(57)【要約】【課題】圧縮空気の使用量が短い時間で変動する負荷であっても、コンプレッサを無駄なく適切な数だけ起動できる圧縮空気供給技術を提供する。【解決手段】最低確保量計算部１４が、当該時刻Ｔより先行時間ΔＴだけ後の時刻における予定使用量Ｑａから補充供給量ΔＱ分だけそれぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量Ｑｃを計算し、最低起動台数計算部１６が、これら最低確保量Ｑｃと各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎにおける圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について最低確保量Ｑｃを供給するために起動しておくべきコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの最低起動台数Ｎｍｉｎを計算し、コンプレッサ制御部１７が、時刻ごとに、当該実起動台数Ｎが当該最低起動台数Ｎｍｉｎに満たない場合には、当該実起動台数Ｎが当該最低起動台数Ｎｍｉｎとなるまでコンプレッサ１Ａ〜１Ｎを起動する。【選択図】  図１
2014152723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサを並列運転して得た圧縮空気を集気しバッファで一時的に蓄積した後に負荷に供給する際、当該圧縮空気の供給圧力に応じて、前記コンプレッサを起動状態／停止状態にそれぞれ個別に切替制御するとともに、起動状態にある前記コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ個別に切替制御する圧縮空気供給システムであって、
各時刻における前記負荷での前記圧縮空気の予定使用量を示す予定使用量データを記憶する記憶部と、
前記記憶部の前記予定使用量データから各時刻における予定使用量を読み出して、前記コンプレッサの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間分だけ先行させることにより、各時刻における先行予測量を計算する先行予測量計算部と、
前記先行予測量計算部で計算した各時刻における前記先行予測量から、前記コンプレッサから圧縮空気の供給を新たに開始することなく前記バッファで補える圧縮空気量を示す補充供給量分それぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量を計算する最低確保量計算部と、
前記最低確保量計算部で計算した各時刻における前記最低確保量と前記各コンプレッサにおける前記圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について前記最低確保量を供給するために起動しておくべき前記コンプレッサの最低起動台数を計算する最低起動台数計算部と、
前記コンプレッサのうち起動状態にある実起動台数と前記最低起動台数計算部で計算した前記最低起動台数とを時刻ごとに比較し、当該実起動台数が当該最低起動台数に満たない場合には、当該実起動台数が当該最低起動台数となるまで前記コンプレッサを起動するコンプレッサ制御部と
を備えることを特徴とする圧縮空気供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮空気供給システムにおいて、
前記記憶部は、前記コンプレッサごとに圧縮空気の吐出量とその吐出に関する運転効率との関係を示す運転性能データを記憶し、
前記先行予測量計算部で計算した前記先行予測量の供給に用いる前記コンプレッサについて、前記記憶部から読み出した前記運転性能データにおける前記各コンプレッサの運転効率を考慮した運転優先順位を、時刻ごとに決定する運転優先順位決定部とをさらに備え、
前記コンプレッサ制御部は、前記コンプレッサを停止状態から起動状態に切替制御する際、前記運転優先順位決定部で決定した当該時刻における運転優先順位に基づいて、停止状態にあるコンプレッサのうち優先順位の最も高いコンプレッサを起動状態に切替制御する
ことを特徴とする圧縮空気供給システム。
【請求項３】
請求項２に記載の圧縮空気供給システムにおいて、
前記最低起動台数計算部は、前記運転優先順位決定部で得られた当該時刻における前記運転優先順位に基づいて順位の高い方から順にコンプレッサを選択するとともに、選択したこれらコンプレッサの個別基準吐出量の合計値を前記最低確保量と順に比較し、当該合計値が前記最低確保量以上となったときに選択されているコンプレッサの数を前記最低起動台数とすることを特徴とする圧縮空気供給システム。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の圧縮空気供給システムにおいて、
前記コンプレッサ制御部は、前記コンプレッサのうち起動状態にある実起動コンプレッサの運転状態と前記運転優先順位決定部で決定した前記運転優先順位とを時刻ごとに比較し、当該運転状態と当該運転優先順位との不一致状態が判定期間以上継続した場合、当該運転優先順位と一致するよう前記実起動コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ切替制御する
ことを特徴とする圧縮空気供給システム。
【請求項５】
コンプレッサを並列運転して得た圧縮空気を集気しバッファで一時的に蓄積した後に負荷に供給する際、当該圧縮空気の供給圧力に応じて、前記コンプレッサを起動状態／停止状態にそれぞれ個別に切替制御するとともに、起動状態にある前記コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ個別に切替制御する圧縮空気供給システムで用いられる圧縮空気供給方法であって、
記憶部が、各時刻における前記負荷での前記圧縮空気の予定使用量を示す予定使用量データを記憶する記憶ステップと、
先行予測量計算部が、前記記憶部の前記予定使用量データから各時刻における予定使用量を読み出して、前記コンプレッサの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間分だけ先行させることにより、各時刻における先行予測量を計算する先行予測量計算ステップと、
最低確保量計算部が、前記先行予測量計算ステップで計算した各時刻における前記先行予測量から、前記コンプレッサから圧縮空気の供給を新たに開始することなく前記バッファで補える圧縮空気量を示す補充供給量分それぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量を計算する最低確保量計算ステップと、
最低起動台数計算部が、前記最低確保量計算ステップで計算した各時刻における前記最低確保量と前記各コンプレッサにおける前記圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について前記最低確保量を供給するために起動しておくべき前記コンプレッサの最低起動台数を計算する最低起動台数計算ステップと、
コンプレッサ制御部が、前記コンプレッサのうち起動状態にある実起動台数と前記最低起動台数計算ステップで計算した前記最低起動台数とを時刻ごとに比較し、当該実起動台数が当該最低起動台数に満たない場合には、当該実起動台数が当該最低起動台数となるまで前記コンプレッサを起動するコンプレッサ制御ステップと
