JP5964228B2 - 蒸気表値演算システム、蒸気表値演算方法及び制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気表値である温度、圧力及びエンタルピーにおける温度及びエンタルピーのいずれかを未知数とし、他の蒸気表値から求める蒸気表値演算システム、蒸気表値演算方法及び蒸気表値演算システムの演算する蒸気表値により制御を行う制御装置に関する。本願は、日本国に出願された特願２０１２−０３６２５０号（２０１２年２月２２日出願）に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、火力発電プラントなどでは、発電量を調整するため、ボイラーにおける燃料の供給を計装制御システムにより制御している。
一般的に、ボイラーにおける流体（液体及び気体、すなわち水及び水蒸気）の温度制御のみであると、温度が飽和温度を越えると、燃料の制御が困難となるため、エンタルピーを制御の指標として用いられている。
温度、圧力及びエンタルピーの関係は、日本機械学会から発行されている蒸気表に示されている。ボイラーにおける流体の温度及び圧力を測定することにより、流体のエンタルピーは、この測定された温度及び圧力を用いて、上記蒸気表により求めることができる。
一般的に、ボイラーにおける流体（液体及び気体、すなわち水及び水蒸気）の温度制御のみであると、温度が飽和温度を越えると、燃料の制御が困難となるため、エンタルピーを制御の指標として用いられている。
温度、圧力及びエンタルピーの関係は、日本機械学会から発行されている蒸気表に示されている。ボイラーにおける流体の温度及び圧力を測定することにより、流体のエンタルピーは、この測定された温度及び圧力を用いて、上記蒸気表により求めることができる。
また、海外（特に、欧州）に輸出する場合、国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission、IEC）により定められた安全基準（例えば、非特許文献１及び非特許文献２）を満たす必要がある。
この安全基準には、エンタルピーの計算過程における異常を検出できることが挙げられている。
このため、異常を検出する方法としては、予め計算時間の上限値及び下限値を設定しておき、計算時間が設定した上限値と下限値とで規定される範囲を外れる場合を異常としている。
この安全基準には、エンタルピーの計算過程における異常を検出できることが挙げられている。
このため、異常を検出する方法としては、予め計算時間の上限値及び下限値を設定しておき、計算時間が設定した上限値と下限値とで規定される範囲を外れる場合を異常としている。
ＩＥＣ−６１５０８
ＩＥＣ−６１５１１
しかしながら、蒸気表におけるエンタルピーの算出は、温度及び圧力を用いた繰り返し演算により行われている。
このため、温度や圧力の数値によって、エンタルピーを算出するまでの繰り返しの回数が変化し、演算時間が長くなる場合がある。
特に、温度が飽和温度である場合、エンタルピーが飽和水エンタルピーから飽和蒸気エンタルピーへと変化する特異点であるため、飽和温度近傍においては収束計算を行う必要があり、演算の繰り返し回数が大幅に増加する。
このため、温度や圧力の数値によって、エンタルピーを算出するまでの繰り返しの回数が変化し、演算時間が長くなる場合がある。
特に、温度が飽和温度である場合、エンタルピーが飽和水エンタルピーから飽和蒸気エンタルピーへと変化する特異点であるため、飽和温度近傍においては収束計算を行う必要があり、演算の繰り返し回数が大幅に増加する。
一方、ボイラーを制御する計装制御システムは、信頼性の高さが求められるため、ロジック演算要素の演算異常の検出において、演算時間のバラツキを小さくし、演算時間の等時性を向上させる必要がある。
しかしながら、エンタルピーの算出にかかる時間が飽和温度近傍とそれ以外の温度領域で大幅に異なる場合、それぞれの場合の異常を判定する異なる時間を規定する必要があり、この判定処理を含むことで信頼性が低下することになる。
しかしながら、エンタルピーの算出にかかる時間が飽和温度近傍とそれ以外の温度領域で大幅に異なる場合、それぞれの場合の異常を判定する異なる時間を規定する必要があり、この判定処理を含むことで信頼性が低下することになる。
このため、ルックアップテーブルにより、圧力及び温度とエンタルピーとが対応するルックアップテーブルを作成しておき、このルックアップテーブルに対して圧力及び温度を与えることで、エンタルピーを求めることが行われている。
これにより、ルックアップテーブルからエンタルピーの数値を読み出す処理であるため、エンタルピーの演算を一定時間かつ高速に行うことができる。
これにより、ルックアップテーブルからエンタルピーの数値を読み出す処理であるため、エンタルピーの演算を一定時間かつ高速に行うことができる。
しかし、ルックアップテーブルを用いてエンタルピーを算出する場合、飽和温度近傍は温度に対するエンタルピーの変化率が大きいため、温度を細かく分割してエンタルピーを対応させる必要があり、ルックアップテーブルを格納するための記憶容量が増大する。
また、ルックアップテーブルにおいて、飽和温度近傍における温度の刻み幅を細かくしたとしても、誤差が無くなることはなく、この誤差を無視できるまでの時間の刻み幅とすると、さらに記憶容量が増加することになる。
また、ルックアップテーブルにおいて、飽和温度近傍における温度の刻み幅を細かくしたとしても、誤差が無くなることはなく、この誤差を無視できるまでの時間の刻み幅とすると、さらに記憶容量が増加することになる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、特異点である飽和温度近傍においても、他の温度領域と同様のエンタルピーの演算処理を行うことにより、エンタルピーの演算時間の等時性を満足させ、かつ計算機の記憶容量を増大させずに高速にエンタルピーの演算を行う蒸気表値演算システム、蒸気表値演算方法及び制御装置を提供することを目的とする。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、流体の温度及び流体のエンタルピーの一方である未知数、前記温度及び前記エンタルピーの他方である変数と当該変数の飽和値との差分である差分値、並びに前記流体の圧力、を関連付けた点列により表される関数テーブルを、前記変数が前記飽和値未満の第１区間の第１関数、及び前記変数が前記飽和値を超える第２区間の第２関数として記憶するデータベースと、前記変数と前記飽和値との差分である前記差分値を算出する差分値算出部と、前記差分値が負の場合に前記第１関数を使用関数として読み出し、前記差分値が正の場合に前記第２関数を使用関数として読み出す関数読出部と、前記使用関数を逐次探索することにより前記未知数を演算する未知数演算部と、前記未知数演算部が前記未知数の演算に要する時間を計時する計時部と、前記計時部が計時した時間が所定の範囲内にあるか否かを判定することで、前記未知数演算部による演算に異常があるか否かを判定する異常検出部とを備え、前記データベースが記憶する前記第１関数の点列の数と前記第２関数の点列の数とが同じ数であることを特徴とする蒸気表値演算システムである。
また、本発明は、前記未知数演算部が、与えられた圧力を挟む２つの参照圧力の各々において、前記差分値算出部の算出した前記差分値とを挟む２つの比較差分値を前記関数テーブルの差分値から検索し、前記比較差分値に対応する前記未知数を読み出し、読み出した４つの未知数を補間し、与えられた前記圧力と前記変数とに対応した前記未知数を求めることを特徴とする。
また、本発明は、前記関数テーブルにおける前記差分値の刻み幅を、当該差分値が小さくなるほど細かくすることを特徴とする。
また、本発明は、前記関数テーブルにおける前記圧力の刻み幅を、当該圧力値が小さくなるほど細かくすることを特徴とする。
また、本発明において前記データベースは、前記第１区間及び前記第２区間を含む第３区間について、前記未知数、前記差分値、及び前記流体の圧力を関連付けた点列により表される関数テーブルである第３関数を記憶し、前記関数読出部は、前記差分値が前記第１区間の下限値以上かつ負数の場合に前記第１関数を使用関数として読み出し、前記差分値が前記第２区間の上限値以下かつ正数の場合に前記第２関数を使用関数として読み出し、前記差分値が前記第１区間の下限値未満である場合および前記差分値が前記第２区間の上限値超である場合に前記第３関数を使用関数として読み出すことを特徴とする。
また、本発明は、流体の温度及び流体のエンタルピーの一方を未知数として、前記温度及び前記エンタルピーの他方である変数と当該変数の飽和値との差分である差分値、並びに流体の圧力により、前記未知数を求める蒸気表値を演算する蒸気表値演算方法であり、前記変数と前記飽和値との差分である前記差分値を算出する差分値算出過程と、前記未知数、前記差分値、及び前記流体の圧力を関連付けた点列により表される関数テーブルを、前記変数が前記飽和値未満の第１区間の第１関数、及び前記変数が前記飽和値を超える第２区間の第２関数として記憶するデータベースから、前記差分値が負の場合に前記第１関数を使用関数として読み出し、前記差分値が正の場合に前記第２関数を使用関数として読み出す関数読出過程と、前記使用関数を逐次探索することにより前記未知数を演算する未知数演算過程と、前記未知数演算過程での前記未知数の演算に要する時間を計時する計時過程と、前記計時過程で計時した時間が所定の範囲内にあるか否かを判定することで、前記未知数演算過程による演算に異常があるか否かを判定する異常検出過程とを含み、前記データベースが記憶する前記第１関数の点列の数と前記第２関数の点列の数とが同じ数であることを特徴とする蒸気表値演算方法である。
また、本発明は、流体の温度及び流体のエンタルピーの一方を未知数として、前記流体の圧力、並びに前記温度及び前記エンタルピーの他方である変数により、前記未知数を求めて、前記未知数を制御する制御装置であり、上記蒸気表値演算システムと、前記蒸気表値演算システムが求めた前記未知数により、前記圧力あるいは前記温度を制御する制御部とを備えることを特徴とする制御装置である。
この発明によれば、蒸気表値である圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度及びエンタルピーとのいずれか一方を未知数とし、他方を変数とし、この未知数を圧力及び変数から求める際、未知数が急激に変化する変数の特異点である飽和値未満の第１領域と飽和値を超える第２領域との各々で、圧力及び変数で未知数を表す関数を第１関数及び第２関数に分けて用いている。
このため、この発明によれば、第１の関数と第２の関数とは特異点を含まない簡易な構成とすることができ、特異点近傍であっても、それ以外の領域であっても同一の関数でかつ計算回数も一定とすることができ、従来のように変数の数値領域毎に異なった回数の繰り返し計算を行うことがなくなる。
したがって、本発明によれば、特異点である飽和温度近傍においても、他の温度領域と同様のエンタルピーの演算処理を行うことにより、エンタルピーの演算時間の等時性を満足させ、かつ計算機の記憶容量を増大させずに高速にエンタルピーの演算を行うことができる。
このため、この発明によれば、第１の関数と第２の関数とは特異点を含まない簡易な構成とすることができ、特異点近傍であっても、それ以外の領域であっても同一の関数でかつ計算回数も一定とすることができ、従来のように変数の数値領域毎に異なった回数の繰り返し計算を行うことがなくなる。
したがって、本発明によれば、特異点である飽和温度近傍においても、他の温度領域と同様のエンタルピーの演算処理を行うことにより、エンタルピーの演算時間の等時性を満足させ、かつ計算機の記憶容量を増大させずに高速にエンタルピーの演算を行うことができる。
また、本発明によれば、ルックアップテーブルを用いてエンタルピーを算出する場合においても、テーブルを生成するための関数を微分可能な連続関数として用いることができるため、精度の高い補間を行うため、従来のように、変数の飽和値近傍における温度の刻みを単純に細かく分割することがなく、ルックアップテーブルを格納するための記憶容量が増大することはない。
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施形態による蒸気表値演算システムの構成例を示す概略ブロック図である。この第１の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、エンタルピーを未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及び温度からこの未知数であるエンタルピーを求める構成である。この外部装置は、圧力及び温度を変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体の温度を検出する温度計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、温度計は流体の温度値を検出して出力する。
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施形態による蒸気表値演算システムの構成例を示す概略ブロック図である。この第１の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、エンタルピーを未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及び温度からこの未知数であるエンタルピーを求める構成である。この外部装置は、圧力及び温度を変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体の温度を検出する温度計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、温度計は流体の温度値を検出して出力する。
この図１において、蒸気表値演算システムは、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３及びデータベース４を備えている。
本実施形態においては、温度値Ｔｒとエンタルピー値ｈが急激に変化する（後述する図２において、飽和水エンタルピー値ｈ’ｓから飽和蒸気エンタルピーｈｓに変化する）温度である特異点である飽和温度値Ｔｓとの差分値ΔＴに対応し、未知数としてのエンタルピーｈの数値を示す関数を、上記データベース４に予め書き込んで記憶させている。
本実施形態においては、温度値Ｔｒとエンタルピー値ｈが急激に変化する（後述する図２において、飽和水エンタルピー値ｈ’ｓから飽和蒸気エンタルピーｈｓに変化する）温度である特異点である飽和温度値Ｔｓとの差分値ΔＴに対応し、未知数としてのエンタルピーｈの数値を示す関数を、上記データベース４に予め書き込んで記憶させている。
