JPH10228322A - 流量制御方法及びその装置 - Google Patents
流量制御方法及びその装置Info
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- JPH10228322A JPH10228322A JP3053997A JP3053997A JPH10228322A JP H10228322 A JPH10228322 A JP H10228322A JP 3053997 A JP3053997 A JP 3053997A JP 3053997 A JP3053997 A JP 3053997A JP H10228322 A JPH10228322 A JP H10228322A
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- flow control
- valve opening
- opening
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １本の配管に複数個の流量調節弁を直列に配
置して各弁に減圧量を分散して流量制御をするときのキ
ャビテーション発生を抑止し安定に制御を行う。 【解決手段】 １本の配管１に直列に複数個の流量調節
弁３，５を配置し各流量調節弁３，５の弁開度を自動制
御するに際し、１台の流量調節弁だけで前記配管中の流
体流量を制御すると仮定したときの単一弁開度目標値を
求め、流量調節弁３，５の各キャビテーション係数が同
一となり且つ流量調節弁３，５の合成損失係数が前記仮
定した１台の流量調節弁の損失係数と同じになる各流量
調節弁３，５の夫々の弁対応の目標開度を前記単一弁開
度目標値から求め（１４，１５）、各流量調節弁の弁開
度１６，１７を前記弁対応の目標開度に制御する（１
２，１３）。
置して各弁に減圧量を分散して流量制御をするときのキ
ャビテーション発生を抑止し安定に制御を行う。 【解決手段】 １本の配管１に直列に複数個の流量調節
弁３，５を配置し各流量調節弁３，５の弁開度を自動制
御するに際し、１台の流量調節弁だけで前記配管中の流
体流量を制御すると仮定したときの単一弁開度目標値を
求め、流量調節弁３，５の各キャビテーション係数が同
一となり且つ流量調節弁３，５の合成損失係数が前記仮
定した１台の流量調節弁の損失係数と同じになる各流量
調節弁３，５の夫々の弁対応の目標開度を前記単一弁開
度目標値から求め（１４，１５）、各流量調節弁の弁開
度１６，１７を前記弁対応の目標開度に制御する（１
２，１３）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は１本の配管内に流れ
る流体を該配管に直列に設けた複数の流量調節弁にて制
御する流量制御方法及びその装置に係り、各流量調節弁
のキャビテーション発生を防止するのに好適な流量制御
方法及びその装置に関する。
る流体を該配管に直列に設けた複数の流量調節弁にて制
御する流量制御方法及びその装置に係り、各流量調節弁
のキャビテーション発生を防止するのに好適な流量制御
方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高所に設けられた上流側池の水を低所の
下流側池に供給して各所の浄水場に配水するシステム等
では、上流側池と下流側池とを配管で接続すると共にこ
の配管途中に流量調節弁を設け、配管内を流れる流体流
量を流量調節弁にて制御し上流側池から下流側池への水
の供給量を調節するようになっている。この場合、上流
側池と下流側池の高低差が大きく、１台の流量調節弁で
減圧できる減圧量よりも上流側池と下流側池の差圧量が
大きいと、１台の流量調節弁ではキャビテーションが発
生して流量調節弁が破損してしまう虞がある。
下流側池に供給して各所の浄水場に配水するシステム等
では、上流側池と下流側池とを配管で接続すると共にこ
の配管途中に流量調節弁を設け、配管内を流れる流体流
量を流量調節弁にて制御し上流側池から下流側池への水
の供給量を調節するようになっている。この場合、上流
側池と下流側池の高低差が大きく、１台の流量調節弁で
減圧できる減圧量よりも上流側池と下流側池の差圧量が
大きいと、１台の流量調節弁ではキャビテーションが発
生して流量調節弁が破損してしまう虞がある。
【０００３】そこで、１台の流量調節弁での減圧量がこ
の流量調節弁のキャビテーション限界を超える場合に
は、複数の流量調節弁が直列に配管に設けられる。この
複数の流量調節弁を制御する従来技術として、例えば、
特公昭６３−４２０２号公報，特開平１−２１９９１２
号公報，特開平６−３２４７４８号公報記載のものがあ
る。
の流量調節弁のキャビテーション限界を超える場合に
は、複数の流量調節弁が直列に配管に設けられる。この
複数の流量調節弁を制御する従来技術として、例えば、
特公昭６３−４２０２号公報，特開平１−２１９９１２
号公報，特開平６−３２４７４８号公報記載のものがあ
る。
【０００４】これらの従来技術では、複数の流量調節弁
のうち１台の弁の開度を制御し他の弁はこの弁とキャビ
テーション係数が同じになるように弁開度を制御した
り、また、複数の流量調節弁の減圧量を考慮した（キャ
