JPH01319619A - 熱風炉の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業−にの利用分野Ｊ この発明は、高炉に熱風を供給する熱風炉の制御方法に
関する。

１従来の技術］ この種の熱風炉は、燃焼室と蓄熱室を備え、燃焼室内に
燃焼ガスを導入して燃焼し、その燃焼熱を蓄熱室内に蓄
熱する燃焼期間と、蓄熱室内の蓄熱を高炉側に送風する
送風期間とを繰り返しながら運転するようになっている
。

たとえば、第１０図において、熱風炉１は、燃焼室Ｒ１
と蓄熱室Ｒ２とを備えている。この熱風炉１では、燃焼
期間は、燃焼室Ｒｌ内に燃焼ガスを導入させて燃焼させ
、その燃焼熱を図中実線の矢印方向から蓄熱室Ｒ２に導
いて蓄熱する。一方、送風期間は、図中２点鎖線の矢印
方向に送風して、蓄熱室Ｒ２内の熱を、燃焼室Ｒ１内を
通して高炉に供給する。

このような熱風炉１は、通常、第１１図のように、複数
基（一般に３〜４基）並列に接続され、それそれか関連
的に稼動するようになっている。図において、左方から
導入した冷風は、熱風炉１−１〜１−／ｉを通って熱風
とされ、図の右方に導出される。この場合、熱風の温度
を一定に保つために、コ／トロールハルフＣＶを通して
冷風の一部を導入し、混冷するようになっている。なお
、各熱風炉１−１〜１−４の燃焼系は、送風系と逆方向
の系として形成される。

このように並列接続された熱風炉１−１〜１−４は、そ
れぞれの送風期間か重なるようにパラレル運転されたり
、送風期間が重ならないようにシングル運転されたりす
る。

従来、燃焼期間における燃焼ガスの流量制御は、シング
ル運転、あるいはパラレル運転のいかんにかかわらず、
燃焼期間終了時のＩＪ］、ガス６．ｇ１度を−・定に保
つように制御されている。すなわち、第１０図に示す２
１点の、燃焼期間終了時における温度、つまり、杖ガス
’／Ａ；ｒ度最終値か、予め定めた設定値と等しくなる
ように、燃焼ガスの流は制御を行っている。

第１２図は、挑ガスメ温度最終値と燃焼ガス流量との関
係を示す図である。このように、１ノ１ガス１１５（度
は、燃焼ガス流量によって制御され、その最終値が、予
め設定された値ζこなるようにコントロールされる。こ
の設定値は、オペレータの経験と’Ｉ’１１断により定
められるものであり、オペレータか変更しない限り、一
定に保たれていた。

こうして、燃焼期間終了時の排ガス渦度、ずなわらＩＪ
１ガス温度の最終値（最大値）を一定に保つことにより
、蓄熱室Ｒ２内の蓄熱量を一定に保つことか可能となり
、送風温度を一定に制御できる。

［発明か解決しようとする課題］ ところで、」二連した従来の制御方法においては、燃焼
終了時の４１力ス温度の設定値か一定に保たれていたた
め、操業条件の変更、あるいは外乱等への対応は、オペ
レータか介在して、Ｊｕｌガス渦度設定値を手動で変更
しなけれはならなかった。

この場合、操業条件に見合った設定値とするためには、
オペレータの熟練を要した。また、設定値か適正である
か否かを判断するために、オペレ−３＝ 一部か常時監視している必要かあった。

この発明は、このような背景の下になされたもので、燃
焼終了時の１ノ１゛力スメ晶度設定値をファジィ推論（
あいまい打ｆ論）および最適フィードバック制御を利用
して求め、操業条件の変化に応して常に適正な蓄熱を自
動的に行うことのできる、熱風炉の制御方法を提供する
ことを目的とする。

Ｆ課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためにこの発明は、燃焼室と蓄熱室
を備え、前記燃焼室内に燃焼ガスを導入して燃焼し、そ
の燃焼熱を前記蓄熱室内は蓄熱する燃焼期間と、１１１
１紀蓄熱室内の蓄熱を外部に送風する送風期１ｔｎとを
繰り返しながら運転する熱風炉において、 前記送風期間のある一定時点における前記燃焼室の１・
−ノ・温度か炉出［」温度、あるいはこれらの温度に相
当する値と制御［］標値との偏差を監視し、この偏差か
設定値より大きいときにはファジィ推論を施す一方、該
偏差か設定値以下のときには最適フィードバック制御を
施して、次づイクル以降−４＝ に燃焼を終了する、ある熱風炉の燃焼期間の排ガス温度
最終値を演算し、この排ガス温度最終値に基づいて燃焼
ガス流量を制御することを特徴とする。

