(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントにおける水処理のために、塩素等の薬品を注入する薬品注入制御装置において、
水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、
前記薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、
前記注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、
前記注入管中を流れる前記追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、
前記追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、
前記注入点における薬品注入率設定値に基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、
前記注入点における薬品注入率設定値に基づいて、注入機注入率設定値を演算する注入機注入率設定値演算手段と、
前記薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、前記薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、前記追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段と、
前記注入機注入率設定値演算手段により演算された注入機注入率設定値に基づいて、前記薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御手段と、
を備えて成ることを特徴とする薬品注入制御装置。
【請求項２】
プラントにおける水処理のために、塩素等の薬品を注入する薬品注入制御装置において、
水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、
前記薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、
前記注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、
前記注入管中を流れる前記追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、
前記追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、
前記水処理の対象となる処理水流量を検出する処理水流量検出手段と、
前記注入点における薬品注入率設定値と、前記処理水流量検出手段により検出された処理水流量とに基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、
前記注入点における薬品注入率設定値と、前記処理水流量検出手段により検出された処理水流量とに基づいて、注入機注入率設定値を演算する注入機注入率設定値演算手段と、
前記薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、前記薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、前記追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段と、
前記注入機注入率設定値演算手段により演算された注入機注入率設定値に基づいて、前記薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御機能と、
を備えて成ることを特徴とする薬品注入制御装置。
【請求項３】
プラントにおける水処理のために、塩素等の薬品を注入する薬品注入制御装置において、
水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、
前記薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、
前記注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、
前記注入管中を流れる前記追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、
前記追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、
前記注入点における薬品注入率設定値に基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、
前記薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値に基づいて、追加水流量変更を行なう時間を算出する追加水時間算出手段と、
前記追加水時間算出手段により算出された時間だけ追加水流量変更を行なっている間のコントローラ内部注入率設定値を演算するコントローラ内部注入率設定値演算手段と、
前記コントローラ内部注入率設定値演算手段により演算されたコントローラ内部注入率設定値に基づいて、前記薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御手段と、
前記薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、前記薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、前記追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段と、
を備えて成ることを特徴とする薬品注入制御装置。
【請求項４】
プラントにおける水処理のために、塩素等の薬品を注入する薬品注入制御装置において、
水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、
前記薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、
前記注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、
前記注入管中を流れる前記追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、
前記追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、
前記水処理の対象となる処理水流量を検出する処理水流量検出手段と、
前記注入点における薬品注入率設定値と、前記処理水流量検出手段により検出された処理水流量とに基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、
前記薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値に基づいて、追加水流量変更を行なう時間を算出する追加水時間算出手段と、
