JPH01310008A - 水位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、河川等に設けた水門を水位の単位時間当り
の変化量に応じて作動させて所定場所での水位を一定に
維持する水位制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、河川等にあっては、下流側の水位をできるだ
け一定に保持し、例えば台風や集中豪雨の際に増水して
洪水等が発生するのを防止するため、水門を取付けたと
ころが知られている。ところで、例えば第５図に示すよ
うに、河川に水門１００を設けると共にその下流に水位
を検出するための内水位検出手段１０３を設け、この内
水位検出手段１０３によって検出される内水位の変化か
らそこを流れる下流１０２の水位を第６図に示す水位制
御装置によって一定に維持するようにしたシステムが開
発されている。この水位制御装置は、内水位検出手段１
０３側から出力される内水位に応じた検出信号によって
現在時刻での水位を検出し、これと設定器１０４により
設定された設定水位等を比較回路１０５が比較して所定
のゲート信号を出力する演算部１０６と、そのゲート信
号を入力しその信号に応じてモータ１０７を作動させる
シーケンス回路１０８からなる制御部と、そのモータ１
０７によって作動し水門１００を上下に昇降する巻上器
１０９とから構成されており、第７図及び第８図に示す
ように、通常一般に外水位（本流側）と内水位（支流側
）とが略ｌ対１の対応関係があることから、その外水位
側の水門１００の制御によって内水位側の水位を略一定
に維持するようになっている。

〔解決しようとする課題） しかしながら、このような水位制御装置を備えたシステ
ムにあっては、内水位側の水位を逐一モニタしながらそ
の水位の変化があった場合、上流側の水門１００を昇降
させている都合上、水位の変化に対する対応が遅く、そ
の効果が現れるまで一定の時間、即ち水門１００と水位
検出手段１０３との間の距離β１をその下流１０２を流
れる水の速さ■で割ったときの値（１＋　／　ｖ　）だ
け遅れる。このような事情から、水門１００からあまり
遠く離れた場所では水位制御が難しく、このため水門か
ら下流側であって比較的遠方でもその正確、かつ確実な
水位制御を行えるものの開発が要望されている。

そこで、この発明は、上記した従来の欠点に迄み、水門
から比較的離れた場所であっても正確に、かつ確実に水
位制御を図ることができる水位制御装置を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明の水位制御装置は、水門近くの−Ｆ流側
に設けた外水位検出手段と、この外水位検出手段から出
力される信号を入力して外水位の単位時間当りの変化量
を算出し記憶する外水位演算部と、前記水門から一定距
離だけ下流側に位置して設けた内水位検出手段と、この
内水位検出手段によって検出された内水位と設定水位と
を比較演算する内水位演算部と、前記水門を昇降・開閉
して内水位を上下動させる水門作動手段と、前記外水位
演算部から出力される信号と内水位演算部から出力され
る信号とに基づいて水門作動手段を制御する制御部とを
備え、外水位の単位時間当りの変化量に基づいて内水位
を一定に維持するように構成したものである。

〔作用〕

この発明の水位制御装置は、外水位検出手段によって水
門近くの上流側の外水位を常時検出して検出信号を外水
位演算部に出力し、その外水位演算部から外水位の単位
時間当りの変化量に応じた変化信号を制御部に出力し、
また内水位検出手段によって水門よりも下流側であって
一定距離離れた場所での内水位を常時検出して検出信号
を内水位演算部に出力し、その内水位演算部から予め設
定した水位と現在水位とを比較してその差に応じた比較
信号を先の制御部に出力し、これら変化信号及び比較信
号を入力した制御部がこれらの信号から得られるデータ
をつき合わせて所定の制御信号をモータ側に出力し、こ
れによってモータを制御させて水門を昇降制御し、特定
場所での内水位を常時路一定に制御することができるも
のである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図及び第２図はこの発明にかかる水位制御装置を示
すものであり、この水位制御装置は、水門１から比較的
離れた下流側の水位を一定に維持するためのものであり
、外水位検出手段２と、外水位演算部３と、内水位検出
手段４と、内水位演算部５と、制御部６と、水門昇降手
段７とから構成されている。

