(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
今回センサ値が前回センサ値より大きい場合、今回センサ値と前回センサ値との差分を今回センサ値に加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。
【請求項２】
水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
今回センサ値が前回センサ値より小さい場合、予測センサ値を今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。
【請求項３】
水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
今回センサ値と前回センサ値との第１差分、及び前回センサ値と前々回センサ値との第２差分を求め、
該第１差分が該第２差分以上の場合、該第１差分に、該第１差分と該第２差分との差分を加算した値を予測差分とし、
該第１差分が該第２差分より小さい場合、該第１差分を予測差分とし、
今回センサ値に該予測差分を加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。
【請求項４】
水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が増加していた場合、増加分を該今回センサ値に加算して予測センサ値を算出し、
該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が減少していた場合、予測センサ値を該今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。
【請求項５】
水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注する薬注制御方法であって、
前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
該第１サンプリング周期で前回センサ値をサンプリングしてから今回センサ値をサンプリングする間における、該第２サンプリング周期でのセンサ値の最大値を予測センサ値とすることを特徴とする薬注制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、蒸気復水処理用ｐＨ調整剤、ボイラ用ｐＨ調整剤、又は脱酸素剤を薬注することを特徴とする薬注制御方法。
【請求項７】
水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
今回センサ値が前回センサ値より大きい場合、今回センサ値と前回センサ値との差分を今回センサ値に加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御装置。
【請求項８】
水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
今回センサ値が前回センサ値より小さい場合、予測センサ値を今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御装置。
【請求項９】
水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
今回センサ値と前回センサ値との第１差分、及び前回センサ値と前々回センサ値との第２差分を求め、
該第１差分が該第２差分以上の場合、該第１差分に、該第１差分と該第２差分との差分を加算した値を予測差分とし、
該第１差分が該第２差分より小さい場合、該第１差分を予測差分とし、
今回センサ値に該予測差分を加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御装置。
【請求項１０】
水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が増加していた場合、増加分を該今回センサ値に加算して予測センサ値を算出し、
該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が減少していた場合、予測センサ値を該今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御装置。
【請求項１１】
水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置において、
前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、
今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、
該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御する薬注制御装置であって、
前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、
該第１サンプリング周期で前回センサ値をサンプリングしてから今回センサ値をサンプリングする間における、該第２サンプリング周期でのセンサ値の最大値を予測センサ値とすることを特徴とする薬注制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ給水等の水系において薬剤の薬注量を制御する薬注制御方法及び薬注制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ給水系では、原水を軟化器で処理して硬度成分を除去した後、ボイラに給水するようにしている。この軟水器からの給水中の硬度成分濃度を硬度センサで測定し、測定結果に応じて給水にスケール防止剤等の薬剤を添加する（特許文献１）。
