JP7715549B2 - Control device, heating and dehydration system, control method, and program - Google Patents
Control device, heating and dehydration system, control method, and programInfo
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Description
本発明は、制御装置、加温脱水システム、制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, a heating and dehydration system, a control method, and a program.
従来、スクリュープレスや遠心脱水機などの汚泥脱水機において、汚泥脱水機から排出される汚泥(以下、「脱水汚泥」とも称される)の含水率は、スクリュー軸の軸トルクに基づき推定することが可能である。推定された含水率に応じてトルク一定制御を行うことで、脱水汚泥の含水率を一定に保つことが試みられている。 Conventionally, in sludge dehydrators such as screw presses and centrifugal dehydrators, the moisture content of the sludge discharged from the sludge dehydrator (hereinafter also referred to as "dehydrated sludge") can be estimated based on the axial torque of the screw shaft. Attempts have been made to maintain a constant moisture content in the dehydrated sludge by performing constant torque control according to the estimated moisture content.
例えば、下記特許文献1には、軸トルク以外のパラメータを用いて、遠心式の脱水機から排出される脱水ケーキの含水率を推定する技術が開示されている。複数のパラメータには、例えば、ボウルやスクリューの回転に関する値や、汚泥や分離水の量や固形物濃度に関する値や、凝集剤の量に関する値などが含まれるが、汚泥の温度に関する値は含まれていない。 For example, Patent Document 1 below discloses a technology for estimating the moisture content of dehydrated cake discharged from a centrifugal dehydrator using parameters other than axial torque. The multiple parameters include, for example, values related to the rotation of the bowl and screw, values related to the amount and solids concentration of sludge and separated water, and values related to the amount of coagulant, but do not include a value related to the temperature of the sludge.
ところで、汚泥は、汚泥温度の変化によりその粘性が変化したり、汚泥温度の変化による汚泥性状の変化によって粘性に変化が生じたりする。このように汚泥温度の変化によって汚泥の粘性に変化が生じることで、汚泥脱水機の軸トルクと脱水汚泥の含水率との関係性にも変化が生じる。そのため、汚泥脱水機において汚泥温度が変化する場合、脱水汚泥の含水率を一定に保つためには汚泥温度の変化も考慮することが好ましい。
しかしながら、上記特許文献1の技術では、汚泥温度の変化までは考慮されていない。そのため、汚泥脱水機において汚泥温度が変化する場合、上記特許文献1の技術のように脱水汚泥の含水率を制御する方法では、汚泥脱水機から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことは困難である。
The viscosity of sludge changes with changes in sludge temperature, and changes in sludge properties due to changes in sludge temperature also cause changes in viscosity. This change in sludge viscosity due to changes in sludge temperature also changes the relationship between the shaft torque of the sludge dehydrator and the moisture content of the dehydrated sludge. Therefore, when the sludge temperature changes in the sludge dehydrator, it is preferable to take the change in sludge temperature into consideration in order to maintain a constant moisture content of the dehydrated sludge.
However, the technology of Patent Document 1 does not take into consideration changes in sludge temperature. Therefore, when the sludge temperature changes in the sludge dehydrator, it is difficult to maintain a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the sludge dehydrator using a method of controlling the moisture content of the dehydrated sludge as in the technology of Patent Document 1.
上述の課題を鑑み、本発明の目的は、汚泥脱水機において汚泥温度が変化した場合でも安定した含水率の脱水汚泥が排出されるよう汚泥脱水機を運転することが可能な制御装置、加温脱水システム、制御方法、及びプログラムを提供することにある。 In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a control device, a heated dehydration system, a control method, and a program that can operate a sludge dehydrator so that dehydrated sludge with a stable moisture content is discharged even when the sludge temperature changes in the sludge dehydrator.
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、汚泥脱水機で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉にて所望される前記脱水汚泥の含水率の目標値を示す目標含水率、又は前記焼却炉にて所望される含水率の前記脱水汚泥を得るために必要な前記汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルクの目標値を示す目標軸トルクのいずれか一方を、前記汚泥脱水機の制御に関する第1の目標値として取得する目標値取得部と、前記汚泥脱水機の運転において前記含水率と前記軸トルクの相関関係に影響を与える因子を示す情報であり、前記脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する汚泥情報取得部と、取得される前記第1の目標値が前記目標含水率である場合に、前記目標含水率と前記汚泥情報とに基づき、前記含水率と相関関係にある前記目標軸トルクを、制御対象の制御に関する第2の目標値として決定する目標軸トルク決定部、又は、取得される前記第1の目標値が前記目標軸トルクである場合に、前記目標軸トルクと前記汚泥情報とに基づき、前記汚泥脱水機の運転において前記軸トルクと相関関係にある前記軸トルク以外の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを前記第2の目標値として決定する目標運転パラメータ決定部の少なくともいずれか一方を備える目標値決定部と、前記決定された第2の目標値に応じて、前記制御対象を制御する制御部と、を備え、前記制御対象は、前記第1の目標値と前記汚泥情報に応じて制御が必要となる、前記汚泥脱水機の制御可能な部位、又は前記汚泥脱水機への供給を制御するポンプの少なくともいずれかである。 In order to solve the above-described problems, a control device according to one aspect of the present invention includes a target value acquisition unit that acquires, as a first target value for controlling the sludge dehydrator, either a target moisture content indicating a target value for the moisture content of dehydrated sludge desired in an incinerator that incinerates dehydrated sludge dehydrated in the sludge dehydrator, or a target shaft torque indicating a target value for the shaft torque of a rotary drive unit of the sludge dehydrator necessary to obtain dehydrated sludge with the desired moisture content in the incinerator; a sludge information acquisition unit that acquires sludge information indicating factors that affect the correlation between the moisture content and the shaft torque in operation of the sludge dehydrator, the sludge information including at least a sludge temperature that is the temperature of the dehydrated sludge; and, when the acquired first target value is the target moisture content, calculates a correlation between the moisture content and the shaft torque based on the target moisture content and the sludge information. the control object is at least one of a target shaft torque determination unit that determines the target shaft torque, which is correlated with the shaft torque, as a second target value for controlling the controlled object, and a target operating parameter determination unit that, when the acquired first target value is the target shaft torque, determines a target operating parameter, which is a target value of an operating parameter other than the shaft torque that is correlated with the shaft torque in operating the sludge dewatering machine, as the second target value based on the target shaft torque and the sludge information; and a control unit that controls the controlled object in accordance with the determined second target value, wherein the controlled object is at least one of a controllable part of the sludge dewatering machine that needs to be controlled in accordance with the first target value and the sludge information, or a pump that controls the supply to the sludge dewatering machine .
本発明の一態様に係る加温脱水システムは、制御装置を備える。 A heating and dehydration system according to one aspect of the present invention is equipped with a control device.
本発明の一態様に係る制御方法は、目標値取得部が、汚泥脱水機で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉にて所望される前記脱水汚泥の含水率の目標値を示す目標含水率、又は前記焼却炉にて所望される含水率の前記脱水汚泥を得るために必要な前記汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルクの目標値を示す目標軸トルクのいずれか一方を、前記汚泥脱水機の制御に関する第1の目標値として取得する目標値取得過程と、汚泥情報取得部が、前記汚泥脱水機の運転において前記含水率と前記軸トルクの相関関係に影響を与える因子を示す情報であり、前記脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する汚泥情報取得過程と、取得される前記第1の目標値が前記目標含水率である場合に、目標軸トルク決定部が、前記目標含水率と前記汚泥情報とに基づき、前記含水率と相関関係にある前記目標軸トルクを、制御対象の制御に関する第2の目標値として決定する目標軸トルク決定過程、又は、取得される前記第1の目標値が前記目標軸トルクである場合に、目標運転パラメータ決定部が、前記目標軸トルクと前記汚泥情報とに基づき、前記汚泥脱水機の運転において前記軸トルクと相関関係にある前記軸トルク以外の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを前記第2の目標値として決定する目標運転パラメータ決定過程の少なくともいずれか一方を含む目標値決定過程と、制御部が、前記決定された第2の目標値に応じて、前記制御対象を制御する制御過程と、を含み、前記制御対象は、前記第1の目標値と前記汚泥情報に応じて制御が必要となる、前記汚泥脱水機の制御可能な部位、又は前記汚泥脱水機への供給を制御するポンプの少なくともいずれかである。 A control method according to one aspect of the present invention includes a target value acquisition step in which a target value acquisition unit acquires, as a first target value for controlling the sludge dehydrator, either a target moisture content indicating a target value for the moisture content of dehydrated sludge desired in an incinerator that incinerates dehydrated sludge dehydrated in the sludge dehydrator, or a target shaft torque indicating a target value for the shaft torque of a rotary drive unit of the sludge dehydrator necessary to obtain dehydrated sludge with the desired moisture content in the incinerator; a sludge information acquisition step in which a sludge information acquisition unit acquires sludge information indicating factors that affect the correlation between the moisture content and the shaft torque in operation of the sludge dehydrator, the sludge information including at least a sludge temperature which is the temperature of the dehydrated sludge; and when the acquired first target value is the target moisture content, a target shaft torque determination unit determines a torque that is correlated with the moisture content based on the target moisture content and the sludge information. The system includes a target value determination process including at least one of a target shaft torque determination process in which a certain target shaft torque is determined as a second target value for control of the controlled object, or a target operating parameter determination process in which, when the acquired first target value is the target shaft torque, a target operating parameter determination unit determines, as the second target value, a target operating parameter which is a target value of an operating parameter other than the shaft torque that is correlated with the shaft torque in operation of the sludge dewatering machine based on the target shaft torque and the sludge information, and a control process in which a control unit controls the controlled object in accordance with the determined second target value, wherein the controlled object is at least one of a controllable part of the sludge dewatering machine that needs to be controlled in accordance with the first target value and the sludge information, or a pump that controls the supply to the sludge dewatering machine .
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、汚泥脱水機で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉にて所望される前記脱水汚泥の含水率の目標値を示す目標含水率、又は前記焼却炉にて所望される含水率の前記脱水汚泥を得るために必要な前記汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルクの目標値を示す目標軸トルクのいずれか一方を、前記汚泥脱水機の制御に関する第1の目標値として取得する目標値取得手段と、前記汚泥脱水機の運転において前記含水率と前記軸トルクの相関関係に影響を与える因子を示す情報であり、前記脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する汚泥情報取得手段と、取得される前記第1の目標値が前記目標含水率である場合に、前記目標含水率と前記汚泥情報とに基づき、前記含水率と相関関係にある前記目標軸トルクを、制御対象の制御に関する第2の目標値として決定する目標軸トルク決定手段、又は、取得される前記第1の目標値が前記目標軸トルクである場合に、前記目標軸トルクと前記汚泥情報とに基づき、前記汚泥脱水機の運転において前記軸トルクと相関関係にある前記軸トルク以外の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを前記第2の目標値として決定する目標運転パラメータ決定手段の少なくともいずれか一方として機能する目標値決定手段と、前記決定された第2の目標値に応じて、前記制御対象を制御する制御手段と、として機能させ、前記制御対象は、前記第1の目標値と前記汚泥情報に応じて制御が必要となる、前記汚泥脱水機の制御可能な部位、又は前記汚泥脱水機への供給を制御するポンプの少なくともいずれかである。 A program according to one aspect of the present invention causes a computer to include target value acquisition means for acquiring, as a first target value for controlling the sludge dehydrator, either a target moisture content indicating a target value for the moisture content of dehydrated sludge desired in an incinerator that incinerates dehydrated sludge dehydrated by the sludge dehydrator, or a target shaft torque indicating a target value for the shaft torque of a rotary drive unit of the sludge dehydrator necessary to obtain dehydrated sludge with the desired moisture content in the incinerator; sludge information acquisition means for acquiring sludge information indicating factors that affect the correlation between the moisture content and the shaft torque in operation of the sludge dehydrator, the sludge information including at least a sludge temperature which is the temperature of the dehydrated sludge; and , when the acquired first target value is the target moisture content, acquiring, based on the target moisture content and the sludge information, a value of the moisture content that is correlated with the moisture content. The device functions as a target value determination means that functions as at least one of a target shaft torque determination means that determines a target shaft torque as a second target value for controlling the controlled object, or a target operating parameter determination means that, when the acquired first target value is the target shaft torque, determines a target operating parameter that is a target value of an operating parameter other than the shaft torque that is correlated with the shaft torque in operating the sludge dewatering machine as the second target value based on the target shaft torque and the sludge information, and a control means that controls the controlled object in accordance with the determined second target value, wherein the controlled object is at least one of a controllable part of the sludge dewatering machine that needs to be controlled in accordance with the first target value and the sludge information, or a pump that controls the supply to the sludge dewatering machine .
本発明によれば、汚泥脱水機において汚泥温度が変化した場合でも安定した含水率の脱水汚泥が排出されるよう汚泥脱水機を運転することができる。 According to the present invention, a sludge dehydrator can be operated so that dehydrated sludge with a stable moisture content is discharged even when the sludge temperature changes.
本発明は、汚泥脱水機において安定した含水率の脱水汚泥が排出されるよう汚泥脱水機の運転を制御するシステムに関する。 The present invention relates to a system for controlling the operation of a sludge dehydrator so that dehydrated sludge with a stable moisture content is discharged from the sludge dehydrator.
以下の実施形態において、第1の目標値は、汚泥脱水機で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉の運転状態に応じて決定される、汚泥脱水機の制御に関する目標値である。
第1の目標値は、例えば、脱水汚泥の含水率であり、焼却炉にて所望されている脱水汚泥の含水率である。また、第1の目標値は、例えば、汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルクであり、焼却炉にて所望されている含水率の脱水汚泥を得るために必要な軸トルクであってもよい。
第2の目標値は、第1の目標値と汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する目標値である。例えば、第1の目標値が脱水汚泥の含水率である場合、第2の目標値は、当該含水率の脱水汚泥を得るために必要な軸トルクである。また、第1の目標値が汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルクである場合、第2の目標値は、汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルク以外の汚泥脱水機の運転パラメータである。運転パラメータは、例えば、凝集剤の添加率、圧入圧力、背圧閉止率、差速、遠心加速度、汚泥供給量、熱媒温度、熱媒流量、高分子凝集剤薬注率などである。
In the following embodiments, the first target value is a target value related to control of the sludge dewatering machine, which is determined according to the operating state of the incinerator that incinerates the dewatered sludge that has been dewatered by the sludge dewatering machine.
The first target value may be, for example, the moisture content of the dewatered sludge, which is the moisture content of the dewatered sludge desired in the incinerator, or the shaft torque of the rotary drive unit of the sludge dewatering machine, which is the shaft torque required to obtain dewatered sludge with the moisture content desired in the incinerator.
The second target value is a target value for controlling a control object that is correlated with the first target value based on the relationship between the first target value and sludge information. For example, if the first target value is the moisture content of dewatered sludge, the second target value is the shaft torque required to obtain dewatered sludge with that moisture content. Also, if the first target value is the shaft torque of the rotary drive unit of the sludge dewatering machine, the second target value is an operating parameter of the sludge dewatering machine other than the shaft torque of the rotary drive unit of the sludge dewatering machine. Examples of operating parameters include the flocculant addition rate, injection pressure, backpressure shutoff rate, differential speed, centrifugal acceleration, sludge supply rate, heat transfer medium temperature, heat transfer medium flow rate, and polymer flocculant injection rate.
汚泥情報は、汚泥脱水機で脱水されている汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む情報である。汚泥情報には、汚泥温度の他に、例えば、汚泥混合比、汚泥供給量、高分子凝集剤薬注率、高分子凝集剤粘度、凝集剤添加率などである。
制御対象は、例えば、回転駆動部を含む汚泥脱水機の制御可能な部位の他に、汚泥脱水機に汚泥、高分子凝集剤、及び温水等を供給するポンプなどである。
The sludge information includes at least the sludge temperature, which is the temperature of the sludge being dewatered in the sludge dewatering machine. In addition to the sludge temperature, the sludge information includes, for example, the sludge mixing ratio, the sludge supply amount, the polymer flocculant dosing rate, the polymer flocculant viscosity, and the flocculant addition rate.
The controlled objects include, for example, controllable parts of the sludge dewatering machine including the rotary drive unit, as well as pumps that supply sludge, polymer flocculant, hot water, etc. to the sludge dewatering machine.
本発明では、第1の目標値と汚泥情報の関係から第2の目標値を決定し、決定された第2の目標値に応じて、制御対象の制御が行われる。第2の目標値の決定は、目標軸トルク決定モデル又は目標運転パラメータ決定モデルの少なくともいずれか一方を用いて行われる。 In this invention, a second target value is determined from the relationship between the first target value and sludge information, and the controlled object is controlled according to the determined second target value. The second target value is determined using at least one of a target shaft torque determination model or a target operating parameter determination model.
目標軸トルク決定モデルは、第1の目標値として脱水汚泥の目標含水率を用い、当該目標含水率と汚泥情報から汚泥脱水機の回転駆動部における軸トルクの目標値である目標軸トルクを第2の目標値として決定するモデルである。
目標運転パラメータ決定モデルは、第1の目標値として汚泥脱水機の回転駆動部における目標軸トルクを用いて、当該目標軸トルクと汚泥情報から軸トルク以外の汚泥脱水機の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを第2の目標値として決定するモデルである。
The target shaft torque determination model uses the target moisture content of the dewatered sludge as the first target value, and determines the target shaft torque, which is the target value of the shaft torque in the rotary drive unit of the sludge dewatering machine, as the second target value from the target moisture content and sludge information.
The target operating parameter determination model is a model that uses a target shaft torque in the rotary drive unit of the sludge dehydrator as a first target value, and determines a target operating parameter, which is a target value for an operating parameter of the sludge dehydrator other than the shaft torque, as a second target value from the target shaft torque and sludge information.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
<<1.第1の実施形態>>
図1から図4を参照して、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、第2の目標値の決定に目標軸トルク決定モデルのみを用いる例について説明する。
<<1. First embodiment>>
A first embodiment will be described with reference to Figures 1 to 4. In the first embodiment, an example will be described in which only a target shaft torque determination model is used to determine the second target value.
<1-1.加温脱水システムの構成>
まず、図1を参照して、第1の実施形態に係る加温脱水システムの構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る加温脱水システムの構成の一例を示す図である。
第1の実施形態において、加温脱水システム1は、凝集装置10、濃縮装置20、濃縮汚泥供給ポンプ30、凝集剤供給ポンプ40、凝集剤流量計45、圧入圧力センサ48、加温脱水機50、トルクセンサ51、サーモ温度計52、脱水汚泥ホッパ55、熱媒供給ポンプ60、熱媒流量計65、脱水汚泥供給ポンプ70、汚泥流量計78、焼却設備80、制御盤100を含む。
<1-1. Configuration of heating and dehydration system>
First, the configuration of a heating and dehydration system according to a first embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a heating and dehydration system according to the first embodiment.
In the first embodiment, the heating and dehydration system 1 includes a flocculation device 10, a concentration device 20, a concentrated sludge supply pump 30, a flocculant supply pump 40, a flocculant flow meter 45, an injection pressure sensor 48, a heating and dehydration machine 50, a torque sensor 51, a thermometer 52, a dewatered sludge hopper 55, a heat transfer medium supply pump 60, a heat transfer medium flow meter 65, a dewatered sludge supply pump 70, a sludge flow meter 78, an incineration facility 80, and a control panel 100.
凝集装置10は、下水処理場等から発生して供給された混合生汚泥等の有機性汚泥Aに高分子凝集剤Bを添加して凝集する凝集槽を有する。凝集槽では、有機性汚泥Aと高分子凝集剤Bとを撹拌する撹拌機能を有する。有機性汚泥Aと高分子凝集剤Bは、撹拌混合され、凝集する。凝集装置10は、凝集された有機性汚泥Aを凝集汚泥Cとして、濃縮装置20に供給する。 The flocculation device 10 has a flocculation tank in which a polymer flocculant B is added to organic sludge A, such as mixed raw sludge generated and supplied from a sewage treatment plant or the like, to flocculate the sludge. The flocculation tank has an agitation function that agitates the organic sludge A and polymer flocculant B. The organic sludge A and polymer flocculant B are agitated and mixed to flocculate. The flocculation device 10 supplies the flocculated organic sludge A to the concentration device 20 as flocculated sludge C.
濃縮装置20は、凝集装置10によって凝集した凝集汚泥Cを濃縮する。例えば、濃縮装置20は、内部に濃縮濾過スクリーンを有しており、凝集装置10から供給された凝集汚泥Cを、この濃縮濾過スクリーンによって水分を分離して濃縮する。
濃縮汚泥供給ポンプ30は、濃縮装置20から排出される濃縮汚泥を加温脱水機50に濃縮汚泥Dとして供給する。
The thickening device 20 thickens the flocculated sludge C flocculated by the flocculation device 10. For example, the thickening device 20 has a thickening filter screen inside, and the flocculated sludge C supplied from the flocculation device 10 is thickened by separating water from the flocculated sludge C using this thickening filter screen.
The thickened sludge supply pump 30 supplies the thickened sludge discharged from the thickening device 20 to the heating dehydrator 50 as thickened sludge D.
