JP7438027B2 - Control device, operation control method and operation control program - Google Patents
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Description
本開示は、下水を浄化する下水処理システムの制御装置、運転制御方法および運転制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to a control device, an operation control method, and an operation control program for a sewage treatment system that purifies sewage.
従来、下水処理システムでは、どのような運転を行って下水を浄化するかを、下水の流入量、水質などに基づいて作業者が判断し、適切な水質となるまで浄化処理を行うために必要な操作などを手動で行っていた。そのため、作業者である運転員は、常に、下水の流入量、水質などの確認を行い、必要に応じて運転条件を変更する操作を繰り返す必要があり、負担が大きいという問題がある。このような問題に対し、特許文献1では、合流式下水道に対する下水処理場において、溶存酸素濃度値と、反応槽への送風量と、降雨量と、最初沈澱池への揚水量とに基づいてファジー推論を実行し、必要な操作を自動で行う下水処理システムが提案されている。
Traditionally, in sewage treatment systems, operators determine how to operate the sewage to purify the sewage based on the amount of sewage inflow, water quality, etc., and perform the purification process until the water quality is appropriate. All operations were performed manually. Therefore, the operator, who is the worker, has to constantly check the inflow of sewage, water quality, etc., and repeat operations to change the operating conditions as necessary, which poses a problem of heavy burden. To deal with such problems,
特許文献1に記載の下水処理システムによれば、下水の状態の確認および必要な操作の実施といった作業を人間が行う必要が無くなり、負担が軽減される。しかしながら、施設、設備、機器などの突発的な故障の発生といったトラブルに備え、運転員が下水処理場に常駐する必要があるために運転員に負荷がかかる。そのため、突発的な事故などの異常発生時に備えて常駐する運転員を不要として負荷を軽減できるシステムの実現が望まれる。
According to the sewage treatment system described in
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、運転員の負荷を軽減することが可能な下水処理システムを実現する制御装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a control device that implements a sewage treatment system that can reduce the load on operators.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、流入する下水を浄化する下水処理装置の運転を制御する制御装置であって、下水処理装置において発生する異常を検知する異常検知部と、異常検知部が異常を検知した場合に、実施する対策の候補を特定する対策候補特定部と、異常検知部で検知された異常に対応する対策の候補が対策候補特定部により特定された場合に、下水の水質、下水処理装置の運転条件、および対策候補特定部が特定した対策の候補に基づいて、対策候補特定部が特定した対策の候補を実施してから定められた時間が経過した時点で下水処理装置が放出する処理水の水質である第1の水質を推定する水質推定部と、を備える。制御装置は、また、水質推定部が第1の水質を推定した場合に、異常検知部が検知した異常に対して実施する対策を、水質推定部による推定結果に基づいて対策の候補の中から選択する対策決定部と、対策候補特定部による特定結果および水質推定部による推定結果に基づいて、運転員の呼び出しを行う通知部と、を備える。通知部は、異常検知部で検知された異常に対応する対策の候補が対策候補特定部により特定されない場合、または、第1の水質が定められた基準を満たさない場合、運転員を呼び出す。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the present disclosure provides a control device that controls the operation of a sewage treatment device that purifies inflowing sewage, and includes an abnormality detection system that detects an abnormality that occurs in the sewage treatment device. a countermeasure candidate identification section that identifies countermeasure candidates to be implemented when the anomaly detection section detects an abnormality; and a countermeasure candidate identification section that identifies countermeasure candidates corresponding to the abnormality detected by the anomaly detection section. In this case, based on the sewage water quality, the operating conditions of the sewage treatment equipment, and the countermeasure candidates identified by the countermeasure candidate identification section, a set period of time has elapsed since the implementation of the countermeasure candidates identified by the countermeasure candidate identification section. and a water quality estimating unit that estimates a first water quality that is the quality of treated water discharged by the sewage treatment device at a time when the sewage treatment device elapses. When the water quality estimating unit estimates the first water quality, the control device also selects a countermeasure to be implemented for the abnormality detected by the anomaly detecting unit from among the countermeasure candidates based on the estimation result by the water quality estimating unit. The system includes a selection determining unit, and a notification unit that calls an operator based on the identification result by the countermeasure candidate identifying unit and the estimation result by the water quality estimating unit. The notification unit calls an operator when the candidate countermeasure identification unit does not identify a candidate for a countermeasure corresponding to the abnormality detected by the abnormality detection unit, or when the first water quality does not meet a predetermined standard.
本開示にかかる制御装置によれば、運転員の負荷を軽減することが可能な下水処理システムを実現できる、という効果を奏する。 According to the control device according to the present disclosure, it is possible to realize a sewage treatment system that can reduce the load on the operator.
