DE69720897T2

DE69720897T2 - Steuervorrichtung für Wasserverteilungsanlage

Info

Publication number: DE69720897T2
Application number: DE1997620897
Authority: DE
Inventors: Ing. Nobuo Shinagawa-ku Ooshima
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: DE69720897D1; KR19980024536A; EP0829792B1; KR100296715B1; JP3800713B2; EP0829792A1; JPH10143251A; US6325093B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungseinrichtungen für Wasserverteilungseinrichtungen zum Steuern von Verteilungsreservoiren in Wasserversorgungseinrichtungen, und insbesondere ein Steuerungssystem von der Art, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 6 definiert ist. Ein System von einer solchen Art ist in GB-A-2260424 offenbart. Ein vergleichbares System ist in GB-A-102617 offenbart.
Verteilungsreservoire dienen dazu, Wasser von Filtrationsanlagen aufzunehmen und dieses auf ein Verteilungsgebiet gemäß seinem Bedarf zu verteilen. Die Verteilungsreservoire müssen die Funktion erfüllen, temporäre Schwankungen der Wasserlieferung auszugleichen, sowie die Funktion, eine vorbestimmte Wassermenge und einen vorbestimmten Wasserdruck aufrechtzuerhalten, selbst bei einem Unfall, der oberstromig desselben auftritt, usw. Hinsichtlich der Verteilungsreservoire sei auf Plan and Description of Water-Supply Installations, Seite 369, Ausgabe 1990, zusammengestellt unter der Überwachung des Ministry of Welfare, verwiesen. Andererseits führen die Filtrationsanlagen den Verteilungsreservoiren aufgrund ihres auf dem abgeschätzten maximalen täglichen Wasserverbrauches beruhenden Betriebes eine gegebene Menge klaren Wassers pro Stunde zu. Die Steuerung der Verteilungsreservoire muss die obigen beiden Anforderungen auf eine ausgewogene Weise erfüllen. Typische Beispiele dieser Steuerung sind eine Steuerung auf den konstanten Wasserpegel und eine Steuerung auf einen Ziel-Wasserpegel, der stündlich festgelegt wird.
21 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, in der eine bekannte Verteilungsreservoir-Wasserpegelsteuerung für eine Pumpenzahl-Steuerung angewandt wird. Nach 21 ist ein Verteilungsreservoir 1 mit einer Pegelmesseinrichtung 2 zum Messen des Wasserpegels darin versehen. Wasserpumpen 3 sind angeordnet, um Wasser von einem Klarwasserreservoir dem Verteilungsreservoir 1 zuzuführen. Die Wasserpumpen 3 werden von einem Pumpenstart/Pumpenstopp-Befehl gesteuert, der von einem Pumpenzahl-Steuerteil 4 abgeleitet wird. Der Pumpenzahl-Steuerteil 4 bestimmt die Anzahl von Pumpen 3, die durch ein Signal betrieben werden, das von der Pegelmesseinrichtung 2 abgeleitet wird. 5 bezeichnet ein Leitungsnetz eines Verteilungsgebietes.
Wenn der Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 1 bei der Wasserverteilungseinrichtung mit dem obigen Aufbau höher als der höchste Sollwasserpegel HWL ist, werden alle Pumpen 3 gestoppt. Wenn andererseits der Wasserpegel der Folgende ist, wird die Anzahl betriebener Pumpen 3 wie folgt gesteuert: Wenn der Wasserpegel höher als der erste gesteuerte Wasserpegel LT1 ist, wird die Anzahl von Pumpen 3 durch die folgende Formel auf Eins festgelegt:
LT1 = ((HWL – LWL)/5)×1 – HWL,
wobei LWL der niedrigste Sollwasserpegel ist.
Wenn der Wasserpegel höher als ein zweiter gesteuerter Wasserpegel LT2 ist, wird die Anzahl von Pumpen 3 durch die folgende Formel auf Zwei festgelegt:
LT2 = ((HWL – LWL)/5)×2 – HWL.
Wenn der Wasserpegel höher als ein dritter gesteuerter Wasserpegel LT3 ist, wird die Anzahl von Pumpen 3 durch die folgende Formel auf Drei festgelegt:
LT3 = ((HWL – LWL/ 5)×3 – HWL.
Wenn der Wasserpegel höher als ein vierter gesteuerter Wasserpegel LT4 ist, wird die Anzahl von Pumpen 3 durch die folgende Formel auf Vier festgelegt:
LT4 = ((HWL – LWL/ 5)×4 – HWL.
Wenn der Wasserpegel höher als ein fünfter gesteuerter Wasserpegel LT5 ist, wird die Anzahl von Pumpen 3 durch die folgende Formel auf Fünf festgelegt:
LT4 = ((HWL – LWL/ 5)×5 – HWL.
22 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, in der eine bekannte Verteilungsreservoir-Wasserpegelsteuerung auf eine Ventilöffnungssteuerung angewandt wird. Nach 22 ist ein Verteilungsreservoir 1 mit einer Pegelmesseinrichtung 2 zum Messen des Pegels von Wasser darin versehen. Es ist ein Wasserventil 6 angeordnet, dessen Öffnungsgrad gesteuert wird, wenn Wasser von einem Klarwasserreservoir dem Verteilungsreservoir 1 zugeführt wird. Das Wasserventil 6 wird durch einen Ventilöffnungsänderungsbefehl gesteuert, der von einem Wasserventilsteuerungsteil 7 abgeleitet wird. Der Wasserventilsteuerungsteil 7 bestimmt den Öffnungsgrad des Wasserventils 6 durch ein Signal, das von der Pegelmesseinrichtung 2 abgeleitet wird. 8 bezeichnet eine Verteilungspumpe.
Wenn der Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 1 bei der Wasserverteilungseinrichtung mit dem obigen Aufbau höher als der höchste Sollwasserpegel HWL ist, wird das Wasserventil 6 geschlossen, wohingegen wenn der Wasserpegel höher als LT1 ist, das Wasserventil 6 zu dem Öffnungsgrad von 50% gebracht wird. Es ist anzumerken, dass LT1 durch die folgende Formel festgelegt wird:
LT1 = ((HWL – LWL)/5)×1 – HWL.
Gleichermaßen wird, wenn der Wasserpegel höher als LT2 ist, das Wasserventil 6 zu dem Öffnungsgrad von 55% gebracht. Wenn der Wasserpegel höher als LT3 ist, wird das Wasserventil 6 zu dem Öffnungsgrad von 60% gebracht. Wenn der Wasserpegel höher als LT4 ist, wird das Wasserventil 6 zu dem Öffnungsgrad von 65% gebracht. Die entsprechenden Formeln sind wie folgt:
LT2 = ((HWL – LWL)/5)×2 – HWL
LT3 = ((HWL – LWL)/5)×3 – HWL
LT4 = ((HWL – LWL)/5)×4 – HWL.
Wenn andererseits der Wasserpegel niedriger als LT4 ist, wird das Wasserventil 6 zu dem Öffnungsgrad von 70% gebracht.
23 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, bei der eine bekannte Verteilungsreservoir-Wasserpegelsteuerung auf eine Pumpenzahl-Steuerung für ein Chlormischreservoir angewandt wird. Nach 23 ist ein Verteilungsreservoir 1 mit einer Pegelmesseinrichtung 2 zum Messen des Wasserpegels darin versehen. Wasserpumpen 3 sind angeordnet, um Wasser von einem Chlormischreservoir 9 dem Verteilungsreservoir 1 zuzuführen. Die Wasserpumpen 3 werden durch einen Pumpenstart/Pumpenstopp-Befehl gesteuert, der von einem Pumpenzahl-Steuerteil 4 abgeleitet wird. Der Pumpenzahl-Steuerteil 4 bestimmt die Anzahl von Pumpen, die von einem Signal betrieben werden, das von der Pegelmesseinrichtung 2 abgeleitet wird. 5 bezeichnet ein Leitungsnetz eines Verteilungsgebietes. Hinsichtlich des Pumpenstarts/Pumpenstopps wird der Pumpenstart um 30 min verzögert, um der Durchflussänderungszeit einer Chloreinspritzausrüstung 10 zu entsprechen, und der Pumpenstopp, wird um 30 min verzögert, um einer Durchflussänderungszeit davon zu entsprechen.
