(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の装置が共有して使用する共有機器を同時に使用しないように制御する連携制御方法であって、
前記各装置が一つの排他信号を共有し、少なくとも一つの装置が排他信号をＯＮすると、他の前記各装置に排他信号ＯＮが入力される排他信号共有手段を備え、
前記共有機器を使用したい前記各装置は、他装置により排他信号がＯＮからＯＦＦとされたとき、第一待ち時間の計時を開始し、前記第一待ち時間経過後に排他信号がＯＦＦという条件下で排他信号をＯＮして、前記共有機器を占有し、
前記第一待ち時間が前記各装置において互いに異なる値にセットされ、
前記共有機器を使用したい前記各装置が、排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、その排他信号のＯＦＦ後に自らの第一待ち時間の計時を開始するとともに、他の装置も自らの第一待ち時間の計時を開始するステップと、
前記共有機器を使用したい前記各装置が、自らの第一待ち時間内に排他信号がＯＮとならないとき、排他信号をＯＮして前記共有機器を占有するステップとを含む
ことを特徴とする連携制御方法。
【請求項２】
前記第一待ち時間は、前記各装置の優先余裕度および／または前記各装置に設定される互いに異なる定数に基づき設定されることを特徴とする請求項１に記載の連携制御方法。
【請求項３】
前記排他信号共有手段は、一対の排他信号線と、排他信号をＯＮとするとき閉じて前記排他信号線を短絡し、ＯＦＦとするとき開いて開放する開閉器と、前記排他信号線の短絡、開放を検出する検出手段とを含んで構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の連携制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、膜ろ過装置などに適用可能な連携制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、百貨店，スーパーマーケット，ホテル，病院，学校および興行場などの施設において、水道料金削減や天災発生時の給水ライフラインの確保を目的として、地下水を浄化する膜ろ過装置を設置し、その処理水を飲料水や施設用水として利用する事例が増加している。前記膜ろ過装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
この特許文献１においては、前記中空糸膜モジュールを長期間使用すると、劣化や詰まりなどの原因によって前記中空糸膜が損傷したり、破断したりする場合がある。このため、前記中空糸膜モジュールの押出し洗浄，バブリング洗浄を行うように構成している。膜モジュールを備えた複数の膜ろ過装置からなるシステムにおいて、前記の押出し洗浄およびバブリング洗浄を行う場合、これまでは、容量の大なるエアコンプレッサーを用い、複数の膜ろ過装置から同時に洗浄の要求があった場合にも対応できるよう構成していた。その後の膜ろ過システムの開発によって、各膜ろ過装置毎に小容量のコンプレッサー設けるとともに、各膜ろ過装置に共用されるブロアを設けるシステムの方が、コストダウンなどの観点から優れていることが判明した。
【０００４】
こうした、ブロアなどの共有機器を複数の膜ろ過装置などの装置で共有して使用する場合、共有機器を同時に使用しないような制御（連携制御）が必要となる。この連携制御方法としては、共有機器の専有を管理する装置を設け、この管理装置が各装置に共有機器の専有を許可または禁止するのが一般的である（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
こうした管理装置を用いる連携制御方法では、管理装置が故障すると連携制御ができなくなる。また、管理装置が各装置の優先度を判定するためには各装置から詳細な情報を得る必要があり、各装置と管理装置間にＰＬＣネットワークなどのデータ通信網（回線）を構築する必要があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７５３９１号公報
【特許文献２】特許第３８７６８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、高度なデータ通信網を必要とすることなく、管理装置無しで、簡易に連携制御を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、
複数の装置が共有して使用する共有機器を同時に使用しないように制御する連携制御方法であって、
前記各装置が一つの排他信号を共有し、少なくとも一つの装置が排他信号をＯＮすると、前記各装置に排他信号ＯＮが入力される排他信号共有手段を備え、
前記共有機器を使用したい前記各装置は、他装置により排他信号がＯＮからＯＦＦとされたとき、第一待ち時間の計時を開始し、前記第一待ち時間経過後に排他信号がＯＦＦという条件下で排他信号をＯＮして、前記共有機器を占有し、
前記第一待ち時間が前記各装置において互いに異なる値にセットされ、
