(57)【要約】【課題】従来の圧縮機では、設定圧力を変更すると、リサイクル弁の開度を調整することができなくなるという問題があった。【解決手段】そのために、本発明の圧縮機の制御装置は、供給圧力設定値と入口圧力計測値との比に応じて流量調整開度下限値及びスプリット点の弁操作補正値を増加し、これに基づき圧縮機の流入量調整手段及びリサイクル弁の開度を制御するようにした。これにより、サージングを起こすことなく精度の高く、生産プラントの状況に応じた圧力制御が可能になる。【選択図】図１
2007239696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を制御する圧縮機の制御装置において、
前記圧縮機の供給流量指令値、供給圧力指令値、及び前記圧縮機の下流側に接続されたヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計により計測された供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算する弁操作補正値演算装置と、
前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と前記供給圧力指令値とを比較して圧力設定／計測値比を演算する比較器と、
前記比較器からの前記圧力設定／計測値比に応じて増加する流量調整開度下限値を演算する流量調整開度下限値演算器と、
前記比較器からの前記圧力設定／計測値比に応じて増加するスプリット点の弁操作補正値を演算するスプリット点演算器と、
前記弁操作補正値演算装置から前記弁操作補正値を受信し、前記流量調整開度下限値演算器から前記流量調整開度下限値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点の弁操作補正値を受信して、前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値以上であるときに前記弁操作補正値の増大に伴って増加し前記スプリット点の弁操作補正値以下のときに前記流量調整開度下限値とする流量調整開度指令値を演算し、これを操作信号として前記圧縮機の流入量調整手段に出力する流量調整手段用関数発生器と、
前記弁操作補正値演算装置から前記弁操作補正値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点の弁操作補正値を受信すると共に、前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値未満のときに前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し、前記圧縮機の吐出側と吸入側とを連結するリサイクルラインに介装されたリサイクル弁の制御信号として出力するリサイクル弁用関数発生器とを備えたことを特徴とする圧縮機の制御装置。
【請求項２】
前記弁操作補正値演算装置は、
前記圧縮機により供給するガスの供給圧力指令値を記憶する圧力設定器と、
前記供給圧力指令値と前記供給圧力計測値とを比較して圧力差に応じた圧力操作値を演算する圧力調節器と、
ガスの圧縮状態を計測し計測値に応じて供給流量指令値を増減する補正を行い補正後の供給流量指令値を算出する圧縮状態補正器と、
前記圧縮状態補正器にて演算された前記補正後の供給流量指令値を入力して弁操作値を演算する指令値関数発生器と、
前記指令値関数発生器にて演算された前記弁操作値に前記圧力操作値を補正操作値として加算し前記弁操作補正値を算出する開度指令加算器とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項３】
前記流入量調整手段は、前記圧縮機の入口に設けられる入口ガイドベーンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項４】
前記流入量調整手段は、前記圧縮機を回転させる原動機の回転数制御器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項５】
ガス供給源に接続されたガス供給ラインと、
前記ガス供給ラインに接続された圧縮機吸入ラインと、
前記圧縮機吸入ラインに介装された入口ガイドベーンと、
前記圧縮機吸入ラインに入口側が接続された圧縮機と、
前記圧縮機を駆動する原動機と、
前記圧縮機の出口側に接続された圧縮機吐出ラインと、
前記圧縮機吐出ラインと前記ガス供給ラインとを接続するリサイクルラインと、
前記リサイクルラインに介装されたリサイクル弁と、
前記圧縮機吐出ラインに接続されたヘッダタンク供給ラインと、
前記ヘッダタンク供給ラインに入口側が接続されたヘッダタンクと、
前記ヘッダタンクの出口側に接続されたタンク出口側ラインと、
請求項１乃至４のいずれかに記載の圧縮機の制御装置とを備えたことを特徴とする圧縮機装置。
【請求項６】
ガス供給源に接続されたガス供給ラインと、
前記ガス供給ラインに接続された圧縮機吸入ラインと、
前記圧縮機吸入ラインに介装された入口ガイドベーンと、
前記圧縮機吸入ラインに入口側が接続された圧縮機と、
前記圧縮機を駆動する原動機と、
前記圧縮機の出口側に接続された圧縮機吐出ラインと、
前記圧縮機吐出ラインと前記ガス供給ラインとを接続するリサイクルラインと、
前記リサイクルラインに介装されたリサイクル弁と、
前記圧縮機吐出ラインに接続されたヘッダタンク供給ラインと、
前記ヘッダタンク供給ラインに入口側が接続されたヘッダタンクと、
前記ヘッダタンクの出口側に接続されたタンク出口側ラインと、
前記入口ガイドベーン及び前記リサイクル弁を制御する圧縮機制御装置とを備えた圧縮機装置の制御方法において、
前記圧縮機の供給流量指令値、供給圧力指令値、及び前記ヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計からの供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算し、
前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と前記供給圧力指令値とを比較して圧力設定／計測値比を演算し、
前記圧力設定／計測値比に応じて増加する流量調整開度下限値を演算し、
前記圧力設定／計測値比に応じて増加するスプリット点の弁操作補正値を演算し、
前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値以上であるときに、前記弁操作補正値の増大に伴って前記圧縮機の流入量調整手段の開度を増加させ、
前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値以下のときに、前記流入量調整手段の開度を前記流量調整開度下限値とすると共に前記弁操作補正値の増大に伴って前記リサイクル弁の開度を減少させることを特徴とする圧縮機装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産プラントにおける反応器等に、空気、燃料ガス或いは不活性ガスを圧送する圧縮機の圧縮機の制御装置、圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスを圧縮する圧縮機の制御装置として、図１８に図示のように、圧縮機１に対する燃料ガスの流入量を調整する流入量調整手段９５と、圧縮機１から吐出される燃料ガスを圧縮機１の入口側に戻すためのリサイクル弁１４と、圧縮機１を所定の運転点で運転させるための制御操作値を設定し、その制御操作値に基づいて流入量調整手段９５およびリサイクル弁１４を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、制御操作値が所定値以上であるときに、その操作値の増大に伴って増加する信号を流入量調整手段９５の制御信号として発生する第１の制御信号発生手段９６と、制御操作値が所定値未満であるときに、その操作値の増大に伴って減少する信号をリサイクル弁１４の制御信号として発生する第２の制御信号発生手段９７と、を有するものを提案した。
