JP2867656B2 - Pump number control method by fuzzy inference - Google Patents

Pump number control method by fuzzy inference

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JP2867656B2
JP2867656B2 JP21731890A JP21731890A JP2867656B2 JP 2867656 B2 JP2867656 B2 JP 2867656B2 JP 21731890 A JP21731890 A JP 21731890A JP 21731890 A JP21731890 A JP 21731890A JP 2867656 B2 JP2867656 B2 JP 2867656B2
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徹夫 小須田
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、上水道システム等の採水井で、井戸への流
入水予測と井戸水位とからポンプ運転台数の増減を指令
するポンプ台数制御方式に関し、特に、ファジー推論を
用いたポンプ台数制御方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of the Invention The present invention relates to a pump number control method for instructing an increase or decrease in the number of pumps to be operated based on a forecast of inflow water into a well and a well water level in a sampling well of a water supply system or the like. More particularly, the present invention relates to a pump number control method using fuzzy inference.

B.発明の概要 本発明は、水道システムの井戸や配水池の水位と流入
水量又は配水量からポンプ運転台数の増減を指令するポ
ンプ台数制御方法において、 井戸への流入水量又は配水池からの配水量を予測し、
予測した流入水量又は配水量が現在のポンプ運転台数に
よる吐出量から判定して設定する最適範囲内か否かを判
断し、予測流入水量又は予測配水量が最適範囲内の場合
で、現在のポンプ運転台数で運転したとき、予測流入水
量又は予測配水量から管理下限水位と管理上限水位の間
に保たれる最適時間を判断し、該最適時間が、予め設定
した基準時間より充分に長ければポンプ運転台数は現状
を維持し、予測流入水量又は予測配水量が最適範囲外の
場合で不適時間が充分に長ければポンプ運転台数の増減
を行い、前記最適時間又は不適時間が充分に長くない場
合は、現在のポンプ井又は配水池水位と流入量又は配水
量の予測に基づく水位上昇又は下降の程度からポンプ運
転台数の増減又は現状維持をファジー推論により判定す
るようにすることにより、 ベテラン操作員を付ききりにしなくても、その考え方
を具現でき、流入水量の急激な増加,減少にポンプの始
動/停止を迅速に追従させることが可能で、ポンプ台数
が多くても設定レベル間隔をそれほど広くとらずに済む
技術を提供するものである。
B. Summary of the Invention The present invention relates to a method for controlling the number of pumps instructing an increase or decrease in the number of pumps to be operated based on the water level of a well or a reservoir in a water supply system and the amount of inflow water or the amount of water distribution. Predict water volume,
Judge whether the predicted inflow water amount or water distribution amount is within the optimal range to be set by judging from the discharge amount according to the current number of pumps operated.If the predicted inflow water amount or the predicted water distribution amount is within the optimum range, the current pump When operating with the number of operating units, the optimum time to be maintained between the lower control water level and the upper control water level is determined from the predicted inflow water amount or the predicted distribution water amount, and if the optimum time is sufficiently longer than the preset reference time, the pump is operated. The number of operating units is maintained as it is, and if the estimated inflow water amount or the predicted distribution amount is out of the optimum range and the unsuitable time is sufficiently long, the number of operating pumps is increased or decreased.If the optimum time or unsuitable time is not sufficiently long, , Fuzzy inference to judge the increase or decrease of the number of pumps operated or the status quo based on the current pump well or reservoir water level and the degree of water level rise or fall based on the forecast of inflow or distribution volume Therefore, the concept can be embodied without the need for seasoned operators, and the start / stop of the pump can quickly follow the rapid increase or decrease in the inflow water. It is intended to provide a technique that does not require a large level interval.

C.従来の技術 上水道システム等のポンプ井で現在採用されているポ
ンプ台数の制御方法は、ポンプ井の水位を計測し、水位
に応じて運転台数を設定している。
C. Prior Art The control method of the number of pumps currently employed in a pump well of a water supply system or the like measures the water level of the pump well and sets the number of operating pumps according to the water level.

ポンプの運転台数は、流入水量の変化に従って増減さ
せる必要がある。このため、水量の変化をポンプ井水位
の変化により検出し、ポンプの運転台数を変えて、ポン
プ井水位を一定範囲内に制御する。
It is necessary to increase or decrease the number of operating pumps according to changes in the amount of inflow water. For this reason, a change in the water amount is detected based on a change in the pump well level, and the number of pumps operated is changed to control the pump well level within a certain range.