前記共有機器を使用したい前記各装置が、排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、その排他信号のＯＦＦ後に自らの第一待ち時間の計時を開始するとともに、他の装置も自らの第一待ち時間の計時を開始するステップと、
前記共有機器を使用したい前記各装置が、自らの第一待ち時間内に排他信号がＯＮとならないとき、排他信号をＯＮして前記共有機器を占有するステップとを含むことを特徴としている。
【０００９】
請求項１の発明によれば、排他信号のＯＮからＯＦＦの確認時に、第一待ち時間だけ前記共有機器の使用を延期するという簡単な構成により、前記共有機器を同時に使用しない連携制御が可能となる。また、ある装置が故障しても残りの装置により連携制御を行うことができる。さらに、前記第一待ち時間の値を異ならせることにより、前記共有機器の使用優先順位を設定することができるという効果を奏する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第一待ち時間は、前記各装置の優先余裕度および／または前記各装置に設定される互いに異なる定数に基づき設定されることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、前記第一待ち時間をおよび／または前記各装置の互いに異なる定数に基づき設定することにより、前記共有機器の使用優先順位を簡易に設定することができるという効果を奏する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記排他信号共有手段は、一対の排他信号線と、排他信号をＯＮとするとき閉じて前記排他信号線を短絡し、ＯＦＦとするとき開いて開放する開閉器と、前記排他信号線の短絡、開放を検出する検出手段とを含んで構成されることを特徴としている。
【００１７】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、前記排他信号共有手段は、ノイズや信号減衰にそれほど考慮する必要がないので、結果として簡易な構成のものとすることができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、高度なデータ通信網を必要とすることなく、管理装置無しで、簡易に連携制御が可能な連携制御方法を提供することができると共に、第一待ち時間の値を異ならせることにより、共有機器の使用優先順位を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明に係る連携制御方法は、複数の装置が共有機器を共有して使用する装置に適用される。ここで、連携制御とは、複数の装置が共有して使用する共有機器を同時に使用しないように制御する制御をいう。
【００２０】
この発明の実施の形態は、複数の装置が共有して使用する共有機器を同時に使用しないように制御する連携制御方法であって、前記各装置が一つの排他信号を共有し、少なくとも一つの装置が排他信号をＯＮすると、他の前記各装置に排他信号ＯＮが入力される排他信号共有手段を備え、前記共有機器を使用したい前記各装置は、他装置により排他信号がＯＮからＯＦＦとされたとき（ワンショットＯＮの後を含む）、第一待ち時間の計時を開始し、前記第一待ち時間経過後に排他信号がＯＦＦという条件下で排他信号をＯＮして、前記共有機器を占有することを特徴とする連携制御方法である。ここで、「排他信号ＯＮが入力される」は、「排他信号ＯＮの確認がされる」と言い換えることができる。
【００２１】
この実施の形態においては、前記排他信号共有手段により、一つの前記装置が排他信号をＯＮするとその他の前記各装置に排他信号ＯＮが入力され、一つの前記装置は共有機器を専有できるが、他の前記各装置は前記共有機器を専有できない。そして、前記共有機器を使用したい前記各装置は、他装置により排他信号がＯＮされておらず、ＯＦＦ状態の場合は、排他信号をＯＮして、前記共有機器を専有する。他装置により排他信号がＯＮされている場合は、当該装置は、排他信号がＯＦＦされたときから前記共有機器の使用を譲り合うのための第一待ち時間だけ延期し、この第一待ち時間経過後に排他信号がＯＦＦという条件下で排他信号をＯＮして、前記共有機器を占有する。ここで、排他信号がＯＮの間は、第一待ち時間の計時はリセットされ、零で止まった状態となる。前記第一待ち時間は、好ましくは、前記各装置間で異なる値とするが、同じ値とすることもできる。
【００２２】
この実施の形態によれば、前記共有機器の使用要求が衝突した際に、前記排他信号共有手段による排他信号の制御機能と、排他信号のＯＮ確認時に、第一待ち時間だけ前記共有機器の使用を延期する機能とにより、前記共有機器を同時に使用しない連携制御が可能となる。また、ある装置が故障してもこの連携制御に影響を与えることなく、残りの装置により連携制御を行うことが可能となる。
【００２３】
前記実施の形態は、好ましくは、つぎの二つの態様に展開される。第一の態様は、前記実施の形態において、前記第一待ち時間が前記各装置において互いに異なる値にセットされ、前記共有機器を使用したい前記各装置が、排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、その排他信号のＯＦＦ後に自らの第一待ち時間の計時を開始するとともに、他の装置も自らの第一待ち時間の計時を開始するステップと、前記共有機器を使用したい前記各装置が、自らの第一待ち時間内に排他信号がＯＮとならないとき、排他信号をＯＮして前記共有機器を占有するステップとを含むことを特徴とする連携制御方法である。
