JPH0688597A - 負荷分割方法及び複数コンプレッサーを備えたコンプレッサー基地の主要ガスパラメータ制御装置 - Google Patents

負荷分割方法及び複数コンプレッサーを備えたコンプレッサー基地の主要ガスパラメータ制御装置

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JPH0688597A
JPH0688597A JP5150335A JP15033593A JPH0688597A JP H0688597 A JPH0688597 A JP H0688597A JP 5150335 A JP5150335 A JP 5150335A JP 15033593 A JP15033593 A JP 15033593A JP H0688597 A JPH0688597 A JP H0688597A
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control means
surge
relative distance
base
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JP5150335A
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English (en)
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Naum Staroselsky
スタロセルスキー ナウム
Saul Mirsky
マースキー ソウル
Paul A Reinke
エイ．ラインケ ポール
Paul M Negley
エム．ネグリー ポール
Robert J Sibthorp
ジェイ．シブソープ ロバート
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Compressor Controls LLC
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0269—Surge control by changing flow path between different stages or between a plurality of compressors; load distribution between compressors

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明の目的は、コンプレッサー基地を制御
するための方法および装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 最初にすべての個々のコンプレッサーの性能
を、例えばその速度を減じることによって同時的に変化
させ、次に個々のアンチサージ弁を同時的に開くことに
よってすべての機械の作動点がそれらの各サージ制御ラ
インに到達することによって、主要プロセスガスパラメ
ータを必要レベルへ戻すため全基地の性能を増加あるい
は減少させる基地コントローラに主要プロセスガスパラ
メータの制御を可能にする、複数の動コンプレッサーを
備えるコンプレッサー基地の、吸入圧、吐出圧、吐出流
等の主要プロセスガスパラメータを管理するための方法
及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、コンプレッ
サー基地を制御するための制御方法及び制御装置、より
詳細には並列及び直列作動の動コンプレッサーを制御す
るための方法及び装置に関する。
【０００２】本発明は、また、一般的に、最初のすべて
の個々のコンプレッサー性能の同時的変化、例えばそれ
らの速度を減じることにより、そして次にすべての機械
の操作点が各サージ制御ラインへ到達した後に個々のア
ンチサージ弁の同時開口によって主要プロセスガスパラ
メータを必要レベルへ戻すため、全基地の性能を増大あ
るいは減少させるための主要プロセスガスパラメータを
制御する複数の動コンプレッサーを備えたコンプレッサ
ー基地の、吸気圧、吐出圧、吐出流等の主要なプロセス
ガスパラメータを維持する為の制御方法及び制御装置に
関する。
【０００３】提案された負荷分割の構成においては、一
のコンプレッサーが親機として自動的に選択される。並
列作動では、親機として選ばれたコンプレッサーはその
サージ制御ラインへの距離が最も離れているものであ
る。直列作動では、親機はそのサージ制御ラインへの距
離及び該コンプレッサーを通る等質量流れ(equivant ma
ss flow)の双方を示す最低基準”Ｒ”値をもつ。
【０００４】親機は残りの他のコンプレッサーによって
従属され、残りのコンプレッサーは各サージ制御ライン
との距離又は親機の該距離に関する基準”Ｒ”を平均化
する。 提案された構成においては、基地制御システム
はコンプレッサーがサージが危険状態になるまでだけ各
コンプレッサーの性能を減じることができる。かかる危
険が生じた後は、主要プロセスガスパラメータは、アン
チサージ弁を調節することにより該工程を通る流れを変
化させて制御される。
【０００５】
【従来の技術】並列作動コンプレッサー及び直列作動コ
ンプレッサーのためのあらゆる既知の制御システムは、
二つのカテゴリーに分けることができる。第一のカテゴ
リーでは、アンチサージ保護装置と基地ガスパラメータ
を調節するための制御装置とは独立で、互いにすべてが
接続されている訳ではない。基地制御装置は、この基地
作動期間中一定である予設定のゲイン及びバイアスを確
立することによって個々のコンプレッサーの性能を変化
させる。ある種のコンプレッサーでは、該ゲインはゼロ
に等しく、該バイアスは一定の及びしばしば最大の速度
を基底負荷操作のために与えるよう設定される。この制
御システムのカテゴリーは、二つの主要な問題点を処理
できない。
【０００６】第１の問題は、吸入条件あるいは何らかの
機械の低調等の基地の作動条件の変化のもとで最大の負
荷分割を行うため、負荷分割装置設定点のための該ゲイ
ン及び該バイアスを変化させる必要性に関連している。
第２の問題は、工程流れ要求が持続的に減少している状
況下で、基地制御装置と個々のコンプレッサーのアンチ
サージ制御装置との間の可能な相互作用に関連してい
る。この制御システムのカテゴリーにおいては、サージ
に遠いコンプレッサーを作動する一方、サージを防止す
るための早期アンチサージ流れを含めて１又はそれ以上
のコンプレッサーをサージに危険なほど接近させること
が極めて普通である。
【０００７】第２の制御システムカテゴリーにおいて
は、基地制御装置と個々の機械の負荷分割装置とのカス
ケード接続が存在する。このカテゴリーでは、基地制御
装置が個々の操作点と各サージ限界との間の距離のため
設定点を操作する。
【０００８】並列作動のため、もし何らかの安定化手段
がかかるカスケード進入を作働可能にするため有効であ
るならば、直列作動には全く働かないであろう。しかし
並列作動に対してさえ、前記確認された安定化手段は制
御の動的正確性を低下させる。 前記問題を克服するた
め、コンプレッサーの動的制御を、カスケードを排除す
ることによって並列及び直列作動機械双方のために改善
することができるが、なおも各サージ制御ラインへの相
対距離の平均化を与えている。この動的制御は、サージ
付近での危険な相互作用を排除するため全ての制御ルー
プ間に特別な相互接続を与えることによってさらに改善
することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、主要プロセスガスパラメータの制御が、再循環等の
無駄なアンチサージ流れによって与えられる前に、同時
作動しているすべてのコンプレッサーの操作点をそれら
の各々のサージ制御ラインへ到達させることを可能とす
ることである。
【００１０】本発明の他の目的は、有効なアンチサージ
保護及び同時作動コンプレッサー間の最大負荷分割を与
える一方、該制御システムが主要プロセスガスパラメー
タの安定かつ正確な制御を行うことを可能とすることで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、コンプ
レッサー基地の上流の工程から、該基地の下流の工程へ
ガスをポンプで吸い上げるコンプレッサー基地を制御す
る方法であって、該コンプレッサー基地は複数の並列作
動の動コンプレッサーを含み、該コンプレッサーはコン
プレッサー性能を変化させるユニット最終制御手段によ
って作動され、該コンプレッサー基地は、主要プロセス
ガスパラメータを管理するため該上流及び下流の工程双
方の要求へ基地性能を調整するための基地制御システム
をも備え、該基地制御システムは、該主要プロセスガス
パラメータを制御するための基地制御手段、該ユニット
最終制御手段を作動するための各コンプレッサーに１個
のユニット制御手段、及びコンプレッサー作動点と各サ
ージ限界との間の相対距離を計算し及び該相対距離がア
ンチサージ最終制御手段を開くことにより予め決められ
た最小レベル以下に減少することを防止するための各コ
ンプレッサーに１個のアンチサージ制御手段から成り、
主要プロセスガスパラメータのその必要レベルとの偏差
を防止するため、該基地制御手段の出力の補正変化を発
現させること、各個コンプレッサーのため、サージ制御
ラインへの正常化された相対距離を計算し、各サージ限
界からのコンプレッサー作動点の前記相対距離が予め決
められた最小レベルと等しくなる瞬間に前記正常化され
た距離がゼロと等しく、並列作動コンプレッサーの各サ
ージ制御ラインへの該正常化された相対距離の中から最
高のものを選択すること、該主要プロセスガスパラメー
タを必要レベルへ戻すため、該基地制御手段の出力の測
定された補正変化により、そのサージ制御ラインへの最
高の正常化された距離でコンプレッサーのユニット最終
制御手段を作動すること、各サージ制御ラインへのその
正常化された相対距離を該選択された最高の正常化され
た距離と平均化するため、各個のコンプレッサーのため
のユニット補正信号を発現させること、及び基地主要プ
ロセスガスパラメータを必要レベルへ戻し、及び該正常
化されたコンプレッサーサージ制御ラインへの相対距離
を選択された最高の正常化距離と平均化するため、該基
