JP3795699B2 - 流量分配装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、目標とする流量比に分配する流量分配装置に係り、特に総流量変化等の外乱時にも、振り分け流量の比を目標とする流量比となるようにオンラインで制御できるようにした流量分配装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、流量分配装置の一つとして、二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、１系および２系の管路に設置された振り分け弁の開度制御を行なうことにより、目標とする流量比に分配するものがある。
【０００３】
この種の流量分配装置では、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配は、振り分け調節弁の特性から、目標とする比に対応する流量が出るような各振り分け弁の開度の組み合わせを調べ、流量比に対して振り分け弁の開度を一意に決めることにより、制御を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流量比に対して振り分け弁の開度を一意に決める流量分配装置においては、管路を流れる総流量の変化により、あらかじめ決められた各振り分け弁の開度の組み合わせでは、所望の流量比を実現することができなくなる。
【０００５】
また、管路内に空気が混入する等の理由により、流量バランスが崩れた場合には制御を行なうことができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を行なう場合に、総流量変化等の外乱時にも、目標とする流量比に対応した比となるようにオンラインで制御を行なうことが可能な流量分配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】
上記の目的を達成するために、二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、当該１系および２系の管路に設置された１系および２系の振り分け弁の開度制御を行なうことにより目標とする流量比に分配する流量分配装置において、請求項１の発明では、１系および２系の管路を流れる流量をそれぞれ計測する１系および２系の流量計測手段と、１系および２系の振り分け弁の開度をそれぞれ計測する１系および２系の振り分け弁開度計測手段と、目標とする流量比に基づいて、１系および２系の管路の流量目標比率を演算する流量目標比率演算手段と、１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値に基づいて、１系および２系の管路の流量計測値比率を演算する流量計測値比率演算手段と、流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、流量計測値比率演算手段により演算された流量計測値比率とに基づいて、１系および２系の振り分け弁の操作量をそれぞれ演算する１系および２系の振り分け弁操作量演算手段と、２系振り分け弁開度計測手段により計測された２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、１系振り分け弁操作量演算手段により演算された１系振り分け弁操作量とすると判断する１系出力判断手段と、１系振り分け弁開度計測手段により計測された１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、２系振り分け弁操作量演算手段により演算された２系振り分け弁操作量とすると判断する２系出力判断手段とを備える。
【０００８】
従って、請求項１の発明の流量分配装置においては、流量目標比率演算手段では、目標とする流量比を入力し、各系に相当する目標流量比率が求められる。流量計測値比率演算手段では、各系の流量計測値を入力し、各系に相当する流量計測値比率が求められる。１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段では、それぞれの系に相当する目標流量比率と流量計測値比率とを入力し、例えばＰＩＤ制御演算により、それぞれの統の振り分け弁操作量が求められる。
【０００９】
自動制御投入時、両系の振り分け弁を一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００１０】
１系出力判断手段、および２系出力判断手段では、それぞれ相手の系の振り分け弁開度を入力とし、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度の時は、自側の振り分け弁は１系振り分け弁操作量演算手段または２系振り分け弁操作量演算手段にて演算された制御演算（例えばＰＩＤ制御演算）出力値により制御が行なわれ、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない時は、自側の振り分け弁の開度を制御範囲最大開度（固定値）出力する判断が行なわれる。
【００１１】
これにより、片方の系は制御範囲最大開度固定、もう片方の系は例えばＰＩＤ制御を行なうことになり、振り分け流量のバランスが崩れた時にも、各系の流量比を目標とする流量比に制御することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、１系および２系の管路を流れる流量をそれぞれ計測する１系および２系の流量計測手段と、１系および２系の振り分け弁の開度をそれぞれ計測する１系および２系の振り分け弁開度計測手段と、目標とする流量比に基づいて、１系および２系の管路の流量目標比率を演算する流量目標比率演算手段と、流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の管路の流量目標値を演算する流量目標値演算手段と、流量目標値演算手段により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の振り分け弁の操作量をそれぞれ演算する１系および２系の振り分け弁操作量演算手段と、２系振り分け弁開度計測手段により計測された２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、１系振り分け弁操作量演算手段により演算された１系振り分け弁操作量とすると判断する１系出力判断手段と、１系振り分け弁開度計測手段により計測された１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、２系振り分け弁操作量演算手段により演算された２系振り分け弁操作量とすると判断する２系出力判断手段とを備える。
【００１３】
従って、請求項２の発明の流量分配装置においては、流量目標比率演算手段では、目標とする流量比を入力し、各系に相当する目標流量比率が求められる。流量目標値演算手段では、流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、各系の流量計測値とを入力し、各系の流量目標値が演算される。１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段能では、それぞれの系統に相当する目標流量と流量計測値とを入力し、例えばＰＩＤ制御演算により、それぞれの系の振り分け弁操作量が求められる。
【００１４】
自動制御投入時、両系の振り分け弁を一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００１５】