以下に、本開示の実施の形態にかかる制御装置、運転制御方法および運転制御プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。 Below, a control device, an operation control method, and an operation control program according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる下水処理システム100の構成例を示す図である。下水処理システム100は下水処理場に適用される。下水処理システム100は、制御装置1および下水処理装置2を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a
制御装置1は、下水処理装置2から得られるデータなどに基づいて下水処理装置2の運転を制御する。下水処理装置2は、流入する下水に対して浄化処理を行い、処理水を生成して放出する。すなわち、下水処理装置2は、制御装置1から指示された方法で下水を処理し、定められた基準を満たす水質の処理水を放出する。
The
ここで、本実施の形態では下水処理装置2は下水を浄化することができればどのような構成でもよいが、複数の浄化方法の中の1つを選択して実施することが可能とする。実施する浄化方法は制御装置1または運転員が決定する。下水処理装置2は、例えば、沈砂池、第1沈澱池、反応槽および第2沈澱池といった、下水を浄化するために必要な設備を備える。下水処理装置2は、同じ種類の設備を複数備える構成としてもよい。また、下水処理装置2は、ポンプ、攪拌機、ブロア、センサなどの機器を備える。センサの例は、電流センサ、電圧センサ、温度センサ、水質センサなどである。
Here, in this embodiment, the sewage treatment device 2 may have any configuration as long as it can purify sewage, but it is possible to select and implement one of a plurality of purification methods. The purification method to be implemented is determined by the
本実施の形態にかかる下水処理システム100において、制御装置1は、下水処理装置2が下水を浄化する工程を監視し、工程の変更が必要な場合は変更の指示を下水処理装置2に対して行う。また、制御装置1は、下水処理装置2が下水を浄化する工程を監視した結果を運転員に通知する必要があると判断した場合、通知を行う。
In the
図2は、実施の形態1にかかる下水処理システム100が備える制御装置1の構成例を示す図である。制御装置1は、データ収集部11、異常検知部12、水質推定部13、対策決定部14、設備制御部15、通知部16および記憶部17を備える。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the
データ収集部11は、下水処理装置2が備える各種機器のそれぞれから出力されるデータを収集する。機器がセンサの場合、機器が出力するデータは、検出結果を表すセンシングデータである。また、機器がセンサ以外の場合、すなわち、機器がポンプ、攪拌機などの場合、機器が出力するデータは、機器の動作状態を示すデータである。機器の動作状態を示すデータには、動作モードの情報、機器が動作中か停止中かを示す情報、機器が正常動作中か否かの情報、などが含まれる。
The
異常検知部12は、データ収集部11で収集されたデータに基づいて、下水処理装置2の異常を検知する。ここでの異常とは、下水処理装置2が備える機器または設備の故障などによって、下水処理装置2が放出する処理水の水質が悪化する傾向にある状態とする。
The
水質推定部13は、下水処理装置2が備える機器それぞれの状態、下水処理装置2が放出する処理水の現在の水質などに基づいて、定められた時間が経過した時点で下水処理装置2が放出する処理水の水質を推定する。水質推定部13は、異常検知部12で異常が検知された場合に、検知された異常に対応する対策を実施してから定められた時間が経過した時点の処理水の水質を推定する。なお、検知された異常に対応する対策が複数存在する場合、水質推定部13は、複数の対策のそれぞれについて、対策を実施してから定められた時間が経過した時点の処理水の水質を推定する。
The water
対策決定部14は、異常検知部12で下水処理装置2の異常が検知された場合に実施する対策を決定する。実施する対策を決定することは、下水処理装置2の運転条件を決定することに相当する。対策決定部14は、予め準備された対策の中から実施する対策を選択する。なお、本実施の形態では、選択可能な対策が存在しない場合、後述する通知部16が運転員に通知を行うこととなる。
The
設備制御部15は、下水処理装置2が備える各機器を制御して下水処理装置2に下水を浄化させる。また、設備制御部15は、異常検知部12で下水処理装置2の異常が検知され、かつ実施する対策が対策決定部14で決定された場合、決定された対策の内容に従って、下水処理装置2が備える各機器を制御する。
The
通知部16は、異常検知部12で異常が検知され、かつ実施可能な対策が存在しない場合、異常が発生したことを運転員に通知する。通知部16は、予め決められている運転員に通知を行う。通知を行う対象の運転員は1名でもよいし複数名でもよい。また、運転員への通知はどのような方法で行ってもよい。例えば、通知部16は、電子メールにて運転員への通知を行ってもよいし、電話を掛けて音声にて通知を行うなどしてもよい。
The
記憶部17は、各種データを保持する。記憶部17が保持するデータの例は、データ収集部11が収集したデータ、異常検知部12が検知した異常を示すデータ、水質推定部13による推定結果を示すデータ、対策決定部14による決定結果を示すデータ、などである。また、記憶部17は、下水処理装置2で異常が発生した場合に実施する対策内容のデータも保持する。
The
つづいて、制御装置1が下水処理装置2を制御する動作の詳細について、図3を参照しながら説明する。図3は、実施の形態1にかかる下水処理システム100が備える制御装置1の動作の一例を示すフローチャートである。
Next, details of the operation of the
制御装置1は、例えば、予め定められた操作を運転員から受け付けると、自動運転モードでの動作に切り替わり、図3に示す動作を開始する。
For example, when the