凝集剤供給ポンプ40は、その出力側が濃縮汚泥供給ポンプ30と加温脱水機50とを接続する経路に接続されている。凝集剤供給ポンプ40は、濃縮汚泥供給ポンプ30から加温脱水機50に供給される濃縮汚泥Dに対して凝集剤を供給する。供給される凝集剤は、高分子凝集剤と無機凝集剤とのうち少なくともいずれか一方である。第1の実施形態においては、無機凝集剤Eが供給される場合について説明する。この無機凝集剤は、例えば、ポリ硫酸第二鉄(PFS)を用いることができる。
凝集剤流量計45は、凝集剤供給ポンプ40から濃縮汚泥Dに供給される凝集剤の供給量を測定し、測定結果を制御盤100に出力する。
圧入圧力センサ48は、加温脱水機50に供給される濃縮汚泥Dの圧入圧力を検出し、検出結果を制御盤100に出力する。
The output side of the flocculant supply pump 40 is connected to a path connecting the thickened sludge supply pump 30 and the heating dehydrator 50. The flocculant supply pump 40 supplies a flocculant to the thickened sludge D supplied from the thickened sludge supply pump 30 to the heating dehydrator 50. The flocculant supplied is at least one of a polymer flocculant and an inorganic flocculant. In the first embodiment, a case where an inorganic flocculant E is supplied will be described. This inorganic flocculant can be, for example, polyferric sulfate (PFS).
The flocculant flow meter 45 measures the amount of flocculant supplied from the flocculant supply pump 40 to the concentrated sludge D, and outputs the measurement result to the control panel 100.
The injection pressure sensor 48 detects the injection pressure of the concentrated sludge D supplied to the heating dehydrator 50 and outputs the detection result to the control panel 100 .
加温脱水機50は、汚泥を加温する機能を有する汚泥脱水機であり、濃縮汚泥供給ポンプ30から供給される濃縮汚泥Dを脱水する。加温脱水機50は、凝集剤供給ポンプ40によって濃縮汚泥Dに無機凝集剤が供給されている場合には、無機凝集剤が注入された後の濃縮汚泥Dを脱水する。
第1の実施形態において、加温脱水機50が縦型のスクリュープレスである場合について説明するが、濃縮汚泥を脱水することができる脱水機であれば、横型のスクリュープレス、ロータリープレスであってもよい。
The heating dehydrator 50 is a sludge dehydrator having a function of heating sludge, and dehydrates the concentrated sludge D supplied from the concentrated sludge supply pump 30. When an inorganic coagulant is supplied to the concentrated sludge D by the coagulant supply pump 40, the heating dehydrator 50 dehydrates the concentrated sludge D after the inorganic coagulant has been injected.
In the first embodiment, the case where the heating dehydrator 50 is a vertical screw press is described, but any dehydrator that can dehydrate concentrated sludge may also be used, such as a horizontal screw press or a rotary press.
加温脱水機50において、ケーシング50A内に濃縮汚泥Dを濾過する濾過スクリーン50Bが配置されており、この濾過スクリーン50Bによって分けられたケーシング50A内の複数の空間のうち、第1の空間50A1に濃縮汚泥Dが供給される。 In the heated dehydrator 50, a filter screen 50B for filtering concentrated sludge D is disposed within the casing 50A. Of the multiple spaces within the casing 50A separated by this filter screen 50B, concentrated sludge D is supplied to the first space 50A1.
また、加温脱水機50は、内濾過スクリーン50Baと、外濾過スクリーン50Bbと、リボンスクリュー50dとを備えている。内濾過スクリーン50Baは、第2の上記濾過スクリーン50Bとして、ケーシング50Aと同軸の縦方向に延びる軸線を中心とした円筒状または円錐状をなしてケーシング50A内に配設される。外濾過スクリーン50Bbは、当該内濾過スクリーン50Baと同軸の円筒状または円錐状をなして内濾過スクリーン50Baの外側に間隔をあけてケーシング50A内に配設される。リボンスクリュー50dは、上記軸線回りに捩れる螺旋状をなして内濾過スクリーン50Baと外濾過スクリーン50Bbとの間に収容され、モーター等である回転駆動部50cによって上記軸線を中心に内濾過スクリーン50Ba及び外濾過スクリーン50Bbに対して相対的に回転させられる。 The heated dehydrator 50 also includes an inner filtration screen 50Ba, an outer filtration screen 50Bb, and a ribbon screw 50d. The inner filtration screen 50Ba serves as the second filtration screen 50B and is disposed within the casing 50A in a cylindrical or conical shape centered on a vertically extending axis coaxial with the casing 50A. The outer filtration screen 50Bb is disposed within the casing 50A in a cylindrical or conical shape coaxial with the inner filtration screen 50Ba and spaced apart from the outer side of the inner filtration screen 50Ba. The ribbon screw 50d is housed between the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb in a spiral shape twisting around the axis, and is rotated relative to the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb around the axis by a rotation drive unit 50c, such as a motor.
ケーシング50Aは、上記軸線を中心とした有底円筒状である。内濾過スクリーン50Baと外濾過スクリーン50Bbは、例えば、ウェッジワイヤーやパンチングメタル等によって形成される。
そして、これら内濾過スクリーン50Baと外濾過スクリーン50Bbとの間の空間に、上記第1の空間50A1とされて濃縮汚泥Dが供給される。
外濾過スクリーン50Bbの外側であってケーシング50Aの内周側の空間が、第2の空間50A2である。
内濾過スクリーン50Baの内側の空間が第3の空間50A3である。
The casing 50A is cylindrical with a bottom and centered on the axis. The inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb are formed of, for example, wedge wire or punched metal.
The space between the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb is the first space 50A1 into which the thickened sludge D is supplied.
The space outside the outer filtration screen 50Bb and on the inner circumferential side of the casing 50A is a second space 50A2.
The space inside the inner filtration screen 50Ba is a third space 50A3.
加温部50A4は、加温脱水機50内の濃縮汚泥Dを加温する。例えば、加温部50A4は、濃縮汚泥Dが収容された収容部を外周側から加温する。この実施形態では、加温部50A4は、外濾過スクリーン50Bbの外側であってケーシング50Aの内周側の空間(すなわち第2の空間50A2)に、熱媒供給ポンプ60から温水Hが供給されることで、濾液と温水Hとが混合され、その結果、濾液の温度が上がり、第2の空間50A2の温度が上がるため、外濾過スクリーン50Bbを介して濃縮汚泥Dに熱が伝達され、濃縮汚泥Dを加温することができる。このようにして、収容部は、外周側から加温される。
ここで、収容部は、濾過スクリーン50Bである場合について説明するが、加温脱水機50の外部から供給される濃縮汚泥Dを加温することができればよい。収容部は、濃縮汚泥Dが収容されていれば、例えば、濾過スクリーン50Bにおいて上記軸線方向に濾過スクリーンが形成されていない収容部位を設け、その収容部位を加温するようにしてもよい。また、その収容部位と濾過スクリーン50Bとの両方を加温するようにしてもよい。
The heating unit 50A4 heats the concentrated sludge D in the heating dehydrator 50. For example, the heating unit 50A4 heats the storage unit containing the concentrated sludge D from the outer periphery. In this embodiment, the heating unit 50A4 supplies hot water H from the heat medium supply pump 60 to a space outside the outer filtration screen 50Bb and on the inner periphery of the casing 50A (i.e., the second space 50A2). This mixes the filtrate with the hot water H, raising the temperature of the filtrate and the temperature of the second space 50A2. This transfers heat to the concentrated sludge D via the outer filtration screen 50Bb, thereby heating the concentrated sludge D. In this manner, the storage unit is heated from the outer periphery.
Here, the case where the storage unit is the filter screen 50B will be described, but it is sufficient if it can heat the concentrated sludge D supplied from outside the heating dehydrator 50. As long as the storage unit can store concentrated sludge D, for example, the filter screen 50B may have a storage area in the axial direction where no filter screen is formed, and this storage area may be heated. Alternatively, both this storage area and the filter screen 50B may be heated.
なお、加温部50A4は、収容部全体を加温してもよいが、上記軸線方向において一部の領域を加温するようにしてもよいし、周方向の一部の領域を加温するようにしてもよい。 The heating unit 50A4 may heat the entire storage unit, a partial area in the axial direction, or a partial area in the circumferential direction.
また、収容部を加温する媒体は、温水Hである場合について説明するが、収容部を加温することができれば、他の媒体を用いるようにしてもよい。また、ヒーター等を用いるようにしてもよい。 Furthermore, while the medium used to heat the storage section is explained as hot water H, other media may be used as long as they are capable of heating the storage section. A heater or the like may also be used.
温水Hの温度は、濃縮汚泥Dの温度よりも高い温度であればよい。温水Hの温度は、例えば、50℃以上100℃未満の範囲、望ましくは60℃以上90℃以下の範囲である。
ここで、上記温水Hの温度が50℃未満であると、上述したような濃縮汚泥Dの粘度の低下や水分の分離による効果を十分に得ることができない。また、温水Hの温度が100℃を上回ると取り扱いの難易度が上がる。なお、温水Hの温度は、高いほど濃縮汚泥Dの粘度の低下と蛋白質の熱変性による水分分離を促すことができるが、上述のように有機性汚泥Aの処理設備内で使用される温水を温水Hとして使用する場合は、60℃以上90℃以下の温度範囲が現実的である。
The temperature of the hot water H may be any temperature higher than the temperature of the concentrated sludge D. The temperature of the hot water H is, for example, in the range of 50°C or higher and lower than 100°C, preferably in the range of 60°C or higher and 90°C or lower.
Here, if the temperature of the hot water H is less than 50°C, the effects of reducing the viscosity of the concentrated sludge D and separating water as described above cannot be fully obtained. Furthermore, if the temperature of the hot water H exceeds 100°C, handling becomes more difficult. Note that the higher the temperature of the hot water H, the more it can reduce the viscosity of the concentrated sludge D and promote water separation due to thermal denaturation of proteins. However, when the hot water used in the treatment equipment for organic sludge A as described above is used as the hot water H, a temperature range of 60°C or higher and 90°C or lower is realistic.
このような温水Hは、ケーシング50Aの底部からケーシング50A内の第2の空間50A2に供給される。こうして第2の空間50A2に供給された温水Hは、第1の空間50A1内の濃縮汚泥Dを加温する。温水Hを熱媒として、濃縮汚泥Dが加温されることで、濃縮汚泥Dの蛋白質が熱変性することにより保水されていた水分が分離する。温水Hを熱媒として、濃縮汚泥Dが加温されることで、濃縮汚泥Dの粘度が低下する。そして濃縮汚泥Dは、内濾過スクリーン50Baと外濾過スクリーン50Bbによって濾過される。
濾液は、第2の空間50A2から立ち上げられた排水管50Hから排水Jとして排出される。また、濃縮汚泥Dを加温することにより冷却された温水Hは、濾液とともに、排水管50Hから排水Jとして排出される。
This hot water H is supplied from the bottom of the casing 50A to the second space 50A2 inside the casing 50A. The hot water H supplied to the second space 50A2 in this way heats the concentrated sludge D in the first space 50A1. As the concentrated sludge D is heated using the hot water H as a heat medium, the proteins in the concentrated sludge D are thermally denatured, causing the water content to separate. As the concentrated sludge D is heated using the hot water H as a heat medium, the viscosity of the concentrated sludge D decreases. The thickened sludge D is then filtered by the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb.
The filtrate is discharged as wastewater J from a drain pipe 50H rising from the second space 50A2. In addition, the hot water H cooled by heating the concentrated sludge D is discharged as wastewater J from the drain pipe 50H together with the filtrate.
連結板50eは、内濾過スクリーン50Baと外濾過スクリーン50Bbの底部を連結する。連結板50eの形状は、円環板状である。この連結板50eには、供給管50fが連結されている。
供給管50fは、濃縮汚泥供給ポンプ30から供給される濃縮汚泥Dを第1の空間50A1内にケーシング50Aの底部から供給する。供給管50fから供給された濃縮汚泥Dは、リボンスクリュー50dの相対的な回転によって上方に搬送されながら、内濾過スクリーン50Baと外濾過スクリーン50Bbによって水分が分離される。ここでは、濾過面積を大きく確保することができるため、一層効率的な濾過を図ることができる。
The connecting plate 50e connects the bottom of the inner filtration screen 50Ba and the bottom of the outer filtration screen 50Bb. The connecting plate 50e has a circular ring shape. A supply pipe 50f is connected to the connecting plate 50e.
The supply pipe 50f supplies the thickened sludge D supplied from the thickened sludge supply pump 30 into the first space 50A1 from the bottom of the casing 50A. The thickened sludge D supplied from the supply pipe 50f is transported upward by the relative rotation of the ribbon screw 50d, and water is separated from the thickened sludge D by the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb. Here, a large filtration area can be ensured, thereby achieving more efficient filtration.
また、ケーシング50A内の上部には、円環板状の基板50Cが配設されている。外濾過スクリーン50Bbは、この基板50Cの内周部に取り付けられて固定される。さらに、この基板50Cよりも上方のケーシング50Aの上部開口部には、蓋体50Dが配設され、内濾過スクリーン50Baは、この蓋体50Dに取り付けられて固定される。
回転駆動部50cは、この蓋体50D上に配置され、内濾過スクリーン50Baの上部を覆う円筒状のスクリュー支持体を介してリボンスクリュー50dを回転させる。
なお、第1の実施形態では、このように内濾過スクリーン50Baおよび外濾過スクリーン50Bbがケーシングに固定されて、リボンスクリュー50dが回転駆動部50cにより回転されるが、逆にリボンスクリュー50dを固定して内濾過スクリーン50Ba及び外濾過スクリーン50Bbを回転させてもよく、リボンスクリュー50dと内濾過スクリーン50Ba及び外濾過スクリーン50Bbとを互いに逆方向に回転させるようにしてもよい。
A circular plate-shaped base plate 50C is disposed in the upper portion of the casing 50A. The outer filtration screen 50Bb is attached and fixed to the inner periphery of the base plate 50C. A lid 50D is disposed in the upper opening of the casing 50A above the base plate 50C, and the inner filtration screen 50Ba is attached and fixed to the lid 50D.
The rotation drive unit 50c is disposed on the cover 50D and rotates the ribbon screw 50d via a cylindrical screw support that covers the upper part of the inner filtration screen 50Ba.
In the first embodiment, the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb are fixed to the casing as described above, and the ribbon screw 50d is rotated by the rotary drive unit 50c. However, conversely, the ribbon screw 50d may be fixed and the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb may be rotated, or the ribbon screw 50d and the inner filtration screen 50Ba and the outer filtration screen 50Bb may be rotated in opposite directions to each other.
また、ケーシング50A内において、基板50Cと蓋体50Dの間の上部の空間は排出室50Eとされるとともに、この排出室50Eにおける第1の空間50A1の円環状の上部開口部は排出口50Fとされる。この排出口50Fには、外周側に向かうに従い上方に向かう上記軸線を中心とした円錐台状の外周面を有する背圧板50Gが配設されている。
リボンスクリュー50dによって第1の空間50A1を上方に搬送されつつ水分が分離して濃縮汚泥Dから脱水された脱水汚泥Iは、排出口50Fから背圧板50Gにより圧搾されながら排出室50Eに流出して排出される。
背圧板50Gには、背圧板駆動部が取り付けられている。背圧板駆動部は、制御盤100からの指示に応じた開度となるように背圧板を上記軸線の長手方向に移動させる。
背圧センサ50Gsは、背圧板の開度を検出する。
Within the casing 50A, the upper space between the substrate 50C and the lid 50D is defined as a discharge chamber 50E, and the annular upper opening of the first space 50A1 in this discharge chamber 50E is defined as a discharge port 50F. A back pressure plate 50G having a truncated conical outer surface that extends upward toward the outer periphery and is centered on the axis is disposed in this discharge port 50F.
The dehydrated sludge I, which is transported upward through the first space 50A1 by the ribbon screw 50d and has water separated from the concentrated sludge D, flows out of the discharge outlet 50F into the discharge chamber 50E while being compressed by the back pressure plate 50G and is then discharged.
A back pressure plate drive unit is attached to the back pressure plate 50G. The back pressure plate drive unit moves the back pressure plate in the longitudinal direction of the axis so as to achieve an opening degree according to an instruction from the control panel 100.
The back pressure sensor 50Gs detects the opening degree of the back pressure plate.
トルクセンサ51は、加温脱水機50における軸トルクを測定する。例えば、トルクセンサ51は、回転駆動部50cのトルクを測定可能に設けられる。トルクセンサ51は、回転駆動部50cのトルクを加温脱水機50における軸トルクとして測定し、測定結果を制御盤100へ出力する。 The torque sensor 51 measures the shaft torque of the heating dehydrator 50. For example, the torque sensor 51 is configured to be able to measure the torque of the rotary drive unit 50c. The torque sensor 51 measures the torque of the rotary drive unit 50c as the shaft torque of the heating dehydrator 50 and outputs the measurement result to the control panel 100.
サーモ温度計52は、加温脱水機50にて脱水された汚泥の温度(汚泥温度)を測定する。例えば、サーモ温度計52は、脱水されて排出室50Eに排出された脱水汚泥Iの温度を測定可能に設けられる。サーモ温度計52は、排出室50Eに排出された脱水汚泥Iの汚泥温度を測定し、測定結果を制御盤100へ出力する。 The thermometer 52 measures the temperature (sludge temperature) of the sludge dewatered by the heating dehydrator 50. For example, the thermometer 52 is installed so that it can measure the temperature of the dewatered sludge I that has been dewatered and discharged into the discharge chamber 50E. The thermometer 52 measures the sludge temperature of the dewatered sludge I that has been discharged into the discharge chamber 50E, and outputs the measurement result to the control panel 100.
脱水汚泥ホッパ55には、加温脱水機50から排出された脱水汚泥Iが一時的に貯留される。脱水汚泥ホッパ55に貯留された脱水汚泥Iは、脱水汚泥供給ポンプ70にて焼却設備80へ供給される。
脱水汚泥ホッパ55には重量計(不図示)が設けられている。脱水汚泥ホッパ55に設けられた重量計は、脱水汚泥ホッパ55の重量を測定し、測定結果を制御盤100へ出力する。例えば、当該重量計は、脱水汚泥Iの供給開始前の脱水汚泥ホッパ55の重量と、脱水汚泥Iの供給開始後に脱水汚泥Iの供給を一時停止した状態の脱水汚泥ホッパ55の重量とを測定する。これら重量の差分より、焼却設備80へ供給された脱水汚泥Iの供給量を算出可能である。
The dewatered sludge hopper 55 temporarily stores the dewatered sludge I discharged from the heating dehydrator 50. The dewatered sludge I stored in the dewatered sludge hopper 55 is supplied to the incineration facility 80 by the dewatered sludge supply pump 70.
A weighing scale (not shown) is provided in the dewatered sludge hopper 55. The weighing scale provided in the dewatered sludge hopper 55 measures the weight of the dewatered sludge hopper 55 and outputs the measurement result to the control panel 100. For example, the weighing scale measures the weight of the dewatered sludge hopper 55 before the supply of dewatered sludge I begins, and the weight of the dewatered sludge hopper 55 in a state where the supply of dewatered sludge I has been temporarily stopped after the supply of dewatered sludge I has begun. The amount of dewatered sludge I supplied to the incineration facility 80 can be calculated from the difference between these weights.
熱媒供給ポンプ60は、加温脱水システム1から排出された汚泥が燃焼することで得られる熱によって加温された熱媒を、加温脱水機50(例えば加温部50A4)に供給する。
熱媒流量計65は、熱媒供給ポンプ60から加温部50A4に供給される温水Hの量を測定し、測定結果を制御盤100に出力する。
The heat medium supply pump 60 supplies the heat medium heated by the heat obtained by burning the sludge discharged from the heating and dehydration system 1 to the heating and dehydration machine 50 (for example, the heating section 50A4).
The heat medium flow meter 65 measures the amount of hot water H supplied from the heat medium supply pump 60 to the heating section 50A4, and outputs the measurement result to the control panel 100.
脱水汚泥供給ポンプ70は、脱水汚泥ホッパ55に貯留された脱水汚泥Iを焼却設備80に供給する。
汚泥流量計78は、脱水汚泥供給ポンプ70から焼却設備80へ供給される汚泥(脱水汚泥I)の供給量(汚泥供給量)を測定し、測定結果を制御盤100に出力する。
The dewatered sludge supply pump 70 supplies the dewatered sludge I stored in the dewatered sludge hopper 55 to the incineration facility 80.
The sludge flow meter 78 measures the supply amount (sludge supply amount) of sludge (dewatered sludge I) supplied from the dewatered sludge supply pump 70 to the incineration facility 80 and outputs the measurement result to the control panel 100.