前記追加水時間算出手段により算出された時間だけ追加水流量変更を行なっている間のコントローラ内部注入率設定値を演算するコントローラ内部注入率設定値演算手段と、
前記コントローラ内部注入率設定値演算手段により演算されたコントローラ内部注入率設定値に基づいて、前記薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御手段と、
前記薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、前記薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、前記追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段と、
を備えて成ることを特徴とする薬品注入制御装置。
【請求項５】
前記請求項３に記載の薬品注入制御装置において、
前記追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、前記薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた場合に、追加水流量変更を再度行なう多重補正手段を備えて成ることを特徴とする薬品注入制御装置。
【請求項６】
前記請求項４に記載の薬品注入制御装置において、
前記追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、前記薬品水の輸送時間経過以前にさらに処理水流量が変化した場合に、追加水流量変更を再度行なう多重補正手段を備えて成ることを特徴とする薬品注入制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば上水道プラントにおける水処理のために、塩素等の薬品を注入する薬品注入制御装置に係り、特に薬品注入機と注入点との間に距離がある場合の薬品水の輸送による無駄時間を無くした薬品注入制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば上水道プラントにおいては、ダム等から供給される水に、溶解した浮遊物質、溶解ガス等が含まれていることから、これらの浮遊物質、溶解ガス等を除去したり殺菌したりして飲料用の水とするために、ダム等からの給水に塩素等の薬品を所定の注入率で注入する水処理が行なわれている。
【０００３】
この場合、薬品の注入制御は、従来では薬品水流量を一定として、薬品注入率を変更することにより、薬品注入時の注入率変更を行なっている。
【０００４】
また、薬品水の輸送による無駄時間が発生する系においては、プロセスモデルを用いて見かけ上の制御対象の特性を変えて制御を行なう、スミスの無駄時間補償法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薬品水流量一定で薬品注入率を変更することによる注入率制御では、薬品注入機と注入点との間の距離が長い場合には、薬品水の輸送時間が無駄時間となり、これが制御の遅れとなっている。
【０００６】
また、薬品水の輸送による無駄時間が発生する系におけるスミスの無駄時間補償法は、制御上は遅れをモデルを用いて補償することができるが、実際のプロセスの遅れそのものは無くすことができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、薬品注入機と注入点との間の距離による薬品水注入遅れを無くし、注入点での薬品注入率変更を即座に行なうことが可能な薬品注入制御装置を提供することにある。
【０００８】
【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、プラントにおける水処理のために、塩素等の薬品を注入する薬品注入制御装置において、
請求項１の発明では、水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、注入管中を流れる追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、注入点における薬品注入率設定値に基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、注入点における薬品注入率設定値に基づいて、注入機注入率設定値を演算する注入機注入率設定値演算手段と、薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段と、注入機注入率設定値演算手段により演算された注入機注入率設定値に基づいて、薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御手段とを備える。
【０００９】
従って、請求項１の発明の薬品注入制御装置においては、注入点の注入率設定値変更が行なわれた時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうために、薬品水流量の変更を行なうことで、注入点における薬品注入量の変更を行なう。
【００１０】
すなわち、薬品水流量設定値演算手段では、変更された注入率に見合った薬品注入量が注入点において注入されるような薬品水流量設定値を演算する。追加水流量調節弁制御手段では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって追加水流量調節弁の開度を制御することにより、薬品水流量検出手段で検出された薬品水流量の制御を行なう。注入機注入率設定値演算手段では、注入管内の薬品濃度を一定に保つように、薬品水流量設定値に見合った注入機注入率設定値を演算する。注入機注入率制御手段では、この演算された注入機注入率設定値に基づき、注入機の注入率制御を行なう。
【００１１】
これにより、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、薬品注入率設定値変更が行なわれた時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことができる。
【００１２】
また、請求項２の発明では、水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、注入管中を流れる追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、水処理の対象となる処理水流量を検出する処理水流量検出手段と、注入点における薬品注入率設定値と、処理水流量検出手段により検出された処理水流量とに基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、注入点における薬品注入率設定値と、処理水流量検出手段により検出された処理水流量とに基づいて、注入機注入率設定値を演算する注入機注入率設定値演算手段と、薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段と、注入機注入率設定値演算手段により演算された注入機注入率設定値に基づいて、薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御機能とを備える。