地制御手段の出力の測定した変化と、該基地制御手段を
補助する該ユニット補正信号の組み合わせによって、各
サージ制御ラインへの正常化された相対距離が該選択し
た最高のものより短い、各個コンプレッサーのための該
ユニット最終制御手段を作動させること、から構成され
る該方法及び後述する装置により達成される。
【００１２】
【作用】本発明方法及び装置の主たる特長は、各個コン
プレッサーのため及びコンプレッサー基地全体のために
再循環を行わずに安全操作領域を拡大すること、ループ
相互作用の最小化又は非干渉、及びシステム安定性及び
反応速度の向上である。
【００１３】本発明によれば、コンプレッサー基地の各
動コンプレッサーは、三つの相互接続した制御ループに
よって制御される。
【００１４】第１のループは、基地において作動してい
るすべてのコンプレッサーに共通な主要プロセスガスパ
ラメータを制御する。この制御ループは、全てのコンプ
レッサーに共通である基地コントローラ中に与えられて
いる。基地コントローラはまず調速機、入口（吸入）
弁、案内弁等の各個コンプレッサーのためのユニット最
終制御を操作し、次に再循環弁等の各個のアンチサージ
最終制御装置を連続的に操作することができる。
【００１５】第２の制御ループは最適の負荷分割を与え
る。このループはユニットコントローラ中に、各コンプ
レッサー当たり１個与えられている。該ユニットコント
ローラは、コンプレッサー作動点が他のコンプレッサー
の作動点と同時かつ再循環等の何らかのアンチサージ流
が始まる前に、各サージ制御ラインへ到達することを可
能とする。各個のコンプレッサーのためのユニットコン
トローラの出力は、ユニット最終制御装置の位置のため
の設定点を与えるため、すべてのコンプレッサーに共通
な基地コントローラの出力と相互接続されている。
【００１６】第３の制御ループは、サージ制御ラインと
の相互距離を計算し、この距離がゼロレベル以下になる
ことを防止し、及びこの距離をコンパニオンユニットコ
ントローラへ伝えるアンチサージコントローラ中に与え
られている。該アンチサージコントローラの出力は、ア
ンチサージ最終制御装置の位置を操作するため基地コン
コローラの出力と相互接続されている。
【００１７】各個の機械の操作に役立つ３個全ての制御
ループ間の相互接続は、以下の方法で与えられる。
【００１８】ｉth各個コンプレッサーのユニット最終制
御装置のための設定点は、基地コントローラ及び各ユニ
ットコントローラのいずれによっても操作されるが、基
地コントローラの出力は、各サージ制御ラインとの相対
距離ｄciが予設定値”ｒi ”より高いか又は同等な場合
のみ該設定点を増加し又は減少させることができる。そ
れはｄciがｒi より小さい時、該設定点を増加できるだ
けである。
【００１９】各々のアンチサージ最終制御装置の位置の
ための設定点は、各アンチサージコントローラ又は基地
コントローラのいずれかによって操作することができ
る。アンチサージ最終制御装置は、該アンチサージコン
トローラによってのみ閉じることができる。この装置
は、ある実施においてｄci＜ｒi である場合、より高い
開口を要求するもののいずれか１つによって開けること
ができる。別に第２の実施においては、アンチサージコ
ントローラと基地コントローラ双方の補正作用は、双方
がアンチサージ最終制御装置が開けられるこを要求する
場合に一緒に加えることができ、そしてその結果は、ｄ
ci＜ｒi である場合、アンチサージ最終制御装置を開け
るために使用される。
【００２０】並列作動コンプレッサー間の最大負荷分割
は、本発明において以下の方法によって与えられる。
【００２１】各ユニットコントローラは、コンパニオン
アンチサージコントローラによって計算された各々のサ
ージ制御ラインとの相対距離を受け取り、該距離を並列
作動にあるすべてのコンプレッサー間の基地コントロー
ラによって選択された最大相対距離と比較する。その各
サージ制御ラインとの最大相対距離をもつコンプレッサ
ーは親機として自動的に選択される。親機のユニット最
終制御装置のための設定点は基地コントローラによって
のみ操作される。
【００２２】並列システムにある残りのコンプレッサー
のユニット最終制御装置(devices)のための設定点は、
すべてのコンプレッサーに共通の主要プロセスガスパラ
メータの制御が該基地コントローラによって操作されて
いることに加えて、親機の相対距離と各サージ制御ライ
ンとの相対距離を平均化するように操作される。
【００２３】コンプレッサーの直列作動では、ｉthコン
プレッサーのためのユニットコントローラが、ｉthコン
プレッサーのためのサージ制御ラインとの相対距離とｉ
thコンプレッサーを通る等質量流速の双方を示す特別な
基準”Ｒi ”値を計算する。該ユニットコントローラ
は、基地コントローラによって選抜された親機コンプレ
ッサーの最終基準Ｒmin 値とそれ自体の基準”Ｒi ”値
を平均化することによって接続したコンプレッサーのた
めの負荷分割を制御する。
【００２４】同様に、並列作動コンプレッサーの場合
は、親機コンプレッサーが選ばれ、残りのコンプレッサ
ーが親機に従う。しかし直列作動コンプレッサーについ
ては、それらの基準Ｒi 値を親機の値と平均化すること
により従う。
【００２５】本発明の目的は、主要プロセスガスパラメ
ータを制御する目的のため、すべての負荷分割を行うコ
ンプレッサーがそれら各々のサージ制御ラインへ到達す
るまで、再循環等のアンチサージ最終装置を通る不要な
ガス流を防止することである。この目的は、並列作動コ
ンプレッサーについては各サージ制御ラインとの相対距
離を平均化することにより、直列作動コンプレッサーに
ついては該各サージ制御ラインとの相対距離とコンプレ
ッサーを通る等質量流速の双方を示す基準”Ｒ”値を平
均化することによれ達成される。該等質量流れは、直列
作動機械間の流れ抽出(flow extraction) 又は流れ進入
(flow admission)を補償する。
【００２６】本発明の他の目的は、各個コンプレッサー
のアンチサージ保護とコンプレッサー基地の主要プロセ
スガスパラメータを制御する制御ループとの間の相互作
用を防止することである。
【００２７】本発明の他の目的、特長及び新規な特性
は、添付の図面と関連して検討することにより、以下の
詳細な記載から明らかとなる。
【００２８】
【実施例】図面中、参照番号は数枚の図面を通して同一
又は対応する部分を指している。第１図は、蒸気タービ
ン（１０２）及び（２０２）各々によって駆動され、圧
縮されたガスを各逆流防止弁（１０５）及び（２０５）
を通して共通の吐出マニホルド（１０４）へ汲み上げる
二つの並列作動動コンプレッサー（１０１）及び（２０
１）を示す。各コンプレッサーは、ポジショナー（１０
７）及び（２０７）を有する各作動装置を有するコンプ
レッサー（１０１）のための再循環弁（１０６）及びコ
ンプレッサー（２０１）のための同弁（２０６）によっ
て供給される。前記蒸気タービンはそれぞれ調速機（１
０３）及び（２０３）を有し、各動コンプレッサーの速
度を制御している。各コンプレッサーは、コンプレッサ
ー（１０１）のための流量測定装置（１０８）及びコン
プレッサー（２０１）のための同装置（２０８）によっ
て供給され；伝送機（１１１），（１１２），（１１
３），（１１４），（１１５）及び（１１６）は、コン
プレッサー（１０１）のため吸入状態の流れ成分（１０
８）に交差する異なる圧力、吸入圧、吐出圧、吐出温度
及び回転速度それぞれを測定するために与えられ；伝送
機（２１１），（２１２），（２１３），（２１４），
（２１５）及び（２１６）は、コンプレッサー（２０
１）のため吸入状態の流れ成分（２０８）に交差する異
なる圧力、吸入圧、吸入温度、吐出圧、吐出温度及び回
転速度それぞれを測定するために与えられている。
【００２９】再循環ライン（１５０）及び（２５０）
は、上流工程からのガスを受け取る共通の吸入マニホル
ドへ送り込み、そのガスを共通のクーラー（１９８）及
び共通のノックアウトドラム（１９７）を通して共通の
マニホルド（１９６）へ通過させる。
【００３０】コンプレッサー（１０１）及び（２０１）
双方は、共通の吸入マニホルド（１０４）における圧力
制御、及び個々のコンプレッサーの最適な負荷分割及び
アンチサージ保護を与える基地制御システムによって補
充される。
【００３１】前記制御システムは、計算された補正信号
△ＳOUT を用いて圧力伝送機（１９５）によって測定さ
れた主要プロセスガスパラメータ（本願実施例における
吐出圧）を制御する一個の共通の基地コントローラ（１
２９）；各コンプレッサーの性能を設定点ＵOUT1及びＵ
OUT2を制御することによって調速機（１０３）及び（２
０３）のそれぞれへ制御するコンプレッサー（１０１）
及び（２０１）のそれぞれのための二つのユニットコン
トローラ（１２３）及び（２２３）；及び再循環弁（１
０６）及び（２０６）それぞれのためのポジショナー
（１０７）及び（２０７）の設定点ＡOUT1及びＡOUT2を
操作するコンプレッサー（１０１）及び（２０１）それ
ぞれのための二つのアンチサージコントローラ（１０
９）及び（２０９）から構成される。
【００３２】第２図によれば、各コンプレッサー当たり
１個の、２個のアンチサージコントローラ（１０９）及
び（２０９）はそれぞれ７個の制御モジュールから構成
されている。即ち、コンプレッサー（１０１）のための
６個の伝送機（１１１），（１１２），（１１３），
（１１４），（１１５）及び（１１６）、及びコンプレ
ッサー（２０１）のための伝送機（２１１），（２１
２），（２１３），（２１４），（２１５）及び（２１
６）から各々信号受け取るコンプレッサー（１０１）の
ための同モジュール（１１０）及びコンプレッサー（２
０１）のための測定モジュール（２１０）；コンプレッ
サー（１０１）のための計算モジュール（１１７）及び
コンプレッサー（２０１）のための同モジュール（２１
７）；コンプレッサー（１０１）のためのコンパラメー
タモジュール（１１８）及びコンプレッサー（２０１）
のための同モジュール（２１８）；コンプレッサー（１
０１）のためのＰ＋Ｉ制御モジュール（１１９）及びコ
ンプレッサー（２０１）のための同モジュール（２１
９）；コンプレッサー（１０１）のための出力処理モジ