焼却設備80は、加温脱水機50から排出される脱水汚泥Iを焼却する。焼却設備80は、焼却炉81、ボイラ82、排煙処理塔83を含む。焼却炉81は、加温脱水機50から供給される脱水汚泥Iを焼却する。焼却炉81では、脱水汚泥Iの含水率が自燃点付近となるように運転することができれば、補助燃料を用いることなく当該脱水汚泥Iを燃焼させることができる。そのため、脱水汚泥Iの含水率の変動が少ない方が好ましい。また、脱水汚泥Iの含水率が自燃点付近から変動しないことが、補助燃料を用いる必要がなく、かつ、散水等により焼却炉81内の温度を低下させる必要もなくなり、無駄な脱水(含水率の下げ過ぎ)を抑制することもできる。 The incineration equipment 80 incinerates the dewatered sludge I discharged from the heating dehydrator 50. The incineration equipment 80 includes an incinerator 81, a boiler 82, and a flue gas treatment tower 83. The incinerator 81 incinerates the dewatered sludge I supplied from the heating dehydrator 50. If the incinerator 81 can be operated so that the moisture content of the dewatered sludge I is near its spontaneous combustion point, the dewatered sludge I can be burned without using auxiliary fuel. Therefore, it is preferable that the moisture content of the dewatered sludge I fluctuate little. Furthermore, if the moisture content of the dewatered sludge I does not fluctuate from near its spontaneous combustion point, there is no need to use auxiliary fuel and there is no need to lower the temperature inside the incinerator 81 by spraying water, etc., which can also prevent unnecessary dehydration (excessive reduction in moisture content).
ボイラ82は、焼却炉81からの燃焼排ガスの熱を利用し、熱交換器によって熱媒体を加温する。熱媒体としては、例えば、排煙処理塔83から供給される水を用いることができる。排煙処理塔83から供給される水は、排煙処理塔83において加温されているが、ボイラ82は、この水をさらに加温した上で、熱媒供給ポンプ60に供給する。これにより、燃焼排ガスの熱を利用して加温された熱媒体を加温脱水機50に供給することができる。 The boiler 82 uses the heat of the combustion exhaust gas from the incinerator 81 to heat the heat medium using a heat exchanger. For example, water supplied from the flue gas treatment tower 83 can be used as the heat medium. The water supplied from the flue gas treatment tower 83 is already heated in the flue gas treatment tower 83, and the boiler 82 further heats this water before supplying it to the heat medium supply pump 60. This allows the heat medium heated using the heat of the combustion exhaust gas to be supplied to the heating dehydrator 50.
排煙処理塔83は、外部から供給された水を噴霧することにより、ボイラ82から供給される燃焼排ガスから、粉塵・不純物等の所定の物質を除去し、燃焼排ガスを煙突から排気する。また、排煙処理塔83は、外部から供給される水を、燃焼排ガスの熱によって加温し、ボイラ82に供給する。
制御盤100は、加温脱水システム1内の各部を制御する。制御盤100は、コンピュータ等によって構成される。
The flue gas treatment tower 83 sprays water supplied from the outside to remove predetermined substances such as dust and impurities from the combustion exhaust gas supplied from the boiler 82, and exhausts the combustion exhaust gas from a chimney. The flue gas treatment tower 83 also heats the water supplied from the outside using the heat of the combustion exhaust gas and supplies it to the boiler 82.
The control panel 100 controls each part in the heating dehydration system 1. The control panel 100 is configured by a computer or the like.
<1-2.制御盤の機能構成>
以上、第1の実施形態に係る加温脱水システム1の構成について説明した。続いて、図2を参照して、第1の実施形態に係る制御盤100の機能構成について説明する。図2は、第1の実施形態に係る制御盤100の機能構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、制御盤100は、通信部110、目標値取得部120、汚泥情報取得部130、記憶部140、目標値決定部150、及び制御部160を備える。
<1-2. Control panel functional configuration>
The configuration of the heating dehydration system 1 according to the first embodiment has been described above. Next, the functional configuration of the control panel 100 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control panel 100 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2 , the control panel 100 includes a communication unit 110 , a target value acquisition unit 120 , a sludge information acquisition unit 130 , a storage unit 140 , a target value determination unit 150 , and a control unit 160 .
(1)通信部110
通信部110は、各種情報の送受信を行う機能を有する。例えば、通信部110は、加温脱水システム1の各部と通信を行う。
(1) Communication unit 110
The communication unit 110 has a function of transmitting and receiving various types of information. For example, the communication unit 110 communicates with each unit of the heating and dehydration system 1.
(2)目標値取得部120
目標値取得部120は、加温脱水機50で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。例えば、目標値取得部120は、焼却炉81にて所望される脱水汚泥の含水率(以下、「目標含水率」とも称される)を第1の目標値として取得する。一例として、目標値取得部120は、焼却設備80に設けられた焼却設備80の制御装置等から出力される目標含水率を取得する。
(2) Target value acquisition unit 120
The target value acquisition unit 120 acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50, which is determined depending on the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. For example, the target value acquisition unit 120 acquires, as the first target value, the moisture content of the dehydrated sludge desired in the incinerator 81 (hereinafter also referred to as the "target moisture content"). As an example, the target value acquisition unit 120 acquires the target moisture content output from a control device of the incineration equipment 80 or the like provided in the incineration equipment 80.
(3)汚泥情報取得部130
汚泥情報取得部130は、加温脱水機50で脱水されている汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。例えば、汚泥情報取得部130は、サーモ温度計52から汚泥温度を汚泥情報として取得する。
なお、汚泥情報取得部130は、汚泥温度以外の情報を汚泥情報として取得してもよい。例えば、汚泥情報取得部130は、汚泥混合比、汚泥供給量、高分子凝集剤薬注率(前段又は後段)、高分子凝集剤粘度、及び凝集剤(例えばポリ硫酸第二鉄)の添加率を汚泥情報として取得してもよい。汚泥情報取得部130が取得する汚泥情報の優先度は、例えば、汚泥温度=汚泥混合比>凝集剤の添加率>高分子凝集剤薬注率(前段及び後段)>高分子凝集剤粘度>汚泥供給量の順である。
汚泥情報取得部130が取得する汚泥混合比は、例えば、加温脱水機50に供給される汚泥についての初沈汚泥、余剰汚泥、消化汚泥などの混合比率である。
汚泥情報取得部130が取得する汚泥供給量は、例えば、加温脱水機50に供給される汚泥の供給量である。
汚泥情報取得部130が取得する高分子凝集剤薬注率は、例えば、高分子凝集剤供給装置(不図示)より有機性汚泥Aや濃縮汚泥Dに供給される高分子凝集剤Bの添加率である。ここで、高分子凝集剤薬注率の前段は、例えば有機性汚泥Aへの薬注率であり、高分子凝集剤薬注率の後段は、例えば、濃縮汚泥Dへの薬注率である。
汚泥情報取得部130が取得する高分子凝集剤粘度は、例えば、高分子凝集剤供給装置(不図示)より有機性汚泥Aや濃縮汚泥Dに供給される高分子凝集剤Bの粘度である。
汚泥情報取得部130が取得する凝集剤の添加率は、例えば、濃縮汚泥Dに供給される凝集剤の添加率(濃縮汚泥Dに対する凝集剤の割合)である。
(3) Sludge information acquisition unit 130
The sludge information acquisition unit 130 acquires sludge information that includes at least the sludge temperature, which is the temperature of the sludge being dewatered in the heating dehydrator 50. For example, the sludge information acquisition unit 130 acquires the sludge temperature from the thermometer 52 as the sludge information.
The sludge information acquiring unit 130 may acquire information other than sludge temperature as sludge information. For example, the sludge information acquiring unit 130 may acquire the sludge mixing ratio, sludge supply amount, polymer flocculant dosing rate (pre-stage or post-stage), polymer flocculant viscosity, and flocculant (e.g., polyferric sulfate) addition rate as sludge information. The priority of the sludge information acquired by the sludge information acquiring unit 130 is, for example, sludge temperature = sludge mixing ratio > flocculant addition rate > polymer flocculant dosing rate (pre-stage and post-stage) > polymer flocculant viscosity > sludge supply amount.
The sludge mixing ratio acquired by the sludge information acquisition unit 130 is, for example, the mixing ratio of primary settling sludge, excess sludge, digested sludge, etc. for the sludge supplied to the heating dehydrator 50.
The sludge supply amount acquired by the sludge information acquisition unit 130 is, for example, the amount of sludge supplied to the heating dehydrator 50 .
The polymer flocculant dosing rate acquired by the sludge information acquisition unit 130 is, for example, the addition rate of polymer flocculant B supplied from a polymer flocculant supply device (not shown) to organic sludge A and concentrated sludge D. Here, the first part of the polymer flocculant dosing rate is, for example, the dosing rate to organic sludge A, and the second part of the polymer flocculant dosing rate is, for example, the dosing rate to concentrated sludge D.
The polymer flocculant viscosity acquired by the sludge information acquisition unit 130 is, for example, the viscosity of polymer flocculant B supplied to organic sludge A and concentrated sludge D from a polymer flocculant supply device (not shown).
The flocculant addition rate acquired by the sludge information acquisition unit 130 is, for example, the flocculant addition rate supplied to the concentrated sludge D (the ratio of the flocculant to the concentrated sludge D).
(4)記憶部140
記憶部140は、各種情報を記憶する機能を有する。記憶部140は、記憶媒体、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、NAS(Network Attached Storage)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、RAM(Random Access read/write Memory)、ROM(Read Only Memory)、またはこれらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。
図2に示すように、記憶部140は、目標軸トルク決定モデル141を有する。
(4) Storage unit 140
The storage unit 140 has a function of storing various types of information. The storage unit 140 is configured by a storage medium, such as a hard disk drive (HDD), a network attached storage (NAS), a solid state drive (SSD), a flash memory, an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a random access read/write memory (RAM), a read-only memory (ROM), or any combination of these storage media.
As shown in FIG. 2, the storage unit 140 has a target shaft torque determination model 141 .
(4-1)目標軸トルク決定モデル141
目標軸トルク決定モデル141は、脱水汚泥の目標含水率と汚泥情報に基づき、加温脱水機50の回転駆動部50cにおける目標軸トルクを決定する。目標軸トルク決定モデル141は、例えば、脱水汚泥の含水率及び汚泥情報と回転駆動部50cの軸トルクとの関係性を機械学習された学習済みモデルである。
即ち、目標軸トルク決定モデル141は、入力データとして脱水汚泥の含水率及び汚泥情報が入力されると、出力データとして回転駆動部50cの軸トルクを出力可能である。
(4-1) Target shaft torque determination model 141
The target shaft torque determination model 141 determines the target shaft torque for the rotary drive unit 50c of the heating dehydrator 50 based on the target moisture content of the dehydrated sludge and the sludge information. The target shaft torque determination model 141 is, for example, a trained model that has been machine-learned to determine the relationship between the moisture content of the dehydrated sludge, the sludge information, and the shaft torque of the rotary drive unit 50c.
That is, when the moisture content of the dewatered sludge and sludge information are input as input data, the target shaft torque determination model 141 can output the shaft torque of the rotation drive unit 50c as output data.
目標軸トルク決定モデル141の入力データとして用いられる汚泥情報は、具体的に、汚泥温度、汚泥混合比、汚泥供給量、高分子凝集剤薬注率、高分子凝集剤粘度、凝集剤の添加率などであり、少なくとも汚泥温度を含む。 The sludge information used as input data for the target shaft torque determination model 141 specifically includes sludge temperature, sludge mixing ratio, sludge supply amount, polymer flocculant dosing rate, polymer flocculant viscosity, flocculant addition rate, etc., and includes at least sludge temperature.
目標軸トルク決定モデル141には、任意の機械学習の手法が適用されてよい。任意の機械学習の手法とは、例えば、線形回帰、サポートベクターマシン回帰、ガウス過程回帰、決定木、ニューラルネットワークなどである。
なお、目標軸トルク決定モデル141は、機械学習された学習済みモデルに限定されない。例えば、目標軸トルク決定モデル141は、回帰モデル、回帰演算式、分類モデルなどであってもよい。
Any machine learning method may be applied to the target shaft torque determination model 141. Examples of the any machine learning method include linear regression, support vector machine regression, Gaussian process regression, decision tree, and neural network.
The target shaft torque determination model 141 is not limited to a trained model based on machine learning, and may be, for example, a regression model, a regression calculation formula, a classification model, or the like.
(5)目標値決定部150
目標値決定部150は、目標値取得部120によって取得された第1の目標値と汚泥情報取得部130によって取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。
図2に示すように、目標値決定部150は、目標軸トルク決定部151のみを備える。
(5) Target value determination unit 150
The target value determination unit 150 determines a second target value for control of a control object that is correlated with the first target value based on the relationship between the first target value acquired by the target value acquisition unit 120 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130.
As shown in FIG. 2, the target value determination unit 150 includes only a target shaft torque determination unit 151 .
(5-1)目標軸トルク決定部151
目標軸トルク決定部151は、目標値取得部120によって取得された目標含水率(第1の目標値)と汚泥情報取得部130によって取得された汚泥情報の関係から目標軸トルクを決定する。例えば、目標軸トルク決定モデル141を用いて目標軸トルクを決定する。第1の実施形態では、目標軸トルク決定部151は、機械学習された目標軸トルク決定モデル141を用いるものとする。具体的に、目標軸トルク決定部151は、目標含水率と汚泥情報を入力データとして目標軸トルク決定モデル141へ入力して出力される軸トルクを、目標軸トルクと決定する。
(5-1) Target shaft torque determination unit 151
The target shaft torque determination unit 151 determines the target shaft torque from the relationship between the target moisture content (first target value) acquired by the target value acquisition unit 120 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130. For example, the target shaft torque is determined using a target shaft torque determination model 141. In the first embodiment, the target shaft torque determination unit 151 uses the machine-learned target shaft torque determination model 141. Specifically, the target shaft torque determination unit 151 inputs the target moisture content and sludge information as input data to the target shaft torque determination model 141 and determines the shaft torque output as the target shaft torque.
(6)制御部160
制御部160は、目標軸トルク決定部151によって決定された目標軸トルク(第2の目標値)に応じて、制御対象を制御することで回転駆動部50cの軸トルクを制御(トルク制御)する。例えば、制御部160は、加温脱水機50の回転駆動部50cの軸トルクが目標軸トルクとなるような運転パラメータを決定し、制御対象を制御する。一例として、制御部160は、目標軸トルクに応じて凝集剤の添加率(運転パラメータの一例)を決定し、凝集剤供給ポンプ40(制御対象の一例)を制御する。
また、制御部160は、目標軸トルクに応じて制御対象の凝集剤の添加率を制御した結果に基づき、フィードバック制御を行う。例えば、制御部160は、凝集剤供給ポンプ40の制御後の凝集剤の添加率が目標添加率(決定した運転パラメータ)となっていない場合、制御後の凝集剤の添加率が目標添加率に近づくように、凝集剤供給ポンプ40を制御する。
制御部160は、例えば、PID(Proportional Integral Differential)制御やモデル予測制御によってフィードバック制御を行う。
(6) Control unit 160
The control unit 160 controls the shaft torque of the rotation drive unit 50c (torque control) by controlling the controlled object in accordance with the target shaft torque (second target value) determined by the target shaft torque determination unit 151. For example, the control unit 160 determines operating parameters such that the shaft torque of the rotation drive unit 50c of the heating dehydrator 50 becomes the target shaft torque, and controls the controlled object. As an example, the control unit 160 determines the flocculant addition rate (an example of an operating parameter) in accordance with the target shaft torque, and controls the flocculant supply pump 40 (an example of a controlled object).
Furthermore, the control unit 160 performs feedback control based on the result of controlling the flocculant addition rate of the controlled object in accordance with the target shaft torque. For example, if the flocculant addition rate after control of the flocculant supply pump 40 is not the target addition rate (determined operating parameter), the control unit 160 controls the flocculant supply pump 40 so that the flocculant addition rate after control approaches the target addition rate.
The control unit 160 performs feedback control using, for example, PID (Proportional Integral Differential) control or model predictive control.
<1-3.制御盤における入出力>
以上、第1の実施形態に係る制御盤100の機能構成について説明した。続いて、図3を参照して、第1の実施形態に係る制御盤100における入出力について説明する。図3は、第1の実施形態に係る制御盤100における入出力の一例を示す図である。
<1-3. Input/output on the control panel>
The functional configuration of the control panel 100 according to the first embodiment has been described above. Next, inputs and outputs in the control panel 100 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a diagram showing an example of inputs and outputs in the control panel 100 according to the first embodiment.
図3に示すように、目標軸トルク決定モデル141には、目標含水率と汚泥情報が入力される。目標含水率は、目標値取得部120によって取得されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130によって取得されたものである。
目標軸トルク決定モデル141は、入力された脱水汚泥の目標含水率と汚泥情報に基づき、加温脱水機50の回転駆動部50cにおける目標軸トルクを出力する。目標軸トルク決定モデル141から出力された目標軸トルクは、制御部160へ入力される。
制御部160は、入力された目標軸トルクに応じて、例えば、凝集剤の添加率(運転パラメータ)を制御することで、回転駆動部50cの軸トルクを制御(トルク制御)する。この場合の制御対象は具体的に、凝集剤供給ポンプ40から供給される凝集剤の供給量である。
制御部160は、制御対象の制御後の凝集剤の添加率を取得し、フィードバック制御を行う。
3, a target moisture content and sludge information are input to the target shaft torque determination model 141. The target moisture content is acquired by the target value acquisition unit 120. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130.
Based on the input target moisture content of the dewatered sludge and sludge information, target shaft torque determination model 141 outputs a target shaft torque for rotation drive unit 50c of heating dehydrator 50. The target shaft torque output from target shaft torque determination model 141 is input to control unit 160.
The control unit 160 controls the shaft torque of the rotation drive unit 50c (torque control) by controlling, for example, the flocculant addition rate (operation parameter) in accordance with the input target shaft torque. In this case, the control target is specifically the amount of flocculant supplied from the flocculant supply pump 40.
The control unit 160 acquires the flocculant addition rate after the control of the controlled object and performs feedback control.
<1-4.制御盤の動作>
以上、第1の実施形態に係る制御盤100における入出力について説明した。続いて、図4を参照して、第1の実施形態に係る制御盤100の動作について説明する。図4は、第1の実施形態に係る制御盤100の動作の一例を示すフローチャートである。
<1-4. Control panel operation>
The inputs and outputs in the control panel 100 according to the first embodiment have been described above. Next, the operation of the control panel 100 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the control panel 100 according to the first embodiment.
図4に示すように、まず、制御盤100の目標値取得部120は、目標含水率を取得する(ステップS101)。例えば、目標値取得部120は、焼却設備80から目標含水率を取得する。 As shown in FIG. 4, first, the target value acquisition unit 120 of the control panel 100 acquires the target moisture content (step S101). For example, the target value acquisition unit 120 acquires the target moisture content from the incineration equipment 80.
次いで、制御盤100の汚泥情報取得部130は、汚泥情報を取得する(ステップS102)。例えば、汚泥情報取得部130は、サーモ温度計52が測定する汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。 Next, the sludge information acquisition unit 130 of the control panel 100 acquires sludge information (step S102). For example, the sludge information acquisition unit 130 acquires sludge information that includes at least the sludge temperature measured by the thermometer 52.
次いで、制御盤100の目標軸トルク決定部151は、目標軸トルクを決定する(ステップS103)。例えば、目標軸トルク決定部151は、制御盤100の記憶部140に記憶されている目標軸トルク決定モデル141を用いて、目標軸トルクを決定する。具体的に、目標軸トルク決定部151は、目標値取得部120によって取得された目標含水率と汚泥情報取得部130によって取得された汚泥情報を入力データとして目標軸トルク決定モデル141から出力される軸トルクを、目標軸トルクに決定する。 Next, the target shaft torque determination unit 151 of the control panel 100 determines the target shaft torque (step S103). For example, the target shaft torque determination unit 151 determines the target shaft torque using the target shaft torque determination model 141 stored in the memory unit 140 of the control panel 100. Specifically, the target shaft torque determination unit 151 determines the shaft torque output from the target shaft torque determination model 141 using the target moisture content acquired by the target value acquisition unit 120 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130 as input data, as the target shaft torque.
次いで、制御盤100の制御部160は、制御対象制御を行う(ステップS104)。例えば、制御部160は、目標軸トルク決定部151によって決定された目標軸トルクに応じて凝集剤供給ポンプ40から供給される凝集剤の供給量を制御する。 Next, the control unit 160 of the control panel 100 controls the control target (step S104). For example, the control unit 160 controls the amount of flocculant supplied from the flocculant supply pump 40 in accordance with the target shaft torque determined by the target shaft torque determination unit 151.
次いで、制御部160は、フィードバック制御を行う(ステップS105)。例えば、制御部160は、凝集剤の添加率の制御後に凝集剤流量計によって測定される凝集剤の添加量を取得し、当該凝集剤の添加率が目標の添加率に近づくようにフィードバック制御を行う。 Next, the control unit 160 performs feedback control (step S105). For example, the control unit 160 acquires the amount of flocculant added measured by the flocculant flow meter after controlling the flocculant addition rate, and performs feedback control so that the flocculant addition rate approaches the target addition rate.
