JP2002022100A

JP2002022100A - 異常放水・漏水の早期発見システム

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Publication number: JP2002022100A
Application number: JP2000201815A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Makiuchi; 淑実牧内
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; FFC Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; FFC Ltd
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-23
Anticipated expiration: 2020-07-04
Also published as: JP4297310B2

Abstract

(57)【要約】【課題】異常放水・漏水に繋がる前兆を検出して、異常
放水または漏水を早期に発見するシステムを提供する。【解決手段】１次側配水池１や２次側配水池３で検出さ
れる配水池水位瞬時データや加圧ポンプ２で検出される
稼働開始／停止信号を用いて、演算処理手段７は異常放
水・漏水に繋がる前兆を演算処理により検出して警報出
力手段８に警報を出力させる。これにより異常放水また
は漏水を早期に発見する異常放水・漏水の早期発見シス
テムとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水場におけるプ
ラントの水運用を監視して異常放水・漏水の早期発見を
実現するようにした異常放水・漏水の早期発見システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、異常放水・漏水を発見するシステ
ムとしては、浄水場のプラントおよび水運用を監視して
異常を検出している。従来のシステムにおける異常通知
方法としては、（１）浄水場の配水池水位の異常変化など、異常事態と
して予め割付てある設定まで到ったことをセンサ等が検
出して出力する、ＤＩ（Digital Input Data：ディジタ
ルインプットデータ）である異常信号を中央計算機が受
信した場合に異常事態が発生したと判断し、異常発生通
知が出力される。（２）上下限値・上上下下限値により決定される許容範
囲を設定しておき、この許容範囲から逸脱したＡＩ（An
alog Input Data：アナログインプットデータ）であ
る検出信号を検出した場合に異常事態が発生したと判断
し、異常発生通知が出力される。

【０００３】そして、これら異常発生通知を浄水場のオ
ペレータが確認し、オペレータの判断で異常放水や漏水
などの異常を発見していた。しかしながら、異常発生通
知がなされた時点では異常事態が相当進行したような場
合であり、異常発生通知がなされたから異常に対処した
のでは遅いような場合もあり、断水のように最悪の事態
に到るおそれもある。

【０００４】このため、水を安定供給するためには、異
常事態となった時点で異常発生通知を行うのではなく、
異常の前兆を掴むことによって異常放水や漏水を早期発
見し、対処すればよい。この早期発見を実現するため、
信号点のあるプラント設備からの異常（機器、計測値）
のみでなく、関連する他のプラント設備の異常も検出す
ることで早期発見できるという着想を得た。

【０００５】このように異常が起こる前兆を早い時期に
察知して、適切な対策を講じるという点に着目した先行
技術としては、例えば、特開平９−２３９３９７号（発
明の名称：メタン発酵制御方法）が開示されている。先
行技術によれば、メタン発酵タンク内の液相ｐＨ値と揮
発性有機酸の成分を計測し、これら計測値を用いて非電
離揮発性有機濃度を求め、この非電離揮発性有機濃度が
所定範囲内に収まるようにメタン発酵タンクに投入され
る基質投入量を制御するというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機性
排水および有機性廃棄物の嫌気的処理分野においては、
上記先行技術が存在するが、浄水場における異常放水や
漏水の検出において異常が起こる兆候が何であるかにつ
いては開示されたものは従前存在しなかった。本発明者
は、観察・実験のもと、このような異常放水や漏水の前
兆となる物理量の知見を得た。これら物理量を用いて、
浄水場における異常放水や漏水の早期発見が可能であ
る。

【０００７】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、異常放水・漏水に
繋がる前兆を検出することで、異常放水または漏水を早
期に発見するためのシステムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の異常放水・漏水の早期発見システム
によれば、浄水場におけるプラントの水運用を監視して
異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、検
定時間内にわたる配水池の水位降下量を時系列的に算出
し、最新の水位降下量が、直前の水位降下量を用いて算
出した許容水位降下量を越える場合に、配水池の後段の
プラントに異常放水または漏水の前兆があると判断する
手段を備えることを特徴とする。

【０００９】また、請求項２記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、加圧ポンプと１次側配水池とを結ぶ配水管
内の１次圧力の低下により運転中の加圧ポンプが停止制
御され、かつ、２次側配水池の配水池水位量が規定水位
量を下回る場合に、加圧ポンプと１次側配水池との間に
異常放水または漏水の前兆があると判断する手段を備え
ることを特徴とする。

【００１０】また、請求項３記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、加圧ポンプの２次側にある２次側配水池の
水位が上昇するときの検定時間内水位差が予め定められ
た最低上昇水位幅を下回る場合に、加圧ポンプと２次側
配水池との間に異常放水または漏水の前兆があると判断
する手段を備えることを特徴とする。

【００１１】また、請求項４記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、直列に連続して配置される複数台の加圧ポ
ンプを連動して運転し、ある加圧ポンプの稼働開始後、
水流方向で後段に隣接する加圧ポンプが規定時間以内に
稼働開始しない場合に、異常放水または漏水の前兆があ
ると判断する手段を備えることを特徴とする。

