JPH03160213A - Automatic burner for shaft furnace, fuzzy theory applied thereto - Google Patents

Automatic burner for shaft furnace, fuzzy theory applied thereto

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JPH03160213A
JPH03160213A JP1301189A JP30118989A JPH03160213A JP H03160213 A JPH03160213 A JP H03160213A JP 1301189 A JP1301189 A JP 1301189A JP 30118989 A JP30118989 A JP 30118989A JP H03160213 A JPH03160213 A JP H03160213A
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combustion
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裕之 松山
Masaki Oshima
正樹 尾嶋
Yasutoshi Takemoto
竹本 泰敏
Yoichi Sugawara
洋一 菅原
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

PURPOSE:To save manpower in the operation of a furnace and stabilizing the quality of a product based on the stable amount of melting and the stable melting temperature of copper by controlling the melting depending upon a retaining amount and its variations with time. CONSTITUTION:Three or more membership functions from NB(negative big) to PB (positive big) are set at a fuzzy inference section with respect to the deviation E between a desired retaining amount and an actual retaining amount and also the variation DELTAE of the deviation with time, and the variation amount of a combustion level at the time of respective combination is determined. A new combustion level is set by integrating the variation amount determined by the fuzzy inference to the combustion level under actual condition. The combustion level preset by a fold-line function on the basis of the combustion level determined by the fuzzy inference section is converted into an air pressure in each zone according to the relation with the air pressure in each zone. Then, a coefficient that varies stepwise with respect to the melting temperature of copper is set for each zone, and this coefficient is multiplied by the air pressure in each zone, which has been found previously, to make a correction and to set a final burner air pressure.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本装置は、シャフト炉のLNGバーナの燃焼量の制御方
法に関するものである。
This device relates to a method for controlling the combustion amount of an LNG burner in a shaft furnace.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来シャフト炉の燃焼制御では、保持量を七つのレベル
に分けて、各々に対応する燃焼量を設定しておき、保持
量の大小のみで燃焼量を決定していた。 第l図によって、従来のシャフト炉制御をより詳しく説
明する。 シャフト炉1は、鋼材を投入し、これを加熱溶融して出
湯する装置である。シャフト炉lには、下からAゾーン
、Bゾーン、CゾーンにLNGバーナがそれぞれ取り付
けられている。バーナエア圧の変化に応じて一定のl昆
合比を維持して燃料ガスが混合される仕組みのガス供給
装置を用いており、バーナエア圧を調節する事により、
パーナの火力を加減することができる。 シャフト炉lで溶融した銅は保持炉2に運ばれる。保持
炉2は円箇形の容器で、円筒の端面に出湯口を有する。 保持炉2は円筒の軸線周りの回転が可能なように支持さ
れている。軸線まわりの円筒の回転角を傾転角θという
。溶融銅を出湯口から外部へ取り出し、これを鋳造工程
、圧延工程などを通し所望の形状のものに加工する。 出湯口の高さは、容器内の溶融銅の液面の高さと一致す
る。このため保持炉の内部に保持されている銅の量(保
持量)Hと、傾転角θには一義的な関係がある。 傾転角θが小さければ保持量Hは大きい。θが大きけれ
ば保持JIHは小さい。これは保持炉の幾何学的な形状
によって決まる。実際には、グラフ(ア)で示すように
傾転角θと保持量Hの関係を折れ線関数で予め求めてお
く。 モして傾転角θを知って、保持量Hを知る。これが傾転
角保持量変換である。 保持炉2から出てゆく溶融銅の量はほぼ一定であるよう
に制御されている。従って、保持炉2での保持量Hが多
いという事は、シャフト炉1で鋼材が融けて出湯する量
が多いという事である。 反対に、保持ffiHが少ないという事はシャフト炉1
で鋼材が溶融する割合が小さいという事である。 実際には、保持量が一定しているのが望ましい。これが
変動すると、後段での工程に於いて作られる銅製品の品
質が一定しなくなる慣れがある。 そこで、目的保持量
というものを設定し、実際の保持量Hをこれに近づける
ようにシャフト炉のバーナA,B,Cのエア圧を調節す
るようにしている。 従来は、保持量Hだけに注目して制御していた。つまり
Hが小さければ、シャフト炉1のバーナの火力を増強し
て、銅の溶融を盛んにし、出場量をより多くするように
する。反対にHが大きければ、シャフト炉1のバーナの
火力を低減し銅の溶融を抑える。 そして、グラフ(イ)に示すような保持量、バーナエア
圧変換を行っていた。 実際には連続的にバーナエア圧を階段状に変化させてち
ゝる・ここでは7段階るこした階段函数の形で、保持量
●バーナエア圧変換を行っていた0バーナはこの例では
A,B,Cの3つがあるので、保持量に応じて3つのバ
ーナのエア圧を指定する。保持量Hの最大値はこの例で
は15tであるが、例えばHが8〜9tの時に、バーナ
エア圧はAが800mmAq N Bが900mmAq
 XCが950mmAqというように規定する。 このようなエア圧の指定は、一定のサンプリング時間ご
とになされる。サンプリング番号をここでkで表してい
る。■いθいQAよなどはk番目のサンプリング時刻に
おける保持量、傾転角、Aバーナのエア圧を示している
。 同じような事が繰り返されるが、k時刻の時のQAk1
QBk1QCkは、その時の保持量H2によって決まり
、それ以前の時刻に於ける値を全く必要としない。こう
して求められたA,B1Cのバーナエア圧の値を指示調
節計3、ボジシaナ4に出力する。 ポジシゴナの出力は切換スイッチ5から弁操作信号7と
なり、モータ6を正又は逆方向に回転させ、弁8の開度
を加減する。 モータ6の回転角は弁開度IOを表す信号となり、ポジ
シ日ナ4に戻される。ポジシeナ4から信号が出てこれ
に再び戻るフィードバック系によって、所望のエア圧に
なるように弁の開度が設定される。 こうして、AゾーンのバーナAの火力が加減される。同
様の事はBゾーン、CゾーンのバーナB,Cについても
同時に行われる。
Conventionally, in the combustion control of shaft furnaces, the retained amount is divided into seven levels, the combustion amount corresponding to each level is set, and the combustion amount is determined only by the size of the retained amount. Conventional shaft furnace control will be explained in more detail with reference to FIG. The shaft furnace 1 is a device that inputs steel material, heats it, melts it, and taps it. In the shaft furnace 1, LNG burners are installed in the A zone, B zone, and C zone from the bottom. A gas supply device is used that mixes fuel gas while maintaining a constant l-containing ratio according to changes in burner air pressure.By adjusting burner air pressure,
You can adjust the firepower of Pana. The copper melted in the shaft furnace 1 is conveyed to the holding furnace 2. The holding furnace 2 is a circular container, and has a tap hole at the end face of the cylinder. The holding furnace 2 is supported so as to be rotatable around the cylindrical axis. The rotation angle of the cylinder around the axis is called the tilt angle θ. Molten copper is taken out from the tap and processed into a desired shape through casting, rolling, and other processes. The height of the tap hole corresponds to the level of the molten copper in the vessel. Therefore, there is a unique relationship between the amount H of copper held inside the holding furnace (the amount held) and the tilt angle θ. The smaller the tilt angle θ is, the larger the holding amount H is. If θ is large, the holding JIH is small. This depends on the geometry of the holding furnace. Actually, as shown in graph (A), the relationship between the tilting angle θ and the holding amount H is determined in advance using a polygonal line function. The holding amount H is determined by knowing the tilting angle θ. This is the tilt angle retention amount conversion. The amount of molten copper leaving the holding furnace 2 is controlled to be approximately constant. Therefore, the fact that the holding amount H in the holding furnace 2 is large means that the amount of steel melted and tapped out in the shaft furnace 1 is large. On the other hand, the fact that the retained ffiH is small means that shaft furnace 1
This means that the rate at which the steel material melts is small. In reality, it is desirable that the amount retained be constant. When this value fluctuates, the quality of the copper products produced in subsequent processes tends to become inconsistent. Therefore, a target retention amount is set, and the air pressures of the burners A, B, and C of the shaft furnace are adjusted so that the actual retention amount H approaches this value. Conventionally, control has focused only on the retained amount H. In other words, if H is small, the thermal power of the burner of the shaft furnace 1 is increased to increase the melting of copper and increase the output amount. On the other hand, if H is large, the thermal power of the burner of the shaft furnace 1 is reduced to suppress the melting of copper. Then, the retained amount and burner air pressure were converted as shown in graph (a). In reality, the burner air pressure is continuously changed in a step-like manner.In this case, in the form of a step function with 7 steps, the retention amount●The 0 burner that was converting the burner air pressure is Since there are three burners, B and C, specify the air pressure of the three burners depending on the amount of burner to be held. The maximum value of the holding amount H is 15t in this example, but for example, when H is 8 to 9t, the burner air pressure is 800mmAq for A and 900mmAq for B.