【００１３】
従って、請求項２の発明の薬品注入制御装置においては、水処理を行なう水処理設備の処理水流量に比例して薬品水を注入するプロセスにおいて、水処理設備の処理水流量が変動した時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうために、薬品水流量の変更を行なうことで、注入点における薬品注入量の変更を行なう。
【００１４】
すなわち、水処理設備の処理水流量がある一定の偏差以上となった時、薬品水流量設定値演算手段では、水処理設備の処理水流量に見合った薬品注入量が注入点において注入されるような薬品水流量設定値を演算する。追加水流量調節弁制御手段では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって追加水流量調節弁の開度を制御することにより、薬品水流量検出手段で検出された薬品水流量の制御を行なう。注入機注入率設定値演算手段では、注入管内の薬品濃度を一定に保つように、薬品水流量設定値に見合った注入機注入率設定値を演算する。注入機注入率制御手段では、この演算された注入機注入率設定値に基づき、注入機注入率制御を行なう。
【００１５】
これにより、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、水処理設備の処理水流量が変動した時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことができる。
【００１６】
一方、請求項３の発明では、水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、注入管中を流れる追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、注入点における薬品注入率設定値に基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値に基づいて、追加水流量変更を行なう時間を算出する追加水時間算出手段と、追加水時間算出手段により算出された時間だけ追加水流量変更を行なっている間のコントローラ内部注入率設定値を演算するコントローラ内部注入率設定値演算手段と、コントローラ内部注入率設定値演算手段により演算されたコントローラ内部注入率設定値に基づいて、薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御手段と、薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段とを備える。
【００１７】
従って、請求項３の発明の薬品注入制御装置においては、注入点の注入率設定値変更が行なわれた時、注入管の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうために、薬品水の輸送時間の間だけ薬品水流量の変更を行なう。
【００１８】
すなわち、薬品水流量設定値演算手段では、変更された注入率に見合った薬品注入量が注入点において注入されるような薬品水流量設定値を演算する。追加水流量調節弁制御手段では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって追加水流量調節弁の開度を制御することにより、薬品水流量検出手段で検出された薬品水流量の制御を行なう。追加水時間算出手段には、薬品水流量とその流量時の薬品水輸送時間の相関データが記憶されており、薬品水流量設定値演算手段で演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量と薬品水輸送時間の相関データとから、追加水の変更を行なう時間を算出する。コントローラ内部注入率設定値演算手段では、薬品水流量変更が行なわれている間、薬品水流量を初期状態に戻した時に設定された薬品注入率が得られるように、注入機注入率設定値を演算する。注入機注入率制御手段では、この演算された注入機注入率設定値に基づき、注入機注入率制御を行なう。
【００１９】
これにより、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、薬品注入率設定値変更が行なわれた時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことができる。
【００２０】
さらに、注入点での注入率変更が行なわれた時に、薬品水の輸送時間の間、追加水流量調節弁により追加水流量を調節することにより、同一方向の注入率変更が連続して行なわれたような場合でも、それに容易に対応することができる。
【００２１】
また、請求項４の発明では、水を混合した状態で薬品を注入する薬品注入機と、薬品注入機により注入された薬品水を注入点まで輸送する注入管と、注入管に合流するように設置され、当該注入管に追加水を供給する追加水管と、注入管中を流れる追加水が追加された後の薬品水流量を検出する薬品水流量検出手段と、追加水管に設置され、当該追加水管中を流れる追加水流量を調節する追加水流量調節弁と、水処理の対象となる処理水流量を検出する処理水流量検出手段と、注入点における薬品注入率設定値と、処理水流量検出手段により検出された処理水流量とに基づいて、薬品水流量設定値を演算する薬品水流量設定値演算手段と、薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値に基づいて、追加水流量変更を行なう時間を算出する追加水時間算出手段と、追加水時間算出手段により算出された時間だけ追加水流量変更を行なっている間のコントローラ内部注入率設定値を演算するコントローラ内部注入率設定値演算手段と、コントローラ内部注入率設定値演算手段により演算されたコントローラ内部注入率設定値に基づいて、薬品注入機の注入率制御を行なう注入機注入率制御手段と、薬品水流量設定値演算手段により演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量検出手段により検出された薬品水流量とに基づいて、追加水流量調節弁の開度制御を行なう追加水流量調節弁制御手段とを備える。
【００２２】
従って、請求項４の発明の薬品注入制御装置においては、水処理を行なう水処理設備の処理水流量に比例して薬品水注入するプロセスにおいて、水処理設備の処理水流量が変動した時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうために、薬品水の輸送時間の間だけ薬品水流量の変更を行なう。
【００２３】