次に、図２は、圧力、温度及びエンタルピーの関係を示すグラフである。この図２から判るように、飽和温度値Ｔｓは圧力毎に異なっている。このため、本実施形態においては、圧力毎にエンタルピーｈを求める関数を準備する。また、この圧力毎の関数として、飽和温度値Ｔｓ未満の温度値Ｔｒの領域に対応した第１関数ｆ（ΔＴ）と、飽和温度値Ｔｓを超える温度値Ｔｒの領域に対応した第２関数ｆ（ΔＴ）とを設ける。ここで、第１関数は、圧力毎に設けられており、例えば、圧力Ｐ１の第１関数は飽和温度Ｔｓ１未満（第１区間）の温度Ｔｒに対応したエンタルピーｈを算出する関数であり、一方、圧力Ｐ２の第１関数は飽和温度Ｔｓ未満の温度Ｔｒに対応したエンタルピーｈを算出する関数である。また、第２関数は、第１関数と圧力毎に組として設けられており、例えば、圧力Ｐ１の第２関数は飽和温度Ｔｓ１を越える（第２区間）温度Ｔｒに対応したエンタルピーｈを算出する関数であり、一方、圧力Ｐ２の第２関数は飽和温度Ｔｓを越える温度Ｔｒに対応したエンタルピーｈを算出する関数である。
図１に戻り、差分値算出部１は、供給される温度値Ｔｒと、エンタルピーｈが急激に変化する温度を特異点である飽和温度値Ｔｓとの差分を算出して差分値ΔＴを、以下の（１）式により求める。
Ｔｒ − Ｔｓ ＝ ΔＴ …（１）
ここで、差分値算出部１は、圧力値毎の飽和温度値Ｔｓを内部記憶部に予め書き込まれて記憶されており、供給される圧力値に対応した飽和温度値Ｔｓにより、上記差分値ΔＴを算出する。
Ｔｒ − Ｔｓ ＝ ΔＴ …（１）
ここで、差分値算出部１は、圧力値毎の飽和温度値Ｔｓを内部記憶部に予め書き込まれて記憶されており、供給される圧力値に対応した飽和温度値Ｔｓにより、上記差分値ΔＴを算出する。
関数読出部２は、供給される圧力値と、差分値の正負とにより、データベース４からエンタルピー値ｈを算出する関数（第１関数及び第２関数）を抽出して読み出す。すなわち、関数読出部２は、圧力値に対応する第１関数及び第２関数の組を選択し、差分値ΔＴが負の場合に第１関数を読み出し、差分値が正の場合に第２関数を読み出し、読み出した関数を未知数演算部３へ出力する。
未知数演算部３は、関数読出部２が読み出した関数に対して差分値ΔＴを代入し、未知数であるエンタルピー値ｈを算出する。
また、データベース４には、各圧力値の飽和温度値Ｔｓおけるエンタルピー値ｈを示す飽和値関数が記憶されている。
そして、供給された圧力値における温度値Ｔｒが飽和温度値Ｔｓである場合、関数読出部２は、データベース４から飽和値関数を読み出し、この飽和値関数に対して圧力値を代入してエンタルピー値ｈを求める。
そして、供給された圧力値における温度値Ｔｒが飽和温度値Ｔｓである場合、関数読出部２は、データベース４から飽和値関数を読み出し、この飽和値関数に対して圧力値を代入してエンタルピー値ｈを求める。
上述した構成により、本実施形態によれば、圧力値毎において、第１の関数と第２の関数とは特異点を含まない簡易な構成とすることができ、特異点近傍であっても、それ以外の領域であっても同一の関数でかつ計算回数も１回とすることができ、エンタルピー値ｈを求めるために、従来のように飽和温度値Ｔｓに対応した温度領域毎に、異なった回数の繰り返し計算を行うことがなくなる。
これにより、本実施形態によれば、計算回数の等時性を実現するとともに、計算回数を低減することができるため、エンタルピー値ｈの算出を高速化することができる。
これにより、本実施形態によれば、計算回数の等時性を実現するとともに、計算回数を低減することができるため、エンタルピー値ｈの算出を高速化することができる。
＜第２の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の構成は、第１の実施形態による蒸気表値演算システムの図１の構成と同様である。この第２の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度を未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及びエンタルピーからこの未知数である温度を求める構成である。この外部装置は、圧力及びエンタルピーを変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体のエンタルピーを検出するエンタルピー検出計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、エンタルピー検出計は流体のエンタルピーを検出して出力する。
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の構成は、第１の実施形態による蒸気表値演算システムの図１の構成と同様である。この第２の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度を未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及びエンタルピーからこの未知数である温度を求める構成である。この外部装置は、圧力及びエンタルピーを変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体のエンタルピーを検出するエンタルピー検出計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、エンタルピー検出計は流体のエンタルピーを検出して出力する。
本実施形態においては、飽和温度値Ｔｓにてエンタルピー値ｈが急激に変化するため、飽和温度値Ｔｓを特異点として、この特異点におけるエンタルピー値ｈである飽和蒸気エンタルピー値ｈｓと、飽和水エンタルピー値ｈ’ｓとを用い、未知数としての温度Ｔｒの数値を示す関数を、第１の実施形態と同様に、上記データベース４に予め書き込んで記憶させている。
次に、図２は、圧力、温度及びエンタルピーの関係を示すグラフである。この図２から判るように、飽和温度値Ｔｓは圧力毎に異なっている。このため、本実施形態においては、圧力毎に温度Ｔｒを求める関数を準備する。また、この圧力毎の関数として、飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満のエンタルピー値ｈの領域に対応した第１関数ｆ（Δｈ）と、飽和蒸気エンタルピー値ｈｓを超えるエンタルピー値ｈの領域に対応した第２関数ｆ（Δｈ）とを設ける。
図１に戻り、差分値算出部１は、供給されるエンタルピー値ｈと、飽和温度値Ｔｓを特異点とし、第１関数及び第２関数の計算に用いる差分値Δｈを求める。ここで、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満の場合、以下に示す式で差分値Δｈを算出する。
ｈ − ｈ’ｓ ＝ Δｈ
一方、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈｓを越える場合、以下に示す式で差分値Δｈを算出する。
ｈ − ｈｓ ＝ Δｈ
ここで、差分値算出部１は、圧力値毎の飽和蒸気エンタルピー値ｈｓあるいは飽和水エンタルピー値ｈ’ｓが内部記憶部に予め書き込まれて記憶されており、供給される圧力値に対応した飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ及び飽和水エンタルピー値ｈ’ｓにより、上記差分値Δｈを算出する。
ｈ − ｈ’ｓ ＝ Δｈ
一方、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈｓを越える場合、以下に示す式で差分値Δｈを算出する。
ｈ − ｈｓ ＝ Δｈ
ここで、差分値算出部１は、圧力値毎の飽和蒸気エンタルピー値ｈｓあるいは飽和水エンタルピー値ｈ’ｓが内部記憶部に予め書き込まれて記憶されており、供給される圧力値に対応した飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ及び飽和水エンタルピー値ｈ’ｓにより、上記差分値Δｈを算出する。
関数読出部２は、供給される圧力値Ｐと、差分値Δｈの正負とにより、データベース４から温度を算出する関数を抽出して読み出す。すなわち、関数読出部２は、圧力値に対応する第１関数及び第２関数の組を選択し、差分値Δｈが負の場合に第１関数を読み出し、差分値Δｈが正の場合に第２関数を読み出し、読み出した関数を未知数演算部３へ出力する。
未知数演算部３は、関数読出部２が読み出した関数に対して差分値Δｈを代入し、未知数である温度値Ｔｒを算出する。
また、データベース４には、各圧力値における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓから飽和蒸気エンタルピー値ｈｓの範囲における温度値Ｔｒ（すなわち飽和温度値Ｔｓ）を示す飽和値関数が記憶されている。
そして、供給された圧力値におけるエンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓから飽和蒸気エンタルピー値ｈｓの間に含まれる場合、関数読出部２は、データベース４から飽和値関数を読み出し、この飽和値関数に対して圧力値を代入して温度値Ｔｒを求める。
そして、供給された圧力値におけるエンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓから飽和蒸気エンタルピー値ｈｓの間に含まれる場合、関数読出部２は、データベース４から飽和値関数を読み出し、この飽和値関数に対して圧力値を代入して温度値Ｔｒを求める。
上述した構成により、本実施形態によれば、圧力値毎において、第１の関数と第２の関数とは特異点を含まない簡易な構成とすることができ、特異点近傍であっても、それ以外の領域であっても同一の関数でかつ計算回数も１回とすることができ、温度値Ｔｒを求めるために、従来のように飽和エンタルピー値ｈｓに対応したエンタルピー領域毎に、異なった回数の繰り返し計算を行うことがなくなる。
これにより、本実施形態によれば、計算回数の等時性を実現するとともに、計算回数を低減することができるため、温度値Ｔｒの算出を高速化することができる。
これにより、本実施形態によれば、計算回数の等時性を実現するとともに、計算回数を低減することができるため、温度値Ｔｒの算出を高速化することができる。
＜第３の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の構成は、第１の実施形態による蒸気表値演算システムの図１の構成と同様である。この第３の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、エンタルピーを未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及び温度からこの未知数であるエンタルピーを求める構成である。この外部装置は、圧力及び温度を変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体の温度を検出する温度計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、温度計は流体の温度値を検出して出力する。
以下、図面を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の構成は、第１の実施形態による蒸気表値演算システムの図１の構成と同様である。この第３の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、エンタルピーを未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及び温度からこの未知数であるエンタルピーを求める構成である。この外部装置は、圧力及び温度を変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体の温度を検出する温度計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、温度計は流体の温度値を検出して出力する。
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、データベース４に記憶されている第１関数及び第２関数の構成が異なる点である。第３の実施形態においては、第１関数及び第２関数から求めた未知数であるエンタルピー値ｈを、所定の周期の点列としてデータベース４に予め書き込んで記憶させている。
次に、図３は、データベース４に記憶されている第１関数及び第２関数の関数テーブルを示す図である。
図３（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和温度値Ｔｓ未満の温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図３（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和温度Ｔｓを越える温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
図３（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和温度値Ｔｓ未満の温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図３（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和温度Ｔｓを越える温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
次に、図４は、圧力値Ｐ毎、例えば圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の各々の差分値ΔＴとエンタルピー値ｈとの対応を示す第２関数のグラフである。この図４のグラフは、縦軸がエンタルピー値ｈを示し、横軸が差分値ΔＴを示している。第１関数も図示はしないが、この図４の第２関数と同様である。
図１に戻り、差分値算出部１は、圧力値Ｐのエンタルピー値ｈを算出するため、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いる場合の情報が関数読出部２から供給されると、圧力値Ｐ１における飽和温度値Ｔｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和温度値Ｔｓ２とを用い、圧力値Ｐ１における飽和温度値Ｔｓ１と温度値Ｔｒとの差分値ΔＴ１（図４の点Ａ１）と、圧力値Ｐ２における飽和温度値Ｔｓ２と温度値Ｔｒとの差分値ΔＴ２（図４の点Ａ２）とを求める。そして、差分値算出部１は、求めた圧力値Ｐ１における差分値ΔＴ１と、圧力値Ｐ２における差分値ΔＴ２とを、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
関数読出部２は、エンタルピー値ｈを算出するための圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒが外部装置から供給されると、この圧力値Ｐを挟む点列の圧力値から、圧力値Ｐ１（圧力値Ｐを挟む点列の隣接するの圧力値における、圧力値Ｐ以下の圧力値）及び圧力値Ｐ２（圧力値Ｐを挟む点列の隣接する圧力値における、圧力値Ｐ以上の差分値）の２つの第１関数及び第２関数とを選択する。
ここで、関数読出部２は、図４に示すように、圧力値Ｐのエンタルピーの算出に対し、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いるとする情報を、差分値算出部１に対して出力する。