Specify that XC is 950 mmAq. Such air pressure designation is made at regular sampling times. The sampling number is represented by k here. ■ θ, QA, etc. indicate the holding amount, tilting angle, and air pressure of the A burner at the k-th sampling time. The same thing is repeated, but QAk1 at time k
QBk1QCk is determined by the held amount H2 at that time, and does not require any values at previous times. The burner air pressure values of A and B1C thus determined are output to the indicating controller 3 and the position controller 4. The output of the positioner becomes a valve operation signal 7 from the changeover switch 5, which rotates the motor 6 in the forward or reverse direction to adjust the opening degree of the valve 8. The rotation angle of the motor 6 becomes a signal representing the valve opening degree IO, and is returned to the position indicator 4. A feedback system that outputs a signal from the positioner 4 and returns it again sets the opening degree of the valve so that the desired air pressure is achieved. In this way, the firepower of burner A in zone A is adjusted. The same thing is done simultaneously for burners B and C in the B zone and C zone.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

従来の燃焼制御では保持量の大小のみで制御を行ってい
たため、例えば現状値が目標値より大きい場合には保持
量が目標値に近づくように推移している時も、目標値か
ら離れるように変化している時も全く同じ燃焼量をとる
ため、保持量のばらつきが大きかった。 又、溶銅温度による制御機構が全く無く溶銅温度を安定
させるためには人手による燃焼量の調節が必要であった
In conventional combustion control, control was performed only based on the size of the retained amount, so for example, if the current value is larger than the target value, even when the retained amount is moving closer to the target value, it will move away from the target value. Since the combustion amount was exactly the same even when the fuel was changing, there was a large variation in the amount retained. Furthermore, there is no control mechanism based on the molten copper temperature, and it is necessary to manually adjust the amount of combustion in order to stabilize the molten copper temperature.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本発明のシャフト炉自動燃焼装置は、 複数のバーナA1B、・・・を有し銅を溶かす、シャフ
ト炉と、シャフト炉から出湯した溶銅を保持する保持炉
とからなる装置の保持炉の保持量及び溶銅温度の安定を
目的として、シャフト炉のバーナの燃焼量を自動制御す
る装置であって、保持炉傾転角と溶銅温度とを入力信号
とし、シャフト炉のバーナの電動弁の弁操作信号を出力
信号とし、プリプロセッサ部と、ファジィ推論部とポス
トプロセッサとハード部とを含み、 プリプロセッサ部は、 保持炉傾転角と保持量の関係を折れ線関数で設定してお
き、 その折れ線関数に従って傾転角から保持量を計算し、 予め設定した目標保持量と現在の保持量との偏差Eを計
算し、 予め設定した制御周期での偏差Eの変化ΔEを計算する
ものであり、 ファジィ推論部は、 E及びΔEに対し、PB(正に大)からNB(負に大)
まで3以上のメンバシップ関数を設定しておき、 燃焼レベルの変化量ΔLに対して、PB(正に大)から
NB(負に大)まで3以上のメンバシップ関数を設定し
ておき、 EとΔEの各々の組合せに対して燃焼レベルの変化量Δ
Lを与えるルールマップを設定し、ルールマップに従っ
てファジィ推論を行い燃焼レベルの変化量ΔLを求め、 前回の燃焼レベルに今回の推論結果を積算し、新たな燃
焼レベルを計算し、 第一回目の推論の際は、予め制御開始時の保持量と燃焼
レベルの関係を折れ線関数で設定しておき、その関係に
従って燃焼レベルの初期値を求め、この初期値に推論結
果を積算したものを燃焼レベルとするものであり、 ポストプロセッサ部は、 i@焼レベルと各ゾーンのバーナエア圧の関係を予め折
れ線関数で設定しておき、 その折れ線関数に従ってファジィ推論部で求めた燃焼レ
ベルから各ゾーンのエア圧PAN PB.を計算し、 溶#I温度によって階段状に変化する係数をA1B1C
各ゾーン毎に予め設定し、 現在の湯温から各ゾーンにかけるべき係数AKNBK.
