JP3705712B2 - Rainwater pump control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ井に流入する雨水を雨水ポンプ群により河川へ排出する施設に係り、とりわけ雨水ポンプの起動/停止タイミングおよび運転台数を制御する雨水ポンプ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の施設においては一般に、雨水ポンプの起動/停止水位を予め設定し、この設定された起動/停止水位によりポンプ井の水位を制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の雨水ポンプ制御においては、急激な降雨時に雨水ポンプの起動が遅れ、浸水被害が発生する可能性があった。また、このような被害を回避するためには、急激な降雨時において操作員による手動運転を行う必要があり、操作員の負担となっていた。
【0004】
このため、このような雨水ポンプ制御において、急激な降雨に対して確実に雨水を排水するための方法が幾つか提案されている。その一つの方法として、ポンプ井水位やポンプ井水位変化量等を用いて雨水ポンプの起動/停止水位をファジィ演算等により補正し、その補正された起動/停止水位によりポンプ井の水位を制御する方法が提案されている。また、他の方法として、気中運転可能なポンプを先行待機型ポンプとして組み込み、ある起動水位にて先行待機型ポンプを先行して起動させる方法が提案されている。
【0005】
しかしながら、上述した方法のうち、ファジィ演算等を利用した前者の方法では、雨量計等により計測される降雨量に基づいて雨水の流入を予測しているので、ポンプ井の近隣での降雨状況を過剰に評価したり、ポンプ井への雨水の流入に重要な影響を及ぼす上流側の状況を過小に評価したりしやすく、降雨の特性によっては、雨水の流入を正確に予測することができないという問題がある。
【0006】
また、先行待機型ポンプを利用した後者の方法では、起動水位と実際に吐き出しを始める水位とに差があるため、降雨の特性によっては、先行待機型ポンプの起動時間が不必要に長くなり無駄が生じやすいという問題がある。
【0007】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、急激な降雨時にも雨水ポンプ群を適切かつ経済的に制御することができる雨水ポンプ制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、雨水が流入するポンプ井に設置された雨水ポンプ群であって、気中運転可能な先行待機型ポンプを含む雨水ポンプ群を制御する雨水ポンプ制御装置において、ポンプ井に設けられたポンプ井水位計と、前記ポンプ井の流入幹線に設けられた幹線水位計と、前記ポンプ井水位計により計測されたポンプ井水位に基づいて、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値を求め、この補正値と予め設定された雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位設定値とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位を求める動作水位補正手段と、前記動作水位補正手段により求められた雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位と前記ポンプ井水位計により計測されたポンプ井水位とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作タイミングを制御するポンプ制御手段とを備え、前記動作水位補正手段は、前記ポンプ井水位計により計測されたポンプ井水位と前記幹線水位計により計測された幹線水位とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値を求めるものであり、前記動作水位補正手段は、前記幹線水位計により計測された幹線水位に基づいて天候モードを判定する天候モード判定手段と、この天候モード判定手段により判定された天候モードに基づいて複数のファジィルールテーブルを切り替え、この切り替えられたファジィルールテーブルを用いて、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値を求めるファジィ演算手段と、このファジィ演算手段により雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値と予め設定された雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位設定値とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位を求める動作水位演算手段とを有し、前記天候モード判定手段は、前記天候モードとして、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの起動を促進する大雨モードと、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの起動を抑制する小雨モードとを有し、前記ファジィ演算手段は、前記大雨モードまたは前記小雨モードに対応するファジィルールテーブルを用いてファジィ演算を行うことを特徴とする雨水ポンプ制御装置を提供する。
【0010】
なお、本発明においては、前記幹線水位計により計測された幹線水位に基づいて、前記先行待機型ポンプの動作水位補正値をファジィ演算により求めるか否かを判定し、その判定結果に基づいて前記先行待機型ポンプの運転方法を切り替える先行待機モード入/切判定手段をさらに備えるとよい。
【0012】