［作用］ 上記方法によれば、燃焼期間終了時のＪｉｌガス温度の
設定値か、ファジィ推論と最適フィードパ。

り制御により動的に求められる。すなわち、燃焼室の１
・−ム温度や炉出口温度、またはそれらの相当値と、制
御目標値との偏差があらかじめ定めた設定値を越えた場
合は、ファジィ推論により燃焼期間終了時の１ノ１力ス
温度設定値を演算する一方、−に記偏差か設定値以下の
場合は、最適フィートバック制御により、燃焼期間終了
時のＪｕｌガス〃１度設定設定値める。

」−記ファンイ推論では、オペレータの経験に基づいて
ルールを作成しやすく、特に難解な解析は必要ないから
、熟練オペレータの運転ノウハウを有効に活用できる。

また、運転中のルールテーブルの変更も容易なので、操
業変更や外乱があっても、常に適正な蓄熱を行うこ、と
か可能となる。

−・方、最適フィートノ＼ツク制御は、偏差か比較的小
さい場合は、ファ／イ制御に比へてより安定なきめ細か
い制御が可能であるため、ファ／イ制御てあらい制御を
行い、最適フィートノ＼７り制御でより細かい制御を行
うことによって、良好な送風制御を実現することかでき
る。。

従来、炉内の状態を測ることは困難で、その制御は雉し
いプロセスとして知られているか（たとえは、寺野寿部
［−７ステトエ学入門−あいまい問題への挑１ｉｄ−ｉ
ｆ、立出版株式会ン土　昭和６０年１３９６参照）、こ
の発明により、従来困難とされていたＱ　届１ｙ７＝の
自動制御化か可能となる。

「実施例］ 以ド、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。なお
、制御対象セしての一ノ１風炉の構成は、第１０図のも
のと同様であり、それらの連結状態は、第１１図と同様
である。

第１図は、この発明の一実施例の制御部の機能フロック
図である。図において、１は熱風かであり、たとえは、
４基の熱風炉］　−１（ｉ＝　１．２．３゜４）からな
っている。

これらの熱風炉１−ｉは、第２図に示すように、４つの
フェーズ■１〜Ｉ４を繰り返しながら、パラレル運転さ
れる。たとえば、第１フエーズ１１ては、熱風炉１−１
〜１−４か、それぞれ、送風期間（図中Ｂて示す）の後
≧１４、送風期間の＋ｊｉｔ　Ｉ、燃焼期間（図中Ａで
示す）の後半、燃焼期間の前半にあり、第２フェース丁
２では、それぞれ、燃焼期間の前半、送風期間の後半、
送風期間の前半、燃焼期間の後半にある。つまり、各熱
風炉１−１は、燃焼期間と送風期間を２フエースずつ繰
り返して、パラレル運転される。なお、第２図中、送風
期間１３に関しては、横軸は時間、３，１ｆ軸は後述す
る出［」温度を示している。一方、燃焼期間へに関して
は、１ｆｆｉ　ｌ１ｌｌか期間を示しているたけて、縦
軸には何の意味もない。

各フェース１１の開始時点Ｌ１、すなわち熱風炉１−１
の燃焼期間の中間点において、その熱風・枦１−ｉの出
口温度ＴＧ（Ｉｉ）（第１０図、第１１図の２３点のｔ
１情度）か測定される。

たとえは、熱風炉１−１の出口温度ＴＧ（ＴＩ）は、フ
ェーズ１１の開始時点ｔ１に測定される。

同様に、熱風炉１−２の出［」温度ＴＧ（＋２）は、フ
ェースＩ２の開始時点ｔ２に、熱風炉１−３の出］コ温
度ＴＧ（１３）は、フェースＩ３の開始時点ｔ３に、熱
風炉１−４の出ｒ’ｌ温度ＴＧ（１４）は、フェースＩ
／ｌの開始時点Ｌ４に測定される。つまり、熱風炉１−
１の出口温度ＴＧ（ｌｉ）は、フェーズ１１の開始点ｔ
１て測定される。

上紀出［］ｒ品度品定（ｌ］）を用い、他の要因も考慮
しつつ、フ＝−ス１の終了時点で燃焼を終了する熱風炉
１−３の排ガス温度最終値か決定される。

次いで、フご−ス２の開始時点て熱風炉１−２の出口を
品定ＴＧ（１２）か測定され、これを利用して熱風炉１
−４のｌ−１１：ガスメ温度最終値か決定される。

こうして、熱風炉１のＩＪ１ガス温度最終値が逐次決定
されて設定され、この設定値（以下、排ガス温度設定値
という）か満たされるように、燃焼ガス流（，７３か制
御される。

再び第１図に戻る。各熱風炉１−１は、燃焼部１ａと送
風部１ｂとを備えている。燃焼部１ａの前段には、燃焼
制御部２か設けられている。燃焼制御部２は、」二連し
た排ガス温度設定値により、燃焼ノノス流量を制御する
ものである。