Das Verteilungsreservoir der Wasserverteilungseinrichtung muss die Abfederungsfunktion von Wasserlieferungs- und Zeitschwankungen bereitstellen. Die einfachste Steuerung des Wasserpegels des Verteilungsreservoirs ist eine Steuerung auf den konstanten Wasserpegel, die jedoch in der Praxis bei der Abfederungsfunktion unwirksam ist. Obwohl eine Steuerung auf einen stündlich festgelegten Ziel-Wasserpegel, die Zeitschwankungen in der Wasserverteilung berücksichtigt, ein bestimmtes Ergebnis erhält, erzeugt diese häufig einen Tag, bei dem ein Ergebnis aufgrund der Tatsache nicht zufriedenstellend ist, dass das Verteilungsmuster nicht jeden Tag konstant ist. In Hinblick auf einen Unfall, der oberstromig des Verteilungsreservoirs auftritt, muss das Verteilungsreservoir eine Wasserspeicherungs/Wasserverteilungs-Kapazität bereitstellen. Um diese Anforderung voll zu erfüllen, wird der Wasserpegel des Verteilungsreservoirs immer auf einen höheren Wert innerhalb des Bereiches einer effektiven Tiefe festgelegt. Jedoch muss der Wasserpegel bis zu einem gewissen Grad schwanken, um die Anforderung der Abfederungsfunktion zu erfül len, und er muss einen höheren konstanten Wert einhalten, um die Anforderung bei Auftreten eines Unfalls zu erfüllen.
Es ist eine Steuerung erforderlich, die jene Anforderungen, die miteinander im Konflikt stehen, zufriedenstellend ausgleichen kann. Eine derartige ideale Steuerung ist jedoch bisher noch nicht erreicht worden.
Außerdem beschädigen die erhöhten Häufigkeiten von Pumpenstart/ Pumpenstopp bei den obigen Steuerungen die Einrichtung und Geräte, was zu einer verringerten Haltbarkeit derselben führt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Steuerungseinrichtungen für Wasserverteilungseinrichtungen bereitzustellen, die eine effiziente Steuerung der Wasserverteilung und eine verbesserte Haltbarkeit der Geräte zulassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß ist ein System zum Steuern einer Wasserverteilungseinrichtung mit einer Filtrationsanlage und einem Reservoir zum Verteilen von Wasser auf ein Gebiet vorgesehen, wobei das System umfasst: ein Mittel zum Zuführen von Wasser von der Filtrationsanlage zu dem Reservoir, wobei das Zufuhrmittel zumindest eine Pumpe umfasst, eine Pegelmesseinrichtung, die in dem Reservoir angeordnet ist, um einen Wasserpegel in dem Reservoir zu messen, einen ersten Durchflussmesser, der zwischen dem Reservoir und dem Zufuhrmittel angeordnet ist, um eine zu dem Reservoir gelenkte Wasserlieferung zu messen, einen zweiten Durchflussmesser, der zwischen dem Reservoir und dem Gebiet angeordnet ist, um eine zu dem Gebiet gelenkte Wasserzufuhr zu messen, und eine Steuerungseinrichtung, die mit der Pegelmesseinrichtung, dem ersten Durch flussmesser und dem zweiten Durchflussmesser verbunden ist, wobei das Steuerungssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil die Wasserlieferung empfängt, wobei der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil in Art einer Zeitreihe die Wasserlieferung als integrierte Daten pro Zeiteinheit sammelt und vergangene Zeitreihendaten über die Wasserlieferung in einem Zustandsraum n-ter Dimension und um t Stunden verzögert einbettet, um so Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten zu bilden, und dass die Steuerungseinrichtung den Wasserpegel, die Wasserzufuhr, die Wasserlieferung und die Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten empfängt, wobei die Steuerungseinrichtung einen ersten Teil zum Berechnen eines vorhergesagten Wasserpegels nach einer Zeiteinheit gemäß den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten und einen zweiten Teil zum Steuern des Zufuhrmittels gemäß dem vorhergesagten Wasserpegel umfasst, wobei der zweite Teil eine Pumprate der zumindest einen Pumpe verringert, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als der höchste Sollwasserpegel innerhalb eines Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist, und eine Pumprate der zumindest einen Pumpe erhöht, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als ein höchster Sollwasserpegel innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist (vgl. Anspruch 1). Eine alternative Lösung ist in Anspruch 6 angegeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer Steuerungseinrichtung einer Wasserverteilungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Zeichnung, die das Einbetten von Zeitreihen-Wasserlieferungsdaten in einen n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum zeigt;
3 ist eine Ansicht ähnlich wie 2, die die Dynamik von einem Datenvektor x(T) zu einem Datenvektor x(T + s) zeigt;
4A–4C sind Graphen, die die Ergebnisse der Steuerung der ersten Ausführungsform zeigen;
5 ist eine Ansicht ähnlich den 4A – 4C, die die Ergebnisse einer Steuerung des Standes der Technik, wie er in 21 gezeigt ist, zeigt;
6 ist eine Ansicht ähnlich 5, die Kurven von Durchfluss über Wasserpegel/Druck für fünf Pumpen zeigt, die bei der ersten Ausführungsform und dem Stand der Technik untersucht wurden;
7 ist eine Ansicht ähnlich 1, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8A–8B sind Ansichten ähnlich 6, die die Ergebnisse einer Steuerung der zweiten Ausführungsform zeigen;
9 ist eine Ansicht ähnlich 7, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A–l0C sind Ansichten ähnlich den 8A–8B, die die Ergebnisse einer Steuerung der dritten Ausführungsform zeigen;
11 ist eine Ansicht ähnlich den 10A–10C, die die Ergebnisse einer Steuerung des Standes der Technik zeigen;
12A–12C sind Ansichten ähnlich 11, die Schwankungen der Chlorkonzentration zeigen;
13 ist eine Ansicht ähnlich den 12A – 12C, die Schwankungen der Chlorkonzentration zeigt;
14 ist eine Ansicht ähnlich 9, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist eine Ansicht ähnlich 13, die die Ergebnisse einer Steuerung der vierten Ausführungsform zeigt;
16 ist eine Ansicht ähnlich 15, die die Ergebnisse einer Steuerung des Standes der Technik zeigt;
17 ist eine Ansicht ähnlich 16, die Kurven von Durchfluss über Wasserpegel/Druck für fünf Pumpen zeigt, die bei der vierten Ausführungsform und dem Stand der Technik untersucht wurden, wobei alle Pumpen in den Betrieb mit variabler Drehzahl gebracht wurden;
18 ist eine Ansicht ähnlich 17, die Kurven von Durchfluss über Wasserpegel/Druck für fünf Pumpen zeigt, die bei der fünften Ausführungsform untersucht wurden, wobei eine Pumpe in den Betrieb mit variabler Drehzahl gebracht wurde;
19 ist eine Ansicht ähnlich 18, die die Ergebnisse einer Steuerung der fünften Ausführungsform zeigt;
20 ist eine Ansicht ähnlich 19, die die Ergebnisse einer Steuerung des Standes der Technik zeigt;
21 ist eine Ansicht ähnlich 14, die eine bekannte Steuerungseinrichtung einer Wasserverteilungseinrichtung zeigt;
22 ist eine Ansicht ähnlich 21, die eine andere bekannte Steuerungseinrichtung einer Wasserverteilungseinrichtung zeigt; und
23 ist eine Ansicht ähnlich 22, die eine weitere bekannte Steuerungseinrichtung einer Wasserverteilungseinrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Anhand der Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, wird eine Beschreibung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen einer Steuerungseinrichtung einer Wasserverteilungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
Die 1–4 und 6 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, bei der eine Steuerungseinrichtung einer Wasserverteilungseinrichtung auf eine Pumpenzahl-Steuerung angewandt wird. Nach 1 ist ein Verteilungsreser voir 11 mit einer Pegelmesseinrichtung 12 zum Messen des Wasserpegels darin versehen. Wasserpumpen 13 sind angeordnet, um klares Wasser, das temporär in einem Klarwasserreservoir, nicht gezeigt, angesammelt worden ist, dem Verteilungsreservoir 11 zuzuführen. Die Pegelmesseinrichtung 12 wandelt den Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 11 in ein elektrisches Signal um, das an einen Pumpenzahl-Steuerteil 14 geliefert wird. Das Verteilungsreservoir 11 verteilt klares Wasser durch natürlichen Fall auf ein Kanalnetz 15 eines Verteilungsgebietes gemäß seinem Bedarf.
Der Pumpenzahl-Steuerteil 14 empfängt zusätzlich zu einem elektrischen Signal, das von der Pegelmesseinrichtung 12 abgeleitet wird, ein elektrisches Signal, das von einem ersten Durchflussmesser 16 zum Messen der Wasserzufuhr der Wasserpumpen 13 abgeleitet wird, und ein elektrisches Signal, das von einem zweiten Durchflussmesser 17 zum Messen der Wasserlieferung des Verteilungsreservoirs 11 abgeleitet wird. Der Pumpenzahl-Steuerteil 14 bestimmt den Start/Stopp der Wasserpumpen 13 gemäß diesen elektrischen Signalen, d. h. dem Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 11, der Wasserzufuhr, der Wasserlieferung und Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten, wie es später beschrieben wird, um einen Pumpenstart/pumpenstopp-Befehl zum Steuern der Wasserpumpen 13 zu liefern.