１系出力判断手段、および２系出力判断手段では、それぞれ相手の系の振り分け弁開度を入力とし、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度の時は、自側の振り分け弁は１系振り分け弁操作量演算手段または２系振り分け弁操作量演算手段にて演算された制御演算（例えばＰＩＤ制御演算）出力値により制御が行なわれ、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない時は、自側の振り分け弁の開度を制御範囲最大開度（固定値）出力する判断が行なわれる。
【００１６】
これにより、上記請求項１の発明と同様の作用を奏するのに加えて、１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段で用いる制御（例えばＰＩＤ制御）が流量制御となる構成のため、制御ゲインを容易に決定することができる。
【００１７】
さらに、請求項３の発明では、上記請求項２の発明の流量分配装置において、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段の制御演算に用いる制御ゲインを、１系および２系の振り分け弁の非線形特性に対応してそれぞれ可変設定する１系および２系の振り分け弁特性データ手段を付加して、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段の制御をオートチュ−ニング型とする。
【００１８】
従って、請求項３の発明の流量分配装置においては、上記請求項２の発明において、１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段の制御（例えばＰＩＤ制御）をオートチュ−ニング型とすることにより、振り分け弁の非線形特性に対応して制御ゲインを変化させることで、制御の最適化を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を、それぞれの系の管路に設置された振り分け弁の開度制御により行なう場合に、目標とする流量比から求めた流量目標比率にしたがって例えばＰＩＤ制御演算を行ない、片方の系の振り分け弁操作量を制御範囲最大固定値とし、他方の系の振り分け弁操作量を制御演算（例えばＰＩＤ制御演算）出力値とすることにより、振り分け流量の比を目標とする流量比となるようにオンラインで制御できるようにするものである。
【００２０】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による流量分配装置の構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図１において、二股に分岐した１系および２系の管路には、それぞれ１系振り分け弁１、および２系振り分け弁２が設置されている。
【００２３】
また、１系および２系の管路には、それぞれ１系および２系の管路を流れる流量を計測する流量計測手段である１系流量計３、および２系流量計４が設置されている。
【００２４】
さらに、１系振り分け弁１、および２系振り分け弁２には、それぞれ１系振り分け弁１、および２系振り分け弁２の開度を計測する１系および２系の振り分け弁開度計５および２系振り分け弁開度計６が設置されている。
【００２５】
一方、コントローラは、流量目標比率演算手段７と、流量計測値比率演算手段８と、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段９１および９２と、１系出力判断手段１０１と、２系出力判断手段１０２とから構成されている。
【００２６】
流量目標比率演算手段７は、目標とする流量比に基づいて、１系および２系の管路の流量目標比率を演算する。
【００２７】
流量計測値比率演算手段８は、１系流量計３、および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値に基づいて、１系および２系の管路の流量計測値比率を演算する。
【００２８】
１系および２系の振り分け弁操作量演算手段９１および９２は、流量目標比率演算手段７により演算された流量目標比率と、流量計測値比率演算手段８により演算された流量計測値比率とに基づいて、１系および２系の振り分け弁１および２の操作量をそれぞれ演算する。
【００２９】
１系出力判断手段１０１は、２系振り分け弁開度計６により計測された２系振り分け弁開度に基づいて、１系振り分け弁１に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、１系振り分け弁操作量演算手段９１により演算された１系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００３０】
２系出力判断手段１０２は、１系振り分け弁開度計５により計測された１系振り分け弁開度に基づいて、２系振り分け弁２に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、２系振り分け弁操作量演算手段９２により演算された２系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００３１】
次に、以上のように構成した本実施の形態の流量分配装置の作用について説明する。
【００３２】
図１において、１系流量計３および２系流量計４により、それぞれ１系および２系の管路を流れる流量ｑ1 およびｑ2 が計測される。また、１系振り分け弁開度計５および２系振り分け弁開度計６により、それぞれ１系振り分け弁１および２系振り分け弁２の弁開度ｖ1 およびｖ2 が計測される。
【００３３】
一方、コントローラの流量目標比率演算手段７では、目標流量比１系：２系＝Ｑ1 ：Ｑ2 を入力し、各系に相当する目標流量比率が、次のような式により求められる。
【００３４】
ＳＶ1 ＝Ｑ1 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（１）
ＳＶ2 ＝Ｑ2 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（２）
ＳＶ1 ；１系ＰＩＤ制御目標値
ＳＶ2 ；２系ＰＩＤ制御目標値
Ｑ1 ：Ｑ2 ；１系流量：２系流量目標比
流量計測値比率演算手段８では、１系流量計３で計測された１系流量計測値 ｑ1 、および２系流量計４で計測された２系流量計測値ｑ2 を入力し、各系に相当する流量計測値比率が、次のような式により求められる。
【００３５】
ＰＶ1 ＝ｑ1 ／（ｑ1 ＋ｑ2 ） ……（３）
ＰＶ2 ＝ｑ2 ／（ｑ1 ＋ｑ2 ） ……（４）
ＰＶ1 ；１系ＰＩＤ制御プロセス値
ＰＶ2 ；２系ＰＩＤ制御プロセス値
ｑ1 ；１系流量計測値
ｑ2 ；２系流量計測値
１系振り分け弁操作量演算手段９１では、上記ＳＶ1 、ＰＶ1 にしたがってＰＩＤ制御演算を行ない、１系振り分け弁操作量ｍｖ1 が求められる。
【００３６】
２系振り分け弁操作量演算手段９２では、上記ＳＶ2 、ＰＶ2 にしたがってＰＩＤ演算を行ない、２系振り分け弁操作量ｍｖ2 が求められる。
【００３７】
自動制御投入時、両系の振り分け弁１および２を、一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁１および２開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００３８】
１系出力判断手段１０１では、２系振り分け弁開度計６で計測された２系振り分け弁開度ｖ2 を入力し、この２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁操作量演算手段９１で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ1 を用い、２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁制御範囲最大開度（固定値）を用いるように、出力値切り替え判断が行なわれる。
【００３９】