ビテーション防止用）開度比あるいは各弁の減圧量比を
演算して各弁の開度を制御したりしている。
のうち１台の弁の開度を制御し他の弁はこの弁とキャビ
テーション係数が同じになるように弁開度を制御した
り、また、複数の流量調節弁の減圧量を考慮した（キャ
ビテーション防止用）開度比あるいは各弁の減圧量比を
演算して各弁の開度を制御したりしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術のう
ち、１台の流量調節弁を制御して他の弁をこの弁と同一
キャビテーション係数になるように追従させる従来技術
では、１台目の弁を制御する制御回路とこれに追従させ
る他の弁の制御回路との間で干渉が生じ易く、制御の安
定性に問題がある。また、開度比，減圧量比による制御
を行う従来技術では、複数設置した流量調節弁の間に圧
力計が必要となり、更に現場で弁開度操作を直接手動で
行った状態から自動制御を開始する場合に、流量変動の
少ないスムースな制御開始が困難であるなどの問題があ
る。
ち、１台の流量調節弁を制御して他の弁をこの弁と同一
キャビテーション係数になるように追従させる従来技術
では、１台目の弁を制御する制御回路とこれに追従させ
る他の弁の制御回路との間で干渉が生じ易く、制御の安
定性に問題がある。また、開度比，減圧量比による制御
を行う従来技術では、複数設置した流量調節弁の間に圧
力計が必要となり、更に現場で弁開度操作を直接手動で
行った状態から自動制御を開始する場合に、流量変動の
少ないスムースな制御開始が困難であるなどの問題があ
る。
【０００６】本発明の目的は、配管に直列に複数の流量
調節弁を設置したシステムにおいて、キャビテーション
発生を防止し、しかも、流量調節弁間に圧力計を必要と
せず、更に、現場での直接的な弁開度操作状態からも流
量変動の少ないスムースな自動制御を開始を可能とし且
つ安定した流量制御を可能とする流量制御方法及びその
装置を提供することにある。
調節弁を設置したシステムにおいて、キャビテーション
発生を防止し、しかも、流量調節弁間に圧力計を必要と
せず、更に、現場での直接的な弁開度操作状態からも流
量変動の少ないスムースな自動制御を開始を可能とし且
つ安定した流量制御を可能とする流量制御方法及びその
装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、１本の配管
に直列に複数個の流量調節弁を配置し各流量調節弁の弁
開度を自動制御する際に、１台の流量調節弁だけで前記
配管中の流体流量を制御すると仮定したときの単一弁開
度目標値を求め、前記複数個の流量調節弁の各キャビテ
ーション係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁
の合成損失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失
係数と同じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開
度を前記単一弁開度目標値から求め、各流量調節弁の弁
開度を前記弁対応の目標開度に制御することで、達成さ
れる。
に直列に複数個の流量調節弁を配置し各流量調節弁の弁
開度を自動制御する際に、１台の流量調節弁だけで前記
配管中の流体流量を制御すると仮定したときの単一弁開
度目標値を求め、前記複数個の流量調節弁の各キャビテ
ーション係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁
の合成損失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失
係数と同じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開
度を前記単一弁開度目標値から求め、各流量調節弁の弁
開度を前記弁対応の目標開度に制御することで、達成さ
れる。
【０００８】上記目的はまたは、１本の配管に直列に複
数個の流量調節弁を配置し各流量調節弁の弁開度を現場
にて直接操作した後に各流量調節弁の弁開度の自動制御
を開始する際に、前記直接操作したときの前記配管の流
量計測値から１台の流量調節弁だけで前記配管中の流体
流量を制御していると仮定したときの単一弁開度目標値
を求め、前記複数個の流量調節弁の各キャビテーション
係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁の合成損
失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失係数と同
じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開度を前記
単一弁開度目標値から求め、各流量調節弁の弁開度を前
記弁対応の目標開度に制御するように前記自動制御を開
始することで、達成される。
数個の流量調節弁を配置し各流量調節弁の弁開度を現場
にて直接操作した後に各流量調節弁の弁開度の自動制御
を開始する際に、前記直接操作したときの前記配管の流
量計測値から１台の流量調節弁だけで前記配管中の流体
流量を制御していると仮定したときの単一弁開度目標値
を求め、前記複数個の流量調節弁の各キャビテーション