ュール（１２０）及びコンプレッサー（２０１）のため
の同モジュール（２２０）；コンプレッサー（１０１）
のための非一次関数モジュール（１２１）及びコンプレ
ッサー（２０１）のための同モジュール（２２１）、及
びコンプレッサー（１０１）のための掛算器モジュール
（１２２）及びコンプレッサー（２０１）のための同モ
ジュール（２２２）である。
【００３３】各コンプレッサー当たり１個の２個のユニ
ットコントローラ（１２３）及び（２２３）はそれぞれ
５個の制御モジュールから成っている。即ち、コンプレ
ッサー（１０１）のための正常化モジュール（１２４）
及びコンプレッサー（２０１）のための同モジュール
（２２４）；コンプレッサー（１０１）のためのＰ＋Ｉ
制御モジュール（１２５）及びコンプレッサー（２０
１）のための同モジュール（２２５）；コンプレッサー
（１０１）のための合計モジュール（１２６）及びコン
プレッサー（２０１）のための同モジュール（２２
６）；コンプレッサー（１０１）のための非一次関数モ
ジュール（１２７）及びコンプレッサー（２０１）のた
めの同モジュール（２２７）；及びコンプレッサー（１
０１）のための掛算器モジュール（１２８）及びコンプ
レッサー（２０１）のための同モジュール（２２８）で
ある。
【００３４】前記基地コントローラ（１２９）は双方の
コンプレッサーに共通であり、３個の制御モジュール、
すなわち、圧力伝送機（１９５）からの信号を受け取る
測定モジュール（１３０）、Ｐ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール
（１３１）、及び選択モジュール（１３２）から成って
いる。
【００３５】アンチサージコントローラ（１０９）及び
（２０９）とユニットコントローラ（１２３）及び（２
２３）は全く同一であるので、それらの成分間の相互接
続はコンプレッサー（１０１）だけのための実施例によ
って記載できる。
【００３６】コンプレッサー（１０１）のアンチサージ
コントローラ（１０９）の計算モジュール（１１７）は
測定モジュール（１１０）により、６個の伝送器、すな
わち流量測定装置（１０８）と交差する圧力作動伝送器
（１１１）、吸入圧及び温度伝送器各（１１２）及び
（１１３）、吐出圧及び温度伝送器各（１１４）及び
（１１５）、及び速度伝送器（１１６）から収集された
データを受け取る。収集されたデータに基づいて、前記
計算モジュール（１１７）は、コンプレッサー（１０
１）の操作伝送器のその各サージ限界ラインへの相対距
離を計算する。該相対距離は例えば次のように計算され
る：
【００３７】
【式１】 式中、ｆ（Ｎ）はコンプレッサー（１０１）の速度
（Ｎ）の変化に対する各サージ限界の傾斜の変化を示
し、Ｒc はコンプレッサー（１０１）によって生じる圧
縮比であり、△Ｐo は吸入状態の流量測定装置を交差す
る圧力差動であり、Ｐsは吸入圧であり、σはコンプレ
ッサー（１０１）のためのポリトロープ指数、及びＫは
一定分子量及び圧縮性をもつガス定数である。
【００３８】その順番がきた時の圧縮比Ｒc は、以下の
ように計算される。
【００３９】
【式２】 式中、Ｐd 及びＰs は絶対単位であり、及び指数σはポ
リトロープ圧縮の法則、
【００４０】
【式３】 を用いて計算され、
【００４１】
【式４】 を得る。ここでＲT は温度比
【００４２】
【式５】 Ｔd 及びＴs はそれぞれ絶対単位ににおける吐出及び吸
入温度である。
【００４３】計算されたサージ限界ラインへの該相対距
離（ｄr1）に基づいて、コンパラメータモジュール（１
１８）は各サージ制御ラインへの相対距離（ｄc1）：
【００４４】
【式６】 を計算する。式中、ｂ1 は各サージ限界とサージ制御ラ
インの安全限界である。Ｐ＋Ｉ制御モジュールはゼロに
等しい設定点をもつ。これは再循環弁（１０６）を開口
することにより、距離ｄc1が正の数レベル以下に下がる
ことを防止する。該バルブ（１０６）は、アンチサージ
コントローラ（１０９）の出力処理モジュール（１２
０）によって作動されるポジショナー（１０７）により
作動装置と一緒に操作される。該出力処理モジュール
（１２０）は、選択モジュールあるいは合計モジュール
として任意に配置できる。選択モジュールとして、モジ
ュール（１２０）はＰ＋Ｉモジュール（１１９）の微分
変化あるいは掛算器（１２２）の微分変化のいずれかを
選択し、これらはいずれも弁（１０６）のより大きな開
口を要求する。合計モジュールとして、Ｐ＋Ｉモジュー
ル（１１９）及び掛算器モジュール（１２２）の双方の
微分変化が合計される。前記掛算器モジュール（１２
２）は、基地コントローラ（１２９）のＰ＋Ｉ＋Ｄ制御
モジュール（１３１）の微分変化△Ｓout に相対距離ｄ
c1及び基地コントローラ補正信号△Ｓoutの非一次関数
を掛算する。この一次関数値は、値Ｍ11、値Ｍ12又は０
と等しくすることができる。この値は、ｄc1＜ｒ1 でか
つ△Ｓout ＞０である場合を除き常にゼロに等しく、こ
の場合それは値Ｍ11に等しく、ｄc1＜ｒ1 でかつ△Ｓ
out ＜０である場合は、それは値Ｍ12に等しい。
【００４５】ユニットコントローラ（１２３）及び（２
２３）はまた全く同一で、いずれの操作もユニットコン
トローラ（１２３）のみについての実施例によって十分
記載することができる。
【００４６】相対距離ｄc1は、正常化モジュール（１２
４）がアンチサージコントローラ（１０９）によって計
算された相対距離ｄc1に、係数β1 を掛算するユニット
コントローラ（１２３）へ向けられている。このような
正常化の目的は、その最大で、
【００４７】
【式７】 となる方法で、その最大速度及び必要な吐出圧下でコン
プレッサー（１０１）の作動点を位置決めすること、あ
るいは最も頻繁な作動条件下でその最大効率域に各作動
点を位置決めすることである。係数β1 はより高いレベ
ルの最適化システムによって動的に限定してもよい。
【００４８】正常化モジュール（１２４）の出力は、基
地コントローラ（１２９）の選択モジュール（１３２）
及びユニットコントローラ（１２９）のＰ＋Ｉ制御モジ
ュールへ向けられている。選択モジュール（１３２）は
コンプレッサー（１０１）及び（２０１）それぞれのた
めｄcn1 及びｄcn2 の間の最高値としてｄcnmax を選択
し、設定点としてこの最高値を各ユニットコントローラ
（１２３）及び（２２３）のＰ＋Ｉモジュール（１２
５）及び（２２５）へ送る。
【００４９】もしモジュール（１３２）によって選ばれ
たｄcnmax 値がｄcn1 ならば、コンプレッサー（１０
１）は自動的に親機となる。そのＰ＋Ｉモジュール（１
２５）は次に０に等しい出力の微分変化を起こす。結果
として、合計モジュール（１２６）は非一次関数（１２
７）がゼロに等しくないことを条件に、基地コントロー
ラ（１２９）のＰ＋Ｉ＋Ｄモジュール（１３１）の出力
微分変化△Ｓout によってのみ作動される。もしモジュ
ール（１３２）が正常化された距離ｄcn2 を選ぶなら
ば、続いてユニットコントローラ（１２３）のＰ＋Ｉモ
ジュール（１２５）は、それ自身の正常化された距離ｄ
cn1 を自動的に親機となるコンプレッサー（２０１）の
該距離へ平均化する。
【００５０】この場合該合計ユニット（１２６）は、そ
の出力を二つの制御モジュール、すなわちユニットコン
トローラ（１２３）のＰ＋Ｉモジュール（１２５）及び
基地コントローラ（１２９）のＰ＋Ｉ＋Ｄモジュール
（１３１）の微分変化をベースとして変化させる。関数
制御モジュール（１２７）によってつくられた非一次関
数のため、Ｐ＋Ｉ＋Ｄモジュール（１３１）の微分変化
△Ｓout はモジュール（１２８）によって、Ｍ13又はＭ
14に等しい値、又はゼロのいずれかによって掛算され
る。
【００５１】相対距離ｄc1が値”ｒ1 ”より高いか又は
等しい場合、掛算因数は常に等しい。それはｄcn1 ＜ｒ
1 の場合Ｍ14に等しく、モジュール（１３１）の出力の
微分変化△Ｓout はゼロより大きい。しかしながら、ｄ
cn1 ＜ｒ1 でかつモジュール（１３１）の出力の微分変
化△Ｓout がゼロより小さいか等しい場合は、掛算因数
はゼロに等しい。これは、共通のマニホルド（１０４）
における吐出圧を制御する一方で、基地コントローラが
共通のコンプレッサー（１０１）のためのその各々のサ
ージ制御ラインへの相対距離ｄc1を一定の予設定レベ
ル”ｒ1 ”以下に減少できないことを意味する。
【００５２】ユニットコントローラ（１２３）の合計モ
ジュール（１２６）の出力は、調速機（１０３）のため
の設定点Ｕout1を操作する。
【００５３】基地コントローラ（１２９）は、共通の吐
出マニホルド（１０４）中の伝送機（１９５）によって
測定された圧力を維持するためそのＰ＋Ｉ＋Ｄ制御モジ
ュール（１３１）の微分変化△Ｓout を変化させる。
【００５４】第１図により示された制御システムの作動
は、以下の実施例により説明される。最初に、コンプレ
ッサー（１０１）及び（２０１）の双方が、共通のマニ
ホルド（１０４）中の要求された吐出圧下で、完全に閉
じ込められた再循環弁（１０６）及び（２０６）ととも
に作動されることを仮定しよう。それらの作動点の各サ
ージ制御ラインへの正常化された相対距離ｄcn1 及びｄ
cn2 は、同じ値”２”に等しい。さらに流れに対する工
程の要求が共通のマニホルド（１０４）中で減少するこ
とを仮定する。結果として、マニホルド（１０４）中の
圧力は増加を始める。コンプレッサー（１０１）のその
サージ制御ラインへの正常化された距離ｄcn1 は値Ａ1
へ減少する。そして、コンプレッサー（２０１）のた
め、その正常化された相対距離ｄcn2 の値は値２から値
Ａ2 へ減少する。同様にＡ1 ＞Ａ2かつ相対距離ｄcn1
及びｄcn2 の双方がそれらの各予設定値”ｒ1 ”及び”
ｒ2”より大きいことを仮定する。
【００５５】選択モジュール（１３２）は、ユニットコ
ントローラ（１２３）及び（２２３）それぞれの制御モ
ジュール（１２５）及び（２２５）のための設定点ｄ
cnmaxとしてｄcn1 の値を選択する。該コンプレッサー
（１０１）はそれゆえ自動的に親機として選択されてい
る。
【００５６】ｄcn1 はｒ1 より大きいので、該非一次関
数（１２７）はＭ11に等しく、そしてユニットコントロ
ーラ（１２３）の合計モジュール（１２６）は、掛算器