Ein Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 empfängt ein elektrisches Signal, das die Wasserlieferung angibt und von dem zweiten Durchflussmesser 17 abgeleitet wird, und liefert Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten an den Pumpenzahl-Steuerteil 14 auf seine Anforderung. Es wird der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 beschrieben, der ein Verfahren einer Kurzzeitbedarf-Prädiktion annimmt, das auf der Chaostheorie beruht. Der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 sammelt in Art einer Zeitreihe die Wasserlieferung als integrierte Daten pro Zeiteinheit, und bettet zurückliegende Zeitrei hendaten über die Wasserlieferung in einen Zustandsraum von n Dimensionen und t Stunden verzögert sein.
Zunächst wird ein Vektor (y(t), y(t – τ), y(t – 2τ), ..., y(t – (n – 1)τ)), wobei r eine Verzögerungszeit ist, aus Zeitreihendaten über die Wasserlieferung erstellt. Der Vektor stellt einen Punkt in einem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum ⌈Rⁿ⌋ dar. Wenn die Zeit t verändert wird, beschreibt der Vektor somit einen Weg in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum, wie es in 2 gezeigt ist. In den 2 – 3 ist ein Datenvektor z(T), der durch die letzte Beobachtung erhalten worden ist, in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum aufgetragen. Es sei angenommen, dass ein Datenvektor nahe des Datenvektors z(T) x(i) ist, und dass der Zustand des Datenvektors x(i) nach s Schritten x(i + s) ist. Es sei außerdem angenommen, dass ein vorhergesagter Wert eines Datenvektors z(T + s) nach den s Schritten Az(T + s) ist. Es ist anzumerken, dass nachstehend A einen vorhergesagten Wert begleitet. Eine Änderung des Zustandes x(i) in den Zustand x(i + s) nach den s Schritten kann als Sprache ausgedrückt unter Verwendung von x(i) und x(i + s) dargestellt werden:
WENN x(T) x(i) ist, ist DANN x(T + s) x(i + s) (1)
In der Formel (1) ist x(T) ein Satz, der den Datenvektor in der Nähe des Datenvektors z(T) in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum darstellt, und x(i) ist ein Satz, der darin den Datenvektor x(T) nach den s Schritten darstellt, so dass die Dynamik aus dem Zustand z(T) in den Zustand z(T + s) auf der Grundlage der Dynamik von dem Zustand x(i) in den Zustand x(i + s) abgeschätzt werden kann.
Ein Attraktor, der in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum eingebettet ist, ist ein sogenannter Smooth Manifold, und ein Weg von z(T) zu z(T + s) wird durch eine Euklidische Distanz zwischen z(T) und x(i) beeinflusst. Außerdem ist die folgende Formel gegeben:
x(i) = (y(i), y(i – τ), y(i – 2τ), ... y(i – (n – 1)r)) x(i + s) = (y(i + s), y(i + s – τ), (i + s – 2τ), ... y(i + s(n – 1)τ)) (2)
Wenn eine j-Achse in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum vermerkt wird, kann die Formel (2) wie folgt dargestellt werden:
WENN aj(T) yj(i) ist, ist DANN aj(T + s) yj(i + s) (3)
(j = 1 bis n)
wobei aj(T) eine j-Achsen-Komponente eines Nachbarwertes x(i) von z(T) in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum ist, und aj (T + s) eine j-Achsen-Komponente eines Nachbarwertes x(i + s) von z(T) darin ist, und n eine Einbettungsdimensionszahl ist.
Ein Weg von Z(T) zu Az(T + s) wird durch eine Vektordistanz von z(T) zu x(i) aufgrund der Tatsache nichtlinear beeinflusst, dass der eingebettete Attraktor ein Smooth Manifold ist. Wenn somit die Formel (3) durch eine Fuzzy-Funktion dargestellt wird, um die Abbildung von x(T) auf x(T + s) nichtlinear vorzunehmen, ist die folgende Formel gegeben:
WENN aj(T) yj(i) ist, ist DANN aj(T + s) ŷj(i + s) (4)
(j = 1 bis n)
wobei ŷj(i) ein Fuzzy-Wert von yj(i) ist, und yj(i) ein vorhergesagter Wert von yj (i) ist.
Da z(T) = (y(T), y(T – τ), y(T – 2τ), ... y(T – (n – 1)τ)) ist, ist eine j-Achsen-Komponente von z(T) in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum yj(T). Somit ist eine j-Achsen-Komponente eines vorhergesagten Wertes [Λz(T + s)] des Datenvektors z(T + s), der den Datenvektor z(T) nach den s Schritten angibt, welcher durch die Fuzzy-Inferenz erhalten werden kann, indem ein Fuzzy-Wert [ŷj(T)] in aj(T) in der Formel (4) substituiert wird, aj(T + s) .
Der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 liefert Prädiktionsdaten über den Bedarf des Verteilungsgebietes, der auf die obige Weise erhalten wird, an den Pumpenzahl-Steuerteil 14 auf dessen Anforderung. Der Pumpenzahl-Steuerteil 14 umfasst einen Berechnungsteil für einen vorhergesagten Wasserpegel und einen Pumpenstart/Pumpenstopp-Steuerteil. Zunächst wird der Betrieb des Berechnungsteils für den vorhergesagten Wasserpegel beschrieben. Der Berechnungsteil für den vorhergesagten Wasserpegel berechnet einen vorhergesagten Wasserpegel L1 nach einer Zeiteinheit, die in dem Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 angenommen wird, auf der Grundlage der folgenden Formel:
L1 = (Q0 – Q1)/S + L0
Dann ist der vorhergesagte Wasserpegel L2 nach zwei Zeiteinheiten wie folgt:
L2 = (Q0 – Q2)/S + L1
Gleichermaßen sind vorhergesagte Wasserpegel L3, L4, L5 ... L12 nach drei, vier, fünf,... zwölf Zeiteinheiten wie folgt:
L3 = (Q0 – Q)/S + L2
L4 = (Q0 – Q4)/S + L3
L4 = (Q0 – Q5)/S + L4
L12 = (Q0 – Q12)/S + L11,
wobei S eine Bodenfläche des Verteilungsreservoirs 11 ist, L0 ein gegenwärtiger Wasserpegel ist, Q0 eine Wasserzufuhr (Integration von gegenwärtigen Werten) der Wasserpumpen 13 (pro Zeiteinheit) ist, Q1 eine vorhergesagte Wasserlieferung während einer ersten Zeiteinheit (pro Zeiteinheit) ist, Q2 eine vorhergesagte Wasserlieferung während einer zweiten Zeiteinheit (pro Zeiteinheit) ist, usw.
Als nachstes wird der Betrieb des Pumpenstart/Pumpenstopp-Steuerteils beschrieben. Der Pumpenstart/Pumpenstopp-Steuerteil führt eine Steuerung einer Verlangsamung einer Wasserpumpe 13 aus, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als ein höchster Sollwasserpegel ist oder eine Pumpenzahl den Wasserpegel HWL innerhalb des Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ET, die zur Pumpenzahl-Steuerung verwendet wird, verringert, und eine Steuerung einer Beschleunigung einer Wasserpumpe 13, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als ein niedrigster Sollwasserpegel ist oder eine Pumpenzahl den Wasserpegel LWL innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ET erhöht. Die Wasserpumpen 13 werden durch einen Pumpen start/Pumpenstopp-Befehl gesteuert, der von dem Pumpenzahl-Steuerteil 14 in der obigen Art abgeleitet wird.
In den 4A–5 werden die Ergebnisse einer Steuerung der ersten Ausführungsform und des Standes der Technik, wie er in 21 beschrieben ist, miteinander verglichen. In den 4A–5C sind Sollwerte bei der ersten Ausführungsform wie folgt. Der höchste Sollwasserpegel HWL beträgt 9 m, der niedrigste Sollwasserpegel LWL beträgt 5 m, eine Zeiteinheit beträgt 1 h, eine vorhergesagte effektive Zahl ET beträgt 8, die Steuerperiode beträgt 1 h, und die effektive Tiefe des Verteilungsreservoirs 11 beträgt 10 m. Zur Vorhersage oder Prädiktion der Wasserlieferung wird die Wasserlieferung pro Stunde während 1,5 Monaten vor dem Start der Steuerung in den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 eingegeben.
