JP6699283B2 - 薬注制御方法及び薬注制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボイラ給水等の水系において薬剤の薬注量を制御する薬注制御方法及び薬注制御装置に関する。

ボイラ給水系では、原水を軟化器で処理して硬度成分を除去した後、ボイラに給水するようにしている。この軟水器からの給水中の硬度成分濃度を硬度センサで測定し、測定結果に応じて給水にスケール防止剤等の薬剤を添加する（特許文献１）。

測定対象の流体流速や水温等の測定条件の変動が大きい場合、センサによる水質測定結果が安定しないため、ある期間における水質の平均値を元に薬注量を決めていた。しかし、このような薬注量の決定方法では、水質に薬品濃度を反映させるまでにタイムラグがあり、薬品濃度を常に一定以上に保っておく必要があるタイプの薬品をしている時に、薬品濃度の不足期間が生じやすかった。薬品濃度の不足期間が生じないように、水質変動幅を考慮して過剰に薬注することも考えられるが、水中で薬剤がゲル化するおそれがある。

特開２００３−３２９２０８号公報

本発明は、水質変化に応じた適切な薬注量とすることができる薬注制御方法及び薬注制御装置を提供することを目的とする。

本発明の薬注制御方法は、以下を要旨とする。

［１］ 水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注することを特徴とする薬注制御方法。

［２］ ［１］において、今回センサ値が前回センサ値より大きい場合、今回センサ値と前回センサ値との差分を今回センサ値に加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。

［３］ ［２］において、今回センサ値が前回センサ値より小さい場合、予測センサ値を今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。

［４］ ［１］において、前記予測センサ値が前記第１所定値以上かつ前記第２所定値未満の場合、該予測センサ値に応じた薬注濃度を所定倍率した値又は所定量を付加した値に基づいて薬注することを特徴とする薬注制御方法。

［５］ ［１］において、今回センサ値と前回センサ値との第１差分、及び前回センサ値と前々回センサ値との第２差分を求め、該第１差分が該第２差分以上の場合、該第１差分に、該第１差分と該第２差分との差分を加算した値を予測差分とし、該第１差分が該第２差分より小さい場合、該第１差分を予測差分とし、今回センサ値に該予測差分を加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。

［６］ ［２］において、前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が増加していた場合、増加分を該今回センサ値に加算して予測センサ値を算出し、該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が減少していた場合、予測センサ値を該今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。

［７］ ［１］において、前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、該第１サンプリング周期で前回センサ値をサンプリングしてから今回センサ値をサンプリングする間における、該第２サンプリング周期でのセンサ値の最大値を予測センサ値とすることを特徴とする薬注制御方法。

［８］ ［１］乃至［７］のいずれかにおいて、蒸気復水処理用ｐＨ調整剤、ボイラ用ｐＨ調整剤、又は脱酸素剤を薬注することを特徴とする薬注制御方法。

［９］ 水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置であって、前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御することを特徴とする薬注制御装置。

本発明によると、水質変化に応じた適切な薬注量とすることができる薬注制御方法及び薬注制御装置を提供することができる。

本実施の形態に係る薬注制御システムのブロック図である。 センサ値と必要薬注濃度との関係を示す検量線の一例を示すグラフである。 実施例１の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例２の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例３の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例４の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例５の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例６の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例７の薬注濃度変化を示すグラフである。 実施例８の薬注濃度変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して実施の形態ついて説明する。

図１は、水処理装置１からの給水を配管２を介して給水タンク３に導入し、給水タンク３からユースポイント４に供給する給水システムを示している。水処理装置１からの給水の水質を水質センサ５で検出すると共に、給水流量を流量計８で検出し、この検出値を制御装置６に入力し、検出値に応じて薬注ポンプ７を作動させて給水タンク３への薬注量を制御する。なお、薬注箇所は水質センサ５の給水サンプリング点より下流側であればよく、給水タンク３以外であってもよい。

水質センサ５には、電気伝導率計、ｐＨ計、溶存酸素計、ＯＲＰ（酸化還元電位）計、、硬度計、温度計等を用いることが、これに限定されない。薬注する薬品種類は特に限定されないが、蒸気復水処理用ｐＨ調整剤、ボイラ用ｐＨ調整剤、脱酸素剤など、給水中の薬品濃度を常に必要量以上に保つことが望ましいタイプの薬品が好適である。

例えば、最大流量１０ｍ^３／ｈの水系に３０００ｇ／ｈ、ストローク比１：１００の薬注ポンプ７を使用する場合には、設定可能な最小薬品濃度が３ｇ／ｍ^３、最大薬品濃度が３００ｇ／ｍ^３となる。