第9図は、従来のポンプ台数制御回路の一例を示す構
成図である。図中91はポンプ井、92は水位計、93は変換
器、94は警報設定器、95は運転順序切換回路、96はポン
プ運転回路で、ポンプ井91の水位を計測した水位計92か
らの信号を変換器93を介して警報設定器94に入力し、ポ
ンプ運転信号に変えて、運転順序切換回路95によりポン
プ運転台数を制御する。前記警報設定器94は、例えば第
10図に示すように設定される。同図において、例えばN
O.1ポンプは、ポンプ井の水位がL5以上になったとき始
動し、該水位がL2以下に低下するまで運転する。流入水
量がNO.1ポンプの能力よりも多く、更に水位が上昇して
L6に達すると、NO.2ポンプを始動する。NO.3ポンプも同
様に運転される。
FIG. 9 is a configuration diagram showing an example of a conventional pump number control circuit. In the figure, 91 is a pump well, 92 is a water level gauge, 93 is a converter, 94 is an alarm setting device, 95 is an operation sequence switching circuit, 96 is a pump operation circuit, and a 96 is a pump operation circuit. The signal is input to the alarm setting device 94 via the converter 93, and is converted into a pump operation signal, and the number of pumps operated is controlled by the operation sequence switching circuit 95. The alarm setting device 94 is, for example, a
Set as shown in Figure 10. In the figure, for example, N
The O.1 pump is started when the water level in the pump well is equal to or higher than L5 and is operated until the water level drops to L2 or lower. The inflow is larger than the capacity of the No. 1 pump, and the water level rises further
When L6 is reached, start the NO.2 pump. The NO.3 pump operates in the same manner.

D.発明が解決しようとする課題 上記従来のポンプ台数制御方式は、簡単という長所は
あるが、流入水量の変動が頻繁な場合に、ポンプの始動
/停止回数が多くなって好ましくない。また、流入水量
とポンプ容量の関係によっては、水量の変化が小さくて
もポンプの始動/停止の頻度が多くなるため、増設を重
ねて流入水量が増して行くような場合には、不適当であ
る。
D. Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned conventional pump number control method has an advantage of being simple, but when the amount of inflow water fluctuates frequently, the number of starts / stops of the pump is increased, which is not preferable. Also, depending on the relationship between the amount of inflow water and the pump capacity, the frequency of start / stop of the pump increases even if the change in the amount of water is small. is there.

即ち、従来のポンプ台数制御方式には、下記の課題が
ある。
That is, the conventional pump number control method has the following problems.

(1)流入水量の予測が正確であり、かつベテランの操
作員の場合には最適の運転台数を設定することができる
が、常時ベテランの操作員を付ききりにして台数設定を
行うわけにはいかない。
(1) Although the prediction of the inflow water amount is accurate and an experienced operator can set the optimal number of operating units, it is not always possible to always set the number of experienced operators to set the number. No

(2)ポンプ井水位によってポンプ運転台数を決定して
いるため、ポンプ井の容積がポンプの吐出能力に比較し
て小さい場合は、流入水量の急激な増加,減少にポンプ
の始動/停止が追従できない。
(2) Since the number of pumps operated is determined based on the water level of the pump well, when the volume of the pump well is smaller than the discharge capacity of the pump, the start / stop of the pump follows the rapid increase and decrease of the inflow water volume. Can not.

(3)水位による台数制御では、ポンプ台数が多い場
合、HWL(高設定水位)とLWL(低設定水位)の間隔を広
くとる必要があり、ポンプ井水位の変動が大きくなって
しまう。また、その間隔を狭くすると、水位計の検出精
度がよほど良くなければ制御できず、そのうえ検出精度
がクリアされたとしても、ポンプの始動/停止の頻度が
多くなって好ましくない。
(3) In unit control based on water level, when the number of pumps is large, it is necessary to increase the interval between HWL (high setting water level) and LWL (low setting water level), and the fluctuation of the pump well water level increases. In addition, if the interval is narrowed, the control cannot be performed unless the detection accuracy of the water level meter is very good, and even if the detection accuracy is cleared, the frequency of starting / stopping the pump is increased, which is not preferable.

本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもの
で、ベテラン操作員を付ききりにしなくてもその考え方
を具現でき、流入水量の急激な増加,減少にポンプの始
動/停止を迅速に追従させることができ、ポンプ台数が
多くても設定レベル間隔をそれほど広くとらずに済むポ
ンプ台数制御方式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 a problem, and the concept can be realized without a veteran operator, and the start / stop of the pump can be quickly performed in response to a sudden increase or decrease of the inflow water amount. It is an object of the present invention to provide a pump number control method which can follow the pump number and does not need to set the set level interval so much even if the number of pumps is large.