以上説明したように、第1の実施形態に係る制御盤100(制御装置)は、目標値取得部120、汚泥情報取得部130、目標値決定部150、及び制御部160を備える。
目標値取得部120は、加温脱水機50(汚泥脱水機)で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。汚泥情報取得部130は、脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。目標値決定部150は、取得された第1の目標値と取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。制御部160は、決定された第2の目標値に応じて、制御対象を制御する。
As described above, the control panel 100 (control device) according to the first embodiment includes the target value acquisition unit 120 , the sludge information acquisition unit 130 , the target value determination unit 150 , and the control unit 160 .
The target value acquisition unit 120 acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50 (sludge dehydrator), which is determined according to the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. The sludge information acquisition unit 130 acquires sludge information including at least the sludge temperature, which is the temperature of the dehydrated sludge. The target value determination unit 150 determines a second target value for controlling the control object that is correlated with the first target value, based on the relationship between the acquired first target value and the acquired sludge information. The control unit 160 controls the control object according to the determined second target value.
かかる構成により、第1の実施形態に係る制御盤100は、加温脱水機50における汚泥の汚泥温度の変化に応じて加温脱水機50の運転を制御することで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことができる。 With this configuration, the control panel 100 according to the first embodiment controls the operation of the heating and dehydrating machine 50 in response to changes in the sludge temperature in the heating and dehydrating machine 50, thereby maintaining a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the heating and dehydrating machine 50.
よって、第1の実施形態に係る制御盤100は、汚泥温度が変化した場合も安定した含水率で脱水機を運転することを可能とする。 Therefore, the control panel 100 according to the first embodiment enables the dehydrator to operate at a stable moisture content even when the sludge temperature changes.
また、第1の実施形態に係る制御盤100は、目標軸トルク決定モデル141を用いて目標軸トルクを決定する目標軸トルク決定部151を備える。これにより、制御盤100は、精度よく目標軸トルクを決定することができる。 The control panel 100 according to the first embodiment also includes a target shaft torque determination unit 151 that determines the target shaft torque using the target shaft torque determination model 141. This allows the control panel 100 to accurately determine the target shaft torque.
<<2.第2の実施形態>>
以上、第1の実施形態について説明した。続いて、図5から図8を参照して、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、第2の目標値の決定に目標運転パラメータ決定モデルのみを用いる例について説明する。なお、以下では、第1の実施形態における説明と重複する説明については、適宜省略する。
<<2. Second embodiment>>
The first embodiment has been described above. Next, a second embodiment will be described with reference to Figs. 5 to 8. In the second embodiment, an example will be described in which only a target operating parameter determination model is used to determine the second target value. Note that, hereinafter, descriptions that overlap with the description of the first embodiment will be omitted as appropriate.
<2-1.加温脱水システムの構成>
第2の実施形態に係る加温脱水システムの構成は、第1の実施形態に係る加温脱水システム1の構成と同様であるため、重複する説明は省略する。
<2-1. Configuration of heating and dehydration system>
The configuration of the heating and dehydration system according to the second embodiment is similar to the configuration of the heating and dehydration system 1 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
<2-2.制御盤の機能構成>
以上、第2の実施形態に係る加温脱水システムの構成について説明した。続いて、図5を参照して、第2の実施形態に係る制御盤100aの機能構成について説明する。図5は、第2の実施形態に係る制御盤100aの機能構成の一例を示すブロック図である。
図5に示すように、制御盤100aは、通信部110、目標値取得部120a、汚泥情報取得部130a、記憶部140a、目標値決定部150a、制御部160a、及び制御対象優先度決定部170を備える。
<2-2. Control panel functional configuration>
The configuration of the heating dehydration system according to the second embodiment has been described above. Next, the functional configuration of the control panel 100a according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control panel 100a according to the second embodiment.
As shown in FIG. 5, the control panel 100a includes a communication unit 110, a target value acquisition unit 120a, a sludge information acquisition unit 130a, a memory unit 140a, a target value determination unit 150a, a control unit 160a, and a control object priority determination unit 170.
(1)通信部110
第2の実施形態に係る通信部110の機能は、第1の実施形態に係る通信部110の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(1) Communication unit 110
The functions of the communication unit 110 according to the second embodiment are similar to those of the communication unit 110 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
(2)目標値取得部120a
目標値取得部120aは、例えば、焼却炉81にて所望されている含水率の脱水汚泥を得るために必要な軸トルク(以下、「目標軸トルク」とも称される)を第1の目標値として取得する。一例として、目標値取得部120は、焼却設備80に設けられた焼却設備80の制御装置等から出力される目標軸トルクを取得する。
(2) Target value acquisition unit 120a
The target value acquiring unit 120a acquires, as a first target value, for example, a shaft torque (hereinafter also referred to as a "target shaft torque") required to obtain dewatered sludge with a desired moisture content in the incinerator 81. As an example, the target value acquiring unit 120 acquires the target shaft torque output from a control device of the incineration equipment 80 or the like provided in the incineration equipment 80.
(3)汚泥情報取得部130a
汚泥情報取得部130aは、例えば、汚泥温度、汚泥混合比、汚泥供給量などを汚泥情報として取得する。汚泥情報取得部130aが取得する汚泥情報の優先度は、例えば、汚泥温度=汚泥混合比>>汚泥供給量の順である。
(3) Sludge information acquisition unit 130a
The sludge information acquiring unit 130a acquires, as sludge information, for example, sludge temperature, sludge mixing ratio, sludge supply amount, etc. The priority of the sludge information acquired by the sludge information acquiring unit 130a is, for example, sludge temperature = sludge mixing ratio >> sludge supply amount.
(4)記憶部140a
図5に示すように、記憶部140aは、目標運転パラメータ決定モデル142を有する。
(4) Storage unit 140a
As shown in FIG. 5, the storage unit 140 a includes a target operating parameter determination model 142 .
(4-1)目標運転パラメータ決定モデル142
目標運転パラメータ決定モデル142は、加温脱水機50の回転駆動部50cの目標軸トルクと汚泥情報に基づき、目標運転パラメータを決定する。目標運転パラメータ決定モデル142は、例えば、回転駆動部50cの軸トルク及び汚泥情報と運転パラメータとの関係性を機械学習された学習済みモデルである。
即ち、目標運転パラメータ決定モデル142は、入力データとして回転駆動部50cの軸トルク及び汚泥情報が入力されると、出力データとして運転パラメータを出力可能である。
(4-1) Target operating parameter determination model 142
The target operating parameter determination model 142 determines the target operating parameters based on the target shaft torque and sludge information of the rotary drive unit 50c of the heating dehydrator 50. The target operating parameter determination model 142 is, for example, a trained model that has been machine-learned to determine the relationship between the shaft torque of the rotary drive unit 50c, the sludge information, and the operating parameters.
That is, when the shaft torque of the rotary drive unit 50c and sludge information are input as input data, the target operating parameter determination model 142 can output operating parameters as output data.
目標運転パラメータ決定モデル142の入力データとして用いられる汚泥情報は、具体的に、汚泥温度、汚泥混合比、汚泥供給量などであり、少なくとも汚泥温度を含む。
運転パラメータは、凝集剤の添加率、圧入圧力、背圧閉止率、差速、遠心加速度、汚泥供給量、熱媒温度、熱媒流量、高分子凝集剤薬注率などである。
The sludge information used as input data for the target operational parameter determination model 142 specifically includes the sludge temperature, sludge mixing ratio, sludge supply amount, etc., and includes at least the sludge temperature.
The operating parameters include the flocculant addition rate, injection pressure, back pressure shutoff rate, differential speed, centrifugal acceleration, sludge supply rate, heat medium temperature, heat medium flow rate, and polymer flocculant dosing rate.
目標運転パラメータ決定モデル142が出力する運転パラメータは、例えば、汚泥脱水機の種類に応じて設定される。例えば、汚泥脱水機全般においては、凝集剤の添加率、汚泥供給量、及び高分子凝集剤薬注率が目標運転パラメータ決定モデル142から出力されるように設定される。また、汚泥脱水機が金属ろ材系脱水機である場合、圧入圧力及び背圧閉止率が目標運転パラメータ決定モデル142から出力されるように設定される。また、汚泥脱水機が遠心脱水機である場合、差速及び遠心加速度が目標運転パラメータ決定モデル142から出力されるように設定される。また、汚泥脱水機が加温脱水機である場合、熱媒温度及び熱媒流量が目標運転パラメータ決定モデル142から出力されるように設定される。 The operating parameters output by the target operating parameter determination model 142 are set, for example, according to the type of sludge dehydrator. For example, for sludge dehydrators in general, the coagulant addition rate, sludge supply amount, and polymer coagulant injection rate are set to be output from the target operating parameter determination model 142. Furthermore, if the sludge dehydrator is a metal filter media type dehydrator, the injection pressure and back pressure shutoff rate are set to be output from the target operating parameter determination model 142. Furthermore, if the sludge dehydrator is a centrifugal dehydrator, the differential speed and centrifugal acceleration are set to be output from the target operating parameter determination model 142. Furthermore, if the sludge dehydrator is a heating dehydrator, the heat transfer medium temperature and heat transfer medium flow rate are set to be output from the target operating parameter determination model 142.
目標運転パラメータ決定モデル142には、任意の機械学習の手法が適用されてよい。任意の機械学習の手法とは、例えば、線形回帰、サポートベクターマシン回帰、ガウス過程回帰、決定木、ニューラルネットワークなどである。
なお、目標運転パラメータ決定モデル142は、機械学習された学習済みモデルに限定されない。例えば、目標運転パラメータ決定モデル142は、回帰モデル、回帰演算式、分類モデルなどであってもよい。
Any machine learning method may be applied to the target operating parameter determination model 142. Examples of the any machine learning method include linear regression, support vector machine regression, Gaussian process regression, decision tree, and neural network.
The target operating parameter determination model 142 is not limited to a trained model based on machine learning. For example, the target operating parameter determination model 142 may be a regression model, a regression calculation formula, a classification model, or the like.
(5)目標値決定部150a
目標値決定部150aは、目標値取得部120aによって取得された第1の目標値と汚泥情報取得部130aによって取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。
図5に示すように、目標値決定部150aは、目標運転パラメータ決定部152のみを備える。
(5) Target value determination unit 150a
The target value determination unit 150a determines a second target value for control of a control object that is correlated with the first target value based on the relationship between the first target value acquired by the target value acquisition unit 120a and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130a.
As shown in FIG. 5, the target value determining unit 150 a includes only a target operating parameter determining unit 152 .
(5-1)目標運転パラメータ決定部152
目標運転パラメータ決定部152は、目標値取得部120aによって取得された目標軸トルク(第1の目標値)と汚泥情報取得部130aによって取得された汚泥情報の関係から目標運転パラメータを決定する。例えば、目標運転パラメータ決定モデル142を用いて目標運転パラメータを決定する。第2の実施形態では、目標運転パラメータ決定部152は、機械学習された目標運転パラメータ決定モデル142を用いるものとする。具体的に、目標運転パラメータ決定部152は、目標軸トルクと汚泥情報を入力データとして目標運転パラメータ決定モデル142へ入力して出力される運転パラメータを、目標運転パラメータと決定する。
(5-1) Target operating parameter determination unit 152
The target operating parameter determination unit 152 determines the target operating parameters from the relationship between the target shaft torque (first target value) acquired by the target value acquisition unit 120a and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130a. For example, the target operating parameters are determined using the target operating parameter determination model 142. In the second embodiment, the target operating parameter determination unit 152 uses the machine-learned target operating parameter determination model 142. Specifically, the target operating parameter determination unit 152 inputs the target shaft torque and sludge information as input data to the target operating parameter determination model 142 and determines the operating parameters output as the target operating parameters.
(6)制御部160a
制御部160aは、目標運転パラメータ決定部152によって決定された目標運転パラメータ(第2の目標値)に応じて、制御対象を制御することで回転駆動部50cの軸トルクを制御する。
例えば、運転パラメータに凝集剤の添加率が含まれる場合、制御部160aは、凝集剤供給ポンプ40(制御対象)を制御することで、凝集剤供給ポンプ40から供給される凝集剤の量を調整して凝集剤の添加率を調整する。
また、運転パラメータに圧入圧力が含まれる場合、制御部160aは、リボンスクリュー50d(制御対象)の回転数を制御することで、圧入圧力を調整する。
また、運転パラメータに背圧閉止率が含まれる場合、制御部160aは、背圧板50G(制御対象)を制御することで、背圧板50Gの開度を調整して背圧閉止率を調整する。
また、運転パラメータに差速が含まれる場合、制御部160aは、遠心脱水機においてスクリューコンベア(制御対象)の回転速度を制御することで、差速を調整する。
また、運転パラメータに遠心加速度が含まれる場合、制御部160aは、遠心脱水機においてボウル(制御対象)の速度を制御することで、遠心加速度を調整する。
また、運転パラメータに汚泥供給量が含まれる場合、制御部160aは、濃縮汚泥供給ポンプ30(制御対象)を制御することで、濃縮汚泥供給ポンプ30から供給される濃縮汚泥Dの量を調整して汚泥供給量を調整する。
また、運転パラメータに熱媒温度が含まれる場合、制御部160aは、例えば熱媒供給設備(不図示、制御対象)からボイラ82へ供給する熱媒の量を制御することで、熱媒温度を調整する。
また、運転パラメータに熱媒流量が含まれる場合、制御部160aは、熱媒供給ポンプ60を制御することで、熱媒供給ポンプ60から供給される熱媒(温水H)の量を調整して熱媒流量を調整する。
また、運転パラメータに高分子凝集剤薬注率が含まれる場合、制御部160aは、高分子凝集剤供給ポンプ(不図示、制御対象)を制御することで、有機性汚泥A又は濃縮汚泥Dに供給される高分子凝集剤Bの量を調整して高分子凝集剤薬注率を調整する。
(6) Control unit 160a
The control unit 160a controls the controlled object in accordance with the target operating parameters (second target values) determined by the target operating parameter determination unit 152, thereby controlling the shaft torque of the rotation drive unit 50c.
For example, if the operating parameters include the flocculant addition rate, the control unit 160a controls the flocculant supply pump 40 (the controlled object) to adjust the amount of flocculant supplied from the flocculant supply pump 40 and thereby adjust the flocculant addition rate.
Furthermore, when the operating parameters include the press-fitting pressure, the control unit 160a adjusts the press-fitting pressure by controlling the rotation speed of the ribbon screw 50d (the control target).
Furthermore, when the operating parameters include a back pressure closing rate, the control unit 160a controls the back pressure plate 50G (control target) to adjust the opening degree of the back pressure plate 50G and thereby adjust the back pressure closing rate.
Furthermore, when the operation parameters include a differential speed, the control unit 160a adjusts the differential speed by controlling the rotation speed of the screw conveyor (the object to be controlled) in the centrifugal dehydrator.
Furthermore, when the operating parameters include centrifugal acceleration, the control unit 160a adjusts the centrifugal acceleration by controlling the speed of the bowl (the object to be controlled) in the centrifugal dehydrator.
In addition, when the operating parameters include a sludge supply amount, the control unit 160a adjusts the amount of concentrated sludge D supplied from the concentrated sludge supply pump 30 by controlling the concentrated sludge supply pump 30 (the object to be controlled), thereby adjusting the sludge supply amount.
Furthermore, when the operating parameters include the heat medium temperature, the control unit 160a adjusts the heat medium temperature by, for example, controlling the amount of heat medium supplied to the boiler 82 from a heat medium supply facility (not shown, controlled object).
In addition, when the operating parameters include the heat medium flow rate, the control unit 160a controls the heat medium supply pump 60 to adjust the amount of heat medium (hot water H) supplied from the heat medium supply pump 60, thereby adjusting the heat medium flow rate.
In addition, when the operating parameters include the polymer flocculant dosing rate, the control unit 160a adjusts the polymer flocculant dosing rate by controlling the polymer flocculant supply pump (not shown, controlled object) to adjust the amount of polymer flocculant B supplied to the organic sludge A or concentrated sludge D.
また、制御部160aは、目標運転パラメータに応じて制御対象を制御した結果に基づき、フィードバック制御を行う。一例として、制御部160aは、凝集剤供給ポンプ40の制御後の凝集剤の添加率が目標運転パラメータとなっていない場合、制御後の凝集剤の添加率が目標運転パラメータに近づくように、凝集剤供給ポンプ40を制御する。他の制御対象に対するフィードバック制御も同様である。 The control unit 160a also performs feedback control based on the results of controlling the controlled object in accordance with the target operating parameters. As an example, if the flocculant addition rate after control of the flocculant supply pump 40 does not match the target operating parameters, the control unit 160a controls the flocculant supply pump 40 so that the flocculant addition rate after control approaches the target operating parameters. Feedback control for other controlled objects is similar.
(7)制御対象優先度決定部170
制御対象優先度決定部170は、決定された目標運転パラメータが複数ある場合、各目標運転パラメータに対応する制御対象を制御する優先度を決定する。
(7) Control Object Priority Determination Unit 170
When a plurality of target operating parameters are determined, the control object priority determination unit 170 determines the priority for controlling the control object corresponding to each target operating parameter.
ここで、図6を参照して、制御対象の優先度について説明する。図6は、第2の実施形態に係る制御対象の優先度の制御の一例を示す図である。図6に示すグラフの縦軸には各制御対象の制御出力、横軸には制御部の制御出力が示されている。なお、図6には、加温脱水機50が金属ろ材系脱水機であって、運転パラメータを凝集剤の添加率と圧入圧力と背圧閉止率とする場合の例が示されている。 Here, the priority of the control object will be explained with reference to Figure 6. Figure 6 is a diagram showing an example of control of the priority of the control object according to the second embodiment. The vertical axis of the graph shown in Figure 6 shows the control output of each control object, and the horizontal axis shows the control output of the control unit. Note that Figure 6 shows an example in which the heating dehydrator 50 is a metal filter media dehydrator, and the operating parameters are the flocculant addition rate, injection pressure, and back pressure shut-off rate.
図6に示すように、制御出力の優先度(即ち制御対象の優先度)は、優先度が高い方から順に圧入圧力、背圧閉止率、凝集剤の添加率と設定されている。
優先度は、コストや制御性を考慮して設定される。コストを考慮する場合、コストが高い制御出力は優先度が低く設定され、コストが低い制御出力は優先度が高く設定される。例えば、図6に示す凝集剤の添加率の場合、凝集剤の添加率を上げるために凝集剤を添加する必要があるが、凝集剤のコストが高いため、優先度が低く設定されている。制御性を考慮する場合、制御性が高い制御出力の優先度が高く設定され、制御性が低い制御出力の優先度が低く設定される。例えば、制御量の変化と制御対象のトルクの変化との関係の再現性が高い制御出力や、応答が速い制御出力は制御性が高いと評価される。
各制御対象の制御出力の動作開始及び動作終了のタイミングや、制御量の変化率である傾きは、設備の特性や対象汚泥の状況により調整される。
制御開始時の制御出力は、目標運転パラメータ決定モデル142によって、入力される目標軸トルクに適した出力がされる。目標運転パラメータ決定モデル142の精度による誤差は、制御部160aによるトルク制御(フィードバック制御)によって調整される。
目標運転パラメータ決定部152は、目標運転パラメータ決定モデル142を用いることで、過去の運転データや運転員のノウハウから最適な制御量を瞬時に出力するこができる。
制御盤100aによる自動制御を介する前に、手動で各制御量をバラバラに操作している場合、制御盤100aによる自動制御を開始することで標準的な運転に切り替えることが可能である。なお、図6に示す制御をIF・THENルールのように条件分岐しても良い。
As shown in FIG. 6, the priority of the control output (i.e., the priority of the controlled object) is set as follows, in descending order of priority: injection pressure, back pressure shutoff rate, and flocculant addition rate.
The priority is set taking into consideration cost and controllability. When cost is taken into consideration, a control output with a high cost is set to a low priority, and a control output with a low cost is set to a high priority. For example, in the case of the flocculant addition rate shown in Figure 6, it is necessary to add flocculant to increase the flocculant addition rate, but since the cost of flocculant is high, the priority is set to a low priority. When controllability is taken into consideration, a control output with high controllability is set to a high priority, and a control output with low controllability is set to a low priority. For example, a control output with high reproducibility of the relationship between changes in the controlled variable and changes in the torque of the controlled object, or a control output with fast response, is evaluated as having high controllability.
The timing of the start and end of the control output of each control target and the gradient, which is the rate of change of the controlled variable, are adjusted according to the characteristics of the equipment and the condition of the target sludge.
The control output at the start of control is appropriate for the input target shaft torque according to the target operating parameter determination model 142. Errors due to the accuracy of the target operating parameter determination model 142 are adjusted by torque control (feedback control) by the control unit 160a.
By using the target operating parameter determination model 142, the target operating parameter determination unit 152 can instantaneously output optimal control variables based on past operating data and operator know-how.
If each control variable is manually operated separately before automatic control by the control panel 100a is initiated, it is possible to switch to standard operation by starting automatic control by the control panel 100a. Note that the control shown in Figure 6 may be conditionally branched as in an IF-THEN rule.