【００１２】また、請求項５記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、直列に連続して配置される複数台の加圧ポ
ンプを連動して運転し、ある加圧ポンプの稼働停止後、
水流方向で前段に隣接する加圧ポンプが規定時間以内に
稼働停止しない場合に、異常放水または漏水の前兆があ
ると判断する手段を備えることを特徴とする。

【００１３】また、請求項６記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、１台の加圧ポンプが稼働開始して検定開始
時間経過後、加圧ポンプから出力される流量が予め定め
られた規定流量以下の場合に、異常放水または漏水の前
兆があると判断する手段を備えることを特徴とする。

【００１４】また、請求項７記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、並列配置される複数台の加圧ポンプを連動
して運転し、複数台の加圧ポンプの稼働開始されて検定
開始時間経過後、複数台の加圧ポンプから出力される流
量が予め定められた規定流量以下の場合に、異常放水ま
たは漏水の前兆があると判断する手段を備えることを特
徴とする。

【００１５】また、請求項８記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、１台の加圧ポンプの運転中に加圧ポンプか
ら出力される流量が予め定められた規定流量以下で検定
時間連続する場合に、異常放水または漏水の前兆がある
と判断する手段を備えることを特徴とする。

【００１６】また、請求項９記載の異常放水・漏水の早
期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの水
運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシステ
ムであって、並列配置される複数台の加圧ポンプを連動
して運転し、複数台の加圧ポンプの運転中に加圧ポンプ
から出力される流量が予め定められた規定流量以下で検
定時間連続する場合に、異常放水または漏水の前兆があ
ると判断する手段を備えることを特徴とする。

【００１７】また、請求項１０記載の異常放水・漏水の
早期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの
水運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシス
テムであって、並列に配置される２台の加圧ポンプを連
動して運転し、運転中の２台の加圧ポンプから出力され
る流量が１台運転切換流量を所定期間以上にわたり下回
る場合に、異常放水または漏水の前兆があると判断する
手段を備えることを特徴とする。

【００１８】また、請求項１１記載の異常放水・漏水の
早期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの
水運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシス
テムであって、並列に配置される２台の加圧ポンプの
内、１台を運転し、運転中の１台の加圧ポンプから出力
される流量が２台運転切換流量を所定期間以上にわたり
上回る場合に、異常放水または漏水の前兆があると判断
する手段を備えることを特徴とする。

【００１９】また、請求項１２記載の異常放水・漏水の
早期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの
水運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシス
テムであって、並列に配置される２台の加圧ポンプの
内、容量大加圧ポンプを運転し、運転中の容量大加圧ポ
ンプから出力される流量が、容量小ポンプ運転切換流量
を所定期間以上にわたり下回る場合に、異常放水または
漏水の前兆があると判断する手段を備えることを特徴と
する。

【００２０】また、請求項１３記載の異常放水・漏水の
早期発見システムによれば、浄水場におけるプラントの
水運用を監視して異常放水・漏水を早期に発見するシス
テムであって、並列に配置される２台の加圧ポンプの
内、容量小加圧ポンプを運転し、運転中の容量小加圧ポ
ンプから出力される流量が、容量大ポンプ運転切換流量
を所定期間以上にわたり上回る場合に、異常放水または
漏水の前兆があると判断する手段を備えることを特徴と
する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の異常放水・漏水の
早期発見システム（以下、単に早期発見システムと略称
する。）について説明する。まず、第１実施形態につい
て説明する。早期発見システムには各種形態がある。第
１実施形態は請求項１の発明に係るものであって、配水
池水位異常降下監視により異常放水または漏水を監視す
る早期発見システムである。

【００２２】配水池水位異常降下監視では、配水管の事
故による漏水、または、火事などによる多量の放水など
を原因とする急激な配水池水位の降下の検出を目的とす
る。従前では、配水池の水位降下が下限異常に達成し、
その状況を判断して対応するので初期対応が遅くなり、
配水池から殆どの水が流出してしまう事態が起こってい
た。そこで、最新の水位降下量と直前の水位変化量とを
比較して、最新の水位降下量が著しく水位降下している
か否かを検出する。この配水池水位異常降下を漏水また
は異常放水の前兆とすることで、配水池から水が殆ど流
出するという事態に到らないようにする。

【００２３】続いて本早期発見システムの基本構成につ
いて説明する。図１は、第１〜第４実施形態に共通する
早期発見システムの基本構成を説明するシステム構成図
である。図１で示すように、浄水場には１次側配水池
１、加圧ポンプ２、２次側配水池３がプラント設備とし
て備わっている。早期発見システムは、これらプラント
設備の水運用状態を検出する検出手段を備えており、１
次側配水池１には１次側配水池水位検出手段４が、加圧
ポンプ２には稼働開始／停止検出手段５が、２次側配水
池３には２次側配水池水位検出手段６が設置される。

【００２４】そして、１次側配水池水位検出手段４およ
び２次側配水池水位検出手段６が配水池水位データを検
出し、また、稼働開始／停止検出手段５が稼働開始／停
止信号を検出し、それぞれ演算処理手段７へ出力する。
演算処理手段７は具体的には中央計算機等であって後述
する演算処理を行い、異常放水・漏水へ繋がる前兆を判
断し、警報を出力させるように警報出力手段８を制御す
る。