水門ｌは、外水位８の水位の高低に応じて上下動させて
内水位９を略一定に維持するものであり、より詳しくは
、予め設定した基準外水位ｈ２に対する単位時間当りの
水位の変化量（以下これを時間変化量とよぶ）に応じて
上下動させるようになっている。

外水位検出２は、この実施例では水面上に浮がふフロー
ト２ａに対しワイヤ２ｂ等で連結されて回転するプーリ
２Ｃと、フロート２ａの浮力を利用し、プーリ２Ｃの回
転動作を検出して所定の検出信号を出力するシンクロ電
機２ｄ等とから構成されたものが用いられており、水門
１の近傍の上流側に設置されている。なお、この外水位
検出手段としては、水位に応じて変化する水圧によって
その水位を検出するような構成のものであってもよい。

外水位演算部３は、外水位検出手段２側から出力される
検出信号を常時入力して外水位の時間変化量を算出する
と共に記憶し、かつこれを予め設定された許容変化量と
比較して時間変化量がその許容変化量を超えるときには
その時間変化量に応じた変化信号を制御部６側に出力す
るものである。

このため、この実施例の外水位演算部３は、変化率検出
回路１０と、設定器１１と、比較回路１２とから構成さ
れている。変化率検出回路１０は、シンクロ電機２ｄか
らの検出信号を常時入力しながらその検出信号に基づい
て外水位の単位時間当りの変化量を毎回検出し、これを
記憶するようになっており、出力側が比較回路１２の入
力側に接続されている。設定器１１は、予め定められた
外水位ｈ２に対してその外水位ｈ２から上下一定量の幅
で即ち±Δｈを超えて外水位が変化したときのみ水門昇
降手段７を作動させるため許容変化量を設定するもので
あり、デジタル設定器が用いられており、出力側が比較
回路１２の入力側に接続されている。この比較回路１２
は、変化率検出回路１０側から単位時間毎に出力される
信号と設定器１１から出力される信号とを比較し、外水
位の時間変化量が設定変化量も大きい場合にはその変化
量に応じて変化信号を制御部６側に出力するものであり
、出力側が制御部６の入力側に接続されている。即ち、
この比較回路１２は、時間変化量がプラスであってその
絶対値が許容変化量の絶対値よりも大きいことを検出し
た場合には、水門降下のための信号を出力し、また時間
変化量がマイナスであってその絶対値が許容変化量の絶
対値よりも大きい場合には、水門上昇のための信号を出
力するようになっている。

内水位検出手段４は、先の外水位検出手段２と同様の構
成となっており、内水位演算部５側に接続されている。

そして、この実施例の内水位検出手段４は、水門１を設
けた上流１３側から距離ｌ。

たけ離れた比較的遠方の下流１４側の任意の場所に設定
されている。

内水位演算部５は、内水位検出手段４から出力される検
出信号に基づいて算出された現在時刻での内水位の変化
量と予め設定された許容変化量との大きさを比較し、そ
の変化量が許容変化量を超えるときにその変化量に応じ
た比較信号を出力するものであり、設定器１５と、比較
回路１６とから構成されている。そして、この内水位演
算部５は、外水位演算部３側での外水位のモニタにより
その外水位の時間変化量が許容変化量を超えていない場
合であっても、万−何らかの原因で内水位検出手段４側
近傍の内水位が大きく変動したときに水門昇降手段７を
作動させるためのものである。

制御部６は、外水位演算部３側が許容変化量を超える外
水位の時間変化量を検出した場合や、外水位演算部３側
がその外水位の大きな時間変化量を検出せず内水位演算
部５側が許容変化量を超える内水位の大きな時間変化量
を検出するような場合、或いは外水位演算部３側及び内
水位演算部５側の双方が許容変化量を超える時間変化量
を検出する場合に、制御信号を水門昇降手段７側に出力
してその時間変化量に応じて水門１を昇降動作させるも
のである。そして、この実施例の制御部６は、外水位演
算部３側から入力し記憶したデータの内、水が水門１か
ら内水位検出手段４側まで流れるときに要する時間（遅
延時間）だけ遡って以前の外水位の時間変化量に応じた
変化量信号と内水位演算部５側から入力する現在時刻で
の内水位の時間変化量に応じた比較信号とをつき合わせ
て、先のような状態であることが検出されるとその時間
変化量に応じて水門１の昇降時間をタイマ作動時間の長
短で制御するようになっており、シーケンス回路が用い
られている。なお、第３図及び第４図に示すように、外
水位及び内水位の流動水位が略１対１に対応しているが
、外水位の振る舞いに対し距離１２だけ離れた所定場所
での内水位の振る舞いの時間的な遅れ例えばＴ＋’　　
Ｔ１については、その間を流れる水の流速■によって決
定されるが、その流速Ｖについては、これらの関係から
各水位に応じて変化しているため、その水位に対して流
速が略１対１に対応すると見做すことができる。したが
って、その外水位から流速が決定され、その結果各時刻
での遅延時間も一義的に決定されている。