熱風炉１−１には、また、温度検出部３か付加され、各
部の温度を検出する。すなわら、熱風炉１−１の出口温
度］−Ｇ（Ｉｉ）は、上記のように測定され、ノリカレ
ン力温度Ｔ　Ｂは、ｌ）　６点の位置で測定される。さ
らに、Ｊｕｌガス温度最終値の実１ｌｔｌｌ値ＴＥＸＭ
Ａａｃｔ、および冷風送風温度′ＦΔ○は、以下のよう
に測定される。

排ガス温度の実測値Ｔ）ＥＸＭＡａｃｔは、第９図の２
１点の温度であり、各熱風炉］−ｉ毎に、常時測定され
る。一方、冷風送風温度ＴＡ○は、第１１図の２５点の
温度であり、各熱風炉１−１〜１−４について共通にδ
ｔｌｌ定される。そして、ｄ］す定された温度に基づい
て、燃焼制御ｌ鄭２へ供給する排ガス温度設定値が決定
される。この決定はファノイｔｆ４８ａを利用して行な
われる。

以下、４．ｌｉ）Ｊスを黒度設定値の決定を行う機（１
ｖ１につき説明する。なお、以下の説明は、熱風炉１１
の出１−１を品定ＴＧ（１１）等（こより、熱風炉）−
３の徘ノノスを黒度設定値を決定する場合を例にとって
行うか、これは、第１図においてｉ−１，、ｋ−３とし
た場合に（ｌ−］当する。なお、他の熱風炉の１ノ１力
スメ１１！度設定値も同様にｒ）、！定される。

上記１．Ｊ［ガスを品定設定値の決定は、現在の出［１
諷度ＴＯ（１１）と送１！Ｉ！ｌ　ＬＩ　を票〆晶庶’
ｌ’　　Ｏ＋　　Ｔ　　０　１　　（たたし′Ｊ゛０１
は後述するバイアス温度）との偏＞＜（により、（Ａ）
ファジィ推論による場合と、（Ｂ）最適フィー１−ハ、
り制御による場合とに大別される。ずなわし、す［）Ｊ
ス温度設定値は、１．記偏差か経験的に定められた設定
値を越えている場合にはファンイ打ｆ論によって決定さ
れ、該偏差か設定イ１＾以トーの場合は最適フィードバ
ック制御により決定される。

また、ファジィ＋（ｆ（７１品（ま、ｌ−’、　Ｗ己偏
Ｘ′（こファジィ１（（論を施ずルール１と、上記偏差
の長期（ｑ′１向にファジィ推論を施すルール２と、ル
ール１およびルール２の結果から＋−１１；ＪＪス渦度
設定値を決定する過程とかある。以下、これらを項目別
に説明する。

（Ａ）ファジィ推論によるＪＪｌガス温度設定値の決定
（１）ルール１ まず、フＪ−ス１１の開始時点口に、熱風炉１−１の出
ｌＴｉ１温度’Ｐｃ（＋１）かｒ同定される。この温度
ＴＧ（１１）は、第１図の加え合わせ点５に１其給され
、送風目標温度（′■゛○−＋ＴＯ］）との偏差△Ｔ（
ｉｌ）が求められる。この送風目標慇１庭は、送風１ｍ
ｔ度′１゛０に１％程度の余裕をとるために、バイアス
ｌ温度Ｔ　Ｏ］を加えたもので、これか制御目標値上な
る。したかって、偏差△′ｒ（ｉｌ）は、次式で与えら
れる。

Δ　′丁’（１り＝ｉ″　Ｇ（ＩＩ）−（Ｔｏ　　−ト
　ＴＯ＋）すなわち、偏差△Ｔ（１１，）は１．Ｑ　／
！ｖ１炉］　　ｊの出ＬＪ渦度１”Ｇ（１１）から、余
裕込みの送風ｌｌ　（３’：〆’ｆ＋Ａ度（′１゛○十
Ｔ　Ｏ］　）を引いたものであり、熱風炉１−１の蓄熱
量の大きざに対応する。したがって、偏差△Ｔ（１１）
か大きいときには、燃焼ガス流ｉｆｆを減少させるよう
な制御か行なわれるであろう。

偏差△Ｔ（ＩＩ）は、切替スイッチ２１を介してＰｌ制
御部６と状態フィードバック部２２とに供給される。な
お、これらの構成要素２１．２２については後述する。

ＰＩ制９ｔｔｉ１部６は、比例ケインがＫＰ、積分ケイ
ンかＫ　ｌの特性を有し、その出力は、加え合わせ点７
に供給される。加え合わｌ゛点７、基準となるｌＪ＋ガ
ス７’７７Ａ度設定（１−１°ｉ　Ｔ　Ｅ　Ｘ　Ｍ　Ａ
　Ｑ　カラ、Ｐ　＋　制御部６の出力と、熱風炉ｊ−３
の１１１１回４ｕ＋力ス渦度設定値１’　ｌ尤ＸＭＡｐ
（＋３）とを引き、今回の仙ガスメ温度設定値の変化分
Δ’ＦＥＸＭＡ　］　（＋１３）を求める。ずなわら、
次式のようになる。

