JPS6117445Y2 - - Google Patents
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- JPS6117445Y2 JPS6117445Y2 JP15253381U JP15253381U JPS6117445Y2 JP S6117445 Y2 JPS6117445 Y2 JP S6117445Y2 JP 15253381 U JP15253381 U JP 15253381U JP 15253381 U JP15253381 U JP 15253381U JP S6117445 Y2 JPS6117445 Y2 JP S6117445Y2
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- JP
- Japan
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- temperature
- controller
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- fluid
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 23
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、炉内に設置されたコイルを通過する
流体の炉出口温度が一定になるように無千渉制御
を行うことのできる流体温度制御装置に関する。
流体の炉出口温度が一定になるように無千渉制御
を行うことのできる流体温度制御装置に関する。
炉内に複数のコイルを設置し、該コイルを通過
する流体の炉出口温度が一定となるように制御を
行う流体温度制御装置では、従来以下のような方
法が用いられている。即ち、複数の各コイルに対
してバーナを持ち、コイルを通過する流体のうち
特定のコイルを通過した流体の炉出口温度のみモ
ニタし制御演算し、該温度が一定となるような制
御を行う。残りのコイルに対しては、モニタコイ
ルとの比率を燃料調節計で設定し、モニタコイル
加熱用バーナの燃焼量とある一定の比率で燃焼さ
せる。
する流体の炉出口温度が一定となるように制御を
行う流体温度制御装置では、従来以下のような方
法が用いられている。即ち、複数の各コイルに対
してバーナを持ち、コイルを通過する流体のうち
特定のコイルを通過した流体の炉出口温度のみモ
ニタし制御演算し、該温度が一定となるような制
御を行う。残りのコイルに対しては、モニタコイ
ルとの比率を燃料調節計で設定し、モニタコイル
加熱用バーナの燃焼量とある一定の比率で燃焼さ
せる。
第１図は、従来のこの種の装置の一実施例を示
す構成ブロツク図である。図は、エチレンの分解
炉に用いた流体温度制御装置の例を示している。
同図において、１は炉である。該炉内では、ナフ
サ、炭素と蒸気とが混ぜ合わされる。２は、混ぜ
合わされた流体を加熱する加熱コイルである。該
コイルは、４個設けられている。即ち、混ぜ合わ
された流体は、４個のコイルに分流する。３は、
各コイルごとに設けられたバーナである。４，６
は、炉に流入するナフサ及び蒸気量を調節する調
節計である。５，７は、それぞれの調節計出力で
駆動される調節弁である。
す構成ブロツク図である。図は、エチレンの分解
炉に用いた流体温度制御装置の例を示している。
同図において、１は炉である。該炉内では、ナフ
サ、炭素と蒸気とが混ぜ合わされる。２は、混ぜ
合わされた流体を加熱する加熱コイルである。該
コイルは、４個設けられている。即ち、混ぜ合わ
された流体は、４個のコイルに分流する。３は、
各コイルごとに設けられたバーナである。４，６
は、炉に流入するナフサ及び蒸気量を調節する調
節計である。５，７は、それぞれの調節計出力で
駆動される調節弁である。
８は、流体の炉出口温度を検出する温度検出器
である。該温度検出器は、各コイルの炉出口ごと
に設けられている。９は、これら温度検出器のう
ち１の温度検出器の出力を受ける温度調節計であ
る。各コイル出力は、炉出口で１本化される。こ
の１本化されたコイル出力が、図に示す装置の出
力となる。１０は、温度調節計９の出力を受ける
燃料調節計である。該燃料調節計は、各バーナご
とに設けられている。１１は、燃料調節計１０の
出力によりその開度が調節される調節弁である。
従つて、弁１１の開度によりバーナ３の燃焼量が
制御される。このように構成された装置の動作を