水質センサ５による水質の測定頻度は、特に限定されず、３０秒〜１日に１回であれば良く、好ましくは１〜３０分に１回程度行う。

例えば、図１に示す給水システムがボイラ給水システムである場合、水処理装置１には軟化器（軟水器）が用いられ、ユースポイント４はボイラ（小型還流ボイラ等）となる。軟化器１からの給水流量及び給水中の水質を配管２に設けた流量センサ８及び水質センサ５で５分に１回の頻度で検出し、この検出結果に基づいて薬注ポンプ７の吐出量を制御することにより、薬液の添加量を制御する。例えば、水質センサ５がｐＨ計の場合、薬注ポンプ７はボイラ用ｐＨ調整剤の溶液を吐出し、水質センサ５が硬度センサの場合、薬注ポンプ７はスケール防止剤の溶液を吐出する。

制御装置６は、水質センサ５による直近の複数のセンサ値から、次回測定されるセンサ値を予測し、予測センサ値から薬注濃度を求め、求めた薬注濃度と流量計８で検出した給水流量とから薬注量を算出し、薬注ポンプ７の薬注量を制御する。

例えば、制御装置６は、図２に示すような検量線に予測センサ値を代入し、薬注濃度を求める。図２に示す例では、センサ値ＳがＳ_ｍｉｎ以下の場合、薬注濃度ＣをＣ_ｍｉｎとし、センサ値ＳがＳ_ｍａｘ以上の場合は薬注濃度ＣをＣ_ｍａｘとする。センサ値ＳがＳ_ｍｉｎ〜Ｓ_ｍａｘの範囲に含まれる場合は、最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎと最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘとの間を正比例させる。

以下に、予測センサ値及び薬注濃度の算出を含む複数の薬注制御方法（基本制御、第１〜第４応用制御）について説明する。

［基本制御］
水質センサ５による今回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ）でのセンサ値Ｓ_ｎと、前回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ−１）でのセンサ値Ｓ_ｎ−１を用いて、次回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ＋１）での予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を以下の式から算出する。
Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１≧０の場合： 予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ＋（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）
Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１＜０の場合： 予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ

すなわち、時刻Ｔ_ｎ−１からＴ_ｎにかけてセンサ値が減少しているか又は変わらない場合、時刻Ｔ_ｎ＋１のセンサ値は時刻Ｔ_ｎのセンサ値から変わらないと予測する。一方、センサ値が増加している場合は、時刻Ｔ_ｎからＴ_ｎ＋１までの間において、時刻Ｔ_ｎ−１からＴ_ｎまでの間と同じ増加率でセンサ値が増加すると予測する。

次回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ＋１）での予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を算出したら、今回の薬注濃度Ｃ_ｎを以下の式から算出する。
ＥＳ_ｎ＋１＜Ｓ_ｍｉｎの場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍｉｎ
Ｓ_ｍｉｎ≦ＥＳ_ｎ＋１≦Ｓ_ｍａｘの場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍｉｎ＋（ＥＳ_ｎ＋１−Ｓ_ｍｉｎ）×（Ｃ_ｍａｘ−Ｃ_ｍｉｎ）／（Ｓ_ｍａｘ−Ｓ_ｍｉｎ）
ＥＳ_ｎ＋１＞Ｓ_ｍａｘの場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍａｘ

すなわち、予測センサ値がＳ_ｍｉｎ未満の場合、薬注濃度Ｃ_ｎを最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎとする。予測センサ値がＳ_ｍｉｎ〜Ｓ_ｍａｘの範囲に含まれる場合は、最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎと最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘとの間を正比例させる。予測センサ値がＳ_ｍａｘより大きい場合、薬注濃度Ｃ_ｎを最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘとする。

この基本制御では、センサ値が上昇傾向にある場合は、同じ上昇率で上昇すると予測して予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を求める。一方、センサ値が下降傾向にある場合は、センサ値は変わらないと予測して予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を求める。そのため、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１は実際に次回測定される（測定時刻Ｔ_ｎ＋１での）センサ値Ｓ_ｎ＋１よりもやや大きい値になりやすくなり、給水中の薬品濃度を必要量以上に保ちやすくなる。

