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JP7840220B2 - Methods for feedback control, programs for feedback control, and filter systems - Google Patents
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JP7840220B2 - Methods for feedback control, programs for feedback control, and filter systems - Google Patents

Methods for feedback control, programs for feedback control, and filter systems

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JP7840220B2 JP2022107025A JP2022107025A JP7840220B2 JP 7840220 B2 JP7840220 B2 JP 7840220B2 JP 2022107025 A JP2022107025 A JP 2022107025A JP 2022107025 A JP2022107025 A JP 2022107025A JP 7840220 B2 JP7840220 B2 JP 7840220B2
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Description

本発明は、ロータリーフィルタ装置の制御に供されるフィードバック制御の方法およびフィードバック制御のためのプログラム、ならびに、フィルタシステムに関する。 This invention relates to a feedback control method and program for feedback control used in the control of a rotary filter device, as well as a filter system.

下水処理等に使用されるロータリーフィルタ装置は、パネルフィルタが複数枚連結された無端帯状フィルタの態様で設けられた装置であり、当該無端帯状フィルタを回転駆動することによって、フィルタを再生しながら被処理水中の固形物を分離する装置である。この種の装置では、無端帯状フィルタの回転速度を調節することによって、装置の処理能力を調節できる。 Rotary filter systems used in wastewater treatment and other applications are devices equipped with an endless strip filter consisting of multiple connected panel filters. By rotating this endless strip filter, the system regenerates the filter while separating solid matter from the treated water. In this type of system, the processing capacity can be adjusted by controlling the rotation speed of the endless strip filter.

たとえば、特開平8-177030号公報(特許文献1)には、水位が設定水位に上昇したことを検出した場合には除塵機を高速で運転したあと徐々に運転速度を下げるようにして制御し、水位が設定水位以下の場合には除塵機を停止または微速運転をして待機するように制御するスクリーン移動式除塵機の運転方法が開示されている。特許文献1の運転方法によれば、不必要な高速運転を避けることができる。 For example, Japanese Patent Publication No. 8-177030 (Patent Document 1) discloses an operating method for a screen-type dust removal machine, which controls the machine to operate at high speed and then gradually reduce the operating speed when it detects that the water level has risen to a set level, and to stop or operate at a slow speed and remain in standby mode when the water level is below the set level. According to the operating method of Patent Document 1, unnecessary high-speed operation can be avoided.

特開平8-177030号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-177030

しかし、特許文献1の技術では、運転速度を切り替える際の速度変化が非連続的であるため、たとえば、非常に短い時間に駆動速度が変化ことによって、そのはずみでチェーンとスプロケットとの間の噛み合わせが合わなくなり、歯飛びのリスクが上がる、などの問題が生じて、ローター等の回転機器に与える負荷が大きくなる場合があった。そのため、ロータリーフィルタ装置の寿命を損なうおそれがあった。 However, in the technology described in Patent Document 1, the speed change when switching operating speeds is discontinuous. For example, a change in drive speed in a very short time can cause the chain and sprocket to become misaligned, increasing the risk of tooth skipping. This can lead to increased load on rotating equipment such as rotors. Therefore, there was a risk of shortening the lifespan of the rotary filter device.

そこで、処理能力が異なる運転条件に移行する必要がある場合においても、装置に負荷を与えにくいロータリーフィルタ装置の制御が望まれる。 Therefore, even when it is necessary to switch to operating conditions with different processing capacities, a control system for rotary filter devices that minimizes the load on the equipment is desirable.

本発明に係るフィードバック制御の方法は、ローターの回転により移動可能な無端帯状フィルタが設けられたロータリーフィルタ装置のフィードバック制御の方法であって、前記フィードバック制御がPI制御またはPID制御であり、前記フィードバック制御のパラメータセットとして、少なくとも、第一のパラメータセットと、前記第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである第二のパラメータセットと、があらかじめ設定され、以下の式(1)および式(2)で表される各条件の少なくとも一つが満たされない場合に、前記第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行い、以下の式(1)および式(2)で表される各条件が同時に満たされる場合に、前記第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行うことを特徴とする。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおける前記無端帯状フィルタの一次側の水位であり、Δtは使用するパラメータセットの決定を行う周期に係る所定の単位期間であり、aは前記ロータリーフィルタ装置の構成に基づいて決定される所定の閾値であり、bは前記水位を測定する水位計の能力に基づいて決定される所定の閾値である。
The feedback control method according to the present invention is a feedback control method for a rotary filter device provided with an endless strip filter that is movable by the rotation of a rotor, wherein the feedback control is PI control or PID control, and the parameter set for the feedback control is set in advance to include at least a first parameter set and a second parameter set which is a parameter set in which the contribution of proportional operation is greater than that of the first parameter set, and the feedback control using the first parameter set is performed when at least one of the conditions represented by the following equations (1) and (2) is not satisfied, and the feedback control using the second parameter set is performed when the conditions represented by the following equations (1) and (2) are simultaneously satisfied.
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the endless strip filter at a certain time t, Δt is a predetermined unit period relating to the period for determining the parameter set to be used, a is a predetermined threshold determined based on the configuration of the rotary filter device, and b is a predetermined threshold determined based on the capacity of the water level gauge that measures the water level.