また、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値ΔＴ１が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値ΔＴ１が正の場合に圧力値Ｐ１における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値ΔＴ１が負の場合に圧力値Ｐ１における第１関数テーブルを選択する。同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値ΔＴ２が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値ΔＴ２が正の場合に圧力値Ｐ２における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値ΔＴ２が負の場合に圧力値Ｐ２における第１関数テーブルを選択する。
そして、関数読出部２は、未知数演算部３に対し、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いること、またこの圧力値Ｐ１及びＰ２における第１関数テーブルまたは第２関数テーブルのいずれをエンタルピー値ｈの算出に用いるかを示すテーブル情報を未知数演算部３に対して出力する。
また、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値ΔＴ１が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値ΔＴ１が正の場合に圧力値Ｐ１における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値ΔＴ１が負の場合に圧力値Ｐ１における第１関数テーブルを選択する。同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値ΔＴ２が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値ΔＴ２が正の場合に圧力値Ｐ２における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値ΔＴ２が負の場合に圧力値Ｐ２における第１関数テーブルを選択する。
そして、関数読出部２は、未知数演算部３に対し、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いること、またこの圧力値Ｐ１及びＰ２における第１関数テーブルまたは第２関数テーブルのいずれをエンタルピー値ｈの算出に用いるかを示すテーブル情報を未知数演算部３に対して出力する。
未知数演算部３は、関数読出部２からテーブル情報が供給されると、このテーブル情報の示す圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブル（第１関数テーブルあるいは第２関数テーブル）により、差分値算出部１から供給される差分値ΔＴ１及びΔＴ２により、対応するエンタルピーを求める。例えば、以下の説明においては、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方ともに正であり、圧力値Ｐ１及びＰ２の第２関数テーブルを用いて、エンタルピー値ｈを求める処理として説明する。
このとき、未知数演算部３は、圧力値Ｐ１の第２関数テーブルから、差分値の点列から差分値ΔＴ１近傍の差分値ΔＴｂ（差分値ΔＴ１を挟む点列の隣接する差分値における、差分値ΔＴ１以下の差分値）及びΔＴｃ（差分値ΔＴ１を挟む点列の隣接する差分値における、差分値ΔＴ１以上の差分値）の各々を検索し、それぞれ差分値ΔＴｂの点Ｂにおけるエンタルピー値ｈｂと、差分値ΔＴｃの点Ｃにおけるエンタルピー値ｈｃとを読み出す。
また、圧力値Ｐ１の第２関数テーブルの場合と同様に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値の点列から差分値ΔＴ２近傍の差分値ΔＴｄ（差分値ΔＴ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値ΔＴ２以下の差分値）及びΔＴｅ（差分値ΔＴ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値ΔＴ２以上の差分値）の各々を検索し、それぞれ差分値ΔＴｄの点Ｄにおけるエンタルピー値ｈｄと、差分値ΔＴｅの点Ｅにおけるエンタルピー値ｈｅとを読み出す。
また、圧力値Ｐ１の第２関数テーブルの場合と同様に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値の点列から差分値ΔＴ２近傍の差分値ΔＴｄ（差分値ΔＴ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値ΔＴ２以下の差分値）及びΔＴｅ（差分値ΔＴ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値ΔＴ２以上の差分値）の各々を検索し、それぞれ差分値ΔＴｄの点Ｄにおけるエンタルピー値ｈｄと、差分値ΔＴｅの点Ｅにおけるエンタルピー値ｈｅとを読み出す。
次に、未知数演算部３は、得られた４つのエンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅを用いて、エンタルピー値ｈを補間演算を行うことにより求める。この補間演算はどのような演算を用いても良い。
例えば、未知数演算部３は、以下のように、補間演算を行うことにより、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅから差分値ΔＴにおけるエンタルピー値ｈを算出する。
まず、未知数演算部３は、圧力値Ｐ１における差分値ΔＴのエンタルピー値ｈ１を、以下の式により算出する。
ｈ１＝［ｈｂ×（ΔＴ−ΔＴｂ）＋ｈｃ×（ΔＴｃ−ΔＴ）］／（ΔＴｃ−ΔＴｂ）
次に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２における差分値ΔＴのエンタルピー値ｈ２を、以下の式により算出する。
ｈ２＝［ｈｄ×（ΔＴ−ΔＴｄ）＋ｈｅ×（ΔＴｅ−ΔＴ）］／（ΔＴｅ−ΔＴｄ）
例えば、未知数演算部３は、以下のように、補間演算を行うことにより、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅから差分値ΔＴにおけるエンタルピー値ｈを算出する。
まず、未知数演算部３は、圧力値Ｐ１における差分値ΔＴのエンタルピー値ｈ１を、以下の式により算出する。
ｈ１＝［ｈｂ×（ΔＴ−ΔＴｂ）＋ｈｃ×（ΔＴｃ−ΔＴ）］／（ΔＴｃ−ΔＴｂ）
次に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２における差分値ΔＴのエンタルピー値ｈ２を、以下の式により算出する。
ｈ２＝［ｈｄ×（ΔＴ−ΔＴｄ）＋ｈｅ×（ΔＴｅ−ΔＴ）］／（ΔＴｅ−ΔＴｄ）
そして、未知数演算部３は、以下の式において、圧力値Ｐ及び差分値ΔＴにおけるエンタルピー値ｈを、以下の式により算出する。
ｈ＝［ｈ１×（Ｐ１−Ｐ）＋ｈ２×（Ｐ−Ｐ２）］／（Ｐ１−Ｐ２）
上述した補間の演算においては、差分値ΔＴと差分値ΔＰ１及び差分値Ｐ２の各々との距離の比、及び圧力値Ｐと圧力値Ｐ１及び差分値Ｐ２の各々との距離の比を用いた。
しかしながら、単純に、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅの４点の平均を求める補間を行って、エンタルピー値ｈを求めるように、未知数演算部３を構成しても良い。
ｈ＝［ｈ１×（Ｐ１−Ｐ）＋ｈ２×（Ｐ−Ｐ２）］／（Ｐ１−Ｐ２）
上述した補間の演算においては、差分値ΔＴと差分値ΔＰ１及び差分値Ｐ２の各々との距離の比、及び圧力値Ｐと圧力値Ｐ１及び差分値Ｐ２の各々との距離の比を用いた。
しかしながら、単純に、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅの４点の平均を求める補間を行って、エンタルピー値ｈを求めるように、未知数演算部３を構成しても良い。
次に、図１、図４及び図５を用いて、本実施形態の蒸気表値演算システムの動作の説明を行う。図５は、本実施形態の蒸気表値演算システムにおけるエンタルピー算出処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒがエンタルピー値ｈを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒがエンタルピー値ｈを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ２：
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
ステップＳ３：
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１及びＰ２の各々における飽和温度値Ｔｓ１及びＴｓ２を、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和温度値を示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和温度値を、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和温度値との関係を示すテーブルから読み出す。
そして、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ１間の差分値ΔＴ１と、圧力値Ｐ２における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ２間の差分値ΔＴ２とを求め、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１及びＰ２の各々における飽和温度値Ｔｓ１及びＴｓ２を、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和温度値を示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和温度値を、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和温度値との関係を示すテーブルから読み出す。
そして、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ１間の差分値ΔＴ１と、圧力値Ｐ２における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ２間の差分値ΔＴ２とを求め、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ４：
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値ΔＴ１の正負判定により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値ΔＴ２の正負判定により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
ここで、関数読出部２は、例えば、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方が正である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第２関数を用いると判定する。
そして、関数読出部２は、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに、エンタルピーを算出するために第２関数を用いることを示すテーブル情報を、未知数演算部３に対して出力する。
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値ΔＴ１の正負判定により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値ΔＴ２の正負判定により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
ここで、関数読出部２は、例えば、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方が正である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第２関数を用いると判定する。
そして、関数読出部２は、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに、エンタルピーを算出するために第２関数を用いることを示すテーブル情報を、未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ５：
次に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ１の第２関数テーブルにおける差分値ΔＴ１に隣接する差分値ΔＴｂ及びΔＴｃを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の第２関数テーブルから、差分値ΔＴｂ及びΔＴｃの各々に対応するエンタルピー値ｈｂ及びｈｃを読み出す。
また、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルにおける差分値ΔＴ２に隣接する差分値ΔＴｄ及びΔＴｅを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値ΔＴｄ及びΔＴｅの各々に対応するエンタルピー値ｈｄ及びｈｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅの４点のエンタルピー値ｈを得る。
次に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ１の第２関数テーブルにおける差分値ΔＴ１に隣接する差分値ΔＴｂ及びΔＴｃを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の第２関数テーブルから、差分値ΔＴｂ及びΔＴｃの各々に対応するエンタルピー値ｈｂ及びｈｃを読み出す。
また、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルにおける差分値ΔＴ２に隣接する差分値ΔＴｄ及びΔＴｅを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値ΔＴｄ及びΔＴｅの各々に対応するエンタルピー値ｈｄ及びｈｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅの４点のエンタルピー値ｈを得る。
ステップＳ６：
次に、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒの場合のエンタルピー値ｈを算出する。
そして、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出したエンタルピー値ｈを出力する。
次に、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒの場合のエンタルピー値ｈを算出する。