本発明によれば、雨水ポンプ群が気中運転可能な先行待機型ポンプを含み、通常の雨水ポンプとともに先行待機型ポンプに対してもファジィ制御を適用しているので、緩やかな雨水の流入により吐き出しを始める水位に到達するまでに時間がかかったり、あるいは吐き出しを始める水位まで到達しないような降雨に対しても、先行待機型ポンプの無駄な起動時間を抑えることできる。また、ポンプ井の流入幹線内の幹線水位に基づいて雨水ポンプの起動/停止水位補正値を求めることにより、ポンプ井の上流側の状況を加味して雨水ポンプを適切に制御することができ、このため、急激な降雨時においても適切に対応することができる。さらに、ファジィルールテーブルを切り替えるための天候モードとして、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの起動を促進する大雨モードとともに、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの起動を抑制する小雨モードを有しているので、ポンプ井水位は上昇しているものの幹線水位は下降しているような場合に雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの運転台数を抑えることができ、このため、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの無駄のない経済的な制御を実現することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
第1の実施の形態
図1は本発明による雨水ポンプ制御装置の第1の実施の形態を示す図である。
【0014】
図1に示すように、雨水ポンプ制御装置10は、ポンプ井1に流入する雨水を雨水ポンプ群により河川へ排出する施設で用いられる。このような施設において、雨水が流入するポンプ井1には複数台の雨水ポンプ2が配設されている。また、ポンプ井1内にはポンプ井水位計3が設置され、降雨量を計測する雨量計4が設置され、さらにポンプ井1の上流側に位置する流入幹線6には幹線水位計5が設置されている。
【0015】
図1において、雨水ポンプ制御装置10は、ポンプ井水位計3、雨量計4および幹線水位計5から取り込まれた各種の信号(パルス信号)に基づいて雨水ポンプ2の起動/停止タイミング(動作タイミング)および運転台数を制御する。雨水ポンプ制御装置10は、ポンプ井水位計3により計測されたポンプ井水位と幹線水位計5により計測された幹線水位とに基づいて雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値(動作水位補正値)を求め、この補正値と予め設定された雨水ポンプ2の起動/停止水位設定値(動作水位設定値)とに基づいて雨水ポンプ2の起動/停止水位(動作水位)を求める起動/停止水位補正手段(動作水位補正手段)11を有している。また、雨水ポンプ制御装置10は、起動/停止水位補正手段11により求められた雨水ポンプ2の起動/停止水位とポンプ井水位計3により計測されたポンプ井水位とに基づいて起動/停止指令を送出し、雨水ポンプ2の起動/停止タイミングおよび運転台数を制御するポンプ制御手段15を有している。
【0016】
このうち、起動/停止水位補正手段11は、雨量計4により計測された降雨量と幹線水位計5により計測された幹線水位とに基づいて天候モードを判定する天候モード判定手段12を有している。天候モードとしては、雨水ポンプ2の起動を促進する大雨モードおよび豪雨モードと、雨水ポンプ2の起動を抑制する小雨モードと、予め設定された起動/停止水位設定値により制御を行う通常モードという4つのモードを有している。これらのモードは、過去一定時間の降雨量の積算値や幹線水位に基づいて判定される。例えば、大雨モードまたは豪雨モードは、ポンプ井水位および幹線水位がともに上昇しており、現在だけでなく将来においても新たな流入があると判断される場合に選択される。これに対し、小雨モードは、ポンプ井水位は上昇しているものの幹線水位は下降しており、将来における新たな流入がないと判断される場合に選択される。
【0017】
また、起動/停止水位補正手段11は、天候モード判定手段12により判定された天候モードに基づいて、大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モードのそれぞれに対応する複数のファジィルールテーブルを切り替え、この切り替えられたファジィルールテーブルを用いて、ポンプ井水位とポンプ井水位前回値からの変化量(ポンプ井水位変化量)とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を求めるファジィ演算手段13を有している。なお、大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モードのそれぞれに対応する各ファジィルールテーブルは、起動水位補正用のルールテーブルと停止水位補正用のルールテーブルとを含んでいる。
【0018】
さらに、起動/停止水位補正手段11は、ファジィ演算手段13により求められた雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を、予め設定された雨水ポンプ2の起動/停止水位設定値に加算することにより雨水ポンプ2の起動/停止水位を演算する起動/停止水位演算手段(動作水位演算手段)14を有している。
【0019】
次に、このような構成からなる本発明の第1の実施の形態の作用について説明する。
【0020】
図1に示すように、ポンプ井水位計3ではポンプ井1の水位が計測され、幹線水位計5では流入幹線6内の幹線水位が計測され、雨量計4では降雨量が計測される。
【0021】
雨水ポンプ制御装置10においては、まず、起動/停止水位補正手段11の天候モード判定手段12により、雨量計4により計測された降雨量と幹線水位計5により計測された幹線水位とに基づいて天候モード(大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モード)を判定する。
【0022】
