JP5550712B2 - Operation support system for water treatment plant - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、上下水道プラントなどの水処理プラントの運転支援システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an operation support system for a water treatment plant such as a water and sewage plant.
従来、上下水道プラントでは、貯水池から配管を通じて、水を配水池などに導水するための複数のポンプからなるポンプ設備や、通水の流量を調節するための複数の流量調節弁からなる弁設備が設けられている。 Conventionally, in a water and sewage plant, there is a pump facility composed of a plurality of pumps for introducing water from a reservoir through piping to a distribution reservoir, etc., and a valve facility composed of a plurality of flow control valves for adjusting the flow rate of water flow. Is provided.
このようなポンプ設備や弁設備は、同一定格の複数のポンプや複数の流量調節弁からなり、同一条件で運転されている。しかしながら、運転中に、各種の環境条件の変動などにより、ポンプ設備や弁設備に異常が発生すると、同一条件で運転は困難となる。 Such pump facilities and valve facilities are composed of a plurality of pumps and a plurality of flow control valves having the same rating, and are operated under the same conditions. However, if an abnormality occurs in the pump equipment or the valve equipment due to changes in various environmental conditions during operation, the operation becomes difficult under the same conditions.
従来では、電気製品の異常を監視し、異常が発生する当該異常情報を通知する機能を有する異常監視装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, there has been proposed an abnormality monitoring device having a function of monitoring an abnormality of an electrical product and notifying the abnormality information where the abnormality occurs (see, for example, Patent Document 1).
上下水道プラントでは、複数のポンプからなるポンプ設備や、複数の流量調節弁からなる弁設備が設けられている。これらの設備に異常が発生すると、同一条件での運転が困難となり、プラントの各種プロセスに障害が起きる可能性が高くなる。従来では、電気製品の異常を監視する異常監視装置が提案されているが、上下水道プラントには適用できない。 In the water and sewage plant, a pump facility composed of a plurality of pumps and a valve facility composed of a plurality of flow control valves are provided. If an abnormality occurs in these facilities, it becomes difficult to operate under the same conditions, and there is a high possibility that various processes in the plant will fail. Conventionally, an abnormality monitoring device for monitoring an abnormality of an electrical product has been proposed, but it cannot be applied to a water and sewage plant.
そこで、本発明の目的は、上下水道プラントに設けられている設備の運転中に、異常の発生を監視できる運転支援システムを提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the driving assistance system which can monitor generation | occurrence | production of abnormality during the driving | operation of the installation provided in the water and sewage plant.
本実施形態によれば、水処理プラントに適用する運転支援システムは、雨水や汚水の処理を実行し、雨水および汚水の滞水池用の複数の流入ゲートを含む流入ゲート設備を有する下水処理プラントに適用する運転支援システムにおいて、前記各流入ゲートを同一条件で運転しているときに前記各流入ゲート間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記流入ゲート設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備した構成である。 According to the present embodiment, the operation support system applied to the water treatment plant is a sewage treatment plant that performs treatment of rainwater and sewage and has an inflow gate facility including a plurality of inflow gates for rainwater and sewage reservoirs. In the operation support system to be applied, when operating each inflow gate under the same condition, the operation state between the inflow gates is compared, and whether the inflow gate facility is normal based on the comparison result It is the structure provided with the control means which determines this.
以下図面を参照して、実施形態を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
以下、図1から図4を参照して、第1の実施形態に関する水処理プラントの運転支援システムを説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the operation support system for the water treatment plant according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
(水処理プラントの構成)
本実施形態は、水処理プラントとして、上水道プラントを説明する。図1は、上水道プラントの浄水プロセスを説明するための図である。
(Configuration of water treatment plant)
This embodiment demonstrates a waterworks plant as a water treatment plant. FIG. 1 is a diagram for explaining a water purification process of a waterworks plant.
