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JP5969912B2 - Driving efficiency estimation device and program - Google Patents
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Description

本発明は、コンプレッサ制御技術に関し、特に並列運転される複数のコンプレッサについて、コンプレッサの運転効率を個別に推定する運転効率推定技術に関する。   The present invention relates to a compressor control technique, and more particularly to an operation efficiency estimation technique for individually estimating compressor operation efficiency for a plurality of compressors operated in parallel.

工場などの施設では、複数のコンプレッサを用いた圧縮空気供給システムを設け、これらコンプレッサを並列的に運転することにより、空気(あるいは冷媒などの混合ガス)をそれぞれ圧縮し、得られた圧縮空気をバッファータンクで一旦集気した後、ヘッダから施設の各負荷へ分配供給するものとなっている。   In facilities such as factories, a compressed air supply system using a plurality of compressors is provided, and by operating these compressors in parallel, the air (or mixed gas such as refrigerant) is compressed, and the obtained compressed air is used. Once collected in the buffer tank, it is distributed and supplied from the header to each load of the facility.

このような圧縮空気供給システムで消費される電力エネルギーは、設備全体で消費する電力エネルギーのうち、比較的大きな割合を占める。このため、設備の省エネルギーや省CO2を考えた場合、圧縮空気供給システムでの省エネルギーや省CO2、すなわち各コンプレッサにおける運転効率の向上が求められる。   The power energy consumed by such a compressed air supply system occupies a relatively large proportion of the power energy consumed by the entire facility. For this reason, when energy saving and CO2 saving of equipment are considered, energy saving and CO2 saving in the compressed air supply system, that is, improvement in operating efficiency in each compressor is required.

コンプレッサの運転効率は、メーカーから技術資料として提示されているが、この運転効率は、例えば、コンプレッサを最大吐出量で一定時間安定して運転させた定格運転時に得られる最良な値、すなわち定格効率、あるいは、定格電力以下に入力電力が下がる場合に得られる流量もいわゆる定常状態すなわち安定して電力と流量の関係が定まるある程度の時間同じ出力で運転を継続して得られた特性を仕様としたものである。したがって、新規なコンプレッサを、常時、ほぼ定格運転させる、あるいは一定の出力で運転を継続することができれば、このような仕様に従った運転効率が得られる。   The operating efficiency of the compressor is presented as technical data by the manufacturer. This operating efficiency is the best value obtained during rated operation when the compressor is operated stably for a certain time at the maximum discharge rate, that is, the rated efficiency. Alternatively, the flow rate obtained when the input power drops below the rated power is also the so-called steady state, that is, the characteristics obtained by continuing the operation at the same output for a certain period of time when the relationship between the power and the flow rate is determined stably. Is. Therefore, if the new compressor can be operated at almost the rated value at all times or can be continuously operated at a constant output, the operation efficiency according to such specifications can be obtained.

しかし、圧縮空気供給システムでは、負荷側の稼働状況に応じて消費される圧縮空気量が変化するため、コンプレッサの運転状態を調整して、供給する圧縮空気量および空気圧を適切な値に維持する必要がある。このため、コンプレッサの運転状態が変化するような実際の状況では、定格効率は得られない。したがって、圧縮空気供給システムの効率の向上を図るためには、各コンプレッサが、それぞれ実際にどのような運転効率で運転されているのか、把握する必要がある。   However, in the compressed air supply system, the amount of compressed air consumed varies depending on the operating condition on the load side, so the operating state of the compressor is adjusted to maintain the supplied compressed air amount and air pressure at appropriate values. There is a need. For this reason, the rated efficiency cannot be obtained in an actual situation where the operating state of the compressor changes. Therefore, in order to improve the efficiency of the compressed air supply system, it is necessary to grasp what operating efficiency each compressor is actually operating.

また、コンプレッサの運転効率は、運転状態だけでなくコンプレッサの経年変化などによっても低下するため、定期的にメンテナンスを行う必要がある。この際、運転効率の低下が最も大きいコンプレッサから、メンテナンスを行うことにより、圧縮空気供給システム全体の運転効率を早期に改善することができる。したがって、各コンプレッサの運転効率を個別に把握することが重要となる。   Further, since the operating efficiency of the compressor is lowered not only by the operating state but also by the aging of the compressor, it is necessary to perform maintenance periodically. At this time, by performing maintenance from the compressor having the greatest decrease in operating efficiency, the operating efficiency of the entire compressed air supply system can be improved at an early stage. Therefore, it is important to grasp the operation efficiency of each compressor individually.

また、圧縮空気供給システムでは、圧縮空気の供給圧や流量により測定した負荷の大きさに応じて各コンプレッサの起動/停止させることにより、効率よくコンプレッサを稼働させる台数制御を実施している。この場合、各コンプレッサのうち、運転効率のよいものから順に選択して起動させる方法が、省エネ、省CO2を踏まえた台数制御の基本的な考え方となっている。したがって、各コンプレッサの運転効率を個別に常時把握することが重要となる。   Further, in the compressed air supply system, the number control for efficiently operating the compressors is performed by starting / stopping each compressor according to the magnitude of the load measured by the supply pressure or flow rate of the compressed air. In this case, among the compressors, a method of selecting and starting the compressors in order from those having the highest operating efficiency is a basic concept of unit control based on energy saving and CO2 saving. Therefore, it is important to always keep track of the operation efficiency of each compressor individually.

従来、このような圧縮空気供給システムにおいて、個々のコンプレッサの運転効率を管理する技術が提案されている(例えば、特許文献1−3など参照)。これらによれば、コンプレッサごとに収集した、当該コンプレッサにおける電力使用量などの供給エネルギー指標に加えて、当該コンプレッサにおける流量データなどの消費エネルギー指標を用いて、個々のコンプレッサにおける運転効率を求めるものとなっている。   Conventionally, in such a compressed air supply system, a technique for managing the operation efficiency of each compressor has been proposed (see, for example, Patent Documents 1-3). According to these, in addition to the supply energy index collected for each compressor, such as the amount of power used in the compressor, the consumption efficiency index such as the flow rate data for the compressor is used to obtain the operating efficiency of each compressor. It has become.

特開2011−248568号公報JP 2011-248568 A 特開2012−068878号公報JP 2012-068878 A 特開2001−191789号公報JP 2001-191789 A

このような従来技術では、各コンプレッサにおける電力使用量などの供給エネルギー指標に加え、各コンプレッサにおける流量データなどの消費エネルギー指標を用いて、個々のコンプレッサの運転効率を求めるものとなっている。このため、コンプレッサごとに、当該コンプレッサから出力された圧縮空気の流量を測定する流量計などの設備機器が必要となる。したがって、従来技術によれば、コンプレッサの運転効率を求めるためには、コンプレッサごとに設備機器の追加が必要となり、設備コストだけでなく管理コストも必要となる、あるいは計測器設置のためにコンプレッサの稼働を停止させる必要がある、という問題点があった。   In such a conventional technique, the operating efficiency of each compressor is obtained by using a consumption energy index such as flow rate data in each compressor in addition to a supply energy index such as power consumption in each compressor. For this reason, equipment such as a flow meter for measuring the flow rate of the compressed air output from the compressor is required for each compressor. Therefore, according to the prior art, in order to obtain the operation efficiency of the compressor, it is necessary to add equipment to each compressor, and not only the equipment cost but also the management cost is required, or the compressor is installed for measuring instrument installation. There was a problem that it was necessary to stop the operation.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、コンプレッサごとに設備機器の追加を必要とすることなく、コンプレッサの運転効率を容易に推定できるコンプレッサ効率推定技術を提供することを目的としている。   This invention is for solving such a subject, and it aims at providing the compressor efficiency estimation technique which can estimate the operating efficiency of a compressor easily, without adding an installation apparatus for every compressor. Yes.

このような目的を達成するために、本発明にかかる運転効率推定装置装置は、並列運転されるn(nは2以上の整数)台のコンプレッサCi(i=1〜nの整数)について、これらコンプレッサの運転効率を個別に推定する運転効率推定装置であって、各時間tにおける、前記各コンプレッサCiで使用された個々の電力を示す電力使用量Wtiと、これらコンプレッサCiから供給された圧縮空気全体の流量を示す全体流量Qtとを収集し、これら電力使用量Wtiと全体流量Qtとを当該時間tのデータ組として記憶部へ格納するデータ収集部と、前記記憶部に格納されている前記データ組のうちから、前記全体流量Qtが一定状態または増加中にあるデータ組を対象データ組Dtとしてm個(m>n)選択するデータ組選択部と、これら対象データ組Dtに基づいて、当該全体流量Qtからなる目的変数を当該電力使用量Wtiからなる説明変数で表す重回帰式を求めることにより、当該重回帰式の偏回帰係数aiからなる前記各コンプレッサCiの運転効率Uiを計算する運転効率計算部とを備えている。   In order to achieve such an object, the operation efficiency estimating apparatus according to the present invention is configured for n (n is an integer of 2 or more) compressors Ci (i = 1 to n) in parallel operation. An operation efficiency estimation device that individually estimates the operation efficiency of a compressor, and uses power consumption Wti indicating individual power used by each compressor Ci at each time t, and compressed air supplied from these compressors Ci A data collection unit that collects an overall flow rate Qt indicating an overall flow rate, and stores the power usage amount Wti and the overall flow rate Qt in a storage unit as a data set of the time t, and the data stored in the storage unit A data set selection unit that selects m (m> n) data sets in which the total flow rate Qt is constant or increasing from the data sets as the target data set Dt; Based on the target data set Dt, each compressor including the partial regression coefficient ai of the multiple regression equation is obtained by obtaining a multiple regression equation representing the objective variable consisting of the total flow rate Qt as an explanatory variable consisting of the power consumption Wti. An operation efficiency calculation unit for calculating the operation efficiency Ui of Ci.