なお、６は燃料ガス供給ライン、１２はヘッダタンク、１５は逆止弁、１６は開閉弁（遮断弁）、ＰＣは圧力調節器、ＦＣは流量調節器、ＨＳは高位選択器であり、設定圧力は、圧力調節器ＰＣに入力される（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７６４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、圧縮機１の設定圧力が一定の場合は問題なく運転できるが、圧縮機１の下流側に接続された生産プラント（プロセス／反応器）の運転状態を変更、生産量を変更、反応量を加速・減速、製品の変更により運転条件を変更する必要が生じた場合、設定圧力を変更すると、圧力調節器ＰＣと流量調節器ＦＣとが干渉し、圧縮機の流入量調整手段及びリサイクル弁１４の開度を調整することができなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、設定圧力を変更しても、圧縮機の流入量調整手段及びリサイクル弁の開度を精度よく調整することができる圧縮機の制御装置、圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題点に対し本発明は、以下の各手段を以って課題の解決を図る。
（１）第１の手段の圧縮機の制御装置は、圧縮機の制御装置において、圧縮機を制御する圧縮機の制御装置において、前記圧縮機の供給流量指令値、供給圧力指令値、及び前記圧縮機の下流側に接続されたヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計により計測された供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算する弁操作補正値演算装置と、前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と前記供給圧力指令値とを比較して圧力設定／計測値比を演算する比較器と、前記比較器からの前記圧力設定／計測値比に応じて増加する流量調整開度下限値を演算する流量調整開度下限値演算器と、前記比較器からの前記圧力設定／計測値比に応じて増加するスプリット点の弁操作補正値を演算するスプリット点演算器と、前記弁操作補正値演算装置から前記弁操作補正値を受信し、前記流量調整開度下限値演算器から前記流量調整開度下限値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点の弁操作補正値を受信して、前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値以上であるときに前記弁操作補正値の増大に伴って増加し前記スプリット点の弁操作補正値以下のときに前記流量調整開度下限値とする流量調整開度指令値を演算し、これを操作信号として前記圧縮機の流入量調整手段に出力する流量調整手段用関数発生器と、前記弁操作補正値演算装置から前記弁操作補正値を受信し、前記スプリット点演算器から前記スプリット点の弁操作補正値を受信すると共に、前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値未満のときに前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し、前記圧縮機の吐出側と吸入側とを連結するリサイクルラインに介装されたリサイクル弁の制御信号として出力するリサイクル弁用関数発生器とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
（２）第２の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記弁操作補正値演算装置は、前記圧縮機により供給するガスの供給圧力指令値を記憶する圧力設定器と、前記供給圧力指令値と前記供給圧力計測値とを比較して圧力差に応じた圧力操作値を演算する圧力調節器と、ガスの圧縮状態を計測し計測値に応じて供給流量指令値を増減する補正を行い補正後の供給流量指令値を算出する圧縮状態補正器と、前記圧縮状態補正器にて演算された前記補正後の供給流量指令値を入力して弁操作値を演算する指令値関数発生器と、前記指令値関数発生器にて演算された前記弁操作値に前記圧力操作値を補正操作値として加算し前記弁操作補正値を算出する開度指令加算器とにより構成されていることを特徴とする。
【０００８】
（３）第３の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１又は２の手段において、前記流入量調整手段は、前記圧縮機の入口に設けられる入口ガイドベーンであることを特徴とする。
（４）第４の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１又は２の手段において、前記流入量調整手段は、前記圧縮機を回転させる原動機の回転数制御器であることを特徴とする。
【０００９】
（５）第５の手段の圧縮機装置は、ガス供給源に接続されたガス供給ラインと、前記ガス供給ラインに接続された圧縮機吸入ラインと、前記圧縮機吸入ラインに介装された入口ガイドベーンと、前記圧縮機吸入ラインに入口側が接続された圧縮機と、前記圧縮機を駆動する原動機と、前記圧縮機の出口側に接続された圧縮機吐出ラインと、前記圧縮機吐出ラインと前記燃料ガス供給ラインとを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに介装されたリサイクル弁と、前記圧縮機吐出ラインに接続されたヘッダタンク供給ラインと、前記ヘッダタンク供給ラインに入口側が接続されたヘッダタンクと、前記ヘッダタンクの出口側に接続されたタンク出口側ラインと、第１乃至４のいずれかの手段に記載の圧縮機の制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
（６）第６の手段の圧縮機装置の制御方法は、ガス供給源に接続されたガス供給ラインと、前記ガス供給ラインに接続された圧縮機吸入ラインと、前記圧縮機吸入ラインに介装された入口ガイドベーンと、前記圧縮機吸入ラインに入口側が接続された圧縮機と、前記圧縮機を駆動する原動機と、前記圧縮機の出口側に接続された圧縮機吐出ラインと、前記圧縮機吐出ラインと前記燃料ガス供給ラインとを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに介装されたリサイクル弁と、前記圧縮機吐出ラインに接続されたヘッダタンク供給ラインと、前記ヘッダタンク供給ラインに入口側が接続されたヘッダタンクと、前記ヘッダタンクの出口側に接続されたタンク出口側ラインと、前記入口ガイドベーン及び前記リサイクル弁を制御する圧縮機制御装置とを備えた圧縮機装置の制御方法において、前記圧縮機の供給流量指令値、供給圧力指令値、及び前記ヘッダタンクの圧力を計測するヘッダタンク圧力計からの供給圧力計測値に基づき弁操作補正値を演算し、前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と前記供給圧力指令値とを比較して圧力設定／計測値比を演算し、前記圧力設定／計測値比に応じて増加する流量調整開度下限値を演算し、前記圧力設定／計測値比に応じて増加するスプリット点の弁操作補正値を演算し、前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値以上であるときに、前記弁操作補正値の増大に伴って前記圧縮機の流入量調整手段の開度を増加させ、前記弁操作補正値が前記スプリット点の弁操作補正値以下のときに、前記流入量調整手段の開度を前記流量調整開度下限値とすると共に前記弁操作補正値の増大に伴って前記リサイクル弁の開度を減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の各手段を採用しており、供給圧力指令値が変化する場合に、供給圧力指令値と入口圧力計測値との比に対応してＩＧＶの最小開度（スプリット点）を変化させることにより、圧縮機の流入量調整手段及びリサイクル弁の開度を、サージングを起こすことなく精度の高い、生産プラントの状況に応じた圧力制御が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る圧縮機の制御装置、圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法の各実施の形態を図１〜図１６に基づいて説明する。
なお、以下に、大気の空気を導入して圧縮し生産プラントに送風するための圧縮機の制御装置、圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法の例を示すが、これに限定されるものではなく、各実施例に係る圧縮機の制御装置、圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法は、燃料ガスの圧縮、都市ガス供給配管網に都市ガスを圧送する圧縮機の制御装置、プロパンガス、天然ガス生産地から天然ガスを輸送するためのパイプラインの途中に介装される圧縮機の制御装置、ボイラ、石炭ガス化炉に燃焼用空気を圧送する圧縮機の制御装置、或いは不活性ガスを圧送する圧縮機の制御装置等にも適用可能である。