また、本発明に係るフィードバック制御のためのプログラムは、ローターの回転により移動可能な無端帯状フィルタが設けられたロータリーフィルタ装置のフィードバック制御のためのプログラムであって、前記フィードバック制御がPI制御またはPID制御であり、前記フィードバック制御のパラメータセットとして、第一のパラメータセットと、前記第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである第二のパラメータセットと、があらかじめ設定され、コンピュータによって実行されたときに、以下の式(1)および式(2)で表される各条件が満たされているか否かを判定する判定機能と、前記判定機能において以下の式(1)および式(2)で表される各条件の少なくとも一つが満たされていないと判定したときに、前記第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行う第一制御機能と、前記判定機能において以下の式(1)および式(2)で表される各条件が同時に満たされていると判定したときに、前記第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行う第二制御機能と、を実現することを特徴とする。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおける前記無端帯状フィルタの一次側の水位であり、Δtは使用するパラメータセットの決定を行う周期に係る所定の単位期間であり、aは前記ロータリーフィルタ装置の構成に基づいて決定される所定の閾値であり、bは前記水位を測定する水位計の能力に基づいて決定される所定の閾値である。
Furthermore, the present invention relates to a program for feedback control of a rotary filter device provided with an endless strip filter that is movable by the rotation of a rotor, wherein the feedback control is PI control or PID control, and a first parameter set and a second parameter set which is a parameter set in which the contribution of proportional operation is greater than that of the first parameter set are set in advance as the parameter set of the feedback control, and the program realizes a determination function which determines whether each of the conditions represented by the following equations (1) and (2) is satisfied when executed by a computer, a first control function which performs feedback control using the first parameter set when the determination function determines that at least one of the conditions represented by the following equations (1) and (2) is not satisfied, and a second control function which performs feedback control using the second parameter set when the determination function determines that each of the conditions represented by the following equations (1) and (2) is satisfied simultaneously .
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the endless strip filter at a certain time t, Δt is a predetermined unit period relating to the period for determining the parameter set to be used, a is a predetermined threshold determined based on the configuration of the rotary filter device, and b is a predetermined threshold determined based on the capacity of the water level gauge that measures the water level.

また、本発明に係るフィルタシステムは、ローターの回転により移動可能な無端帯状フィルタが設けられたロータリーフィルタ装置と、前記ロータリーフィルタ装置のフィードバック制御を行う制御装置と、を備えるフィルタシステムであって、前記フィードバック制御がPI制御またはPID制御であり、前記制御装置に、前記フィードバック制御のパラメータセットとして、第一のパラメータセットと、前記第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである第二のパラメータセットと、があらかじめ設定され、前記制御装置が、以下の式(1)および式(2)で表される各条件の少なくとも一つが満たされない場合に、前記第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行い、以下の式(1)および式(2)で表される各条件が同時に満たされる場合に、前記第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行うように構成されていることを特徴とする。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおける前記無端帯状フィルタの一次側の水位であり、Δtは使用するパラメータセットの決定を行う周期に係る所定の単位期間であり、aは前記ロータリーフィルタ装置の構成に基づいて決定される所定の閾値であり、bは前記水位を測定する水位計の能力に基づいて決定される所定の閾値である。
Furthermore, the filter system according to the present invention is a filter system comprising a rotary filter device provided with an endless strip filter that is movable by the rotation of a rotor, and a control device that performs feedback control of the rotary filter device, wherein the feedback control is PI control or PID control, and the control device is pre -set as a parameter set for the feedback control, a first parameter set and a second parameter set which is a parameter set in which the contribution of proportional operation is greater than that of the first parameter set, and the control device is configured to perform feedback control using the first parameter set when at least one of the conditions represented by the following equations (1) and (2) is not satisfied, and to perform feedback control using the second parameter set when the conditions represented by the following equations (1) and (2) are simultaneously satisfied.
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the endless strip filter at a certain time t, Δt is a predetermined unit period relating to the period for determining the parameter set to be used, a is a predetermined threshold determined based on the configuration of the rotary filter device, and b is a predetermined threshold determined based on the capacity of the water level gauge that measures the water level.

