JP2601895B2 - Water distribution network controller - Google Patents

Water distribution network controller

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JP2601895B2
JP2601895B2 JP1002864A JP286489A JP2601895B2 JP 2601895 B2 JP2601895 B2 JP 2601895B2 JP 1002864 A JP1002864 A JP 1002864A JP 286489 A JP286489 A JP 286489A JP 2601895 B2 JP2601895 B2 JP 2601895B2
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pressure
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point
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卓也 荒川
主一郎 小林
幸彦 冨沢
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば上水道のような排水施設における
配水管網制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a water distribution pipe network control device in a drainage facility such as a water supply system.

(従来の技術) 一般に上水道の配水施設においては配水管網内水圧は
配水管網内の流量変動によって変化するが、水圧制御に
より流量変動にかかわらず常に配水管網内水圧を上下限
許容範囲内に保持しておく必要がある。
(Prior art) In general, in water distribution facilities, water pressure in the distribution network changes due to fluctuations in the flow rate in the distribution network. Need to be kept.

そのため、従来の配水管網制御装置では、配水管網内
水圧の制御をある特定の1地点の水圧を計測して基準圧
力と比較し、圧力源の吐出圧や減圧点の水圧の制御を行
うようにしている。
Therefore, in the conventional water distribution network control device, the water pressure in the water distribution network is controlled by measuring the water pressure at a specific point and comparing it with the reference pressure, and controlling the discharge pressure of the pressure source and the water pressure at the pressure reduction point. Like that.

また、実際の配管図をもとに作成された管網モデルや
給水点の流出流量を模擬した給水量モデルにより配水管
網内水圧を計算し、この水圧が許容範囲内に収まるよう
に圧力源としてのポンプの回転数や減圧点としての制御
弁の開度を決定し、水圧の制御を行なうことも行なわれ
ている。
In addition, the water pressure in the distribution pipe network is calculated using a pipe network model created based on the actual piping diagram and a water supply model simulating the outflow at the water supply point, and the pressure source is adjusted so that this water pressure falls within the allowable range. The control of the water pressure is also performed by determining the rotation speed of the pump and the opening degree of the control valve as the pressure reducing point.

(発明が解決しようとする課題) ところが、このような従来の配水管網制御装置にあっ
ては、ある特定の1地点での水圧をみて全体の水圧を制
御するため、他の地点の水圧が上下限許容範囲を逸脱し
てしまうことがあり、水圧が低くなりすぎたり、逆に高
くなりすぎたりするという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional water distribution network control device, since the entire water pressure is controlled by checking the water pressure at a certain specific point, the water pressure at other points is not controlled. In some cases, the upper and lower limits may be deviated from the allowable range, and there is a problem that the water pressure becomes too low or conversely becomes too high.

また、管網モデルや給水量モデルを正確に模擬するこ
とは難しく、モデルの精度によっては配水管網内水圧の
適正化が実現できない場合もあるという問題もあった。
Also, it is difficult to accurately simulate a pipe network model or a water supply model, and there has been a problem that depending on the accuracy of the model, it may not be possible to achieve proper water pressure in a distribution pipe network.

