JPH11224107A - ２つ以上の製造ユニットの制御方法 - Google Patents

２つ以上の製造ユニットの制御方法

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JPH11224107A
JPH11224107A JP10282920A JP28292098A JPH11224107A JP H11224107 A JPH11224107 A JP H11224107A JP 10282920 A JP10282920 A JP 10282920A JP 28292098 A JP28292098 A JP 28292098A JP H11224107 A JPH11224107 A JP H11224107A
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unit
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compressor
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JP10282920A
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English (en)
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Nicolas Duflot
ニコラス・デュフロー
Christophe Charrier
クリストフ・シャリエール
Dominique Jouvaud
ドミニク・ジュボー
Patrice Ollivier
パトリス・オリビエ
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0676—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on flow sources
    • G05D7/0682—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on flow sources using a plurality of flow sources

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  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮機の出力圧が変化する範囲を制限し、もっ
て、全体のエネルギー消費を減少させることを可能にす
ること。 【解決手段】需要家のプラントに供給すべき共通の出力
フローを作り出すために、その出力が並列に接続されて
いる、少なくとも２つの製造ユニットを制御するため
に、所定の目標値（ｕ）の関数として共通の出力フロー
を制御し、共通の出力フローを表わす少なくとも１つの
変数を測定し、各ユニットのために、所定の動作状態の
有限集合の中で１つのユニットの動作状態に対応する制
御命令を決定し、決定された制御命令でユニットを制御
する。この場合、共通の出力フローを表わす２つの変数
が測定され、ファジィ論理自動制御装置によって制御命
令が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、需要家のプラント
に供給すべき共通の出力フローを作り出すために、その
出力が並列に接続されている、少なくとも２つの製造ユ
ニットを制御するための方法に関する。ここで、この制
御方法は、所定の目標値の関数として共通の出力フロー
を制御するもので、共通の出力フローを表わす少なくと
も１つの変数を測定するステップと、各ユニットのため
に、所定の動作状態の有限集合の中で１つのユニットの
動作状態に対応する制御命令を決定するステップと、決
定された制御命令でユニットを制御するステップとを含
む。
【０００２】本発明は、特に、オン／オフモードで動作
する数個のガス発生炉を制御することに適用され、圧力
によって需要家のプラントにガスを供給するために、そ
れらの出力が並列に接続されている空気圧縮機に特に適
用されるものである。
【０００３】
【従来の技術】このタイプの応用において、需要家のプ
ラントのガス需要は、時間と伴に変化するので、圧縮機
によって製造される共通の出力フローを制御する必要が
ある。特に、圧縮機の共通の出力において圧力を所定の
目標値に可及的に近づけて保持することが望ましい。
【０００４】公知のプラントでは、幾つかの圧縮機が並
列に設置されている。例えば、１時間当たり１０００ｍ
3 の平均消費に対して、１時間当たり１５００ｍ3 のピ
ークまで上昇することができる、１時間当たり５００ｍ