（１２８）を介して必要レベルまでマニホルド（１０
４）中の圧力を戻すことが要求され、Ｍ11によって掛算
されたＰ＋Ｉ＋Ｄモジュール（１３１）の出力の微分減
少△Ｓout を受け取る。前記Ｐ＋Ｉ＋Ｄモジュール（１
３１）の出力の微分減少は、タービン（１０２）用の調
速機（１０３）の設定点を減少させ、コンプレッサー
（１０１）を介する流れを減少させる。同時に、コンプ
レッサー（２０１）のユニットコントローラ（２２３）
の合計モジュール（２２６）は、基地コントローラ（１
２９）の制御モジュール（１３１）の出力の微分変化、
及びコンプレッサー（２０１）のユニットコントローラ
（２２３）のＰ＋Ｉ制御モジュール（２２５）の出力の
変化双方の影響を受けながらコンプレッサー（２０１）
のための調速機（２０３）の設定点を変化させる。
【００５７】該過渡処理は距離ｄc1n 及びｄc2n 双方が
平均化されるまで続き、そして吐出マニホルド（１０
４）中の圧力が必要なレベルへ戻される。
【００５８】再び、該工程流れ要求がさらに減少し、そ
して各個コンプレッサーの速度がｄcn1 ＝ｄcn2 ＝０ま
で減少されることを仮定する。流れ要求のそれ以上の減
少は、各サージ制御ラインの作動点を保持するため、出
力処理モジュール（１２０）及び（２２０）それぞれを
介するアンチサージコントローラ（１０９）及び（２０
９）による両再循環弁（１０６）及び（２０６）の開口
を開始するだろう。
【００５９】流れ要求のそれ以上の減少は再び吐出圧を
増加し；距離ｄcn1 及びｄcn2 はレベルｒ1 及びｒ2 以
下にそれぞれ減少し；そして基地コントローラ（１２
９）はコンプレッサー（１０１）及び（２０１）の速度
を減少させる能力を失うであろう。その代わりに、それ
は掛算器モジュラー（１２２）及び（２２２）のそれぞ
れを介してアンチサージコントローラ（１０９）及び
（２０９）の出力処理モジュール（１２０）及び（２２
０）へ、そのＰ＋Ｉ制御モジュール（１３１）の出力の
微分変化を送ることを開始するであろう。もし、出力処
理モジュール（１２０）及び（２２０）が選択機能を遂
行し、そしてもしこれらの微分変化△Ｓoutが、モジュ
ール（１１９）及び（２１９）によって要求される以上
に再循環弁（１０６）及び（２０６）の開口を要求する
ならば、その時は、必要なレベルへ圧力を戻すため再循
環弁は微分変化△Ｓout により開かれるであろう。もし
出力処理モジュール（１２０）及び（２２０）が合計機
能を行うならば、その時は双方の微分変化は組み合わさ
れ必要レベルへ圧力を戻すため再循環弁（１０６）及び
（２０６）を開くであろう。距離ｄcn1 及びｄcn2 がそ
れぞれ予設定レベルｒ1 及びｒ2 より高くなるや否や、
基地コントローラ（１２９）のＰ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュー
ル（１３１）は、両方のコンプレッサーの速度を減少さ
せるためユニットコントローラ（１２３）及び（２２
３）を介して機能するであろう。この工程は共通の吐出
マニホルド（１０４）中の圧力がその必要レベルへ戻る
まで続くであろう。
【００６０】さらに流れ要求が増加することを仮定す
る。結果として、マニホルド（１０４）中の圧力が降下
し、そして距離ｄcn1 及びｄcn2 が正の数となる。基地
コントローラ（１２９）は、そのＰ＋Ｉ＋Ｄモジュール
（１３１）を介して、コンプレッサー（１０１）及び
（２０１）双方の速度を直ちに増加することを開始する
であろう。同時に、アンチサージコントローラは、それ
らの各Ｐ＋Ｉモジュール（１１９）及び（２１９）を介
して再循環弁（１０６）及び（２０６）を閉じることを
開始するであろう。同様に距離ｄcn2 がｄcn1 より高く
なることを仮定する。結果として、該コンプレッサー
（２０１）は自動的に親機となるであろう。ユニットコ
ントローラ（１２３）の該Ｐ＋Ｉモジュール（１２５）
は、基地コントローラ（１２９）のＰ＋Ｉ＋Ｄモジュー
ルの出力の微分増加に加えて、コンプレッサー（１０
１）の速度を高めるであろう。結果として、両方のコン
プレッサーは、それらの距離ｄcn1 及びｄcn2 を平均化
するであろう。もし、その最大速度へ到達した結果とし
てコンプレッサー（２０１）がその相対距離ｄcn2 を減
少できないならば、この限界のあるコンプレッサー（２
０１）は選択工程において除外されるであろう。結果と
して、コンプレッサー（１０１）が親機として自動的に
選択され、基地コントローラ（１２９）へ、コンプレッ
サー（１０１）の速度を増加し、そして必要レベルへ基
地吐出圧をもとへ戻すことを可能にするであろう。
【００６１】次に第３図に示された図面を参照すると、
コンプレッサー基地が図中に二つの直列作動の遠心回転
コンプレッサー（１０１）及び（２０１）とともに示さ
れている。コンプレッサー（１０１）及び（２０１）
は、調速機各（１０３）及び（２０３）と一緒にタービ
ン各（１０２）及び（２０２）によって駆動される。低
圧コンプレッサー（１０１）は、吸入基地マニホルド
（１０５）から与えられた基地吸入ドラム（１０４）か
らガスを受け取る。ドラム（１０４）中へ入る前に該ガ
スはクーラー（１０６）で冷却される。
【００６２】高圧コンプレッサー（２０１）は吸入マニ
ホルド（２０５）から与えられる吸入ドラム（２０４）
からガスを受け取る。吸入ドラム（２０４）へ入る前に
該ガスはクーラー（２０６）により冷却される。同様に
マニホルド（２０５）へ入る側流の流れがある。結果と
して、高圧コンプレッサー（２０１）を介する該質量流
れは、低圧コンプレッサー（１０１）を介する質量流れ
よりも高い。
【００６３】各コンプレッサーは、コンプレッサー（１
０１）のための吸入流量測定装置（１０７）及びコンプ
レッサー（２０１）のための同装置（２０７）のためコ
ンプレッサー（１０１）のための吐出吸引流量測定装置
（１０８）及びコンプレッサー（２０１）のための同装
置（２０８）；流量測定装置（１０８）及び（２０８）
それぞれの下流に配置された逆流防止弁（１１１）及び
（２１１）；コンプレッサー（１０１）のための再循環
弁（１０９）及びコンプレッサー（２０１）のための同
弁（２０９）を備えている。該再循環弁は、コンプレッ
サー（１０１）のためのポジショナー（１１０）及びコ
ンプレッサー（２０１）のためのポジショナー（２１
０）といっしょに作動装置によって操作される。
【００６４】該して、直列のすべてのコンプレッサーを
通って吸入マニホルド（１０５）から吐出マニホルド
（２１３）へ通過する最小質量流速Ｗm は、吐出流量測
定装置によって測定される最小の全質量流速である。コ
ンプレッサー（１０１）及び（２０１）それぞれのため
の吐出流量測定装置（１０８）及び（２０８）により測
定された該質量流速をＷd1及びＷd2としよう。マニホル
ド（２０５）中へ入った側流質量流れをＷs2としよう。
もし、前記側流質量流速Ｗs2が正の数であるならば、質
量流れはマニホルド（２０５）へ加えられる。それゆ
え、質量流速Ｗd2はマニホルド（２０５）に加えられて
いる質量流れＷs2の量により質量流速Ｗd1より大きく、
そしてこの最小質量流速Ｗm はコンプレッサー（１０
１）への吐出質量流速Ｗd1に等しくなるであろう。も
し、側流質量流速Ｗs2が負の値であるならば、その時
は、質量流れはマニホルド（２０５）から抽出されてい
る。この場合、質量流速Ｗd2は、マニホルド（２０５）
で抽出されている質量流れＷd2の量によって質量流速Ｗ
m はコンプレッサー（１０１）への吐出質量流速Ｗd2に
等しくなるであろう。
【００６５】最小質量流速Ｗm とｉthコンプレッサーの
ための吐出質量流速Ｗd1の差△i が、最小流量のコンプ
レッサーの上流又は下流へ加えられる。
【００６６】各コンプレッサーはさらに、コンプレッサ
ー（１０１）のため吸入状態の流れ成分（１０７）を交
差する差動圧、吸入圧、吐出圧、吐出温度、吐出中の流
れ成分（１０８）を交差する差動圧及び回転速度をそれ
ぞれ測定するための伝送機（１１４），（１１５），
（１１６），（１１７），（１１８），（１１９）及び
（１２０）；及び、コンプレッサー（２０１）のため吸
入状態の流れ成分（２０７）を交差する差動圧、吸入
圧、吸入温度、吐出圧、吐出温度、吐出中の流れ成分
（２０８）を交差する差動圧、及び回転速度をそれぞれ
測定するための伝送機（２１４），（２１５），（２１
６），（２１７），（２１８），（２１９）及び（２２
０）によって補充される。
【００６７】コンプレッサー（１０１）及び（２１０）
双方は、最適な方法でコンプレッサー（１０１）及び
（２１０）間の共通の基地圧力比を分割し、そしてサー
ジから両コンプレッサーを保護する一方、吸入ドラム
（１０４）中の圧力を維持している基地制御システムに
よって補充される。
【００６８】前記基地制御システムは、計算された補正
信号△Ｓout を用いて圧力伝送機（１４１）によって測
定された主要プロセスガスパラメータ（本実施例におけ
る吸入ドラム（１０４）圧）を制御する１個の共通基地
コントローラ；調速機（１０３）及び（２０３）それぞ
れへの設定点Ｕout1とＵout2を制御することによって、
各コンプレッサー（１０１）及び（２０１）それぞれの
ための２個のユニットコントローラ（１２９）及び（２
２９）；及び、再循環弁（１０９）及び（２０９）それ
ぞれのためのポジショナー（１１０）及び（２１０）の
設定点Ａout1及びＡout2を操作するコンプレッサー（１
０１）及び（２０１）それぞれのための２個のアンチサ
ージコントローラ（１２８）及び（２２８）から成って
いる。
【００６９】第２（ｂ）図を参照すると、コンプレッサ
ー（１０１）及び（２０１）それぞれのための２個の同
一のアンチサージコントローラ（１２８）及び（２２
８）は、各々が７個の制御モジュール、すなわち、コン
プレッサー（１０１）のための７個の伝送機（１１
４），（１１５），（１１６），（１１７），（１１
８），（１１９）及び（１２０）、及びコンプレッサー
（２０１）のための伝送器（２１４），（２１５），
（２１６），（２１７），（２１８），（２１９）及び
（２２０）から各々信号を受け取るコンプレッサー（１
０１）のための測定制御モジュール（１２６）及びコン
プレッサー（２０１）のための同モジュール（２２
６）；コンプレッサー（１０１）のための計算モジュー