を備えることを特徴とする圧縮空気供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気の使用量に応じて、圧縮空気を生成するコンプレッサの起動台数を制御する圧縮空気供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内の各種ユーティリティ設備や建物設備などの負荷に対して、圧縮空気を供給する圧縮空気供給システムは、複数のコンプレッサを並列運転し、これらコンプレッサから得られた圧縮空気を集気してバッファで一時的に蓄積したあと、このバッファから各負荷へ供給するものとなっている。
このような圧縮空気供給システムでは、運転コストの削減、ＣＯ２の排出量に代表される環境負荷の低減を目的として、負荷に対する圧縮空気の供給状況、例えば空気圧や空気流量の変動に応じて、各コンプレッサの運転を切替制御するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
ここで、コンプレッサは、圧縮空気を生成するための構造や規模に応じて、一定の吐出量を吐出するのに必要とされる電力量が異なる。このため、コンプレッサを並列運転する場合、各コンプレッサの運転性能を考慮する必要がある。
したがって、上記圧縮空気供給システムでは、各コンプレッサの運転性能を考慮して予め優先順位や運用スケジュールを設定しておき、これら設定に基づいて、各コンプレッサの運転状態を、圧縮空気を吐出するロード状態、または圧縮空気を吐出しないアンロード状態へ切替制御するものとなっている。
【０００４】
一方、このような圧縮空気供給システムにおいて、コンプレッサの運転性能データの違いを考慮して、予め設定された供給量を得るために運転すべきコンプレッサの運転優先順位を自動的に決定する技術が提案されている（例えば、特許文献２など参照）。この技術では、圧縮空気供給システムを実際に運用する場合、時間帯（例えば１時間）ごとに必要となる最大使用量を予め設定しておき、これら時間帯ごとに、当該時間帯の最大使用量に応じて、運転すべきコンプレッサの運転優先順位を演算処理で自動的に決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１２８６９号公報
【特許文献２】特開２０１２−０６７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような圧縮空気供給システムで用いられるコンプレッサは、起動状態にある場合、ロード状態／アンロード状態にかかわらずモータが駆動されているため、このモータ駆動に応じて電力が消費されることになる。したがって、圧縮空気供給システムにおいて、電力消費を削減するには、各コンプレッサのうち、起動状態にしておく起動台数を最低限度に抑制する必要がある。
【０００７】
ここで、コンプレッサは、圧縮空気を吐出する場合、コンプレッサを停止状態から起動状態へ切替制御した後、さらに運転状態をアンロード状態からロード状態へ切替制御する必要がある。ここで、起動状態にあるコンプレッサについて、運転状態をロード状態／アンロード状態へ切り替える際については、時間的遅れはほとんどないものの、停止状態にあるコンプレッサを起動状態へ切り替えるには、通常、数分〜十数分程度の間、モータを駆動してコンプレッサを準備運転する必要がある。また、実際の設備によっては、圧縮空気の使用量が、数分間で、コンプレッサ１台分の吐出量に匹敵するくらい増大することもある。
【０００８】
したがって、負荷に対する圧縮空気の供給状況に応じたコンプレッサの起動制御では、良好な応答性が得られない場合があるため、圧縮空気供給システムの多くは、コンプレッサの起動台数について、管理者が、過去の圧縮空気の使用量や経験則に基づいて、時間帯ごとに起動しておくべきコンプレッサの運転台数を、予め設定しておく場合が一般的である。
【０００９】
しかしながら、経験則によれば、負荷側における圧縮空気の使用量に対して、供給側で不足が発生しないよう、より安全サイドで運転台数を決定するため、無駄が発生しやすいという問題点があった。また、コンプレッサの起動台数を最低限度に抑制することを目的として、時間帯を短かくした場合、運転台数の決定に必要な作業量が増大し、管理者の作業負担が大幅に増加するという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、圧縮空気の使用量が短い時間で変動する負荷であっても、コンプレッサを無駄なく適切な数だけ起動できる圧縮空気供給技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明にかかる圧縮空気供給システムは、コンプレッサを並列運転して得た圧縮空気を集気しバッファで一時的に蓄積した後に負荷に供給する際、当該圧縮空気の供給圧力に応じて、前記コンプレッサを起動状態／停止状態にそれぞれ個別に切替制御するとともに、起動状態にある前記コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ個別に切替制御する圧縮空気供給システムであって、各時刻における前記負荷での前記圧縮空気の予定使用量を示す予定使用量データを記憶する記憶部と、前記記憶部の前記予定使用量データから各時刻における予定使用量を読み出して、前記コンプレッサの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間分だけ先行させることにより、各時刻における先行予測量を計算する先行予測量計算部と、前記先行予測量計算部で計算した各時刻における前記先行予測量から、前記コンプレッサから圧縮空気の供給を新たに開始することなく前記バッファで補える圧縮空気量を示す補充供給量分それぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量を計算する最低確保量計算部と、前記最低確保量計算部で計算した各時刻における前記最低確保量と前記各コンプレッサにおける前記圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について前記最低確保量を供給するために起動しておくべき前記コンプレッサの最低起動台数を計算する最低起動台数計算部と、前記コンプレッサのうち起動状態にある実起動台数と前記最低起動台数計算部で計算した前記最低起動台数とを時刻ごとに比較し、当該実起動台数が当該最低起動台数に満たない場合には、当該実起動台数が当該最低起動台数となるまで前記コンプレッサを起動するコンプレッサ制御部とを備えている。
【００１２】
また、本発明にかかる上記圧縮空気供給システムの一構成例は、前記記憶部が、前記コンプレッサごとに圧縮空気の吐出量とその吐出に関する運転効率との関係を示す運転性能データを記憶し、前記先行予測量計算部で計算した前記先行予測量の供給に用いる前記コンプレッサについて、前記記憶部から読み出した前記運転性能データにおける前記各コンプレッサの運転効率を考慮した運転優先順位を、時刻ごとに決定する運転優先順位決定部とをさらに備え、前記コンプレッサ制御部は、前記コンプレッサを停止状態から起動状態に切替制御する際、前記運転優先順位決定部で決定した当該時刻における運転優先順位に基づいて、停止状態にあるコンプレッサのうち優先順位の最も高いコンプレッサを起動状態に切替制御するようにしたものである。
【００１３】