【００２５】本実施形態の早期発見システムは、図１の
うち、１次側配水池水位検出手段４、２次側配水池水位
検出手段６と、演算処理手段７、警報出力手段８を少な
くとも備えているものとする。配水池水位量は、具体的
には、アナログ工業値（ＡＩ）である配水池水位瞬時デ
ータにより計測される。

【００２６】続いて配水池水位異常降下監視における前
兆の具体的判断手法について説明する。図２は配水池水
位異常降下監視の判断手法を説明する説明図である。図
２で示すように、横軸の時刻ｔ_２、ｔ_１、ｔ_０と経過す
るにつれ、縦軸の配水池水位量が下がっていく場合であ
って時刻ｔ_２、ｔ_１間の基準水位降下量ΔＨ_１、およ
び、時刻ｔ_１、ｔ_０間の検定水位降下量ΔＨ_０とする。
そして基準水位降下量ΔＨ _１を用い、次式を算出する。

【００２７】

【数１】

【００２８】ここに、ΔＨ_２は許容水位降下量であり、
許容水位変化率は、通常の配水池の配水池水位量（漏水
または異常放水等が発生していないときのデータ）を数
日間にわたりサンプリングし、この中から最大降下した
変化率を許容水位変化率と設定する。この許容水位変化
率はシステムメンテナンスを行う際に設定可能であり、
任意の時に顧客が設定できる。

【００２９】この場合、ΔＨ_０＜ΔＨ_２を満たす、つま
り、最新の検定水位降下量ΔＨ_０が許容水位降下量ΔＨ
_２より小さい場合は、異常放水・漏水の前兆はないと判
断する。また、ΔＨ_０＞ΔＨ_２を満たす、つまり、最新
の検定水位降下量ΔＨ_０が許容水位降下量ΔＨ_２より大
きい場合は、配水池水位が急激に下がっているものであ
り異常放水・漏水の前兆があると判断する（図２で示す
状態）。なお、警報が一旦発生された後でもそののちに
ΔＨ_０＜ΔＨ_２を満たすような状態となったら前兆はな
いものとして取り消す（復帰条件）

【００３０】この判断がなされるための各種条件があ
り、時刻ｔ_２の水位ｈ_２＞時刻ｔ_１の水位ｈ_１、かつ、
時刻ｔ_１の水位ｈ_１＞時刻ｔ_０の水位ｈ_０を共に満たす
場合のみ行われる。また、配水池水位が上限を越える、
また、下限を下回る場合にも判断を行わない。この理由
としては、この時点で上下限水位異常の警報が出力され
るためである。また、機器の保守点検などで配水池から
水を完全放出して配水池水位が０出力となる場合もあ
り、この場合は本警報を出力させないように警報出力を
停止しておく。

【００３１】このように１次側配水池水位検出手段４お
よび２次側配水池水位検出手段６が検出する配水池水位
量を演算処理手段７の図示しないメモリが時系列的に蓄
積し、所定期間ごとに演算処理手段７が上記のような判
断手法により判断を行い、前兆があると判断する場合に
警報出力手段８により警報を出力させるものである。な
お、１次側配水池水位検出手段４または２次側配水池水
位検出手段６の何れか一方のみ設置したシステムとして
も良い。

【００３２】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００３３】続いて、第２実施形態について説明する。
第２実施形態は請求項２の発明に係るものであって、加
圧ポンプ１次側の異常放水監視により異常放水・漏水を
監視する早期発見システムである。加圧ポンプ１次側の
異常放水監視について説明する。加圧ポンプ１次側の配
管から異常放水がなされて、１次側の配水管内の圧力が
低下し、加圧ポンプが停止制御される場合がある。この
ため、加圧ポンプの稼働停止信号を検出し、かつ、２次
側の配水池水位が満水でない場合に、配水管内の１次圧
力の低下は異常放水に起因するものとし、特に異常放水
・漏水の前兆として警報を発生する。

【００３４】なお、本早期発見システムは、図１で示し
た示した早期発見システムのうち、２次側配水池水位検
出手段６と、加圧ポンプへ送信される稼働停止信号を検
出する稼働開始／停止検出手段５と、これら２つの検出
手段からの出力を用いて各種演算処理する中央計算機な
どの演算処理手段７を少なくとも備えているものとす
る。配水池水位量は、具体的には、アナログ工業値（Ａ
Ｉ）である配水池瞬時データにより計測される。また、
稼働停止信号は接点データ（ＤＩ）である。

【００３５】続いて加圧ポンプ１次側の異常放水監視に
おける前兆の具体的判断手法について説明する。図３は
加圧ポンプ１次側の異常放水監視を時系列的に説明する
説明図である。図３（ａ），（ｂ）は通常の状態を説明
するものであり、図３（ａ）で示すように、２次側配水
池３で配水池水位量が低下し、加圧ポンプ稼働水位に到
達した場合、稼働開始信号が加圧ポンプ２へ出力され、
加圧ポンプ２は稼働を開始する。そして、図３（ｂ）で
示すように、２次側配水池３の配水池水位が上昇し、加
圧ポンプ停止水位に到達した場合、稼働停止信号が加圧
ポンプ２へ出力され、加圧ポンプ２は稼働を停止する。
このように、加圧ポンプ２が停止する場合は、通常では
２次側配水池３の水位は正常（満水）である。