【００１３】
図１〜図１４は、本発明に係る圧縮機の制御装置、圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法の第１の実施の形態を示すものであり、図１は、本発明の第１の実施の形態に係るガス（空気）圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
図２は、図１の圧縮状態補正器の詳細ブロック図であり、（ａ）は、圧縮状態補正器の第一の例を示す制御ブロック図、（ｂ）は、第二の例を示す制御ブロック図である。
図３は、図２の温度関数発生器における入口温度計測値と入口温度補正係数との関係を例示したグラフ、図４は、図２の圧力関数発生器における入口圧力計測値と入口圧力補正係数との関係を例示したグラフ、図５は、図２の圧力比関数発生器における圧力比率と圧力比補正係数との関係を例示したグラフ、図６は、図２のガス比重関数発生器における比重計測値と比重補正係数との関係を例示したグラフである。
図７は、図１の指令値関数発生器における補正後の供給流量指令値と供給圧力指令値との関係を弁操作値をパラメータとして例示した特性図、図８は、図１の指令値関数発生器における補正後の供給流量指令値と弁操作値との関係を例示したグラフである。
【００１４】
図９は、図１の流量調整開度下限値演算器における供給圧力指令値／入口圧力計測値比と流量調整開度下限値との関係を例示したグラフ、図１０は、図１のスプリット演算器における供給圧力指令値／入口圧力計測値比とスプリット点の弁操作開度補正値との関係を例示したグラフである。
図１１は、図１の流量調整手段用関数発生器における弁操作補正値と流量調整開度指令値との関数を例示したグラフ、図１２は、図１のリサイクル弁用関数発生器における弁操作補正値とリサイクル弁開度指令値との関数を例示したグラフである。
図１３は、図１の吐出流量制御設定値関数発生器における流量調整開度指令値と吐出流量設定値との関数を例示したグラフである。
図１４は、図１の吐出流量制御設定値関数発生器におけるアンチサージ制御ラインにおけるＩＧＶ開度と流量設定値との関係を示す図である。
【００１５】
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る吐出流量と吐出圧力との関係を圧縮機の回転数をパラメータとして例示した特性図、図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【００１６】
図１に図示のように、ガス供給源５（例えば、フィルターを有する大気の取り入れ口）には、ガス供給ライン（配管）６、ガス（空気）の流入を調整する流入量調整手段としての圧縮機１の吸入口の直前に或いは圧縮機１と一体的に設けられた入口ガイドベーン（ｉｎｌｅｔ  ｇｕｉｄｅ  ｖａｎｅ、又は入口案内翼。以下、「ＩＧＶ」と称する。）１３及び圧縮機吸入ライン（配管）７を介して、圧縮機１の吸入口が接続されている。
この圧縮機１の回転軸は、図示略のクラッチ等を介して蒸気タービン、電動モータ等の原動機（モータ）２に連結されている。
なお、ガス供給源５から供給されるガスの諸条件（流体温度、入口流体圧力、流体比重等）は、ガス供給源５の種類（フィルターのメッシュ、予熱器の有無、クーラの有無、更には、ガス井戸、或いはガスタンクの場合）、ガス供給源５に並列して接続されている他のガス需要先での使用状況、季節、昼夜の気温変化により、色々変化する。
【００１７】
また、流入量調整手段としてのＩＧＶ１３は、これに限定されるものではなく、その他の形式の流入量調整弁でも良い。
更には、流入量調整手段（ＩＧＶ１３、或いはその他の流入量調整弁）は、これに限定されるものではなく、圧縮機吸入ライン（配管）７の圧縮機１の吸入口から離れた位置に設けても良い。
この場合、後述する入口ガス温度計２０、入口ガス圧力計２１及びガス比重計２２は、流入量調整手段の下流側の圧縮機吸入ライン７に取り付けられる。
【００１８】
図１に図示のように、圧縮機１の吐出口は、圧縮機吐出ライン（配管）８、逆止弁１５、遮断弁１６、ヘッダタンク供給ライン（配管）１０を介して、ヘッダタンク１２の入口に接続されている。
ヘッダタンク１２の出口は、タンク出口側ライン（配管）１１を介して、生産プラント３に接続されている。
なお、ヘッダタンク１２は、生産プラント３側に設ける場合もある。
【００１９】
そして、圧縮機吐出ライン８とガス供給ライン６とは、リサイクル弁（或いは、戻り弁、又はＲＣＶ（Ｒｅｃｙｃｌｅ  Ｖａｌｖｅ）という）１４が介在されたリサイクルライン（或いは、戻り配管、バイパス配管ともいう）９により接続されている。
なお、リサイクルライン９内を流れるガスは、圧縮機１により圧縮されて高温となっている。
そして、リサイクルライン９には図示略のクーラーが介装されているものの、ガスの流量が急激に変化した場合等には、充分に冷却できず、これも圧縮機吸入ライン７内を流れる燃焼ガスの温度上昇の一因となる。
【００２０】
なお、リサイクル弁１４は、アンチサージ制御機能も持っており、圧縮機１がサージング状態に入ったときに、速やかにその状態から抜け出すために開いて吐出圧力を低下させる機能を有している。
このために、リサイクル弁１４は、ＩＧＶ１３に比べて応答性、制御精度に優れたものが使用される。
【００２１】
上述の構成において、ガス供給源５から供給されたガスは、ガス供給ライン６、ＩＧＶ１３及び圧縮機吸入ライン７を介して、圧縮機１により吸引され圧縮される。
圧縮機１によって圧縮されたガスは、圧縮機吐出ライン８、逆止弁１５、遮断弁１６及びヘッダタンク供給ライン１０を介してヘッダタンク１２に貯蔵される。
このヘッダタンク１２は、ガスの急激な圧力、流量等の変動を緩和する機能を有する。
そして、ヘッダタンク１２内のガスは、タンク出口側ライン１１を介して生産プラント３に供給され、ここで燃焼、或いは消費される。
【００２２】
更に、圧縮機吸入ライン７には、圧縮機１に供給されるガスの温度を計測し入口温度計測値ＰＶ５を出力する入口ガス温度計２０、圧力を計測し入口圧力計測値ＰＶ６を出力する入口ガス圧力計２１、及び比重を計測し比重計測値ＰＶ７を出力するガス比重計２２が取り付けられている。
圧縮機吐出ライン８には、圧縮機１から吐出されるガスの圧力を計測し出口圧力計測値ＰＶ８を出力するする出口ガス圧力計２３、及び流量を計測し吐出流量計測値ＰＶ２を出力する出口ガス流量計２４が取り付けられている。
【００２３】
また、ヘッダタンク供給ライン１０には、ヘッダタンク１２に供給されるガスの供給量を計測しタンク供給流量計測値ＰＶ４を出力するヘッダタンク供給ライン流量計２５が取り付けられている。
ヘッダタンク１２、或いはヘッダタンク供給ライン１０のヘッダタンク１２近傍には、ヘッダタンク１２内のガスの圧力を計測し生産プラント３等の需要先への供給圧力計測値ＰＶ１を出力するヘッダタンク圧力計２６が取り付けられている。
タンク出口側ライン１１には、生産プラント３へ供給されるガスの流量を計測しタンク出口側（生産プラント供給）流量計測値ＰＶ３を出力するタンク出口側（生産プラント供給）ライン流量計２７が取り付けられている。
【００２４】
生産プラント３の運転時には、上述の入口ガス温度計２０、入口ガス圧力計２１、ガス比重計２２、出口ガス圧力計２３、出口ガス流量計２４、ヘッダタンク供給ライン流量計２５、ヘッダタンク圧力計２６、タンク出口側ライン流量計２７での計測値は、信号電線を介して圧縮機の制御装置３０に出力される。
一方、圧縮機の制御装置３０の圧縮状態補正器３１には、生産プラント制御監視装置５０或いは中央制御監視装置から、生産プラント３に必要なガスへの吐出流量である供給流量指令値ＳＶ０が入力される。
更に、圧縮機の制御装置３０の圧力設定器４０にも、生産プラント制御監視装置５０或いは中央制御監視装置から、供給圧力指令値ＳＶ２が入力され、記憶される。
【００２５】
なお、上述の各計測機器、或いは各操作盤から出力される各計測値、或いは出力信号は、言うまでもなく一般に用いられている所定の電気信号に変換されたものである。
更に、圧縮機の制御装置３０は、生産プラント制御監視装置５０と一体或いは別個のコンピュータの形態をなしており、圧縮機の制御装置３０内の各関数発生器、演算器等は、それを実行するプログラム、シーケンスブロック、或いはメモリの形態をなしているが、これに限定されるものではなく、個々の電気回路により構成するようにしても良い。
【００２６】
