JPH03215714A - 水位監視装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばダムの貯水量などの監視を行う水位監
視装置に関する。

（従来の技術） 第２図はダムにおける放流設備制御装置の構成を示すブ
ロック図である。図中、１は水位監視装置であり、主水
位計２、副水位計３、データ入力検定部４，５、切換え
スイッチ６、平滑処理部７、ダム諸量演算部８とから構
成されている。この水位監視装置１では、主水位計２の
検出情報をデータ入力検定部４および切換えスイッチ６
を介して平滑処理部７に入力する。平滑処理部７では、
人力された検出情報から例えば１分間の平滑貯水値を移
動平均（１分前から現在までの６０回分の水位データの
平均）にて求める。この平滑貯水値はダム諸量演算部８
に人力され、貯水量や流入量、放流量等のダム諸量を求
めるダム諸量演算に用いられる。

かくして水位監視装置１で得られたダム諸量の情報は制
御演算部９に人力され、制御演算部９にて放流設備１０
を制御するための演算が行われる。

そしてこの制御演算部９ての演算結果に応じて放流設備
１０が制御される。また、水位監視装置１で得られたダ
ム諸量の情報はファイル１１、表示部１２、記録部１３
に与えられ、情報集積および表示がなされる。

このとき水位監視装置１では、データ入力検定部４で主
水位計２の検出情報の検定を例えばパリティチェックに
より行っている。そしてデータ入力検定部４は主水位計
２の検出情報に異常を検出すると、主水位計２に故障が
発生したと判定し、切換えスイッチ６を切換える。これ
により、平滑処理部７には副水位計３の検出情報がデー
タ入力検定部５を介して人力される。なお、データ入力
検定部５は、データ入力検定部４と同様な動作をする。

このように、通常は主水位計２の検出情報を水位情報と
して用い、主水位計２が故障したときにのみ副水位計３
の検出情報を水位情報として用いる。

ここで、主水位計２と副水位計３とは、ともに同一条件
となるよう設置される。しかし、主水位計２と副水位計
３とは若干離れているため、波などの影響により、主水
位計２で検出された水位と副水位計３で検出された水位
とは異なっている。

従って、上述したように主水位計２の故障時に、切換え
スイッチ６を切換えると、平滑処理部７に入力される情
報は突然変化することになる。この平滑処理部７への入
力情報の変化はそのままダム諸量の演算に用いられるた
め、水位監視装置１としては、水位に急峻な変化が生じ
たと検出してしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の水位監視装置では、１つの水位計の
検出情報に基づいて水位の監視を行い、この水位計が故
障したときにのみ別の予備の水位計を用いるものとなっ
ているため、その切換え時に入力情報が変化してしまい
、誤判定となるという不具合があった。このような誤判
定が生じると、この水位監視装置の監視結果に基づいて
動作する例えば放流設備等が誤動作してしまうおそれが
ある。また、通常は２つ設けた水位計のうちの一方しか
用いていないため、設備が有効に活用されていない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり
、その目的とするところは、設置した複数の水位計の検
出情報を有効に利用し、水位をより詳細に監視できると
ともに、水位計に故障が生じた場合でも誤判定すること
なく、信頼性の高い水位監視装置を提供することにある
。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、複数の例えば水位計などの水位検出手段のそ
れぞれに対応して設けられ、対応する水位検出手段の検
出情報と他の水位検出手段のうちの所定の１つの検出情
報との関係を示す例えば差情報等の補間情報を生成する
例えば減算器などの補間情報生成手段と、前記複数の水
位検出手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する水
位検出手段に対して設けられた前記補間情報生成手段に
よって生成された補間情報を記憶する例えばメモリなど
の記憶手段と、前記複数の水位検出手段のそれぞれに対
応して設けられ、対応する水位検出手段に対して設けら
れた前記記憶手段に記憶されている補間情報と、対応す
る水位検出手段に対して設けられた前記補間情報生成手
段で補間情報生成のために用いた所定の水位検出手段の
検出情報とから検出情報を擬似的に作成する例えば減算
器や加算器などの擬似検出情報作成手段と、前記複数の
水位検出手段にそれぞれ対応して設けられ、対応する水
位検出手段の検出情報または対応する水位検出手段に対
して設けられた擬似検出情報作成手段で生成された擬似
検出情報を選択出力する例えばセレクタなどの選択手段
と、前記複数の水位検出手段のそれぞれに対応して設け
られ、対応する水位検出手段の故障を検出する例えばデ
ータ入力検定部等の故障検出手段と、この故障検出手段
によって故障が検出された前記水位検出手段に対応して
設けられた前記選択手段を、前記擬似情報を選択出力す
るよう制御する例えばセレクタ制御部などの選択制御手
段と、前記複数の選択手段のそれぞれが出力する情報の
平均値を算出する平均値演算器等の平均値演算手段とを
具備して構成される。