この発明は、このような従来の問題点に鑑みて、適正
な水圧で安定した配水管網の水圧管理が行える配水管網
制御装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a water distribution network control device capable of performing stable water pressure management of a water distribution network at an appropriate water pressure in view of such conventional problems.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明の配水管網制御装置は、配水管網内の各地点
に設置された圧力計、流量計及び制御点(ポンプや弁)
からの実際のプロセス値のデータベースと、各制御点の
操作とこの操作に対する各地点の圧力変化との関係より
なる対象モデルに関する知識、配水管網内の給水量変化
とこの変化に対する各地点の圧力変化との関係よりなる
需要モデルに関する知識、及び配水管網内圧力を制御す
るための知識であって配水管網運用法案の指針も加味し
た制御に関する知識により構築される知識ベースと、前
記データベースとこの知識ベースからのデータに基づ
き、制御点の操作量の修正量を推論する手段と、この推
論手段により決定された制御点の操作量の修正量に基づ
き、前記各地点の水圧を調整する水圧制御手段とを備え
たものである。
[Structure of the Invention] (Means for solving the problem) A water distribution network control device of the present invention includes a pressure gauge, a flow meter, and control points (pumps and valves) installed at each point in a water distribution network.
Knowledge of the target model consisting of a database of the actual process values from the system and the relationship between the operation of each control point and the pressure change at each point for this operation, the change in water supply in the distribution network and the pressure at each point for this change Knowledge base on the demand model consisting of the relationship with the change, and knowledge for controlling the pressure in the water distribution network, which is constructed with knowledge about the control in consideration of the guidelines of the water distribution network operation bill, and the database, Means for inferring the correction amount of the operation amount of the control point based on the data from the knowledge base; and water pressure for adjusting the water pressure of each point based on the correction amount of the operation amount of the control point determined by the inference means. Control means.

(作用) この発明の配水管網制御装置では、推論手段により、
配水管網内水圧、流量等のプロセスデータや制御点(ポ
ンプや弁)の情報と、対象モデルと需要モデルに関する
知識及び制御に関する知識であって配水管網運用法案の
指針も加味した知識からなる知識ベースに基づいて制御
点の操作量の修正量を推論し、水圧制御手段により、こ
の修正量をもとに制御点の操作量を修正することにより
各地点の水圧を制御し、配水管網各地点の水圧の適正化
を図る。
(Operation) In the water distribution network control device of the present invention, the inference means
It consists of process data such as water pressure and flow rate in the water distribution network and information on control points (pumps and valves), knowledge on the target model and demand model, and knowledge on control, as well as knowledge on guidelines for the water distribution network operation bill. Infer the correction amount of the control point operation amount based on the knowledge base, and control the water pressure at each point by correcting the operation amount of the control point based on the correction amount by the water pressure control means. Optimize water pressure at each point.

そして、配水系統や配水管網運用方案等の変更があっ
てもこの変更されたフィードルノウハウに基づいて知識
ベースを修正して再構築し、プラント特性の変化に対し
ても柔軟に対応するようにする。
Then, even if there is a change in the distribution system or distribution pipe network operation plan, etc., the knowledge base is modified and rebuilt based on the changed feeder know-how to flexibly respond to changes in plant characteristics. To

(実施例) 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示しており、第2図は
その動作を説明するフローチャートである。この実施例
は、上水道の配水管網に関するものであり、配水池1か
ら配水管2を通して、配水管網3に配水される。配水管
網3内の各所には、配水圧力を制御するための手段とし
て制御弁4a,4bが設置されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation. This embodiment relates to a water distribution network of a water supply system, and water is distributed from a reservoir 1 to a water distribution network 3 through a water distribution pipe 2. Control valves 4a and 4b are installed at various places in the distribution network 3 as means for controlling the distribution pressure.

前記配水池1には、その水位を検出するための水位検
出器5が設けられており、配水管2には配水流量検出器
6が設けられている。
The reservoir 1 is provided with a water level detector 5 for detecting the water level, and the water distribution pipe 2 is provided with a water distribution flow rate detector 6.

前記制御弁4a,4bの2次側には、制御弁2次圧力検出
器7a,7bが設けられており、さらに配水管網3内の各所
には配水管網内水圧検出器8a,8b,8c,8d及び配水管網内
流量検出器9a,9b,9c,9dが設けられている。
On the secondary side of the control valves 4a, 4b, control valve secondary pressure detectors 7a, 7b are provided. Further, at various points in the water distribution network 3, water pressure detectors 8a, 8b, 8c, 8d and flow rate detectors 9a, 9b, 9c, 9d in the distribution pipe network are provided.