【００３６】しかしながら、図３（ａ）で示すように、
２次側配水池３で配水池水位が低下して加圧ポンプ２が
稼働している最中に、図３（ｃ）で示すように１次側で
異常放水が発生した場合に配管内の一次圧力は低下し、
最終的に図３（ｄ）で示すように、稼働停止信号が加圧
ポンプ２へ出力され、加圧ポンプ２は稼働を停止する。
このため、２次側の配水３が満水とならず、水位が低い
状態である。

【００３７】そこで図３（ｂ）で示すように、２次側配
水池３が満水で、加圧ポンプ停止水位を越えるまで水位
が上昇し、かつ加圧ポンプ２に稼働停止信号が出力され
た場合は、異常放水または漏水の前兆はないと判断す
る。しかし、図３（ｄ）で示すように、２次側配水池３
は満水でなく、加圧ポンプ停止水位を下回った水位が維
持され、かつ加圧ポンプ２に運転停止信号が出力された
場合は、異常放水または漏水の前兆があると判断する。

【００３８】このように２次側配水池水位検出手段６が
検出して出力する配水池瞬時データ（ＡＩ）、および、
稼働開始／停止検出手段５が検出して出力する稼働停止
信号（ＤＩ）を用いて演算処理手段７が上記のような判
断手法により判断を行い、前兆があると判断する場合に
警報出力手段８により警報を出力させるものである。

【００３９】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００４０】続いて第３実施形態について説明する。第
３実施形態は請求項３の発明に係るものであって、加圧
ポンプ２次側の異常放水監視により異常放水・漏水を監
視する早期発見システムである。加圧ポンプ２次側の異
常放水監視について説明する。図４は、加圧ポンプ２次
側の異常放水監視を説明する説明図であり、図４（ａ）
はそのモデル図である。図４（ａ）で示すように、加圧
ポンプ２の２次側の配管から異常放水がなされて、２次
側の配水管内の圧力が低下し、２次側配水池３の水位が
十分に上昇しない場合がある。このため、加圧ポンプ２
の稼働中において２次側にある配水池水位の上昇率が低
い場合に２次側にある配水管で異常放水が発生している
ものとして検出し、この場合を特に異常放水または漏水
の前兆として警報を発生する。

【００４１】なお、本早期発見システムは、図１で示し
た早期発見システムのうち、２次側配水池水位検出手段
６と、この検出手段からの出力を用いて各種演算処理す
る中央計算機などの演算処理手段７を少なくとも備えて
いるものとする。配水池水位量とは、アナログ工業値
（ＡＩ）である配水池水位瞬時データを計測するもので
ある。さらに加圧ポンプ２の運転停止を検出する稼働開
始／停止検出手段５を備えているものとする。これは復
帰条件として２次側配水池３が満水になった場合、加圧
ポンプは停止するようになされているためである。稼働
停止信号は接点データ（ＤＩ）である。

【００４２】続いて加圧ポンプ２次側の異常放水監視に
おける前兆の具体的判断手法について説明する。図４
（ｂ）は加圧ポンプ２次側の異常放水監視の判断手法を
説明する説明図である。図４で示すように、時刻ｔ_４、
ｔ_３、ｔ_２、ｔ_１、ｔ_０と経過していくに連れ、２次側
配水池３の配水池水位が上昇していく場合であって、時
刻ｔ_１、ｔ _０間の検定時間内水位差が予め定められた設
定値である最低上昇水位幅上回っている場合には、異常
放水または漏水の前兆はないと判断し、逆に下回った場
合は、異常放水または漏水の前兆があると判断する。

【００４３】このように２次側配水池水位検出手段６が
検出する配水池水位瞬時データを演算処理手段７の図示
しないメモリが時系列的に蓄積し、所定期間ごとに演算
処理手段７が上記のような判断手法により判断を行い、
前兆があると判断する場合に警報出力手段８により警報
を出力させるものである。

【００４４】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００４５】続いて第４実施形態について説明する。第
４実施形態は請求項４，５の発明に係るものであって、
ポンプ連動監視により異常放水・漏水を監視する早期発
見システムである。ポンプ連動監視について説明する。
図５はポンプ連動監視を説明する説明図であり、図５
（ａ）はそのモデル図である。図５（ａ）で示すよう
に、直列に連続する２つの加圧所の第１加圧ポンプ２_１
および第２加圧ポンプ２_２では、稼働時間のずれはある
ものの連動運転が基本であり、稼働時当初においてポン
プ連動運転が行われているか否かを監視する。この場
合、２つの加圧所で連動されない場合に異常放水・漏水
に繋がる前兆となる場合がある。