そして、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出したエンタルピー値ｈを出力する。
また、データベース４には、各圧力値における飽和温度値Ｔｓに対応して、算出されたエンタルピー値ｈが予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、未知数演算部３は、各圧力値において差分値ΔＴが０の場合（温度値Ｔｒが飽和温度値Ｔｓと同一の場合）には、この圧力値に対応して記憶されたエンタルピーを読み出し、この２つの圧力値におけるエンタルピー値ｈを用いた補間演算により、飽和温度値Ｔｓにおけるエンタルピー値ｈを算出する。
次に、図３（Ａ）に示す第１関数テーブル及び図３（Ｂ）に示す第２関数テーブルの作成について、図６、図７及び図８を用いて説明する。
図６は、差分値ΔＴが３０℃の場合における圧力変化に対応したエンタルピー値ｈの変動幅を示す図である。図６において、横軸が圧力値Ｐを示し、縦軸が１ａｔ（気圧）当たりのエンタルピーの変動値を示している。この図から、圧力値Ｐが小さいほどエンタルピー値ｈの変動幅が大きくなることが解る。
図６は、差分値ΔＴが３０℃の場合における圧力変化に対応したエンタルピー値ｈの変動幅を示す図である。図６において、横軸が圧力値Ｐを示し、縦軸が１ａｔ（気圧）当たりのエンタルピーの変動値を示している。この図から、圧力値Ｐが小さいほどエンタルピー値ｈの変動幅が大きくなることが解る。
したがって、圧力値Ｐが０＜Ｐ＜５０までにおいて、圧力値Ｐの変化によるエンタルピー値ｈの変化が大きいため、エンタルピー値の変動幅に応じて、補間演算を行い易い、例えば高い精度で直線補間が行える圧力値幅で、テーブルにおける圧力値の点列を作成する。
これにより、本実施形態によれば、従来のように、単純にルックアップテーブルにおける圧力値の点列の幅を、飽和温度値近傍で細かくするのに比較し、エンタルピー値ｈの変動幅に合わせて、補間演算（例えば、直線補間）が容易に行える圧力値幅にて点列を作成することで、精度を保持しかつテーブルの記憶容量を低下させることができる。
これにより、本実施形態によれば、従来のように、単純にルックアップテーブルにおける圧力値の点列の幅を、飽和温度値近傍で細かくするのに比較し、エンタルピー値ｈの変動幅に合わせて、補間演算（例えば、直線補間）が容易に行える圧力値幅にて点列を作成することで、精度を保持しかつテーブルの記憶容量を低下させることができる。
次に、図７は、差分値ΔＴと、差分値ΔＴの単位温度（例えば、１℃）当たりのエンタルピー値ｈの変化量との対応を示すグラフである。この図７において、横軸が差分値ΔＴを示し、縦軸が温度１℃当たりのエンタルピーの変化量を示している。
この図７は、差分値ΔＴが１℃変化する際に変化するエンタルピー値ｈの変化量が、差分値が小さくなるほど（温度値Ｔｒが飽和温度値Ｔｓに近くなるほど）大きくなることを示している。そして、０＜ΔＴ＜５０の差分値の温度範囲において、差分値ΔＴが１℃変化する際に変化するエンタルピー値ｈの変化量が急激に大きくなっていることが解る。
この図７は、差分値ΔＴが１℃変化する際に変化するエンタルピー値ｈの変化量が、差分値が小さくなるほど（温度値Ｔｒが飽和温度値Ｔｓに近くなるほど）大きくなることを示している。そして、０＜ΔＴ＜５０の差分値の温度範囲において、差分値ΔＴが１℃変化する際に変化するエンタルピー値ｈの変化量が急激に大きくなっていることが解る。
したがって、差分値ΔＴが０＜ΔＴ＜５０までにおいて、差分値ΔＴの変化によるエンタルピー値ｈの変化が大きいため、エンタルピー値の変動幅に応じて、補間演算を行い易い、例えば高い精度で直線補間が行える差分値ΔＴの温度値幅、すなわち直線補間の可能な温度値の刻み幅で、テーブルにおける温度値の点列を作成する。
これにより、本実施形態によれば、従来のように、単純にルックアップテーブルにおける温度値の点列の幅を、飽和温度値近傍で細かくするのに比較し、エンタルピー値ｈの変動幅に合わせて、補間演算が行える温度値幅にて点列を作成することで、精度を保持しかつテーブルの記憶容量を低下させることができる。
これにより、本実施形態によれば、従来のように、単純にルックアップテーブルにおける温度値の点列の幅を、飽和温度値近傍で細かくするのに比較し、エンタルピー値ｈの変動幅に合わせて、補間演算が行える温度値幅にて点列を作成することで、精度を保持しかつテーブルの記憶容量を低下させることができる。
次に、図８は、作成された圧力毎の第２関数テーブルにおける差分値ΔＴとエンタルピー値ｈとの関係を示すグラフである。この図８において、横軸は差分値ΔＴを示し、縦軸がエンタルピー値ｈを示している。図では重なってしまうため、圧力値Ｐは２０気圧単位で記載されているが、５０気圧以下に関しては圧力値の刻み幅がエンタルピーの変化量の大きさに応じて小さくなっている。
また、図では明確に記載されていないが、各圧力値において差分値ΔＴが小さくなるほど、エンタルピー値ｈの単位温度当たりの変化量が大きくなるため、差分値ΔＴの点列の刻み幅は、差分値ΔＴが小さくなるにつれて、徐々に小さく設定されている。
また、図では明確に記載されていないが、各圧力値において差分値ΔＴが小さくなるほど、エンタルピー値ｈの単位温度当たりの変化量が大きくなるため、差分値ΔＴの点列の刻み幅は、差分値ΔＴが小さくなるにつれて、徐々に小さく設定されている。
＜第４の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の構成は、第１の実施形態による蒸気表値演算システムの図１の構成と同様である。この第４の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度を未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及びエンタルピーからこの未知数である温度を求める構成である。この外部装置は、圧力及びエンタルピーを変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体のエンタルピーを検出するエンタルピー検出計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、エンタルピー検出計は流体のエンタルピーを検出して出力する。
以下、図面を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の構成は、第１の実施形態による蒸気表値演算システムの図１の構成と同様である。この第４の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度を未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及びエンタルピーからこの未知数である温度を求める構成である。この外部装置は、圧力及びエンタルピーを変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体のエンタルピーを検出するエンタルピー検出計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、エンタルピー検出計は流体のエンタルピーを検出して出力する。
第４の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、データベース４に記憶されている第１関数及び第２関数の構成が異なる点である。第４の実施形態においては、第１関数及び第２関数から求めた未知数である温度Ｔｒを、所定の周期の点列としてデータベース４に予め書き込んで記憶させている。
次に、図９は、データベース４に記憶されている第１関数及び第２関数の関数テーブルを示す図である。
図９（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満のエンタルピー領域における温度値Ｔを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度値Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図９（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和蒸気エンタルピー値ｈｓを越えるエンタルピー領域における温度値Ｔを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度値Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
図９（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満のエンタルピー領域における温度値Ｔを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度値Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図９（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和蒸気エンタルピー値ｈｓを越えるエンタルピー領域における温度値Ｔを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度値Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
次に、図４は、圧力値Ｐ毎、例えば圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の各々の差分値Δｈと温度値Ｔとの対応を示す第２関数のグラフである。この図４のグラフは、縦軸がエンタルピー値ｈを示し、横軸が差分値ΔＴを示している。第１関数も図示はしないが、この図４の第２関数と同様である。
図１に戻り、差分値算出部１は、圧力値Ｐの温度値Ｔを算出するため、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いるとする情報が関数読出部２から供給されると、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを用い、圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１と、圧力値Ｐ２におけるΔＴ２とを求める。そして、差分値算出部１は、求めた圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１と、圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２とを、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
関数読出部２は、圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈ（図１０における点Ａ’）が外部装置から供給されると、この圧力値Ｐを挟む点列の圧力値から、圧力値Ｐ１（圧力値Ｐを挟む点列の隣接する圧力値における、圧力値Ｐ以下の圧力値）及びＰ２（圧力値Ｐを挟む点列の隣接する圧力値における、圧力値Ｐ以上の差分値）の２つの第１関数及び第２関数とを選択する。
ここで、関数読出部２は、圧力値Ｐの温度値Ｔの算出に対し、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いるとする情報を、差分値算出部１に対して出力する。
また、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値Δｈ１が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値Δｈ１が正の場合に圧力値Ｐ１における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値Δｈ１が負の場合に圧力値Ｐ１における第１関数テーブルを選択する。同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値Δｈ２が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値Δｈ２が正の場合に圧力値Ｐ２における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値Δｈ２が負の場合に圧力値Ｐ２における第１関数テーブルを選択する。
そして、関数読出部２は、未知数演算部３に対し、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いること、またこの圧力値Ｐ１及びＰ２における第１関数テーブルまたは第２関数テーブルのいずれをエンタルピー値ｈの算出に用いるかを示すテーブル情報を未知数演算部３に対して出力する。
また、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値Δｈ１が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値Δｈ１が正の場合に圧力値Ｐ１における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値Δｈ１が負の場合に圧力値Ｐ１における第１関数テーブルを選択する。同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される差分値Δｈ２が正または負のいずれかであるかの判定を行い、差分値Δｈ２が正の場合に圧力値Ｐ２における第２関数テーブルを選択し、一方、差分値Δｈ２が負の場合に圧力値Ｐ２における第１関数テーブルを選択する。
そして、関数読出部２は、未知数演算部３に対し、圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いること、またこの圧力値Ｐ１及びＰ２における第１関数テーブルまたは第２関数テーブルのいずれをエンタルピー値ｈの算出に用いるかを示すテーブル情報を未知数演算部３に対して出力する。
未知数演算部３は、関数読出部２からテーブル情報が供給されると、このテーブル情報の示す圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブル（第１関数テーブルあるいは第２関数テーブル）により、差分値算出部１から供給される差分値Δｈ１及びΔｈ２により、対応する温度値Ｔを求める。例えば、以下の説明においては、差分値Δｈ１及びΔｈ２の双方ともに正であり、圧力値Ｐ１及びＰ２の第２関数テーブルを用いて、温度値Ｔを求める処理として説明する。
次に、図１０は、圧力値Ｐ毎、例えば圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の各々の差分値ΔＴとエンタルピー値ｈとの対応を示す第２関数のグラフである。この図１０のグラフは、縦軸が差分値ΔＴを示し、横軸がエンタルピー値ｈを示している。第１関数も図示はしないが、この図１０の第２関数と同様である。