上水道プラントは、水源(以下貯水池と表記する場合がある)として、例えばダム1または河川30から原水を導水する。貯水池1からの原水は、配管6を経由して着水井5に導水される。配管6には、流量計2及び流量調節弁3が設けられている。流量調節弁3は、アクチュエータ4の動作により弁が開閉して、通水の流量を調節する。なお、図1において、「X」は流量計などの各種センサを意味し、「M」はアクチュエータ又はモータなどの駆動部を意味する。
The water supply plant introduces raw water from, for example, the dam 1 or the
一方、河川30からの原水は、開閉弁31を有する沈砂池32に導水される。この沈砂池32にはスクリーン33が設けられて、導水された原水はろ過される。さらに、ポンプ井34から導水ポンプ35により、着水井5に導水される。ポンプ井34と着水井5を結合する配管には、流量調節弁36及び流量計37が設けられている。
On the other hand, raw water from the
着水井5に導水された水は、沈殿池11に送水される。沈殿池11の前段には、混和池9及びフロック形成池10が配置されている。着水井5と混和池9とを結合する配管には、流量計7及び流量調節弁8が設けられている。
The water introduced to the
一方、着水井5には、沈殿池11からの返流水が導水される。沈殿池11からの返流水は、流量調節弁38により通水を調節されて汚泥池39に送水される。さらに、返流水は、汚泥池39から汚水池40に送水されて、この汚水池40から返流ポンプ41により着水井5に返流される。汚泥池39では、汚泥は脱水されて処分される。着水井5と汚水池40とを結合する配管には、流量調節弁42及び流量計43が設けられている。
On the other hand, the return water from the
次に、沈殿池11に導水された水は、ろ過池12でろ過された後に、浄水池13に送水される。ろ過池12と浄水池13とを結合する配管には、流量調節弁50,52及び流量計51が設けられている。浄水池13に導水された水の上面からは、表洗ポンプ46により、ろ過池12に返流されている。この表洗ポンプ46と、ろ過池12とを結合する配管には、流量調節弁47〜49が設けられている。
Next, the water guided to the
さらに、浄水池13は、逆流ポンプ53により導水された水の一部が、ろ過池12に返流される。逆流ポンプ53と、ろ過池12とを結合する配管には、流量計54及び流量調節弁55,56が設けられている。ろ過池12は、流量調節弁44を経由して、導水された水の一部が汚水池40に返流される。また、逆流ポンプ53により、ろ過池12に返流された水の一部は、流量調節弁45を経由して汚水池40に返流される。
Further, in the
浄水池13により浄水化された水は、送水ポンプ20により配管23を経由して、配水池16に送水される。配管23には、流量調節弁(または吐出弁)15,21及び流量計22が設けられている。配水池16は、水位を計測する水位計17や水質センサ18が設けられている。配水池16からの浄水は、流量調節弁19により制御されて配水される。一方、浄水池13により浄水化された水は、配水ポンプ24により配管27を経由して配水される。配管27には、流量調節弁(または吐出弁)25及び流量計26が設けられている。
The water purified by the
このような上水道プラントの運転支援システムとして、コンピュータを主要素とするコントローラ100が設けられている。コントローラ100は、各種センサ群から計測信号を入力して流量、水位、汚泥量、水質等を検知すると共に、流量調節弁やポンプを制御する。
As such an operation support system for a water supply plant, a
(運転支援システム)
図2は、前述の上水道プラントにおいて、水源(河川)である貯水池30からポンプ井34、さらに着水井5に導水される導水プロセスを示す図である。このプロセスを具体例として、本実施形態に関するプラントの運転支援システムの動作を説明する。
(Driving support system)
FIG. 2 is a diagram showing a water introduction process in which water is introduced from the
図2に示すように、導水プロセスは、貯水池30には流量調節弁37dが接続されて、この流量調節弁37dを介してポンプ井34に導水する構造となっている。貯水池30は、ポンプ井34よりも土木構造的に高い位置関係にある。貯水池30からの水圧は、ポンプ井34の水圧よりも大きく、流量調節弁37dを開くことで、貯水池30からポンプ井34へ自然流下によって導水される構造である。
As shown in FIG. 2, the water introduction process has a structure in which a flow rate adjustment valve 37d is connected to the
ポンプ井34には、複数の導水ポンプ35a〜35cが接続されている。これらの各導水ポンプ35a〜35cにより、ポンプ井34から、土木構造的に高い位置にある着水井5へ送水される構造になっている。また、導水ポンプ35a〜35cには、それぞれ吐出弁36a〜36cが接続されており、着水井5からの逆流を防ぐ構造となっている。
A plurality of water pumps 35 a to 35 c are connected to the pump well 34. By these water guide pumps 35a to 35c, water is supplied from the pump well 34 to the landing well 5 at a high position in terms of the civil engineering structure. Further,
本実施形態の運転支援システム(コントローラ100)は、導水ポンプ35a〜35cを同一条件で運転する。なお、導水ポンプ35a〜35cは、それぞれ同一定格のポンプであり、同一の消費電力で同一の吐出圧を発生できるものとする。 The driving support system (controller 100) of the present embodiment operates the water conveyance pumps 35a to 35c under the same conditions. The water pumps 35a to 35c are pumps having the same rating, and can generate the same discharge pressure with the same power consumption.
図3(A)は、コントローラ100による送水流量の指令値変化に伴って、導水ポンプ35a〜35cの回転数が時刻と共に変化したときに、それぞれの導水ポンプ35a〜35cの電動機の巻き線温度の変化を示した図である。同図(B)は、導水ポンプ35a〜35cの回転数が時刻と共に変化する様子を示す。
FIG. 3A shows the winding temperature of the motor of each of the water pumps 35a to 35c when the rotational speed of the water pumps 35a to 35c changes with time in accordance with the change in the command value of the water flow rate by the
図3(B)に示すように、時刻T1でポンプ回転数の目標値が上昇すると、それに伴って、ポンプ電動機の消費電力が上昇する。結果として、同図(A)に示すように、ポンプ電動機の巻き線温度も上昇する。巻き線温度は、ポンプ回転数が一定の場合、徐々に一定の値に漸近して行く。但し、図3(B)に示すように、時刻T2でポンプ回転数の目標値が下降した場合は、それに伴い、ポンプ電動機の消費電力が減少し、ポンプ電動機の巻き線温度も下降する。 As shown in FIG. 3 (B), when the target value of the pump speed increases at time T1, the power consumption of the pump motor increases accordingly. As a result, the winding temperature of the pump motor also increases as shown in FIG. The winding temperature gradually approaches a constant value when the pump speed is constant. However, as shown in FIG. 3B, when the target value of the pump rotation speed decreases at time T2, the power consumption of the pump motor decreases accordingly, and the winding temperature of the pump motor also decreases.