制御装置1は、まず、下水処理システム100の自動運転が可能か否かを確認する(ステップS11)。自動運転とは、運転員が自動運転モードを設定し直接的に運転操作を行っていない状態で、プラント内で発生する異常に対して何らかの対策を自動で行い、下水処理装置2が継続して下水を浄化し、処理水として放出できるようにすることをいう。下水処理装置2に流入する下水の量が安定している場合、下水処理装置2から放出される処理水の水質も安定し、下水処理装置2の状態を運転員が常時監視する必要性は低いと考えられる。また、下水処理装置2で異常が発生した場合は処理水の水質が悪化する可能性があるが、どのような異常が発生するかは想定することが可能である。そのため、想定される異常内容ごとに予め対策を準備しておくことで、下水処理システム100は、運転員の判断を待つことなく自動で対策を実施できる。下水処理装置2に流入する下水の量は、通常、降雨があると増加する。そのため、ステップS11において、制御装置1は、降雨が無い場合は自動運転が可能、降雨がある場合は自動運転が不可能と判断する。降雨の有無は、下水処理装置2が有するセンサによる検出結果に基づいて判断してもよいし、降雨の有無を含む天候のデータを提供する外部のプロバイダから取得したデータに基づいて判断してもよい。また、制御装置1は、降雨の有無ではなく、降雨量に基づいて自動運転の可否を判定してもよい。例えば、制御装置1は、降雨量が定められた閾値未満の場合は自動運転が可能と判断してもよい。
The
制御装置1において、下水処理システム100の自動運転が可能か否かの判定は、例えば異常検知部12が行う。自動運転が可能か否かを判定するための機能部を制御装置1に別途設けてもよい。
In the
下水処理システム100の自動運転が可能な場合(ステップS11:Yes)、制御装置1は、下水処理装置2に異常があるかを確認する(ステップS12)。具体的には、異常検知部12が、データ収集部11で収集されたデータに基づいて、異常の有無を判定する。異常検知部12は、例えば、データ収集部11で収集されたデータそれぞれについて、定められた正常範囲に含まれるかを確認し、正常範囲に含まれないデータが存在する場合は下水処理装置2に異常があると判断する。
If automatic operation of the
下水処理装置2に異常がない場合(ステップS12:No)、制御装置1は、ステップS11に戻り動作を継続する。
If there is no abnormality in the sewage treatment device 2 (step S12: No), the
下水処理装置2に異常がある場合(ステップS12:Yes)、制御装置1は、異常の影響範囲を特定する(ステップS13)。影響範囲の特定は異常検知部12が行う。異常検知部12は、例えば、ステップS12で検出した異常が「ブロアの故障」である場合、故障したブロアが設置されている反応槽を影響範囲とする。影響範囲は故障の種類よって異なり、影響範囲が全体となる場合もありうる。なお、制御装置1は、ステップS12で複数の異常を検出する場合もあり得る。この場合、制御装置1は、複数の異常のそれぞれについて、影響範囲を特定する。
If there is an abnormality in the sewage treatment device 2 (step S12: Yes), the
制御装置1は、次に、選択可能な対策があるか、すなわち、ステップS12で検出した異常に対応する対策の候補が存在するかを確認する(ステップS14)。このステップS14では、制御装置1の異常検知部12が、実施する対策の候補を特定する対策候補特定部として動作し、ステップS12で検出した異常に対応する対策のデータが記憶部17に存在するかを確認する。記憶部17は、例えば、図4に示すような、異常と対策との対応表を保持しているものとする。図4は、下水処理装置2で想定される異常と異常発生時に実施する対策との対応表の一例を示す図である。図4に示す対応表を記憶部17が保持している場合、異常検知部12は、ステップS13で特定した影響範囲と、図4に示す対応表とに基づいて、対策が存在するかを判断する。例えば、ポンプが故障した場合の対策は「予備のポンプに切り替え」とされている。この場合、異常検知部12は、故障したポンプの代わりに使用可能な予備のポンプが存在していれば、対策が存在すると判断する。また、攪拌機が故障した場合の対策は「ブロアの微曝気で攪拌」とされている。この場合、異常検知部12は、故障した攪拌機の影響範囲内、すなわち、ステップS13で特定した影響範囲内に正常動作中のブロアが存在していれば、対策が存在すると判断する。なお、「ブロアの微曝気で攪拌」では、攪拌機の故障が影響する範囲内に存在するブロアを使用し、故障した攪拌機の代わりに少量の曝気を利用して水を攪拌する。その他の異常についても同様に、対策が実施可能な状態であれば、異常検知部12は対策が存在すると判断する。なお、対応表に記載の対策には、制御を行うと同時にその状況を1回または複数回継続的に運転員に連絡する、あるいは複数の制御の候補について運転員が選択できる、といった一部に運転員の介在を含む対策が含まれていてもよい。また、異常を検知しても、装置を当面継続利用できると判断される場合は、そのまま経過観察するという対策があってもよい。
Next, the
制御装置1は、選択可能な対策がある場合、すなわち、ステップS12で検出した異常に対応する対策が図4に示す対応表に含まれている場合(ステップS14:Yes)、対策を実施した場合の将来のある時点における水質を予測する(ステップS15)。「将来のある時点」は、例えば、下水処理システム100に運転員が不在の期間が終了する予定時刻、または、この予定時刻の一定時間前のタイミングとする。このステップS15では、水質推定部13が、例えば、公知のASM(Activated Sludge Model)を用いて水質を予測する。ASMは活性汚泥モデルとも呼ばれ、水処理の運転条件が変化した場合の処理水の水質の変動を予測することが可能なモデルである。水質推定部13は、下水処理装置2に流入する下水の水質と、対策を実施した場合の運転条件とを用いてASMにてシミュレーションを行い、例えば8時間後の処理水の水質を予測する。このステップS15で予測する水質は第1の水質に相当する。なお、選択可能な対策が、故障した機器を予備の機器に交換するものである場合、ステップS15および後述するステップS16は実行せずに、後述するステップS17を直ちに実行してもよい。