<2-3.制御盤における入出力>
以上、第2の実施形態に係る制御盤100aの機能構成について説明した。続いて、図7を参照して、第2の実施形態に係る制御盤100aにおける入出力について説明する。図7は、第2の実施形態に係る制御盤100aにおける入出力の一例を示す図である。なお、図7には、加温脱水機50が金属ろ材系脱水機であって、運転パラメータを凝集剤の添加率と圧入圧力と背圧閉止率とする場合の例が示されている。
<2-3. Input/output on the control panel>
The functional configuration of the control panel 100a according to the second embodiment has been described above. Next, inputs and outputs of the control panel 100a according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a diagram showing an example of inputs and outputs of the control panel 100a according to the second embodiment. Note that Fig. 7 shows an example in which the heating dehydrator 50 is a metal filter media dehydrator, and the operating parameters are the flocculant addition rate, injection pressure, and back pressure shut-off rate.
図7に示すように、目標運転パラメータ決定モデル142には、目標軸トルクと汚泥情報が入力される。目標軸トルクは、目標値取得部120aによって取得されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130aによって取得されたものである。
目標運転パラメータ決定モデル142は、入力された目標軸トルクと汚泥情報に基づき、目標運転パラメータを出力する。目標運転パラメータ決定モデル142から出力された目標運転パラメータは、制御対象優先度決定部170へ入力される。
制御対象優先度決定部170は、制御対象優先度に応じて、目標運転パラメータを制御部160aへ入力する。
制御部160aは、入力された目標運転パラメータに応じて、制御対象を制御する。また、制御部160aは、各制御後に各制御対象にて測定される運転パラメータの測定値を取得し、当該測定値が目標運転パラメータに近づくようにフィードバック制御を行う。
7, a target shaft torque and sludge information are input to the target operating parameter determination model 142. The target shaft torque is acquired by the target value acquisition unit 120a. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130a.
The target operating parameter determination model 142 outputs target operating parameters based on the input target shaft torque and sludge information. The target operating parameters output from the target operating parameter determination model 142 are input to the control object priority determination unit 170.
The control object priority determination unit 170 inputs target operating parameters to the control unit 160a in accordance with the control object priorities.
The control unit 160a controls the control target in accordance with the input target operating parameters. The control unit 160a also acquires the measured values of the operating parameters measured for each control target after each control, and performs feedback control so that the measured values approach the target operating parameters.
<2-4.制御盤の動作>
以上、第2の実施形態に係る制御盤100aにおける入出力について説明した。続いて、図8を参照して、第2の実施形態に係る制御盤100aの動作について説明する。図8は、第2の実施形態に係る制御盤100aの動作の一例を示すフローチャートである。
<2-4. Control panel operation>
The inputs and outputs of the control panel 100a according to the second embodiment have been described above. Next, the operation of the control panel 100a according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 8. Fig. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the control panel 100a according to the second embodiment.
図8に示すように、まず、制御盤100aの目標値取得部120aは、目標軸トルクを取得する(ステップS201)。例えば、目標値取得部120aは、焼却設備80から目標軸トルクを取得する。 As shown in FIG. 8, first, the target value acquisition unit 120a of the control panel 100a acquires the target shaft torque (step S201). For example, the target value acquisition unit 120a acquires the target shaft torque from the incineration equipment 80.
次いで、制御盤100aの汚泥情報取得部130aは、汚泥情報を取得する(ステップS202)。例えば、汚泥情報取得部130aは、サーモ温度計52が測定する汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。 Next, the sludge information acquisition unit 130a of the control panel 100a acquires sludge information (step S202). For example, the sludge information acquisition unit 130a acquires sludge information that includes at least the sludge temperature measured by the thermometer 52.
次いで、制御盤100aの目標運転パラメータ決定部152は、目標運転パラメータを決定する(ステップS203)。例えば、目標運転パラメータ決定部152は、制御盤100の記憶部140aに記憶されている目標運転パラメータ決定モデル142を用いて、目標運転パラメータを決定する。具体的に、目標運転パラメータ決定部152は、目標値取得部120aによって取得された目標軸トルクと汚泥情報取得部130aによって取得された汚泥情報を入力データとして目標運転パラメータ決定モデル142から出力される運転パラメータを、目標運転パラメータに決定する。 Next, the target operating parameter determination unit 152 of the control panel 100a determines the target operating parameters (step S203). For example, the target operating parameter determination unit 152 determines the target operating parameters using the target operating parameter determination model 142 stored in the memory unit 140a of the control panel 100. Specifically, the target operating parameter determination unit 152 determines the operating parameters output from the target operating parameter determination model 142 using the target shaft torque acquired by the target value acquisition unit 120a and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130a as input data, as the target operating parameters.
次いで、制御盤100aの制御対象優先度決定部170は、各目標運転パラメータに対応する制御対象を制御する優先度を決定する(ステップS204)。 Next, the control object priority determination unit 170 of the control panel 100a determines the priority for controlling the control object corresponding to each target operating parameter (step S204).
次いで、制御盤100aの制御部160aは、制御対象の制御を行う(ステップS205)。例えば、制御部160aは、制御対象優先度決定部170によって決定された優先度に応じて、目標運転パラメータ決定部152によって決定された目標運転パラメータに応じた各制御対象を制御する。 Next, the control unit 160a of the control panel 100a controls the control objects (step S205). For example, the control unit 160a controls each control object according to the target operating parameters determined by the target operating parameter determination unit 152, in accordance with the priorities determined by the control object priority determination unit 170.
次いで、制御部160aは、フィードバック制御を行う(ステップS206)。例えば、制御部160aは、各制御後に各制御対象にて測定される測定値を取得し、当該測定値が目標運転パラメータに近づくようにフィードバック制御を行う。 Next, the control unit 160a performs feedback control (step S206). For example, the control unit 160a acquires the measurement values measured for each control object after each control, and performs feedback control so that the measurement values approach the target operating parameters.
以上説明したように、第2の実施形態に係る制御盤100a(制御装置)は、目標値取得部120a、汚泥情報取得部130a、目標値決定部150a、及び制御部160aを備える。
目標値取得部120aは、加温脱水機50(汚泥脱水機)で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。汚泥情報取得部130aは、脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。目標値決定部150aは、取得された第1の目標値と取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。制御部160aは、決定された第2の目標値に応じて、制御対象を制御する。
As described above, the control panel 100a (control device) according to the second embodiment includes a target value acquisition unit 120a, a sludge information acquisition unit 130a, a target value determination unit 150a, and a control unit 160a.
The target value acquisition unit 120a acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50 (sludge dehydrator), which is determined according to the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. The sludge information acquisition unit 130a acquires sludge information including at least the sludge temperature, which is the temperature of the dehydrated sludge. The target value determination unit 150a determines a second target value for controlling a control object that is correlated with the first target value, based on the relationship between the acquired first target value and the acquired sludge information. The control unit 160a controls the control object according to the determined second target value.
かかる構成により、第2の実施形態に係る制御盤100aは、加温脱水機50における汚泥の汚泥温度の変化に応じて加温脱水機50の運転を制御することで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことができる。 With this configuration, the control panel 100a according to the second embodiment controls the operation of the heating and dehydrating machine 50 in response to changes in the sludge temperature in the heating and dehydrating machine 50, thereby maintaining a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the heating and dehydrating machine 50.
よって、第2の実施形態に係る制御盤100aは、汚泥温度が変化した場合も安定した含水率で脱水機を運転することを可能とする。 Therefore, the control panel 100a according to the second embodiment enables the dehydrator to operate at a stable moisture content even when the sludge temperature changes.
また、第2の実施形態に係る制御盤100aは、目標運転パラメータ決定モデル142を用いて目標運転パラメータを決定する目標運転パラメータ決定部152を備える。これにより、制御盤100aは、運転パラメータの制御によって軸トルクが目標軸トルクに到達するまでの時間を短縮することができる。 The control panel 100a according to the second embodiment also includes a target operating parameter determination unit 152 that determines target operating parameters using a target operating parameter determination model 142. This enables the control panel 100a to reduce the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque by controlling the operating parameters.
<<3.第3の実施形態>>
以上、第2の実施形態について説明した。続いて、図9から図11を参照して、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、第2の目標値の決定に目標軸トルク決定モデル141及び目標運転パラメータ決定モデル142を用いる例について説明する。なお、以下では、第1の実施形態及び第2の実施形態における説明と重複する説明については、適宜省略する。
<<3. Third embodiment>>
The second embodiment has been described above. Next, a third embodiment will be described with reference to Figs. 9 to 11. In the third embodiment, an example will be described in which a target shaft torque determination model 141 and a target operating parameter determination model 142 are used to determine the second target value. Note that, in the following, descriptions that overlap with the descriptions in the first and second embodiments will be omitted as appropriate.
<3-1.加温脱水システムの構成>
第3の実施形態に係る加温脱水システムの構成は、第1の実施形態に係る加温脱水システム1の構成と同様であるため、重複する説明は省略する。
<3-1. Configuration of heating and dehydration system>
The configuration of the heating and dehydration system according to the third embodiment is similar to the configuration of the heating and dehydration system 1 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
<3-2.制御盤の機能構成>
以上、第3の実施形態に係る加温脱水システムの構成について説明した。続いて、図9を参照して、第3の実施形態に係る制御盤100bの機能構成について説明する。図9は、第3の実施形態に係る制御盤100bの機能構成の一例を示すブロック図である。
図9に示すように、制御盤100bは、通信部110、目標値取得部120、汚泥情報取得部130b、記憶部140b、目標値決定部150b、制御部160b、及び制御対象優先度決定部170を備える。
<3-2. Control panel functional configuration>
The configuration of the heating dehydration system according to the third embodiment has been described above. Next, the functional configuration of the control panel 100b according to the third embodiment will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control panel 100b according to the third embodiment.
As shown in FIG. 9, the control panel 100b includes a communication unit 110, a target value acquisition unit 120, a sludge information acquisition unit 130b, a memory unit 140b, a target value determination unit 150b, a control unit 160b, and a control object priority determination unit 170.
(1)通信部110
第3の実施形態に係る通信部110の機能は、第1の実施形態に係る通信部110の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(1) Communication unit 110
The functions of the communication unit 110 according to the third embodiment are similar to those of the communication unit 110 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
(2)目標値取得部120
第3の実施形態に係る目標値取得部120の機能は、第1の実施形態に係る目標値取得部120の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(2) Target value acquisition unit 120
The function of the target value acquisition unit 120 according to the third embodiment is similar to the function of the target value acquisition unit 120 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(3)汚泥情報取得部130b
汚泥情報取得部130bは、例えば、第1の実施形態に係る汚泥情報取得部130の機能と第2の実施形態に係る汚泥情報取得部130aの機能とを有する。そのため、重複する説明は省略する。
(3) Sludge information acquisition unit 130b
The sludge information acquisition unit 130b has, for example, the functions of the sludge information acquisition unit 130 according to the first embodiment and the functions of the sludge information acquisition unit 130a according to the second embodiment, and therefore, overlapping descriptions will be omitted.
(4)記憶部140b
図9に示すように、記憶部140bは、目標軸トルク決定モデル141及び目標運転パラメータ決定モデル142を有する。
(4) Storage unit 140b
As shown in FIG. 9, the storage unit 140 b has a target shaft torque determination model 141 and a target operating parameter determination model 142 .
(4-1)目標軸トルク決定モデル141
第3の実施形態に係る目標軸トルク決定モデル141の機能は、第1の実施形態に係る目標軸トルク決定モデル141の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(4-1) Target shaft torque determination model 141
The function of the target shaft torque determination model 141 according to the third embodiment is similar to the function of the target shaft torque determination model 141 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(4-2)目標運転パラメータ決定モデル142
第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142の機能は、第2の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
なお、第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142は、目標値取得部120が取得した目標軸トルクを入力データに用いない。第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142は、目標軸トルク決定モデル141によって決定された目標軸トルクと汚泥情報取得部130bによって取得された汚泥情報とを入力データとして用いる。
(4-2) Target operating parameter determination model 142
The function of the target operating parameter determination model 142 according to the third embodiment is similar to the function of the target operating parameter determination model 142 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
The target operating parameter determination model 142 according to the third embodiment does not use, as input data, the target shaft torque acquired by the target value acquisition unit 120. The target operating parameter determination model 142 according to the third embodiment uses, as input data, the target shaft torque determined by the target shaft torque determination model 141 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130b.
(5)目標値決定部150b
目標値決定部150bは、目標値取得部120によって取得された第1の目標値と汚泥情報取得部130bによって取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。
図9に示すように、目標値決定部150bは、目標軸トルク決定部151及び目標運転パラメータ決定部152を備える。
(5) Target value determination unit 150b
The target value determination unit 150b determines a second target value for control of a control object that is correlated with the first target value based on the relationship between the first target value acquired by the target value acquisition unit 120 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130b.
As shown in FIG. 9, the target value determination unit 150 b includes a target shaft torque determination unit 151 and a target operating parameter determination unit 152 .
(5-1)目標軸トルク決定部151
第3の実施形態に係る目標軸トルク決定部151の機能は、第1の実施形態に係る目標軸トルク決定部151の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(5-1) Target shaft torque determination unit 151
The function of the target shaft torque determiner 151 according to the third embodiment is similar to the function of the target shaft torque determiner 151 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(5-2)目標運転パラメータ決定部152
第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152の機能は、第2の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
なお、第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152は、目標値取得部120が取得した目標軸トルクを目標運転パラメータ決定モデル142の入力データとして用いない。第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152は、目標軸トルク決定モデル141によって決定された目標軸トルクと汚泥情報取得部130bによって取得された汚泥情報とを目標運転パラメータ決定モデル142の入力データとして用いる。
(5-2) Target operating parameter determination unit 152
The function of the target operating parameter determination unit 152 according to the third embodiment is similar to the function of the target operating parameter determination unit 152 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
The target operating parameter determination unit 152 according to the third embodiment does not use the target shaft torque acquired by the target value acquisition unit 120 as input data for the target operating parameter determination model 142. The target operating parameter determination unit 152 according to the third embodiment uses the target shaft torque determined by the target shaft torque determination model 141 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130b as input data for the target operating parameter determination model 142.
(6)制御部160b
制御部160bは、例えば、第1の実施形態に係る制御部160の機能と第2の実施形態に係る制御部160aの機能とを有する。そのため、重複する説明は省略する。
(6) Control unit 160b
The control unit 160b has, for example, the functions of the control unit 160 according to the first embodiment and the functions of the control unit 160a according to the second embodiment, so redundant description will be omitted.
(7)制御対象優先度決定部170
第3の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能は、第2の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(7) Control Object Priority Determination Unit 170
The function of the control object priority determination unit 170 according to the third embodiment is similar to the function of the control object priority determination unit 170 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
<3-3.制御盤における入出力>
以上、第3の実施形態に係る制御盤100bの機能構成について説明した。続いて、図10を参照して、第3の実施形態に係る制御盤100bにおける入出力について説明する。図10は、第3の実施形態に係る制御盤100bにおける入出力の一例を示す図である。なお、図10には、加温脱水機50が金属ろ材系脱水機であって、運転パラメータを凝集剤の添加率と圧入圧力と背圧閉止率とする場合の例が示されている。
<3-3. Input/output on the control panel>
The functional configuration of the control panel 100b according to the third embodiment has been described above. Next, inputs and outputs of the control panel 100b according to the third embodiment will be described with reference to Fig. 10. Fig. 10 is a diagram showing an example of inputs and outputs of the control panel 100b according to the third embodiment. Note that Fig. 10 shows an example in which the heating dehydrator 50 is a metal filter media dehydrator, and the operating parameters are the flocculant addition rate, injection pressure, and back pressure shut-off rate.
図10に示すように、目標軸トルク決定モデル141には、目標含水率と汚泥情報が入力される。目標含水率は、目標値取得部120によって取得されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130bによって取得されたものである。
目標運転パラメータ決定モデル142には、目標軸トルクと汚泥情報が入力される。目標軸トルクは、目標軸トルク決定モデル141によって決定されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130bによって取得されたものである。
目標運転パラメータ決定モデル142は、入力された目標軸トルクと汚泥情報に基づき、目標運転パラメータを出力する。目標運転パラメータ決定モデル142から出力された目標運転パラメータは、制御対象優先度決定部170へ入力される。
制御対象優先度決定部170は、制御対象優先度に応じて、目標運転パラメータを制御部160bへ入力する。
制御部160bは、入力された目標運転パラメータに応じて、制御対象を制御する。また、制御部160bは、各制御後に各制御対象にて測定される運転パラメータの測定値を取得し、当該測定値が目標運転パラメータに近づくようにフィードバック制御を行う。
10, a target moisture content and sludge information are input to the target shaft torque determination model 141. The target moisture content is acquired by the target value acquisition unit 120. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130b.
The target shaft torque and sludge information are input to the target operating parameter determination model 142. The target shaft torque is determined by the target shaft torque determination model 141. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130b.
The target operating parameter determination model 142 outputs target operating parameters based on the input target shaft torque and sludge information. The target operating parameters output from the target operating parameter determination model 142 are input to the control object priority determination unit 170.
The control object priority determination unit 170 inputs target operating parameters to the control unit 160b in accordance with the control object priorities.
The control unit 160b controls the control target in accordance with the input target operating parameters. The control unit 160b also acquires the measured values of the operating parameters measured in each control target after each control, and performs feedback control so that the measured values approach the target operating parameters.
<3-4.制御盤の動作>
以上、第3の実施形態に係る制御盤100bにおける入出力について説明した。続いて、図11を参照して、第3の実施形態に係る制御盤100bの動作について説明する。図11は、第3の実施形態に係る制御盤100bの動作の一例を示すフローチャートである。
<3-4. Control panel operation>
The inputs and outputs of the control panel 100b according to the third embodiment have been described above. Next, the operation of the control panel 100b according to the third embodiment will be described with reference to Fig. 11. Fig. 11 is a flowchart showing an example of the operation of the control panel 100b according to the third embodiment.
図11に示すように、まず、制御盤100bの目標値取得部120は、目標含水率を取得する(ステップS301)。例えば、目標値取得部120は、焼却設備80から目標含水率を取得する。 As shown in FIG. 11, first, the target value acquisition unit 120 of the control panel 100b acquires the target moisture content (step S301). For example, the target value acquisition unit 120 acquires the target moisture content from the incineration equipment 80.
次いで、制御盤100bの汚泥情報取得部130bは、汚泥情報を取得する(ステップS302)。例えば、汚泥情報取得部130bは、サーモ温度計52が測定する汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。 Next, the sludge information acquisition unit 130b of the control panel 100b acquires sludge information (step S302). For example, the sludge information acquisition unit 130b acquires sludge information that includes at least the sludge temperature measured by the thermometer 52.
次いで、制御盤100bの目標軸トルク決定部151は、目標軸トルクを決定する(ステップS303)。例えば、目標軸トルク決定部151は、制御盤100bの記憶部140bに記憶されている目標軸トルク決定モデル141を用いて、目標軸トルクを決定する。具体的に、目標軸トルク決定部151は、目標値取得部120によって取得された目標含水率と汚泥情報取得部130bによって取得された汚泥情報を入力データとして目標軸トルク決定モデル141から出力される軸トルクを、目標軸トルクに決定する。 Next, the target shaft torque determination unit 151 of the control panel 100b determines the target shaft torque (step S303). For example, the target shaft torque determination unit 151 determines the target shaft torque using the target shaft torque determination model 141 stored in the memory unit 140b of the control panel 100b. Specifically, the target shaft torque determination unit 151 determines the shaft torque output from the target shaft torque determination model 141 using the target moisture content acquired by the target value acquisition unit 120 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130b as input data as the target shaft torque.
次いで、制御盤100bの目標運転パラメータ決定部152は、目標運転パラメータを決定する(ステップS304)。例えば、目標運転パラメータ決定部152は、制御盤100bの記憶部140bに記憶されている目標運転パラメータ決定モデル142を用いて、目標運転パラメータを決定する。具体的に、目標運転パラメータ決定部152は、目標軸トルク決定モデル141によって決定された目標軸トルクと汚泥情報取得部130bによって取得された汚泥情報を入力データとして目標運転パラメータ決定モデル142から出力される運転パラメータを、目標運転パラメータに決定する。 Next, the target operating parameter determination unit 152 of the control panel 100b determines the target operating parameters (step S304). For example, the target operating parameter determination unit 152 determines the target operating parameters using the target operating parameter determination model 142 stored in the memory unit 140b of the control panel 100b. Specifically, the target operating parameter determination unit 152 determines the target operating parameters to be the operating parameters output from the target operating parameter determination model 142 using the target shaft torque determined by the target shaft torque determination model 141 and the sludge information acquired by the sludge information acquisition unit 130b as input data.
次いで、制御盤100bの制御対象優先度決定部170は、各目標運転パラメータに対応する制御対象を制御する優先度を決定する(ステップS305)。 Next, the control object priority determination unit 170 of the control panel 100b determines the priority for controlling the control object corresponding to each target operating parameter (step S305).
次いで、制御盤100bの制御部160bは、制御対象の制御を行う(ステップS306)。例えば、制御部160bは、制御対象優先度決定部170によって決定された優先度に応じて、目標運転パラメータ決定部152によって決定された目標運転パラメータに応じた各制御対象を制御する。 Next, the control unit 160b of the control panel 100b controls the control objects (step S306). For example, the control unit 160b controls each control object according to the target operating parameters determined by the target operating parameter determination unit 152, in accordance with the priorities determined by the control object priority determination unit 170.