次に、起動/停止水位補正手段11のファジィ演算手段13により、天候モード判定手段12により判定された天候モードに基づいて、大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モードのそれぞれに対応する複数のファジィルールテーブルを切り替え、この切り替えられたファジィルールテーブルを用いて、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を求める。なおこのとき、例えば、天候モードが大雨モードまたは豪雨モードである場合には、起動水位を下げるような起動水位補正値を求め、雨水ポンプ2が通常より早く起動されるようにする。これに対し、天候モードが小雨モードである場合には、起動水位を上げるような起動水位補正値を求め、次に起動される雨水ポンプ2が遅れて起動されるようにする。
【0023】
その後、起動/停止水位補正手段11の起動/停止水位演算手段14により、ファジィ演算手段13により求められた雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を、予め設定された雨水ポンプ2の起動/停止水位設定値に加算することにより雨水ポンプ2の起動/停止水位を演算する。
【0024】
そして最後に、ポンプ制御手段15により、起動/停止水位演算手段14により演算された雨水ポンプ2の起動/停止水位とポンプ井水位計3により計測されたポンプ井水位とに基づいて起動/停止指令を送出し、雨水ポンプ2の起動/停止タイミングおよび運転台数を制御する。
【0025】
このように本発明の第1の実施の形態によれば、ポンプ井1の流入幹線6内の幹線水位に基づいて雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を求めているので、ポンプ井1の上流側の状況を加味して雨水ポンプ2を適切に制御することができ、このため、急激な降雨時においても適切に対応することができる。
【0026】
また本発明の第1の実施の形態によれば、雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値をファジィ演算により求めているので、降雨の特性に応じて補正値を柔軟に変更することができ、このため、雨水ポンプ2の適切かつ柔軟な制御を実現することができる。
【0027】
さらに本発明の第1の実施の形態によれば、ファジィルールテーブルを切り替えるための天候モードとして、雨水ポンプ2の起動を促進する大雨モードおよび豪雨モードとともに、雨水ポンプ2の起動を抑制する小雨モードを有しているので、ポンプ井水位は上昇しているものの幹線水位は下降しているような場合に雨水ポンプ2の運転台数を抑えることができ、このため、雨水ポンプ2の無駄のない経済的な制御を実現することができる。
【0028】
なお、上述した第1の実施の形態においては、ファジィ演算手段13により、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を求めているが、これに限らず、例えば、幹線水位や幹線水位変化量等を組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプ2の起動/停止水位補正値を求めるようにしてもよい。
【0029】
第2の実施の形態
次に、図2により、本発明による雨水ポンプ制御装置の第2の実施の形態について説明する。本発明の第2の実施の形態は、雨水ポンプ群が気中運転可能な先行待機型ポンプ2′を含み、通常の雨水ポンプ2とともに先行待機型ポンプ2′に対してもファジィ制御を適用するようにした点を除いて、他は図1に示す第1の実施の形態と略同一である。本発明の第2の実施の形態において、図1に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0030】
図2に示すように、雨水が流入するポンプ井1には複数台の通常の雨水ポンプ2と気中運転可能な先行待機型ポンプ2′とが配設されている。
【0031】
ここで、先行待機型ポンプ2′は、ある起動水位にて他の通常の雨水ポンプ2に先行して起動されるものであり、その起動/停止水位は他の通常の雨水ポンプ2と同様にファジィ演算により補正される。すなわち、起動/停止水位補正手段11において、天候モード判定手段12、ファジィ演算手段13および起動/停止水位演算手段14により、予め設定された起動/停止水位が補正される。
【0032】
具体的には例えば、先行待機型ポンプ2′の起動制御に関しては、天候モードが大雨モードまたは豪雨モードで、急激な雨水の流入により水位の急激な上昇が予想される場合には、起動水位補正値が大きくでるようにし、起動水位を下げて先行待機型ポンプ2′ができるだけ早く起動されるようにする。これに対し、天候モードが小雨モードで、緩やかな雨水の流入により実際に吐き出しを始める水位に到達するまでに時間がかかると予想される場合には、起動水位補正値があまりでないようにし、起動水位を上げて先行待機型ポンプ2′が遅れて起動されるようにする。また、先行待機型ポンプ2′の停止制御に関しては例えば、今後雨水の流入がなくなると予想される場合には、気中待機状態におけるタイマー運転時間が短くなるようにする。
【0033】
なお、図2に示す雨水ポンプ制御装置10においては、先行待機型ポンプ2′に対して常時ファジィ制御を適用するようにしているが、図3に示すように、先行待機モード入/切判定手段16を設け、幹線水位計5により計測された幹線水位、または雨量計4により計測された降雨量に基づいて、先行待機型ポンプ2′の運転方法を切り替えるようにしてもよい。具体的には、先行待機モード入/切判定手段16において、先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値をファジィ演算により求めるか否かを判定し、その判定結果に基づいて先行待機型ポンプ2′の運転方法として、先行待機型ポンプ2′を通常のように予め先行起動するか(先行待機入モード)、あるいは先行待機型ポンプ2′をファジィ演算の対象に入れるか(先行待機切モード)、のいずれかの運転方法を選択する。
【0034】
このように本発明の第2の実施の形態によれば、雨水ポンプ群が気中運転可能な先行待機型ポンプ2′を含み、通常の雨水ポンプ2とともに先行待機型ポンプ2′に対してもファジィ制御を適用しているので、緩やかな雨水の流入により吐き出しを始める水位に到達するまでに時間がかかったり、あるいは吐き出しを始める水位まで到達しないような降雨に対しても、先行待機型ポンプ2′の無駄な起動時間を抑えることできる。このため、上述した第1の実施の形態の作用効果に加えて、さらに無駄のない経済的な制御を実現することができる。
