JPS623198A - Capacity controller for turbocompressor - Google Patents

Capacity controller for turbocompressor

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JPS623198A
JPS623198A JP14035985A JP14035985A JPS623198A JP S623198 A JPS623198 A JP S623198A JP 14035985 A JP14035985 A JP 14035985A JP 14035985 A JP14035985 A JP 14035985A JP S623198 A JPS623198 A JP S623198A
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JP
Japan
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flow rate
compressor
load
control system
control
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JP14035985A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Nozawa
野沢 清治
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS623198A publication Critical patent/JPS623198A/en
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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the delay of control operation by controlling the flow rate of each compressor according to the variation value of flow rate of a load which demands a mass flow rate and providing a master control system which compensates the variation of flow rate of the load which demands the capacity flow rate due to the variation of the pressure as the function of flow rate of the load. CONSTITUTION:A capacity controller for controlling each flow rate of compressors 1A, 1B and 1C according to the demand of loads 1, 2 and C is constituted of a master control system 4 and minor control systems 5A, 5B and 5C. Into the master control system 4, each discharge flow rate of the compressors 1A, 1B and 1C is transmitted through a minor control system, and each gas flow rate to the loads 1, 2 and 3 is transmitted through transmitters 14, 15 and 16, and each operation signal is transmitted to the minor control systems 5A, 5B and 5C from the master control system 4. Further, into the minor control systems 5A, 5B and 5C, the flow rate on each compressor discharge side is transmitted as operation signal into the suction-side vane controls 2A, 2B and 2C.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ターボ圧縮機の制御装置に係り、特に、負荷
として、ニーテリティとプロダクティブプラントとの組
合せに好適な複数ターボ圧縮機の容量制御装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a control device for a turbo compressor, and more particularly, to a capacity control device for a plurality of turbo compressors suitable for a combination of a neuterity and a productive plant as loads. .

〔発明の背景〕[Background of the invention]

圧縮機の容量制御方法として、流量制御と圧力制御の方
法があるが、気体の圧縮性のため、容量系プロセスにお
いて、負荷変動時、流入量と流出量の差が発生し、且つ
圧力が両者の量に影響するため、圧縮機の容量制御のよ
うな気体収支の制御には、圧力制御が利用されている。
There are two methods for controlling the capacity of a compressor: flow rate control and pressure control. However, due to the compressibility of gas, in a capacity process, a difference between the inflow and outflow occurs when the load fluctuates, and the pressure changes between the two. Because it affects the amount of gas, pressure control is used to control gas balance, such as compressor capacity control.

即ち、容量制御系プロセスにおいて、気体の流入量と流
出量間の差の積分は圧力であり、且つ、流量が零の場合
を除いて、圧力と流量との間には、自己平衡性があるた
め、プロセスの圧力を一定にすれば負荷側(流出量)の
変動に対応した供給量(流入量)に平衡させることがで
きるからである。
In other words, in a capacity control system process, the integral of the difference between the inflow and outflow amounts of gas is pressure, and there is self-equilibrium between pressure and flow rate, except when the flow rate is zero. Therefore, if the process pressure is kept constant, it is possible to balance the supply amount (inflow amount) corresponding to fluctuations on the load side (outflow amount).

従って、従来から複数台の圧縮機の流量を負荷側の需要
量に応じて制御する容量制御方法は、各圧縮機の吐出圧
力共通母管の圧力を一定とすべく、圧力調節計により、
各圧縮機の吸入側に設けられたベーンコントロールを制
御する吐出圧力制御が利用されている。
Therefore, the conventional capacity control method of controlling the flow rate of multiple compressors according to the demand on the load side has been to use a pressure regulator to keep the discharge pressure of each compressor and the common main pipe pressure constant.
Discharge pressure control is utilized to control vane controls provided on the suction side of each compressor.

この従来の制御方法では、各圧縮機の吐出圧力を一定と
する制御のため、負荷のいずれかの需要量が増加した場
合、末端の圧力降下現象は、遅れて圧縮機の吐出側に現
れる。管路等の容量に起因するものである。
In this conventional control method, the discharge pressure of each compressor is controlled to be constant, so when the demand for any of the loads increases, the pressure drop phenomenon at the end appears on the discharge side of the compressor with a delay. This is due to the capacity of the pipes, etc.