【０００３】
測定対象の流体流速や水温等の測定条件の変動が大きい場合、センサによる水質測定結果が安定しないため、ある期間における水質の平均値を元に薬注量を決めていた。しかし、このような薬注量の決定方法では、水質に薬品濃度を反映させるまでにタイムラグがあり、薬品濃度を常に一定以上に保っておく必要があるタイプの薬品をしている時に、薬品濃度の不足期間が生じやすかった。薬品濃度の不足期間が生じないように、水質変動幅を考慮して過剰に薬注することも考えられるが、水中で薬剤がゲル化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、水質変化に応じた適切な薬注量とすることができる薬注制御方法及び薬注制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の薬注制御方法は、以下を要旨とする。
【０００７】
［１］  水質センサで給水中の水質を検出し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、薬注装置によって該給水に薬注する薬注制御方法において、前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、薬注することを特徴とする薬注制御方法。
【０００８】
［２］  ［１］において、今回センサ値が前回センサ値より大きい場合、今回センサ値と前回センサ値との差分を今回センサ値に加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。
【０００９】
［３］  ［２］において、今回センサ値が前回センサ値より小さい場合、予測センサ値を今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。
【００１０】
［４］  ［１］において、前記予測センサ値が前記第１所定値以上かつ前記第２所定値未満の場合、該予測センサ値に応じた薬注濃度を所定倍率した値又は所定量を付加した値に基づいて薬注することを特徴とする薬注制御方法。
【００１１】
［５］  ［１］において、今回センサ値と前回センサ値との第１差分、及び前回センサ値と前々回センサ値との第２差分を求め、該第１差分が該第２差分以上の場合、該第１差分に、該第１差分と該第２差分との差分を加算した値を予測差分とし、該第１差分が該第２差分より小さい場合、該第１差分を予測差分とし、今回センサ値に該予測差分を加算して予測センサ値を算出することを特徴とする薬注制御方法。
【００１２】
［６］  ［２］において、前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が増加していた場合、増加分を該今回センサ値に加算して予測センサ値を算出し、該第１サンプリング周期での今回センサ値が前回センサ値より小さく、かつ該今回センサ値の直前で該第２サンプリング周期でのセンサ値が減少していた場合、予測センサ値を該今回センサ値と同じにすることを特徴とする薬注制御方法。
【００１３】
［７］  ［１］において、前記水質センサによるセンサ値を前記第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期でサンプリングし、該第１サンプリング周期で前回センサ値をサンプリングしてから今回センサ値をサンプリングする間における、該第２サンプリング周期でのセンサ値の最大値を予測センサ値とすることを特徴とする薬注制御方法。
【００１４】
［８］  ［１］乃至［７］のいずれかにおいて、蒸気復水処理用ｐＨ調整剤、ボイラ用ｐＨ調整剤、又は脱酸素剤を薬注することを特徴とする薬注制御方法。
【００１５】
［９］  水質センサが検出した給水中の水質を取得し、検出結果に基づいて薬注濃度を決定し、該給水に薬注する薬注装置を制御する薬注制御装置であって、前記水質センサによるセンサ値を第１サンプリング周期でサンプリングし、今回センサ値及び前回センサ値から次回のセンサ値を予測して予測センサ値を計算し、該予測センサ値が第１所定値未満の場合は薬注濃度を第１薬注濃度とし、該予測センサ値が第２所定値以上の場合は薬注濃度を第２薬注濃度とし、該予測センサ値が該第１所定値以上かつ該第２所定値未満の場合は該予測センサ値に応じた薬注濃度として、前記薬注装置を制御することを特徴とする薬注制御装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、水質変化に応じた適切な薬注量とすることができる薬注制御方法及び薬注制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る薬注制御システムのブロック図である。
【図２】センサ値と必要薬注濃度との関係を示す検量線の一例を示すグラフである。
【図３】実施例１の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図４】実施例２の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図５】実施例３の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図６】実施例４の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図７】実施例５の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図８】実施例６の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図９】実施例７の薬注濃度変化を示すグラフである。