（作　用） このような手段を講じたことにより、複数の水位検出手
段の故障が故障検出手段によって検出されていないとき
には、前記複数の水位検出手段のそれぞれの検出情報の
平均値が平均値演算手段により求められ、この平均値が
水位情報とされる。

また、複数の水位検出手段のうちのいずれかの故障が故
障検出手段によって検出されたときには、この故障した
水位検出手段の正常時に補間情報生成手段で生成され、
記憶手段に記憶された、故障が検出された水位検出手段
の検出情報と他の水位検出手段のうちの所定の１つの検
出情報との関係を示す補間情報と、前記補間情報生成手
段で補間情報生成のために用いた所定の水位検出手段の
検出情報とから擬似的に作成された擬似検出情報が選択
手段によって選択出力され、故障検出手段によって故障
が検出されていない他の水位検出手段の検出情報との平
均値が平均値演算手段により求められ、この平均値が水
位情報とされる。

従って、設けられた複数の水位検出手段のすべての検出
情報に基づいて水位情報が生成されるとともに、水位検
出手段に故障が発生した場合には急激な切換え動作はな
されない。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る水位監視
装置に付き説明する。

第１図は同水位監視装置を適用して構成されたダム放流
設備制御装置の構成を示すブロック図である。なお、第
２図と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

図中、２０は水位監視装置である。この水位監視装置２
０は、水位検出手段としての主水位計２、水位検出手段
としての副水位計３、データ入力検定部４，５、ダム諸
量演算部８、平滑処理部２１，２２、平均処理部２３と
から構成されている。なお、平均処理部２３は、減算器
３１、メモリ３２、加算器３３、減算器３４、セレクタ
３５．３６、セレクタ制御部３７．３８、平均値演算器
３９、メモリコントローラ４０とから構成されている。

次に以上のように構成されたダム放流設備制御装置の動
作を平均処理部２３の動作を中心に説明する。

まず、主水位計２の検出情報は、データ入力検定部４を
介して平滑処理部２１に入力される。平滑処理部２１で
は、入力された検出情報から例えば１分間の平滑貯水値
Ａを移動平均にて求める。

この平滑処理部２１で求められた平滑貯水値Ａは、減算
器３１およびセレクタ３５に人力される。ここで、デー
タ入力検定部４は例えばパリティチェックにより主水位
計２の検出情報の監視、すなわち主水位計２の監視を行
っている。つまり、このデータ入力検定部４が主水位計
２に対応した故障検出手段として働く。

一方、副水位計３の検出情報は、データ入力検定部５を
介して平滑処理部２２に入力される。平滑処理部２２で
は平滑処理部２１と同様に、入力された検出情報から例
えば１分間の平滑貯水値Ｂを移動平均にて求める。この
平滑処理部２２で求められた平滑貯水値Ｂは、減算器３
１およびセレクタ３６に入力される。ここで、データ入
力検定部５は例えばパリティチェックにより副水位計３
の検出情報の監視、すなわち副水位計３の監視を行って
いる。つまり、このデータ入力検定部５が副水位計３に
対応した故障検出手段として働く。