△ｉ’　Ｅ　Ｘ　ＭΔＩ（＋３） ＝ＴＥＸＭＡＯ−ＫＰ・△Ｔ（＋１） Ｋ　］　・△Ｔ　Ｉ　−ＴＥＸＭΔｐ（１３）（２）た
たし、△′Ｔ’　Ｉは、 △Ｔ　ｌ　（今回）−へ′丁”＋（前回）十△ゴ（１１
）−（３）てあり、△Ｔ（ｌｉ）の積分値に相当する。

なお、変化分△′ｌ″ＹΣＸＭΔ］（＋３）の１は、ル
ール１の１を示している。

上記今回変化分△ＴＥＸＭＡ　］　（＋１３）は、７　
アンイ推論部８に供、給される。ファジィ推論部８は、
変化分△ＴＥＸＭＡ　ｌ（Ｉ　３）を、第３図に示すよ
うな三角形状のメンパーンツブ関数Ｍ１に変換する。こ
の種のメンバーシップ関数については、前述した文献や
、富士時報Ｖｏ１．５８．　Ｎｏ、　４１９８５等に記
載されている。

第３図におイテ、横軸は△ＴＥＸＭＡ　＋（＋　３）の
値を示し、縦軸はメンバーシップ関数Ｍ１の値を示す。

メンパーンツブ関数Ｍ　］は、Ｏから）までの値をとり
、確定値△ｌ’　Ｅ　Ｘ　ＭΔ１．（＋３）かｒ）のど
き、その回りの値が、一つの集合（ファジィ集合）に帰
属する度合を示している。このメンパーンツブ関数Ｍ１
は、合成部９へ供給される。

（２）ルール２ 次に、偏差△′ｒ（ＩＩ）は、傾向演算部１１と加え合
わせ点ｊ２とに供給され、ルール２の演算が行なわれる
。

傾向演算部１１は、最新８フゴ、−スにおける偏差△Ｔ
（Ｉｉ）の値、すなわち、現フＪ−スでの値△ｉｌ、ｌ
フゴース前の値△′［２，２）Ｊ−ス前の値Δ′１゛３
という具合にさかのほり、△′Ｉ゛８まての値をＨＥ　
ｊｊ２　Ｌでいる。そして、次の演算により、長ル１の
傾向（以下、トレンド する。

ΔΔ′Ｉ゛ −１００・１（△ｌ’　ｌ　＋−△′Ｉ゛２＋ΔＴ　３
　＋△Ｔ　４．　）−（Δ′「５＋△Ｔ６」△′Ｉ゛７
＋Δｒ８）１／「４（′ＦＯ−′Ｙ′ＡＯ）］（％ル　
（４）ここで、′Ｉ″Ｏは前述した送風温度、ＴＡＯは
冷風送風篇度てあり、これらの差は、加熱量ずなわ１ろ
蓄熱量に対応する。したかって、トレンドΔΔ１’は、
蓄熱ｈ１に対づーる出ＬＩ温度ＴＧ（Ｉｌ）の変化傾向
（−１−昇か下降か）を表している。

一方、加え合わμ点Ｉ２は、送風ｒ品定′Ｆ○からの偏
差△ゴ°を求める。ずなわぢ、 △　ゴ’−ｒｃ；（ｌ　　　］　　）−Ｔ　　Ｏ　　　
　　　　　　　　　　（　５　）となる。これに（１）
式から求めた ＴＧ（＋　　１）−ＴＯ＝−△ｉ’　（ｌ　　］　）十
′Ｉ”　Ｏ　］を代入すると、 △　Ｔ　′　−　△　Ｔ（ＩＩ）　−ト　Ｔ　　Ｏ　　
］　　　−　△　ｌ’　　ｌ　　　＋−　　１’　　Ｏ
　　　ｌとなる。こうして求めたトレンド△△Ｔと、送
風１」槽温度からの偏差△′Ｆ゛とか、ファンイｉｆｆ
論部１３に供給される。

ファ／イ推論部１３は、トレンド 〆温度からの偏差△Ｔ°とから、後述するメンバー／７
プ関数Ｍ２を求めるもので、次の■〜■の手順により処
理を行う。

■トレンド△△′Ｆのメンバーンツブ関数を求める。

■送風を黒度′Ｉ゛○からの偏差Δ′Ｉ゛′のメンバー
ンツブ関数を求める。

■これら２組のメンバー／ツブ関数に第６図のルールを
適用して、し・−１・Ｄを求める。

■このレー１−　ＤにＣ　＝　（Ｔ　Ｅ　Ｘ　Ｍ　Ａ　
ａｃｔ　−　ＴＡＯ）／　１．　０　０をか（づて、偏
差ΔＴＥＸＭＡ２（＝Ｄ・Ｃ）のメンハーシソプ関１３
Ｍ２を求める。

