JPS5962904A - タンク群油温遠隔制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はタンクヤードなどのように多数のタンクが隣
接して配置されていて、そのようなり−ドが地域別に散
在しているようなタンク群において、各々のタンクの液
面及び油温等のグロセス情報を、タンクに設置した液面
計及び温度計等で計測し、その計測値を夫々の発信器で
ディジタル化した情報に変換し、中央計器室に設値した
コンピュータから構成される中央制御装Ｕｙへ、上記中
央制御装置から自動的にタンクの呼び出しを行ない、順
次タンクの切替えを行にうことによって上記ディジタル
化した情報を受は入れて情報処理を行なうタンクヤード
集中管理システムにおいて、各タンクよりの温度情報を
共通ラインでコンピュータに入力させ、ここにおいて時
分割的に処理して制御信号をつくり、これを上記共通ラ
インにのせてフィードバックし、タンクの油温を遠隔的
に制御するタンク群の油温遠隔制御装置に関するもので
ある。

石油製品や半製品（以下単に油と云う）の中には、流動
点が１６＜、常温において粘度が高いために流産！性の
悪いｄｋ体がある。このような油に対してｉｊ：　、油
の温度を上げて流動性をよくしないと、配管を通じての
油の移送に対して配管中の圧力損失が大きくなり、電力
の大きな損失を招くばかりでなく、場合によっては油が
凝固してポンプで移送出来ないことも起り得る。

又精油所などにおいては、あるゾロセスから次段のプロ
セスへ油を移送する場合に、両プロセス間に中間タンク
を置き、前段のプロセスから出た油を一月中間タンクに
受は入れて、そこから次段のプロセスに移送する場合も
める。このような場合に、前段のプロセスから出る油は
ある程度温度がついているので、中間タンクで冷やして
しまうことは熱ロスにもつながるし、又次段のプロセス
への移送に際して、中間タンクである程度一定の温度に
加温しコントロールして、これを移送する方が次段プロ
セスの制御がやり易い場合も起こる。

以上のような理由である種の油を入れたタンクには、ス
チームラインをタンク内に配管し、スチームによって油
温を上げるような構造の加熱器が装備されている。

第１図は従来のタンク内の油？Ｘ’、＋制御システノ・
と、タンク内の液面及び油温の遠隔集中監視システムと
を併合した方式を示す。

この方式では、タンク内の液面、油温の遠隔集中監視シ
ステムと油温制御システムとは独立した構成になってい
る。すなわち、遠隔集中監視システムは、各タンク系（
ｌａ）、（ｌｂ）、（ｌｃ）、　−（Ｉｎ）内の各タン
ク（２）の液面と油温とを、コントロールルーム（３）
にある中央受信表示装Ｗ（４）から切替え信号を自動又
は手動により、切替えリレー（５）に与えてスキャンを
行ない、各タンク（２）から中央受信表示装置（４）へ
の一方向通信方式によって、液面及び油温性のいわゆる
タンク情報を得て表示又はデータ処理を行なっている。

（６）ニフロー１−１（７）１４レベル−ｉｌ、（８）
はレベル言１（７）より得られたアブ−ログ・１３号を
ディノタル（；ｉ刊に変換するＡ−Ｄ変換器、（９）は
測温体である。

一万油温の制御は、別箇に各タンク（２）に対し、１対
１の方式で温度指示調節計（１０ａ）、（１０ｂ）−（
Ｉｏｎ）をコントロールルーム（３）に配置し、各タン
クの測温体（１１）から来るアナログ信号を、上記調節
計（１０ａ）〜（Ｉｏｎ）に入力さぜ、夫々の調節劇（
１０ａ）〜（１０ｎ）から、出力ｉ１ｊ制御信号、−腎
には０．２　ｋｇ／ｒｗｒ”　〜１ｋｇ／ｒｍ２の空気
圧（Ｓ号をスチームのヒーデイングパイプθカに連結さ
れているスチームパイプαηに設置した調節弁（１１に
送って、スチーノ、の供給量を連続的に制御する。スチ
ームの流量は、メチ−４パイゾ０乃に差圧式流情削０ゆ
を置くことにより、これらより４〜２０　ｍＡのアナロ
グ信号を得るので、これをコントロールルーム（３）に
配置した流量指示計（１５ｇ）　。