If there is a selectable countermeasure, that is, if the countermeasure corresponding to the abnormality detected in step S12 is included in the correspondence table shown in FIG. 4 (step S14: Yes), the
制御装置1は、次に、ステップS15を実行して得られた水質の予測値が基準を満たすかを確認する(ステップS16)。このステップS16では、対策決定部14が、水質の予測値が基準を満たすかを確認し、対策を実施した上で下水処理装置2に水処理を行わせるか、対策を実施することなく下水処理装置2に水処理を継続させるかを決定する。具体的には、対策決定部14は、水質の予測値が基準を満たす場合は対策を実施した上で下水処理装置2に水処理を行わせることに決定し、水質の予測値が基準を満たさない場合は対策を実施することなく下水処理装置2に水処理を行わせる(それまでと同一の水処理を継続させる)ことに決定する。
Next, the
水質の予測値が基準を満たす場合(ステップS16:Yes)、制御装置1は対策を実施する(ステップS17)。すなわち、設備制御部15が、対策を実施した後の運転条件に従って下水を浄化するよう、下水処理装置2が備える各機器を制御する。制御装置1は、ステップS17を実施した後はステップS11に戻り動作を継続する。
When the predicted value of water quality satisfies the standard (step S16: Yes), the
また、制御装置1は、ステップS11において自動運転が不可能と判断した場合(ステップS11:No)、ステップS14において選択可能な対策が存在しないと判断した場合(ステップS14:No)、および、ステップS16において水質の予測値が基準を満たさないと判断した場合(ステップS16:No)、運転員を呼び出す(ステップS18)。このステップS18では、通知部16が、下水処理システム100が下水処理を正常に行うことができない状態であることを運転員に通知して呼び出しを行う。運転員の呼び出しはどのような方法で行ってもよい。通知部16は、例えば、運転員が所持する携帯電話、スマートフォンなどの連絡用端末に電話を掛ける、電子メールを送る、などの方法にて呼び出しを行う。複数の方法を併用して運転員を呼び出してもよい。
In addition, when the
上記のステップS15において水質推定部13がどの時点の水質を予測するかは、運転員が不在となる時間と、運転員が対策を実施するのに要する時間とに基づいて決定する。例えば、運転員が帰宅後の夜間に図3に示す動作を行う場合、制御装置1(水質推定部13)は、現在時刻から運転員が次に出勤してくるまでの時間と、運転員が出勤後に下水処理装置2の異常状態を確認して対策の実施が完了するまでの所要時間とに基づいて、どの時点の水質を予測するかを決定する。例えば、運転員が4時間後に出勤する予定であり、異常状態の確認および対策に要する時間が1時間である場合は、制御装置1は5時間後の水質を予測することとする。
The point in time at which the water
以上説明したように、本実施の形態にかかる下水処理システム100において、制御装置1は、運転員が不在の状態で下水処理装置2において異常が発生した場合、予め準備しておいた対策を実施した後の定められたタイミングにおける処理水の水質を予測し、予測した水質が基準を満たす場合は対策を実施して運転を継続し、予測した水質が基準を満たさない場合には運転員を呼び出す。これにより、下水処理システム100に運転員が常駐する必要が無くなり、運転員の負荷を軽減することができる。
As explained above, in the
なお、図3に示す動作では、制御装置1は、水質の予測値が基準を満たさない場合は対策を実施せずに運転員を呼び出すこととしたが、対策を実施した上で運転員を呼び出すようにしてもよい。すなわち、制御装置1は、下水処理装置2の異常を検知した場合、選択可能な対策があれば対策を実施し、さらに、運転員の呼び出しが必要であれば呼び出しを行うようにしてもよい。この場合、制御装置1は、水質の予測値が基準を満たさないと判断した後、さらに、将来のどの時点で水質が基準を満たさなくなるかを推定し、推定結果に基づくタイミングで運転員を呼び出すようにしても構わない。将来のどの時点で水質が基準を満たさなくなるかの推定は、上記のステップS15と同様にASMを利用して行う。運転員を呼び出すタイミングは、例えば、運転員を呼び出してから運転員が下水処理システム100に到着するまでの所要時間と、運転員が下水処理システム100に到着してから下水処理装置2の異常状態を確認して対策の実施が完了するまでの所要時間と、に基づいて決定する。
In addition, in the operation shown in FIG. 3, the
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2にかかる下水処理システムについて説明する。なお、実施の形態2にかかる下水処理システムの構成は、実施の形態1にかかる下水処理システム100と同様である。実施の形態2にかかる下水処理システムは、異常が発生した場合の動作が実施の形態1にかかる下水処理システム100と異なる。本実施の形態では、実施の形態1と共通の部分については説明を省略し、実施の形態1と異なる部分について説明を行う。
Embodiment 2.
Next, a sewage treatment system according to a second embodiment will be explained. Note that the configuration of the sewage treatment system according to the second embodiment is the same as the
以下の説明では、便宜上、実施の形態2にかかる下水処理システムを下水処理システム100aと記載する。また、下水処理システム100aを構成する制御装置を制御装置1aと記載する。 In the following description, for convenience, the sewage treatment system according to the second embodiment will be referred to as a sewage treatment system 100a. Further, a control device that constitutes the sewage treatment system 100a will be referred to as a control device 1a.