水門昇降手段７は、水門１を昇降・開閉して内水位が所
定の設定値になるまで上下動させるためのものであり、
モータ１５と２巻土器１６とから構成されている。そし
て、このモータ１５は、制御部６側からの制御信号によ
って正逆両方向に回転するようになっている。

したがって、この実施例の水位制御装置によれば、水門
から下流側であって比較的遠方での内水位の短時間当り
の変化量を水門１近傍の外水位に設けた外水位検出手段
２及び外水位演算部３によって演算し、これが許容変化
量を超えている場合には、制御部６からの制御信号が水
門開閉手段７に出力されてその水門開閉手段７を作動さ
せるため、第３図に示すように水門近傍の上流側の外水
位の変化があったとしても水門１の昇降制御によって第
４図に示すように内水位が略一定に維持され、換言すれ
ば水門１の下流側であって比較的遠方のおいても内水位
が略均−に維持できる。

〔効果〕 以上説明してきたように、この発明のかかる水位制御装
置によれば、外水位検出手段によって水門近傍の上流側
の外水位を常時検出して検出信号を外水位演算部に出力
し、その外水位演算部から外水位の時間変化量に応じた
変化信号を制御部に出力し、また内水位検出手段によっ
て水門よりも下流側であって比較的遠方の場所での内水
位を常時検出して検出信号を内水付演算部に出力し、そ
の内水付演算部から予め設定した水位と現在水位とを比
較しその差に応じた比較信号を先の制御部に出力し、こ
れら変化信号及び比較信号を人力した制御部がこれらの
信号から得られるデータをつき合わせて所定の制御信号
をモータ側に出力し、これによってモータを作動させて
水門を昇降制御し、水門から比較的遠方の場所での内水
位を常時略一定に制御することができるようになってお
り、換言すれば水門から下流側であって比較的離れた場
所での水位の制御を迅速にかつ正確に制御することがで
き、極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる水位制御装置を示す構成図、
第２図はこの発明にかかる水位制御装置を取付けている
川の流れの状態を示す平面図、第３図はこの発明にかか
る水位制御装置を取付けた水門近傍の外水位の時間的変
化を示すグラフ、第４図はこの発明のかかる水位制御装
置の内水位検出手段によって検出される時間的な変化を
示すグラフ、第５図は従来の水位制御装置を設けた川の
流れの状態を示す平面図、第６図は従来の内水位制御装
置の構成を示す構成図、第７図は及び第８図は川の上流
及び下流側での水位の変化の対応関係を説明するためそ
れぞれ時間に対する水位の変化を示すグラフである。 １　・・・水　門。 ２　・・・外水位検出手段。 ３　・・・外水位演算部。 ４　・・・内水位検出手段。 ５　・・・内水付演算部。 ７　・・・水門作動手段。 ６　・・・制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水門近くの上流側に設けた外水位検出手段と、 この外水位検出手段から出力される信号を入力して外水
   位の単位時間当りの変化量を算出し記憶する外水位演算
   部と、 前記水門から一定距離だけ下流側に位置して設けた内水
   位検出手段と、 この内水位検出手段によって検出された内水位と設定水
   位とを比較演算する内水位演算部と、前記水門を昇降・
   開閉して内水位を上下動させる水門作動手段と、 前記外水門演算部から出力される信号と内水位演算部か
   ら出力される信号とに基づいて水門作動手段を制御する
   制御部とを備え、 外水位の単位時間当りの変化量に基づいて内水位を一定
   に維持するように構成したことを特徴とする水位制御装
   置。