【0035】
また本発明の第2の実施の形態によれば、先行待機型ポンプ2′の運転方法を切り替えることにより、先行待機型ポンプ2′の特性に応じた効率的な運転を実現することができる。
【0036】
第3の実施の形態
次に、図4により、本発明による雨水ポンプ制御装置の第3の実施の形態について説明する。
【0037】
図1に示すように、雨水ポンプ制御装置10は、ポンプ井1に流入する雨水を雨水ポンプ群により河川へ排出する施設で用いられる。このような施設において、雨水が流入するポンプ井1には複数台の雨水ポンプ2と気中運転可能な先行待機型ポンプ2′とが配設されている。また、ポンプ井1内にはポンプ井水位計3が設置され、さらに降雨量を計測する雨量計4が設置されている。
【0038】
図1において、雨水ポンプ制御装置10は、ポンプ井水位計3により計測されたポンプ井水位に基づいて雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値(動作水位補正値)を求め、この補正値と予め設定された雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位設定値(動作水位設定値)とに基づいて雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位(動作水位)を求める起動/停止水位補正手段(動作水位補正手段)11を有している。また、雨水ポンプ制御装置10は、起動/停止水位補正手段11により求められた雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位とポンプ井水位計3により計測されたポンプ井水位とに基づいて起動/停止指令を送出し、雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止タイミング(動作タイミング)および運転台数を制御するポンプ制御手段15を有している。
【0039】
このうち、起動/停止水位補正手段11は、雨量計4により計測された降雨量に基づいて天候モードを判定する天候モード判定手段12を有している。天候モードとしては、雨水ポンプ2の起動を促進する大雨モードおよび豪雨モードと、雨水ポンプ2の起動を抑制する小雨モードと、予め設定された起動/停止水位設定値により制御を行う通常モードという4つのモードを有している。これらのモードは、過去一定時間の降雨量の積算値に基づいて判定される。例えば、大雨モードまたは豪雨モードは、ポンプ井水位および降雨量の積算値がともに増加しており、現在だけでなく将来においても新たな流入があると判断される場合に選択される。これに対し、小雨モードは、ポンプ井水位は上昇しているものの降雨量の積算値は減少しており、将来における新たな流入がないと判断される場合に選択される。
【0040】
また、起動/停止水位補正手段11は、天候モード判定手段12により判定された天候モードに基づいて、大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モードのそれぞれに対応する複数のファジィルールテーブルを切り替え、この切り替えられたファジィルールテーブルを用いて、ポンプ井水位とポンプ井水位前回値からの変化量(ポンプ井水位変化量)とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値を求めるファジィ演算手段13を有している。なお、大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モードのそれぞれに対応する各ファジィルールテーブルは、起動水位補正用のルールテーブルと停止水位補正用のルールテーブルとを含んでいる。
【0041】
さらに、起動/停止水位補正手段11は、ファジィ演算手段13により求められた雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値を、予め設定された雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位設定値に加算することにより雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位を演算する起動/停止水位演算手段(動作水位演算手段)14を有している。
【0042】
次に、このような構成からなる本発明の第3の実施の形態の作用について説明する。
【0043】
図1に示すように、ポンプ井水位計3ではポンプ井1の水位が計測され、雨量計4では降雨量が計測される。
【0044】
雨水ポンプ制御装置10においては、まず、起動/停止水位補正手段11の天候モード判定手段12により、雨量計4により計測された降雨量に基づいて天候モード(大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モード)を判定する。
【0045】
次に、起動/停止水位補正手段11のファジィ演算手段13により、天候モード判定手段12により判定された天候モードに基づいて、大雨モード、豪雨モード、小雨モードおよび通常モードのそれぞれに対応する複数のファジィルールテーブルを切り替え、この切り替えられたファジィルールテーブルを用いて、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値を求める。なおこのとき、例えば、天候モードが大雨モードまたは豪雨モードである場合には、起動水位を下げるような起動水位補正値を求め、雨水ポンプ2および雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′が通常より早く起動されるようにする。これに対し、天候モードが小雨モードである場合には、起動水位を上げるような起動水位補正値を求め、次に起動される雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′が遅れて起動されるようにする。
