JPH06324743A - 水位制御装置 - Google Patents
水位制御装置Info
- Publication number
- JPH06324743A JPH06324743A JP11081993A JP11081993A JPH06324743A JP H06324743 A JPH06324743 A JP H06324743A JP 11081993 A JP11081993 A JP 11081993A JP 11081993 A JP11081993 A JP 11081993A JP H06324743 A JPH06324743 A JP H06324743A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water level
- water tank
- control
- gate
- water
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した水位制御を得る。
【構成】 上流側の一次水槽１と下流側の二次水槽２と
の間の導水路に電動機駆動の調節ゲート３を設け、コン
トローラ４Ａによる調節ゲートの開度制御により二次水
槽の水位を一定に制御する水位制御装置において、コン
トローラ４Ａは、予測演算部１２において一次水槽の検
出水位Ｈ1と二次水槽の流出流量Ｑ0及び設定水位Ｈ2か
ら必要なゲート開度ｈを予測し、この予測値をフィード
フォワード補償として水位制御アンプ７の出力に加算
し、この加算結果で制御リレー１０の出力を制御し、電
動機１１による調節ゲート３のゲート開度を制御する。
の間の導水路に電動機駆動の調節ゲート３を設け、コン
トローラ４Ａによる調節ゲートの開度制御により二次水
槽の水位を一定に制御する水位制御装置において、コン
トローラ４Ａは、予測演算部１２において一次水槽の検
出水位Ｈ1と二次水槽の流出流量Ｑ0及び設定水位Ｈ2か
ら必要なゲート開度ｈを予測し、この予測値をフィード
フォワード補償として水位制御アンプ７の出力に加算
し、この加算結果で制御リレー１０の出力を制御し、電
動機１１による調節ゲート３のゲート開度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、河川からの取水システ
ム等において、調節ゲートにより二次水槽の水位を一定
に制御する水位制御装置に関する。
ム等において、調節ゲートにより二次水槽の水位を一定
に制御する水位制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の水位制御装置を示す。上流
側の一次水槽１と下流側の二次水槽２との間の導水路に
電動機駆動の調節ゲート３を設け、ディジタルコントロ
ーラ４による調節ゲート３の開度制御により二次水槽２
の水位Ｈ2を一定に制御する。
側の一次水槽１と下流側の二次水槽２との間の導水路に
電動機駆動の調節ゲート３を設け、ディジタルコントロ
ーラ４による調節ゲート３の開度制御により二次水槽２
の水位Ｈ2を一定に制御する。
【０００３】ディジタルコントローラ４は、マイナール
ープにゲート開度制御系を有し、メジャーループに水位
制御系を有する。水位制御系は、水位計５の検出値をフ
ィードバック信号とし、水位設定器６の設定水位との偏
差を水位制御アンプ７によって比例積分演算し、この演
算結果を開度指令とする。
ープにゲート開度制御系を有し、メジャーループに水位
制御系を有する。水位制御系は、水位計５の検出値をフ
ィードバック信号とし、水位設定器６の設定水位との偏
差を水位制御アンプ７によって比例積分演算し、この演
算結果を開度指令とする。
【０００４】開度制御アンプ８は、調節ゲート３の開度
ｈを開度検出器９からフィードバック信号とし得、この
信号と開度指令との偏差を比例積分演算し、この演算結
果で制御リレー１０のオン・オフ制御をその極性も含め
て行い、電動機１１への電源オン・オフと極性切換でそ
の回転量と回転方向を制御し、調節ゲート３の開度ｈを
増減制御する。
ｈを開度検出器９からフィードバック信号とし得、この
信号と開度指令との偏差を比例積分演算し、この演算結
果で制御リレー１０のオン・オフ制御をその極性も含め
て行い、電動機１１への電源オン・オフと極性切換でそ
の回転量と回転方向を制御し、調節ゲート３の開度ｈを
増減制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一次水槽１は、一般に
大きな貯水量を持っているため、長期的には水位の大き
な変動があるが、短時間的にはその水位Ｈ1が一定とな
る。一方、二次水槽２は、その容量が小さく、流出流量
Ｑ0も時々刻々変化する。
大きな貯水量を持っているため、長期的には水位の大き
な変動があるが、短時間的にはその水位Ｈ1が一定とな
る。一方、二次水槽２は、その容量が小さく、流出流量
Ｑ0も時々刻々変化する。
【０００６】このような取水工の調節ゲート制御には、
その制御応答速度が低いときは二次水槽２でオーバーフ
ローを起こしたり、導水管内にエアが入ってしまう。
その制御応答速度が低いときは二次水槽２でオーバーフ
ローを起こしたり、導水管内にエアが入ってしまう。