E.課題を解決するための手段 本発明における上記の課題を解決するための手段は、
水道システムの井戸や配水池の水位と流入水量又は配水
量からポンプ運転台数の増減を指令するポンプ台数制御
方法において、 井戸への流入水量又は配水池からの配水量を予測し、予
測した流入水量又は配水量が現在のポンプ運転台数によ
る吐出量から判定して設定する最適範囲内か否かを判断
し、予測流入水量又は予測配水量が最適範囲内の場合
で、現在のポンプ運転台数で運転したとき、予測流入水
量又は予測配水量から管理下限水位と管理上限水位の間
に保たれる最適時間を判断し、該最適時間が、予め設定
した基準時間より充分に長ければポンプ運転台数は現状
を維持し、予測流入水量又は予測配水量が最適範囲外の
場合で不適時間が充分に長ければポンプ運転台数の増減
を行い、前記最適時間又は不適時間が充分に長くない場
合は、現在のポンプ井又は配水池水位と流入量又は配水
量の予測に基づく水位上昇又は下降の程度からポンプ運
転台数の増減又は現状維持をファジー推論により判定す
るようにしたポンプ台数制御方法によるものとする。
E. Means for Solving the Problems Means for solving the above problems in the present invention are:
In a pump number control method that commands the increase or decrease of the number of pumps to be operated based on the water level of a well or reservoir in a water supply system and the amount of inflow water or the amount of water distribution, the amount of inflow water into the well or the amount of water distribution from the reservoir is predicted, and the predicted inflow water Or, determine if the water distribution is within the optimal range to be set by judging from the discharge amount based on the current number of pumps operated, and operate with the current number of pumps operating if the predicted inflow water or the predicted water distribution is within the optimal range. At that time, the optimum time to be maintained between the lower control water level and the upper control water level is determined from the predicted inflow water amount or the predicted distribution water amount, and if the optimum time is sufficiently longer than the preset reference time, the pump operation number is If the predicted inflow or predicted water distribution is out of the optimum range and the unsuitable time is sufficiently long, increase or decrease the number of operating pumps.If the optimum time or the unsuitable time is not sufficiently long, The number of pumps operated or the current status is determined by fuzzy inference based on the current pump well or reservoir water level and the degree of rise or fall of the water level based on the forecast of inflow or water distribution. I do.

F.作用 本発明は、流入水量の予測と、ファジー推論によるポ
ンプ台数の増減決定とでポンプの運転台数を決定するポ
ンプ台数制御方式である。
F. Action The present invention is a pump number control system that determines the number of pumps to be operated based on the prediction of the inflow water amount and the increase / decrease of the number of pumps based on fuzzy inference.

ファジー推論は、AI(人工知能)技術の進歩と共に注
目されるようになった理論である。AIでは、ある分野に
おいて、所要の知識ベース及び思考判断のルールをコン
ピュータに記憶させれば人間と同様な自動診断システム
を構成できるわけであるが、ただ、人間のように曖昧な
表現を受付けることはできず、論理的にきちんとした表
現を与えなければならない。この欠点を補い、曖昧さを
コンピュータに導入するために重視されているのがファ
ジー制御(Fuzzy Control)で、高さとか大きさを表現
する際に、可能性の高い数値は採用しても、確定した数
値は使用しない。具体的にはメンバーシップ関数を知識
ベースとし、専用の推論ルールを設けることになる。
Fuzzy inference is a theory that has gained attention with the advancement of artificial intelligence (AI) technology. In AI, an automatic diagnosis system similar to humans can be configured in a certain field by storing the necessary knowledge base and rules of thinking judgment in a computer, but only accepting vague expressions like humans Can't do it, and you must give it a logically proper expression. Fuzzy control has been emphasized in order to compensate for this shortcoming and introduce ambiguity into computers. When expressing a height or size, even if a numerical value with a high possibility is adopted, Do not use the fixed numbers. Specifically, a membership function is used as a knowledge base, and a dedicated inference rule is provided.

本発明では、メンバーシップ関数として現在の水位及
び水位変動予測をそれぞれ例えば5段階に設定し、推論
ルールはそれらのマトリックス構成によるものとして、
下記の工程を行っている。
In the present invention, the current water level and the water level fluctuation prediction are respectively set to, for example, five stages as a membership function, and the inference rules are based on their matrix configuration.
The following steps are performed.

(1)流入水量を予測する。(1) Predict the amount of inflow water.

(2)予測した流入水量が最適範囲か判断する。(2) Determine whether the predicted inflow water amount is in the optimum range.

(3)予測流入水量が最適範囲の場合、最適時間が充分
に長ければポンプ台数は現状を維持する。
(3) If the estimated inflow water amount is in the optimum range, the number of pumps will maintain the current state if the optimum time is sufficiently long.