２系出力判断手段１０２では、１系振り分け弁開度計５で計測された１系振り分け弁開度ｖ1 を入力し、この１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁操作量演算手段９２で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ2 を用い、１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁制御範囲最大開度（固定値）を用いるように、出力値切り替え判断が行なわれる。
【００４０】
上述したように、本実施の形態の流量分配装置では、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を、それぞれの系の管路に設置された振り分け弁１および２の開度制御により行なう場合に、目標とする流量比から求めた流量目標比率にしたがってＰＩＤ制御演算を行ない、片方の系の振り分け弁操作量を制御範囲最大固定値とし、他方の系の振り分け弁操作量をＰＩＤ制御演算出力値とするようにしているので、片方の系は制御範囲最大開度固定、もう片方の系はＰＩＤ制御を行なうことになるため、振り分け流量のバランスが崩れた時にも、各系の流量比を目標とする流量比に制御することが可能となる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による流量分配装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４２】
図２において、コントローラは、流量目標比率演算手段７と、流量目標値演算手段１１と、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１２１および１２２と、１系出力判断手段１３１と、２系出力判断手段１３２とから構成されている。
【００４３】
流量目標値演算手段１１は、流量目標比率演算手段７により演算された流量目標比率と、１系流量計３、および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の管路の流量目標値を演算する。
【００４４】
１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１２１および１２２は、流量目標値演算手段１１により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、１系流量計３および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の振り分け弁１および２の操作量をそれぞれ演算する。
【００４５】
１系出力判断手段１３１は、２系振り分け弁開度計６により計測された２系振り分け弁開度に基づいて、１系振り分け弁１に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、１系振り分け弁操作量演算手段１２１により演算された１系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００４６】
２系出力判断手段１３２は、１系振り分け弁開度計５により計測された１系振り分け弁開度に基づいて、２系振り分け弁２に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、２系振り分け弁操作量演算手段１２２により演算された２系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００４７】
次に、以上のように構成した本実施の形態の流量分配装置の作用について説明する。
【００４８】
図２において、１系流量計３および２系流量計４により、それぞれ１系および２系の管路を流れる流量ｑ1 およびｑ2 が計測される。また、１系振り分け弁開度計５および２系振り分け弁開度計６により、それぞれ１系振り分け弁１および２系振り分け弁２の弁開度ｖ1 およびｖ2 が計測される。
【００４９】
一方、コントローラの流量目標比率演算手段７では、目標流量比１系：２系＝Ｑ１：Ｑ２を入力し、各系に相当する目標流量比率が、
１系；Ｑ1 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）、２系；Ｑ2 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）
として求められる。
【００５０】
流量目標値演算手段１１では、流量目標比率演算手段７で演算された各系流量目標比率、１系流量計３で計測された１系流量計測値ｑ1 、２系流量計４で計測された２系流量計測値ｑ2 を入力し、各系に相当する流量目標値が、次のような式により求められる。
【００５１】
ＳＶ1 ＝（ｑ1 ＋ｑ2 ）×Ｑ1 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（５）
ＳＶ2 ＝（ｑ1 ＋ｑ2 ）×Ｑ2 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（６）
１系振り分け弁操作量演算手段１２１では、上記ＳＶ1 、ＰＶ1 ＝ｑ1 にしたがってＰＩＤ制御演算を行ない、１系振り分け弁操作量ｍｖ1 が求められる。
【００５２】
２系振り分け弁操作量演算手段１２２では、上記ＳＶ2 、ＰＶ2 ＝ｑ2 にしたがってＰＩＤ制御演算を行い、２系振り分け弁操作量ｍｖ2 が求められる。
【００５３】
自動制御投入時、両系の振り分け弁１および２を、一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁１および２開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００５４】
１系出力判断手段１３１では、２系振り分け弁開度計６で計測された２系振り分け弁開度ｖ2 を入力し、この２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁操作量演算手段１２１で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ1 を用い、２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁最大開度（固定値）を用いるように、出力値切り替えの判断が行なわれる。
【００５５】
２系出力判断手段１３２では、１系振り分け弁開度計５で計測された１系振り分け弁開度ｖ1 を入力し、この１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁操作量演算手段１２２で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ2 を用い、１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁制御範囲最大開度 （固定値）を用いるように、出力値切り替え判断が行なわれる。
【００５６】
上述したように、本実施の形態の流量分配装置では、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果が得られるのに加えて、１系振り分け弁操作量演算手段１２１、および２系振り分け弁操作量演算手段１２２で用いるＰＩＤ制御が流量制御となる構成のため、制御ゲインを容易に決定することが可能となる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による流量分配装置の構成例を示すブロック図であり、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５８】
