JP2023080883A - Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program - Google Patents

Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2023080883A
JP2023080883A JP2021194432A JP2021194432A JP2023080883A JP 2023080883 A JP2023080883 A JP 2023080883A JP 2021194432 A JP2021194432 A JP 2021194432A JP 2021194432 A JP2021194432 A JP 2021194432A JP 2023080883 A JP2023080883 A JP 2023080883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
water level
flow rate
variable speed
drainage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021194432A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
寛幸 時本
Hiroyuki Tokimoto
理 山中
Satoru Yamanaka
啓太 鳴海
Keita Narumi
由紀夫 平岡
Yukio Hiraoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2021194432A priority Critical patent/JP2023080883A/en
Publication of JP2023080883A publication Critical patent/JP2023080883A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Sewage (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

To efficiently perform activation and deactivation of a drain pump.SOLUTION: A rainwater drain pump control device of the present embodiment comprises a variable-speed pump dynamic control unit which varies a first activation water level indicating a water level at which a variable-speed drain pump installed in a pump well in rainwater drain equipment is activated and a first stop water level indicating a water level at which the drain pump is deactivated according to a predicted value of flow-in quantity of rainwater that flows into the pump well, and performs control to determine an actual flow rate of the variable-speed drain pump in accordance with the first activation water level and the first stop water level.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、雨水排水ポンプ制御装置、雨水排水システム、雨水排水方法、およびプログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a rainwater drainage pump control device, a rainwater drainage system, a rainwater drainage method, and a program.

近年増加する集中豪雨や局所的な大雨(いわゆるゲリラ豪雨)による浸水被害を回避するため、雨水対策が求められている。この状況に対して、国土交通省は、雨水幹線等の浸水対策施設の整備などのハード対策に加えて、雨量情報等の観測データの活用といったソフト対策(ソフトウェア面での対策)による浸水対策事業を推進している。このような背景のもと、これまでに、ソフト対策として、雨水排水施設であるポンプ場内で雨水を貯蔵するポンプ井への雨水流入量の予測に基づく排水ポンプ動的制御技術(「雨水ポンプダイナミック制御技術」ともいう。)が開発されてきた。 In order to avoid flood damage caused by torrential rains and localized heavy rains (so-called guerrilla rains), which have been increasing in recent years, measures against rainwater are required. In response to this situation, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism has implemented inundation countermeasure projects through soft countermeasures (software countermeasures) such as utilization of observation data such as rainfall information, in addition to hard countermeasures such as the development of inundation countermeasure facilities such as rainwater trunk lines. are promoting Against this background, as soft measures, drainage pump dynamic control technology based on prediction of the amount of rainwater flowing into the pump wells that store rainwater in the pump station, which is a rainwater drainage facility (rainwater pump dynamic (also called control technology) has been developed.

排水ポンプ動的制御技術は、ポンプ場内のポンプ井へ流入する雨水の流入量を予測し、予測した雨水流入量予測値に応じて、排水ポンプの起動水位および停止水位を可変にし、その変化する起動水位および停止水位に従って、排水ポンプの起動と停止を効率的に行う技術である。この技術により、浸水リスクの抑制やポンプの起動停止回数の低減が見込まれる。 Drainage pump dynamic control technology predicts the amount of rainwater that flows into pump wells within a pumping station, and according to the estimated rainwater inflow amount, makes the drainage pump start and stop water levels variable. This technology efficiently starts and stops the drainage pump according to the starting water level and the stopping water level. This technology is expected to reduce the risk of flooding and reduce the number of times pumps start and stop.

一方、一部の地方自治体では、従来の排水ポンプ制御である、ポンプ井水位を見ながら、排水ポンプごとにあらかじめ定められた設定水位により起動や停止を行う水位設定制御を採用していることから、ポンプのチャタリング(不必要なポンプの起動・停止)が発生し、ポンプの起動停止回数が増加する、といった問題がある。これに対し、上述の排水ポンプ動的制御技術を適用することで、浸水リスクを抑制しつつポンプ起動停止回数を低減することが可能であるが、適用対象は、固定速ポンプを採用する雨水排水施設に限られる。 On the other hand, some local governments have adopted water level setting control, which is conventional drainage pump control, in which each drainage pump is started and stopped according to the preset water level while looking at the water level of the pump well. , chattering of the pump (unnecessary start/stop of the pump) occurs, and the number of start/stop times of the pump increases. In contrast, by applying the above-mentioned drainage pump dynamic control technology, it is possible to reduce the number of times the pump starts and stops while suppressing the risk of flooding. Limited to facilities.

特許第6261960号公報Japanese Patent No. 6261960

近年、固定速ポンプを採用する雨水排水施設のほか、可変速ポンプを採用する雨水排水施設も増えつつある。こうしたことから、可変速ポンプを採用する雨水排水施設においても、排水ポンプの起動と停止を効率的に行い、浸水リスクの抑制やポンプの起動停止回数の低減を図れるようにすることが望まれる。 In recent years, in addition to rainwater drainage facilities that employ fixed-speed pumps, rainwater drainage facilities that employ variable-speed pumps are increasing. For this reason, even in rainwater drainage facilities that employ variable speed pumps, it is desirable to be able to efficiently start and stop the drainage pumps, to reduce the risk of flooding and reduce the number of times the pumps start and stop.

