JPH06250741A - 流入弁制御装置 - Google Patents
流入弁制御装置Info
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- JPH06250741A JPH06250741A JP3811193A JP3811193A JPH06250741A JP H06250741 A JPH06250741 A JP H06250741A JP 3811193 A JP3811193 A JP 3811193A JP 3811193 A JP3811193 A JP 3811193A JP H06250741 A JPH06250741 A JP H06250741A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流路２に複数の弁５，６を直列介挿して、減
圧量を各弁で分割して分担する場合であって、目標流量
Ｑｒが変化した場合に、流量Ｑが目標流量Ｑｒへ制御さ
れる過程において、一方の弁に過大減圧が印加されるの
を防止すると共に制御応答特性を改善する。 【構成】 流路２に直列介挿された各弁５，６を制御す
る各制御演算部２１ａ，２２ａから出力される操作量Δ
Ｕ1 ，ΔＵ2 に、現在における各弁５，６の制御方向お
よび弁相互間の検出された減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）で
定まる分担比Ａ1，Ａ2 を乗算して、操作量ΔＵ1 ，Δ
Ｕ2 に重み情報情を付加することによって、制御過程で
減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａから大きく外
れない状態で、各弁の開度を制御する。
圧量を各弁で分割して分担する場合であって、目標流量
Ｑｒが変化した場合に、流量Ｑが目標流量Ｑｒへ制御さ
れる過程において、一方の弁に過大減圧が印加されるの
を防止すると共に制御応答特性を改善する。 【構成】 流路２に直列介挿された各弁５，６を制御す
る各制御演算部２１ａ，２２ａから出力される操作量Δ
Ｕ1 ，ΔＵ2 に、現在における各弁５，６の制御方向お
よび弁相互間の検出された減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）で
定まる分担比Ａ1，Ａ2 を乗算して、操作量ΔＵ1 ，Δ
Ｕ2 に重み情報情を付加することによって、制御過程で
減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａから大きく外
れない状態で、各弁の開度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の弁を用いて高圧の
流体流出部から低圧の流体流入部へ流入する流体の流量
を制御する流入弁制御装置に関する。
流体流出部から低圧の流体流入部へ流入する流体の流量
を制御する流入弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、上水道プラントにおいては、図
５に示すように、水は標高の高い位置に設けられたダム
等の貯水池１から流入管２を介して配水場３の配水池４
に導かれる。貯水池１の標高［水頭Ｈ1 （ｍ）］は配水
池４の標高［水頭Ｈ0 （ｍ）］より高いので、貯水池１
と配水池４との間には標高差に対応する水圧ΔＨ（＝Ｈ
1 −Ｈ0 ）が発生する。
５に示すように、水は標高の高い位置に設けられたダム
等の貯水池１から流入管２を介して配水場３の配水池４
に導かれる。貯水池１の標高［水頭Ｈ1 （ｍ）］は配水
池４の標高［水頭Ｈ0 （ｍ）］より高いので、貯水池１
と配水池４との間には標高差に対応する水圧ΔＨ（＝Ｈ
1 −Ｈ0 ）が発生する。
【０００３】貯水池１から配水池４への単位時間当りの
流入量Ｑは配水池４から各需要家へ配水する流出量に一
致させる必要がある。したがって、この流入量Ｑを制御
するために流入管２に弁が介挿されている。そして、前
記標高差が大きい場合は前記水圧ΔＨも大きく、１台の
弁でその水圧を減圧しきれない場合は、２台の弁５，６
を流入管２に直列介挿して、段階的に減圧を行い、目標
流量Ｑｒを得るようにしている。配水場３（配水池４）
への流入量Ｑは流量計７で計測され、配水場３（弁５）
への流入圧力Ｐ0 は水圧計８で検出され、弁６の両端圧
力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）は別の水圧計９で検出される。
流入量Ｑは配水池４から各需要家へ配水する流出量に一
致させる必要がある。したがって、この流入量Ｑを制御
するために流入管２に弁が介挿されている。そして、前
記標高差が大きい場合は前記水圧ΔＨも大きく、１台の
弁でその水圧を減圧しきれない場合は、２台の弁５，６
を流入管２に直列介挿して、段階的に減圧を行い、目標
流量Ｑｒを得るようにしている。配水場３（配水池４）
への流入量Ｑは流量計７で計測され、配水場３（弁５）
への流入圧力Ｐ0 は水圧計８で検出され、弁６の両端圧
力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）は別の水圧計９で検出される。
【０００４】管理者は、これらの各圧力Ｐ0 ，（Ｐ1 −
Ｐ2 ）を監視しながら各弁５，６の各開度を調整して流
入量Ｑを目標流量Ｑｒに合わせる。すなわち、流入量Ｑ
を小さくする場合には、各弁５，６の開度を小さくし
て、各弁５，６における減圧比を大きくする。逆に、流
入量Ｑを大きくする場合には、各弁５，６の開度を大き
くして、各弁５，６における減圧比を小さくする。
Ｐ2 ）を監視しながら各弁５，６の各開度を調整して流
入量Ｑを目標流量Ｑｒに合わせる。すなわち、流入量Ｑ
を小さくする場合には、各弁５，６の開度を小さくし
て、各弁５，６における減圧比を大きくする。逆に、流
入量Ｑを大きくする場合には、各弁５，６の開度を大き
くして、各弁５，６における減圧比を小さくする。
【０００５】しかし、一方の弁５（６）を全開して、他
方の弁６（５）のみで減圧しようとすると、上述したよ
うに、１台の弁５（６）でもって、全部の水圧ΔＨを減
圧できないので、減圧を受持つ弁６（５）が受ける圧力
は、該当弁６（５）で減圧可能な減圧量を越え、結果と
して弁６（５）が破損する懸念がある。
方の弁６（５）のみで減圧しようとすると、上述したよ
うに、１台の弁５（６）でもって、全部の水圧ΔＨを減
圧できないので、減圧を受持つ弁６（５）が受ける圧力
は、該当弁６（５）で減圧可能な減圧量を越え、結果と
して弁６（５）が破損する懸念がある。
【０００６】このような操作者の操作誤りによる事故を
未然に防止するために、図６に示すような、流入量Ｑを
目標流量Ｑｒに自動的に制御する流入弁制御装置１０が
提唱されている。
未然に防止するために、図６に示すような、流入量Ｑを
目標流量Ｑｒに自動的に制御する流入弁制御装置１０が
提唱されている。
【０００７】各弁５，６にはそれぞれ専用の弁制御部１
１，１２が設けられている。各弁制御部１１，１２内に
はＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａと各弁５，６を駆動す
る駆動制御部１１ｂ，１２ｂが組込まれている。
１，１２が設けられている。各弁制御部１１，１２内に
はＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａと各弁５，６を駆動す
る駆動制御部１１ｂ，１２ｂが組込まれている。
【０００８】そして、上流側の弁制御部１１は、水圧計
１３で検出された弁５の下流側の水圧Ｐ1 が目標流量Ｑ
ｒに対応して設定された目標水圧Ｐｒになるように、弁