次に、図１０は、圧力値Ｐ毎、例えば圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の各々の差分値ΔＴとエンタルピー値ｈとの対応を示す第２関数のグラフである。この図１０のグラフは、縦軸が差分値ΔＴを示し、横軸がエンタルピー値ｈを示している。第１関数も図示はしないが、この図１０の第２関数と同様である。
図１に戻り、未知数演算部３は、図１０に示すように、圧力値Ｐ１の第２関数テーブルから、差分値の点列から差分値Δｈ１近傍の差分値Δｈｂ（差分値Δｈ１を挟む点列の隣接する差分値における、差分値Δｈ１以下の差分値）及びΔｈｃ（差分値Δｈ１を挟む点列の隣接する差分値における、差分値Δｈ１以上の差分値）の各々を検索し、それぞれ差分値ｈＴｂの点Ｂ’における温度Ｔｂと、差分値Δｈｃの点Ｃ’における温度Ｔｃとを読み出す。
また、圧力値Ｐ１の第２関数テーブルの場合と同様に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値の点列から差分値Δｈ２近傍の差分値Δｈｄ（差分値Δｈ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値Δｈ２以下の差分値）及びΔｈｅ（差分値Δｈ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値Δｈ２以上の差分値）の各々を検索し、それぞれ差分値Δｈｄの点Ｄ’における温度Ｔｄと、差分値Δｈｅの点Ｅ’における温度Ｔｅとを読み出す。また、点Ａ’が求める未知数の温度値に対するエンタルピー値の差分値Δｈと圧力値Ｐの点である。
また、圧力値Ｐ１の第２関数テーブルの場合と同様に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値の点列から差分値Δｈ２近傍の差分値Δｈｄ（差分値Δｈ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値Δｈ２以下の差分値）及びΔｈｅ（差分値Δｈ２を挟む点列の隣接する差分値における、差分値Δｈ２以上の差分値）の各々を検索し、それぞれ差分値Δｈｄの点Ｄ’における温度Ｔｄと、差分値Δｈｅの点Ｅ’における温度Ｔｅとを読み出す。また、点Ａ’が求める未知数の温度値に対するエンタルピー値の差分値Δｈと圧力値Ｐの点である。
次に、未知数演算部３は、得られた４つの温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅを用いて、温度Ｔを補間演算を行うことにより求める。この補間演算はどのような演算を用いても良い。
例えば、未知数演算部３は、以下のように、補間演算を行うことにより、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅから差分値Δｈにおける温度Ｔを算出する。
まず、未知数演算部３は、圧力値Ｐ１における差分値Δｈの温度Ｔ１を、以下の式により算出する。
Ｔ１＝［Ｔｂ×（Δｈ−Δｈｂ）＋Ｔｃ×（Δｈｃ−Δｈ）］／（Δｈｃ−Δｈｂ）
次に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２における差分値Δｈの温度Ｔ２を、以下の式により算出する。
Ｔ２＝［Ｔｄ×（Δｈ−Δｈｄ）＋Ｔｅ×（Δｈｅ−Δｈ）］／（Δｈｅ−Δｈｄ）
例えば、未知数演算部３は、以下のように、補間演算を行うことにより、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅから差分値Δｈにおける温度Ｔを算出する。
まず、未知数演算部３は、圧力値Ｐ１における差分値Δｈの温度Ｔ１を、以下の式により算出する。
Ｔ１＝［Ｔｂ×（Δｈ−Δｈｂ）＋Ｔｃ×（Δｈｃ−Δｈ）］／（Δｈｃ−Δｈｂ）
次に、未知数演算部３は、圧力値Ｐ２における差分値Δｈの温度Ｔ２を、以下の式により算出する。
Ｔ２＝［Ｔｄ×（Δｈ−Δｈｄ）＋Ｔｅ×（Δｈｅ−Δｈ）］／（Δｈｅ−Δｈｄ）
そして、未知数演算部３は、以下の式において、圧力値Ｐ及び差分値Δｈにおける温度値Ｔを、以下の式により算出する。
Ｔ＝［Ｔ１×（Ｐ１−Ｐ）＋Ｔ２×（Ｐ−Ｐ２）］／（Ｐ１−Ｐ２）
上述した補間の演算においては、差分値Δｈと差分値Δｈ１及び差分値Δｈ２の各々との距離の比、及び圧力値Ｐと圧力値Ｐ１及び差分値Ｐ２の各々との距離の比を用いた。
しかしながら、単純に、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅの４点の平均を求める補間を行って、温度Ｔを求めるように、未知数演算部３を構成しても良い。
Ｔ＝［Ｔ１×（Ｐ１−Ｐ）＋Ｔ２×（Ｐ−Ｐ２）］／（Ｐ１−Ｐ２）
上述した補間の演算においては、差分値Δｈと差分値Δｈ１及び差分値Δｈ２の各々との距離の比、及び圧力値Ｐと圧力値Ｐ１及び差分値Ｐ２の各々との距離の比を用いた。
しかしながら、単純に、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅの４点の平均を求める補間を行って、温度Ｔを求めるように、未知数演算部３を構成しても良い。
次に、図１、図１０及び図１１を用いて、本実施形態の蒸気表値演算システムの動作の説明を行う。図１１は、本実施形態の蒸気表値演算システムにおける温度算出処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈが温度Ｔを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ１１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈが温度Ｔを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ１２：
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
ステップＳ１３：
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーとの関係を示すテーブルから読み出す。
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーとの関係を示すテーブルから読み出す。
次に、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１において、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１未満か飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１を越えるかの判定を行う。
このとき、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１を越えるため、ｈ−ｈｓ１により、圧力値Ｐ１の差分値Δｈ１を算出する。
また、差分値算出部１は、圧力値Ｐ２において、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２未満か飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２を越えるかの判定を行う。
このとき、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２を越えるため、ｈ−ｈｓ２により、圧力値Ｐ２の差分値Δｈ２を算出する。
そして、差分値算出部１は、算出した差分値Δｈ１及びΔｈ２を、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
このとき、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１を越えるため、ｈ−ｈｓ１により、圧力値Ｐ１の差分値Δｈ１を算出する。
また、差分値算出部１は、圧力値Ｐ２において、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２未満か飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２を越えるかの判定を行う。
このとき、差分値算出部１は、エンタルピー値ｈが飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２を越えるため、ｈ−ｈｓ２により、圧力値Ｐ２の差分値Δｈ２を算出する。
そして、差分値算出部１は、算出した差分値Δｈ１及びΔｈ２を、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ１４：
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１の正負判定により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、温度値Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２の正負判定により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、温度値Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
ここで、関数読出部２は、例えば、差分値Δｈ１及びΔｈ２の双方が正である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第２関数を用いると判定する。
そして、関数読出部２は、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに、エンタルピーを算出するために第２関数を用いることを示すテーブル情報を、未知数演算部３に対して出力する。
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１の正負判定により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、温度値Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２の正負判定により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル及び第２関数テーブルのいずれを、温度値Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
ここで、関数読出部２は、例えば、差分値Δｈ１及びΔｈ２の双方が正である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第２関数を用いると判定する。
そして、関数読出部２は、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに、エンタルピーを算出するために第２関数を用いることを示すテーブル情報を、未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ１５：
次に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ１の第２関数テーブルにおける差分値Δｈ１に隣接する差分値Δｈｂ及びΔｈｃを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の第２関数テーブルから、差分値Δｈｂ及びΔｈｃの各々に対応する温度Ｔｂ及びＴｃを読み出す。
また、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルにおける差分値Δｈ２に隣接する差分値Δｈｄ及びΔｈｅを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値Δｈｄ及びΔｈｅの各々に対応する温度Ｔｄ及びＴｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅの４点の温度Ｔを得る。
次に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ１の第２関数テーブルにおける差分値Δｈ１に隣接する差分値Δｈｂ及びΔｈｃを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の第２関数テーブルから、差分値Δｈｂ及びΔｈｃの各々に対応する温度Ｔｂ及びＴｃを読み出す。
また、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルにおける差分値Δｈ２に隣接する差分値Δｈｄ及びΔｈｅを検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ２の第２関数テーブルから、差分値Δｈｄ及びΔｈｅの各々に対応する温度Ｔｄ及びＴｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅの４点の温度Ｔを得る。
ステップＳ１６：
次に、未知数演算部３は、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈの場合の温度Ｔを算出する。
そして、未知数演算部３は、温度Ｔを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出した温度Ｔを出力する。
次に、未知数演算部３は、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈの場合の温度Ｔを算出する。
そして、未知数演算部３は、温度Ｔを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出した温度Ｔを出力する。
また、データベース４には、各圧力値における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓに対応して、算出された温度値Ｔを予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、未知数演算部３は、各圧力値において差分値Δｈが０の場合（エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓと同一の場合）には、この圧力値に対応して記憶された温度値Ｔを読み出し、この２つの圧力値における温度値Ｔを用いた補間演算により、エンタルピー値ｈが飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ間にある際の温度値Ｔを算出する。
＜第５の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、この発明の第５の実施形態による蒸気表値演算システムの構成例を示す概略ブロック図である。この第５の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、エンタルピーを未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及び温度からこの未知数であるエンタルピーを算出し、その算出時間に基づいてエンタルピーの算出に異常があるか否かを判定する構成である。この外部装置は、圧力及び温度を変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体の温度を検出する温度計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、温度計は流体の温度値を検出して出力する。