【図１０】実施例８の薬注濃度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して実施の形態ついて説明する。
【００１９】
図１は、水処理装置１からの給水を配管２を介して給水タンク３に導入し、給水タンク３からユースポイント４に供給する給水システムを示している。水処理装置１からの給水の水質を水質センサ５で検出すると共に、給水流量を流量計８で検出し、この検出値を制御装置６に入力し、検出値に応じて薬注ポンプ７を作動させて給水タンク３への薬注量を制御する。なお、薬注箇所は水質センサ５の給水サンプリング点より下流側であればよく、給水タンク３以外であってもよい。
【００２０】
水質センサ５には、電気伝導率計、ｐＨ計、溶存酸素計、ＯＲＰ（酸化還元電位）計、、硬度計、温度計等を用いることが、これに限定されない。薬注する薬品種類は特に限定されないが、蒸気復水処理用ｐＨ調整剤、ボイラ用ｐＨ調整剤、脱酸素剤など、給水中の薬品濃度を常に必要量以上に保つことが望ましいタイプの薬品が好適である。
【００２１】
例えば、最大流量１０ｍ３／ｈの水系に３０００ｇ／ｈ、ストローク比１：１００の薬注ポンプ７を使用する場合には、設定可能な最小薬品濃度が３ｇ／ｍ３、最大薬品濃度が３００ｇ／ｍ３となる。
【００２２】
水質センサ５による水質の測定頻度は、特に限定されず、３０秒〜１日に１回であれば良く、好ましくは１〜３０分に１回程度行う。
【００２３】
例えば、図１に示す給水システムがボイラ給水システムである場合、水処理装置１には軟化器（軟水器）が用いられ、ユースポイント４はボイラ（小型還流ボイラ等）となる。軟化器１からの給水流量及び給水中の水質を配管２に設けた流量センサ８及び水質センサ５で５分に１回の頻度で検出し、この検出結果に基づいて薬注ポンプ７の吐出量を制御することにより、薬液の添加量を制御する。例えば、水質センサ５がｐＨ計の場合、薬注ポンプ７はボイラ用ｐＨ調整剤の溶液を吐出し、水質センサ５が硬度センサの場合、薬注ポンプ７はスケール防止剤の溶液を吐出する。
【００２４】
制御装置６は、水質センサ５による直近の複数のセンサ値から、次回測定されるセンサ値を予測し、予測センサ値から薬注濃度を求め、求めた薬注濃度と流量計８で検出した給水流量とから薬注量を算出し、薬注ポンプ７の薬注量を制御する。
【００２５】
例えば、制御装置６は、図２に示すような検量線に予測センサ値を代入し、薬注濃度を求める。図２に示す例では、センサ値ＳがＳｍｉｎ以下の場合、薬注濃度ＣをＣｍｉｎとし、センサ値ＳがＳｍａｘ以上の場合は薬注濃度ＣをＣｍａｘとする。センサ値ＳがＳｍｉｎ〜Ｓｍａｘの範囲に含まれる場合は、最小薬注濃度Ｃｍｉｎと最大薬注濃度Ｃｍａｘとの間を正比例させる。
【００２６】
以下に、予測センサ値及び薬注濃度の算出を含む複数の薬注制御方法（基本制御、第１〜第４応用制御）について説明する。
【００２７】
［基本制御］
水質センサ５による今回の測定（測定時刻Ｔｎ）でのセンサ値Ｓｎと、前回の測定（測定時刻Ｔｎ−１）でのセンサ値Ｓｎ−１を用いて、次回の測定（測定時刻Ｔｎ＋１）での予測センサ値ＥＳｎ＋１を以下の式から算出する。
Ｓｎ−Ｓｎ−１≧０の場合：  予測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ＋（Ｓｎ−Ｓｎ−１）
Ｓｎ−Ｓｎ−１＜０の場合：  予測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ
【００２８】
すなわち、時刻Ｔｎ−１からＴｎにかけてセンサ値が減少しているか又は変わらない場合、時刻Ｔｎ＋１のセンサ値は時刻Ｔｎのセンサ値から変わらないと予測する。一方、センサ値が増加している場合は、時刻ＴｎからＴｎ＋１までの間において、時刻Ｔｎ−１からＴｎまでの間と同じ増加率でセンサ値が増加すると予測する。
【００２９】
次回の測定（測定時刻Ｔｎ＋１）での予測センサ値ＥＳｎ＋１を算出したら、今回の薬注濃度Ｃｎを以下の式から算出する。
ＥＳｎ＋１＜Ｓｍｉｎの場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍｉｎ
Ｓｍｉｎ≦ＥＳｎ＋１≦Ｓｍａｘの場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍｉｎ＋（ＥＳｎ＋１−Ｓｍｉｎ）×（Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ）／（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）
ＥＳｎ＋１＞Ｓｍａｘの場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍａｘ
【００３０】
すなわち、予測センサ値がＳｍｉｎ未満の場合、薬注濃度Ｃｎを最小薬注濃度Ｃｍｉｎとする。予測センサ値がＳｍｉｎ〜Ｓｍａｘの範囲に含まれる場合は、最小薬注濃度Ｃｍｉｎと最大薬注濃度Ｃｍａｘとの間を正比例させる。予測センサ値がＳｍａｘより大きい場合、薬注濃度Ｃｎを最大薬注濃度Ｃｍａｘとする。
【００３１】
この基本制御では、センサ値が上昇傾向にある場合は、同じ上昇率で上昇すると予測して予測センサ値ＥＳｎ＋１を求める。一方、センサ値が下降傾向にある場合は、センサ値は変わらないと予測して予測センサ値ＥＳｎ＋１を求める。そのため、予測センサ値ＥＳｎ＋１は実際に次回測定される（測定時刻Ｔｎ＋１での）センサ値Ｓｎ＋１よりもやや大きい値になりやすくなり、給水中の薬品濃度を必要量以上に保ちやすくなる。
【００３２】
［第１応用制御］
予測センサ値ＥＳｎ＋１の求め方は基本制御と同じである。薬注濃度Ｃｎを以下の式から算出する。