５の開度Ｕ1 をＰＩ制御演算部１１ａによって自動制御
する。
１３で検出された弁５の下流側の水圧Ｐ1 が目標流量Ｑ
ｒに対応して設定された目標水圧Ｐｒになるように、弁
５の開度Ｕ1 をＰＩ制御演算部１１ａによって自動制御
する。
【０００９】なお、弁５の開度−抵抗特性における非直
線性を補正するために、検出された弁５の開度Ｕ1 をＰ
Ｉ制御演算部１１ａへ帰還させることによって、弁５の
開度制御精度を向上させている。
線性を補正するために、検出された弁５の開度Ｕ1 をＰ
Ｉ制御演算部１１ａへ帰還させることによって、弁５の
開度制御精度を向上させている。
【００１０】この場合、ＰＩ制御演算部１１ａが、水圧
Ｐ1 を読取って、所定のＰＩ制御演算を実行して、駆動
制御部１１ｂに操作量ΔＵ1 を出力して、実際に弁５の
流路が開閉駆動するまでの一連の動作を行う周期を制御
周期と言う。この制御周期内に弁５における流路を開閉
する機械的要素が含まれるので、流入管２の径が大きい
場合、前記制御周期は１０秒〜１００秒程度となる。
Ｐ1 を読取って、所定のＰＩ制御演算を実行して、駆動
制御部１１ｂに操作量ΔＵ1 を出力して、実際に弁５の
流路が開閉駆動するまでの一連の動作を行う周期を制御
周期と言う。この制御周期内に弁５における流路を開閉
する機械的要素が含まれるので、流入管２の径が大きい
場合、前記制御周期は１０秒〜１００秒程度となる。
【００１１】また、下流側の弁制御部１２は、流量計１
４で検出された弁６の下流側の流量、すなわち配水池４
の流入量Ｑが目標流量Ｑｒになるように、弁６の開度Ｕ
2 をＰＩ制御演算部１２ａによって自動制御する。この
ように構成された図６に示す流入弁制御装置１０の動作
を図７（ａ），図７（ｂ）に示す流入量制御応答特性図
および水圧特性図を用いて説明する。
４で検出された弁６の下流側の流量、すなわち配水池４
の流入量Ｑが目標流量Ｑｒになるように、弁６の開度Ｕ
2 をＰＩ制御演算部１２ａによって自動制御する。この
ように構成された図６に示す流入弁制御装置１０の動作
を図７（ａ），図７（ｂ）に示す流入量制御応答特性図
および水圧特性図を用いて説明する。
【００１２】図７（ａ）は、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０
（秒）において、６３００［ｍ3 ／ｈ］から１０００
［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場合に、各時刻ｔにおける実際
の流入量Ｑの変化を示す実測図である。なお、この図に
おいては、上流側の弁制御部１１の制御周期は９０秒に
設定され、下流側の弁制御部１２の制御周期は１５秒に
設定されている。図示するように、約１５０秒後には、
流入量Ｑは目標流量Ｑｒに達する。
（秒）において、６３００［ｍ3 ／ｈ］から１０００
［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場合に、各時刻ｔにおける実際
の流入量Ｑの変化を示す実測図である。なお、この図に
おいては、上流側の弁制御部１１の制御周期は９０秒に
設定され、下流側の弁制御部１２の制御周期は１５秒に
設定されている。図示するように、約１５０秒後には、
流入量Ｑは目標流量Ｑｒに達する。
【００１３】また、図７（ｂ）は、図７（ａ）と同様
に、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０（秒）において、６３０
０［ｍ3 ／ｈ］から１０００［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場
合に、各時刻ｔにおける弁５に対する流入圧力Ｐ0 と、
同一弁５の出力側の１段目減圧後の圧力Ｐ1 と、下流側
の弁６の出力側の２段目減圧後の圧力、すなわち配水池
４へ流入する時の流出圧力Ｐ2 の変化を示す図である。
図示するように、例えば、６００秒程度（約１０分）経
過後に、弁５の出力側の水圧Ｐ1 が目標水圧Ｐｒに達す
る。このように、目標流量Ｑｒを変更すると、所定時間
後に、流入量Ｑおよび水圧Ｐ1 が目標流量Ｑr および目
標水圧Ｐｒに達する。
に、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０（秒）において、６３０
０［ｍ3 ／ｈ］から１０００［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場
合に、各時刻ｔにおける弁５に対する流入圧力Ｐ0 と、
同一弁５の出力側の１段目減圧後の圧力Ｐ1 と、下流側
の弁６の出力側の２段目減圧後の圧力、すなわち配水池
４へ流入する時の流出圧力Ｐ2 の変化を示す図である。
図示するように、例えば、６００秒程度（約１０分）経
過後に、弁５の出力側の水圧Ｐ1 が目標水圧Ｐｒに達す
る。このように、目標流量Ｑｒを変更すると、所定時間
後に、流入量Ｑおよび水圧Ｐ1 が目標流量Ｑr および目
標水圧Ｐｒに達する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す流入弁制御装置１０においても、まだ次のような課
題があった。
示す流入弁制御装置１０においても、まだ次のような課
題があった。
【００１５】すなわち、目標流量Ｑｒが変化すると、各
弁５，６専用のＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａが同時に
同一の流入量Ｑを用いて各弁５，６の各開度Ｕ1 ，Ｕ2
に対する制御を開始する。
弁５，６専用のＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａが同時に
同一の流入量Ｑを用いて各弁５，６の各開度Ｕ1 ，Ｕ2
に対する制御を開始する。
【００１６】その結果、図７（ｂ）に示すように、双方
のＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａの制御動作が互いに干
渉しあって、短時間で水圧Ｐ1 が目標水圧Ｐｒに達しな
く、制御精度が低下する懸念がある。また、制御過程に
おいて一時的に一方の弁に過大な減圧が印加し、弁の破
損やキャビティに起因する騒音が発生する懸念がある。
のＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａの制御動作が互いに干
渉しあって、短時間で水圧Ｐ1 が目標水圧Ｐｒに達しな
く、制御精度が低下する懸念がある。また、制御過程に
おいて一時的に一方の弁に過大な減圧が印加し、弁の破
損やキャビティに起因する騒音が発生する懸念がある。
【００１７】具体的に説明すると、弁５の開度Ｕ1 が変
化すると、他方のＰＩ制御演算部１２ａの入力である流
入量Ｑが変化してしまう。逆に、弁６の開度Ｕ2 が変化
すると、弁制御部１１の入力である水圧Ｐ1 が変化して
しまう。このように、ＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａ相
互間で干渉現象が発生する。このような問題を解消する
ために、前述したように、各ＰＩ制御演算部１１ａ，１
２ａの各制御周期の比を３倍以上に設定する手法が採用
されている。
化すると、他方のＰＩ制御演算部１２ａの入力である流
入量Ｑが変化してしまう。逆に、弁６の開度Ｕ2 が変化
すると、弁制御部１１の入力である水圧Ｐ1 が変化して
しまう。このように、ＰＩ制御演算部１１ａ，１２ａ相
互間で干渉現象が発生する。このような問題を解消する
ために、前述したように、各ＰＩ制御演算部１１ａ，１
２ａの各制御周期の比を３倍以上に設定する手法が採用
されている。
【００１８】しかし、この場合においても、長い制御周
期で制御されるＰＩ制御演算部の制御応答が遅くなる。