3 の公称定格を有する３台の圧縮機が並列に設置され
る。従って、平均では２台の圧縮機だけが同時に作動
し、３番目の圧縮機はほとんどの時間作動していない。
【０００５】このタイプのプラントでは、圧縮機は３つ
の別個の動作状態を有する。即ち、第１の状態は、圧縮
機が停止している状態に対応し、機械駆動手段が切られ
ている。第２の状態は、圧縮機の接続が解かれた状態、
または「アイドリング」状態に対応し、機械駆動手段は
作動しているが、空気圧縮手段の接続が解かれている。
第３の状態は、圧縮機が係合した状態、あるいは「製
造」状態に対応し、機械駆動手段が作動しており、圧縮
機がその出力において圧縮された空気を送り出している
状態である。
【０００６】このタイプの圧縮機セットの出力圧を制御
するための現在の制御方法は、本質的に、圧縮機の共通
の出力において圧力を測定し、それを各々の圧縮機を作
動または非作動させるための一組のしきい値と比較する
ことにある。
【０００７】特に、プラントが３台の圧縮機を備えてい
る場合、プロセスは各圧縮機について２つずつ、計６つ
のしきい値を使用する。各々の圧縮機はこのように作動
判定用しきい値と非作動判定用しきい値と関連する。し
きい値は各々１つの圧縮機に対応するので、最初に非作
動状態とされるのは、常に同じ圧縮機である。同様に、
優先的に作動するのは常に同じ圧縮機である。
【０００８】この問題を解決するために、様々な圧縮機
の間で作動時間を分散させるために、様々な圧縮機の間
でしきい値を交換することが提案されている。このしき
い値の交換は一週間というオーダーの比較的長い期間で
行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、しきい
値は各々１つの圧縮機に関連するので、３台の圧縮機に
よって形成されるシステムは、出力圧が高いしきい値と
低いしきい値の間で変化する振動システムである。ま
た、圧力は、出力で大きく変動し、これは過度のエネル
ギー消費につながる。
【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、圧縮機の出力圧が変化する範囲を制限し、もって、
全体のエネルギー消費を減少させることを可能にする、
２つ以上の製造ユニットの制御方法を提供することを目
的とする。
【００１１】
【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、本発明による２つ以上の製造ユニットの制御方法
は、共通の出力フローを表わす少なくとも２つの変数を
測定し、ファジィ論理自動制御装置によって制御命令が
決定されることを特徴とするもので、該自動制御装置
は、測定された変数に基づいて、入力ファジィ変数を構
築し、少なくとも１つのユニットのために、上記入力フ
ァジィ変数及び予め集められた知識ベースに基づいて、
製造ユニットの固有の特徴に依存せずに、所定の動作状
態の有限集合の中で１つの動作状態に対応する制御命令
を決定し、そのユニット乃至は各々のユニットに、決定
された制御命令を適用することから成るステップを実施
する。
【００１２】また別の態様によれば、本発明による２つ
以上の製造ユニットの制御方法は、以下の特徴の１つ以
上を含む。
【００１３】即ち、上記測定された変数の１つは、上記
測定された変数の別の時間に対する、所定のオーダーの
導関数の推定値であること。
【００１４】製造ユニットは、ガス圧縮機であり、測定
された変数は、少なくとも圧力及び圧力の変化率である
こと。
【００１５】それは更に、流出を表わす２つの測定され
た変数の少なくとも１つを一組の所定のしきい値と比較
するステップと、比較される上記変数または上記変数の
１つが所定のしきい値と交差する時、ファジィ論理自動
制御装置によって決定される制御命令に関わりなく、少
なくとも１つのユニットのために、所定の動作状態の有
限集合の中で１つの動作状態に対応する制御命令を決定
するステップと、決定された制御命令を少なくとも１つ
の製造ユニットに適用するステップと、を含む。
【００１６】また、比較される上記変数または上記変数
の１つが所定のしきい値と交差する時、問題の変数がな
お上記所定のしきい値を超えている場合、遅延を起こさ
せ、決定された制御命令が遅延期間の終わりに製造ユニ
ットの１つにのみ適用されること。
【００１７】遅延期間の間に、所定のしきい値と交差す
る変数の変化率を基準しきい値と比較し、上記変化率が
基準しきい値と交差する場合、遅延期間が終了する前に
決定された制御命令を適用すること。
【００１８】少なくとも１つの動作状態のために、各々
の製造ユニットの全動作時間を記憶し、その状態または
各々の状態と関連して決定された制御命令が適用される
製造ユニットとして、制御命令の適用から生じる動作状
