JP2013254364A - ダム制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】障害発生に伴う設備の劣化診断機能を有するダム制御装置を提供することにある。
【解決手段】本実施形態によれば、ダム制御装置は、入力装置と、警報判定装置と、ファイル装置と、障害時応急ガイド装置とを具備する。入力装置は、ダムの設備に対する計測又は監視に関するデータを入力する。警報判定装置は、前記入力データに基づいて前記設備の障害発生時の警報判定処理を実行する。ファイル装置は、前記警報判定処理に伴う履歴情報、前記設備の点検情報及び前記履歴情報と前記点検情報とが関連する共通情報を保存する。障害時応急ガイド装置は、前記ファイル装置に保存された履歴情報及び共通情報を参照し、前記設備の劣化診断処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ダム設備の劣化診断機能を有するダム制御装置及び方法に関する。

一般的に、河川などの放流を制御するためのダムには、ダムを運用管理するためのダム管理用制御設備が設けられている。ダム管理用制御設備は、放流量の調節を行うゲートやバルブなどの機器を含む放流設備を確実かつ容易に操作するための支援設備である。

従来、ダム管理用制御設備には、放流設備などを含むダムシステム内に障害が発生した場合に、警報盤等のランプ表示やブザー鳴動により操作員に対して障害発生を直ちに周知するアラーム機能が具備されている。しかし、アラーム項目が多岐に渡り複雑であるため、操作員が障害内容を把握して迅速に対応することは困難である。そこで、点検応急対策ガイド機能を実現する点検応急対策ガイド装置が開発されている。

特開平４−２１００９号公報

点検応急対策ガイド装置は、ダム管理用制御設備の関連設備の中で、特にゲートやバルブの操作を対象とする設備や機器に障害が発生したときの緊急操作または代替え操作などの応急措置を操作員に対してガイドする機能及び点検ガイド機能を有する。

しかしながら、従来の点検応急対策ガイド装置では、障害発生に伴う設備の劣化診断を行なうことはできない。

そこで、本発明の目的は、障害発生に伴う設備の劣化診断機能を有するダム制御装置を提供することにある。

本実施形態によれば、ダム制御装置は、入力手段と、警報判定手段と、ファイル保存手段と、障害時応急ガイド手段とを具備する。入力手段は、ダムの設備に対する計測又は監視に関するデータを入力する。警報判定手段は、前記入力データに基づいて前記設備の障害発生時の警報判定処理を実行する。ファイル保存手段は、前記警報判定処理に伴う履歴情報、前記設備の点検情報及び前記履歴情報と前記点検情報とが関連する共通情報を保存する。障害時応急ガイド手段は、前記ファイル保存手段に保存された履歴情報及び共通情報を参照し、前記設備の劣化診断処理を実行する。

実施形態に関するダム制御システムの構成を説明するためのブロック図。 実施形態に関する点検・応急対策ガイド装置の機能を説明するための図。 実施形態に関するファイルの一例を説明するための図。 実施形態に関するダム制御システムの動作を説明するためのフローチャート。

以下図面を参照して、実施形態を説明する。

［システムの構成］
図１は本実施形態のダム制御システムの構成を示すブロック図である。ダム制御システムは、主としてダムの放流を制御する装置または設備から構成されている。一般的に、ダムは貯水池に繋がる河川の上流側に設けられて、上流側から水が流入する貯水池から下流への放流を制御する構造である。

図１に示すように、ダム制御システムは大別して、制御系ＬＡＮ１６に接続される制御系と、情報系ＬＡＮ１７に接続される情報系とからなる。制御系は、入出力装置１０と、放流操作装置１１と、放流判断支援・流出予測装置１２とを有する。情報系は、点検・応急対策ガイド装置１３と、情報入力・提供装置１４と、ファイル装置１５とを有する。

入出力装置１０は、ダム管理用制御設備として放流量の調節を行うゲート系２０の設備やバルブ系２１の機器に接続している。入出力装置１０は、ゲート系２０やバルブ系２１から計測信号などのデータを入力する。具体的には、入出力装置１０は伝送部１０Ａにより、貯水池の水位を示す計測信号やゲート系２０の開閉度を示す計測信号などのデータを入力して、制御系ＬＡＮ１６に送信する。また、入出力装置１０は、ゲート系２０やバルブ系２１の操作に必要な制御信号を出力する。