係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁の合成損
失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失係数と同
じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開度を前記
単一弁開度目標値から求め、各流量調節弁の弁開度を前
記弁対応の目標開度に制御するように前記自動制御を開
始することで、達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１０】尚、具体的な実施形態の説明に先立ち、本
発明実施形態の原理を図５を参照して説明する。 ［１］ 上流側池と下流側池をつなぐ配管に１台の流量
調節弁のみが設置されていた場合の、流量，配管損失，
弁１次圧，弁２次圧，弁差圧，弁内流速，弁損失係数，
弁開度，キャビテーション係数の関係を求める。この
時、上流側池と下流側池の水位は通常運用水位を用い
る。計算式を下記に示す。
発明実施形態の原理を図５を参照して説明する。 ［１］ 上流側池と下流側池をつなぐ配管に１台の流量
調節弁のみが設置されていた場合の、流量，配管損失，
弁１次圧，弁２次圧，弁差圧，弁内流速，弁損失係数，
弁開度，キャビテーション係数の関係を求める。この
時、上流側池と下流側池の水位は通常運用水位を用い
る。計算式を下記に示す。
【００１１】
【数１】 流量 ：Ｑ （ｍ3／ｓ）
【００１２】
【数２】 配管損失：ΔＨ＝Ｆ（Ｑ） （ｍ）
【００１３】
【数３】 弁１次圧：Ｈ１＝Ｈｕ−ΔＨ （ｍ）
【００１４】
【数４】 弁２次圧：Ｈ２＝Ｈｄ （ｍ）
【００１５】
【数５】 弁差圧 ：Δｈ＝Ｈ１−Ｈ２ （ｍ）
【００１６】
【数６】 弁内流速：Ｖ＝Ｑ／Ｓ （Ｓ：弁内断面積） （ｍ／ｓ）
【００１７】
【数７】弁損失係数：η＝（２ｇ・Δｈ）／Ｖ2
【００１８】
【数８】 キャビテーション係数：σ＝（Ｈ２＋１０．１）／Δｈ また、弁開度θと弁損失係数ηとの換算は下記近似式を
用いる。
用いる。
【００１９】
【数９】logη＝ａ・θ＋ｂ これらの式により、１台の流量調節弁で流量を調節する
場合の流量，配管損失等の各パラメータの関係を求める
ことができる。
場合の流量，配管損失等の各パラメータの関係を求める
ことができる。
【００２０】［２］ 次に流量調節を２台の流量調節弁
で行った場合の流量，配管損失，弁１次圧，弁２次圧，
弁差圧，弁内流速，弁損失係数，弁開度，キャビテーシ
ョン係数の関係を求める。図６は、配管に直列に２台の
流量調節弁を設置したときのキャビテーション係数と、
１台設置の場合のキャビテーション係数の関係を示す図
である。２台設置の場合は、キャビテーション係数を２
台とも同じにする事から次式が成り立つ。
で行った場合の流量，配管損失，弁１次圧，弁２次圧，
弁差圧，弁内流速，弁損失係数，弁開度，キャビテーシ
ョン係数の関係を求める。図６は、配管に直列に２台の
流量調節弁を設置したときのキャビテーション係数と、
１台設置の場合のキャビテーション係数の関係を示す図
である。２台設置の場合は、キャビテーション係数を２
台とも同じにする事から次式が成り立つ。
【００２１】
【数１０】σ＝（Ｐ２＋Ｋ）／（Ｐ１−Ｐ２）＝（Ｐ３
＋Ｋ）／（Ｐ２−Ｐ３） また１台のみ設置の場合は次式が成り立つ。
＋Ｋ）／（Ｐ２−Ｐ３） また１台のみ設置の場合は次式が成り立つ。
【００２２】
【数１１】σc＝（Ｐ３＋Ｋ）／（Ｐ１−Ｐ３） これらの数１０，数１１より
【００２３】
【数１２】σc＝σ2／（１＋２σ） の関係が成り立つ。
【００２４】ここで２台の流量調節弁を設置した場合
に、同じキャビテーション係数となるときの夫々の弁開
度を求める。
に、同じキャビテーション係数となるときの夫々の弁開
度を求める。
【００２５】
【数１３】 Ｐ１−Ｐ２＝η1・（１／２ｇ）・（４／πＤ2）2・Ｑ2
【００２６】
【数１４】 Ｐ２−Ｐ３＝η2・（１／２ｇ）・（４／πＤ2）2・Ｑ2 これらの数１３，数１４より
【００２７】
【数１５】η2（Ｐ２＋Ｋ）＝η1（Ｐ３＋Ｋ） 数１４，数１５より
【００２８】
【数１６】Ｃ・Ｑ2・η2 2＋（Ｐ３＋Ｋ）・η2―（Ｐ３
＋Ｋ）・η1＝０ ここで、Ｃ＝（１／２ｇ）・（４／πＤ2）2である。
＋Ｋ）・η1＝０ ここで、Ｃ＝（１／２ｇ）・（４／πＤ2）2である。
【００２９】合成損失係数をηcとすると
【００３０】
【数１７】ηc＝η1＋η2 数１６，数１７より
【００３１】
【数１８】Ｃ・Ｑ2・η2 2＋２（Ｐ３＋Ｋ）η2―（Ｐ３
＋Ｋ）ηc＝０ よって
＋Ｋ）ηc＝０ よって
【００３２】
【数１９】η2＝｛−（Ｐ３＋Ｋ）＋√［（Ｐ３＋Ｋ）2
＋（Ｐ３＋Ｋ）ＣＱ2ηc］｝／ＣＱ2 このようにして得られたη2を、数９に代入する事によ
り、弁開度を計算することができる。
＋（Ｐ３＋Ｋ）ＣＱ2ηc］｝／ＣＱ2 このようにして得られたη2を、数９に代入する事によ
り、弁開度を計算することができる。
【００３３】［３］ 前記［１］［２］の方法により、
１台の流量調節弁のみで流量制御を行った場合の流量，
弁損失係数，弁開度，キャビテーション係数と、２台の
