするべく、図３（ｂ）に示すように、ブロアＢの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ５）、ブロアＢを起動する（ステップＳ１０）。

これにより、ブロアＢの運転状況は、図３（ｃ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となり、起動回数が「１０」から「１１」に増加する。さらに、起動したことで運転時間も増加する。また、運転台数Ｎは“１”となる（ステップＳ１１）。
このように、ブロア１１を追加起動する際には、ブロア１１の「起動回数×平均負荷」が最も小さいものを選択して起動する。すなわち、起動回数のみではなく、ブロアの負荷状態も考慮して起動順序を決定する。

したがって、起動回数が同じ場合には平均負荷が小さい方のブロア１１を選択して起動することができ、停止中のブロアの中で起動回数が最も少なくても、平均負荷が高く、「起動回数×平均負荷」が最小でない場合には、そのブロア１１を起動しないようにすることができる。これにより、各ブロア１１の起動回数と負荷状態とを均一化することができる。ブロア１１を駆動するモータの寿命は、起動時に流れる電流や定常運転時に流れる電流の影響を受けるため、各ブロア１１の起動回数と負荷状態とを均一化することで、各ブロア１１が寿命となるタイミングにばらつきが生じるのを防止することができる。

この状態で、実風量Ｆ´（ブロアＢの実風量）が定格風量Ｆの８０％以上である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、起動中のブロアＢの除いた４台の中で「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアＡを次に起動するブロアとして選択する。すなわち、ＣＰＵ２は、ブロアＡの起動優先順を最上位とするべく、図３（ｃ）に示すように、ブロアＡの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ５）、ブロアＡを起動する（ステップＳ１０）。

すると、ブロアＡの運転状況は、図３（ｄ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となり、起動回数が「９」から「１０」に増加する。さらに、起動したことで運転時間も増加する。また、運転台数Ｎは“２”となる（ステップＳ１１）。
この状態で、実風量Ｆ´（ブロアＡ及びＢの実風量）が定格風量２Ｆの８０％以上である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、起動中のブロアＡ，Ｂを除いた３台の中から「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアを選択する。このとき、図３（ｄ）に示すように、ブロアＤとブロアＥの「起動回数×平均負荷」が共に「７２０」で最も小さい。つまり、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアが複数存在する。

そのため、この場合には、ＣＰＵ２は、ブロアＤとブロアＥのうち、起動回数が少ない方のブロアを次に起動するブロアとして選択する。図３（ｄ）に示すように、ブロアＤの起動回数は「９」であり、ブロアＥの起動回数は「８」であるため、ここではブロアＥの起動優先順を最上位とするべく、ブロアＥの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ７）、ブロアＥを起動する（ステップＳ１０）。
すると、ブロアＥの運転状況は、図３（ｅ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となり、起動回数が「８」から「９」に増加する。さらに、起動したことで運転時間も増加する。また、運転台数Ｎは“３”となる（ステップＳ１１）。

このように、ブロア１１を追加起動する際、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１が複数存在する場合には、それらのうち起動回数が最も少ないブロア１１を選択し、起動する。したがって、各ブロア１１の起動回数を均一化することができる。ブロア１１を駆動するモータでは、起動時に流れる電流が大きく、寿命に大きく関係する。そのため、各ブロア１１の起動回数を均一化することで、各ブロア１１が寿命となるタイミングにばらつきが生じるのをより効果的に防止することができる。

また、ブロア１１を追加起動する際、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１が複数存在し、且つそれらのうち起動回数が最も少ないブロア１１が複数存在する場合には、その中で運転時間が最も短いブロア１１を選択し、起動する。これにより、各ブロア１１の起動回数と運転時間との均一化が図れる。
以降、同様に、実風量Ｆ´が定格風量Ｎ・Ｆの８０％以上である場合には（ステップＳ３でＹｅｓ）、停止中のブロアの「起動回数×平均負荷」、起動回数及び運転時間に基づいて、ブロアを順次起動する。