図３において、コントローラは、流量目標比率演算手段７と、流量目標値演算手段１１と、１系および２系の振り分け弁特性データ設定手段１４１および１４２と、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２と、１系出力判断手段１６１と、２系出力判断手段１６２とから構成されている。
【００５９】
１系および２系の振り分け弁特性データ設定手段１４１および１４２は、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２の制御演算に用いる制御ゲインを、前記１系および２系の振り分け弁１および２の非線形特性に対応してそれぞれ可変設定する。
【００６０】
１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２は、流量目標値演算手段１１により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、１系流量計３および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値と、１系および２系の振り分け弁特性データ設定手段１４１および１４２により設定されたＰＩＤ制御ゲインとに基づいて、１系および２系の振り分け弁１および２の操作量をそれぞれ演算する。
【００６１】
すなわち、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２のＰＩＤ制御を、オートチュ−ニング型としている。
【００６２】
１系出力判断手段１６１は、２系振り分け弁開度計６により計測された２系振り分け弁開度に基づいて、１系振り分け弁１に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、１系振り分け弁操作量演算手段１５１により演算された１系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００６３】
２系出力判断手段１６２は、１系振り分け弁開度計５により計測された１系振り分け弁開度に基づいて、２系振り分け弁２に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、２系振り分け弁操作量演算手段１５２により演算された２系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００６４】
次に、以上のように構成した本実施の形態の流量分配装置においては、１系振り分け弁操作量演算手段１５１に１系振り分け弁特性データ設定手段１４１を備え、２系振り分け弁操作量演算手段１５２に２系振り分け弁特性データ設定手段１４２を備えて、１系振り分け弁操作量演算手段１５１、および２系振り分け弁操作量演算手段１５２のＰＩＤ制御をオートチュ−ニング型としていることにより、１系および２系の振り分け弁１および２の非線形特性に対応して制御ゲインを変化させることで、制御の最適化を図ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流量分配装置によれば、目標とする流量比から求めた流量目標比率にしたがって制御演算を行ない、さらに制御出力の判断手段により、片方の系の振り分け弁開度操作量を制御範囲最大開度（固定値）とし、もう片方の系の振り分け弁開度操作量を制御演算値とようにしているので、振り分け流量の比を目標とする流量比となるように制御することができるため、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を行なう場合に、総流量変化等の外乱時にも、目標とする流量比に対応した比となるようにオンラインで制御を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による流量分配装置の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による流量分配装置の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による流量分配装置の第３の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
１…１系振り分け弁
２…２系振り分け弁
３…１系流量計
４…２系流量計
５…１系振り分け弁開度計
６…２系振り分け弁開度計
７…１系振り分け弁操作量演算手段
８…２系振り分け弁操作量演算手段
９１…１系振り分け弁操作量演算手段
９２…２系振り分け弁操作量演算手段
１０１…１系出力判断手段
１０２…２系出力判断手段
１１…流量目標値演算手段
１２１…１系振り分け弁操作量演算手段
１２２…２系振り分け弁操作量演算手段
１３１…１系出力判断手段
１３２…２系出力判断手段
１４１…１系振り分け弁特性データ設定手段
１４２…２系振り分け弁特性データ設定手段
１５１…１系振り分け弁操作量演算手段
１５２…２系振り分け弁操作量演算手段
１６１…１系出力判断手段
１６２…２系出力判断手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、目標とする流量比に分配する流量分配装置に係り、特に総流量変化等の外乱時にも、振り分け流量の比を目標とする流量比となるようにオンラインで制御できるようにした流量分配装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、流量分配装置の一つとして、二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、１系および２系の管路に設置された振り分け弁の開度制御を行なうことにより、目標とする流量比に分配するものがある。
【０００３】
この種の流量分配装置では、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配は、振り分け調節弁の特性から、目標とする比に対応する流量が出るような各振り分け弁の開度の組み合わせを調べ、流量比に対して振り分け弁の開度を一意に決めることにより、制御を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流量比に対して振り分け弁の開度を一意に決める流量分配装置においては、管路を流れる総流量の変化により、あらかじめ決められた各振り分け弁の開度の組み合わせでは、所望の流量比を実現することができなくなる。
【０００５】
また、管路内に空気が混入する等の理由により、流量バランスが崩れた場合には制御を行なうことができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を行なう場合に、総流量変化等の外乱時にも、目標とする流量比に対応した比となるようにオンラインで制御を行なうことが可能な流量分配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】
上記の目的を達成するために、二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、当該１系および２系の管路に設置された１系および２系の振り分け弁の開度制御を行なうことにより目標とする流量比に分配する流量分配装置において、請求項１の発明では、１系および２系の管路を流れる流量をそれぞれ計測する１系および２系の流量計測手段と、１系および２系の振り分け弁の開度をそれぞれ計測する１系および２系の振り分け弁開度計測手段と、目標とする流量比に基づいて、１系および２系の管路の流量目標比率を演算する流量目標比率演算手段と、１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値に基づいて、１系および２系の管路の流量計測値比率を演算する流量計測値比率演算手段と、流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、流量計測値比率演算手段により演算された流量計測値比率とに基づいて、１系および２系の振り分け弁の操作量をそれぞれ演算する１系および２系の振り分け弁操作量演算手段と、２系振り分け弁開度計測手段により計測された２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、１系振り分け弁操作量演算手段により演算された１系振り分け弁操作量とすると判断する１系出力判断手段と、１系振り分け弁開度計測手段により計測された１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、２系振り分け弁操作量演算手段により演算された２系振り分け弁操作量とすると判断する２系出力判断手段とを備える。