【００２４】
この第一の形態の連携制御方法においては、前記第一待ち時間が前記各装置において互いに異なる値にセットされる。そして、前記共有機器を使用したい前記各装置は、排他信号のＯＦＦを確認した後に、排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、自らの第一待ち時間の計時を開始する。同時に（ＯＮ→ＯＦＦと同期して）、他の装置も自らの第一待ち時間の計時を開始する。その後、前記共有機器を使用したい前記各装置は、自らの第一待ち時間内に排他信号がＯＮを入力しないとき，排他信号をＯＮして前記共有機器を専有する。
【００２５】
この第一の態様では、前記第一待ち時間が短い装置が、優先的に前記共有機器を専有することができる。その結果、前記第一待ち時間の値を異ならせることにより、前記共有機器の使用優先順位を設定することができるものである。
【００２６】
この第一の態様において、前記第一待ち時間は、前記各装置の優先余裕度と前記各装置
に設定される互いに異なる定数との両方に基づき設定することができる。前記優先余裕度とは、前記共有機器の使用の優先順位を下げてもよい度合いを意味する。この優先余裕度は、好ましくは、前記各装置に優先余裕度を定めるための情報を得るセンサを設け、このセンサからの信号に基づき設定する。また、前記定数は、第一待ち時間を異ならせるために前記各装置に対してユニークに設定される値であり、定数が大きいほど前記第一待ち時間が長くなる。この第一態様においては、二つ以上の装置が、まったく同じ優先余裕度の場合、同時に排他信号をＯＮ（衝突が生じる）してしまう。この対策として、定数に応じて第一待ち時間を少しずつずらせて衝突を回避するように構成している。
【００２７】
こうして、前記第一待ち時間は、前記各装置の優先余裕度と前記各装置に設定される互いに異なる定数とに基づき設定することができる。その結果、前記共有機器の使用優先順位を簡易に設定することができる。
【００２８】
第二の態様は、前記実施の形態において、前記共有機器を使用したい前記各装置が排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、自らの第一待ち時間の計時を開始するとともに、他の装置も自らの第一待ち時間の計時を開始するステップと、前記共有機器を使用したい前記各装置が、前記待ち時間経過後に排他信号をＯＮするとともに、前記各装置間で互いに異なる長さの衝突検知のための第二待ち時間をセットして第二待ち時間待機するステップと、前記共有機器を使用したい前記各装置が、前記第二待ち時間経過後に排他信号をＯＦＦし、排他信号がＯＮのままを検知したとき、衝突と判定して排他信号がＯＦＦするまで前記共有機器の占有を延期するとともに、排他信号がＯＦＦを検知したとき、排他信号をＯＮして前記共有機器の専有を行うステップとを含むことを特徴とする連携制御方法である。
【００２９】
この第二の態様においては、先ず、前記共有機器を使用したい前記各装置は、排他信号を確認せずに排他信号を一時的にＯＮした後、ＯＦＦし、排他信号のＯＦＦを確認した後に自らの第一待ち時間の計時を開始する。排他信号のＯＮ→ＯＦＦと同時に、他の装置も自らの第一待ち時間の計時を開始する。そして、前記共有機器を使用したい前記各装置は、前記第一待ち時間経過後に排他信号をＯＮするとともに、第二待ち時間をセットして第二待ち時間の計時を開始して待機する。その後、前記共有機器を使用したい前記各装置は、前記第二待ち時間経過後に排他信号をＯＦＦする。排他信号がＯＮのままであることを確認したとき、使用要求が衝突と判定して排他信号がＯＦＦするまで排他信号をＯＦＦして前記共有機器を占有するのを延期する。逆に、排他信号がＯＦＦを検知したとき、排他信号をＯＮして前記共有機器の専有を行う。
【００３０】
この第二の態様において、第一待ち時間は、前記第一の態様とは異なり、第一待ち時間を優先余裕度のみで決めると、同じ値になってしまうことがある。すると、衝突が発生するので、前記各装置に対してユニークに設定した定数により算出した第二待ち時間により衝突をチェックし、衝突があれば、排他信号のＯＮを取り下げるように構成している。
【００３１】
この第二態様の連携制御方法によれば、前記第二待ち時間の長い前記装置が前記共有機器を優先して使用することができるので、前記第二待ち時間の値を異ならせることにより、前記共有機器の使用優先順位を設定することができる。
【００３２】
ここで、前記実施の形態の各構成要素について説明する。前記装置は、共有機器を同時に使用することなく共有して使用する装置であれば、特定の装置に限定されない。また、前記共有機器も同様に特定の機器に限定されない。たとえば、前記装置を膜式ろ過装置とした場合、前記共有機器は、前記膜式ろ過装置の洗浄を行う送風機とすることができる。
【００３３】
前記排他信号共有手段は、前記各装置が一つの排他信号を共有し、少なくとも一つの装