以下、図面を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、この発明の第５の実施形態による蒸気表値演算システムの構成例を示す概略ブロック図である。この第５の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、エンタルピーを未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及び温度からこの未知数であるエンタルピーを算出し、その算出時間に基づいてエンタルピーの算出に異常があるか否かを判定する構成である。この外部装置は、圧力及び温度を変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体の温度を検出する温度計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、温度計は流体の温度値を検出して出力する。
第５の実施形態が第３の実施形態と異なる点は、蒸気表演算システムが計時部５及び異常検出部６をさらに備える点と、データベース４に記憶されている情報が異なる点である。
計時部５は、算出開始から未知数の演算結果出力までに要する時間を計時する。異常検出部６は、計時部５が計時した時間が所定の範囲内であるか否かに基づいて、未知数の演算に異常があるか否かを判定する。
計時部５は、算出開始から未知数の演算結果出力までに要する時間を計時する。異常検出部６は、計時部５が計時した時間が所定の範囲内であるか否かに基づいて、未知数の演算に異常があるか否かを判定する。
データベース４は、飽和温度値Ｔｓ未満の温度値Ｔｒの領域に対応した第１関数と、飽和温度値Ｔｓを超える温度値Ｔｒの領域に対応した第２関数と、第１関数及び第２関数の領域より広い領域に対応した第３関数とを、所定の周期の点列としてデータベース４に予め書き込んで記憶させている。
例えば、第１関数の区間（第１区間）がＴｓ−ΔＴＴｈ（ΔＴＴｈは正数）超かつＴｓ未満であり、第２関数の区間（第２区間）がＴｓ超Ｔｓ＋ΔＴＴｈ未満である場合、第３関数の区間（第３区間）は、Ｔｓ−ΔＴＴｈ以下の値を下限値とし、Ｔｓ＋ΔＴＴｈ以上の値を上限値とする。
例えば、第１関数の区間（第１区間）がＴｓ−ΔＴＴｈ（ΔＴＴｈは正数）超かつＴｓ未満であり、第２関数の区間（第２区間）がＴｓ超Ｔｓ＋ΔＴＴｈ未満である場合、第３関数の区間（第３区間）は、Ｔｓ−ΔＴＴｈ以下の値を下限値とし、Ｔｓ＋ΔＴＴｈ以上の値を上限値とする。
次に、図１３は、データベース４に記憶されている第１関数、第２関数及び第３関数の関数テーブルを示す図である。
図１３（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和温度値Ｔｓ未満かつＴｓ−ΔＴＴｈ超の温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図１３（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和温度Ｔｓ超かつＴｓ＋ΔＴＴｈ未満の温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
また、図１３（Ｃ）は、圧力毎に設定された、入力されうる温度値Ｔｒの下限値以上かつ入力されうる温度値Ｔｒの上限値以下における温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第３関数を用い、所定間隔の点列の温度Ｔの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の温度値Ｔｒとの関係を示す第３関数テーブルを示している。なお、第３関数テーブルの周期は、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの周期より長い値であって、第３関数テーブルの点列の数が、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの点列の数と同じになるような値である。この第３関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
図１３（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和温度値Ｔｓ未満かつＴｓ−ΔＴＴｈ超の温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図１３（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和温度Ｔｓ超かつＴｓ＋ΔＴＴｈ未満の温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値ΔＴの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の差分値ΔＴとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
また、図１３（Ｃ）は、圧力毎に設定された、入力されうる温度値Ｔｒの下限値以上かつ入力されうる温度値Ｔｒの上限値以下における温度領域におけるエンタルピー値ｈを求める第３関数を用い、所定間隔の点列の温度Ｔの各々を代入して求めたエンタルピー値ｈと、求めた際の温度値Ｔｒとの関係を示す第３関数テーブルを示している。なお、第３関数テーブルの周期は、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの周期より長い値であって、第３関数テーブルの点列の数が、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの点列の数と同じになるような値である。この第３関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
次に、図１２及び図１４を用いて、本実施形態の蒸気表値演算システムの動作の説明を行う。図１４は、本実施形態の蒸気表値演算システムにおけるエンタルピー算出処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ２１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒがエンタルピー値ｈを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ２１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒがエンタルピー値ｈを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ２２：
次に、計時部５は、現在時刻からの経過時間の計時を開始する。
次に、計時部５は、現在時刻からの経過時間の計時を開始する。
ステップＳ２３：
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
ステップＳ２４：
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１及びＰ２の各々における飽和温度値Ｔｓ１及びＴｓ２を、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和温度値を示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和温度値を、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和温度値との関係を示すテーブルから読み出す。
そして、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ１間の差分値ΔＴ１と、圧力値Ｐ２における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ２間の差分値ΔＴ２とを求め、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１及びＰ２の各々における飽和温度値Ｔｓ１及びＴｓ２を、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和温度値を示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和温度値を、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和温度値との関係を示すテーブルから読み出す。
そして、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ１間の差分値ΔＴ１と、圧力値Ｐ２における温度値Ｔｒ及び飽和温度値Ｔｓ２間の差分値ΔＴ２とを求め、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ２５：
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値ΔＴ１の正負判定、及びΔＴ１の絶対値と閾値ΔＴＴｈとの比較により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値ΔＴ２の正負判定、及びΔＴ２の絶対値と閾値ΔＴＴｈとの比較により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
ここで、関数読出部２は、例えば、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方が負であり、かつΔＴ１及びΔＴ２の双方の絶対値が閾値ΔＴＴｈ未満である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第１関数を用いると判定する。また、関数読出部２は、例えば、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方が正であり、かつΔＴ１及びΔＴ２の双方の絶対値が閾値ΔＴＴｈ未満である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第２関数を用いると判定する。また、関数読出部２は、ΔＴ１及びΔＴ２の双方の絶対値が閾値ΔＴＴｈ以上である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第３関数を用いると判定する。
そして、関数読出部２は、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに、エンタルピーを算出するために用いる関数を示すテーブル情報を、未知数演算部３に対して出力する。
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値ΔＴ１の正負判定、及びΔＴ１の絶対値と閾値ΔＴＴｈとの比較により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値ΔＴ２の正負判定、及びΔＴ２の絶対値と閾値ΔＴＴｈとの比較により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、エンタルピー値ｈの算出に用いるかの判定を行う。
ここで、関数読出部２は、例えば、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方が負であり、かつΔＴ１及びΔＴ２の双方の絶対値が閾値ΔＴＴｈ未満である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第１関数を用いると判定する。また、関数読出部２は、例えば、差分値ΔＴ１及びΔＴ２の双方が正であり、かつΔＴ１及びΔＴ２の双方の絶対値が閾値ΔＴＴｈ未満である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第２関数を用いると判定する。また、関数読出部２は、ΔＴ１及びΔＴ２の双方の絶対値が閾値ΔＴＴｈ以上である場合、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに第３関数を用いると判定する。
そして、関数読出部２は、圧力値Ｐ１及びＰ２ともに、エンタルピーを算出するために用いる関数を示すテーブル情報を、未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ２６：
次に、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第１関数テーブルまたは第２関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、差分値ΔＴ１に隣接する差分値ΔＴｂ及びΔＴｃを逐次探索により検出する。本明細書において「逐次探索」とは、関数テーブルの先頭から末尾までの全ての値と差分値ΔＴ１とを比較する探索であって、目的の値が検出されたとしても残りの探索を継続するものである。
また、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第３関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、温度値Ｔｒに隣接する温度値Ｔｂ及びＴｃを逐次探索により検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の関数テーブルから、検出した差分値ΔＴｂ及びΔＴｃ、または温度値Ｔｂ及びＴｃの各々に対応するエンタルピー値ｈｂ及びｈｃを読み出す。
同様に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルを逐次探索して、差分値ΔＴ２に隣接する差分値ΔＴｄ及びΔＴｅ、または温度値Ｔｒに隣接する温度値Ｔｄ及びＴｅに対応するエンタルピー値ｈｄ及びｈｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅの４点のエンタルピー値ｈを得る。
次に、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第１関数テーブルまたは第２関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、差分値ΔＴ１に隣接する差分値ΔＴｂ及びΔＴｃを逐次探索により検出する。本明細書において「逐次探索」とは、関数テーブルの先頭から末尾までの全ての値と差分値ΔＴ１とを比較する探索であって、目的の値が検出されたとしても残りの探索を継続するものである。
また、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第３関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、温度値Ｔｒに隣接する温度値Ｔｂ及びＴｃを逐次探索により検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の関数テーブルから、検出した差分値ΔＴｂ及びΔＴｃ、または温度値Ｔｂ及びＴｃの各々に対応するエンタルピー値ｈｂ及びｈｃを読み出す。