前記各制御弁4a,4bに対しては、その弁開度を検出す
る弁開度検出器10a,10bが設置され、さらに弁開度を調
節する制御弁制御装置11a,11bが設置されている。
For each of the control valves 4a and 4b, valve opening detectors 10a and 10b for detecting the valve opening are installed, and further, control valve control devices 11a and 11b for adjusting the valve opening are installed. .

この制御弁制御装置11a,11bを制御し、制御弁4a,4bの
弁開度を制御するための制御系は、パラメータ設定装置
12、入力装置13、演算制御装置14及び出力装置15によっ
て構成されている。
A control system for controlling the control valve control devices 11a and 11b and controlling the valve opening degree of the control valves 4a and 4b includes a parameter setting device.
It comprises an input device 13, an operation control device 14, and an output device 15.

前記パラメータ設定装置12は、水圧上限値δ1、水圧
下限値δ2等のパラメータを設定するもので、入力装置1
3を介して演算制御装置14にこれらのパラメータが入力
される。
The parameter setting device 12 is for setting parameters such as a water pressure upper limit value δ 1 , a water pressure lower limit value δ 2 and the like.
These parameters are input to the arithmetic and control unit 14 via 3.

入力装置13によりさらに、配水池水位検出器5、配水
流量検出器6、制御弁2次圧力検出器7a、7b、配水管網
内水圧検出器8a,8b,8c,8d、配水管網内流量検出器9a,9
b,9c,9d及び制御弁開度検出器10a,10bによって検出され
た各種のプロセス値H,Q,h,q,uが取り込まれ、この各種
のパラメータとプロセス値とが演算制御装置14に入力さ
れ、データベースとして記憶される。
The input device 13 further controls the reservoir water level detector 5, the distribution flow rate detector 6, the control valve secondary pressure detectors 7a and 7b, the distribution pipe network water pressure detectors 8a, 8b, 8c, 8d, and the distribution pipe network flow rate. Detector 9a, 9
Various process values H, Q, h, q, u detected by b, 9c, 9d and the control valve opening detectors 10a, 10b are taken in, and these various parameters and process values are sent to the arithmetic and control unit 14. It is entered and stored as a database.

演算制御装置14は、推論部14aとデータベース14b及び
知識ベース14cを備え、一定周期τ毎に各検出器から検
出されたプロセス値を記憶しているデータベース14b
と、対象に関する定性モデル、需要に関する定性モデル
及び制御に関する知識を記憶している知識ベース14cと
からのデータに基づいて推論部14aが制御弁開度の修正
量を推論し、出力装置15に修正された制御弁の操作量を
出力する。
The arithmetic and control unit 14 includes an inference unit 14a, a database 14b, and a knowledge base 14c, and stores a process value detected from each detector at regular intervals τ.
The inference unit 14a infers the correction amount of the control valve opening based on the data from the qualitative model for the object, the qualitative model for the demand, and the knowledge base 14c storing the knowledge about the control, and corrects the correction amount of the control valve opening, and corrects the correction amount to the output device 15. The operation amount of the control valve is output.

尚、本実施例における知識ベース14cは、制御に関す
る知識データとして、後述するように第3図で示す処理
により配水系統や配水管網運用方案等に基づく指針も加
味したものを含んでいる。
Note that the knowledge base 14c in the present embodiment includes, as knowledge data relating to control, information that includes guidelines based on a water distribution system, a water distribution network operation plan, and the like by the processing shown in FIG. 3 as described later.

上記の構成の配水管網制御装置の動作について、次に
説明する。配水池1から配水管2を介して配水管網3に
配水される。
Next, the operation of the water distribution network control device having the above configuration will be described. Water is distributed from the reservoir 1 to the distribution network 3 via the distribution pipe 2.