発明が解決しようとする課題は、排水ポンプの起動と停止を効率的に行うことを可能にする、雨水排水ポンプ制御装置、雨水排水システム、雨水排水方法、およびプログラムを提供することにある。 The problem to be solved by the invention is to provide a rainwater drainage pump control device, a rainwater drainage system, a rainwater drainage method, and a program that enable efficient starting and stopping of the drainage pump.

実施形態の雨水排水ポンプ制御装置は、雨水排水施設内のポンプ井に設置される可変速の排水ポンプを起動させる水位を示す第1の起動水位および停止させる水位を示す第1の停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、前記第1の起動水位および前記第1の停止水位に従って前記可変速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行う可変速ポンプ動的制御部を具備する。 The rainwater drainage pump control device of the embodiment sets a first activation water level indicating a water level at which a variable speed drainage pump installed in a pump well in a rainwater drainage facility is activated, and a first stop water level indicating a water level at which the variable speed drainage pump is stopped, A variable speed pump that is varied according to an inflow amount prediction value of rainwater flowing into the pump well, and is controlled to determine an actual flow rate of the variable speed drainage pump according to the first start water level and the first stop water level. Equipped with a dynamic control unit.

実施形態に係る雨水排水システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the rainwater drainage system which concerns on embodiment. ポンプ実流量制御部5の構成の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a pump actual flow control unit 5; 可変速ポンプ動的制御部21Aおよび固定速ポンプ動的制御部21Bの一部の機能が共通化された構成の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration in which some functions of a variable speed pump dynamic control section 21A and a fixed speed pump dynamic control section 21B are shared; 雨水排水ポンプ制御装置10による動作の一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of the operation of the rainwater drainage pump control device 10; 図4に示される動作をより詳細にした処理手順の一例を示すフローチャート。5 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the operation shown in FIG. 4 is made more detailed;

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.

(システムの構成)
図1に、実施形態に係る雨水排水システムの構成の一例を示す。
(System configuration)
FIG. 1 shows an example of the configuration of a rainwater drainage system according to an embodiment.

実施形態の雨水排水システムが適用される雨水排水施設内(ポンプ場内)には、雨水を貯蔵するポンプ井100が設けられる。ポンプ井100には、可変速の排水ポンプ101(以下、「可変速ポンプ101」と呼ぶ)および固定速の排水ポンプ102(以下、「固定速ポンプ102」と呼ぶ)が設置される。また、ポンプ井100には、雨水が流入する雨水流入部103、および、ポンプ井100の現在水位を計測する水位計104が備えられる。計測された現在水位のデータは、後述する雨水排水ポンプ制御装置10(以下、「ポンプ制御装置10」と略称する場合がある)へ送られる。 A pump well 100 for storing rainwater is provided in a rainwater drainage facility (inside a pumping station) to which the rainwater drainage system of the embodiment is applied. The pump well 100 is equipped with a variable speed drainage pump 101 (hereinafter referred to as "variable speed pump 101") and a fixed speed drainage pump 102 (hereinafter referred to as "fixed speed pump 102"). In addition, the pump well 100 is provided with a rainwater inflow part 103 into which rainwater flows, and a water level gauge 104 for measuring the current water level of the pump well 100 . The measured current water level data is sent to a rainwater drainage pump control device 10 (hereinafter sometimes abbreviated as "pump control device 10"), which will be described later.

実施形態の雨水排水システムは、雨水排水ポンプ制御装置10、可変速ポンプ101、固定速ポンプ102、水位計104等を含む。 The rainwater drainage system of the embodiment includes a rainwater drainage pump control device 10, a variable speed pump 101, a fixed speed pump 102, a water level gauge 104, and the like.

(雨水排水ポンプ制御装置10の構成)
雨水排水ポンプ制御装置10は、例えばコンピュータとして構成される。雨水排水ポンプ制御装置10に備えられる各種の機能は、コンピュータに実現させるためのプログラムとして構築される。
(Configuration of rainwater drainage pump control device 10)
The rainwater drainage pump control device 10 is configured as, for example, a computer. Various functions provided in the rainwater drainage pump control device 10 are constructed as a program to be realized by a computer.

(可変速ポンプ101の動作を制御する機能)
雨水排水ポンプ制御装置10は、可変速ポンプ101の動作を制御する機能として、演算部1、ポンプ流量演算部2、および可変速ポンプ動的制御部21Aを有する。なお、演算部1およびポンプ流量演算部2は、可変速ポンプ動的制御部21Aに含まれるように構成されてもよい。
(Function for controlling operation of variable speed pump 101)
The rainwater drainage pump control device 10 has, as functions for controlling the operation of the variable speed pump 101, a calculation unit 1, a pump flow rate calculation unit 2, and a variable speed pump dynamic control unit 21A. Note that the calculation unit 1 and the pump flow rate calculation unit 2 may be configured to be included in the variable speed pump dynamic control unit 21A.