以下、上記各手順につき説明する。

■１・ｌ／ンド△△′Ｆのメンバーシップ関数を求める
。

第４図（ａ）に示すように、トレンドΔ△Ｔ　［％」に
対して、三角形状の５−）のメンノ＼−ノ・ノブ関数Ｎ
Ｙ３，ＮＳ，２０，ＰＳ，ＰＢか対応する。そして、１
つの確定値△△′Ｉ゛に対して、−股に、２つのメンバ
ーノツプ関数か定まる。たとえは、△△Ｔの値カ０　、
　　３％のときは、メンノー−ノツプ関数ＺＯと丁〕Ｓ
とか対応付けられる。なお、メン）＜−ン・ノブ関数の
Ｎは負、［）は止、Ｓは小、Ｂは犬を廣味する。したか
って、たとえは、Ｎ　Ｂは負の犬を意味する。

■送風目標温度からの偏差Δ′Ｉ゛メンノ＼ーンノプ関
数を求める。

ファンイ推論部１３は、同様にして、」二連した送風温
度Ｔ　Ｏからの偏差△］゛に対するメンノー−ノツプ関
数を決定する。第４図（１））は、この偏差△Ｔ’ｒ’
Ｃ１に対応する３つのメンノ＼−ノ・ノブ関数Ｚ　Ｏ　
、　Ｐ　Ｓ　、　Ｐ　Ｂを示り，ており、偏差△］゛に
応して、一般に２つのメンノ・−シップ関数か選択され
る。

なお、この図−Ｃ，ＴＯＩは、前述したように、送風温
度ｉ″Ｏのノ＼イアスを表し、ｉ’　Ｏ　Ｉ　Ｉ３　Ｎ
　Ｄは、出口温度が収まるへき帯域幅の１／２を表しー
Ｃいる。この帯域幅は、プラン！・の特性から経験的に
定められるものである。

第５図は、これらの関係を示すー図てあり、横軸に時間
、縦軸に温度かとられている。上述したように、′Ｉ゛
○は送風温度であり、これにバイアス温度′］’　０　
］を加えたものがフェース中間時における送風１」槽温
度Ｔ　Ｉ（＝ＴＯ＋ＴＯ　１）である。出［−Ｉ渦度Ｔ
Ｇ（＋ｉ）は、この送風目標温度′Ｉ゛１になるように
制御され、図に示す曲線のように、帯域内に収まるよう
になっている。なお、帯域の下限温度′ＦＯは、ＴＯ−
＋　Ｔ　Ｑ　］−１Ｑ　］　ＢＮＤて′ｊえられ、上限
温度Ｔ２は］’　Ｏ　−１−　ＴＯ　］　−１　Ｔ　０
　１　Ｉ３　Ｎ　Ｄで与えられる。

■これら２組のメツバー／ノブ関数に第６図のルールを
適用して、レート丁）を求める。

第４図の（ａｌ（１））で決められたメンバー／７プ関
数から、第４図（ｃ）に示ずレートｒつのメツバー／ノ
ブ関数か選択される。たとえは、△ΔＴの値か、ＮＳ＝
Ｑ，７、ＺＯ＝Ｑ．３に対応し、偏差△′■゛′の値か
、ＰＳ＝０　６、Ｐ　Ｂ−０４に対応していたとすると
、これら４つのメンバー／ツブ関数に第６図の規則を適
用して、第４図（ｃ）のレートＤのメンパーンノブ関数
か選択される。

ずなわら、第６図において、ｌ・レント△△′ｒ゛のＮ
Ｓ、２０と偏差Δ′Ｆ″のＰＳ、ＰＢとの交点から、■
）　Ｓ　（＃　５　）、　ＺＯ（＃６．＃８）、ＮＳ（
＃９）の４つのレー１−　Ｄのメンバーン、プ関敢か選
択される。

なお、第６図の規則は、トレン１−△△１’と偏差Ｔ′
の値を打ぢｔ肖ずようなメツバーンノブ関数を対応させ
るようになっている。

以下、第７図を参Ｊ１ぺして、レートｆ）のメツバーン
ノブ関数の選択動作を説明する。

（ｉ）ＰＳ（＃５）＝０．６（ｍ７１’ａ（ａ）参Ｊｊ
、７　）第６図に示すように、トレンド 偏差△Ｔ゛のＰ　Ｓとの交点から、レー１−　Ｄのメン
バーンノブ関数１’Ｓ（＃５）か選択される。また、第
７ｔ’２１（ａ）に示すように、ＮＳ−＝０７とＰＳ＝
０　６の小さい方の値、すなわし０　６か、レート１つ
のメンパーンノブ関数ＰＳ（＃５）の（「」として選ば
れる。

輸）ＺＯ（＃６）＝０．４（第７図（１））参照）第６
図に示すように、トレンド 偏差Δ′［′のＰＢとの交点から、レー１−　Ｄのメン
パーンノブ関数Ｚ○（＃６）か選択される。また、第７
図（１））に示すように、ＮＳ＝Ｑ，７とＰ　Ｂ　−〇
　４の小さい方の値、すなわｔ）０．４が、レート１つ
のメンバーン・ツブ関数２０（＃６）の値として選はれ
る。