ル（１２７）及びコンプレッサー（２０１）のための同
モジュール（２２７）；コンプレッサー（１０１）のた
めの比率及び積分制御モジュール（１２２）及びコンプ
レッサー（２０１）のための同モジュール（２２２）；
コンプレッサー（１０１）のためのコンパラメータモジ
ュール（１２１）及びコンプレッサー（２０１）のため
の同モジュール（２２１）；コンプレッサー（１０１）
のための出力処理モジュール（１２３）及びコンプレッ
サー（２０１）のための同モジュール（２２３）；コン
プレッサー（１０１）のための掛算器モジュール（１２
４）及びコンプレッサー（２０１）のための同モジュー
ル（２２４）；及びコンプレッサー（１０１）のための
非一次関数モジュール（１２５）及びコンプレッサー
（２０１）のための同モジュール（２２５）；から構成
される。
【００７０】コンプレッサー（１０１）及び（２０１）
それぞれのための２個のユニットコントローラ（１２
９）及び（２２９）は、各々６個の制御モジュール、す
なわち、コンプレッサー（１０１）のための同モジュー
ル（２３１）；コンプレッサー（１０１）のための計算
制御モジュール（１３０）及びコンプレッサー（２０
１）のための同モジュール（２３０）；コンプレッサー
（１０１）のための比率・積分制御モジュール（１３
５）及びコンプレッサー（２０１）のための同モジュー
ル（２３５）；コンプレッサー（１０１）のための合計
制御モジュール（１３４）及びコンプレッサー（２０
１）のための同モジュール（２３４）；コンプレッサー
（１０１）のための掛算器モジュール（１３３）及びコ
ンプレッサー（２０１）のための同モジュール（２３
３）；及びコンプレッサー（１０１）のための非一次関
数モジュール（１３２）及びコンプレッサー（２０１）
のための同モジュール（２３２）；から構成される。
【００７１】基地コントローラ（１３６）は両コンプレ
ッサーに共通であり、そして４個の制御モジュール、す
なわち、圧力伝送機（１４１）からの信号を読み取る測
定モジュール（１３９）、最小基準Ｒ選択モジュール
（１３８）、最小質量流れ選択モジュール（１３７）、
及び比率・積分・導函教制御モジュールから構成され
る。 アンチサージコントローラ（１２８）及び（２２
８）は全く同一であるので、それらの作動は実施例のよ
うにアンチサージコントローラ（１２８）を用いて説明
できる。該アンチサージコントローラ（１２８）の測定
制御モジュール（１２６）は、７個の伝送機すなわち、
流量測定装置（１０７）を交差する圧力差動を測定する
差動圧力伝送機（１１４）；吸入及び吐出圧力伝送機各
（１１５）及び（１１７）；吸入及び吐出温度伝送機各
（１１６）及び（１１８）；速度伝送機（１２０）、及
び流量測定装置（１０８）を交差する圧力差動を測定す
る差動圧力伝送機（１１９）からデータを収集する。
【００７２】全く同様に、並列作動では前記計算モジュ
ール（１２７）は、式（１）〜（５）を参照して、伝送
機から収集されたデータに基づいてその各々のサージ限
界ラインからのコンプレッサー（１０１）の作動点の相
対距離ｄr1を計算する。一定のガス組成を仮定して、該
モジュールは同様に流量測定装置（１０７）を通る下記
で表される質量流速Ｗc1：
【００７３】
【式８】 ここで、△Ｐos、Ｐs 及びＴs は、伝送機（１１４），
（１１５），及び（１１６）によってそれぞれ読み取ら
れ、流量測定装置（１０８）を通る下記で表される質量
流速Ｗd1：
【００７４】
【式９】 ここで、△Ｐod、Ｐd 及びＴd は、伝送機（１１９），
（１１７），及び（１１８）でそれぞれ読み取られる。
計算された両質量流速Ｗc1及びＷd1は、コンプレッサー
（１０１）のためのコンパニオンユニットコントローラ
（１２９）の計算モジュール（１３０）へ向けられる。
質量流速Ｗd1は、コンプレッサー（１０１）及び（２０
１）双方を介して通過する最小質量流速Ｗm を選択する
ため、基地コントローラ（１３６）の最小流量モジュー
ル（１３７）へ同様に向けられる。計算された各々のサ
ージ限界ラインへの相対距離は、コンプレッサー（１０
１）のための作動点とそのサージ制御ラインとの相対距
離ｄc1を相対距離ｄc1：
【００７５】
【式１０】 から安定限界ｂ1 を減じることによって算出するコンパ
ラータモジュール（１２１）へ向けられる。このサージ
制御ラインへの相対距離は、ユニットコントローラ（１
２９）の正常化モジュール（１３０）及びアンチサージ
コントローラ（１２８）の非一次関数モジュール（１２
５）及びＰ＋Ｉ制御モジュール（１２２）双方へ向けら
れる。該（Ｐ＋Ｉ）制御モジュール（１２２）はゼロに
等しい設定点をもつ。それは、距離ｄc1が再循環弁（１
０９）を開くことによって正の数レベル以下に下がらな
いよう防止する。再循環弁（１０９）は、アンチサージ
コントローラ（１２８）の出力処理モジュール（１２
３）によって作動されるホジショナー（１１０）により
作動装置と一緒に操作される。該モジュール（１２３）
は、選択モジュールあるいは合計モジュールとして任意
に配置することができる。選択モジュールとして、Ｐ＋
Ｉモジュール（１２２）から受け取った微分変化又は掛
算器（１２４）の微分変化のいずれかを選択し、これら
の変化はいずれも弁（１０９）のより大きな開口を要求
する。合計モジュールとして、Ｐ＋Ｉモジュール（１２
２）と掛算器モジュール（１２４）双方の微分変化を合
計する。掛算器モジュール（１２４）は、基地コントロ
ーラ（１３６）のＰ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール（１４０）
を、相対距離ｄc1と基地コントローラ微分出力△Ｓout
の非一次関数で乗じる。この関数は値Ｍ11，Ｍ12又は０
のいずれかと等しくすることができる。この値はｄc1≧
ｒi の場合はゼロに等しく、ｄc1＜ｒi でかつ△Ｓou t
＞０の時はＭ11に等しく、そしてｄc1＜ｒi でかつ△Ｓ
out ＜０の場合はＭ12に等しい。
【００７６】ユニットコントローラ（１２９）及び（２
２９）は同様に全く同一であるから、両者の操作はユニ
ットコントローラ（１２９）だけの実施例によって十分
記載可能である。
【００７７】ユニットコントローラ（１２９）の正常化
モジュール（１３１）は、コンプレッサー（１０１）の
サージ制御ラインへの相対距離ｄc1を下記式の形で正常
化する。
【００７８】
【式１１】 このような正常化の目的は、その最大速度及び必要吐出
圧下でコンプレッサー（１０１）の作動点を位置決めす
ること、又は最も頻繁な作動条件においてその最大効率
域で各作動を位置決めすることのいずれかである。係数
β1 は、より高いレベルの最適な系によって動的に限定
してもよい。
【００７９】ユニットコントローラ（１２９）の正常化
モジュール（１３１）の出力は、アンチサージコントロ
ーラ（１２８）の計算モジュール（１２７）から受け取
った計算された質量流れＷc1及びＷd1といっしょに、さ
らに基地のコントローラ（１３６）の選択制御モジュー
ル（１３７）によって選択された最小吐出流れＷm とい
っしょに計算モジュール（１３０）へ入る。直列作動コ
ンプレッサー間での安定な最適負荷分割のためには、コ
ンプレッサー作動点のそれらの各々のサージ制御ライン
との相対距離ｄc1を平均化するだけでは十分ではない。
コンプレッサーがそれらのサージ制御ライン上で作動
し、そして相対距離ｄc1及びｄc2がゼロに等しい場合が
特に重要である。該制御システムは、次に中立となり、
そして負荷分割は不可能となる。最適な直列負荷分割の
ための最も便宜な基準は、サージ制御ラインへの相対距
離と吸入マニホルド（１５０）からその吐出マニホルド
（２１３）へすべての直列で作動するコンプレッサーを
通過する最小流れに等しい等質量流速の両方から成って
なければない。用いられる基準は、すべてのコンプレッ
サーを通して等質量流速及び各サージ制御ラインへ等し
い距離を与えなければならない。
【００８０】ユニットコントローラ（１２９）の計算制
御モジュール（１３０）は、そのような基準Ｒとして計
算し、この基準は下記式で定義される。
【００８１】
【式１２】 ここで、
【００８２】
【式１３】 である。
【００８３】最小吐出質量流速Ｗm は、コンプレッサー
（１０１）及び（２０１）それぞれのために計算された
質量流速Ｗd1及びＷd2から基地コントローラ（１３６）
の流れ選択モジュール（１３７）によって選択される。
【００８４】第３図に示された系においては、側流質量
流速Ｗs2は正の数をもち、Ｗd1＝Ｗm であり、そしてコ
ンプレッサー（１０１）に関して△1 ＝０である。しか
し、コンプレッサー（２０１）に関しては、△2 は正の
数で、
【００８５】
【式１４】 である。
【００８６】計算モジュール（１３０）の出力Ｒ1 は、
処理変数としてユニットコントローラ（１３０）のＰ＋
Ｉ制御モジュール（１３５）へ、及び基地コントローラ
（１３６）の選択モジュール（１３８）へ向けられる。
基地コントローラ（１３６）の選択モジュール（１３
８）は、コンプレッサー各（１０１）及び（２０１）の
計算制御モジュール（１３０）及び（２３０）の出力か
らの最低の基準Ｒ値であるＲm を選択する。該選択され
た最低基準Ｒm は、各ユニットコントローラの比率・積
分モジュール（１３５）及び（２３５）のための設定点
として用いられる。 ２個のＰ＋Ｉモジュール（１３
５）及び（２３５）の一つに関して、基準Ｒi 処理変数
は設定点Ｒm に等しい。このＰ＋Ｉ制御モジュールの出
力は、それゆえ変化していない。しかしながらもしＲ1
≠Ｒ2 であれば、他のＰ＋Ｉモジュールの出力は、基準
Ｒ値を平均化するため変化しているであろう。
【００８７】もしこの実施例におけるように、コンプレ
ッサー（１０１）が親機として選択されるならば、ユニ
ットコントローラ（１２９）の合計制御モジュール（１
３４）の出力の変化は、基地コントローラ（１３６）の
Ｐ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール（１４０）の出力の微分変化
のみに基づくであろう。ユニット制御手段（１２９）の
基地コントローラ（１３６）は、コンプレッサー（１０
１）の作動点のそのサージ制御ラインとの相対距離ｄc1
が予設定レベル”ｒ1 ”より大きいかあるいは等しい場