  ,の値を計算し、 前過程で得られた係数AK, BK. . .を各ゾー
ンのエア圧PAN P[]− ..にかけ、これによっ
て得られた各ゾーンのエア圧が最終的な制御結果として
指示調節計に出力するものであり、 ハード部は、 指示調節計とボジシaナによってポストプロセッサ部で
求めたバーナエア圧になるように電動弁の弁操作信号を
出力するものであることを特徴とするものである。 より簡単にいえば次のよつになる。 ■本装置は、ファジィ推論部で目標保持量と実際の保持
量との偏差E及びその時間変化ΔEに対してNB(負に
大きい)からPB(正に大きい)までの3以上のメンバ
シソブ関数を設定しておき、それぞれの組み合わせの時
の燃焼レベルの変化量を決定する。 ■現状の燃焼レベルにファジィ推論で決定したこの変化
量を積算して新たな燃焼レベルとする。 ■ファジィ推論部で決定した燃焼レベルから、予め折れ
線関数で設定しておいた燃焼レベルを各ゾーンエア圧と
の関係に従って各ゾーンエア圧に変換する。 ■次に各ゾーン毎に溶銅温度に対して階段状に変化する
係数を設定しておき、この係数を先に求めた各ゾーンの
エア圧にかけて補正を行い、最終的なバーナエア圧とす
る。
The shaft furnace automatic combustion device of the present invention includes a shaft furnace that melts copper and has a plurality of burners A1B, . . . , and a holding furnace that holds molten copper tapped from the shaft furnace. This is a device that automatically controls the combustion amount of the burner of a shaft furnace for the purpose of stabilizing the amount and temperature of the molten copper.It uses the holding furnace tilting angle and the molten copper temperature as input signals, and controls the electric valve of the burner of the shaft furnace. It uses a valve operation signal as an output signal, and includes a preprocessor section, a fuzzy inference section, a postprocessor, and a hardware section. It calculates the holding amount from the tilt angle according to the function, calculates the deviation E between the preset target holding amount and the current holding amount, and calculates the change ΔE in the deviation E in the preset control cycle. The fuzzy inference section calculates PB (positively large) to NB (negatively large) for E and ΔE.
Set a membership function of 3 or more to The amount of change in combustion level Δ for each combination of and ΔE
Set a rule map that gives During inference, the relationship between the retained amount and combustion level at the start of control is set in advance as a line function, the initial value of the combustion level is determined according to that relationship, and the combustion level is determined by multiplying this initial value by the inference result. The post processor section sets the relationship between the i@burning level and the burner air pressure of each zone in advance using a line function, and calculates the air pressure of each zone from the combustion level determined by the fuzzy inference section according to the line function. Pressure PAN PB. Calculate the coefficient that changes stepwise depending on the temperature of the melt #I as A1B1C
A coefficient AKNBK that is set in advance for each zone and should be applied to each zone from the current water temperature.
, and the coefficients AK, BK. obtained in the previous process. .. .. is the air pressure of each zone PAN P[]-. .. The air pressure of each zone obtained by this is output to the indicating controller as the final control result. The present invention is characterized in that it outputs a valve operation signal of an electric valve so that the valve operation signal is as follows. To put it more simply, it is as follows. ■This device uses a fuzzy inference unit to calculate three or more member sysob functions from NB (negatively large) to PB (positively large) for the deviation E between the target retention amount and the actual retention amount and its time change ΔE. The amount of change in combustion level for each combination is determined in advance. ■The amount of change determined by fuzzy inference is added to the current combustion level to obtain a new combustion level. - Based on the combustion level determined by the fuzzy inference section, the combustion level set in advance using a polygonal line function is converted into each zone air pressure according to the relationship with each zone air pressure. (2) Next, a coefficient that changes stepwise with respect to the molten copper temperature is set for each zone, and this coefficient is applied to the previously determined air pressure of each zone to correct it and obtain the final burner air pressure.

【作  用】[For production]

(1)本装置では、保持量と保持量の時間変化を用いて
制御を行っているため、従来の保持量のみでの制御に比
べ、保持量のばらつきが少なく目標保持量に安定しやす
い。 ■シャフト炉の燃焼制御では、バーナの燃焼量を操作し
てから溶解量、溶銅温度に変化が現れるまでの遅れ時間
が長い上、炉内の材料の状態によって遅れ時間が変動す
る等プロセスの数式化、モデル化が困難なため、PID
制御等の従来の制御法の適用が難しかった。 (3)今回のファジィ推論では、保持量及びその時間変
化の定性的な段階分けをメンバシップ関数で表し、実際
のオペレータの作業をルール化することによってバーナ
燃焼量を自動制御する事が可能となった。
(1) Since this device performs control using the retained amount and changes over time in the retained amount, there is less variation in the retained amount and it is easier to stabilize at the target retained amount compared to conventional control using only the retained amount. ■In the combustion control of shaft furnaces, there is a long delay from when the burner combustion amount is controlled until changes in the amount of melted copper and molten copper temperature appear, and the delay time fluctuates depending on the condition of the material in the furnace. Because it is difficult to formulate formulas and model, PID
It was difficult to apply conventional control methods such as control. (3) In this fuzzy inference, it is possible to automatically control the burner combustion amount by expressing the qualitative grading of the retained amount and its temporal change using a membership function, and by creating rules for actual operator work. became.

【実施例】【Example】

第1図に於いて、中段に示したものが本発明の制御装置
である。 シャフト炉1から融けた銅が出湯し、保持炉2に入る。 保持炉2の傾転角θと保持量Hには一義的な関係があり
、θからHを求める事ができる。 保持炉2を傾けて出湯口から溶銅を排出し、鋳造、圧延
などの工程に利用する。この速度は一定であるので、保
持ffiHが大きいということは、シャフト炉1での溶
銅作用が盛んであるという事である。この場合はバーナ
のエア圧を下げる方が良い。 保持fltHが小さいということは、シャフトが工での
溶銅作用が弱いという事であるので、この時はバーナの
エア圧を」二げた方が良い。 本発明で、保持量Hの他に溶銅温度Tkも入力信号とし
て用いる。このため、保持炉2に熱電対20を設けて湯
温Tkを測定している。湯温はシャフト炉からの出1易
経路中で測定してもよい。これは第2の入力信号である
。 第1の入力信号は既に述べたように保持炉の傾転角θで
あるが、これはグラフ(ウ)に示すような傾転角保持量
変換により、保持量Hll:置き換えられる。 保持炉2の保持量Hを一定に保つ事が本発明の目的なの
であるから、目標となる保持ffiH。を予め定めてお
く。この例では、保持量の最大値が18tで、目標保持
量H。を10tとしているが、HOの設定は任意である
。 一定時刻毎に(例えば3分毎に)、湯温T1保持.iH
(傾転角θ)をサンプリングし、これに基づいてバーナ
エア圧を決定するから、サンプリングの回数を示すサフ
ィックスをkとし、必要がある場合はこれを付す。kを
省略することもあるが、kを付しても付していなくても
おなじものを意味する。 目標保持量H。を、現在の保持量H5から引いて、保持
量の偏差EVkを差演算11によって求める。 EVk ”Hu   −   Ho       (1
)である。次に差分演算12により、保持量の変動を求
める ?E’/h  = Evk − EVu−+     
(2)二H■−[1 k − 1        (3
)である。保持量の偏差EVと、その時間的な変動ΔE
Vとを入力信号として、ファジィ演算を行い、燃焼レベ
ルの変化量ΔLを求める。湯温Tは新しく?力信号とし
て採用するが、ファジィ演算には用いない。 保持量の偏差はサンプリング時刻を付してEV■と書く
こともあり、これを略してEVと書く事もある。もっと
単純化してEとも書く。 同様に時間的な変化は、ΔEy,c1ΔEV,ΔEと書
くがいずれも同じものである。 ファジィ推論部では、保持量偏差E1その時間差分ΔE
に対し、PB(正に大)から、NB(負に大)まで例え
ば5つのメンバシップ関数を設定する。これを第2図、
第3図に示す。 横軸はE1ΔEで単位は1(}冫)である。縦軸は0−
1のメンバシップ係数である。 メンバシップ関数は、3以上であれば良い。台形であっ
ても三角形状であっても良いが、ここでは三角形状で隣
のメンバシップ関数と半分程度重なるようにしている。 偏差Eの中央のメンバシップ関数ZOは、0に頂点、−
1.5、1.5に端点を持つ三角形状である。 つまりE≦−1.5テo, 1.5 ≦EテOテ、−1
.5≦E≦0の時ZO=2E/3+ 1,O<E≦1.