(4)予測流入水量が最適範囲外の場合、不適時間が充
分に長ければポンプ台数の増減を行う。
(4) If the estimated inflow water amount is out of the optimum range, the number of pumps is increased or decreased if the inappropriate time is sufficiently long.

(5)前記最適時間又は不適時間が充分に長くない場合
は、ファジー推論によりポンプ台数の増,減又は現状維
持を判定する。
(5) If the optimum time or the inappropriate time is not sufficiently long, it is determined whether the number of pumps is increased or decreased or the current status is maintained by fuzzy inference.

(6)ポンプ台数を増減すると決定した場合は、その指
令を発する。台数の増減は1台ずつ行う。
(6) If it is decided to increase or decrease the number of pumps, issue the command. The number is increased or decreased one by one.

G.実施例 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。
G. Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の構成図である。図中、
1は水位設定データと流入水量予測データとを蓄積し、
台数制御演算処理を行う工業用パソコン、2はファジー
推論に基づくルール及びメンバーシップ関数を設定され
るファジー推論コントローラ、3はマンマシン・インタ
ーフェイス、4はプロセス側入出力装置、5はそれらを
連結するLAN(Locai Area Network)である。
FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention. In the figure,
1 accumulates water level setting data and inflow water volume prediction data,
An industrial personal computer that performs a unit control arithmetic processing, 2 is a fuzzy inference controller in which rules and membership functions based on fuzzy inference are set, 3 is a man-machine interface, 4 is a process-side input / output device, and 5 is a link between them. LAN (Locai Area Network).

工業用パソコン1は、水位設定データや流入量予想デ
ータ等のデータ蓄積と台数制御の演算処理を行うもの
で、LANインターフェイスを備えている。ファジー推論
コントローラ2は、ルールとメンバーシップ関数を蓄積
し、ファジー推論を行う。マンマシン・インターフェイ
ス3は、CRTとキーボード及びマウスを備えた対人入出
力装置で、各種の設定,システムメンテナンス及び結果
表示を行う。プロセス側入出力装置4は、流入予測デー
タ及び現在水位データを入力され、1台増指令又は1台
減指令を出力する。
The industrial personal computer 1 accumulates data such as water level setting data and estimated inflow amount data and performs arithmetic processing for controlling the number of units, and has a LAN interface. The fuzzy inference controller 2 accumulates rules and membership functions and performs fuzzy inference. The man-machine interface 3 is a personal input / output device including a CRT, a keyboard, and a mouse, and performs various settings, system maintenance, and a result display. The process-side input / output device 4 receives the inflow prediction data and the current water level data, and outputs a one-unit increase command or a one-unit decrease command.

上記のポンプ台数制御装置は、監視制御装置やローカ
ル制御装置に組込んで共用することも可能であるが、本
実施例では、第2図に示す如く、ポンプ井21に配設され
たポンプ(n台)22を制御する。
The above-described pump number control device can be incorporated in a monitoring control device or a local control device and can be shared, but in the present embodiment, as shown in FIG. n) 22 are controlled.

第3図は、上記装置による本発明のポンプ台数制御方
式の一例を示すフローチャートである。同図において、
フローは、まず工業用パソコン1に流入量予測データが
入力された時点で開始され、パソコン1は、予測流入水
量Qが最適範囲か否かを判断する。最適範囲とは、各ポ
ンプの吐出水量をqとし、現在の運転台数をkとする
と、第4図(a)に示す如く、 (k−1)q≦Q≦(k+1)q であるときに成立する。また、ポンプが大,小の2種類
存在し、吐出水量が小(qs)のポンプが1台であるとす
ると、第4図(b)に示す如く、最適範囲は、 a ;0台の場合の最適範囲、 b ;小ポンプが1台の場合の最適範囲、 c ;大ポンプが1台の場合の最適範囲、 d ;大ポンプが2台の場合の最適範囲、 e ;大ポンプが3台の場合の最適範囲、 f〜;大ポンプが4〜台の場合の最適範囲、 となる。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the number-of-pumps control method of the present invention using the above-described apparatus. In the figure,
The flow is started when the inflow amount prediction data is input to the industrial personal computer 1, and the personal computer 1 determines whether or not the predicted inflow water amount Q is in the optimum range. The optimum range is defined as follows: (k-1) q ≦ Q ≦ (k + 1) q, where q is the discharge water amount of each pump and k is the current number of operating units, as shown in FIG. To establish. Assuming that there are two types of pumps, large and small, and that there is only one pump with a small discharge amount (qs), as shown in FIG. 4 (b), the optimum range is as follows: a; B: optimal range for one small pump, c: optimal range for one large pump, d: optimal range for two large pumps, e: three large pumps Optimum range in the case of f, and Optimum range in the case of 4 to large pumps.