【０００７】このため、制御系の応答性を高くしようと
するが、二次水槽２の水位Ｈ2は流出量Ｑ0の積分結果で
あるため二重積分系となり、制御がハンチング気味にな
ることが多い。
するが、二次水槽２の水位Ｈ2は流出量Ｑ0の積分結果で
あるため二重積分系となり、制御がハンチング気味にな
ることが多い。
【０００８】特に、調節ゲートが大きいときはその開度
変化による流量変化が大きくなり、ハンチングを起こす
ことが多い。
変化による流量変化が大きくなり、ハンチングを起こす
ことが多い。
【０００９】また、調節ゲート３の開度検出器９にはポ
テンショメータなどを採用することになるため、ポテン
ショメータ駆動のギヤにバックラッシュがあると、開度
制御のマイナループが不安定になり、無駄な開閉を繰り
返すことがある。
テンショメータなどを採用することになるため、ポテン
ショメータ駆動のギヤにバックラッシュがあると、開度
制御のマイナループが不安定になり、無駄な開閉を繰り
返すことがある。
【００１０】本発明の目的は、安定した水位制御になる
装置を提供することにある。
装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、上流側の一次水槽と下流側の二次水槽と
の間の導水路に電動機駆動の調節ゲートを設け、コント
ローラによる前記調節ゲートの開度制御により前記二次
水槽の水位を一定に制御する水位制御装置において、前
記コントローラは、前記一次水槽の検出水位と二次水槽
の流出流量及び設定水位から前記調節ゲートに必要なゲ
ート開度を予測する予測演算部と、二次水槽の設定水位
と検出水位の偏差を比例積分演算する水位制御アンプと
を備え、前記水位制御アンプの出力と前記予測演算部の
出力との和に従って前記調節ゲートの開度制御を行うこ
とを特徴とする。
決を図るため、上流側の一次水槽と下流側の二次水槽と
の間の導水路に電動機駆動の調節ゲートを設け、コント
ローラによる前記調節ゲートの開度制御により前記二次
水槽の水位を一定に制御する水位制御装置において、前
記コントローラは、前記一次水槽の検出水位と二次水槽
の流出流量及び設定水位から前記調節ゲートに必要なゲ
ート開度を予測する予測演算部と、二次水槽の設定水位
と検出水位の偏差を比例積分演算する水位制御アンプと
を備え、前記水位制御アンプの出力と前記予測演算部の
出力との和に従って前記調節ゲートの開度制御を行うこ
とを特徴とする。
【００１２】
【作用】一次水槽と二次水槽を持つ取水システムにおい
て、両水槽１、２の水位Ｈ1，Ｈ2と二次水槽流入流量Ｑ
ｉの関係は、次式で示される。
て、両水槽１、２の水位Ｈ1，Ｈ2と二次水槽流入流量Ｑ
ｉの関係は、次式で示される。
【００１３】
【数１】
【００１４】但し、Ｃは流量係数（＝.７５）、Ｂはゲ
ート幅（＝３ｍ）、ｈはゲート開度（ｍ）、ｇは重力加
速度（＝９.８ｍ／Ｓ2）。
ート幅（＝３ｍ）、ｈはゲート開度（ｍ）、ｇは重力加
速度（＝９.８ｍ／Ｓ2）。
【００１５】ここで、流入流量Ｑｉと流出流量Ｑ0が等
しければ二次水槽水位Ｈ2は一定となる。即ち、前記
（１）式から
しければ二次水槽水位Ｈ2は一定となる。即ち、前記
（１）式から
【００１６】
【数２】
【００１７】となり、検出水位Ｈ1と流出流量Ｑ0から一
定水位Ｈ2に必要なゲート開度ｈを予測でき、この予測
値に従って調節ゲートをフィードフォワード補償するこ
とにより水位Ｈ2を一定にする。この場合、制御系は開
度制御のマイナーループを設けず、水位制御アンプによ
る比例積分制御になる。
定水位Ｈ2に必要なゲート開度ｈを予測でき、この予測
値に従って調節ゲートをフィードフォワード補償するこ
とにより水位Ｈ2を一定にする。この場合、制御系は開
度制御のマイナーループを設けず、水位制御アンプによ
る比例積分制御になる。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す制御装置で
あり、図２と同等の部分は同一符号で示す。
あり、図２と同等の部分は同一符号で示す。
【００１９】ディジタルコントローラ４Ａは、予測演算
部１２によって前記（２）式の演算を行い、二次水槽２
の水位を設定器６の設定値Ｈ2にするのに必要なゲート
開度ｈを予測する。
部１２によって前記（２）式の演算を行い、二次水槽２
の水位を設定器６の設定値Ｈ2にするのに必要なゲート
開度ｈを予測する。
【００２０】この予測のため、一次水槽１には水位検出
器１３を設けて水位Ｈ1を検出し、また二次水槽２には
流量計１４を設けてその流出流量Ｑ0を検出する。二次
水槽２の水位Ｈ2は水位設定器６の設定値を取り込む。
器１３を設けて水位Ｈ1を検出し、また二次水槽２には
流量計１４を設けてその流出流量Ｑ0を検出する。二次
水槽２の水位Ｈ2は水位設定器６の設定値を取り込む。
【００２１】予測演算部１２の予測したゲート開度ｈ
は、加算器１５で水位制御アンプ７の出力と加算され、
この加算結果が制御リレー１０の制御信号にされる。
は、加算器１５で水位制御アンプ７の出力と加算され、
この加算結果が制御リレー１０の制御信号にされる。
【００２２】本実施例によれば、制御系はフィードフォ
ワード補償を持つ比例積分制御になり、開度制御はオー
プンループ制御になる。この結果、二次水槽２が小容量