放流操作装置１１は処理部１１Ａ及び記憶部１１Ｂを含み、放流を制御するために、ゲート系２０の開閉を調整するためのゲート制御やバルブ系２１の駆動制御を行なうための操作信号を制御系ＬＡＮ１６に出力する。入出力装置１０は制御部１０Ｂにより、放流操作装置１１からの操作信号に応じた制御信号をバルブ系２１やバルブ系２１に出力する。

また、放流操作装置１１は、放流判断支援・流出予測装置１２の支援情報や予測結果に基づいて、ゲート系２０の開閉やバルブ系２１の駆動を停止するための操作信号を制御系ＬＡＮ１６に出力する。入出力装置１０は、放流操作装置１１からの操作信号に応じてゲート系２０の開閉を停止するための制御信号を出力する。また、入出力装置１０は、放流操作装置１１からの操作信号に応じてバルブ系２１の駆動を停止するための制御信号を出力する。

放流判断支援・流出予測装置１２は処理部１２Ａ及び記憶部１２Ｂを含み、情報入力・提供装置１４からの各種情報に基づいて、ダムの放流制御に関する支援情報や流出予測結果を制御系ＬＡＮ１６に出力する。

一方、情報系では、情報入力・提供装置１４は、例えば上位局向け通信装置や、テレメータ装置等の観測装置及び電話応答通報装置などに接続し、ダムの放流制御に関するデータの入力または情報提供を行なう。

点検・応急対策ガイド装置１３及びファイル装置１５は本実施形態の主要部である。点検・応急対策ガイド装置１３は処理部１３Ａ及び記憶部１３Ｂを含み、後述するように、点検ガイド機能、劣化診断機能及び更新計画書の自動発行機能を実現する。ファイル装置１５は処理部１５Ａ及び記憶部１５Ｂを含み、点検・応急対策ガイド装置１３の機能に必要なファイルを保存しかつ提供する。

なお、放流操作装置１１、放流判断支援・流出予測装置１２、点検・応急対策ガイド装置１３、情報入力・提供装置１４及びファイル装置１５のそれぞれには、表示画面を有する出力装置であるモニタ１８、及び入力装置であるキーボード１９が接続されている。

［ダム制御動作］
以下、図２、３及び図４のフローチャートを参照して、本実施形態のダム制御システムのダム制御動作、特に点検・応急対策ガイド装置１３の動作を説明する。

入出力装置１０及び情報入力・提供装置１４はそれぞれ、ダムの放流制御に関する各種のデータを入力して制御系ＬＡＮ１６や情報系ＬＡＮ１７に伝送する（ブロックＳ１）。即ち、入出力装置１０は、ゲート系２０やバルブ系２１から計測信号などのデータを入力する。また、情報入力・提供装置４は、テレメータ装置等の観測装置からの監視信号などのデータを入力する。

ダム制御システムでは、障害が発生しない場合には、放流操作装置１１及び放流判断支援・流出予測装置１２などにより、通常のダムの放流制御が実行される（ブロックＳ２のＮＯ，Ｓ８）。一方、障害が発生した場合、放流操作装置１１及び放流判断支援・流出予測装置１２は、入出力装置１０及び情報入力・提供装置１４に入力されたデータ（計測信号や監視信号等）に基づいて障害発生に伴う警報判定処理を実行する（ブロックＳ３）。

ファイル装置１５は、警報判定処理の結果として生成される障害発生に関するイベントファイルを蓄積する（ブロックＳ４）。ファイル装置１５は、イベントファイルとして応急対策データ１５１を記憶部１５Ｂに格納する。さらに、ファイル装置１５は、共通データ１５２及び点検データ１５３を記憶部１５Ｂに格納する。

図３は、ファイル装置１５により保存される応急対策データ１５１、共通データ１５２及び点検データ１５３の一例を示す図である。図３に示すように、応急対策データ１５１は、リアルタイムデータである故障警報判定履歴データ１５１Ａ及び障害内容一覧データ１５１Ｂを含む。

故障警報判定履歴データ１５１Ａは、機器などの故障の発生日時や障害内容ＩＤ（障害内容一覧データ１５１Ｂを参照するための識別コード）などを含む。障害内容一覧データ１５１Ｂは障害内容ＩＤとリンクし、警報レベルＩＤ、場所・設備ＩＤ、項目、状態、要因、点検業者ＩＤなどを含む。警報レベルＩＤは、共通データ１５２に含まれる警報レベルデータ１５２Ｃを参照するための識別コードである。場所・設備ＩＤは、共通データ１５２に含まれる場所・設備データ１５２Ｂを参照するための識別コードである。点検業者ＩＤは、共通データ１５２に含まれる保守点検業者名データ１５２Ａを参照するための識別コードである。