（ｉｉｉ）ＺＯ（＃８）＝０．　　３（第７図（ｃ）参
照）第６図に示すように、Ｆ１ノント△△′ＰのＺｏｌ
と、偏差△Ｔ”のＩ）　Ｓとの交点から、レー１−　Ｄ
のメツバーンノブ関数２０（＃８）か選択される。また
、第７図（ｃ）に示すように、ＺＯ＝０．３とＰ　Ｓ　
＝．＝０　６の小さい方の値、ずなわＰ）ｏ　　３か、
レー１−　Ｄのメンバーノツプ関数２０（＃８）の値と
してツバはれる。

（１ν）ＮＳ（＃９）＝０．３（第７図（（Ｊ）参照）
第６図に示すように、トレンド△△ＴのＺｏと、偏差△
′１゛のＰ　Ｂとの交点から、レートＤのメンパーツノ
ブ関数ＮＳ（＃９）が選択される。また、第７図（ｄ）
ニ示すように、ＺＯ−０　３とＮＳ＝０、／ｌの小さい
方の値、すなわち０　３か、レートＤのメンバーン、プ
関数Ｎ　Ｓ　（＃　９　）の値として選ばれる。

こうして求められたメンバーシップ関数を合成すると、
第７図（ｅ）に示すようになる。ずなわら、トレンド 偏差△Ｔ’のＰＳ＝Ｑ　　６、ＰＢ＝０．４とを合成す
ると、上記（１）〜（■）によりＮＳ−０：　　３、Ｚ
Ｏ−０　／Ｉ、Ｉ）Ｓ＝０．６となり、同図に示すよう
な台形状の図形か合成され、同図の右端のようなメンバ
ー７ノブ関数Ｍ２か作成される。この場合、ＺＯ（＃Ｇ
）とＺＯ（＃８）との選択においては、値の大きい方を
採用する。

■上記レー１叫つにＣ　＝−　（Ｔ　Ｅ　Ｘ　Ｍ　Ａ　
ａｃＬ−１ＡＯ）／１００をかけて、偏差△１’　Ｅ　
Ｘ　Ｍ　Ａ　２とし、この偏差△Ｔ　ＥＸ　Ｍ　Ａ　２
に上記メンバージ、プ関数Ｍ２を対応さぜる。

すなわら、 △ｉ゛Ｅ　Ｘ　ＭΔ２＝Ｄ　　−　　Ｃ−Ｉ）　・（Ｔ
ＥＸＭＡａｃｔ−ＴＡ○）／　１　０　０　−　（７　
）に上記メツバーンノブ関数Ｍ２を対応させる。

なお、この値Ｃは、蓄熱量に対応するものであり、これ
をレー１−　Ｉ）にかけることにより、ルール１で求め
たメンバーシップ関数Ｍ１と、ルール２で求めたメンパ
ーンノブ関数Ｍ２のマッチンクがとられる。

こうして求められたメンバーシップ関数Ｍ２が第１図の
合成手段９へ供給される。

（３）ルール１およびルール２の結果から、リドガス温
度設定値を決定する。

合成手段９は、ファジィ推論部８から供給されたメンバ
ーン、ブ関数Ｍｌ（第８　図（ａ））と、ファジィ推論
部１３とから供給されたメンバー／ノブ関数Ｍ２（第８
図（＋〕））とを、第８図（ｃ）のように市ね合わせ、
その図形の重心をとる。この重心の横軸（Ｄ　値１’　
Ｃ　Ｏ　Ｍ　ｋカ、今回）変更分子Ｃ　Ｏ　Ｍ　ｋ　Ｅ
′Ｃコとして、加え合わせ点１５に供給される。

加え合わせ点１５においては、熱風炉１−３の前回の１
．ｌ［ノノスメ黒度設定値Ｔ　Ｅ　ＸＭＡｐ（＋　３）
に、上記今回の変更分子　ＣＯＭ　ｋを加算し、今回の
＋Ｊ１ノノスメ晶度黒度仙ゴＥＸＭＡ（１３）を求め、
これを燃焼制御部２に１」（給する。燃焼制御部２は、
供給された１）１力ス温度設定値Ｔ　Ｅ　Ｘ　ＭΔぐ１
３）により、熱風炉１−３の燃焼１″：（：　Ｉ　ａへ
（〕（給する燃焼）Ｊス流量を制御し、燃焼期間のｊＪ
＋ニーＩＪス〃１度最終値か排ガス温度設定値ＴＥＸＭ
Ａ（１３）と一致するように制御する。