［第１応用制御］
予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１の求め方は基本制御と同じである。薬注濃度Ｃ_ｎを以下の式から算出する。
ＥＳ_ｎ＋１＜Ｓ_ｍｉｎの場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍｉｎ
Ｓ_ｍｉｎ≦ＥＳ_ｎ＋１≦Ｓ_ｍａｘかつＳ_ｎ＞Ｓ_ｎ−１の場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍｉｎ＋（ＥＳ_ｎ＋１−Ｓ_ｍｉｎ）×（Ｃ_ｍａｘ−Ｃ_ｍｉｎ）／（Ｓ_ｍａｘ−Ｓ_ｍｉｎ）＋Ｘ１， Ｘ１は正の実数
Ｓ_ｍｉｎ≦ＥＳ_ｎ＋１≦Ｓ_ｍａｘかつＳ_ｎ≦Ｓ_ｎ−１の場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍｉｎ＋（ＥＳ_ｎ＋１−Ｓ_ｍｉｎ）×（Ｃ_ｍａｘ−Ｃ_ｍｉｎ）／（Ｓ_ｍａｘ−Ｓ_ｍｉｎ）
ＥＳ_ｎ＋１＞Ｓ_ｍａｘの場合： 薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍａｘ

この第１応用制御では、予測センサ値がＳ_ｍｉｎ〜Ｓ_ｍａｘの範囲に含まれ、かつセンサ値が上昇傾向にある場合、最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎ〜最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘ間の正比例で求まる値に定数Ｘ１を加算することで、基本制御よりも薬注濃度Ｃ_ｎを一定量底上げする。これにより、給水中の薬品濃度を必要量以上に保ちやすくなる。

Ｓ_ｍｉｎ≦ＥＳ_ｎ＋１≦Ｓ_ｍａｘかつＳ_ｎ＞Ｓ_ｎ−１の場合、以下の式のように、薬注濃度Ｃ_ｎを一定倍率増加させてもよい。
薬注濃度Ｃ_ｎ＝Ｃ_ｍｉｎ＋（ＥＳ_ｎ＋１−Ｓ_ｍｉｎ）×（Ｃ_ｍａｘ−Ｃ_ｍｉｎ）×Ｘ２／（Ｓ_ｍａｘ−Ｓ_ｍｉｎ）， Ｘ２は１より大きい実数

［第２応用制御］
第２応用制御では、今回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ）でのセンサ値Ｓ_ｎ、前回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ−１）でのセンサ値Ｓ_ｎ−１に加えて、前々回の測定（測定時刻Ｔ_ｎ−２）でのセンサ値Ｓ_ｎ−２を用いて予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を算出する。

まず、センサ値Ｓ_ｎ−２とセンサ値Ｓ_ｎ−１との差分ΔＳ_{（ｎ−２＿ｎ−１）}、センサ値Ｓ_ｎ−１とセンサ値Ｓ_ｎとの差分ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}を演算する。
ΔＳ_{（ｎ−２＿ｎ−１）}＝Ｓ_ｎ−１−Ｓ_ｎ−２
ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}＝Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１

差分ΔＳ_{（ｎ−２＿ｎ−１）}、ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}を用いて、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１とセンサ値Ｓ_ｎとの予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}を以下の式から算出する。
ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}−ΔＳ_{（ｎ−２＿ｎ−１）}≧０の場合： 予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}＝ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}＋（ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}−ΔＳ_{（ｎ−２＿ｎ−１）}）
ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}−ΔＳ_{（ｎ−２＿ｎ−１）}＜０の場合： 予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}＝ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}

予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}を用いて、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を以下の式から求める。なお、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１から薬注濃度Ｃ_ｎを算出する方法は基本制御と同じである。
予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}≧０の場合： 予測測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ＋予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}
予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}＜０の場合： 予測測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ

この第２応用制御では、センサ値の差分が増加傾向にある場合、時刻Ｔ_ｎからＴ_ｎ＋１にかけてのセンサ値の差分も同様に増加すると予測する。一方、センサ値の差分が減少傾向にある場合、時刻Ｔ_ｎからＴ_ｎ＋１にかけてのセンサ値の差分は、時刻Ｔ_ｎ−１からＴ_ｎにかけてのセンサ値の差分と同じであると予測する。そのため、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１は、実際に次回測定される（測定時刻Ｔ_ｎ＋１での）センサ値Ｓ_ｎ＋１よりもやや大きい値が算出されやすくなり、給水中の薬品濃度を必要量以上に保つことができる。

［第３応用制御］
時刻Ｔ_ｎ−１から時刻Ｔ_ｎの間でセンサ値を複数回サンプリングしてセンサ値Ｓ_ｎ＿ｍを求める。水質センサ５からセンサ値Ｓ_ｎ、Ｓ_ｎ−１等をサンプリングする第１サンプリング周期よりも、センサ値Ｓ_ｎ＿ｍをサンプリングする第２サンプリング周期の方が短い。センサ値Ｓ_ｎがセンサ値Ｓ_ｎ−１から減少していた場合でも、時刻Ｔ_ｎ−１から時刻Ｔ_ｎの間で複数回サンプリングした内で最も時刻Ｔ_ｎに近いタイミングでサンプリングしたセンサ値Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）}がセンサ値Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１}から増加していた場合は、その傾き（増加分）を元に、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を算出する。