【０００８】
従って、請求項１の発明の流量分配装置においては、流量目標比率演算手段では、目標とする流量比を入力し、各系に相当する目標流量比率が求められる。流量計測値比率演算手段では、各系の流量計測値を入力し、各系に相当する流量計測値比率が求められる。１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段では、それぞれの系に相当する目標流量比率と流量計測値比率とを入力し、例えばＰＩＤ制御演算により、それぞれの統の振り分け弁操作量が求められる。
【０００９】
自動制御投入時、両系の振り分け弁を一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００１０】
１系出力判断手段、および２系出力判断手段では、それぞれ相手の系の振り分け弁開度を入力とし、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度の時は、自側の振り分け弁は１系振り分け弁操作量演算手段または２系振り分け弁操作量演算手段にて演算された制御演算（例えばＰＩＤ制御演算）出力値により制御が行なわれ、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない時は、自側の振り分け弁の開度を制御範囲最大開度（固定値）出力する判断が行なわれる。
【００１１】
これにより、片方の系は制御範囲最大開度固定、もう片方の系は例えばＰＩＤ制御を行なうことになり、振り分け流量のバランスが崩れた時にも、各系の流量比を目標とする流量比に制御することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、１系および２系の管路を流れる流量をそれぞれ計測する１系および２系の流量計測手段と、１系および２系の振り分け弁の開度をそれぞれ計測する１系および２系の振り分け弁開度計測手段と、目標とする流量比に基づいて、１系および２系の管路の流量目標比率を演算する流量目標比率演算手段と、流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の管路の流量目標値を演算する流量目標値演算手段と、流量目標値演算手段により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の振り分け弁の操作量をそれぞれ演算する１系および２系の振り分け弁操作量演算手段と、２系振り分け弁開度計測手段により計測された２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、１系振り分け弁に対して出力する操作量を、１系振り分け弁操作量演算手段により演算された１系振り分け弁操作量とすると判断する１系出力判断手段と、１系振り分け弁開度計測手段により計測された１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、２系振り分け弁に対して出力する操作量を、２系振り分け弁操作量演算手段により演算された２系振り分け弁操作量とすると判断する２系出力判断手段とを備える。
【００１３】
従って、請求項２の発明の流量分配装置においては、流量目標比率演算手段では、目標とする流量比を入力し、各系に相当する目標流量比率が求められる。流量目標値演算手段では、流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、各系の流量計測値とを入力し、各系の流量目標値が演算される。１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段能では、それぞれの系統に相当する目標流量と流量計測値とを入力し、例えばＰＩＤ制御演算により、それぞれの系の振り分け弁操作量が求められる。
【００１４】
自動制御投入時、両系の振り分け弁を一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００１５】
１系出力判断手段、および２系出力判断手段では、それぞれ相手の系の振り分け弁開度を入力とし、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度の時は、自側の振り分け弁は１系振り分け弁操作量演算手段または２系振り分け弁操作量演算手段にて演算された制御演算（例えばＰＩＤ制御演算）出力値により制御が行なわれ、相手側の振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない時は、自側の振り分け弁の開度を制御範囲最大開度（固定値）出力する判断が行なわれる。
【００１６】
これにより、上記請求項１の発明と同様の作用を奏するのに加えて、１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段で用いる制御（例えばＰＩＤ制御）が流量制御となる構成のため、制御ゲインを容易に決定することができる。
【００１７】
さらに、請求項３の発明では、上記請求項２の発明の流量分配装置において、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段の制御演算に用いる制御ゲインを、１系および２系の振り分け弁の非線形特性に対応してそれぞれ可変設定する１系および２系の振り分け弁特性データ手段を付加して、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段の制御をオートチュ−ニング型とする。
【００１８】
従って、請求項３の発明の流量分配装置においては、上記請求項２の発明において、１系振り分け弁操作量演算手段、および２系振り分け弁操作量演算手段の制御（例えばＰＩＤ制御）をオートチュ−ニング型とすることにより、振り分け弁の非線形特性に対応して制御ゲインを変化させることで、制御の最適化を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を、それぞれの系の管路に設置された振り分け弁の開度制御により行なう場合に、目標とする流量比から求めた流量目標比率にしたがって例えばＰＩＤ制御演算を行ない、片方の系の振り分け弁操作量を制御範囲最大固定値とし、他方の系の振り分け弁操作量を制御演算（例えばＰＩＤ制御演算）出力値とすることにより、振り分け流量の比を目標とする流量比となるようにオンラインで制御できるようにするものである。
【００２０】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による流量分配装置の構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図１において、二股に分岐した１系および２系の管路には、それぞれ１系振り分け弁１、および２系振り分け弁２が設置されている。
【００２３】
また、１系および２系の管路には、それぞれ１系および２系の管路を流れる流量を計測する流量計測手段である１系流量計３、および２系流量計４が設置されている。
【００２４】
さらに、１系振り分け弁１、および２系振り分け弁２には、それぞれ１系振り分け弁１、および２系振り分け弁２の開度を計測する１系および２系の振り分け弁開度計５および２系振り分け弁開度計６が設置されている。