先ず、図２に基づき圧縮機の制御装置３０の圧縮状態補正器３１における演算内容につき説明する。
【００２７】
運転時において、供給流量指令値ＳＶ０が同じであっても、ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）によって、生産プラント３へのガス供給量は大きく変動する。
そこで、この入力された供給流量指令値ＳＶ０は、圧縮機の制御装置３０内の圧縮状態補正器３１において次のような補正が行われ、圧縮状態が変化しても生産プラント３の燃焼が変動しないようにする。
【００２８】
即ち、圧縮状態補正器３１は、ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）に応じて、供給流量指令値ＳＶ０を増減する補正を行う。
圧縮状態補正器３１では、図２（ａ）に図示のように、圧縮機吸入ライン７に配設された入口ガス温度計２０から、ガスの入口温度計測値ＰＶ５が温度関数発生器５１に入力される。
そして、温度関数発生器５１は、図３に図示のような関数により、入口温度計測値ＰＶ５が高くなるに従い高くなるような入口温度補正係数Ｒ１を演算し、乗算器５６ａに出力する。
なお、温度関数発生器５１での変換関数は、図３に図示のように、例えば、入口温度計測値ＰＶ５が予め設定された所定（基準）温度（例えば、摂氏１５℃、即ち絶対温度２８８°）の時、入口温度補正係数Ｒ１が１．０である点を基準として、絶対温度にほぼ比例して入口温度補正係数Ｒ１が増加する変換関数である。
【００２９】
圧縮機吸入ライン７に配設された入口ガス圧力計２１からは、ガスの入口圧力計測値ＰＶ６が圧力関数発生器５２に入力される。
そして、圧力関数発生器５２は、図４に図示のような関数により、入口圧力計測値ＰＶ６に比例して低くなるような入口圧力補正係数Ｒ２を演算し、乗算器５６ａに出力する。
なお、圧力関数発生器５２での変換関数は、図４に図示のように、例えば、入口圧力計測値ＰＶ６が予め設定された所定（基準）圧力（例えば、２２ＢａｒＧ）の時、入口圧力補正係数Ｒ２が１．０である点を基準として、減少し、入口圧力計測値ＰＶ６が４０ＢａｒＧの時、入口圧力補正係数Ｒ２が０．６６に減少するような変換関数である。
【００３０】
上述の入口圧力計測値ＰＶ６は、除算器５３にも入力される。
更に、除算器５３には、圧縮機吐出ライン８に配設された出口ガス圧力計２３から、ガスの出口圧力計測値ＰＶ８も入力される。
除算器５３は、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率を演算し、圧力比関数発生器５４に出力する。
そして、圧力比関数発生器５４は、図５に図示のような関数により、演算された圧力比率（出口圧力計測値ＰＶ８／入口圧力計測値ＰＶ６）が低くなるに従い低くなるような圧力比補正係数Ｒ３を演算し、乗算器５６ｂに出力する。
なお、圧力比関数発生器５４での変換関数は、図５に図示のように、例えば、上記の圧力比率（ＰＶ８／ＰＶ６）が予め設定された所定（基準）圧力比率（例えば、圧力比ＰＶ８／ＰＶ６＝１．８５）の時、圧力比補正係数Ｒ３が１．０である点を基準として、圧力比率（ＰＶ８／ＰＶ６）が、１．６１、１．３７、１．２５に減少した時、圧力比補正係数Ｒ３が各々０．８５、０．７５、０．７３に減少するような、折れ線或いは多項式近似曲線（２次曲線を含む）の変換関数である。
【００３１】
圧縮機吸入ライン７に配設されたガス比重計２２からは、ガスの比重計測値ＰＶ７がガス比重関数発生器５５に入力される。
そして、ガス比重関数発生器５５は、図６に図示のような関数により、比重計測値ＰＶ７に比例して低くなるような比重補正係数Ｒ４を演算し、乗算器５６ｃに出力する。
なお、ガス比重関数発生器５５での変換関数は、図６に図示のように、例えば、比重計測値ＰＶ７が予め設定された所定（基準）比重（例えば、比重＝０．９５）の時、比重補正係数Ｒ４が１．０である点を基準として、減少し、比重計測値ＰＶ７が１．２３の時、比重補正係数Ｒ４が０．８に減少するような変換関数である。
【００３２】
乗算器５６ａでは、上述の温度関数発生器５１から入力された入口温度補正係数Ｒ１と圧力関数発生器５２から入力された入口圧力補正係数Ｒ２とが乗算され、乗算結果は乗算器５６ｂに出力される。
乗算器５６ｂでは、乗算器５６ａから入力された乗算結果と圧力比関数発生器５４から入力された圧力比補正係数Ｒ３とが乗算され、乗算結果は乗算器５６ｃに出力される。
乗算器５６ｃでは、乗算器５６ｂから入力された乗算結果とガス比重関数発生器５５から入力された比重補正係数Ｒ４とが乗算され、乗算結果は乗算器５６ｄに出力される。
【００３３】
そして、乗算器５６ｄでは、生産プラント制御監視装置５０から入力された供給流量指令値ＳＶ０と乗算器５６ｃから入力された乗算結果とを乗算する。
即ち、圧縮状態補正器３１では、生産プラント制御監視装置５０から入力された供給流量指令値ＳＶ０に、入口温度補正係数Ｒ１、入口圧力補正係数Ｒ２、圧力比補正係数Ｒ３、比重補正係数Ｒ４が乗算、即ち補正されて、補正後の供給流量指令値ＳＶ１が算出される。
この補正後の供給流量指令値ＳＶ１は、指令値関数発生器３２に出力される。
【００３４】
なお、この供給流量指令値ＳＶ０から補正後の供給流量指令値ＳＶ１への補正演算形態は上述のものに限定されるものではなく、演算する順序も特に拘らない。
更には、例えば図２（ｂ）に図示の演算形態でも良い。
即ち、各関数発生器５１、５２、５４、５５では、上述のごとく演算された各係数から１を減じ、入口温度補正負荷率Ｒ１ａ、入口圧力補正負荷率Ｒ２ａ、圧力比補正負荷率Ｒ３ａ、比重補正負荷率Ｒ４ａを演算する。
そして、これらの各補正負荷率を、各々加算器５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈにて供給流量指令値ＳＶ０に加算し、最終的に図２（ａ）に図示したものと同様の補正された補正後の供給流量指令値ＳＶ１演算し、指令値関数発生器３２に出力する。
【００３５】
また、供給流量指令値ＳＶ０から補正後の供給流量指令値ＳＶ１への補正は、上述のごとく、入口温度計測値ＰＶ５、入口圧力計測値ＰＶ６、比重計測値ＰＶ７、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率、出口圧力計測値ＰＶ８の全てに基づき行うのが好ましい。
しかしながら、全てに基づき補正を行う必要はなく、生産プラント３での燃焼、消費の変動への各圧縮状態の影響度を考慮して、次の組み合わせで供給流量指令値ＳＶ０の補正を行うようにしても良い。
【００３６】
ａ）入口温度計測値ＰＶ５のみに基づき、温度関数発生器５１にて、入口温度補正係数Ｒ１或いは入口温度補正負荷率Ｒ１ａを演算し、補正後の供給流量指令値ＳＶ１を算出。
ｂ）比重計測値ＰＶ７のみに基づき、ガス比重関数発生器５５にて、比重補正係数Ｒ４或いは比重補正負荷率Ｒ４ａを演算し、補正後の供給流量指令値ＳＶ１を算出。
ｃ）入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率に基づき、圧力比関数発生器５４にて、圧力比補正係数Ｒ３或いは圧力比補正負荷率Ｒ３ａを演算し、且つ入口圧力計測値ＰＶ６に基づき、圧力関数発生器５２にて、入口圧力補正係数Ｒ２或いは入口圧力補正負荷率Ｒ２ａを演算し、補正後の供給流量指令値ＳＶ１を算出。
ｄ）入口温度計測値ＰＶ５に基づき、温度関数発生器５１にて、入口温度補正係数Ｒ１或いは入口温度補正負荷率Ｒ１ａを演算し、且つ比重計測値ＰＶ７に基づき、ガス比重関数発生器５５にて、比重補正係数Ｒ４或いは比重補正負荷率Ｒ４ａを演算し、補正後の供給流量指令値ＳＶ１を算出。
【００３７】
ｅ）入口温度計測値ＰＶ５に基づき、温度関数発生器５１にて、入口温度補正係数Ｒ１或いは入口温度補正負荷率Ｒ１ａを演算し、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率に基づき、圧力比関数発生器５４にて、圧力比補正係数Ｒ３或いは圧力比補正負荷率Ｒ３ａを演算し、且つ入口圧力計測値ＰＶ６に基づき、圧力関数発生器５２にて、入口圧力補正係数Ｒ２或いは入口圧力補正負荷率Ｒ２ａを演算し、補正後の供給流量指令値ＳＶ１を算出。
ｆ）比重計測値ＰＶ７に基づき、ガス比重関数発生器５５にて、比重補正係数Ｒ４或いは比重補正負荷率Ｒ４ａを演算し、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率に基づき、圧力比関数発生器５４にて、圧力比補正係数Ｒ３或いは圧力比補正負荷率Ｒ３ａを演算し、且つ入口圧力計測値ＰＶ６に基づき、圧力関数発生器５２にて、入口圧力補正係数Ｒ２或いは入口圧力補正負荷率Ｒ２ａを演算し、補正後の供給流量指令値ＳＶ１を算出。