すなわち、水処理設備の処理水流量がある一定の偏差以上となった時、薬品水流量設定値演算手段では、水処理設備の処理水流量に見合った薬品注入量が注入点において注入されるような薬品水流量設定値を演算する。追加水流量調節弁制御手段では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって追加水流量調節弁の開度を制御することにより、薬品水流量検出手段で検出された薬品水流量の制御を行なう。追加水時間算出手段には、薬品水流量とその流量時の薬品水輸送時間の相関データが記憶されており、薬品水流量設定値演算手段で演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量と薬品水輸送時間の相関データとから、追加水の変更を行なう時間を算出する。コントローラ内部注入率設定値演算手段は、薬品水流量変更が行なわれている間、薬品水流量を初期状態に戻した時に設定された薬品注入率が得られるように、注入機注入率設定値を演算する。注入機注入率制御手段では、この演算された注入機注入率設定値に基づき、注入機注入率制御を行なう。
【００２４】
これにより、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、水処理設備の処理水流量が変動した時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことができる。
【００２５】
一方、請求項５の発明では、上記請求項３の発明の薬品注入制御装置において、追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた場合に、追加水流量変更を再度行なう多重補正手段を備える。
【００２６】
従って、請求項５の発明の薬品注入制御装置においては、上記請求項３の発明において、追加水流量変更が一度以上行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた時、薬品水流量設定値演算手段では、変更された注入率に見合った薬品注入量が注入点において注入されるような薬品水流量設定値を再演算する。追加水流量調節弁制御手段では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって追加水流量調節弁の開度を制御することにより、薬品水流量検出手段で検出された薬品水流量の制御を行なう。追加水時間算出手段には、薬品水流量とその流量時の薬品水輸送時間の相関データが記憶されており、薬品水流量設定値演算手段で演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量と薬品水輸送時間の相関データとから、注入管に残っている最も古い追加水変更分の残りの追加水時間を再度算出する。コントローラ内部注入率設定値演算手段では、薬品水流量変更が行なわれている間、薬品水流量を初期状態に戻した時に設定された薬品注入率が得られるように、注入機注入率設定値を再演算する。注入機注入率制御手段では、この演算された注入機注入率設定値に基づき、注入機注入率制御を行なう。さらに、注入管に残っている最も古い追加水変更分の残りの追加水時間経過後には、薬品水流量設定値演算手段では薬品水流量設定値を再演算し、追加水時間算出手段ではその次に古い追加水変更分の残りの追加水時間を再度算出し、コントローラ内部注入率設定値演算手段ではコントローラ内部注入率を再演算する。
【００２７】
これにより、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、薬品注入率変更による追加水流量変更が一度以上行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことができる。
【００２８】
また、請求項６の発明では、上記請求項４の発明の薬品注入制御装置において、追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに処理水流量が変化した場合に、追加水流量変更を再度行なう多重補正手段を備える。
【００２９】
従って、請求項６の発明の薬品注入制御装置においては、上記請求項４の発明において、追加水流量変更が一度以上行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに水処理設備の処理水流量がある一定量以上変動した時、薬品水流量設定値演算手段では、水処理設備の処理水流量に見合った薬品注入量が注入点において注入されるような薬品水流量設定値を再演算する。追加水流量調節弁制御手段では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって追加水流量調節弁の開度を制御することにより、薬品水流量検出手段で検出された薬品水流量の制御を行なう。追加水時間算出手段には、薬品水流量とその流量時の薬品水輸送時間の相関データが記憶されており、薬品水流量設定値演算手段で演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量と薬品水輸送時間の相関データとから、注入管に残っている最も古い追加水変更分の残りの追加水時間を再度算出する。コントローラ内部注入率設定値演算手段では、薬品水流量変更が行なわれている間、薬品水流量を初期状態に戻した時に設定された薬品注入率が得られるように、注入機注入率設定値を再演算する。注入機注入率制御手段では、この演算された注入機注入率設定値に基づき、注入機注入率制御を行なう。さらに、注入管に残っている最も古い追加水変更分の残りの追加水時間経過後には、薬品水流量設定値演算手段では薬品水流量設定値を再演算し、追加水時間算出手段ではその次に古い追加水変更分の残りの追加水時間を再度算出し、コントローラ内部注入率設定値演算手段ではコントローラ内部注入率を再演算する。
【００３０】
これにより、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、水処理設備の処理水流量の変動により薬品注入率が一度以上行なわれ、さらに水処理設備の処理水流量がある一定量以上変動した時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、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。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による薬品注入制御装置の全体構成例を示すブロック図である。
【００３３】
図１において、塩素等の薬品は、水を混合した薬品水の状態で薬品注入機１から注入管２を介して輸送され、注入点で図示しない水処理設備に注入する。
【００３４】
また、注入管２に合流するように追加水管３が設置され、注入管２に追加水を供給する。
【００３５】
さらに、注入管２には、注入管２中を流れる追加水が追加された後の薬品水流量を検出するための薬品水流量検出手段である薬品水流量計４が設置され、追加水管３には、追加水管３中を流れる追加水流量を調節するための追加水流量調節弁５が設置されている。
【００３６】