概説すれば、以下のとおりである。
である。該温度検出器は、各コイルの炉出口ごと
に設けられている。９は、これら温度検出器のう
ち１の温度検出器の出力を受ける温度調節計であ
る。各コイル出力は、炉出口で１本化される。こ
の１本化されたコイル出力が、図に示す装置の出
力となる。１０は、温度調節計９の出力を受ける
燃料調節計である。該燃料調節計は、各バーナご
とに設けられている。１１は、燃料調節計１０の
出力によりその開度が調節される調節弁である。
従つて、弁１１の開度によりバーナ３の燃焼量が
制御される。このように構成された装置の動作を
概説すれば、以下のとおりである。
炉内の、ナフサと炭素と蒸気の混合流体は、炉
内に設けられた各コイルに分流し加熱される。加
熱された混合流体は、炉外に出る。炉外には、各
コイルごとに温度検出器８が取付けられている。
温度調節計９は、これら温度検出器のうち、特定
の１の温度検出器の出力を受け、該温度検出器の
出力が一定となるような制御を行う。即ち、燃料
調節計１０のうち、対応するモニタコイルを加熱
する燃料調節計のみに制御信号を送る。残りの燃
料調節計については、モニタコイルとの燃焼比率
が設定される。
内に設けられた各コイルに分流し加熱される。加
熱された混合流体は、炉外に出る。炉外には、各
コイルごとに温度検出器８が取付けられている。
温度調節計９は、これら温度検出器のうち、特定
の１の温度検出器の出力を受け、該温度検出器の
出力が一定となるような制御を行う。即ち、燃料
調節計１０のうち、対応するモニタコイルを加熱
する燃料調節計のみに制御信号を送る。残りの燃
料調節計については、モニタコイルとの燃焼比率
が設定される。
第２図は、第１図に示す装置のうち燃焼制御系
のみを取出して示した構成ブロツク図である。炉
出口に設けられた各コイルごとの温度検出器出力
e1〜e4は、切換スイツチSWによつてその１の出
力のみが選択されて、温度調節計９に送られる。
温度調節計９は、温度信号を受けてPID信号に変
換する。温度調節計９の出力は、各バーナごとに
設けられた加算器２１に入る。加算器２１には、
この他に定数設定器２２の出力も加算される。該
加算器の出力は、リミツタ２３を介して調節弁の
バルブに伝えられ、弁の開度が調整される。ここ
で、リミツト２３は、加算器２１の出力が零のと
きでも、バーナを必要小限度で燃焼させる必要が
あることから設けられている。即ち、加算器２１
の出力が零のときでも、リミツタ２３はある一定
の大きさの信号を出力する。加算器２１、定数設
定器２２及びリミツタ２３は、第１図の燃料調節
計１０に対応する。各燃料調節計は、入力信号に
応じて調節弁１１の開度を調整する。これによ
り、バーナ３に送られる燃料の量が調整される。
バーナ３は、対応するコイルを加熱する。
のみを取出して示した構成ブロツク図である。炉
出口に設けられた各コイルごとの温度検出器出力
e1〜e4は、切換スイツチSWによつてその１の出
力のみが選択されて、温度調節計９に送られる。
温度調節計９は、温度信号を受けてPID信号に変
換する。温度調節計９の出力は、各バーナごとに
設けられた加算器２１に入る。加算器２１には、
この他に定数設定器２２の出力も加算される。該
加算器の出力は、リミツタ２３を介して調節弁の
バルブに伝えられ、弁の開度が調整される。ここ
で、リミツト２３は、加算器２１の出力が零のと
きでも、バーナを必要小限度で燃焼させる必要が
あることから設けられている。即ち、加算器２１
の出力が零のときでも、リミツタ２３はある一定
の大きさの信号を出力する。加算器２１、定数設
定器２２及びリミツタ２３は、第１図の燃料調節
計１０に対応する。各燃料調節計は、入力信号に
応じて調節弁１１の開度を調整する。これによ
り、バーナ３に送られる燃料の量が調整される。
バーナ３は、対応するコイルを加熱する。
このような、従来の装置では、バーナは各コイ
ルごとに付属しているが、１つのコイルを加熱す
ると他のコイルも加熱してしまう。従つて、燃料
調節計１０を動作させるに際しては、各調節計出
力相互間に千渉を伴い、各コイル間の温度のバラ
ツキを無くすことが難しくなる。また、制御対象
が１点であり、残りの部分については比率操作を
行うので、制御範囲が狭く燃料が変わると制御で
きなくなる。従つて、出力される混合流体も一定
の品質のものが得られない。
ルごとに付属しているが、１つのコイルを加熱す
ると他のコイルも加熱してしまう。従つて、燃料
