JP2005330680A - Discharge rate control method and device for dam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はダムの放流量制御方法及び装置に関する。 The present invention relates to a dam discharge flow rate control method and apparatus.
流量一定制御とは、ダムのゲート放流量を予め設定される目標放流量に一定に保つ制御である。ダムの水位、開度センサの最小制御単位はcm単位で中間開度での制御は行えないようになっている。このため、制御精度はある一定の幅内で管理することになる。この一定の幅を許容変動幅と呼ぶ。この許容変動幅は、制御設備の過剰動作防止、設備保全のための制御不感帯(あそび)としての機能も兼ねている。 The constant flow control is a control for keeping the dam gate discharge flow rate constant at a preset target discharge flow rate. The minimum control unit of the water level of the dam and the opening sensor is in units of cm so that control at an intermediate opening cannot be performed. For this reason, the control accuracy is managed within a certain range. This constant width is called an allowable fluctuation range. This allowable fluctuation range also functions as a control dead zone (play) for preventing excessive operation of the control facility and maintaining the facility.
図5はダム放流システムの概念図である。図において、1はダム、2は該ダム1からの放流量を調整するゲート、3は該ゲート2を駆動するゲート駆動モータ、4はゲート2の開度を検出する開度センサ、5はダムの水位を検出する水位計、6はダム1の水位と、開度センサ4の出力を受けて、ゲート駆動モータ3に制御信号を与える演算装置である。ゲート2は、通常は幅数10m、高さ10m程度の大きさを有している。このような大きさのゲートを用いて、ダムの放流量制御を行なっている。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the dam discharge system. In the figure, 1 is a dam, 2 is a gate for adjusting the discharge flow from the
このように構成された装置の動作を、図6を用いて説明する。図6は目標放流量の許容変動幅内の遷移を示す図である。図において、L1は目標放流量、L2は許容変動幅である。目標放流量L1は放流量の上限値として、許容変動幅L2は放流量の下限値として機能する。
a.初回制御は、目標放流量L1と許容変動幅L2内にゲート放流量を調整する。
b.許容変動幅の上限値L1を越えた場合、cの許容変動幅内に再調整する。
d.許容変動幅の下限値L2を越えた場合、eの許容変動幅内に再調整する。
The operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a transition within the allowable fluctuation range of the target discharge flow rate. In the figure, L1 is a target discharge flow rate, and L2 is an allowable fluctuation range. The target discharge flow rate L1 functions as an upper limit value of the discharge flow rate, and the allowable fluctuation range L2 functions as a lower limit value of the discharge flow rate.
a. In the initial control, the gate discharge flow rate is adjusted within the target discharge flow rate L1 and the allowable fluctuation range L2.
b. When the upper limit value L1 of the allowable fluctuation range is exceeded, readjustment is made within the allowable fluctuation range of c.
d. When the lower limit L2 of the allowable fluctuation range is exceeded, readjustment is made within the allowable fluctuation range of e.
ゲート放流量をできるだけ目標放流量に近づけたい場合は、この許容変動幅を可能な限り狭くとる必要がある。逆に、ゲート2の動作頻度を抑えたい場合には、ある程度広く許容変動幅を確保する運用を行なう。
In order to make the gate discharge flow as close as possible to the target discharge flow, it is necessary to make the allowable fluctuation range as narrow as possible. On the other hand, when it is desired to suppress the operation frequency of the
従来方式における放流量一定制御の制御法式は、この許容変動幅を前提として制御結果そのものを制御目標値により近づけるための手法、例えば演算手段等を用い目標値を調節し、最小の動作量で目標値により近づける等の技術が存在する。 The control method for the constant discharge control in the conventional method is based on the permissible fluctuation range, and the target value is adjusted by using a method for bringing the control result itself closer to the control target value, for example, using arithmetic means, etc. There is a technique such as closer to the value.
なお、ダムにおける放流量を一定に保つ方式として、放流量増加制御データに基づき、目標流量まで放流量を増加させ、目標流量に達した時の放流量を維持する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
ところが、前述した従来の技術では、ダムのゲート、バルブ等の設備には、設備保全並びに微小開度放流による振動防止を兼ねて、一定距離以内の動作を禁止している場合がある(最小動作量制御)。このような場合、許容変動幅そのものを変化させ、最小動作量以内の制御を制限する許容変動幅(あそび)を常に維持していく制御が求められるが、従来技術においてはこの制御が不可能である。 However, in the conventional technology described above, the operation of a certain distance may be prohibited for facilities such as dam gates and valves for the purpose of maintaining the facilities and preventing vibrations due to minute opening discharge (minimum operation). Quantity control). In such a case, control is required to always maintain the allowable fluctuation range (play) that limits the control within the minimum operation amount by changing the allowable fluctuation range itself, but this control is not possible in the prior art. is there.