末端の圧力降下が大きい場合には、圧力調節計の目標値
(設定値)の修正を必要とするが、プロセス特性を把握
し事前に正確に修正することは困難である。従って、通
常、最大・需要量をもって、圧縮機の台数を決定し、負
荷側の圧力が所要値以下とならぬよう圧縮機の吐出圧力
を高めに設定するため、電力を無駄に消費している。
If the pressure drop at the end is large, it is necessary to correct the target value (set value) of the pressure regulator, but it is difficult to understand the process characteristics and make accurate corrections in advance. Therefore, normally, the number of compressors is determined based on the maximum demand and the discharge pressure of the compressors is set high so that the pressure on the load side does not fall below the required value, which results in wasted power consumption. .

同時に、圧力調節計の設定値を高くすることは、第6図
の圧縮機P−Q特性曲線に示されるように、圧縮機のサ
ージングラインXに平行するサージング防止制御ライン
Yと圧力設定値(目標値)Psとの交点の流量Qs、即
ち、サージング防止のための各圧縮機の最小流量制御値
Qsが大きくなり。
At the same time, increasing the set value of the pressure regulator means that the surging prevention control line Y parallel to the surging line X of the compressor and the pressure set value ( The flow rate Qs at the intersection with the target value) Ps, that is, the minimum flow rate control value Qs of each compressor for surging prevention increases.

容量制御巾が小さくなり制御性を悪くすることになる。The capacity control width becomes smaller, resulting in poor controllability.

又、負荷が容積流量を必要とする負荷と質量流量を要求
する負荷との組合せ、即ち、ニーテリティとブロクティ
プラントとのような組合せの場合、圧縮機の吐出圧力は
、後者の流量(プラ・ント抵抗曲線)に従って定まるた
め、吐出圧力を一定とする制御方法では、最適制御をす
ることは困難である。
In addition, in the case of a combination of a load that requires a volumetric flow rate and a load that requires a mass flow rate, such as a combination of a neuterity plant and a brocuty plant, the discharge pressure of the compressor is determined by the flow rate of the latter. Therefore, it is difficult to achieve optimal control using a control method that keeps the discharge pressure constant.

尚、この種の制御装置として関連するものには、例えば
、特開昭59−68581号公報があげられる。
Incidentally, related to this type of control device is, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-68581.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、容積流量を要求する負荷、又は、質量
流量を要求する負荷の変動に対し負荷間および制御量間
の干渉を排除し、圧力及び流量変動を最小にし、且つ、
各圧縮機の容量制御巾を広       □く保持し、
効率の良い圧縮機の容量制御装置を提供することにある
The object of the present invention is to eliminate interference between loads and between controlled variables with respect to fluctuations in loads requiring volume flow or loads requiring mass flow, and to minimize pressure and flow fluctuations.
Maintaining a wide capacity control range for each compressor,
The purpose of the present invention is to provide an efficient compressor capacity control device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、複数の圧縮機に結合する負荷群としてニーテ
リティサービスのように所定の圧力を持ったガス量、即
ち、容積流量を必要とする負荷とプロダクティブプラン
トのように、製品の組成に関係した原料として質量流量
を必要とする負荷との複合から前述の二つの制御方法の
うち、流量制御方法を採用することにより、異質の特性
を持つ負荷の変動に対し他の負荷への圧力及び流量変動
を最小にすることができることに着目したものである。
The present invention relates to loads that require a gas volume at a predetermined pressure, that is, a volumetric flow rate, such as a demand service, as a load group connected to a plurality of compressors, and a product composition, such as a productive plant. Of the two control methods mentioned above, by adopting the flow rate control method, it is possible to reduce the pressure and flow rate to other loads in response to fluctuations in loads with different characteristics. The focus is on the ability to minimize fluctuations.

即ち、容積流量を必要とする負荷の場合、負荷の変動に
対し、圧縮機の吐出圧力を一定とする制御方法が一般的
であるが、質量流量を必要とする負荷の変動に対しては
、負荷(プラント)の特性により、圧縮機の吐出圧力P
と負荷の流量Qとの間には、P=f (Q)の関係があ
り、Qの変化要求に対しPの変化も要求されるため吐出
圧力を一定とする制御方法は適用できない。
In other words, in the case of a load that requires a volumetric flow rate, a control method that keeps the discharge pressure of the compressor constant in response to load fluctuations is common; however, in the case of a load that requires a mass flow rate, Depending on the characteristics of the load (plant), the compressor discharge pressure P
There is a relationship of P=f (Q) between the flow rate Q and the flow rate Q of the load, and since a change in P is also required in response to a request for a change in Q, a control method that keeps the discharge pressure constant cannot be applied.