【００４６】なお、本早期発見システムは、図１で示し
た示した早期発見システムに加えて、第１加圧ポンプ２
_１および第２加圧ポンプ２_２へ送信される稼働開始／停
止信号を検出する２個の稼働開始／停止検出手段が第１
加圧ポンプ２_１および第２加圧ポンプ２_２にそれぞれに
接続され、そして、これら２個の検出手段からの出力を
用いて各種演算処理する中央計算機などの演算処理手段
７を少なくとも備えているものとする。稼働開始信号お
よび稼働停止信号は接点データ（ＤＩ）である。

【００４７】続いてポンプ連動監視における前兆の具体
的判断手法について説明する。図５（ｂ），（ｃ）は、
ポンプ連動監視における前兆の判断手法を説明する説明
図である。２つの加圧所で連動されない場合に異常放水
・漏水に繋がる前兆となる場合があるが、図５（ｂ），
（ｃ）で示すように２通りの態様がある

【００４８】第１に図５（ｂ）で示すように第１加圧所
の第１加圧ポンプ２_１の稼働開始から規定時間以内に第
２加圧所の第２加圧ポンプ２_２が稼働されない場合、両
加圧所間の配水管圧力が増大して配水管からの漏水に繋
がる。そこで、この場合を特に異常放水・漏水の前兆と
判断する。具体的には、ポンプ稼働／停止信号により第
１加圧ポンプ２_１の稼働開始時刻を検出し、続いて第２
加圧ポンプ２_２の稼働開始時刻を検出し、これら２の時
刻の差分データを算出して、規定時間内である場合に
は、漏水の前兆はないと判断し、逆に規定時間を越えた
場合には、漏水の前兆があると判断する（図５（ｂ）の
状態）。

【００４９】また、第２に図５（ｃ）で示すように第２
加圧所の第２加圧ポンプ２_２が稼働停止から規定時間以
内に第１加圧所の第１加圧ポンプ２_１が稼働停止されな
い場合、両加圧所間の配水管圧力が増大して配水管から
の漏水に繋がる。そこで、この場合を特に異常放水・漏
水の前兆と判断とする。具体的には、ポンプ稼働／停止
信号から第２加圧ポンプ２_２の稼働停止時刻を検出し、
続いて第１加圧ポンプ２_１の稼働停止時刻を検出し、こ
れら２の時刻の差分データを算出して、規定時間内であ
る場合には、漏水の前兆はないと判断し、逆に規定時間
を越えた場合には、漏水の前兆があると判断する（図５
（ｃ）の状態）。

【００５０】このように２個の稼働開始／停止検出手段
が検出する稼働開始／停止信号を演算処理手段７の図示
しないメモリが蓄積し、演算処理手段７が上記のような
判断手法により判断を行い、前兆があると判断する場合
に警報出力手段８により警報を出力させるものである。

【００５１】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００５２】続いて第５実施形態について説明する。第
５実施形態は請求項６，７の発明に係るものであって、
ポンプ起動時渋滞監視により異常放水・漏水を監視する
早期発見システムである。ポンプ起動時渋滞監視につい
て説明する。図６は、第５〜第８実施形態に共通する早
期発見システムの基本構成を説明するシステム構成図で
ある。図６で示すように、第１加圧ポンプ２_１および第
２加圧ポンプ２_２が並列に接続され、１次側配水池１お
よび２次側配水池３がプラント設備として備わってい
る。

【００５３】早期発見システムは、これらプラント設備
の水運用状態を検出する検出手段を備えており、第１加
圧ポンプ２_１および第２加圧ポンプ２_２には稼働開始／
停止検出手段５が、ポンプ２次側では流量計９が接続さ
れている。そして、稼働開始／停止検出手段５が稼働開
始／停止信号を検出し、また、流量計９が流量データを
検出し、それぞれ演算処理手段７へ出力する。演算処理
手段７は具体的には中央計算機等であって後述する演算
処理を行い、異常放水・漏水へ繋がる前兆を判断し、警
報を出力させるように警報出力手段８を制御する。流量
データは、アナログ工業値（ＡＩ）であり、稼働開始／
停止信号は接点データ（ＤＩ）である。

【００５４】続いてポンプ起動時渋滞監視について説明
する。図７はポンプ起動時渋滞監視を説明する説明図で
ある。先の図６で示すように、並列に接続された第１加
圧ポンプ２_１および第２加圧ポンプ２_２が連動して運転
される。この加圧ポンプへ出力された稼働開始信号を稼
働開始／停止検出手段５を介して制御演算部７が検出し
たとき、流量計９が出力する流量を計測する。そして制
御演算部７は実際に出た流量が予想される流量を満たす
か否かを条件として渋滞監視を行う。この場合、２通り
の態様がある。

【００５５】まず第１の態様として、図６で示す加圧ポ
ンプが１台だけある場合を想定し、１台の加圧ポンプの
みが起動されて検定開始時間経過後の加圧ポンプの流量
が図７（ａ）で示すように規定流量を越える場合には異
常放水・漏水の前兆はないと判断し、また、加圧ポンプ
の流量が図７（ｂ）で示すように規定流量以下の場合に
異常放水・漏水の前兆があると判断し、この場合を特に
前兆として警報を発生する。この場合規定流量は１台の
加圧ポンプの流量である。