5 (7)時ZO=−2E/3+1である。 メンハシップ関数PS(正で小さい: positiv
esmall )は、Z○を右へ1.5ずらしたような
関数である。NS(負に小さい)は、ZOを左へ1.5
すらした関数である。 メンバシップ関数PB(正に大きい)は、半台形状で、
E≦1.5で0,1.5≦E≦3で(2E/3−1)、
3<Eでlという形になっている。 NB(負に大きい)は、Eく−3で1、−3≦E < 
− 1.5で(−2E/3−1) 、−1.5≦EでO
という形である。 このような形状は任意に変更できる。上記のものは最も
単純な例である。 時間差分ΔEについても同様である。但し横軸の単位は
厳密には(1/サンプリング時間)である。 燃焼レベル変化量ΔLがファジィ推論の出力であるが、
これは例えば7つのメンバシップ関数NB(負で大)、
NM(負で中間)、NS(負で小)、ZO1PS(正で
小)、PM(正で中間)、PB(正で大)よりなってい
る。メンバシップ関数の数は5に限らず3以上であれば
良い。台形、三角形状の関数で良いが、ここでは、単純
に半分ずつ隣接メンバシップ関数と重なり合う三角形状
としている。 燃焼レベル変化量ΔLのメンバシップ関数は、入力であ
る保持量偏差E1時間差分ΔEのメンバシップ関数の組
み合わせによって選ばれる。 これは前件(IF)と後件(THEN)の組み合わせに
よってなるファジィルールによって対応付けられる。 ファジィルールの選び方に任意性はあるが、第5図に一
例として制御ルールマップを示す。 入力がE1ΔEでそれぞれ5つのメンバシップ関数を持
つので、25個の組み合わせになる前件があり、ファジ
ィルールも最大25個作る事ができる。 Eのメンバンップ関数とΔEのメンバシップ関数とが行
、列方向にとってある。それらのメンバンノフ関数の交
点に書かれたものがΔLのメンバシップ関数である。 例えば、EがNB、ΔEがNBである時、ΔLはPBで
あるが、これは「もしもEが負で大きく、ΔEが負で大
きければ、ΔLを正で大きくせよ。」というファジィル
ールを表している。つまり、「保持量HがH。よりすっ
と少なく、保持量Hが時間的に大きく減少しているなら
ば、燃焼レベルをすみやかに高めよ。」という事である
。これは人手による炉の操作と同し判断である。 例えばEがPB,ΔEがPBであれば(右下の隅)、Δ
LはNBである。これは先程のものと反対で、「保持f
fiHがH。よりずっと大きく、時間的に大きく増大し
ているならば燃焼レベルを速やかに低くせよ。」という
ことである。 一般にEが大きくても、ΔEが大きくても、保持量が大
きいか、これが大きくなりつつあるのであるから燃焼レ
ベルを下げた方が良い。Eが小さくても、ΔEが小さく
ても燃焼レベルを上げた方が良い。 そこで第5図のルールマップに対して、左下がりの対角
線方向には、ΔLに関してほぼ同じメンバシップ関数が
並ぶことになる。そして右下がりの対角線方向には、Δ
Lに関し負に向かうメンバシップ関数が並ぶ事になる。 こうして5X5=25のファジィルールを作る可能性が
あるが、実際にこれら全てをルールとして採用しなくて
も良い。 第6図によってファジィ演算を説明する。左の列がEの
メンバシップ関数、2番目の列がΔEのメンバシップ関
数、右の列がΔLのメンバシップ関数である。 例えば、保持量偏差Eが第6図(a)のEのグラフに於
いてEkであり、差分ΔEがΔEのグラフに於いてΔE
kであるとする。 Ekに対して、OでないEのメンバシソプ関数がNB,
NSのふたつであるとする。 ΔEkに対して0でないΔEのメンバシップ関数がzo
,psのふたつであるとする。 縦線E=EkがNB,NSと交わる点をA1Bとする。 縦線ΔE=ΔEkがPS1Z○と交わる点をC1Dとす
る。 EについてNB1NS,ΔEについてZ○、PSのメン
バシップ関数が関係するので、ΔLについては、 (NB,  Z ○)→PB (NB,  PS)  →PM (NS,  ZO)  →PS (NS.  PS)  →ZO の4つのメンバシップ関数を考慮しなければならない。 第6図(b)はEについてNB,ΔEについてZ○のメ
ンバシソプ関数を考え、ΔLについてはPBのメンバシ
ップ関数を考えている。これは「保持量偏差が負で大き
くて、保持量の変化がほとんどなければ、燃焼レベルを
正で大きく変化させよ」というファジィルールに対応す
る。 E1に対ずるNBのメンバシップ係数はAJで、ΔE5
に対するZOのメンバンップ係数はDLである。これの
小さい方の値でPBを切る事にするのテ、燃焼レベルΔ
Lのメンバソップ関数PBの寄与分はD1D2以下の台
形部分となる。 第6図(C)は、EについてNB,ΔEについてPS,
ΔLについてPMのメンバシップ関数についてのもので
ある。低い方のメンバシップ係数でPMを切るので、P
Mの寄与分はC,C2以下の台形部分となる。 これは「保持量偏差が負で大きく、時間変化が正で小さ
ければ、燃焼レベルを正に中程度変化させよという事で
ある。」 第6図(d)は、EについてNS1ΔEについてZO1
ΔLについてPSのメンバシップ関数を苅応させたもの
である。BJの方がD Lより小さいので、PSのメン
バシップ関数は+3,B2で切られた台形部分の寄与を
持つ。これは「保持量偏差が負で小さく、時間変化がO
であれば燃焼レベルを正に小さく変化させよ。」という
事である。 第6図(e)はEについてNS,ΔEについてPS1Δ
LについてZ○のメンバンップ関数を対応?せたもので
ある。これは「保持量偏差が負で小さく、保持量変化が
正で小さければ燃焼レベルΔLは変えるな。」というル
ールである。BJの方がCLより小さいので、燃焼レベ
ルについてのZOについてB3B4以下の台形の寄与を
得る。 こうして、4つのファジィルールについて、ΔLのメン
バシップ関数P81PM,PS1ZOの値を得た(残り
の関数の寄与は全てO)ので、これらの重心を求めてこ
れをΔLkとする。 こうして、燃焼レベルの差分ΔLkを得る。これを前回
の燃焼レベルLk−1に加えて、今回の燃焼レベルLk
を得る。 Lk”Lk−1+ΔL■=ΣΔL    (4)である
。E■、ΔE■がどんな値をとっても、同じようにこれ
らに属するメンバシップ関数を組み合わせ、まずmln
演算をして、ΔLのメンバシップ関数を台形化し、この
台形の重心を求めてΔL■を求める事ができる。 このよろなサンプリング、ファジィ演算の周期は例えば
3分である。 第1回目の推論の際は、予め制御開始時の保持量H1と
燃焼レベルL7の関係を折れ線関数で設定しておき、そ
の関係に従って燃焼レベルの初期値L1を求める。 こうして、時刻kに於ける燃焼レベルLエが求まる。こ
こまでは、全てのバーナA1B,Cについて共通である
。 ここから、燃焼レベルエア圧変換を行う。これは、グラ
フ(1)に示すような折れ線関数で予め与えておく。燃
焼レベルLおとエア圧QAs=はほぼ比例関係にあるの
で右上がりの曲線になる。 しかし、バーナA1B1CについてL3→QAh、QB
i= 、QCuの関係は異なったものとする。 これを第7図に示す。ここにおいて、横軸は燃焼レベル
で7段階に分けられている。縦軸は各ゾーンのエア圧で
単位はm m A Qである。同じものを第工表に記し
た。第1表に示すように各レベルでの各ゾーンのバーナ
エア圧を設定しておき、各レベル間を直線で結ぶことに
よって、燃焼レベルとバーナエア圧の関係を折れ線関数
で与える。 このように、統一的に求めた燃焼量に、バーナ毎に異な
った係数を乗じてエア圧を求める。これがひとつの特徴
である。 もうひとつの本発明の工夫は、湯温Tkによって、先に
求めたバーナエア圧QA1QB1QCを補正するという
ことである。このためグラフ(オ)示すような温度、係
数変換を行う。この変換もバーナA1B1Cによって異
なる。この係数Kは、これまでの過程で求めたバーナエ
ア圧QA1QB、QCに乗じて真のバーナエア圧Q’A
 1Q’B N Q’Cめる。 この係数kもA,B,Cによって異なる。 Q’Ax= QAk X KAk       ( 5
 )Q’ Bk= QBkX KBI,( 6 )Q’
Ck=QCkXKCk       ( 7 )第8図
に係数KA, 、KBk1KCkの温度による値を示す
。湯温は5゜C間隔で離散化し、各ゾーンの係数を設定
するものである。 実線がAゾーン、破線がBゾーン、一点鎖線がCゾーン
の係数である。係数は工に近い値であるが、これを乗ず
る事により、微細な調整をする事ができる。同じものを
第2表に示す。 第2表 湯温と各ゾーン係数の関係 ’7% 1’J=の目標値はl125’cであり、この
近傍では係数が1になるようにしている。 3つの係数の和は]になるようにしてあり、全体として
の燃焼レベルは前述のLkで決まっている。この係数は