一方、Qの変化要求に従って、圧縮機を流量制御し、且
つ、P=f (Q)の関係で変化するPによる容積流量
を必要とする負荷への干渉、即ち。
On the other hand, the flow rate of the compressor is controlled in accordance with the request for a change in Q, and the interference with a load requiring a volumetric flow rate due to P changing according to the relationship P=f (Q), that is.

流量変化を補償する制御系を追加すれば、 P、 Qを
安定させることがでる。
By adding a control system that compensates for flow rate changes, P and Q can be stabilized.

又、P=f (Q)の関係で変化するPにより各圧縮機
の流量制御範囲を変えることにより、各圧      
 、縮機の容量制御巾を広くすることができる。
In addition, by changing the flow rate control range of each compressor by P, which changes according to the relationship of P = f (Q), each pressure can be adjusted.
, the capacity control range of the compressor can be widened.

前者の制御を各圧縮機に共通のマスター制御系で、後者
の制御を各縮機毎のマイナー制御系でそれぞれ行い、こ
の目的を達成するものである6尚、容積流量を必要とす
る負荷の流量を質量流       11、量に等価に
取扱うため、負荷の温度、圧力で補正し置換するものと
する。
The former is controlled by a master control system common to each compressor, and the latter is controlled by a minor control system for each compressor to achieve this purpose. In order to treat the flow rate as equivalent to the mass flow rate, the temperature and pressure of the load should be used for correction and substitution.

マスター制御系では、容積流量を要求する負荷群の流量
を一定のサンプリング周期で測定し、負荷群の流量変化
値の総和と各負荷に対応する管路等の容量の総和との比
率を求め、一定比率(規定値)を越えた場合、マスター
制御系の流量目標値をその比率に応じてプログラム制御
し、一時的に変化させる。
In the master control system, the flow rate of the load group that requires volumetric flow rate is measured at a fixed sampling period, and the ratio between the sum of the flow rate change values of the load group and the sum of the capacities of the pipes, etc. corresponding to each load is determined. If a certain ratio (specified value) is exceeded, the flow rate target value of the master control system is program-controlled according to the ratio and is temporarily changed.

この制御が完了後、容積流量を要求する負荷群    
   、の制御i(流量)の総和と、質量流量を要求す
る       ゛゛負荷設定流量との和により、マス
ター制御系の目標値を変更し、新目標値として各圧縮機
の容量を制御する。
After this control is completed, the load group that requires volumetric flow
The target value of the master control system is changed by the sum of the control i (flow rate) of , and the load setting flow rate that requests the mass flow rate, and the capacity of each compressor is controlled as the new target value.

同時に、複数の圧縮機の消費電力の低減及び総合運転効
率を向上させるため、負荷群の総流量から制御すべき圧
縮機台数を自動選択し、且つ、優先順位を定めて制御す
る。
At the same time, in order to reduce the power consumption of a plurality of compressors and improve the overall operating efficiency, the number of compressors to be controlled is automatically selected from the total flow rate of the load group, and the priority order is determined and controlled.

又、負荷変動に伴う負荷間、圧力、流量の制御量間の相
互干渉を補償するため、質量流量を要求する負荷の流量
を目標値に制御する圧縮機の容量制御系を付加する。こ
の制御系により、P=f(Q)の関係から圧縮機の吐出
圧力は安定し、この干渉を緩和することができる。
In addition, in order to compensate for mutual interference between loads, pressure, and flow rate control amounts due to load fluctuations, a compressor capacity control system is added to control the flow rate of the load that requires mass flow rate to a target value. With this control system, the discharge pressure of the compressor is stabilized due to the relationship P=f(Q), and this interference can be alleviated.

一方、マイナー制御系は、各圧縮機毎に独立して設けら
れ、第7図の圧縮機制御限界曲線に示すように、あらか
じめ、サージングラインX、サージング防止制御ライン
Yに平行する制御ライン2を設定して置き、質量流量を
要求する負荷のP=f (Q)め関係から定まる圧力に
対応した最小流量制御値Q、を求め、流量制御範囲を可
変するとともに、各圧縮機の目標流量がQ、以下となっ
た場合、マスター制御系からの出力信号を遮断し、最小
流量制御値Q、に相当する操作信号にロックする。
On the other hand, the minor control system is provided independently for each compressor, and as shown in the compressor control limit curve in FIG. The minimum flow rate control value Q corresponding to the pressure determined from the P = f (Q) relationship of the load requiring mass flow rate is determined, the flow rate control range is varied, and the target flow rate of each compressor is When the flow rate is below Q, the output signal from the master control system is cut off and locked to the operation signal corresponding to the minimum flow rate control value Q.