でその流出流量に大きな変化があるも、その水位Ｈ2が
変化する前にゲート開度の予測制御をし、水位Ｈ2の変
化を無くす補償がなされる。
ワード補償を持つ比例積分制御になり、開度制御はオー
プンループ制御になる。この結果、二次水槽２が小容量
でその流出流量に大きな変化があるも、その水位Ｈ2が
変化する前にゲート開度の予測制御をし、水位Ｈ2の変
化を無くす補償がなされる。
【００２３】この予測制御による誤差は、水位制御アン
プ７によって補償され、その応答性を高めることで流出
流量の急変にも水位Ｈ2を常に設定値に一致させると共
に、制御のハンチング現象を無くすことができる。特
に、調節ゲート３が大きくその開度変化による流量変化
が大きい場合にもハンチングを確実に防止できる。
プ７によって補償され、その応答性を高めることで流出
流量の急変にも水位Ｈ2を常に設定値に一致させると共
に、制御のハンチング現象を無くすことができる。特
に、調節ゲート３が大きくその開度変化による流量変化
が大きい場合にもハンチングを確実に防止できる。
【００２４】また、必要なゲート開度ｈを水位と流出流
量から予測して調節ゲート３の開度制御を行うため開度
検出器９を不要にし、該検出器９のポテンショメータ駆
動のギヤにバックラッシュがあることによる制御系の不
安定や無駄な開閉の問題が解消される。
量から予測して調節ゲート３の開度制御を行うため開度
検出器９を不要にし、該検出器９のポテンショメータ駆
動のギヤにバックラッシュがあることによる制御系の不
安定や無駄な開閉の問題が解消される。
【００２５】なお、実施例において、調節ゲート３の開
度調節は、制御リレー１０に代えてサイリスタスイッチ
などの半導体スイッチ構成にしてその開閉寿命を高める
ことができる。
度調節は、制御リレー１０に代えてサイリスタスイッチ
などの半導体スイッチ構成にしてその開閉寿命を高める
ことができる。
【００２６】また、制御リレー１０等によるオン・オフ
制御に代えて、可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバ
ータとすることにより制御リレー１０における開閉頻度
を抑えた連続制御が可能になる。この場合、制御リレー
１０等はバックアップ用として残しておくこともでき
る。
制御に代えて、可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバ
ータとすることにより制御リレー１０における開閉頻度
を抑えた連続制御が可能になる。この場合、制御リレー
１０等はバックアップ用として残しておくこともでき
る。
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、水位制
御系をフィードフォワード補償し、開度制御系をオープ
ンループとするため、小容量の二次水槽でその流出流量
変化が大きい場合にも一定の水位を得ると共にハンチン
グ等の問題を解消した安定した水位制御を得ることがで
きる効果がある。
御系をフィードフォワード補償し、開度制御系をオープ
ンループとするため、小容量の二次水槽でその流出流量
変化が大きい場合にも一定の水位を得ると共にハンチン
グ等の問題を解消した安定した水位制御を得ることがで
きる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す制御装置構成図。
【図２】従来の制御装置構成図。
１…一次水槽 ２…二次水槽 ３…調節ゲート ５…水位検出器 ６…水位設定器 ７…水位制御アンプ １０…制御リレー １１…電動機 １２…予測演算部 １５…加算器
Claims (1)
- 【請求項１】 上流側の一次水槽と下流側の二次水槽と
の間の導水路に電動機駆動の調節ゲートを設け、コント
ローラによる前記調節ゲートの開度制御により前記二次
水槽の水位を一定に制御する水位制御装置において、 前記コントローラは、前記一次水槽の検出水位と二次水
槽の流出流量及び設定水位から前記調節ゲートに必要な
ゲート開度を予測する予測演算部と、二次水槽の設定水
位と検出水位の偏差を比例積分演算する水位制御アンプ
とを備え、前記水位制御アンプの出力と前記予測演算部
の出力との和に従って前記調節ゲートの開度制御を行う
ことを特徴とする水位制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11081993A JPH06324743A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 水位制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11081993A JPH06324743A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 水位制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06324743A true JPH06324743A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14545468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11081993A