すなわち、図６の制御装置においては、前述したよう
に、弁５のＰＩ制御演算部１１ａの制御周期を９０秒、
弁６のＰＩ制御演算部１２ａの制御周期を１５秒に設定
しているので、弁５を用いた圧力制御の制御応答が遅く
なり、結果的に、弁６の減圧量が過大になる。図７
（ｂ）の時刻ｔ＝６０近傍に示すように、一時的に、各
弁５，６が受持つ減圧量が著しく不均衡になる場合が発
生する。その結果、過大な減圧を受持つ方の弁６が損傷
する懸念がある。
期で制御されるＰＩ制御演算部の制御応答が遅くなる。
すなわち、図６の制御装置においては、前述したよう
に、弁５のＰＩ制御演算部１１ａの制御周期を９０秒、
弁６のＰＩ制御演算部１２ａの制御周期を１５秒に設定
しているので、弁５を用いた圧力制御の制御応答が遅く
なり、結果的に、弁６の減圧量が過大になる。図７
（ｂ）の時刻ｔ＝６０近傍に示すように、一時的に、各
弁５，６が受持つ減圧量が著しく不均衡になる場合が発
生する。その結果、過大な減圧を受持つ方の弁６が損傷
する懸念がある。
【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、流路に直列介挿された各弁を制御する各制
御演算部から出力される操作量を実際に検出された減圧
比に応じて補正したのちに各弁駆動制御部へ印加するこ
とによって、各弁に対する制御動作中に一方の弁に過大
減圧が印加されるのを未然に防止でき、かつ制御応答特
性を向上できる流入弁制御装置を提供することを目的と
する。
ものであり、流路に直列介挿された各弁を制御する各制
御演算部から出力される操作量を実際に検出された減圧
比に応じて補正したのちに各弁駆動制御部へ印加するこ
とによって、各弁に対する制御動作中に一方の弁に過大
減圧が印加されるのを未然に防止でき、かつ制御応答特
性を向上できる流入弁制御装置を提供することを目的と
する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明は、高圧の流体流出部から低圧の流体流入部へ
の流路に直列介挿された第１，第２の弁の各開度を調整
することによって、流体流入部への流入量を目標流量に
制御する流入弁制御装置において、
に本発明は、高圧の流体流出部から低圧の流体流入部へ
の流路に直列介挿された第１，第２の弁の各開度を調整
することによって、流体流入部への流入量を目標流量に
制御する流入弁制御装置において、
【００２１】第１，第２の弁を駆動する第１，第２の弁
駆動制御部と、流入量，各弁の減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 ，
各弁の開度Ｕ1 ．Ｕ2 を検出する物理量検出部と、物理
量検出部にて検出された流入量が目標流量になるように
第１，第２の弁駆制御部へそれぞれ操作量ΔＵ1 ，ΔＵ
2 を送出する第１，第２の制御演算部と、第１，第２の
弁に対する予め設定された目標減圧比Ａと検出された各
減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2とから、第１，第２の弁に対する
次式で示す、各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 の値に応じて選択
される２組の分担比Ａ1 ，Ａ2 を算出する分担比演算処
理部と、 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ 又は、 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝
駆動制御部と、流入量，各弁の減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 ，
各弁の開度Ｕ1 ．Ｕ2 を検出する物理量検出部と、物理
量検出部にて検出された流入量が目標流量になるように
第１，第２の弁駆制御部へそれぞれ操作量ΔＵ1 ，ΔＵ
2 を送出する第１，第２の制御演算部と、第１，第２の
弁に対する予め設定された目標減圧比Ａと検出された各
減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2とから、第１，第２の弁に対する
次式で示す、各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 の値に応じて選択
される２組の分担比Ａ1 ，Ａ2 を算出する分担比演算処
理部と、 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ 又は、 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝
【００２２】各制御演算部と各弁駆動制御部との間に介
挿され、分担比演算処理部から出力されたいずれか一方
の組の各分担比Ａ1 ，Ａ2 を第１，第２の制御演算部か
ら出力された各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に乗算して、第
１，第２の弁駆動制御部へ印加する各操作量を補正する
第１，第２の乗算部とを備えたものである。
挿され、分担比演算処理部から出力されたいずれか一方
の組の各分担比Ａ1 ，Ａ2 を第１，第２の制御演算部か
ら出力された各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に乗算して、第
１，第２の弁駆動制御部へ印加する各操作量を補正する
第１，第２の乗算部とを備えたものである。
【００２３】
【作用】このように構成された流入弁制御装置において
は、図１に示すように、高圧の流体流出部１０１から低
圧の流体流入部１０２への流路１０３に直列介挿された
第１，第２の弁１０４．１０５の各開度Ｕ1 ，Ｕ2 ，各
弁の各減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 は物理量検出部１０６にて
検出される。また各弁１０４．１９５の開度Ｕ1，Ｕ2
は弁駆動制御部１０７にて駆動制御される。そして、各
制御演算部１０８は物理量検出部１０６にて検出された
流量Ｑ（流入量）が目標流量Ｑｒになるように各弁駆動
制御部１０７へ操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 を送出する。
は、図１に示すように、高圧の流体流出部１０１から低
圧の流体流入部１０２への流路１０３に直列介挿された
第１，第２の弁１０４．１０５の各開度Ｕ1 ，Ｕ2 ，各
弁の各減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 は物理量検出部１０６にて
検出される。また各弁１０４．１９５の開度Ｕ1，Ｕ2
は弁駆動制御部１０７にて駆動制御される。そして、各
制御演算部１０８は物理量検出部１０６にて検出された
流量Ｑ（流入量）が目標流量Ｑｒになるように各弁駆動
制御部１０７へ操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 を送出する。
【００２４】この各弁駆動制御部１０７に対する操作量
ΔＵ1 ，ΔＵ2 の供給路に各乗算部１０９が介挿されて
いる。この各乗算部１０９は、各制御演算部１０９から
出力される各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に分担比演算処理部
１１０から出力される分担比Ａ1 ，Ａ2 を乗算して、乗
算値を新たな操作量ΔＵ11，ΔＵ22として各弁駆動制御
部１０７へ印加する。
ΔＵ1 ，ΔＵ2 の供給路に各乗算部１０９が介挿されて
いる。この各乗算部１０９は、各制御演算部１０９から