配水池1の水位H、配水管2による配水池1からの配
水流量Q、配水管網3内の各地点の水圧h及び給水量
q、制御弁4a,4bの弁開度uそれぞれが水位検出器5、
配水流量検出器6、制御弁2次圧力検出器7a,7b、配水
管網内水圧検出器8a,8b,8c,8d、配水管網内流量検出器9
a,9b,9c,9d及び制御弁開度10a,10bによって検出され、
入力装置13を介して演算制御装置14に入力される。
The water level H of the reservoir 1, the flow rate Q of water distribution from the reservoir 1 by the water distribution pipe 2, the water pressure h and the water supply q at each point in the distribution pipe network 3, and the valve opening u of the control valves 4 a and 4 b are water level detection. Vessel 5,
Water distribution flow detector 6, control valve secondary pressure detectors 7a, 7b, water distribution network water pressure detectors 8a, 8b, 8c, 8d, distribution pipe network flow detector 9
a, 9b, 9c, 9d and detected by the control valve opening 10a, 10b,
The data is input to the arithmetic and control unit 14 via the input device 13.

また、演算制御装置14に対しては、パラメータ設定装
置12から必要なパラメータとして圧力上限値δ1、圧力
下限値δ2が入力装置13を介して入力される。
Further, to the arithmetic and control unit 14, the pressure upper limit value Δ 1 and the pressure lower limit value Δ 2 are input as necessary parameters from the parameter setting device 12 via the input device 13.

演算制御装置14では、第2図のフローチャートに示す
演算動作により各制御弁4a,4bの弁開度目標値を演算
し、出力装置15を介して各制御弁4a,4bの制御弁制御装
置11a,11bに出力する。そして、各制御弁制御装置11a,1
1bでは、この制御弁開度目標値にしたがって制御弁4a,4
bの弁開度を制御することにより配水管網3内の水圧の
適正化を図る。
The arithmetic and control unit 14 calculates the valve opening target value of each of the control valves 4a and 4b by the arithmetic operation shown in the flowchart of FIG. 2, and outputs the control valve control unit 11a of each of the control valves 4a and 4b via the output device 15. , 11b. Then, each control valve control device 11a, 1
1b, the control valves 4a, 4a
By controlling the valve opening of b, the water pressure in the water distribution pipe network 3 is optimized.

次に、上記の演算制御装置14における演算動作を第2
図のフローチャートを参照して説明する。
Next, the arithmetic operation in the arithmetic and control unit 14 is described as a second example.
This will be described with reference to the flowchart in FIG.

演算制御装置14は、パラメータ設定装置12から設定パ
ラメータδ1,δ2を入力し、データベース14bに格納す
る。また、前記パラメータ設定装置12におけるパラメー
タの設定値に変更があれば、その値を取り入れてデータ
ベース14bに格納する(ステップ100)。
The arithmetic and control unit 14 receives the setting parameters δ 1 and δ 2 from the parameter setting unit 12 and stores them in the database 14b. If there is a change in the set value of the parameter in the parameter setting device 12, the change is taken in and stored in the database 14b (step 100).

次に、周期的に動作する機能について説明する。ま
ず、各検出器から各種のプロセス値H,Q,h,q,uを入力装
置13を介して入力し、データベース14bに格納する(ス
テップ110)。
Next, a function that operates periodically will be described. First, various process values H, Q, h, q, u are input from the detectors via the input device 13 and stored in the database 14b (step 110).

次に推論部14aが、プロセス値である配水池水位H、
総配水流量Q、配水管網内流量q、管網内圧力h及び制
御弁開度uから、修正された制御弁開度目標値を推論す
る(ステップ120) この推論部14aでは、制御弁4a,4bの操作量とこれに因
る配水管網内圧力の影響度や、給水点の給水量変化に対
する配水管網内圧力の影響度、及び運用に関する知識を
もとに構築された知識ベース14cのデータに従って、修
正された制御弁開度目標値を決定する。
Next, the inference unit 14a calculates the process reservoir water level H,
The corrected control valve opening target value is inferred from the total water distribution flow rate Q, the distribution pipe network flow rate q, the pipe network pressure h, and the control valve opening u (step 120). In the inference unit 14a, the control valve 4a , 4b, a knowledge base constructed based on the influence of the pressure in the distribution network on the distribution volume and the effect of the pressure in the distribution network on the change of the water supply volume at the water supply point, and the knowledge of operation The corrected control valve opening target value is determined in accordance with the data of (1).

