JP2014228920A - 水安全計画支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に応じた適切な管理基準を規定するための管理基準演算式の変更を行える水安全計画支援システムを提供する。
【解決手段】浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に応じた水安全計画の管理基準演算式を入力装置７から入力して管理基準演算式データベース９に登録する。管理基準演算部６は、浄水プラント監視制御システム２からネットワーク３を介してオンラインで入力される水質・プロセスデータと上記管理基準演算式データベース９に登録された管理基準演算式とを用いて管理基準を演算して決定し、判定部１１で水質・プロセスデータを管理基準と比較して管理基準を満たしているかどうかを判定し、不適合なら警報出力部１４などにより外部にその旨を報知する。
【選択図】図１

Description

この発明は、浄水プラントにおける水安全計画の管理基準を算出する管理基準演算式（ロジック）をユーザーにより構築できるようにした水安全計画支援システムに関するものである。

従来の水安全計画支援システムにおいては、浄水プラントの監視制御システムから入力される水質データ（例えば、温度、ｐＨ、色度、濁度、残留塩素濃度など）と、プロセスデータ（例えば、浄水池の水位、水温、薬品投入量や送水ポンプのオン／オフなど）を用いて、制御装置内の演算部において予め設定された一定の管理基準演算式に基づいて上記の水質を規定するための管理基準（例えば上下限値）を算出する機能を備えたものが提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。

なお、浄水プラントで規定される上記の管理基準は、国の法令に基づく水質基準とは矛盾しない基準であり、一般に水質基準によりも厳しく規定されていて、最悪でも水質基準と同じ値になるように設定される。

特開２０１０−１９１６９５号公報

浄水プラントでは、浄水設備の増設や保守点検のための一部の設備停止、あるいは新技術による設備改善などにより、当初に設定された管理基準を見直すことが必要となる場合がある。例えば、新規な濾過技術が開発されて従来によりも大幅な水質改善が見込まれるような場合、従来の管理基準よりも厳しい管理基準を新たに設定することが望ましい。また、保守点検等のために一部の浄水設備が停止されたような場合には、浄水プラント全体から見た場合の処理能力が幾分低下するため、国の法令に基づく水質基準は厳密に遵守しつつも、浄水プラントの管理基準を若干緩めるなどの措置が必要となる。このように、浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に伴って管理基準の見直しが必要となるので、その管理基準を設定するための管理基準演算式も変更できるようにすることが望ましい。

しかしながら、従来の水安全計画支援システムにおいては、管理基準を算出するための管理基準演算式は、システム構築時に予め設定されており、ユーザーによって管理基準演算式の変更を行うことを想定していないシステム構成となっている。そのため、各々の浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に伴って管理基準の変更が必要となった場合でも、管理基準演算式をユーザーが任意に変更することができないため、プラントの運用状況に応じた適切な管理基準を設定できないという問題があった。

その結果、上記の一例として、浄水プラントの保守点検のために一部設備が停止され、これに伴う処理能力の低下に応じて管理基準を若干緩める必要がある場合でも、水質データやプロセスデータが同じ状態ならば一部設備停止前の管理基準がそのまま適用され、運用状況の変更が考慮されないために、水質低下の警報が頻繁に出力されるといった不具合を生じていた。

この発明は、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、各々の浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に伴って、これに応じた適切な管理基準を規定するための管理基準演算式の変更を行うことが可能な水安全計画支援システムを提供することを目的とする。

この発明に係る水安全計画支援システムは、浄水プラントを監視制御する浄水プラント監視制御システムからネットワークを介してオンラインで入力される水質・プロセスデータを通信により取り込む通信部と、上記通信部で取り込まれた上記水質・プロセスデータを格納する水質・プロセスデータデータベースと、水安全計画の管理基準演算式をユーザーが入力する入力装置と、上記入力装置から入力された上記管理基準演算式を格納する管理基準演算式データベースと、上記水質・プロセスデータデータベースに格納された上記水質・プロセスデータ、および上記管理基準演算式データベースに格納された上記管理基準演算式に基づいて管理基準を演算する管理基準演算部と、上記管理基準演算部により演算して得られた上記管理基準を格納する管理基準データベースと、上記水質・プロセスデータデータベースに格納された上記水質・プロセスデータを、上記管理基準データベースに格納された上記管理基準と比較してこの管理基準を逸脱した水質・プロセスデータが存在するかどうかを判定する判定部と、上記判定部の判定により上記管理基準を逸脱した上記水質・プロセスデータが存在した場合にはその旨を外部に報知する外部報知部と、を備えることを特徴としている。