制御ロック状態で各圧縮機の流量がマイナー制御系の目
標値以下になり、その偏差が規定値以上となった場合、
制御ロックを解除する。
If the flow rate of each compressor falls below the target value of the minor control system in the control lock state, and the deviation exceeds the specified value,
Release control lock.

なお、質量流量を要求する負荷とは、圧縮ガス(例えば
空気)を原料としその組成から他の製品(ガス、液状)
を生産するプラントである。
Note that a load that requires a mass flow rate is a load that uses compressed gas (for example, air) as a raw material and other products (gas, liquid) due to its composition.
This is a plant that produces

この場合、圧縮ガスの圧力Pと流量Qの関係は、第2図
に示すように、プラント抵抗曲線そのものであり、P=
f (Q)の関係となっている。
In this case, the relationship between compressed gas pressure P and flow rate Q is the plant resistance curve itself, as shown in Figure 2, and P =
The relationship is f (Q).

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は、本発明のターボ圧縮機の容量制御装置の一実施
例を示す制御系統図である。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a control system diagram showing an embodiment of the turbo compressor capacity control device of the present invention.

ガスは、ターボ圧縮機LA、IB、Icで所定の圧力ま
で圧縮され、管路7,8,9,10で分岐され負荷1,
2.3に供給される。
The gas is compressed to a predetermined pressure by turbo compressors LA, IB, and Ic, and is branched by pipes 7, 8, 9, and 10 to load 1,
2.3.

負荷1は質量流量を要求する負荷、即ち、圧縮ガスを原
料とするプラント、負荷2,3は容積流量を要求する負
荷である。
Load 1 is a load that requires a mass flow rate, that is, a plant that uses compressed gas as a raw material, and loads 2 and 3 are loads that require a volumetric flow rate.

負荷1,2.Cの需要量に応じて圧縮機LA。Load 1, 2. Compressor LA depending on the demand for C.

IB、ICの流量を制御する容量制御装置は、マスター
制御系4とマイナー制御系5A、5B。
The capacity control devices that control the flow rates of IB and IC are a master control system 4 and minor control systems 5A and 5B.

5Cとから構成されている。マスター制御系4には圧縮
機IA、IB、ICの吐出流量がマイナー制御系を介し
、又、負荷1,2.3へのガス流量が伝送器14,15
.16を介して伝送され、マスター制御系4からマイナ
ー制御系5A、5B。
It is composed of 5C. The discharge flow rate of the compressors IA, IB, and IC is connected to the master control system 4 via the minor control system, and the gas flow rate to the loads 1 and 2.3 is connected to the transmitters 14 and 15.
.. 16 from the master control system 4 to the minor control systems 5A and 5B.

5Cに操作信号が伝送されている。又、マイナー制御系
5A、5B、5Gには、各圧縮機吐出側の流量が伝送器
11A、IIB、IICを介し、吐出側の圧力が伝送器
12を介し、又、吐出側の温度が伝送器13を介してそ
れぞれ伝送され、マイナー制御系5A、5B、5Cから
各圧縮機の吸入側ベーンコントロール2A、2B、2G
に操作信号が伝送されている。
An operation signal is being transmitted to 5C. In addition, the flow rate on the discharge side of each compressor is transmitted through transmitters 11A, IIB, and IIC, the pressure on the discharge side is transmitted through the transmitter 12, and the temperature on the discharge side is transmitted to the minor control systems 5A, 5B, and 5G. are transmitted through the minor control systems 5A, 5B, and 5C to the suction side vane controls 2A, 2B, and 2G of each compressor.
The operation signal is being transmitted to.

次に、マスター制御系4の動作について第1図及び第3
図に従って説明する。
Next, the operation of the master control system 4 will be explained in Figures 1 and 3.
This will be explained according to the diagram.

第3図は、マスター制御系4の構成を示すブロック図で
ある。圧縮機IA、IB、ICの吐出流量は、マイナー
制御系5A、5B、5Cから実測値信号として、端子2
6,28.30を通して加算器21に与えられ、各流量
の総和を求めた後、加算器31で流量の目標値信号と比
較後その偏差信号は、比例演算器32に送られ演算後、
加算器33で、積分演算器34から演算信号と演算信号
とを加算後、端子25.27.29からマイナー制御系
5A、5B、5Gへ出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the master control system 4. As shown in FIG. The discharge flow rates of the compressors IA, IB, and IC are sent to terminal 2 as actual measured value signals from the minor control systems 5A, 5B, and 5C.
After calculating the sum of each flow rate, the adder 31 compares the difference signal with the flow rate target value signal, and the deviation signal is sent to the proportional calculator 32 and after calculation,
The adder 33 adds the calculated signal from the integral calculator 34 and the calculated signal, and then outputs the resultant signal from terminals 25, 27, and 29 to the minor control systems 5A, 5B, and 5G.