流量調節弁を使い両弁共にキャビテーション係数を同じ
にした場合の流量，各弁の損失係数，各弁の弁開度，キ
ャビテーション係数を計算することができる。
１台の流量調節弁のみで流量制御を行った場合の流量，
弁損失係数，弁開度，キャビテーション係数と、２台の
流量調節弁を使い両弁共にキャビテーション係数を同じ
にした場合の流量，各弁の損失係数，各弁の弁開度，キ
ャビテーション係数を計算することができる。
【００３４】すなわち、目標流量と流量計測値との偏差
により１台の流量調節弁で制御したときの弁開度を演算
し、この弁開度から２台の流量調節弁で流量制御したと
きの弁合成損失係数が等価で且つ各弁のキャビテーショ
ン係数が同一となる弁開度をそれぞれ求める事により、
流量制御回路と、弁操作回路が同期して実行でき安定し
た流量制御が可能となる。
により１台の流量調節弁で制御したときの弁開度を演算
し、この弁開度から２台の流量調節弁で流量制御したと
きの弁合成損失係数が等価で且つ各弁のキャビテーショ
ン係数が同一となる弁開度をそれぞれ求める事により、
流量制御回路と、弁操作回路が同期して実行でき安定し
た流量制御が可能となる。
【００３５】以下、具体的実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る流量制御装置の構成図
である。図１において、上流側池２１と下流側池２２は
配管１により接続され、上流側池２１に貯えられている
水を下流側池２２に配管１を通して配水する。この時、
上流側池２１と下流側池２２との高低差すなわち圧力
は、１台の流量調節弁で減圧できる減圧量よりも大き
い。このため、１台の流量調節弁だけではキャビテーシ
ョンを発生させてしまう為、流量調節弁３と流量調節弁
５の２台の弁を直列に配管１に設け、各弁３，５により
段階的に減圧する事により、流量制御を行う。この流量
制御を行う流量制御装置２０は、本実施形態では、目標
流量設定値と配管１の流量を検出する流量検出器２の流
量計測値７とから単一弁開度を演算する演算装置１９
と、該演算装置１９の演算した単一弁弁開度目標値１８
を第１弁３の弁開度に変換する第１弁弁開度変換装置１
４と、前記目標値１８を第２弁５の弁開度に変換する第
２弁弁開度変換装置１５と、第１弁弁開度変換装置１４
で変換した弁開度目標値１６と第１弁３の弁開度を検出
する検出器４の計測値８とから操作量１０を求め第１流
量調節弁３の弁開度を制御する第１弁弁開度制御装置１
２と、第２弁弁開度変換装置１５で変換した弁開度目標
値１７と第２弁５の弁開度を検出する検出器６の計測値
９とから操作量１１を求め第２流量調節弁５の弁開度を
制御する第２弁弁開度制御装置１３と、流量検出器２の
流量計測値７から初期弁開度の目標値２３を求め該目標
値２３を単一弁開度演算器１９に出力する初期弁開度演
算装置２４とを備える。
図１は本発明の一実施形態に係る流量制御装置の構成図
である。図１において、上流側池２１と下流側池２２は
配管１により接続され、上流側池２１に貯えられている
水を下流側池２２に配管１を通して配水する。この時、
上流側池２１と下流側池２２との高低差すなわち圧力
は、１台の流量調節弁で減圧できる減圧量よりも大き
い。このため、１台の流量調節弁だけではキャビテーシ
ョンを発生させてしまう為、流量調節弁３と流量調節弁
５の２台の弁を直列に配管１に設け、各弁３，５により
段階的に減圧する事により、流量制御を行う。この流量
制御を行う流量制御装置２０は、本実施形態では、目標
流量設定値と配管１の流量を検出する流量検出器２の流
量計測値７とから単一弁開度を演算する演算装置１９
と、該演算装置１９の演算した単一弁弁開度目標値１８
を第１弁３の弁開度に変換する第１弁弁開度変換装置１
４と、前記目標値１８を第２弁５の弁開度に変換する第
２弁弁開度変換装置１５と、第１弁弁開度変換装置１４
で変換した弁開度目標値１６と第１弁３の弁開度を検出
する検出器４の計測値８とから操作量１０を求め第１流
量調節弁３の弁開度を制御する第１弁弁開度制御装置１
２と、第２弁弁開度変換装置１５で変換した弁開度目標
値１７と第２弁５の弁開度を検出する検出器６の計測値
９とから操作量１１を求め第２流量調節弁５の弁開度を
制御する第２弁弁開度制御装置１３と、流量検出器２の
流量計測値７から初期弁開度の目標値２３を求め該目標
値２３を単一弁開度演算器１９に出力する初期弁開度演
算装置２４とを備える。
【００３６】上述した構成の流量制御装置２０では、ま
ず、単一弁開度演算装置１９が、目標流量設定値と流量
検出器２の流量計測値７との偏差から、例えばＰＩＤ演
算により、配管１内の流量を１台の流量調節弁で制御し
たと仮定した場合の開度目標値１８（θSV）を次式によ
り演算する。
ず、単一弁開度演算装置１９が、目標流量設定値と流量
検出器２の流量計測値７との偏差から、例えばＰＩＤ演
算により、配管１内の流量を１台の流量調節弁で制御し
たと仮定した場合の開度目標値１８（θSV）を次式によ
り演算する。
【００３７】
【数２０】θSV＝α｛ＥＮ（100／PB）＋（1／T）∫Ｅ
Ｎdt＋ＫＤ（dＥＮ／dt）｝ ここで、α：ループゲイン ＥＮ：ＰＶ−ＳＶ （ＰＶ：流量計測値，ＳＶ：流量目
標値） ＰＢ：比例帯 Ｔ ：積分定数 ＫＤ：微分定数 である。