この発明によれば、各々の浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に伴って、ユーザーは、その状況に応じて管理基準演算式の変更を任意に行うことができるので、浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に適合した適切な管理基準を常に設定することが可能となり、水安全計画を円滑に支援、運用することができる。

この発明の実施の形態１を示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態１を示すフロー図である。 この発明の実施の形態２を示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態２を示すフロー図である。 この発明の実施の形態３を示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態３を示すフロー図である。 この発明の実施の形態４を示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態４を示すフロー図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における水安全計画支援システムを示す構成図である。

この実施の形態１の水安全計画支援システム１は、浄水プラント監視制御システム２よりネットワーク３および通信部４を介してオンラインで水質データおよびプロセスデータが入力される。そして、これらの水質データおよびプロセスデータは、水質・プロセスデータデータベース５に格納される。この場合の水質データとしては、例えば、温度、ｐＨ、色度、濁度、残留塩素濃度などのデータが含まれ、また、プロセスデータとしては、例えば、浄水池の水位、水温、薬品投入量や送水ポンプのオン／オフなどのデータが含まれる。なお、以下では水質データおよびプロセスデータの両者を併せて単に水質・プロセスデータという。

一方、水安全計画の管理基準演算式を入力するためのキーボード等の入力装置７により入力された管理基準演算式は、管理基準演算式入力部８を介して管理基準演算式データベース９に格納される。

管理基準演算部６は、水質・プロセスデータデータベース５に格納された水質・プロセスデータと、管理基準演算式データベース９に格納された管理基準演算式とに基づいて管理基準を演算する。この管理基準演算部６により演算して得られた管理基準は管理基準データベース１０に格納される。

判定部１１は、水質・プロセスデータデータベース５に格納された水質・プロセスデータと管理基準データベース１０に格納された管理基準とを比較し、水質・プロセスデータが管理基準を逸脱しているか否かを判定する。その際、現在得られた水質・プロセスデータが管理基準を逸脱している場合、判定部１１は、表示部１２を起動してアラームメッセージを発生させてモニタ等の監視装置１３に警報表示を行い、また、警報出力部１４を起動してスピーカ等の警報鳴動装置１５に警報鳴動を出力する。なお、上記の監視装置１３や警報鳴動装置１５が特許請求の範囲における外部報知部に対応している。

次に、具体的な動作について、図２のフロー図を参照して説明する。
各々の浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に伴って水質を規定する管理基準の変更が必要となった場合、ユーザーは、国の法令に基づく水質基準は厳密に遵守した上で、浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に適合した管理基準（例えば上下限値）を設定するための条件や範囲を算出する管理基準演算式をキーボードやマウス等の入力装置７を用いて入力する。

そして、入力装置７から入力された管理基準演算式は、管理基準演算式入力部８を介して管理基準演算式データベース９へ一旦格納される。したがって、管理基準演算式データベース９には、例えば、図２（Ａ）に示すように、管理基準１〜Ｎごとに、それらの管理基準１〜Ｎを設定するための条件式や上下限の範囲を算出する演算式が登録される。

具体的には、例えば、条件１として浄水プラントの全ての浄水池がいずれも稼働している場合には、管理基準１の上下限値をＭｉｎ１〜Ｍａｘ１の範囲に、条件２として浄水池の内の一つが停止している場合には、管理基準２の上下限値として管理基準１よりも緩やかなＭｉｎ２〜Ｍａｘ２の範囲に、というようにそれぞれ設定される。