一方、薬品注入コントローラ６は、薬品水流量設定値演算手段７と、注入機注入率設定値演算手段８と、追加水流量調節弁制御手段９と、注入機注入率制御手段１０とから構成されている。
【００３７】
薬品水流量設定値演算手段７は、注入点における薬品注入率設定値に基づいて、薬品水流量設定値を演算する。
【００３８】
注入機注入率設定値演算手段８は、注入点における薬品注入率設定値に基づいて、注入機注入率設定値を演算する。
【００３９】
追加水流量調節弁制御手段９は、薬品水流量設定値演算手段７により演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量計４により検出された薬品水流量とに基づいて、追加水流量調節弁５の開度制御を行なう。
【００４０】
注入機注入率制御手段１０は、注入機注入率設定値演算手段８により演算された注入機注入率設定値に基づいて、薬品注入機１の注入率制御を行なう。
【００４１】
次に、以上のように構成した本実施の形態の薬品注入制御装置の作用について説明する。
【００４２】
いま、注入点における注入率設定値が、例えばＤｃｌ0 からＤｃｌ1 に変更された時を考える。
【００４３】
この場合、従来の方式では、薬品注入機の注入率を変えることにより注入率の変更に対応していたが、本実施の形態では、薬品水流量を変えることにより注入率の変更を実現する。
【００４４】
すなわち、注入率設定値変更前の薬品水流量をｑ0 、注入率設定値変更後の薬品水流量をｑ1 とすれば、以下のような関係が成り立つ。
【００４５】
【数１】
0003764292.tif 000002
【００４６】
従って、注入率設定値変更後の薬品水流量ｑ1 の値は、次のように表わされる。
【００４７】
【数２】
0003764292.tif 000003
【００４８】
また、薬品水流量を変えた場合でも注入管２内の濃度を一定に保つために、薬品注入機１の注入率も薬品水流量と同じ比で変える必要がある。
【００４９】
すなわち、注入点の注入率設定値変更前の注入機注入率設定値をＤＩｃｌ0 、注入点の注入率設定値変更後の注入機注入率設定値をＤＩｃｌ1 とすれば、以下のような関係が成り立つ。
【００５０】
【数３】
0003764292.tif 000004
【００５１】
上記（１）式、（３）式より、注入点の注入率設定値変更後の注入機注入率設定値ＤＩｃｌ1 は、次のように表わされる。
【００５２】
【数４】
0003764292.tif 000005
【００５３】
具体的には、図１において、薬品水流量設定値演算手段７では、注入点における注入率設定値を入力とし、上記（２）式を用いて薬品水流量設定値が演算される。
【００５４】
次に、追加水流量調節弁制御手段９では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品水流量制御を行ない、追加水流量調節弁５の開度制御が行なわれる。
【００５５】
また、注入機注入率設定値演算手段８では、注入点における注入率設定値を入力とし、上記（４）式を用いて注入機注入率設定値が演算される。
【００５６】
次に、注入機注入率制御手段１０では、この演算された注入機注入率設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品注入機１の注入率制御が行なわれる。
【００５７】
上述したように、本実施の形態の薬品注入制御装置では、注入管２に合流する追加水管３を設け、注入点での注入率変更が行なわれた時には、追加水流量調節弁５により追加水流量を調節するようにしているので、薬品注入機１と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、薬品注入率設定値変更が行なわれた時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことが可能となる。
【００５８】
すなわち、薬品水流量の変更を行なうことで、注入点における薬品注入量の変更を行なうことにより、注入点の注入率設定値変更が行なわれた時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうことが可能となる。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による薬品注入制御装置の全体構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素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。
【００６０】
すなわち、本実施の形態の薬品注入制御装置は、図２に示すように、前記図１に加えて、水処理設備の入口側に、水処理の対象となる処理水流量を検出する処理水流量検出手段である処理水流量計１２を設置し、さらにこの検出した処理水流量を薬品水流量設定値演算手段７および注入機注入率設定値演算手段８に入力して、処理水流量の変化による薬品注入率の変更を即座に行なう構成としたものである。
【００６１】
薬品水流量設定値演算手段７は、注入点における薬品注入率設定値と、処理水流量計１２により検出された処理水流量とに基づいて、薬品水流量設定値を演算する。
【００６２】
注入機注入率設定値演算手段８は、注入点における薬品注入率設定値と、処理水流量計１２により検出された処理水流量とに基づいて、注入機注入率設定値を演算する。
【００６３】
次に、以上のように構成した本実施の形態の薬品注入制御装置の作用について説明する。
【００６４】
注入点における薬品注入量は、処理水流量に比例して注入する必要があるため、処理水流量が大きく変化した場合には、注入率も変える必要がある。
【００６５】
すなわち、初期状態の処理水流量Ｑ0 で、処理水流量が注入率変更を行なわなければならないある一定幅の変化量を超えてＱ1 になったとすれば、必要となる薬品水流量ｑ1 は、処理水流量に比例させる必要があるため、次のような式が成り立つ。
【００６６】
【数５】
0003764292.tif 000006
【００６７】
従って、必要となる薬品水流量ｑ1 の値は、次のように表わされる。
【００６８】
【数６】
0003764292.tif 000007
【００６９】
また、この場合も、注入機注入率は、注入管２内の薬品濃度が一定となるように決める必要があるため、前記（３）式が成り立つ。
【００７０】
上記（３）式、（５）式より、注入機注入率は次のように表わされる。
【００７１】
【数７】
0003764292.tif 000008
【００７２】
具体的には、図２において、薬品水流量設定値演算手段７では、処理水流量を入力とし、上記（６）式を用いて薬品水流量設定値が演算される。
【００７３】
次に、追加水流量調節弁制御手段９では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品水流量制御を行ない、追加水流量調節弁５の開度制御が行なわれる。
【００７４】
また、注入機注入率設定値演算手段８では、処理水流量を入力とし、上記（７）式を用いて注入機注入率設定値が演算される。
【００７５】