本実施形態のコントローラ100は、図2に示すように、3台の導水ポンプ35a〜35cの全てを稼動して送水している場合、各ポンプに含まれる電動機が同一定格の同一構造であれば、同一の回転数で各ポンプを運転する。この同一条件での運転時には、ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値は、ほぼ同じ値を取る。
As shown in FIG. 2, the
一方、3台の導水ポンプ35a〜35cを含むポンプ設備において、何らかの不具合が発生した場合には、同一条件で運転しているにもかかわらず、種々のパラメータが同一の値ではなくなる。図3(A)は、同一条件で運転している導水ポンプ35a〜35cの電動機巻き線の温度変化特性300,310,320を示す図である。
On the other hand, in a pump facility including the three
図3(A)に示すように、導水ポンプ35aの温度変化特性300と、導水ポンプ35bの温度変化特性310は、ほぼ同等の変化を示している。しかし、導水ポンプ35cの温度変化320は、温度変化300,310とは異なる傾向を示している。
As shown in FIG. 3A, the
コントローラ100は、導水ポンプ35a〜35cの電動機巻き線の温度変化特性300,310,320に基づいて、異なる傾向を示す導水ポンプ35cに、何らかの異常が発生していると、導水ポンプ設備の正常性を判定する。
Based on the
なお、本実施形態のように、3台以上の同一仕様の導水ポンプ35a〜35cを使用する場合には、コントローラ100は、いわゆる多数決理論(2 out of 3)を利用して、導水ポンプ設備の正常性を判定する。同一仕様の導水ポンプが2台の場合には、それぞれの導水ポンプの過去の運転情報の中で、同一条件で運転した時の情報を読み出し、それを用いることによって、異常が発生している導水ポンプの同定が可能となる。
In addition, when using three or
図4は、吐出弁36a〜36cのリミットスイッチから出力される信号の変化を示す図である。図4(A)は、吐出弁の弁が閉じていることを検出する弁全閉リミットスイッチの出力信号の変化を示す図である。同図(B)は、吐出弁の弁が開いていることを検出する弁全開リミットスイッチの出力信号の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating changes in signals output from the limit switches of the
弁全閉リミットスイッチは、弁が開き始めると出力がOFFとなる。一方、弁全開リミットスイッチは、弁が全開すると出力がONになる。よって、弁全閉リミットスイッチがOFFとなってから、弁全開リミットスイッチはONするまでの時間Tが、弁の動作に必要な時間となる。 The valve fully-closed limit switch is turned off when the valve starts to open. On the other hand, the valve fully open limit switch is turned on when the valve is fully opened. Therefore, the time T from when the valve fully closed limit switch is turned off to when the valve fully opened limit switch is turned on is the time required for the operation of the valve.
図2に示すように、同一定格の各ポンプ35a〜35cに設置された同一定格の吐出弁36a〜36cは、全閉から全開までの動作時間、および全開から全閉までの動作時間は基本的に同一である。従って、コントローラ100は、3つの吐出弁36a〜36cの動作時間を比較することで、異常が発生した吐出弁を同定する。
As shown in FIG. 2, the
以上のようにして、本実施形態の運転支援システムのコントローラ100は、導水ポンプ35a〜35cの電動機の各種パラメータの変化に基づいて各ポンプを比較監視することにより、導水ポンプ設備の正常性を判定することができる。また、3つの吐出弁36a〜36cの動作時間を比較監視することで、異常が発生した吐出弁を判定することができる。このような異常判定結果を利用して、導水ポンプ設備において障害が発生したポンプの交換などを指示する運転支援情報を提供することが可能となる。
As described above, the
[第2の実施形態]
図5は、第2の実施形態に関するろ過プロセスを示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram illustrating a filtration process according to the second embodiment.