置が排他信号をＯＮすると、他の前記各装置に排他信号ＯＮが入力されるという機能を有する手段である。この排他信号共有手段は、好ましくは、一対の排他信号線と、排他信号をＯＮとするとき閉じて前記排他信号線を短絡し、ＯＦＦとするとき開いて開放する開閉器と、前記排他信号線の短絡、開放を検出する検出手段とを含んで構成される。こうした構成とすることで、通信回線を用いることなく、前記排他信号共有手段を簡易に構成することができる。前記各開閉器および前記検出手段の一部は、前記各装置の制御器に設けるが、前記各装置に共通の制御盤などの制御装置に収めることもできる。
【００３４】
前記開閉器は、リレーにより制御される接点に限定されることなく、半導体からなる開閉器とすることができる。また、前記検出手段は、前記排他信号線の短絡、開放を検出する機能を有していればよく、発光ダイオードとこれを電流が流れることによる発光を検出する受光素子との組合せによる検出部を含んで構成することができるが、これに限定されない。
【実施例１】
【００３５】
以下、この発明の具体的実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の実施例１の連携制御方法を実施した膜ろ過システムの概略構成図であり、図２は、同濾過システムの要部の詳細を説明する概略構成図であり、図３は、同実施例１の排他信号共有装置の概略構成図であり、図４は、同実施例１の各膜ろ過装置で実行される連携制御方法の処理手順を説明するフローチャート図であり、図５は、同実施例１の動作を説明するタイムチャート図である。
【００３６】
図１を参照して、前記膜ろ過システムは、互いに並列接続される複数台（この実施例１では１号機〜３号機の３台）の膜ろ過装置１，１，…から構成されている。各膜ろ過装置１には、被処理水供給ポンプ２を備えた被処理水供給ライン３，３，…と、ろ過された処理水を処理水タンク（図示省略）へ供給する処理水ライン４，４，…と、共有機器としての送風機（ブロア）５によりバブリング洗浄用の空気が供給される第一気体供給ライン６，６，…とが接続されている。
【００３７】
図２を参照して、前記各膜ろ過装置１は、互いに並列接続される複数（図では一つのみ示している。）の中空糸分離膜部７と、エア押し用の圧縮機（エアポンプまたはエアコンプレッサ）８と、この圧縮機８などを制御する図１に示す制御器９とを備えている。図１を参照して、前記各制御器９は相互に信号線Ｌにて接続され、互いに信号をやりとりできるように構成している。
【００３８】
前記各中空糸分離膜部７は、中空糸膜モジュール１０を耐圧性のベッセル（容器）１１に収容し、キャップ部材１２で封鎖して組み立てられている。前記各中空糸膜モジュール１０は、通水可能に形成した樹脂製の外筒（図示省略）内に多数本の中空糸膜（図示省略）をＵ字状に懸架し、各中空糸膜の両端部を前記外筒の一端側で封止して形成されており、この封止した側が前記各キャップ部材１２の内側と連通するように装着される。前記各中空糸膜の両端部は、前記外筒の両端側で封止してもよい。すなわち、前記各中空糸分離膜部１を組み立てた状態では、前記各ベッセル（容器）１１内と前記各キャップ部材１２内は、前記各中空糸膜で隔てられている。したがって、前記各ベッセル１１内へ被処理水を供給すると、前記各中空糸膜の外側から内側へ向かってろ過が進み、前記各キャップ部材１２内で透過水が採取されるようになっている。
【００３９】
前記各ベッセル１１の底部には、エア噴出用の１または複数の孔（図示省略）を設けた散気管（給気管と称することができる。）１３が備えられ、この散気管１３に前第一気体供給ライン６がそれぞれ接続されている。前記被処理水供給ライン３は、前記各膜ろ過装置１の数に応じて分岐しており、この分岐ラインにそれぞれ第一開閉弁１４を備えている
。また、前記各キャップ部材１２には、それぞれ前記処理水ライン４が接続され、この各処理水ライン４は、下流側で集合しており、この集合部よりも上流側に前記各膜ろ過装置１毎にそれぞれ第二開閉弁１５を備えている。
【００４０】
また、前記各ろ過装置１には、前記圧縮機８を備え、前記第二開閉弁１５の上流側において、前記処理水ライン４と第二気体供給ライン１６で接続されている。この第二気体供給ライン１６には、前記圧縮機８側から順に第三開閉弁１７と圧力検出部１８が設けられている。また、前記各第一気体供給ライン６の集合部と前記送風機５との間には第四開閉弁１９が設けられている。
【００４１】
さらに、前記各膜ろ過装置１の各被処理水供給ライン３には、それぞれ排水ライン２０が接続されており、この各排水ライン２０にそれぞれ第五開閉弁２１を備えている。そして、前記各膜ろ過装置１と接続している前記処理水ライン４には、前記膜ろ過装置１毎に圧力調節ライン２２が接続されており、この各圧力調節ライン２２にそれぞれ第六開閉弁２３を備えている。さらに、前記ベッセル１１の上部には、オーバーフローライン３２が接続され、このオーバーフローライン３２には、第七開閉弁３３を備えている。
【００４２】
前記各制御器９は、予め記憶している処理手順に基づき、前記各膜ろ過装置１に内蔵の前記圧縮機８，前記第一開閉弁１４，前記第三開閉弁１７，第四開閉弁１９，前記第五開閉弁２１，前記第六開閉弁２３，前記第七開閉弁３３を制御するとともに、各膜ろ過装置１の外に備える前記送風機５を制御する。また、前記各制御器９には、前記各膜ろ過装置１が一つの排他信号を共有し、少なくとも一つの各膜ろ過装置１が排他信号をＯＮすると、他の前記各膜ろ過装置１に排他信号ＯＮが入力される排他信号共有装置２４（図３参照）を備えている。