Ｎdt＋ＫＤ（dＥＮ／dt）｝ ここで、α：ループゲイン ＥＮ：ＰＶ−ＳＶ （ＰＶ：流量計測値，ＳＶ：流量目
標値） ＰＢ：比例帯 Ｔ ：積分定数 ＫＤ：微分定数 である。
【００３８】ここで、θSVは１台の流量調節弁で流量制
御をした場合の弁開度目標値であり、流量調節弁のキャ
ビテーション発生を考慮していない開度目標値である。
御をした場合の弁開度目標値であり、流量調節弁のキャ
ビテーション発生を考慮していない開度目標値である。
【００３９】次に、このθSVを基に、キャビテーション
発生を防止する為に２台の流量調節弁を設けたそれぞれ
の弁に対して、キャビテーション係数が同じになるよう
に弁開度目標値を、弁開度変換装置１４，１５で求め
る。このとき、１台の流量調節弁で流量制御した場合の
弁損失係数と、２台の流量調節弁で流量制御を行った場
合の合成損失係数とは、前述した数１７により等しくな
っている。
発生を防止する為に２台の流量調節弁を設けたそれぞれ
の弁に対して、キャビテーション係数が同じになるよう
に弁開度目標値を、弁開度変換装置１４，１５で求め
る。このとき、１台の流量調節弁で流量制御した場合の
弁損失係数と、２台の流量調節弁で流量制御を行った場
合の合成損失係数とは、前述した数１７により等しくな
っている。
【００４０】図６は、１台の流量調節弁で制御した場合
（Ｂ）と、２台の流量調節弁で制御した場合（Ａ）のキ
ャビテーション係数と弁損失係数の関係を示す図であ
る。１台の流量調節弁で制御した場合の目標開度θＳＶ
から、数９により弁損失係数ηが求められる。このη
は、図６（Ｂ）に示す弁合成損失係数ηCに相当するも
のである。よって、２台の流量調節弁で制御する場合
は、２台のキャビテーション係数を等しくした場合のそ
れぞれの弁損失係数（η1、η2）が数１９と数１７から
求めることができる。さらに弁損失係数（η1、η2）か
ら、数９により各々の弁開度に変換することができる。
（Ｂ）と、２台の流量調節弁で制御した場合（Ａ）のキ
ャビテーション係数と弁損失係数の関係を示す図であ
る。１台の流量調節弁で制御した場合の目標開度θＳＶ
から、数９により弁損失係数ηが求められる。このη
は、図６（Ｂ）に示す弁合成損失係数ηCに相当するも
のである。よって、２台の流量調節弁で制御する場合
は、２台のキャビテーション係数を等しくした場合のそ
れぞれの弁損失係数（η1、η2）が数１９と数１７から
求めることができる。さらに弁損失係数（η1、η2）か
ら、数９により各々の弁開度に変換することができる。
【００４１】このように、単一弁開度演算装置１９で
は、１台の流量調節弁で制御した場合の目標開度すなわ
ち単一弁開度目標値１８をＰＩＤ演算により求め、この
単一弁開度目標値１８から、２台の弁の各々の目標開度
１６，１７を弁開度変換装置１４，１５で求める。弁開
度変換装置１４，１５は、予め、単一弁開度１８から夫
々の弁開度目標値１６，１７を求める変換データ（図２
のデータ）を記憶しており、この変換データを用いて目
標値１６，１７を求める。
は、１台の流量調節弁で制御した場合の目標開度すなわ
ち単一弁開度目標値１８をＰＩＤ演算により求め、この
単一弁開度目標値１８から、２台の弁の各々の目標開度
１６，１７を弁開度変換装置１４，１５で求める。弁開
度変換装置１４，１５は、予め、単一弁開度１８から夫
々の弁開度目標値１６，１７を求める変換データ（図２
のデータ）を記憶しており、この変換データを用いて目
標値１６，１７を求める。
【００４２】弁開度目標値１６は流量調節弁３の開度目
標値であり、弁開度目標値１７は流量調節弁５の開度目
標値である。弁開度制御装置１２は弁開度目標値１６と
弁開度計測値８と偏差がなくなるように開度操作量１０
を出力する。同様に、弁開度制御装置１３は弁開度目標
値１７と弁開度計測値９との偏差が無くなるように開度
操作量１１を出力する。
標値であり、弁開度目標値１７は流量調節弁５の開度目
標値である。弁開度制御装置１２は弁開度目標値１６と
弁開度計測値８と偏差がなくなるように開度操作量１０
を出力する。同様に、弁開度制御装置１３は弁開度目標
値１７と弁開度計測値９との偏差が無くなるように開度
操作量１１を出力する。
【００４３】次に、現場にて流量調節弁３，５を直接手
動にて操作した状態から、流量制御装置２０による自動
制御に切り替え、流量変動を少なくして制御を開始する
方法について説明する。
動にて操作した状態から、流量制御装置２０による自動
制御に切り替え、流量変動を少なくして制御を開始する
方法について説明する。
【００４４】一般に、現場にて流量計，流量調節弁の保
守点検等を行う場合、流量制御装置２０による自動制御
は中断され、流量調節弁を現場にて直接操作した状態か
ら自動制御に制御を切り換える。このとき、現場にて通
常運用の流量すなわち目標流量設定値とほぼ同じ流量に
調節されるが、必ずしも２台の流量調節弁のキャビテー
ション係数が同じとは限らない。このため、２台の流量
調節弁の適切な制御開始開度を初期設定しないと、流量
変動および流量制御の不安定要因となる。
守点検等を行う場合、流量制御装置２０による自動制御
は中断され、流量調節弁を現場にて直接操作した状態か
ら自動制御に制御を切り換える。このとき、現場にて通
常運用の流量すなわち目標流量設定値とほぼ同じ流量に