ＥＳｎ＋１＜Ｓｍｉｎの場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍｉｎ
Ｓｍｉｎ≦ＥＳｎ＋１≦ＳｍａｘかつＳｎ＞Ｓｎ−１の場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍｉｎ＋（ＥＳｎ＋１−Ｓｍｉｎ）×（Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ）／（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）＋Ｘ１，    Ｘ１は正の実数
Ｓｍｉｎ≦ＥＳｎ＋１≦ＳｍａｘかつＳｎ≦Ｓｎ−１の場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍｉｎ＋（ＥＳｎ＋１−Ｓｍｉｎ）×（Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ）／（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）
ＥＳｎ＋１＞Ｓｍａｘの場合：  薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍａｘ
【００３３】
この第１応用制御では、予測センサ値がＳｍｉｎ〜Ｓｍａｘの範囲に含まれ、かつセンサ値が上昇傾向にある場合、最小薬注濃度Ｃｍｉｎ〜最大薬注濃度Ｃｍａｘ間の正比例で求まる値に定数Ｘ１を加算することで、基本制御よりも薬注濃度Ｃｎを一定量底上げする。これにより、給水中の薬品濃度を必要量以上に保ちやすくなる。
【００３４】
Ｓｍｉｎ≦ＥＳｎ＋１≦ＳｍａｘかつＳｎ＞Ｓｎ−１の場合、以下の式のように、薬注濃度Ｃｎを一定倍率増加させてもよい。
薬注濃度Ｃｎ＝Ｃｍｉｎ＋（ＥＳｎ＋１−Ｓｍｉｎ）×（Ｃｍａｘ−Ｃｍｉｎ）×Ｘ２／（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ），    Ｘ２は１より大きい実数
【００３５】
［第２応用制御］
第２応用制御では、今回の測定（測定時刻Ｔｎ）でのセンサ値Ｓｎ、前回の測定（測定時刻Ｔｎ−１）でのセンサ値Ｓｎ−１に加えて、前々回の測定（測定時刻Ｔｎ−２）でのセンサ値Ｓｎ−２を用いて予測センサ値ＥＳｎ＋１を算出する。
【００３６】
まず、センサ値Ｓｎ−２とセンサ値Ｓｎ−１との差分ΔＳ（ｎ−２＿ｎ−１）、センサ値Ｓｎ−１とセンサ値Ｓｎとの差分ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）を演算する。
ΔＳ（ｎ−２＿ｎ−１）＝Ｓｎ−１−Ｓｎ−２
ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）＝Ｓｎ−Ｓｎ−１
【００３７】
差分ΔＳ（ｎ−２＿ｎ−１）、ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）を用いて、予測センサ値ＥＳｎ＋１とセンサ値Ｓｎとの予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）を以下の式から算出する。
ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）−ΔＳ（ｎ−２＿ｎ−１）≧０の場合：  予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）＝ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）＋（ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）−ΔＳ（ｎ−２＿ｎ−１））
ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）−ΔＳ（ｎ−２＿ｎ−１）＜０の場合：  予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）＝ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）
【００３８】
予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）を用いて、予測センサ値ＥＳｎ＋１を以下の式から求める。なお、予測センサ値ＥＳｎ＋１から薬注濃度Ｃｎを算出する方法は基本制御と同じである。
予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）≧０の場合：  予測測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ＋予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）
予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）＜０の場合：  予測測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ
【００３９】
この第２応用制御では、センサ値の差分が増加傾向にある場合、時刻ＴｎからＴｎ＋１にかけてのセンサ値の差分も同様に増加すると予測する。一方、センサ値の差分が減少傾向にある場合、時刻ＴｎからＴｎ＋１にかけてのセンサ値の差分は、時刻Ｔｎ−１からＴｎにかけてのセンサ値の差分と同じであると予測する。そのため、予測センサ値ＥＳｎ＋１は、実際に次回測定される（測定時刻Ｔｎ＋１での）センサ値Ｓｎ＋１よりもやや大きい値が算出されやすくなり、給水中の薬品濃度を必要量以上に保つことができる。
【００４０】
［第３応用制御］