【００４３】
図３を参照して、前記排他信号共有装置２４は、一対の排他信号線２５，２５と、前記各制御器９に設けられ、排他信号をＯＮとするとき閉じて前記排他信号線２５，２５を短絡し、ＯＦＦとするとき開いて開放する開閉器２６と、前記排他信号線２５，２５の短絡、開放を検出する検出装置２７とから構成されている。前記各開閉器２６は、それぞれ一対の第一信号線２８，２８にて前記排他信号線２５，２５と接続されている。前記各開閉器２６は、リレーとこのリレーにより開閉が制御される接点（いずれも符号省略）から構成されている。
【００４４】
前記検出装置２７は、前記制御器９に設けられ、一対の第二信号線２９，２９にて前記排他信号線２５，２５と接続される検出部３０を備えている。また、前記排他信号共有装置２４は、直流の電源３１を備えている。そして、電源３１−排他信号線２５（図示上側）−第一信号線２８（図示右側）−開閉器２６−第一信号線２８（図示左側）−排他信号線２５（図示下側）−第二信号線２９（図示左側）−検出部３０−第二信号線２９（図示右側）−電源３１なる閉回路を電流が流れるか、流れないかにより、前記検出部３０にて前記排他信号ＯＮとＯＦＦとが入力されるように構成されている。前記検出部３０は、前記閉回路に設けられる発光ダイオードとこの発光ダイオードの発光を受光する受光素子（いずれも図示しない。）とから構成されている。前記発光ダイオードに電流が流れると排他信号ＯＮを、流れないと排他信号ＯＦＦを、それぞれ前記受光素子が確認可能なように構成されている。
【００４５】
そして、前記処理手順には、前記排他信号共有装置２４を利用して、譲り合い待ち時間（第一待ち時間）を算出する待ち時間算出手順と、第一待ち時間に基づき、前記各膜ろ過装置１が共有して使用する前記送風機５を同時に使用しないように制御する連携制御を行う連携制御手順（専有処理判定手順と称することができる。）とを含んでいる。
【００４６】
前記待ち時間算出手順は、この実施例１では第一待ち時間Ｔ１をつぎの式１で算出するように構成されている。
Ｔ１＝（１＋優先余裕度×最大台数＋ＩＤ）×Ｋ  …式１
【００４７】
優先余裕度は、優先順位を下げてもよい度合いを示し、前記各膜ろ過装置１の中空糸膜モジュール１の目詰まり状態で設定される。優先余裕度は、目詰まりが多いほど低い値とし、少ないほど高い値とする。この実施例１では、０，１，２，３，…のように離散値（整数）にて設定する。目詰まり状態は、前記各膜ろ過装置１の被処理水入口と処理水出口との差圧を前記圧力検出部１８により検出するように構成している。なお、目詰まり状態の検出は、透過流速にて行うことができる。この透過流速は、中空糸膜モジュールの流量、入口圧、出口圧、水温にて求めることができる。
【００４８】
前記ＩＤは、前記各膜ろ過装置１にユニークな定数であり、この実施例１では、前記膜ろ過装置１の１号機〜３号機に対して、それぞれ１，２，３が割り当てられている。このＩＤは、０，１，２とすることができる。式１において、Ｋは係数であり、この実施例１では１としている。
【００４９】
前記連携制御手順は、前記送風機５を使用したい前記各膜ろ過装置１は、他の膜ろ過装置１により排他信号がＯＮからＯＦＦとされているとき、第一待ち時間Ｔ１の計時を開始し、第一待ち時間Ｔ１経過後に排他信号がＯＦＦという条件下で排他信号をＯＮして、前記送風機５を占有する制御プログラムであり、図４に示される。
【００５０】
このプログラムにおいて、前記第一待ち時間Ｔ１は、基本的に、前記各膜ろ過装置１間で互いに異なる値（長さ）にセットされており、前記送風機５を使用したい前記各膜ろ過装置１が、排他信号のＯＦＦ後に排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、自らの第一待ち時間Ｔ１の計時を開始するとともに、他の装置１も自らの第一待ち時間Ｔ１の計時を開始するステップと、前記送風機５を使用したい前記各装置１が、自らの第一待ち時間Ｔ１内に排他信号がＯＮとならないとき、排他信号をＯＮして前記送風機５を占有するステップとを含んでいる。
【００５１】
以上の如く構成される実施例１の動作を説明する。まず、膜ろ過システムの動作を概略的に説明し、ついで、この実施例１の連携制御方法を説明する。
【００５２】
（膜ろ過システムの動作）
まず、前記各膜ろ過装置１において、前記第一開閉弁１４および前記第二開閉弁１５を開状態にするとともに、前記第三開閉弁１７，前記第四開閉弁１９，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２３を閉状態にする。そして、前記給水ポンプ２の上流または下流に設けた原水用開閉弁（図示省略）を開いて前記給水ポンプ２を作動させる。すると、被処理水が前記被処理水供給ライン３を介して前記各膜ろ過装置１の各中空糸分離膜部７へそれぞれ供給される。
【００５３】