【0046】
その後、起動/停止水位補正手段11の起動/停止水位演算手段14により、ファジィ演算手段13により求められた雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値を、予め設定された雨水ポンプ2の起動/停止水位設定値に加算することにより雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位を演算する。
【0047】
そして最後に、ポンプ制御手段15により、起動/停止水位演算手段14により演算された雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位とポンプ井水位計3により計測されたポンプ井水位とに基づいて起動/停止指令を送出し、雨水ポンプ2および先行待機型ポンプ2′の起動/停止タイミングおよび運転台数を制御する。
【0048】
なお、図4に示す雨水ポンプ制御装置10においては、先行待機型ポンプ2′に対して常時ファジィ制御を適用するようにしているが、図5に示すように、先行待機モード入/切判定手段16を設け、雨量計4により計測された降雨量に基づいて、先行待機型ポンプ2′の運転方法を切り替えるようにしてもよい。具体的には、先行待機モード入/切判定手段16において、先行待機型ポンプ2′の起動/停止水位補正値をファジィ演算により求めるか否かを判定し、その判定結果に基づいて先行待機型ポンプ2′の運転方法として、先行待機型ポンプ2′を通常のように予め先行起動するか(先行待機入モード)、あるいは先行待機型ポンプ2′をファジィ演算の対象に入れるか(先行待機切モード)、のいずれかを選択する。
【0049】
このように本発明の第3の実施の形態によれば、雨水ポンプ群が気中運転可能な先行待機型ポンプ2′を含み、通常の雨水ポンプ2とともに先行待機型ポンプ2′に対してもファジィ制御を適用しているので、緩やかな雨水の流入により吐き出しを始める水位に到達するまでに時間がかかったり、あるいは吐き出しを始める水位まで到達しないような降雨に対しても、先行待機型ポンプ2′の無駄な起動時間を抑えることでき、このため、無駄のない経済的な制御を実現することができる。
【0050】
また本発明の第3の実施の形態によれば、先行待機型ポンプ2′の運転方法を切り替えることにより、先行待機型ポンプ2′の特性に応じた効率的な運転を実現することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポンプ井の流入幹線内の幹線水位に基づいて雨水ポンプの起動/停止水位補正値を求めているので、ポンプ井の上流側の状況を加味して雨水ポンプを適切に制御することができ、このため、急激な降雨時においても適切に対応することができる。また、雨水ポンプ群が気中運転可能な先行待機型ポンプを含み、通常の雨水ポンプとともに先行待機型ポンプに対してもファジィ制御を適用しているので、緩やかな雨水の流入により吐き出しを始める水位に到達するまでに時間がかかったり、あるいは吐き出しを始める水位まで到達しないような降雨に対しても、先行待機型ポンプの無駄な起動時間を抑えることできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による雨水ポンプ制御装置の第1の実施の形態を示すブロック図。
【図2】本発明による雨水ポンプ制御装置の第2の実施の形態を示すブロック図。
【図3】図2に示す雨水ポンプ制御装置の変形例を示すブロック図。
【図4】本発明による雨水ポンプ制御装置の第3の実施の形態を示すブロック図。
【図5】図4に示す雨水ポンプ制御装置の変形例を示すブロック図。
【符号の説明】
1 ポンプ井
2 雨水ポンプ
2′ 先行待機型ポンプ
3 ポンプ井水位計
4 雨量計
5 幹線水位計
6 流入幹線
10 雨水ポンプ制御装置
11 起動/停止水位補正手段(動作水位補正手段)
12 天候モード判定手段
13 ファジィ演算手段
14 起動/停止水位演算手段(動作水位演算手段)
15 ポンプ制御手段
16 先行待機モード入/切判定手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a facility that discharges rainwater flowing into a pump well to a river by a rainwater pump group, and more particularly, to a rainwater pump control device that controls the start / stop timing of the rainwater pumps and the number of operating units.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of facility, generally, the start / stop water level of the rainwater pump is set in advance, and the water level of the pump well is controlled by the set start / stop water level.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such conventional rainwater pump control, the start of the rainwater pump is delayed at the time of rapid rain, and there is a possibility that flood damage may occur. Further, in order to avoid such damage, it is necessary to perform manual operation by an operator during a heavy rain, which is a burden on the operator.