一方、負荷1,2.3の流量は、流量検出器14A、1
5A、16Aにより検出され、伝送器14.15.16
で信号変換後、実測信号(但し温度圧力補正後)として
端子22.23.24を通して、サンプリング回路37
に与えられ、突発的な異常実測信号の入力を防止するた
め、平均値化される。
On the other hand, the flow rates of loads 1 and 2.3 are determined by flow rate detectors 14A and 1.
Detected by 5A, 16A, transmitter 14.15.16
After signal conversion, the actual measurement signal (after temperature and pressure correction) is passed through the terminals 22, 23, and 24 to the sampling circuit 37.
are averaged to prevent the sudden input of abnormal actual measurement signals.

平均値化された信号は加算器38に与えられる。The averaged signal is provided to an adder 38.

加算器38で加算された実測値相当信号、即ち、負荷1
,2.3の流量の総和信号は、演算器39Aおよび負荷
配分器39Bに対して、サンプリング回路37のサンプ
リング周期に同期して送られ。
The signal corresponding to the actual measurement value added by the adder 38, that is, the load 1
, 2.3 is sent to the computing unit 39A and the load distributor 39B in synchronization with the sampling period of the sampling circuit 37.

演算器39Aであらかじめ設定された管路等の容量(プ
ロセス容量)の総和値に対する負荷1,2゜3の流量の
総和信号の比率を求めた後、加算器4oに与えられる。
After calculating the ratio of the sum signal of the flow rates of the loads 1 and 2.3 to the preset sum of the capacitances of pipes, etc. (process capacitance) in the calculator 39A, the ratio is given to the adder 4o.

加算器40で許容比率信号41と比率信駒塔悦較後、そ
の偏差信号は、プログラム設定器42に送られ、偏差信
号の値に応じて調整されたプログラム信号を加算器36
に出力する。(第5図参照)加算器36で加算器35か
らの負荷1の流量設定信号Q、6と負荷2,3の流量実
測信号の加算値とプログラム信号、又は、設定器46か
らの信号と加算後、補正された目標値信号、即ち、圧縮
機IA、IB’、’ICの流量制御用の目標値となる。
After the adder 40 compares the allowable ratio signal 41 with the ratio signal, the deviation signal is sent to the program setter 42, and the program signal adjusted according to the value of the deviation signal is sent to the adder 36.
Output to. (See Fig. 5) Adder 36 adds the sum of the flow rate setting signals Q and 6 for load 1 from adder 35 and the measured flow rate signals for loads 2 and 3 and the program signal or the signal from setting device 46. Thereafter, the corrected target value signal becomes a target value for controlling the flow rate of the compressors IA, IB', 'IC.

又、負荷間、制御量間の干渉補償の目的で端子22から
サンプリング記憶演算器43に与えられた負荷1の流量
信号は、サンプリング記憶演算器43で新旧の流量値か
ら変化分を求めた後、加算器44に与えられる6   
 ” 加算器44で許容流量変化値信号45と変化分信号とを
比較後、その偏差信号は設定器46に送られ、偏差信号
の値に応じて調整された補正信号となって、加算器36
に出力する。
In addition, the flow rate signal of the load 1 given from the terminal 22 to the sampling storage calculator 43 for the purpose of interference compensation between loads and between controlled variables is calculated by the sampling storage calculator 43 after calculating the amount of change from the old and new flow values. , 6 given to adder 44
” After the adder 44 compares the allowable flow rate change value signal 45 and the change signal, the deviation signal is sent to the setting device 46, becomes a correction signal adjusted according to the value of the deviation signal, and is sent to the adder 36.
Output to.

但し、プログラム設定器42が動作中は、信号切換器5
oにより補正信号は、遮断されている。
However, while the program setting device 42 is operating, the signal switching device 5
The correction signal is blocked by o.