点検データ１５３は、リアルタイムデータである点検履歴データ１５３Ａ及び点検項目データ１５３Ｂを含む。点検履歴データ１５３Ａは、点検実施日、点検結果、点検ＩＤ及び点検業者ＩＤなどを含む。点検ＩＤは、点検項目データ１５３Ｂを参照するための識別コードである。点検業者ＩＤは、共通データ１５２に含まれる保守点検業者名データ１５２Ａを参照するための識別コードである。点検項目データ１５３Ｂは、点検対象の装置ＩＤ、点検内容、チェック項目、点検周期、及び最終点検日などを含む。装置ＩＤは、共通データ１５２に含まれる装置名データ１５２Ｄを参照するための識別コードである。

装置名データ１５２Ｄは、設備ＩＤ、装置名、製造年月日、形番号、メーカ名及び設置場所ＩＤなどを含む。設備ＩＤは、設備名データ１５２Ｅを参照するための識別コードである。設置場所ＩＤは、設置場所データ１５２Ｆを参照するための識別コードである。

次に、ダム制御システムでは、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害時応急ガイド処理を実行する（ブロックＳ５のＹＥＳ）。一方、点検・応急対策ガイド装置１３は、今後のダム管理用制御処理設備の効率的な維持管理を支援する定期点検ガイド機能を有する。点検・応急対策ガイド装置１３は、定期点検ガイド処理に伴う点検データ１５３をファイル装置１５に保存する。即ち、点検・応急対策ガイド装置１３は、特にゲート系２０及びバルブ系２１の操作を対象として設備機器の定期点検項目、点検時期、点検結果の点検履歴データ１５３Ａ及び点検項目データ１５３Ｂを蓄積する（ブロックＳ５のＮＯ）。

図２は、点検・応急対策ガイド装置１３の機能を説明するための図である。図２に示すように、点検・応急対策ガイド装置１３は、定期点検ガイド処理として、ファイル装置１５に保存された点検データ１５３を参照して点検履歴表画面データを作成し、モニタ１８に表示出力する（機能１３５）。また、点検・応急対策ガイド装置１３は、ファイル装置１５に保存された点検データ１５３を参照して点検確認画面データを作成し、モニタ１８に表示出力する（機能１３６）。さらに、点検・応急対策ガイド装置１３は、ファイル装置１５に保存された点検データ１５３を参照して点検項目登録画面データを作成し、モニタ１８に表示出力する（機能１３７）。

一方、図２に示すように、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害時応急ガイド処理として、劣化診断機能（１３０）及び更新計画書の自動発行機能（１３１）以外に、ファイル装置１５に保存されたダム諸量データ１５０を参照して、故障・警報判定情報表画面データを作成し、モニタ１８に表示出力する（機能１３２）。また、点検・応急対策ガイド装置１３は、ファイル装置１５に保存された応急対策データ１５１を参照して障害時応急対策ガイドサブ画面データを作成し、モニタ１８に表示出力する（機能１３３）。さらに、点検・応急対策ガイド装置１３は、ファイル装置１５に保存された応急対策データ１５１を参照して障害内容一覧表画面データを作成し、モニタ１８に表示出力する（機能１３４）。

本実施形態では、点検・応急対策ガイド装置１３は、劣化診断処理のアルゴリズムを実装し、障害時応急ガイド機能として劣化診断機能（１３０）を実現している。即ち、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害時応急ガイド処理として、ファイル装置１５に保存された応急対策データ１５１に含まれる故障警報判定履歴データ１５１Ａ及び障害内容一覧データ１５１Ｂを参照して、ゲート系２０及びバルブ系２１の設備機器の劣化診断処理を実行する（ブロックＳ６）。

これにより、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害発生対象の設備機器に対する劣化状態を診断し、その劣化診断結果を出力する。なお、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害発生対象の設備機器の他に、同時期に納入された類似の機器構成の設備についても劣化診断処理を実行する機能を有する構成でもよい。