なお、燃焼ガスの混合比を法定するためにトームメ后、
度設”ｊ’Ｊｌ値か必要になるか、この１・−”　ｔＭ
！１度設定値は、送風温度ＴＯにファンイ推論を施して
メツ４定することかできる。第１図に荀吋１６て示（−
た）０．りは、このためのものであり、第９図に示すよ
うなフ７・ノイ推論により、送風温度Ｔ　Ｏから１・−
ノ・メｌｌ、□１、度設定値を演算する。このファンイ
推論は、上述したファノイ推Ｂ６：ｌと同様に行われる
ので説明を省略する。

（Ｂ）最適フィードバック制御によるｊｕｌガス温度設
定値の決定 現時点の出口調１度”ｌ’Ｇ（＋１）と、送風目標温度
（］゛○→ＴＯＩ）との偏差△Ｔ（ＩＩ）か設定値以下
になると、ファジィ制御から最適フィードパ、り制御に
自動的に切り替えられて排ガス温度設定値か決定される
。以下、この制御について説明する。

第１図の切替制御部２３は、最新のｊサイクル分の出１
］温度ＴＧ（Ｉｉ）〜Ｔ　Ｇ　（Ｉ　ｉ−、ｉ−］）を
採取し、これらのすへてか−」−記設定値以下になった
ときに切替スイッチ２１を第１図の接点２２Ｂ側に切り
替えて、偏差ΔＴ（ＴＩ）を状態フィードバック部２２
に供給する。この状態フィードバック部２２には、ノリ
力しンガ監度′ＵＢとゾリカレン力温度目標値Ｔ　Ｂ　
ｒとの偏差か加え合わ一已点２４から供給されている。

ここで、状態フィートバンク部２２への入力ヲ、χ、状
態フィードハック部２２からの出力を、７、温度検出部
３の検出温度をｙと表し、 さらに、 たたし、 ｘ１熱風炉出ロ６■度またはドーム温度へ、シリカレン
力ｉ９、度 ｘ７．送風流量（指令値） 、χ１送風温度（指令値） とし、 ・・寸・・］ たたし、 ｕｌ　リＩガスを品定設定値 ｕ、１・−ムロ■度設定値（燃焼期） とし、さらに、 たたし、 ）′２　熱風炉出口温度（またはドーム温度）Ｙ２　シ
リカレンガ温度 （共に送風期の一定時刻における温度）とすると、 ｕ　（ｋ）　＝　−ＩＣｘ　（ｋ） ｘ　（ｋ＋１）＝　Ａ　ｘ　（ｋ）ＩＩ）　ｔｚ　（ｋ
）ｙ　（ｋ）＝　Ｃｘ　（ｋ） の関係かある。

ここて、上式のＡ　ｘ　（ｋ）は熱風炉１の状態を表す
項であり、Ｂｔｚ（ｋ）は次の動作のための修正項を表
すものである。これらの係数行列Ａ、Ｂ、Ｃは、状態変
数のとりがたに依存し、次のように表される。なお、そ
れぞれの係数行列の各要素は、実際の操業に基づいて、
決定されるものである。

Ｂ　＝■Ｂ　、、Ｂ　　　Ｂ　　Ｂ、、、、、＋／ｌ？
　２．Ｂ　、２Ｂ　７．Ｚｌ？　２４また、最適ケイン
ｌ（は、評価関数 Ｊ　−−Σ　　　ｅ　　”（Ｎ’）Ｑ　　ｅ　　（ｋ）
＋　　／７　１＜ｋ’）Ｒ／ノ　（ｋ）を最小にする１
ｌ（ｋ）から求められる。

ここで ｅ　（ｋ）＝　＞（ｋ）　−ｒ　（ｋ）たたし、（＞（
ｋ）　　偏差 ｒ　　（ｋ）　：　　ｌ二Ｉ（票（１白である。

１゛記評関数Ｊを最小にする人力変数＋ｚ（ｋ）の最適
フィートハックは、 ｔ−ｔ＜ｋ）＝　Ｕ？＋１３′７”Ｂ）　−’ＢＴ／’
ＡＸ（ｋ）なる式で求まることか知られている。ここで
、行列Ｐは、次のリノＪ７チ方程式 ％式％ より求められる。

従って最適ケインｌでは、 ／（、＝　（１？　＋　Ｂ　ＴＰ　Ｂ　）−’Ｂ　ＴＰ
　Ａという式で決定される。

なお、−１−記ｘ１は、たとえは、 １−帽 と表現することかできる。たたし、Ｘ　ｌｌ、Ｘ　１２
１Ｘ、　１３＋　　Ｘ　１４は、最新４サイクル分の送
風時のテークである。同様に、 Ａ、　’＋　＋−［Ａ１１ｊＡ　＋□２Ａ　１１３Ａ　
１１４１　Ｉ　　　Ａ　＋２＝という具合になる。

こうして、各フェーズ■１の開始時点ｔｉにおいて、該
フェーズｌｉに燃焼を終了する熱風炉１−にのｔｊｌガ
ス温度渦度値ＴＥＸＭＡ（ｌｋ）か、ファ／イ推論およ
び最適フィードバック制御を利用して自動的に決定され
、これにより燃焼ガスの流量制御か行なわれる。