また、本発明にかかる上記圧縮空気供給システムの一構成例は、前記最低起動台数計算部が、前記運転優先順位決定部で得られた当該時刻における前記運転優先順位に基づいて順位の高い方から順にコンプレッサを選択するとともに、選択したこれらコンプレッサの個別基準吐出量の合計値を前記最低確保量と順に比較し、当該合計値が前記最低確保量以上となったときに選択されているコンプレッサの数を前記最低起動台数とするようにしたものである。
【００１４】
また、本発明にかかる上記圧縮空気供給システムの一構成例は、前記コンプレッサのうち起動状態にある実起動コンプレッサの運転状態と前記運転優先順位決定部で決定した前記運転優先順位とを時刻ごとに比較し、当該運転状態と当該運転優先順位との不一致状態が判定期間以上継続した場合、当該運転優先順位と一致するよう前記実起動コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ切替制御するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明にかかる上記圧縮空気供給方法は、  コンプレッサを並列運転して得た圧縮空気を集気しバッファで一時的に蓄積した後に負荷に供給する際、当該圧縮空気の供給圧力に応じて、前記コンプレッサを起動状態／停止状態にそれぞれ個別に切替制御するとともに、起動状態にある前記コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ個別に切替制御する圧縮空気供給システムで用いられる圧縮空気供給方法であって、記憶部が、各時刻における前記負荷での前記圧縮空気の予定使用量を示す予定使用量データを記憶する記憶ステップと、先行予測量計算部が、前記記憶部の前記予定使用量データから各時刻における予定使用量を読み出して、前記コンプレッサの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間分だけ先行させることにより、各時刻における先行予測量を計算する先行予測量計算ステップと、最低確保量計算部が、前記先行予測量計算ステップで計算した各時刻における前記先行予測量から、前記コンプレッサから圧縮空気の供給を新たに開始することなく前記バッファで補える圧縮空気量を示す補充供給量分それぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量を計算する最低確保量計算ステップと、最低起動台数計算部が、前記最低確保量計算ステップで計算した各時刻における前記最低確保量と前記各コンプレッサにおける前記圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について前記最低確保量を供給するために起動しておくべき前記コンプレッサの最低起動台数を計算する最低起動台数計算ステップと、コンプレッサ制御部が、前記コンプレッサのうち起動状態にある実起動台数と前記最低起動台数計算ステップで計算した前記最低起動台数とを時刻ごとに比較し、当該実起動台数が当該最低起動台数に満たない場合には、当該実起動台数が当該最低起動台数となるまで前記コンプレッサを起動するコンプレッサ制御ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、時刻ごとに、当該時刻より先行時間だけ後の予定時刻における予定使用量から、バッファで補える圧縮空気の補充供給量分だけ減算した最低確保量に基づいて、当該最低確保量を吐出するのに必要となる、少なくとも最低起動台数分のコンプレッサが起動されることになる。
【００１７】
これにより、時刻における起動台数は、当該時刻より先行時間だけ後の予定時刻において必要となる起動台数以下に抑制することができる。このため、当該時刻において、コンプレッサを過剰に起動することなく、必要最低限の台数だけ起動状態とすることができる。したがって、従来のように、コンプレッサの起動台数について、管理者が、過去の圧縮空気の使用量や経験則に基づいて、時間帯ごとに起動しておくべきコンプレッサの運転台数を予め設定しておく場合と比較して、コンプレッサの起動台数を無駄なく適切な数に自動制御することができる。このため、圧縮空気供給システム全体の電力消費を削減することができ、運転コストの削減、ＣＯ２の排出量に代表される環境負荷の低減に繋がる。
【００１８】
また、補充供給量は、コンプレッサから圧縮空気の供給を新たに開始することになく、コンプレッサの起動所要時間の間にバッファから負荷に供給される圧縮空気の供給量からなる。したがって、ある時点で、使用予定量を超えて負荷における圧縮空気の使用量が増大し、最低起動台数分のコンプレッサからの圧縮空気の供給量を上回って、ヘッダ圧力が下限値以下となった場合でも、コンプレッサの起動所要時間分については、バッファに蓄積されている圧縮空気で補われる。このため、当該時点に新たなコンプレッサが起動開始されてから、実際に圧縮空気の供給が開始されるまでの起動所要時間の間において、負荷に供給される圧縮空気が不足することはなく、圧縮空気を安定供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態にかかる圧縮空気供給システムの構成を示すブロック図である。
【図２】予定使用量データ、先行予測量データ、および最低確保量データを示す説明図である。
【図３】予定使用量データの構成例である。
【図４】運転性能データの説明図である。
【図５】運転優先順位データの構成例である。
【図６】処理データ計算処理を示すフローチャートである。
【図７】最低起動台数制御処理を示すフローチャートである。
【図８】圧力調整用台数制御処理を示すフローチャートである。
【図９】最低起動台数計算処理を示す説明図である。
【図１０】運転優先順位決定処理を示す説明図である。
【図１１】運転状態入替処理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる圧縮空気供給システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる圧縮空気供給システムの構成を示すブロック図である。
【００２１】
圧縮空気供給システム１は、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎを並列運転して得た圧縮空気を集気して、管路２を介してタンク３で一時的に蓄積した後、管路４およびヘッダ５を介して、圧縮空気を消費する加工機などの各負荷６に供給するシステムである。
この圧縮空気供給システム１には、主な機能部として、記憶部１１、予定使用量学習部１２、先行予測量計算部１３、最低確保量計算部１４、運転優先順位決定部１５、最低起動台数計算部１６、およびコンプレッサ制御部１７が設けられている。
【００２２】
記憶部１１は、半導体メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、圧縮空気供給システム１におけるコンプレッサ制御に用いる各種処理データやプログラムを記憶する機能を有している。
記憶部１１で記憶する主な処理データとして、予定使用量データ１１Ａ、先行予測量データ１１Ｂ、最低確保量データ１１Ｃ、運転性能データ１１Ｄ、運転優先順位データ１１Ｅ、および最低起動台数データ１１Ｆがある。
【００２３】
図２は、予定使用量データ、先行予測量データ、および最低確保量データを示す説明図である。図３は、予定使用量データの構成例である。