前記各中空糸分離膜部７では、前記各中空糸膜モジュール１０を構成する中空糸膜の外側から内側へ向かって被処理水が供給される。被処理水が有害微生物で汚染されている場合、この有害微生物は、前記中空糸膜の外側表面で阻止される。また、被処理水が懸濁物質（たとえば、正の表面電荷を有する藻類など）を含む場合、この懸濁物質は、前記中空糸膜の外側表面で阻止される。すなわち、前記各中空糸分離膜部７は、被処理水中から有害微生物や懸濁物質を物理的に除去するように作用する。この結果、被処理水は、各種の不純物が除去された清浄な処理水（透過水）となって前記中空糸膜の内側へ流出する。そして、前記各中空糸分離膜部７を通過した透過水は、前記各処理水ライン４で合流し、前記処理水タンク内へ送られたのち、飲料水や施設用水として使用される。
【００５４】
ところで、前記各中空糸分離膜部７に対して長時間通水を行うと、阻止された有害微生物や懸濁物質が堆積し、次第に所望の処理流量が得られなくなる。このため、この実施例１の膜ろ過システムでは、定期的に前記各膜ろ過装置１毎に各中空糸膜モジュール１０の洗浄操作を行う。この操作は、モジュールの目詰まりを検出して、所定以上の目詰まり状態となるか、運転時間が所定の時間を経過すると行うように運転される。
【００５５】
前記洗浄操作（再生工程）では、押出し洗浄工程，バブリング洗浄工程，排水工程を順に行うようになっている。まず、前記押出し洗浄工程は、洗浄の対象となる前記各膜ろ過装置１において、前記第三開閉弁１７を開状態にするとともに、前記第一開閉弁１４，前記第二開閉弁１５，前記第四開閉弁１９，前記第五開閉弁２１，第六開閉弁２３および前記第七開閉弁３３を閉状態にする。そして、前記圧縮機８から空気を所定の圧力で供給する。供給された空気は、前記第二気体供給ライン１６を介して、前記処理水ライン４および前記各キャップ部材１２内に残留している透過水を加圧する。すると、前記各中空糸膜の内側に残留している透過水が外側へ向かって押し出され、前記中空糸膜の外側表面から堆積物が押し流される。以上の押出し洗浄を所定時間（たとえば、５秒〜１分）実施すると、続いて前記バブリング洗浄工程を行う。
【００５６】
前記バブリング洗浄工程では、前記第四開閉弁１９および前記第七開閉弁３３を開状態にするとともに、前記第一開閉弁１４，前記第二開閉弁１５，前記第三開閉弁１７，前記第五開閉弁２１および前記第六開閉弁２３を閉状態にする。そして、前記送風機５を駆動して空気を所定の圧力で供給する。供給された空気は、前記第一気体供給ライン６を介して、前記各ベッセル１１の底部の散気管１３へ送られる。この散気管１３を通じて多数の気泡を発生させることにより、前記各中空糸膜を揺動させ、前記押出し工程で押し流された堆積物が剥離し、分散する。空気は、前記オーバーフローライン３２を介して大気中へ抜ける。以上のバブリング洗浄工程を所定時間（たとえば、５〜３０分）実施すると、続いて前記排水工程を行う。
【００５７】
前記排水工程では、前記第五開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一開閉弁１４，前記第二開閉弁１５，前記第三開閉弁１７，前記第四開閉弁１９および前記第六開閉弁２３を閉状態にする。これにより、前記各ベッセル１１内に残留している被処理水を洗浄で除去された堆積物とともに、前記排水ライン２０を介して系外へ排出する。以上の排水工程を所定時間（たとえば、５〜１０分）実施する。
【００５８】
（連携制御の動作）
つぎに、この実施例１の連携制御について、図４および図５に基づき説明する。連携制御を行うに際して、前記各膜ろ過装置１は、常時、前記式１に基づき、第一待ち時間Ｔ１を算出している。今、１号機〜３号機の優先余裕度を、それぞれ０，１，０とすると、１号機の第一待ち時間Ｔ１１は、１＋０×３＋１＝２，２号機の第一待ち時間Ｔ１２は、１＋１×３＋２＝６，３号機の第一待ち時間Ｔ１３は、１＋０×３＋３＝４と算出される。
【００５９】
ついで、専有処理判定の動作を説明する。今、図５に示すように、排他信号がＯＦＦで、３号機，２号機，１号機において、順次、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３にて前記送風機５の専有要求が発生したとする。専有要求とは、前記各膜ろ過装置１が設定された通水時間が経過し、目詰まり状態が設定値以上と判定され、前記バブリング洗浄工程を開始する必要があることを表す内部状態である。まず、３号機は、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）にて、前記開閉器２６を閉じて、排他信号を一時的にＯＮ（ワンショットＯＮ）し、Ｓ２へ移行して第一待ち時間の計時を開始する。
【００６０】
そして、排他信号がＯＮの間は、Ｓ３でＹＥＳが判定される。Ｓ３の判定は、前記検出部３０による検出信号にて行われる。Ｓ３でＹＥＳが判定されると、Ｓ４へ移行して、第一待ち時間Ｔ１３の計時を初期値（零）にする。このＳ４においては、専有要求が発生している装置１については、第一待ち時間の計時を最初からやり直す処理を行う。こうして、排他信号がＯＮの場合、Ｓ３→Ｓ４→Ｓ２の処理で、第一待ち時間の計時は零となる。
【００６１】
ついで、２号機から専有要求がでると、３号機と同様に、Ｓ１にて自らの第一待ち時間Ｔ１２の計時を開始した後、Ｓ３，Ｓ４の処理により第一待ち時間Ｔ１２の計時を初期値にする。また、専有要求が発生している３号機も２号機からのワンショット排他信号出力により、排他信号ＯＮが入力されるので、Ｓ３，Ｓ４の処理により、計時をリセットする。