また、上記運転効率推定装置の一構成例は、前記データ組選択部は、前記記憶部に格納されている前記データ組のうち、前記全体流量Qtが減少状態にあるデータ組を新たな対象データ組Dtとしてn個再選択し、
前記運転効率計算部は、再選択されたこれら対象データ組Dtごとに求めた、当該全体流量Qtに関する流量変化率λtと、前記全体流量Qt、前記電力使用量Wti、および前記偏回帰係数aiと、流量変化率と運転効率との関係を近似する1次関数の傾きを示す前記コンプレッサCiごとの運転効率特性係数biとを用いて、当該全体流量Qtに関する流量算出式を、対象データ組Dtごとにn個生成し、これら流量算出式を連立方程式として解くことにより、前記運転効率特性係数biを計算するようにしたものである。
Further, in one configuration example of the operating efficiency estimation device, the data set selection unit may select a data set in which the overall flow rate Qt is reduced among the data sets stored in the storage unit as new target data. Re-select n sets as set Dt,
The operation efficiency calculation unit calculates the flow rate change rate λt related to the total flow rate Qt, the total flow rate Qt, the power usage amount Wti, and the partial regression coefficient ai, which are obtained for each of the reselected target data sets Dt. Using the operation efficiency characteristic coefficient bi for each compressor Ci indicating a slope of a linear function that approximates the relationship between the flow rate change rate and the operation efficiency, the flow rate calculation formula for the total flow rate Qt is calculated for each target data set Dt. The operation efficiency characteristic coefficient bi is calculated by generating n in a flow rate and solving these flow rate calculation formulas as simultaneous equations.

これにより、任意の時間xにおける流量変化率λxに、当該コンプレッサCiの運転効率特性係数biを乗算して、当該コンプレッサCiの偏回帰係数aiを加算することにより、当該時間xにおける個々のコンプレッサCiの運転効率Uxiを計算することができる。
また、対象データ組Dtを2×n組用意して、連立方程式を解くことにより、当該コンプレッサCiの偏回帰係数aiおよび当該コンプレッサCiの偏回帰係数aiを同時に計算することが出来、それにより個々のコンプレッサごとの運転効率Uxiを個別に求めることができる。
Thus, by multiplying the flow rate change rate λx at an arbitrary time x by the operating efficiency characteristic coefficient bi of the compressor Ci and adding the partial regression coefficient ai of the compressor Ci, each compressor Ci at the time x is added. The operation efficiency Uxi can be calculated.
In addition, by preparing 2 × n target data sets Dt and solving simultaneous equations, the partial regression coefficient ai of the compressor Ci and the partial regression coefficient ai of the compressor Ci can be calculated simultaneously. The operation efficiency Uxi for each compressor can be obtained individually.

また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、上記運転効率推定装置の各部として機能させるためのプログラムである。   Moreover, the program concerning this invention is a program for functioning a computer as each part of the said driving efficiency estimation apparatus.

本発明によれば、各コンプレッサの運転効率が、一般的な圧縮空気供給システムに予め設置されている電力計で得られた各コンプレッサの電力使用量と、流量計で得られた全体流量とに基づき計算される。このため、コンプレッサごとに、例えば当該コンプレッサにおける流量データを測定するための流量計などの設備機器の追加を必要とすることなく、各コンプレッサの運転効率を容易に推定することが可能となる。   According to the present invention, the operating efficiency of each compressor is reduced to the power consumption of each compressor obtained with a power meter installed in advance in a general compressed air supply system and the total flow rate obtained with the flow meter. Calculated based on For this reason, it becomes possible to estimate the operating efficiency of each compressor easily without requiring addition of equipment such as a flow meter for measuring flow rate data in the compressor, for example.

また、コンプレッサごとに運転効率が推定できるため、各コンプレッサが、実際にどのような運転効率で運転されているのかを、管理者が容易に把握することができる。これにより、使用量に応じたコンプレッサの特性を考慮した応答制御性の見直しを行い更なる高効率な運転条件を設定したり、台数制御における運転順序を見直すことができ、省エネルギーや省CO2を実現できる。また、各コンプレッサに対するメンテナンスの要否、さらには、どのコンプレッサから順にメンテナンスを実施するかを計画することができるとともに、コンプレッサの交換要否判断にも極めて有用なデータを提供することができる。   In addition, since the operation efficiency can be estimated for each compressor, the administrator can easily grasp what operation efficiency each compressor is actually operating. This makes it possible to review the response controllability considering the characteristics of the compressor according to the amount used, set more highly efficient operating conditions, and review the operating sequence in unit control, realizing energy saving and CO2 saving. it can. In addition, it is possible to plan whether or not maintenance is required for each compressor, and from which compressor to perform maintenance in order, and it is possible to provide extremely useful data for determining whether or not to replace a compressor.

運転効率推定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a driving efficiency estimation apparatus. 電力使用量と空気流量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between electric power consumption and an air flow rate. 空気流量の流量変化率に依存する運転効率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operation efficiency characteristic depending on the flow rate change rate of an air flow rate. データ組の構成例である。It is a structural example of a data set. 係数データの構成例である。It is a structural example of coefficient data. 第1の実施の形態にかかる運転効率計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the driving efficiency calculation process concerning 1st Embodiment. 運転効率の一覧表示画面例である。It is an example of a list display screen of operational efficiency. 第2の実施の形態にかかる係数計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the coefficient calculation process concerning 2nd Embodiment. 第2の実施の形態にかかる他の係数計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other coefficient calculation process concerning 2nd Embodiment. 第2の実施の形態にかかる運転効率計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the driving efficiency calculation process concerning 2nd Embodiment. 運転効率の個別表示画面例である。It is an example of an individual display screen of operational efficiency. 運転効率の他の一覧表示画面例である。It is an example of another list display screen of driving efficiency.

[発明の原理]
まず、本発明の原理について説明する。
n(nは2以上の整数)台のコンプレッサC1〜Cnが並列運転される圧縮空気供給システムにおいて、各コンプレッサC1〜Cnの運転効率を、従来の方法で個別に観測して分析した結果、コンプレッサCi(i=1〜nの整数)において、電力使用量Wiと圧縮空気の空気流量Qiとの間に相関関係があることが確認された。一方、コンプレッサCiの原単位からなる運転効率Uiは、電力使用量Wiと空気流量Qiとの積で求められるため、この相関関数の傾きを推定することにより運転効率Uiを推定することができる。
[Principle of the Invention]
First, the principle of the present invention will be described.
In a compressed air supply system in which n (n is an integer of 2 or more) compressors C1 to Cn are operated in parallel, the operation efficiency of each compressor C1 to Cn is individually observed and analyzed by a conventional method. In Ci (i = integer from 1 to n), it was confirmed that there was a correlation between the power consumption amount Wi and the air flow rate Qi of the compressed air. On the other hand, since the operating efficiency Ui consisting of the basic unit of the compressor Ci is obtained by the product of the electric power consumption Wi and the air flow rate Qi, the operating efficiency Ui can be estimated by estimating the slope of this correlation function.

図2は、電力使用量と空気流量との関係を示すグラフである。この相関関係は、コンプレッサCiに固有の傾きaiを有していることが観測されたため、これら傾きaiを用いれば、コンプレッサC1〜Cnの全体流量Qは、次の式(1)で表すことができる。

Figure 0005969912
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the power consumption and the air flow rate. Since this correlation was observed to have a slope ai unique to the compressor Ci, if these slopes ai are used, the overall flow rate Q of the compressors C1 to Cn can be expressed by the following equation (1). it can.
Figure 0005969912

ここで、コンプレッサCiがn台ある場合、傾きaiもn個ずつ存在するため、式(1)をn個分用意してこれらを連立方程式として解くことにより、コンプレッサCiごとに空気流量Qiを測定することなく、全体流量Qと電力使用量Wiとのデータ組から傾きaiすなわち運転効率Uiを求めることができる。
しかしながら、前述したように、各コンプレッサC1〜Cnの運転状態が負荷変動に応じて変更されるため、実測された全体流量Qと電力使用量Wiとの関係に、運転管理上無視できない程度のばらつきが生じ、運転効率Uiを精度良く求めることは難しい。
Here, when there are n compressors Ci, there are n slopes ai, and therefore, the air flow rate Qi is measured for each compressor Ci by preparing n equations (1) and solving them as simultaneous equations. Without performing this, the slope ai, that is, the operating efficiency Ui can be obtained from the data set of the total flow rate Q and the power consumption amount Wi.
However, as described above, since the operation state of each of the compressors C1 to Cn is changed in accordance with the load fluctuation, the relationship between the actually measured overall flow rate Q and the power usage amount Wi cannot be ignored in terms of operation management. Thus, it is difficult to accurately obtain the driving efficiency Ui.

本発明は、このような全体流量Qと電力使用量Wiとの関係に、無視できない程度ばらつきが生じることに着目し、式(1)を時間tごとにn個より多く用意して、全体流量Qtからなる目的変数を電力使用量Wtiからなる説明変数で表す重回帰式を求める重回帰分析処理を実行して、当該重回帰式の偏回帰係数aiからなるコンプレッサCiの運転効率Uiを計算することにより、ばらつきの影響が低減された運転効率Uiを得るようにしたものである。   In the present invention, attention is paid to the fact that the relationship between the total flow rate Q and the power consumption amount Wi cannot be ignored, and more than n equations (1) are prepared for each time t. A multiple regression analysis process for obtaining a multiple regression equation that expresses an objective variable consisting of Qt as an explanatory variable consisting of the power consumption Wti is executed, and the operating efficiency Ui of the compressor Ci consisting of the partial regression coefficient ai of the multiple regression equation is calculated. Thus, the operation efficiency Ui in which the influence of variation is reduced is obtained.

一方、各コンプレッサC1〜Cnの運転効率を、従来の方法で個別に観測して分析した結果、ある特定の時間帯で、運転効率が低下する傾向があることがわかった。また、より詳細に空気流量と運転効率との関係を分析した結果、空気流量が低下している時間帯に、運転効率が低下していることがわかった。   On the other hand, as a result of individually observing and analyzing the operation efficiency of each of the compressors C1 to Cn, it was found that the operation efficiency tends to decrease in a specific time zone. Further, as a result of analyzing the relationship between the air flow rate and the operation efficiency in more detail, it was found that the operation efficiency was reduced during the time zone in which the air flow rate was decreasing.