すなわち、図３（ｅ）に示す状態からブロアを追加起動する場合には、ブロアＤの起動優先順を最上位とするべく、ブロアＤの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ５）、ブロアＤを起動する（ステップＳ１０）。これにより、ブロアＤの運転状況は、図３（ｆ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となる。また、この状態からブロアを追加起動する場合には、残りの停止中のブロアＣの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ５）、ブロアＣを起動する（ステップＳ１０）。これにより、ブロアＣの運転状況は、図３（ｇ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となり、全ブロアが起動した状態となる。

このように、ブロア１１を追加起動すると判断した場合には、停止中のブロア１１の起動回数、負荷状態および運転時間に基づいて起動順序を決定し、順次ブロア１１を起動していく。したがって、複数台のブロア１１を偏りなく自動起動することができる。
この状態から、加熱炉１２の燃焼負荷が軽減し、実風量Ｆ´（ブロアＡ〜Ｅの実風量）が定格風量５Ｆの２０％以下となった場合には（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ＣＰＵ２は、ブロアを停止する必要があると判断する。このように、起動中のブロア１１の送風容量Ｎ・Ｆに対する実風量Ｆ´の割合に応じてブロア１１を停止するか否かを判断する。したがって、起動中のブロア１１の送風容量が必要空気量に対して十分である場合には順次ブロア１１を停止させることができ、電力源単位の削減が図れる。

このとき、ＣＰＵ２は、５台のブロアＡ〜Ｅの中から、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアを選択する。図３（ｇ）に示すように、ブロアＡの「起動回数×平均負荷」が「７６０」で最も小さく、且つ「起動回数×平均負荷」が最小となるのはブロアＡの１台のみである。そのため、ＣＰＵ２は、ブロアＡの停止優先順を最上位とするべく、図３（ｇ）に示すように、ブロアＡの状態フラグを“３”にセットし（ステップＳ１４）、ブロアＡを停止する（ステップＳ１９）。

これにより、ブロアＡの運転状況は、図４（ａ）に示すように、状態フラグが停止中を示す“０”となる。さらに、停止したことで運転時間の増加は停止する。また、運転台数Ｎは“４”となる（ステップＳ２０）。
この状態で、実風量Ｆ´（ブロアＢ〜Ｅの実風量）が定格風量４Ｆの２０％以下である場合には（ステップＳ１２でＹｅｓ）、起動中のブロアＢ〜Ｅの４台の中で「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアＥを次に停止するブロアとして選択する。すなわち、ＣＰＵ２は、ブロアＥの停止優先順を最上位とするべく、図４（ａ）に示すように、ブロアＥの状態フラグを“３”にセットし（ステップＳ１４）、ブロアＥを停止する（ステップＳ１９）。

すると、ブロアＥの運転状況は、図４（ｂ）に示すように、状態フラグが停止中を示す“０”となる。さらに、停止したことで運転時間の増加は停止する。また、運転台数Ｎは“３”となる（ステップＳ２０）。
この状態から、加熱炉１２の燃焼負荷が増加し、実風量Ｆ´（ブロアＢ〜Ｄの実風量）が定格風量３Ｆの８０％以上となると（ステップＳ３でＹｅｓ）、ＣＰＵ２は、ブロアを追加起動する必要があると判断する。

このとき、ＣＰＵ２は、停止中の２台のブロアＡ及びＥのうち、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアＡを次に起動するブロアとして選択する。すなわち、ブロアＡの起動優先順を最上位とするべく、図４（ｂ）に示すように、ブロアＡの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ５）、ブロアＡを起動する（ステップＳ１０）。
すると、ブロアＡの運転状況は、図４（ｃ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となり、起動回数が「１０」から「１１」に増加する。さらに、起動したことで運転時間も増加する。また、運転台数Ｎは“４”となる（ステップＳ１１）。

このように、ブロア１１を起動する際には、ブロア１１の「起動回数×平均負荷」が最も小さいものを選択して起動する。したがって、ブロア１１を停止する際に、ブロア１１の「起動回数×平均負荷」が最も小さいものを選択して停止しておくことで、加熱炉１２の燃焼負荷の変動により、次にブロア１１を追加起動することになった場合には、停止した「起動回数×平均負荷」の小さいブロア１１を起動することができる。そのため、各ブロア１１の起動回数と負荷状態とを均一化することができる。