【００３８】
このように、ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）のうち、生産プラント３での燃焼、消費の変動への影響度の大きいものを選択して、補正を行うことにより、燃焼の変動を効果的に少なくすることが可能となる。
【００３９】
次に、図７、図８に基づき圧縮機の制御装置３０の指令値関数発生器３２における演算内容につき説明する。
【００４０】
指令値関数発生器３２では、圧縮状態補正器３１から入力された補正後の供給流量指令値ＳＶ１と、圧縮機の制御装置３０内の圧力設定器４０から入力された供給圧力指令値ＳＶ２とに基づき、図７に図示の関数にて弁操作値ＭＶ２が演算される。
即ち、図７において、圧力流量特性曲線ａ、ｂ及びｃは、それぞれＩＧＶ１３の開度が２０％、５０％及び１００％の場合における圧縮機１の吐出流量と吐出圧力の関係を例示したものである。
この関係によれば、ガスの温度、圧力、比重等が所定の条件下において、例えば、図１に図示の生産プラント制御監視装置５０から圧力設定器４０に入力、記憶された供給圧力指令値ＳＶ２がＰ１、圧縮状態補正器３１から入力された補正後の供給流量指令値ＳＶ１がＦ１である場合、ＩＧＶ１３の弁操作値ＭＶ２を５０％に設定することにより、圧縮機１が運転点Ａ１で運転される。
【００４１】
そして、圧縮状態補正器３１から入力された補正後の供給流量指令値ＳＶ１が低下した場合には、ＩＧＶ１３の開度を減少させて、ガスの吐出流量を上記補正後の供給流量指令値ＳＶ１に見合った量まで低下させる。
しかし、ＩＧＶ１３は、その構造に起因して、ある開度以下での制御精度が低くなる。
このため、この第１の実施の形態においては、後述するように、ＩＧＶ１３による精度の良い流量制御が可能なＩＧＶ１３の最小開度（この例では、開度２０％）を設定して、ＩＧＶ１３の開度がこの最小開度よりも小さくならないようにしている。
【００４２】
上記最小開度を設定すると、ＩＧＶ１３がこの最小開度まで到達した後は、吐出流量を減少させることができない。
そこで、後述するように、ＩＧＶ１３が最小開度まで到達した場合には、その開度を保持させるとともに、圧縮機１から吐出されるガスの一部を、リサイクル弁１４を介してガス供給ライン６側に戻すようにしている。
【００４３】
即ち、要求されたガスの吐出流量が例えば図７に示すＦ２であるとすると、ＩＧＶ１３によっては開度２０％に基づく吐出流量Ｆ３（＞Ｆ２）までしか吐出流量を減少させることができないので、リサイクル弁１４を開いてＦ３−Ｆ２に対応する量のガスをガス供給ライン６側に戻すように、つまり、リサイクルするようにしている。
これによって、上記要求流量Ｆ２のガスが生産プラント３側に供給されることになる。
この場合、圧縮機１の運転点は、Ａ２ではなくＡ３となる。
上述の図７に基づく、補正後の供給流量指令値ＳＶ１と弁操作値ＭＶ２との関係は、図８に図示のような関数となる。
このようにして、指令値関数発生器３２にて演算された弁操作値ＭＶ２は、開度指令加算器３３に出力される。
【００４４】
開度指令加算器３３では、指令値関数発生器３２から入力された弁操作値ＭＶ２と、後述する流量調節器４３から出力された補正操作値ＭＶ３とを加算して弁操作補正値ＭＶ４を求め、弁操作補正値ＭＶ４を流量調整手段用関数発生器３４及びリサイクル弁用関数発生器３５に出力する。
なお、開度指令加算器３３によって得られる弁操作補正値ＭＶ４は、圧縮機１の定常運転中においては、ほぼフィードフォワード制御用の弁操作値ＭＶ２と同一となる。
即ち、定常運転中においては、ヘッダタンク１２内の圧力である供給圧力計測値ＰＶ１は、生産プラント制御監視装置５０から圧力設定器４０に入力、記憶された供給圧力指令値ＳＶ２に保たれており、且つ、ヘッダタンク１２へ流入するガスの量と流出するガスの量は一定（タンク出口側流量計測値ＰＶ３＝タンク供給流量計測値ＰＶ４）であるため、補正操作値ＭＶ３はほぼゼロとなるためである。
【００４５】
次に、開度指令加算器３３に入力されるフィードフォワード制御用の補正操作値ＭＶ３につき説明する。
圧縮機の制御装置３０には、圧力設定器４０が配設されている。
この圧力設定器４０には、生産プラント３へ供給されるガスの供給圧力指令値ＳＶ２が、生産プラント制御監視装置５０から送信されて記憶される。
この供給圧力指令値ＳＶ２は、圧力調節器４１に入力される。
【００４６】
一方、圧力調節器４１には、ヘッダタンク圧力計２６によって計測された供給圧力計測値ＰＶ１も入力される。
圧力調節器４１では、供給圧力指令値ＳＶ２と供給圧力計測値ＰＶ１との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて次式により圧力操作値ＭＶ９が演算され、この圧力操作値ＭＶ９はフィードバック制御用の操作信号として加算器４２に出力される。
圧力操作値ＭＶ９＝Ｋ１・（ＳＶ２−ＰＶ１）＋Ｋ２・∫（ＳＶ２−ＰＶ１）ｄｔ
【００４７】
加算器４２では、この圧力操作値ＭＶ９とタンク出口側ライン流量計２７から入力されたタンク出口側流量計測値ＰＶ３（フィードフォワード制御用）とが次式のごとく加算されて、圧力操作補正値ＭＶ１０として流量調節器４３に出力される。
圧力操作補正値ＭＶ１０＝ＭＶ９＋Ｋ３・ＰＶ３
流量調節器４３には、ヘッダタンク供給ライン流量計２５からタンク供給流量計測値ＰＶ４（フィードフォワード制御用）も入力される。
【００４８】
流量調節器４３では、圧力操作補正値ＭＶ１０とタンク供給流量計測値ＰＶ４との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて操作増減値（フィードフォワード信号用）が演算される。
即ち、最終的に、圧力調節器４１加算器４２及び流量調節器４３においては、次式により補正操作値ＭＶ３が演算値される。
補正操作値ＭＶ３＝Ｋ４・（ＭＶ１０−ＰＶ４）＋Ｋ５・∫（ＭＶ１０−ＰＶ４）ｄｔ
なお、Ｋ１〜Ｋ５は定数である。
このように、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せによって即応性の高い圧力制御が可能となる。
【００４９】
以上、圧縮状態補正器３１、指令値関数発生器３２、開度指令加算器３３、圧力設定器４０、圧力調節器４１、加算器４２、流量調節器４３により、生産プラント制御監視装置５０からの供給流量指令値ＳＶ０、供給圧力指令値ＳＶ２及び、ヘッダタンク圧力計２６からの供給圧力計測値ＰＶ１に基づき弁操作補正値ＭＶ４を演算する弁操作補正値演算装置４７ａが構成されている。
なお、ガスが大気の空気であり、ガス供給源５に温度調整用のクーラ等が設けられている場合は、温度、圧力、比重共に一定であり、圧縮状態補正器３１を省略することも可能である。
【００５０】
次に、図９、図１０に基づき、供給圧力指令値ＳＶ２を変更した場合の、後述する流量調整手段用関数発生器３４及びリサイクル弁用関数発生器３５における流量調整開度下限値及びスプリット点の変更（補正）につき説明する。
即ち、本発明においては、生産プラント制御監視装置５０からの供給圧力指令値ＳＶ２の変更指令に応じて、比較器４４、流量調整開度下限値演算器４５及びスプリット点演算器４６により、流量調整開度下限値及びスプリット点を変化させるようになっている。
【００５１】
まず、比較器４４には、入口ガス圧力計２１から入口圧力計測値ＰＶ６が入力され、圧力設定器４０から供給圧力指令値ＳＶ２が入力される。
そして、比較器４４では、供給圧力指令値ＳＶ２と入口圧力計測値ＰＶ６とが比較（除算）される。
この演算結果である供給圧力指令値／入口圧力計測値比Ｒ５（Ｒ５＝ＳＶ２／ＰＶ６、以下「圧力設定／計測値比Ｒ５」と称する）は、流量調整開度下限値演算器４５及びスプリット点演算器４６に出力される。
【００５２】
流量調整開度下限値演算器４５では、図９に例示する関数に基づいて、圧力設定／計測値比Ｒ５に応じて増加する流量調整開度下限値Ｒ６が演算される。
この関数は、圧力設定／計測値比Ｒ５が２．６、３．２、３．６のときに、流量調整開度下限値Ｒ６が各々２０％（＝ｙ１）、５０％（＝ｙ２）、８０％（＝ｙ３）となるような関数である。
なお、この関数は、変曲点ｙ２にて折れ曲がる折れ線或いは、点ｙ１、ｙ２、ｙ３を通る多項式近似曲線の関数である。
演算された流量調整開度下限値Ｒ６（ｙ１〜ｙ２〜ｙ３）は、流量調整手段用関数発生器３４に出力される。
【００５３】
スプリット点演算器４６では、図１０に例示する関数に基づいて、圧力設定／計測値比Ｒ５に応じて増加するスプリット点の弁操作補正値Ｒ７が演算される。