実施の形態1にかかる下水処理システム100では、異常が発生した場合、対策を実施した後の将来のある時点における水質が基準を満たすか否かを確認することとした。しかしながら、異常の内容によっては水質の変化が小さく、対策を実施する必要が無い場合もあり得る。そのため、本実施の形態にかかる下水処理システム100aの制御装置1aは、図5に示すフローチャートに従って動作する。なお、図5は、実施の形態2にかかる下水処理システム100aが備える制御装置1aの動作の一例を示すフローチャートである。
In the
図5に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートのステップS13とステップS14との間にステップS21およびS22を追加したものである。ステップS11~S18は実施の形態1で説明した図3に示すステップS11~S18と同一であるため説明を省略する。
The flowchart shown in FIG. 5 is obtained by adding steps S21 and S22 between steps S13 and S14 of the flowchart shown in FIG. Steps S11 to S18 are the same as steps S11 to S18 shown in FIG. 3 described in
本実施の形態にかかる下水処理システム100aの制御装置1aは、ステップS13を実行して異常の影響範囲を特定すると、次に、将来のある時点における水質を予測する(ステップS21)。水質の予測は、実施の形態1で説明したステップS15と同様に、水質推定部13が、例えばASMを利用して行う。このステップS21で予測する水質は第2の水質に相当する。
The control device 1a of the sewage treatment system 100a according to the present embodiment executes step S13 to identify the range of influence of the abnormality, and then predicts the water quality at a certain point in the future (step S21). The water quality prediction is performed by the water
制御装置1は、次に、ステップS21を実行して得られた水質の予測値が基準を満たすかを確認する(ステップS22)。水質の予測値が基準を満たさない場合(ステップS22:No)、制御装置1は、ステップS14およびこれに続く各ステップを実行する。一方、水質の予測値が基準を満たす場合(ステップS22:Yes)、対策を実施する必要が無いため、制御装置1は、ステップS11に戻り動作を継続する。
Next, the
このように、実施の形態2にかかる下水処理システム100aの制御装置1aは、運転員が不在の状態で下水処理装置2において異常が発生したことを検知した場合、そのままの状態で運転を継続することが可能か否か、すなわち、将来のある時点における処理水の水質の予測値が基準を満たすか否かを確認する。そして、制御装置1aは、そのままの状態で運転を継続することができない場合、実施の形態1と同様に、予め準備しておいた対策を実施した後の定められたタイミングにおける処理水の水質を予測し、予測した水質が基準を満たす場合は対策を実施して運転を継続する。一方、予測した水質が基準を満たさない場合、制御装置1aは運転員を呼び出す。実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、対策を実施しなくても処理水の水質が基準を満たせる場合は対策を実施しないため、不要な制御が行われるのを防止することができる。さらに、対策を実施しなくても処理水の水質が基準を満たせるにもかかわらず、選択可能な対策が存在しないために運転員を呼び出すこと、すなわち、呼び出す必要が無いにもかかわらず運転員を呼び出すことを回避できる。 As described above, when the control device 1a of the sewage treatment system 100a according to the second embodiment detects that an abnormality has occurred in the sewage treatment device 2 in the absence of an operator, the control device 1a continues the operation in the same state. In other words, it is confirmed whether the predicted value of the quality of the treated water at a certain point in the future satisfies the standards. Then, when the operation cannot be continued in the same state, the control device 1a checks the quality of the treated water at a predetermined timing after implementing measures prepared in advance, as in the first embodiment. If the predicted water quality meets the standards, measures will be taken and operation will continue. On the other hand, if the predicted water quality does not meet the standards, the control device 1a calls an operator. According to the second embodiment, the same effects as the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, if the quality of the treated water can meet the standard without implementing the countermeasure, the countermeasure is not implemented, so unnecessary control can be prevented. Furthermore, even though the quality of the treated water can meet the standards without implementing any countermeasures, there are no selectable countermeasures to call operators. You can avoid calling.
実施の形態3.
つづいて、実施の形態3にかかる下水処理システムについて説明する。なお、実施の形態3にかかる下水処理システムの構成は、実施の形態1にかかる下水処理システム100と同様である。実施の形態3にかかる下水処理システムは、異常が発生した場合の動作が実施の形態1にかかる下水処理システム100と異なる。本実施の形態では、実施の形態1と共通の部分については説明を省略し、実施の形態1と異なる部分について説明を行う。
Embodiment 3.
Next, a sewage treatment system according to Embodiment 3 will be described. Note that the configuration of the sewage treatment system according to the third embodiment is the same as the
以下の説明では、便宜上、実施の形態3にかかる下水処理システムを下水処理システム100bと記載する。また、下水処理システム100bを構成する制御装置を制御装置1bと記載する。 In the following description, for convenience, the sewage treatment system according to the third embodiment will be referred to as a sewage treatment system 100b. Moreover, the control device that configures the sewage treatment system 100b will be referred to as a control device 1b.