4A zeigt Daten über einen Tag mit einem Start der Wasserpumpen 13, wobei angezeigt wird, dass die dritte Pumpe 13 an einem Punkt B gestartet wird. Es ist aus 4A zu verstehen, dass der Pumpenstart nicht ^an einem Punkt A auftritt, da kein Problem mit einem vorhergesagten Wasserpegel auftritt, obwohl der Wasserpegel bei diesem niedriger als der bei dem Punkt B ist, und dass er bei dem Punkt B auftritt, da vorhergesagt wird, dass der künftige Wasserpegel niedriger ist.
4B zeigt Daten über einen Tag mit einem Stopp der Wasserpumpen 13, wobei angezeigt wird, dass die dritte Wasserpumpe 13 an einem Punkt D gestoppt wird. Es ist aus 4B zu verstehen, dass der Pumpenstopp nicht an einen Punkt C auftritt, da kein Problem mit einem vorhergesagten Wasserpegel auftritt, obwohl der Wasserpegel bei diesem höher als der bei dem Punkt D ist, und dass er bei dem Punkt D auftritt, da vorhergesagt wird, dass der künftige Wasserpegel höher ist.
4C zeigt Daten über einen Tag ohne Start/Stopp der Wasserpumpen 13, wobei angezeigt wird, dass der Wasserpegel gemäß Schwankungen der Wasserlieferung geringfügig schwankt.
5 zeigt Daten über einen typischen Tag aus dem Stand der Technik, wobei angezeigt wird, dass der Wasserpegel gemäß Schwankungen der Wasserlieferung schwankt, und ein Pumpenstart/Pumpenstopp jedes Mal dann auftritt, wenn der Wasserpegel Sollwerte, wie etwa LT1, übersteigt, um diesen innerhalb des Steuerbereiches zu halten, was zu einer erhöhten Häufigkeit davon führt. Es ist anzumerken, dass Sollwerte im Stand der Technik die gleichen sind wie bei der ersten Ausführungsform.
Bei der ersten Ausführungsform wurden Daten über 14 aufeinander folgende Tage untersucht. Die Pumpenstarthäufigkeit beträgt 5, und der Wasserpegel schwankt zwischen HWL und LWL geringfügig und übersteigt weder HWL noch LWL. Ebenso werden beim Stand der Technik Daten über 14 aufeinander folgende Tage in einer Periode mit einer Gesamtwasserlieferung untersucht, die ähnlich ist wie die der ersten Ausführungsform. Die Pumpenstarthäufigkeit beträgt 52, und der Wasserpegel übersteigt weder HWL noch LWL. Die Anzahl von betriebenen Pumpen beträgt bei der ersten Ausführungsform 2-3, wohingegen sie beim Stand der Technik 1-3 beträgt.
6 zeigt Kurven von Durchfluss über Wasserpegel/Druck für fünf Pumpen, die bei der ersten Ausführungsform und dem Stand der Technik untersucht wurden. Die erste Ausführungsform nimmt die allgemeine Ausgestaltung an, die die Wasserpumpen 13 in parallelem Betrieb und eine gemeinsame Wasserleitung umfasst, wobei in Hinblick auf den Leitungszug die Wasserzufuhr die Decke beschleunigt erreicht, da die Anzahl von betriebenen Pumpen 13 erhöht ist. Das heißt, dass die Effizienz jeder Wasserpumpe 13 bei beschleunigt reduzierter Wasserzufuhr herabgesetzt ist. Deshalb wird in Hinblick auf eine Energieeinsparung der Pumpenbetrieb vorzugsweise mit weniger Änderung der Anzahl von betriebenen Pumpen 13 und einer langsamen Änderung derselben ausgeführt, was zwei Durchflusswerte sicherstellt, zwischen denen die durchschnittliche Wasserlieferung positioniert ist. Ein derartiger Pumpenbetrieb entspricht dem der ersten Ausführungsform, wobei der Betrieb von zwei Pumpen 13 und der von drei Pumpen 13 langsam wiederholt ausgeführt wird.
Bei der ersten Ausführungsform empfängt die Wasserverteilungseinrichtung klares Wasser von einer Filtrationsanlage und verteilt es auf ein Verteilungsgebiet. In Hinblick auf den Aufbau stellt die Filtrationsanlage vorzugsweise eine stabile Zufuhr einer im Wesentlichen gegebenen Menge klaren Wassers bereit, so dass der Zustand der ersten Ausführungsform, bei der der Betrieb der beiden Pumpen 13 und der der drei Pumpen 13 langsam wiederholt ausgeführt wird, einen größeren Effekt hinsichtlich eines stabilen Laufs der Filtrationsanlage erzeugt.
Als nächstes wird die Wirkung der ersten Ausführungsform beschrieben. Gemäß der ersten Ausführungsform beträgt die pumpenstarthäufigkeit während 14 Tagen lediglich 5, was eine ausgezeichnete Steuerung nicht nur in Hinblick auf allein die Haltbarkeit der Wasserpumpen 13 und die zugehörigen Geräte bedeutet, sondern auch eine Energieeinsparung hinsichtlich einer größeren Elektrizitätsmenge beim Pumpenstart. Außerdem beträgt die Anzahl von betriebenen Pumpen 13 lediglich 2-3, was zu einem Pumpenbetrieb mit dem höchsten Wirkungsgrad und zu einer stabilen Wasseraufnahme von der Filtrationsanlage, d. h. einem ausgezeichneten Lauf der Wasserverteilungseinrichtung führt.
Die 7–8B zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, bei der die Steuerungseinrichtung der Wasserverteilungseinrichtung auf eine Ventilöffnungssteuerung angewandt wird. Im Allgemeinen wird klares Wasser, das in einer Filtrationsanlage erzeug wird, einem Verteilungsreservoir in einem Verteilungsgebiet durch natürlichen Fall oder durch Wasserpumpen zugeführt. Das Verteilungsreservoir kann klares Wasser gemäß der erforderlichen Menge aufnehmen, indem ein Wasserventil gesteuert wird. Da jedoch die Filtrationsanlage klares Wasser nur auf konstante Weise , erzeugen kann, sollte das Verteilungsreservoir oft betrieben werden, um klares Wasser mit näher bei einem konstanten Durchfluss liegenden Durchfluss in Hinblick auf die Charakteristik des gesamten Systems aufzunehmen. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Durchfluss klaren Wassers von der Filtrationsanlage durch ein Wasserventil 21 gesteuert. Das Verteilungsreservoir 11 verteilt über eine Verteilungspumpe 22 klares Wasser auf ein Leitungsnetz 15 in dem Verteilungsgebiet gemäß seinem Bedarf.
Der Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 11 wird von einer Pegelmesseinrichtung 12 gemessen und an ein Wasserventil-Steuerteil 23 geliefert. Die durch das Wasserventil 21 aufgenommene Wassermenge wird von einem ersten Durchflussmesser 16 gemessen und an den Wasserventil-Steuerteil 23 geliefert. Außerdem wird die Wasserlieferung des Verteilungsreservoirs 11 von einem zweiten Durchflussmesser 17 gemessen und an den Wasserventil-Steuerteil 23 geliefert. Ein Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 empfängt ein elektrisches Signal, das die Wasserlieferung angibt und von dem zweiten Durchflussmesser 17 abgeleitet, und liefert Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten an den Wasserventil-Steuerteil 23 auf seine Anforderung hin. Der Wasserventil-Steuerteil 23 bestimmt den Öffnungsgrad des Wasserventils 21 auf der Grundlage des Wasserpegels, der Wasserlieferung und der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten, um einen Ventilöffnungs/Ventilschließ-Befehl zum Steuern des Ventilöffnungsgrades bereitzustellen.
Der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 nimmt ein baryzentrisches Verfahren an, das ein vereinfachtes lokales Fuzzy-Rekonstruktionsverfahren ist. Bezüglich des lokalen Fuzzy-Rekonstruktionsverfahrens siehe U. S. Patentanmeldung von Tadashi IOKIBE, Serial No. 08/395,980. Das baryzentrische Verfahren nimmt die gleichen Schritte an wie jene des lokalen Fuzy-Rekonstruktionsverfahrens bis zum Einbetten von Daten z(T) in dem n-dimensionalen rekonstruierten Zustandsraum und der Extraktion von Daten in der Nähe von z(T). Zur Vorhersage wird der Schwerpunkt eines Wertes der Daten in der Nähe von z(T) in Hinblick auf eine j-Achsen-Komponente von z(T) erhalten, um als vorhergesagter Wert zu dienen. Der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 liefert Prädiktionsdaten über den Bedarf des Verteilungsgebietes, der auf die obige Weise erhalten wird, an den Wasserventil-Steuerteil 23 auf seine Anforderung hin.