【００６２】
さらに、１号機に専有要求が発生すると、Ｓ２において、３号機と同様に自らの第一待ち時間Ｔ１１の計時を開始する。この計時は、図５に示すが、第一待ち時間が短い程、傾斜を急として、計時終了の値に到達する時間が短くなることを表現している。そして、専有要求が発生し続けている３，２号機は、１号機からのワンショット排他信号がＯＮからＯＦＦとなると、第一待ち時間Ｔ１３，Ｔ１２の計時を図５に示す如く開始する。
【００６３】
こうして、１，２，３号機に専有要求が発生している状態で、それぞれの第一待ち時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３の計時を開始するが、Ｔ１１＜Ｔ１３＜Ｔ１２となっているので、１号機が最初に計時を終了（ｔ５）することになる。そして、図５の例では、１号機のワンショット出力のＯＮ→ＯＦＦにより排他信号がＯＦＦとなる（ｔ４）と、１号機〜３号機では、Ｓ３において、ＮＯが判定され、Ｓ５へ移行する。Ｓ５では、第一待ち時間の一番短い１号機が最初にＹＥＳを判定するので、１号機がＳ６へ移行して排他信号をＯＮとし、Ｓ７へ移行して前記送風機５を専有して前記バブリング洗浄工程を開始する。そして、バブリング洗浄工程が終了するとＳ８にて、排他信号をＯＦＦとする。ここで、ｔ５以降、２号機、３号機の排他信号は、ＯＮであるので、Ｓ３−Ｓ４−Ｓ３のループにより計時は、初期値の状態を継続する。
【００６４】
このようにこの実施例１の連携制御によれば、前記送風機５を専有したい前記各膜ろ過装置１が排他信号のＯＮ確認時に、第一待ち時間Ｔ１だけ前記送風機５の使用を延期するという簡単な構成により前記送風機５を同時に使用しない連携制御が可能となる。よって、前記膜ろ過装置１，１，…のある装置が故障しても残りの装置により連携制御を行うことができる。また、従来のような管理装置を用いないので、管理装置が故障して全台数が連携できなくなることがなくなる。
【００６５】
また、前記第一待ち時間Ｔ１の値を異ならせることにより、前記送風機５の使用優先順位を設定しているので、優先順位の設定を簡易に行うことができる。また、前記第一待ち時間は、前記各装置の優先余裕度および前記各膜ろ過装置１に設定される互いに異なる定数に基づき設定することにより、前記送風機５の使用優先順位を簡易に設定することができる。そして、優先余裕度を目詰まり状態に応じて設定しているので、目詰まりの多い膜ろ過装置１から洗浄を行うことができる。
【実施例２】
【００６６】
つぎに、この発明の連携制御方法の実施例２を図６および図７に基づき説明する。図６は、同実施例２の連携制御方法の処理手順を説明するフローチャート図であり、図７は、同実施例２の動作を説明するタイムチャート図である。この実施例２の連携制御方法も前記実施例１と同様に図１，図２の膜ろ過システムに実施され、図３に示す排他信号共有装置２４を使用して連携制御を行う。以下、実施例１と異なるところを中心に説明する。
【００６７】
この実施例２の連携制御手順は、図６に示すとおりであるが、前記送風機５を使用した
い前記各膜ろ過装置１は、他の膜ろ過装置１により排他信号を一時的にＯＮした後ＯＦＦし、そのＯＦＦ直後に、第一待ち時間Ｔ１の計時を再開し、第一待ち時間Ｔ１経過後に排他信号がＯＦＦという条件下で排他信号をＯＮして、前記送風機５を占有する制御プログラムにおいて、前記実施例１の連携制御と共通している。
【００６８】
前記実施例１と異なるのは、前記送風機５を使用したい前記各膜ろ過装置１が排他信号のＯＦＦ後に排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、自らの第一待ち時間Ｔ１の計時を開始するとともに、他の装置１も自らの第一待ち時間Ｔ１の計時を開始するステップと、前記送風機５を使用したい前記各膜ろ過装置１が前記第一待ち時間Ｔ１経過後に排他信号をＯＮするとともに、前記各膜ろ過装置１間で互いに異なる衝突検知待ち時間（第二待ち時間）Ｔ２をセットして第二待ち時間Ｔ２待機するステップと、前記送風機５を使用したい前記各膜ろ過装置１が前記第二待ち時間Ｔ２経過後に排他信号をＯＦＦし、排他信号がＯＮのままを検知したとき、衝突と判定して排他信号がＯＦＦするまで前記送風機５の占有を延期するとともに、排他信号のＯＦＦを検知したとき、排他信号をＯＮして前記送風機５の専有を行うステップとを含む点である。
【００６９】
この実施例２では第一待ち時間Ｔ１，第二待ち時間Ｔ２をそれぞれ式２，式３で算出する。
Ｔ１＝（１＋優先余裕度）  …式２
Ｔ２＝（１＋ＩＤ）        …式３
ここで、優先余裕度およびＩＤは前記実施例１と基本的には同様である。この実施例２では、優先余裕度は必ずしも離散値（整数）でなくてもよい。
【００７０】
つぎに、この実施例２の連携制御について、図６および図７に基づき説明する。連携制御を行うに際して、前記各膜ろ過装置１は、常時、前記式２に基づき、第一待ち時間Ｔ１を、前記式３に基づき、第二待ち時間Ｔ２をそれぞれ算出している。図７は、優先余裕度が同じ１号機と３号機がほぼ同時に前記送風装置５を使用したい条件となった場合である。１号機，３号機の優先余裕度を１とすると、１号機の第一待ち時間Ｔ１１は、１＋１＝２，第二待ち時間Ｔ２２は、１＋１＝２で、３号機の第一待ち時間Ｔ１３は、１＋１＝２，第二待ち時間Ｔ２３は、１＋３＝４と算出される。