【００５６】また、第２の態様として、図６で示すよう
な並列に接続される２台の加圧ポンプが起動されて検定
開始時間経過後の加圧ポンプの流量が図７（ａ）で示す
ように規定流量を越える場合には前兆はないと判断し、
また、加圧ポンプの流量が図７（ｂ）で示すように規定
流量以下の場合に異常放水・漏水の前兆であると判断
し、この場合を特に前兆として警報を発生する。この場
合規定流量は２台の加圧ポンプの流量である。

【００５７】なお、この判断手法は１台，２台に限定す
ることなく、図８で示すようにｎ台の加圧ポンプが並列
接続されているものとし、これら加圧ポンプが起動され
て検定開始時間経過後の加圧ポンプの流量が図７（ａ）
で示すように規定流量を越える場合には前兆はないと判
断し、また、加圧ポンプの流量が図７（ｂ）で示すよう
に規定流量以下の場合に前兆であると判断し、この場合
を特に前兆として警報を発生するようにすることもでき
る。この場合規定流量はｎ台の加圧ポンプの流量であ
る。

【００５８】なお、複数台運転の場合、監視できない場
合がある。図９は２台運転を説明する説明図である。２
台運転では、網掛け部分は、監視できないこととなる。
網掛け部では、１台運転でも２台規定流量が確保できる
ので、２台運転指令中に１台停止したとしても、網掛け
部分の流量を確保していたら、本警報の出力は行われな
い。

【００５９】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００６０】続いて第６実施形態について説明する。第
６実施形態は請求項８，９の発明に係るものであって、
ポンプ運転中渋滞監視により異常放水・漏水を監視する
早期発見システムである。ポンプ運転中渋滞監視につい
て説明する。本実施形態のポンプ渋滞監視では、１台ま
たは複数台のポンプが運転中であるにも拘わらず流量が
十分に流れていないような異常状態を異常放水・漏水の
前兆として判断する。ポンプの運転中に、その流量が検
定時間内にわたり連続でポンプ台数に見合った規定流量
から下回る場合に警報出力を行う。ポンプ運転中渋滞監
視も加圧ポンプが１台または複数台の２態様がある。

【００６１】図１０はポンプ運転中渋滞監視を説明する
説明図である。先の図６で示すシステムのうち第１加圧
ポンプ２_１のみが接続されているものと想定する。接点
データ（ＤＩ）である稼働開始信号が検出され、かつ、
流量計９が計測して出力するアナログ工業値（ＡＩ）で
ある流量データが規定流量を下回った状態が予め規定さ
れた検定時間を越えないと制御演算部７が判断した場合
には前兆はないと判断し、また、図１０の矢印ａの矢先
で示すように、検定時間を越えると制御演算部７が判断
した場合には異常放水・漏水の前兆であると判断し、こ
の場合を特に前兆として警報を発生する。この場合規定
流量は１台の加圧ポンプの流量である。

【００６２】また、先の図６で示すように、並列に接続
された第１加圧ポンプ２_１および第２加圧ポンプ２_２が
連動して運転される場合、図１０で示すように、流量計
９が計測して出力する流量が規定流量を下回った状態が
予め規定された検定時間を越えないと制御演算部７が判
断した場合には前兆はないと判断し、また、図１０の矢
印ａの矢先で示すように、検定時間を越えると制御演算
部７が判断した場合には異常放水・漏水の前兆であると
判断し、この場合を特に前兆として警報を発生するよう
に警報出力部を制御する。この場合規定流量は２台の加
圧ポンプの流量である。なお、この判断手法は１台また
は２台に限定することなく、ｎ台の加圧ポンプがある場
合を想定しても良い。この場合規定流量はｎ台の加圧ポ
ンプの流量である。

【００６３】そして、図１０の矢印ｂの矢先で示すよう
に、これらポンプの運転中に、その流量が検定時間内連
続で規定流量×１．１以上となった場合に、警報復帰と
する。また、ポンプ２台運転の場合において、同様に２
台規定量×１．１以上となった場合に、警報復帰とす
る。規定×１．１とするのはチャタリングを除去するた
めである。

【００６４】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００６５】続いて第７実施形態について説明する。第
７実施形態は請求項１０，１１の発明に係るものであっ
て、ポンプ適正運転監視（１）は手動モードにおけるポ
ンプの適正な運用支援を行い、運用に異常があると判断
される場合には異常放水・漏水を監視する早期発見シス
テムである。

【００６６】ポンプ適正運転監視（１）について説明す
る。図１１は、ポンプ適正運転監視を説明する説明図で
あり、図１１（ａ）はポンプ適正運転監視（１）を説明
する説明図である。先の図６で示すように、並列に接続
された第１加圧ポンプ２_１および第２加圧ポンプ２_２が
連動して運転される。この場合流量に応じて１台運転と
したり、２台運転とし、切換は加圧ポンプの１台運転時
に２台運転切換流量に到ったならば、２台運転に切り換
え、逆に、加圧ポンプの２台運転時に１台運転切換流量
に到ったならば、２台運転に切り換える。このポンプの
運転指令に対して流量データを計測して適正運転監視を
行う。この場合、図１１（ａ）で示すように加圧ポンプ
を２台運転中の流量が、１台運転切換流量を検定時間以
上にわたり下回ったときに前兆があると判断して警報を
出力する。また、逆に加圧ポンプ１台運転中の流量が２
台運転切換流量を検定時間以上にわたり上回ったときに
前兆があると判断する。