【００２５】
一方、コントローラは、流量目標比率演算手段７と、流量計測値比率演算手段８と、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段９１および９２と、１系出力判断手段１０１と、２系出力判断手段１０２とから構成されている。
【００２６】
流量目標比率演算手段７は、目標とする流量比に基づいて、１系および２系の管路の流量目標比率を演算する。
【００２７】
流量計測値比率演算手段８は、１系流量計３、および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値に基づいて、１系および２系の管路の流量計測値比率を演算する。
【００２８】
１系および２系の振り分け弁操作量演算手段９１および９２は、流量目標比率演算手段７により演算された流量目標比率と、流量計測値比率演算手段８により演算された流量計測値比率とに基づいて、１系および２系の振り分け弁１および２の操作量をそれぞれ演算する。
【００２９】
１系出力判断手段１０１は、２系振り分け弁開度計６により計測された２系振り分け弁開度に基づいて、１系振り分け弁１に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、１系振り分け弁操作量演算手段９１により演算された１系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００３０】
２系出力判断手段１０２は、１系振り分け弁開度計５により計測された１系振り分け弁開度に基づいて、２系振り分け弁２に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、２系振り分け弁操作量演算手段９２により演算された２系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００３１】
次に、以上のように構成した本実施の形態の流量分配装置の作用について説明する。
【００３２】
図１において、１系流量計３および２系流量計４により、それぞれ１系および２系の管路を流れる流量ｑ1 およびｑ2 が計測される。また、１系振り分け弁開度計５および２系振り分け弁開度計６により、それぞれ１系振り分け弁１および２系振り分け弁２の弁開度ｖ1 およびｖ2 が計測される。
【００３３】
一方、コントローラの流量目標比率演算手段７では、目標流量比１系：２系＝Ｑ1 ：Ｑ2 を入力し、各系に相当する目標流量比率が、次のような式により求められる。
【００３４】
ＳＶ1 ＝Ｑ1 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（１）
ＳＶ2 ＝Ｑ2 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（２）
ＳＶ1 ；１系ＰＩＤ制御目標値
ＳＶ2 ；２系ＰＩＤ制御目標値
Ｑ1 ：Ｑ2 ；１系流量：２系流量目標比
流量計測値比率演算手段８では、１系流量計３で計測された１系流量計測値 ｑ1 、および２系流量計４で計測された２系流量計測値ｑ2 を入力し、各系に相当する流量計測値比率が、次のような式により求められる。
【００３５】
ＰＶ1 ＝ｑ1 ／（ｑ1 ＋ｑ2 ） ……（３）
ＰＶ2 ＝ｑ2 ／（ｑ1 ＋ｑ2 ） ……（４）
ＰＶ1 ；１系ＰＩＤ制御プロセス値
ＰＶ2 ；２系ＰＩＤ制御プロセス値
ｑ1 ；１系流量計測値
ｑ2 ；２系流量計測値
１系振り分け弁操作量演算手段９１では、上記ＳＶ1 、ＰＶ1 にしたがってＰＩＤ制御演算を行ない、１系振り分け弁操作量ｍｖ1 が求められる。
【００３６】
２系振り分け弁操作量演算手段９２では、上記ＳＶ2 、ＰＶ2 にしたがってＰＩＤ演算を行ない、２系振り分け弁操作量ｍｖ2 が求められる。
【００３７】
自動制御投入時、両系の振り分け弁１および２を、一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁１および２開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００３８】
１系出力判断手段１０１では、２系振り分け弁開度計６で計測された２系振り分け弁開度ｖ2 を入力し、この２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁操作量演算手段９１で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ1 を用い、２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁制御範囲最大開度（固定値）を用いるように、出力値切り替え判断が行なわれる。
【００３９】
２系出力判断手段１０２では、１系振り分け弁開度計５で計測された１系振り分け弁開度ｖ1 を入力し、この１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁操作量演算手段９２で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ2 を用い、１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁制御範囲最大開度（固定値）を用いるように、出力値切り替え判断が行なわれる。
【００４０】
上述したように、本実施の形態の流量分配装置では、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を、それぞれの系の管路に設置された振り分け弁１および２の開度制御により行なう場合に、目標とする流量比から求めた流量目標比率にしたがってＰＩＤ制御演算を行ない、片方の系の振り分け弁操作量を制御範囲最大固定値とし、他方の系の振り分け弁操作量をＰＩＤ制御演算出力値とするようにしているので、片方の系は制御範囲最大開度固定、もう片方の系はＰＩＤ制御を行なうことになるため、振り分け流量のバランスが崩れた時にも、各系の流量比を目標とする流量比に制御することが可能となる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による流量分配装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４２】
図２において、コントローラは、流量目標比率演算手段７と、流量目標値演算手段１１と、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１２１および１２２と、１系出力判断手段１３１と、２系出力判断手段１３２とから構成されている。
【００４３】
流量目標値演算手段１１は、流量目標比率演算手段７により演算された流量目標比率と、１系流量計３、および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の管路の流量目標値を演算する。
【００４４】
１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１２１および１２２は、流量目標値演算手段１１により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、１系流量計３および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、１系および２系の振り分け弁１および２の操作量をそれぞれ演算する。
【００４５】
１系出力判断手段１３１は、２系振り分け弁開度計６により計測された２系振り分け弁開度に基づいて、１系振り分け弁１に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、１系振り分け弁操作量演算手段１２１により演算された１系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００４６】