次いで、制御部160bは、フィードバック制御を行う(ステップS307)。例えば、制御部160bは、各制御後に各制御対象にて測定される測定値を取得し、当該測定値が目標運転パラメータに近づくようにフィードバック制御を行う。 Next, the control unit 160b performs feedback control (step S307). For example, the control unit 160b acquires the measurement values measured for each control object after each control, and performs feedback control so that the measurement values approach the target operating parameters.
以上説明したように、第3の実施形態に係る制御盤100b(制御装置)は、目標値取得部120、汚泥情報取得部130b、目標値決定部150b、及び制御部160bを備える。
目標値取得部120は、加温脱水機50(汚泥脱水機)で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。汚泥情報取得部130bは、脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。目標値決定部150bは、取得された第1の目標値と取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。制御部160bは、決定された第2の目標値に応じて、制御対象を制御する。
As described above, the control panel 100b (control device) according to the third embodiment includes the target value acquisition unit 120, the sludge information acquisition unit 130b, the target value determination unit 150b, and the control unit 160b.
The target value acquisition unit 120 acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50 (sludge dehydrator), which is determined according to the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. The sludge information acquisition unit 130b acquires sludge information including at least the sludge temperature, which is the temperature of the dehydrated sludge. The target value determination unit 150b determines a second target value for controlling the control object that is correlated with the first target value, based on the relationship between the acquired first target value and the acquired sludge information. The control unit 160b controls the control object according to the determined second target value.
かかる構成により、第3の実施形態に係る制御盤100bは、加温脱水機50における汚泥の汚泥温度の変化に応じて加温脱水機50の運転を制御することで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことができる。 With this configuration, the control panel 100b according to the third embodiment controls the operation of the heating and dehydrating machine 50 in response to changes in the sludge temperature in the heating and dehydrating machine 50, thereby maintaining a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the heating and dehydrating machine 50.
よって、第3の実施形態に係る制御盤100bは、汚泥温度が変化した場合も安定した含水率で脱水機を運転することを可能とする。 Therefore, the control panel 100b according to the third embodiment enables the dehydrator to operate at a stable moisture content even when the sludge temperature changes.
また、第3の実施形態に係る制御盤100bは、目標軸トルク決定モデル141を用いて目標軸トルクを決定する目標軸トルク決定部151と目標運転パラメータ決定モデル142を用いて目標運転パラメータを決定する目標運転パラメータ決定部152を備える。これにより、制御盤100bは、第1の実施形態に係る制御盤100と第2の実施形態に係る制御盤100aと比較し、軸トルクの制御に加えて運転パラメータの制御も行うことで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率をより精度高く制御することができる。 The control panel 100b according to the third embodiment also includes a target shaft torque determination unit 151 that determines the target shaft torque using a target shaft torque determination model 141, and a target operating parameter determination unit 152 that determines the target operating parameters using a target operating parameter determination model 142. As a result, compared to the control panel 100 according to the first embodiment and the control panel 100a according to the second embodiment, the control panel 100b controls the operating parameters in addition to the shaft torque, thereby enabling more accurate control of the moisture content of the dewatered sludge discharged from the heating dehydrator 50.
<<4.第4の実施形態>>
以上、第3の実施形態について説明した。続いて、図12から図14を参照して、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、第2の目標値の決定に目標軸トルク決定モデル141のみを用いる場合に、制御対象の運転パラメータを調整することで軸トルクを制御した結果に基づき、制御対象の運転パラメータを再調整する例について説明する。なお、以下では、第1~第3の実施形態における説明と重複する説明については、適宜省略する。
<<4. Fourth embodiment>>
The third embodiment has been described above. Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14. In the fourth embodiment, an example will be described in which, when only the target shaft torque determination model 141 is used to determine the second target value, the operating parameters of the controlled object are readjusted based on the results of controlling the shaft torque by adjusting the operating parameters of the controlled object. Note that, hereinafter, descriptions that overlap with the descriptions of the first to third embodiments will be omitted as appropriate.
<4-1.加温脱水システムの構成>
第4の実施形態に係る加温脱水システムの構成は、第1の実施形態に係る加温脱水システム1の構成と同様であるため、重複する説明は省略する。
<4-1. Configuration of heating and dehydration system>
The configuration of the heating and dehydration system according to the fourth embodiment is similar to the configuration of the heating and dehydration system 1 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
<4-2.制御盤の機能構成>
以上、第4の実施形態に係る加温脱水システムの構成について説明した。続いて、図12を参照して、第4の実施形態に係る制御盤100cの機能構成について説明する。図12は、第4の実施形態に係る制御盤100cの機能構成の一例を示すブロック図である。
図12に示すように、制御盤100cは、通信部110、目標値取得部120、汚泥情報取得部130、記憶部140、目標値決定部150、制御部160c、及び制御対象優先度決定部170を備える。
<4-2. Control panel functional configuration>
The configuration of the heating dehydration system according to the fourth embodiment has been described above. Next, the functional configuration of the control panel 100c according to the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 12. Fig. 12 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control panel 100c according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 12, the control panel 100c includes a communication unit 110, a target value acquisition unit 120, a sludge information acquisition unit 130, a memory unit 140, a target value determination unit 150, a control unit 160c, and a control object priority determination unit 170.
(1)通信部110
第4の実施形態に係る通信部110の機能は、第1の実施形態に係る通信部110の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(1) Communication unit 110
The functions of the communication unit 110 according to the fourth embodiment are similar to those of the communication unit 110 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
(2)目標値取得部120
第4の実施形態に係る目標値取得部120の機能は、第1の実施形態に係る目標値取得部120の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(2) Target value acquisition unit 120
The function of the target value acquisition unit 120 according to the fourth embodiment is similar to the function of the target value acquisition unit 120 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(3)汚泥情報取得部130
第4の実施形態に係る汚泥情報取得部130の機能は、第1の実施形態に係る汚泥情報取得部130の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(3) Sludge information acquisition unit 130
The function of the sludge information acquisition unit 130 according to the fourth embodiment is similar to the function of the sludge information acquisition unit 130 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(4)記憶部140
第4の実施形態に係る記憶部140の機能は、第1の実施形態に係る記憶部140の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
図12に示すように、第4の実施形態に係る記憶部140は、目標軸トルク決定モデル141を有する。
(4) Storage unit 140
The function of the storage unit 140 according to the fourth embodiment is similar to the function of the storage unit 140 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
As shown in FIG. 12, the storage unit 140 according to the fourth embodiment has a target shaft torque determination model 141 .
(4-1)目標軸トルク決定モデル141
第4の実施形態に係る目標軸トルク決定モデル141の機能は、第1の実施形態に係る目標軸トルク決定モデル141の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(4-1) Target shaft torque determination model 141
The function of the target shaft torque determination model 141 according to the fourth embodiment is similar to the function of the target shaft torque determination model 141 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(5)目標値決定部150
第4の実施形態に係る目標値決定部150の機能は、第1の実施形態に係る目標値決定部150の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
図12に示すように、第4の実施形態に係る目標値決定部150は、目標軸トルク決定部151を備える。
(5) Target value determination unit 150
The function of the target value determination unit 150 according to the fourth embodiment is similar to the function of the target value determination unit 150 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
As shown in FIG. 12 , the target value determination unit 150 according to the fourth embodiment includes a target shaft torque determination unit 151 .
(5-1)目標軸トルク決定部151
第4の実施形態に係る目標軸トルク決定部151の機能は、第1の実施形態に係る目標軸トルク決定部151の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(5-1) Target shaft torque determination unit 151
The function of the target shaft torque determiner 151 according to the fourth embodiment is similar to the function of the target shaft torque determiner 151 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(6)制御部160c
制御部160cは、第1~第3の実施形態の各制御部の機能と同様の機能を有するため、重複する説明は省略する。
(6) Control unit 160c
The control unit 160c has the same functions as the control units in the first to third embodiments, and therefore a duplicated description will be omitted.
制御部160cは、制御対象の運転パラメータを調整することで回転駆動部50cの軸トルクが決定された目標軸トルクとなるように制御された結果に基づき、制御対象の運転パラメータを再調整するためのフィードバック制御を行う機能をさらに有する。即ち、制御部160cは、目標軸トルクに基づくトルク制御によって軸トルクが目標軸トルクとならなかった場合に、トルク制御のフィードバック制御によって運転パラメータを調整することで、軸トルクを目標軸トルクに近づける制御を行う。これにより、制御部160cは、軸トルクが目標軸トルクとなるまでの時間を短縮することができる。
制御部160cは、例えば、PID制御やモデル予測制御によってフィードバック制御を行う。
制御部160cのフィードバック制御によって制御される運転パラメータは、例えば、凝集剤の添加率、圧入圧力、背圧閉止率、差速、遠心加速度、汚泥供給量、熱媒温度、熱媒流量、高分子凝集剤薬注率などである。
The control unit 160c further has a function of performing feedback control to readjust the operating parameters of the controlled object based on the results of control performed to adjust the shaft torque of the rotation drive unit 50c to the determined target shaft torque by adjusting the operating parameters of the controlled object. That is, when the shaft torque does not reach the target shaft torque through torque control based on the target shaft torque, the control unit 160c adjusts the operating parameters through feedback control of the torque control to control the shaft torque so that it approaches the target shaft torque. This allows the control unit 160c to shorten the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque.
The control unit 160c performs feedback control using, for example, PID control or model predictive control.
The operating parameters controlled by the feedback control of the control unit 160c include, for example, the flocculant addition rate, injection pressure, back pressure closure rate, differential speed, centrifugal acceleration, sludge supply rate, heat medium temperature, heat medium flow rate, and polymer flocculant injection rate.
(7)制御対象優先度決定部170
第4の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能は、第2の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
なお、第4の実施形態に係る制御対象優先度決定部170は、制御部160cによって決定された目標運転パラメータに基づき制御対象の優先度を決定する。
(7) Control Object Priority Determination Unit 170
The function of the control object priority determination unit 170 according to the fourth embodiment is similar to the function of the control object priority determination unit 170 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
The control object priority determination unit 170 according to the fourth embodiment determines the priority of the control object based on the target operating parameters determined by the control unit 160c.
<4-3.制御盤における入出力>
以上、第4の実施形態に係る制御盤100cの機能構成について説明した。続いて、図13を参照して、第4の実施形態に係る制御盤100cにおける入出力について説明する。図13は、第4の実施形態に係る制御盤100cにおける入出力の一例を示す図である。なお、図13には、加温脱水機50が金属ろ材系脱水機であって、運転パラメータを凝集剤の添加率と圧入圧力と背圧閉止率とする場合の例が示されている。
<4-3. Input/output on the control panel>
The functional configuration of the control panel 100c according to the fourth embodiment has been described above. Next, inputs and outputs of the control panel 100c according to the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 13. Fig. 13 is a diagram showing an example of inputs and outputs of the control panel 100c according to the fourth embodiment. Note that Fig. 13 shows an example in which the heating dehydrator 50 is a metal filter media dehydrator, and the operating parameters are the flocculant addition rate, injection pressure, and back pressure shut-off rate.
図13に示すように、目標軸トルク決定モデル141には、目標含水率と汚泥情報が入力される。目標含水率は、目標値取得部120によって取得されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130によって取得されたものである。
目標軸トルク決定モデル141は、入力された脱水汚泥の目標含水率と汚泥情報に基づき、加温脱水機50の回転駆動部50cにおける目標軸トルクを出力する。目標軸トルク決定モデル141から出力された目標軸トルクは、制御部160cへ入力される。
制御部160cは、目標軸トルク決定モデル141から入力された目標軸トルクと、制御対象の制御後に測定された軸トルクとの少なくともいずれかに基づき、目標運転パラメータを出力する。制御部160cから出力された目標運転パラメータは、制御対象優先度決定部170へ入力される。
制御対象優先度決定部170は、制御対象優先度に応じて、目標運転パラメータを制御部160cへ入力する。
制御部160cは、入力された目標運転パラメータに応じて、制御対象を制御することでトルク制御を行う。制御部160cは、制御対象の制御後の軸トルクの測定値を取得し、フィードバック制御を行う。
13 , a target moisture content and sludge information are input to the target shaft torque determination model 141. The target moisture content is acquired by the target value acquisition unit 120. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130.
Based on the input target moisture content of the dewatered sludge and sludge information, target shaft torque determination model 141 outputs a target shaft torque for rotation drive unit 50c of heating dehydrator 50. The target shaft torque output from target shaft torque determination model 141 is input to control unit 160c.
The control unit 160c outputs target operating parameters based on at least one of the target shaft torque input from the target shaft torque determination model 141 and the shaft torque measured after controlling the controlled object. The target operating parameters output from the control unit 160c are input to the controlled object priority determination unit 170.
The control object priority determination unit 170 inputs target operating parameters to the control unit 160c in accordance with the control object priorities.
The control unit 160c performs torque control by controlling the controlled object in accordance with the input target operating parameters. The control unit 160c acquires a measured value of the shaft torque after controlling the controlled object and performs feedback control.
<4-4.制御盤の動作>
以上、第4の実施形態に係る制御盤100cにおける入出力について説明した。続いて、図14を参照して、第4の実施形態に係る制御盤100cの動作について説明する。図14は、第4の実施形態に係る制御盤100cの動作の一例を示すフローチャートである。
<4-4. Control panel operation>
The inputs and outputs of the control panel 100c according to the fourth embodiment have been described above. Next, the operation of the control panel 100c according to the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 14. Fig. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the control panel 100c according to the fourth embodiment.
図14に示すステップS401からステップS403の処理は、図4を参照して説明したステップS101からステップS103の処理と同一であるため、重複する説明を省略する。 The processing from steps S401 to S403 shown in Figure 14 is the same as the processing from steps S101 to S103 described with reference to Figure 4, so redundant description will be omitted.
ステップS403の後、制御盤100cの制御部160cは、目標運転パラメータを決定する(ステップS404)。例えば、制御部160cは、目標軸トルクに基づき、目標運転パラメータを決定する。 After step S403, the control unit 160c of the control panel 100c determines target operating parameters (step S404). For example, the control unit 160c determines the target operating parameters based on the target shaft torque.
次いで、制御盤100cの制御対象優先度決定部170は、制御部160cが決定した各目標運転パラメータに対応する制御対象を制御する優先度を決定する(ステップS405)。 Next, the control object priority determination unit 170 of the control panel 100c determines the priority for controlling the control objects corresponding to each target operating parameter determined by the control unit 160c (step S405).
次いで、制御盤100cの制御部160cは、制御対象の制御を行う(ステップS406)。例えば、制御部160cは、制御対象優先度決定部170によって決定された優先度に応じて、制御部160cによって決定された目標運転パラメータに応じた各制御対象を制御する。 Next, the control unit 160c of the control panel 100c controls the control objects (step S406). For example, the control unit 160c controls each control object according to the target operating parameters determined by the control unit 160c, in accordance with the priorities determined by the control object priority determination unit 170.
次いで、制御部160cは、フィードバック制御を行う(ステップS407)。例えば、制御部160bは、各制御後に各制御対象にて測定される測定値を取得し、当該測定値が目標軸トルクや目標運転パラメータに近づくようにフィードバック制御を行う。 Next, the control unit 160c performs feedback control (step S407). For example, the control unit 160b acquires the measured values measured for each control object after each control, and performs feedback control so that the measured values approach the target shaft torque and target operating parameters.
以上説明したように、第4の実施形態に係る制御盤100c(制御装置)は、目標値取得部120、汚泥情報取得部130、目標値決定部150、及び制御部160cを備える。
目標値取得部120は、加温脱水機50(汚泥脱水機)で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。汚泥情報取得部130は、脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。目標値決定部150は、取得された第1の目標値と取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。制御部160cは、決定された第2の目標値に応じて、制御対象を制御する。
As described above, the control panel 100c (control device) according to the fourth embodiment includes the target value acquisition unit 120, the sludge information acquisition unit 130, the target value determination unit 150, and the control unit 160c.
The target value acquisition unit 120 acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50 (sludge dehydrator), which is determined according to the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. The sludge information acquisition unit 130 acquires sludge information including at least the sludge temperature, which is the temperature of the dehydrated sludge. The target value determination unit 150 determines a second target value for controlling the control object that is correlated with the first target value, based on the relationship between the acquired first target value and the acquired sludge information. The control unit 160c controls the control object according to the determined second target value.
かかる構成により、第4の実施形態に係る制御盤100cは、加温脱水機50における汚泥の汚泥温度の変化に応じて加温脱水機50の運転を制御することで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことができる。 With this configuration, the control panel 100c according to the fourth embodiment controls the operation of the heating and dehydrating machine 50 in response to changes in the sludge temperature in the heating and dehydrating machine 50, thereby maintaining a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the heating and dehydrating machine 50.
よって、第4の実施形態に係る制御盤100cは、汚泥温度が変化した場合も安定した含水率で脱水機を運転することを可能とする。 Therefore, the control panel 100c according to the fourth embodiment enables the dehydrator to operate at a stable moisture content even when the sludge temperature changes.
また、第4の実施形態に係る制御盤100cの制御部160cは、目標軸トルク決定モデル141が決定した目標軸トルクに基づく運転パラメータの調整後に測定する軸トルクに基づき、フィードバック制御を行う。これにより、制御盤100cは、トルク制御後の軸トルクの測定値に基づき運転パラメータを再調整することで、軸トルクが目標軸トルクに到達するまでの時間を短縮することができる。 Furthermore, the control unit 160c of the control panel 100c according to the fourth embodiment performs feedback control based on the shaft torque measured after adjusting the operating parameters based on the target shaft torque determined by the target shaft torque determination model 141. As a result, the control panel 100c can shorten the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque by readjusting the operating parameters based on the measured value of the shaft torque after torque control.
<<5.第5の実施形態>>
以上、第4の実施形態について説明した。続いて、図15から図17を参照して、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態では、第2の目標値の決定に目標運転パラメータ決定モデル142のみを用いる場合に、制御対象の運転パラメータを調整することで軸トルクを制御した結果に基づき、制御対象の運転パラメータを再調整(補正)する例について説明する。なお、以下では、第1~第4の実施形態における説明と重複する説明については、適宜省略する。
<<5. Fifth embodiment>>
The fourth embodiment has been described above. Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 17. In the fifth embodiment, an example will be described in which, when only the target operating parameter determination model 142 is used to determine the second target value, the operating parameters of the controlled object are readjusted (corrected) based on the results of controlling the shaft torque by adjusting the operating parameters of the controlled object. Note that, hereinafter, descriptions that overlap with the descriptions of the first to fourth embodiments will be omitted as appropriate.
<5-1.加温脱水システムの構成>
第5の実施形態に係る加温脱水システムの構成は、第1の実施形態に係る加温脱水システム1の構成と同様であるため、重複する説明は省略する。
<5-1. Configuration of heating and dehydration system>
The configuration of the heating and dehydration system according to the fifth embodiment is similar to the configuration of the heating and dehydration system 1 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
<5-2.制御盤の機能構成>
以上、第5の実施形態に係る加温脱水システムの構成について説明した。続いて、図15を参照して、第5の実施形態に係る制御盤100dの機能構成について説明する。図15は、第5の実施形態に係る制御盤100dの機能構成の一例を示すブロック図である。
図15に示すように、制御盤100dは、通信部110、目標値取得部120d、汚泥情報取得部130、記憶部140d、目標値決定部150d、制御部160d、及び制御対象優先度決定部170を備える。
<5-2. Control panel functional configuration>
The configuration of the heating dehydration system according to the fifth embodiment has been described above. Next, the functional configuration of the control panel 100d according to the fifth embodiment will be described with reference to Fig. 15. Fig. 15 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control panel 100d according to the fifth embodiment.
As shown in FIG. 15, the control panel 100d includes a communication unit 110, a target value acquisition unit 120d, a sludge information acquisition unit 130, a memory unit 140d, a target value determination unit 150d, a control unit 160d, and a control object priority determination unit 170.
(1)通信部110
第5の実施形態に係る通信部110の機能は、第1の実施形態に係る通信部110の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(1) Communication unit 110
The functions of the communication unit 110 according to the fifth embodiment are similar to those of the communication unit 110 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
(2)目標値取得部120d
第5の実施形態に係る目標値取得部120dの機能は、第2の実施形態に係る目標値取得部120aの機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(2) Target value acquisition unit 120d
The function of the target value acquisition unit 120d according to the fifth embodiment is similar to the function of the target value acquisition unit 120a according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(3)汚泥情報取得部130
第5の実施形態に係る汚泥情報取得部130の機能は、第1の実施形態に係る汚泥情報取得部130の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(3) Sludge information acquisition unit 130
The function of the sludge information acquisition unit 130 according to the fifth embodiment is similar to the function of the sludge information acquisition unit 130 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(4)記憶部140d
第5の実施形態に係る記憶部140dの機能は、第1の実施形態に係る記憶部140の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
図15に示すように、第5の実施形態に係る記憶部140dは、目標運転パラメータ決定モデル142を有する。
(4) Storage section 140d
The function of the storage unit 140d according to the fifth embodiment is similar to the function of the storage unit 140 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
As shown in FIG. 15, a storage unit 140 d according to the fifth embodiment includes a target operating parameter determination model 142 .