これらの構成によれば、二つのパラメータセットのいずれが用いられる場合であっても、常にフィードバック制御が行われるため、装置の運転条件を連続的に変化させることができる。そのため、処理能力が異なる運転条件に移行する必要がある場合においても、装置に負荷を与えにくい。これらの構成によれば、水位の上昇に伴って運転条件を変更できるので、無端帯状フィルタの一次側におけるオーバーフローを未然に防ぎやすい。これらの構成によれば、第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御が行われる場合を、特に必要性が高い場合に限定できる。これらの構成によれば、外乱抑制の要請の程度に応じた適切なパラメータセットを用いたフィードバック制御を行うことができる。 With these configurations, feedback control is always performed regardless of which of the two parameter sets is used, allowing for continuous changes in the operating conditions of the device. Therefore, even when it is necessary to switch to operating conditions with different processing capacities, the device is less likely to be overloaded. With these configurations, operating conditions can be changed in accordance with the rise in water level, making it easier to prevent overflow on the primary side of the endless strip filter. With these configurations, the use of feedback control with the second parameter set can be limited to cases where there is a particularly high need. With these configurations, feedback control can be performed using an appropriate parameter set according to the degree of disturbance suppression required.

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。 Further features and advantages of the present invention will become clearer through the following description of exemplary and non-limiting embodiments, with reference to the drawings.

実施形態に係るフィルタシステムの構成を示す図である。This is a diagram showing the configuration of the filter system according to the embodiment. 実施形態に係るフィードバック制御の方法の手順を示すフロー図である。This is a flowchart illustrating the procedure of the feedback control method according to the embodiment.

本発明に係るフィードバック制御の方法、プログラム、およびフィルタシステムの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るフィードバック制御の方法を、フィルタシステム100に設けられたロータリーフィルタ装置1の制御に適用した例について説明する。 Embodiments of the feedback control method, program, and filter system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Below, an example of applying the feedback control method according to the present invention to the control of a rotary filter device 1 provided in a filter system 100 will be described.

〔フィルタシステムの構成〕
フィルタシステム100は、ロータリーフィルタ装置1と、制御装置2と、を含む(図1)。
[Filter system configuration]
The filter system 100 includes a rotary filter device 1 and a control device 2 (Figure 1).

ロータリーフィルタ装置1は、フィルタユニット11を有するロータリーフィルタ方式のし渣分離装置である。フィルタユニット11は、たとえば目開き0.1~1.0mmのパネルフィルタが複数枚連結された無端帯状フィルタの態様で設けられている。また、ロータリーフィルタ装置1には、フィルタユニット11の各パネルフィルタを移動させるためのローター12が複数設けられている。ローター12は、制御装置2と電気的に接続されており、ローター12の運転状態に関する情報(回転数、電流値など)を制御装置2に送信するとともに、ローター12の運転条件を決定づける制御信号を制御装置2から受信できる。 The rotary filter device 1 is a rotary filter type sludge separation device having a filter unit 11. The filter unit 11 is provided in the form of an endless strip filter, for example, consisting of multiple panel filters with mesh sizes of 0.1 to 1.0 mm connected together. The rotary filter device 1 also has multiple rotors 12 for moving each panel filter of the filter unit 11. The rotors 12 are electrically connected to a control device 2 and transmit information regarding the operating status of the rotors 12 (such as rotational speed and current value) to the control device 2, and can also receive control signals from the control device 2 that determine the operating conditions of the rotors 12.

ロータリーフィルタ装置1において、ロータリーフィルタ装置1に流入した被処理水W1の流路を横切る態様で、フィルタユニット11が設けられている。被処理水W1の流路の上流側から下流側に傾く態様でフィルタユニット11が設けられており、ローター12の回転によって被処理水W1が流入する一次側においてパネルフィルタが下方から上方に移動する。被処理水W1に含まれるし渣Sはフィルタユニット11に遮られ、被処理水W1中の水分であるろ過水W2はフィルタユニット11を通過する。フィルタユニット11のパネルフィルタ上に残ったし渣Sは、パネルフィルタの移動に伴って搬送され、洗浄機構13によってフィルタユニット11から剥離される。洗浄機構13は、たとえば、フィルタユニット11からし渣Sをフィルタユニット11から掻き落とすスクレーパ13aと、フィルタユニット11の裏側から洗浄水を吹き付けてし渣Sをフィルタユニット11から剥離させるスプレー13bと、を含む。 In the rotary filter device 1, a filter unit 11 is provided in a manner that crosses the flow path of the water to be treated W1 flowing into the rotary filter device 1. The filter unit 11 is positioned so as to be inclined from the upstream to the downstream side of the flow path of the water to be treated W1, and the panel filter moves from bottom to top on the primary side where the water to be treated W1 flows in due to the rotation of the rotor 12. The residue S contained in the water to be treated W1 is blocked by the filter unit 11, and the filtered water W2, which is the water in the water to be treated W1, passes through the filter unit 11. The residue S remaining on the panel filter of the filter unit 11 is transported as the panel filter moves and is detached from the filter unit 11 by the cleaning mechanism 13. The cleaning mechanism 13 includes, for example, a scraper 13a that scrapes off the residue S from the filter unit 11, and a spray 13b that sprays cleaning water from the back side of the filter unit 11 to detach the residue S from the filter unit 11.