このろ過プロセスは、図5に示すように、処理水が、沈殿池11から送水路110を介して複数のろ過池12a〜12cに送水されるプロセスである。ろ過池12a〜12cでろ過処理された処理水は、流量調節弁50a〜50c及び流量計51a〜51cを通って、次の処理工程へと送られる。
As shown in FIG. 5, this filtration process is a process in which treated water is sent from the
図6は、流量調節弁50a〜50cの弁開度と流量との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the valve opening degree and the flow rate of the flow
通常では、流量調節弁の弁開度と流量との関係は、弁開度に対して流量は単調増加の関数となる。ここで、流量調節弁を挟む流路の圧力差が一定の場合には、同一定格の弁であれば同一の関数となる。従って、図5に示す3つの流量調節弁50a〜50cが、図6に示すような弁開度O1の場合、各弁の流入側と流出側の圧力差が同一であれば同一流量Q1となる。
Normally, the relationship between the valve opening and the flow rate of the flow control valve is a function of a monotonically increasing flow rate with respect to the valve opening. Here, when the pressure difference between the flow paths sandwiching the flow control valve is constant, the same function is obtained if the valves have the same rating. Accordingly, three of the
このような原理から、本実施形態のコントローラ100は、図5に示すろ過プロセスにおいて、流量調節弁50a〜50cの流量を比較し、この比較結果に基づいてろ過池12a〜12cを有する、ろ過プロセスの異常発生を同定することができる。具体的には、コントローラ100は、流量調節弁50a〜50cの弁開度値の異常発生、流量計51a〜51cの異常発生、あるいは配管の圧力損失などの異常発生を検出することができる。また、異常が生じたろ過工程と、他の工程との比較結果に基づいて、前記の異常発生を検出することも可能である。
From such a principle, the
さらに、正常時の流量調節弁50a〜50cの弁開度と流量との関係を示す関数情報を予め保存しているデータベースを用意し、コントローラ100は、当該データベースを参照することで、流量調節弁50a〜50cなどの現在の動作状態との比較結果に基づいて、異常発生を検出することができる。
Furthermore, the database which preserve | saved the function information which shows the relationship between the valve opening degree of the
[第3の実施形態]
図7は、第3の実施形態に関する表洗プロセスを示す図である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating a surface washing process according to the third embodiment.
この表洗プロセスは、図7に示すように、ろ過池洗浄水槽(浄水池)13からの洗浄水を、洗浄水配管130を介して表洗ポンプ46a〜46cにより、ろ過池12a〜12cに送水するプロセスである。洗浄水は、表洗ノズル120a〜120cから、ろ過池12a〜12cの表面に散布されて、ろ過砂を洗浄する。洗浄後の洗浄水は、排水管400を介して排水池(汚水池)40に送られる。
As shown in FIG. 7, this surface washing process supplies washing water from the filtration basin washing water tank (clean water pond) 13 to the
ここで、表洗ポンプ46a〜46cからなるポンプ設備は、ろ過池12a〜12cの規模がそれぞれ同等であれば、表洗ポンプ46a〜46cとして同定格の各ポンプを使用する。従って、本実施形態のコントローラ100は、3台の表洗ポンプ46a〜46cの全てを稼動して送水している場合、同一の回転数で各ポンプを運転する。
Here, if the scale of the
ポンプ設備が正常であれば、この同一条件での運転時には、ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値は、ほぼ同じ値を取る(図3を参照)。 If the pump equipment is normal, the values of various parameters (winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) of the pump motor will be almost the same during operation under the same conditions. Take (see FIG. 3).
一方、ポンプ設備に何らかの不具合が発生した場合には、同一条件で運転しているにもかかわらず、種々のパラメータが同一の値ではなくなる。従って、コントローラ100は、同一条件で運転している各表洗ポンプ46a〜46cのパラメータを比較することにより、いずれのポンプに異常が発生したかを判定することができる。
On the other hand, when some trouble occurs in the pump equipment, the various parameters are not the same value even though they are operating under the same conditions. Therefore, the
[第4の実施形態]
図8は、第4の実施形態に関する逆洗プロセスを示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating a backwash process according to the fourth embodiment.
この逆洗プロセスは、図8に示すように、ろ過池洗浄水槽(浄水池)13からの洗浄水を、洗浄水配管131を介して逆洗ポンプ53a〜53cにより、ろ過池12a〜12cに送水するプロセスである。洗浄水は、ろ過池12a〜12cの処理水流出側から逆方向に供給されて、ろ過砂を洗浄する。洗浄後の洗浄水は、排水管400を介して排水池(汚水池)40に送られる。
As shown in FIG. 8, in this backwash process, the wash water from the filter basin wash water tank (clean water pond) 13 is supplied to the
ここで、逆洗ポンプ53a〜53cからなるポンプ設備は、ろ過池12a〜12cの規模がそれぞれ同等であれば、逆洗ポンプ53a〜53cとして同定格の各ポンプを使用する。従って、本実施形態のコントローラ100は、3台の逆洗ポンプ53a〜53cの全てを稼動して送水している場合、同一の回転数で各ポンプを運転する。
Here, if the scale of the
ポンプ設備が正常であれば、この同一条件での運転時には、ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値は、ほぼ同じ値を取る(図3を参照)。 If the pump equipment is normal, the values of various parameters (winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) of the pump motor will be almost the same during operation under the same conditions. Take (see FIG. 3).
一方、ポンプ設備に何らかの不具合が発生した場合には、同一条件で運転しているにもかかわらず、種々のパラメータが同一の値ではなくなる。従って、コントローラ100は、同一条件で運転している各逆洗ポンプ53a〜53cのパラメータを比較し、この比較結果に基づいて、いずれのポンプに異常が発生したかを判定することができる。
On the other hand, when some trouble occurs in the pump equipment, the various parameters are not the same value even though they are operating under the same conditions. Therefore, the
[第5の実施形態]
図9は、第5の実施形態に関する返流プロセスを示す図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram illustrating a return flow process according to the fifth embodiment.