図3は、空気流量の流量変化率に依存する運転効率特性を示すグラフである。ここでは、横軸が空気流量の変化率λ[%]を示し、縦軸が原単位からなるコンプレッサCi
の運転効率Ui[m3/kWh]を示している。このグラフによれば、流量変化率λが0以上の正側領域、すなわち直前時間に比べて空気流量が同じまたは増加している場合、コンプレッサCiの運転効率Uiはほぼ一定であり、流量変化率λが0より小さい負側領域、すなわち直前時間に比べて空気流量が減少した場合、その流量変化率λの大きさに応じて運転効率Uiが低減している。この原因の1つとして、空気流量の減少時に、コンプレッサCiが流量を低下させようとして流量絞りを先に絞るが、流量絞りの動作よりも時間遅れを生んだ状態でモータの運転が低下するため、無駄な電流消費が発生することが考えられる。
FIG. 3 is a graph showing operating efficiency characteristics depending on the flow rate change rate of the air flow rate. Here, the horizontal axis indicates the change rate λ [%] of the air flow rate, and the vertical axis indicates the compressor Ci composed of the basic unit.
The operation efficiency Ui [m 3 / kWh] is shown. According to this graph, when the flow rate change rate λ is 0 or more, that is, when the air flow rate is the same or increased as compared with the immediately preceding time, the operation efficiency Ui of the compressor Ci is substantially constant, and the flow rate change rate. When the air flow rate is reduced compared to the negative side region where λ is less than 0, that is, immediately before the time, the operation efficiency Ui is reduced in accordance with the magnitude of the flow rate change rate λ. One reason for this is that when the air flow rate is reduced, the compressor Ci first throttles the flow restrictor in an attempt to reduce the flow rate, but the operation of the motor is reduced with a time delay compared to the operation of the flow restrictor. It can be considered that useless current consumption occurs.

本発明は、このようなコンプレッサCiにおける空気流量の流量変化率λに依存する運転効率特性のうち、直前時間に比べて空気流量が同じまたは増加している場合、運転効率Uがほぼ一定であることに着目し、重回帰分析を行う際に用いるデータ組として、任意の時間tにおける全体流量Qtが直前時間に比べて一定状態または増加中である場合の全体流量Qtと電力使用量Wtiとのデータ組を選択して用いるようにしたものである。   In the present invention, among the operation efficiency characteristics depending on the flow rate change rate λ of the air flow rate in the compressor Ci, the operation efficiency U is substantially constant when the air flow rate is the same or increased compared to the immediately preceding time. Focusing on the fact, as a data set used when performing multiple regression analysis, the total flow rate Qt when the total flow rate Qt at an arbitrary time t is in a constant state or increasing compared to the immediately preceding time, and the power consumption amount Wti A data set is selected and used.

[第1の実施の形態]
次に、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる運転効率推定装置10について説明する。図1は、運転効率推定装置の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
Next, with reference to FIG. 1, the driving | running efficiency estimation apparatus 10 concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the driving efficiency estimation device.

この運転効率推定装置10は、全体としてコントローラ、サーバ装置、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、複数のコンプレッサC(C1〜Cn)が並列運転される圧縮空気供給システム1から収集した、個々のコンプレッサC1〜Cnに関する電力使用量Wti(i=1〜nの整数)と全体流量Qtとに基づいて、個々のコンプレッサC1〜Cnに関する運転効率を推定する機能を有している。   The operation efficiency estimation device 10 is composed of an information processing device such as a controller, a server device, and a personal computer as a whole, and is collected from the compressed air supply system 1 in which a plurality of compressors C (C1 to Cn) are operated in parallel. Based on the electric power consumption Wti (an integer of i = 1 to n) relating to the compressors C1 to Cn and the overall flow rate Qt, the operation efficiency relating to the individual compressors C1 to Cn is estimated.

図1に示した圧縮空気供給システム1において、供給電力PWによりコンプレッサC1〜Cnを並列運転して得た圧縮空気は、管路2を介してバッファータンク3を経由して、管路4およびヘッダ5を介して、圧縮空気を消費する加工機などの各負荷6に供給される。これらコンプレッサCは、コンプレッサ制御部7により、管路4に設けられた流量計4Aで管理対象にしている所定の時間で時間測定した単位時間当たりの圧縮空気の全体流量Qtや、ヘッダ5に設けられた圧力計5Aで測定された圧縮空気の気圧Ptに基づく台数制御により、運転/停止、あるいはロード/アンロードが個別に制御されて、負荷6に対して圧縮空気を安定供給する。   In the compressed air supply system 1 shown in FIG. 1, compressed air obtained by operating the compressors C1 to Cn in parallel with the supplied power PW passes through the pipe 2 and the buffer tank 3 to the pipe 4 and the header. 5 is supplied to each load 6 such as a processing machine that consumes compressed air. These compressors C are provided in the total flow rate Qt of compressed air per unit time measured by the compressor control unit 7 for a predetermined time which is a management target by the flow meter 4A provided in the pipe 4 or in the header 5. By controlling the number of units based on the pressure Pt of the compressed air measured by the pressure gauge 5A, the operation / stop or load / unload is individually controlled to stably supply the compressed air to the load 6.

[運転効率推定装置]
次に、図1を参照して、運転効率推定装置10の構成について説明する。
運転効率推定装置10には、主な機能部として、データ収集部11、操作入力部12、画面表示部13、記憶部14、データ組選択部15、および運転効率計算部16が設けられている。
[Operating efficiency estimation device]
Next, the configuration of the driving efficiency estimation device 10 will be described with reference to FIG.
The driving efficiency estimation apparatus 10 includes a data collection unit 11, an operation input unit 12, a screen display unit 13, a storage unit 14, a data set selection unit 15, and an operation efficiency calculation unit 16 as main functional units. .

データ収集部11は、コンプレッサCi(i=1〜nの整数)ごとに設けられた電力計8(81〜8n)で測定された、各時間tにおける単位時間あたりに使用された個々の電力を示す電力使用量Wtiと、管路4に設けられた流量計4Aで測定された、これらコンプレッサCiから供給された圧縮空気全体の流量を示す全体流量Qtとを収集する機能と、これら電力使用量Wtiと全体流量Qtとを当該時間tのデータ組14Aとして記憶部14へ格納する機能とを有している。なお、電力量kWhが得られる計測器で、電力P(W)を測っている場合は、積算値にする必要がある。   The data collection unit 11 measures the individual electric power used per unit time at each time t measured by the wattmeter 8 (81-8n) provided for each compressor Ci (i = 1 to n). A function of collecting the electric power consumption Wti that is indicated, and an overall flow rate Qt that is measured by the flowmeter 4A provided in the pipeline 4 and that indicates the flow rate of the entire compressed air supplied from the compressor Ci, and these electric power consumptions It has a function of storing Wti and the entire flow rate Qt in the storage unit 14 as a data set 14A for the time t. In addition, when the electric power P (W) is measured with a measuring instrument capable of obtaining the electric energy kWh, it is necessary to set the integrated value.

操作入力部12は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して出力する機能を有している。
画面表示部13は、LCDなどの画面表示装置からなり、運転効率推定のための操作画面や各機能部で得られたデータ画面を表示する機能を有している。
The operation input unit 12 includes an operation input device such as a keyboard and a mouse, and has a function of detecting and outputting an operator's operation.
The screen display unit 13 includes a screen display device such as an LCD, and has a function of displaying an operation screen for estimating driving efficiency and a data screen obtained by each functional unit.

記憶部14は、ハードディスクや半導体メモリからなり、各機能部での処理に用いる各種の処理データやプログラム14Pを記憶する機能を有している。
プログラム14Pは、コンピュータで実行することにより各機能部を実現するためのプログラムであり、外部装置や記録媒体から読み込まれて、予め記憶部14に格納される。
The storage unit 14 includes a hard disk and a semiconductor memory, and has a function of storing various processing data and programs 14P used for processing in each functional unit.
The program 14P is a program for realizing each functional unit by being executed by a computer, and is read from an external device or a recording medium and stored in the storage unit 14 in advance.

記憶部14で記憶される主な処理データとして、データ組14Aと係数データ14Bがある。
データ組14Aは、データ収集部11により収集された、各時間tにおける各コンプレッサCiでの電力使用量Wtiと全体流量Qtとの組からなるデータである。
図4は、データ組の構成例である。ここでは、データ収集部11で収集された電力使用量Wtiおよび全体流量Qtが時間tごとに格納されている。
Main processing data stored in the storage unit 14 includes a data set 14A and coefficient data 14B.
The data set 14 </ b> A is data composed of a set of the power usage amount Wti and the total flow rate Qt in each compressor Ci at each time t collected by the data collection unit 11.
FIG. 4 is a configuration example of a data set. Here, the power usage amount Wti and the total flow rate Qt collected by the data collection unit 11 are stored every time t.

係数データ14Bは、各コンプレッサCiの運転効率Uiに相当する偏回帰係数aiを示すデータである。
図5は、係数データの構成例である。ここでは、コンプレッサCiごとに、偏回帰係数aiが格納されている。なお、この例では、コンプレッサCiごとに、後述の使用量変動に対する応答性の指標として運転効率特性係数biも格納されている。
The coefficient data 14B is data indicating a partial regression coefficient ai corresponding to the operation efficiency Ui of each compressor Ci.
FIG. 5 is a configuration example of coefficient data. Here, the partial regression coefficient ai is stored for each compressor Ci. In this example, for each compressor Ci, an operation efficiency characteristic coefficient bi is also stored as an index of responsiveness to a change in usage amount described later.

データ組選択部15は、記憶部14に格納されているデータ組14Aのうちから、全体流量Qtが同じ値で継続している一定状態または増加中にあるデータ組を対象データ組Dtとしてm個(m>n)選択する機能を有している。   The data set selection unit 15 sets m data sets in the constant state or increasing in which the overall flow rate Qt continues at the same value from the data sets 14A stored in the storage unit 14 as the target data set Dt. (M> n) has a function to select.

運転効率計算部16は、データ組選択部15により選択したm個の対象データ組Dtに基づいて、当該全体流量Qtからなる目的変数を当該電力使用量Wtiからなる説明変数で表す重回帰式を求める重回帰分析処理を実行することにより、当該重回帰式の偏回帰係数aiからなるコンプレッサCiの運転効率Uiを計算する機能と、これら運転効率Uiを画面表示部13で画面表示する機能とを有している。   Based on the m target data sets Dt selected by the data set selection unit 15, the operation efficiency calculation unit 16 represents a multiple regression equation that expresses the objective variable consisting of the total flow rate Qt as an explanatory variable consisting of the power usage amount Wti. A function of calculating the operating efficiency Ui of the compressor Ci composed of the partial regression coefficient ai of the multiple regression equation by executing the obtained multiple regression analysis process, and a function of displaying the operating efficiency Ui on the screen display unit 13 Have.