態において総計で最も短い全動作時間となるものを、製
造ユニットの中から選択すること。
【００１９】少なくとも１つの動作状態のために、各々
の製造ユニットの全動作時間を記憶し、問題の動作状態
におけるユニットの全動作時間の間の差が所定のしきい
値を超える時に、ユニット間の動作状態の入れ替えが行
われること。
【００２０】上記入力ファジィ変数は、測定された変数
の普遍集合を通じて限定される曲線に基づいて設定さ
れ、これらの曲線は全て同じ形状であり、普遍集合に亙
って規則正しく分散されること。
【００２１】上記曲線は、そのゼロでない領域において
実質的に三角形の形状のものであること。
【００２２】そして、各々のユニットの動作状態の上記
有限集合は、アイドリング状態と停止状態を含み、決定
された前の期間の間に既に行われた上記ユニットの停止
数が低くなるにつれて、停止前のユニットのアイドリン
グ時間が比例的に短くなること。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。
【００２４】図１は、出力１２に対する圧縮空気の供給
のためのプラント１０を表わしており、その出力に需要
家のプラント（図示せず）、例えば、工業用地の分配ネ
ットワークが接続される。
【００２５】プラント１０は、３つの同じ圧縮機１４，
１６，１８を含み、それらの出力が並列に接続されてい
る。圧縮機の共通の出力が圧縮空気を乾燥させ濾過する
ステーション２０に接続される。バッファタンク２２
が、上記乾燥・濾過ステーション２０と圧縮機の共通の
出力間に挿入される。出力１２は、乾燥ステーション２
０の下流に設けられる。なお、バッファタンク２２とス
テーション２０の順序が逆であっても良いことは勿論で
ある。
【００２６】圧力センサ２４がバッファタンク２２に装
着される。この圧力センサ２４は、例えばプログラム可
能な自動化装置によって形成される自動制御装置２６に
接続される。この自動制御装置２６は、上記圧縮機１
４，１６，１８の各々に取付けられる制御ワイヤの束に
よって、それらに接続される。
【００２７】特に、各圧縮機は、当該圧縮機の始動及び
停止を制御するために、１４Ａ，１６Ａ，１８Ａで表わ
される第１の継電器を含む。更に、各々の圧縮機は、１
４Ｂ，１６Ｂ，１８Ｂで表わされる第２の継電器を含
み、これら圧縮機を運転中に、圧縮空気を製造させた
り、製造を中止させることができるようになっている。
このように、この継電器は、圧縮機をそのアイドリング
状態と製造状態に切り替えることを可能にする。
【００２８】図２は、上記自動制御装置２６の動作にお
ける主要なステップを表わしている。
【００２９】即ち、第１のステップ５０の間に、自動制
御装置２６は、圧力センサ２４を介して、一方で、バッ
ファタンク２２内部の圧力Ｐを、また他方で、このタン
ク２２内の経時的な圧力変化率、つまりΔＰ／Δｔで示
される時間に対する圧力の導関数の推定値を測定する。
【００３０】次に、１回目のテストが、ステップ５２で
行われる。このテストは、図３の（Ａ）で表わされる一
組のしきい値と上記圧力Ｐとを比較することから成る。
【００３１】この図３の（Ａ）では、実線の曲線が、圧
力Ｐの時間的な変化の例を表わしている。
【００３２】また、ｕで示される目標圧力が、破線で表
わされている。
【００３３】この圧力ｕは、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で
示される一組の４つの高いしきい値と、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ
３，Ｄ４で示される一組の４つの低いしきい値によって
表わされる。それらは、各々圧縮機の１つを作動（acti
vate）または非作動（deactivate）にするのに必要な圧
力に対応する。
【００３４】ここで、圧縮機の作動とは、圧縮機を停止
状態またはアイドリング状態から、空気の製造状態に切
り替えることを示す。逆に、非作動とは、圧縮機を空気
製造状態からアイドリング状態に切り替えることを意味
する。
【００３５】各しきい値は、ユーザが定義する遅延に関
連する。問題のしきい値が目標値ｕから離れるにつれ
て、遅延は比例的に短くなる。
【００３６】圧力Ｐの値がしきい値と交差する時、関連
する遅延が開始される。遅延が経過し、圧力の値がまだ
問題のしきい値を超えている場合には、圧縮機の１つで
補正行動が行われる。しきい値が目標値ｕの上にある
か、下にあるかに応じて、出力圧を変更するために、圧
縮機の１つが作動されるか、または逆に非作動にされ
る。
【００３７】このように、例えば、圧力Ｐが非常に急激
に上昇する場合、しきい値Ｓ１の遅延が終了してしまう
前に、しきい値Ｓ１よりはるかに短い遅延が与えられる
しきい値Ｓ２またはＳ３を横切り、それらの遅延が経過