出力される各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に分担比演算処理部
１１０から出力される分担比Ａ1 ，Ａ2 を乗算して、乗
算値を新たな操作量ΔＵ11，ΔＵ22として各弁駆動制御
部１０７へ印加する。
【００２５】次に、分担比演算処理部１１０について説
明する。この分担比演算処理部１１０は予め設定された
第１，第２の弁１０４，１０５の減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2
の比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）で示される目標減圧比Ａに対し
て、物理量検出部１０６にて検出された実際の減圧量Δ
Ｈ1 ，ΔＨ2 から得られる減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が
大きいか．小さいかを判断し、かつ制御が弁を開く方向
に向かっているのか、弁を閉じる方向に向かっているの
かを判断して、各弁に対する分担比Ａ1 ，Ａ2を上述し
た式で算出する。そして、この分担比Ａ1 ，Ａ2 で、実
際の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく
ように各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 を補正する。
明する。この分担比演算処理部１１０は予め設定された
第１，第２の弁１０４，１０５の減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2
の比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）で示される目標減圧比Ａに対し
て、物理量検出部１０６にて検出された実際の減圧量Δ
Ｈ1 ，ΔＨ2 から得られる減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が
大きいか．小さいかを判断し、かつ制御が弁を開く方向
に向かっているのか、弁を閉じる方向に向かっているの
かを判断して、各弁に対する分担比Ａ1 ，Ａ2を上述し
た式で算出する。そして、この分担比Ａ1 ，Ａ2 で、実
際の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく
ように各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 を補正する。
【００２６】例えば、第１の弁１０４の減圧量ΔＨ2 が
設定値以上に大きい場合で、弁を開く方向に制御する場
合は、ΔＵ1 側（第１の弁１０４）を小さくし、ΔＵ2
側（第２の弁１０５）を大きくする。したがって、この
場合は、第２の弁が第１の弁に比較してより大きく開
く。その結果、第１，第２の弁相互間の減圧比（分担
比）は目標減圧比Ａに向かう。
設定値以上に大きい場合で、弁を開く方向に制御する場
合は、ΔＵ1 側（第１の弁１０４）を小さくし、ΔＵ2
側（第２の弁１０５）を大きくする。したがって、この
場合は、第２の弁が第１の弁に比較してより大きく開
く。その結果、第１，第２の弁相互間の減圧比（分担
比）は目標減圧比Ａに向かう。
【００２７】このように、各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 を現
在の弁の動作状態を参照して加減しているので、いずれ
か一方の弁のみに過大な減圧負担が加わることを未然に
防止できる。また、制御応答を改善できる。
在の弁の動作状態を参照して加減しているので、いずれ
か一方の弁のみに過大な減圧負担が加わることを未然に
防止できる。また、制御応答を改善できる。
【００２８】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００２９】図２は実施例の流入弁制御装置を示す概略
構成図である。図５，図６に示す従来装置と同一部分に
は同一符号か付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略されている。
構成図である。図５，図６に示す従来装置と同一部分に
は同一符号か付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略されている。
【００３０】この実施例の流入弁制御装置においては、
流体流出部としての貯水池１と流体流入部としての配水
池４とを接続する流入管２に、上流側の第１の弁５の流
入圧力Ｐ0 を検出する水圧計８，配水池４へ流入する水
の単位時間当りの流入量Ｑを検出する流量計７、第１の
弁５および第２の弁６が介挿されている。また、第２の
弁６の両端に両端圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）を検出する別の
水圧計９が接続されている。したがって、水圧計８，
８、流量計７は物理量検出部を構成する。
流体流出部としての貯水池１と流体流入部としての配水
池４とを接続する流入管２に、上流側の第１の弁５の流
入圧力Ｐ0 を検出する水圧計８，配水池４へ流入する水
の単位時間当りの流入量Ｑを検出する流量計７、第１の
弁５および第２の弁６が介挿されている。また、第２の
弁６の両端に両端圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）を検出する別の
水圧計９が接続されている。したがって、水圧計８，
８、流量計７は物理量検出部を構成する。
【００３１】第１の弁５には第１の弁制御部２１が接続
され、第２の弁６には第２の弁制御部２２が接続されて
いる。第１，第２の弁制御部２１，２２内には第１，第
２ののＰＩ制御演算部２１ａ，２２ａと各弁５，６を駆
動する第１，第２の駆動制御部２１ｂ，２２ｂとが組込
まれている。
され、第２の弁６には第２の弁制御部２２が接続されて
いる。第１，第２の弁制御部２１，２２内には第１，第
２ののＰＩ制御演算部２１ａ，２２ａと各弁５，６を駆
動する第１，第２の駆動制御部２１ｂ，２２ｂとが組込
まれている。
【００３２】なお、実施例のＰＩ制御演算部２１ａ，２
２ａは、各弁５，６の実際の開度Ｕ1 ，Ｕ2 に応じてゲ
インが変化するゲイン・スケジューリング式ＰＩ制御演
算部が採用されている。このような、ゲイン・スケージ
ューリング式ＰＩ制御演算部を用いることによって、弁
開度−弁抵抗特性の非線形特性が補正される。
２ａは、各弁５，６の実際の開度Ｕ1 ，Ｕ2 に応じてゲ
インが変化するゲイン・スケジューリング式ＰＩ制御演
算部が採用されている。このような、ゲイン・スケージ
ューリング式ＰＩ制御演算部を用いることによって、弁
開度−弁抵抗特性の非線形特性が補正される。
【００３３】そして、上流側の第１のＰＩ制御演算部２
１ａは、水量計７で検出された流入量Ｑが目標流量Ｑｒ
になるように、ＰＩ制御演算を実行して、第１の弁５に
対する操作量ΔＵ1 を次の第１の乗算部２３ａへ送出す
る。第１の乗算部２３ａには分担比演算部２４から出力
される第１の弁５に対する減圧量の分担比Ａ1 が印加さ
れている。そして、この第１の乗算部２３ａは、入力さ
れた操作量ΔＵ1 に分担比Ａ1 を乗算して、乗算結果を
改めて修正後の操作量ΔＵ11として、第１の駆動制御部
２１ｂへ送出する。第１の駆動制御部２１ｂは、第１の
弁５の開度Ｕ１を入力した操作量ΔＵ11でもって駆動制
御する。
１ａは、水量計７で検出された流入量Ｑが目標流量Ｑｒ
になるように、ＰＩ制御演算を実行して、第１の弁５に
対する操作量ΔＵ1 を次の第１の乗算部２３ａへ送出す
る。第１の乗算部２３ａには分担比演算部２４から出力
される第１の弁５に対する減圧量の分担比Ａ1 が印加さ