さて、予測流入水量が最適範囲の場合は、次に最適時
間TMが充分に長いか否かを調べる。最適時間TMとは、当
該ポンプ井の底面積をSとし、現在水位をh、管理下限
水位をLWL、管理上限水位をHWLとすると、 が成立する最長時間で、即ち現在のままの台数で運転
し、予測流入水量Qが正しいとすると水位がLWLとHWLの
間に保たれる時間を意味する。予め基準時間T0を設定し
ておいて、TM≧T0であれば最適時間は充分長いとし、TM
<T0であれば最適時間は短いとする。最適時間が充分に
長ければポンプ台数は現状を維持する。
If the predicted inflow water amount is in the optimum range, it is next checked whether or not the optimum time TM is sufficiently long. The optimal time TM is defined as S, where S is the bottom area of the pump well, h is the current water level, LWL is the lower control water level, and HWL is the upper control water level. Is the longest time that is established, that is, if the operation is performed with the current number of vehicles and the predicted inflow water amount Q is correct, it means the time during which the water level is maintained between LWL and HWL. The reference time T 0 is set in advance, and if TM ≧ T 0 , the optimal time is determined to be sufficiently long, and TM
If <T 0 , the optimal time is assumed to be short. If the optimal time is long enough, the number of pumps will maintain the current status.

同様な考え方で不適時間とその基準時間も設定してお
き、予測流入水量Qが最適範囲外の場合、不適時間が充
分長ければポンプ台数を増減する。
An unsuitable time and its reference time are set in the same way, and if the estimated inflow water amount Q is out of the optimum range, the number of pumps is increased or decreased if the unsuitable time is sufficiently long.

前記最適時間又は不適時間が長くない場合は、ファジ
ー推論によりポンプ台数の増,減又は現状維持を判定す
ることになる。
If the optimum time or the inappropriate time is not long, it is determined whether the number of pumps is increased or decreased or the current status is maintained by fuzzy inference.

既に述べたように、ファジー推論では数値的な特定を
行わない。本実施例では、メンバーシップ関数として、
現在の水位及び水位変動予測をそれぞれNB,NS,M,PS,PB
の曖昧な5段階に設定し、それらの間に第1表でマトリ
ックスに表示されるような推論ルールを設定する。
As already mentioned, fuzzy inference does not specify numerical values. In this embodiment, as a membership function,
NB, NS, M, PS, PB
, And inference rules are set between them as shown in the matrix in Table 1.

上表は、IF〜THENルールをマトリックスで示したもの
で、例えば、IF〜現在水位がPS(管理上限にやや近い)
で、水位変動予測がPB(水位がかなり上昇する)であれ
ば、THEN〜ポンプ台数はPB(増加が必要)という具合
に、5×5=25通りのルールを示している。
The above table shows the IF to THEN rules in a matrix. For example, IF to the current water level is PS (slightly closer to the management upper limit).
Then, if the water level fluctuation prediction is PB (the water level rises considerably), then THEN-the number of pumps is PB (need to increase), indicating 5 × 5 = 25 rules.

以下、本発明におけるファジー推論を更に詳細に説明
する。
Hereinafter, the fuzzy inference in the present invention will be described in more detail.

第5図はメンバーシップ関数の説明図である。同図
(a)に示す如く、水位hにHH(上限),H(管理上
限),L(管理下限),LL(下限)を設定し、HからLの
間を水位管理範囲とする。これに対する現在水位のメン
バーシップ関数は、同図(b)に示す如く、 NB;管理下限にかなり近い。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the membership function. As shown in FIG. 3A, HH (upper limit), H (upper limit of management), L (lower limit of control), and LL (lower limit) are set for the water level h, and a range from H to L is defined as a water level control range. On the other hand, the membership function of the current water level, as shown in FIG.

NS;管理下限にやや近い。NS; slightly closer to the lower control limit.

M ;中間。M; middle.

PS;管理上限にやや近い。PS; slightly closer to the management limit.

PB;管理上限にかなり近い。PB; Very close to management limit.

また、水位変動予測のメンバーシップ関数は、同図
(c)に示す如く、 NB;水位がかなり下降する。
Also, in the membership function for water level fluctuation prediction, as shown in FIG.

NS;水位がやや下降する。NS; water level falls slightly.

M ;水位が変わらない。M; Water level does not change.

PS;水位がやや上昇する。PS; water level rises slightly.

PB;水位がかなり上昇する。PB; water level rises considerably.