調節計１０を動作させるに際しては、各調節計出
力相互間に千渉を伴い、各コイル間の温度のバラ
ツキを無くすことが難しくなる。また、制御対象
が１点であり、残りの部分については比率操作を
行うので、制御範囲が狭く燃料が変わると制御で
きなくなる。従つて、出力される混合流体も一定
の品質のものが得られない。
本考案は、このような点に鑑みてなされたもの
で、各コイルごとの流体温度信号を受けて各コイ
ル間に相互千渉が無いとして、PID制御演算を行
う調節計を持ち、各調節計の全ての出力を加算し
これにある定数を掛けたものを補正信号として前
記調節計出力から減算し、この減算出力を燃料バ
ルブの開閉信号として用いることにより、各コイ
ル間の相互千渉のない流体温制御装置を実現した
ものである。以下、図面を参照して本考案を詳細
に説明する。
で、各コイルごとの流体温度信号を受けて各コイ
ル間に相互千渉が無いとして、PID制御演算を行
う調節計を持ち、各調節計の全ての出力を加算し
これにある定数を掛けたものを補正信号として前
記調節計出力から減算し、この減算出力を燃料バ
ルブの開閉信号として用いることにより、各コイ
ル間の相互千渉のない流体温制御装置を実現した
ものである。以下、図面を参照して本考案を詳細
に説明する。
第３図は、本考案に係る燃焼制御系の一実施例
を示す構成ブロツク図である。同図において、３
０は各温度検出器出力e1〜ｅo（ｎは整数）を受
けてPID演算制御を行う調節計である。３１は、
各調節計の出力を受ける加算器である。３２は、
定数を設定する定数設定器である。３３は、加算
器３１の出力と定数設定器３２から設定された定
数とを掛算する掛算器である。３４は、その一方
の入力に前記調節計３０の出力を、他方の入力に
掛算器３３の出力を受け調節計３０の出力から掛
算器３３の出力を減算する減算器である。３５
は、該減算器の出力を受けるリミツタである。リ
ミツタの動作については、第２図について説明し
たとおりである。リミツタ３５の出力は、バルブ
の開閉信号となる。以上説明した加算器３１、定
数設定器３２、掛算器３３、減算器３４及びリミ
ツタ３５は、各バルブごとに設けられている。こ
のように構成された燃焼制御系の動作を説明すれ
ば、以下のとおりである。
を示す構成ブロツク図である。同図において、３
０は各温度検出器出力e1〜ｅo（ｎは整数）を受
けてPID演算制御を行う調節計である。３１は、
各調節計の出力を受ける加算器である。３２は、
定数を設定する定数設定器である。３３は、加算
器３１の出力と定数設定器３２から設定された定
数とを掛算する掛算器である。３４は、その一方
の入力に前記調節計３０の出力を、他方の入力に
掛算器３３の出力を受け調節計３０の出力から掛
算器３３の出力を減算する減算器である。３５
は、該減算器の出力を受けるリミツタである。リ
ミツタの動作については、第２図について説明し
たとおりである。リミツタ３５の出力は、バルブ
の開閉信号となる。以上説明した加算器３１、定
数設定器３２、掛算器３３、減算器３４及びリミ
ツタ３５は、各バルブごとに設けられている。こ
のように構成された燃焼制御系の動作を説明すれ
ば、以下のとおりである。
千渉系の場合、流量、温度、圧力等の変量を
Ｑ、バルブの開度をＶとすると、第ｉ番目の変量
Ｑiは他のバルブ開度の影響を受ける。変量Ｑi
は、次式で表わされる。
Ｑ、バルブの開度をＶとすると、第ｉ番目の変量
Ｑiは他のバルブ開度の影響を受ける。変量Ｑi
は、次式で表わされる。
Ｑi＝ａi1V1＋ａi2V2＋…
＋ａijＶj＋…＋ａioＶo (1)
ここで、ｉは１からｎまでの任意の値であり、
ａijは他のバルブ開度の影響の度合を示す係数で
ある。また、調節計出力Ｍとバルブ開度Ｖとの関
係は、次式で表わされる。
ａijは他のバルブ開度の影響の度合を示す係数で
ある。また、調節計出力Ｍとバルブ開度Ｖとの関
係は、次式で表わされる。
Ｖi＝ｂi1M1＋ｂi2M2＋
…＋ｂijＭj＋…ｂioＭo (2)
ここで、ｂijはバルブ開度と調節計Ｍjとの結合
の度合を示す係数である。(2)式より、ｉ番目のバ
ルブ開度Ｖiはｎ個の調節計出力の影響を受ける
ことを示している。
の度合を示す係数である。(2)式より、ｉ番目のバ
ルブ開度Ｖiはｎ個の調節計出力の影響を受ける
ことを示している。
(1)式、(2)式を行列式で表わせば、以下のように
なる。
なる。
［Ｑi］＝［ａij］［Ｖi］ (3)
［Ｖi］＝［ｂij］［Ｍi］ (4)
(4)式を(3)式に代入すると、［Ｑi］は次式で表わ