シャフト炉内での」二下方向の燃焼レベルの分布を微調
整するものである。 この例では湯温Tkが低い時、下方のバーナAの火力を
強くして、湯温を上げるようにしている。 反苅に、湯濡T3が高いときは、下方のバーナAの火力
を抑えて、湯温を下げるようにしている。 ?かし、これは直感的な因果関係を想定したものであり
、常に正しいとは言えない。保持ffiEと、その時間
的変化ΔEとを用いて燃焼レベルLを決定する制御をし
ているのであるから、むしろこの係数の傾向を逆にした
方が良い場合もある。 いずれにしてもN m 温T yによる係数KA, K
B1KOの設定は任意に行う事ができる。 乗算15により各ゾーンのエア圧Q’ Ak1Q’ B
■、Q’ 0.4が決まる。 この後は従来の方法と同様で、これらの値を、指示調節
計l6に入れる。これはポジショナ17、切換スイッチ
5を経て、弁操作信号7となり、モータ6を駆動して、
弁8の開度を調節する。ブロワ9から送給されるエアは
弁の開度に応じてシャフト炉のA,B,Cゾーンに送給
される。 第1図に於いて、上段は従来例による装置を、中段は本
発明による装置を示している。目標保持量H0を10t
とした時、従来の手動による操作では平均値が9.9G
tで、標準偏差が1.39tであった。 本発明によるど、平均値が9.97tで、標準偏差が0
.88tであった。 保持量の安定化という事をより直感的に示すため)これ
の実際の時間的変動をグラフにして第9図(従来例)、
第10図(本発明)に表した。横軸は時間、縦軸は保持
量であるが、10tの近傍のみを示している。従来例の
方が保持量の時間的変動が大きいという事が分かる。
In FIG. 1, the control device of the present invention is shown in the middle. Molten copper comes out of the shaft furnace 1 and enters the holding furnace 2. There is a unique relationship between the tilting angle θ of the holding furnace 2 and the holding amount H, and H can be determined from θ. The holding furnace 2 is tilted and molten copper is discharged from the tap and used for processes such as casting and rolling. Since this speed is constant, a large holding ffiH means that the molten copper action in the shaft furnace 1 is active. In this case, it is better to lower the burner air pressure. If the holding fltH is small, it means that the molten copper action on the shaft is weak, so in this case it is better to increase the burner air pressure. In the present invention, in addition to the holding amount H, the molten copper temperature Tk is also used as an input signal. For this reason, a thermocouple 20 is provided in the holding furnace 2 to measure the hot water temperature Tk. The temperature of the hot water may be measured during the exit route from the shaft furnace. This is the second input signal. As already mentioned, the first input signal is the tilting angle θ of the holding furnace, but this is replaced by the holding amount Hll by the tilting angle holding amount conversion as shown in the graph (c). Since the purpose of the present invention is to keep the holding amount H of the holding furnace 2 constant, the target holding ffiH. is determined in advance. In this example, the maximum value of the retained amount is 18t, which is the target retained amount H. is set to 10t, but the setting of HO is arbitrary. The water temperature is maintained at T1 at regular intervals (for example, every 3 minutes). iH
(Tilt angle θ) is sampled and the burner air pressure is determined based on this, so the suffix indicating the number of samplings is k, and this is added if necessary. Although k may be omitted, it means the same thing whether or not k is added. Target retention amount H. is subtracted from the current held amount H5, and the deviation EVk of the held amount is determined by difference calculation 11. EVk “Hu − Ho (1
). Next, use the difference calculation 12 to find the variation in the retention amount? E'/h = Evk − EVu−+
(2) Two H ■ - [1 k - 1 (3
). Deviation EV of retained amount and its temporal variation ΔE
Using V as an input signal, a fuzzy calculation is performed to find the amount of change ΔL in the combustion level. Is the hot water temperature new? It is used as a force signal, but not used in fuzzy calculations. The deviation of the retained amount is sometimes written as EV■ with the sampling time added, or it is sometimes abbreviated as EV. It can be simplified and also written as E. Similarly, the temporal changes are written as ΔEy, c1ΔEV, and ΔE, but they are all the same. In the fuzzy inference section, the retention amount deviation E1 and its time difference ΔE
For example, five membership functions are set from PB (positively large) to NB (negatively large). This is shown in Figure 2.