一方で、ポンプ台数増減のメンバーシップ関数は、同
図(d)に示す如く、 NB;ポンプ台数は減少が必要。
On the other hand, the membership function for increasing or decreasing the number of pumps, as shown in FIG.

NS;ポンプ台数は減少がやや必要。NS; The number of pumps needs to decrease slightly.

M ;ポンプ台数は現状維持でよい。M; The number of pumps may be maintained as it is.

PS;ポンプ台数は増加がやや必要。PS; The number of pumps needs to increase slightly.

PB;ポンプ台数は増加ガ必要。PB; The number of pumps needs to be increased.

である。It is.

第6図と第7図は推論ルールの説明図である。第6図
(a)は予測流入水量の検討図で、図中、直線はポンプ
の吐出量qを示し、曲線は予測流入水量を示している。
上方の点線は現在の台数での管理上限を示し、下方の点
線は現在の台数の管理下限を示している。現在時を0と
すると、t1時からt2時までの間に予測流入量が管理上限
を越える期間が予測されるので、t1時に台数増加の必要
があり、t2時に台数減少の必要がある。時間Tは、第3
図のフローチャートにも示すように、始動又は停止の指
令が出されてから動作が完了するまでの時間で、t2時は
これを考慮して早目に設定されている。第6図(b)
は、上記に対応する水位の時間特性図である。
FIG. 6 and FIG. 7 are explanatory diagrams of inference rules. FIG. 6 (a) is a diagram for studying the predicted inflow water amount, in which a straight line indicates the pump discharge amount q and a curve indicates the predicted inflow water amount.
The upper dotted line shows the upper management limit of the current number, and the lower dotted line shows the lower management limit of the current number. Assuming that the current time is 0, a period in which the predicted inflow amount exceeds the management upper limit between t1 and t2 is predicted, so that it is necessary to increase the number at t1 and decrease the number at t2. Time T is the third
As shown in the flowchart of the figure, this is the time from when a start or stop command is issued until the operation is completed, and the time t2 is set earlier in consideration of this. FIG. 6 (b)
Is a time characteristic diagram of the water level corresponding to the above.

第6図に示すような予測流入水量及び水位設定に対す
るファジー推論を第7図に示す。t=t1のとき、第7図
(a)に示す現在水位図で水位がLWL〜HWL間のh′であ
ったとするとポンプ台数変更の必要度(0〜1)はPSを
頂点とする三角形との交線及びPBを頂点とする三角形と
の交線で得られる。また、第7図(b)に示す水位変動
予測図で変動−h〜+hの間のh″であったとすると、
同様に、Mを頂点とする三角形との交線及びPSを頂点と
する三角形との交線が得られ、前記ルールマトリックス
により、ポンプ台数変更の必要度(−1〜+1)は、第
7図(c)に斜線領域で示す如く、プラス側に示され
る。この推論結果が必要度0.75以上でれば、ポンプ1台
増と判定し、必要度−0.75以下であればポンプ1台減と
判定することにする。
FIG. 7 shows fuzzy inference for the predicted inflow water amount and the water level setting as shown in FIG. At t = t1, if the water level is h 'between LWL and HWL in the current water level diagram shown in FIG. 7 (a), the necessity of changing the number of pumps (0 to 1) is represented by a triangle having PS as a vertex. And a line of intersection with a triangle having PB as a vertex. In addition, in the water level fluctuation prediction diagram shown in FIG. 7B, if it is h ″ between fluctuations −h to + h,
Similarly, an intersection line with a triangle having M as a vertex and an intersection line with a triangle having PS as a vertex are obtained. According to the rule matrix, the necessity of changing the number of pumps (−1 to +1) is shown in FIG. As shown by the hatched area in (c), it is shown on the plus side. If the inference result is a necessity of 0.75 or more, it is determined that one pump is added, and if the necessity is -0.75 or less, it is determined that one pump is reduced.

第7図(d),(e)及び(f)はt=t2時のファジ
ー推論を示し、第7図(f)に示すように推論結果はマ
イナス側に示され、1台減と判定される。
FIGS. 7 (d), (e) and (f) show fuzzy inference at t = t2, and the inference result is shown on the minus side as shown in FIG. You.

上記の如く、ポンプ台数の増減又は現状維持を決定す
ると、フローはそれぞれに分岐し、ポンプ台数を増減す
る場合は1台ずつ行うものとして、1台増又は1台減の
指令を発する。
As described above, when it is determined that the number of pumps is to be increased or decreased or the current status is to be maintained, the flow branches respectively, and when increasing or decreasing the number of pumps, a command to increase or decrease the number of pumps by one is issued.