合のみ、並列作動に関して記載したものと全く同様に、
非一次制御関数（１３２）の手段によって合計モジュー
ル（１３３）の出力を増加あるいは減少させることがで
きる。ｄc1＜０の時は、Ｐ＋Ｉ＋Ｄモジュール（１４
０）はモジュール（１３４）の出力を増加させることだ
けができる。
【００８８】基準Ｒ2 が基準Ｒ1 より小さい場合は、コ
ンプレッサー（２０１）が親機として選択される。この
ような場合には、合計制御モジュール（１３４）の出力
の変化は、Ｐ＋Ｉ制御モジュール（１３５）の出力変化
及びＰ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール（１４０）の出力の微分
変化に基づく。結果としてコンプレッサー（１０１）の
速度は、計算された基準Ｒ1 値を選択された最小基準Ｒ
m ＝Ｒ2 と平均化するため補正される。再循環弁（１０
９）及び（２０９）が閉じられている場合の基準Ｒ値の
平均化は、直列作動の性質によりコンプレッサー（１０
１）及び（２０１）双方を通る等質量流れが等しいた
め、相対距離ｄc1及びｄc2を同様に自動的に平均化する
よう働く。両コンプレッサーの作動点が各々のサージ制
御ライン上にあり、そして正常化された相対距離ｄcn1
及びｄcn2 が、アンチサージコントローラ（１２８）及
び（１２９）の各々によってゼロに等しく保たれるなら
ば、平均化されている基準Ｒi はコンプレッサー（１０
１）及び（２０１）を通る等質量流速の平均化を自動的
に行い、続いて再循環負荷を含めた最適な負荷分割を与
える。
【００８９】第３図、第４図に示された系の操作は、以
下の実施例を用いて記載できる。
【００９０】最初にそれぞれＮ1 及びＮ2 の速度をもつ
コンプレッサー（１０１）及び（２０１）を仮定しよ
う。それらの再循環弁（１０９）及び（２０９）は完全
に閉じられており、そして該コンプレッサーは同じ各サ
ージ制御ラインへの正常化された相対距離上で作動して
いる。すなわち、
【００９１】
【式１５】 であり、それゆえ両基準値Ｒ1 及びＲ2 もまた等しい。
すなわち、
【００９２】
【式１６】 同様に、コンプレッサー基地の吸入ドラム（１０４）内
圧は必要な設定点に等しく、従って△Ｓout ＝０とな
る。
【００９３】さらに吸入ドラムへ入る流量が減少するこ
とを仮定する。その結果、吸入ドラム（１０４）中の吸
入圧も同様に減少するであろう。基地コントローラは、
Ｐ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール（１４０）の出力の微分変化
△Ｓout を介して、ユニットコントローラ各（１２９）
及び（２２９）の掛算器（１３３）及び（２３３）の出
力の減少を開始し、ユニットコントローラ各（１２９）
及び（２２９）の合計モジュール（１３４）及び（２３
４）双方の出力も同様に減少させ、それにより両コンプ
レッサーの速度を減少させるため調速機（１０３）及び
（２０３）各々の設定点を減少させる。同様に、コンプ
レッサー（１０１）及び（２０１）の速度が減少を始め
るや否や、基準Ｒ2 が基準Ｒ1 より大きくなることを仮
定する。この時、基地コントローラの選択制御モジュー
ル（１３８）は、各ユニットコントローラ（１２９）及
び（２２９）のＰ＋Ｉ制御モジュール（１３５）及び
（２３５）双方のための設定点Ｒm としてＲ1 を選択す
る。コンプレッサー（１０１）のためのユニットコント
ローラ（１２９）のＰ＋Ｉ制御モジュール（１３５）の
出力は変化せず、そして合計制御モジュール（１３４）
は、コントローラ（１３６）のＰ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュー
ル（１４０）の出力の影響下でのみその出力を減少させ
るであろう。反対にコンプレッサー（２０１）のＰ＋Ｉ
制御モジュール（２３５）の出力が増加し、基準Ｒ2 を
基準Ｒ1 と平均化させるため、Ｐ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュー
ル（１４０）の出力の微分減少を部分的に補償する。
【００９４】本工程は、吸入ドラム（１０４）における
圧力が必要なレベルへ戻され、そして基準Ｒ1 及び基準
Ｒ2 の双方が平均化されるまで続けられる。
【００９５】さらに、吸入ドラム（１０４）への流れの
供給の持続的な減少があり、第２図に示された制御シス
テムの作動が、両コンプレッサーの作動点をそれら各々
のサージ制御ラインへもっていく、つまりｄc1＝ｄc2＝
０となることを仮定する。上記状況の下で、もし吸入ド
ラム（１０４）中の圧力が必要とされるよりも尚低いな
らば、そのＰ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール（１４０）を介す
る基地コントローラ（１３６）は、さらに相対距離ｄc1
及びｄc2を、それら両距離が予設定レベル“ｒ1 ”及び
“ｒ2 ”各々と等しくなるまで減少させる。同時に、ア
ンチサージコントローラ（１２８）及び（２２８）は、
再循環弁（１０９）及び（２０９）を開口を開始するで
あろう。
【００９６】もし、吸入圧が降下し続けるならば、Ｐ＋
Ｉ＋Ｄ制御モジュール（１４０）は、必要なレベルへ吸
入圧を戻すため、再循環弁をさらにもっと開くためにア
ンチサージコントローラ（１２８）及び（２２８）を無
視するであろう。相対距離ｄc1及びｄc2がそれらの各予
設定レベル“ｒ1 ”及び“ｒ2 ”より高くなるや否や、
各々のユニットコントローラの合計ユニット（１３４）
及び（２３４）を介して基地コントローラ（１３６）
は、コンプレッサーの速度を減少させるであろう。本工
程は、吸入圧が必要なレベルとなるまで続き、そして両
コンプレッサーのための各基準Ｒ値が等しくなり、圧縮
負荷の最適な分割が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】並列作動の動コンプレッサーを備えるコンプレ
ッサー基地のための制御システムの模式図である。
【図２】並列作動の動コンプレッサーを備えるコンプレ
ッサー基地のための制御システムの模式図である。
【図３】直列作動の動コンプレッサーを備えるコンプレ
ッサー基地のための制御システムの模式図である。
【図４】直列作動の動コンプレッサーを備えるコンプレ
ッサー基地のための制御システムの模式図である。
【符号の説明】
１０１，２０１…並列作動動コンプレッサー、１０２，
２０２…蒸気タービン、１０３，２０３…調速機、１０
４…吐出マニホルド、１０５，２０５…逆流防止弁、１
０６，２０６…再循環弁、１０７，２０７…ポジショナ
ー、１０８，２０８…流量測定装置、１０９，２０９…
アンチサージコントローラ、１１１〜１１６、２１１〜
２１６…伝送機、１２１，２２１…非一次関数モジュー
ル、１２２，２２２…掛算器モジュール、１２３，２２
３…ユニットコントローラ、１２４，２２４、１２５，
２２５…Ｐ＋Ｉ制御モジュール、正常化モジュール、１
２６，２２６…合計モジュール、１２７，２２７…非一
次関数モジュール、１２８，２２８…掛算器モジュー
ル、１２９…基地コントローラ、１３０…測定モジュー
ル、１３１…Ｐ＋Ｉ＋Ｄ制御モジュール、１３２…選択
モジュール、１５０，２５０…再循環ライン、１９５…
圧力伝送機、１９６…共通のマニホルド、１９７…ノッ
クアウトドラム、１９８…クーラー、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソウル マースキー アメリカ国 アイオア、カウンティー オ ブ ポーク、ウェスト デ モイン、ティ ンバーウッド ドライヴ 4114 (72)発明者 ポール エイ．ラインケ アメリカ国 アイオア、カウンティー オ ブ ポーク、エルカルト、エヌイー 118 アヴェニュー 5750 (72)発明者 ポール エム．ネグリー アメリカ国 アイオア、カウンティー オ ブ ポーク、アーバンデール、ロックリン ドライヴ 2400 (72)発明者 ロバート ジェイ．シブソープ アメリカ国 アイオア、カウンティー オ ブ ポーク、アンケニー、エヌイー フリ スク ドライヴ 9639

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンプレッサー基地の上流の工程から、
    該基地の下流の工程へガスをポンプで吸い上げるコンプ
    レッサー基地を制御する方法であって、該コンプレッサ
    ー基地は複数の並列作動の動コンプレッサーを含み、該
    コンプレッサーはコンプレッサー性能を変化させるユニ
    ット最終制御手段によって作動され、該コンプレッサー
    基地は、主要プロセスガスパラメータを管理するため該
    上流及び下流の工程双方の要求へ基地性能を調整するた
    めの基地制御システムをも備え、該基地制御システム
    は、該主要プロセスガスパラメータを制御するための基
    地制御手段、該ユニット最終制御手段を作動するための
    各コンプレッサーに１個のユニット制御手段、及びコン
    プレッサー作動点と各サージ限界との間の相対距離を計
    算し及び該相対距離がアンチサージ最終制御手段を開く
    ことにより予め決められた最小レベル以下に減少するこ
    とを防止するための各コンプレッサーに１個のアンチサ
    ージ制御手段から成り、 主要プロセスガスパラメータのその必要レベルとの偏差
    を防止するため、該基地制御手段の出力の補正変化を発
    現させること、 各個コンプレッサーのため、サージ制御ラインへの正常
    化された相対距離を計算し、各サージ限界からのコンプ
    レッサー作動点の前記相対距離が予め決められた最小レ
    ベルと等しくなる瞬間に前記正常化された距離がゼロと
    等しく、並列作動コンプレッサーの各サージ制御ライン
    への該正常化された相対距離の中から最高のものを選択
    すること、 該主要プロセスガスパラメータを必要レベルへ戻すた
    め、該基地制御手段の出力の測定された補正変化によ
    り、そのサージ制御ラインへの最高の正常化された距離
    でコンプレッサーのユニット最終制御手段を作動するこ
    と、 各サージ制御ラインへのその正常化された相対距離を該
    選択された最高の正常化された距離と平均化するため、