Der Wasserventil-Steuerteil 23 umfasst einen Berechnungsteil für den vorhergesagten Wasserpegel, wie es bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist, und einen Ventil-Steuerteil. Es wird der Betrieb des Ventil-Steuerteils beschrieben. Der Ventil-Steuerteil führt eine Steuerung des Schließens des Wasser-Ventils 21 um eine vorbestimmte Größe aus, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als der höchste Sollwasserpegel HWL ist, woraufhin das Ventil einen allmählich schließenden Betrieb innerhalb des Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ET ausführt, und eine Steuerung eines Öffnens des Wasserventils 21 um eine vorbestimmte Größe, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als ein niedrigster Sollwasserpegel LWL ist, woraufhin das Ventil einen allmählich öffnenden Betrieb innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädik tionseffektivzahl ET ausführt. Das Wasserventil 21 wird durch einen Ventilsteuerbefehl gesteuert, der von dem Ventil-Steuerteil 21 auf die obige Art abgeleitet wird.
In den 8A–8B werden die Ergebnisse einer Ventilöffnungssteuerung der zweiten Ausführungsform und derjenigen des Standes der Technik miteinander verglichen. In den 8A–8B sind Sollwerte bei der zweiten Ausführungsform wie folgt. Der höchste Sollwasserpegel HWL beträgt 9 m, der niedrigste Sollwasserpegel LWL beträgt 6 m, eine Zeiteinheit beträgt 1 h, eine vorhergesagte effektive Zahl ET beträgt 8, die Steuerperiode beträgt 1 h und die effektive Tiefe des Verteilungsreservoirs 11 beträgt 10 m. Zur Vorhersage der Wasserlieferung wird die Wasserlieferung pro Stunde während 1,5 Monaten vor dem Start der Steuerung in den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 eingegeben.
8A zeigt Daten über einen Tag mit einer Steuerung des Wasserventils 21, wobei angezeigt wird, dass das Wasserventil 21 an einem Punkt B geöffnet wird. Es ist aus 8A zu verstehen, dass der Ventilöffnungsgrad an einem Punkt A nicht verändert wird, da kein Problem mit einem vorhergesagten Wasserpegel auftritt, obwohl der Wasserpegel bei diesem im Wesentlichen gleich dem bei dem Punkt B ist, und dass er allmählich bei dem Punkt B erhöht wird, da vorhergesagt wird, dass ein zukünftiger Wasserpegel niedriger sein wird. Andererseits schwankt bei dem Stand der Technik, wie er in 8B gezeigt ist, der Wasserpegel gemäß Schwankungen der Wasserlieferung, und der allmählich öffnende/schließende Betrieb des Ventils tritt jedes Mal dann auf, wenn der Wasserpegel Sollwerte, wie etwa LT1, übersteigt. Die Steuerung des Standes der Technik kann den Wasserpegel innerhalb des Steuerbereiches halten, hat aber den Nachteil, dass die Häufigkeit von Ventileinstellungen erhöht ist.
Bei der zweiten Ausführungsform wurden Daten über 14 aufeinander folgende Tage untersucht. Die Häufigkeit der Ventilöffnung beträgt 3. Der Grund für die geringere Häufigkeit des Ventilbetriebes bei der zweiten Ausführungsform ist, dass der Ventilöffnungsgrad selbst einem Wert entspricht, bei dem Schwankungen des Wasserpegels die Breite des gesteuerten Wasserpegels optimieren, und sobald er sich stabilisiert hat, kaum verändert wird. Der Wasserpegel schwankt geringfügig zwischen HWL und LWL und übersteigt weder HWL noch LWL. Ebenso wurden beim Stand der Technik Daten über 14 aufeinander folgende Tage in einer Periode untersucht, wobei die Gesamtwasserlieferung ähnlich ist wie die bei der zweiten Ausführungsform. Die Häufigkeit des Ventilbetriebes beträgt 55, und der Wasserpegel übersteigt weder HWL noch LWL.
Als nächstes wird die Wirkung der zweiten Ausführungsform beschrieben. Gemäß der zweiten Ausführungsform ermöglicht eine Steuerung, die eine Kurzzeitbedarf-Prädiktion annimmt, selbst bei Steuerung des Verteilungsreservoirs 11, das klares Wasser durch das Wasserventil 21 aufnimmt, eine Verringerung der Häufigkeit des Ventilbetriebes. Ferner entspricht der Ventilöffnungsgrad bei Steuerung des Verteilungsreservoirs 11, das klares Wasser durch das Wasserventil 21 aufnimmt, selbst einem Wert, bei dem die Häufigkeit des Ventilbetriebes im Laufe der Zeit minimiert wird, wodurch eine stabilere Steuerung ermöglicht wird. Außerdem ermöglicht eine Verringerung der Häufigkeit des Ventilbetriebes eine stabile Aufnahme klaren Wassers von der Filtrationsanlage, was zu einem stabilen Lauf der Filtrationsanlage und einer Versorgung mit klarem Wasser mit niedrigen Kosten aufgrund einer möglichen Verringerung der Größe von Wassertanks beiträgt. Außerdem ist eine geringere Häufigkeit des Ventilbetriebes wirksam, um die Wasserhammerwirkung zu verhindern, wenn klares Wasser durch lange Leitungen usw. zugeführt wird. Schließlich deckt die Untersuchung auf, dass das baryzentrische Verfahren für die Chaos-Kurzzeitbedarf-Prädiktion recht exzellente Steuerergebnisse erzielen kann.
Die 9–13 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, bei der die Steuerungseinrichtung der Wasserverteilungseinrichtung auf eine Pumpenzahl-Steuerung für ein Chlormischreservoir angewandt wird. In 9 sind Wasserpumpen 13 angeordnet, um klares Wasser, das temporär in einem Klarwasserreservoir, nicht gezeigt, angesammelt worden ist, einem Verteilungsreservoir 11 zuzuführen. Das Verteilungsreservoir 11 verteilt klares Wasser durch eine Verteilungspumpe 22 auf ein Leitungsnetz 15 eines Verteilungsgebietes gemäß seinem Bedarf. Der Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 11 wird von einer Pegelmesseinrichtung 12 gemessen, die mit einem Pumpenzahl-Steuerteil 14 versehen ist. Die Wasserz^ufuhr der Wasserpumpen 13 wird von einem ersten Durchflussmesser 16 gemessen und an einen Pumpenzahl-Steuerteil 14 geliefert. Außerdem wird die Wasserlieferung des Verteilungsreservoirs 11 von einem zweiten Durchflussmesser 17 gemessen und auch an den Pumpenzahl-Steuerteil 14 geliefert.
Die Wasserlieferung, die von dem zweiten Durchflussmesser 17 gemessen wird, wird auch an einen Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 geliefert, der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten an den Pumpenzahl-Steuerteil 14 auf seine Anforderung hin ausgibt. Der Pumpenzahl-Steuerteil 14 bestimmt den Start/Stopp der Wasserpumpen 13 gemäß dem Wasserpegel, der Wasserzufuhr, der Wasserlieferung und den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten, um einen Pumpenstart/Pumpenstopp-Befehl zum Steuern der Wasserpumpen 13 bereitzustellen. In Hinblick auf die Tatsache, dass nach dem Start der Wasserpumpen 13 eine Chloreinspritzausrüstung 15 Zeit zum Verändern der Einspritzmenge benötigt, wird der Pumpenstart 30 Minuten nach der Pumpenstartbestimmung ausgeführt. Gleichermaßen wird der Pumpenstopp 30 Minuten nach der Pumpenstoppbestimmung ausgeführt.
Der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 stellt eine Kurzzeitbedarf-Prädiktion wie folgt sicher. Zunächst werden zurückliegende Wasserliefermuster in drei Tagestypen klassifiziert:
Typ 1: Montag–Freitag
Typ 2: Samstag
Typ 3: Sonntag und nationaler Urlaub (der vor Sonntag liegt)
Zur Kurzzeitbedarf-Prädiktion eines Tages werden drei nächstliegende Tage aus den zurückliegenden Tagen des gleichen Typs gemäß dem Typ des Tages ausgewählt, um aus Wasserverteilungsdaten jener Tage Daten über eine Prädiktionszeit zu extrahieren, deren Durchschnitt bestimmt wird, um einen vorhergesagten Wert zu erhalten. Wenn z. B. die Wasserlieferung an einem Donnerstag bei 11 festgestellt wird, werden drei nächstliegende Tage des Typs 1, d. h. vorhergehender Montag, letzter Freitag und letzter Donnerstag, untersucht, um den Durchschnitt der Wasserlieferungen der drei Tage festzustellen (540 m³ am Montag bei 11, 600 m³ am Freitag bei 11 und 510 m³ am Donnerstag bei 11), wodurch ein vorhergesagter Wert von 550 m³ erhalten wird.