実施の形態1にかかる下水処理システム100では、下水処理装置2で異常が発生した場合に実施可能な対策が1種類であるものとした。これに対して、本実施の形態にかかる下水処理システム100bでは、下水処理装置2で異常が発生した場合に実施可能な対策が複数種類存在する場合があり得るものとする。
In the
図6は、実施の形態3にかかる下水処理システム100bが備える制御装置1bの動作の一例を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートのステップS14とステップS15との間にステップS31を追加し、ステップS31での判定が「Yes」の場合にはステップS32~S34を実行するようにしたものである。ステップS11~S18は実施の形態1で説明した図3に示すステップS11~S18と同一であるため説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the control device 1b included in the sewage treatment system 100b according to the third embodiment. The flowchart shown in FIG. 6 has a step S31 added between step S14 and step S15 of the flowchart shown in FIG. 3, and when the determination in step S31 is "Yes", steps S32 to S34 are executed. This is what I did. Steps S11 to S18 are the same as steps S11 to S18 shown in FIG. 3 described in
本実施の形態にかかる下水処理システム100bの制御装置1bは、ステップS14において、選択可能な対策が存在すると判断した場合(ステップS14:Yes)、選択可能な対策が複数あるかを確認する(ステップS31)。選択可能な対策が1つの場合(ステップS31:No)、制御装置1bはステップS15を実行する。一方、選択可能な対策が複数の場合(ステップS31:Yes)、制御装置1bは、選択可能な対策それぞれについて、対策を実施した場合の将来のある時点における水質を予測する(ステップS32)。水質の予測は、実施の形態1で説明したステップS15と同様に、水質推定部13が、例えばASMを利用して行う。
When the control device 1b of the sewage treatment system 100b according to the present embodiment determines that there are selectable measures in step S14 (step S14: Yes), it checks whether there are multiple selectable measures (step S31). If there is only one selectable measure (step S31: No), the control device 1b executes step S15. On the other hand, if there are a plurality of selectable measures (Step S31: Yes), the control device 1b predicts the water quality at a certain point in the future when each selectable measure is implemented (Step S32). The water quality prediction is performed by the water
制御装置1bは、次に、水質の予測値が基準を満たす対策があるか、すなわち、ステップS32で得られた水質の予測値の中に基準を満たすものがあるかを確認する(ステップS33)。水質の予測値が基準を満たす対策がある場合(ステップS33:Yes)、制御装置1bは、水質の予測値が基準を満たす対策のうち、予測値が最も良い対策を選択して実施する(ステップS34)。一方、水質の予測値が基準を満たす対策がない場合(ステップS33:No)、制御装置1bは、運転員を呼び出す(ステップS18)。なお、水質の予測値が基準を満たす対策があるかの確認、および、実施する対策の選択は対策決定部14が行う。
Next, the control device 1b checks whether there is a measure that satisfies the standard for the predicted water quality value, that is, whether there is any measure that satisfies the standard among the predicted water quality values obtained in step S32 (step S33). . If there is a measure whose predicted water quality value satisfies the standard (step S33: Yes), the control device 1b selects and implements the measure whose predicted value is the best among the measures whose predicted water quality value satisfies the standard (step S33: Yes). S34). On the other hand, if there is no countermeasure that satisfies the predicted water quality standard (step S33: No), the control device 1b calls the operator (step S18). Note that the
このように、実施の形態3にかかる下水処理システム100bの制御装置1bは、運転員が不在の状態で下水処理装置2において異常が発生したことを検知した場合、予め準備しておいた対策を実施した後の定められたタイミングにおける処理水の水質を予測し、予測した水質が基準を満たす場合は対策を実施して運転を継続し、予測した水質が基準を満たさない場合には運転員を呼び出す。また、選択可能な対策が複数存在する場合、複数の対策のそれぞれについて、対策を実施した後の定められたタイミングにおける処理水の水質を予測し、予測した水質の中に基準を満たすものが存在する場合、処理水の水質が最も良くなる対策を実施する。実施の形態3によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、複数の対策の中から、下水処理装置2の状態に最も適した対策を実施することができる。 In this way, when the control device 1b of the sewage treatment system 100b according to the third embodiment detects that an abnormality has occurred in the sewage treatment device 2 in the absence of an operator, it takes measures prepared in advance. The quality of treated water is predicted at a specified timing after implementation, and if the predicted water quality meets the standards, measures are taken and operation continues, and if the predicted water quality does not meet the standards, operators are removed. call. In addition, if there are multiple measures that can be selected, the quality of treated water at a specified timing after implementing the measures is predicted for each of the multiple measures, and some of the predicted water quality meets the standards. If so, take measures to ensure the best quality of treated water. According to the third embodiment, the same effects as the first embodiment can be obtained. Furthermore, it is possible to implement the most suitable measure for the state of the sewage treatment device 2 from among the plurality of measures.
なお、制御装置1bは、実施の形態2にかかる下水処理システム100aの制御装置1aと同様に、ステップS13に続いて、図5に示すステップS21およびS22をさらに実行するようにしてもよい。 Note that, similarly to the control device 1a of the sewage treatment system 100a according to the second embodiment, the control device 1b may further execute steps S21 and S22 shown in FIG. 5 following step S13.
つづいて、実施の形態1~3にかかる制御装置(制御装置1,1a,1b)のハードウェア構成について説明する。図7は、実施の形態1~3にかかる制御装置を実現するハードウェアの一例を示す図である。
Next, the hardware configuration of the control device (control
実施の形態1~3にかかる制御装置は、プロセッサ101、メモリ102、インタフェース回路103および通信装置104により実現することができる。プロセッサ101の例は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)またはシステムLSI(Large Scale Integration)である。メモリ102の例は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等などである。 The control device according to the first to third embodiments can be realized by the processor 101, the memory 102, the interface circuit 103, and the communication device 104. An example of the processor 101 is a CPU (Central Processing Unit, also referred to as a central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, or DSP (Digital Signal Processor)) or a system LSI (Large Scale Integration). Examples of the memory 102 include nonvolatile or volatile semiconductor memories such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and flash memory, magnetic disks, and the like.
制御装置のデータ収集部11、異常検知部12、水質推定部13、対策決定部14、設備制御部15および通知部16は、これらの各部として動作するための運転制御プログラムをプロセッサ101が実行することにより実現される。データ収集部11、異常検知部12、水質推定部13、対策決定部14、設備制御部15および通知部16として動作するための運転制御プログラムはメモリ102に予め格納されている。プロセッサ101は、運転制御プログラムをメモリ102から読み出して実行することにより、データ収集部11、異常検知部12、水質推定部13、対策決定部14、設備制御部15および通知部16として動作する。
The
メモリ102は、上記の運転制御プログラムを保持するとともに、制御装置の記憶部17を実現する。インタフェース回路103は下水処理装置2との間でデータを送受信するための回路であり、データ収集部11が下水処理装置2からデータを収集する際に利用されるとともに、設備制御部15が下水処理装置2を制御する際に利用される。通信装置104は、通知部16が運転員を呼び出すための通知を行う際に利用される。
The memory 102 holds the above-mentioned operation control program and also realizes the
なお、上記の運転制御プログラムはメモリ102に予め格納されているものとしたがこれに限定されない。上記の運転制御プログラムは、CD(Compact Disc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)-ROMなどの記録媒体に書き込まれた状態でユーザに供給され、ユーザがメモリ102にインストールする形態であってもよい。また、上記の運転制御プログラムは、インターネットなどのネットワークを介してユーザに提供される形態であってもよい。 Note that, although the above-mentioned operation control program is pre-stored in the memory 102, the present invention is not limited thereto. The above operation control program may be provided to the user in a state written on a recording medium such as a CD (Compact Disc)-ROM or a DVD (Digital Versatile Disc)-ROM, and installed in the memory 102 by the user. good. Moreover, the above-mentioned operation control program may be provided to the user via a network such as the Internet.