同様に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルを逐次探索して、差分値ΔＴ２に隣接する差分値ΔＴｄ及びΔＴｅ、または温度値Ｔｒに隣接する温度値Ｔｄ及びＴｅに対応するエンタルピー値ｈｄ及びｈｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅの４点のエンタルピー値ｈを得る。
ステップＳ２７：
次に、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒの場合のエンタルピー値ｈを算出する。
そして、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出したエンタルピー値ｈを出力する。
次に、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びｈｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及び温度値Ｔｒの場合のエンタルピー値ｈを算出する。
そして、未知数演算部３は、エンタルピー値ｈを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出したエンタルピー値ｈを出力する。
ステップＳ２８：
次に、計時部５は、ステップＳ２５で開始した経過時間の計時を終了する。
次に、計時部５は、ステップＳ２５で開始した経過時間の計時を終了する。
ステップＳ２９：
次に、異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間、つまりエンタルピーの算出による計算時間が、所定範囲内であるか否かを判定する。ここで、所定範囲とは、第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルの逐次探索及び補間計算に要する時間を基準とした、キャッシュメモリの参照による計算時間のずれの許容範囲である。
次に、異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間、つまりエンタルピーの算出による計算時間が、所定範囲内であるか否かを判定する。ここで、所定範囲とは、第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルの逐次探索及び補間計算に要する時間を基準とした、キャッシュメモリの参照による計算時間のずれの許容範囲である。
ステップＳ３０：
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内であると判定した場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、エンタルピーの算出に異常がないと判定する。
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内であると判定した場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、エンタルピーの算出に異常がないと判定する。
ステップＳ３１：
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内でないと判定した場合（ステップＳ２９：ＮＯ）、エンタルピーの算出に異常があると判定する。例えば、経過時間が所定範囲より短い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算が異常終了したことが考えられる。また、経過時間が所定範囲より長い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算におけるエラーによる遅延が発生したことが考えられる。
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内でないと判定した場合（ステップＳ２９：ＮＯ）、エンタルピーの算出に異常があると判定する。例えば、経過時間が所定範囲より短い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算が異常終了したことが考えられる。また、経過時間が所定範囲より長い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算におけるエラーによる遅延が発生したことが考えられる。
このように、本実施形態によれば、第１関数テーブル、第２関数テーブル、及び第３関数テーブルが示す点列の数が同じである。これにより、異常検出部６は、エンタルピーの算出開始から演算結果出力までの時間の等時性を判定することで、エンタルピー値の演算に異常があったか否かを適切に判定することができる。
＜第６の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。
第６の実施形態の構成は、第５の実施形態による蒸気表値演算システムの図１２の構成と同様である。この第６の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度を未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及びエンタルピーからこの未知数である温度を求める構成である。この外部装置は、圧力及びエンタルピーを変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体のエンタルピーを検出するエンタルピー検出計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、エンタルピー検出計は流体のエンタルピーを検出して出力する。
以下、図面を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。
第６の実施形態の構成は、第５の実施形態による蒸気表値演算システムの図１２の構成と同様である。この第６の実施形態は、蒸気表値としての圧力、温度及びエンタルピーにおいて、温度を未知数としている。そして、本実施形態においては、外部装置から与えられる圧力及びエンタルピーからこの未知数である温度を求める構成である。この外部装置は、圧力及びエンタルピーを変数値として供給する入力手段、あるいはボイラーに設けられた流体（例えば、水なとの液体、蒸気などの気体）の圧力を検出する圧力計、及び流体のエンタルピーを検出するエンタルピー検出計である。圧力計は流体の圧力値を検出して出力し、エンタルピー検出計は流体のエンタルピーを検出して出力する。
第６の実施形態が第４の実施形態と異なる点は、蒸気表演算システムが計時部５及び異常検出部６をさらに備える点と、データベース４に記憶されている情報が異なる点である。
計時部５は、算出開始から未知数の演算結果出力までに要する時間を計時する。異常検出部６は、計時部５が計時した時間が所定の範囲内であるか否かに基づいて、未知数の演算に異常があるか否かを判定する。
計時部５は、算出開始から未知数の演算結果出力までに要する時間を計時する。異常検出部６は、計時部５が計時した時間が所定の範囲内であるか否かに基づいて、未知数の演算に異常があるか否かを判定する。
データベース４は、飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満の温度値Ｔｒの領域に対応した第１関数と、飽和蒸気エンタルピー値ｈｓを超える温度値Ｔｒの領域に対応した第２関数と、第１関数及び第２関数の領域より広い領域に対応した第３関数とを、所定の周期の点列としてデータベース４に予め書き込んで記憶させている。
例えば、第１関数の区間（第１区間）がｈ’ｓ−ΔｈＴｈ（ΔｈＴｈは正数）超かつｈ’ｓ未満であり、第２関数の区間（第２区間）がｈｓ超ｈｓ＋ΔｈＴｈ未満である場合、第３関数の区間（第３区間）は、ｈ’ｓ−ΔｈＴｈ以下の値を下限値とし、ｈｓ＋ΔｈＴｈ以上の値を上限値とする。
例えば、第１関数の区間（第１区間）がｈ’ｓ−ΔｈＴｈ（ΔｈＴｈは正数）超かつｈ’ｓ未満であり、第２関数の区間（第２区間）がｈｓ超ｈｓ＋ΔｈＴｈ未満である場合、第３関数の区間（第３区間）は、ｈ’ｓ−ΔｈＴｈ以下の値を下限値とし、ｈｓ＋ΔｈＴｈ以上の値を上限値とする。
次に、図１５は、データベース４に記憶されている第１関数、第２関数及び第３関数の関数テーブルを示す図である。
図３（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満かつｈ’ｓ−ΔｈＴｈ超の温度領域における温度Ｔを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図３（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和温度水エンタルピー値ｈｓ超かつｈｓ＋ΔｈＴｈ未満の温度領域における温度Ｔを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
また、図３（Ｃ）は、圧力毎に設定された、入力されうるエンタルピー値ｈｒの下限値以上かつ入力されうるエンタルピー値ｈｒの上限値以下における温度領域における温度Ｔを求める第３関数を用い、所定間隔の点列のエンタルピー値ｈｒの各々を代入して求めた温度Ｔと、求めた際のエンタルピー値ｈｒとの関係を示す第３関数テーブルを示している。なお、第３関数テーブルの周期は、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの周期より長い値であって、第３関数テーブルの点列の数が、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの点列の数と同じになるような値である。この第３関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
図３（Ａ）は、圧力毎に設定された飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ未満かつｈ’ｓ−ΔｈＴｈ超の温度領域における温度Ｔを求める第１関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第１関数テーブルを示している。この第１関数テーブルは、圧力毎に設けられている。
また、図３（Ｂ）は、圧力毎に設定された飽和温度水エンタルピー値ｈｓ超かつｈｓ＋ΔｈＴｈ未満の温度領域における温度Ｔを求める第２関数を用い、所定間隔の点列の差分値Δｈの各々を代入して求めた温度Ｔと、求めた際の差分値Δｈとの関係を示す第２関数テーブルを示している。この第２関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
また、図３（Ｃ）は、圧力毎に設定された、入力されうるエンタルピー値ｈｒの下限値以上かつ入力されうるエンタルピー値ｈｒの上限値以下における温度領域における温度Ｔを求める第３関数を用い、所定間隔の点列のエンタルピー値ｈｒの各々を代入して求めた温度Ｔと、求めた際のエンタルピー値ｈｒとの関係を示す第３関数テーブルを示している。なお、第３関数テーブルの周期は、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの周期より長い値であって、第３関数テーブルの点列の数が、第１関数テーブル及び第２関数テーブルの点列の数と同じになるような値である。この第３関数テーブルは、第１関数テーブルと同様に、圧力毎に設けられている。
次に、図１２及び図１６を用いて、本実施形態の蒸気表値演算システムの動作の説明を行う。図１６は、本実施形態の蒸気表値演算システムにおける温度算出処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ４１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈｒが温度Ｔを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ４１：
蒸気表値演算システムに対して、外部装置から圧力値Ｐ及びエンタルピー値ｈｒが温度Ｔを算出することを要求する制御信号とともに供給される。
ステップＳ４２：
次に、計時部５は、現在時刻からの経過時間の計時を開始する。
次に、計時部５は、現在時刻からの経過時間の計時を開始する。
ステップＳ４３：
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
関数読出部２は、圧力値Ｐが供給されると、データベース４における圧力値の点列から圧力値Ｐを隣接して挟む、２つの圧力値Ｐ１及びＰ２を検出する。
そして、関数読出部２は、この検出した圧力値Ｐ１及びＰ２の関数テーブルを用いることを示す情報を、差分値算出部１に対して出力する。
ステップＳ４４：
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーとの関係を示すテーブルから読み出す。
そして、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを用い、圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１と、圧力値Ｐ２におけるΔＴ２とを求める。そして、差分値算出部１は、求めた圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１と、圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２とを、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
次に、差分値算出部１は、関数読出部２から供給される圧力値Ｐ１及びＰ２の関数を用いることを示す情報により、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを、自身内部の内部記憶部から読み出す。
また、この圧力値毎の飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを示すテーブルは、データベース４に予め書き込んで記憶させておいても良い。この場合、差分値算出部１は、圧力値に対応する飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーを、データベース４における圧力値とこの圧力値における飽和水エンタルピー及び飽和蒸気エンタルピーとの関係を示すテーブルから読み出す。
そして、差分値算出部１は、圧力値Ｐ１における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ１及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ１と、圧力値Ｐ２における飽和水エンタルピー値ｈ’ｓ２及び飽和蒸気エンタルピー値ｈｓ２とを用い、圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１と、圧力値Ｐ２におけるΔＴ２とを求める。そして、差分値算出部１は、求めた圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１と、圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２とを、関数読出部２及び未知数演算部３に対して出力する。