Pending JPH06324743A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 水位制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06324743A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6427718B1 (en) * | 2000-12-06 | 2002-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Automated farm turnout |
| EP1830005A1 (en) | 2000-08-21 | 2007-09-05 | Rubicon Research Pty Ltd | Control gates |
| CN102426465A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-04-25 | 河海大学 | 一种实体模型口门调节装置及其调节方法 |
| CN103760928A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-04-30 | 南京物联传感技术有限公司 | 浴缸水位控制系统及其控制方法 |
| CN104076831A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-10-01 | 华北电力大学 | 基于广义预测控制优化的水箱液位控制方法 |
| CN104133497A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-05 | 梧州市旺捷机械制造有限公司 | 水位控制装置 |
| CN104156011A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 梧州市旺捷机械制造有限公司 | 水位控制线路 |
| CN105022420A (zh) * | 2014-04-23 | 2015-11-04 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 液体控制装置 |
| CN105892512A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-24 | 中煤张家口煤矿机械有限责任公司 | 中小型污水处理站液位控制系统 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP11081993A patent/JPH06324743A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1830005A1 (en) | 2000-08-21 | 2007-09-05 | Rubicon Research Pty Ltd | Control gates |
| US6427718B1 (en) * | 2000-12-06 | 2002-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Automated farm turnout |
| CN102426465A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-04-25 | 河海大学 | 一种实体模型口门调节装置及其调节方法 |
| CN103760928A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-04-30 | 南京物联传感技术有限公司 | 浴缸水位控制系统及其控制方法 |
| CN105022420A (zh) * | 2014-04-23 | 2015-11-04 | 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 | 液体控制装置 |
| CN104076831A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-10-01 | 华北电力大学 | 基于广义预测控制优化的水箱液位控制方法 |
| CN104133497A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-05 | 梧州市旺捷机械制造有限公司 | 水位控制装置 |
| CN104156011A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 梧州市旺捷机械制造有限公司 | 水位控制线路 |
| CN105892512A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-24 | 中煤张家口煤矿机械有限责任公司 | 中小型污水处理站液位控制系统 |
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