この返流プロセスは、図9に示すように、表洗プロセスや逆洗プロセスによって発生した排水の一部を、着水井5に返流水として返流するプロセスである。ろ過池12a〜12cなどの洗浄により生じた排水は、通常では複数の排水池40a,40bに蓄えられる。排水池40a,40bに蓄えられた排水は、返流ポンプ41a,41bによって加圧されて、返流水弁(流量調節弁)42a,42bを介して着水井5に返流される。
As shown in FIG. 9, this return flow process is a process of returning a part of the waste water generated by the surface washing process and the back washing process to the receiving well 5 as return water. The wastewater generated by washing the
ここで、排水池40a,40bの規模がそれぞれ同等であれば、返流ポンプ41a,41bからなるポンプ設備、及び返流水弁42a,42bからなる弁設備は、それぞれ同定格のポンプや弁を使用する。従って、本実施形態のコントローラ100は、例えば、各返流ポンプ41a,41bの全てを稼動している場合、同一の回転数で各ポンプを運転する。
Here, if the scales of the
ポンプ設備が正常であれば、この同一条件での運転時には、ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値は、ほぼ同じ値を取る(図3を参照)。また、弁設備が正常であれば、返流水弁42a,42bの動作時間もほぼ同じ値となる。
If the pump equipment is normal, the values of various parameters (winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) of the pump motor will be almost the same during operation under the same conditions. Take (see FIG. 3). In addition, if the valve equipment is normal, the operation time of the
一方、ポンプ設備に何らかの不具合が発生した場合には、同一条件で運転しているにもかかわらず、種々のパラメータが同一の値ではなくなる。従って、コントローラ100は、同一条件で運転している各返流ポンプ41a,41bのパラメータを比較し、この比較結果に基づいて、いずれのポンプに異常が発生したかを判定することができる。また、コントローラ100は、同一条件で運転している各返流水弁42a,42bの動作時間を計測して比較し、この比較結果に基づいて、いずれの弁に異常が発生したかを判定することができる。
On the other hand, when some trouble occurs in the pump equipment, the various parameters are not the same value even though they are operating under the same conditions. Therefore, the
[第6の実施形態]
図10は、第6の実施形態に関する浄水(上水)の送配水プロセスを示す図。
[Sixth Embodiment]
FIG. 10 is a diagram illustrating a water supply / distribution process of purified water (clean water) according to the sixth embodiment.
浄水池13には、浄水処理された上水が蓄えられている。この送配水プロセスは、送水ポンプ20a,20bにより浄水池13からの上水を、吐出弁21a,21bを介して配水池16に送水する送水プロセスと、配水池16から送水された上水を需要家へ配水する配水プロセスとを含む。また、配水プロセスとしては、配水ポンプ24a,24bにより、浄水池13からの上水を加圧して、吐出弁25a,25bを介して需要家へ配水するプロセスがある。配水ポンプ24a,24bは、配水に必要な水圧に調整する機能を有する。
The purified
ここで、送水ポンプ20a,20b及び配水ポンプ24a,24bは、上水の需要家の多様な水需要に対応するため、必要とする水量を同時運転するポンプの台数で制御することが多い。このため、送水ポンプ設備及び配水ポンプ設備はそれぞれ、同定格の複数のポンプを有する。本実施形態のコントローラ100は、送水ポンプ設備及び配水ポンプ設備の各ポンプを同一の回転数などの同一条件で運転している。
Here, the water pumps 20a, 20b and the
送水ポンプ設備及び配水ポンプ設備が正常であれば、この同一条件での運転時には、各ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値は、ほぼ同じ値を取る(図3を参照)。また、弁設備が正常であれば、吐出弁21a,21b及び25a,25bの動作時間もほぼ同じ値となる。
If the water pump equipment and water distribution pump equipment are normal, the values of various parameters (winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) of each pump motor when operating under this same condition Take almost the same value (see FIG. 3). In addition, if the valve equipment is normal, the operation time of the
一方、送水ポンプ設備及び配水ポンプ設備に何らかの不具合が発生した場合には、同一条件で運転しているにもかかわらず、種々のパラメータが同一の値ではなくなる。従って、コントローラ100は、同一条件で運転している送水ポンプ20a,20b及び配水ポンプ24a,24bのパラメータを比較することにより、この比較結果に基づいて、いずれのポンプに異常が発生したかを判定することができる。
On the other hand, when some trouble occurs in the water pump facility and the water distribution pump facility, the various parameters are not the same value even though they are operating under the same conditions. Therefore, the
また、コントローラ100は、同一条件で運転している各吐出弁21a,21b及び25a,25bの動作時間を計測して比較し、この比較結果に基づいて、いずれの弁に異常が発生したかを判定することができる。
Further, the
以上のようにして本実施形態によれば、送水ポンプ設備、配水ポンプ設備及び弁設備の各ポンプや各弁の動作状態又は動作時間を比較監視することにより、設備の劣化や異常の発生を検出することが可能となる。従って、これらの比較情報結果や異常判定結果を、プラントのオペレータや保守員に提示することで、上水道プラントの運転制御のみではなく運転支援を行うことができるシステムを提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the deterioration or abnormality of the equipment is detected by comparing and monitoring the operating state or operating time of each pump or each valve of the water pump equipment, the water pump equipment and the valve equipment. It becomes possible to do. Therefore, by presenting these comparison information results and abnormality determination results to the plant operator and maintenance personnel, it is possible to provide a system that can perform operation support as well as operation control of the water supply plant.