れている。そして、この第１の乗算部２３ａは、入力さ
れた操作量ΔＵ1 に分担比Ａ1 を乗算して、乗算結果を
改めて修正後の操作量ΔＵ11として、第１の駆動制御部
２１ｂへ送出する。第１の駆動制御部２１ｂは、第１の
弁５の開度Ｕ１を入力した操作量ΔＵ11でもって駆動制
御する。
【００３４】同様に、下流側の第２のＰＩ制御演算部２
２ａは、検出された流入量Ｑが目標流量Ｑｒになるよう
に、第２の弁６に対する操作量ΔＵ2 を次の第２の乗算
部２３ｂへ送出する。第２の乗算部２３ｂには前記分担
比演算部２４から出力される第２の弁６に対する減圧量
の分担比Ａ2 が印加されている。第２の乗算部２３ｂ
は、入力された操作量ΔＵ2 に分担比Ａ2 を乗算して修
正後の操作量ΔＵ22として第２の駆動制御部２２ｂへ送
出する。第２の駆動制御部２２ｂは、第２の弁６の開度
Ｕ2 を入力した操作量ΔＵ22でもって駆動制御する。な
お、第１，第２のＰＩ制御演算部２１，２２は同一の制
御周期に設定されている。
２ａは、検出された流入量Ｑが目標流量Ｑｒになるよう
に、第２の弁６に対する操作量ΔＵ2 を次の第２の乗算
部２３ｂへ送出する。第２の乗算部２３ｂには前記分担
比演算部２４から出力される第２の弁６に対する減圧量
の分担比Ａ2 が印加されている。第２の乗算部２３ｂ
は、入力された操作量ΔＵ2 に分担比Ａ2 を乗算して修
正後の操作量ΔＵ22として第２の駆動制御部２２ｂへ送
出する。第２の駆動制御部２２ｂは、第２の弁６の開度
Ｕ2 を入力した操作量ΔＵ22でもって駆動制御する。な
お、第１，第２のＰＩ制御演算部２１，２２は同一の制
御周期に設定されている。
【００３５】また、各水圧計８，９にて検出された流入
圧力Ｐ0 およぴ両端圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）は減圧比演算
部２５へ入力される。減圧比演算部２５は、各弁５，６
に印加される減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 を算出する。すなわ
ち、弁６の減圧量ΔＨ2 は測定された圧力差（Ｐ1 −Ｐ
2 ）である。また、配水池４の圧力Ｈ0 は既知であるの
で、弁５の流出側の水圧Ｐ1 は簡単に算出できる（Ｐ1
＝Ｈ0 ＋ΔＨ2 ）。したがって、弁５の減圧量ΔＨ1 は
（Ｐ0 −Ｐ1 ）＝（Ｐ0 −Ｈ0 −ΔＨ2 ）となる。減圧
比演算部２５は弁５，６相互間の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ
2 ）を算出して、分担比演算部２４へ送出する。この減
圧比演算部２５及び分担比演算部２４は分担比演算処理
部を構成する。
圧力Ｐ0 およぴ両端圧力差（Ｐ1 −Ｐ2 ）は減圧比演算
部２５へ入力される。減圧比演算部２５は、各弁５，６
に印加される減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 を算出する。すなわ
ち、弁６の減圧量ΔＨ2 は測定された圧力差（Ｐ1 −Ｐ
2 ）である。また、配水池４の圧力Ｈ0 は既知であるの
で、弁５の流出側の水圧Ｐ1 は簡単に算出できる（Ｐ1
＝Ｈ0 ＋ΔＨ2 ）。したがって、弁５の減圧量ΔＨ1 は
（Ｐ0 −Ｐ1 ）＝（Ｐ0 −Ｈ0 −ΔＨ2 ）となる。減圧
比演算部２５は弁５，６相互間の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ
2 ）を算出して、分担比演算部２４へ送出する。この減
圧比演算部２５及び分担比演算部２４は分担比演算処理
部を構成する。
【００３６】分担比演算部２４には、減圧比（ΔＨ1 ／
ΔＨ2 ）の他に、第１，第２のＰＩ制御演算部２１ａ，
２２ａから出力される各操作量ΔＵ1 ．ΔＵ2 が入力さ
れる。さらに、この分担比演算部２４には外部から目標
減圧比Ａが入力されている。なお、この目標減圧比Ａ
は、各弁５，６が同一規格の弁であれば１に設定されて
おり、また同一規格でなければ、各弁相互間で負担可能
な減圧の比率に設定されている。
ΔＨ2 ）の他に、第１，第２のＰＩ制御演算部２１ａ，
２２ａから出力される各操作量ΔＵ1 ．ΔＵ2 が入力さ
れる。さらに、この分担比演算部２４には外部から目標
減圧比Ａが入力されている。なお、この目標減圧比Ａ
は、各弁５，６が同一規格の弁であれば１に設定されて
おり、また同一規格でなければ、各弁相互間で負担可能
な減圧の比率に設定されている。
【００３７】そして、分担比演算部２４は、前述した制
御周期毎に、減圧比演算部２５から入力される減圧比
（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ），第１，第２のＰＩ制御演算部２１
ａ，２２ａの各操作量ΔＵ1 ．ΔＵ2 を読取って、図３
に示す分担比演算処理を実行する。
御周期毎に、減圧比演算部２５から入力される減圧比
（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ），第１，第２のＰＩ制御演算部２１
ａ，２２ａの各操作量ΔＵ1 ．ΔＵ2 を読取って、図３
に示す分担比演算処理を実行する。
【００３８】すなわち、Ｐ（プログラムステップ）１に
おいて、読取った減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）と目標減圧
比Ａとの大小を比較し、次の各ステップＰ２，Ｐ３にお
いて、各操作量ΔＵ1 ．ΔＵ2 の極性を判断する。すな
わち、各弁５，６の開度Ｕ1，Ｕ2 を増加しようとして
いるのか、減少しようとしているのかを判断する。
おいて、読取った減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）と目標減圧
比Ａとの大小を比較し、次の各ステップＰ２，Ｐ３にお
いて、各操作量ΔＵ1 ．ΔＵ2 の極性を判断する。すな
わち、各弁５，６の開度Ｕ1，Ｕ2 を増加しようとして
いるのか、減少しようとしているのかを判断する。
【００３９】そして、Ｐ１〜Ｐ３の判断結果に従って、
現在の減圧比および制御方向の状態を条件１〜条件４の
４つの条件に分類して、各条件に対応して、Ｐ４および
Ｐ５にて第１，第２の乗算部２３ａ，２３ｂへ送出する
第１，第２の弁５．６に対する各減圧量の分担比Ａ1 ，
Ａ2 を算出する。
現在の減圧比および制御方向の状態を条件１〜条件４の
４つの条件に分類して、各条件に対応して、Ｐ４および
Ｐ５にて第１，第２の乗算部２３ａ，２３ｂへ送出する
第１，第２の弁５．６に対する各減圧量の分担比Ａ1 ，
Ａ2 を算出する。
【００４０】（１）条件１：ΔＵ1 ＞０，ΔＵ2 ＞０、
かつＡ＞（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを増加するために弁５，６に対して
開方向操作を行おうとしており、かつ第２の弁６の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件１にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は(1)(2)式とな
る。 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(1) Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(2)
かつＡ＞（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを増加するために弁５，６に対して