(4-1)目標運転パラメータ決定モデル142
第5の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142の機能は、第2の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(4-1) Target operating parameter determination model 142
The function of the target operating parameter determination model 142 according to the fifth embodiment is similar to the function of the target operating parameter determination model 142 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(5)目標値決定部150d
第5の実施形態に係る目標値決定部150dの機能は、第2の実施形態に係る目標値決定部150aの機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
図15に示すように、第5の実施形態に係る目標値決定部150dは、目標運転パラメータ決定部152を備える。
(5) Target value determination unit 150d
The function of the target value determination unit 150d according to the fifth embodiment is similar to the function of the target value determination unit 150a according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
As shown in FIG. 15, a target value determination unit 150 d according to the fifth embodiment includes a target operating parameter determination unit 152 .
(5-1)目標運転パラメータ決定部152
第5の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152の機能は、第2の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(5-1) Target operating parameter determination unit 152
The function of the target operating parameter determination unit 152 according to the fifth embodiment is similar to the function of the target operating parameter determination unit 152 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(6)制御部160d
制御部160dは、第1~第4の実施形態の各制御部の機能と同様の機能を有するため、重複する説明は省略する。
制御部160dは、目標軸トルクに応じた制御対象の制御結果に基づき、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータを調整(補正)するためのフィードバック制御を行う機能をさらに有する。即ち、制御部160dは、目標軸トルクに基づくトルク制御によって軸トルクが目標軸トルクとならなかった場合に、トルク制御のフィードバック制御により運転パラメータを調整することで、軸トルクを目標軸トルクに近づける制御を行う。これにより、制御部160dは、軸トルクが目標軸トルクとなるまでの時間を短縮することができる。
制御部160dは、例えば、PID制御やモデル予測制御によってフィードバック制御を行う。
制御部160dのフィードバック制御によって制御される運転パラメータは、例えば、凝集剤の添加率、圧入圧力、背圧閉止率、差速、遠心加速度、汚泥供給量、熱媒温度、熱媒流量、高分子凝集剤薬注率などである。
(6) Control unit 160d
The control unit 160d has the same functions as the control units in the first to fourth embodiments, and therefore a duplicated description will be omitted.
The control unit 160d further has a function of performing feedback control to adjust (correct) the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 based on the control results of the control object according to the target shaft torque. That is, when the shaft torque does not reach the target shaft torque through torque control based on the target shaft torque, the control unit 160d performs control to bring the shaft torque closer to the target shaft torque by adjusting the operating parameters through feedback control of the torque control. In this way, the control unit 160d can shorten the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque.
The control unit 160d performs feedback control using, for example, PID control or model predictive control.
The operating parameters controlled by the feedback control of the control unit 160d include, for example, the flocculant addition rate, injection pressure, back pressure closure rate, differential speed, centrifugal acceleration, sludge supply rate, heat medium temperature, heat medium flow rate, and polymer flocculant injection rate.
(7)制御対象優先度決定部170
第5の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能は、第2の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
なお、第5の実施形態に係る制御対象優先度決定部170は、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータが制御部160dによって補正された後の目標運転パラメータに基づき、制御対象の優先度を決定する。
(7) Control Object Priority Determination Unit 170
The function of the control object priority determination unit 170 according to the fifth embodiment is similar to the function of the control object priority determination unit 170 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
In addition, the control object priority determination unit 170 according to the fifth embodiment determines the priority of the control object based on the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 after the target operating parameters have been corrected by the control unit 160d.
<5-3.制御盤における入出力>
以上、第5の実施形態に係る制御盤100dの機能構成について説明した。続いて、図16を参照して、第5の実施形態に係る制御盤100dにおける入出力について説明する。図16は、第5の実施形態に係る制御盤100dにおける入出力の一例を示す図である。なお、図16には、加温脱水機50が金属ろ材系脱水機であって、運転パラメータを凝集剤の添加率と圧入圧力と背圧閉止率とする場合の例が示されている。
<5-3. Input/output on the control panel>
The functional configuration of the control panel 100d according to the fifth embodiment has been described above. Next, inputs and outputs of the control panel 100d according to the fifth embodiment will be described with reference to Fig. 16. Fig. 16 is a diagram showing an example of inputs and outputs of the control panel 100d according to the fifth embodiment. Note that Fig. 16 shows an example in which the heating dehydrator 50 is a metal filter media dehydrator, and the operating parameters are the flocculant addition rate, injection pressure, and back pressure shut-off rate.
図16に示すように、制御部160dは、入力された目標軸トルクに応じて、制御対象のトルクを制御(トルク制御)する。
目標運転パラメータ決定モデル142には、目標軸トルクと汚泥情報が入力される。目標軸トルクは、目標値取得部120dによって取得されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130によって取得されたものである。
目標運転パラメータ決定モデル142は、入力された目標軸トルクと汚泥情報に基づき、目標運転パラメータを出力する。
制御部160dは、制御対象の制御後の軸トルクの測定値を取得し、フィードバック制御を行う。制御部160dは、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータを補正する補正値を当該フィードバック制御によって取得する。制御部160dは、取得した補正値で補正した目標運転パラメータを制御対象優先度決定部170へ入力する。
制御対象優先度決定部170は、制御対象優先度に応じて、目標運転パラメータを制御部160dへ入力する。
制御部160dは、入力された目標軸トルクや目標運転パラメータに応じて、制御対象を制御する。制御部160dは、制御対象の制御後の軸トルクの測定値を取得し、フィードバック制御を行う。
As shown in FIG. 16, the control unit 160d controls the torque of the controlled object (torque control) in accordance with the input target axial torque.
The target shaft torque and sludge information are input to the target operating parameter determination model 142. The target shaft torque is acquired by the target value acquisition unit 120d. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130.
The target operating parameter determination model 142 outputs target operating parameters based on the input target shaft torque and sludge information.
The control unit 160d acquires the measured value of the shaft torque after control of the control object and performs feedback control. The control unit 160d acquires, through the feedback control, a correction value for correcting the target operating parameter determined by the target operating parameter determination model 142. The control unit 160d inputs the target operating parameter corrected with the acquired correction value to the control object priority determination unit 170.
The control object priority determination unit 170 inputs target operating parameters to the control unit 160d in accordance with the control object priorities.
The control unit 160d controls the controlled object in accordance with the input target shaft torque and target operating parameters. The control unit 160d acquires a measured value of the shaft torque after the controlled object is controlled, and performs feedback control.
<5-4.制御盤の動作>
以上、第5の実施形態に係る制御盤100dにおける入出力について説明した。続いて、図17を参照して、第5の実施形態に係る制御盤100dの動作について説明する。図17は、第5の実施形態に係る制御盤100dの動作の一例を示すフローチャートである。
<5-4. Control panel operation>
The inputs and outputs of the control panel 100d according to the fifth embodiment have been described above. Next, the operation of the control panel 100d according to the fifth embodiment will be described with reference to Fig. 17. Fig. 17 is a flowchart showing an example of the operation of the control panel 100d according to the fifth embodiment.
図17に示すステップS501からステップS503の処理は、図8を参照して説明したステップS201からステップS203の処理と同一であるため、重複する説明を省略する。 The processing from steps S501 to S503 shown in Figure 17 is the same as the processing from steps S201 to S203 described with reference to Figure 8, so redundant explanations will be omitted.
図17に示すステップS504からステップS506の処理は、図14を参照して説明したステップS405からステップS407の処理と同一であるため、重複する説明を省略する。 The processing from steps S504 to S506 shown in Figure 17 is the same as the processing from steps S405 to S407 described with reference to Figure 14, so redundant explanation will be omitted.
次いで、制御部160dは、目標運転パラメータを補正する(ステップS507)。例えば、制御部160dは、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータの補正値をフィードバック制御によって取得する。制御部160dは、取得した補正値で目標運転パラメータを補正する。そして、制御部160dは、補正後の目標運転パラメータを制御対象優先度決定部170へ入力する。 Next, the control unit 160d corrects the target operating parameters (step S507). For example, the control unit 160d obtains the correction values of the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 through feedback control. The control unit 160d corrects the target operating parameters using the obtained correction values. The control unit 160d then inputs the corrected target operating parameters to the control object priority determination unit 170.
以上説明したように、第5の実施形態に係る制御盤100d(制御装置)は、目標値取得部120d、汚泥情報取得部130、目標値決定部150d、及び制御部160dを備える。
目標値取得部120dは、加温脱水機50(汚泥脱水機)で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。汚泥情報取得部130は、脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。目標値決定部150dは、取得された第1の目標値と取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。制御部160dは、決定された第2の目標値に応じて、制御対象を制御する。
As described above, the control panel 100d (control device) according to the fifth embodiment includes a target value acquisition unit 120d, a sludge information acquisition unit 130, a target value determination unit 150d, and a control unit 160d.
The target value acquisition unit 120d acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50 (sludge dehydrator), which is determined according to the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. The sludge information acquisition unit 130 acquires sludge information including at least the sludge temperature, which is the temperature of the dehydrated sludge. The target value determination unit 150d determines a second target value for controlling the control object that is correlated with the first target value, based on the relationship between the acquired first target value and the acquired sludge information. The control unit 160d controls the control object according to the determined second target value.
かかる構成により、第5の実施形態に係る制御盤100dは、加温脱水機50における汚泥の汚泥温度の変化に応じて加温脱水機50の運転を制御することで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことができる。 With this configuration, the control panel 100d according to the fifth embodiment controls the operation of the heating and dehydrating machine 50 in accordance with changes in the sludge temperature in the heating and dehydrating machine 50, thereby maintaining a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the heating and dehydrating machine 50.
よって、第5の実施形態に係る制御盤100dは、汚泥温度が変化した場合も安定した含水率で脱水機を運転することを可能とする。 Therefore, the control panel 100d according to the fifth embodiment enables the dehydrator to operate at a stable moisture content even when the sludge temperature changes.
また、第5の実施形態に係る制御盤100dの制御部160dは、目標運転パラメータ決定モデル142が決定した目標運転パラメータを、トルク制御のフィードバック制御の結果に基づき補正する。これにより、制御盤100dは、トルク制御により軸トルクが目標軸トルクに到達するまでの時間を短縮すると共に、より精度高くトルク制御を行うことができる。 In addition, the control unit 160d of the control panel 100d according to the fifth embodiment corrects the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 based on the results of feedback control of the torque control. This enables the control panel 100d to shorten the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque through torque control, and to perform torque control with higher accuracy.
<<6.第6の実施形態>>
以上、第5の実施形態について説明した。続いて、図18から図20を参照して、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態では、第2の目標値の決定に目標軸トルク決定モデル141及び目標運転パラメータ決定モデル142を用いる場合に、制御対象の運転パラメータを調整することで軸トルクを制御した結果に基づき、制御対象の運転パラメータを再調整(補正)する例について説明する。なお、以下では、第1~第5の実施形態における説明と重複する説明については、適宜省略する。
<<6. Sixth Embodiment>>
The fifth embodiment has been described above. Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 18 to 20. In the sixth embodiment, an example will be described in which, when a target shaft torque determination model 141 and a target operating parameter determination model 142 are used to determine the second target value, the operating parameters of the controlled object are readjusted (corrected) based on the results of controlling the shaft torque by adjusting the operating parameters of the controlled object. Note that, hereinafter, descriptions that overlap with the descriptions of the first to fifth embodiments will be omitted as appropriate.
<6-1.加温脱水システムの構成>
第6の実施形態に係る加温脱水システムの構成は、第1の実施形態に係る加温脱水システム1の構成と同様であるため、重複する説明は省略する。
<6-1. Configuration of heating and dehydration system>
The configuration of the heating and dehydration system according to the sixth embodiment is similar to the configuration of the heating and dehydration system 1 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
<6-2.制御盤の機能構成>
以上、第6の実施形態に係る加温脱水システムの構成について説明した。続いて、図18を参照して、第6の実施形態に係る制御盤100eの機能構成について説明する。図18は、第6の実施形態に係る制御盤100eの機能構成の一例を示すブロック図である。
図18に示すように、制御盤100eは、通信部110、目標値取得部120、汚泥情報取得部130e、記憶部140e、目標値決定部150e、制御部160e、及び制御対象優先度決定部170を備える。
<6-2. Control panel functional configuration>
The configuration of the heating dehydration system according to the sixth embodiment has been described above. Next, the functional configuration of the control panel 100e according to the sixth embodiment will be described with reference to Fig. 18. Fig. 18 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control panel 100e according to the sixth embodiment.
As shown in FIG. 18, the control panel 100e includes a communication unit 110, a target value acquisition unit 120, a sludge information acquisition unit 130e, a memory unit 140e, a target value determination unit 150e, a control unit 160e, and a control object priority determination unit 170.
(1)通信部110
第6の実施形態に係る通信部110の機能は、第1の実施形態に係る通信部110の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(1) Communication unit 110
The functions of the communication unit 110 according to the sixth embodiment are similar to those of the communication unit 110 according to the first embodiment, and therefore, a duplicated description will be omitted.
(2)目標値取得部120
第6の実施形態に係る目標値取得部120の機能は、第1の実施形態に係る目標値取得部120の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(2) Target value acquisition unit 120
The function of the target value acquisition unit 120 according to the sixth embodiment is similar to the function of the target value acquisition unit 120 according to the first embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(3)汚泥情報取得部130e
第6の実施形態に係る汚泥情報取得部130eの機能は、第3の実施形態に係る汚泥情報取得部130bの機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(3) Sludge information acquisition unit 130e
The function of the sludge information acquisition unit 130e according to the sixth embodiment is similar to the function of the sludge information acquisition unit 130b according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(4)記憶部140e
第6の実施形態に係る記憶部140eの機能は、第3の実施形態に係る記憶部140bの機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
図18に示すように、第6の実施形態に係る記憶部140eは、目標軸トルク決定モデル141及び目標運転パラメータ決定モデル142を有する。
(4) Storage unit 140e
The function of the storage unit 140e according to the sixth embodiment is similar to the function of the storage unit 140b according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
As shown in FIG. 18, a storage unit 140 e according to the sixth embodiment has a target shaft torque determination model 141 and a target operating parameter determination model 142 .
(4-1)目標軸トルク決定モデル141
第6の実施形態に係る目標軸トルク決定モデル141の機能は、第3の実施形態に係る目標軸トルク決定モデル141の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(4-1) Target shaft torque determination model 141
The function of the target shaft torque determination model 141 according to the sixth embodiment is similar to the function of the target shaft torque determination model 141 according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(4-2)目標運転パラメータ決定モデル142
第6の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142の機能は、第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定モデル142の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(4-2) Target operating parameter determination model 142
The function of the target operating parameter determination model 142 according to the sixth embodiment is similar to the function of the target operating parameter determination model 142 according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(5)目標値決定部150e
第6の実施形態に係る目標値決定部150eの機能は、第3の実施形態に係る目標値決定部150bの機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
図18に示すように、第6の実施形態に係る目標値決定部150eは、目標軸トルク決定部151及び目標運転パラメータ決定部152を備える。
(5) Target value determination unit 150e
The function of the target value determination unit 150e according to the sixth embodiment is similar to the function of the target value determination unit 150b according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
As shown in FIG. 18, a target value determination unit 150 e according to the sixth embodiment includes a target shaft torque determination unit 151 and a target operating parameter determination unit 152 .
(5-1)目標軸トルク決定部151
第6の実施形態に係る目標軸トルク決定部151の機能は、第3の実施形態に係る目標軸トルク決定部151の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(5-1) Target shaft torque determination unit 151
The function of the target shaft torque determiner 151 according to the sixth embodiment is similar to the function of the target shaft torque determiner 151 according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(5-2)目標運転パラメータ決定部152
第6の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152の機能は、第3の実施形態に係る目標運転パラメータ決定部152の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
(5-2) Target operating parameter determination unit 152
The function of the target operating parameter determination unit 152 according to the sixth embodiment is similar to the function of the target operating parameter determination unit 152 according to the third embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
(6)制御部160e
制御部160eは、第1~第5の実施形態の各制御部の機能と同様の機能を有するため、重複する説明は省略する。
制御部160eは、目標軸トルクに応じた制御対象の制御結果に基づき、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータを調整(補正)するためのフィードバック制御を行う機能をさらに有する。即ち、制御部160eは、目標軸トルクに基づくトルク制御によって軸トルクが目標軸トルクとならなかった場合に、トルク制御のフィードバック制御により運転パラメータを調整することで、軸トルクを目標軸トルクに近づける制御を行う。これにより、制御部160eは、軸トルクが目標軸トルクとなるまでの時間を短縮することができる。
制御部160eは、例えば、PID制御やモデル予測制御によってフィードバック制御を行う。
制御部160eのフィードバック制御によって制御される運転パラメータは、例えば、凝集剤の添加率、圧入圧力、背圧閉止率、差速、遠心加速度、汚泥供給量、熱媒温度、熱媒流量、高分子凝集剤薬注率などである。
(6) Control unit 160e
The control unit 160e has the same functions as the control units in the first to fifth embodiments, and therefore a duplicated description will be omitted.
The control unit 160e further has a function of performing feedback control to adjust (correct) the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 based on the control results of the control object according to the target shaft torque. That is, when the shaft torque does not reach the target shaft torque through torque control based on the target shaft torque, the control unit 160e performs control to bring the shaft torque closer to the target shaft torque by adjusting the operating parameters through feedback control of the torque control. In this way, the control unit 160e can shorten the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque.
The control unit 160e performs feedback control using, for example, PID control or model predictive control.
The operating parameters controlled by the feedback control of the control unit 160e include, for example, the flocculant addition rate, injection pressure, back pressure closure rate, differential speed, centrifugal acceleration, sludge supply rate, heat medium temperature, heat medium flow rate, and polymer flocculant injection rate.
(7)制御対象優先度決定部170
第6の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能は、第2の実施形態に係る制御対象優先度決定部170の機能と同様であるため、重複する説明は省略する。
なお、第6の実施形態に係る制御対象優先度決定部170は、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータが制御部160eによって補正された後の目標運転パラメータに基づき、制御対象の優先度を決定する。
(7) Control Object Priority Determination Unit 170
The function of the control object priority determination unit 170 according to the sixth embodiment is similar to the function of the control object priority determination unit 170 according to the second embodiment, and therefore a duplicated description will be omitted.
In addition, the control object priority determination unit 170 according to the sixth embodiment determines the priority of the control object based on the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 after the target operating parameters have been corrected by the control unit 160e.
<6-3.制御盤における入出力>
以上、第6の実施形態に係る制御盤100eの機能構成について説明した。続いて、図19を参照して、第6の実施形態に係る制御盤100eにおける入出力について説明する。図19は、第6の実施形態に係る制御盤100eにおける入出力の一例を示す図である。なお、図19には、加温脱水機50が金属ろ材系脱水機であって、運転パラメータを凝集剤の添加率と圧入圧力と背圧閉止率とする場合の例が示されている。
<6-3. Input/output on the control panel>
The functional configuration of the control panel 100e according to the sixth embodiment has been described above. Next, inputs and outputs of the control panel 100e according to the sixth embodiment will be described with reference to Fig. 19. Fig. 19 is a diagram showing an example of inputs and outputs of the control panel 100e according to the sixth embodiment. Note that Fig. 19 shows an example in which the heating dehydrator 50 is a metal filter media dehydrator, and the operating parameters are the flocculant addition rate, injection pressure, and back pressure shut-off rate.
図19に示すように、目標軸トルク決定モデル141には、目標含水率と汚泥情報が入力される。目標含水率は、目標値取得部120によって取得されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130eによって取得されたものである。目標軸トルク決定モデル141は、入力された目標含水率と汚泥情報から目標軸トルクを出力する。当該目標軸トルクは、制御部160eと目標運転パラメータ決定モデル142へ入力される。
制御部160eは、入力された目標軸トルクに応じて、制御対象のトルクを制御(トルク制御)する。
目標運転パラメータ決定モデル142には、目標軸トルクと汚泥情報が入力される。目標軸トルクは、目標軸トルク決定モデル141によって決定されたものである。汚泥情報は、汚泥情報取得部130eによって取得されたものである。目標運転パラメータ決定モデル142は、入力された目標軸トルクと汚泥情報に基づき、目標運転パラメータを出力する。
制御部160eは、制御対象の制御後の軸トルクの測定値を取得し、フィードバック制御を行う。制御部160eは、目標運転パラメータ決定モデル142によって決定された目標運転パラメータを補正する補正値を当該フィードバック制御によって取得する。制御部160eは、取得した補正値で補正した目標運転パラメータを制御対象優先度決定部170へ入力する。
制御対象優先度決定部170は、制御対象優先度に応じて、目標運転パラメータを制御部160eへ入力する。
制御部160eは、入力された目標軸トルクや目標運転パラメータに応じて、制御対象を制御する。制御部160eは、制御対象の制御後の軸トルクの測定値を取得し、フィードバック制御を行う。
As shown in Fig. 19, a target moisture content and sludge information are input to a target shaft torque determination model 141. The target moisture content is acquired by a target value acquisition unit 120. The sludge information is acquired by a sludge information acquisition unit 130e. The target shaft torque determination model 141 outputs a target shaft torque from the input target moisture content and sludge information. The target shaft torque is input to a control unit 160e and a target operating parameter determination model 142.