しても良いことが解るであろう。このように、しきい値
Ｓ１の遅延が経過してしまう前に、圧縮機の１つを作動
させるための補正行動が開始される。
【００３８】更に、しきい値と交差すると同時に、また
圧力変化率ΔＰ／Δｔの値が所定の基準値より絶対値の
点から大きい場合は、関連する遅延が完了してしまう前
であっても、補正行動を開始するために、自動制御装置
２６は圧力変化率ΔＰ／Δｔを特定の数の所定の基準値
と自動的に比較する。
【００３９】このプロセスにおいて定義されるしきい値
は、圧縮機の１つには指定されない。その代わりに、し
きい値と交差することによってのみ、自動制御装置２６
が圧縮機の１つの作動または非作動を命令するように導
かれる。制御命令が適用される圧縮機は、圧縮機の作動
及び非作動を管理するためのサブルーチンによって決定
され、これらは図２において、各々ステップ５４とステ
ップ５６で示されている。
【００４０】図４のフローチャートは、ステップ５４に
おいて実施される圧縮機の作動のためのプロセスを説明
している。
【００４１】圧縮機を作動させるための補正行動を取る
ための決定が為される時、自動制御装置２６内にロード
されたソフトウエアが、ステップ６２において、圧縮機
の１つがアイドリング状態にあるかどうか、つまり、そ
の圧縮機が運転中であり、また圧縮空気の製造が止めら
れているかどうかをチェックする。そのような場合に
は、ステップ６４において、ソフトウエアは、この圧縮
機を作動させるべきものとして選択する。
【００４２】圧縮機のいずれもアイドリング状態にない
場合、自動制御装置２６は、ステップ６６において、製
造において全動作時間が最も短い圧縮機を決定する。こ
のために、自動制御装置２６は、プラントが始動して以
来、圧縮機の各々の累積動作時間を記憶するための手段
を含む。
【００４３】最も短い累積動作時間を有する圧縮機の決
定は、各々の圧縮機の動作時間を他の圧縮機各々と比較
することによって行われる。ステップ６８において、自
動制御装置２６は、その作動を命令するために、最も短
い動作時間を有する圧縮機を選択する。
【００４４】最後に、ステップ７０において、自動制御
装置２６は、選ばれた圧縮機の作動を命令する。
【００４５】選ばれた圧縮機がアイドリング状態にある
場合、自動制御装置２６は単にその作動を命じる。どの
圧縮機もアイドリング状態にない場合、自動制御装置２
６は選択された圧縮機（最も短い累積動作時間を有する
圧縮機）のスイッチを入れるように命じ、同時にその作
動を命じる。
【００４６】圧縮機を非作動とするためのステップ５６
は、図４を参照して説明した上記作動ステップとほぼ同
じである。しかしながら、選択的に非動作とされる圧縮
機は、総計で最長の動作時間になる圧縮機である。
【００４７】図３の（Ａ）に二点鎖線で表わされるよう
に、圧力Ｐがしきい値Ｓ１とＤ１の間で変化して、何れ
のしきい値とも交差しない場合には、自動制御装置２６
は、ステップ７２へと進み、ファジィ論理決定機構を実
行する。
【００４８】ファジィ論理自動制御装置の構成が、図３
の（Ｂ）に示されている。
【００４９】この図は、一方で圧縮空気製造プラント１
０の圧縮機のセットを、また他方で２６Ａで示されるフ
ァジィ論理自動制御装置を表わしている。
【００５０】即ち、製造される圧縮空気フローを表わす
変数、Ｐ及びΔＰ／Δｔ（これらは圧力センサ２４によ
って測定される）が、測定された変数を自動制御装置に
記憶された知識ベース７６によって与えられるデータに
基づいて、入力ファジィ変数に変換するために設計され
た入力インターフェイス７４にまず入力される。この変
換については後述する。
【００５１】この方法で決定されたファジィ変数は次
に、それらを処理するために設計された論理装置７８に
入力される。この処理については下記において詳細に説
明する。
【００５２】入力ファジィ変数及び知識ベース７６に含
まれるデータに基づいて、論理装置７８は出力ファジィ
変数を作り出し、それらは出力インターフェイス８０に
送られる。出力インターフェイス８０は、出力ファジィ
変数の関数として、圧縮空気圧縮プラント１０の様々な
圧縮機に制御命令を送るために設計されている。出力フ
ァジィ変数から制御命令を決定する方法については、後
述する。
【００５３】ファジィ論理による決定プロセスの実行の
ために、本発明によるプロセスは、一方で圧力の偏位Ｅ
ｐと、他方で、圧力の変化率ΔＰ／Δｔを、普遍集合と
して考慮する。圧力の偏位Ｅｐは、圧力センサ２４によ
って測定された圧力Ｐと目標値ｕとの差に相応する。
【００５４】図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）に示すよう
に、各々の普遍集合は７つの別々の状態に分けられる。