（１５ｂ）、（１５ｃ）　−（１５ｎ）に供給して読む
ようになすことも出来る。αＱＦｉ、スチーム源である
。

第２図は、油温制御方式を更に簡単化した従来の装置を
示すもので、淵度指示調節割（’ｌ　Ｏ）を各タンク系
（１ａ）〜（ｉｎ）内に設置し、その調節計ＯＩからの
制御出力信号を調節弁α１に与えて、スチームを連続制
御する方式を示したものである。その他、第１図との対
応部分に同一符号を附して示す。

何れの方式にしても、これらは油温制御システムとタン
クの遠隔集中監視システムとは別々に独立したシステム
となっており、コントロール（３）ト各タンク系（１ａ
）〜（１ｎ）との間で多数の（ｉｉ号糾を必要とする。

この発明はこれらのシステムを一本化し、更にＤＤＣ（
Ｄｉｒｅｃｔ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）の棚
、念を導入することによって、従来の複斂個設（１りし
なければ゛ならなかった調節計を一つのコン［イ′ユー
タで置き換え、かつ各タンク系（１ａ）〜（］Ｉｎより
のタンク信号の中実装檻への伝送と、−これに基づく中
実装置より各タンク系（１ａ）〜（１ｎ）への制御出方
の伝送とを、同一の二線配線に乗せて時分割的に行うこ
とにより計装コストと配線工皇費との大巾な節減をはか
ったものである。

更に、従来の方式の場合ｄ１ある極の油で１１、その油
温をその移送のあるなしに拘らず、連１元的に一定に保
っておくようにしでいるため、スチームの消費量が大き
い。しかるにこの発明を適用したシステムにおいては、
油温の制御を油の移送時のスケジュールに合せてプログ
ラム制御することが出来る。すなわち、出荷作業などの
ためタンク内から油を移送する場合は、その移送の時期
はあらかじめ操油計画が設定され、そのスケジュールに
従って行なわれる。したがって、この時期に合せて油を
加熱し、流動性を確保出来ればよいのであって、常時加
熱しておく必要は必ずしもない。

油温を目的とする温度に高めるに要する時間は、油種、
タンク形状、油面レベル（油の容積）、油の初期温度、
加熱系の容量（スチーム流量、圧力）、外気温、天候等
に依存する。したがって、これらのフ′−夕を使って移
送前の何時間前にタンクの加熱を開始したら、移送時に
目的とする温度に達するかを計算する計算式を中央制御
装置にプログラムしておいて、操油計画に合せて各タン
クの加熱開始を自動的に行ない、油温か設定値に達した
ら、この温度を保持するようにスチームをコントロール
すれは、従来の方式にくらべてはるかに大きなスチーム
の節約を計ることが出来て、省エネルギーの目的を大＋
ｊＪに改善することが出来るのである。

以下、この発明の実施例を図面第３図を参照して説明す
る。ツ（において、第１図との対応部分には同一符号を
附してその説明を省略する。この発明においては、ある
複数個のタンクよりなるタンクヤードＡについて説明し
、他のタンクヤードＢ。

Ｃ，Ｄ・・・は同様であるから、説明を省略する。又タ
ンク系（１ａ）〜（１ｎ）も互に同一に構成されるので
、タンク系（Ｉｎ）についてのみ説明する。０→は２線
ケーブル（例えば電話線の如きもの）であって、タンク
ヤードＡ内にループを作るように装架されている。

次にタンク系（１ｎ）について説明する。

タンクヤード（レベル計）（７）、測温体（９）及び差
圧式流量発信器α→による計測値は夫々アナログ値であ
るので、夫々Ａ−Ｄ変換器〆）（財）及び（イ）により
、ディジタル信号に変換し、この信号をｒイ・フタル２
線式双方向通信伝送器に）にホールドする。尚この伝送
器（至）は更に次のような機能を持っているものとする
。