調節されるが、必ずしも２台の流量調節弁のキャビテー
ション係数が同じとは限らない。このため、２台の流量
調節弁の適切な制御開始開度を初期設定しないと、流量
変動および流量制御の不安定要因となる。
【００４５】そこで、本実施形態では、このような現場
操作状態からでもスムースな自動制御を開始可能とする
構成としてある。まず、現場での流量調節弁３，５の直
接操作状態における流量計測値７を基に、１台の流量調
節弁で制御を行った時の弁開度すなわち単一弁の弁開度
目標値１８（θSV）を、数６，７，９により逆算する。
この流量と、単一弁の開度目標値１８の関係を予め例え
ば図３のように記憶しておく。
操作状態からでもスムースな自動制御を開始可能とする
構成としてある。まず、現場での流量調節弁３，５の直
接操作状態における流量計測値７を基に、１台の流量調
節弁で制御を行った時の弁開度すなわち単一弁の弁開度
目標値１８（θSV）を、数６，７，９により逆算する。
この流量と、単一弁の開度目標値１８の関係を予め例え
ば図３のように記憶しておく。
【００４６】初期開度演算装置２４は、流量計測値７を
基に、初期開度目標値２３を図３の関係から演算する。
単一弁開度演算装置１９は、流量制御装置２０による自
動制御開始時に、初期開度目標値２３を単一弁の弁開度
目標値１８として弁開度変換装置１４，１５に出力す
る。弁開度変換装置１４，１５は初期開度目標値２３と
同じ値である単一弁の弁開度目標値１８を基に、２台の
流量調節弁が同一キャビテーション係数となる夫々の弁
開度目標値１６，１７を数１３〜１９により求める。本
実施形態の場合には、予め、数１３〜１９に基づき、単
一弁の弁開度目標値と各弁の弁開度目標値との関係を求
めておき、これをテーブルデータとして図２に示すよう
に記憶しておく。そして、単一弁開度目標値１８からこ
の図２のテーブルを参照して弁開度目標値１６，１７を
求める。
基に、初期開度目標値２３を図３の関係から演算する。
単一弁開度演算装置１９は、流量制御装置２０による自
動制御開始時に、初期開度目標値２３を単一弁の弁開度
目標値１８として弁開度変換装置１４，１５に出力す
る。弁開度変換装置１４，１５は初期開度目標値２３と
同じ値である単一弁の弁開度目標値１８を基に、２台の
流量調節弁が同一キャビテーション係数となる夫々の弁
開度目標値１６，１７を数１３〜１９により求める。本
実施形態の場合には、予め、数１３〜１９に基づき、単
一弁の弁開度目標値と各弁の弁開度目標値との関係を求
めておき、これをテーブルデータとして図２に示すよう
に記憶しておく。そして、単一弁開度目標値１８からこ
の図２のテーブルを参照して弁開度目標値１６，１７を
求める。
【００４７】弁開度制御装置１２，１３は夫々の弁開度
計測値８，９が弁開度目標値１６，１７になるように開
度操作量１０，１１を出力する。これにより、現場直接
操作状態から流量変動を少なくして流量制御装置２０に
よる自動制御を開始する事が可能となる。
計測値８，９が弁開度目標値１６，１７になるように開
度操作量１０，１１を出力する。これにより、現場直接
操作状態から流量変動を少なくして流量制御装置２０に
よる自動制御を開始する事が可能となる。
【００４８】図４は、上述した実施形態を、３台以上の
流量調節弁を設けた例に適用した場合の流量制御装置の
構成図である。この場合には、図１での説明と同様に、
単一弁開度目標値を演算して求め、この単一弁開度目標
値から、各流量調節弁の夫々の開度目標値を求め、各流
量制御弁の弁開度を制御することで、図１の実施形態と
同様の効果を得ることができる。また、同様に、現場で
の直接操作から自動制御への切り替えをスムースに制御
することができる。
流量調節弁を設けた例に適用した場合の流量制御装置の
構成図である。この場合には、図１での説明と同様に、
単一弁開度目標値を演算して求め、この単一弁開度目標
値から、各流量調節弁の夫々の開度目標値を求め、各流
量制御弁の弁開度を制御することで、図１の実施形態と
同様の効果を得ることができる。また、同様に、現場で
の直接操作から自動制御への切り替えをスムースに制御
することができる。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、キャビテーション発生
が防止でき、しかも、流量調節弁間に圧力計を設ける必
要がなく、さらに現場での弁開度直接操作からも流量変
動の少ないスムースな弁開度の自動制御を開始すること
ができ、且つ安定した流量制御が可能となる。
が防止でき、しかも、流量調節弁間に圧力計を設ける必
要がなく、さらに現場での弁開度直接操作からも流量変
動の少ないスムースな弁開度の自動制御を開始すること
ができ、且つ安定した流量制御が可能となる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る流量制御装置の構
成図である。
成図である。
【図２】単一弁開度目標値から各流量調節弁の制御目標
開度への変換データの一例を示す図である。
開度への変換データの一例を示す図である。
【図３】流量計測値から単一弁開度への変換データの一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る流量制御装置の構