時刻Ｔｎ−１から時刻Ｔｎの間でセンサ値を複数回サンプリングしてセンサ値Ｓｎ＿ｍを求める。水質センサ５からセンサ値Ｓｎ、Ｓｎ−１等をサンプリングする第１サンプリング周期よりも、センサ値Ｓｎ＿ｍをサンプリングする第２サンプリング周期の方が短い。センサ値Ｓｎがセンサ値Ｓｎ−１から減少していた場合でも、時刻Ｔｎ−１から時刻Ｔｎの間で複数回サンプリングした内で最も時刻Ｔｎに近いタイミングでサンプリングしたセンサ値Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）がセンサ値Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１から増加していた場合は、その傾き（増加分）を元に、予測センサ値ＥＳｎ＋１を算出する。
【００４１】
センサ値Ｓｎがセンサ値Ｓｎ−１から増加していた場合は、Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）とＳｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１との大小関係に関係なく、基本制御と同様に予測センサ値ＥＳｎ＋１を算出する。具体的には、予測センサ値ＥＳｎ＋１を以下の式から算出する。予測センサ値ＥＳｎ＋１から薬注濃度Ｃｎを算出する方法は基本制御と同じである。
Ｓｎ−Ｓｎ−１≧０の場合：  予測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ＋（Ｓｎ−Ｓｎ−１）
Ｓｎ−Ｓｎ−１＜０かつＳｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１≧０の場合：  予測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ＋（Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１）
Ｓｎ−Ｓｎ−１＜０かつＳｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）−１＜０の場合：  予測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ
【００４２】
この第３応用制御では、時刻Ｔｎ−１から時刻Ｔｎの間において短いサンプリング周期でセンサ値を細かくサンプリングし、センサ値Ｓｎがセンサ値Ｓｎ−１から減少していた場合でも、時刻Ｔｎに近いタイミングでセンサ値が増加していた場合は、センサ値が増加傾向にあるとみなし、予測センサ値ＥＳｎ＋１を求める。そのため、基本制御と比較して大きい予測センサ値ＥＳｎ＋１を算出する頻度が増し、給水中の薬品濃度を必要量以上に保ちやすくなる。
【００４３】
なお、第３応用制御において、一定期間内のセンサ値の平均値から、想定されるセンサ値の変動範囲を規定しておき、センサ値Ｓｎ＿ｍ（ｌａｓｔ）がこの変動範囲に収まっていない場合は、センサ値として採用しないというデータ処理を行ってもよい。
【００４４】
［第４応用制御］
第３応用制御と同様に、時刻Ｔｎ−１から時刻Ｔｎの間でセンサ値を複数回サンプリングしてセンサ値Ｓｎ＿ｍを求め、複数のサンプリング値のうちの最大値Ｓｎ＿ｍ（ｍａｘ）を予測センサ値ＥＳｎ＋１とする。予測センサ値ＥＳｎ＋１から薬注濃度Ｃｎを算出する方法は基本制御と同じである。
予測センサ値ＥＳｎ＋１＝Ｓｎ＿ｍ（ｍａｘ）
【００４５】
第４応用制御において、一定期間内のセンサ値の平均値から、想定されるセンサ値の変動範囲を規定しておき、この変動範囲に収まっていないセンサ値は採用しないというデータ処理を行ってもよい。
【００４６】
［実施例１］
表１は、基本制御による制御例を示すものである。
【００４７】
【表１】
0006699283.tif 000002
【００４８】
表１では、時刻１：００〜２：１０の７０分間に５分毎にセンサで給水中の硬度成分濃度（センサ値Ｓ）を測定し、その結果に応じて次回のセンサ値（予測センサ値）を計算してスケール防止剤の薬注濃度を決定し、薬注している。給水中の硬度成分濃度は、増加後、ほぼ一定となっていた。
【００４９】
表１のセンサ値Ｓは、当該時刻のセンサの測定値であり、単位（％）は（センサ測定値／センサの測定範囲上限値）×１００から算出される値である。例えば、０〜２０００ｍＳ／ｍを測定する導電率計において２００ｍＳ／ｍを示した場合には、（２００／２０００）×１００＝１０％と表記される。なお、これらのセンサ値や単位は、採用する検出器の種類によって変わることは自明である。また、予測センサ値は、当該時刻のセンサ値及び過去のセンサ値を用いて計算されたものであり、例えば時刻１：０５の予測センサ値は、時刻１：００のセンサ値及び時刻１：０５のセンサ値を用いて、時刻１：１０のセンサ値を予測したものである。
【００５０】
表１の必要薬注濃度（ｍｇ／Ｌ）は、図２の検量線を参照して、実際に次回測定されるセンサ値Ｓから求まる薬注濃度である。例えば、時刻１：０５の必要薬注濃度は、時刻１：１０のセンサ値Ｓを図２の検量線に適用して求められる。図２の検量線のＳｍｉｎは５％、最小薬注濃度Ｃｍｉｎは１０、Ｓｍａｘは９５％、最大薬注濃度Ｃｍａｘは３００であった。
【００５１】
表１の薬注濃度Ｃｎ（ｍｇ／Ｌ）は、図２の検量線を参照して、当該時刻の予測センサ値から求まる薬注濃度である。例えば、時刻１：０５の薬注濃度Ｃｎは、時刻１：０５の予測センサ値を図２の検量線に適用して求められる。
【００５２】
表１の差分は、当該時刻のセンサ値と、前回測定のセンサ値との差分である。例えば、時刻１：０５の差分は、時刻１：０５のセンサ値と時刻１：００のセンサ値との差分である。
【００５３】
図３は、表１の必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を示すグラフである。