図7は従来の許容変動幅方式の動作説明図である。図中の○は制御幅内制御可能開度(制御可能ポイント)である。ここでは、許容変動幅を量ではなく動いた幅(cm)で示している。水位が低い場合には、制御幅内制御可能開度を10cm、11cm、12cmの3点とることができる。水位が中位の場合には、制御幅内制御可能開度を10cmと11cmの2点とることができる。水位が高い場合には、制御幅内制御可能開度を10cmの1点だけとることができる。水位が低い場合には、制御可能ポイント3点で8トン/秒の制御を行なうことができ、水位が中位の場合には制御可能ポイント2点で9トン/秒の制御を行なうことができ、水位が高い場合には、制御可能ポイント1点で10トン/秒の制御を行なうことができる。 FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the conventional allowable fluctuation range method. ○ in the figure is the controllable opening (controllable point) within the control range. Here, the permissible fluctuation width is indicated not by the amount but by the moved width (cm). When the water level is low, the controllable opening within the control width can be three points of 10 cm, 11 cm, and 12 cm. When the water level is middle, the controllable opening within the control range can be two points of 10 cm and 11 cm. When the water level is high, the controllable opening within the control width can be taken at only one point of 10 cm. When the water level is low, 8 tons / second can be controlled at 3 controllable points, and when the water level is medium, 9 tons / second can be controlled at 2 controllable points. When the water level is high, 10 tons / second can be controlled at one controllable point.
ダムにおけるゲート放流量は、水位の低いところでは開度1cm当たりの放流量変化量は小さく、水位の高いところでは変化量は大きくなる特性がある。例えば、図6において、使用する放流設備の最小動作量が2cmであるものとすると、許容変動幅1では目標値に対する精度は高いが1cmの動作量幅しか許容変動幅が持てず、最小動作量以下での動作となる。許容変動幅2では、水位が低い位置での許容幅が大きくなり制御精度を維持できないという問題がある。
The gate discharge rate in the dam has a characteristic that the change amount of the discharge rate per 1 cm of opening is small at a low water level, and the change amount is large at a high water level. For example, in FIG. 6, if the minimum operation amount of the discharge facility to be used is 2 cm, the
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ダム放流量を最適に制御することとができるダムの放流量制御方法及び装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a dam discharge control method and apparatus capable of optimally controlling a dam discharge.
本発明では、許容変動幅の持ち方を、現状の固定的な変動幅ではなく、その中に幾つの制御ポイントを持つかを規定し、(a)そのポイント数から水理状態の変化毎に許容変動幅を自動的に変更するものとする。なお、流量管理の意味で(b)ポイント数から求められる許容変動幅には、流量絶対値によるリミッタを設け、(c)リミッタ超過後は流量絶対値を優先するのか、設備保全ポイント数から求められる許容変動幅を優先するかを設定できるものとする。 In the present invention, the method of holding the allowable fluctuation range is not the current fixed fluctuation range, but how many control points are included therein. (A) From the number of points, every change of hydraulic state The allowable fluctuation range is automatically changed. In terms of flow rate management, (b) the allowable fluctuation range obtained from the number of points is provided with a limiter based on the absolute flow rate value, and (c) whether the absolute flow rate value has priority after exceeding the limiter is obtained from the equipment maintenance point number. It is possible to set whether to give priority to the allowable fluctuation range.
(1)請求項1記載の発明は、以下の通りである。図1は本発明方法の原理を示すフローチャートである。本発明は、ダムにおいて、水位とゲートの開度から目標放流量を演算により求め、ゲートの開度を制御することにより放流量を制御する方法であって、制御可能ポイントから水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出し(ステップ1)、水理の変化に応じて、前記許容変動幅を変化させながら、放流量制御を行なう(ステップ2)ことを特徴とする。
(1) The invention described in
(2)請求項2記載の発明は、前記第1の許容変動幅に対して、その値が固定の第2の許容変動幅をリミッタとして求め、前記放流量の変動幅が第2の許容変動幅を超えないように放流制御を行なうことを特徴とする。
(2) In the invention according to
(3)請求項3記載の発明は、前記第1の許容変動幅と第2の許容変動幅とを比較し、比較結果に応じて第1の許容変動幅を用いた放流量制御を行なうか、第2の許容変動幅を用いた放流量制御を行なうかを決めることを特徴とする。 (3) The invention according to claim 3 compares the first allowable fluctuation range with the second allowable fluctuation range, and performs discharge flow control using the first allowable fluctuation range according to the comparison result. And determining whether to perform discharge flow control using the second allowable fluctuation range.