可変速ポンプ動的制御部21Aは、排水ポンプ動的制御技術(雨水ポンプダイナミック制御技術)を用いて構築された機能である。可変速ポンプ動的制御部21Aは、可変速ポンプ101を起動させる水位を示す第1の起動水位および停止させる水位を示す第1の停止水位を、ポンプ井100へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、第1の起動水位および第1の停止水位に従って可変速ポンプ101の実流量を決定する制御を行う。ここでいう実流量とは、可変速ポンプ101の制御に実際に適用される流量を指し、当該流量を決定する過程で使用されるポンプ流量(後述)とは区別される。可変速ポンプ動的制御部21Aでの具体的な制御は、例えば特許第6261960号公報に記載される手法を用いて実現してもよい。 The variable speed pump dynamic control section 21A is a function constructed using a drainage pump dynamic control technology (rainwater pump dynamic control technology). The variable-speed pump dynamic control unit 21A sets a first start-up water level indicating a water level at which the variable-speed pump 101 is started and a first stop water level indicating a water level at which the variable-speed pump 101 is stopped as predicted inflow amount of rainwater flowing into the pump well 100. , and control is performed to determine the actual flow rate of the variable speed pump 101 according to the first starting water level and the first stopping water level. The actual flow rate here refers to the flow rate actually applied to the control of the variable speed pump 101, and is distinguished from the pump flow rate (described later) used in the process of determining the flow rate. Specific control by the variable speed pump dynamic control section 21A may be realized using the method described in Japanese Patent No. 6261960, for example.

演算部1は、ポンプ井100の水位目標値と現在水位との偏差を出力する。ポンプ流量演算部2は、ポンプ井100の水位目標値と現在水位との偏差に応じて、可変速ポンプ101に対する流量指令値に相当するポンプ流量を演算する。 The calculation unit 1 outputs the deviation between the target water level of the pump well 100 and the current water level. The pump flow rate calculation unit 2 calculates a pump flow rate corresponding to a flow rate command value for the variable speed pump 101 according to the deviation between the water level target value of the pump well 100 and the current water level.

具体的には、ポンプ流量演算部2は、ポンプ井100の水位目標値とポンプ井100に設置された水位計104により計測されたポンプ井100の現在水位とに基づき、式(1)のPI制御により可変速ポンプ101の流量(ポンプ流量)を演算する。 Specifically, the pump flow rate calculation unit 2 calculates PI The control calculates the flow rate of the variable speed pump 101 (pump flow rate).

MV=K(e+1/TI∫edt) ・・・式(1)
ここで、式(1)中の各パラメータは、次のように定義される。
MV= Kp (e+1/T I ∫edt) Equation (1)
Here, each parameter in Equation (1) is defined as follows.

e:偏差(本例では、水位目標値-現在水位)
MV:操作信号(本例では、ポンプ流量)
:比例ゲイン
I:積分時間
なお、式(1)の偏差eの計算では、ポンプ井100の水位目標値は、流入量予測値を用いて決定されてもよい。例えば、流入量予測値が大きい場合は、式(1)の偏差eにおいて、ポンプ井100の水位目標値を低く、流入量予測値が少ない場合は、式(1)の偏差eにおいて、ポンプ井100の水位目標値を高くする。なお、ポンプ井100の水位目標値の決定は、この例に限らず、別の手法を用いて決定してもよい。
e: deviation (in this example, water level target value - current water level)
MV: operation signal (pump flow rate in this example)
K p : proportional gain T I : integration time In calculating the deviation e in equation (1), the target water level of the pump well 100 may be determined using the predicted inflow amount. For example, when the predicted inflow is large, the target water level of the pump well 100 is set low in the deviation e of the formula (1), and when the predicted inflow is small, the deviation e in the formula (1) sets the pump well Increase the water level target value of 100. The determination of the water level target value of the pump well 100 is not limited to this example, and may be determined using another method.

可変速ポンプ動的制御部21Aは、ポンプ流量に従って可変速ポンプ101の実流量を決定し、決定した実流量でポンプ井100内の雨水が排出されるように(またはその排出が停止されるように)可変速ポンプ101を制御する。 The variable speed pump dynamic control unit 21A determines the actual flow rate of the variable speed pump 101 according to the pump flow rate, and discharges the rainwater in the pump well 100 at the determined actual flow rate (or stops the discharge). 2) controls the variable speed pump 101;

可変速ポンプ動的制御部21Aは、ポンプ起動停止水位設定部(第1のポンプ起動停止水位設定部)3A、ポンプ起動停止指令決定部(第1のポンプ起動停止指令決定部)4A、およびポンプ実流量制御部(第1のポンプ実流量制御部)5を含む。図2に、ポンプ実流量制御部5の構成の一例を示す。ポンプ実流量制御部5は、ポンプ実流量決定部11およびポンプ運転部12を含む。 The variable speed pump dynamic control unit 21A includes a pump start/stop water level setting unit (first pump start/stop water level setting unit) 3A, a pump start/stop command determination unit (first pump start/stop command determination unit) 4A, and a pump An actual flow controller (first pump actual flow controller) 5 is included. FIG. 2 shows an example of the configuration of the actual pump flow rate control section 5. As shown in FIG. The actual pump flow rate control section 5 includes an actual pump flow rate determining section 11 and a pump operating section 12 .

ポンプ起動停止水位設定部3Aは、流入量予測値を用いて、第1の起動水位および第1の停止水位を設定する。 The pump start/stop water level setting unit 3A sets the first start water level and the first stop water level using the predicted inflow amount.