【００６７】具体的には、流量計９が計測して出力する
流量データが１台運転切換流量を下回った状態が予め規
定された検定時間を越えないと制御演算部７が判断した
場合には前兆はないと判断し、また、図１１（ａ）の矢
印ｃの矢先で示すように、検定時間を越えると制御演算
部７が判断した場合には異常放水・漏水の前兆であると
判断し、この場合を特に前兆として警報を発生する。

【００６８】また、流量計９が計測して出力する流量が
２台運転切換流量を上回った状態が予め規定された検定
時間を越えないと制御演算部７が判断した場合には前兆
はないと判断し、また、図１１（ａ）の矢印ｄの矢先で
示すように、検定時間を越えると制御演算部７が判断し
た場合には異常放水・漏水の前兆であると判断し、この
場合を特に前兆として警報を発生する。

【００６９】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００７０】続いて第８実施形態について説明する。第
８実施形態は請求項１２，１３の発明に係るものであっ
て、ポンプ適正運転監視（２）である。ポンプ適正運転
監視（２）は手動モードにおける容量の異なるポンプの
適正な運用支援を行い、運用に異常があると判断される
場合には異常放水・漏水を監視する早期発見システムで
ある。

【００７１】ポンプ適正運転監視（２）について説明す
る。図１１（ｂ）は、ポンプ適正運転監視（２）を説明
する説明図である。先の図６７で示すように、並列に接
続された第１加圧ポンプ２_１および第２加圧ポンプ２_２
が独立に運転される。一方は、容量大ポンプであり、他
方は容量小ポンプである。この場合流量に応じて容量小
ポンプ運転としたり、容量大ポンプ運転とし、切換は容
量小加圧ポンプ運転時に容量大ポンプ運転切換流量に到
ったならば、容量大加圧ポンプ運転に切り換え、逆に、
容量大加圧ポンプ運転時に容量小ポンプ運転切換流量に
到ったならば、容量小加圧ポンプ運転に切り換える。こ
の加圧ポンプの運転指令に対して実際に出た流量を計測
して適正運転監視を行う。

【００７２】この場合、容量大ポンプ運転中の流量が、
図１１（ｂ）の矢印ｅの矢先で示すように、容量小ポン
プ運転切換流量を検定時間以上にわたり下回ったときに
前兆があると判断して警報を出力する。また、容量小ポ
ンプ運転中の流量が、図１１（ｂ）の矢印ｆの矢先で示
すように、容量大ポンプ運転切換流量を検定時間以上に
わたり上回ったときに前兆があると判断して警報を出力
する。

【００７３】具体的には、第１加圧ポンプ２_１を容量大
ポンプと、また、第２加圧ポンプ２ _２を容量小ポンプと
したならば、流量計９が計測する容量大ポンプの流量デ
ータが容量小ポンプ運転切換流量を検定時間以上にわた
り下回ったときに、演算処理手段７は、異常放水・漏水
の前兆があると判断して警報を出力する。また、流量計
９が計測する容量小ポンプの流量データが容量大ポンプ
運転切換流量を検定時間以上にわたり上回ったときに、
演算処理手段７は、前兆があると判断して警報を出力す
る。

【００７４】早期発見システムは、前兆が判断された場
合に警報出力手段８から警報メッセージを出力する。こ
の警報メッセージはメモリから読み出された音声信号を
スピーカにより出力したり、また、メモリから読み出さ
れた文字・映像信号をディスプレイ装置により出力した
りする各種形態を取ることができる。設置される浄水場
の現状に応じて適宜システム設計される。

【００７５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、配管の破裂や火
災などの際の異常放水や配水池からの漏水を早期に発見
できるため、初期対応が可能となって、断水を防ぎ、水
の安定供給を実現することが可能である。総じて、異常
放水・漏水に繋がる前兆を検出することで、異常放水ま
たは漏水を早期に発見するためのシステムを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第４実施形態に共通する早期発見システ
ムの基本構成を説明するシステム構成図である。