The control unit 160e controls the torque of the controlled object (torque control) in accordance with the input target axial torque.
The target shaft torque and sludge information are input to the target operating parameter determination model 142. The target shaft torque is determined by the target shaft torque determination model 141. The sludge information is acquired by the sludge information acquisition unit 130e. The target operating parameter determination model 142 outputs target operating parameters based on the input target shaft torque and sludge information.
The control unit 160e acquires the measured value of the shaft torque after control of the control object and performs feedback control. The control unit 160e acquires, through the feedback control, a correction value for correcting the target operating parameter determined by the target operating parameter determination model 142. The control unit 160e inputs the target operating parameter corrected with the acquired correction value to the control object priority determination unit 170.
The control object priority determination unit 170 inputs target operating parameters to the control unit 160e in accordance with the control object priorities.
The control unit 160e controls the controlled object in accordance with the input target shaft torque and target operating parameters. The control unit 160e acquires a measured value of the shaft torque after the controlled object is controlled, and performs feedback control.
<6-4.制御盤の動作>
以上、第6の実施形態に係る制御盤100eにおける入出力について説明した。続いて、図20を参照して、第6の実施形態に係る制御盤100eの動作について説明する。図20は、第6の実施形態に係る制御盤100eの動作の一例を示すフローチャートである。
<6-4. Control panel operation>
The inputs and outputs of the control panel 100e according to the sixth embodiment have been described above. Next, the operation of the control panel 100e according to the sixth embodiment will be described with reference to Fig. 20. Fig. 20 is a flowchart showing an example of the operation of the control panel 100e according to the sixth embodiment.
図20に示すステップS601からステップS603の処理は、図4を参照して説明したステップS101からステップS103の処理と同一であるため、重複する説明を省略する。
図20に示すステップS604からステップS608の処理は、図17を参照して説明したステップS503からステップS507の処理と同一であるため、重複する説明を省略する。
The processing from step S601 to step S603 shown in FIG. 20 is the same as the processing from step S101 to step S103 described with reference to FIG. 4, and therefore a duplicated description will be omitted.
The processing from step S604 to step S608 shown in FIG. 20 is the same as the processing from step S503 to step S507 described with reference to FIG. 17, and therefore a duplicated description will be omitted.
以上説明したように、第6の実施形態に係る制御盤100e(制御装置)は、目標値取得部120、汚泥情報取得部130e、目標値決定部150e、及び制御部160eを備える。
目標値取得部120は、加温脱水機50(汚泥脱水機)で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉81の運転状態に応じて決定される、加温脱水機50の制御に関する第1の目標値を取得する。汚泥情報取得部130eは、脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する。目標値決定部150eは、取得された第1の目標値と取得された汚泥情報の関係から、第1の目標値と相関関係のある制御対象の制御に関する第2の目標値を決定する。制御部160eは、決定された第2の目標値に応じて、制御対象を制御する。
As described above, the control panel 100e (control device) according to the sixth embodiment includes the target value acquisition unit 120, the sludge information acquisition unit 130e, the target value determination unit 150e, and the control unit 160e.
The target value acquisition unit 120 acquires a first target value for controlling the heating dehydrator 50 (sludge dehydrator), which is determined according to the operating state of the incinerator 81 that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the heating dehydrator 50. The sludge information acquisition unit 130e acquires sludge information including at least the sludge temperature, which is the temperature of the dehydrated sludge. The target value determination unit 150e determines a second target value for controlling the control object that is correlated with the first target value, based on the relationship between the acquired first target value and the acquired sludge information. The control unit 160e controls the control object according to the determined second target value.
かかる構成により、第6の実施形態に係る制御盤100eは、加温脱水機50における汚泥の汚泥温度の変化に応じて加温脱水機50の運転を制御することで、加温脱水機50から排出される脱水汚泥の含水率を一定に保つことができる。 With this configuration, the control panel 100e according to the sixth embodiment controls the operation of the heating and dehydrating machine 50 in response to changes in the sludge temperature in the heating and dehydrating machine 50, thereby maintaining a constant moisture content in the dehydrated sludge discharged from the heating and dehydrating machine 50.
よって、第6の実施形態に係る制御盤100eは、汚泥温度が変化した場合も安定した含水率で脱水機を運転することを可能とする。 Therefore, the control panel 100e according to the sixth embodiment enables the dehydrator to operate at a stable moisture content even when the sludge temperature changes.
また、第6の実施形態に係る制御盤100eの制御部160dは、目標軸トルク決定モデル141が決定した目標軸トルクに基づき目標運転パラメータ決定モデル142が決定した目標運転パラメータを、トルク制御のフィードバック制御の結果に基づき補正する。これにより、制御盤100eは、トルク制御により軸トルクが目標軸トルクに到達するまでの時間を短縮すると共に、より精度高くトルク制御を行うことができる。 In addition, the control unit 160d of the control panel 100e according to the sixth embodiment corrects the target operating parameters determined by the target operating parameter determination model 142 based on the target shaft torque determined by the target shaft torque determination model 141, based on the results of feedback control of the torque control. This enables the control panel 100e to shorten the time it takes for the shaft torque to reach the target shaft torque through torque control, and to perform torque control with higher accuracy.
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述した実施形態における制御盤100及び100a~100e(制御装置)の一部又は全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 The above describes an embodiment of the present invention. Note that some or all of the control panels 100 and 100a-100e (control devices) in the above-described embodiment may be implemented by a computer. In this case, a program for implementing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be loaded into a computer system and executed. Note that the term "computer system" here includes hardware such as an OS and peripheral devices. Furthermore, "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, as well as storage devices such as hard disks built into a computer system. Furthermore, "computer-readable recording medium" may also include media that dynamically store programs for a short period of time, such as communication lines used when transmitting programs via networks such as the Internet or telephone lines, or media that store programs for a fixed period of time, such as volatile memory within the computer systems that serve as the server or client in such cases. Furthermore, the above program may be designed to realize some of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already stored in the computer system, or may be realized using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 The above describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to that described above, and various design modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1…加温脱水システム、10…凝集装置、20…濃縮装置、30…濃縮汚泥供給ポンプ、40…凝集剤供給ポンプ、45…凝集剤流量計、48…圧入圧力センサ、50…加温脱水機、50A…ケーシング、50A1…第1の空間、50A2…第2の空間、50A3…第3の空間、50A4…加温部、50B…濾過スクリーン、50Ba…内濾過スクリーン、50Bb…外濾過スクリーン、50c…回転駆動部、50C…基板、50d…リボンスクリュー、50D…蓋体、50e…連結板、50E…排出室、50f…供給管、50F…排出口、50G…背圧板、50Gs…背圧センサ、50H…排水管、51…トルクセンサ、52…サーモ温度計、55…脱水汚泥ホッパ、60…熱媒供給ポンプ、65…熱媒流量計、70…脱水汚泥供給ポンプ、78…汚泥流量計、81…焼却炉、82…ボイラ、83…排煙処理塔、100,100a~100e…制御盤、110…通信部、120…目標値取得部、120a、120b…目標値取得部、130,130a,130b,130e…汚泥情報取得部、140,140a,140b,140d,140e…記憶部、141…目標軸トルク決定モデル、142…目標運転パラメータ決定モデル、150,150a,150b,150d,150e…目標値決定部、151…目標軸トルク決定部、152…目標運転パラメータ決定部、160,160a~160e…制御部、170…制御対象優先度決定部 1...heating dehydration system, 10...flocculation device, 20...concentration device, 30...thickened sludge supply pump, 40...flocculant supply pump, 45...flocculant flow meter, 48...pressure pressure sensor, 50...heating dehydrator, 50A...casing, 50A1...first space, 50A2...second space, 50A3...third space, 50A4...heating section, 50B...filtration screen, 50Ba...inner filtration screen, 50Bb...outer filtration screen, 50c...rotation drive section, 50C...base plate, 50d...ribbon screw, 50D...lid body, 50e...connecting plate, 50E...discharge chamber, 50f...supply pipe, 50F...discharge outlet, 50G...back pressure plate, 50Gs...back pressure sensor, 50H...drain pipe, 51...torque sensor, 52...thermo-thermometer, 55...dewatered sludge hopper, 6 0...heat medium supply pump, 65...heat medium flow meter, 70...dewatered sludge supply pump, 78...sludge flow meter, 81...incinerator, 82...boiler, 83...flue gas treatment tower, 100, 100a to 100e...control panel, 110...communication unit, 120...target value acquisition unit, 120a, 120b...target value acquisition unit, 130, 130a, 130b, 130e...sludge information acquisition unit, 140, 14 140a, 140b, 140d, 140e...Memory unit, 141...Target shaft torque determination model, 142...Target operating parameter determination model, 150, 150a, 150b, 150d, 150e...Target value determination unit, 151...Target shaft torque determination unit, 152...Target operating parameter determination unit, 160, 160a-160e...Control unit, 170...Control object priority determination unit
Claims (18)
前記汚泥脱水機の運転において前記含水率と前記軸トルクの相関関係に影響を与える因子を示す情報であり、前記脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する汚泥情報取得部と、
取得される前記第1の目標値が前記目標含水率である場合に、前記目標含水率と前記汚泥情報とに基づき、前記含水率と相関関係にある前記目標軸トルクを、制御対象の制御に関する第2の目標値として決定する目標軸トルク決定部、又は、取得される前記第1の目標値が前記目標軸トルクである場合に、前記目標軸トルクと前記汚泥情報とに基づき、前記汚泥脱水機の運転において前記軸トルクと相関関係にある前記軸トルク以外の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを前記第2の目標値として決定する目標運転パラメータ決定部の少なくともいずれか一方を備える目標値決定部と、
前記決定された第2の目標値に応じて、前記制御対象を制御する制御部と、
を備え、
前記制御対象は、前記第1の目標値と前記汚泥情報に応じて制御が必要となる、前記汚泥脱水機の制御可能な部位、又は前記汚泥脱水機への供給を制御するポンプの少なくともいずれかである、
制御装置。 a target value acquisition unit that acquires, as a first target value for controlling the sludge dehydrator, either a target moisture content indicating a target value for the moisture content of dehydrated sludge desired in an incinerator that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the sludge dehydrator, or a target shaft torque indicating a target value for the shaft torque of a rotary drive unit of the sludge dehydrator that is necessary to obtain dehydrated sludge with the desired moisture content in the incinerator;
a sludge information acquisition unit that acquires sludge information indicating factors that affect the correlation between the moisture content and the shaft torque during operation of the sludge dewatering machine, the sludge information including at least a sludge temperature that is the temperature of the dewatered sludge;
a target value determination unit including at least one of a target shaft torque determination unit that, when the acquired first target value is the target moisture content, determines the target shaft torque, which is correlated with the moisture content, as a second target value for control of a controlled object, based on the target moisture content and the sludge information, or a target operating parameter determination unit that, when the acquired first target value is the target shaft torque, determines a target operating parameter, which is a target value of an operating parameter other than the shaft torque, which is correlated with the shaft torque in operation of the sludge dewatering machine, as the second target value, based on the target shaft torque and the sludge information ;
a control unit that controls the controlled object in accordance with the determined second target value;
Equipped with
the control target is at least one of a controllable part of the sludge dewatering machine and a pump that controls supply to the sludge dewatering machine, which needs to be controlled in accordance with the first target value and the sludge information;
Control device.
前記目標値取得部は、前記目標含水率を取得し、
前記目標軸トルク決定部は、前記取得された目標含水率と前記取得された汚泥情報の関係から前記目標軸トルクを決定する、
請求項1に記載の制御装置。 the target value determination unit includes only the target shaft torque determination unit,
the target value acquisition unit acquires the target moisture content,
the target shaft torque determination unit determines the target shaft torque based on a relationship between the acquired target moisture content and the acquired sludge information.
The control device according to claim 1 .
請求項2に記載の制御装置。 the control unit performs feedback control to adjust operation parameters of the sludge dewatering machine based on a result of controlling the shaft torque of the rotation drive unit to the determined target shaft torque.
The control device according to claim 2 .
請求項3に記載の制御装置。 The control unit adjusts, as the operation parameter, an addition rate of a flocculant injected into the sludge being dewatered by the sludge dewatering machine.
The control device according to claim 3 .
請求項3又は請求項4に記載の制御装置。 The control unit performs the feedback control by model predictive control.
The control device according to claim 3 or 4 .
前記目標値取得部は、前記目標軸トルクを取得し、
前記目標運転パラメータ決定部は、前記取得された目標軸トルクと前記取得された汚泥情報の関係から前記目標運転パラメータを決定する、
請求項1に記載の制御装置。 the target value determination unit includes only the target operating parameter determination unit,
the target value acquisition unit acquires the target shaft torque,
the target operating parameter determination unit determines the target operating parameters based on a relationship between the acquired target shaft torque and the acquired sludge information.
The control device according to claim 1 .
請求項6に記載の制御装置。 the control unit performs feedback control to adjust the determined target operating parameter based on a control result of the controlled object according to the acquired target shaft torque.
The control device according to claim 6 .
前記目標値取得部は、前記目標含水率を取得し、
前記目標軸トルク決定部は、前記取得された目標含水率と前記取得された汚泥情報の関係から前記目標軸トルクを決定し、
前記目標運転パラメータ決定部は、前記決定された目標軸トルクと前記取得された汚泥情報の関係から前記目標運転パラメータを決定する、
請求項1に記載の制御装置。 the target value determination unit includes the target shaft torque determination unit and the target operating parameter determination unit,
the target value acquisition unit acquires the target moisture content,
the target shaft torque determination unit determines the target shaft torque based on a relationship between the acquired target moisture content and the acquired sludge information;
the target operating parameter determination unit determines the target operating parameters based on a relationship between the determined target shaft torque and the acquired sludge information.
The control device according to claim 1 .
請求項8に記載の制御装置。 the target operating parameter determination unit determines, as the target operating parameter, a target value of an addition rate of a flocculant to be injected into the sludge being dewatered by the sludge dewatering machine;
The control device according to claim 8 .
請求項8又は請求項9に記載の制御装置。 the control unit performs feedback control to adjust the determined target operating parameter based on a control result of the controlled object according to the determined target shaft torque.
The control device according to claim 8 or 9 .
請求項10に記載の制御装置。 The control unit adjusts the addition rate of the flocculant injected into the sludge being dewatered by the sludge dewatering machine as the determined target operating parameter.
The control device according to claim 10 .
請求項10又は請求項11に記載の制御装置。 The control unit performs the feedback control by model predictive control.
The control device according to claim 10 or 11 .
請求項1から請求項5及び請求項8から請求項12のいずれか1項に記載の制御装置。 the target shaft torque determination unit determines the target shaft torque using a trained model that has been machine-learned to define a relationship between the moisture content of the dewatered sludge, sludge information about the dewatered sludge, and the shaft torque of the rotation drive unit.
The control device according to any one of claims 1 to 5 and claims 8 to 12 .
請求項1及び請求項6から請求項13のいずれか1項に記載の制御装置。 the target operating parameter determination unit determines the target operating parameters using a trained model that has been machine-learned to understand the relationship between the shaft torque of the rotation drive unit and the sludge information of the dewatered sludge and the operating parameters.
The control device according to any one of claims 1 and 6 to 13 .
をさらに備える、請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の制御装置。 a control object priority determination unit that determines a priority for controlling a control object corresponding to each of the target operating parameters when there are a plurality of the determined target operating parameters;
The control device according to any one of claims 6 to 9 , further comprising:
汚泥情報取得部が、前記汚泥脱水機の運転において前記含水率と前記軸トルクの相関関係に影響を与える因子を示す情報であり、前記脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する汚泥情報取得過程と、
取得される前記第1の目標値が前記目標含水率である場合に、目標軸トルク決定部が、前記目標含水率と前記汚泥情報とに基づき、前記含水率と相関関係にある前記目標軸トルクを、制御対象の制御に関する第2の目標値として決定する目標軸トルク決定過程、又は、取得される前記第1の目標値が前記目標軸トルクである場合に、目標運転パラメータ決定部が、前記目標軸トルクと前記汚泥情報とに基づき、前記汚泥脱水機の運転において前記軸トルクと相関関係にある前記軸トルク以外の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを前記第2の目標値として決定する目標運転パラメータ決定過程の少なくともいずれか一方を含む目標値決定過程と、
制御部が、前記決定された第2の目標値に応じて、前記制御対象を制御する制御過程と、
を含み、
前記制御対象は、前記第1の目標値と前記汚泥情報に応じて制御が必要となる、前記汚泥脱水機の制御可能な部位、又は前記汚泥脱水機への供給を制御するポンプの少なくともいずれかである、
制御方法。 a target value acquisition step in which a target value acquisition unit acquires, as a first target value for controlling the sludge dehydrator, either a target moisture content indicating a target value for the moisture content of dehydrated sludge desired in an incinerator that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the sludge dehydrator, or a target shaft torque indicating a target value for the shaft torque of a rotary drive unit of the sludge dehydrator necessary to obtain dehydrated sludge with the desired moisture content in the incinerator;
a sludge information acquisition step in which a sludge information acquisition unit acquires sludge information indicating factors that affect the correlation between the water content and the shaft torque during operation of the sludge dewatering machine, the sludge information including at least a sludge temperature that is the temperature of the dewatered sludge;
a target value determination process including at least one of a target shaft torque determination process in which, when the acquired first target value is the target moisture content, a target shaft torque determination unit determines, based on the target moisture content and the sludge information, the target shaft torque which is correlated with the moisture content, as a second target value for control of a controlled object, or a target operating parameter determination process in which, when the acquired first target value is the target shaft torque, a target operating parameter determination unit determines, based on the target shaft torque and the sludge information, a target operating parameter which is a target value of an operating parameter other than the shaft torque which is correlated with the shaft torque in operation of the sludge dewatering machine, as the second target value;
a control step in which a control unit controls the controlled object in accordance with the determined second target value;
Including,
the control target is at least one of a controllable part of the sludge dewatering machine and a pump that controls supply to the sludge dewatering machine, which needs to be controlled in accordance with the first target value and the sludge information;
Control method.
汚泥脱水機で脱水された脱水汚泥を焼却する焼却炉にて所望される前記脱水汚泥の含水率の目標値を示す目標含水率、又は前記焼却炉にて所望される含水率の前記脱水汚泥を得るために必要な前記汚泥脱水機の回転駆動部の軸トルクの目標値を示す目標軸トルクのいずれか一方を、前記汚泥脱水機の制御に関する第1の目標値として取得する目標値取得手段と、
前記汚泥脱水機の運転において前記含水率と前記軸トルクの相関関係に影響を与える因子を示す情報であり、前記脱水汚泥の温度である汚泥温度を少なくとも含む汚泥情報を取得する汚泥情報取得手段と、
取得される前記第1の目標値が前記目標含水率である場合に、前記目標含水率と前記汚泥情報とに基づき、前記含水率と相関関係にある前記目標軸トルクを、制御対象の制御に関する第2の目標値として決定する目標軸トルク決定手段、又は、取得される前記第1の目標値が前記目標軸トルクである場合に、前記目標軸トルクと前記汚泥情報とに基づき、前記汚泥脱水機の運転において前記軸トルクと相関関係にある前記軸トルク以外の運転パラメータの目標値である目標運転パラメータを前記第2の目標値として決定する目標運転パラメータ決定手段の少なくともいずれか一方として機能する目標値決定手段と、
前記決定された第2の目標値に応じて、前記制御対象を制御する制御手段と、
として機能させ、
前記制御対象は、前記第1の目標値と前記汚泥情報に応じて制御が必要となる、前記汚泥脱水機の制御可能な部位、又は前記汚泥脱水機への供給を制御するポンプの少なくともいずれかである、
プログラム。 Computer,
a target value acquiring means for acquiring, as a first target value for controlling the sludge dehydrator, either a target moisture content indicating a target value for the moisture content of the dehydrated sludge desired in an incinerator that incinerates the dehydrated sludge dehydrated by the sludge dehydrator, or a target shaft torque indicating a target value for the shaft torque of a rotary drive unit of the sludge dehydrator that is necessary to obtain the dehydrated sludge with the desired moisture content in the incinerator;
a sludge information acquiring means for acquiring sludge information indicating factors that affect the correlation between the moisture content and the shaft torque during operation of the sludge dewatering machine, the sludge information including at least a sludge temperature, which is the temperature of the dewatered sludge;
a target value determination means that functions as at least one of a target shaft torque determination means that, when the acquired first target value is the target moisture content, determines the target shaft torque, which is correlated with the moisture content, as a second target value for control of a controlled object, based on the target moisture content and the sludge information, or a target operating parameter determination means that, when the acquired first target value is the target shaft torque, determines a target operating parameter, which is a target value of an operating parameter other than the shaft torque, which is correlated with the shaft torque in operation of the sludge dewatering machine, as the second target value, based on the target shaft torque and the sludge information;
a control means for controlling the controlled object in accordance with the determined second target value;
It functions as
the control target is at least one of a controllable part of the sludge dewatering machine and a pump that controls supply to the sludge dewatering machine, which needs to be controlled in accordance with the first target value and the sludge information;
program.
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