ポンプ起動停止指令決定部4Aは、第1の起動水位および第1の停止水位のそれぞれと現在水位とを比較し、比較した結果に応じて可変速ポンプ101を起動するか停止するかを決定し、起動または停止を示すポンプ起動停止指令を出力する。例えば、現在水位が第1の起動水位以上であれば、可変速ポンプ101を起動すると決定し、一方、現在水位が第1の停止水位以下であれば、可変速ポンプ101を停止すると決定する。 The pump start/stop command determination unit 4A compares each of the first start water level and the first stop water level with the current water level, and determines whether to start or stop the variable speed pump 101 according to the comparison result. , to output a pump start/stop command indicating start or stop. For example, if the current water level is equal to or higher than the first starting water level, it is decided to start the variable speed pump 101, and if the current water level is equal to or lower than the first stop water level, it is decided to stop the variable speed pump 101.

ポンプ実流量制御部5は、ポンプ起動停止指令に従い、ポンプ流量に応じた実流量でポンプ井100内の雨水が排出されるように(またはその排出が停止されるように)可変速ポンプ101を制御する。すなわち、ポンプ実流量制御部5は、ポンプ起動停止指令決定部4Aで決定したポンプ起動停止指令に応じて、可変速ポンプ101を起動する場合は、ポンプ流量演算部2で演算したポンプ流量を、可変速ポンプ101を停止する場合は、流量0m3/sを、ポンプ実流量として決定する。この決定は、図2中のポンプ実流量決定部11により行われる。これにより、ポンプ実流量制御部5で決定したポンプ実流量で可変速ポンプ101が運転され、雨水流入部103からポンプ井100へ流入し、ポンプ井100に貯留している雨水が河川へ排水される。上記運転は、図2中のポンプ運転部12により行われる。 The pump actual flow rate control unit 5 operates the variable speed pump 101 so that the rainwater in the pump well 100 is discharged (or the discharge is stopped) at the actual flow rate corresponding to the pump flow rate according to the pump start/stop command. Control. That is, when the variable speed pump 101 is started according to the pump start/stop command determined by the pump start/stop command determination unit 4A, the actual pump flow rate control unit 5 changes the pump flow rate calculated by the pump flow rate calculation unit 2 to When stopping the variable speed pump 101, the flow rate of 0 m 3 /s is determined as the actual pump flow rate. This determination is made by the actual pump flow rate determination unit 11 shown in FIG. As a result, the variable speed pump 101 is operated at the pump actual flow rate determined by the pump actual flow rate control unit 5, the rainwater flows into the pump well 100 from the rainwater inflow unit 103, and the rainwater stored in the pump well 100 is discharged to the river. be. The above operation is performed by the pump operation section 12 shown in FIG.

(固定速ポンプ102の動作を制御する機能)
また、雨水排水ポンプ制御装置10は、固定速ポンプ102の動作を制御する機能として、固定速ポンプ動的制御部21Bを有する。
(Function to control operation of fixed speed pump 102)
The rain water drainage pump control device 10 also has a fixed speed pump dynamic control section 21B as a function of controlling the operation of the fixed speed pump 102 .

固定速ポンプ動的制御部21Bは、排水ポンプ動的制御技術(雨水ポンプダイナミック制御技術)を用いて構築された機能である。固定速ポンプ動的制御部21Bは、固定速ポンプ102を起動させる水位を示す第2の起動水位および停止させる水位を示す第2の停止水位を、ポンプ井100へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、第2の起動水位および第2の停止水位に従って固定速ポンプ102の実流量を決定する制御を行う。ここでいう実流量とは、固定速ポンプ102の制御に実際に適用される流量を指し、当該流量を決定する過程で使用されるポンプ定格流量(後述)とは区別される。固定速ポンプ動的制御部21Bでの具体的な制御は、例えば特許第6261960号公報に記載される手法を用いて実現してもよい。 The fixed-speed pump dynamic control section 21B is a function built using a drainage pump dynamic control technology (rainwater pump dynamic control technology). The fixed-speed pump dynamic control unit 21B sets a second start-up water level indicating a water level at which the fixed-speed pump 102 is started and a second stop water level indicating a water level at which the fixed-speed pump 102 is stopped as predicted inflow amount of rainwater flowing into the pump well 100. , and control is performed to determine the actual flow rate of the fixed-speed pump 102 according to the second starting water level and the second stopping water level. The actual flow rate here refers to the flow rate actually applied to the control of the fixed speed pump 102, and is distinguished from the pump rated flow rate (described later) used in the process of determining the flow rate. Specific control in the fixed-speed pump dynamic control section 21B may be realized using the method described in Japanese Patent No. 6261960, for example.

固定速ポンプ動的制御部21Bは、ポンプ起動停止水位設定部(第2のポンプ起動停止水位設定部)3B、ポンプ起動停止指令決定部(第2のポンプ起動停止指令決定部)4B、およびポンプ実流量制御部(第2のポンプ実流量制御部)6を含む。図2に、ポンプ実流量制御部6の構成の一例を示す。ポンプ実流量制御部6は、ポンプ実流量決定部11およびポンプ運転部12を含む。 The fixed-speed pump dynamic control unit 21B includes a pump start/stop water level setting unit (second pump start/stop water level setting unit) 3B, a pump start/stop command determination unit (second pump start/stop command determination unit) 4B, and a pump An actual flow controller (second pump actual flow controller) 6 is included. FIG. 2 shows an example of the configuration of the actual pump flow rate control section 6. As shown in FIG. The actual pump flow rate control section 6 includes an actual pump flow rate determining section 11 and a pump operating section 12 .