される。
される。
［Ｑi］＝［ａij］［ｂij］［Ｍi］ (5)
ここで、［ｂij］＝［ａij］-1となるようにすると、
［Ｑi］＝［Ｍi］となり変量Ｑと調節計出力Ｍとは１
対１に結びつけられる。即ち、他のバルブ開度の
影響を受けない燃焼制御が可能となる。
［Ｑi］＝［Ｍi］となり変量Ｑと調節計出力Ｍとは１
対１に結びつけられる。即ち、他のバルブ開度の
影響を受けない燃焼制御が可能となる。
ところで、実プラントでは、他からの影響は隣
どうししか及ばない場合、あるいは一定とみなし
うる場合が多い。このような場合、第ｉ番目のバ
ルブ開度Ｖiは次式で表わされる。
どうししか及ばない場合、あるいは一定とみなし
うる場合が多い。このような場合、第ｉ番目のバ
ルブ開度Ｖiは次式で表わされる。
Ｖi＝−ａ（ｎ−２）＋１／ａ２（ｎ−１）−ａ（ｎ
−２）−１ ［Ｍi−ａ／ａ（ｎ−２）＋１（M1＋… ＋Ｍi-1＋Ｍi+1＋…＋Ｍo）］ ……(6) ここで、ａ＝aijであり、ai＝１とする。また、
第１項は一定値のため、調節計のゲインで処理で
きるものとする。(6)式より、ｉ番目のバルブ開度
Ｖiは、ｉ番目の調節計出力Ｍiから自己以外の他
の調節計出力の総和にある定数を掛けたものを減
算することで得られることがわかる。そして、こ
のバルブ開度Ｖiは、他のバルブ開度の影響を受
けない。即ち、無千渉制御を行うことができる。
−２）−１ ［Ｍi−ａ／ａ（ｎ−２）＋１（M1＋… ＋Ｍi-1＋Ｍi+1＋…＋Ｍo）］ ……(6) ここで、ａ＝aijであり、ai＝１とする。また、
第１項は一定値のため、調節計のゲインで処理で
きるものとする。(6)式より、ｉ番目のバルブ開度
Ｖiは、ｉ番目の調節計出力Ｍiから自己以外の他
の調節計出力の総和にある定数を掛けたものを減
算することで得られることがわかる。そして、こ
のバルブ開度Ｖiは、他のバルブ開度の影響を受
けない。即ち、無千渉制御を行うことができる。
第３図に示す本考案装置は、(6)式を実現すべく
構成されたものである。第３番目のバルブ開度
V3を例にとつて説明する。第３番目の調節計３
０の出力から、自己以外の他の調節計出力の総和
（加算器３１出力）にある定数（定数設定器３２
出力）を掛けたもの（掛算器３３出力）を減算し
てバルブ開度V3（減算器３４出力）を得てい
る。図に示す回路では、１からｎまでの各バルブ
開度は、互いに他の影響を受けない。従つて、こ
のような燃焼制御系で、加熱を受ける混合流体は
均質なものとなり品質が向上する。
構成されたものである。第３番目のバルブ開度
V3を例にとつて説明する。第３番目の調節計３
０の出力から、自己以外の他の調節計出力の総和
（加算器３１出力）にある定数（定数設定器３２
出力）を掛けたもの（掛算器３３出力）を減算し
てバルブ開度V3（減算器３４出力）を得てい
る。図に示す回路では、１からｎまでの各バルブ
開度は、互いに他の影響を受けない。従つて、こ
のような燃焼制御系で、加熱を受ける混合流体は
均質なものとなり品質が向上する。
本考案装置によれば、各入力に対して必要な制
御演算結果を複数のバルブに割り振ることによ
り、相互千渉を打ち消すことができる。また、各
演算器の演算は単純であるので、演算処理速度が
速い。従つて、実時間処理が可能となる。更に、
各調節計出力は、現在量に対する変化分として出
力されるので、演算制限（演算結果がオーバーフ
ローすること）にかからない。また、リミツタが
動作すると、当該バルブ開度は０となつてバルブ
は動作しないが、他のバルブが操作可能であれ
ば、他のバルブの操作により制御を行うことがで
きる。なお、各調節計のPIDの設定定数は、任意
に変更することができる。また、演算器用アルゴ
リズムとして行列演算が高速でできるものを用い
ると、完全な無千渉制御が可能となる。
御演算結果を複数のバルブに割り振ることによ
り、相互千渉を打ち消すことができる。また、各
演算器の演算は単純であるので、演算処理速度が
速い。従つて、実時間処理が可能となる。更に、
各調節計出力は、現在量に対する変化分として出
力されるので、演算制限（演算結果がオーバーフ
ローすること）にかからない。また、リミツタが
動作すると、当該バルブ開度は０となつてバルブ
は動作しないが、他のバルブが操作可能であれ
ば、他のバルブの操作により制御を行うことがで
きる。なお、各調節計のPIDの設定定数は、任意
に変更することができる。また、演算器用アルゴ
リズムとして行列演算が高速でできるものを用い