開方向操作を行おうとしており、かつ第２の弁６の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件１にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は(1)(2)式とな
る。 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(1) Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(2)
【００４１】したがって、この場合、第２の弁６の減圧
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを増加するために弁を開く分に
対しては、第２の弁６を主に開ける必要がにある。よっ
て、Ａ2 ＞Ａ1 として、第２の弁６に対する操作量ΔＵ
22の分担を大きくし、第１の弁５に対する操作量ΔＵ11
の分担を小さく設定する。
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを増加するために弁を開く分に
対しては、第２の弁６を主に開ける必要がにある。よっ
て、Ａ2 ＞Ａ1 として、第２の弁６に対する操作量ΔＵ
22の分担を大きくし、第１の弁５に対する操作量ΔＵ11
の分担を小さく設定する。
【００４２】その結果、第２の弁６が第１の弁５に比較
してより大きく開いて、第２の弁６の減圧量ΔＨ2 がよ
り多く減少し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
してより大きく開いて、第２の弁６の減圧量ΔＨ2 がよ
り多く減少し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
【００４３】（２）条件２：ΔＵ1 ＞０，ΔＵ2 ＞０、
かつＡ＜（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを増加するために弁５，６に対して
開方向操作を行おうとしており、かつ第１の弁５の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件２にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は(3)(4)式とな
る。 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(3) Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(4)
かつＡ＜（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを増加するために弁５，６に対して
開方向操作を行おうとしており、かつ第１の弁５の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件２にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は(3)(4)式とな
る。 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(3) Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(4)
【００４４】したがって、この場合、第１の弁５の減圧
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを増加するために弁を開く分に
対しては、第１の弁５を主に開ける必要がにある。よっ
て、Ａ1 ＞Ａ2 として、第１の弁５に対する操作量ΔＵ
11の分担を大きくし、第２の弁６に対する操作量ΔＵ22
の分担を小さく設定する。
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを増加するために弁を開く分に
対しては、第１の弁５を主に開ける必要がにある。よっ
て、Ａ1 ＞Ａ2 として、第１の弁５に対する操作量ΔＵ
11の分担を大きくし、第２の弁６に対する操作量ΔＵ22
の分担を小さく設定する。
【００４５】その結果、第１の弁５が第１の弁６に比較
してより大きく開いて、第１の弁５の減圧量ΔＨ1 がよ
り多く減少し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
してより大きく開いて、第１の弁５の減圧量ΔＨ1 がよ
り多く減少し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
【００４６】（３）条件３：ΔＵ1 ＜０，ΔＵ2 ＜０、
かつＡ＞（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを減少するために弁５，６に対して
閉方向操作を行おうとしており、かつ第２の弁６の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件３にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は前述した(3)
(4)式となる。 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(3) Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(4)
かつＡ＞（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを減少するために弁５，６に対して
閉方向操作を行おうとしており、かつ第２の弁６の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件３にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は前述した(3)
(4)式となる。 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(3) Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(4)
【００４７】したがって、この場合、第２の弁６の減圧
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを減少するために弁を閉じる分
に対しては、第１の弁５を主に閉じる必要がにある。よ
って、Ａ1 ＞Ａ2 として、第１の弁５に対する操作量Δ
Ｕ11の分担を大きくし、第２の弁６に対する操作量ΔＵ
22の分担を小さく設定する。
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを減少するために弁を閉じる分
に対しては、第１の弁５を主に閉じる必要がにある。よ
って、Ａ1 ＞Ａ2 として、第１の弁５に対する操作量Δ
Ｕ11の分担を大きくし、第２の弁６に対する操作量ΔＵ
22の分担を小さく設定する。
【００４８】その結果、第１の弁５が第２の弁６に比較
してより大きく閉じて、第１の弁５の減圧量ΔＨ1 がよ
り多く増大し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
してより大きく閉じて、第１の弁５の減圧量ΔＨ1 がよ
り多く増大し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
【００４９】（４）条件４：ΔＵ1 ＜０，ΔＵ2 ＜０、
かつＡ＜（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを減少するために弁５，６に対して