[第1の実施の形態の動作]
次に、本実施の形態にかかる運転効率推定装置10の動作について説明する。
まず、図6を参照して、運転効率推定装置10での運転効率計算処理について説明する。図6は、第1の実施の形態にかかる運転効率計算処理を示すフローチャートである。
データ組選択部15は、操作入力部12で検出されたオペレータ操作に応じて、あるいは一定時間ごとに、あるいは、プログラム等で設定された時間帯毎に、図6の運転効率計算処理を実行する。なお、運転効率計算処理にあたって、記憶部14には、データ収集部11により収集された各時間tにおけるデータ組14Aが予め格納されているものとする。
[Operation of First Embodiment]
Next, operation | movement of the driving efficiency estimation apparatus 10 concerning this Embodiment is demonstrated.
First, with reference to FIG. 6, the driving efficiency calculation process in the driving efficiency estimation apparatus 10 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an operation efficiency calculation process according to the first embodiment.
The data set selection unit 15 executes the operation efficiency calculation process of FIG. 6 according to the operator operation detected by the operation input unit 12, every fixed time, or every time zone set by a program or the like. . In the driving efficiency calculation process, it is assumed that the data set 14A at each time t collected by the data collection unit 11 is stored in the storage unit 14 in advance.

データ組選択部15は、まず、記憶部14のデータ組14Aから、未選択の時間tにおけるデータ組を選択し(ステップ100)、当該データ組の全体流量Qtを、例えば時間tから単位時間分だけ前に測定された全体流量Qt−1と比較して、Qtが一定状態または増加中であるか確認する(ステップ101)。
ここで、Qt<Qt−1の場合(ステップ101:NO)、データ組選択部15は、ステップ100へ戻って、未選択の時間におけるデータ組を新たに選択する。
First, the data set selection unit 15 selects a data set at an unselected time t from the data set 14A in the storage unit 14 (step 100), and sets the total flow rate Qt of the data set, for example, from time t to unit time. Compared with the total flow rate Qt-1 measured only before, it is confirmed whether Qt is constant or increasing (step 101).
Here, when Qt <Qt−1 (step 101: NO), the data set selection unit 15 returns to step 100 and newly selects a data set at an unselected time.

一方、Qt≧Qt−1の場合(ステップ101:YES)、データ組選択部15は、当該データ組のうち、運転中のコンプレッサCiの電力使用量Wtiに基づき、当該コンプレッサCiが定格出力を基準とする所定の定格運転範囲で運転されているか確認する(ステップ102)。
ここで、定格運転範囲で運転されていないコンプレッサCiが存在する場合(ステップ102:NO)、データ組選択部15は、ステップ100へ戻って、未選択の時間におけるデータ組を新たに選択する。
一方、運転中のすべてのコンプレッサCiが定格運転範囲で運転されている場合(ステップ102:YES)、データ組選択部15は、当該データ組を対象データ組Dtとして抽出し、記憶部14に格納する(ステップ103)。
On the other hand, when Qt ≧ Qt−1 (step 101: YES), the data set selection unit 15 determines that the compressor Ci is based on the rated output based on the power usage Wti of the compressor Ci during operation. (Step 102).
Here, when there is a compressor Ci that is not operated in the rated operation range (step 102: NO), the data set selection unit 15 returns to step 100 and newly selects a data set at an unselected time.
On the other hand, when all the compressors Ci in operation are operated in the rated operation range (step 102: YES), the data set selection unit 15 extracts the data set as the target data set Dt and stores it in the storage unit 14. (Step 103).

この際、コンプレッサの定格出力は、メーカから仕様として提示された値を用いればよいが、実際には、提示された値よりも大きな電力で稼働する場合もある。また、経年変化により、定格出力が低減している場合もある。したがって、このような場合には、コンプレッサCiごとに、実測した電力使用量Wtiの最大値を、定格出力として再設定しておけばよい。   At this time, the rated output of the compressor may be a value presented as a specification by the manufacturer, but in actuality, the compressor may be operated with a power larger than the presented value. Also, the rated output may be reduced due to aging. Therefore, in such a case, it is only necessary to reset the maximum value of the actually measured power consumption Wti as the rated output for each compressor Ci.

このようにして、データ組選択部15は、Qtが一定状態または増加中であるデータ組がDtとして、m(m>n)個分抽出されるまで(ステップ104:NO)、繰り返し実行する。   In this way, the data set selection unit 15 repeatedly executes data sets in which Qt is in a constant state or increasing, until m (m> n) data sets are extracted as Dt (step 104: NO).

Dtがm個分だけ抽出された場合(ステップ104:YES)、運転効率計算部16は、コンプレッサCiごとに偏回帰係数aiを割り当て(ステップ105)、これらDtに基づいて、Qtからなる目的変数をWtiからなる説明変数で表す重回帰式を求めることにより、当該重回帰式の偏回帰係数aiからなるコンプレッサCiの運転効率Uiを計算する(ステップ106)。   When only Dt are extracted (step 104: YES), the operation efficiency calculation unit 16 assigns a partial regression coefficient ai to each compressor Ci (step 105), and based on these Dt, an objective variable consisting of Qt is assigned. Is calculated by an explanatory variable consisting of Wti to calculate the operating efficiency Ui of the compressor Ci consisting of the partial regression coefficient ai of the multiple regression equation (step 106).

この後、運転効率計算部16は、得られた偏回帰係数aiを記憶部14に係数データ14Bとして格納し(ステップ107)、記憶部14に予め格納されている各コンプレッサCiの定格効率Uriを取得し、これらUriから偏回帰係数aiすなわち運転効率Uiを減算した値をUriで除算することにより、運転効率劣化率Riを計算して、これらを画面表示部13で画面表示し(ステップ108)、一連の運転効率計算処理を終了する。   Thereafter, the operating efficiency calculation unit 16 stores the obtained partial regression coefficient ai as coefficient data 14B in the storage unit 14 (step 107), and the rated efficiency Uri of each compressor Ci stored in the storage unit 14 in advance. By obtaining and subtracting the partial regression coefficient ai, that is, the operation efficiency Ui from these Uri, and dividing by Uri, the operation efficiency deterioration rate Ri is calculated, and these are displayed on the screen display unit 13 (step 108). Then, a series of operation efficiency calculation processing is completed.

図7は、運転効率の一覧表示画面例である。ここでは、運転効率Ui、定格効率Uri、および運転効率劣化率Riが、コンプレッサC1〜Cnごとに一覧表で表示されている。
この一覧表示画面により、各コンプレッサC1〜Cnに関する運転状況および運転効率を、容易に確認できるとともに、コンプレッサC1〜Cn間で容易に比較することができる。
FIG. 7 is an example of a list display screen for operating efficiency. Here, the operating efficiency Ui, the rated efficiency Uri, and the operating efficiency deterioration rate Ri are displayed in a list for each of the compressors C1 to Cn.
With this list display screen, it is possible to easily confirm the operation status and the operation efficiency related to each of the compressors C1 to Cn, and to easily compare the compressors C1 to Cn.

[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、データ組選択部15が、記憶部14に格納されているデータ組14Aのうちから、前記全体流量Qtが一定状態または増加中にあるデータ組を対象データ組Dtとしてm個(m>n)選択し、運転効率計算部16が、これら対象データ組Dtに基づいて、当該全体流量Qtからなる目的変数を当該電力使用量Wtiからなる説明変数で表す重回帰式を求めることにより、当該重回帰式の偏回帰係数aiからなるコンプレッサCiの運転効率Uiを計算するようにしたものである。
[Effect of the first embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the data set selection unit 15 selects a data set whose total flow rate Qt is in a constant state or increasing from the data set 14A stored in the storage unit 14 as a target data set. Multiple regression (m> n) is selected as Dt, and the operation efficiency calculation unit 16 represents the objective variable consisting of the total flow rate Qt as an explanatory variable consisting of the electric power consumption Wti based on the target data set Dt. By calculating the equation, the operation efficiency Ui of the compressor Ci consisting of the partial regression coefficient ai of the multiple regression equation is calculated.

これにより、各コンプレッサCiの運転効率Uiが、一般的な圧縮空気供給システム1に予め設置されている電力計8で得られた各コンプレッサCiの電力使用量Wtiと、流量計4Aで得られた全体流量Qtとに基づき計算される。このため、コンプレッサCiごとに、例えば当該コンプレッサCiにおける流量データを測定するための流量計などの設備機器の追加を必要とすることなく、各コンプレッサCiの運転効率Uiを容易に推定することが可能となる。この際、電力計8が設置されていない場合には、コンプレッサCiごとに電力計8の追加が必要となるが、従来のようにコンプレッサCiごとに流量計まで追加する必要はない。   Thereby, the operation efficiency Ui of each compressor Ci was obtained with the electric power consumption Wti of each compressor Ci obtained with the wattmeter 8 previously installed in the general compressed air supply system 1, and with the flow meter 4A. Calculated based on the total flow rate Qt. For this reason, it is possible to easily estimate the operating efficiency Ui of each compressor Ci without requiring the addition of equipment such as a flow meter for measuring flow rate data in the compressor Ci, for each compressor Ci. It becomes. At this time, if the wattmeter 8 is not installed, it is necessary to add the wattmeter 8 for each compressor Ci, but it is not necessary to add a flow meter for each compressor Ci as in the prior art.

また、コンプレッサC1〜Cnごとに運転効率が推定できるため、前述の図7に示したような、運転効率の一覧表示画面により、各コンプレッサC1〜Cnが、実際にどのような運転効率で運転されているのかを、管理者が容易に把握することができる。これにより、台数制御における運転順序を見直すことができ、省エネルギーや省CO2を実現できる。また、各コンプレッサC1〜Cnに対するメンテナンスの要否、さらには、どのコンプレッサC1〜Cnから順にメンテナンスを実施するかを計画することができるとともに、コンプレッサC1〜Cnの交換要否判断や劣化に伴う更新時期の判断などにも極めて有用なデータを提供することができる。   In addition, since the operation efficiency can be estimated for each of the compressors C1 to Cn, the compressors C1 to Cn are actually operated at what operation efficiency by the operation efficiency list display screen as shown in FIG. The administrator can easily grasp whether it is. Thereby, the operation order in the unit control can be reviewed, and energy saving and CO2 saving can be realized. Further, it is possible to plan whether or not maintenance is required for each of the compressors C1 to Cn, and from which compressor C1 to Cn, the maintenance is sequentially performed. It is possible to provide extremely useful data for judgment of time.