センサ値Ｓ_ｎがセンサ値Ｓ_ｎ−１から増加していた場合は、Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）}とＳ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１}との大小関係に関係なく、基本制御と同様に予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を算出する。具体的には、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を以下の式から算出する。予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１から薬注濃度Ｃ_ｎを算出する方法は基本制御と同じである。
Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１≧０の場合： 予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ＋（Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１）
Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１＜０かつＳ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）}−Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１}≧０の場合： 予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ＋（Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）}−Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１}）
Ｓ_ｎ−Ｓ_ｎ−１＜０かつＳ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）}−Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１}＜０の場合： 予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_ｎ

この第３応用制御では、時刻Ｔ_ｎ−１から時刻Ｔ_ｎの間において短いサンプリング周期でセンサ値を細かくサンプリングし、センサ値Ｓ_ｎがセンサ値Ｓ_ｎ−１から減少していた場合でも、時刻Ｔ_ｎに近いタイミングでセンサ値が増加していた場合は、センサ値が増加傾向にあるとみなし、予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を求める。そのため、基本制御と比較して大きい予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１を算出する頻度が増し、給水中の薬品濃度を必要量以上に保ちやすくなる。

なお、第３応用制御において、一定期間内のセンサ値の平均値から、想定されるセンサ値の変動範囲を規定しておき、センサ値Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）}がこの変動範囲に収まっていない場合は、センサ値として採用しないというデータ処理を行ってもよい。

［第４応用制御］
第３応用制御と同様に、時刻Ｔ_ｎ−１から時刻Ｔ_ｎの間でセンサ値を複数回サンプリングしてセンサ値Ｓ_ｎ＿ｍを求め、複数のサンプリング値のうちの最大値Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｍａｘ）}を予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１とする。予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１から薬注濃度Ｃ_ｎを算出する方法は基本制御と同じである。
予測センサ値ＥＳ_ｎ＋１＝Ｓ_{ｎ＿ｍ（ｍａｘ）}

第４応用制御において、一定期間内のセンサ値の平均値から、想定されるセンサ値の変動範囲を規定しておき、この変動範囲に収まっていないセンサ値は採用しないというデータ処理を行ってもよい。

［実施例１］
表１は、基本制御による制御例を示すものである。

表１では、時刻１：００〜２：１０の７０分間に５分毎にセンサで給水中の硬度成分濃度（センサ値Ｓ）を測定し、その結果に応じて次回のセンサ値（予測センサ値）を計算してスケール防止剤の薬注濃度を決定し、薬注している。給水中の硬度成分濃度は、増加後、ほぼ一定となっていた。

表１のセンサ値Ｓは、当該時刻のセンサの測定値であり、単位（％）は（センサ測定値／センサの測定範囲上限値）×１００から算出される値である。例えば、０〜２０００ｍＳ／ｍを測定する導電率計において２００ｍＳ／ｍを示した場合には、（２００／２０００）×１００＝１０％と表記される。なお、これらのセンサ値や単位は、採用する検出器の種類によって変わることは自明である。また、予測センサ値は、当該時刻のセンサ値及び過去のセンサ値を用いて計算されたものであり、例えば時刻１：０５の予測センサ値は、時刻１：００のセンサ値及び時刻１：０５のセンサ値を用いて、時刻１：１０のセンサ値を予測したものである。

表１の必要薬注濃度（ｍｇ／Ｌ）は、図２の検量線を参照して、実際に次回測定されるセンサ値Ｓから求まる薬注濃度である。例えば、時刻１：０５の必要薬注濃度は、時刻１：１０のセンサ値Ｓを図２の検量線に適用して求められる。図２の検量線のＳ_ｍｉｎは５％、最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎは１０、Ｓ_ｍａｘは９５％、最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘは３００であった。

表１の薬注濃度Ｃ_ｎ（ｍｇ／Ｌ）は、図２の検量線を参照して、当該時刻の予測センサ値から求まる薬注濃度である。例えば、時刻１：０５の薬注濃度Ｃ_ｎは、時刻１：０５の予測センサ値を図２の検量線に適用して求められる。

表１の差分は、当該時刻のセンサ値と、前回測定のセンサ値との差分である。例えば、時刻１：０５の差分は、時刻１：０５のセンサ値と時刻１：００のセンサ値との差分である。