Als nächstes wird der Pumpenzahl-Steuerteil 14 beschrieben. Dieser Steuerteil 14 stellt die gleiche Steuerung wie die des Pumpenzahl-Steuerteils 14 sicher, wie er bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass für Start/Stopp der Wasserpumpen 13 der Pumpenstart um 30 min verzögert ist, um einer Änderungszeit der Einspritzmenge der Chloreinspritzausrüstung 25 zu entsprechen, und der Pum penstopp um 30 min verzögert ist, um einer Änderungszeit einer ^Einspritzmenge davon zu entsprechen.
Anhand der 10A–10C werden die Ergebnisse der Steuerung der dritten Ausführungsform und des Standes der Technik, wie er in 11 beschrieben ist, miteinander verglichen. In den 10A –10C sind Sollwerte bei der dritten Ausführungsform wie folgt. Der höchste Sollwasserpegel HWL beträgt 9 m, der niedrigste Sollwasserpegel LWL beträgt 5 m, eine Zeiteinheit beträgt 1 h, eine vorhergesagte effektive Zahl ET beträgt 8, die Steuerperiode beträgt 1 h, eine Wartezeit bis zum Pumpenstart nach der Pumpenstartbestimmung beträgt 30 min, und die effektive Tiefe des Verteilungsreservoirs 11 beträgt 10 m. Zur Vorhersage der Wasserlieferung wird die Wasserlieferung pro Stunde während 2 Monaten vor dem Start der Steuerung in den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 eingegeben.
10A zeigt Daten über einen Tag mit einem Start der Wasserpumpe 13, wobei angezeigt wird, dass der Pumpenstart 30 min nach der Pumpenstartbestimmung auftritt. 10B zeigt Daten über einen Tag mit einem Stopp der Wasserpumpen 13, wobei angezeigt wird, dass der Pumpenstopp 13 30 min nach der Pumpenstoppbestimmung auftritt. l0C zeigt Daten über einen Tag ohne Start/Stopp der Wasserpumpen 13, wobei angezeigt wird, dass der Wasserpegel auf diese Weise schwankt, wenn kein Pumpenstart/Pumpenstopp benötigt wird.
11 zeigt Daten über einen typischen Tag beim Stand der Technik, wobei angezeigt wird, dass der Wasserpegel gemäß Schwankungen der Wasserlieferung schwankt und der Pumpenstart/Pumpenstopp in Übereinstimmung damit auftritt. Der Pumpenstart tritt 30 min nach der Pumpenstartbestimmung auf, und der Pumpenstopp tritt 30 min nach der pumpenstoppbestimmung auf. An diesem Tag beträgt die Pumpenstarthäufigkeit 4, und die Pumpenstopphäufigkeit beträgt 4.
Bei der dritten Ausführungsform wurden Daten über 14 aufeinander folgende Tage untersucht. Die Pumpenstarthäufigkeit beträgt 5. Die Untersuchung deckt auf, dass trotz einer Verzögerung der Durchflussänderung der Chloreinspritzausrüstung 25 die Steuerung des Verteilungsreservoirs 11 auf der Grundlage der Kurzzeitbedarf-Prädiktion sehr exzellent ist. Außerdem ist aufgrund der geringeren Häufigkeit von Pumpenstart/ Pumpenstopp, wie es in den 10A–10B gezeigt ist, die Änderungshäufigkeit der Einspritzmenge der Chloreinspritzausrüstung 25 kleiner ist, wie es in den 12A–12B gezeigt ist. An dem Tag, wenn kein Pumpenstart/ Pumpenstopp auftritt, wie es in 10C gezeigt ist, schwankt die Einspritzmenge der Chloreinspritzausrüstung 25, wie es in 12C gezeigt ist, wodurch eine Wasserverteilung mit einer stabilen Chlorkonzentration ermöglicht wird. Gleichermaßen wurden beim Stand der Technik Daten über 14 aufeinander folgende Tage in einer Periode untersucht, wobei die Gesamtwasserlieferung ähnlich wie die der dritten Ausführungsform ist. Die Pumpenstarthäufigkeit betrug 57. Da die Einspritzmenge der Chloreinspritzausrüstung 25 nach dem Pumpenstart/Pumpenstopp verändert werden sollte, bewirkt eine größere Häufigkeit von Pumpenstart/Pumpenstopp, wie es in 11 gezeigt ist, größere Schwankungen der Chlorkonzentration im verteilten Wasser, wie es in
13 gezeigt ist.
Als nächstes wird die Wirkung der dritten Ausführungsform beschrieben. Gemäß der dritten Ausführungsform beträgt die Pumpenstarthäufigkeit selbst bei der Einrichtung, bei der ein sofortiger Pumpenstart nicht möglich ist, während 14 Tagen nur 5, was nicht nur eine ausgezeichnete Steuerung in Hinblick auf die Haltbarkeit der Wasserpumpen 13 und die Energieeinsparung wie bei der ersten Ausführungsform, sondern auch einen stabilen Lauf der Chloreinspritzausrüstung 25 bedeutet. Ferner beträgt die Anzahl von betriebenen Pumpen 13 wie bei der ersten Ausführungsform lediglich 2-3, was zu einem Pumpenbetrieb mit dem höchsten Wirkungsgrad und zu einer stabilen Wasseraufnahme von der Filtrationsanlage, d. h. einem exzellenten Lauf der Wasserverteilungseinrichtung, führt. Außerdem beruht die Kurzzeitbedarf-Prädiktion auf einem Verfahren einer Musterklassifikation von zurückliegenden Daten, was einen ausgezeichneten Lauf der Wasserverteilungseinrichtung als ein anderes Prädiktionsverfahren sicherstellt.
Die 14–17 zeigen eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 zeigt eine Wasserverteilungseinrichtung, bei der die Steuerungseinrichtung der Wasserverteilungseinrichtung auf eine Steuerung der Pumpenzahl/der variablen Drehzahl angewandt wird. In 14 sind Wasserpumpen 13 angeordnet, um klares Wasser, das temporär in einem Klarwasserreservoir, nicht gezeigt, angesammelt worden ist, einem Verteilungsreservoir 11 zuzuführen. Die Wasserpumpen 13 werden durch einen Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 zum Betrieb mit einer variablen Drehzahl gesteuert. Der Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 liefert einen Pumpenstart/Pumpenstopp-Befehl und einen Befehl für einen Betrieb mit variabler Drehzahl.
Der Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 empfängt ein elektrisches Signal, das von einer Pegelmesseinrichtung 12 abgeleitet wird, ein elektrisches Signal, das von einem ersten Durchflussmesser 16 zum Messen der Wasserzufuhr der Wasserpumpen 13 abgeleitet wird, und ein elektrisches Signal, das von einem zweiten Durchflussmesser 17 zum Messen der Wasserlieferung des Verteilungsreservoirs 11 abgeleitet wird. Der Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 bestimmt den Start/ Stopp der Wasserpumpen 13 gemäß diesen elektrischen Signalen, d. h. dem Wasserpegel, der Wasserzufuhr, der Wasserlieferung und von Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten, um die Wasserpumpen 13 zu steuern. Die Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten werden von einem Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 ausgegeben.
Der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 liefert Prädiktionsdaten (Vorhersagedaten) über den Bedarf des Verteilungsgebietes, die auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden, an den Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 auf seine Anforderung hin. Der Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 umfasst einen Berechnungsteil für einen vorhergesagten Wasserpegel und einen Bestimmungsteil für einen Pumpensteuerungsbefehlswert. Der Betrieb des Berechnungsteils für einen vorhergesagten Wasserpegel wird hier nicht beschrieben, da er auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform arbeitet. Nachstehend wird der Betrieb des Bestimmungsteils des Wertes des Pumpensteuerungsbefehls beschrieben.
Der Bestimmungsteil für den Wert des Pumpensteuerungsbefehls führt eine Steuerung einer Verlangsamung einer Wasserpumpe 13 aus, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als ein höchster Sollwasserpegel HWL innerhalb des Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ET ist, und eine Steuerung einer Beschleunigung einer Wasserpumpe 13, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als ein niedrigster Sollwasserpegel LWL innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ET ist. Außerdem führt der Bestimmungsteil für einen Pumpsteuerungsbefehlswert eine Verringerung der Drehzahl der Wasserpumpen 13 aus, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als HWL innerhalb des Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl VT ist, die für eine Steuerung der variablen Drehzahl verwendet wird, und eine Steuerung einer Erhöhung der Drehzahl der Wasserpumpen 13, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als LWL innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl VT ist. Die Betriebsgröße der variablen Drehzahl der Wasserpumpen 13 ist durch die folgende Formel gegeben, die Fehler des vorhergesagten Wasserpegels, d. h. Abweichungen von dem Steuerbereich, innerhalb von VT integriert:
Betriebsgröße (%) = F(FEHLER)×VERSTÄRKUNG×100,
wobei VERSTÄRKUNG eine Verstärkung einer Schwankung der variablen Drehzahl ist.