ロータリーフィルタ装置1の、フィルタユニット11の一次側には、水位計14が設けられており、フィルタユニット11の一次側の水位を検出できる。水位計14の出力は、制御装置2に入力される。 A water level gauge 14 is provided on the primary side of the filter unit 11 of the rotary filter device 1, allowing detection of the water level on the primary side of the filter unit 11. The output of the water level gauge 14 is input to the control device 2.

制御装置2は、公知のコンピュータとして実装されている。したがって制御装置2は、演算装置、記憶装置、および入出力装置などの、コンピュータとして一般的な構成要素を含む。なお、制御装置2にはロータリーフィルタ装置1のフィードバック制御を行うための制御プログラムがインストールされており、当該制御プログラムは本発明に係るプログラムの一例である。制御装置2は、ローター12および水位計14と電気的に接続されており、ローター12の運転状態に関する情報(回転数、電流値など)および水位計14が検出した水位を受信するとともに、ローター12の運転条件を決定づける制御信号を送信できる。かかる制御信号は、次に説明するフィードバック制御により生成される。 The control device 2 is implemented as a known computer. Therefore, the control device 2 includes common computer components such as an arithmetic unit, memory device, and input/output device. The control device 2 has a control program installed for performing feedback control of the rotary filter device 1, and this control program is an example of a program according to the present invention. The control device 2 is electrically connected to the rotor 12 and the water level gauge 14, and can receive information regarding the operating state of the rotor 12 (rotation speed, current value, etc.) and the water level detected by the water level gauge 14, as well as transmit control signals that determine the operating conditions of the rotor 12. Such control signals are generated by the feedback control described below.

〔フィードバック制御の方法〕
本実施形態に係るフィードバック制御の方法は、制御装置2にインストールされた制御プログラムの実行により実現される。本実施形態では、当該フィードバック制御がPI制御として実現されており、PI制御のパラメータセットが二つ、あらかじめ設定されている。第一のパラメータセットは平常時の制御に用いられ、第二のパラメータセットは緊急時の制御に用いられる。緊急時とは、降雨やポンプ場の清掃といった外的要因によってロータリーフィルタ装置1の負荷が急に大きくなるときをいい、平常時とは緊急時に該当しないときをいう。二つのパラメータセットは制御装置2の記憶装置に格納されており、必要に応じて読み込まれる。
[Feedback control method]
The feedback control method according to this embodiment is implemented by executing a control program installed in the control device 2. In this embodiment, the feedback control is implemented as PI control, and two sets of PI control parameters are pre-set. The first set of parameters is used for normal control, and the second set of parameters is used for emergency control. An emergency is when the load on the rotary filter device 1 suddenly increases due to external factors such as rainfall or cleaning of the pumping station, and normal conditions are when there is no emergency. The two sets of parameters are stored in the memory of the control device 2 and are read as needed.

双方のパラメータセットを比較すると、第二のパラメータセットの方が、第一のパラメータセットより、外乱に対する応答が敏感な設定にしてある。具体的には、第二のパラメータセットの方が、第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きい(比例定数が大きい)パラメータセットである。また、第二のパラメータセットの方が、第一のパラメータセットに比べて積分時間が小さいが、第二のパラメータセットが適用される場合の方が、第一のパラメータセットが適用される場合に比べて変数が大きいため、変数と積分時間の積としてはどちらのパラメータセットが適用される場合も同等の値になる。すなわち、積分動作の寄与は、第一のパラメータセットと第二のパラメータセットとで同等である。第二のパラメータセットを採用すると、外乱を抑制する作用が大きくなる半面、これを常用すると、オーバーシュートが生じるおそれが生じるとともに、短い時間間隔での発停を繰り返すことにより装置自体(特にローター12)への負荷が大きくなる懸念がある。そこで本実施形態では、外乱抑制の要請が大きいとき、すなわち緊急時のみ第二のパラメータセットを採用し、それ以外のとき(平常時)には第一のパラメータセットを採用する。 Comparing the two parameter sets, the second parameter set is configured to be more sensitive to disturbances than the first parameter set. Specifically, the second parameter set has a larger contribution from proportional motion (larger proportionality constant) compared to the first parameter set. Furthermore, while the integration time is shorter with the second parameter set than with the first, the variable is larger when the second parameter set is applied compared to when the first parameter set is applied. Therefore, the product of the variable and the integration time is equivalent in both cases. In other words, the contribution of integral motion is equivalent in both the first and second parameter sets. While adopting the second parameter set increases the effect of suppressing disturbances, regular use may lead to overshoot and increased load on the device itself (especially the rotor 12) due to repeated short-interval starts and stops. Therefore, in this embodiment, the second parameter set is adopted only when there is a strong need for disturbance suppression, i.e., in emergencies, and the first parameter set is adopted at all other times (normal operation).