[変形例]
前述の各実施形態では、図1に示す上水道プラントに適用する運転支援システムについて説明したが、当該運転支援システムは下水道プラントにも適用できる。
[Modification]
In each of the above-described embodiments, the operation support system applied to the waterworks plant shown in FIG. 1 has been described, but the operation support system can also be applied to a sewerage plant.
即ち、具体的には、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水滞水池に設けられた複数の流入ゲート設備において、各流入ゲート設備の電動機が同一定格の場合に、同一条件で運転する。この場合、運転支援システムは、各電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれの電動機に異常が発生したかを判定する。 That is, specifically, the operation support system of the present modified example has the same condition when the electric motors of each inflow gate facility have the same rating in a plurality of inflow gate facilities provided in the stormwater and sewage ponds of the sewer plant. Drive on. In this case, the driving support system compares the values of various parameters (winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) of each motor, and based on this comparison result, Determine whether an abnormality has occurred.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水滞水池を含む雨水滞水池用の返送水ポンプ設備において、同一条件で運転している各ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれのポンプ電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification has various parameters (winding parameters) for each pump motor operating under the same conditions in a return water pump facility for rainwater reservoirs including rainwater and sewage reservoirs in sewer plants. Line temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which pump motor has an abnormality.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水沈砂池に設けられた複数の流入ゲート設備において、同一条件で運転している各流入ゲート設備の電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれの電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification includes various parameters of the motors of each inflow gate facility operating under the same conditions in a plurality of inflow gate facilities provided in the rainwater and sewage settling basin of the sewer plant ( The values of winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which motor has an abnormality.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水沈砂池に設けられた複数の沈砂かき揚げ機において、同一条件で運転している各沈砂かき揚げ機の電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれの電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification includes various parameters of the electric motors of the sand-sinking machines operating under the same conditions in a plurality of sand-sinking machines provided in the rainwater and sewage sedimentation basin of the sewer plant ( The values of winding temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which motor has an abnormality.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水沈砂池に設けられた複数の除塵機において、同一条件で運転している各除塵機の電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれの電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification includes various parameters (windings) of the electric motors of the respective dust removers operating under the same conditions in a plurality of dust removers provided in the rainwater and sewage settling basin of the sewer plant. The values of temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which motor has an abnormality.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水ポンプ井の雨水ポンプおよび汚水ポンプ井の汚水ポンプの各設備において、同一条件で運転している各ポンプの種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれのポンプ電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification includes various parameters (windings) of the pumps operating under the same conditions in each facility of the storm water pump well of the sewer plant and the sewage pump well of the sewage pump well. The values of temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which pump motor has an abnormality.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水の最初沈殿池において、同一条件で運転している最初沈殿池の各ポンプ電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれのポンプ電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification has various parameters (winding temperature, winding) for each pump motor of the first settling basin operating under the same conditions in the first settling basin of rainwater and sewage in the sewer plant. The values of resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which pump motor has an abnormality.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水および汚水のばっ気槽において、同一条件で運転しているばっ気槽への給気を行う各ブロア電動機の種々のパラメータ(巻き線温度、巻き線抵抗、軸受け温度、排気温度、振動、騒音など)の値を比較し、この比較結果に基づいて、いずれのブロア電動機に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system of the present modified example has various parameters (winding) for each blower motor that supplies air to an aeration tank operating under the same conditions in an aeration tank of rainwater and sewage in a sewer plant. The values of wire temperature, winding resistance, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise, etc.) are compared, and based on the comparison result, it is determined which blower motor has an abnormality.
また同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントの雨水ポンプ井の雨水ポンプおよび汚水ポンプ井の汚水ポンプの各吐出弁において、同一条件で運転している各吐出弁が全開から全閉に至るまでの時間、全閉から全開に至るまでの時間、各弁開度に対する流量などを比較し、この比較結果に基づいて、いずれの吐出弁に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system according to the present modification is configured so that the discharge valves operating under the same conditions are fully opened from the fully open discharge valve of the storm water pump well of the sewer plant and the sewage pump well of the sewage pump well. The time until closing, the time from full closing to full opening, the flow rate for each valve opening, and the like are compared, and based on the comparison result, it is determined which discharge valve is abnormal.