(4)請求項4記載の発明は、ダムにおいて、水位とゲートの開度から目標放流量を演算により求め、ゲートの開度を制御することにより放流量を制御する放流量制御装置であって、制御可能ポイントから水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出する算出手段と、水理の変化に応じて、前記第1の許容変動幅を変化させながら、放流量制御を行なう制御手段とを具備することを特徴とする。 (4) The invention described in claim 4 is a discharge flow rate control device for controlling the discharge flow rate by calculating the target discharge flow rate from the water level and the gate opening degree by controlling the gate opening degree in the dam. Calculating means for calculating a first allowable fluctuation range with respect to the target discharge flow for each change of hydraulic state from the controllable point; and releasing the pressure while changing the first allowable fluctuation range according to the hydraulic change. And control means for performing flow rate control.
(1)請求項1記載の発明によれば、水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出するようにしているので、水理変化に左右されない最適制御許容変動幅を常に保持でき、制御精度と設備保全の両立を可能にすることができる。 (1) According to the first aspect of the invention, since the first allowable fluctuation range with respect to the target discharge rate is calculated for each change in the hydraulic state, the optimal control allowable fluctuation range that is not affected by the hydraulic change. Can always be maintained, and both control accuracy and equipment maintenance can be achieved.
(2)請求項2記載の発明によれば、値が固定の第2の許容変動幅をリミッタとして求めているので、放流量の変動面における安全性を確保することができる。
(3)請求項3記載の発明によれば、第1の許容変動幅と第2の許容変動幅を比較して、て比較結果に応じて何れかの許容変動幅を用いた放流量制御を行なうことができる。
(2) According to the invention described in
(3) According to the invention described in claim 3, the first allowable fluctuation range and the second allowable fluctuation range are compared, and the discharge flow rate control using any of the allowable fluctuation ranges according to the comparison result is performed. Can be done.
(4)請求項4記載の発明によれば、水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出するようにしているので、水理変化に左右されない最適制御許容変動幅を常に保持でき、制御精度と設備保全の両立を可能にすることができる。 (4) According to the invention described in claim 4, since the first allowable fluctuation range with respect to the target discharge flow is calculated for each change of the hydraulic state, the optimal control allowable fluctuation range that is not influenced by the hydraulic change. Can always be maintained, and both control accuracy and equipment maintenance can be achieved.
図2は本発明の動作説明図である。本発明装置のハードウェア構成は、基本的に図4に示すものがそのまま適用できる。但し、各構成要素の動作は異なる。特に、演算装置6の有する機能が異なる。即ち、従来の演算機能に加えて制御法式を変更する機能を具備している(以下、演算装置を演算制御装置と呼ぶ)。図において、(a)は貯水位の変化を、(b)は目標放流量を、(c)は許容変動幅1を示している。目標放流量と許容変動幅の間に3つの制御可能ポイントを配置した例を示している。貯水位の変化をそれぞれA、B、Cとする。水位が低い状態では、演算制御装置6は該水位とゲート2の開度と指定制御精度とから、許容変動幅1を求める。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present invention. The hardware configuration of the device of the present invention can basically be applied as shown in FIG. However, the operation of each component is different. In particular, the functions of the
この場合、図2に示すように、許容変動幅1は水位Aに対して制御可能ポイント10cmに近いところに設定される。これに対して、水位が上昇して水位Bになった場合には、演算制御装置6は水位とゲート2の開度と指定制御精度とから最適な許容変動幅1を求める。この結果、許容変動幅1は、水位Aに対する許容変動幅1よりもΔ1だけ下がった点に設定される。更に、水位が上昇して水位Cとなった場合には、演算制御装置6は水位とゲート2の開度と指定制御精度とから最適な許容変動幅1を求める。この結果、許容変動幅1は、水位Bに対する許容変動幅1よりもΔ2だけ下がった点に設定される。
In this case, as shown in FIG. 2, the
このように、水位に応じて許容変動幅1を動的に変更していくことにより、目標放流量と許容変動幅が近づき過ぎて制御不能に陥ったり、目標放流量と許容変動幅が離れすぎて制御精度が悪くなるということがなくなる。
As described above, by dynamically changing the
図2より明らかなように、許容変動幅1の値が追随して変化していることが分かる。水位Aの場合の目標放流量と許容変動幅1の間の放流量は例えば8トン/秒に相当し、水位Bの場合の目標放流量と許容変動幅1の間の放流量は例えば9トン/秒に相当し、水位Cの場合の目標放流量と許容変動幅1の間の放流量は例えば10トン/秒に相当している。
As is clear from FIG. 2, it can be seen that the value of the
この実施の形態例によれば、水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出するようにしているので、水理変化に左右されない最適制御許容変動幅を常に保持でき、制御精度と設備保全の両立を可能にすることができる。 According to this embodiment, since the first allowable fluctuation range with respect to the target discharge flow is calculated for each change in hydraulic state, the optimal control allowable fluctuation range that is not affected by the hydraulic change can always be maintained. Therefore, it is possible to achieve both control accuracy and equipment maintenance.