ポンプ起動停止水位設定部3Bは、流入量予測値を用いて、第2の起動水位および第2の停止水位を設定する。 The pump start/stop water level setting unit 3B sets the second start water level and the second stop water level using the predicted inflow amount.

ポンプ起動停止指令決定部4Bは、第2の起動水位および第2の停止水位のそれぞれと現在水位とを比較し、比較した結果に応じて固定速ポンプ102を起動するか停止するかを決定し、起動または停止を示すポンプ起動停止指令を出力する。例えば、現在水位が第2の起動水位以上であれば、固定速ポンプ102を起動すると決定し、一方、現在水位が第2の停止水位以下であれば、固定速ポンプ102を停止すると決定する。 The pump start/stop command determination unit 4B compares each of the second start water level and the second stop water level with the current water level, and determines whether to start or stop the fixed speed pump 102 according to the comparison result. , to output a pump start/stop command indicating start or stop. For example, if the current water level is equal to or higher than the second start water level, it is determined to start the fixed speed pump 102, while if the current water level is equal to or lower than the second stop water level, it is decided to stop the fixed speed pump 102.

ポンプ実流量制御部6は、ポンプ起動停止指令に従い、ポンプ定格流量を実流量としてポンプ井100内の雨水が排出されるように(またはその排出が停止されるように)固定速ポンプ102を制御する。すなわち、ポンプ実流量制御部6は、ポンプ起動停止指令決定部4Bからのポンプ起動停止指令に応じて、固定速ポンプ102を起動する場合は、固定速ポンプ102の定格流量を、固定速ポンプ102を停止する場合は、流量0m3/sを、ポンプ実流量として決定する。この決定は、図2中のポンプ実流量決定部11により行われる。これにより、ポンプ実流量制御部6で決定したポンプ実流量で固定速ポンプ102が運転され、雨水流入部103からポンプ井100へ流入し、ポンプ井100に貯留している雨水が河川へ排水される。上記運転は、図2中のポンプ運転部12により行われる。 The pump actual flow rate control unit 6 controls the fixed speed pump 102 in accordance with the pump start/stop command so that rainwater in the pump well 100 is discharged (or the discharge is stopped) with the pump rated flow rate as the actual flow rate. do. That is, when starting the fixed speed pump 102 in response to the pump start/stop command from the pump start/stop command determination unit 4B, the pump actual flow control unit 6 sets the rated flow rate of the fixed speed pump 102 to the fixed speed pump 102 is to be stopped, the flow rate of 0 m 3 /s is determined as the actual pump flow rate. This determination is made by the actual pump flow rate determination unit 11 shown in FIG. As a result, the fixed-speed pump 102 is operated at the pump actual flow rate determined by the pump actual flow control section 6, and the rainwater flows into the pump well 100 from the rainwater inflow section 103, and the rainwater stored in the pump well 100 is discharged to the river. be. The above operation is performed by the pump operation section 12 shown in FIG.

なお、本実施形態では、可変速ポンプ101および固定速ポンプ102の両方が設置された雨水排水施設を対象とする構成を例示しているが、これに限定されず、例えば可変速ポンプ101が設置されている一方で固定速ポンプ102が設置されていない雨水排水施設を対象として発明を実施してもよい。その場合は、図1中において、固定速ポンプ102および固定速ポンプ動的制御部21B(ポンプ起動停止水位設定部3B、ポンプ起動停止指令決定部4B、およびポンプ実流量制御部6を含む)が存在しないものとして扱えばよい。 In this embodiment, the configuration is exemplified for a rainwater drainage facility in which both the variable speed pump 101 and the fixed speed pump 102 are installed. The invention may be implemented for storm water drainage facilities where fixed speed pumps 102 are not installed. In that case, in FIG. 1, the fixed speed pump 102 and the fixed speed pump dynamic control unit 21B (including the pump start/stop water level setting unit 3B, the pump start/stop command determination unit 4B, and the pump actual flow rate control unit 6) Treat it as if it doesn't exist.

また、図1に示される構成において、可変速ポンプ動的制御部21Aおよび固定速ポンプ動的制御部21Bの一部の機能が共通化されていてもよい。 Further, in the configuration shown in FIG. 1, some functions of the variable speed pump dynamic control section 21A and the fixed speed pump dynamic control section 21B may be shared.

図3に、可変速ポンプ動的制御部21Aおよび固定速ポンプ動的制御部21Bの一部の機能が共通化された構成の一例を示す。 FIG. 3 shows an example of a configuration in which some functions of the variable speed pump dynamic control section 21A and the fixed speed pump dynamic control section 21B are shared.