また、本実施の形態では、図6の運転効率計算処理について、それぞれオペレータ操作に応じて、あるいは一定時間ごとに実行する場合について説明した。この際、コンプレッサC1〜Cnの運転効率特性については、それほど急激に変化するものではないため、運転効率計算処理については、例えばメンテナンス周期に合わせて、数ヶ月や1年単位で自動実行するようにしてもよいし、1日や1週間などの任意の頻度で自動的に行うようにしてもよい。   Moreover, in this Embodiment, the case where the driving efficiency calculation process of FIG. 6 was each performed according to operator operation or every fixed time was demonstrated. At this time, since the operation efficiency characteristics of the compressors C1 to Cn do not change so rapidly, the operation efficiency calculation processing is automatically executed, for example, every several months or one year according to the maintenance cycle. Alternatively, it may be automatically performed at an arbitrary frequency such as one day or one week.

また、図6の運転効率計算処理において、得られた運転効率Uiの妥当性を検証する場合、次のような処理を実行すればよい。
まず、ステップ100〜104と同様にして、定格運転で全体流量Qtが一定状態または増加中である時間帯のデータ組Dtを、コンプレッサの台数nのk倍のm個分だけ抽出する。この際、kやmは、適宜設定し必要に応じて調整すればよい。
次に、ステップ105〜106と同様にして、m個の半分くらいあるいは適宜所要数のデータ組m1個を用いて重回帰分析を行い、重回帰式を得る。
Further, in the operation efficiency calculation process of FIG. 6, in order to verify the validity of the obtained operation efficiency Ui, the following process may be executed.
First, in the same manner as in steps 100 to 104, data sets Dt in a time zone in which the overall flow rate Qt is in a constant state or increasing in rated operation are extracted by m times k times the number n of compressors. At this time, k and m may be appropriately set and adjusted as necessary.
Next, in the same manner as steps 105 to 106, multiple regression analysis is performed using about half of m or m1 data sets of a necessary number as appropriate, and a multiple regression equation is obtained.

この後、得られた運転効率Uiと、m個から上記重回帰分析に使用しなかった残りのm2(=m−m1)個のデータ組の電力使用量Wt1〜Wtnとを、上記重回帰式に代入し、全体流量Qt’を逆算する。
ここで、逆算により得られたQt’と、m2個のデータ組の全体流量Qt(実測値)とを比較し、両者の流量差ΔQ=|Qt’−Qt|が許容範囲として想定できる範囲Eq(実用上の許容誤差)に収まっているか判定し、ΔQがEqの範囲に収まっていれば、
重回帰分析により求めた運転効率Uiに妥当性があると判定し、当該運転効率Uiを現在の運転効率(原単位)として保存あるいは表示すればよい。
Thereafter, the obtained operation efficiency Ui and the power consumptions Wt1 to Wtn of the remaining m2 (= m−m1) data sets not used in the multiple regression analysis from the m pieces are expressed in the multiple regression equation. To calculate the total flow rate Qt ′.
Here, Qt ′ obtained by back calculation is compared with the total flow rate Qt (actual measurement value) of m2 data sets, and a range Eq in which the flow rate difference ΔQ = | Qt′−Qt | It is determined whether it is within (practical tolerance), and if ΔQ is within the range of Eq,
It may be determined that the operation efficiency Ui obtained by the multiple regression analysis is valid, and the operation efficiency Ui may be stored or displayed as the current operation efficiency (basic unit).

一方、ΔQがEqの範囲に収まっていなければ、求めた運転効率Uiに妥当性がないと判定して、m個のデータ組の中から再度m1個あるいはm1±Δm個のデータ組を再抽出する。この際、再抽出するデータ組は、未抽出のものであってもよく、その一部に抽出済みのものが含まれていてもよい。あるいは、前回とは異なるm個のデータ組を新たに抽出し直してもよい。
そして、抽出したデータ組を用いて重回帰分析を再実行し、ΔQとEqとの比較により、運転効率Uiの妥当性が得られるまで、データ組の再抽出を繰り返し実行すればよい。また、再抽出を規定回数繰り返しても運転効率Uiの妥当性が得られない場合には、アラームを出力したり、許容範囲Eqを見直したりすればよい。
On the other hand, if ΔQ does not fall within the range of Eq, it is determined that the obtained operation efficiency Ui is not valid, and m1 or m1 ± Δm data sets are re-extracted from m data sets. To do. At this time, the data set to be re-extracted may be an unextracted data set, or a part of the data set may be extracted. Alternatively, m data sets different from the previous time may be newly extracted.
Then, the multiple regression analysis is re-executed using the extracted data set, and the re-extraction of the data set may be repeatedly executed until the validity of the operation efficiency Ui is obtained by comparing ΔQ and Eq. Further, if the re-extraction is repeated a specified number of times and the validity of the operation efficiency Ui cannot be obtained, an alarm may be output or the allowable range Eq may be reviewed.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態にかかる運転効率推定装置10について説明する。
第1の実施の形態では、全体流量Qtが一定状態または増加中の場合を対象として、コンプレッサCiの運転効率Uiを計算する場合を例として説明した。本実施の形態では、全体流量Qtが減少中の場合を対象として、コンプレッサCiの運転効率Uiを計算する場合について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the driving efficiency estimation device 10 according to the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the case where the operation efficiency Ui of the compressor Ci is calculated is described as an example for the case where the total flow rate Qt is in a constant state or increasing. In the present embodiment, a case where the operation efficiency Ui of the compressor Ci is calculated will be described for the case where the overall flow rate Qt is decreasing.

前述の図3に示したように、コンプレッサの運転効率特性は、空気流量の流量変化率λに依存する。特に、流量変化率λが0以上の正側領域、すなわち直前時間に比べて空気流量が同じまたは増加している場合、コンプレッサCiの運転効率Uiはほぼ一定であり、流量変化率λが0より小さい負側領域、すなわち直前時間に比べて空気流量が減少した場合、その流量変化率λの大きさに応じて運転効率Uiが低減している。   As shown in FIG. 3 described above, the operation efficiency characteristic of the compressor depends on the flow rate change rate λ of the air flow rate. In particular, when the flow rate change rate λ is equal to or greater than 0, that is, when the air flow rate is the same or increased compared to the immediately preceding time, the operation efficiency Ui of the compressor Ci is substantially constant, and the flow rate change rate λ is greater than 0 When the air flow rate is reduced compared to a small negative region, that is, the time immediately before, the operation efficiency Ui is reduced according to the magnitude of the flow rate change rate λ.

本実施の形態は、この運転効率Uiのうち負側領域における運転効率特性が、1次関数で近似できることに着目したものである。時間tにおける全体流量Qtの流量変化率をλtとし、1次関数の切片および傾きをそれぞれai,biとした場合、時間tにおけるコンプレッサCiの運転効率Utiは、次の式(2)で表され、この切片aiが第1の実施の形態で計算した偏回帰係数aiに相当する。

Figure 0005969912
The present embodiment focuses on the fact that the operating efficiency characteristic in the negative region of the operating efficiency Ui can be approximated by a linear function. When the flow rate change rate of the total flow rate Qt at time t is λt and the intercept and slope of the linear function are ai and bi, respectively, the operating efficiency Uti of the compressor Ci at time t is expressed by the following equation (2). This intercept ai corresponds to the partial regression coefficient ai calculated in the first embodiment.
Figure 0005969912

また、切片aiおよび傾きbiは、各コンプレッサC1〜Cnに固有の値を持つことが観測された。このことから、この1次関数を用いれば、時間tにおけるコンプレッサCiの個別流量Qtiは、次の式(3)で表される。なお、時間tにおける全体流量をQtとし、時間tから単位時間だけ遡った時間t−1における全体流量をQt−1とし、上記1次関数の切片および傾きをそれぞれai,biとした場合、時間tにおけるλtは、次の式(4)で表される。

Figure 0005969912
Figure 0005969912
In addition, it was observed that the intercept ai and the slope bi have unique values for each of the compressors C1 to Cn. From this, using this linear function, the individual flow rate Qti of the compressor Ci at time t is expressed by the following equation (3). When the total flow rate at time t is Qt, the total flow rate at time t-1 that is a unit time backward from time t is Qt-1, and the intercept and slope of the linear function are ai and bi, respectively, λt at t is expressed by the following equation (4).
Figure 0005969912
Figure 0005969912

したがって、時間tにおけるコンプレッサCiでの電力使用量をWtiとした場合、コンプレッサC1〜Cn全体の全体流量Qtは、次の式(5)で表される。

Figure 0005969912
Therefore, when the electric power consumption in the compressor Ci at time t is Wti, the entire flow rate Qt of the entire compressors C1 to Cn is expressed by the following equation (5).
Figure 0005969912

ここで、aiは既知であり、コンプレッサCiがn台ある場合、biもn個存在するため、式(5)をn個分用意すれば、これらを連立方程式として解くことにより、biを求めることができる。
さらに、コンプレッサC1〜Cn全体の全体流量Qtと各コンプレッサCiの電力使用量Wtiとは、大幅な設備を追加することなく、一般的な圧縮空気供給システム1において、時間tごとに容易に測定できる。
Here, ai is known, and when there are n compressors Ci, there are n bi, so if n equations (5) are prepared, bi can be obtained by solving these as simultaneous equations. Can do.
Further, the overall flow rate Qt of the entire compressors C1 to Cn and the power consumption Wti of each compressor Ci can be easily measured at every time t in the general compressed air supply system 1 without adding a large facility. .

したがって、本実施の形態では、時間tごとに測定したQtとWtiとのデータ組のうちから、Qtが減少状態にある対象データ組Dtをn個再選択して、これらDtを用いてn個の式(5)からなる流量算出式を生成し、これらn個の流量算出式からなる連立方程式を解くことにより、biを計算するようにしたものである。
また、この後、任意の時間xにおけるQx,Qx−1を式(4)に代入して求めたλxと、先に求めた当該コンプレッサCiのai,biとを式(2)に代入して、時間xにおける各コンプレッサCiの運転効率Uxiを求めるようにしたものである。
Therefore, in the present embodiment, n target data sets Dt whose Qt is in a decreasing state are reselected from the data sets of Qt and Wti measured every time t, and n data sets are used using these Dt. Bi is calculated by generating a flow rate calculation formula consisting of the following formula (5) and solving simultaneous equations consisting of these n flow rate calculation formulas.
Thereafter, λx obtained by substituting Qx and Qx-1 at an arbitrary time x into the equation (4) and ai and bi of the compressor Ci obtained previously are substituted into the equation (2). The operation efficiency Uxi of each compressor Ci at time x is obtained.