ここで、知識ベース14cの内容としては、配水系統及
び配水管網運用方案による指針を加味した制御に関する
知識と、対象に関する知識があり、第3図のフローチャ
ートに示す手順で構築される。
Here, the contents of the knowledge base 14c include knowledge on control in consideration of guidelines based on a water distribution system and a water distribution network operation plan, and knowledge on an object, and are constructed according to the procedure shown in the flowchart of FIG.

第3図において、ステップ201では、配水管網の運用
方案を入力する。この運用方案としては、制御指針とな
る以下のような方案が入力される。
In FIG. 3, in step 201, the operation plan of the water distribution network is input. As this operation plan, the following plan serving as a control guide is input.

配水管網内の水圧は、水圧上限値δ1、水圧下限値δ2
の範囲内を保持しなければならない。
The water pressure in the distribution network is the water pressure upper limit δ 1 and the water pressure lower limit δ 2
Must be kept within the range.

配水管網内のある地点の水圧が水圧下限値δ2を下回
った場合、水圧下限を保持しようとすると、他の地点で
水圧上限を越えてしまう地点がある時は、水圧上限を越
えない範囲で制御弁開度を操作する。
If water pressure points of the distribution network is lower than the pressure lower limit value [delta] 2, when you try to hold the pressure lower limit, when there is point exceeds the pressure limit at other points will not exceed pressure upper range Operate the control valve opening with.

配水管網内のある地点の水圧が水圧上限値δ1を越え
た場合、水圧上限を保持しようとすると、他の地点で水
圧下限を下回ってしまう地点がある時は、水圧下限を下
回らない範囲で制御弁開度を操作する。
If water pressure points of the water distribution network exceeds the pressure upper limit value [delta] 1, when you try to hold the pressure limit, when there is point falls below the pressure limit at other points is not less than the water pressure lower limit range Operate the control valve opening with.

ステップ202では、プラント特性データを入力装置13
より入力する。このプラント特性データとしては、以下
のデータが入力される。
In step 202, the plant characteristic data is
Enter more. The following data is input as the plant characteristic data.

配管系統データ(どの配管とどの配管とが接続されて
いるかという情報) 配管データ(配管の長さ,口径,流速係数の情報) 給水量データ(どの給水点からどのくらいの量の給水
がされているかという情報) 制御弁に関するデータ(制御弁の特性,口径) 配水管網内に設置された水位計測点に関するデータ ステップ203では、入力されたプラント特性データを
もとに感度解析を行なう。この感度解析は、配水管網内
の水圧,流量の特性を調べることであり、管網計算法を
用いて行なう。そして制御弁の操作量を数回に分けて変
化させた時の各計測点の水圧がどのように変化するかを
管網計算法により解析し、対象に関する定性モデルを得
る。また、給水点の給水量を数回に分けて変化させた時
の各計測点の水圧がどのように変化するかを管網計算法
により解析し、需要に関する定性モデルを得る ステップ204,205では、ステップ203にて解析された結
果をもとに、制御弁と計測点との影響テーブル,給水点
と計測点との影響テーブルを作成する。例えば、 制御弁4aの操作量は、管網内水圧検出器8a,8b,8d圧力
へ影響する。
Piping system data (information on which pipes are connected to which pipes) Piping data (information on pipe lengths, diameters, and flow velocity coefficients) Water supply data (how much water is supplied from which water supply points Data on control valve (Characteristics and diameter of control valve) Data on water level measurement point installed in water distribution network In step 203, sensitivity analysis is performed based on the input plant characteristic data. This sensitivity analysis is to examine the characteristics of water pressure and flow rate in the distribution pipe network, and is performed using a pipe network calculation method. Then, how the water pressure at each measurement point changes when the operation amount of the control valve is changed several times is analyzed by a pipe network calculation method to obtain a qualitative model for the target. Also, how the water pressure at each measurement point changes when the water supply amount at the water supply point is changed in several steps is analyzed by the pipe network calculation method to obtain a qualitative model for demand. Based on the result analyzed in 203, an influence table between the control valve and the measurement point and an influence table between the water supply point and the measurement point are created. For example, the amount of operation of the control valve 4a affects the pressure in the pipe network water pressure detectors 8a, 8b, 8d.