Um die Steuerung der vierten Ausführungsform und die des Standes der Technik, wie er in 16 gezeigt ist, zu vergleichen, wird eine Beschreibung hinsichtlich einer Wasserverteilungseinrichtung vorgenommen, die die Steuerung der Pumpenzahl/variablen Drehzahl anstelle des Pumpenzahl-Steuerteils annimmt, wie es in 21 gezeigt ist. Wenn bei dieser Wasserverteilungseinrichtung der Wasserpegel des Verteilungsreservoirs 1 höher als der erste gesteuerte Wasserpegel LT1 ist, beträgt die Anzahl von betätigen Pumpen 3 eins. Es ist anzumerken, dass LT1 gleich dem höchsten Sollwasserpegel HWL ist.
Wenn der Wasserpegel höher als der zweite gesteuerte Wasserpegel LT2 ist, wird die Zahl von betriebenen Pumpen 3 durch die folgende Formel auf zwei festgelegt:
LT2 = ((HWL – LWL)/3)×1 – HWL.
Wenn der Wasserpegel zwischen dem zweiten gesteuerten Wasserpegel LT2 und dem dritten gesteuerten Wasserpegel LT3 liegt, wird die Zahl von betriebenen Pumpen 3 durch die folgende Formel auf drei festgelegt:
LT3 = ((HWL – LWL)/3)×2 – HWL.
Wenn der Wasserpegel zwischen LT4 und LT3 liegt, beträgt gleichermaßen die Anzahl von betriebenen Pumpen 3 vier. Es ist anzumerken, dass LT4 gleich dem niedrigsten Sollwasserpegel LWL ist. Wenn der Wasserpegel niedriger als LT4 ist, beträgt die Anzahl der betriebenen Pumpen 3 fünf.
Eine Schwankung der Drehzahl der Wasserpumpen 3 wird durch die folgende Formel bestimmt:
Betriebsgröße (%) = FEHLER(T)×VERSTÄRKUNG(T)×100,
wobei FEHLER(T) ein Fehler des Wasserpegels oder eine Abweichung von dem Steuerbereich ist, und VERSTÄRKUNG(T) eine Verstärkung einer Schwankung der variablen Drehzahl ist.
In den 15–16 werden die Ergebnisse der Steuerung der vierten Ausführungsform und des Standes der Technik miteinander verglichen. In 15 sind Sollwerte bei der vierten Ausführungsform wie folgt. Der höchste Sollwasserpegel HWL beträgt 9 m, der niedrigste Sollwasserpegel LWL beträgt 5 m, eine Zeiteinheit beträgt 1 h, eine vorhergesagte effektive Zahl ET, die zur Pumpenzahlsteuerung verwendet wird, beträgt 3, eine vorhergesagte effektive Zahl VT, die zur Steuerung der variablen Drehzahl verwendet wird, beträgt 8, die Steuerperiode beträgt 1 h, die VERSTÄRKUNG(T) beträgt 0,05 und die effektive Tiefe des Verteilungsreservoirs 11 beträgt 10 m. Zur Prädiktion oder Vorhersage der Wasserliefe rung wird die Wasserlieferung pro Stunde während 1,5 Monaten vor dem Start der Steuerung in dem Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 eingegeben. In 16 sind Sollwerte im Stand der Technik wie folgt. HWL beträgt 9 m, LWL beträgt 6 m, eine Mitte des Sollwasserpegels MWL beträgt 7,5 m und die Steuerperiode beträgt 1 h, und die VERSTÄRKUNG(T) beträgt 0,1.
Anhand von 15 werden die Ergebnisse der Steuerung der vierten Ausführungsform beschrieben. Es ist aus 15 zu verstehen, dass kein Pumpenstart/Pumpenstopp auftritt, und ein Befehl eines Betriebes mit variabler Drehzahl von 97% zu 95% bei 22 verändert wird. Der Wasserpegel schwankt innerhalb des Steuerbereiches geringfügig. Während 14 aufeinander folgender Tage beträgt die Pumpenstarthäufigkeit 0 und die Häufigkeit der Erzeugung eines Befehls eines Betriebes mit variabler Drehzahl beträgt 30.
In 16 sind die Ergebnisse der Steuerung des Standes der Technik beschrieben. Es ist aus 16 zu verstehen, dass der Wasserpegel gemäß Schwankungen der Wasserlieferung schwankt, und dass der Pumpenstart/Pumpenstopp jedes Mal dann auftritt, wenn der Wasserpegel Sollwerte, wie etwa LT3, übersteigt, um diesen innerhalb des Steuerbereiches zu halten, wobei eine erhöhte Häufigkeit von Pumpenstart/Pumpenstopp und einer Erzeugung eines Befehls für einen Betrieb mit variabler Drehzahl vorliegt. Während 14 aufeinander folgender Tage beträgt die Häufigkeit von Pumpenstart/Pumpenstopp 79 und die Häufigkeit der Erzeugung eines Befehls für einen Betrieb mit variabler Drehzahl beträgt 160.
17 zeigt Kurven von Durchfluss über Wasserpegel/Druck für fünf Pumpen, die bei der vierten Ausführungsform und der Ausführungsform untersucht werden, wobei alle Pumpen in dem Betrieb mit variabler Drehzahl gebracht sind. In 17 entsprechen die QH-Kurven von oben 100% Drehzahl, 95% Drehzahl, 90% Drehzahl und 85% Drehzahl. Die vierte Ausführungsform nimmt die allgemeine Ausgestaltung an, die die Wasserpumpen 13 in parallelem Betrieb und eine gemeinsame Wasserleitung umfasst, wobei in Hinblick auf den Leitungszug die Wasserzufuhr die Decke beschleunigt erreicht, wenn die Anzahl von betriebenen Pumpen 13 erhöht ist. Das heißt der Wirkungsgrad jeder Wasserpumpe 13 wird mit beschleunigt abnehmender Wasserzufuhr verringert.
Deshalb wird in Hinblick auf eine Energieeinsparung der Pumpenbetrieb vorzugsweise ausgeführt mit weniger Änderung der Anzahl von betriebenen Pumpen 13, und zwar der minimalen Anzahl davon, um die durchschnittliche Wasserzufuhr zu ermöglichen, und der Durchfluss wird durch den Betrieb mit variabler Drehzahl fein eingestellt. Dies entspricht bei der vierten Ausführungsform dem Zustand, dass der Betrieb von drei Wasserpumpen 13 kontinuierlich ausgeführt wird, wobei der Durchfluss durch den Betrieb mit variabler Drehzahl eingestellt wird. Der Betrieb mit variabler Drehzahl, der bei dem energetischen Wirkungsgrad ausgezeichnet ist, trägt zu einer Verbesserung der Steuergenauigkeit bei, wobei der energetische Wirkungsgrad wenig herabgesetzt ist.
Bei der vierten Ausführungsform nimmt die Wasserverteilungseinrichtung klares Wasser von einer Filtrationsanlage zur Wasserverteilung auf. In Hinblick auf den Aufbau stellt die Filtrationsanlage vorzugsweise eine stabile Zufuhr einer im Wesentlichen gegebenen Menge klaren Wassers bereit, so dass der Zustand der vierten Ausführungsform, bei der der Betrieb von drei Pumpen 13 kontinuierlich ausgeführt wird, wobei der Durchfluss durch einen Betrieb mit variabler Drehzahl eingestellt wird, einen großen Effekt hinsichtlich eines stabilen Laufes der Filtrationsanlage erzeugt.
Als nächstes wird die Wirkung der vierten Ausführungsform beschrieben. Gemäß der vierten Ausführungsform beträgt die Pumpenstarthäufigkeit während 14 Tagen 0, was eine ausgezeichnete Steuerung in Hinblick auf nicht nur die Haltbarkeit der Wasserpumpen 13 und der zugehörigen Geräte, sondern auch eine Energieeinsparung hinsichtlich einer größeren Menge von Elektrizität beim Pumpenstart bedeutet. Außerdem beträgt die Häufigkeit der Erzeugung eines Befehls für eine variable Drehzahl während 14 Tagen lediglich 30, was zu einer stabilen Wasserzufuhr führt. Außerdem beträgt die Anzahl von betriebenen Pumpen 13 lediglich 3 mit dem durch den Betrieb mit variabler Drehzahl eingestellten Durchfluss, was zu einem Pumpenbetrieb mit dem höchsten Wirkungsgrad und zu einer stabilen Wasseraufnahme von der Filtrationsanlage, d. h. einem ausgezeichneten Lauf der Wasserverteilungseinrichtung führt.