閉方向操作を行おうとしており、かつ第１の弁５の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件４にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は前述した(1)
(2)式となる。 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(1) Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(2)
かつＡ＜（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）の場合 すなわち、流入量Ｑを減少するために弁５，６に対して
閉方向操作を行おうとしており、かつ第１の弁５の減圧
負担分が設定値より大きい場合である。この条件４にお
いては、各弁５，６の分担比Ａ1 ，Ａ2 は前述した(1)
(2)式となる。 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(1) Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ …(2)
【００５０】したがって、この場合、第１の弁５の減圧
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを減少するために弁を閉じる分
に対しては、第２の弁６を主に閉じる必要がにある。よ
って、Ａ2 ＞Ａ1 として、第２の弁６に対する操作量Δ
Ｕ22の分担を大きくし、第１の弁５に対する操作量ΔＵ
11の分担を小さく設定する。
量の分担が目標減圧比Ａで定められた分担より既に大き
いので、今回、流入量Ｑを減少するために弁を閉じる分
に対しては、第２の弁６を主に閉じる必要がにある。よ
って、Ａ2 ＞Ａ1 として、第２の弁６に対する操作量Δ
Ｕ22の分担を大きくし、第１の弁５に対する操作量ΔＵ
11の分担を小さく設定する。
【００５１】その結果、第２の弁６が第１の弁５に比較
してより大きく閉じて、第２の弁６の減圧量ΔＨ2 がよ
り多く増加し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
してより大きく閉じて、第２の弁６の減圧量ΔＨ2 がよ
り多く増加し、各弁５，６の減圧量の実際の分担比（Δ
Ｈ1／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに近ずく。
【００５２】以上説明したように、目標流量Ｑｒを変化
した場合に、流入量Ｑが目標流量Ｑｒに近ずく過程で、
弁５，６相互間の実際の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）を監
視し、この減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに
接近する方向に開度が変化するように各弁５．６に対す
る操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に対して分担比Ａ1 ，Ａ2 を乗
算して、流量変化分｜Ｑｒ−Ｑ｜に対応する弁の開閉量
をいずれの弁５．６により多く分担するかを設定してい
る。
した場合に、流入量Ｑが目標流量Ｑｒに近ずく過程で、
弁５，６相互間の実際の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）を監
視し、この減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａに
接近する方向に開度が変化するように各弁５．６に対す
る操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に対して分担比Ａ1 ，Ａ2 を乗
算して、流量変化分｜Ｑｒ−Ｑ｜に対応する弁の開閉量
をいずれの弁５．６により多く分担するかを設定してい
る。
【００５３】したがって、流入量Ｑが目標流量Ｑｒに近
ずく過程で、第１，第２の弁５，６の減圧量ΔＨ1 ，Δ
Ｈ2 の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａから大
きく外れることはない。
ずく過程で、第１，第２の弁５，６の減圧量ΔＨ1 ，Δ
Ｈ2 の減圧比（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）が目標減圧比Ａから大
きく外れることはない。
【００５４】したがって、いずれか一方の弁５．６に許
容減圧を越える減圧負担が印加されることはないので、
弁５，６が損傷を受けたり、キャビィティに起因する騒
音が発生することを未然に防止できる。
容減圧を越える減圧負担が印加されることはないので、
弁５，６が損傷を受けたり、キャビィティに起因する騒
音が発生することを未然に防止できる。
【００５５】その結果、流入量Ｑおよび各部の水圧Ｐ0
，Ｐ1 が目標流量Ｑｒで定まる各目標圧力に達するま
での時間を大幅に短縮でき、制御応答特性を大幅に向上
できる。
，Ｐ1 が目標流量Ｑｒで定まる各目標圧力に達するま
での時間を大幅に短縮でき、制御応答特性を大幅に向上
できる。
【００５６】図４（ａ）は、図２の実施例装置におい
て、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０（秒）に、６３００［ｍ
3 ／ｈ］から１０００［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場合に、
各時刻ｔにおける実際の流入量Ｑの変化を示す実測図で
ある。図示するように、約１５０秒後には、流入量Ｑは
目標流量Ｑｒに達する。
て、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０（秒）に、６３００［ｍ
3 ／ｈ］から１０００［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場合に、
各時刻ｔにおける実際の流入量Ｑの変化を示す実測図で
ある。図示するように、約１５０秒後には、流入量Ｑは
目標流量Ｑｒに達する。
【００５７】また、図４（ｂ）は、図４（ａ）と同様
に、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０（秒）に、６３００［ｍ
3 ／ｈ］から１０００［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場合に、
各時刻ｔにおける第１の弁５に対する流入圧力Ｐ0 と、
同一弁５の出力側の１段目減圧後の圧力Ｐ1 と、下流側
の第２の弁６の出力側の２段目減圧後の圧力（流出圧
力）Ｐ2 の変化を示す図である。図示するように、図４
（ａ）の流入量Ｑｒと同様に、約１５０秒後に、各圧力
Ｐ0 ，Ｐ1 は、目標流量Ｑｒで定まる各目標圧力に達す
る。
に、目標流量Ｑｒを時刻ｔ＝０（秒）に、６３００［ｍ
3 ／ｈ］から１０００［ｍ3 ／ｈ］へ変更した場合に、
各時刻ｔにおける第１の弁５に対する流入圧力Ｐ0 と、
同一弁５の出力側の１段目減圧後の圧力Ｐ1 と、下流側
の第２の弁６の出力側の２段目減圧後の圧力（流出圧
力）Ｐ2 の変化を示す図である。図示するように、図４
（ａ）の流入量Ｑｒと同様に、約１５０秒後に、各圧力
Ｐ0 ，Ｐ1 は、目標流量Ｑｒで定まる各目標圧力に達す
る。
【００５８】また、図７（ｂ）に示すように、制御過程
において、弁６の流入側圧力Ｐ1 が大きく変動すること
はないので、弁６が受持つ減圧量ΔＨ2 が許容限界を越
えることはない。
において、弁６の流入側圧力Ｐ1 が大きく変動すること
はないので、弁６が受持つ減圧量ΔＨ2 が許容限界を越
えることはない。