減算器３１は平滑貯水値Ａから平滑貯水値Ｂを減算し、
平滑貯水値Ａと平滑貯水値Ｂとの差を算出する。この平
滑貯水値Ａと平滑貯水値Ｂとの差は平滑貯水値Ａと平滑
貯水値Ｂとの関係を示す情報であり、補間情報Ｃとなる
。すなわち、減算器３１は主水位計２および副水位計３
に対応した補間情報生成手段として働く。

そして減算器３１から出力された補間情報Ｃはメモリ３
２に入力される。メモリ３２はメモリコントローラ４０
により書込みモード／読出しモ−ドが制御されている。

メモリコントローラ４０はデータ入力検定部４．５の検
定結果を入力しており、主水位計２および副水位計３の
いずれも故障していない場合にはメモリ３２を書込みモ
ードとする。また、主水位計２および副水位計３のいず
れかが故障している場合には、メモリ３２を読出しモー
ドとする。これにより、主水位計２および副水位計３が
いずれも正常であるときには、メモリ３２は補間情報Ｃ
により常時書き替えられる。

そして、データ入力検定部４，５のいずれかで故障が検
出されると、メモリコントローラ４０はメモリ３２を読
出しモードにする。従って、メモリ３１の書き替えは停
止し、主水位計２または副水位計３が故障する前の補間
情報Ｃが保持される。

すなわち、メモリ３２は主水位計２および副水位計３に
対応した記憶手段として働く。

メモリ３２が読出しモードとなったとき、メモリ３２か
ら出力された補間情報Ｃは加算器３３および減算器３４
にそれぞれ入力される。加算器３３には平滑貯水値Ｂが
入力されており、平滑貯水ＩＢに補間情報Ｃが加算され
る。この平滑貯水量Ｂに補間情報Ｃを加算した値は、主
水位計２が故障した場合に、本来主水位計２の検出結果
から得られるべき平滑貯水量Ａと現在得られている平滑
貯水量Ｂとの差が故障前と同一値のままであるものとみ
なして生成した平滑貯水量Ａの推定値（以下、疑似平滑
貯水量Ｄと称する）である。すなわち、この擬似平滑貯
水量は主水位計２の擬似検出情報（ただし平滑処理され
ている）にあたり、加算器３３は主水位計２に対応した
擬似検出情報作成手段として働く。そしてこの加算結果
はセレクタ３５に入力される。

また、減算器３４には平滑貯水値Ａが入力されており、
平滑貯水量Ａから補間情報Ｃが減算される。この平滑貯
水量Ａから補間情報Ｃを減算した値は、副水位計３が故
障した場合に、本来副水位計３の検出結果から得られる
べき平滑貯水量Ｂと現在得られている平滑貯水量Ａとの
差が故陣前と同一値のままであるものとみなして生成し
た平滑貯水量Ｂの推定値（以下、疑似平滑貯水量Ｅと称
する）である。すなわち、この擬似平滑貯水量は副水位
計３の擬似検出情報（ただし平滑処理されている）にあ
たり、減算器３４は副水位計３に対応した擬似検出情報
作成手段として働く。そしてこの減算結果はセレクタ３
６に入力される。

セレクタ３５は、平滑処理部２１から出力された平滑貯
水量Ａおよび加算器３３から出力された疑似平滑貯水量
Ｄがそれぞれ入力されており、セレクタ制御部３７から
出力される切換え信号に応じていずれか一方を選択出力
する。ここでセレクタ制御部３７は通常はセレクタ３５
が平滑貯水量Ａを選択出力するよう制御している。これ
と同時にセレクタ制御部３７にはデータ入力検定部４の
検定結果を入力しており、データ入力検定部４により主
水位計２に故障が生じていると判断された場合にセレク
タ３５が擬似平滑貯水量Ｄを選択出力するよう切換え制
御する。かくして、セレクタ３５は、主水位計２が正常
に動作している場合には実際の検出情報より求められた
平滑貯水量Ａを出力し、また主水位計２が故障した場合
には擬似的に生成された擬似貯水量Ｄを出力する。すな
わち、セレクタ３５はおよびセレクタ制御部３７は、主
水位計２に対応した選択手段および選択制御手段として
働く。