本実施例では、流入水を排除するポンプの台数制御を
示したが、本発明の制御方式は、第8図に示す如く、浄
水池81から配水池82へ送水するポンプ83の台数制御にも
適用可能である。その場合は、HWLとLWLを替え、流入予
測を配水予測に替えればよい。本発明の制御方式は、何
らかの水量予測が行われ、かつその予測がある程度正確
であることが前提となるが、予測方法としては、雨水の
場合には雨量の流出解析モデルによる予測やポンプ井水
位変化を基づく予測等があり、配水の場合には需要予測
があって、これらの予測を組合わせることにより効果は
増大する。また、本発明の機能は監視制御装置やローカ
ル制御装置に組込むことも可能である。
In this embodiment, the control of the number of pumps for eliminating inflow water is shown. However, the control method of the present invention is also applicable to the control of the number of pumps 83 for supplying water from the water purification reservoir 81 to the distribution reservoir 82, as shown in FIG. Applicable. In that case, HWL and LWL should be replaced, and inflow prediction should be replaced with water distribution prediction. The control method of the present invention is based on the premise that some kind of water amount prediction is performed and that the prediction is somewhat accurate. However, in the case of rainwater, the prediction method is a rainfall runoff analysis model or a pump well water level. There are predictions based on changes, etc., and in the case of water distribution, there is a demand prediction, and the effect increases by combining these predictions. Further, the function of the present invention can be incorporated in a monitoring control device or a local control device.

本実施例は下記の効果が明らかである。 This embodiment has the following advantages.

(1)ベテラン操作員のポンプ操作のノウハウを、ルー
ルとメンバーシップ関数とで表現しているので、人間の
考え方に近いポンプ台数の設定が可能である。
(1) Since the know-how of the operation of the pump by the experienced operator is expressed by the rule and the membership function, it is possible to set the number of pumps close to the concept of a human.

(2)流入水量の急激な増加,減少にポンプの始動/停
止を迅速に(最短の遅れで)操作することができる。
(2) The start / stop of the pump can be operated quickly (with the shortest delay) for a sudden increase or decrease of the inflow water amount.

(3)ポンプ台数が多くてもHWLとLWLの間をそれほど広
くとらずに台数制御が可能である。
(3) Even if the number of pumps is large, the number of pumps can be controlled without taking a large space between HWL and LWL.

(4)固定速ポンプでも可変速ポンプでも適用可能であ
り、また複数台のポンプの容量が、等容量であっても大
小異なる組合わせであっても制御可能である。
(4) Both a fixed speed pump and a variable speed pump can be applied, and it is possible to control even if the capacity of a plurality of pumps is the same capacity or a combination of different sizes.

(5)ファジー推論ルールとメンバーシップ関数はCRT
とキーボード,マウスを使用して容易に追加、変更でき
T0,S等の諸設定もCRTオペレーションで行うことができ
る。
(5) Fuzzy inference rules and membership functions are CRT
And can be easily added and changed using the keyboard and mouse.
Various settings such as T 0 and S can also be performed by CRT operation.

(6)ポンプ井の容積、ポンプ容量と台数及び流入パタ
ーンの特徴をファジー推論ルールとメンバーシップ関数
とで容易に表現することができ、自在なシステムメンテ
ナンスを可能する汎用ソフトウェアとしてパッケージ化
できる。
(6) The features of the pump well volume, pump capacity and number, and inflow pattern can be easily expressed by fuzzy inference rules and membership functions, and can be packaged as general-purpose software that enables flexible system maintenance.

H.発明の効果 以上、説明したとおり、本発明によれば、ベテラン操
作員を付ききりにしなくてもその考え方を具現でき、流
入水量の急激な増加,減少にポンプの始動/停止を迅速
に追従させることが可能で、ポンプ台数が多くても設定
レベル間隔をそれほど広くとらずに済むポンプ台数制御
方式を提供することができる。
H. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to realize the concept without the need for a seasoned operator, and to quickly start / stop the pump when the amount of inflow water increases or decreases rapidly. It is possible to provide a system for controlling the number of pumps, which can be made to follow, and does not need to have a wide set level interval even if the number of pumps is large.

