JPH0693649A

JPH0693649A - 雨水ポンプ制御装置

Info

Publication number: JPH0693649A
Application number: JP28917992A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shimizu; 公一清水; Hiroyuki Goto; 浩之後藤; Takahiro Konishi; 隆裕小西; Masahide Ichikawa; 雅英市川
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JP3278932B2

Abstract

(57)【要約】【目的】雨水ポンプの制御装置において、降雨状況に
対応して柔軟に雨水ポンプ群の運転台数制御や回転数制
御を行う装置を提供する。【構成】降雨量やマンホール水位からポンプ起動必要
度を定期的に予測する。ポンプ井水位偏差等からポンプ
目標吐出量を求める。ポンプ目標吐出量とポンプ最小吐
出量とからポンプ起動またはポンプ停止を選択する。ポ
ンプ起動では、未来・現在のポンプ起動必要度等からポ
ンプの大小を決定する。ポンプ停止では、最低回転数の
ポンプを選択する。ポンプ井水位や流出渠水位から実揚
程を算出する（Ｓ２）。積算運転時間を考慮して回転数
修正ポンプを選択する（Ｓ４，８）。ポンプの回転数を
設定する（Ｓ５，９）。ポンプ目標変化量Ｑ_c （ｔ）を
補填するまでポンプ選択・回転数修正を繰り返す（Ｓ
７，１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、下水処理施設におけ
る雨水排除設備の制御において、降雨状態に対応して雨
水ポンプ群を制御する装置に係わり、特に雨水ポンプを
可変速制御するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】下水道事業は、汚水の処理の他、雨水を
速やかに排除して都市機能の安全確保を図ることを目的
とする。特に近年、都市部の市街地化に伴う雨水浸透率
の低下によって雨水流出量が増大する傾向にあり、雨水
排除の重要性は益々高まっている。

【０００３】一般に下水道処理設備では、管渠に流入し
た雨水をポンプ井に蓄積し、蓄積した雨水を雨水ポンプ
群により引き抜いて雨水処理場に供給する。雨水ポンプ
群の運転制御は通常、ポンプ井の水位に基づいてポンプ
運転台数を制御することにより行う。この運転台数の制
御では、ポンプ井水位が急激に変動することも有り得る
ため、雨水のポンプ井への流下量を予測して考慮しなけ
ればならない。従来の制御では、ポンプ井水位の上昇・
下降情報の他、管轄地域の降雨量等を勘案し、勘・経験
により運転員がポンプ運転台数を決定する手法をとって
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の雨水ポンプの運
転制御では、雨水ポンプに起動をかけてから当該雨水ポ
ンプが実際に稼働し始めるまでのタイムラグを考慮し、
ポンプ井水位や降雨量の変動に従って即時に運転台数を
決定する必要がある。しかも稼働ポンプの決定にあたっ
ては、種々の吐出量を有する複数のポンプから最適な組
み合わせを選択しなければならない。このような背景か
ら、雨水ポンプの運転制御には高度の運転技術（勘・経
験）が要求される。一方、雨水ポンプ施設は運転頻度が
低いために運転員の育成に不利であり、また各下水処理
場で雨水流下特性が異なるばかりでなく、地表面工程や
管渠の接続に変更があると雨水流下特性が変化すること
を考慮すると、運転員の負担が大きいばかりでなく、雨
水ポンプ施設の効率的運用にも限度を生じ、たとえばポ
ンプ井の水位に基づくポンプ回転数制御は勿論、最適回
転数制御を実現するまでに至っていない。

【０００５】また、雨水は、降雨後管渠内を通り、ポン
プ井へ流入してくるわけであるが、いつ，どのくらいの
量がポンプ井へ流入してくるかを定量的に判断するのは
非常に難しい。したがって、ポンプ井への流入量減少時
において、ポンプの稼働台数を多めに運転しがちであ
る。

【０００６】更には、通常行われているポンプ運転は、
ある水位を目標値として制御されているため、ポンプ井
への流入量減少時、稼働ポンプが最低回転数で運転され
る。したがって、ポンプ積算運転時間は長くなる傾向に
ある。

【０００７】この発明は、かかる問題点に鑑み、降雨状
況に柔軟に対応した雨水ポンプ群制御を可能とし、さら
に雨水ポンプの可変速制御を可能とする装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を図１に
示す。この発明は、上記の目的を達成するために、管轄
地域に敷設された管渠の下流側に形成されたポンプ井１
０１と、このポンプ井１０１に付設された雨水ポンプ群
１０２と、この雨水ポンプ群１０２による揚水を排出す
る流出渠１０３とを備えた雨水排除設備における、雨水
ポンプ群１０２の制御を行う装置において、次の要素を
備えたものである。