この関数は、圧力設定／計測値比Ｒ５が２．６、３．２、３．６のときに、スプリット点の弁操作補正値Ｒ７が各々５０％（＝ｘ１）、７０％（＝ｘ２）、９０％（＝ｘ３）となるような関数である。
なお、この関数は、変曲点ｘ２にて折れ曲がる折れ線或いは、点ｘ１、ｘ２、ｘ３を通る多項式近似曲線の関数である。
演算されたスプリット点の弁操作補正値Ｒ７（ｘ１〜ｘ２〜ｘ３）は、流量調整手段用関数発生器３４及びリサイクル弁用関数発生器３５に出力される。
【００５４】
上述のごとく、流量調整手段用関数発生器３４には、弁操作補正値演算装置４７ａの開度指令加算器３３から弁操作補正値ＭＶ４が入力され、流量調整開度下限値演算器４５から流量調整開度下限値Ｒ６が入力され、スプリット点演算器４６からスプリット点の弁操作補正値Ｒ７が入力される。
そして、流量調整手段用関数発生器３４では、図１１に例示する関数に基づいて、弁操作補正値ＭＶ４が、スプリット点の弁操作補正値Ｒ７以下では流量調整開度下限値Ｒ６（最小開度）を保持し、スプリット点の弁操作補正値Ｒ７以上では弁操作補正値ＭＶ４が増大するに伴って直線的に増加する流量調整開度指令値ＭＶ５が算出される。
【００５５】
図１１に例示する関数では、スプリット点がＳ１（ｘ１＝５０％、ｙ１＝２０％）の場合には、弁操作補正値ＭＶ４が０％から５０％（＝ｘ１）になるまでは、流量調整開度指令値ＭＶ５は２０％（＝ｙ１）を保持し、弁操作補正値ＭＶ４が５０％（＝ｘ１）から増大するに伴って、流量調整開度指令値ＭＶ５が２０％（＝ｙ１）から１００％まで直線的に増加する。
また、スプリット点がＳ２（ｘ２＝７０％、ｙ２＝５０％）の場合には、弁操作補正値ＭＶ４が０％から７０％（＝ｘ２）になるまでは、流量調整開度指令値ＭＶ５は５０％（＝ｙ２）を保持し、弁操作補正値ＭＶ４が７０％（＝ｘ２）から増大するに伴って、流量調整開度指令値ＭＶ５が５０％（＝ｙ２）から１００％まで直線的に増加する。
【００５６】
また、スプリット点がＳ３（ｘ３＝９０％、ｙ３＝８０％）の場合には、弁操作補正値ＭＶ４が０％から９０％（＝ｘ３）になるまでは、流量調整開度指令値ＭＶ５は８０％（＝ｙ３）を保持し、弁操作補正値ＭＶ４が９０％（＝ｘ３）から増大するに伴って、流量調整開度指令値ＭＶ５が８０％（＝ｙ３）から１００％まで直線的に増加する。
なお、スプリット点（Ｓ１〜Ｓ２〜Ｓ３）は、点Ｓ２（ｘ２＝７０％、ｙ２＝５０％）にて折れ曲がる折れ線上或いは、点Ｓ１（ｘ１＝５０％、ｙ１＝２０％）、Ｓ２（ｘ２＝７０％、ｙ２＝５０％）、Ｓ３（ｘ３＝９０％、ｙ３＝８０％）を通る多項式近似曲線上を移動する。
【００５７】
一方、ＩＧＶ１３は、ベーンを操作する図示略の空気アクチェータ等の駆動機構、ベーン開度発信器、及びＩＧＶ操作器を有している。
そして、図示略のＩＧＶ操作器により、外部からの開度指令に基づき、開度指令値が弁開度発信器からの開度計測値に一致するように位置フィードバック制御が行われる。
そして、流量調整手段用関数発生器３４からの流量調整開度指令値ＭＶ５は上述のＩＧＶ操作器に入力され、ＩＧＶ操作器によりＩＧＶ１３の開度が制御される。
【００５８】
一方、リサイクル弁用関数発生器３５には、弁操作補正値演算装置４７ａの開度指令加算器３３から弁操作補正値ＭＶ４が入力され、スプリット点演算器４６からスプリット点の弁操作補正値Ｒ７が入力される。
そして、リサイクル弁用関数発生器３５では図１２に例示する関数に基づいて、弁操作補正値ＭＶ４が、０％からスプリット点の弁操作補正値Ｒ７（ｘ１＝５０％〜ｘ２＝７０％〜ｘ３＝９０％）になるまではリサイクル弁１４開度を１００％から０％まで直線的に減少し、弁操作補正値ＭＶ４がスプリット点の弁操作補正値Ｒ７以上の時にリサイクル弁１４開度を０％に保持するリサイクル弁開度指令値ＭＶ８が算出される。
算出されたリサイクル弁開度指令値ＭＶ８は、高位選択器３６に出力される。
【００５９】
このようにして、供給圧力指令値ＳＶ２が大きくなるに従い（入口圧力計測値ＰＶ６が一定の場合）或いは、入口圧力計測値ＰＶ６が小さくなるに従い（供給圧力指令値ＳＶ２が一定の場合）、更には供給圧力指令値ＳＶ２と入口圧力計測値ＰＶ６との比である圧力設定／計測値比Ｒ５が大きくなるに従い（供給圧力指令値ＳＶ２及び入口圧力計測値ＰＶ６共に変化）、スプリット点を５０％よりも大きくする（変化させる）ことにより、スプリット点は、リサイクル弁１４の動特性等を勘案して、それらの制御性が向上するように適宜設定されるため、圧縮機１のＩＧＶ１３（流入量調整手段）及びリサイクル弁１４の開度を、サージングを起こすことなく精度の高い、生産プラント３の状況に応じた圧力制御が可能になる。
【００６０】
次に、吐出流量制御設定値関数発生器３７について説明する。
図７には、圧縮機１についてのサージラインｄと、アンチサージのためのマージンを確保して設定されたサージコントロールラインｅとが示されている。
このサージラインｄ及びサージコントロールラインｅは、いずれもＩＧＶ１３の開度の関数である。
【００６１】
吐出流量制御設定値関数発生器３７では、図７に図示のサージコントロールラインｅを示す関数に基づいて処理された後、上記流量調整手段用関数発生器３４からの図１１に例示するような関数により与えられるＩＧＶ１３の流量調整開度指令値ＭＶ５に基づいて、図１３に例示するような関数によりアンチサージのための吐出流量設定値ＭＶ６が演算され、流量調節器３８に出力される。
なお、吐出流量制御設定値関数発生器３７での変換関数は、図１３に図示のように、流量調整開度指令値ＭＶ５、或いは上述の図示略の弁開度発信器からの開度信号が２０％から１００％の間において、吐出流量設定値ＭＶ６がＩＧＶ開度毎の圧縮機１の性能カーブのサージラインから１０％程度余裕を持ったアンチサージ制御ラインに基づく図１４に図示の関数である。
【００６２】
流量調節器３８では、吐出流量設定値ＭＶ６と出口ガス流量計２４で計測された吐出流量計測値ＰＶ２との偏差に対応する吐出流量操作値ＭＶ７が演算され、上記高位選択器３６に出力される。
【００６３】
高位選択器３６では、リサイクル弁用関数発生器３５から入力されたリサイクル弁開度指令値ＭＶ８と、流量調節器３８から入力された吐出流量操作値ＭＶ７とを比較し、それらの内の大きい方の信号を弁制御信号としてリサイクル弁１４に出力する。
なお、リサイクル弁１４も、ＩＧＶ１３と同様に、弁を操作する図示略の油圧アクチュエータ等の駆動機構、弁開度発信器、及びリサイクル弁操作器を有している。
そして、高位選択器３６から入力された信号に基づき、図示略のリサイクル弁操作器により、弁開度発信器からの開度に一致するように位置フィードバック制御が行われる。
【００６４】
上述の構成により、リサイクル弁１４には、リサイクル弁開度指令値ＭＶ８による吐出圧力制御と吐出流量操作値ＭＶ７によるアンチサージ制御のうちの高位の制御が選択的に適用されるので、これらの制御相互間での干渉も回避される。
また、ＩＧＶ１３だけでなく、リサイクル弁１４も圧縮機１の吐出圧制御に活用されるので、全ての運転状態（負荷遮断時、通常運転時等）において良好な制御結果を得ることができる。
しかも、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４がスプリットレンジで作動されるので、これらの弁による制御の干渉が回避される。
【００６５】
以下、この本発明の第１の実施の形態に係るガスの圧縮機の制御装置３０の動作を説明する。
【００６６】
先ず、圧縮状態補正器３１では、ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）に応じて、供給流量指令値ＳＶ０を増減する補正が行われる。
もし、計測された流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等が、全て予め設定された所定（基準）値と同じであれば、補正後の供給流量指令値ＳＶ１＝供給流量指令値ＳＶ０となる。
また、入口温度計測値ＰＶ５＝２０度／基準温度＝１５度、入口圧力計測値ＰＶ６＝２８ＢａｒＧ／基準圧力＝２２ＢａｒＧ、比重計測値ＰＶ７＝１．０９／基準比重＝０．９５、出口圧力計測値ＰＶ８と入口圧力計測値ＰＶ６との圧力比＝１．６１／基準圧力比＝１．８５の場合、入口温度補正係数Ｒ１＝１．０２、入口圧力補正係数Ｒ２＝０．８３、圧力比補正係数Ｒ３＝０．８５、比重補正係数Ｒ４＝０．９となる。
従って、補正後の供給流量指令値ＳＶ１＝０．６４７×供給流量指令値ＳＶ０（５０％）＝３２．３８％となる。
【００６７】
この算出された補正後の供給流量指令値ＳＶ１は、指令値関数発生器３２に出力される。
指令値関数発生器３２では、補正後の供給流量指令値ＳＶ１がＦ１、供給圧力指令値ＳＶ２がＰ１の場合、図７に図示のように弁操作値ＭＶ２＝５０％が算出される。