平常時と緊急時との判定は、水位計14の出力(フィルタユニット11の一次側の水位)に基づいて行う。具体的には、以下の式(1)および式(2)で表される各条件を同時に満たすときに、緊急時であると判定する。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおけるフィルタユニット11の一次側の水位であり、Δtは所定の単位期間であり、aおよびbは所定の閾値である。
The determination of whether it is a normal or emergency situation is made based on the output of the water level gauge 14 (water level on the primary side of the filter unit 11). Specifically, an emergency situation is determined when the conditions expressed in the following equations (1) and (2) are met simultaneously.
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the filter unit 11 at a certain time t, Δt is a predetermined unit period, and a and b are predetermined thresholds.

具体的には、図2のフローチャート200に示す手順で判定を行う。第一の判定は、式(1)に基づく判定201であり、フィルタユニット11の一次側における水位の現況に係る判定である。ある時刻tにおける水位L(t)が所定の閾値a以下であるとき(判定201:いいえ)は、フィルタユニット11の一次側に被処理水W1を受容するだけの容量的な余裕があるといえる。この場合は、仮に外乱によって被処理水W1の流入量が増加する状況にあっても被処理水W1の受容を続けることができるため、緊急時の制御への移行を必要としない。したがって、式(1)の条件が満たされない場合は、式(2)の判定を行うことなく平常時であると判断し(処理205)、第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を継続する(処理206)。一方、式(1)の条件が満たされる場合(判定201:はい)は、続いて式(2)の判定を行う。 Specifically, the determination is made according to the procedure shown in the flowchart 200 of Figure 2. The first determination is determination 201 based on equation (1), which is a determination regarding the current water level on the primary side of the filter unit 11. When the water level L(t) at a certain time t is below a predetermined threshold a (determination 201: no), it can be said that there is sufficient capacity on the primary side of the filter unit 11 to accept the water to be treated W1. In this case, even if the inflow rate of the water to be treated W1 increases due to a disturbance, the acceptance of the water to be treated W1 can continue, and therefore, a transition to emergency control is not necessary. Therefore, if the condition of equation (1) is not met, it is determined that it is a normal situation without performing the determination of equation (2) (process 205), and feedback control using the first parameter set is continued (process 206). On the other hand, if the condition of equation (1) is met (determination 201: yes), the determination of equation (2) is then performed.

第二の判定は、式(2)に基づく判定202であり、水位の上昇速度に係る判定である。ある時刻tの直前の単位期間Δtにおける水位の上昇量L(t)-L(t-Δt)が所定の閾値b以下であるとき(判定202:いいえ)は、被処理水W1の収支が概ねつりあっている状態にあるといえる。この場合は、水位が閾値aより大きいとしても、当該水位が急に上昇する可能性が小さいため、緊急時の制御への移行を必要としない。したがって、式(1)の条件が満たされる場合であっても、式(2)の条件が満たされない場合は、平常時であると判断し(処理205)、第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を継続する(処理206)。 The second determination is determination 202 based on equation (2), and concerns the rate of rise in water level. When the amount of rise in water level L(t) - L(t - Δt) in the unit period Δt immediately preceding a certain time t is less than or equal to a predetermined threshold b (determination 202: no), it can be said that the balance of the treated water W1 is roughly balanced. In this case, even if the water level is greater than threshold a, the possibility of a sudden rise in the water level is small, and therefore, a transition to emergency control is not necessary. Therefore, even if the conditions of equation (1) are met, if the conditions of equation (2) are not met, it is determined that it is a normal state (process 205), and feedback control using the first parameter set is continued (process 206).