本実施の形態において、データ組選択部15は、記憶部14に格納されているデータ組14Aのうち、全体流量Qtが減少状態にあるデータ組を新たな対象データ組Dtとしてn個再選択する機能を有している。
運転効率計算部16は、再選択されたこれら対象データ組Dtごとに求めた、当該全体流量Qtに関する単位時間当たりの流量変化率λtと、全体流量Qt、電力使用量Wti、および偏回帰係数aiと、コンプレッサCiごとの流量変化率と運転効率との関係を近似する1次関数の傾きを示す運転効率特性係数biとを用いて、式(5)に示す当該全体流量Qtに関する流量算出式を、対象データ組Dtごとにn個生成する機能と、これら流量算出式を連立方程式として解くことにより、運転効率特性係数biを計算する機能と、任意の時間xにおける流量変化率λxに、当該コンプレッサCiの運転効率特性係数biを乗算して、当該コンプレッサCiの偏回帰係数aiを加算することにより、当該時間xにおけるコンプレッサCiの運転効率Uxiを計算する機能とを有している。
In the present embodiment, the data set selection unit 15 reselects n data sets in which the overall flow rate Qt is reduced among the data sets 14A stored in the storage unit 14 as new target data sets Dt. It has a function.
The operation efficiency calculation unit 16 calculates the flow rate change rate λt per unit time related to the total flow rate Qt, the total flow rate Qt, the power usage amount Wti, and the partial regression coefficient ai obtained for each of the reselected target data sets Dt. And an operation efficiency characteristic coefficient bi indicating a slope of a linear function approximating the relationship between the flow rate change rate and the operation efficiency for each compressor Ci, and a flow rate calculation formula for the total flow rate Qt shown in Equation (5). , A function of generating n for each target data set Dt, a function of calculating the operating efficiency characteristic coefficient bi by solving these flow rate calculation formulas as simultaneous equations, and a flow rate change rate λx at an arbitrary time x, The operation of the compressor Ci at the time x is performed by multiplying the operation efficiency characteristic coefficient bi of Ci and adding the partial regression coefficient ai of the compressor Ci. And a function of calculating the efficiency Uxi.

[第2の実施の形態の動作]
次に、本実施の形態にかかる運転効率推定装置10の動作について説明する。
まず、図8を参照して、運転効率推定装置10での係数計算処理について説明する。図8は、第2の実施の形態にかかる係数計算処理を示すフローチャートである。ここでは、第1の実施形態を実施後に運転効率特性係数biをステップワイズに計算する処理手順が示されている。
[Operation of Second Embodiment]
Next, operation | movement of the driving efficiency estimation apparatus 10 concerning this Embodiment is demonstrated.
First, with reference to FIG. 8, the coefficient calculation process in the driving efficiency estimation apparatus 10 will be described. FIG. 8 is a flowchart illustrating a coefficient calculation process according to the second embodiment. Here, a processing procedure for calculating the operation efficiency characteristic coefficient bi stepwise after the first embodiment is shown.

運転効率計算部16は、操作入力部12で検出されたオペレータ操作に応じて、あるいは一定時間ごとに、図8の係数計算処理を実行する。なお、係数計算処理にあたって、記憶部14には、データ収集部11により収集された各時間tにおけるデータ組14Aと、第1の実施の形態で得られた偏回帰係数aiを示す係数データ14Bとが、予め格納されているものとする。   The driving efficiency calculation unit 16 executes the coefficient calculation process of FIG. 8 according to the operator operation detected by the operation input unit 12 or at regular time intervals. In the coefficient calculation process, the storage unit 14 includes a data set 14A at each time t collected by the data collection unit 11, and coefficient data 14B indicating the partial regression coefficient ai obtained in the first embodiment. Are stored in advance.

データ組選択部15は、まず、記憶部14のデータ組14Aから、未選択の時間tにおけるデータ組を再選択し(ステップ200)、当該データ組の全体流量Qtを、例えば時間tから単位時間分だけ前に測定された全体流量Qt−1と比較して、Qtが減少中であるか確認する(ステップ201)。この場合、流量変化率λtを先に計算して、このλtの正負を確認してもよい。
ここで、Qt≧Qt−1(λt≧0)の場合(ステップ201:NO)、データ組選択部15は、ステップ200へ戻って、未選択のデータ組を新たに選択する。
First, the data set selection unit 15 reselects a data set at an unselected time t from the data set 14A of the storage unit 14 (step 200), and the total flow rate Qt of the data set is changed from, for example, time t to unit time. Compared with the total flow rate Qt-1 measured a minute before, it is confirmed whether Qt is decreasing (step 201). In this case, the flow rate change rate λt may be calculated first to confirm the sign of λt.
When Qt ≧ Qt−1 (λt ≧ 0) (step 201: NO), the data set selection unit 15 returns to step 200 and newly selects an unselected data set.

一方、Qt<Qt−1(λt<0)の場合(ステップ201:YES)、データ組選択部15は、当該データ組のうち、運転中のコンプレッサCiの電力使用量Wtiに基づき、当該コンプレッサCiが定格出力を基準とする所定の定格運転範囲で運転されているか確認する(ステップ202)。
ここで、定格運転範囲で運転されていないコンプレッサCiが存在する場合(ステップ102:NO)、データ組選択部15は、ステップ100へ戻って、未選択の時間におけるデータ組を新たに選択する。
一方、運転中のすべてのコンプレッサCiが定格運転範囲で運転されている場合(ステップ202:YES)、データ組選択部15は、当該データ組を新たな対象データ組Dtとして抽出し、記憶部14に格納する(ステップ203)。
On the other hand, in the case of Qt <Qt−1 (λt <0) (step 201: YES), the data set selection unit 15 determines the compressor Ci based on the power usage Wti of the compressor Ci during operation in the data set. Is operated in a predetermined rated operation range with reference to the rated output (step 202).
Here, when there is a compressor Ci that is not operated in the rated operation range (step 102: NO), the data set selection unit 15 returns to step 100 and newly selects a data set at an unselected time.
On the other hand, when all the compressors Ci in operation are operated in the rated operation range (step 202: YES), the data set selection unit 15 extracts the data set as a new target data set Dt, and stores the storage unit 14 (Step 203).

この際、コンプレッサの定格出力は、メーカから仕様として提示された値を用いればよいが、実際には、提示された値よりも大きな電力で稼働する場合もある。また、経年変化により、定格出力が低減している場合もある。したがって、このような場合には、コンプレッサCiごとに、実測した電力使用量Wtiの最大値を、定格出力として再設定しておけばよい。   At this time, the rated output of the compressor may be a value presented as a specification by the manufacturer, but in actuality, the compressor may be operated with a power larger than the presented value. Also, the rated output may be reduced due to aging. Therefore, in such a case, it is only necessary to reset the maximum value of the actually measured power consumption Wti as the rated output for each compressor Ci.

このようにして、データ組選択部15は、Qtが減少状態にあるデータ組がDtとして、新たにn個分抽出されるまで(ステップ204:NO)、繰り返し実行する。   In this manner, the data set selection unit 15 repeatedly executes data sets in which Qt is in a decreasing state until D new data sets are extracted as Dt (step 204: NO).

Dtがn個分だけ抽出された場合(ステップ204:YES)、運転効率計算部16は、コンプレッサCiごとに運転効率特性係数biを割り当て(ステップ205)、Dtごとに、当該Qtに関する単位時間当たりの流量変化率λtを、前述した式(4)に基づき計算する(ステップ206)。   When n Dt are extracted (step 204: YES), the operation efficiency calculation unit 16 assigns an operation efficiency characteristic coefficient bi for each compressor Ci (step 205), and per unit time for the Qt for each Dt. Is calculated based on the above-described equation (4) (step 206).

続いて、運転効率計算部16は、DtごとのQtおよびWtiと、コンプレッサCiごとのai,biを用いて、前述した式(5)のQtに関する流量算出式を、Dtごとにn個生成する(ステップ207)。
この後、運転効率計算部16は、これらn個の流量算出式から、前述した式(6)のような連立方程式を生成し(ステップ208)、これを解くことにより、各コンプレッサCiのbiを計算し(ステップ209)、得られたbiを記憶部14に係数データ14Bとして格納し(ステップ210)、一連の係数計算処理を終了する。
Subsequently, the operation efficiency calculation unit 16 generates n flow rate calculation formulas related to Qt of the above-described formula (5) for each Dt, using Qt and Wti for each Dt and ai and bi for each compressor Ci. (Step 207).
Thereafter, the operation efficiency calculation unit 16 generates simultaneous equations such as the above-described equation (6) from these n flow rate calculation equations (step 208), and solves this to obtain the bi of each compressor Ci. The calculated bi is stored as coefficient data 14B in the storage unit 14 (step 210), and a series of coefficient calculation processing is completed.

なお、運転効率推定装置10にかかる係数計算処理については、図9に示す処理手順で実行してもよい。図9は、第2の実施の形態にかかる他の係数計算処理を示すフローチャートである。ここでは、対象データDtを2×n組取得して連立方程式を解き、aiとbiとを同時に求める処理手順が示されている。
すなわち、図8にかかるステップ201,202を不要として、ステップ200,203,204で2×n組データを抽出する。続いて、ステップ205−207を図8と同様に実行して、ステップ208で2×n個の流量算出式から連立方程式を生する。この後、ステップ208で、この連立方程式を解けば、ai、biを求めることができる。
In addition, you may perform the coefficient calculation process concerning the driving efficiency estimation apparatus 10 in the process sequence shown in FIG. FIG. 9 is a flowchart illustrating another coefficient calculation process according to the second embodiment. Here, a processing procedure is shown in which 2 × n sets of target data Dt are acquired, simultaneous equations are solved, and ai and bi are obtained simultaneously.
That is, 2 × n sets of data are extracted in steps 200, 203, and 204 without the steps 201 and 202 shown in FIG. Subsequently, steps 205 to 207 are executed in the same manner as in FIG. 8, and simultaneous equations are generated from 2 × n flow rate calculation formulas in step 208. Thereafter, in step 208, ai and bi can be obtained by solving the simultaneous equations.

次に、図10を参照して、運転効率推定装置10での運転効率計算処理について説明する。図10は、第2の実施の形態にかかる運転効率計算処理を示すフローチャートである。
運転効率計算部16は、操作入力部12で検出されたオペレータ操作に応じて、あるいは一定時間または所定の間隔ごとに、図10の運転効率計算処理を実行する。なお、運転効率計算処理にあたって、記憶部14には、各コンプレッサCiごとに、偏回帰係数ai,運転効率特性係数biが係数データ14Bとして格納されているものとする。
Next, the driving efficiency calculation process in the driving efficiency estimation apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation efficiency calculation process according to the second embodiment.
The driving efficiency calculation unit 16 executes the driving efficiency calculation process of FIG. 10 in accordance with the operator operation detected by the operation input unit 12 or at regular time intervals or at predetermined intervals. In the operation efficiency calculation process, it is assumed that the partial regression coefficient ai and the operation efficiency characteristic coefficient bi are stored in the storage unit 14 as coefficient data 14B for each compressor Ci.

