JP7062511B2 - 監視制御システム及びポンプ運転制御方法 - Google Patents
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Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
監視制御システム100は、下水ポンプ場10の監視を行うと共に、下水ポンプ場10が備える各種装置の動作を制御する。監視制御システム100の制御対象である下水ポンプ場10の主要な構成要素は、下水管渠41からの流入した下水を受け入れる雨水ポンプ井30、雨水ポンプ井30にたまった下水の水位を計測する水位計35、雨水ポンプ20、及び汚水ポンプ25などである。
他方、汚水ポンプ25は、雨水ポンプ井30に流入した下水のうち、下水処理場で処理する下水を吐出するポンプである。
以下の説明で、雨水ポンプ20と汚水ポンプ25を区別しない場合には、単に「ポンプ」とも呼ぶ。
下水ポンプ場シミュレータ210は、下水処理区データベース220(図中では、「下水処理区DB」と記載)に蓄積されたデータを用いて、ポンプ制御部300がポンプを制御することで変化する下水ポンプ場10の状況を予測するシミュレータである。このため、下水ポンプ場シミュレータ210は、下水ポンプ場10に設置されるポンプの動作を模擬的に再現することが可能である。
図2は、下水処理区40と下水ポンプ場10の例を示す説明図である。
図2の上側に示す下水処理区40に降雨があると、下水処理区40に張り巡らされた下水管渠41に汚水及び雨水が流れ込む。汚水及び雨水は合わせて「下水」と呼ばれる。下水管渠41は、合流式下水道の一例である。そして、下水管渠41は、接続子Aで接続される、図2の下側に示す下水管渠41から下水ポンプ場10に下水を流入させる。下水処理区40における降雨量、下水管渠41の下水の水位等は、下水処理区40に設置された計測器45により計測された外部計測値5として監視制御システム100に入力される。
下水ポンプ場シミュレータ210は、図2に示した、下水ポンプ場10の沈砂池43、雨水ポンプ井30などの施設構造物や、流入ゲート42、雨水ポンプ20、汚水ポンプ25などの各種装置の動作を再現する数理モデルを備えている。そして、下水ポンプ場シミュレータ210は、外部計測値5や計測値50などを入力として行うシミュレーションにより、監視制御システム100が実装される計算機上で下水ポンプ場10の動作を再現することができる。
図3は、ポンプ制御部300の処理例を示すフローチャートである。
ポンプ制御部300の処理における各工程は、適宜、下水ポンプ場シミュレータ210から出力される情報を読み取ったり、下水ポンプ場シミュレータ210に情報を出力したりしながら実行される。そして、ポンプ制御部300は、ポンプ制御部300内に有するデータ読込部320、リスク優先度評価モジュール310、雨天時制御モジュール340及び晴天時制御モジュール350に対して処理を行わせる。
以上が、ポンプ制御部300の全体の処理例の説明である。
図4は、リスク優先度評価モジュール310の処理例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS2におけるリスク優先度評価モジュール実行工程の詳細な内容を表す。
else if RTi≦Rt<RTi+1 then 降雨レベル=i …(1)
図5は、リスク重み係数テーブル330の構成例を示す説明図である。
リスク重み係数テーブル330は、縦軸に降雨レベル、横軸にリスクを並べた表形式で表される。そして、降雨レベルとリスクの交わるセルに固有の重み係数が格納される。
次に、リスク重み係数設定工程では、リスク優先度評価モジュール310は、ステップS12の降雨レベル判定工程にて付与された降雨レベルに対応する各リスクのリスク重み係数を、現時点でのポンプ制御の適否を判定する評価関数E内のパラメータとして設定する(S14)。そして、リスク優先度評価モジュール310は、降雨量に基づいてリスク重み係数テーブル330から読込んだリスク重み係数と、リスク関数との積を加算した評価関数を出力する。
以上がリスク優先度評価モジュール310の処理例の説明である。
図6は、雨天時制御モジュール340の処理例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS5における雨天時制御モジュール実行工程の詳細な内容を表す。
以上が雨天時制御モジュール340の処理例の説明である。
図7は、晴天時制御モジュール350の処理例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS6における晴天時制御モジュール実行工程の詳細な内容を表す。
以上が晴天時制御モジュール350の処理例の説明である。
図8は、管理画面D1の表示例を示す説明図である。
そして、全ての設定が終わると、運転者は、管理画面D1の右下に示される実行ボタンを押して、制御開始を指示する。