予定使用量データ１１Ａは、負荷６における圧縮空気の予定使用量の時刻変化を示すデータであり、予定使用量学習部１２により計算されて、記憶部１１に保存される。予定使用量データ１１Ａは、例えば図３に示すように、各時刻ごとに、当該時刻における負荷６での圧縮空気の予定使用量が登録されている。
【００２４】
先行予測量データ１１Ｂは、予定使用量データ１１Ａを所定の先行時間ΔＴだけ先行させたデータであり、先行予測量計算部１３により計算されて記憶部１１に保存される。先行時間ΔＴは、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎを起動して準備運転し、所定気圧の圧縮空気を安定して吐出可能な状態となるまでの起動所要時間、あるいはこれ以上の時間長を有している。具体的には、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間の最大値や平均値などの統計値を、先行時間ΔＴとして予め設定しておけばよい。
【００２５】
最低確保量データ１１Ｃは、先行予測量データ１１Ｂを所定の補充供給量ΔＱだけ減算したデータであり、最低確保量計算部１４により計算されて記憶部１１に保存される。補充供給量ΔＱは、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎから圧縮空気の供給を新たに開始することなく、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間の間に、タンク３、管路２，４、ヘッダ５など、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎから吐出された圧縮空気を一時的に蓄積する機能を有するバッファから、負荷６に供給される圧縮空気の供給量である。補充供給量ΔＱについては、負荷６の圧縮空気消費特性や、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの吐出能力、バッファの容量などの設計パラメータに基づいて、予め設定しておけばよい。
【００２６】
これら予定使用量データ１１Ａ、先行予測量データ１１Ｂ、および最低確保量データ１１Ｃについては、負荷６の稼働パターンに応じて、例えば週初、平日、週終、休日、特日などのパターンに分けて記憶部１１に登録しておき、運用日の種別に応じたパターンを切替選択して運用してもよい。
【００２７】
運転性能データ１１Ｄは、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎに関する圧縮空気の吐出量と、その吐出に関する運転効率との関係を示すデータであり、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎごとに、個別の運転性能特性が予め記憶部１１に登録されている。
図４は、運転性能データの説明図である。一般に、コンプレッサは、原点を基準として、吐出量の増加に応じて運転効率が単調増加し、最大吐出量（１００％）に近づくに連れて運転効率が飽和する運転性能特性を有している。ここでは、運転効率［Ｎｍ3／ｋＷｈ］を用いて説明したが、運転効率として、コンプレッサの電力原単位［ｋＷｈ／Ｎｍ3］やＣＯ２排出原単位［ｋｇ−ＣＯ２／Ｎｍ3］などの他の指標を用いてもよい。
【００２８】
運転優先順位データ１１Ｅは、各時刻において先行予測量データ１１Ｂで示される先行予測量分の圧縮空気を、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎから負荷６へ供給する際、高い運転効率で供給するために優先して運転すべきコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転優先順位を示すデータであり、運転優先順位決定部１５により計算されて、記憶部１１に保存される。
【００２９】
最低起動台数データ１１Ｆは、各時刻において、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうち、起動しておくべき最低の台数を示すデータであり、最低起動台数計算部１６により計算されて、記憶部１１に保存される。
【００３０】
予定使用量学習部１２は、管路４に設けられた流量計４Ａで時刻ごとに計測した圧縮空気の流量に基づいて、負荷６における圧縮空気の予定使用量の時刻変化を示す新たな予定使用量データ１１Ａを逐次学習し、記憶部１１に保存する機能を有している。
【００３１】
例えば、記憶部１１の予定使用量データ１１Ａから抽出した、ある時刻ｔにおける予定使用量をαとし、当該時刻ｔにおいて流量計４Ａで新たに計測した流量をβとし、流量βに対する学習処理時の重みをｚ（０＜ｚ＜１０）とした場合、時刻ｔにおける新たな予定使用量γは、例えば、γ＝（１０−ｚ）／１０×α＋ｚ／１０×βで計算される。
【００３２】
先行予測量計算部１３は、記憶部１１の予定使用量データ１１Ａから各時刻における予定使用量Ｑａを読み出して、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間ΔＴ分だけ先行させることにより、各時刻における先行予測量Ｑｂを計算する機能と、これら先行予測量Ｑｂを先行予測量データ１１Ｂとして記憶部１１に保存する機能を有している。
【００３３】
最低確保量計算部１４は、先行予測量計算部１３で計算した各時刻における先行予測量Ｑｂから、補充供給量ΔＱ分だけそれぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量Ｑｃを計算する機能と、これら最低確保量Ｑｃを最低確保量データ１１Ｃとして記憶部１１に保存する機能を有している。
【００３４】
運転優先順位決定部１５は、先行予測量計算部１３で計算した先行予測量Ｑｂの供給に用いるコンプレッサ１Ａ〜１Ｎについて、記憶部１１から読み出した運転性能データ１１Ｄにおける各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転効率を考慮した運転優先順位を、時刻ごとに決定する機能と、これら運転優先順位を運転優先順位データ１１Ｅとして記憶部１１へ保存する機能とを有している。
図５は、運転優先順位データの構成例である。ここでは、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎごとに、当該コンプレッサの優先順位がそれぞれ登録されている。
【００３５】
最低起動台数計算部１６は、最低確保量計算部１４で計算した各時刻における最低確保量Ｑｃと各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎにおける圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について最低確保量Ｑｃを供給するために起動しておくべきコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの最低起動台数Ｎｍｉｎを計算する機能と、これら最低起動台数Ｎｍｉｎを最低起動台数データ１１Ｆとして記憶部１１へ保存する機能とを有している。
【００３６】
