JPH02249010A - 配水制御方法 - 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】 Ａ　産業上の利用分野 本発明は、上水を配水するに当たり配水池よりの自然流
下水と浄水場よりのポンプ圧送水を合流し合流点圧力を
適切に保ちつつ配水する配水制御方法に関するものであ
る。

Ｂ０発明の概要 本発明は自然流下水とポンプ圧送水を合流させ上水を供
給する配水制御システムにおいて、供給配水量が基本配
水量具」二の場合には基本配水量については自然流下水
によるものとし、流量設定値による電動制御弁の流量一
定制御で確保し、基本配水量をこえる変動分については
配水ポンプの台数制御と可変速制御による推定末端圧カ
一定制御で確保し、供給配水量が基本水量未満の場合に
は自然流下水のみによるものとし、合流点圧力の上昇分
に応じて補正された流量設定値による流量−定制御で確
保するので供給配水量に応じた適切な圧力により配水が
行われ配水量の変動に速やかに応答し微調整も可能であ
る配水制御方法である。

Ｃ１従来の技術 一般的な上水の配水方法としては、配水池からの自然流
下水を用いる方法や浄水場からのポンプ圧送水を用いる
方法がある。

電気料金が少なくてすむ点からは、配水池からの自然流
下水をベース分として使用したいが、その流量調節は電
動弁開閉により行うため使用水量の急変には対応ができ
ない。

一方、ポンプ圧送水は電気料金がかかり水墨価が高いが
、ポンプ制御に可変速制御を使用すれば、前記の電動弁
開閉による流量制御に（らべ使用水量の変化に対する応
答性がすぐれている。

依って、上水道配水システムとして、第４図に示される
ように、電動制御弁■８を介して送水される配水池Ｗ＾
からの自然流下水と、浄水場ＷＢから配水ポンプＰ＋＋
＋・・・、Ｐｌｎにより弁■、１．・・ｖｌｎを介して
送水されるポンプ圧送水とを、所定の地点Ｎにおいて合
流させて市内配管網ＮＥＴへ配水する例が地方都市では
比較的多く採用されている。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 ＝４ このような配水システムにおいて、１日の自然流下水の
総水量とポンプ圧送分の総水量を、予め設定して配水す
る方法をとると、１日の各時間帯における使用水量が常
に一定ではないので、負荷変動に応じて常に最適圧を維
持し且つ適量の配水を行うことは難しい。

また、配水池ＷＡからの自然流下水を一定流量確保し、
残りを浄水場ＷＢからのポンプ圧送で補う方法をとると
、使用水量の変動例えば使用水量が前記一定流量（基本
配水量）以下に減少した場合には電動制御弁ＶＡの２次
圧力（Ｎ点圧力ＰＮ）が必要以上に上昇してしまう。

本発明は、以上のような欠点に鑑みなされたもので、供
給配水量が基本配水量以下の場合には、自然流下水の流
量制御によるものとし、基本配水量以上の変動分につい
てはポンプ圧送水による推定末端圧カ一定制御によるも
のとし供給配水量の変動に応じて常に適切な合流点圧力
を保ちつつ配水する配水制御方法を提供することを目的
とする。

Ｅ１課題を解決するための手段 自然流下水量をベースとし、ポンプ圧送水を合流させて
供給を行う配水制御システム？こおいて、自然流下水路
に流量検出する流量計と流量を制御する電動制御弁を設
け、一方浄水場よりの流路に流水を圧送する可変速制御
および台数制御される複数の配水ポンプとポンプ吐出流
量を検出する流量計を設け、合流点圧力が基本配水量に
対する適正圧力（補正開始圧力）より低い場合には予め
設定された流量設定値を、合流点圧力が適正圧力より高
い場合には変動圧力分に応じた低減流用を設定値として
出力する流量設定補正部と、前記流量設定補正部の設定
出力と自然流下水の流量との偏差に基づく操作指令によ
り自然流下水の流量を制御する前記電動制御弁を駆動す
る流量制御部と、合流点圧力が適正圧力より低い場合に
、合流点圧力とポンプ吐出流量を入力し、配水ポンプの
台数制御およびポンプ吐出流量に基づく設定圧力と合流
点圧ツノとの偏差により配水ポンプを可変速制御し推定
末端圧カ一定制御を行う圧力制御部とより成る配水制御
装置とを以て配水システムを構成する。