ステップＳ４５：
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１の正負判定、及びΔｈ１の絶対値と閾値ΔｈＴｈとの比較により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、温度Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２の正負判定、及びΔｈ２の絶対値と閾値ΔｈＴｈとの比較により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、温度Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
次に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ１における差分値Δｈ１の正負判定、及びΔｈ１の絶対値と閾値ΔｈＴｈとの比較により、圧力値Ｐ１における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、温度Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
同様に、関数読出部２は、差分値算出部１から供給される圧力値Ｐ２における差分値Δｈ２の正負判定、及びΔｈ２の絶対値と閾値ΔｈＴｈとの比較により、圧力値Ｐ２における第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルのいずれを、温度Ｔの算出に用いるかの判定を行う。
ステップＳ４６：
次に、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第１関数テーブルまたは第２関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、差分値Δｈ１に隣接する差分値Δｈｂ及びΔｈｃを逐次探索により検出する。また、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第３関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、エンタルピー値ｈｒに隣接するエンタルピー値ｈｂ及びｈｃを逐次探索により検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の関数テーブルから、検出した差分値Δｈｂ及びΔｈｃ、またはエンタルピー値ｈｂ及びｈｃの各々に対応する温度Ｔｂ及びＴｃを読み出す。
同様に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルを逐次探索して、差分値Δｈ２に隣接する差分値Δｈｄ及びΔｈｅ、またはエンタルピー値ｈｒに隣接するエンタルピー値ｈｄ及びｈｅに対応する温度Ｔｄ及びＴｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びＨｅの４点の温度Ｔを得る。
次に、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第１関数テーブルまたは第２関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、差分値Δｈ１に隣接する差分値Δｈｂ及びΔｈｃを逐次探索により検出する。また、未知数演算部３は、選択した関数テーブルが第３関数テーブルである場合、圧力値Ｐ１についての関数テーブルから、エンタルピー値ｈｒに隣接するエンタルピー値ｈｂ及びｈｃを逐次探索により検出する。
そして、未知数演算部３は、データベース４の圧力値Ｐ１の関数テーブルから、検出した差分値Δｈｂ及びΔｈｃ、またはエンタルピー値ｈｂ及びｈｃの各々に対応する温度Ｔｂ及びＴｃを読み出す。
同様に、未知数演算部３は、データベース４における圧力値Ｐ２の関数テーブルを逐次探索して、差分値Δｈ２に隣接する差分値Δｈｄ及びΔｈｅ、またはエンタルピー値ｈｒに隣接するエンタルピー値ｈｄ及びｈｅに対応する温度Ｔｄ及びＴｅを読み出す。
これにより、未知数演算部３は、データベース４から、エンタルピー値ｈｂ、ｈｃ、ｈｄ及びＨｅの４点の温度Ｔを得る。
ステップＳ４７：
次に、未知数演算部３は、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及びエンタルピーｈｒの場合の温度Ｔを算出する。
そして、未知数演算部３は、温度Ｔを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出した温度Ｔを出力する。
次に、未知数演算部３は、温度Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｅから、補間演算によって、圧力値Ｐ及びエンタルピーｈｒの場合の温度Ｔを算出する。
そして、未知数演算部３は、温度Ｔを算出することを指示する制御信号を出力した外部装置に対して、算出した温度Ｔを出力する。
ステップＳ４８：
次に、計時部５は、ステップＳ４５で開始した経過時間の計時を終了する。
次に、計時部５は、ステップＳ４５で開始した経過時間の計時を終了する。
ステップＳ４９：
次に、異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間、つまり温度の算出による計算時間が、所定範囲内であるか否かを判定する。ここで、所定範囲とは、第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルの逐次探索及び補間計算に要する時間を基準とした、キャッシュメモリの参照による計算時間のずれの許容範囲である。
次に、異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間、つまり温度の算出による計算時間が、所定範囲内であるか否かを判定する。ここで、所定範囲とは、第１関数テーブル、第２関数テーブル及び第３関数テーブルの逐次探索及び補間計算に要する時間を基準とした、キャッシュメモリの参照による計算時間のずれの許容範囲である。
ステップＳ５０：
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内であると判定した場合（ステップＳ４９：ＹＥＳ）、温度の算出に異常がないと判定する。
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内であると判定した場合（ステップＳ４９：ＹＥＳ）、温度の算出に異常がないと判定する。
ステップＳ５１：
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内でないと判定した場合（ステップＳ４９：ＮＯ）、温度の算出に異常があると判定する。例えば、経過時間が所定範囲より短い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算が異常終了したことが考えられる。また、経過時間が所定範囲より長い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算におけるエラーによる遅延が発生したことが考えられる。
異常検出部６は、計時部５が計時した経過時間が所定範囲内でないと判定した場合（ステップＳ４９：ＮＯ）、温度の算出に異常があると判定する。例えば、経過時間が所定範囲より短い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算が異常終了したことが考えられる。また、経過時間が所定範囲より長い場合は、差分値算出部１、関数読出部２、未知数演算部３のいずれかによる演算におけるエラーによる遅延が発生したことが考えられる。
このように、本実施形態によれば、第１関数テーブル、第２関数テーブル、及び第３関数テーブルが示す点列の数が同じである。これにより、異常検出部６は、温度の算出開始から演算結果出力までの等時性を判定することで、温度の演算に異常があったか否かを適切に判定することができる。
また、図１の第１の実施形態から第４の実施形態における蒸気表値演算システムを、制御装置あるいはシミュレータに付加して用いることができる。
例えば、ボイラーの制御装置の場合、流体である水や水蒸気の温度や圧力のみでは十分な燃料の制御が行えないため、エンタルピーにより燃料制御を行うことが行われている。
このため、ボイラー内部の流体の温度値Ｔ及び圧力値Ｐを測定し、この測定した温度値Ｔ及び圧力値Ｐを、第１及び第３の実施形態の蒸気表値演算システムに供給すれば、対応するエンタルピー値ｈが得られ、このエンタルピー値ｈによりボイラーを加熱するための燃料の供給量を調整することができる。
例えば、ボイラーの制御装置の場合、流体である水や水蒸気の温度や圧力のみでは十分な燃料の制御が行えないため、エンタルピーにより燃料制御を行うことが行われている。
このため、ボイラー内部の流体の温度値Ｔ及び圧力値Ｐを測定し、この測定した温度値Ｔ及び圧力値Ｐを、第１及び第３の実施形態の蒸気表値演算システムに供給すれば、対応するエンタルピー値ｈが得られ、このエンタルピー値ｈによりボイラーを加熱するための燃料の供給量を調整することができる。
また、シミュレータの場合、圧力Ｐにおいてエンタルピー値ｈを得るためには温度値Ｔをどの程度に制御すれば良いか求めるために用いることができる。
この圧力Ｐ及びエンタルピー値ｈを、第２及び第４の実施形態の蒸気表値演算システムに供給すれば、対応する温度値Ｔが得られ、圧力Ｐでエンタルピー値ｈを得るためのボイラーの温度を求めることができる。
この圧力Ｐ及びエンタルピー値ｈを、第２及び第４の実施形態の蒸気表値演算システムに供給すれば、対応する温度値Ｔが得られ、圧力Ｐでエンタルピー値ｈを得るためのボイラーの温度を求めることができる。
また、図１の蒸気表値演算システムを、図５のエンタルピーの算出の機能を実現するためのプログラム、また図１１の温度の算出の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりエンタルピーの算出処理あるいは温度の算出処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１…差分値算出部２…関数読出部３…未知数演算部４…データベース
Claims (7)
- 流体の温度及び流体のエンタルピーの一方である未知数、前記温度及び前記エンタルピーの他方である変数と当該変数の飽和値との差分である差分値、並びに前記流体の圧力、を関連付けた点列により表される関数テーブルを、前記変数が前記飽和値未満の第１区間の第１関数、及び前記変数が前記飽和値を超える第２区間の第２関数として記憶するデータベースと、
前記変数と前記飽和値との差分である前記差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値が負の場合に前記第１関数を使用関数として読み出し、前記差分値が正の場合に前記第２関数を使用関数として読み出す関数読出部と、
前記使用関数を逐次探索することにより前記未知数を演算する未知数演算部と、
前記未知数演算部が前記未知数の演算に要する時間を計時する計時部と、
前記計時部が計時した時間が所定の範囲内にあるか否かを判定することで、前記未知数演算部による演算に異常があるか否かを判定する異常検出部と
を備え、
前記データベースが記憶する前記第１関数の点列の数と前記第２関数の点列の数とが同じ数である
ことを特徴とする蒸気表値演算システム。 - 前記未知数演算部が、与えられた圧力を挟む２つの参照圧力の各々において、前記差分値算出部の算出した前記差分値とを挟む２つの比較差分値を前記関数テーブルの差分値から検索し、前記比較差分値に対応する前記未知数を読み出し、読み出した４つの未知数を補間し、与えられた前記圧力と前記変数とに対応した前記未知数を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気表値演算システム。 - 前記関数テーブルにおける前記差分値の刻み幅を、当該差分値が小さくなるほど細かくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気表値演算システム。
- 前記関数テーブルにおける前記圧力の刻み幅を、当該圧力値が小さくなるほど細かくすることを特徴とする請求項１から請求項２の何れか１項に記載の蒸気表値演算システム。
- 前記データベースは、前記第１区間及び前記第２区間を含む第３区間について、前記未知数、前記差分値、及び前記流体の圧力を関連付けた点列により表される関数テーブルである第３関数を記憶し、
前記関数読出部は、前記差分値が前記第１区間の下限値以上かつ負数の場合に前記第１関数を使用関数として読み出し、前記差分値が前記第２区間の上限値以下かつ正数の場合に前記第２関数を使用関数として読み出し、前記差分値が前記第１区間の下限値未満である場合および前記差分値が前記第２区間の上限値超である場合に前記第３関数を使用関数として読み出す
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蒸気表値演算システム。 - 流体の温度及び流体のエンタルピーの一方を未知数として、前記温度及び前記エンタルピーの他方である変数と当該変数の飽和値との差分である差分値、並びに流体の圧力により、前記未知数を求める蒸気表値を演算する蒸気表値演算方法であり、
前記変数と前記飽和値との差分である前記差分値を算出する差分値算出過程と、
前記未知数、前記差分値、及び前記流体の圧力を関連付けた点列により表される関数テーブルを、前記変数が前記飽和値未満の第１区間の第１関数、及び前記変数が前記飽和値を超える第２区間の第２関数として記憶するデータベースから、前記差分値が負の場合に前記第１関数を使用関数として読み出し、前記差分値が正の場合に前記第２関数を使用関数として読み出す関数読出過程と、
前記使用関数を逐次探索することにより前記未知数を演算する未知数演算過程と、
前記未知数演算過程での前記未知数の演算に要する時間を計時する計時過程と、
前記計時過程で計時した時間が所定の範囲内にあるか否かを判定することで、前記未知数演算過程による演算に異常があるか否かを判定する異常検出過程と
を含み、
前記データベースが記憶する前記第１関数の点列の数と前記第２関数の点列の数とが同じ数である
ことを特徴とする蒸気表値演算方法。 - 流体の温度及び流体のエンタルピーの一方を未知数として、前記流体の圧力、並びに前記温度及び前記エンタルピーの他方である変数により、前記未知数を求めて、前記未知数を制御する制御装置であり、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蒸気表値演算システムと、
前記蒸気表値演算システムが求めた前記未知数により、前記圧力あるいは前記温度を制御する制御部と
を備えることを特徴とする制御装置。
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