コンプレッサ制御部１７は、ヘッダ５に設けられた圧力計５Ａで計測された圧縮空気の気圧などの圧縮空気の供給状況に応じて、運転優先順位データ１１Ｅの運転優先順位に基づき、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎを起動状態／停止状態にそれぞれ個別に切替制御する機能と、同じく圧縮空気の供給状況に応じて、運転優先順位データ１１Ｅの運転優先順位に基づき、起動状態にあるコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ個別に切替制御する機能とを有している。
【００３７】
また、コンプレッサ制御部１７は、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうち起動状態にある実起動台数と最低起動台数計算部１６で計算した最低起動台数とを時刻ごとに比較し、当該実起動台数が当該最低起動台数に満たない場合には、当該実起動台数が当該最低起動台数となるまでコンプレッサ１Ａ〜１Ｎを追加起動する機能を有している。
【００３８】
これら機能部のうち、予定使用量学習部１２、先行予測量計算部１３、最低確保量計算部１４、運転優先順位決定部１５、最低起動台数計算部１６、およびコンプレッサ制御部１７は、記憶部１１からプログラムを読み込んで実行するＣＰＵにより実現される。なお、プログラムは、外部装置や記録媒体（ともに図示せず）から読み込まれて、予め記憶部１１に格納される。
【００３９】
一般的な圧縮空気供給システムと同様に、本発明にかかる圧縮空気供給システム１のコンプレッサ制御部１７では、アンロード状態からロード状態へ直ちに切替制御可能なコンプレッサがない状態で、ヘッダ５の圧力計５Ａで計測された圧縮空気のヘッダ圧力Ｐが下限値ＰＬ以下となった場合、新たにコンプレッサを起動する、という圧力制御用台数制御が行われる。
【００４０】
この際、当該コンプレッサから圧縮空気の供給が開始されるのは、前述したように、コンプレッサの起動所要時間だけ経過した時点となる。このため、一般的には、図１に示したように、タンク３、管路２，４、ヘッダ５などのバッファで一時的に蓄積されている圧縮空気で負荷６への供給を補うことにより、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間の間については、ヘッダ圧力Ｐが最低供給圧力値Ｐｍｉｎ（Ｐｍｉｎ＜ＰＬ）以上に維持されるよう、予め設計されている。
【００４１】
本発明は、このように、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎから新たな圧縮空気が負荷６へ供給開始されない状況であっても、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間の間に、バッファから負荷６に補充供給量ΔＱだけ圧縮空気を供給する能力が存在していることに着目し、この補充供給量ΔＱをコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動台数制御において積極的に利用するようにしたものである。
具体的には、図２に示すように、各時刻における予定使用量Ｑａを、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間ΔＴ分だけ先行させて得られた先行予測量Ｑｂから、補充供給量ΔＱ分だけそれぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量Ｑｃを計算し、この最低確保量Ｑｃに基づいて、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの最低起動台数Ｎｍｉｎを計算するようにしたものである。
【００４２】
［第１の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかる圧縮空気供給システム１の動作について説明する。
【００４３】
［処理データ計算処理］
まず、図６を参照して、圧縮空気供給システム１における処理データ計算処理について説明する。図６は、処理データ計算処理を示すフローチャートである。
圧縮空気供給システム１は、予め設定された時刻、あるいはオペレータ操作に応じて、図６の処理データ計算処理を実行する。ここでは、記憶部１１に予測使用量データ１１Ａが予め登録されているものとする。
【００４４】
まず、先行予測量計算部１３は、記憶部１１の予定使用量データ１１Ａから各時刻における予定使用量Ｑａを取得して、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間以上の時間長を有する先行時間ΔＴ分だけ先行させることにより、各時刻における先行予測量Ｑｂを計算し、これら先行予測量Ｑｂを先行予測量データ１１Ｂとして記憶部１１に保存する（ステップ１００）。
【００４５】
続いて、最低確保量計算部１４は、記憶部１１の先行予測量データ１１Ｂから各時刻における先行予測量Ｑｂを取得して、補充供給量ΔＱ分だけそれぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量Ｑｃを計算し、これら最低確保量Ｑｃを最低確保量データ１１Ｃとして記憶部１１に保存する（ステップ１０１）。
【００４６】
次に、運転優先順位決定部１５は、記憶部１１の先行予測量データ１１Ｂから各時刻における先行予測量Ｑｂを取得し、この先行予測量Ｑｂの供給に用いるコンプレッサ１Ａ〜１Ｎについて、記憶部１１から読み出した運転性能データ１１Ｄにおける各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転効率を考慮した運転優先順位を、時刻ごとに決定し、これら運転優先順位を運転優先順位データ１１Ｅとして記憶部１１へ保存する（ステップ１０２）。
【００４７】
この後、最低起動台数計算部１６は、記憶部１１の最低確保量データ１１Ｃから各時刻における最低確保量Ｑｃを取得し、各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎにおける圧縮空気の個別基準吐出量に基づいて、各時刻について最低確保量Ｑｃを供給するために起動しておくべきコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの最低起動台数Ｎｍｉｎを計算し、これら最低起動台数Ｎｍｉｎを最低起動台数データ１１Ｆとして記憶部１１へ保存し（ステップ１０３）、一連の処理データ計算処理を終了する。
【００４８】
処理データ計算処理の実行タイミングについては、例えば、予測使用量学習部１２により、１日分の予測使用量データ１１Ａが更新された時点で実行してもよい。
また、図６では、先行予測量データ１１Ｂ、最低確保量データ１１Ｃ、運転性能データ１１Ｄ、運転優先順位データ１１Ｅ、および最低起動台数データ１１Ｆを一括して計算する場合を例として説明したが、これら処理データを計算するタイミングについては、これに限定されるものではなく、それぞれ個別のタイミングで計算してもよい。例えば、運転優先順位データ１１Ｅや最低起動台数データ１１Ｆについては、各時刻に合わせて逐次計算するようにしてもよい。
【００４９】
［最低起動台数制御処理］
次に、図７を参照して、コンプレッサ制御部１７における最低起動台数制御処理について説明する。図７は、最低起動台数制御処理を示すフローチャートである。
コンプレッサ制御部１７は、コンプレッサの起動台数を制御する周期に応じて、図７の最低起動台数制御処理を実行する。ここでは、記憶部１１に運転優先順位データ１１Ｅおよび最低起動台数データ１１Ｆが予め登録されているものとする。
【００５０】