図9は、計算機Cのハードウェア構成例を示すブロック図である。
以上が監視制御システム100の機能と動作に関する代表的な実施の形態の説明である。
例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、本実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (6)
- 下水処理区に設置される計測器から取り込んだ、前記下水処理区における降雨量の現況値を含むデータを蓄積する下水処理区データベースと、
前記下水処理区から流入する下水を溜める下水ポンプ場から前記下水を吐出するポンプの制御を行うポンプ制御部と、
前記下水処理区データベースに蓄積された前記データを用いて、前記ポンプ制御部が前記ポンプを制御することで変化する前記下水ポンプ場の状況を予測するシミュレータと、を備え、
前記ポンプ制御部は、
前記下水処理区データベースから前記データを読込む読込部と、
前記データに含まれる前記降雨量と、前記降雨量に応じて重み付けされるリスクとに基づいて、優先して対応すべき前記リスクの評価結果を得るリスク優先度評価部と、
前記降雨量に応じて、前記リスク毎に設定されるリスク重み係数が格納されるリスク重み係数テーブルと、
前記降雨量と、前記リスクの評価結果を前記シミュレータに出力して前記シミュレータにより予測される前記下水ポンプ場への前記下水の流入量とに基づいて、優先して対応すべき前記リスクを緩和するための制御モードに切替えて前記ポンプの運転を制御する制御部と、を備え、
前記リスク優先度評価部は、前記降雨量に基づいて前記リスク重み係数テーブルから読込んだ前記リスク重み係数と、リスク関数との積を加算した評価関数を前記制御部に出力し、
前記制御部は、前記リスク優先度評価部から入力した前記評価関数に基づいて決定した、前記ポンプの起動停止タイミング、及び下水の吐出量により前記ポンプの運転を制御する
監視制御システム。 - 前記リスクには、前記下水処理区の浸水、下水処理の不良、放流汚濁負荷、前記下水ポンプ場の水没、前記ポンプ場に設置される機器による消費電力の増加の少なくとも一つが含まれる
請求項1に記載の監視制御システム。 - 前記シミュレータは、前記下水ポンプ場に設置される前記ポンプの動作を模擬的に再現する下水ポンプ場シミュレータであり、
前記制御部は、運転を制御する前記ポンプを決定した後、前記下水ポンプ場シミュレータに前記ポンプを模擬的に動作させた処理を行わせた結果が妥当である場合に、前記ポンプを実際に運転する制御を行う
請求項2に記載の監視制御システム。 - 前記制御部は、
前記降雨量が閾値を超える場合に実行される雨天時制御モードにより前記ポンプの吐出量を制御する雨天時制御部と、
前記降雨量が前記閾値以下である場合に実行される晴天時制御モードにより前記ポンプの吐出量を制御する晴天時制御部と、を有し、
前記リスク優先度評価部は、前記降雨量と前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記雨天時制御部又は前記晴天時制御部のいずれかを選択する
請求項3に記載の監視制御システム。 - さらに、前記ポンプの起動停止タイミング及び吐出量、及び選択される前記制御モード
の状況を画面に更新表示する表示部を備える
請求項4に記載の監視制御システム。 - 下水処理区に設置される計測器から取り込んだ、前記下水処理区における降雨量の現況値を含むデータを蓄積する下水処理区データベースと、
前記降雨量に応じて重み付けされるリスク毎に設定されるリスク重み係数が格納されるリスク重み係数テーブルを有し、前記下水処理区から流入する下水を溜める下水ポンプ場から前記下水を吐出するポンプの制御を行うポンプ制御部と、
前記下水処理区データベースに蓄積された前記データを用いて、前記ポンプ制御部が前記ポンプを制御することで変化する前記下水ポンプ場の状況を予測するシミュレータと、を備える監視制御システムにより用いられるポンプ運転制御方法であって、
前記下水処理区データベースから前記データを読込むステップと、
前記データに含まれる前記降雨量と、前記リスクとに基づいて、優先して対応すべき前記リスクの評価結果を得るステップと、
前記降雨量に基づいて前記リスク重み係数テーブルから読込んだ前記リスク重み係数と、リスク関数との積を加算した評価関数を出力するステップと、
前記降雨量と、前記リスクの評価結果を前記シミュレータに出力して前記シミュレータにより予測される前記下水ポンプ場への前記下水の流入量とに基づいて、優先して対応すべき前記リスクを緩和するための制御モードに切替え、入力した前記評価関数に基づいて決定した、前記ポンプの起動停止タイミング、及び下水の吐出量により前記ポンプの運転を制御するステップと、を含む
ポンプ運転制御方法。
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