Die 18–20 zeigen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen gleich ist wie die vierte Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass die Anzahl von Pumpen 13, die in den Betrieb mit variabler Drehzahl genommen ist, 1 ist. 18 zeigt die Wasserzufuhr, die durch die Wasserpumpen 13 bei dieser Ausführungsform sichergestellt wird. Bei der fünften Ausführungsform arbeiten der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil 18 und der Steuerteil für eine Pumpenzahl/variable Drehzahl 26 im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie jene bei der vierten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass eine Pumpe 13 in den Betrieb mit variabler Drehzahl genommen ist.
In den 19–20 werden die Ergebnisse der Steuerung der fünften Ausführungsform und des Standes der Technik miteinander verglichen. Bei der fünften Ausführungsform tritt, wie es aus 19 zu sehen ist, der Pumpenstart/ Pumpenstopp nicht auf, und ein Befehl eines Betriebes mit variabler Drehzahl wird bei 14 von 90% zu 92% verändert. Der Wasser pegel schwankt innerhalb des Steuerbereiches geringfügig. Während 14 aufeinander folgender Tage beträgt die Pumpenstarthäufigkeit 0 und die Häufigkeit der Erzeugung eines Befehls für einen Betrieb mit variabler Drehzahl beträgt 25.
Beim Stand der Technik schwankt, wie es aus 20 zu sehen ist, der Wasserpegel gemäß Schwankungen der Wasserlieferung, und ein Pumpenstopp tritt jedes Mal dann auf, wenn der Wasserpegel Sollwerte, wie etwa LT3, übersteigt. Der Wasserpegel schwankt innerhalb des Steuerbereiches geringfügig, aber die Häufigkeit des Pumpenstarts/Pumpenstopps und der Erzeugung eines Befehls für eine variable Drehzahl ist größer. Als Beispiel beträgt während 14 aufeinander folgender Tage die Pumpenstarthäufigkeit 58 und die Häufigkeit der Erzeugung eines Befehls für einen Betrieb mit variabler Drehzahl beträgt 188.
Es ist somit zu verstehen, dass die fünfte Ausführungsform einen stabilen Betrieb der Wasserpumpen 13 mit einer Energieeinsparung sicherstellt, was zu einem stabilen Lauf der Wasserverteilungseinrichtung führt.
Es ist anzumerken, dass die Steuerung der Pumpenzahl/des Betriebes mit variabler Drehzahl bei der vierten und bei der fünften Ausführungsform auf den Pumpenzahl-Steuerteil 13 bei der dritten Ausführungsform anwendbar ist.

Claims

System zum Steuern einer Wasserverteilungseinrichtung mit einer Filtrationsanlage und einem Reservoir (11) zur Verteilung von Wasser auf ein Gebiet, wobei das System umfasst: ein Mittel (13; 21) zum Zuführen von Wasser von der Filtrationsanlage zu dem Reservoir (11), wobei das Zufuhrmittel zumindest eine Pumpe (13) umfasst, eine Pegelmesseinrichtung (12), die in dem Reservoir (11) angeordnet ist, um einen Wasserpegel in dem Reservoir zu messen, einen ersten Durchflussmesser (16), der zwischen dem Reservoir (11) und dem Zufuhrmittel (13; 21) angeordnet ist, um eine zu dem Reservoir (11) gelenkte Wasserzufuhr zu messen, einen zweiten Durchflussmesser (17), der zwischen dem Reservoir (11) und dem Gebiet angeordnet ist, um eine zu dem Gebiet gelenkte Wasserzufuhr zu messen, und eine Steuerungseinrichtung (14; 23), die mit der Pegelmesseinrichtung (12), dem ersten Durchflussmesser (16) und dem zweiten Durchflussmesser (17) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil (18) die Wasserlieferung empfängt, wobei der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil (18) in Art einer Zeitreihe die Wasserlieferung als integrierte Daten pro Zeiteinheit sammelt und vergangene Zeitreihendaten über die Wasserlieferung in einem Zustandsraum n-ter Dimension und um t Stunden verzögert einbettet, um so Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten zu bilden, und dass die Steuerungseinrichtung (14) den Wasserpegel, die Wasserzufuhr, die Wasserlieferung und die Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten empfängt, wobei die Steuerungseinrichtung (14) einen ersten Teil zum Berechnen eines vorhergesagten Wasserpegels nach einer Zeiteinheit gemäß den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten und einen zweiten Teil zum Steuern des Zufuhrmittels gemäß dem vorhergesagten Wasserpegel umfasst, wobei der zweite Teil eine Pumprate der zumindest einen Pumpe (13) verringert, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als der höchste Sollwasserpegel innerhalb eines Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist, und eine Pumprate der zumindest einen Pumpe (13) erhöht, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als der niedrigste Sollwasserpegel innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) die zumindest eine Pumpe (13) betreibt.
System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) ferner einen dritten Teil zum Verringern der Drehzahl der zumindest einen Pumpe (13) umfasst, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als der höchste Sollwasserpegel innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist, und zum Erhöhen der Drehzahl der zumindest einen Pumpe (13), wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als der niedrigste Sollwasserpegel innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe der Drehzahlen, die durch den dritten Teil betrieben werden, gegeben ist durch: Größe (%) = F(FEHLER)×VERSTÄRKUNG×100, wobei FEHLER ein Fehler des Wasserpegels und VERSTÄRKUNG eine Verstärkung der Drehzahländerung ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Chloreinspritzausrüstung (10) mit der Steuerungseinrichtung (14) verbunden ist, wobei die Chloreinspritzausrüstung (10) Chlor in ein Chlormischreservoir (9) einspritzt, wenn die Steuerungseinrichtung (14) die zumindest eine Pumpe (14) startet und stoppt, wobei der Start und der Stopp der zumindest einen Pumpe (14) um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert ist, um einer Zeit zu entsprechen, die erforderlich ist, damit die Chloreinspritzausrüstung (10) eine Einspritzmenge an Chlor ändern kann.
System zum Steuern einer Wasserverteilungseinrichtung mit einer Filtrationsanlage und einem Reservoir (11) zur Verteilung von Wasser auf ein Gebiet, wobei das System umfasst: ein Mittel (13; 21) zum Zuführen von Wasser von der Filtrationsanlage zu dem Reservoir (11), wobei das Zufuhrmittel zumindest ein Ventil (21) umfasst, eine Pegelmesseinrichtung (12), die in dem Reservoir (11) angeordnet ist, um einen Wasserpegel in dem Reservoir (11) zu messen, einen ersten Durchflussmesser (16), der zwischen dem Reservoir (11) und dem Zufuhrmittel (13; 21) angeordnet ist, um eine zu dem Reservoir gelenkte Wasserzufuhr zu messen, einen zweiten Durchflussmesser (17), der zwischen dem Reservoir (11) und dem Gebiet angeordnet ist, um eine zu dem Gebiet gelenkte Wasserzufuhr zu messen, und eine Steuerungseinrichtung (14; 23), die mit der Pegelmesseinrichtung (12), dem ersten Durchflussmesser (16) und dem zweiten Durchflussmesser (17) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil (18) die Wasserzufuhr empfängt, wobei der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil (18) in Art einer Zeitreihe die Wasserzufuhr als integrierte Daten pro Zeiteinheit sammelt und vergangene Zeitreihendaten über die Wasserzufuhr in einem Zustandsraum n-ter Dimension und um t Stunden verzögert einbettet, um so Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten zu bilden, und dass die Steuerungseinrichtung (23) den Wasserpegel, die Wasserzufuhr, die Wasserlieferung und die Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten empfängt, wobei die Steuerungseinrichtung (23) einen ersten Teil zum Berechnen eines vorhergesagten Wasserpegels nach einer Zeiteinheit gemäß den Kurzzeitbedarf-Prädiktionsdaten und einen zweiten Teil zum Steuern des Zufuhrmittels (21) gemäß dem vorhergesagten Wasserpegel umfasst, wobei der zweite Teil das zumindest eine Ventil (21) um eine vorbestimmte Größe schließt, wenn der vorhergesagte Wasserpegel höher als der höchste Sollwasserpegel innerhalb eines Bereiches einer voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist, und das zumindest eine Ventil (21) um eine vorbestimmte Größe öffnet, wenn der vorhergesagte Wasserpegel niedriger als der niedrigste Sollwasserpegel innerhalb des Bereiches der voreingestellten Prädiktionseffektivzahl ist.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (23) einen Öffnungsgrad des zumindest einen Ventils (21) steuert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzzeitbedarf-Prädiktionsteil auf Grundlage der Chaostheorie betrieben ist.