【００５９】このように、短時間で各圧力Ｐ0 ，Ｐ1 を
目標圧力に一致させることができ、制御応答性能を大幅
に向上できると共に、制御過程で各弁５．６にたとえ一
時的であっても許容限界を越える減圧量が印加されるこ
とはないので、装置全体の信頼性およひ安全性を向上で
きる。
目標圧力に一致させることができ、制御応答性能を大幅
に向上できると共に、制御過程で各弁５．６にたとえ一
時的であっても許容限界を越える減圧量が印加されるこ
とはないので、装置全体の信頼性およひ安全性を向上で
きる。
【００６０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例装置においては、各弁５，６を
制御する制御演算部としてゲイン・スケシーューリング
式ＰＩ方式の制御演算部２１ａ，２２ａを採用したが、
ＰＩＤ方式，Ｉ−ＰＤ方式，２自由度ＰＩＤ方式の制御
演算部を採用してもよい。
るものではない。実施例装置においては、各弁５，６を
制御する制御演算部としてゲイン・スケシーューリング
式ＰＩ方式の制御演算部２１ａ，２２ａを採用したが、
ＰＩＤ方式，Ｉ−ＰＤ方式，２自由度ＰＩＤ方式の制御
演算部を採用してもよい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の流入弁制御
装置によれば、流路に直列介挿された各弁を制御する各
制御演算部から出力される操作量を、制御方向と実際に
検出された減圧比とに応じて補正して各弁駆動制御部へ
印加している。したがって、各弁に対する制御動作中に
一方の弁に過大減圧が印加されるのを未然に防止でき、
かつ制御応答特性を大幅に向上できる。
装置によれば、流路に直列介挿された各弁を制御する各
制御演算部から出力される操作量を、制御方向と実際に
検出された減圧比とに応じて補正して各弁駆動制御部へ
印加している。したがって、各弁に対する制御動作中に
一方の弁に過大減圧が印加されるのを未然に防止でき、
かつ制御応答特性を大幅に向上できる。
【図１】 本発明の流入弁制御装置の構成を示す概念
図。
図。
【図２】 本発明の一実施例に係わる流入弁制御装置を
示す概略構成図。
示す概略構成図。
【図３】 同実施例装置の動作を示す流れ図。
【図４】 同実施例装置の動作特性図。
【図５】 一般的な上水道プラントを示す模式図。
【図６】 従来の流入弁制御装置を示す概略構成図。
【図７】 同従来装置の動作特性図。
１…貯水池、２…流入管、４…配水池、５…第１の弁、
６…第２の弁，７…流量系、８，９…水圧計、２１ａ…
第１の制御演算部、２１ｂ…第１の駆動制御部、２２ａ
…第２の制御演算部、２２ｂ…第２の駆動制御部、２３
ａ…第１の乗算部、２３ｂ…第２の乗算部、２４…分担
比演算部、２５…減圧比演算部。
６…第２の弁，７…流量系、８，９…水圧計、２１ａ…
第１の制御演算部、２１ｂ…第１の駆動制御部、２２ａ
…第２の制御演算部、２２ｂ…第２の駆動制御部、２３
ａ…第１の乗算部、２３ｂ…第２の乗算部、２４…分担
比演算部、２５…減圧比演算部。
フロントページの続き (72)発明者 新山 雅永 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 高圧の流体流出部から低圧の流体流入部
への流路に直列介挿された第１，第２の弁の各開度を調
整することによって、前記流体流入部への流入量を目標
流量に制御する流入弁制御装置において、 前記第１，第２の弁を駆動する第１，第２の弁駆動制御
部と、前記流入量，各弁の減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 ，各弁
の開度Ｕ1 ．Ｕ2 を検出する物理量検出部と、この物理
量検出部にて検出された流入量が前記目標流量になるよ
うに前記第１，第２の弁駆制御部へそれぞれ操作量ΔＵ
1 ，ΔＵ2 を送出する第１，第２の制御演算部と、前記
第１，第２の弁に対する予め設定された目標減圧比Ａと
前記検出された各減圧量ΔＨ1 ，ΔＨ2 とから、前記第
１，第２の弁に対する次式で示す、前記各操作量ΔＵ1
，ΔＵ2 の値に応じて選択される２組の分担比Ａ1 ，
Ａ2を算出する分担比演算処理部と、 Ａ1 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ Ａ2 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ 又は、 Ａ1 ＝Ａ／｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ Ａ2 ＝ΔＨ1 ／ΔＨ2 ｛Ａ＋（ΔＨ1 ／ΔＨ2 ）｝ 前記各制御演算部と前記各弁駆動制御部との間に介挿さ
れ、前記分担比演算処理部から出力されたいずれか一方
の組の各分担比Ａ1 ，Ａ2 を前記第１，第２の制御演算
部から出力された各操作量ΔＵ1 ，ΔＵ2 に乗算して、
前記第１，第２の弁駆動制御部へ印加する各操作量を補
正する第１，第２の乗算部とを備えた流入弁制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3811193A JPH06250741A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 流入弁制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3811193A JPH06250741A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 流入弁制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250741A true JPH06250741A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12516369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3811193A Pending JPH06250741A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 流入弁制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06250741A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013077192A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Toshiba Corp | プラント制御装置、プラント制御方法およびプログラム |
| CN108227763A (zh) * | 2016-12-15 | 2018-06-29 | 株式会社堀场Stec | 流量控制装置和程序存储介质 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3811193A patent/JPH06250741A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013077192A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Toshiba Corp | プラント制御装置、プラント制御方法およびプログラム |
| CN108227763A (zh) * | 2016-12-15 | 2018-06-29 | 株式会社堀场Stec | 流量控制装置和程序存储介质 |
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