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, without departing from the scope of the invention. It is also possible to omit or change part of the configuration.
1,1a,1b 制御装置、2 下水処理装置、11 データ収集部、12 異常検知部、13 水質推定部、14 対策決定部、15 設備制御部、16 通知部、17 記憶部、100 下水処理システム。 1, 1a, 1b control device, 2 sewage treatment device, 11 data collection unit, 12 abnormality detection unit, 13 water quality estimation unit, 14 countermeasure determination unit, 15 equipment control unit, 16 notification unit, 17 storage unit, 100 sewage treatment system .
Claims (7)
前記下水処理装置において発生する異常を検知する異常検知部と、
前記異常検知部が異常を検知した場合に、実施する対策の候補を特定する対策候補特定部と、
前記異常検知部で検知された前記異常に対応する対策の候補が前記対策候補特定部により特定された場合に、前記下水の水質、前記下水処理装置の運転条件、および前記対策候補特定部が特定した対策の候補に基づいて、前記対策候補特定部が特定した対策の候補を実施してから定められた時間が経過した時点で前記下水処理装置が放出する処理水の水質である第1の水質を推定する水質推定部と、
前記水質推定部が前記第1の水質を推定した場合に、前記異常検知部が検知した異常に対して実施する対策を、前記水質推定部による推定結果に基づいて前記対策の候補の中から選択する対策決定部と、
前記対策候補特定部による特定結果および前記水質推定部による推定結果に基づいて、運転員の呼び出しを行う通知部と、
を備え、
前記通知部は、異常検知部で検知された前記異常に対応する対策の候補が前記対策候補特定部により特定されない場合、または、前記第1の水質が定められた基準を満たさない場合、前記運転員を呼び出す、
ことを特徴とする制御装置。 A control device that controls the operation of a sewage treatment device that purifies inflowing sewage,
an abnormality detection unit that detects an abnormality occurring in the sewage treatment equipment;
a countermeasure candidate identification unit that identifies countermeasure candidates to be implemented when the abnormality detection unit detects an abnormality;
When a candidate for a countermeasure corresponding to the abnormality detected by the abnormality detection section is identified by the countermeasure candidate identification section, the water quality of the sewage, the operating conditions of the sewage treatment equipment, and the countermeasure candidate identification section are identified. a first water quality that is the quality of treated water discharged by the sewage treatment equipment when a predetermined time has elapsed after implementing the candidate measures identified by the candidate measure identification unit based on the candidate measures identified by the candidate measure identification unit; a water quality estimation section that estimates
When the water quality estimation unit estimates the first water quality, a countermeasure to be implemented for the abnormality detected by the abnormality detection unit is selected from among the countermeasure candidates based on the estimation result by the water quality estimation unit. A countermeasure decision department,
a notification unit that calls an operator based on the identification result by the countermeasure candidate identification unit and the estimation result by the water quality estimation unit;
Equipped with
The notification unit is configured to control the operation when the countermeasure candidate identification unit does not identify a candidate for a countermeasure corresponding to the abnormality detected by the abnormality detection unit, or when the first water quality does not meet a predetermined standard. call a member,
A control device characterized by:
前記対策決定部は、選択した前記対策を実施することに決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 When the first water quality meets the criteria,
the countermeasure determining unit decides to implement the selected countermeasure;
The control device according to claim 1, characterized in that:
前記対策候補特定部は、前記水質推定部が前記第2の水質を推定し、かつ前記第2の水質が前記基準を満たさない場合に、前記候補を特定し、
前記対策決定部は、前記第2の水質が前記基準を満たさない場合は前記異常検知部で検知された異常に対応する対策を選択し、前記第2の水質が前記基準を満たす場合は対策を実施しないことに決定する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。 The water quality estimating unit is configured to perform the specified method when the sewage treatment equipment continues to operate without implementing measures to deal with the abnormality detected by the abnormality detection unit, when an abnormality is detected by the abnormality detection unit. estimating the second water quality, which is the quality of the treated water discharged by the sewage treatment device, at the time when the time has elapsed;
The countermeasure candidate identifying unit identifies the candidate when the water quality estimating unit estimates the second water quality and the second water quality does not meet the criteria;
The countermeasure determining unit selects a countermeasure corresponding to the abnormality detected by the abnormality detecting unit when the second water quality does not meet the criterion, and selects a countermeasure when the second water quality satisfies the criterion. Deciding not to implement
The control device according to claim 1 or 2 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 The water quality estimating unit estimates the first water quality when the second water quality does not meet the criteria.