次に、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害時応急ガイド機能として更新計画書の自動発行機能（１３１）を有する。即ち、点検・応急対策ガイド装置１３は、障害時応急ガイド処理として、ファイル装置１５に保存された応急対策データ１５１に含まれる故障警報判定履歴データ１５１Ａ及び障害内容一覧データ１５１Ｂを参照し、ゲート系２０及びバルブ系２１の設備機器の劣化診断結果に基づいて、ゲート系２０及びバルブ系２１の設備機器の更新計画書を発行する発行処理を実行する（ブロックＳ７）。具体的には、点検・応急対策ガイド装置１３は、更新計画書データを、情報系ＬＡＮ１７に接続されているプリンタ（図示せず）に出力してプリントアウトする。

以上のように本実施形態によれば、ダム制御システムに含まれる点検・応急対策ガイド装置１３は、ダム管理用制御処理設備の効率的な維持管理を支援する定期点検ガイド機能以外に、障害発生時に障害時応急ガイド機能を実現する。障害時応急ガイド機能には、故障・警報判定情報表画面、障害時応急対策ガイドサブ画面及び障害内容一覧表画面を表示する機能（１３２〜１３４）が含まれている。

本実施形態の障害時応急ガイド機能には、劣化診断機能（１３０）及び更新計画書の自動発行機能（１３１）が含まれる。点検・応急対策ガイド装置１３は、応急対策データ１５１に含まれる障害の履歴情報（故障警報判定履歴データ１５１Ａ及び障害内容一覧データ１５１Ｂ）に基づいて、障害発生対象の設備機器に対する劣化状態を診断し、その劣化診断結果を出力する。さらに、点検・応急対策ガイド装置１３は、劣化診断結果に基づいて障害発生対象の設備機器に対する更新計画書を自動的に発行する。従って、ダムを管理する管理者は、更新計画書ゲート系２０及びバルブ系２１の設備機器の劣化状態に基づいて、更新時期などの更新計画を立案できる。

また、障害発生対象の設備機器の他に、同時期に納入された類似の機器構成の設備についても劣化診断結果に基づいて更新計画書を自動的に発行できる。従って、ダム管理者は、類似の機器構成の設備についても更新時期などの更新計画を立案できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…入出力装置、１１…放流操作装置、１２…放流判断支援・流出予測装置、
１３…点検・応急対策ガイド装置、１４…情報入力・提供装置、１５…ファイル装置、
１６…制御系ＬＡＮ、１７…情報系ＬＡＮ、２０…ゲート系、２１…バルブ系、
１５１…応急対策データ、１５２…共通データ、１５３…点検データ。

Claims (6)

1. ダムの設備に対する計測又は監視に関するデータを入力する入力手段と、
   前記入力データに基づいて前記設備の障害発生時の警報判定処理を実行する警報判定手段と、
   前記警報判定処理に伴う障害履歴情報、前記設備の点検情報及び前記障害履歴情報と前記点検情報とが関連する共通情報を保存するファイル保存手段と、
   前記ファイル保存手段に保存された前記障害履歴情報及び前記共通情報を参照し、前記設備の劣化診断処理を実行する障害時応急ガイド手段と
   を具備したことを特徴とするダム制御装置。
2. 前記障害時応急ガイド手段は、
   前記ファイル保存手段に保存された前記履歴情報及び前記共通情報を参照し、前記劣化診断手段の劣化診断処理結果に基づいて、前記設備の更新計画書を作成し出力する更新計画書発行手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のダム制御装置。
3. 前記障害時応急ガイド手段は、
   前記ファイル保存手段に保存されたダム諸量データを参照して、故障・警報判定情報表画面、障害時応急対策ガイドサブ画面、あるいは障害内容一覧表画面を表示出力する手段を含むことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のダム制御装置。
4. 前記設備は、ダムの放流制御を行なうためのゲート系の設備及びバブル系の機器を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダム制御装置。
5. ダムの放流制御を行なうダム制御装置に適用するダム制御方法であって、
   ダムの設備に対する計測又は監視に関するデータを入力する処理と、
   前記入力データに基づいて前記設備の障害発生時の警報判定処理を実行する処理と、
   前記警報判定処理に伴う障害履歴情報、前記設備の点検情報及び前記障害履歴情報と前記点検情報とが関連する共通情報をファイル保存手段に保存する処理と、
   前記ファイル保存手段に保存された前記障害履歴情報及び前記共通情報を参照し、前記設備の劣化診断処理を実行する処理と
   を実行することを特徴とするダム制御方法。
6. 前記ファイル保存手段に保存された前記履歴情報及び前記共通情報を参照し、前記劣化診断処理の結果に基づいて、前記設備の更新計画書を作成し出力する処理をさらに実行することを特徴とする請求項５に記載のダム制御方法。

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