セレクタ３６およびセレクタ制御部３８はそれぞれセレ
クタ３５およびセレクタ制御部３８と同様に動作し、セ
レクタ３６は副水位計３が正常に動作している場合には
実際の検出情報より求められた平滑貯水量Ｂを出力し、
また副水位計３が故障した場合には擬似的に生成された
擬似貯水量Ｅを出力する。すなわち、セレクタ３６はお
よびセレクタ制御部３８は、副水位計３に対応した選択
手段および選択制御手段として働く。

そして以上のようにしてセレクタ３５．３６からそれぞ
れ選択出力された、主水位計２側の平滑貯水量（平滑貯
水量Ａまたは擬似平滑貯水量Ｄ）と副水位計３側の平滑
貯水量（平滑貯水量Ａまたは擬似平滑貯水量Ｄ）とはそ
れぞれ平均値演算器３９に入力される。そしてこの平均
値演算器３９では入力された２つの平滑貯水量の平均を
演算する。すなわち、この平均値演算器３９が平均値演
算手段として働く。かくして平均値演算器３９で求めら
れた値は、主水位計２の検出情報と副水位計３の検出情
報とから総合的に求めた平滑貯水量であり、これがダム
諸量演算部８に入力されてダム諸量演算７に用いられる
。

このように本実施例によれば、主水位計２と副水位計３
とがともに正常に動作している状態においては、両水位
計の検出情報を平滑処理して得た平滑貯水量Ａ，Ｂの平
均値を最終的な平滑貯水量としているので、貯水量が２
つの水位計の検出情報から総合的に求められ、より適格
な情報を得ることができる。さらに副水位計３も常に使
用状態となっているため、設備に無駄がない。

また、主水位計２または副水位計３が故障となった場合
でも、主水位計２の検出情報と副水位計３の検出情報と
の差が同一値で継続するものと仮定して、両水位計が正
常な時における平滑貯水量の差と正常動作している水位
計の平滑貯水量とから故障した水位計の平滑貯水量を擬
似的に発生し、この発生された擬似平滑貯水量を用いて
いるため、故障した水位計側の平滑貯水量は急激に変化
することがなく、安定した状態を保つことができる。