一方、式(2)の条件が満たされる場合(判定202:はい)は、式(1)および式(2)が同時に満たされており、水位が比較的高く、かつ被処理水W1の流入量が処理量より大きい(被処理水W1の収支がつりあっていない)状態にある。この場合は緊急時であると判定する(処理203)。このときは、ロータリーフィルタ装置1の処理量を一時的に高めて被処理水W1のオーバーフローを防ぐ必要があるため、第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行う(処理204)。上述の通り、第二のパラメータセットは第一のパラメータセットに比べて外乱に対する応答が敏感であるので、水位の急激な上昇に敏感に反応してローター12の出力を上昇させて、ロータリーフィルタ装置1の処理量を円滑かつ俊敏に高めることができる。 On the other hand, if the condition of equation (2) is met (Judgment 202: Yes), then both equations (1) and (2) are met simultaneously, the water level is relatively high, and the inflow of treated water W1 is greater than the processing rate (the balance of treated water W1 is not balanced). In this case, it is determined to be an emergency (Process 203). At this time, it is necessary to temporarily increase the processing rate of the rotary filter device 1 to prevent overflow of treated water W1, so feedback control using the second parameter set is performed (Process 204). As described above, the second parameter set is more sensitive to disturbances than the first parameter set, so it can react sensitively to a rapid rise in water level and increase the output of the rotor 12, thereby smoothly and quickly increasing the processing rate of the rotary filter device 1.

以後、同様のフローによる判定を繰り返して、フィードバック制御に用いるパラメータセットを、判定が行われた時点の状況に応じて適切に選択する。 Subsequently, the same flow of judgment is repeated to appropriately select the parameter set used for feedback control according to the situation at the time the judgment was made.

閾値aは、ロータリーフィルタ装置1の容量、ロータリーフィルタ装置1の設置場所における被処理水W1の平常的な流入量、ローター12の定格容量、制御装置2の処理能力、などの条件を考慮して設定されうる。一例として、閾値aは、フィルタユニット11の一次側における満水位の60~70%でありうる。 The threshold value a can be set considering conditions such as the capacity of the rotary filter device 1, the normal inflow rate of the water to be treated W1 at the installation location of the rotary filter device 1, the rated capacity of the rotor 12, and the processing capacity of the control device 2. As an example, the threshold value a may be 60-70% of the full water level on the primary side of the filter unit 11.

閾値bおよび単位期間Δtは、水位計14の能力を考慮して設定されうる。たとえば、第二の判定(判定202)において水位の上昇速度が毎秒0.5cmを超えるときに緊急時と判定するようにしたい場合、閾値bと単位期間Δtとの組合せはb=0.5Δtである限りで限定されないので、1cmと2秒、2cmと4秒、3cmと6秒、など無限に存在する。ここで、単位期間Δtが短い組合せを採用する方が緊急時の判定が遅れにくい点で好ましいといえる。一方、閾値bが過度に小さいと、閾値bと比較される水位の上昇量L(t)-L(t-Δt)が、水位計14が検出しうる水位の差の最小単位を下回ることになり、検出された水位の上昇量L(t)-L(t-Δt)の値の信頼性が損なわれるから、第二の判定(判定202)の精度が低下する。したがって、閾値bおよび単位期間Δtは、緊急時と判定する際の水位の上昇速度を与える閾値bと単位期間Δtとの組合せのうち、閾値bが水位計14の精度に鑑みて適切な値になる組合せとして決定されうる。 The threshold b and unit period Δt can be set considering the capabilities of the water level gauge 14. For example, if we want to determine that an emergency has occurred when the rate of rise in the water level exceeds 0.5 cm per second in the second determination (determination 202), the combination of threshold b and unit period Δt is not limited as long as b = 0.5 Δt, so there are infinitely many combinations such as 1 cm and 2 seconds, 2 cm and 4 seconds, 3 cm and 6 seconds, etc. Here, it can be said that adopting a combination with a short unit period Δt is preferable in that the determination of an emergency is less likely to be delayed. On the other hand, if the threshold b is excessively small, the amount of rise in water level L(t) - L(t - Δt) compared with the threshold b will fall below the smallest unit of difference in water level that the water level gauge 14 can detect, and the reliability of the detected value of the amount of rise in water level L(t) - L(t - Δt) will be impaired, thus reducing the accuracy of the second determination (determination 202). Therefore, the threshold b and the unit period Δt can be determined as a combination of threshold b and unit period Δt that gives an appropriate value for threshold b considering the accuracy of the water level gauge 14, while also providing the rate of water level rise when an emergency is determined.

たとえば、単位期間Δtは、平常時と緊急時との判定を行う周期でありうる。この場合、水位の上昇量L(t)-L(t-Δt)は、ある周期の判定時における水位L(t)と、当該周期の一周期前の判定時における水位L(t-Δt)と、の差として特定できる。すなわち、単位期間Δtの周期で水位の記録を繰り返し実施し、最新の水位とその一周期前の水位との差が閾値bを超えたときに、式(2)の条件が満たされたと判定できる。 For example, the unit period Δt can be the period used to determine whether a situation is normal or an emergency. In this case, the rise in water level L(t) - L(t - Δt) can be defined as the difference between the water level L(t) at the time of determination in a given period and the water level L(t - Δt) at the time of determination one period prior to that period. That is, by repeatedly recording the water level at intervals of unit period Δt, the condition of equation (2) can be determined to be satisfied when the difference between the latest water level and the water level one period prior exceeds the threshold b.