コンプレッサ制御部１７は、まず、記憶部１１の最低起動台数データ１１Ｆから、当該時刻における最低起動台数Ｎｍｉｎを取得し（ステップ１１０）、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうち、現在起動中であるコンプレッサの台数を示す現在起動台数Ｎと比較する（ステップ１１１）。
【００５１】
ここで、Ｎ＜Ｎｍｉｎの場合（ステップ１１１：ＹＥＳ）、コンプレッサ制御部１７は、記憶部１１の運転優先順位データ１１Ｅから、当該時刻における運転優先順位を取得して、停止状態にあるコンプレッサのうちから運転優先順位が最高のものを選択し（ステップ１１２）、選択したコンプレッサを起動状態に切替制御した後（ステップ１１３）、ステップ１１１へ戻る。
一方、ステップ１１１において、Ｎ≧Ｎｍｉｎの場合（ステップ１１１：ＮＯ）、コンプレッサ制御部１７は、一連の最低起動台数制御処理を終了する。
【００５２】
［圧力調整用台数制御処理］
次に、図８を参照して、コンプレッサ制御部１７における圧力調整用台数制御処理について説明する。図８は、圧力調整用台数制御処理を示すフローチャートである。
コンプレッサ制御部１７は、ヘッダ５でのヘッダ圧力Ｐを制御する周期に応じて、図８の圧力調整用台数制御処理を実行する。ここでは、記憶部１１に運転優先順位データ１１Ｅが予め登録されているものとする。
【００５３】
まず、コンプレッサ制御部１７は、圧力計５Ａからヘッダ圧力Ｐを取得し（ステップ１２０）、このヘッダ圧力Ｐが一定期間連続して、予め設定されている下限値ＰＬ以下の状態となったか確認する（ステップ１２１）。
ここで、ステップ１２１において、Ｐ≦ＰＬの状態が一定期間連続していない場合（ステップ１２１：ＮＯ）、一連の圧力調整用台数制御処理を終了する。
【００５４】
一方、Ｐ≦ＰＬの状態が一定期間連続している場合（ステップ１２１：ＹＥＳ）、コンプレッサ制御部１７は、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうち、アンロード状態のコンプレッサがあるか確認し（ステップ１２２）、アンロード状態のコンプレッサがある場合には（ステップ１２２：ＹＥＳ）、記憶部１１の運転優先順位データ１１Ｅから、当該時刻における運転優先順位を取得して、アンロード状態のコンプレッサのうちから運転優先順位が最高のものを選択し（ステップ１２３）、選択したコンプレッサをロード状態に切替制御した後（ステップ１２４）、一連の圧力調整用台数制御処理を終了する。
【００５５】
また、ステップ１２２において、アンロード状態のコンプレッサがない場合（ステップ１２２：ＮＯ）、コンプレッサ制御部１７は、記憶部１１の運転優先順位データ１１Ｅから、当該時刻における運転優先順位を取得して、停止状態のコンプレッサのうちから運転優先順位が最高のものを選択し（ステップ１２５）、選択したコンプレッサを起動状態に切替制御した後（ステップ１２６）、一連の圧力調整用台数制御処理を終了する。この場合、起動されたコンプレッサは、起動後自動的にロード状態となるよう制御される。
【００５６】
なお、コンプレッサをロード状態からアンロード状態へ切替制御する処理、およびコンプレッサを起動状態から停止状態へ切替制御する処理については、一般的な公知技術を用いればよい。例えば、ヘッダ圧力Ｐが、所定期間連続して上限値ＰＨ以上の状態となった場合、ロード状態にあるコンプレッサのうち、運転優先順位が最も低いコンプレッサを選択して、アンロード状態に切替制御すればよい。また、アンロード状態にあるコンプレッサが、所定期間連続して複数台発生した場合、アンロード状態にあるコンプレッサのうち、運転優先順位が最も低いコンプレッサを選択して、停止状態に切替制御すればよい。
【００５７】
［最低起動台数計算処理］
次に、図９を参照して、最低起動台数計算部１６における最低起動台数計算処理について説明する。図９は、最低起動台数計算処理を示す説明図である。
【００５８】
最低起動台数計算部１６は、前述した図６のステップ１０３において、各時刻について、図９の最低起動台数計算処理を実行する。
なお、この最低起動台数計算処理において使用する、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの基準風量運転時における個別基準吐出量は、１００％風量運転時における吐出量を用いてもよく、圧縮空気供給システム１の運用に合わせて１００％風量運転時以外の吐出量を用いてもよい。
【００５９】
まず、最低起動台数計算部１６は、記憶部１１の最低確保量データ１１Ｃから、時刻Ｔにおける最低確保量Ｑｃを取得する（ステップ１５０）。なお、時刻Ｔにおける先行予測量をＱｂとし、補充供給量をΔＱとした場合、Ｑｃ＝Ｑｂ−ΔＱの関係を有している。また、時刻Ｔより先行時間ΔＴだけ後の時刻における予定使用量をＱａ（Ｔ＋ΔＴ）とした場合、Ｑｂ＝Ｑａ（Ｔ＋ΔＴ）の関係を有している。
【００６０】
次に、最低起動台数計算部１６は、記憶部１１の運転優先順位データ１１Ｅから、時刻Ｔにおける運転優先順位を取得して、最優先に運転すべきコンプレッサとして、優先順位が「１」のコンプレッサ１Ａを選択し、これまでに選択されたコンプレッサの個別基準吐出量を合計して、最低確保量Ｑｃと比較する（ステップ１５１）。この場合、コンプレッサ１Ａのみが選択されているため、コンプレッサ１Ａの個別基準吐出量ＱＡが合計吐出量Ｑｓｕｍ（１）となる。
【００６１】
ここで、Ｑｓｕｍ（１）＜Ｑｃであるため、最低起動台数計算部１６は、運転優先順位データ１１Ｅから次に優先して運転すべきコンプレッサとして、優先順位が「２」のコンプレッサ１Ｂを選択し、これまでに選択されたコンプレッサの個別基準吐出量を合計して、最低確保量Ｑｃと比較する（ステップ１５２）。この場合、コンプレッサ１Ａ，１Ｂが選択されているため、コンプレッサ１Ａ，１Ｂの個別基準吐出量ＱＡ，ＱＢが合計されて合計吐出量Ｑｓｕｍ（２）となる。
【００６２】
ここで、Ｑｓｕｍ（２）≧Ｑｃであるため、最低起動台数計算部１６は、さらなるコンプレッサの選択を終了して、これまでに選択したコンプレッサの台数を最低起動台数Ｎｍｉｎとして求める。この場合、これまでに選択されたコンプレッサは、コンプレッサ１Ａ，１Ｂの２台であることから、Ｎｍｉｎ＝２となる。
【００６３】
［運転優先順位決定処理］
次に、図１０を参照して、運転優先順位決定部１５における運転優先順位決定処理について説明する。図１０は、運転優先順位決定処理を示す説明図である。
【００６４】
運転優先順位決定部１５は、前述した図６のステップ１０２において、各時刻について、図１０の最低起動台数計算処理を実行する。
なお、この最低起動台数計算処理において使用する、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの基準風量運転時における個別基準吐出量は、１００％風量運転時における吐出量を用いてもよく、圧縮空気供給システム１の運用に合わせて１００％風量運転時以外の吐出量を用いてもよい。
【００６５】
まず、運転優先順位決定部１５は、記憶部１１の先行予測量データ１１Ｂから、時刻Ｔにおける先行予測量Ｑｂを取得するとともに、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転性能データ１１Ｄを取得する（ステップ１６０）。
【００６６】