図1に示したポンプ起動停止水位設定部3A,3Bは、設定の対象が異なるが、処理に共通性があるため、図3のように1つのポンプ起動停止水位設定部3として構成することができる。同様に、図1に示したポンプ起動停止指令決定部4A,4Bも、処理に共通性があるため、図3のように1つのポンプ起動停止指令決定部4として構成することができる。図3のように構成することにより、処理の効率化を図ることができる。 The pump activation/termination water level setting units 3A and 3B shown in FIG. 1 differ in setting targets, but have commonalities in processing. can. Similarly, the pump start/stop command determining units 4A and 4B shown in FIG. 1 also have common processing, so they can be configured as one pump start/stop command determining unit 4 as shown in FIG. By configuring as shown in FIG. 3, efficiency of processing can be improved.

次に、図4のフローチャートと図5のフローチャートを参照して、雨水排水ポンプ制御装置10による動作の一例を説明する。 Next, an example of the operation of the rainwater drainage pump control device 10 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5. FIG.

図4に示されるように、雨水排水ポンプ制御装置10においては、可変速ポンプ101と固定速ポンプ102のそれぞれに対して、ポンプ実流量が決定され(ステップS1)、決定されたポンプ実流量を用いて該当するポンプの運転が行われる(ステップS2)。
る。
As shown in FIG. 4, in the rainwater drainage pump control device 10, the pump actual flow rate is determined for each of the variable speed pump 101 and the fixed speed pump 102 (step S1), and the determined pump actual flow rate is are used to operate the corresponding pump (step S2).
be.

図5に、図4に示される動作をより詳細にした処理手順の一例を示す。 FIG. 5 shows an example of a processing procedure in which the operation shown in FIG. 4 is made more detailed.

図4の場合と同様、以下に示す一連の処理は、可変速ポンプ101と固定速ポンプ102のそれぞれに対して行われる。 As in the case of FIG. 4, a series of processes shown below are performed for each of the variable speed pump 101 and the fixed speed pump 102 .

最初に、ポンプ毎に、流入量予測値を用いて起動水位および停止水位を設定する処理が行われる(ステップS11)。 First, a process of setting the starting water level and the stopping water level using the inflow predicted value is performed for each pump (step S11).

次に、ポンプ毎に、起動水位および停止水位のそれぞれと現在水位とを比較し、比較した結果に応じて当該ポンプを起動するか停止するかを決定し、起動または停止を示すポンプ起動停止指令を出力する処理が行われる(ステップS12)。 Next, for each pump, the starting water level and the stopping water level are compared with the current water level, and depending on the result of the comparison, it is determined whether to start or stop the pump, and a pump start/stop command indicating starting or stopping is performed (step S12).

制御の対象が固定速ポンプ102である場合(ステップS13のYES)、ポンプ定格流量を実流量とし(ステップS21)、ポンプ起動停止指令が起動を示す場合は(ステップS22のYES)、ポンプ定格流量で固定速ポンプ102を起動する処理が行われる(ステップS23)。一方、ポンプ起動停止指令が停止を示す場合は(ステップS22のNO)、流量0m3/sで固定速ポンプ102を停止する処理が行われる(ステップS24)。 If the object to be controlled is the fixed speed pump 102 (YES in step S13), the pump rated flow rate is set to the actual flow rate (step S21), and if the pump start/stop command indicates start (YES in step S22), the pump rated flow rate , a process for activating the fixed-speed pump 102 is performed (step S23). On the other hand, when the pump start/stop command indicates stop (NO in step S22), processing is performed to stop the fixed speed pump 102 at a flow rate of 0 m 3 /s (step S24).

一方、ステップS13において、制御の対象が可変速ポンプ101である場合は(ステップS13のNO)、ポンプ井100の水位目標値とポンプ井100に設置された水位計104により計測されたポンプ井100の現在水位とに基づき、PI制御により可変速ポンプ101の流量(ポンプ流量)を演算する処理が行われる(ステップS31)。そして、ポンプ流量を実流量とし(ステップS32)、ポンプ起動停止指令が起動を示す場合は(ステップS33のYES)、演算したポンプ流量で可変速ポンプ101を起動する処理が行われる(ステップS34)。一方、ポンプ起動停止指令が停止を示す場合は(ステップS33のNO)、流量0m3/sで可変速ポンプ101を停止する処理が行われる(ステップS35)。 On the other hand, in step S13, if the control target is the variable speed pump 101 (NO in step S13), the water level target value of the pump well 100 and the pump well 100 measured by the water level gauge 104 installed in the pump well 100 Based on the current water level of the variable speed pump 101, processing for calculating the flow rate (pump flow rate) of the variable speed pump 101 is performed by PI control (step S31). Then, when the pump flow rate is set to the actual flow rate (step S32) and the pump start/stop command indicates start (YES in step S33), the variable speed pump 101 is started with the calculated pump flow rate (step S34). . On the other hand, when the pump start/stop command indicates to stop (NO in step S33), processing is performed to stop the variable speed pump 101 at a flow rate of 0 m 3 /s (step S35).

実施形態によれば、可変速ポンプを採用するポンプ場においても、従来の排水ポンプ制御と比較して、浸水リスクの抑制やポンプの起動停止回数の低減を図ることが可能となる。 According to the embodiment, even in a pump station that employs variable speed pumps, it is possible to reduce the risk of flooding and reduce the number of times the pump is started and stopped compared to conventional drainage pump control.