又、負荷配分器39Bでは、加算器38からの負荷1,
2.3の流量の総和信号により、圧縮機LA、IB、I
Cの台数を選択するとともに、あらかしめ設定された制
御の優先順位に従って、信号切換器47.48.49を
操作する。即ち、制      、。
In addition, in the load distributor 39B, the loads 1, 1, and 1 from the adder 38 are
2.3, the compressors LA, IB, I
In addition to selecting the number of C units, the signal switching devices 47, 48, and 49 are operated according to the preset control priority order. That is, control.

御待ち圧縮機に対して、負荷配分器39Bから一定の操
作信号を該当するマイナー制御系5A。
A constant operation signal is sent from the load distributor 39B to the corresponding minor control system 5A for the waiting compressor.

5B、5Cに出力すべく信号切換器47.48゜49を
操作する。
Operate signal switch 47.48°49 to output to 5B and 5C.

コノヨウに、マスター制御系4はプロセス特性と需要量
の変動に応じて流量制御系の目標値を変化させ、負荷間
、制御量間の干渉を緩和し負荷群の圧力、流量変動を最
小に、且つ、複数の圧縮機を効率的に選択し、容量を制
御する。
Specifically, the master control system 4 changes the target value of the flow rate control system according to changes in process characteristics and demand, alleviates interference between loads and controlled variables, and minimizes pressure and flow rate fluctuations in load groups. In addition, multiple compressors can be efficiently selected and capacity controlled.

次に、マイナー制御系5A、5B、5Cの動作について
第1図及び第4図に従って説明する。
Next, the operation of the minor control systems 5A, 5B, and 5C will be explained according to FIGS. 1 and 4.

第4図は、マイナー制御系5A、5B、5Gの構成を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of minor control systems 5A, 5B, and 5G.

マスター制御系からの出力操作信号は、マイナー制御系
5A、5B、5Gの端子54を通して出力保持回路61
に与えられ、その出力は信号切換器63を経て端子56
から圧縮機IA、IB。
The output operation signal from the master control system is sent to the output holding circuit 61 through the terminals 54 of the minor control systems 5A, 5B, and 5G.
The output is passed through a signal switch 63 to a terminal 56.
From compressors IA, IB.

ICの吸入側ベーンコントロール2A、2B。IC suction side vane controls 2A, 2B.

2Cに出力し、流量(風量)を調整する。Output to 2C and adjust the flow rate (air volume).

信号切換器63をM側に切換えると、手動操作信号62
をベーンコントロール2A、2B、2Gに出力する。
When the signal switch 63 is switched to the M side, the manual operation signal 62
is output to vane controls 2A, 2B, and 2G.

一方、圧縮機IA、IB、ICの吐出側から検出された
流量信号は、伝送器11A、IIB。
On the other hand, the flow rate signals detected from the discharge sides of the compressors IA, IB, and IC are sent to transmitters 11A and IIB.

11Cで信号変換後、実測値信号として端子51を通し
て湿度圧力補正演算器66に与えられる。
After the signal is converted in step 11C, it is applied to the humidity and pressure correction calculator 66 through the terminal 51 as an actual measurement value signal.

同様に、圧力信号は伝送器12を介し端子52を通して
、温度信号は伝送器13を介し端子53を通して、温度
圧力補正演算器66に与えられている。この演算器で温
度、序び圧力補正された流量信号Q、Iは、偏差警報器
67A、67B、67C及びマスター制御系4用として
端子55に与えられる。
Similarly, the pressure signal is sent to the temperature-pressure correction calculator 66 via the transmitter 12 and the terminal 52, and the temperature signal is sent to the temperature-pressure correction calculator 66 via the transmitter 13 and the terminal 53. The flow rate signals Q and I corrected for temperature, order and pressure by this calculator are applied to a terminal 55 for deviation alarms 67A, 67B, 67C and master control system 4.

又、第2図の負荷1(プラント)の抵抗曲線より定まる
圧縮機の吐出圧力信号は端子52を通して演算器64G
に与えられ、第6図、第7図のように、あらかじめ設定
された制御ラインZをツキ合わせられ、負荷1(プラン
ト)の特性(抵抗曲線)により変化する圧力に対応した
最小流量制御値信号Q6を求めた後、信号比較器67G
に送ら      □れる。            
                ・偏差警報器67G
で温度圧力補正演算器66からの流量信号Q、、と最小
流量制御値信号Q1とを比較しQ、<Q、であればAN
D回路68にQオ信号を発信し、OR回路70を経て出
力保持回路61に与えられ、マスター制御系4がらの出
方操作信号を遮断し、最小流量制御値信号Q3に相当す
る信号にロックする。この制御ロックの解除は。
In addition, the compressor discharge pressure signal determined from the resistance curve of load 1 (plant) in FIG.
As shown in Figures 6 and 7, the minimum flow rate control value signal corresponds to the pressure that changes according to the characteristics (resistance curve) of load 1 (plant) by matching the preset control line Z. After finding Q6, signal comparator 67G
sent to □received.
・Difference alarm 67G
Compare the flow rate signal Q, from the temperature and pressure correction calculator 66 with the minimum flow rate control value signal Q1, and if Q<Q, then AN
A Qo signal is sent to the D circuit 68, which is applied to the output holding circuit 61 via the OR circuit 70, cuts off the output operation signal from the master control system 4, and locks to the signal corresponding to the minimum flow rate control value signal Q3. do. This control lock is released.