The control device according to claim 3 , characterized in that:
前記水質推定部は、前記異常検知部で検知された異常に対応する複数の対策のそれぞれを実施した場合について、前記第1の水質を推定し、
前記対策決定部は、前記第1の水質が最も良くなる対策を実施することに決定する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の制御装置。 If there are multiple measures to deal with the abnormality detected by the abnormality detection unit,
The water quality estimating unit estimates the first water quality in a case where each of a plurality of measures corresponding to the abnormality detected by the abnormality detecting unit is implemented,
The countermeasure determining unit determines to implement a countermeasure that will improve the first water quality the best.
The control device according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
前記下水処理装置において発生する異常を検知する異常検知ステップと、
前記異常検知ステップで異常を検知した場合に、実施する対策の候補を特定する対策候補特定ステップと、
前記異常検知ステップで検知された前記異常に対応する対策の候補が前記対策候補特定ステップで特定された場合に、前記下水の水質、前記下水処理装置の運転条件、および前記対策候補特定ステップで特定した対策の候補に基づいて、前記対策候補特定ステップで特定された対策の候補を実施してから定められた時間が経過した時点で前記下水処理装置が放出する処理水の水質である第1の水質を推定する水質推定ステップと、
前記水質推定ステップで前記第1の水質を推定した場合に、前記異常検知ステップで検知した異常に対して実施する対策を、前記水質推定ステップでの推定結果に基づいて前記対策の候補の中から選択する選択ステップと、
前記対策候補特定ステップでの特定結果および前記水質推定ステップでの推定結果に基づいて、運転員の呼び出しを行う通知ステップと、
を含み、
前記通知ステップでは、異常検知ステップで検知された前記異常に対応する対策の候補が前記対策候補特定ステップで特定されない場合、または、前記第1の水質が定められた基準を満たさない場合、前記運転員を呼び出す、
ことを特徴とする運転制御方法。 An operation control method in which a control device controls the operation of a sewage treatment device that purifies inflowing sewage, the method comprising:
an abnormality detection step of detecting an abnormality occurring in the sewage treatment equipment;
a countermeasure candidate identification step for identifying countermeasure candidates to be implemented when an abnormality is detected in the abnormality detection step;
When a countermeasure candidate corresponding to the abnormality detected in the abnormality detection step is identified in the countermeasure candidate identification step, the sewage water quality, the operating conditions of the sewage treatment equipment, and the countermeasure candidate identification step are identified in the countermeasure candidate identification step. Based on the candidate countermeasures identified in the countermeasure candidate identification step, a first parameter that is the quality of the treated water discharged by the sewage treatment equipment after a predetermined time has elapsed after implementing the countermeasure candidates identified in the countermeasure candidate identification step. a water quality estimation step for estimating water quality;
When the first water quality is estimated in the water quality estimation step, a countermeasure to be implemented for the abnormality detected in the abnormality detection step is selected from among the countermeasure candidates based on the estimation result in the water quality estimation step. a selection step of selecting;
a notification step of calling an operator based on the identification result in the countermeasure candidate identification step and the estimation result in the water quality estimation step;
including;
In the notification step, if a candidate for a countermeasure corresponding to the abnormality detected in the abnormality detection step is not identified in the countermeasure candidate identification step, or if the first water quality does not meet a predetermined standard, the operation call a member,
An operation control method characterized by:
前記異常検知ステップで異常を検知した場合に、実施する対策の候補を特定する対策候補特定ステップと、
前記異常検知ステップで検知された前記異常に対応する対策の候補が前記対策候補特定ステップで特定された場合に、前記下水の水質、前記下水処理装置の運転条件、および前記対策候補特定ステップで特定した対策の候補に基づいて、前記対策候補特定ステップで特定された対策の候補を実施してから定められた時間が経過した時点で前記下水処理装置が放出する処理水の水質である第1の水質を推定する水質推定ステップと、
前記水質推定ステップで前記第1の水質を推定した場合に、前記異常検知ステップで検知した異常に対して実施する対策を、前記水質推定ステップでの推定結果に基づいて前記対策の候補の中から選択する選択ステップと、
前記対策候補特定ステップでの特定結果および前記水質推定ステップでの推定結果に基づいて、運転員の呼び出しを行う通知ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記通知ステップでは、異常検知ステップで検知された前記異常に対応する対策の候補が前記対策候補特定ステップで特定されない場合、または、前記第1の水質が定められた基準を満たさない場合、前記運転員を呼び出す、
ことを特徴とする運転制御プログラム。 an abnormality detection step for detecting an abnormality occurring in a sewage treatment device that purifies inflowing sewage;
a countermeasure candidate identification step for identifying countermeasure candidates to be implemented when an abnormality is detected in the abnormality detection step;
When a countermeasure candidate corresponding to the abnormality detected in the abnormality detection step is identified in the countermeasure candidate identification step, the sewage water quality, the operating conditions of the sewage treatment equipment, and the countermeasure candidate identification step are identified in the countermeasure candidate identification step. Based on the candidate countermeasures identified in the countermeasure candidate identification step, a first parameter that is the quality of the treated water discharged by the sewage treatment equipment after a predetermined time has elapsed after implementing the countermeasure candidates identified in the countermeasure candidate identification step. a water quality estimation step for estimating water quality;
When the first water quality is estimated in the water quality estimation step, a countermeasure to be implemented for the abnormality detected in the abnormality detection step is selected from among the countermeasure candidates based on the estimation result in the water quality estimation step. a selection step of selecting;
a notification step of calling an operator based on the identification result in the countermeasure candidate identification step and the estimation result in the water quality estimation step;
make the computer run
In the notification step, if a candidate for a countermeasure corresponding to the abnormality detected in the abnormality detection step is not identified in the countermeasure candidate identification step, or if the first water quality does not meet a predetermined standard, the operation call a member,
An operation control program characterized by:
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