上記のように、水質・プロセスデータデータベース５には水質・プロセスデータが格納され、また、管理基準演算式データベース９には図２（Ａ）に示したような管理基準演算式が格納されているので、管理基準演算部６は、図２（Ｂ）に示すように、管理基準演算式データベース９に格納された管理基準演算式と、水質・プロセスデータデータベース５より取り込んだ水質・プロセスデータとを用いて、各条件１〜Ｎに適合した管理基準１〜Ｎを選択、決定するなどの演算を行う。この管理基準演算部６で求められた管理基準２は、管理基準データベース１０へ一旦格納される。なお、ここでは説明を容易にするため、一例として、図２のフローにおいて、管理基準演算部６による演算の結果、条件１は不成立で、条件２が成立して管理基準２が採用されたものとして、以下の説明を進めることとする。

判定部１１は、図２（Ｃ）に示すように、管理基準データベース１０に格納された管理基準２と、水質・プロセスデータデータベース５より取り込んだ水質・プロセスデータとを用いて、管理基準２を逸脱した水質・プロセスデータが存在するかどうかを判定する。

判定部１１において、管理基準２を逸脱した水質・プロセスデータが存在すると判定された場合、判定部１１は、表示部１２を介して監視装置１３へその旨が表示され、また警報出力部１４を介して警報鳴動装置１５で警報鳴動を行う。これにより、ユーザーは、管理基準を外れた水質や浄水設備の不具合発生を確実に監視することができる。

一方、判定部１１で管理基準２を逸脱した水質・プロセスデータが存在しないと判定された場合、判定部１１は、管理基準演算部６に対して管理基準の再演算を行うように指示する。その理由は、時間経過に伴って浄水プラント固有の特性や運用状況が再度変更されることがあり、その場合には、それに適合した管理基準を新たに設定する必要があるので、それに事前に備えるためである。

このように、この実施の形態１では、各々の浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に伴って、ユーザーは、その状況に応じて管理基準演算式の変更を任意に行うことができるので、浄水プラント固有の特性や運用状況の変更に適合した適切な管理基準を常に設定することが可能となり、水安全計画を円滑に支援、運用することができる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における水安全計画支援システムを示す構成図、図４はその動作フローであり、図１および図２に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。

この実施の形態２について図３のシステム構成図および図４のフロー図に基づいて説明する。
この実施の形態２の特徴は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、キーボード等の入力装置７により入力された手入力データが手入力データ入力部１６を介して手入力データ採用可否判定部１７に格納される。手入力データ採用可否判定部１７は、手入力データ入力部１６に格納されたデータが管理基準の演算に使用可能なデータかどうかを判定する。

すなわち、例えば水質をより正確に検査する上では、浄水池から水をサンプリングし、オフラインでｐＨ、色度、濁度、残留塩素濃度などの水質検査を行い、その結果を水質データとして利用する場合がある。その際、この水質データを手入力データとして入力装置７により手入力することになる。このような場合、水質検査を実際に行った時からその水質データが手入力データとして入力されるまでの間に時間が大幅に経過していると、データの信憑性が失われるため、手入力データ採用可否判定部１７において、手入力データ入力部１６に格納されたデータが管理基準の演算に使用可能なデータかどうかの判定を行う。例えば、水のサンプリング時からデータ入力までの経過時間についてタイムリミットを設定し、タイムリミットを超えた手入力データは受け付けないなどの処理を行う。

そして、手入力データ採用可否判定部１７が、管理基準の演算に使用可能と判断した場合には、その手入力データを手入力データデータベース１８へ格納する。管理基準演算部６は、水質・プロセスデータデータベース５に格納された水質・プロセスデータに加えて、手入力データデータベース１８に格納された上記手入力データを含めて管理基準を演算する。

このように、この実施の形態２では、オフラインで水質検査等を行った結果を手入力データとして入力装置７により手入力して管理基準に適合するかどうかを判定できるため、より正確に水質管理を実行することが可能となる。
その他の構成、および作用効果は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３における水安全計画支援システムを示す構成図、図６はその動作フローであり、図１および図２に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。

この実施の形態３について図５のシステム構成図および図６のフロー図により説明する。
この実施の形態３の特徴は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、判定部１１において、管理基準２を逸脱した水質・プロセスデータが存在すると判定された場合には、その判定結果の情報を通信部４およびネットワーク３を介して浄水プラント監視制御システム２へ送信するように構成されていることである。