次に、注入機注入率制御手段１０では、この演算された注入機注入率設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品注入機１の注入率制御が行なわれる。
【００７６】
上述したように、本実施の形態の薬品注入制御装置では、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、水処理設備の処理水流量が変動した時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことが可能となる。
【００７７】
すなわち、薬品水流量の変更を行なうことで、注入点における薬品注入量の変更を行なうことにより、水処理設備の処理水流量が変動した時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうことが可能となる。
【００７８】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による薬品注入制御装置の全体構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素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。
【００７９】
図３において、薬品注入コントローラ６は、薬品水流量設定値演算手段７と、追加水時間算出手段１２と、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３と、追加水流量調節弁制御手段９と、注入機注入率制御手段１０とから構成されている。
【００８０】
薬品水流量設定値演算手段７は、注入点における薬品注入率設定値に基づいて、薬品水流量設定値を演算する。
【００８１】
追加水時間算出手段１２は、薬品水流量設定値演算手段７により演算された薬品水流量設定値に基づいて、追加水流量変更を行なう時間を算出する。
【００８２】
コントローラ内部注入率設定値演算手段１３は、追加水時間算出手段１２により算出された時間だけ追加水流量変更を行なっている間のコントローラ内部注入率設定値を演算する。
【００８３】
追加水流量調節弁制御手段９は、薬品水流量設定値演算手段７により演算された薬品水流量設定値と、薬品水流量計４により検出された薬品水流量とに基づいて、追加水流量調節弁５の開度制御を行なう。
【００８４】
注入機注入率制御手段１０は、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３により演算されたコントローラ内部注入率設定値に基づいて、薬品注入機１の注入率制御を行なう。
【００８５】
次に、以上のように構成した本実施の形態の薬品注入制御装置の作用について説明する。
【００８６】
いま、注入点における注入率設定値が変更された場合、薬品注入機１の注入率は直ちに変更されるが、その注入率の薬品水が注入点に到達するまでには、注入管２における輸送時間がかかり、注入点から実際に注入されるのは、この輸送時間経過後ということになる。
【００８７】
この場合、本実施の形態では、かかる輸送時間の間は、注入率設定値変更前に既に注入管２内に詰まっている薬品水の流量を増減することにより、注入点における薬品注入率変更を即座に行なう。
【００８８】
すなわち、通常時の薬品水流量をｑ0 とする。図４に示すように、注入率設定値がＤｃｌ0 からＤｃｌ1 に変更された時を考える。
【００８９】
この時、注入点における薬品注入率を直ちにＤｃｌ1 とするために、薬品水流量をｑ1 にしたとすれば、以下のような関係が成り立つ。
【００９０】
【数８】
0003764292.tif 000009
【００９１】
従って、薬品水流量ｑ1 の値は、次のように表わされる。
【００９２】
【数９】
0003764292.tif 000010
【００９３】
また、薬品水流量ｑ1 における薬品水の輸送時間ｈｒｔが経過した後は、薬品水流量をｑ0 に戻して、次回の注入率変更に備える必要がある。
【００９４】
この時、単純に薬品水流量を元に戻すと、注入管２の中は既に濃度の異なる薬品水で満たされているため、注入点での実質注入率は、また薬品水の輸送時間の間変わってしまうことになる。
【００９５】
よって、薬品水流量の変更がかかっている間は、薬品注入機１の薬品注入率をベース流量ｑ0 に換算した時に、注入点での注入率が設定された注入率となるような値にしておかなければならない。
【００９６】
従って、薬品水流量の変更がかかっている間、薬品注入コントローラ６内部で薬品注入機１の注入率制御に用いる注入率設定値の値は、薬品注入コントローラ６に対して外部から設定された注入率設定値Ｄｃｌ1 とは異なるＤｃｌｃという値とし、薬品水の輸送時間経過後にＤｃｌ1 にする操作が必要となる。
【００９７】
薬品水流量変更時と薬品水の輸送時間経過後における注入管２中の薬品濃度に着目すると、次のような関係が成り立つ。
【００９８】
【数１０】
0003764292.tif 000011
【００９９】
上記（９）式、（１０）式より、薬品水の輸送時間経過後のＤｃｌｃは、次のように表わされる。
【０１００】
【数１１】
0003764292.tif 000012
【０１０１】
薬品水の輸送時間ｈｒｔは、薬品水流量ｑｃｌの関数であり、次のように表わされる。
【０１０２】
【数１２】
0003764292.tif 000013
【０１０３】
具体的には、図３において、薬品水流量設定値演算手段７では、注入点における注入率設定値を入力とし、上記（９）式を用いて薬品水流量設定値が演算される。
【０１０４】
次に、追加水流量調節弁制御手段１１では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品水流量制御を行ない、追加水流量調節弁５の開度制御が行なわれる。
【０１０５】
また、追加水時間算出手段８では、上記演算された薬品水流量設定値を入力とし、上記（１２）式を用いて追加水流量変更を行なう時間が算出される。
【０１０６】
コントローラ内部注入率設定値演算手段１３では、注入点における注入率設定値を入力とし、上記（１１）式を用いてコントローラ内部注入率が演算される。
【０１０７】
次に、注入機注入率演算手段１０では、この演算されたコントローラ内部注入率設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品注入機１の注入率制御が行なわれる。
【０１０８】
そして、追加水時間経過後は、薬品水流量設定値をｑ0 に戻し、コントローラ内部注入率をＤｃｌ1 とする。
【０１０９】
上述したように、本実施の形態の薬品注入制御装置では、注入管２に合流する追加水管３を設け、注入点での注入率変更が行なわれた時には、薬品水の輸送時間の間、追加水流量調節弁５により追加水流量を調節するようにしているので、薬品注入機１と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、薬品注入率設定値変更が行なわれた時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことが可能となり、さらに同一方向の注入率変更が連続して行なわれたような場合でも、それに容易に対応することが可能となる。