２系出力判断手段１３２は、１系振り分け弁開度計５により計測された１系振り分け弁開度に基づいて、２系振り分け弁２に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、２系振り分け弁操作量演算手段１２２により演算された２系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００４７】
次に、以上のように構成した本実施の形態の流量分配装置の作用について説明する。
【００４８】
図２において、１系流量計３および２系流量計４により、それぞれ１系および２系の管路を流れる流量ｑ1 およびｑ2 が計測される。また、１系振り分け弁開度計５および２系振り分け弁開度計６により、それぞれ１系振り分け弁１および２系振り分け弁２の弁開度ｖ1 およびｖ2 が計測される。
【００４９】
一方、コントローラの流量目標比率演算手段７では、目標流量比１系：２系＝Ｑ１：Ｑ２を入力し、各系に相当する目標流量比率が、
１系；Ｑ1 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）、２系；Ｑ2 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）
として求められる。
【００５０】
流量目標値演算手段１１では、流量目標比率演算手段７で演算された各系流量目標比率、１系流量計３で計測された１系流量計測値ｑ1 、２系流量計４で計測された２系流量計測値ｑ2 を入力し、各系に相当する流量目標値が、次のような式により求められる。
【００５１】
ＳＶ1 ＝（ｑ1 ＋ｑ2 ）×Ｑ1 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（５）
ＳＶ2 ＝（ｑ1 ＋ｑ2 ）×Ｑ2 ／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ） ……（６）
１系振り分け弁操作量演算手段１２１では、上記ＳＶ1 、ＰＶ1 ＝ｑ1 にしたがってＰＩＤ制御演算を行ない、１系振り分け弁操作量ｍｖ1 が求められる。
【００５２】
２系振り分け弁操作量演算手段１２２では、上記ＳＶ2 、ＰＶ2 ＝ｑ2 にしたがってＰＩＤ制御演算を行い、２系振り分け弁操作量ｍｖ2 が求められる。
【００５３】
自動制御投入時、両系の振り分け弁１および２を、一旦制御範囲最大開度（固定値）とする。そして、両系の振り分け弁１および２開度が制御範囲最大開度となった時点から、制御が開始される。
【００５４】
１系出力判断手段１３１では、２系振り分け弁開度計６で計測された２系振り分け弁開度ｖ2 を入力し、この２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁操作量演算手段１２１で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ1 を用い、２系振り分け弁開度ｖ2 が２系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、１系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ1 として、１系振り分け弁最大開度（固定値）を用いるように、出力値切り替えの判断が行なわれる。
【００５５】
２系出力判断手段１３２では、１系振り分け弁開度計５で計測された１系振り分け弁開度ｖ1 を入力し、この１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度の時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁操作量演算手段１２２で演算されたＰＩＤ制御演算値ｍｖ2 を用い、１系振り分け弁開度ｖ1 が１系振り分け弁制御範囲最大開度でない時は、２系振り分け弁開度操作量の制御出力ＭＶ2 として、２系振り分け弁制御範囲最大開度 （固定値）を用いるように、出力値切り替え判断が行なわれる。
【００５６】
上述したように、本実施の形態の流量分配装置では、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果が得られるのに加えて、１系振り分け弁操作量演算手段１２１、および２系振り分け弁操作量演算手段１２２で用いるＰＩＤ制御が流量制御となる構成のため、制御ゲインを容易に決定することが可能となる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による流量分配装置の構成例を示すブロック図であり、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５８】
図３において、コントローラは、流量目標比率演算手段７と、流量目標値演算手段１１と、１系および２系の振り分け弁特性データ設定手段１４１および１４２と、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２と、１系出力判断手段１６１と、２系出力判断手段１６２とから構成されている。
【００５９】
１系および２系の振り分け弁特性データ設定手段１４１および１４２は、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２の制御演算に用いる制御ゲインを、前記１系および２系の振り分け弁１および２の非線形特性に対応してそれぞれ可変設定する。
【００６０】
１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２は、流量目標値演算手段１１により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、１系流量計３および２系流量計４によりそれぞれ計測された流量計測値と、１系および２系の振り分け弁特性データ設定手段１４１および１４２により設定されたＰＩＤ制御ゲインとに基づいて、１系および２系の振り分け弁１および２の操作量をそれぞれ演算する。
【００６１】
すなわち、１系および２系の振り分け弁操作量演算手段１５１および１５２のＰＩＤ制御を、オートチュ−ニング型としている。
【００６２】
１系出力判断手段１６１は、２系振り分け弁開度計６により計測された２系振り分け弁開度に基づいて、１系振り分け弁１に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、１系振り分け弁操作量演算手段１５１により演算された１系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００６３】
２系出力判断手段１６２は、１系振り分け弁開度計５により計測された１系振り分け弁開度に基づいて、２系振り分け弁２に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とするか、２系振り分け弁操作量演算手段１５２により演算された２系振り分け弁操作量とするかを判断する。
【００６４】