【図２】配水池水位異常降下監視の判断手法を説明する
説明図である。

【図３】加圧ポンプ１次側の異常放水監視を時系列的に
説明する説明図である。

【図４】加圧ポンプ２次側の異常放水監視を説明する説
明図である。

【図５】ポンプ連動監視を説明する説明図である。

【図６】第５〜第８実施形態に共通する早期発見システ
ムの基本構成を説明するシステム構成図である。

【図７】ポンプ起動時渋滞監視を説明する説明図であ
る。

【図８】並列接続した加圧ポンプのモデル図である。

【図９】２台運転を説明する説明図である。

【図１０】ポンプ運転中渋滞監視を説明する説明図であ
る。

【図１１】ポンプ適正運転監視を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１１次側配水池２加圧ポンプ２_１第１加圧ポンプ２_２第２加圧ポンプ２_ｎ第ｎ加圧ポンプ３２次側配水池４１次側配水池水位検出手段５稼働開始／停止検出手段６２次側配水池水位検出手段７演算処理手段８警報出力手段９流量計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、検定時間内にわたる配水池の水位降下量を時系列的に算
出し、最新の水位降下量が、直前の水位降下量を用いて
算出した許容水位降下量を越える場合に、配水池の後段
のプラントに異常放水または漏水の前兆があると判断す
る手段を備えることを特徴とする異常放水・漏水の早期
発見システム。
【請求項２】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、加圧ポンプと１次側配水池とを結ぶ配水管内の１次圧力
の低下により運転中の加圧ポンプが停止制御され、か
つ、２次側配水池の配水池水位量が規定水位量を下回る
場合に、加圧ポンプと１次側配水池との間に異常放水ま
たは漏水の前兆があると判断する手段を備えることを特
徴とする異常放水・漏水の早期発見システム。
【請求項３】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、加圧ポンプの２次側にある２次側配水池の水位が上昇す
るときの検定時間内水位差が予め定められた最低上昇水
位幅を下回る場合に、加圧ポンプと２次側配水池との間
に異常放水または漏水の前兆があると判断する手段を備
えることを特徴とする異常放水・漏水の早期発見システ
ム。
【請求項４】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、直列に連続して配置される複数台の加圧ポンプを連動し
て運転し、ある加圧ポンプの稼働開始後、水流方向で後
段に隣接する加圧ポンプが規定時間以内に稼働開始しな
い場合に、異常放水または漏水の前兆があると判断する
手段を備えることを特徴とする異常放水・漏水の早期発
見システム。
【請求項５】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、直列に連続して配置される複数台の加圧ポンプを連動し
て運転し、ある加圧ポンプの稼働停止後、水流方向で前
段に隣接する加圧ポンプが規定時間以内に稼働停止しな
い場合に、異常放水または漏水の前兆があると判断する
手段を備えることを特徴とする異常放水・漏水の早期発
見システム。
【請求項６】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、１台の加圧ポンプが稼働開始して検定開始時間経過後、
加圧ポンプから出力される流量が予め定められた規定流
量以下の場合に、異常放水または漏水の前兆があると判
断する手段を備えることを特徴とする異常放水・漏水の
早期発見システム。
【請求項７】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、並列配置される複数台の加圧ポンプを連動して運転し、
複数台の加圧ポンプの稼働開始されて検定開始時間経過
後、複数台の加圧ポンプから出力される流量が予め定め
られた規定流量以下の場合に、異常放水または漏水の前
兆があると判断する手段を備えることを特徴とする異常
放水・漏水の早期発見システム。
【請求項８】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、１台の加圧ポンプの運転中に加圧ポンプから出力される
流量が予め定められた規定流量以下で検定時間連続する
場合に、異常放水または漏水の前兆があると判断する手
段を備えることを特徴とする異常放水・漏水の早期発見
システム。
【請求項９】浄水場におけるプラントの水運用を監視し
て異常放水・漏水を早期に発見するシステムであって、並列配置される複数台の加圧ポンプを連動して運転し、
複数台の加圧ポンプの運転中に加圧ポンプから出力され
る流量が予め定められた規定流量以下で検定時間連続す
る場合に、異常放水または漏水の前兆があると判断する
手段を備えることを特徴とする異常放水・漏水の早期発
見システム。
【請求項１０】浄水場におけるプラントの水運用を監視
して異常放水・漏水を早期に発見するシステムであっ
て、並列に配置される２台の加圧ポンプを連動して運転し、
運転中の２台の加圧ポンプから出力される流量が１台運
転切換流量を所定期間以上にわたり下回る場合に、異常
放水または漏水の前兆があると判断する手段を備えるこ
とを特徴とする異常放水・漏水の早期発見システム。
【請求項１１】浄水場におけるプラントの水運用を監視
して異常放水・漏水を早期に発見するシステムであっ
て、並列に配置される２台の加圧ポンプの内、１台を運転
し、運転中の１台の加圧ポンプから出力される流量が２
台運転切換流量を所定期間以上にわたり上回る場合に、
異常放水または漏水の前兆があると判断する手段を備え
ることを特徴とする異常放水・漏水の早期発見システ
ム。
【請求項１２】浄水場におけるプラントの水運用を監視
して異常放水・漏水を早期に発見するシステムであっ
て、並列に配置される２台の加圧ポンプの内、容量大加圧ポ
ンプを運転し、運転中の容量大加圧ポンプから出力され
る流量が、容量小ポンプ運転切換流量を所定期間以上に
わたり下回る場合に、異常放水または漏水の前兆がある
と判断する手段を備えることを特徴とする異常放水・漏
水の早期発見システム。
【請求項１３】浄水場におけるプラントの水運用を監視
して異常放水・漏水を早期に発見するシステムであっ
て、並列に配置される２台の加圧ポンプの内、容量小加圧ポ
ンプを運転し、運転中の容量小加圧ポンプから出力され
る流量が、容量大ポンプ運転切換流量を所定期間以上に
わたり上回る場合に、異常放水または漏水の前兆がある
と判断する手段を備えることを特徴とする異常放水・漏
水の早期発見システム。