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

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は本発明の
適用例の構成図、第3図は本発明の一実施例のフローチ
ャート、第4図は最適制御範囲の説明図、第5図はメン
バーシップ関数の説明図、第6図及び第7図は推論ルー
ルの説明図、第8図は本発明の別の適用例の構成図、第
9図は従来例の構成図、第10図はポンプ運転水位の説明
図である。 1……工業用パソコン、2……ファジー推論コントロー
ラ、3……マンマシン・インターフェイス、4……プロ
セス側入出力装置、5……LAN、21……ポンプ井、22…
…ポンプ、81……浄水池、82……配水池、83……ポン
プ、91……ポンプ井、92……水位計、93……変換器、94
……警報設定器、95……運転順序切換回路、96……ポン
プ運転回路。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an application example of the present invention, FIG. 3 is a flowchart of one embodiment of the present invention, and FIG. , FIG. 5 is an explanatory diagram of a membership function, FIGS. 6 and 7 are explanatory diagrams of inference rules, FIG. 8 is a configuration diagram of another application example of the present invention, and FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional example. FIG. 10 is an explanatory diagram of a pump operation water level. 1 ... Industrial personal computer, 2 ... Fuzzy inference controller, 3 ... Man-machine interface, 4 ... Process side input / output device, 5 ... LAN, 21 ... Pump well, 22 ...
... Pump, 81 ... Pure water reservoir, 82 ... Distribution reservoir, 83 ... Pump, 91 ... Pump well, 92 ... Water gauge, 93 ... Transducer, 94
…… Alarm setting device, 95 …… Operation sequence switching circuit, 96 …… Pump operation circuit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−246601(JP,A) 特開 平2−131181(JP,A) 特開 昭59−90787(JP,A) 特開 昭59−3186(JP,A) 特開 昭58−82317(JP,A) 寺野寿郎、外2名、「応用ファジィシ ステム入門」、第1版、株式会社オーム 社、平成元年5月25日、P.97−110 (3.5節「雨水ポンプ管理」) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 13/00 - 13/04 G05B 11/18 F04B 49/06 321 JICSTファイル(JOIS)Continuation of front page (56) References JP-A-1-246601 (JP, A) JP-A-2-131181 (JP, A) JP-A-59-90787 (JP, A) JP-A-59-3186 (JP) , A) JP-A-58-82317 (JP, A) Toshiro Terano, two others, "Introduction to Applied Fuzzy Systems", 1st edition, Ohm Co., Ltd., May 25, 1989, p. 97-110 (Section 3.5 “Rainwater Pump Management”) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G05B 13/00-13/04 G05B 11/18 F04B 49/06 321 JICST file ( JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】水道システムの井戸や配水池の水位と流入
水量又は配水量からポンプ運転台数の増減を指令するポ
ンプ台数制御方法において、 井戸への流入水量又は配水池からの配水量を予測し、予
測した流入水量又は配水量が現在のポンプ運転台数によ
る吐出量から判定して設定する最適範囲内か否かを判断
し、予測流入水量又は予測配水量が最適範囲内の場合
で、現在のポンプ運転台数で運転したとき、予測流入水
量又は予測配水量から管理下限水位と管理上限水位の間
に保たれる最適時間を判断し、該最適時間が、予め設定
した基準時間より充分に長ければポンプ運転台数は現状
を維持し、予測流入水量又は予測配水量が最適範囲外の
場合で不適時間が充分に長ければポンプ運転台数の増減
を行い、前記最適時間又は不適時間が充分に長くない場
合は、現在のポンプ井又は配水池水位と流入量又は配水
量の予測に基づく水位上昇又は下降の程度からポンプ運
転台数の増減又は現状維持をファジー推論により判定す
るようにしたことを特徴とするファジー推論によるポン
プ台数制御方法。
A pump number control method for instructing an increase or decrease in the number of pumps to be operated based on the water level of a well or a distribution reservoir and an inflow water amount or a distribution water amount in a water supply system, wherein the amount of inflow water into the well or the distribution water amount from the distribution reservoir is predicted. It is determined whether or not the predicted inflow water amount or the distribution water amount is within the optimal range to be set by judging from the discharge amount based on the current pump operation number. When operating with the number of operating pumps, determine the optimum time to be maintained between the lower control water level and the upper control water level from the predicted inflow water amount or the predicted water distribution amount, and if the optimum time is sufficiently longer than the preset reference time. The number of operating pumps is maintained at the current level, and if the estimated inflow water amount or the estimated distribution water amount is out of the optimum range and the unsuitable time is sufficiently long, the number of operating pumps is increased or decreased, and the optimum time or unsuitable time is sufficiently long. If not, it is characterized by the fuzzy inference of the increase or decrease of the number of pumps operated or the maintenance of the current status based on the current pump well or reservoir water level and the degree of rise or fall of the water level based on the forecast of inflow or distribution volume. Pump number control method by fuzzy inference.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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寺野寿郎、外2名、「応用ファジィシステム入門」、第1版、株式会社オーム社、平成元年5月25日、P.97−110(3.5節「雨水ポンプ管理」)

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