この実施の形態３の構成とした場合には、浄水プラント監視制御システム２側において、浄水プラントの運用のやり方を検討する機会を与えることができるとともに、例えば管理基準が変更されても水質低下の警報が頻繁に出力されるような場合には、浄水プラントの設備に基本的な欠陥が生じている可能性があるため、プラント稼働を一時的に停止するなどの措置を講じることができる。
その他の構成、および作用効果は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４における水安全計画支援システムを示す構成図、図８はその動作フローであり、図３および図４に示した実施の形態２と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。

この実施の形態４について図７のシステム構成図および図８のフロー図により説明する。
この実施の形態４の特徴は、図３に示した実施の形態２の構成に加えて、判定部１１において、管理基準２を逸脱した水質・プロセスデータが存在すると判定された場合には、その判定結果の情報を通信部４およびネットワーク３を介して浄水プラント監視制御システム２へ送信するように構成されていることである。

この実施の形態４の構成とした場合には、実施の形態２と同様、より正確に水質管理を実行することが可能となると共に、これに加えて、実施の形態３の場合と同様、浄水プラント監視制御システム２側において、浄水プラントの運用のやり方を検討する機会を与えることができるとともに、例えば管理基準が変更されても水質低下の警報が頻繁に出力されるような場合には、浄水プラントの設備に基本的な欠陥が生じている可能性があるため、プラント稼働を一時的に停止するなどの措置を講じることができる。
その他の構成、および作用効果は、実施の形態２の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

なお、この発明は上記の実施の形態１〜４の構成のみに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種の変形を加えたり、構成を省略したり、各実施の形態１〜４の構成を適宜に組み合わせることが可能である。

１ 水安全計画支援システム、２ 浄水プラント監視制御システム、
３ ネットワーク、４ 通信部、５ 水質・プロセスデータデータベース、
６ 管理基準演算部、７ 入力装置、８ 管理基準演算式入力部、
９ 管理基準演算式データベース、１０ 管理基準データベース、１１ 判定部、
１２ 表示部、１３ 監視装置、１４ 警報出力部、１５ 警報鳴動装置、
１６ 手入力データ入力部、１７ 手入力データ採用可否判定部、
１８ 手入力データデータベース。

Claims (3)

1. 浄水プラントを監視制御する浄水プラント監視制御システムからネットワークを介してオンラインで入力される水質・プロセスデータを通信により取り込む通信部と、
   上記通信部で取り込まれた上記水質・プロセスデータを格納する水質・プロセスデータデータベースと、
   水安全計画の管理基準演算式をユーザーが入力する入力装置と、
   上記入力装置から入力された上記管理基準演算式を格納する管理基準演算式データベースと、
   上記水質・プロセスデータデータベースに格納された上記水質・プロセスデータ、および上記管理基準演算式データベースに格納された上記管理基準演算式に基づいて管理基準を演算する管理基準演算部と、
   上記管理基準演算部により演算して得られた上記管理基準を格納する管理基準データベースと、
   上記水質・プロセスデータデータベースに格納された上記水質・プロセスデータを、上記管理基準データベースに格納された上記管理基準と比較してこの管理基準を逸脱した水質・プロセスデータが存在するかどうかを判定する判定部と、
   上記判定部の判定により上記管理基準を逸脱した上記水質・プロセスデータが存在した場合にはその旨を外部に報知する外部報知部と、を備えることを特徴とする水安全計画支援システム。
2. 上記浄水プラント監視制御システムからオンラインで入力される水質・プロセスデータとは別に、上記入力装置からオフラインで入力される手入力データが上記管理基準の演算に採用してもよいデータかどうかを判定する手入力データ採用可否判定部と、
   上記手入力データ採用可否判定部により上記手入力データが上記管理基準演算部による上記管理基準の演算に採用してもよいと判定された場合には上記手入力データを格納する手入力データデータベースとを備え、
   上記管理基準演算部は、上記水質・プロセスデータデータベースに格納された上記水質・プロセスデータに加えて、上記手入力データデータベースに格納された上記手入力データを含めて上記管理基準を演算するものである、ことを特徴とする請求項１に記載の水安全計画支援システム。
3. 上記通信部は、上記判定部が上記管理基準を逸脱した上記水質・プロセスデータが存在すると判定した場合には、これに応じてその判定結果の情報を上記ネットワークを介して上記浄水プラント監視制御システムへ送信するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水安全計画支援システム。

Images