図3は本発明の他の動作説明図である。(a)は貯水位の変化を、(b)は目標放流量を、(c)は許容変動幅1を、(d)は許容変動幅2を示している。許容変動幅2は、図に示すように固定である。図の太い実線は制御ポイント優先制御を、破線は許容変動幅優先制御の様子を示している。許容変動幅1が許容変動幅2を越えた場合、許容変動幅優先の制御を行なうか、制御ポイント優先の制御を行なうかを決定する。図のDの場合には許容変動幅2を用いた放流量制御を行ない、図のEの場合には許容変動幅1を用いた放流量制御を行なう。
FIG. 3 is a diagram for explaining another operation of the present invention. (A) shows the change in the stored water level, (b) shows the target discharge flow rate, (c) shows the
この実施の形態例によれば、値が固定の第2の許容変動幅をリミッタとして求めているので、放流量の変動面における安全性を確保することができる。
図4は本発明の動作の一実施の形態例を示すフローチャートである。ハードウェア構成としては、図5に示す構成を用いる。この制御は、図5に示す演算制御装置6が主として行なうものである。先ず水理条件(例えば水位)が変化したかどうかをチェックする(S1)。水理条件が変化した場合には、水位計5より現在の水位を読み込む(S2)。次に、開度センサ4によりゲート2の開度情報を読み込む(S3)。次に、システムに設定された指定制御精度を読み込む(S4)。
According to this embodiment, since the second allowable fluctuation range having a fixed value is obtained as a limiter, safety in terms of fluctuations in the discharge flow rate can be ensured.
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment of the operation of the present invention. As the hardware configuration, the configuration shown in FIG. 5 is used. This control is mainly performed by the arithmetic and
次に、指定制御精度より許容変動幅下限流量(許容変動幅1)を算出する(S5)。次に、システムに設定された許容変動幅2を読み込む(S6)。次に、許容変動幅1<許容変動幅2であるかどうかチェックする(S7)。許容変動幅1<許容変動幅2であった場合には、許容変動幅1を用いた放流量制御を行なう(S8)。許容変動幅1<許容変動幅2でない場合には、指定は許容変動幅1優先かどうかチェックする(S9)。許容変動幅1優先の場合には許容変動幅1を用いた放流量制御を行なう(S10)。ステップS9で指定が許容変動幅優先でない場合には、許容変動幅2を用いた放流量制御を行なう(S11)。
Next, an allowable fluctuation range lower limit flow rate (allowable fluctuation range 1) is calculated from the designated control accuracy (S5). Next, the
この実施の形態例によれば、第1の許容変動幅と第2の許容変動幅を比較して、比較結果に応じて何れかの許容変動幅を用いた放流量制御を行なうことができる。 According to this embodiment, the first allowable fluctuation range and the second allowable fluctuation range are compared, and the discharge flow rate control using any of the allowable fluctuation ranges can be performed according to the comparison result.
1 ダム
2 ゲート
3 ゲート駆動モータ
4 開度センサ
5 水位計
6 演算制御装置
1
Claims (4)
制御可能ポイントから水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出し(ステップ1)、
水理の変化に応じて、前記許容変動幅を変化させながら、放流量制御を行なう(ステップ2)、
ことを特徴とするダムの放流量制御方法。 In a dam, a method for calculating a target discharge from the water level and the opening of the gate by calculation, and controlling the discharge by controlling the opening of the gate,
From the controllable point, calculate the first allowable fluctuation range with respect to the target discharge flow for each change in hydraulic state (step 1),
In accordance with hydraulic changes, the discharge flow rate control is performed while changing the allowable fluctuation range (step 2).
A dam discharge control method characterized by the above.
制御可能ポイントから水理状態の変化毎に目標放流量に対する第1の許容変動幅を算出する算出手段と、
水理の変化に応じて、前記第1の許容変動幅を変化させながら、放流量制御を行なう制御手段と、
を具備することを特徴とするダムの放流量制御装置。 In the dam, a discharge flow rate control device that calculates the target discharge flow rate from the water level and the gate opening amount, and controls the discharge flow rate by controlling the gate opening amount,
Calculating means for calculating a first allowable fluctuation range with respect to the target discharge flow rate for each change in hydraulic state from a controllable point;
Control means for controlling the discharge flow rate while changing the first permissible fluctuation range according to hydraulic changes;
A discharge control device for a dam characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004148758A JP2005330680A (en) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Discharge rate control method and device for dam |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020117984A (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 三和シヤッター工業株式会社 | Unlocking device of overhead door |
-
2004
- 2004-05-19 JP JP2004148758A patent/JP2005330680A/en not_active Withdrawn
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