マスター制御系4の端子19からマイナー制御系   
   ′5A、5B、5Gの端子58を通して与えられ
る目標値と制御量との偏差信号ΔQにより、偏差警報器
64A、64Bで判別し、ΔQ>dであれば自己保持自
回路6Sをリセットし、リセット信号をAND回路68
に発信し出力保持回路61の制御ロックを解除する。Δ
Q<−aであれば、制御ロックの状態を保持する。
Minor control system from terminal 19 of master control system 4
' The deviation alarms 64A and 64B make a judgment based on the deviation signal ΔQ between the target value and the controlled amount given through the terminals 58 of 5A, 5B, and 5G, and if ΔQ>d, the self-holding circuit 6S is reset. AND circuit 68 for the signal
The control lock of the output holding circuit 61 is released. Δ
If Q<-a, the control lock state is maintained.

(但しa、bは正の定数とする。) 又、圧縮機LA、IB、ICの吸入側ベーンコントロー
ルの機械的最小開度にリミットスイッチを取付け、この
リミットスイッチ動作信号を端子57を通して、AND
回路69に与え、同様に制御ロックを行う。これは制御
ロック信号のバックアップのためである。
(However, a and b are positive constants.) Also, a limit switch is installed at the mechanical minimum opening of the suction side vane control of the compressors LA, IB, and IC, and this limit switch operation signal is passed through the terminal 57 and
The signal is applied to circuit 69, and the control is similarly locked. This is for backup of the control lock signal.

(但し、Q、は最小開度時の流量を示す、)このように
、マイナー制御系5A、5B、5Cは圧縮機の流量制御
において、圧縮機側々の特性とプラント抵抗曲線CP=
f (Q)”)から定まる圧力とにより、最小流量制御
値を整定することにより、容量制御巾を広く調整するこ
とができる6本実施例によれば、管路等のプロセス容量
を全て、ガス容積と見なし、需要量の変化分との比率を
系統の圧力降下分としてマスター制御系4の容量制御用
目標値を補正することにより、プロセス容量に起因する
制御動作遅れを排除し、負荷側の圧力変動を最小限にす
ることができる。
(However, Q indicates the flow rate at the minimum opening degree.) In this way, the minor control systems 5A, 5B, and 5C are used to control the flow rate of the compressor based on the characteristics of the compressor side and the plant resistance curve CP=
By setting the minimum flow rate control value based on the pressure determined from the By correcting the target value for capacity control of the master control system 4 by considering the volume as the pressure drop in the system and using the ratio with the change in demand, control operation delays caused by process capacity can be eliminated, and the load side Pressure fluctuations can be minimized.

又、圧縮機の容量制御方法として流量制御の方法を利用
することにより、質量流量を要求する負荷、即ち、圧縮
ガスを原流とするプラントへの流量変動を最小限にし、
相互干渉を緩和することができる。又、前述の各圧縮機
毎のマイナー制御系5A、58.5Gによる各圧縮機の
容量制御巾を広く調整する機能を付加することにより、
余裕を見込んだ操作を行う必要が無くなり、各圧縮機を
効率的に運用することができ、運転コストを低減する効
果がある。
In addition, by using a flow rate control method as a compressor capacity control method, the flow rate fluctuations to a load that requires mass flow rate, that is, a plant whose source flow is compressed gas, can be minimized.
Mutual interference can be alleviated. In addition, by adding a function to widely adjust the capacity control width of each compressor using the minor control systems 5A and 58.5G for each compressor mentioned above,
There is no need to perform operations that allow for margins, and each compressor can be operated efficiently, which has the effect of reducing operating costs.