例えば、ポンプ起動停止水位設定部3A,ポンプ起動停止水位設定部3Bにより可変速ポンプ101,固定速ポンプ102のそれぞれの起動水位および停止水位を設定した上で、固定速ポンプ102の流量を決定することに加えて、ポンプ井100の水位目標値とポンプ井100に設置された水位計104により計測されたポンプ井100の現在水位に基づくPI制御を行うことにより、可変速ポンプ101のポンプ流量を決定することができる。決定したポンプ流量を用いて可変速ポンプ101の実流量を制御することで、適切なタイミングで必要最小限のポンプの起動や停止を行い、適切な流量で可変速ポンプ101および固定速ポンプ102を運転することが可能となり、可変速ポンプ101および固定速ポンプ102を採用するポンプ場において、従来の排水ポンプ制御と比較して、浸水リスクの抑制やポンプの起動停止回数の低減が可能となる。 For example, after setting the starting water level and stopping water level of the variable speed pump 101 and the fixed speed pump 102 by the pump starting/stopping water level setting unit 3A and the pump starting/stopping water level setting unit 3B, the flow rate of the fixed speed pump 102 is determined. In addition, by performing PI control based on the target water level of the pump well 100 and the current water level of the pump well 100 measured by the water level gauge 104 installed in the pump well 100, the pump flow rate of the variable speed pump 101 can be adjusted. can decide. By controlling the actual flow rate of the variable speed pump 101 using the determined pump flow rate, the necessary minimum pumps are started and stopped at appropriate timing, and the variable speed pump 101 and fixed speed pump 102 are operated at appropriate flow rates. In a pump station that employs the variable speed pump 101 and the fixed speed pump 102, it is possible to suppress the risk of flooding and reduce the number of times the pump is started and stopped compared to conventional drainage pump control.

以上詳述したように、実施形態によれば、排水ポンプの起動と停止を効率的に行うことができる。 As detailed above, according to the embodiment, the drainage pump can be efficiently started and stopped.

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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1…演算部、2…ポンプ流量演算部、3,3A,3B…ポンプ起動停止水位設定部、4,4A,4A…ポンプ起動停止指令決定部、5,6…ポンプ実流量制御部、11…ポンプ実流量決定部、12…ポンプ運転部、21A…可変速ポンプ動的制御部、21B…固定速ポンプ動的制御部、100…ポンプ井、101…可変速ポンプ、102…固定速ポンプ、103…雨水流入部、104…水位計。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Calculation part 2... Pump flow rate calculation part 3, 3A, 3B... Pump start/stop water level setting part 4, 4A, 4A... Pump start/stop command determination part 5, 6... Pump actual flow rate control part 11... Pump actual flow rate determination unit 12 Pump operation unit 21A Variable speed pump dynamic control unit 21B Fixed speed pump dynamic control unit 100 Pump well 101 Variable speed pump 102 Fixed speed pump 103 ... rainwater inflow part, 104 ... water level gauge.

Claims (7)