制御弁4bの操作量は、管網内水圧検出器8b,8cの圧力
へ影響する。
The operation amount of the control valve 4b affects the pressures of the pipe network water pressure detectors 8b and 8c.

給水点Aブロックの給水量qaの変化は、管網内水圧検
出器8aの圧力へ影響する。
The change in the water supply amount qa of the water supply point A block affects the pressure of the pipe network water pressure detector 8a.

給水点Dブロックの給水量qdの変化は、管網内水圧検
出器8dの圧力へ影響する。
The change in the water supply amount qd of the water supply point D block affects the pressure of the pipe network water pressure detector 8d.

ステップ206では、配水管網運用方案に基づく制御に
関する知識を知識ベース14cに組込む。この知識は、知
識ベース14cに、制御に関する知識14c-1として組込ま
れ、例えば次の様なルールとなる。
In step 206, knowledge on control based on the water distribution network operation plan is incorporated into the knowledge base 14c. This knowledge is incorporated into the knowledge base 14c as knowledge 14c- 1 regarding control, and for example, the following rules are used.

ルール300: IF “圧力源を保持する”かつ“圧力下限を下回ってい
る地点がある” THEN“圧力下源を下回っている地点に影響する制御弁を
開方向へ修正する” ルール310: IF “圧力下限を保持する”かつ“圧力上限を越えてい
る地点がある” THEN“圧力下限を下回らない範囲で、圧力上限を越えて
いる地点に影響する制御弁を閉方向へ修正する” ルール400: IF “圧力下限を越えている地点はない”かつ“圧力上
限を越えている地点はない” THEN“制御正常なので、現在の制御弁開度を修正しない
で現状維持とする” ルール510: IF “制御弁を開方向へ修正する” THEN“圧力下限を下回っている地点に影響する制御弁の
修正量を算出する。
Rule 300: IF “Hold pressure source” and “Some points are below the lower pressure limit” THEN “Modify control valves affecting points below the lower pressure source in the opening direction” Rule 310: IF “ The lower pressure limit is maintained and "there is a point above the upper pressure limit." THEN "The control valve affecting the point above the upper pressure limit is closed in a direction not lower than the lower pressure limit." Rule 400: IF “No point exceeds the lower pressure limit” and “No point exceeds the upper pressure limit” THEN “Since control is normal, keep the current status without modifying the current control valve opening.” Rule 510: IF “ Correct the control valve in the opening direction. "THEN" Calculate the correction amount of the control valve that affects the point below the lower pressure limit.

ルール600: IF “修正量キロ” THEN“制御弁開度目標値=現在の制御弁開度+修正量” これらの知識は、運用方案が変更されない限り変更さ
れないが、配水管網運用方案に変更が生じた場合には新
たな運用方案に基づく制御指針をルールとして入力する
ことになる。
Rule 600: IF “correction amount kilo” THEN “control valve opening target value = current control valve opening + correction amount” These knowledges are not changed unless the operation plan is changed, but are changed to the distribution network operation plan. In the case where the above occurs, a control guideline based on a new operation plan is input as a rule.