Ｆ１作用 供給配水量が基本配水量以上の場合には、基本配水量に
ついては自然流下水を、設定流量に基づく電動制御弁に
よる流量一定制御で確保し、基本配水量をこえる変動水
量についてはポンプ圧送水を、ポンプ吐出流量によるポ
ンプ台数制御およびポンプ吐出流量に基づく設定圧力と
合流点圧力との偏差による配水ポンプの可変速制御とに
よる推定末端圧カ一定制御にて確保し、供給水量が基本
配水量未満の場合には前記配水ポンプを停止し合流点適
正圧力をこえる圧力変動分に応じて補正した設定流量に
基づく電動制御弁に対する自然流下水の流量一定制御を
行い、合流点圧力を配水流量に応じて適正に保ち配水を
行う。

Ｇ、実施例 次に本発明の一実施例を第１図配水制御システムのブロ
ック図に基づいて説明する。同図の記号で第４図と同じ
記号のものは第４図と同一機能または相当部分を示す。

第１図において、ＱＡ、Ｑ。

は流量計であり、ＱＡは自然流下水の流量を検出しＱＢ
は配水ポンプの吐出流量を検出するものである。またＥ
Ｑは流中変換器、Ｅｐは圧力変換器である。配水制御装
置ＤＣは流量設定補正部ＡＱＳと流量制御部ＬＣと圧力
制御部ＰＣより成る。

流量設定補正部ＡＱＳは、自然流下水の設定流量Ｑ５を
合流点圧力ＰＮの値に応じて補正を行うものである。即
ち、前記流量設定補正部ＡＱＳ内の特性グラフに示され
るように補正を開始する合流点圧力をＰ７、合流点圧力
の最高値をＰ２とし、合流点圧力ＰＮが前記補正開始圧
力Ｐ１以下の場合は設定流量Ｑ８を一定に保ち、合流点
圧力ＰＮが前記適正圧力Ｐ１以」二になった場合には合
流点圧力Ｐ１における設定流量Ｃ８値と合流点圧力最高
値Ｐ２にお（Ｊる設定流量零点とを結ぶ補正直線に従っ
て設定流量Ｑ８を減少させる降下特性に応じて補正を行
うものである。

流量制御部ＬＣについては、Ｃ１は比較器であり、前記
設定流量Ｑ５と自然流下水の流量Ｑ、との偏差ΔＱを算
出する。Ｃ２は調節計であり、前記偏差ΔＱを入力し電
動制御弁ＶＡの操作指令を送出する。Ｃ３はザーボ駆動
回路で、前記制御指令と電動制御弁開度信号とに基づき
電動制御弁への駆動出力を送出して弁開度を位置決めす
る。

圧力制御部ＰＣは推定末端圧カ一定制御を行うもので、
流量増加に伴う管路損失水頭を推定算出し、この損失水
頭を補正するよう配水圧力を可変制御し、末端圧カ一定
になるよう制御する。即ち第２図のように構成され、ポ
ンプ吐出流１ｔ、および合流点圧力（末端圧力）ＰＮを
人力し、■〕、〉Ｏ Ｐ、−ａにてポンプ始動、　ＰＮ＞ＰＩ　ａｎｄ　Ｑ２
＜Ｑ２にてポンプ停止としくｑ２；ポンプ最小流量）、
流量Ｑ、に応じてポンプＰ１１・・、・・・　ｐ　、ｎ
の台数制御を行うと共に、関数発生器において流量Ｑ２
に対応して整定される推定末端圧力と合流点圧力ＰＮと
の偏差に基づきポンプ速度制御（回転数制御）を行うも
のである。

次に、この実施例の動作を説明する。先ず第３図に示す
基本配水量以上の配水を行っている場合の配水制御を説
明する。合流点Ｎにおける圧力ＰＮが設定流量Ｑ８に対
応する適正圧力（補正開始圧力）Ｐ１未満である時は、
予め設定された流量設定値Ｑ８が自然流下水の指標とな
る。即ちこの流量設定値Ｑ８が、自然流下水路に設けら
れた流量計ＱＡで検出された流量を流量変換器ＥＱで変
換出力した流量Ｑ１と比較器Ｃ゛１で比較され、その個
差ΔＱが調節計０２に入力され、電動制御弁ＶＡに対す
る操作指令を算出しサーボ駆動回路Ｃ３へ送出する。サ
ーボ駆動回路Ｃ３は前記操作指令とフィードバックされ
る制御弁開度信号とに基づき電動制御弁ＶＡへ駆動出力
が送られ開度の位置決めを行う。