成図である。
成図である。
【図５】上流側池と下流側池の水位の関係を表す図であ
る。
る。
【図６】１台の流量調節弁を使用した場合（Ｂ）と、２
台の流量調節弁を使用した場合（Ａ）のキャビテーショ
ン係数，弁損失係数の関係を示した図である。
台の流量調節弁を使用した場合（Ａ）のキャビテーショ
ン係数，弁損失係数の関係を示した図である。
１…流路配管、２…流量検出器、３…流量調節弁、４…
流量調節弁開度検出器、５…流量調節弁、６…流量調節
弁開度検出器、７…流量計測値、８…開度計測値、９…
開度計測値、１０…開度操作量、１１…開度操作量、１
２…弁開度制御装置、１３…弁開度制御装置、１４…弁
開度変換装置、１５…弁開度変換装置、１６…弁開度目
標値、１７…弁開度目標値、１８…単一弁の弁開度目標
値、１９…単一弁開度演算装置、２０…流量制御装置、
２１…上流側池、２２…下流、側池、２３…初期弁開度
目標値、２４…初期弁開度演算装置。
流量調節弁開度検出器、５…流量調節弁、６…流量調節
弁開度検出器、７…流量計測値、８…開度計測値、９…
開度計測値、１０…開度操作量、１１…開度操作量、１
２…弁開度制御装置、１３…弁開度制御装置、１４…弁
開度変換装置、１５…弁開度変換装置、１６…弁開度目
標値、１７…弁開度目標値、１８…単一弁の弁開度目標
値、１９…単一弁開度演算装置、２０…流量制御装置、
２１…上流側池、２２…下流、側池、２３…初期弁開度
目標値、２４…初期弁開度演算装置。
Claims (4)
- 【請求項１】 １本の配管に直列に複数個の流量調節弁
を配置し各流量調節弁の弁開度を自動制御する流量制御
方法において、１台の流量調節弁だけで前記配管中の流
体流量を制御すると仮定したときの単一弁開度目標値を
求め、前記複数個の流量調節弁の各キャビテーション係
数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁の合成損失
係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失係数と同じ
になる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開度を前記単
一弁開度目標値から求め、各流量調節弁の弁開度を前記
弁対応の目標開度に制御することを特徴とする流量制御
方法。 - 【請求項２】 １本の配管に直列に複数個の流量調節弁
を配置し各流量調節弁の弁開度を現場にて直接操作した
後に各流量調節弁の弁開度の自動制御を開始する流量制
御方法において、前記直接操作したときの前記配管の流
量計測値から１台の流量調節弁だけで前記配管中の流体
流量を制御していると仮定したときの単一弁開度目標値
を求め、前記複数個の流量調節弁の各キャビテーション
係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁の合成損
失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失係数と同
じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開度を前記
単一弁開度目標値から求め、各流量調節弁の弁開度を前
記弁対応の目標開度に制御するように前記自動制御を開
始することを特徴とする流量制御方法。 - 【請求項３】 １本の配管に直列に複数個の流量調節弁
を配置し各流量調節弁の弁開度を自動制御する流量制御
装置において、１台の流量調節弁だけで前記配管中の流
体流量を制御すると仮定したときの単一弁開度目標値を
求める手段と、前記複数個の流量調節弁の各キャビテー
ション係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁の
合成損失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失係
数と同じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開度
を前記単一弁開度目標値から求める手段と、各流量調節
弁の弁開度を前記弁対応の目標開度に制御する手段とを
備えることを特徴とする流量制御装置。 - 【請求項４】 １本の配管に直列に複数個の流量調節弁
を配置し各流量調節弁の弁開度を現場にて直接操作した
後に各流量調節弁の弁開度の自動制御を開始する流量制
御装置において、前記直接操作したときの前記配管の流
量計測値から１台の流量調節弁だけで前記配管中の流体
流量を制御していると仮定したときの単一弁開度目標値
を求める手段と、前記複数個の流量調節弁の各キャビテ
ーション係数が同一となり且つ前記複数個の流量調節弁
の合成損失係数が前記仮定した１台の流量調節弁の損失
係数と同じになる各流量調節弁の夫々の弁対応の目標開
度を前記単一弁開度目標値から求める手段と、各流量調
節弁の弁開度を前記弁対応の目標開度に制御するように
前記自動制御を開始する手段とを備えることを特徴とす