【００６８】
そして、補正操作値ＭＶ３＝０％の場合は、弁操作補正値ＭＶ４は５０％となる。
この弁操作補正値ＭＶ４に基づき、流量調整手段用関数発生器３４から出力される流量調整開度指令値ＭＶ５によって、ＩＧＶ１３の開度は２０％に設定される。
更に、弁操作補正値ＭＶ４に基づきリサイクル弁用関数発生器３５から出力されるリサイクル弁開度指令値ＭＶ８によってリサイクル弁１４の開度は０％に設定される。
【００６９】
上記ＩＧＶ１３及びリサイクル弁１４の開度設定は、フィードフォワード制御によって実行されるので、圧縮機１の吐出圧力が速やかに設定値Ｐ１に近付けられる。
そして、最終的には、弁操作補正値ＭＶ４に基づくフィードバック制御によって上記吐出圧力が設定値Ｐ１に精度良く制定され、その結果、圧縮機１の運転点が図７に示すＡ１点になる。
【００７０】
次に、例えば、図７に図示の吐出流量Ｆ２を要求する出力指令が生産プラント制御監視装置５０から圧縮機の制御装置３０に入力された場合、ＩＧＶ１３の開度は、前記最小開度である２０％に設定される。
従って、圧縮機１の流量はＦ３になる。
一方、吐出流量Ｆ３−Ｆ２のガスがガス供給ライン６側にリサイクルされるように、リサイクル弁１４の開度が設定される。
つまり、リサイクル弁１４が開かれて、ＩＧＶ１３を通る過剰なガスが前記リサイクル弁１４を介してガス供給ライン６側に戻される。
この結果、ヘッダタンク供給ライン１０に流れるガスの流量は、要求された吐出流量Ｆ２となる。
【００７１】
次に、生産プラント３がトリップし、ガス遮断信号が生産プラント制御監視装置５０から入力された場合について説明する。
なお、この場合、圧力設定器４０において、供給圧力指令値ＳＶ２は図７に図示のようにサージコントロールライン上のＰ２に設定される。
ガス遮断時には、たとえば、図７に図示の吐出流量Ｆ４（生産プラント３におけるの最小流量）を要求する出力指令が、生産プラント制御監視装置５０から圧縮機の制御装置３０に入力される。
【００７２】
この場合、ＩＧＶ１３の開度が前記最小開度である２０％に設定されると、圧縮機１が前記サージラインｄを越えたサージ域で運転されることになる。
しかし、この第１の実施の形態においては、前記したように、流量調節器３８から高位選択器３６に、アンチサージ制御ための吐出流量操作値ＭＶ７を示す信号が出力されるので、圧縮機１のサージ運転が回避される。
【００７３】
即ち、サージ域に入るまで吐出流量が減少すると、吐出流量操作値ＭＶ７が、リサイクル弁用関数発生器３５から出力されるリサイクル弁開度指令値ＭＶ８よりも大きくなる。
そこで、高位選択器３６では、吐出流量操作値ＭＶ７がリサイクル弁１４に対する弁制御信号として選択され、その結果、サージコントロールラインｅでの運転が実行される。
【００７４】
このとき、吐出圧力は、供給圧力指令値ＳＶ２＝Ｐ２になるようにＩＧＶ１３によって制御されることになるので、圧縮機１の最終的な運転点はＡ５になる。
この運転点の設定により、圧縮機１はサージングを回避した状態で運転される。
なお、上記運転点Ａ５では、ＩＧＶ１３の開度が前記最少開度（２０％）よりも大きくなり、また、流量Ｆ５−Ｆ４のガスがリサイクル弁１４を介してリサイクルされる。
【００７５】
なお、生産プラント制御監視装置５０からの供給圧力指令値ＳＶ２が変化する場合も、上述と同様に演算、処理することにより、設定値Ｐ１〜Ｐ２間でサージコントロールラインｅを越えないように、弁操作値ＭＶ２が演算される。
【００７６】
上述したように、上記本発明の第１の実施形態に係る圧縮機の制御装置によれば、圧縮状態補正器３１にて、ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）に応じて、供給流量指令値ＳＶ０を増減する補正を行うようにしたので、ガス供給源５の種類（ガス井戸、或いはガスタンク）、ガス供給源５に並列して接続されている他のガス需要先での使用状況、季節、昼夜の気温変化により、色々変化するガス供給源５から供給されるガスの諸条件（流体温度、入口流体圧力、又は流体比重等）、又は及びリサイクルされるガス量により変化する燃焼ガスの温度変化に対応した迅速かつ精度の良い圧縮機の制御が可能となる。
【００７７】
また、ＩＧＶ１３だけでなく、リサイクル弁１４も吐出圧力の制御に活用されるので、全ての運転状態（圧縮機１及び生産プラント３のトリップ時、通常運転時等）において圧縮機１の吐出圧力の変動を抑制すること、つまり、吐出圧力の制御性を向上することができる。
【００７８】
しかも、弁操作補正値ＭＶ４が５０％以上のときに、リサイクル弁１４の吐出圧力に対する指令信号をゼロにしてＩＧＶ１３のみによって吐出圧力を制御し、弁操作補正値ＭＶ４が５０％未満のときに、ＩＧＶ１３を最小開度（２０％）に維持して、リサイクル弁１４のみによって吐出圧力を制御するので、つまり、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４がスプリットレンジで作動されるので、このＩＧＶ１３とリサイクル弁１４による吐出圧力制御の干渉が回避される。
【００７９】
また、吐出圧力の偏差をなくすフィードバック制御に加えて、ヘッダタンク１２に対するガスの入出流量の偏差をなくす制御が実行されており、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せによって吐出圧力が制御されるので、即応性の高い圧力制御が可能となり、そのため、生産プラント３に急激な負荷の要求がなされた場合でも、吐出圧力の変動を抑制することができる。
更に、リサイクル弁１４には、吐出圧力制御とアンチサージ制御のうちの高位の制御が選択的に適用されるので、これらの制御相互間での干渉も回避される。
【００８０】
これに加えて、生産プラント制御監視装置５０からの供給圧力指令値ＳＶ２が変化する場合或いは圧縮機１の入口圧力が変化する場合にも、供給圧力指令値ＳＶ２と入口圧力計測値ＰＶ６との比に対応して前記ＩＧＶ１３の最小開度（スプリット点）を変化させることにより、精度の高く、生産プラントの状況に応じた圧力制御が可能になる。
即ち、図１１及び図１２に示す関数の傾きは、それぞれＩＧＶ１３及びリサイクル弁１４の制御ゲインをそれぞれ規定しているが、これらのゲイン及びスプリット点は、供給圧力指令値ＳＶ２と入口圧力計測値ＰＶ６との比が高くなるに従い、大きくなるようになっている。
【００８１】
次に、本発明の第２の実施の形態につき、図１５、図１６に基づき説明する。
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る吐出流量と吐出圧力との関係を圧縮機の回転数をパラメータとして例示した特性図、図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【００８２】
図１５に図示の曲線ａ１、ｂ１及びｃ１は、それぞれ圧縮機１の回転数を６０％、８０％及び１００％に設定した場合の圧縮機１の吐出流量と吐出圧力の関係を例示したものである。
この図１５と図７との対比から明らかなように、ＩＧＶ１３の開度操作に代えて圧縮機１の回転数を操作しても、吐出圧力の制御が可能である。
【００８３】
図１６は、圧縮機１の回転数操作によって吐出圧力を制御するように構成された本発明の第２の実施の形態を示している。
図１６に図示のものは、本発明の第１の実施の形態のＩＧＶ１３を削除し、図示略のＩＧＶ操作器に替えて、流入量調整手段として蒸気生産プラント等の原動機２の回転数制御器６０を設け、更に、図示略のＩＧＶ１３の弁開度発信器に替えて、圧縮機１を回転駆動する蒸気生産プラント等の原動機２の回転数を計測する回転計２８を設けたものである。
【００８４】
この本発明の第２の実施の形態においても、本発明の第１の実施の形態による効果と同様の効果を得ることができる。
なお、この本発明の第２の実施の形態においては、回転計２８で計測される圧縮機１の実回転数を吐出流量制御設定値関数発生器３７に入力しているが、これに代えて、本発明の第１の実施の形態と同様に、流量調整手段用関数発生器３４から出力される流量調整開度指令値ＭＶ５を吐出流量制御設定値関数発生器３７に入力するようにしても良い。
【００８５】
次に、本発明の第３の実施の形態につき、図１７に基づき説明する。
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【００８６】
図１７に図示の本発明の第３の実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態に対し、ヘッダタンク供給ライン流量計２５、タンク出口側ライン流量計２７、及び圧縮機の制御装置３０内の加算器４２、流量調節器４３を省略し、圧力調節器４１からの圧力操作値ＭＶ９を、そのまま補正操作値ＭＶ３として開度指令加算器３３に入力するようにしたものである。