雨水排水施設内のポンプ井に設置される可変速の排水ポンプを起動させる水位を示す第1の起動水位および停止させる水位を示す第1の停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、前記第1の起動水位および前記第1の停止水位に従って前記可変速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行う可変速ポンプ動的制御部を具備する、雨水排水ポンプ制御装置。 A first starting water level indicating a water level for starting a variable speed drainage pump installed in a pump well in a rainwater drainage facility and a first stopping water level indicating a water level for stopping the variable speed drainage pump are set to the inflow amount of rainwater flowing into the pump well. Rain water drainage, comprising a variable speed pump dynamic control unit that performs control to vary according to a predicted value and determine the actual flow rate of the variable speed drainage pump according to the first start water level and the first stop water level. pump controller. 前記ポンプ井の水位目標値と現在水位との偏差に応じて、前記可変速の排水ポンプに対する流量指令値に相当するポンプ流量を演算するポンプ流量演算部を更に具備し、
前記可変速ポンプ動的制御部は、前記ポンプ流量に従って前記可変速の排水ポンプの実流量を決定する、
請求項1に記載の雨水排水ポンプ制御装置。
further comprising a pump flow rate calculation unit that calculates a pump flow rate corresponding to a flow rate command value for the variable speed drainage pump according to the deviation between the target water level value and the current water level of the pump well;
The variable speed pump dynamic control unit determines the actual flow rate of the variable speed drainage pump according to the pump flow rate.
The rain water drainage pump control device according to claim 1.
前記ポンプ井に設置される固定速の排水ポンプを起動させる水位を示す第2の起動水位および停止させる水位を示す第2の停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の前記流入量予測値に応じて変動させ、前記第2の起動水位および前記第2の停止水位に従って前記固定速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行う固定速ポンプ動的制御部を更に具備する、
請求項1又は2に記載の雨水排水ポンプ制御装置。
A second starting water level indicating a water level at which a fixed speed drainage pump installed in the pump well is started and a second stop water level indicating a water level at which the fixed speed drainage pump is stopped are used as the predicted inflow amount of rainwater flowing into the pump well. a fixed-speed pump dynamic control unit that performs control to determine the actual flow rate of the fixed-speed drainage pump according to the second start water level and the second stop water level,
The rainwater drainage pump control device according to claim 1 or 2.
前記可変速ポンプ動的制御部および前記固定速ポンプ動的制御部は、一部の機能が共通化されている、
請求項3に記載の雨水排水ポンプ制御装置。
The variable speed pump dynamic control unit and the fixed speed pump dynamic control unit share some functions,
The rainwater drainage pump control device according to claim 3.
雨水排水施設内のポンプ井に設置される可変速の排水ポンプおよび固定速の排水ポンプと、
前記可変速の排水ポンプを起動させる水位を示す第1の起動水位および停止させる水位を示す第1の停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、前記第1の起動水位および前記第1の停止水位に従って前記可変速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行う可変速ポンプ動的制御部と、
前記固定速の排水ポンプを起動させる水位を示す第2の起動水位および停止させる水位を示す第2の停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の前記流入量予測値に応じて変動させ、前記第2の起動水位および前記第2の停止水位に従って前記固定速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行う固定速ポンプ動的制御部と
具備する、雨水排水システム。
a variable speed sump pump and a fixed speed sump pump installed at a pump well in a stormwater drainage system;
A first starting water level indicating a water level at which the variable speed drainage pump is started and a first stopping water level indicating a water level at which the variable speed drainage pump is stopped are varied according to a predicted value of an inflow amount of rainwater flowing into the pump well; a variable speed pump dynamic control unit that performs control to determine the actual flow rate of the variable speed drainage pump according to the first starting water level and the first stopping water level;
A second starting water level indicating a water level at which the fixed-speed drainage pump is started and a second stopping water level indicating a water level at which the fixed-speed drainage pump is stopped are varied according to the predicted inflow amount of rainwater flowing into the pump well, A storm water drainage system, comprising: a fixed speed pump dynamic control unit for controlling to determine an actual flow rate of said fixed speed drainage pump according to a second starting water level and said second stopping water level.
可変速ポンプ動的制御部により、雨水排水施設内のポンプ井に設置される可変速の排水ポンプを起動させる水位を示す起動水位および停止させる水位を示す停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、前記起動水位および前記停止水位に従って前記可変速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行うことを含む、雨水排水方法。 The variable-speed pump dynamic control unit controls the starting water level indicating the water level at which the variable-speed drainage pump installed in the pump well in the rainwater drainage facility is started and the stop water level indicating the water level at which the variable-speed drainage pump is stopped, according to the rainwater flowing into the pump well. and performing control to determine the actual flow rate of the variable speed drainage pump according to the start water level and the stop water level. コンピュータに、
雨水排水施設内のポンプ井に設置される可変速の排水ポンプを起動させる水位を示す起動水位および停止させる水位を示す停止水位を、前記ポンプ井へ流入する雨水の流入量予測値に応じて変動させ、前記起動水位および前記停止水位に従って前記可変速の排水ポンプの実流量を決定する制御を行う機能を実現させるためのプログラム。
to the computer,
A starting water level indicating a water level for starting a variable speed drainage pump installed in a pump well in a rainwater drainage facility and a stopping water level indicating a water level for stopping the variable speed drainage pump are varied according to the predicted value of the inflow amount of rainwater flowing into the pump well. A program for realizing a control function for determining the actual flow rate of the variable-speed drainage pump according to the starting water level and the stopping water level.
JP2021194432A 2021-11-30 2021-11-30 Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program Pending JP2023080883A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021194432A JP2023080883A (en) 2021-11-30 2021-11-30 Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021194432A JP2023080883A (en) 2021-11-30 2021-11-30 Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023080883A true JP2023080883A (en) 2023-06-09

Family

ID=86656499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021194432A Pending JP2023080883A (en) 2021-11-30 2021-11-30 Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023080883A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009103028A (en) Control device and control method of rain water pump
JP6261960B2 (en) Rainwater drainage pump control device, rainwater drainage system, and rainwater drainage pump control program
US11313343B2 (en) Hydroelectric power generation system
JP6189254B2 (en) Rainwater drainage pump control device, rainwater drainage pump control method, rainwater drainage pump control program, and parameter providing device
JP2023009541A (en) Rainwater inflow amount prediction device, rainwater inflow amount prediction method, and computer program
JP4030372B2 (en) River water level prediction device
JP2015105649A (en) Rainwater pump control device
JP2010048020A (en) Monitoring control device
US20100166569A1 (en) Sewage pump blockage detection
JP2023080883A (en) Rainwater drain pump control device, rainwater drain system, rainwater drain method, and program
JP7079424B2 (en) Hydroelectric power plant operation support system
JP6535269B2 (en) Pump control device, pump control method and drainage system
JP5171013B2 (en) Method and apparatus for controlling pump operation of water supply apparatus
JP4739293B2 (en) Rainwater pump control device
JP6490416B2 (en) Control process for reducing electrical energy consumption of pump equipment
JPH06193584A (en) Operation method for drainage pump
JP2021063499A (en) Hydraulic power generation system
KR101786743B1 (en) Emergency operation system of pump
JP2021095711A (en) Rainwater inflow amount prediction apparatus, rainwater inflow amount prediction method, computer program, rainwater pump control system, and rainwater pump station system
JP4905305B2 (en) Pump control device
JP2789320B2 (en) Drainage system
JP2016125477A (en) Water supply device and method of controlling water supply device
JP6853733B2 (en) Water supply system and water supply method
KR102579259B1 (en) Intelligent rainwater management system
TWI345030B (en)

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20230105