一方、ステップ204,205で得られた知識は、知識ベー
ス14cに対象に関する知識14c-2として組込まれ、例え
ば、次の様なルールとなる。
On the other hand, the knowledge obtained in steps 204 and 205 is incorporated into the knowledge base 14c as the knowledge 14c-2 on the object, for example, according to the following rule.

ルール700: IF “制御弁4aが制御オン” THEN“制御弁4aの操作量に影響する配水管網内水圧計測
点は8a,8b,8dである” ルール800: IF “配水管網内水圧計測点8aの水圧変化が大きい” THEN“給水点Aブロックの給水量が大きく変化した可能
性がある” これらの対象に関する知識14c-2は、プラント特性の
変更、例えば、配水管の保守や配水系ほの変更がなけれ
ば変更されないが、プラント特性に変更があった場合に
はステップ201〜205に基づいて再構築されることにな
る。
Rule 700: IF “Control valve 4a is on” THEN “The water pressure measurement points in the distribution pipe network that affect the operation amount of control valve 4a are 8a, 8b, and 8d” Rule 800: IF “Measurement of water pressure in the distribution pipe network The water pressure change at the point 8a is large. "THEN" The water supply amount at the water supply point A block may have changed significantly. "Knowledge 14c-2 on these objects can be attributed to changes in plant characteristics, such as maintenance of distribution pipes and distribution systems. If there is no change, it is not changed, but if there is a change in the plant characteristics, it is reconstructed based on steps 201 to 205.

このようにして推論部14aの推論により修正された制
御弁開度目標値が出力装置15に与えられ、この出力装置
15が制御弁4a,4bに対する制御弁制御装置11a,11bに対し
て指令出力を与え、制御周期分の遅延をする(第2図ス
テップ130)。
The control valve opening target value corrected by the inference of the inference unit 14a in this way is given to the output device 15, and the output device
15 gives a command output to the control valve control devices 11a and 11b for the control valves 4a and 4b, and delays by the control period (step 130 in FIG. 2).

したがって、各制御弁制御装置11a,11bは、制御弁4a,
4bの弁開度を出力装置15からの指令に基づいて制御し、
配水管網3内の水圧hが可能な限り運用範囲内(δ2
h<δ1)で動作するように制御するのである。
Therefore, each of the control valve control devices 11a, 11b includes the control valve 4a,
Control the valve opening of 4b based on a command from the output device 15,
The water pressure h in the distribution pipe network 3 is within the operating range as much as possible (δ 2 <
h <δ 1 ).

このようにして、この実施例では、演算制御装置14に
おいて実際の流量,水圧の変動から一定周期毎に知識ベ
ース14cに基づく推論動作により制御弁開度の修正量を
求めて弁開度制御を行ない、よりきめの細かい水圧制御
を実現するのである。
In this manner, in this embodiment, the arithmetic and control unit 14 obtains a correction amount of the control valve opening by an inference operation based on the knowledge base 14c at regular intervals from fluctuations of the actual flow rate and water pressure to perform the valve opening control. It implements more detailed water pressure control.

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、制御弁による配水管網内水圧制御に代えて、配水ポ
ンプによる配水管網内の水圧制御に対して適用すること
もできる。そして、この場合には、配水ポンプの回転数
と配水管網内の各地点での水圧との関係を知識ベース化
し、各地点での水圧が上下限許容範囲内で動作するよう
にポンプ回転数を制御するようにする。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to water pressure control in a water distribution network by a water distribution pump, instead of water pressure control in a water distribution network by a control valve. In this case, the relationship between the rotation speed of the water distribution pump and the water pressure at each point in the distribution pipe network is converted into a knowledge base, and the pump rotation speed is controlled so that the water pressure at each point operates within the allowable upper and lower limits. To control.