[0004]
For this reason, in such rainwater pump control, several methods for draining rainwater reliably against sudden rain have been proposed. One method is to correct the start / stop water level of the rainwater pump using fuzzy calculations, etc., using the pump well water level, pump well water level change, etc., and control the pump well water level using the corrected start / stop water level. A method has been proposed. As another method, a method has been proposed in which a pump that can be operated in the air is incorporated as a preceding standby pump, and the preceding standby pump is started in advance at a certain starting water level.
[0005]
However, among the methods described above, the former method using fuzzy calculation etc. predicts the inflow of rainwater based on the rainfall measured by a rain gauge, etc. It is easy to overestimate or underestimate upstream conditions that have a significant impact on the inflow of rainwater into the pump well, and depending on the nature of the rain, it is impossible to accurately predict the inflow of rainwater There's a problem.
[0006]
In the latter method, which uses a preceding standby type pump, there is a difference between the starting water level and the water level at which the actual discharge starts, so depending on the characteristics of the rain, the starting time of the preceding standby type pump becomes unnecessarily long and wasted. There is a problem that is likely to occur.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a rainwater pump control device capable of appropriately and economically controlling a rainwater pump group even during a sudden rain.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a rainwater pump group installed in a pump well into which rainwater flows, and is provided in a pump well in a rainwater pump control apparatus that controls a rainwater pump group including a preceding standby type pump that can be operated in the air. Based on the pump well water level meter, the trunk water level meter provided in the inflow trunk line of the pump well, and the pump well water level measured by the pump well water level meter, the pump well water level and the pump well water level change amount are combined. The operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby pump is obtained by fuzzy calculation, and the rainwater pump and the preceding standby pump are set based on the correction value and the preset operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump. Operating water level correction means for determining the operating water level, the operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump determined by the operating water level correction means, and the pump well Pump control means for controlling the operation timing of the rainwater pump and the preceding standby pump based on the pump well water level measured by the level gauge, and the operating water level correction means is the pump measured by the pump well level gauge Based on the well water level and the main water level measured by the main water level meter, the operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby type pump is obtained, and the operating water level correction means is measured by the main water level meter The weather mode determination means for determining the weather mode based on the main water level, and a plurality of fuzzy rule tables are switched based on the weather mode determined by the weather mode determination means, and the pump is switched using the switched fuzzy rule table. Rainwater pump and preceding by fuzzy calculation combining well water level and pump well water level change A fuzzy computing means for obtaining an operating water level correction value of the mechanical pump, an operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby pump by the fuzzy computing means, and an operating water level setting value of the rainwater pump and the preceding standby pump that are set in advance. Operating level calculation means for obtaining the operating water level of the rainwater pump and the preceding standby type pump based on the above, and the weather mode determining means, as the weather mode, the heavy rain mode for promoting the activation of the rainwater pump and the preceding standby type pump And a light rain mode that suppresses activation of a rainwater pump and a preceding standby pump, and the fuzzy computing means performs a fuzzy computation using the heavy rain mode or a fuzzy rule table corresponding to the light rain mode. A rainwater pump control device is provided.
[0010]
In the present invention, based on the main water level measured by the main water level gauge, it is determined whether or not to obtain the operating water level correction value of the preceding standby pump by fuzzy calculation, and based on the determination result, It is preferable to further include an advance standby mode on / off determination means for switching the operation method of the advance standby pump.
[0012]
According to the present invention, the rainwater pump group includes the preceding standby type pump that can be operated in the air, and the fuzzy control is applied to the preceding standby type pump as well as the normal rainwater pump. The wasteful start-up time of the preceding standby pump can be suppressed even when it takes a long time to reach the water level at which discharge begins or when it does not reach the water level at which discharge begins. Moreover, by calculating the start / stop water level correction value of the rainwater pump based on the main water level in the inflow main line of the pump well, the rainwater pump can be appropriately controlled in consideration of the situation on the upstream side of the pump well, For this reason, it is possible to appropriately cope with a sudden rain. Furthermore, as a weather mode for switching the fuzzy rule table, it has a heavy rain mode that promotes the activation of the rainwater pump and the preceding standby type pump, and a light rain mode that suppresses the activation of the rainwater pump and the preceding standby type pump, When the pump well level is rising but the main water level is falling, the number of operating rainwater pumps and standby standby pumps can be reduced, so there is no waste of rainwater pumps and standby standby pumps. Economic control can be realized.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a rainwater pump control apparatus according to the present invention.