また、ブロア１１を停止する際、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１が複数存在する場合には、それらのうち起動回数が最も少ないブロア１１を選択し、停止する。これにより、より適切に各ブロア１１の起動回数の均一化が図れる。
さらに、ブロア１１を停止する際、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロア１１が複数存在し、且つそれらのうち起動回数が最も少ないブロア１１が複数存在する場合には、その中で運転時間が最も長いブロア１１を選択し、停止する。これにより、各ブロア１１の起動回数と運転時間との均一化が図れ、複数台のブロア１１の運転の偏りを無くすことができる。

以降、同様に、定格風量Ｎ・Ｆに対する実風量Ｆ´の割合に応じて、ブロアの追加起動／停止を判断し、各ブロアの「起動回数×平均負荷」、起動回数及び運転時間に基づいて、起動／停止するブロアを選択する。
すなわち、図４（ｃ）に示す状態から、実風量Ｆ´（ブロアＡ〜Ｄの実風量）が定格風量４Ｆの２０％以下となることでブロアを停止すると判断した場合には、ブロアＤの停止優先順を最上位とするべく、図４（ｄ）に示すように、ブロアＤの状態フラグを“３”にセットし（ステップＳ１４）、ブロアＤを停止する（ステップＳ１９）。これにより、ブロアＤの運転状況は、図４（ｅ）に示すように、状態フラグが停止中を示す“０”となる。

また、この状態から、実風量Ｆ´（ブロアＡ〜Ｃの実風量）が定格風量３Ｆの８０％以上となることでブロアを追加起動すると判断した場合には、ブロアＥの起動優先順を最上位とするべく、ブロアＥの状態フラグを“１”にセットし（ステップＳ５）、ブロアＥを起動する（ステップＳ１０）。これにより、ブロアＥの運転状況は、図４（ｆ）に示すように、状態フラグが起動中を示す“２”となり、起動回数は「９」から「１０」に増加する。
以上により、特定のブロア１１に運転が偏ることが無く、ブロア１１の自動起動／自動停止を行うことができる。その結果、最適な保全計画を立案でき、モータの長寿命化を図ることも可能となる。

（効果）
このように、上記実施形態では、起動中のブロアの定格風量（送風容量）に対する起動中のブロアの実際の送風量の割合に基づいて、ブロアの実際の運転台数が必要運転台数を満たしているか否かを判断する。そのため、加熱炉の燃焼制御において燃焼負荷が増加することで加熱炉の必要空気量が増加し、起動中のブロアの実風量が増加した場合には、当該実風量の定格風量に対する割合が大きくなったことを認識することで、ブロアを自動起動することができる。一方、加熱炉の燃焼制御において燃焼負荷が軽減することで加熱炉の必要空気量が減少し、起動中のブロアの実風量が減少した場合には、当該実風量の送風容量に対する割合が小さくなったことを認識することで、ブロアを自動停止することができる。したがって、ブロアの運転台数を最適化することができる。

また、ブロアを起動／停止する際には、各ブロアの「起動回数×平均負荷」、起動回数および運転時間を考慮して、起動順序／停止順序を決定し起動／停止を行う。したがって、複数台のブロアで起動回数、負荷状態および運転時間の偏りを防止することができる。
ブロアを追加起動する場合には、停止中のブロアのうち、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアから起動する。そのため、起動回数が同じ場合には平均負荷が小さい方のブロアを選択して起動することができる。また、停止中のブロアの中で起動回数が最も少なくても、平均負荷が高く、「起動回数×平均負荷」が最小でない場合には、その被制御機器を起動しないようにすることができる。したがって、複数台のブロアの起動回数と負荷状態とを均一化することができる。