It is shown in Figure 3. The horizontal axis is E1ΔE, and the unit is 1 (}x). The vertical axis is 0-
It has a membership coefficient of 1. The membership function may be 3 or more. It may be trapezoidal or triangular, but here it is triangular and overlaps the adjacent membership function by about half. The central membership function ZO of the deviation E has a vertex at 0, −
It has a triangular shape with end points at 1.5 and 1.5. In other words, E≦-1.5teo, 1.5≦Eteote, -1
.. When 5≦E≦0, ZO=2E/3+ 1, O<E≦1.
5 (7) When ZO=-2E/3+1. Menhaship function PS (positive and small: positive
esmall ) is a function in which Z○ is shifted to the right by 1.5. NS (negatively small) is 1.5 to the left of ZO
It is a smooth function. The membership function PB (positively large) is semi-trapezoidal,
0 for E≦1.5, 0 for 1.5≦E≦3 (2E/3-1),
It has the form l where 3<E. NB (negatively large) is 1 at E minus 3, -3≦E<
-1.5 (-2E/3-1), -1.5≦E and O
This is the form. Such a shape can be changed arbitrarily. The above is the simplest example. The same applies to the time difference ΔE. However, strictly speaking, the unit of the horizontal axis is (1/sampling time). The combustion level change amount ΔL is the output of fuzzy inference,
This includes, for example, seven membership functions NB (negative and large),
It consists of NM (negative and medium), NS (negative and small), ZO1PS (positive and small), PM (positive and medium), and PB (positive and large). The number of membership functions is not limited to five, but may be three or more. A trapezoidal or triangular function may be used, but in this case, a triangular shape is used in which each half of the function is simply overlapped with the adjacent membership function. The membership function of the combustion level change amount ΔL is selected by a combination of the membership functions of the input retained amount deviation E1 time difference ΔE. This correspondence is made by a fuzzy rule formed by a combination of an antecedent (IF) and a consequent (THEN). Although there is some arbitrariness in how fuzzy rules are selected, FIG. 5 shows a control rule map as an example. Since the inputs are E1ΔE and each has five membership functions, there are 25 combinations of antecedents, and a maximum of 25 fuzzy rules can be created. A member bump function of E and a membership function of ΔE are arranged in the row and column directions. The membership function of ΔL is written at the intersection of these Membunoff functions. For example, when E is NB and ΔE is NB, ΔL is PB, which represents a fuzzy rule that says, "If E is negative and large, and ΔE is negative and large, then make ΔL positive and large." ing. In other words, "If the retained amount H is much less than H. and the retained amount H is decreasing significantly over time, immediately increase the combustion level." This judgment is the same as when operating a furnace manually. For example, if E is PB and ΔE is PB (bottom right corner), then Δ
L is NB. This is the opposite of the previous one.
fiH is H. If it is much larger and is increasing significantly over time, reduce the combustion level immediately. "That's what it means. Generally, even if E is large or ΔE is large, the retained amount is large or is becoming large, so it is better to lower the combustion level. Even if E is small or ΔE is small, it is better to raise the combustion level. Therefore, with respect to the rule map of FIG. 5, substantially the same membership functions with respect to ΔL are lined up in the diagonal direction downward to the left. And in the diagonal direction downward to the right, Δ
Membership functions that go negative with respect to L are lined up. In this way, there is a possibility of creating 5×5=25 fuzzy rules, but it is not necessary to actually adopt all of them as rules. The fuzzy operation will be explained with reference to FIG. The left column is the membership function of E, the second column is the membership function of ΔE, and the right column is the membership function of ΔL. For example, the retained amount deviation E is Ek in the graph of E in FIG. 6(a), and the difference ΔE is ΔE in the graph of ΔE.
Suppose that k. For Ek, the member sysop function of E that is not O is NB,
Assume that there are two types, NS and NS. The membership function of ΔE that is not 0 for ΔEk is zo
, ps. Let A1B be the point where the vertical line E=Ek intersects NB and NS. Let C1D be the point where the vertical line ΔE=ΔEk intersects with PS1Z○. Since the membership functions of NB1NS for E, Z○ and PS are related to ΔE, for ΔL, (NB, Z ○) → PB (NB, PS) → PM (NS, ZO) → PS (NS. PS) →Four membership functions of ZO must be considered. In FIG. 6(b), the membership function of NB is considered for E, the membership function of Z○ is considered for ΔE, and the membership function of PB is considered for ΔL. This corresponds to the fuzzy rule that says, "If the retained amount deviation is large and negative, and there is almost no change in the retained amount, make a positive and large change in the combustion level." The membership coefficient of NB to E1 is AJ and ΔE5
The member bump coefficient of ZO for is DL. I decided to cut PB at the smaller value of these, the combustion level Δ
The contribution of the member sop function PB of L is a trapezoidal portion of D1D2 or less. FIG. 6(C) shows NB for E, PS for ΔE,
It is about the membership function of PM for ΔL. Since PM is cut by the lower membership coefficient, P
The contribution of M becomes a trapezoidal portion below C and C2. This means, ``If the retained amount deviation is negative and large, and the time change is positive and small, then the combustion level should be changed to a positive medium degree.'' Figure 6 (d) shows that NS1 for E and ZO1 for ΔE.
This is the result of applying the PS membership function to ΔL. Since BJ is smaller than DL, the membership function of PS has a contribution of the trapezoidal part cut by +3, B2. This means that the retention amount deviation is negative and small, and the time change is O.
If so, change the combustion level by a small amount. ”. Figure 6(e) shows NS for E and PS1Δ for ΔE.