同様にして、本変形例の運転支援システムは、下水道プラントのばっ気槽への給気を行うブロアに設置されて、同一条件で運転している同一定格の流量調節弁、吸気弁、排気弁、の弁が全開から全閉に至るまでの時間、全閉から全開に至るまでの時間、各弁開度に対する流量などを比較し、この比較結果に基づいて、いずれの弁に異常が発生したかを判定する。 Similarly, the operation support system of the present modification is installed in a blower that supplies air to an aeration tank of a sewer plant, and is operated under the same conditions with the same rated flow control valve, intake valve, exhaust valve. , Comparing the time from fully open to fully closed, the time from fully closed to fully open, the flow rate for each valve opening, etc. Determine whether.
以上のようにして本変形例によれば、上水道プラントだけでなく下水道プラントに適用可能であり、下水道プラントに設けられているポンプ設備などの運転中に、比較監視方法により、異常の発生を監視できる運転支援システムを提供することができる。 As described above, according to this modification, the present invention can be applied not only to the waterworks plant but also to the sewerage plant, and the occurrence of abnormality is monitored by the comparative monitoring method during the operation of the pump equipment provided in the sewerage plant. A driving support system that can be provided can be provided.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…貯水池(ダム)、2,…流量計、3,15…流量調節弁、4,14…アクチュエータ
5…着水井、6,23,27…配管、9…混和池、10…フロック形成池、
11…沈殿池、12,12a〜12c…ろ過池、13…浄水池(ろ過池洗浄水槽)、
16…配水池、17…水位計、20a,20b…送水ポンプ、
21a,21b…吐出弁、24a,24b…配水ポンプ、30…貯水池(河川)、
32…沈砂池、34…ポンプ井、35a〜35c…導水ポンプ、
36a〜36c…吐出弁、36d…流量調節弁、39…汚泥池、
40,40a,40b…排水池(汚水池)、41a,41b…返流ポンプ、
42a,42b…返流水弁、46a〜46c…表洗ポンプ、
50a〜50c…流量調節弁、51a〜51c…流量計、
53a〜53c…逆洗ポンプ、100…コントローラ、110…送水路、
120a〜120c…表洗ノズル、130…洗浄水配管、131…洗浄水配管、
400…排水管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reservoir (dam), 2 ... Flow meter, 3, 15 ... Flow control valve, 4, 14 ...
DESCRIPTION OF
16 ... Reservoir, 17 ... Water level gauge, 20a, 20b ... Water pump,
21a, 21b ... discharge valve, 24a, 24b ... water distribution pump, 30 ... reservoir (river),
32 ... Sand basin, 34 ... Pump well, 35a-35c ... Water transfer pump,
36a-36c ... discharge valve, 36d ... flow control valve, 39 ... sludge pond,
40, 40a, 40b ... drainage basin (sewage pond), 41a, 41b ... return pump,
42a, 42b ... return water valve, 46a-46c ... front washing pump,
50a-50c ... flow control valve, 51a-51c ... flow meter,
53a-53c ... backwash pump, 100 ... controller, 110 ... water supply channel,
120a-120c ... surface wash nozzle, 130 ... wash water piping, 131 ... wash water piping,
400 ... Drain pipe.
Claims (14)
前記各流入ゲートを同一条件で運転しているときに前記各流入ゲート間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記流入ゲート設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a sewage treatment plant that performs treatment of rainwater and sewage and has an inflow gate facility including a plurality of inflow gates for rainwater and sewage reservoirs,
Control means for comparing operating states between the inflow gates when operating the inflow gates under the same conditions, and determining whether the inflow gate equipment is normal based on the comparison result A driving support system characterized by that.
前記各流入ゲートの動作状態として、前記各流入ゲートに含まれる電動機の巻き線抵抗、巻き線温度、軸受け温度、排気温度、振動、騒音の測定値を前記各流入ゲート間で比較し、当該比較結果に基づいて前記流入ゲート設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each inflow gate, the measured values of winding resistance, winding temperature, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise of the motor included in each inflow gate are compared between the inflow gates, and the comparison The driving support system according to claim 1, wherein it is determined whether or not the inflow gate facility is normal based on a result.
前記各流入ゲートを同一条件で運転しているときに前記各流入ゲート間に含まれる電動機の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記流入ゲート設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a sewage treatment plant that performs treatment of rainwater and sewage and has an inflow gate facility including a plurality of inflow gates for a basin for rainwater and sewage,
When operating each inflow gate under the same condition, the operation state of the motor included between the inflow gates is compared, and it is determined whether or not the inflow gate facility is normal based on the comparison result. A driving support system comprising control means.
前記各流入ゲートの動作状態として、前記各流入ゲートに含まれる電動機の巻き線抵抗、巻き線温度、軸受け温度、排気温度、振動、騒音の測定値を前記各流入ゲート間で比較し、当該比較結果に基づいて前記流入ゲート設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項3に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each inflow gate, the measured values of winding resistance, winding temperature, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise of the motor included in each inflow gate are compared between the inflow gates, and the comparison The driving support system according to claim 3, wherein it is determined whether or not the inflow gate facility is normal based on a result.