これにより、放流設Ｗ１１０の誤制御などを防止するこ
とができる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、上記実゛施例では本発明に係る水位監視装置をダ
ム放流設備制御装置に適用しているが、水位監視の対象
となるのは水には限らず、例えば液体燃料などの他の液
体でも良く、例えば燃料タンクやその他の液体貯留設備
などに適用が可能である。また上記実施例では水位検出
手段としての水位計を２つ設けたものとしているが、３
つ以上の水位計を設けてさらに多面的な監視を行うこと
もできる。またさらに、上記実施例では平均処理部２３
をハード的な構成としてあるが、例えばコンピュータな
どを用いてソフト的に構成することも可能であるし、ノ
＼−ド構成とソフト構成を組み合わせても良い。また、
上記実施例では補間情報として２つの水位検出手段の検
出情報の差を用いているが、例えば和，積，商等であっ
ても良いし、あるいは２つの水位検出手段の検出情報に
加えて他の定数を含んだ式で表されるものであっても良
い。このほか、具体的な構成などについて、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形実施が可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、複数の例えば水位計などの水位検出手
段のそれぞれに対応して設けられ、対応する水位検出手
段の検出情報と他の水位検出手段のうちの所定の１つの
検出情報との関係を示す例えば差情報等の補間情報を生
成する例えば減算器などの補間情報生成手段と、前記複
数の水位検出手段のそれぞれに対応して設けられ、対応
する水位検出手段に対して設けられた前記補間情報生成
手段によって生成された補間情報を記憶する例えばメモ
リなどの記憶手段と、前記複数の水位検出手段のそれぞ
れに対応して設けられ、対応する水位検出手段に対して
設けられた前記記憶手段に記憶されている補間情報と、
対応する水位検出手段に対して設けられた前記補間情報
生成手段で補間情報生成のために用いた所定の水位検出
手段の検出情報とから検出情報を擬似的に作成する例え
ば減算器や加算器などの擬似検出情報作成手段と、前記
複数の水位検出手段にそれぞれ対応して設けられ、対応
する水位検出手段の検出情報または対応する水位検出手
段に対して設けられた擬似検出情報作成手段で生成され
た擬似検出情報を選択出力する例えばセレクタなどの選
択手段と、前記複数の水位検出手段のそれぞれに対応し
て設けられ、対応する水位検出手段の故障を検出する例
えばデータ入力検定部等の故障検出手段と、この故障検
出手段によって故障が検出された前記水位検出手段に対
応して設けられた前記選択手段を、前記擬似情報を選択
出力するよう制御する例えばセレクタ制御部などの選択
制御手段と、前記複数の選択手段のそれぞれが出力する
情報の平均値を算出する平均値演算器等の平均値演算手
段とを具備したので、設置した複数の水位計の検出情報
を有効に利用し、水位をより詳細に監視できるとともに
、水位計に故障が生じた場合でも誤判定することなく、
信頼性の高い水位監視装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る水位監視装置を適用し
て構成されたダム放流設備制御装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は従来技術を説明する図である。 ２・・・主水位計、３・・・副水位計、４．５・・・デ
ータ入力検定部、２０・・・水位監視装置、２１．２２
・・・平滑処理部、２３・・・平均処理部、３１・・・
減算器、３２・・・メモリ、３３・・・加算器、３４・
・・減算器、３５．３６・・・セレクタ、３７．３８・
・・セレクタ制御部、３９・・・平均値演算器、４　０
−・・メモリコントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液体貯留手段に貯留された液体の水位を複数の水位検出
   手段を用いて監視する水位監視装置において、 前記複数の水位検出手段のそれぞれに対応して設けられ
   、対応する水位検出手段の検出情報と他の水位検出手段
   のうちの所定の１つの検出情報との関係を示す補間情報
   を生成する補間情報生成手段と、 前記複数の水位検出手段のそれぞれに対応して設けられ
   、対応する水位検出手段に対して設けられた前記補間情
   報生成手段によって生成された補間情報を記憶する記憶
   手段と、 前記複数の水位検出手段のそれぞれに対応して設けられ
   、対応する水位検出手段に対して設けられた前記記憶手
   段に記憶されている補間情報と、対応する水位検出手段
   に対して設けられた前記補間情報生成手段で補間情報生
   成のために用いた所定の水位検出手段の検出情報とから
   擬似検出情報を作成する擬似検出情報作成手段と、 前記複数の水位検出手段にそれぞれ対応して設けられ、
   対応する水位検出手段の検出情報または対応する水位検
   出手段に対して設けられた擬似検出情報作成手段で生成
   された擬似検出情報を選択出力する選択手段と、 前記複数の水位検出手段のそれぞれに対応して設けられ
   、対応する水位検出手段の故障を検出する故障検出手段
   と、 この故障検出手段によって故障が検出された前記水位検
   出手段に対応して設けられた前記選択手段を、前記擬似
   検出情報を選択出力するよう制御する選択制御手段と、 前記複数の選択手段のそれぞれが出力する情報の平均値
   を算出する平均値演算手段とを具備したことを特徴とす
   る水位監視装置。