さらに、この発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載された思想の範囲内で種
々の変更が可能である。
Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the concept described in the claims.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、複雑な配水管網プロ
セスの動きを対象モデルと需要モデルという形で知識ベ
ース化すると共に配水管網運用方案の制御指針を含む制
御に関する知識をも知識ベース化することでによって、
より柔軟できめの細かい水圧制御が可能となり、配水管
網を運用する方針に従った水圧制御が可能となる。ま
た、知識ベースの構築が配水系統や配水管網運用方案に
基づいてなされているので、プラント特性や運用方案の
変更に対しても柔軟に対応でき、制御性能を劣化させる
ことはなく最適な水圧制御が可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, knowledge on control including a control guideline of a water distribution network operation plan is made based on a knowledge base of the movement of a complicated water distribution network process in the form of a target model and a demand model. By creating a knowledge base,
More flexible and detailed water pressure control becomes possible, and water pressure control according to the policy of operating the water distribution network becomes possible. In addition, since the construction of the knowledge base is based on the water distribution system and water distribution network operation plan, it is possible to flexibly respond to changes in plant characteristics and operation plan, and to optimize the hydraulic pressure without deteriorating control performance. Control becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例の系統図、第2図は上記実
施例の動作を説明するフローチャート,第3図は上記実
施例における知識ベース内に知識データを構築する手順
を説明するフローチャートである。 1……配水池、2……配水管 3……配水管網、4a,4b……制御弁 5……水位検出器、6……流量検出器 7a,7b……制御弁2次圧力検出器 8a,8b,……配水管網内水圧検出器 9a,9b,……配水管網内流量検出器 10a,10b……制御弁開度検出器 11a,11b……制御弁制御装置 12……パラメータ設定装置 13……入力装置、14……演算装置 14a……推論部、14b……データベース 14c……知識ベース、15……出力装置
FIG. 1 is a system diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the above embodiment, and FIG. 3 is a flowchart for explaining a procedure for constructing knowledge data in a knowledge base in the above embodiment. It is. 1 ... distribution reservoir, 2 ... distribution pipe 3 ... distribution pipe network, 4a, 4b ... control valve 5 ... water level detector, 6 ... flow rate detector 7a, 7b ... control valve secondary pressure detector 8a, 8b, ... Water pressure detector in distribution network 9a, 9b, ... Flow detector in distribution network 10a, 10b ... Control valve opening detector 11a, 11b ... Control valve controller 12 ... Parameter Setting device 13 ... Input device, 14 ... Calculation device 14a ... Inference unit, 14b ... Database 14c ... Knowledge base, 15 ... Output device

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】配水管網内の各地点に設置された圧力計,
流量計及び制御点からの実際のプロセス値のデータベー
スと、各制御点の操作とこの操作に対する各地点の圧力
変化との関係よりなる対象モデルに関する知識、配水管
網内の給水量変化とこの変化に対する各地点の圧力変化
との関係よりなる需要モデルに関する知識、及び配水管
網内圧力を制御するための知識であって配水管網運用法
案の指針も加味した制御に関する知識により構築される
知識ベースと、前記データベースとこの知識ベースから
のデータに基づき、制御点の操作量の修正量を推論する
手段と、この推論手段により決定された制点の操作量の
修正量に基づき、前記各地点の水圧を調整する水圧制御
手段とを備えて成ることを特徴とする配水管網制御装
置。
1. A pressure gauge installed at each point in a distribution network,
A database of actual process values from flow meters and control points, knowledge of the target model consisting of the relationship between the operation of each control point and the pressure change at each point for this operation, changes in water supply in the distribution network and this change Knowledge base on the demand model consisting of the relationship with the pressure change at each point and the knowledge for controlling the pressure in the distribution network and the knowledge on the control in consideration of the guidelines of the distribution network operation bill Means for inferring the correction amount of the operation amount of the control point based on the data from the database and the knowledge base; and, based on the correction amount of the operation amount of the control point determined by the inference means, A water distribution network control device, comprising: water pressure control means for adjusting water pressure.
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