【００５５】各々の状態は、一般に、その状態の特徴で
ある、圧力の偏位Ｅｐまたは圧力の変化率ΔＰ／Δｔの
値を中心とする対称的な三角信号の形状を有する曲線に
よって限定される。相対的圧力と関連する全ての状態に
対して、三角信号の傾斜は同じである。更に、曲線の頂
点は横軸に沿って規則的かつ対称的に中心線から外れて
いる。
【００５６】曲線は経験的に定義され、圧縮機の固有の
特徴に依存しない。
【００５７】２つの普遍集合の入力ファジィ変数に対応
する様々な状態は、以下のように定義される。
【００５８】 相対的圧力（図５の（Ａ）） 圧力変化（図５の（Ｂ）） ＥＧＮ：大きな負の偏位 ＮＧ：大きな負数 ＥＭＮ：中間の負の偏位 ＮＭ：中間の負数 ＥＰＮ：小さな負の偏位 ＮＰ：小さな負数 ＥＺ ：ゼロ偏位 Ｚ ：ゼロ ＥＰＰ：小さな正の偏位 ＰＰ：小さな正数 ＥＭＰ：中間の正の偏位 ＰＭ：中間の正数 ＥＧＰ：大きな正の偏位 ＰＧ：大きな正数 圧力偏位Ｅｐに対して、様々な状態が目標値ｕからの偏
位及び測定された圧力Ｐの質的評価に対応し、また圧力
変化率ΔＰ／Δｔに対しては、経時的に一定である圧力
に対応するゼロ基準に対する経時的な圧力変化の質的評
価に対応する。
【００５９】次に、ファジィ論理を実行することによる
意思決定のプロセスについて、例を挙げて説明する。
【００６０】問題の例では、圧力偏位Ｅｐは−０．０８
バールに等しく、また圧力変化率ΔＰ／Δｔは秒当たり
−０．０４バールであると仮定する。
【００６１】図５の（Ａ）及（Ｂ）に基づいて、また相
対的圧力値と対応する普遍集合に亙る圧力変化を投影し
て、入力インターフェイス７４は、入力ファジィ変数と
称される、圧力偏位に対しては０．７ＥＰＮと０．３Ｅ
Ｚに等しく、また圧力変化率に対しては、０．８ＮＰと
０．２ＮＭに等しい４つのファジィ変数を与える。
【００６２】「最小・最大」ルールを使用して、論理装
置７８が中間のファジィ変数値を設定することができ
る。これらは次のように表わされる。
【００６３】最小（ＮＭ、ＥＰＮ）＝０．２ 最小（ＮＭ、ＥＺ） ＝０．２ 最小（ＮＰ、ＥＰＮ）＝０．７ 最小（ＮＰ、ＥＺ） ＝０．３ 図５の（Ｃ）は、ファジィ決定論理によって決定され得
る全ての可能な状態を表わす。このように、３つの可能
な状態が、「作動」ファジィ変数に対してＡで、「無
し」ファジィ変数に対してＲで、また「非作動」ファジ
ィ変数に対してＤで示されている。
【００６４】この図に示される表は、問題のプラントの
タイプの経験から経験的に定義され、圧縮機の固有の特
徴に依存しない。
【００６５】この図に表わされるように、入力ファジィ
変数の最小を取ることによって得られる値が、可能な状
態を対照する表の、圧力偏位に関するファジィ変数に対
応する横行と、圧力変化率に関するファジィ変数に対応
する縦列の交点に入力される。
【００６６】この方法で決定された出力ファジィ変数の
中で、各々に関連する最大の係数が考慮される。問題の
例では、これは、 最大（無し） ＝０．７ 最大（作動化）＝０．２となる。
【００６７】これらの出力ファジィ変数の決定後、出力
インターフェイス８０は、出力普遍集合において、制御
命令が圧縮機の１つに与えられるように設定する。
【００６８】このために、図６に示すＶ字曲線によって
範囲が定められる影響力ゾーンを定義する。それらは、
各々圧縮機の１つの非作動に、無変更に、あるいは圧縮
機の作動に対応する。制御命令に対応する出力変数の普
遍集合が横軸に示されている。図６の曲線は経験的に決
定され、圧縮機の固有の特徴に依存しない。
【００６９】この図のグラフに描かれている、２つの出
力ファジィ変数「０．７無し」及び「０．２作動化」に
よって、特別に認められた影響力ゾーンが限定される。
これらのゾーンは図５の（Ｃ）においてグレーで表示さ
れている。
【００７０】圧縮機の１つに印加される制御命令を決定
するために、特別に認められた影響力ゾーンの質量中心
Ｇが決定され、横軸への投影ｇが作られる。
【００７１】問題の例では、制御命令は何の動作も取ら
ないこと、つまり、作動される圧縮機の数と非作動にさ
れる圧縮機の数を変更しないことに対応する。
【００７２】ステップ７２において使用されるファジィ
論理決定アルゴリズムが、圧縮機の１つを作動または非
作動とすると決定した場合、ステップ５４またはステッ
プ５６が各々実行される。
【００７３】ある圧縮機の他の圧縮機と異なる摩耗を避
けるために、自動制御装置２６によって実行され、図２
に概略的に示されているアルゴリズムは、ステップ８２
において、プラントの全ての圧縮機間に動作時間を規則
正しく分配する目的で、圧縮機に対する交換ルーチンを
含む。
【００７４】このルーチンは自動制御装置２６を形成す
る自動化装置によって実施され、本質的に圧縮機の累積
動作時間のテストを使用する。それは、圧縮機１４と圧