Does Z○'s member bump function correspond to L? It is something that has been set. This is a rule that says, "If the retained amount deviation is negative and small, and the retained amount change is positive and small, do not change the combustion level ΔL." Since BJ is smaller than CL, we get a trapezoidal contribution of B3B4 and below for ZO on combustion level. In this way, the values of the membership functions P81PM and PS1ZO of ΔL are obtained for the four fuzzy rules (the contributions of the remaining functions are all O), so their centers of gravity are determined and set as ΔLk. In this way, the combustion level difference ΔLk is obtained. Adding this to the previous combustion level Lk-1, the current combustion level Lk
get. Lk"Lk-1+ΔL■=ΣΔL (4).No matter what value E■ and ΔE■ take, membership functions belonging to these are combined in the same way, and first mln
It is possible to calculate ΔL■ by converting the membership function of ΔL into a trapezoid and finding the center of gravity of this trapezoid. The period of this various sampling and fuzzy calculation is, for example, 3 minutes. In the first inference, the relationship between the retained amount H1 and the combustion level L7 at the start of control is set in advance as a polygonal line function, and the initial value L1 of the combustion level is determined according to that relationship. In this way, the combustion level L at time k is determined. The steps up to this point are common to all burners A1B and A1C. From here, combustion level air pressure conversion is performed. This is given in advance by a line function as shown in graph (1). Since the combustion level L and the air pressure QAs= are almost proportional to each other, the curve slopes upward to the right. However, for burner A1B1C, L3 → QAh, QB
It is assumed that the relationships between i= and QCu are different. This is shown in FIG. Here, the horizontal axis is divided into seven combustion levels. The vertical axis represents the air pressure in each zone, and the unit is m m A Q. The same thing was recorded in the work table. The burner air pressure of each zone at each level is set as shown in Table 1, and by connecting each level with a straight line, the relationship between the combustion level and burner air pressure is given as a polygonal line function. In this way, the air pressure is determined by multiplying the uniformly determined combustion amount by a different coefficient for each burner. This is one of its characteristics. Another feature of the present invention is to correct the previously determined burner air pressure QA1QB1QC based on the hot water temperature Tk. For this purpose, temperature and coefficient conversion as shown in graph (e) is performed. This conversion also differs depending on the burner A1B1C. This coefficient K is calculated by multiplying the burner air pressure QA1QB, QC obtained in the previous process to obtain the true burner air pressure Q'A.
1Q'B N Q'C. This coefficient k also differs depending on A, B, and C. Q'Ax= QAk X KAk (5
)Q' Bk= QBkX KBI, (6)Q'
Ck=QCkXKCk (7) Figure 8 shows the values of the coefficients KA, , KBk1KCk depending on temperature. The water temperature is discretized at 5°C intervals, and coefficients are set for each zone. The solid line is the coefficient for the A zone, the broken line is the coefficient for the B zone, and the dashed line is the coefficient for the C zone. The coefficient is close to the value of the factor, but by multiplying it by this value, fine adjustments can be made. The same is shown in Table 2. The target value of the relationship '7% 1'J= between the second table water temperature and each zone coefficient is l125'c, and the coefficient is set to 1 in this vicinity. The sum of the three coefficients is set to be ], and the overall combustion level is determined by the above-mentioned Lk. This factor finely adjusts the downward combustion level distribution in the shaft furnace. In this example, when the hot water temperature Tk is low, the heating power of the lower burner A is increased to raise the hot water temperature. On the other hand, when the water wetness T3 is high, the firepower of the lower burner A is suppressed to lower the water temperature. ? However, this assumes an intuitive cause-and-effect relationship, and cannot always be said to be correct. Since the combustion level L is determined using the held ffiE and its temporal change ΔE, it may be better to reverse the trend of this coefficient. In any case, the coefficients KA, K due to N m temperature T y
B1KO settings can be made arbitrarily. By multiplying by 15, the air pressure in each zone is Q'Ak1Q'B
■, Q' 0.4 is determined. The subsequent steps are the same as in the conventional method, and these values are entered into the indicating controller 16. This passes through the positioner 17 and the changeover switch 5, becomes the valve operation signal 7, and drives the motor 6.
Adjust the opening degree of valve 8. Air supplied from the blower 9 is supplied to zones A, B, and C of the shaft furnace depending on the opening degree of the valve. In FIG. 1, the upper row shows a conventional device, and the middle row shows a device according to the present invention. Target retention amount H0 is 10t
When using conventional manual operation, the average value is 9.9G.
t, the standard deviation was 1.39t. According to the present invention, the average value is 9.97t and the standard deviation is 0.
.. It was 88 tons. In order to more intuitively show the stabilization of the retained amount, the actual temporal fluctuations of this are graphed in Figure 9 (conventional example).
It is shown in FIG. 10 (present invention). The horizontal axis is time and the vertical axis is the retained amount, but only the vicinity of 10t is shown. It can be seen that the temporal fluctuation of the retained amount is larger in the conventional example.

【発明の効果】【Effect of the invention】

(1)燃ti ffiの自動制御により操炉の省大化が
可能になる。 (2)溶解量、溶銅温度の安定により品質の安定化が図
れる。 (3)人手による燃焼量制御に比べ短い時間間隔でこま
めに燃fflffiの操作を行うため省エネ効果がある
(1) Automatic control of fuel ti ffi makes it possible to save on furnace operation. (2) Quality can be stabilized by stabilizing the amount of melted copper and the temperature of molten copper. (3) Compared to manual combustion amount control, the fuel fffffi is operated frequently at short time intervals, resulting in an energy saving effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第l図は本発明及び従来例に係るシャフト炉自動燃焼装
置の概略構成図。 第2図は保持量の偏差Eのメンバシソプ関数の例を示す
グラフ。 第3図は保持量の時間的変化ΔEのメンバシップ関数の
例を示すグラフ。 第4図は燃焼レベル変化量ΔLのメンバシップ関数の例
を示すグラフ。 第5図はE1ΔEとΔLの関係を規定するファジィルー
ルの制御ルールマップ図。 第6図はE1ΔEの値Ek1 ΔE,から、ファジィ演
算により、燃焼レベル変化量ΔLを求めるための手順を
示す図。 第7図は燃焼レベルLと各ゾーンバーナエア圧の予め与
えられた関係を示すグラフ。 第8図は湯tM Tと各ゾーン係数KA, KB1KO
の予め与えられた関係を示すグラフ。 第9図は従来の手動操作による(保持量1{のみによる
)制御に於ける保持量の時間的変化の一例を示すグラフ
。 第lθ図は本発明の実施例による制御(E1ΔEを用い