[0014]
As shown in FIG. 1, the rainwater
[0015]
In FIG. 1, the rainwater
[0016]
Among these, the start / stop water level correction means 11 has a weather mode determination means 12 that determines the weather mode based on the rainfall measured by the rain gauge 4 and the main water level measured by the main water gauge 5. Yes. The weather mode includes a heavy rain mode and a heavy rain mode that promotes the activation of the
[0017]
Further, the start / stop water level correction means 11 switches a plurality of fuzzy rule tables corresponding to the heavy rain mode, heavy rain mode, light rain mode and normal mode based on the weather mode determined by the weather mode determination means 12, Using this switched fuzzy rule table, the start / stop water level correction value of the
[0018]
Furthermore, the start / stop water level correction means 11 adds the start / stop water level correction value of the
[0019]
Next, the operation of the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described.
[0020]
As shown in FIG. 1, the pump well
[0021]
In the rainwater
[0022]
Next, based on the weather mode determined by the weather mode determination means 12 by the fuzzy calculation means 13 of the start / stop water level correction means 11, a plurality of corresponding to the heavy rain mode, heavy rain mode, light rain mode, and normal mode, respectively. The fuzzy rule table is switched, and the start / stop water level correction value of the
[0023]
Thereafter, the start / stop water level calculation means 14 of the start / stop water level correction means 11 sets the start / stop water level correction value of the
[0024]
Finally, the pump control means 15 starts / stops the command based on the start / stop water level of the
[0025]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the start / stop water level correction value of the
[0026]
Further, according to the first embodiment of the present invention, since the start / stop water level correction value of the
[0027]
Furthermore, according to the first embodiment of the present invention, as a weather mode for switching the fuzzy rule table, a heavy rain mode for promoting the start of the
[0028]
In the first embodiment described above, the start / stop water level correction value of the
[0029]
Second embodiment
Next, a second embodiment of the rainwater pump control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment of the present invention includes a preceding
[0030]
As shown in FIG. 2, the pump well 1 into which rainwater flows is provided with a plurality of normal rainwater pumps 2 and a preceding standby pump 2 'that can be operated in the air.
[0031]
Here, the preceding
[0032]
Specifically, for example, regarding the start-up control of the standby standby pump 2 ′, when the weather mode is the heavy rain mode or the heavy rain mode and the water level is expected to rise rapidly due to a sudden inflow of rainwater, the start water level correction is performed. The value is increased and the starting water level is lowered so that the preceding standby pump 2 'is started as soon as possible. On the other hand, if the weather mode is light rain mode and it is expected that it will take some time to reach the water level where it will actually begin to spout due to the gentle inflow of rainwater, make sure that the startup water level correction value is not too high and start The water level is raised so that the standby standby pump 2 'is started with a delay. As for stop control of the preceding standby pump 2 ', for example, when it is predicted that rainwater will not flow in the future, the timer operation time in the air standby state is shortened.
[0033]
In the rainwater
[0034]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the rainwater pump group includes the preceding
[0035]
Further, according to the second embodiment of the present invention, an efficient operation according to the characteristics of the preceding standby pump 2 ′ can be realized by switching the operation method of the preceding standby pump 2 ′.
[0036]
Third embodiment
Next, a third embodiment of the rainwater pump control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0037]
As shown in FIG. 1, the rainwater
[0038]
In FIG. 1, the rainwater
[0039]
Among these, the start / stop water level correction unit 11 includes a weather
[0040]
Further, the start / stop water level correction means 11 switches a plurality of fuzzy rule tables corresponding to the heavy rain mode, heavy rain mode, light rain mode and normal mode based on the weather mode determined by the weather mode determination means 12, Using this switched fuzzy rule table, the
[0041]
Further, the start / stop water level correction means 11 uses the rain /
[0042]
Next, the operation of the third embodiment of the present invention having such a configuration will be described.