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るフィードバック制御の方法、プログラム、およびフィルタシステムのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Finally, other embodiments of the feedback control method, program, and filter system according to the present invention will be described. Note that the configurations disclosed in each of the following embodiments may be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, provided that this does not create a conflict.

上記の実施形態では、フィードバック制御に使用するパラメータセットを決定するための所定の条件が式(1)および式(2)で表される例について説明した。しかし、本発明に係るフィードバック制御の方法において、フィードバック制御に使用するパラメータセットを決定するための所定の条件は限定されない。すなわち、上記の実施形態と同様に水位に基づく条件としてもよいし、被処理水の他の物性(流量、懸濁物質量(SS)、濁度などが該当する。)に基づく条件としてもよい。 In the above embodiment, an example was described in which the predetermined conditions for determining the parameter set used for feedback control are expressed by equations (1) and (2). However, in the feedback control method according to the present invention, the predetermined conditions for determining the parameter set used for feedback control are not limited. That is, the conditions may be based on the water level, as in the above embodiment, or they may be based on other physical properties of the water to be treated (such as flow rate, suspended solids (SS), turbidity, etc.).

上記の実施形態では、第二のパラメータセットの方が、第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである構成を例として説明したが、このような態様に限定されない。本発明に係るフィードバック制御の方法において、第一のパラメータセットと第二のパラメータセットとの関係は、フィードバック制御に使用するパラメータセットを決定するために設定される所定の条件の設定目的に応じて、当該所定の条件によって区分される二つの状態のそれぞれに適した制御を実現できる関係であればよい。 In the above embodiment, a configuration in which the second parameter set contributes more to proportional operation than the first parameter set was described as an example, but the invention is not limited to this configuration. In the feedback control method according to the present invention, the relationship between the first parameter set and the second parameter set is such that it is possible to realize control suitable for each of the two states separated by predetermined conditions, according to the purpose of setting predetermined conditions for determining the parameter set to be used for feedback control.

上記の実施形態では、フィードバック制御がPI制御として実現されている構成を例として説明した。しかし、本発明に係るフィードバック制御はPI制御に限定されず、たとえばPID制御であってもよい。 In the above embodiment, a configuration in which feedback control is implemented as PI control was described as an example. However, the feedback control according to the present invention is not limited to PI control; for example, it may be PID control.

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。 Regarding other configurations, the embodiments disclosed herein are illustrative in all respects, and it should be understood that the scope of the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will readily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention. Therefore, other embodiments modified without departing from the spirit of the invention are naturally included within the scope of the present invention.

本発明は、たとえば活性汚泥処理施設におけるし渣分離に利用できる。 This invention can be used, for example, for sludge separation in activated sludge treatment facilities.

100 :フィルタシステム
1 :ロータリーフィルタ装置
11 :フィルタユニット
12 :ローター
13 :洗浄機構
13a :スクレーパ
13b :スプレー
14 :水位計
2 :制御装置
S :し渣
W1 :被処理水
W2 :ろ過水
100: Filter system 1: Rotary filter device 11: Filter unit 12: Rotor 13: Washing mechanism 13a: Scraper 13b: Spray 14: Water level gauge 2: Control device S: Debris W1: Water to be treated W2: Filtered water

Claims (3)