運転効率計算部16は、まず、記憶部14のデータ組14Aを参照して、運転効率対象として指定された任意の時間xのデータ組から全体流量Qxを取得し(ステップ220)、前述と同様にして、流量変化率λxを計算する(ステップ221)。   First, the operation efficiency calculation unit 16 refers to the data set 14A in the storage unit 14 and obtains the total flow rate Qx from the data set at an arbitrary time x designated as the operation efficiency target (step 220). Thus, the flow rate change rate λx is calculated (step 221).

この後、運転効率計算部16は、記憶部14の係数データ14Bから各コンプレッサCiのai,biを取得し、これらai,biと流量変化率λxとを前述した式(2)に代入することにより、時間xにおける運転効率UxiをコンプレッサCiごとに計算する(ステップ222)。   Thereafter, the operation efficiency calculation unit 16 acquires ai and bi of each compressor Ci from the coefficient data 14B of the storage unit 14, and substitutes these ai and bi and the flow rate change rate λx into the above-described equation (2). Thus, the operation efficiency Uxi at time x is calculated for each compressor Ci (step 222).

また、運転効率計算部16は、記憶部14に予め格納されている各コンプレッサCiの定格効率Uriを取得し、UriからUxiを減算した値をUriで除算することにより、運転効率劣化率Rxiを計算し(ステップ223)、これらを画面表示部13で画面表示し(ステップ224)、一連の運転効率計算処理を終了する。この際、Uxi,Uri,Rxiを画面表示する際、ai,biも一括して画面表示してもよく、オプション設定で画面表示の要否を選択可能としてもよい。   Further, the operating efficiency calculation unit 16 obtains the rated efficiency Uri of each compressor Ci stored in advance in the storage unit 14, and divides the value obtained by subtracting Uxi from Uri by Uri, thereby obtaining the operating efficiency deterioration rate Rxi. These are calculated (step 223), these are displayed on the screen display unit 13 (step 224), and the series of operation efficiency calculation processing is terminated. At this time, when Uxi, Uri, and Rxi are displayed on the screen, ai and bi may also be displayed on the screen at a time, and the necessity of screen display may be selectable by option setting.

図11は、運転効率の個別表示画面例である。ここでは、各コンプレッサC1〜CnのうちコンプレッサC1に関する、特定の時間x「11:00」における運転効率Ux1と運転効率特性とが、グラフ表示されており、横軸が流量変化率λxを示し、縦軸が運転効率Ux1を示している。また、グラフには、コンプレッサC1の定格効率Ur1、定格効率Ur1を基準とした運転効率Ux1の劣化率を示す運転効率劣化率Rx1、偏回帰係数a1からなる最大効率Uxmax1、および運転効率特性係数b1からなる、単位流量変化率当たりにおける運転効率Ux1の低減率Rdx1が、ともに表示されている。   FIG. 11 is an example of an individual display screen for operating efficiency. Here, the operation efficiency Ux1 and the operation efficiency characteristic at a specific time x “11:00” regarding the compressor C1 among the compressors C1 to Cn are displayed in a graph, and the horizontal axis indicates the flow rate change rate λx. The vertical axis represents the operating efficiency Ux1. The graph also shows the rated efficiency Ur1 of the compressor C1, the operating efficiency deterioration rate Rx1 indicating the deterioration rate of the operating efficiency Ux1 with the rated efficiency Ur1 as a reference, the maximum efficiency Uxmax1 composed of the partial regression coefficient a1, and the operating efficiency characteristic coefficient b1. The reduction rate Rdx1 of the operation efficiency Ux1 per unit flow rate change rate is displayed together.

この個別表示画面により、管理者は、運転効率Uxiや運転効率劣化率Rxiに基づいて、選択したコンプレッサCiが時間xにおいて、どのような状況で運転されているかを容易に確認することができる。また、最大効率Uxmaxiにより、コンプレッサCiで得られる最も良い効率を把握できるとともに、低減率Rdxiにより、流量変化率λxが低下するに連れて、どの程度の割合で運転効率Uxiが低下するのかを詳細に確認することができる。   With this individual display screen, the administrator can easily confirm under what circumstances the selected compressor Ci is operating at time x based on the operation efficiency Uxi and the operation efficiency deterioration rate Rxi. In addition, the maximum efficiency Uxmaxi can grasp the best efficiency obtained by the compressor Ci, and the reduction rate Rdxi details how much the operating efficiency Uxi decreases as the flow rate change rate λx decreases. Can be confirmed.

また、図12は、運転効率の他の一覧表示画面例である。ここでは、前述した時間xにおける運転効率Uxi(=偏回帰係数ai:静特性)、定格効率Uri、運転効率劣化率Rxi、最大効率Uxmaxi、および低減率Rdxi(=運転効率特性係数bi:動特性)が、コンプレッサC1〜Cnごとに一覧表で表示されている。
この一覧表示画面により、時間xにおける各コンプレッサC1〜Cnに関する運転状況および運転効率特性を、容易に確認できるとともに、コンプレッサC1〜Cn間で容易に比較することができる。
FIG. 12 shows another list display screen example of the driving efficiency. Here, the operation efficiency Uxi (= partial regression coefficient ai: static characteristic), rated efficiency Uri, operation efficiency deterioration rate Rxi, maximum efficiency Uxmaxi, and reduction rate Rdxi (= operation efficiency characteristic coefficient bi: dynamic characteristics) at the time x described above. ) Is displayed in a list for each of the compressors C1 to Cn.
With this list display screen, it is possible to easily confirm the operation status and the operation efficiency characteristics regarding the compressors C1 to Cn at the time x, and to easily compare the compressors C1 to Cn.

[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、データ組選択部15が、記憶部14に格納されているデータ組14Aのうち、全体流量Qtが減少状態にあるデータ組を新たな対象データ組Dtとしてn個再選択し、運転効率計算部16が、再選択されたこれら対象データ組Dtごとに求めた、当該全体流量Qtに関する単位時間当たりの流量変化率λtと、全体流量Qt、電力使用量Wti、および偏回帰係数aiと、コンプレッサCiごとの流量変化率と運転効率との関係を近似する1次関数の傾きを示す運転効率特性係数biとを用いて、当該全体流量Qtに関する流量算出式を、対象データ組Dtごとにn個生成し、これら流量算出式を連立方程式として解くことにより、運転効率特性係数biを計算し、任意の時間xにおける流量変化率λxに、当該コンプレッサCiの運転効率特性係数biを乗算して、当該コンプレッサCiの偏回帰係数aiを加算することにより、当該時間xにおけるコンプレッサCiの運転効率Uxiを計算するようにしたものである。
[Effect of the second embodiment]
Thus, in the present embodiment, the data set selection unit 15 sets the data set 14A stored in the storage unit 14 as a new target data set Dt as a new target data set Dt. The operation efficiency calculation unit 16 re-selects each of the target data sets Dt, and the flow rate change rate λt per unit time regarding the total flow rate Qt, the total flow rate Qt, the power usage amount Wti, And a partial regression coefficient ai, and an operation efficiency characteristic coefficient bi indicating a slope of a linear function approximating the relationship between the flow rate change rate and the operation efficiency for each compressor Ci, and a flow rate calculation formula regarding the total flow rate Qt, By generating n for each target data set Dt and solving these flow rate calculation formulas as simultaneous equations, the operation efficiency characteristic coefficient bi is calculated, and the flow rate change rate λx at an arbitrary time x is The operation efficiency Uxi of the compressor Ci at the time x is calculated by multiplying the operation efficiency characteristic coefficient bi of the compressor Ci and adding the partial regression coefficient ai of the compressor Ci.

これにより、全体流量Qtが一定状態あるいは増加中である場合におけるコンプレッサCiの運転効率Uiだけでなく、全体流量Qtが減少中である場合におけるコンプレッサCiの運転効率Uiを精度良く推定することができる。したがって、実際の運用で全体流量Qtが増減している場合であっても、任意の時間における運転効率Uiを精度良く推定することが可能となる。   Thereby, not only the operating efficiency Ui of the compressor Ci when the overall flow rate Qt is constant or increasing, but also the operating efficiency Ui of the compressor Ci when the overall flow rate Qt is decreasing can be accurately estimated. . Therefore, even when the overall flow rate Qt is increased or decreased in actual operation, it is possible to accurately estimate the operation efficiency Ui at an arbitrary time.

また、本実施の形態において、コンプレッサCiごとの運転効率特性係数biを未知数とした連立方程式は、係数データをn×n行列A、定数データをn次元ベクトルd、として表記すると、運転効率特性係数を表す未知数ベクトルbを用いて、Ab=dという形に変換される。
この連立方程式を解く場合、係数データと定数データの組み合わせにより、解が不安定になることがある。その結果、要求される精度で個々のコンプレッサの運転効率指標を計算できないケースが存在する。
Further, in the present embodiment, the simultaneous equations in which the operation efficiency characteristic coefficient bi for each compressor Ci is an unknown are expressed as the operation efficiency characteristic coefficient when the coefficient data is expressed as an n × n matrix A and the constant data is expressed as an n-dimensional vector d. Is converted into a form Ab = d.
When solving these simultaneous equations, the solution may become unstable depending on the combination of coefficient data and constant data. As a result, there are cases where the operation efficiency index of each compressor cannot be calculated with the required accuracy.

このようなケースへの対応策として、連立方程式の係数データを用いた定解の安定性を表す指標である条件数(Condition Number)としてκ(A)=||A||・||B||(但し、B=A-1)を計算する。
そして、条件数が事前設定した閾値以上の場合には、条件数が閾値未満となるまでデータのn個の組Dt(ただしt=1,2,…,n)の一部もしくは全部を入れ換えることで、新たな係数データA’および定数データd’に置き換えて連立方程式を解き、要求される精度を満たしたコンプレッサの運転効率指標を計算すればよい。一方、閾値未満という条件を満足するデータの組み合わせが存在しなかった場合には、それまでの計算結果を記憶しておき、履歴情報の範囲の中で最小の条件数を有する場合の計算結果を運転効率指標とすればよい。
As a countermeasure against such a case, κ (A) = || A ||||||| as a condition number that is an index representing the stability of a fixed solution using coefficient data of simultaneous equations. (Where B = A −1 ) is calculated.
If the condition number is equal to or greater than a preset threshold value, a part or all of the n data sets Dt (where t = 1, 2,..., N) are exchanged until the condition number becomes less than the threshold value. Thus, the new equation data A ′ and the constant data d ′ are replaced with the simultaneous equations to calculate the compressor operation efficiency index that satisfies the required accuracy. On the other hand, when there is no combination of data that satisfies the condition of less than the threshold, the calculation results up to that point are stored, and the calculation result when the minimum condition number is within the range of history information is stored. The operating efficiency index may be used.