縮機１６間の動作優先順位を決定することに関して、図
７において概略的に表示されている。これらのルーチン
は圧縮機をペアで比較する。こうして、３台の圧縮機を
有するプラントの場合、自動化装置はこのタイプの６つ
のルーチンを使用する。
【００７５】まず、圧縮機１４（Ｃ１４）が非作動とさ
れている間に、圧縮機１６（Ｃ１６）が作動とされてい
ると仮定する。
【００７６】２台の圧縮機間の交換が必要であるかどう
かを決定するために、ルーチンは、ステップ８４におい
て、圧縮機１６の累積動作時間が圧縮機１４の累積動作
時間より大きいか、または等しいかをチェックする。そ
の答えが否定的である場合、如何なる行動も取らない。
これに対して、その答えが肯定的である場合には、ルー
チンは、ステップ８６において、圧縮機１６の累積動作
時間と圧縮機１４の累積動作時間との間の差Δを計算す
る。
【００７７】ステップ８８において、最後にルーチンは
この差Δを所定のしきい値と比較する。差Δがこのしき
い値より小さければ、如何なる行動も取らない。しか
し、差Δがこの所定のしきい値より大きい場合には、２
台の圧縮機の交換がステップ９０において行われる。こ
うして、以前に作動とされた圧縮機１６が非作動とさ
れ、初期に非作動とされた圧縮機１４が作動される。
【００７８】最後に、自動制御装置２６が使用するプロ
セスは、決定されたアイドリング時間の終わりにそれら
を停止するために、圧縮機の停止を管理するためのステ
ップ９２を含む。
【００７９】例えば１時間の、所定の時間における圧縮
機の停止と再始動の数を制限するために、圧縮機がその
終了時に停止されるアイドリング時間は、所定の時間に
おいて既に行われた停止数に基づいて決定される。
【００８０】特に、前の時間に行われた停止数が多けれ
ば多い程、その終了時に圧縮機が停止されるアイドリン
グ時間が長くなる。
【００８１】このように、例えば、圧縮機を１時間につ
き６回停止することができ、問題の時間の前の時間にそ
の圧縮機がまだ停止されていない場合、アイドリングモ
ードで動作中の圧縮機は、非常に短い時間の後、例えば
１分後に停止されるであろう。しかし、圧縮機が前の時
間に既に３回停止されている場合、アイドリングモード
で動作中の圧縮機は５分という長い遅延の後で停止され
るであろう。
【００８２】ここで為される説明は、空気圧縮機プラン
トに関してである。しかしながら、本発明による制御方
法はどのようなタイプのガス圧縮機、あるいはその代わ
りに動作状態の有限集合を有する製造ユニットを含み、
その出力が共通の出力フローを作り出すために並列に接
続されるどのようなタイプのプラントにも使用すること
ができる。
【００８３】ここで使用するプロセスは、ファジィ論理
決定プロセスを使用し、知識ベースによって与えられる
データが使用される圧縮機のタイプとは別個であり、問
題のプラントのタイプに基づいて経験的に設定される知
識のみに起因するので、使用される圧縮機のタイプまた
は使用されるプラントのタイプに関わりなく、１つのプ
ラントから別のプラントに容易に適合される。
【００８４】更に、ファジィ論理プロセシングが不十分
である場合は、ファジィ論理意思決定論理としきい値の
使用の組み合わせを実行することで、プロセスを非常に
正確かつ、高度に信頼できるものにする。
【００８５】最後に、制御プロセスは遠隔から、特にデ
ータ伝送リンク、例えば電話ネットワークを介して自動
制御装置２６に接続されるコンピュータによって、モニ
タすることができる。更に、制御パラメータ、特に目標
値を遠隔から修正することができる。
【００８６】使用される制御プロセスは、時間の関数と
してのエネルギー消費の曲線が、空気の製造率を描く曲
線の輪郭にかなり正確に従うことができるようにする。
したがって、それは可及的に近接してプラントの下流の
要件を満たす一方で、エネルギー消費を最適化すること
ができるようにする。
【００８７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
圧縮機の出力圧が変化する範囲を制限し、もって、全体
のエネルギー消費を減少させることを可能にする、２つ
以上の製造ユニットの制御方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮空気の製造用のプラントの概略を示すブロ
ック図である。
【図２】自動制御装置の動作における主なステップを示
すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は時間の経過と共に出力圧が変化する様
子の２つの例を示す図であり、（Ｂ）はファジィ論理自
動制御装置の概略図である。
【図４】圧縮機間の入れ替えを管理するためのアルゴリ