図３は、表１の必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を示すグラフである。

［実施例２］
基本制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が増加した後に減少し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例１と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表２に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図４に示す。

［実施例３］
基本制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少後ほぼ一定となること以外は、実施例１と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表３に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図５に示す。

［実施例４］
基本制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少した後に増加し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例１と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表４に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図６に示す。

［実施例５］
硬度成分濃度が増加後、ほぼ一定となる給水に対し、第２応用制御による薬注制御を行った。制御結果を表５に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図７に示す。表５の差分ΔＳ_{（ｎ−１＿ｎ）}は当該時刻のセンサ値と、前回測定のセンサ値との差分である。予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}は、当該時刻のセンサ値と予測センサ値との差分であり、予測差分ΔＳ_{（ｎ＿ｎ＋１）}に当該時刻のセンサ値を加算したものが予測センサ値となる。

［実施例６］
第２応用制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が増加した後に減少し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例５と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表６に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図８に示す。

［実施例７］
第２応用制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少後ほぼ一定となること以外は、実施例５と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表７に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図９に示す。

［実施例８］
第２応用制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少した後に増加し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例５と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表８に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃ_ｎの変遷を図１０に示す。

実施例１〜８の薬注制御結果から、予測センサ値に基づく薬注濃度Ｃ_ｎが、必要薬注濃度と同様に変化し、かつ必要量（必要薬注濃度）を下回ることが少ないことが確認された。

上記実施の形態は、本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。

上記実施の形態では、センサ値Ｓと薬注濃度Ｃを正比例させる例について説明したが、反比例させてもよい。例えば、センサ値ＳがＳ_ｍｉｎ以下の場合、薬注濃度Ｃを最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘとし、センサ値ＳがＳ_ｍａｘ以上の場合は薬注濃度Ｃを最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎとする。センサ値ＳがＳ_ｍｉｎ〜Ｓ_ｍａｘの範囲に含まれる場合は、最大薬注濃度Ｃ_ｍａｘと最小薬注濃度Ｃ_ｍｉｎとの間を反比例させる。また、基本制御、第１〜第４応用制御において、不等号の向きは反対になる。

１ 水処理装置
３ タンク
４ ユースポイント
５ 水質センサ
７ 薬注ポンプ
８ 流量計

Claims (11)

1. 水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
   今回センサ値が前回センサ値より大きい場合、今回センサ値と前回センサ値との差分を今回センサ値に加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。
2. 水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
   今回センサ値が前回センサ値より小さい場合、予測センサ値を今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。
3. 水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
   今回センサ値と前回センサ値との第１差分、及び前回センサ値と前々回センサ値との第２差分を求め、
   該第１差分が該第２差分以上の場合、該第１差分に、該第１差分と該第２差分との差分を加算した値を予測差分とし、
   該第１差分が該第２差分より小さい場合、該第１差分を予測差分とし、
   今回センサ値に該予測差分を加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。
4. 水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
   前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
   該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が増加していた場合、増加分を該今回センサ値に加算して予測センサ値を算出し、
   該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が減少していた場合、予測センサ値を該今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。
5. 水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
   前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
   該第１サンプリング周期で前回センサ値をサンプリングしてから今回センサ値をサンプリングする間における、該第２サンプリング周期でのセンサ値の最大値を予測センサ値とすることを特徴とする薬注制御方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項において、蒸気復水処理用ｐＨ調整剤、ボイラ用ｐＨ調整剤、又は脱酸素剤を薬注することを特徴とする薬注制御方法。
7. 水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
   今回センサ値が前回センサ値より大きい場合、今回センサ値と前回センサ値との差分を今回センサ値に加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御装置。
8. 水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
   今回センサ値が前回センサ値より小さい場合、予測センサ値を今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御装置。
9. 水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
   前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
   今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
   該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
   今回センサ値と前回センサ値との第１差分、及び前回センサ値と前々回センサ値との第２差分を求め、
   該第１差分が該第２差分以上の場合、該第１差分に、該第１差分と該第２差分との差分を加算した値を予測差分とし、
   該第１差分が該第２差分より小さい場合、該第１差分を予測差分とし、
   今回センサ値に該予測差分を加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御装置。
10. 水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
    前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
    今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
    該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
    前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
    該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が増加していた場合、増加分を該今回センサ値に加算して予測センサ値を算出し、
    該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が減少していた場合、予測センサ値を該今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御装置。
11. 水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
    前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
    今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
    該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
    前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
    該第１サンプリング周期で前回センサ値をサンプリングしてから今回センサ値をサンプリングする間における、該第２サンプリング周期でのセンサ値の最大値を予測センサ値とすることを特徴とする薬注制御装置。

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