次に、運転優先順位決定部１５は、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうちから個別基準吐出量が最大のコンプレッサを選択し、これまでに選択されたコンプレッサの個別基準吐出量を合計して、最低確保量Ｑｂと比較する（ステップ１６１）。ここで、コンプレッサ１Ａが選択された場合、コンプレッサ１Ａの個別基準吐出量ＱＡが合計吐出量Ｑｓｕｍ（１）となり、Ｑｓｕｍ（１）＜Ｑｂであるため、このコンプレッサ１Ａの運転優先順位を「１」とする。
【００６７】
続いて、運転優先順位決定部１５は、Ｑｓｕｍ（１）＜Ｑｂであるため、同様にして、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうちから、未選択のコンプレッサであって、個別基準吐出量が最大のコンプレッサを選択し、これまでに選択されたコンプレッサの個別基準吐出量を合計して、最低確保量Ｑｂと比較する（ステップ１６２）。ここで、コンプレッサ１Ｂが選択された場合、コンプレッサ１Ａ，１Ｂの個別基準吐出量ＱＡ，ＱＢが合計されて合計吐出量Ｑｓｕｍ（２）となり、Ｑｓｕｍ（２）＜Ｑｂであるため、このコンプレッサ１Ｂの運転優先順位を「２」とする。
【００６８】
続いて、運転優先順位決定部１５は、Ｑｓｕｍ（２）＜Ｑｂであるため、同様にして、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうちから、未選択のコンプレッサであって、個別基準吐出量が最大のコンプレッサを選択し、これまでに選択されたコンプレッサの個別基準吐出量を合計して、最低確保量Ｑｂと比較する（ステップ１６３）。ここで、コンプレッサ１Ｃが選択された場合、コンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの個別基準吐出量ＱＡ，ＱＢ，ＱＣが合計されて合計吐出量Ｑｓｕｍ（３）となり、Ｑｓｕｍ（３）≧Ｑｂであるため、このコンプレッサ１Ｃの運転優先順位を設定しない。
【００６９】
続いて、運転優先順位決定部１５は、直前ステップにおける合計吐出量Ｑｓｕｍ（２）とＱｂとの差分ＱＸを求め、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうちから、未選択のコンプレッサであって、差分ＱＸを吐出する際に要する運転効率が最も低いコンプレッサを選択する（ステップ１６４）。ここで、コンプレッサ１Ｄが選択された場合、このコンプレッサ１Ｄの運転優先順位を「３」とし、一連の運転優先順位決定処理を終了する。
【００７０】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、最低確保量計算部１４が、当該時刻Ｔより先行時間ΔＴだけ後の時刻における予定使用量Ｑａから補充供給量ΔＱ分だけそれぞれ減算することにより、各時刻において最低確保すべき最低確保量Ｑｃを計算し、最低起動台数計算部１６が、これら最低確保量Ｑｃと各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎにおける圧縮空気の個別基準吐出量とに基づいて、各時刻について最低確保量Ｑｃを供給するために起動しておくべきコンプレッサ１Ａ〜１Ｎの最低起動台数Ｎｍｉｎを計算し、コンプレッサ制御部１７が、時刻ごとに、当該実起動台数Ｎが当該最低起動台数Ｎｍｉｎに満たない場合には、当該実起動台数Ｎが当該最低起動台数Ｎｍｉｎとなるまでコンプレッサ１Ａ〜１Ｎを起動するようにしたものである。
【００７１】
これにより、図２に示したように、時刻ごとに、当該時刻Ｔより先行時間ΔＴだけ後の予定時刻Ｔ’における予定使用量Ｑａから、タンク３などのバッファで補える圧縮空気の補充供給量ΔＱ分だけ減算した最低確保量Ｑｃに基づいて、当該最低確保量Ｑｃを吐出するのに必要となる、少なくとも最低起動台数Ｎｍｉｎ分のコンプレッサ１Ａ〜１Ｎが起動されることになる。
【００７２】
したがって、時刻Ｔにおける起動台数は、当該時刻Ｔより先行時間ΔＴだけ後の予定時刻Ｔ’において必要となる起動台数以下に抑制することができる。これにより、当該時刻Ｔにおいて、コンプレッサを過剰に起動することなく、必要最低限の台数だけ起動状態とすることができる。したがって、従来のように、コンプレッサの起動台数について、管理者が、過去の圧縮空気の使用量や経験則に基づいて、時間帯ごとに起動しておくべきコンプレッサの運転台数を予め設定しておく場合と比較して、コンプレッサの起動台数を無駄なく適切な数に自動制御することができる。このため、圧縮空気供給システム１全体の電力消費を削減することができ、運転コストの削減、ＣＯ２の排出量に代表される環境負荷の低減に繋がる。
【００７３】
また、補充供給量ΔＱは、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎから圧縮空気の供給を新たに開始することになく、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間の間にタンク３などのバッファから負荷６に供給される圧縮空気の供給量からなる。したがって、ある時点で、使用予定量Ｑａを超えて負荷６における圧縮空気の使用量が増大し、最低起動台数Ｎｍｉｎ分のコンプレッサ１Ａ〜１Ｎからの圧縮空気の供給量を上回って、ヘッダ圧力Ｐが下限値ＰＬ以下となった場合でも、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの起動所要時間分については、バッファに蓄積されている圧縮空気で補われる。このため、当該時点に新たなコンプレッサが起動開始されてから、実際に圧縮空気の供給が開始されるまでの起動所要時間の間において、負荷６に供給される圧縮空気が不足することはなく、圧縮空気を安定供給することができる。
【００７４】
また、本実施の形態は、運転優先順位決定部１５が、先行予測量計算部１３で計算した先行予測量Ｑｂの供給に用いるコンプレッサについて、記憶部１１から読み出した運転性能データ１１Ｄにおける各コンプレッサの運転効率を考慮した運転優先順位を、時刻ごとに決定し、コンプレッサ制御部１７が、コンプレッサを停止状態から起動状態に切替制御する際、運転優先順位決定部１５で決定した当該時刻における運転優先順位に基づいて、停止状態にあるコンプレッサのうち優先順位の最も高いコンプレッサを起動するようにしたものである。
【００７５】
通常、コンプレッサには、所定気圧の圧縮空気を安定して吐出可能な状態となるまでの起動所要時間が必要となる。また、少ない運転効率で予定使用量Ｑａを負荷６へ供給するには、予定使用量Ｑａの値と各コンプレッサの運転性能特性によって、使用するコンプレッサを選択する必要がある。
したがって、時刻Ｔにコンプレッサを起動する際、運転優先順位決定部１５で得られた時刻Ｔの運転優先順位に基づいて、起動するコンプレッサを選択すれば、予定時刻Ｔ’において用いるべきコンプレッサを、予定時刻Ｔ’より先行時間ΔＴだけ手前の時刻Ｔの時点で、正確に起動しておくことができる。このため、予定時刻Ｔ’において、予定使用量Ｑａの圧縮空気を、高い運転効率で負荷６に供給することができる。
【００７６】
また、本実施の形態は、運転優先順位決定部１５が、先行予測量計算部１３で計算した先行予測量Ｑｂの供給に用いるコンプレッサについて、記憶部１１から読み出した運転性能データ１１Ｄにおける各コンプレッサの運転効率を考慮した運転優先順位を、時刻ごとに決定し、最低起動台数計算部１６が、運転優先順位決定部１５で得られた当該時刻における運転優先順位に基づいて順位の高い方から順にコンプレッサを選択するとともに、選択したこれらコンプレッサの個別基準吐出量の合計値を最低確保量Ｑｃと順に比較し、当該合計値が最低確保量Ｑｃ以上となったときに選択されているコンプレッサの数を最低起動台数Ｎｍｉｎとするようにしたものである。