なお、出「１７１１．、！度の代わりに１・−ム渦度（
第１０図のｐ２点の温度）を用いても、同様の作用・効
果を得ることかできる。

［発明の効果」 以上説明したように、この発明は、送風期間の一定時点
における燃焼室内の〆１１Ｒ度または熱風炉の１］冒−
１’ｔＲ１′＋度にフ、・／イ推論ど最適フィードバッ
ク制御とを適用して、１１１１記一定時点以後に燃焼期
間を終える熱風炉の燃焼排ガスメ黒度最終値を、動的に
設定するようにしたので、次の効果を得ることができる
。

（Ｄ　Ｉｌｌ　Ｉｆ、　？Ｌ’＋度と実ｌｔｌ’ｌ　！
ｉＭ度トノ偏差か大きイトキニハ、燃焼期間終了時の杖
ガス嵩１１■の設定値か、実際の送風１ｉ！ｉ果にｉｉ
ｓ　シー（〕１／イ推論により求められ、偏差か小さく
なると最適フィードバック制御によって自動設定される
。このファノイ１１１論では、オペレータの経験に基づ
いてルールを作成しやすく、特に・）°１１解なＲ′Ｉ
！　１１７は必要ないから、熟練オペレータの運転ノウ
ハウを有効に活用できる。また、最適フィードバック制
御では、安定なきめ細かい制御か可能となる。

■運転中のルールテーブルの変更も容易なので、操業変
更や外乱があっても、常に適正な蓄熱を行うことが可能
となる。

■オペレータによる燃焼炉の常時１１°；ｉ視、調整の
必要性がなくなる。また、オペレータの熟練度も低くて
済む。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の−・実施例の制御部の構成を示すフ
ロック図、 第２図は熱風炉４基によるパラレル運転時の切替状’１
５１を示す図、 第３図はｌ）　Ｉ制御部の出力に基づいてルール１のメ
ンバー／ツブ関数Ｍ　ｌを選択する方法を説明するため
の図、 第４図は出口温度の長期的変化（トレンドらルール２に
よりメンバー／ツブ関数を選１１マする方法を説明する
ための図、 第５）図は出（二１メ晶度の制御範囲を示す図、第６図
はトレントハ△Ｔと、送風月１標温度からの偏差△′Ｉ
゛′とにＪｌ（ついて、メンバー／７プ関数Ｍ２を〕巽
１Ｒする際の規則を示す図、第７図はルール２によるメ
ンバーンｙ　−１関ｐＭ２の合成方法を説明するだめの
図、 第８図はルール１とルール２により作成されたメツバー
／、プ関故ＭＩＭ２を合成する方法を説明するための図
、 第９図はフγ／イ推論部１６におけるファジイ１１Ｆ論
を説明するだめの図、 第１０１ンｊは熱風・炉の概略構成図、第１１図は１９
救の熱風・ｂ】をｉ＋ｉｉｌえた送風系統の概略図、 第１２図はＩＪ［ガスメｌ’Ｗ’１度と燃焼ガス流量と
の関係を示す概略図である。 １−１〜１−４　　熱風・）ノー１．２　　燃焼制御部
、３　　メ、１，１度検）」）部、８．１３．１６　　
　ファジイ１１Ｆ論部、］　Ｉ　−−ｆｌＪ’ｉ　１ｉ
ｉｌ　ｉ宙ｐ部、Ｒ］　　　燃焼室、Ｒ２蓄熱室、Ａ　
　燃焼期間、Ｂ　　送風渦度曲線。２１　　切替スイッ
チ、２２　・状態フィ〜トハソク部、２３　・・切替制
御部。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 第６図 △Ｔ’　　［０Ｃ］ ２０　　ＰＳ　　ＰＢ ＮＢ　　ＰＢ　　ＰＢ　　２０ 第８図 −１５０＋１５ ■°°”■■モ五震１ ○　　　　　　　　　　　　　　ＣＸＤｑ　　０ 一、０ ； も叡しベ・瞑−斤トに棋ス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼室と蓄熱室を備え、前記燃焼室内に燃焼ガスを導入
   して燃焼し、その燃焼熱を前記蓄熱室内に蓄熱する燃焼
   期間と、前記蓄熱室内の蓄熱を外部に送風する送風期間
   とを繰り返しながら運転する熱風炉において、 前記送風期間のある一定時点における前記燃焼室のドー
   ム温度か炉出口温度、あるいはこれらの温度に相当する
   値と制御目標値との偏差を監視し、この偏差が設定値よ
   り大きいときにはファジィ推論を施す一方、該偏差が設
   定値以下のときには最適フィードバック制御を施して、
   次サイクル以降に燃焼を終了する、ある熱風炉の燃焼期
   間の排ガス温度最終値を演算し、この排ガス温度最終値
   に基づいて燃焼ガス流量を制御することを特徴とする熱
   風炉の制御方法。