    各個のコンプレッサーのためのユニット補正信号を発現
    させること、及び基地主要プロセスガスパラメータを必
    要レベルへ戻し、及び該正常化されたコンプレッサーサ
    ージ制御ラインへの相対距離を選択された最高の正常化
    距離と平均化するため、該基地制御手段の出力の測定し
    た変化と、該基地制御手段を補助する該ユニット補正信
    号の組み合わせによって、各サージ制御ラインへの正常
    化された相対距離が該選択した最高のものより短い、各
    個コンプレッサーのための該ユニット最終制御手段を作
    動させること、から構成される該方法。
  2. 【請求項２】 コンプレッサー基地の上流の工程から、
    該既知の下流の工程へガスをポンプで吸い上げるコンプ
    レッサー基地を制御する方法であって、 該コンプレッサー基地は、複数の直列作動する動コンプ
    レッサーから成り、その各々がコンプレッサー性能を変
    化させるユニット最終制御手段によって作動され、 該コンプレッサー基地は、主要プロセスガスパラメータ
    を管理するため該上流及び下流工程双方の要求に基地性
    能を調節する基地制御システムも備えており；該基地制
    御システムは、該基地主要プロセスガスパラメータを制
    御する基地制御手段；該ユニット最終制御手段を作動す
    る各コンプレッサーに１個のユニット制御手段；及びコ
    ンプレッサー作動点と各サージ限界との間の相対距離を
    計算して該距離がアンチサージ最終制御手段を開くこと
    により予め決められた最小レベル以下に減少することか
    ら防止する各コンプレッサーに１個のアンチサージ制御
    手段から構成され、 該主要プロセスガスパラメータのその必要レベルとの偏
    差を防止するため、該基地制御手段の出力の補正変化を
    発現させること；各個のコンプレッサーのため、サージ
    制御ラインへの正常化された相対距離を計算し、各サー
    ジ限界からのコンプレッサー作動点の前記相対距離が予
    め決められた最小レベルと等しくなる瞬間に前記正常化
    された距離がゼロと等しくなること；各コンプレッサー
    のため、コンプレッサーを介するガスの質量流速Ｗc を
    計算し、質量流速Ｗd がアンチサージ最終制御手段を介
    するガスの質量流速を小さくしてＷc と等しくするこ
    と；直列作動の該コンプレッサーの中で、直列作動の全
    コンプレッサーのためのＷdiの中の最低質量流速Ｗm を
    選択し、該質量流速が該コンプレッサー基地の上流の該
    工程から該コンプレッサー基地の下流の該工程へすべて
    のコンプレッサーを通過する質量流速を示すこと；全コ
    ンプレッサーを通過する該選択された最小質量流速Ｗm
    から特定のコンプレッサーのために計算した質量流速Ｗ
    d の偏差Δを各コンプレッサーのために計算すること；
    各コンプレッサーのために基準Ｒを計算し、該基準Ｒは
    １からサージ制御ラインへの正常化された相対距離及び
    コンプレッサーを通過する該質量流速Ｗc から該偏差Δ
    を引いた差Ｗc を引いた結果に等しく、該差は該コンプ
    レッサーを通過する等質量流速を示すこと；直列作動の
    全コンプレッサーのため、該基準Ｒの中から最低値Ｒm
    を選択すること；該主要プロセスガスパラメータを必要
    レベルへ戻すため、該基地制御手段の出力の測定された
    補正変化によって最低基準Ｒを用いて該ユニット最終制
    御手段を作動すること；その基準Ｒを該選択された最低
    基準Ｒm と平均化するため、各個コンプレッサーのため
    のユニット補正信号を発現させること；該基地制御手段
    の出力の調整された変化と基地主要プロセスガスパラメ
    ータをその必要レベルへ戻しそして該基準Ｒを選択した
    基準Ｒm と平均化するため基地制御手段を補助するため
    の該ユニット信号との組み合わせによって、基準Ｒが該
    選択された最低のものより高い各個コンプレッサーのた
    めの最終ユニット制御手段を作動すること；から構成さ
    れる該方法。
  3. 【請求項３】 並列あるいは直列で作動する複数の動コ
    ンプレッサーから構成されるコンプレッサー基地の主要
    プロセスガスパラメータの制御手段であって、 該コンプレッサー基地の各動コンプレッサーは、その工
    程の要求にコンプレッサー性能を調整するためのユニッ
    ト最終制御手段によって作動されており、またサージを
    防止するためのアンチサージ最終制御手段が与えられて
    おり；該コンプレッサー基地は、その要求される設定点
    からの該主要プロセスガスパラメータの偏差を防止する
    ための基地制御手段、各コンプレッサーのため該ユニッ
    ト最終制御手段を作動しているユニット制御手段、及
    び、各コンプレッサーのため該アンチサージ最終制御手
    段の位置を操作するためのアンチサージ制御手段を含む
    制御システムを有しており：各個コンプレッサーのた
    め、そのサージ限界ラインへの相対距離及び、そのサー
    ジ制御ラインへの相対距離を計算し、該サージ制御ライ
    ンへの相対距離が、各サージ限界への相対距離がそれ以
    下になるとアンチサージ制御手段が該アンチサージ最終
    制御手段を開き始めるその最終許容レベルへ減少する時
    にゼロに等しくなること；各個コンプレッサーのため、
    各サージ制御ラインへの該相対距離から二つの非一次関
    数を計算し；該第１の非一次関数が該ユニット最終制御
    手段へ与えられ、該サージ制御ラインからの該相対距離
    が予め決められたレベル“ｒ”より高いか又は等しい場
    合、及び、該相対距離が“ｒ”より少ないが主要プロセ
    スガスパラメータの制御がコンプレッサー性能の増大を
    要求している場合に定数Ｍ1 に等しく、他のすべての場
    合において該第１の非一次関数はゼロに等しいこと；該
    第２の非一次関数は該アンチサージ最終制御手段へ与え
    られ、各サージ制御ラインへの相対距離が該予め決めら
    れたレベル“ｒ”より小さくかつ該主要プロセスガスパ
    ラメータの制御が該アンチサージ最終制御手段の開口を
    要求する場合は定数Ｍ2 に等しく；各サージ制御ライン
    への相対距離が該予め決められたレベル“ｒ”より小さ
    くかつ該主要プロセスガスパラメータの制御が該アンチ
    サージ最終制御手段の閉鎖を要求する場合は０以下の定
    数Ｍ3 に等しく；他のすべての場合は該第２の非一次関
    数はゼロに等しいこと；該主要プロセスガスパラメータ
    のその必要レベルとの偏差を防止するため、該基地制御
    手段の出力の補正変化を発現させること；各個コンプレ
    ッサーのため、該基地制御手段の出力の補正変化に各サ
    ージ制御ラインへの相対距離の該第１非一次関数を乗
    じ、この値を該ユニット制御手段の出力のユニット補正
    信号へ加え、該ユニット補正信号は並列作動コンプレッ
    サーのためコンプレッサーサージ制御ラインへの該正常
    化された相対距離を選択された最大の正常化距離と平均
    化し、あるいは、直列作動コンプレッサーのため各基準
    Ｒ値を選択された最小値と平均化し、該主要プロセスガ
    スパラメータを制御するため該ユニット最終制御手段の
    位置のための設定点として合計値を用い、該制御が各サ
    ージ制御ラインへの相対距離が予め決められたレベル
    “ｒ”より大きいか、等しい場合、あるいは、該相対距
    離が“ｒ”より小さいが該システム制御手段の出力の補
    正変化がコンプレッサー性能の増大を必要とする場合の
    み与えられ； 各個コンプレッサーのため、該システム
    制御手段の出力の補正変化に各サージ制御ラインへの相
    対距離の該第２非一次関数を乗じ、任意にこの値をサー
    ジを防止する該アンチサージ制御手段へ加えるか、ある
    いはこれと比較して最大値を選択し、及び各サージ制御
    ラインへの該距離が該予め決められたレベル“ｒ”より
    小さい場合は、該主要プロセスガスパラメータを制御す
    るため該アンチサージ最終制御手段の位置のための設定
    点として該最終値を用いること、から構成される該方
    法。
  4. 【請求項４】 コンプレッサー基地の上流の工程から、
    該既知の下流の工程へガスをポンプで吸い上げるコンプ
    レッサー基地を制御する装置であって、該コンプレッサ
    ー基地は、その各々がコンプレッサーの性能を変化させ
    るユニット最終制御手段及びサージからコンプレッサー
    を保護できるアンチサージ最終制御手段によって作動さ
    れており；該コンプレッサー基地はまた主要プロセスガ
    スパラメータを管理するため基地性能を調整する基地制
    御システムを備えており；該基地制御システムは主要プ
    ロセスガスパラメータを制御する基地制御手段、コンプ
    レッサー作動点と各サージ限界との間の相対距離を計算
    し、該相対距離がアンチサージ最終制御手段を制御する
    ことにより予め決められた最小レベル以下減少すること
    を防止する各個コンプレッサー中のサージを制御するた
    めの別のアンチサージ制御手段、該相対距離を最大の相
    対距離をもつコンプレッサーのものと等しく維持するた
    め該ユニット最終制御成分を作動させている各個コンプ
    レッサーのための別のユニット制御手段から構成されて
    おり；各個コンプレッサーのための該アンチサージ制御
    手段は、吸入温度、吐出温度、吸入圧、吐出圧、回転速
    度及び吸入状態の流れ成分を交差する差動圧を継続的に
    測定する手段、コンプレッサー作動点と各サージ制御ラ
    インとの間の相対距離を継続的に計算する手段、同じコ
    ンプレッサーと連結するユニット制御手段との相対距離
    を継続的に伝送する手段、サージ制御ラインとの相対距