また、上記ケースへの対応策として、次の方法を用いることも可能である。まず、係数データAおよび定数データdのセットを事前にL個用意しておき、各セットjに対して未知数ベクトルb(j)(ここでj=1,2,…,L)とする連立方程式の解を求める。
そして、各iにおいて解bi(j)のjに関する分散を計算し、この分散が事前に設定した各iに対する閾値未満となる条件が、全てのiにおいて満足している場合、bi(j)のjに関する平均値または中央値等の統計量を運転効率指標とすればよい。
Further, as a countermeasure for the above case, the following method can be used. First, L sets of coefficient data A and constant data d are prepared in advance, and simultaneous equations with unknown vector b (j) (where j = 1, 2,..., L) for each set j. Find the solution of
Then, the variance for j of solution bi (j) is calculated for each i, and if the condition that this variance is less than the threshold for each i set in advance is satisfied for all i, then bi (j) A statistical quantity such as an average value or a median value for j may be used as an operation efficiency index.

ここで、あるiに対して条件を満足していない場合には、条件を満足する結果が得られるまで係数データAおよび定数データdのセットを順次追加して計算処理を実施する。データ組の追加は事前に設定しておいた追加上限数Mを限度とするため、最終的に条件を満たさなかった場合には、全ての計算結果bi(j)(ただしj=1,2,…,L,L+1,…,L+M)のjに関する平均値または中央値等の統計量をiに対する運転効率指標とすればよい。   Here, if the condition is not satisfied for a certain i, the calculation process is performed by sequentially adding a set of coefficient data A and constant data d until a result satisfying the condition is obtained. Since the addition of the data set is limited to the additional upper limit number M set in advance, if the condition is not finally satisfied, all the calculation results bi (j) (where j = 1, 2, .., L, L + 1,..., L + M) may be used as a driving efficiency index for i.

なお、連立方程式を用いて解の安定性を判定する方法として、閾値を用いた判定方法とは異なる判定方法も利用することができる。例えば、計算によって得られた運転効率指標を前述した式(5)に代入し、運転効率指標の算出時に利用されなかった全体流量Qtに関する流量変化率λtと、全体流量Qt、電力使用量Wtiに関する検証用データの組を用いて等式がある一定以内の誤差範囲で近似的に成立することを確認することで、解の安定性を判定することが可能である。   As a method for determining the stability of a solution using simultaneous equations, a determination method different from the determination method using a threshold can be used. For example, the operation efficiency index obtained by the calculation is substituted into the above-described equation (5), and the flow rate change rate λt related to the total flow rate Qt that was not used when calculating the operation efficiency index, the total flow rate Qt, and the power usage amount Wti. It is possible to determine the stability of the solution by confirming that the equation is approximately established within a certain error range using a set of verification data.

[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. In addition, each embodiment can be implemented in any combination within a consistent range.

また、各実施の形態では、運転効率を推定する対象として、コンプレッサで圧縮空気を生成して負荷へ供給する圧縮空気供給システムを例に説明したが、これに限定されるものではなく、圧縮空気以外、例えば水や冷媒などの混合ガスを圧縮して負荷へ供給する圧縮ガス供給システムなどの他のシステムにも、前述と同様にして各実施の形態を適用でき、同様の作用効果を得ることができる。   In each embodiment, the compressed air supply system that generates compressed air by the compressor and supplies it to the load has been described as an example of the target for estimating the operation efficiency. However, the present invention is not limited to this. Other than the above, for example, each embodiment can be applied to other systems such as a compressed gas supply system that compresses a mixed gas such as water or a refrigerant and supplies the compressed gas to the load in the same manner as described above, and obtains the same effects. Can do.

1…圧縮空気供給システム、C1〜Cn,Ci…コンプレッサ、2,4…管路、3…バッファータンク、4A…流量計、5…ヘッダ、5A…圧力計、6…負荷、7…コンプレッサ制御部、8(81〜8n)…電力計、10…運転効率推定装置、11…データ収集部、12…操作入力部、13…画面表示部、14…記憶部、14A…データ組、14B…係数データ、14P…プログラム、15…データ組選択部、16…運転効率計算部、Qt,Qx…全体流量、Wt1〜Wtn,Wti…電力使用量、Dt…対象データ組、λt,λx…流量変化率、ai…偏回帰係数(切片)、bi…運転効率特性係数(傾き)、Uti,Uxi…運転効率、Uri…定格効率、Rxi…運転効率劣化率、Uxmaxi…最大効率、Rdxi…低減率。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressed air supply system, C1-Cn, Ci ... Compressor, 2, 4 ... Pipe line, 3 ... Buffer tank, 4A ... Flow meter, 5 ... Header, 5A ... Pressure gauge, 6 ... Load, 7 ... Compressor control part , 8 (81 to 8n) ... watt meter, 10 ... operating efficiency estimation device, 11 ... data collection unit, 12 ... operation input unit, 13 ... screen display unit, 14 ... storage unit, 14A ... data set, 14B ... coefficient data , 14P ... program, 15 ... data set selection unit, 16 ... operation efficiency calculation unit, Qt, Qx ... total flow rate, Wt1 to Wtn, Wti ... power consumption, Dt ... target data set, λt, λx ... flow rate change rate, ai ... partial regression coefficient (intercept), bi ... operating efficiency characteristic coefficient (slope), Uti, Uxi ... operating efficiency, Uri ... rated efficiency, Rxi ... operating efficiency deterioration rate, Uxmaxi ... maximum efficiency, Rdxi ... reduction rate.

Claims (3)

並列運転されるn(nは2以上の整数)台のコンプレッサCi(i=1〜nの整数)について、これらコンプレッサの運転効率を個別に推定する運転効率推定装置であって、
各時間tにおける、前記各コンプレッサCiで使用された個々の電力を示す電力使用量Wtiと、これらコンプレッサCiから供給された圧縮空気全体の流量を示す全体流量Qtとを収集し、これら電力使用量Wtiと全体流量Qtとを当該時間tのデータ組として記憶部へ格納するデータ収集部と、
前記記憶部に格納されている前記データ組のうちから、前記全体流量Qtが一定状態または増加中にあるデータ組を対象データ組Dtとしてm個(m>n)選択するデータ組選択部と、
これら対象データ組Dtに基づいて、当該全体流量Qtからなる目的変数を当該電力使用量Wtiからなる説明変数で表す重回帰式を求めることにより、当該重回帰式の偏回帰係数aiからなる前記各コンプレッサCiの運転効率Uiを計算する運転効率計算部と
を備えることを特徴とする運転効率推定装置。
An operating efficiency estimation device that individually estimates the operating efficiency of n (n is an integer of 2 or more) compressors Ci (i = an integer of 1 to n) that are operated in parallel,
At each time t, a power usage amount Wti indicating individual power used by each compressor Ci and an overall flow rate Qt indicating the total flow rate of compressed air supplied from the compressor Ci are collected, and these power usage amounts are collected. A data collection unit for storing Wti and the total flow rate Qt in the storage unit as a data set of the time t;
A data set selection unit that selects m (m> n) data sets in which the total flow rate Qt is constant or increasing from the data sets stored in the storage unit as the target data set Dt;
Based on these target data sets Dt, each of the multiple regression equations ai of the multiple regression equation is obtained by obtaining a multiple regression equation representing the objective variable consisting of the total flow rate Qt as an explanatory variable consisting of the power consumption Wti. An operation efficiency estimation device comprising: an operation efficiency calculation unit that calculates an operation efficiency Ui of the compressor Ci.
請求項1に記載の運転効率推定装置において、
前記データ組選択部は、前記記憶部に格納されている前記データ組のうち、前記全体流量Qtが減少状態にあるデータ組を新たな対象データ組Dtとしてn個再選択し、
前記運転効率計算部は、再選択されたこれら対象データ組Dtごとに求めた、当該全体流量Qtに関する流量変化率λtと、前記全体流量Qt、前記電力使用量Wti、および前記偏回帰係数aiと、流量変化率と運転効率との関係を近似する1次関数の傾きを示す前記コンプレッサCiごとの運転効率特性係数biとを用いて、次式
Figure 0005969912
に示す当該全体流量Qtに関する流量算出式を、対象データ組Dtごとにn個生成し、これら流量算出式を連立方程式として解くことにより、前記運転効率特性係数biを計算し、任意の時間xにおける流量変化率λxに、当該コンプレッサCiの運転効率特性係数biを乗算して、当該コンプレッサCiの偏回帰係数aiを加算することにより、当該時間xにおけるコンプレッサCiの運転効率Uxiを計算する
ことを特徴とする運転効率推定装置。
In the driving efficiency estimating device according to claim 1,
The data set selection unit reselects n data sets in which the overall flow rate Qt is reduced among the data sets stored in the storage unit as new target data sets Dt,
The operation efficiency calculation unit calculates the flow rate change rate λt related to the total flow rate Qt, the total flow rate Qt, the power usage amount Wti, and the partial regression coefficient ai, which are obtained for each of the reselected target data sets Dt. Using the operation efficiency characteristic coefficient bi for each compressor Ci indicating the slope of a linear function that approximates the relationship between the flow rate change rate and the operation efficiency,
Figure 0005969912
Are generated for each target data set Dt, and the flow rate calculation formulas are solved as simultaneous equations to calculate the operating efficiency characteristic coefficient bi, and at any time x The operation efficiency Uxi of the compressor Ci at the time x is calculated by multiplying the flow rate change rate λx by the operation efficiency characteristic coefficient bi of the compressor Ci and adding the partial regression coefficient ai of the compressor Ci. Driving efficiency estimation device.
コンピュータを、請求項1または請求項2に記載の運転効率推定装置の各部として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as each part of the driving | running efficiency estimation apparatus of Claim 1 or Claim 2.
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