【０１１０】
すなわち、薬品水流量の変更を行なうことで、注入点における薬品注入量の変更を行なうことにより、注入点の注入率設定値変更が行なわれた時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうことが可能となる。
【０１１１】
（第４の実施の形態）
図５は、本実施の形態による薬品注入制御装置の全体構成例を示すブロック図であり、図３と同一要素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。
【０１１２】
すなわち、本実施の形態の薬品注入制御装置は、図５に示すように、前記図３に加えて、水処理設備の入口側に、水処理の対象となる処理水流量を検出する処理水流量検出手段である処理水流量計１２を設置し、さらにこの検出した処理水流量を薬品水流量設定値演算手段７に入力して、処理水流量の変化による薬品注入率の変更を即座に行なう構成としたものである。
【０１１３】
薬品水流量設定値演算手段７は、注入点における薬品注入率設定値と、処理水流量計１２により検出された処理水流量とに基づいて、薬品水流量設定値を演算する。
【０１１４】
次に、以上のように構成した本実施の形態の薬品注入制御装置の作用について説明する。
【０１１５】
注入点における薬品注入量は、処理水流量に比例して注入する必要があるため、処理水流量が大きく変化した場合には、注入率も変える必要がある。
【０１１６】
すなわち、初期状態の処理水流量Ｑ0 で、処理水流量が注入率変更を行なわなければならないある一定幅の変化量を超えてＱ1 になったとすれば、必要となる薬品水流量ｑ1 は、処理水流量に比例させる必要があるため、次のような式が成り立つ。
【０１１７】
【数１３】
0003764292.tif 000014
【０１１８】
また、この場合も、コントローラ内部注入率は、薬品水流量をｑ0 に戻した時に設定値通りとなるように決める必要がある。
【０１１９】
薬品水流量変更時と薬品水の輸送時間経過後における注入管２中の薬品濃度に着目すると、次のような関係が成り立つ。
【０１２０】
【数１４】
0003764292.tif 000015
【０１２１】
上記（１３）式、（１４）式より、コントローラ内部注入率は、次のように表わされる。
【０１２２】
【数１５】
0003764292.tif 000016
【０１２３】
具体的には、図５において、薬品水流量設定値演算手段７では、処理水流量を入力とし、上記（１３）式を用いて薬品水流量設定値が演算される。
【０１２４】
次に、追加水流量調節弁制御手段９では、この演算された薬品水流量設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品水流量制御を行ない、追加水流量調節弁５の開度制御が行なわれる。
【０１２５】
また、追加水時間算出手段１２では、上記演算された薬品水流量設定値を入力とし、上記（１２）式を用いて追加水流量変更を行なう時間が算出される。
【０１２６】
次に、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３では、注入率設定値を入力とし、上記（１５）式を用いてコントローラ内部注入率が演算される。
【０１２７】
次に、注入機注入率演算手段１０では、この演算されたコントローラ内部注入率設定値にしたがって、例えばＰＩＤ演算により薬品注入機１の注入率制御が演算される。
【０１２８】
そして、追加水時間経過後は、薬品水流量設定値をｑ0 に戻し、コントローラ内部注入率をＤｃｌ0 に戻す。
【０１２９】
上述したように、本実施の形態の薬品注入制御装置では、薬品注入機と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、水処理設備の処理水流量が変動した時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことが可能となる。
【０１３０】
すなわち、薬品水流量の変更を行なうことで、注入点における薬品注入量の変更を行なうことにより、水処理設備の処理水流量が変動した時、薬品水の輸送時間を待たずに注入率変更を即座に行なうことが可能となる。
【０１３１】
（第５の実施の形態）
本実施の形態による薬品注入制御装置は、前記第３の実施の形態において、前記追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた場合に、追加水流量変更を再度行なう多重補正手段を、前記薬品注入コントローラ６に備えた構成としたものである。
【０１３２】
次に、以上のように構成した本実施の形態の薬品注入制御装置の作用について説明する。
【０１３３】
前記第３の実施の形態において、追加水流量変更がｎ重に行なわれたとすれば、ｎ重目の追加水流量変更時の薬品水流量は、次のように表わされる。
【０１３４】
【数１６】
0003764292.tif 000017
【０１３５】
ここで、ｑn …ｎ重目の追加水流量変更時の薬品水流量
ｑn-1 …ｎ−１重目の追加水流量変更時の薬品水流量
Ｄｃｌn …ｎ重目の追加水流量変更時の薬品注入率設定値
Ｄｃｌn-1 …ｎ−１重目の追加水流量変更時の薬品注入率設定値
また、コントローラ内部注入率は、次のように表わされる。
【０１３６】
【数１７】
0003764292.tif 000018
【０１３７】
多重補正が行なわれた場合には、現在行なわれている追加水流量変更のうち、最も古い変更分の残りの追加水流量変更時間を再度演算する。
【０１３８】
この場合、現在行なわれている全ての追加水変更分に対して、追加水時間完了比率を演算しておく。この追加水時間完了比率は、全管路の輸送時間を１とした時の各追加水変更分の時間的完了比率である。
【０１３９】
図６は、追加水時間完了比率の一例を示す概念図である。
【０１４０】
追加水時間完了比率は、次のように表わされる。
【０１４１】
【数１８】
0003764292.tif 000019
【０１４２】
ここで、Ｘn-i …ｎ−ｉ重目の追加水流量変更分の追加水時間完了比率
ｔi …ｉ重目の追加水流量変更開始からｉ＋１重目の追加水流量変更が発生するまでの時間
ｑi …ｉ重目の追加水流量変更時の薬品水流量
ｆ（ｑi ）…ｉ重目の追加水流量変更時の薬品水流量の注入管全体の輸送時間
最も古い追加水流量変更の残り時間ｈｒｔold は、次のような式により得られる。
【０１４３】
【数１９】
0003764292.tif 000020
【０１４４】
具体的には、図３において、薬品注入率変更が前回以前の追加水流量変更時の薬品水輸送時間経過以前に行なわれた時、薬品水流量設定値演算手段７では、上記（１６）式を用いて薬品水流量設定値が演算される。
【０１４５】
次に、追加水時間算出手段１２では、上記（１９）式を用いて最も古い追加水流量変更の残り時間が算出される。
【０１４６】