【０００９】１．ポンプ井水位１０４に基づいてポンプ
群目標吐出量１０５を求める目標吐出量演算手段１０
６。

【００１０】２．管轄地域各部の降雨量１０７および管
渠各部の水位１０８に基づいてポンプ起動必要度１０９
を予測するポンプ起動必要度予測手段１１０。

【００１１】３．ポンプ群目標吐出量１０５と稼働ポン
プによる最小吐出量との大小関係に基づいて起動ポンプ
・停止ポンプを選択する運転台数制御手段１１１。この
運転台数制御手段１１１は、回転数が低いことを停止ポ
ンプ選択の少なくとも優先条件とする。さらに運転台数
制御手段１１１は、ポンプ群目標吐出量１０５と現稼働
ポンプによる最小吐出量との大小関係に加えてポンプ起
動必要度１０９の変動傾向を起動ポンプ・停止ポンプの
選択基準とする。

【００１２】４．ポンプ群目標吐出量１０５に基づいて
稼働ポンプの回転数を制御する回転数制御手段１１２。
この回転数制御手段１１２は、次の要素を有する。

【００１３】（１）稼働ポンプの中から回転数修正ポン
プを選択する回転数修正ポンプ選択手段１１３。この回
転数修正ポンプ選択手段１１３は、ポンプ群目標吐出量
１０５の変化量が正である場合に積算運転時間が短いこ
とをポンプ選択の少なくとも優先条件とし、ポンプ群目
標吐出量１０５の変化量が負である場合に積算運転時間
が長いことをポンプ選択の少なくとも優先条件とする。

【００１４】（２）ポンプ群目標吐出量１０５の変化量
に基づいて回転数修正ポンプの修正回転数を設定する回
転数修正手段１１４。この回転数修正手段１１４は、次
の要素を有する。

【００１５】ａ）ポンプ井水位１０４および流出渠水位
１１５に基づいて実揚程１１６を求める実揚程演算手段
１１７。

【００１６】ｂ）実揚程１１６から送水管路抵抗曲線を
定め、この送水管路抵抗曲線およびポンプ運転特性曲線
を用いて、現在の回転数とポンプ目標吐出量１０５の変
化量とにより修正回転数１１８を求める回転数演算手段
１１９。

【００１７】

【作用】この発明によれば、雨水ポンプ群のポンプ目標
吐出量をポンプ井水位に基づいて演算し、このポンプ目
標吐出量に基づいて運転台数制御や回転数制御を行うこ
ととしている。これらの制御を適切に行うには、雨水流
下状況を的確に把握して制御に反映する必要があるが、
たとえば運転台数制御においてポンプ起動の必要度を予
測したポンプ起動必要度なるパラメータを導入すること
で、降雨状況の急変等に柔軟に対処できるようにしてい
る。このポンプ起動必要度は、管轄地域各部の降雨量と
管渠各部の水位を検出し、これらの検出値からたとえば
ファジィ推論により求めることができる。

【００１８】さらに運転台数制御における停止ポンプの
選択や回転数制御における回転数修正ポンプの選択にあ
たって、各ポンプの積算運転時間を反映させることとし
ている。つまり、停止ポンプ選択で回転数の低いものを
優先する一方で、回転数修正ポンプの選択で積算運転時
間の長短を考慮し、積算運転時間が長いポンプが低い回
転数となる傾向に制御することで、稼働率の均一化を図
ることができる。また、修正回転数の演算にあたって、
ポンプ井水位から実揚程を演算して送水管路抵抗特性を
求め、さらにポンプ運転特性を考慮して修正回転数を算
出することで、回転数制御の精度が向上する。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この実
施例では、マンホールの水位を適宜検出し、このマンホ
ール水位とポンプ井水位等を勘案してファジィ推論によ
り雨水ポンプの運転台数制御を行うものである。

【００２０】この実施例装置のシステム構成の概略を図
２に示す。２０１は雨水が流下する管渠、２０２は沈砂
池、２０３は沈砂池に連設されるポンプ井、２０４はポ
ンプ井に付設される雨水ポンプ、２０５はポンプ井水位
を測定する水位計、２０６は揚排水を河川等に導く流出
渠、２０７は流出渠水位を測定する水位計、２０８はマ
ンホール水位を測定する水位計である。この水位計２０
８を取り付けるマンホールは、ポンプ井２０３への雨水
流達時間や雨水ポンプ２０４の立ち上げ時間（始動から
ポンプ定格吐出量に達するまでの時間）を考慮し、予測
を行うための時間的余裕を十分に確保でき、しかもポン
プ井の水位に影響されない場所を選ぶ。２０９は管轄地
域の各部の雨量を測定する雨量計、２１０は雨水ポンプ
の運転台数制御を行う制御装置である。

【００２１】制御装置２１０に組み込まれたポンプ運転
制御フローの概略を図３に示す。この実施例では、ポン
プ起動の要否を示すポンプ起動レベルを定期的（周期Δ
ｔ_fごと）に予測・設定すると共に（Ｓ１，２）、制御
サイクルΔｔ_c（Δｔ_f＞Δｔ_c）ごとにポンプ目標変化
量を求め（Ｓ３）、それらの値に基づいてポンプ運転台
数制御（Ｓ４〜９）やポンプ回転数制御（Ｓ１０）を行
う。各種の演算は、必要によりファジィ推論を用いて行
う。ファジィ推論において、入力項目のファジィ化やフ
ァジィ演算、出力項目の非ファジィ化は周知の手法で行
えばよい。