るファジィ演算)に於ける保持量の時間的変化の一例を
示すグラフ。 16 3. 5. 7. 9. 11. 1 3 . 1 5 . 1 7. シャフト炉、2・・・,保持炉 指示調節計、4・・・.ポジシロナ 切換スイッチ、6・・・.モータ 弁操作信号、8・・・.弁 ブロワ、10・・・.弁開度 差演算、12..  .差分 ファジィ制御、14・・・.積算 乗算、16・・・.指示調節計 ポジショナ、20..,.熱電対 明 −者       松  山   裕  之尾  
嶋   正  樹 竹  本   泰  敏 菅  原   洋  一 第   2   図 偏差Eのメンバシツプ関数 第    3    図 時間変化ΔEのメンパシツブ関数 第   4   図 燃焼レベル変化量ΔLのメノバシツブ関数第 5 負に大 負に中位 負に小 ほぼゼロ 正に小 正に中位 正に犬 第 7 図 燃焼レベルとバーナ ア圧の関係 燃焼レベル 第 8 図 湯渥と各ゾー の係数の関係 平I戊 2 年 3 111′.許庁長官 士 田 文 毅 殿 1.事件の表示 特願平1−301189 2 発明の名称 ファジィ理論を応用したシャフト炉自動燃焼装置3. 71n正をする芹 よj『件との関1系  4.1許出願人居 所 大阪市
中央区北浜四丁目5番33号名 称(213)住友/U
気工業株式会社代表者LI,長 川 上 哲 郎 4代 理 人 ※537
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a shaft furnace automatic combustion apparatus according to the present invention and a conventional example. FIG. 2 is a graph showing an example of a member function of the retention amount deviation E. FIG. 3 is a graph showing an example of the membership function of the temporal change ΔE in the retained amount. FIG. 4 is a graph showing an example of the membership function of the combustion level change amount ΔL. FIG. 5 is a control rule map diagram of fuzzy rules that define the relationship between E1ΔE and ΔL. FIG. 6 is a diagram showing a procedure for determining the combustion level change amount ΔL from the value Ek1 ΔE of E1ΔE, by fuzzy calculation. FIG. 7 is a graph showing a predetermined relationship between combustion level L and each zone burner air pressure. Figure 8 shows hot water tM T and each zone coefficient KA, KB1KO
A graph showing a pre-given relationship. FIG. 9 is a graph showing an example of a temporal change in the amount held in conventional manual control (based only on the amount held 1). FIG. 1θ is a graph showing an example of a temporal change in the retained amount in control (fuzzy calculation using E1ΔE) according to the embodiment of the present invention. 16 3. 5. 7. 9. 11. 1 3. 1 5. 1 7. Shaft furnace, 2..., holding furnace indicator controller, 4... Posisilona changeover switch, 6... Motor valve operation signal, 8... Valve blower, 10... Valve opening difference calculation, 12. .. .. Differential fuzzy control, 14... Accumulation multiplication, 16... Indicating controller positioner, 20. .. 、. Thermocouple Akira - Hiroshi Matsuyama
Masashi Shima Kitake Moto Yasu Toshisuga Yoichi Hara 2nd figure Membership function of deviation E 3rd figure Membership function of time change ΔE 4th figure Menobassive function of combustion level change ΔL 5th large negative to medium negative Small, almost zero, positive, small, positive, medium, positive, dog Figure 7 Relationship between combustion level and burner pressure Combustion level Figure 8 Relationship between the hot water pump and the coefficient of each zone 111'. Fumiaki Shida, Director-General of the Government Office 1. Indication of the case Patent application No. 1-301189 2 Title of invention Automatic combustion device for shaft furnace applying fuzzy theory 3. 71n Correct Seriyoj ``Seki with the matter 1 Series 4.1 Applicant's residence 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka Name (213) Sumitomo/U
Ki Kogyo Co., Ltd. Representative LI, Tetsuro Nagakawa 4th generation Director *537

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数のバーナA、B、・・・・・・・・・を有し銅を溶
かすシャフト炉と、シャフト炉から出湯した溶銅を保持
する保持炉とからなる装置の保持炉の保持量及び溶銅温
度の安定を目的として、シャフト炉のバーナの燃焼量を
自動制御する装置であって、保持炉傾転角と溶銅温度と
を入力信号とし、シャフト炉のバーナの電動弁の弁操作
信号を出力信号とし、プリプロセッサ部と、ファジィ推
論部とポストプロセッサとハード部とを含み、 プリプロセッサ部は、 保持炉傾転角と保持量の関係を折れ線関数で設定してお
き、 その折れ線関数に従って傾転角から保持量を計算し、 予め設定した目標保持量と現在の保持量との偏差Eを計
算し、 予め設定した制御周期での偏差Eの変化ΔEを計算する
ものであり、 ファジィ推論部は、 E及びΔEに対し、PB(正に大)からNB(負に大)
まで3以上のメンバシップ関数を設定しておき、 燃焼レベルの変化量ΔLに対して、PB(正に大)から
NB(負に大)まで3以上のメンバシップ関数を設定し
ておき、 EとΔEの各々の組合せに対して燃焼レベルの変化量Δ
Lを与えるルールマップを設定し、ルールマップに従っ
てファジィ推論を行い燃焼レベルの変化量ΔLを求め、 前回の燃焼レベルに今回の推論結果を積算し、新たな燃
焼レベルを計算し、 第一回目の推論の際は、予め制御開始時の保持量と燃焼
レベルの関係を折れ線関数で設定しておき、その関係に
従って燃焼レベルの初期値を求め、この初期値に推論結
果を積算したものを燃焼レベルとするものであり、 ポストプロセッサ部は、 燃焼レベルと各ゾーンのバーナエア圧の関係を予め折れ
線関数で設定しておき、 その折れ線関数に従ってファジィ推論部で求めた燃焼レ
ベルから各ゾーンのエア圧P_A、P_B・・・・を計
算し、 溶銅温度(湯温)によって階段状に変化する係数をA、
B、C各ゾーン毎に予め設定し、 現在の湯温から各ゾーンにかけるべき係数A_K、B_
K・・・の値を計算し、 前過程で得られた係数A_K、B_K・・・を各ゾーン
のエア圧P_A、P_B・・・にかけ、 これによって得られた各ゾーンのエア圧が最終的な制御
結果として指示調節計に出力するものであり、 ハード部は、 指示調節計とポジショナによってポストプロセッサ部で
求めたバーナエア圧になるように電動弁の弁操作信号を
出力するものであることを特徴とするファジィ理論を応
用したシャフト炉自動燃焼装置。
[Claims] A holding device consisting of a shaft furnace that has a plurality of burners A, B, etc. and melts copper, and a holding furnace that holds molten copper tapped from the shaft furnace. This is a device that automatically controls the combustion amount of the burner of a shaft furnace for the purpose of stabilizing the amount held in the furnace and the temperature of the molten copper. The output signal is the valve operation signal of the electric valve, and includes a preprocessor section, a fuzzy inference section, a postprocessor, and a hardware section. , Calculates the holding amount from the tilt angle according to the polygonal line function, calculates the deviation E between the preset target holding amount and the current holding amount, and calculates the change ΔE in the deviation E in the preset control cycle. , and the fuzzy inference part calculates from PB (positively large) to NB (negatively large) for E and ΔE.
Set a membership function of 3 or more to The amount of change in combustion level Δ for each combination of and ΔE
Set a rule map that gives During inference, the relationship between the retained amount and combustion level at the start of control is set in advance as a line function, the initial value of the combustion level is determined according to that relationship, and the combustion level is determined by multiplying this initial value by the inference result. The post-processor section sets the relationship between the combustion level and the burner air pressure of each zone in advance as a polygonal line function, and calculates the air pressure P_A of each zone from the combustion level determined by the fuzzy inference section according to the polygonal line function. , P_B..., and the coefficient that changes stepwise depending on the molten copper temperature (water temperature) is A,
Coefficients A_K, B_ that should be set in advance for each zone B and C and applied to each zone from the current water temperature
Calculate the value of K... and multiply the air pressure P_A, P_B... of each zone by the coefficients A_K, B_K... obtained in the previous process, and the air pressure of each zone obtained by this is the final The control result is output to the indicating controller, and the hardware section outputs a valve operation signal for the electric valve so that the burner air pressure obtained by the post processor section is obtained by the indicating controller and positioner. A shaft furnace automatic combustion device that applies the characteristic fuzzy theory.
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