    離に基づいてアンチサージ補正変化を継続的に発現さ
    せ、この該アンチサージ補正変化の値を基地制御手段か
    ら継続的に受け取った補正変化に該アンチサージ手段に
    よって継続的に計算されているサージ制御ラインとの相
    対距離の該第２非一次関数で乗じて計算した他の補正変
    化値へ加える手段、及び、前記作動点とサージ限界との
    間の相対距離が予め決められた安定性の限界以下に減少
    することを防止するため該アンチサージ最終制御手段の
    位置の設定点として任意に関連する補正変化の最大値又
    は合計値を継続的に使用する手段を含み；該ユニット制
    御手段は、各コンプレッサーのため、同じ連結したコン
    プレッサーのための該アンチサージ制御手段からサージ
    制御ラインからの相対距離を継続的に受け取り；該相対
    距離を一定の縮尺定数を乗じて正常化された相対距離を
    継続的に計算してこの正常化された相対距離を該基地制
    御手段へ伝送し；該基地制御手段から最大の正常化相対
    距離を継続的に受け取ってユニット制御手段補正作用を
    計算し；該ユニット制御手段補正作用を、該基地制御手
    段から継続的に受け取った該補正変化に該アンチサージ
    制御手段から受け取ったサージ制御ラインへの該相対距
    離の該ユニット制御手段によって継続的に計算されてい
    る該第１非一次関数で乗じて計算される他の補正変化値
    へ加え；及び該ユニット最終制御手段の一次関数の設定
    点として関連する補正変化の合計値を継続的に使用し、
    基地主要プロセスガスパラメータをその必要レベルへ戻
    すため及びコンプレッサーサージ制御ラインへの該正常
    化相対距離を該システム制御手段から受け取った最大の
    正常化相対距離と平均化するため、基地制御手段を補助
    するコンプレッサー性能を操作し；基地主要プロセスガ
    スパラメータを継続的に制御するための該基地制御手段
    は、例えば質量流圧等の主要プロセスガスパラメータを
    測定し；このガスパラメータの予め決められた設定点限
    界からの差を継続的に計算し、基地制御手段補正変化を
    継続的に計算し；及び基地主要プロセスガスパラメータ
    をその必要な設定点レベルへ戻すために基地制御手段を
    補正するため該ユニット制御手段及びアンチサージ制御
    手段によって使用させるために、基地制御システムを構
    成するすべてのユニット制御手段及びアンチサージ制御
    手段へこの基地制御手段補正変化を継続的に伝送するこ
    と；及び該基地制御手段は、該システム中のすべてのコ
    ンプレッサーのためユニット制御手段から該正常化相対
    距離を継続的に受け取り；該基地を構成するすべてのコ
    ンプレッサーのため各サージ制御ラインへの最大の正常
    化相対距離を選択して親機を選択し、及び任意に流れ負
    荷を分割するため、それらのサージ制御ラインへの各正
    常化相対距離を親機の最大正常化相対距離と平均化する
    ことにおいて、ユニット制御手段のための設定点として
    使用されるように、基地制御システム中に含まれている
    すべてのユニット制御手段への最大正常化相対距離を継
    続的に伝送すること、から構成される該装置。
  5. 【請求項５】 コンプレッサー基地の上流の工程から、
    該基地の下流の工程へガスをポンプで吸い上げるコンプ
    レッサー基地の制御装置であって；該コンプレッサー基
    地は直列作動する複数の動コンプレッサーから成り、そ
    の各々はコンプレッサー性能を変化させるユニット最終
    制御手段及びサージからコンプレッサーを保護できるア
    ンチサージ最終制御手段によって作動されており；該コ
    ンプレッサー基地はまた、主要プロセスガスパラメータ
    を管理するため基地の性能を調節する基地制御システム
    を備えており；各コンプレッサーに１個のアンチサージ
    制御手段が、コンプレッサー作動点と各サージ限界間の
    相対距離を計算し、そして該相対距離がアンチサージ最
    終手段を制御することにより予め決められた最小レベル
    以下に減少することを防止し；各コンプレッサーに１個
    のユニット制御手段が、該相対距離及びコンプレッサー
    を通過する等質量流速の双方を示す基準Ｒ値をもつコン
    プレッサーのものと等しく維持するため該ユニット最終
    制御成分を作動しており；吸入温度、吐出温度、吐出
    圧、回転速度、吸入状態の流れ成分を交差する差動圧、
    及びアンチサージ最終制御手段を通過する流れを止めた
    下流に吐出する流れ成分に交差する差動を継続的に測定
    し；該吐出中の流れ成分に交差する差動圧に該吐出を乗
    じ、該吐出温度を割って結果の平方根を出し、そして縮
    尺定数を乗じることにより正常化された吐出質量流速Ｗ
    d を継続的に計算し；該正常化された吐出質量流速を該
    基地制御手段へ継続的に伝送し、そして該吐出速度を該
    コンプレッサーと連結する該ユニット制御手段へ継続的
    に伝送し；吸入中の流れ成分に交差する差動圧に該吸入
    圧を乗じ、該吸入圧温度で割って結果の平均根を出し、
    そして縮尺定数を乗じて正常化コンプレッサー質量流速
    Ｗc を継続的に計算し、；及び該正常化コンプレッサー
    質量流速を該コンプレッサーに連結した該ユニット制御
    手段へ継続的に伝送し；コンプレッサー作動点と各サー
    ジ制御ラインとの間の相対距離を継続的に計算して該相
    対距離を該コンプレッサーと連結した該ユニット制御手
    段へ継続的に伝送し；該相対距離に基づくアンチサージ
    補正変化をサージ制御ラインへ継続的に発現し；該アン
    チサージ補正変化の値を、基地制御手段から継続的に受
    け取った補正変化にサージ制御ラインへの該相対距離の
    該第２非一次関数を乗じて計算したほかの補正変化へ加
    え；該第２非一次関数が該アンチサージ手段によって継
    続的に計算され；及び該作動点とサージ限界との間の相
    対距離が予め決められた安全性の限界以下に減少するこ
    とを防止するため該アンチサージ最終制御手段の位置の
    設定として、関連補正変化の任意に最大値又は合計であ
    る値を継続的に用いる；各コンプレッサーに１個の該ア
    ンチサージ制御手段；サージ制御ラインからの該相対距
    離を同じ連結するコンプレッサーのための該アンチサー
    ジ制御手段から継続的に受け取り；該相対距離に縮尺定
    数を乗じて正常化相対距離を継続的に計算し；該基地制
    御手段によって計算された最小正常化吐出質量流速Ｗm
    を継続的に受け取って基地制御システム中のすべての該
    ユニット制御手段へ継続的に伝送し；該コンプレッサー
    のための該正常化吐出質量流速Ｗd から該最小正常化吐
    出質量流速Ｗm を引いて質量流速偏差△を継続的に計算
    して連結するアンチサージ制御手段から継続的に受け取
    り；連結したアンチサージ制御手段から継続的に受け取
    った該正常化コンプレッサー質量流速Ｗe から該質量流
    速偏差△を引いて等質量流速Ｗe を継続的に計算し；１
    からサージ制御ラインへの該正常化相対距離をひいたも
    のに該等質量流速Ｗc を乗じて該コンプレッサーのため
    の基準Ｒを継続的に計算し；該基準Ｒを該基地制御手段
    へ継続的に伝送し；該基地制御手段から最低基準Ｒ値Ｒ
    m を継続的に受け取ってユニット制御手段補正作用を計
    算し；該基地制御手段から継続的に受け取った該補正変
    化に該アンチサージ制御手段から受け取ったサージ制御
    ラインへの該相対距離の第１非一次関数、ここで該第１
    非一次関数は該ユニット制御手段により継続的に計算さ
    れる、を乗じて計算された他の補正変化値へ該ユニット
    制御手段補正作用を加え；及び該ユニット最終制御手段
    の位置の設定点として関連補正変化の合計値を継続的に
    使用して、基地主要プロセスガスパラメータをその必要
    レベルへ戻し、そして該基準Ｒを該基地制御手段から受
    け取った最低基準Ｒ値Ｒm と平均化するために基地制御
    手段を補助するためコンプレッサー性能を操作する、各
    コンプレッサーのための該ユニット制御手段；例えば圧
    力、質量流等の主要プロセスガスパラメータを継続的に
    測定し；このガスパラメータのための予め決められた設
    定点限界からの差を継続的に計算して基地制御手段補正
    変化を継続的に計算し；及び基地主要プロセスガスパラ
    メータをその必要設定点レベルへ戻すために基地制御手
    段を補助するための該ユニット制御手段及びアンチサー
    ジ制御手段による使用のため、基地制御システムを構成
    するすべてのユニット制御手段及びアンチサージ制御手
    段へこの基地制御手段補正変化を継続的に伝送する、基
    地主要プロセスガスパラメータを制御するための該基地
    制御手段；基地内のコンプレッサーのため該基準Ｒ値を
    継続的に受け取り；基地制御システム内のすべてのユニ
    ット制御手段から受け取ったすべての基準Ｒ値の中から
    最低の基準Ｒm 値を選択してそれにより親機を選択し；
    該最低基準Ｒm を、それらの各基準Ｒ値を圧縮負荷を任
    意に分割するために親機の最低基準Ｒ値と平均化する場
    合におけるユニット制御手段のための設定点として用い
    られるように、基地を構成するすべてのユニットコンプ
    レッサーのための該ユニット制御手段へ継続的に伝送す
    る該基地制御手段、から構成される該装置。
JP5150335A 1992-06-22 1993-06-22 負荷分割方法及び複数コンプレッサーを備えたコンプレッサー基地の主要ガスパラメータ制御装置 Withdrawn JPH0688597A (ja)

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