る流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3053997A JPH10228322A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 流量制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3053997A JPH10228322A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 流量制御方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10228322A true JPH10228322A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12306609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3053997A Pending JPH10228322A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 流量制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10228322A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234000A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Orion Mach Co Ltd | キャビテーション騒音低減方法及びバルブ装置 |
| CN103900646A (zh) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | 阿自倍尔株式会社 | 流量运算装置以及流量控制装置 |
| CN103979748A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-13 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种具有水质水量调节功能的无动力生化预处理装置 |
| WO2018169786A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Fisher Controls International Llc | Methods and appartus for controlling multiple valves as a single valeve based on a coordinated control signal |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP3053997A patent/JPH10228322A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234000A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Orion Mach Co Ltd | キャビテーション騒音低減方法及びバルブ装置 |
| CN103900646A (zh) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | 阿自倍尔株式会社 | 流量运算装置以及流量控制装置 |
| CN103979748A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-13 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种具有水质水量调节功能的无动力生化预处理装置 |
| WO2018169786A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Fisher Controls International Llc | Methods and appartus for controlling multiple valves as a single valeve based on a coordinated control signal |
| US10241481B2 (en) | 2017-03-17 | 2019-03-26 | Fisher Controls International Llc | Methods and apparatus for controlling multiple valves as a single valve based on a coordinated control signal |
| RU2760955C2 (ru) * | 2017-03-17 | 2021-12-01 | Фишер Контролз Интернешнел Ллс | Способы и устройство для осуществления управления несколькими клапанами как одним клапаном на основе согласованного управляющего сигнала |
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