ズムを詳述するフローチャートである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）７はそれぞれ各圧力及び時間
に関連する圧力とファジィ変数との関係を示す図であ
り、（Ｃ）は決定論理の関数として、圧縮機の可能な動
作状態を決定する推理基準を要約する表を示す図であ
る。
【図６】圧縮機に適用される制御命令に対するファジィ
変数の影響力ゾーンを説明するための図である。
【図７】圧縮機の停止を管理するためのアルゴリズムを
詳述するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ プラント １２ 出力 １４，１６，１８ 圧縮機 １４Ａ，１６Ａ，１８Ａ 第１の継電器 １４Ｂ，１６Ｂ，１８Ｂ 第２の継電器 ２０ ステーション ２２ バッファタンク ２４ 圧力センサ ２６ 自動制御装置 ２６Ａ ファジィ論理自動制御装置 ７４ 入力インターフェイス ７６ 知識ベース ７８ 論理装置 ８０ 出力インターフェイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ・シャリエール フランス国、92600 アスニエール・スゥ ール・セーヌ、リュ・シャルル・ド・ゴー ル、25 (72)発明者 ドミニク・ジュボー フランス国、75015 パリ、リュ・エマニ ュエル・ショービエール、11 (72)発明者 パトリス・オリビエ フランス国、28320 イメレ、プラース・ ドゥ・レグリーズ、１

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 需要家のプラントに供給すべき共通の出
    力フローを作り出すために、その出力が並列に接続され
    ている、少なくとも２つの製造ユニット（１４、１６、
    １８）を制御するための方法であって、所定の目標値
    （ｕ）の関数として前記共通の出力フローを制御する方
    法において、 共通の出力フローを表わす少なくとも１つの変数を測定
    するステップと、 各ユニット（１４、１６、１８）のために、所定の動作
    状態の有限集合の中でユニットの１つの動作状態に対応
    する制御命令を決定するステップと、 決定された制御命令でユニットを制御するステップと、 を含み、 共通の出力フローを表わす少なくとも２つの変数（Ｐ、
    ΔＰ／Δｔ）が測定され、制御命令がファジィ論理自動
    制御装置（２６Ａ）によって決定され、 該自動制御装置は、 測定された変数（Ｐ、ΔＰ／Δｔ）に基づいて、入力フ
    ァジィ変数を構築するステップと、 少なくとも１つのユニットのために、前記入力ファジィ
    変数及び予め集められた知識ベース（７６）に基づい
    て、製造ユニットの固有の特徴に依存せずに、所定の動
    作状態の有限集合の中で１つの操作状態に対応する制御
    命令を決定するステップと、 そのユニット、または各々のユニット（１４、１６、１
    ８）に決定された制御命令を適用するステップと、 を実施する、 ことを特徴とする２つ以上の製造ユニットの制御方法。
  2. 【請求項２】 前記測定された変数の１つは、前記測定
    された変数の別の時間に対する、所定のオーダーの導関
    数の推定値であることを特徴とする請求項１に記載の制
    御方法。
  3. 【請求項３】 前記製造ユニットはガス圧縮機（１４、
    １６、１８）であり、 前記測定された変数は、少なくとも圧力（Ｐ）及び圧力
    変化率（ΔＰ／Δｔ）であることを特徴とする請求項２
    に記載の制御方法。
  4. 【請求項４】 発生するフローを表わす２つの測定され
    た変数の少なくとも１つを一組の所定のしきい値（Ｓ
    １、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）と比
    較するステップと、 比較される前記変数または前記変数の１つが所定のしき
    い値と交差する時、ファジィ論理自動制御装置（２６
    Ａ）によって決定される制御命令に関わりなく、少なく
    とも１つのユニットのために、所定の動作状態の有限集
    合の中で１つの動作状態に対応する制御命令を決定する
    ステップと、 決定された制御命令を少なくとも１つの製造ユニットに
    適用するステップと、 を更に含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
    記載の制御方法。
  5. 【請求項５】 比較される前記変数または前記変数の１
    つが所定のしきい値と交差する時、問題の変数がなお前
    記所定のしきい値を超えている場合、遅延を起こさせ、
    決定された制御命令が遅延期間の終りに製造ユニットの