（１）変換器い）（２＋）及び（イ）は夫々パラレルの
ディジタル４１号であるので、これを２線α呻で伝送出
来るように、シリアルディジタル信号に変換する機能 （２）　　徒゛述する中央制御袋ｆｆ！ｉ′（ハ）から
の呼び出し信号によって、そのタンク系のみに関するタ
ンク信号を、信号線Ｏ→に送り出す機能 （３）　　中央制御装置（ハ）から来る調節弁ｏ１を操
作するだめのオン・オフ４１号を受けて、これをリレー
又は増巾器で電力増巾する機能 このディジタル２線式双方向通信伝送器（至）は、タン
クヤード”　Ａ　Ｋ張シめぐらされた信号線θ峠に並列
に接続されている。

一方、中央制御装置（ハ）は、一般にこのような規模の
タンクヤードにおいてはタンクヤードがら１乃至２　ｋ
ｍ以上はなれたコントロールルーム（３）　Ｋ　設置さ
れる。この中央制御装置（ハ）はマイクロコンピュータ
を主体とする制御装置で、信号線α時を通じて送られて
来る液面、温度、その他のタンク情報を、ディジタル２
線式双方向通信入出力インタフェース（ハ）を介して受
は入れて、データの処理を行なう。更に温度入力信号に
対しては、中央制御装置（ハ）で温度情報を受けると、
あらかじめそのタンクに対して設定し且つ記憶した設定
温度と上記入力信号による温度とを比較し、設定温度を
越えているかどうかに応じて、オン又はオフの信号をイ
ンタフェース（ハ）を介して２線θ呻に送り出す。する
と、この場合はタンク系（１ｎ）の伝送器盤がその信号
を受けて、これをリレー又は増ｒｆＪ器で電力増ｌＪし
て調節弁α１を駆動して調節弁α１の三位置制御を行な
う。又ディジタル２線式双方向通信入出力インタフェー
スしゃけ次のような機能を持っている。

（１）　　タンクヤードＡのタンク系を選択する機能（
２）受信したシリアルディジタル信号を、パラレルディ
ジタル信号に変換し、中央制御装置（ハ）へ伝送する機
能 （３）調節弁α１を操作するためのオン・オフ信号を伝
送する機能 切替リレー（ホ）はループの切替選択を行なうリレ−で
あって、ヤードＡ、ヤードＢ、ヤードＣ１・・・に関す
る夫々の信号線０呻を順次切替接続して行くものである
。そしてこれは中央制御装置（ハ）からの手動により、
或はプログラムに従って自動的に切替えを行なうことが
出来る。

そしてこの発明においては、上述したように、切替リレ
ー（ハ）により各ヤードを時分割的に切替え、更に、１
つのヤードの接続期間内では、中央制御装置（ハ）より
、各タンク系（ｌａ）（ｌｂ）・・・（１ｎ）に対して
夫々予め決めであるキーワード（信号）を、信号線０→
に順次送り出すことによって、例えばタンク系（１ｎ）
に対するキーワード信号が中央制御装置に）より送り出
された場合にはタンク系（１ｎ）におけるディジタル２
線式双方向通信伝送器翰が開錠し、従ってこれよりのみ
のタンク情報が中央制御装置（ハ）に送られ、又この装
置（ハ）より送シ出された制御信号は、このタンク系（
１ｎ）の伝送器（ハ）内のみに入力される。

以上、この発明のシステムの構成について述べたが、タ
ンクの油温を制御するために、時分割により、かつ温度
情報を伝送したと同一の２線信号線０→に乗せて調節弁
（１１を制御する信号を送ることが出来るのは、制御信
号が三位置制御信号であるからである。このことは引用
したような動特性を持つ制御システノ、においでは極め
て重要なことである。従って何故このようなタンク群の
温度制御システムが正位置制御でも十分満足できる制御
が出来るのかについて説明する。