さらに、ブロアを追加起動する際、「起動回数×平均負荷」が同じであるブロアが複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ないブロアから起動する。さらに、「起動回数×平均負荷」及び起動回数が同じであるブロアが複数存在する場合には、その中から運転時間が最も短いブロアから起動する。これにより、複数台のブロアで起動回数及び運転時間の均一化を図ることができ、効果的に寿命のばらつきを防止することができる。

また、ブロアを停止する場合には、起動中のブロアのうち、「起動回数×平均負荷」が最も小さいブロアから停止する。そのため、ブロアを停止した後、次に追加起動する際には、停止した「起動回数×平均負荷」の小さいブロアを起動することができるので、複数台のブロアの起動回数と負荷状態とを均一化することができる。
さらに、ブロアを停止する際、「起動回数×平均負荷」が同じであるブロアが複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ないブロアから停止する。さらに、「起動回数×平均負荷」及び起動回数が同じであるブロアが複数存在する場合には、その中から運転時間が最も長いブロアから停止する。これにより、複数台のブロアで起動回数及び運転時間の均一化を図ることができ、効果的に寿命のばらつきを防止することができる。
以上のように、複数台のブロアを均等に運転することができるので、最適な保全計画を立案でき、モータの長寿命化を図ることが可能となる。

（応用例）
なお、上記実施形態においては、ブロア１１の累積負荷の指標として平均負荷率を用いる場合について説明したが、設備によって適切な指標を使用するようにする。例えば、累積負荷の指標としては、負荷率が８０％以上となった時間の積算値等を用いることもできる。
また、上記実施形態においては、実風量Ｆ´を見ながらブロア１１を１台ずつ起動する場合について説明したが、ブロア台数制御開始時に加熱炉１２の初期の負荷状態がわかっている場合には、当該負荷状態に応じて複数台（例えば、図３に示す例ではブロアＡ、Ｂ、Ｅの３台）を同時に起動するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、加熱炉１２に燃焼空気を送風するブロア１１の台数制御に本発明を適用し、複数台のブロア１１を自動起動・自動停止する場合について説明したが、ポンプ等の自動起動・自動停止を行うシステムに本発明を適用することもできる。

１…運転制御装置、２…ＣＰＵ、３…メモリ、１１…ブロア（被制御機器）、１２…加熱炉、２１…流量検出器、２２…負荷検出器

Claims (5)

1. 必要に応じて一台以上が運転される複数台の被制御機器の起動及び停止を制御する被制御機器の運転制御方法であって、
   少なくとも前記複数台の被制御機器の起動回数及び累積負荷が均等化するように、前記被制御機器の起動順序及び停止順序を決定し、当該起動順序及び停止順序に従って前記複数台の被制御機器を起動及び停止し、
   前記被制御機器の起動または停止の少なくとも一方を行う際に、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器から起動、または起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器から停止し、
   前記複数台の被制御機器が、熱間圧延設備の加熱炉に燃焼空気を送風する複数台のブロアであって、
   起動中の前記ブロアの送風容量に対する起動中の前記ブロアの実際の送風量の割合が、所定の第１閾値以上であるとき、停止中の前記被制御機器を順次起動し、前記割合が前記第１閾値よりも低い第２閾値以下であるとき、起動中の前記被制御機器を順次停止することを特徴とする被制御機器の運転制御方法。
2. 前記被制御機器を起動する際、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ない被制御機器から起動することを特徴とする請求項１に記載の被制御機器の運転制御方法。
3. 前記被制御機器を起動する際、停止中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在し、且つその中で起動回数が最も少ない被制御機器が複数存在する場合には、その中から累積運転時間が最も短い被制御機器から起動することを特徴とする請求項２に記載の被制御機器の運転制御方法。
4. 前記被制御機器を停止する際、起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在する場合には、その中から起動回数が最も少ない被制御機器から停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被制御機器の運転制御方法。
5. 前記被制御機器を停止する際、起動中の被制御機器のうち、起動回数及び平均負荷率の乗算値が最も小さい被制御機器が複数存在し、且つその中で起動回数が最も少ない被制御機器が複数存在する場合には、その中から累積運転時間が最も長い被制御機器から停止することを特徴とする請求項４に記載の被制御機器の運転制御方法。

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