【００７７】
したがって、時刻Ｔにおいて、コンプレッサ制御部１７が、最低起動台数分だけコンプレッサを起動する際、運転優先順位決定部１５で得られた最低確保台数Ｎｍｉｎを用いれば、予定時刻Ｔ’において起動しておくべきコンプレッサを、予定時刻Ｔ’より先行時間ΔＴだけ手前の時刻Ｔの時点で、時刻Ｔにおける運転優先順位に基づいて、高い運転効率が得られるコンプレッサを、最低確保台数Ｎｍｉｎだけ正確に起動しておくことができる。このため、予定時刻Ｔ’において、予定使用量Ｑａの圧縮空気を、高い運転効率で負荷６に供給することができる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる圧縮空気供給システム１について説明する。
第１の実施の形態では、コンプレッサ制御部１７において、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ切替制御する場合、運転優先順位データ１１Ｅに基づき、切替制御するコンプレッサを選択する場合について説明した。この際、運転優先順位データ１１Ｅを時刻ごとに再計算した場合、実際に起動されているコンプレッサと、新たな時刻における運転優先順位とが不一致となる場合が発生しうる。
【００７９】
本実施の形態において、コンプレッサ制御部１７は、コンプレッサ１Ａ〜１Ｎのうち起動状態にある実起動コンプレッサの運転状態と運転優先順位決定部１５で決定した運転優先順位とを時刻ごとに比較し、当該実起動コンプレッサの運転状態と当該運転優先順位との不一致状態が、所定の判定期間以上継続した場合、当該運転優先順位に一致するよう実起動コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ切替制御する機能を有している。
【００８０】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図１１を参照して、本実施の形態にかかる圧縮空気供給システム１の動作として、コンプレッサ制御部１７による運転状態入替処理について説明する。図１１は、運転状態入替処理を示す説明図である。ここでは、４つのコンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを制御する場合を例として説明する。
【００８１】
コンプレッサ制御部１７は、時刻ごとに、各コンプレッサ１Ａ〜１Ｎの運転優先順位と運転状態とを比較し、その不一致の有無を監視する。
時刻Ｔ０において、コンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの運転優先順位が「１」，「２」，「４」，「３」であり、このうちコンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｄがロード状態にあり、コンプレッサ１Ｃがアンロード状態にある。したがって、これらコンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの運転優先順位と運転状態とは一致している。
【００８２】
続く、時刻Ｔ１に、新たな運転優先順位として「１」，「２」，「３」，「４」が決定された場合、これらコンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの運転優先順位と運転状態とは不一致となる。
その後、不一致が確認された時刻Ｔ１から、所定の判定期間以上経過した時刻Ｔ２まで、不一致状態が継続した場合、コンプレッサ制御部１７は、コンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄについて、運転状態の入れ替えを実行する。
【００８３】
まず、ロード状態にあるコンプレッサのうち、最も運転優先順位が低いコンプレッサ１Ｄと、アンロード状態にあるコンプレッサのうち、最も運転優先順位が高いコンプレッサ１Ｃとの運転優先順位を比較する。ここで、ロード状態にあるコンプレッサ１Ｄの運転優先順位「４」より、アンロード状態にあるコンプレッサ１Ｃの運転優先順位「３」が高いことから、運転優先順位が逆転している。このような場合、まず、アンロード状態にあるコンプレッサ１Ｃをロード状態に切替制御した後、ロード状態にあるコンプレッサ１Ｄをアンロード状態に切替制御する。
【００８４】
これにより、時刻Ｔ３において、コンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの運転優先順位が「１」，「２」，「３」，「４」であり、このうちコンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃがロード状態にあり、コンプレッサ１Ｄがアンロード状態にある。したがって、これらコンプレッサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの運転優先順位と運転状態とは一致している。
【００８５】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、コンプレッサ制御部１７が、コンプレッサのうち起動状態にある実起動コンプレッサの運転状態と運転優先順位決定部１５で決定した運転優先順位とを時刻ごとに比較し、当該実起動コンプレッサの運転状態と当該運転優先順位との不一致状態が判定期間以上継続した場合、当該運転優先順位に一致するよう実起動コンプレッサの運転状態をロード状態／アンロード状態にそれぞれ切替制御するようにしたものである。
【００８６】
したがって、運転優先順位が変化した場合でも、各コンプレッサの運転状態が自動的に切替制御されるため、常に、高い運転効率となる組合せのコンプレッサで、圧縮空気を供給することができる。このため、圧縮空気供給システム１全体の電力消費を削減することができ、運転コストの削減、ＣＯ２の排出量に代表される環境負荷の低減に繋がる。
また、当該実起動コンプレッサと当該運転優先順位との不一致状態が判定期間以上継続した場合に、切替制御するようにしたので、コンプレッサの運転状態を安定して切替制御することができる。
【００８７】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１…圧縮空気供給システム、１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎ…コンプレッサ、２，４…管路、３…タンク、４Ａ…流量計、５…ヘッダ、５Ａ…圧力計、６…負荷、１１…記憶部、１１Ａ…予定使用量データ、１１Ｂ…先行予測量データ、１１Ｃ…最低確保量データ、１１Ｄ…運転性能データ、１１Ｅ…運転優先順位データ、１１Ｆ…最低起動台数データ、１２…予定使用量学習部、１３…先行予測量計算部、１４…最低確保量計算部、１５…運転優先順位決定部、１６…最低起動台数計算部、１７…コンプレッサ制御部。
【図１】
2014152723.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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