    １つに適用されることを特徴とする請求項４に記載の制
    御方法。
  6. 【請求項６】 前記遅延期間の間に、所定のしきい値と
    交差する変数の変化率を基準しきい値と比較し、前記変
    化率が基準しきい値と交差する場合、前記遅延期間が終
    了する前に、決定された制御命令を適用することを特徴
    とする請求項５に記載の制御方法。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの動作状態のために、各
    々の製造ユニットの全動作時間を記憶し、その状態また
    は各々の状態と関連して、決定された制御命令が適用さ
    れる製造ユニットとして、制御命令の適用から生じる動
    作状態において総計で最も短い動作時間となるものを、
    製造ユニットの中から選択することを特徴とする請求項
    １乃至６の何れかかに記載の制御方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つの動作状態のために、各
    々の製造ユニットの全動作時間を記憶し、問題の動作状
    態におけるユニットの全動作時間の間の差が所定のしき
    い値を超える時に、ユニット間の動作状態の入れ替えが
    行われることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記
    載の制御方法。
  9. 【請求項９】 入力ファジィ変数は、測定された変数の
    普遍集合中を通じて限定される曲線に基づいて設定さ
    れ、これらの曲線は全て同じ形状であり、普遍集合に亙
    って規則正しく分散されることを特徴とする請求項１乃
    至８の何れかに記載の制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記曲線はそのゼロでない領域におい
    て実質的に三角形の形状のものであることを特徴とする
    請求項９に記載の制御方法。
  11. 【請求項１１】 各々のユニットの動作状態の前記有限
    集合は、アイドリング状態と停止状態を含み、決定され
    た前の期間の間に既に行われた前記ユニットの停止数が
    低くなるにつれて、停止前のユニットのアイドリング時
    間が比例的に短くなることを特徴とする請求項１乃至１
    ０の何れかに記載の制御方法。
JP10282920A 1997-10-06 1998-10-05 ２つ以上の製造ユニットの制御方法 Pending JPH11224107A (ja)

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FR9712432A FR2769386B1 (fr) 1997-10-06 1997-10-06 Procede et dispositif de regulation d'au moins deux appareils de production
FR9712432 1997-10-06

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JPH11224107A true JPH11224107A (ja) 1999-08-17

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JP10282920A Pending JPH11224107A (ja) 1997-10-06 1998-10-05 ２つ以上の製造ユニットの制御方法

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US (1) US6519582B1 (ja)
EP (1) EP0908808A1 (ja)
JP (1) JPH11224107A (ja)
CN (1) CN1225460A (ja)
CA (1) CA2249851A1 (ja)
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Also Published As

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CA2249851A1 (fr) 1999-04-06
US6519582B1 (en) 2003-02-11
CN1225460A (zh) 1999-08-11
FR2769386B1 (fr) 1999-11-05
EP0908808A1 (fr) 1999-04-14
FR2769386A1 (fr) 1999-04-09

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