【００５４】
［実施例２］
基本制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が増加した後に減少し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例１と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表２に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図４に示す。
【００５５】
【表２】
0006699283.tif 000003
【００５６】
［実施例３］
基本制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少後ほぼ一定となること以外は、実施例１と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表３に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図５に示す。
【００５７】
【表３】
0006699283.tif 000004
【００５８】
［実施例４］
基本制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少した後に増加し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例１と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表４に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図６に示す。
【００５９】
【表４】
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【００６０】
［実施例５］
硬度成分濃度が増加後、ほぼ一定となる給水に対し、第２応用制御による薬注制御を行った。制御結果を表５に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図７に示す。表５の差分ΔＳ（ｎ−１＿ｎ）は当該時刻のセンサ値と、前回測定のセンサ値との差分である。予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）は、当該時刻のセンサ値と予測センサ値との差分であり、予測差分ΔＳ（ｎ＿ｎ＋１）に当該時刻のセンサ値を加算したものが予測センサ値となる。
【００６１】
【表５】
0006699283.tif 000006
【００６２】
［実施例６］
第２応用制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が増加した後に減少し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例５と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表６に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図８に示す。
【００６３】
【表６】
0006699283.tif 000007
【００６４】
［実施例７］
第２応用制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少後ほぼ一定となること以外は、実施例５と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表７に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図９に示す。
【００６５】
【表７】
0006699283.tif 000008
【００６６】
［実施例８］
第２応用制御による薬注制御対象の給水中の硬度成分濃度が減少した後に増加し、その後ほぼ一定となること以外は、実施例５と同様にして薬注制御を行った。制御結果を表８に示し、必要薬注濃度及び薬注濃度Ｃｎの変遷を図１０に示す。
【００６７】
【表８】
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【００６８】
実施例１〜８の薬注制御結果から、予測センサ値に基づく薬注濃度Ｃｎが、必要薬注濃度と同様に変化し、かつ必要量（必要薬注濃度）を下回ることが少ないことが確認された。
【００６９】
上記実施の形態は、本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。
【００７０】
上記実施の形態では、センサ値Ｓと薬注濃度Ｃを正比例させる例について説明したが、反比例させてもよい。例えば、センサ値ＳがＳｍｉｎ以下の場合、薬注濃度Ｃを最大薬注濃度Ｃｍａｘとし、センサ値ＳがＳｍａｘ以上の場合は薬注濃度Ｃを最小薬注濃度Ｃｍｉｎとする。センサ値ＳがＳｍｉｎ〜Ｓｍａｘの範囲に含まれる場合は、最大薬注濃度Ｃｍａｘと最小薬注濃度Ｃｍｉｎとの間を反比例させる。また、基本制御、第１〜第４応用制御において、不等号の向きは反対になる。
【符号の説明】
【００７１】
１  水処理装置
３  タンク
４  ユースポイント
５  水質センサ
７  薬注ポンプ
８  流量計
【図１】
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【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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