【発明の効果〕【Effect of the invention〕

本発明によれば、管路等のプロセス容量に起因する制御
動作の遅れを排除することができ、ガスの需要量の変動
に対し負荷の圧力変動を最小限に、又、負荷として、圧
縮ガスを原料とするプラントが含まれる場合にも、異特
性をもつ負荷間の相互干渉を抑制しプラントへの流量変
動を最小限に、且つ、各圧縮機の容量制御巾を広く保持
することができる。
According to the present invention, it is possible to eliminate delays in control operations caused by the process capacity of pipes, etc., to minimize load pressure fluctuations in response to fluctuations in gas demand, and to Even in cases where a plant that uses compressor as raw material is involved, it is possible to suppress mutual interference between loads with different characteristics, minimize flow fluctuations to the plant, and maintain a wide capacity control range for each compressor. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の制御系統図、第2図はプラ
ント抵抗曲線、第3図は第1図のマスター制御系の制御
構成例を示すブロック図、第4図は、第1図のマイナー
制御系の制御構成例を示すブロック図、第5図は、第3
図の動作説明を補足するタイムチャート、第6図はター
ボ圧縮機のP−Q特性図、第7図は第4図の動作説明を
補足する圧縮機制御限界曲線図である。 LA、IB、IC・・・ターボ圧縮機、2A、2B。 2C・・・ベーンコントロール、4・・・マスター制御
系、5A、5B、5C・・・マイナー制御系、IIA、
  −118、IIC・・・差圧伝送器、12・・・圧
力伝送器、13・・・温度伝送器、14A、15A、1
6A・・・流量検出器、14,15.16・・・差圧伝
送器。 第3回 第4 図
FIG. 1 is a control system diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plant resistance curve, FIG. 3 is a block diagram showing an example of the control configuration of the master control system of FIG. Figure 5 is a block diagram showing an example of the control configuration of the minor control system in Figure 3.
FIG. 6 is a P-Q characteristic diagram of the turbo compressor, and FIG. 7 is a compressor control limit curve diagram that supplements the explanation of the operation in FIG. 4. LA, IB, IC...turbo compressor, 2A, 2B. 2C... Vane control, 4... Master control system, 5A, 5B, 5C... Minor control system, IIA,
-118, IIC... Differential pressure transmitter, 12... Pressure transmitter, 13... Temperature transmitter, 14A, 15A, 1
6A...Flow rate detector, 14,15.16...Differential pressure transmitter. 3rd fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、容積流量を要求する負荷群と質量流量を要求する負
荷に結合された複数の圧縮機において、前記各圧縮機の
サージングラインに平行となる制御ラインと質量流量を
要求する前記負荷の流量関数となる前記圧縮機の吐出圧
力とにより、前記各圧縮機の流量制御範囲を変えるマイ
ナー制御系と、容積流量を要求する前記負荷群の流量変
化値と管路等容量との比率により前記各圧縮機の流量を
不連続的に制御すること、質量流量を要求する前記負荷
の流量変化値により前記各圧縮機の流量を制御し、前記
負荷の流量関数である圧力の変化による容積流量を要求
する前記負荷の流量変化を補償するマスター制御系とを
具備したことを特徴とするターボ圧縮機の容量制御装置
1. In a plurality of compressors coupled to a load group requiring a volumetric flow rate and a load requiring a mass flow rate, a control line parallel to the surging line of each compressor and a flow rate function of the load requiring a mass flow rate. a minor control system that changes the flow rate control range of each compressor based on the discharge pressure of the compressor, and a minor control system that changes the flow rate control range of each compressor based on the discharge pressure of the compressor, and a minor control system that changes the flow rate control range of each compressor based on the discharge pressure of the compressor, and controlling the flow rate of the compressor discontinuously, controlling the flow rate of each compressor according to a flow rate change value of the load that requests a mass flow rate, and requesting a volumetric flow rate due to a change in pressure that is a flow rate function of the load; A capacity control device for a turbo compressor, comprising a master control system that compensates for changes in the flow rate of the load.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609016A (en) * 1993-12-28 1997-03-11 Hitachi, Ltd. Gas turbine apparatus and method of operating same on gaseous fuel
EP1340919A2 (en) * 2002-02-28 2003-09-03 MAN Turbomaschinen AG Method for controlling a set of turbomachines in series or parallel

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EP1340919A2 (en) * 2002-02-28 2003-09-03 MAN Turbomaschinen AG Method for controlling a set of turbomachines in series or parallel
EP1340919A3 (en) * 2002-02-28 2004-01-07 MAN Turbomaschinen AG Method for controlling a set of turbomachines in series or parallel

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