次に、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３では、上記（１７）式を用いてコントローラ内部注入率設定値が演算される。
【０１４７】
また、多重補正が行なわれている場合、最も古い追加水流量変更の残り時間が経過した時、薬品水流量設定値演算手段７では、さらに継続中の全ての追加水流量変更分に対して、上記（１６）式を用いて薬品水流量設定値が演算し直される。
【０１４８】
次に、追加水時間算出手段１２では、継続中の追加水流量変更分の中で最も古い追加水流量変更の残り時間が、上記（１９）式を用いて算出し直される。
【０１４９】
次に、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３では、上記（１７）式を用いてコントローラ内部注入率設定値が演算し直される。
【０１５０】
上述したように、本実施の形態の薬品注入制御装置では、追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた場合に、追加水流量変更を再度行なうようにしているので、薬品注入機１と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、薬品注入率変更による追加水流量変更が一度以上行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに薬品注入率変更が行なわれた時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことが可能となる。
【０１５１】
（第６の実施の形態）
本実施の形態による薬品注入制御装置は、前記第４の実施の形態において、前記追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに処理水流量が変化した場合に、追加水流量変更を再度行なう多重補正手段を、前記薬品注入コントローラ６に備えた構成としたものである。
【０１５２】
次に、以上のように構成した本実施の形態の薬品注入制御装置の作用について説明する。
【０１５３】
前記第４の実施の形態において、追加水流量変更がｎ重に行なわれたとすれば、ｎ重目の追加水流量変更時の薬品水流量は、次のように表わされる。
【０１５４】
【数２０】
0003764292.tif 000021
【０１５５】
ここで、Ｑn …ｎ重目の追加水流量変更時の処理水流量
Ｑn-1 …ｎ−１重目の追加水流量変更時の処理水流量
また、コントローラ内部注入率は、次のように表わされる。
【０１５６】
【数２１】
0003764292.tif 000022
【０１５７】
具体的には、図５において、処理水流量の変化による薬品注入率変更が前回以前の追加水変更時の薬品水輸送時間経過以前に行なわれた時、薬品水流量設定値演算手段７では、上記（２０）式を用いて薬品水流量設定値が演算される。
【０１５８】
次に、追加水時間算出手段１２では、上記（１９）式を用いて最も古い追加水流量変更の残り時間が算出される。
【０１５９】
次に、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３では、上記（２１）式を用いてコントローラ内部注入率設定値が演算される。
【０１６０】
また、多重補正が行なわれている場合、最も古い追加水流量変更の残り時間が経過した時、薬品水流量設定値演算手段７では、さらに継続中の全ての追加水流量変更分に対して、上記（２０）式を用いて薬品水流量設定値が演算し直される。
【０１６１】
次に、追加水時間算出手段１２では、継続中の追加水流量変更分の中で最も古い追加水流量変更の残り時間が、上記（１９）式を用いて算出し直される。
【０１６２】
次に、コントローラ内部注入率設定値演算手段１３では、上記（２１）式を用いてコントローラ内部注入率設定値が演算し直される。
【０１６３】
上述したように、本実施の形態の薬品注入制御装置では、追加水流量変更が少なくとも一度行なわれ、薬品水の輸送時間経過以前にさらに処理水流量が変化した場合に、追加水流量変更を再度行なうようにしているので、薬品注入機１と注入点との間の距離が長い薬品注入プロセスにおいて、水処理設備の処理水流量の変動により薬品注入率が一度以上行なわれ、さらに水処理設備の処理水流量がある一定量以上変動した時の薬品注入率変更を、薬品水の輸送時間の遅れなく即座に行なうことが可能となる。
【０１６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薬品注入制御装置によれば、プラントの薬品注入プロセスにおいて、注入管に合流する追加水管を設け、注入点での注入率変更が行なわれた時には、追加水流量調節弁により追加水流量を調節するようにしているので、薬品注入機と注入点との間の距離による薬品水注入遅れを無くし、注入点での注入率変更を即座に行なうことが可能となる。
【０１６５】
また、本発明の薬品注入制御装置によれば、プラントの薬品注入プロセスにおいて、注入管に合流する追加水管を設け、注入点での注入率変更が行なわれた時には、薬品水の輸送時間の間、追加水流量調節弁により追加水流量を調節するようにしているので、薬品注入機と注入点との間の距離による薬品水注入遅れを無くし、注入点での注入率変更を即座に行なうことが可能となり、さらに同一方向の注入率変更が連続して行なわれたような場合でも、それに容易に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薬品注入制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による薬品注入制御装置の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による薬品注入制御装置の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図４】同第３の実施の形態の薬品注入制御装置における注入率設定値変更時の薬品水流量、コントローラ内部注入率の変化の一例を示すタイムチャート。
【図５】本発明による薬品注入制御装置の第４の実施の形態を示すブロック図。
【図６】同第４の実施の形態の薬品注入制御装置における追加水時間完了比率の一例を示す概念図。
【符号の説明】
１…薬品注入機、
２…注入管、
３…追加水管、
４…薬品水流量計、
５…追加水流量調節弁、
６…薬品注入コントローラ、
７…薬品水流量設定値演算手段、
８…注入機注入率設定値演算手段、
９…追加水流量調節弁制御手段、
１０…注入機注入率制御手段、
１１…処理水流量計、
１２…追加水時間算出手段、
１３…コントローラ内部注入率設定値演算手段。
【図１】
0003764292.tif 000023
【図２】
0003764292.tif 000024
【図３】
0003764292.tif 000025
【図４】
0003764292.tif 000026
【図５】
0003764292.tif 000027
【図６】
0003764292.tif 000028