ローターの回転により移動可能な無端帯状フィルタが設けられたロータリーフィルタ装置のフィードバック制御の方法であって、
前記フィードバック制御がPI制御またはPID制御であり、
前記フィードバック制御のパラメータセットとして、少なくとも、第一のパラメータセットと、前記第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである第二のパラメータセットと、があらかじめ設定され、
以下の式(1)および式(2)で表される各条件の少なくとも一つが満たされない場合に、前記第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行い、
以下の式(1)および式(2)で表される各条件が同時に満たされる場合に、前記第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行うフィードバック制御の方法。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおける前記無端帯状フィルタの一次側の水位であり、Δtは使用するパラメータセットの決定を行う周期に係る所定の単位期間であり、aは前記ロータリーフィルタ装置の構成に基づいて決定される所定の閾値であり、bは前記水位を測定する水位計の能力に基づいて決定される所定の閾値である。
A method for feedback control of a rotary filter device equipped with an endless strip filter that is movable by the rotation of a rotor,
The aforementioned feedback control is PI control or PID control,
As the parameter set for the feedback control, at least a first parameter set and a second parameter set which has a greater contribution to proportional operation compared to the first parameter set are set in advance .
If at least one of the conditions expressed by the following equations (1) and (2) is not met, feedback control using the first parameter set is performed.
A feedback control method that performs feedback control using the second parameter set when the conditions expressed by the following equations (1) and (2) are simultaneously satisfied.
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the endless strip filter at a certain time t, Δt is a predetermined unit period relating to the period for determining the parameter set to be used, a is a predetermined threshold determined based on the configuration of the rotary filter device, and b is a predetermined threshold determined based on the capacity of the water level gauge that measures the water level.
ローターの回転により移動可能な無端帯状フィルタが設けられたロータリーフィルタ装置のフィードバック制御のためのプログラムであって、
前記フィードバック制御がPI制御またはPID制御であり、
前記フィードバック制御のパラメータセットとして、第一のパラメータセットと、前記第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである第二のパラメータセットと、があらかじめ設定され、
コンピュータによって実行されたときに、
以下の式(1)および式(2)で表される各条件が満たされているか否かを判定する判定機能と、
前記判定機能において以下の式(1)および式(2)で表される各条件の少なくとも一つが満たされていないと判定したときに、前記第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行う第一制御機能と、
前記判定機能において以下の式(1)および式(2)で表される各条件が同時に満たされていると判定したときに、前記第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行う第二制御機能と、を実現するプログラム。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおける前記無端帯状フィルタの一次側の水位であり、Δtは使用するパラメータセットの決定を行う周期に係る所定の単位期間であり、aは前記ロータリーフィルタ装置の構成に基づいて決定される所定の閾値であり、bは前記水位を測定する水位計の能力に基づいて決定される所定の閾値である。
A program for feedback control of a rotary filter device equipped with an endless strip filter that is movable by the rotation of a rotor,
The aforementioned feedback control is PI control or PID control,
As the parameter set for the feedback control, a first parameter set and a second parameter set, which is a parameter set in which the contribution of proportional operation is greater than that of the first parameter set , are set in advance.
When executed by a computer,
A determination function that determines whether each of the conditions expressed by the following equations (1) and (2) is met,
When the determination function determines that at least one of the conditions represented by the following equations (1) and (2) is not met, a first control function performs feedback control using the first parameter set,
A program that implements a second control function that performs feedback control using the second parameter set when the determination function determines that the conditions expressed by the following equations (1) and (2) are simultaneously met.
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the endless strip filter at a certain time t, Δt is a predetermined unit period relating to the period for determining the parameter set to be used, a is a predetermined threshold determined based on the configuration of the rotary filter device, and b is a predetermined threshold determined based on the capacity of the water level gauge that measures the water level.
ローターの回転により移動可能な無端帯状フィルタが設けられたロータリーフィルタ装置と、前記ロータリーフィルタ装置のフィードバック制御を行う制御装置と、を備えるフィルタシステムであって、
前記フィードバック制御がPI制御またはPID制御であり、
前記制御装置に、前記フィードバック制御のパラメータセットとして、第一のパラメータセットと、前記第一のパラメータセットに比べて比例動作の寄与が大きいパラメータセットである第二のパラメータセットと、があらかじめ設定され、
前記制御装置が、
以下の式(1)および式(2)で表される各条件の少なくとも一つが満たされない場合に、前記第一のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行い、
以下の式(1)および式(2)で表される各条件が同時に満たされる場合に、前記第二のパラメータセットを用いるフィードバック制御を行うように構成されているフィルタシステム。
L(t)>a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
式中、L(t)は、ある時刻tにおける前記無端帯状フィルタの一次側の水位であり、Δtは使用するパラメータセットの決定を行う周期に係る所定の単位期間であり、aは前記ロータリーフィルタ装置の構成に基づいて決定される所定の閾値であり、bは前記水位を測定する水位計の能力に基づいて決定される所定の閾値である。
A filter system comprising: a rotary filter device provided with an endless strip filter that is movable by the rotation of a rotor; and a control device that performs feedback control of the rotary filter device,
The aforementioned feedback control is PI control or PID control,
The control device is pre-configured with a first parameter set and a second parameter set, which is a parameter set whose contribution to proportional operation is greater than that of the first parameter set , as the parameter sets for the feedback control.
The control device,
If at least one of the conditions expressed by the following equations (1) and (2) is not met, feedback control using the first parameter set is performed.
A filter system configured to perform feedback control using the second set of parameters when the conditions expressed by equations (1) and (2) below are simultaneously satisfied.
L(t) > a (1)
L(t)-L(t-Δt)>b (2)
In the formula, L(t) is the water level on the primary side of the endless strip filter at a certain time t, Δt is a predetermined unit period relating to the period for determining the parameter set to be used, a is a predetermined threshold determined based on the configuration of the rotary filter device, and b is a predetermined threshold determined based on the capacity of the water level gauge that measures the water level.
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