次に、以上のように構成した本実施の形態の流量分配装置においては、１系振り分け弁操作量演算手段１５１に１系振り分け弁特性データ設定手段１４１を備え、２系振り分け弁操作量演算手段１５２に２系振り分け弁特性データ設定手段１４２を備えて、１系振り分け弁操作量演算手段１５１、および２系振り分け弁操作量演算手段１５２のＰＩＤ制御をオートチュ−ニング型としていることにより、１系および２系の振り分け弁１および２の非線形特性に対応して制御ゲインを変化させることで、制御の最適化を図ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流量分配装置によれば、目標とする流量比から求めた流量目標比率にしたがって制御演算を行ない、さらに制御出力の判断手段により、片方の系の振り分け弁開度操作量を制御範囲最大開度（固定値）とし、もう片方の系の振り分け弁開度操作量を制御演算値とようにしているので、振り分け流量の比を目標とする流量比となるように制御することができるため、二股に分岐した１系および２系の管路の流量分配を行なう場合に、総流量変化等の外乱時にも、目標とする流量比に対応した比となるようにオンラインで制御を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による流量分配装置の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による流量分配装置の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による流量分配装置の第３の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
１…１系振り分け弁
２…２系振り分け弁
３…１系流量計
４…２系流量計
５…１系振り分け弁開度計
６…２系振り分け弁開度計
７…１系振り分け弁操作量演算手段
８…２系振り分け弁操作量演算手段
９１…１系振り分け弁操作量演算手段
９２…２系振り分け弁操作量演算手段
１０１…１系出力判断手段
１０２…２系出力判断手段
１１…流量目標値演算手段
１２１…１系振り分け弁操作量演算手段
１２２…２系振り分け弁操作量演算手段
１３１…１系出力判断手段
１３２…２系出力判断手段
１４１…１系振り分け弁特性データ設定手段
１４２…２系振り分け弁特性データ設定手段
１５１…１系振り分け弁操作量演算手段
１５２…２系振り分け弁操作量演算手段
１６１…１系出力判断手段
１６２…２系出力判断手段。
Claims (3)
- 二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、当該１系および２系の管路に設置された１系および２系の振り分け弁の開度制御を行なうことにより目標とする流量比に分配する流量分配装置において、
前記１系および２系の管路を流れる流量をそれぞれ計測する１系および２系の流量計測手段と、
前記１系および２系の振り分け弁の開度をそれぞれ計測する１系および２系の振り分け弁開度計測手段と、
前記目標とする流量比に基づいて、前記１系および２系の管路の流量目標比率を演算する流量目標比率演算手段と、
前記１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値に基づいて、前記１系および２系の管路の流量計測値比率を演算する流量計測値比率演算手段と、
前記流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、前記流量計測値比率演算手段により演算された流量計測値比率とに基づいて、前記１系および２系の振り分け弁の操作量をそれぞれ演算する１系および２系の振り分け弁操作量演算手段と、
前記２系振り分け弁開度計測手段により計測された２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、前記１系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、前記２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、前記１系振り分け弁に対して出力する操作量を、前記１系振り分け弁操作量演算手段により演算された１系振り分け弁操作量とすると判断する１系出力判断手段と、
前記１系振り分け弁開度計測手段により計測された１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、前記２系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、前記１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、前記２系振り分け弁に対して出力する操作量を、前記２系振り分け弁操作量演算手段により演算された２系振り分け弁操作量とすると判断する２系出力判断手段と、
を備えて成ることを特徴とする流量分配装置。 - 二股に分岐した１系および２系の管路の流量比を、当該１系および２系の管路に設置された１系および２系の振り分け弁の開度制御を行なうことにより目標とする流量比に分配する流量分配装置において、
前記１系および２系の管路を流れる流量をそれぞれ計測する１系および２系の流量計測手段と、
前記１系および２系の振り分け弁の開度をそれぞれ計測する１系および２系の振り分け弁開度計測手段と、
前記目標とする流量比に基づいて、前記１系および２系の管路の流量目標比率を演算する流量目標比率演算手段と、
前記流量目標比率演算手段により演算された流量目標比率と、前記１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、前記１系および２系の管路の流量目標値を演算する流量目標値演算手段と、
前記流量目標値演算手段により演算された１系および２系の管路の流量目標値と、前記１系および２系流量計測手段によりそれぞれ計測された流量計測値とに基づいて、前記１系および２系の振り分け弁の操作量をそれぞれ演算する１系および２系の振り分け弁操作量演算手段と、
前記２系振り分け弁開度計測手段により計測された２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度でない場合、前記１系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、前記２系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、前記１系振り分け弁に対して出力する操作量を、前記１系振り分け弁操作量演算手段により演算された１系振り分け弁操作量とすると判断する１系出力判断手段と、
前記１系振り分け弁開度計測手段により計測された１系振り分け弁開度が制御範囲最大 開度でない場合、前記２系振り分け弁に対して出力する操作量を、制御範囲最大開度とすると判断し、前記１系振り分け弁開度が制御範囲最大開度である場合、前記２系振り分け弁に対して出力する操作量を、前記２系振り分け弁操作量演算手段により演算された２系振り分け弁操作量とすると判断する２系出力判断手段と、
を備えて成ることを特徴とする流量分配装置。 - 前記請求項２に記載の流量分配装置において、
前記１系および２系の振り分け弁操作量演算手段の制御演算に用いる制御ゲインを、前記１系および２系の振り分け弁の非線形特性に対応してそれぞれ可変設定する１系および２系の振り分け弁特性データ手段を付加して、前記１系および２系の振り分け弁操作量演算手段の制御をオートチュ−ニング型とした
ことを特徴とする流量分配装置。
Priority Applications (1)
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| JP13734599A JP3795699B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 流量分配装置 |
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| JP13734599A JP3795699B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 流量分配装置 |
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-
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