【００８７】
なお、圧縮状態補正器３１、指令値関数発生器３２、開度指令加算器３３、圧力設定器４０、圧力調節器４１により、生産プラント制御監視装置５０からの供給流量指令値ＳＶ０、供給圧力指令値ＳＶ２及び、ヘッダタンク圧力計２６からの供給圧力計測値ＰＶ１に基づき弁操作補正値ＭＶ４を演算する弁操作補正値演算装置４７ｂが構成されている。
この第３の実施の形態によれば、ヘッダタンク１２に対するガスの入出流量の偏差をなくす制御が省略されるため、本発明の第１の実施の形態に比べて若干制御精度が劣るものの、本発明の第１の実施の形態と同様（若干劣る）の制御が可能となる。
【００８８】
なお、この本発明の第３の実施形態の制御装置においても、圧縮機１の回転数を操作して吐出圧力を制御する図１６に示した構成を適用することができる。
【００８９】
以上、本発明を、本発明の第１、２、３の実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば、１個のヘッダタンク１２と、複数組のタンク出口側ライン１１及び生産プラント３等からなる需要先と、複数組の圧縮機１、圧縮機吸入ライン７、圧縮機吐出ライン８、リサイクル弁１４が介在されたリサイクルライン９、ヘッダタンク供給ライン１０、各種計測器及び圧縮機の制御装置３０等からなる圧縮供給源とからなるプラントにおいても、本発明の第１、２、３の実施の形態のものと同様の圧縮機の制御装置３０を採用することが可能である。
また、弁操作補正値演算装置４７ａ、４７ｂは、上述のものに限定されるものではなく、図１８に図示の従来のものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【図２】図１の圧縮状態補正器の詳細ブロック図であり、（ａ）は、圧縮状態補正器の第一の例を示す制御ブロック図、（ｂ）は、第二の例を示す制御ブロック図である。
【図３】図２の温度関数発生器における入口温度計測値と入口温度補正係数との関係を例示したグラフである。
【図４】図２の圧力関数発生器における入口圧力計測値と入口圧力補正係数との関係を例示したグラフである。
【図５】図２の圧力比関数発生器における圧力比率と圧力比補正係数との関係を例示したグラフである。
【図６】図２のガス比重関数発生器における比重計測値と比重補正係数との関係を例示したグラフである。
【図７】図１の指令値関数発生器における補正後の供給流量指令値と供給圧力指令値との関係を弁操作値をパラメータとして例示した特性図である。
【図８】図１の指令値関数発生器における補正後の供給流量指令値と弁操作値との関係を例示したグラフである。
【図９】図１の流量調整開度下限値演算器における供給圧力指令値／入口圧力計測値比と流量調整開度下限値との関係を例示したグラフである。
【図１０】図１のスプリット演算器における供給圧力指令値／入口圧力計測値比とスプリット点の弁操作開度補正値との関係を例示したグラフである。
【図１１】図１の流量調整手段用関数発生器における弁操作補正値と流量調整開度指令値との関数を例示したグラフである。
【図１２】図１のリサイクル弁用関数発生器における弁操作補正値とリサイクル弁開度指令値との関数を例示したグラフである。
【図１３】図１の吐出流量制御設定値関数発生器における流量調整開度指令値と吐出流量設定値との関数を例示したグラフである。
【図１４】図１の吐出流量制御設定値関数発生器におけるアンチサージ制御ラインにおけるＩＧＶ開度と流量設定値との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る吐出流量と吐出圧力との関係を圧縮機の回転数をパラメータとして例示した特性図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係るガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【図１８】従来の圧縮機の制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００９１】
１        圧縮機
２        原動機
３        生産プラント
５        ガス供給源
６        ガス供給ライン
７        圧縮機吸入ライン
８        圧縮機吐出ライン
９        リサイクルライン
１０      ヘッダタンク供給ライン
１１      タンク出口側ライン
１２      ヘッダタンク
１３      流入量調整手段としてのＩＧＶ（入口ガイドベーン）
１４      リサイクル弁
１５      逆止弁
１６      遮断弁
２０      入口ガス温度計
２１      入口ガス圧力計
２２      ガス比重計
２３      出口ガス圧力計
２４      出口ガス流量計
２５      ヘッダタンク供給ライン流量計
２６      ヘッダタンク圧力計
２７      タンク出口側ライン流量計
２８      回転計
３０      圧縮機の制御装置
３１      圧縮状態補正器
３２      指令値関数発生器
３３      開度指令加算器
３４      流量調整手段用関数発生器
３５      リサイクル弁用関数発生器
３６      高位選択器
３７      吐出流量制御設定値関数発生器
３８      流量調節器
４０      圧力設定器
４１      圧力調節器
４２      加算器
４３      流量調節器
４４      比較器
４５      流量調整開度下限値演算器
４６      スプリット点演算器
４７ａ、４７ｂ    弁操作補正値演算装置
５０      生産プラント制御監視装置
５１      温度関数発生器
５２      圧力関数発生器
５３      除算器
５４      圧力比関数発生器
５５      ガス比重関数発生器
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ  乗算器
５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈ  加算器
６０      回転数制御器
ＰＶ１    供給圧力計測値
ＰＶ２    吐出流量計測値
ＰＶ３    タンク出口側流量計測値
ＰＶ４    タンク供給流量計測値
ＰＶ５    入口温度計測値
ＰＶ６    入口圧力計測値
ＰＶ７    比重計測値
ＰＶ８    出口圧力計測値
Ｒ１      入口温度補正係数
Ｒ１ａ    入口温度補正負荷率
Ｒ２      入口圧力補正係数
Ｒ２ａ    入口圧力補正負荷率
Ｒ３      圧力比補正係数
Ｒ３ａ    圧力比補正負荷率
Ｒ４      比重補正係数
Ｒ４ａ    比重補正負荷率
Ｒ５      圧力設定／計測値比
Ｒ６      流量調整開度下限値
Ｒ７      スプリット点の弁操作補正値
ＳＶ０    供給流量指令値
ＳＶ１    補正後の供給流量指令値
ＳＶ２    供給圧力指令値
ＭＶ２    弁操作値
ＭＶ３    補正操作値
ＭＶ４    弁操作補正値
ＭＶ５    流量調整開度指令値
ＭＶ６    吐出流量設定値
ＭＶ７    吐出流量操作値
ＭＶ８    リサイクル弁開度指令値
ＭＶ９    圧力操作値
ＭＶ１０  圧力操作補正値
【図１】
2007239696.tif 000003
【図２】
2007239696.tif 000004
【図３】
2007239696.tif 000005
【図４】
2007239696.tif 000006
【図５】
2007239696.tif 000007
【図６】
2007239696.tif 000008
【図７】
2007239696.tif 000009
【図８】
2007239696.tif 000010
【図９】
2007239696.tif 000011
【図１０】
2007239696.tif 000012
【図１１】
2007239696.tif 000013
【図１２】
2007239696.tif 000014
【図１３】
2007239696.tif 000015
【図１４】
2007239696.tif 000016
【図１５】
2007239696.tif 000017
【図１６】
2007239696.tif 000018
【図１７】
2007239696.tif 000019
【図１８】
2007239696.tif 000020