一般に連続プロセスの制御は、質の高い制御をするため
にＰＩＤ制御動作（比例、積分、微分制御動作）が使わ
れる。ＰＩＤ動作かう甘く働くためには、制御対象であ
るプロセスの動特性が定性的にわかっていて、比較的安
定していることが必老である。又外乱と呼ばれる負荷変
化も余り大きく変ることがなく、かつランダムでないこ
とが大切である。一般に連続ゾロセスはこのような条件
を備えている。

一方、正位置制御は質の高い制御とはいえない。

何故なら、正位置制御の特性として、この値に制御した
いという設定値を中心に必ずサイクリングが起るからで
ある。このサイクリングの振巾と周期とは制御対象であ
るプロセスの動特性に依存する。しかし２このサイクリ
ングが￥［容されるならば、二缶置制御ｄ、極めて取り
扱い易く簡単な制御方式である。ＰＩＤ動作の場合には
、そのプロセスの動特性に一マツチングさせるために、
チューニングと称する比例ダイン、精分時間、微分時間
のような制御パラメータを調整しなければならないのに
反して、三位ｊＭｊ制御ではこのような面倒がない。

そこで、この発明が対象とするタンクの油温制御のよう
なプロセスを考えて見ると、先づ温度を１℃とか２℃の
中でコントロールする必要は全くｆｔ　＜　、ｉｊｒ成
り大きな巾がＷ［されている。かつタンクの容ｈ１が大
きいので、温度変化の割合は極めて緩慢であって、正位
置制御な谷筋に行うことが出来る。一方タンクのような
プロセスでは、タンク内の液量が一定とけ云えず、満タ
ンに近い時もあれば、半分位しかない場合もあって、そ
の動特性も負荷も大きく変動する。したがって、このよ
うなプロセスにＰＩＤ動作を適用しても制御パラメータ
をその都度調整しない限り質の高い制御を望むことはむ
つかしく、又そのようなことをすればオＲレータにとっ
て大きな負担となる。

以上の観点からこのようなゾロセスでは、正位置制御で
十分であり、むしろＰＩＤよりｔまギャップを持つ正位
置制御の方が好捷しいのである。

このような点から、ここに述べた発明は、必ずしもタン
ク群の油温制御に限ら第１るものでｔよなく、プロセス
の動／ＩＬｓ性が同じような特性を持つプロセスである
ならＩＪ”他にも適用出来ることは明らかである。

以上説明したように、この発明によれば、１つのヤード
内でｔま、電話線の如き、２線の信号線０υをループ状
に装架すれば足りるので、従来の方式（装置）に比して
大巾な信号線の省略不、なし得る特徴を有し、且つ油温
の制御も二値制御で足りるので、ネジ雑な電子回路を必
要としない等の大きな特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の装置の一例を示すブロック図、自）、
２図は他の例を示す一部のブロック図、第３図はこの発
明の装置を示すブロック図である０（ｌａ）　〜（Ｉｎ
）は夫々タンク系、Ｈ、ａｌ）　、　ＨはＡ−Ｄ変換器
、（財）はｒイノタル２線式双方向通信伝送器、い）は
中央制御装置である。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数基のタンクが設置されたタンクヤードにおける各タ
   ンクの液面及び温度をそのタンクに設置した液面計、温
   度計によって測定し、測定値を帥変換して直列のディジ
   タル信号に変換し、これらの信号を同一タンクヤード内
   にあるタンク群に対して並列に信号が入るように２線の
   ループをタンクヤード内に構成し、このループから更に
   ２線伝送線を出して、これをコントロールルームに設置
   した中央受信表示装置へ伝送するタンクヤード集中＠到
   １システムにおいて、タンクヤード内の各タンクの油温
   を制御するために中央受信表示装置に制御機能を持たせ
   、受信した温度の信号が設定値を越えているか否かに応
   じて夫々の上記タンクへ時分割的に三位置制御信号（オ
   ン・オフ信号）を、上記温度の測定信号を伝送したと同
   一の２線伝送線にのせて送信し、上記タンクのヒーティ
   ング・ぞイブ中に設置した調節弁を開閉してスチームの
   供給を制御することを特徴とするタンクｎＰ油温遠隔制
   御装置。