【００７１】
今、排他信号がＯＦＦ状態で、優先余裕度が同じ１号機と３号機がほぼ同時に前記送風装置５を使用したい条件となった場合について説明する。１号機が時刻ｔ６にて前記送風機５の専有要求を出す。１号機は、処理ステップＳ１１にて、前記開閉器２６を閉じて、排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦして、Ｓ１２にて計時を開始し、Ｓ１３へ移行する。今の場合、排他信号がＯＦＦであるので、ＮＯが判定され、Ｓ１５へ移行する。Ｓ１５では、ＮＯが判定され、Ｓ１３へ戻り、第一待ち時間Ｔ１１の計時を続ける。
【００７２】
ついで、時刻ｔ７にて３号機が専有要求を出すと、１号機と同様に、Ｓ１１にて排他信号を一時的にＯＮしてＯＦＦし、Ｓ１２にて第一待ち時間Ｔ１３の計時を開始する。１号機は、排他信号のＯＮにより、Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１５により第一待ち時間Ｔ１１の計時を最初からやり直す。
【００７３】
この例では、１号機と３の第一待ち時間Ｔ１の値が同じであるので、両者は、時刻ｔ８において計時を終了する。すると、Ｓ１５にてＹＥＳが判定され、１号機，３号機は、Ｓ１６において、共に排他信号をＯＮし、Ｓ１７にてそれぞれ第二待ち時間Ｔ２１，Ｔ２３の計時を開始する。
【００７４】
今の場合、Ｔ２１＜Ｔ２３であるので、１号機が先に第二待ち時間Ｔ２１の計時を終了（時刻ｔ９）し、Ｓ１８にて排他信号をＯＦＦし、Ｓ１９にて排他信号がＯＦＦかどうか
を判定する。ここでは、３号機が排他信号ＯＮを出力しているので、１号機は、衝突を検知，すなわち３号機の排他信号ＯＮを検出するので、排他信号ＯＦＦを維持する。３号機では、時刻ｔ１０にて第二待ち時間Ｔ２３の計時を終了すると、Ｓ１８にて排他信号をＯＦＦし、Ｓ１９にて、排他信号がＯＦＦかどうかを判定する。今の場合、１号機が排他信号をＯＦＦとしているので、３号機では、Ｓ１９にてＹＥＳが判定され、Ｓ２０へ移行して排他信号をＯＮとし、Ｓ２１へ移行して前記送風機５を専有し、３号機が前記バブリング洗浄工程を開始する。そして、バブリング洗浄工程が終了するとＳ２２にて、排他信号をＯＦＦとする。
【００７５】
このように、この実施例２の連携制御によれば、前記送風機５を専有したい前記各膜ろ過装置１が排他信号のＯＮ確認時に、第一待ち時間Ｔ１だけ前記送風機５の使用を延期するとともに、第二待ち時間Ｔ２により衝突を検知するという簡単な構成により前記送風機５を同時に使用しない連携制御が可能となる。また、記膜ろ過装置１，１，…のある装置が故障しても残りの装置により連携制御を行うことができる。
【００７６】
また、前記第二待ち時間Ｔ２の長い前記装置１が前記送風機５を優先して使用することができるので、前記第二待ち時間Ｔ２の値を異ならせることにより、前記送風機５の使用優先順位を設定することができる前記実施例１の連携制御方法と比較して、処理が複雑となるが、優先余裕度を離散的に段階分けする必要が無く、連続値とすることができる。また、ほとんどの場合において、前記第一待ち時間Ｔ１を短くすることができる。
【００７７】
この発明は、前記実施例１，２に限定されるものではなく、たとえば、膜ろ過システム以外のシステム，装置に適用可能である。また、前記実施例１，２では、前記送風機５を専有したい前記各膜ろ過装置１が前記送風機５の専有が可能となると、バブリング洗浄を開始するように構成しているが、前記送風機５の専有が可能となった前記膜ろ過装置１は、前記送風機５が専有可能な状態となってもそれまで前記送風機５を専有していた前記膜ろ過装置１の排水工程が終了するまで，すなわち膜再生工程が終了するまで待って、押出し洗浄工程から始まる膜再生工程に入るように構成することができる。この構成によれば、複数の前記膜ろ過装置１が同時に膜再生工程に入ることがないので、システムの処理水供給能力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の実施例１の連携制御方法を実施した膜ろ過システムの概略構成図。
【図２】同濾過システムの要部の詳細を説明する概略構成図。
【図３】同実施例１の排他信号共有装置の概略構成図。
【図４】同実施例１の連携制御方法の処理手順を説明するフローチャート図。
【図５】同実施例１の動作を説明するタイムチャート図。
【図６】この発明の実施例２の連携制御方法の処理手順を説明するフローチャート図。
【図７】同実施例２の動作を説明するタイムチャート図。
【符号の説明】
【００７９】
１  膜ろ過装置（装置）
５  送風機（共有機器）
２４  排他信号共有装置（排他信号共有手段）  
２５  排他信号線
２６  開閉器
３０  検出装置（検出手段）
【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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