[0043]
As shown in FIG. 1, the pump well
[0044]
In the rainwater
[0045]
Next, based on the weather mode determined by the weather mode determination means 12 by the fuzzy calculation means 13 of the start / stop water level correction means 11, a plurality of corresponding to the heavy rain mode, heavy rain mode, light rain mode, and normal mode, respectively. The fuzzy rule table is switched, and using the switched fuzzy rule table, the start / stop water level correction value of the
[0046]
Thereafter, the start / stop water level calculation means 14 of the start / stop water level correction means 11 sets in advance the start / stop water level correction values of the
[0047]
Finally, the pump control means 15 starts and stops the
[0048]
In the rainwater
[0049]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the rainwater pump group includes the preceding
[0050]
Further, according to the third embodiment of the present invention, an efficient operation according to the characteristics of the preceding standby pump 2 ′ can be realized by switching the operation method of the preceding standby pump 2 ′.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the start / stop water level correction value of the rainwater pump is obtained based on the main water level in the inflow main line of the pump well, the rainwater is taken into account the situation on the upstream side of the pump well. The pump can be appropriately controlled. Therefore, it is possible to appropriately cope with a sudden rainfall. In addition, since the rainwater pump group includes a preceding standby pump that can be operated in the air, and fuzzy control is applied to the preceding standby pump as well as the normal rainwater pump, the water level that begins to discharge due to the gentle inflow of rainwater Therefore, it is possible to suppress the useless start-up time of the preceding standby type pump even in the case of rainfall that takes time to reach the water level or does not reach the water level at which discharge begins.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a rainwater pump control apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of a rainwater pump control apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the rainwater pump control apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of a rainwater pump control apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a modified example of the rainwater pump control device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Pump well
2 Rainwater pump
2 'Advance standby type pump
3 Pump well level gauge
4 rain gauge
5 Main water gauge
6 Inflow trunk line
10 Rainwater pump control device
11 Start / stop water level correction means (operating water level correction means)
12 Weather mode judgment means
13 Fuzzy operation means
14 Start / stop water level calculation means (operating water level calculation means)
15 Pump control means
16 Advance standby mode on / off judging means
Claims (2)
ポンプ井に設けられたポンプ井水位計と、
前記ポンプ井の流入幹線に設けられた幹線水位計と、
前記ポンプ井水位計により計測されたポンプ井水位に基づいて、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値を求め、この補正値と予め設定された雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位設定値とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位を求める動作水位補正手段と、
前記動作水位補正手段により求められた雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位と前記ポンプ井水位計により計測されたポンプ井水位とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作タイミングを制御するポンプ制御手段とを備え、
前記動作水位補正手段は、前記ポンプ井水位計により計測されたポンプ井水位と前記幹線水位計により計測された幹線水位とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値を求めるものであり、
前記動作水位補正手段は、前記幹線水位計により計測された幹線水位に基づいて天候モードを判定する天候モード判定手段と、この天候モード判定手段により判定された天候モードに基づいて複数のファジィルールテーブルを切り替え、この切り替えられたファジィルールテーブルを用いて、ポンプ井水位とポンプ井水位変化量とを組み合わせたファジィ演算により雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値を求めるファジィ演算手段と、このファジィ演算手段により雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位補正値と予め設定された雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位設定値とに基づいて雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの動作水位を求める動作水位演算手段とを有し、
前記天候モード判定手段は、前記天候モードとして、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの起動を促進する大雨モードと、雨水ポンプおよび先行待機型ポンプの起動を抑制する小雨モードとを有し、前記ファジィ演算手段は、前記大雨モードまたは前記小雨モードに対応するファジィルールテーブルを用いてファジィ演算を行うことを特徴とする雨水ポンプ制御装置。In a rainwater pump control apparatus for controlling a rainwater pump group including a preceding standby type pump that can be operated in air, which is a rainwater pump group installed in a pump well into which rainwater flows.
A pump well level meter provided in the pump well,
A trunk water level meter provided on the inflow trunk of the pump well;
Based on the pump well water level measured by the pump well level gauge, the operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby type pump is obtained by fuzzy calculation combining the pump well water level and the pump well water level change amount. And an operating water level correction means for determining the operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump based on the preset operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump,
A pump for controlling the operation timing of the rainwater pump and the preceding standby pump based on the operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump obtained by the operating water level correcting means and the pump well water level measured by the pump well level meter. Control means,
The operating water level correction means obtains the operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby type pump based on the pump well water level measured by the pump well level meter and the main water level measured by the main water level meter. Yes,
The operating water level correcting means includes a weather mode determining means for determining a weather mode based on the main water level measured by the main water gauge, and a plurality of fuzzy rule tables based on the weather mode determined by the weather mode determining means. Using the switched fuzzy rule table, the fuzzy calculation means for calculating the operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby type pump by fuzzy calculation combining the pump well water level and the pump well water level change amount, and Operation for obtaining the operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump based on the operating water level correction value of the rainwater pump and the preceding standby pump and the preset operating water level of the rainwater pump and the preceding standby pump by the fuzzy arithmetic means Water level calculation means,
The weather mode determination means includes, as the weather mode, a heavy rain mode that promotes activation of a rainwater pump and a preceding standby type pump, and a light rain mode that suppresses activation of the rainwater pump and the preceding standby type pump, and the fuzzy calculation The means performs a fuzzy calculation using a fuzzy rule table corresponding to the heavy rain mode or the light rain mode.
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