前記各沈砂かき揚げ機を同一条件で運転しているときに前記各沈砂かき揚げ機間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記沈砂かき揚げ機設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system that applies rainwater and sewage treatment and applies it to a sewage treatment plant having a sand scouring equipment including a plurality of sand scourers for rainwater and sewage basins,
Control that compares the operating state between the sand scouring hoists when operating each sand scouring machine under the same conditions, and determines whether or not the sand scouring equipment is normal based on the comparison result A driving support system comprising means.
前記各沈砂かき揚げ機の動作状態として、前記各沈砂かき揚げ機に含まれる電動機の巻き線抵抗、巻き線温度、軸受け温度、排気温度、振動、騒音の測定値を前記各沈砂かき揚げ機間で比較し、当該比較結果に基づいて前記沈砂かき揚げ機設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項5に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each of the settling machines, the measured values of the winding resistance, winding temperature, bearing temperature, exhaust temperature, vibration and noise of the electric motor included in each settling machine are compared between the settling machines. The driving support system according to claim 5, wherein it is determined whether or not the sand levitation equipment is normal based on the comparison result.
前記各除塵機を同一条件で運転しているときに前記各除塵機間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記除塵機設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a sewage treatment plant that performs treatment of rainwater and sewage and has a dust remover facility including a plurality of dust removers for rainwater and sewage sedimentation basins,
Control means for comparing operation states between the dust removers when the dust removers are operating under the same conditions and determining whether the dust remover equipment is normal based on the comparison result. A driving support system characterized by that.
前記各除塵機の動作状態として、前記各除塵機に含まれる電動機の巻き線抵抗、巻き線温度、軸受け温度、排気温度、振動、騒音の測定値を前記各除塵機間で比較し、当該比較結果に基づいて前記除塵機設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項7に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each dust remover, the measured values of the winding resistance, winding temperature, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise of the electric motor included in each dust remover are compared between the dust removers, and the comparison The driving support system according to claim 7, wherein it is determined whether or not the dust remover facility is normal based on a result.
前記各調節弁を同一条件で運転しているときに前記各調節弁間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記調節弁設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system that applies rainwater and sewage treatment to a sewage treatment plant having a control valve facility including a plurality of control valves,
Control means for comparing operating states between the control valves when the control valves are operating under the same conditions, and determining whether the control valve equipment is normal based on the comparison result A driving support system characterized by that.
前記各調節弁の動作状態として、前記各調節弁の全開から全閉に至るまでの時間、全閉から全開に至るまでの時間、各弁開度に対する流量の測定値を前記各調節弁間で比較し、当該比較結果に基づいて前記調節弁設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項9に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each control valve, the time from the full open to the full close of each control valve, the time from the full close to the full open, the measured value of the flow rate for each valve opening between the control valves. 10. The driving support system according to claim 9, wherein a comparison is made and it is determined whether or not the control valve equipment is normal based on the comparison result.
前記各ブロア電動機を同一条件で運転しているときに前記各ブロア電動機間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記ばっ気槽設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 In an operation support system applied to a sewage treatment plant having an aeration tank facility including a plurality of blower motors that perform treatment of rainwater and sewage and supply air to the aeration tank of rainwater and sewage,
Control means for comparing operating states between the blower motors when operating the blower motors under the same conditions, and determining whether or not the aeration tank equipment is normal based on the comparison result A driving support system characterized by comprising.
前記各ブロア電動機の動作状態として、前記各ブロア電動機の巻き線抵抗、巻き線温度、軸受け温度、排気温度、振動、騒音の測定値を前記各ブロア電動機間で比較し、当該比較結果に基づいて前記ばっ気槽設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項11に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each blower motor, the measured values of the winding resistance, winding temperature, bearing temperature, exhaust temperature, vibration, noise of each blower motor are compared between the blower motors, and based on the comparison result The driving support system according to claim 11, wherein it is determined whether or not the aeration tank equipment is normal.
前記各ばっ気槽弁を同一条件で運転しているときに前記各ばっ気槽弁間の動作状態を比較し、当該比較結果に基づいて前記調節弁設備が正常であるか否かを判定する制御手段を具備したことを特徴とする運転支援システム。 It is installed in a blower that performs rainwater and sewage treatment and supplies air to the aeration tank of rainwater and sewage. Each flow control valve, intake valve, and exhaust valve is used to adjust the supply air amount. In an operation support system applied to a sewage treatment plant having an aeration tank facility including an air tank valve,
When operating each aeration tank valve under the same condition, the operation state between each aeration tank valve is compared, and it is determined whether or not the control valve equipment is normal based on the comparison result. A driving support system comprising control means.
前記各ばっ気槽弁の動作状態として、前記各ばっ気槽弁の全開から全閉に至るまでの時間、全閉から全開に至るまでの時間、各弁開度に対する流量の測定値を前記各調節弁間で比較し、当該比較結果に基づいて前記調節弁設備が正常であるか否かを判定することを特徴とする請求項13に記載の運転支援システム。 The control means includes
As the operating state of each aeration tank valve, the time from the full opening to the full closing of each aeration tank valve, the time from the full closing to the full opening, the measured value of the flow rate for each valve opening, The driving support system according to claim 13, wherein comparison is made between the control valves, and it is determined whether or not the control valve equipment is normal based on the comparison result.
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