一方、前記合流点圧力ＰＮと配水ポンプ圧送水流量Ｑ２
とを入力した推定末端圧カ一定制御を行う圧力制御部Ｐ
Ｃは前記したように流量Ｑ２に応じて配水ポンプの台数
選択を行い配水ポンプＰ。

、ｒ＞、ｎへ始動・停止指令を与えると共に、前記流量
Ｑ２に対応した整定圧力を発生し前記合流点圧力ＰＮと
の偏差に基づき運転中の配水ポンプの可変速制御を行い
合流点Ｎの推定末端圧カ一定制御 御を行い使用水量の変化に適正に対応する。

次に第３図Ｘ区間に示す基本配水量以下の配水を行う場
合の配水制御を説明する。配水流量が減少すると合流点
Ｎの圧力ＰＮが上昇しポンプ回転数に下降指令が出てポ
ンプ吐出流量は減少し、流量ｑｓ以下になると、圧力制
御部ＰＣはポンプに停止指令を送りポンプを停止させる
。同時に、流量設定補正部ＡＱＳにおいても、設定流量
Ｑｓが降下特性をもつ補正曲線に従って補正され補正設
定流量Ｑ８′に変わる。既述したようにこの補正設定流
量Ｑｓ’と自然流下水の流量Ｑ１とが比較器Ｃ１で比較
され、その偏差ΔＱが調節計０２へ入力され、電動制御
弁■４に対する操作指令が算出されサーボ駆動回路Ｃ３
へ送られる。サーボ駆動回路Ｃ３は前記制御指令とフィ
ードバックされる電動制御弁開度信号とに基づき電動制
御弁ＶＡへ駆動出力が送られ補正設定流量Ｑ８′に応じ
た弁開度の位置決めが行われる。

即ち、使用水量が基本配水量より少ない場合には、浄水
場側の配水ポンプは停止し、推定末端圧カ一定制御は行
わず、合流点圧力の上昇変動分に応じて補正流量設定値
による自然流下水の流量制御を行い適正な配水圧力を保
持する。

Ｈ０発明の効果 本発明は、以上の説明のように、自然流下水とポンプ圧
送水を合流し配水するシステムにおいて、基本配水量に
ついては自然流下水を電動制御弁を用い流量一定制御す
ることで確保し、基本配水量を上回る変動分については
ポンプ吐出流量と合流点圧力に基づくポンプの台数制御
と可変速制御を用いる推定末端圧カ一定制御によってポ
ンプ圧送水で確保し、基本配水量を下回る配水の場合に
は配水ポンプを停止し合流点圧力の」二昇分に応じて自
然流下水の設定流世を補正し流量一定制御する方法であ
るので、常に適正な配水圧力を維持しつつ一定量の自然
流下水を確保し且つ使用水量の変動に速やかに応答し微
調整を可能とする優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例で配水制御システムのブロッ
ク図、第２図は推定末端圧カ一定制御を行う圧力制御部
のブロック図、第３図は配水量変動グラフ、第４図は従
来例の配水システムのブロック説明図である。 ＱＡ、ＱＢ・・・流量計、ＶＡ・・・電動制御弁、ＰＩ
Ｉ〜Ｐｌｎ・・配水ポンプ、ＤＣ・・・配水制御装置、
ＡＱＳ・・・流里設定補正部、Ｑ９・流量設定値、ＬＣ
・・・流量制御部、ＰＣ・圧力制御部、Ｐ、・合流点の
適正圧力（補正開始圧力）、Ｐ、・・・合流点圧力の最
高値、ＰＮ・合流点圧力。 外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自然流下水をベースとしポンプ圧送水を合流させ
   上水を供給配水する配水制御システムにおいて、供給配
   水量が基本配水量以上の場合には、基本配水量について
   自然流下水を設定流量に基づく電動制御弁による流量一
   定制御で確保し、基本配水量をこえる変動水量について
   はポンプ圧送水をポンプ吐出量に基づくポンプ台数制御
   と推定末端圧力（または合流点圧力）を一定に保つポン
   プ可変速制御で確保し、供給配水量が基本配水量未満の
   場合には、前記配水ポンプを停止し合流点適正圧力をこ
   える圧力変動分に応じて補正された設定流量に基づく電
   動制御弁による自然流下水の流量一定制御を行い供給配
   水量に応じた適正合流点圧力を維持しつつ配水を行うこ
   とを特徴とした配水制御方法。