ると、完全な無千渉制御が可能となる。
以上、詳細に説明したように、本考案によれば
各コイルごとの流体出口温度信号を受けて各コイ
ル間に相互千渉が無いとしてPID制御演算を行う
調節計を持ち、各調節計の全ての出力を加算しこ
れにある定数を掛けたものを補正信号として前記
調節計出力から減算し、この減算出力を燃料バル
ブの開閉信号として用いることにより各コイル間
の相互千渉のない流体温度制御装置を実現するこ
とができる。
各コイルごとの流体出口温度信号を受けて各コイ
ル間に相互千渉が無いとしてPID制御演算を行う
調節計を持ち、各調節計の全ての出力を加算しこ
れにある定数を掛けたものを補正信号として前記
調節計出力から減算し、この減算出力を燃料バル
ブの開閉信号として用いることにより各コイル間
の相互千渉のない流体温度制御装置を実現するこ
とができる。
第１図は、流体温度制御装置の従来例を示す
図、第２図は、第１図に示す制御装置のうち燃焼
制御系のみ取出した図である。第３図は、本考案
装置の燃焼制御系の一実施例を示す構成ブロツク
図である。 １……炉、２……加熱コイル、３……バーナ、
４，６……調節計、５，７……調節弁、８……温
度検出器、９……温度調節計、１０……燃料調節
計、１１……調節弁、２１，３１……加算器、２
２，３２……定数設定器、２３，３５……リミツ
タ、３５……掛算器、３４……減算器、SW……
切換スイツチ。
図、第２図は、第１図に示す制御装置のうち燃焼
制御系のみ取出した図である。第３図は、本考案
装置の燃焼制御系の一実施例を示す構成ブロツク
図である。 １……炉、２……加熱コイル、３……バーナ、
４，６……調節計、５，７……調節弁、８……温
度検出器、９……温度調節計、１０……燃料調節
計、１１……調節弁、２１，３１……加算器、２
２，３２……定数設定器、２３，３５……リミツ
タ、３５……掛算器、３４……減算器、SW……
切換スイツチ。
Claims (1)
- 炉内に各単位ごとに設けられた加熱コイルと、
これら各加熱コイルごとに設けられたバーナとを
持ち、前記各加熱コイル中を通過した流体の炉出
口温度を測定して流体の温度が一定となるように
前記バーナへの燃料バルブの開度を制御するよう
に構成された温度制御システムにおいて、炉出口
の流体温度信号を受けて前記各コイル間に相互千
渉が無いとしてPID制御演算を行う調節計を持
ち、各調節計の全ての出力を加算しこれにある定
数を掛けたものを補正信号として前記各調節計出
力から減算し、この減算出力を前記燃料バルブに
開閉信号として用いるようにしたことを特徴とす
る流体温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253381U JPS5858604U (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 流体温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253381U JPS5858604U (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 流体温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858604U JPS5858604U (ja) | 1983-04-20 |
| JPS6117445Y2 true JPS6117445Y2 (ja) | 1986-05-28 |
Family
ID=29945175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15253381U Granted JPS5858604U (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 流体温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858604U (ja) |
-
1981
- 1981-10-14 JP JP15253381U patent/JPS5858604U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5858604U (ja) | 1983-04-20 |
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