【００２２】ポンプ起動レベルは、降雨量やマンホール
水位を取り込み、それらの値から推論される。この推論
で使用されるファジィルールの一例を示すと、「ＩＦ
降雨量がとても多い＆マンホールの水位がとても高い
ＴＨＥＮポンプ起動レベルは「起動必要性とても高
い」」というようになる。

【００２３】一方、ポンプ目標変化量は、ポンプ井水位
偏差（水位検出値と水位目標値の偏差）とポンプ井水位
の変化率から推論される。ポンプ水位の変化率は、時間
ｔにおける変化率をΔＨ（ｔ）とすると、次の（１）式
で表される。

【００２４】

【数１】 ΔＨ(ｔ)＝（Ｈ(ｔ)−Ｈ(ｔ−ｔ_n)）／ｔ_n …（１）この推論で使用されるファジィルールの一例を示すと、
「ＩＦポンプ井水位偏差が偏り無し＆ポンプ井水位
の変化率が変化無しＴＨＥＮポンプ目標変化量＝０」
というようになる。

【００２５】この後、起動ポンプ選定情報・停止ポンプ
選定情報等を設定する（Ｓ６〜９）。このとき、まず
（２）式を用いてポンプ目標変化量Ｑ_c（ｔ）からポン
プ必要吐出量Ｑ_n（ｔ）を求める。ただしｔ時（現在
時）におけるポンプ吐出量である。

【００２６】

【数２】Ｑ_n(ｔ)＝Ｑ(ｔ)＋Ｑ_c(ｔ) …（２）そして、このポンプ必要吐出量Ｑ_n（ｔ）を現在のポン
プ最小吐出量Ｑ_min（ｔ）と比較し、その比較結果に基
づいてポンプ起動・停止指示の設定処理を適宜選択す
る。Ｑ_n（ｔ）＜Ｑ_min（ｔ）の場合は（Ｓ５：ＹＥ
Ｓ）、ポンプ運転情報等に基づいて停止ポンプの選定を
行う（Ｓ９）。

【００２７】また、Ｑ_n（ｔ）＞Ｑ_min（ｔ）である場合
は（Ｓ４：ＹＥＳｏｒＳ５：ＮＯ）、水位がポンプ
起動水位を越えているにも拘わらず１台目のポンプが起
動していない状態かどうかを確認し、該当する場合、そ
の１台目のポンプを起動すべき旨を設定する（Ｓ６）。

【００２８】さらに、Ｑ_n（ｔ）＞Ｑ_min（ｔ）であって
周期Δｔ_fに当たる場合は（Ｓ４；ＹＥＳ）、まず未来
起動レベル、現在起動レベル、ポンプ必要吐出量、現在
ポンプ最大吐出量、ポンプ起動情報により起動ポンプフ
ラグを設定する（Ｓ７）。ここで、ポンプを起動させて
から定格に達するための時間をｔ_pとすると、現時点で
ポンプを操作すればｔ_p時間後の雨水流入量に対処でき
ることから、ｔ−（ｔ_i−ｔ_p）時のポンプ起動レベルを
現在起動レベルとし、ｔ時のポンプ起動レベルを未来起
動レベルとする。この起動ポンプフラグの設定では、大
ポンプまたは小ポンプを停止させる場合や、現在ポンプ
が起動中であってもさらに大小ポンプを起動させる場合
を考慮した。これらのことにより降雨状況に合わせた柔
軟な制御を可能とし、急激な雨水の流入にも対処できる
ように配慮した。ルールの１つを例示すると、大きなポ
ンプを起動させるルールはたとえば、

【００２９】

【数３】 IF Y(t-ty)=2 & Y(t)=0 & Pw=0 THEN Pf(t)=2 というようになる。一方、小さなポンプを起動させるル
ールは、

【００３０】

【数４】 IF Y(t-ty)=1 Y(t)<=0 & Qn(t)>=Qmax(t) & Pw=0 THEN Pf(t)=1 というようになる。また、起動中のポンプがある状態で
さらにポンプを起動させるルールは、

【００３１】

【数５】 IF Y(t-ty)=2 Y(t)=2 & Qn(t)>=Qmax(t) & Pw=1 THEN Pf(t)=2 というようになる。ここでＹはポンプ起動レベル（０：
起動必要性無し，１：起動必要性あり，２：起動必要性
とても高い）、Ｙ（ｔ−ｔ_y）は現在起動レベル、Ｙ
（ｔ）は未来起動レベル（ただしｔ_y＝ｔ_i−ｔ_P）、Ｐ_W
はポンプ起動情報（０：ポンプ起動無し，１：ポンプ起
動中）、Ｑ_max（ｔ）は現在ポンプ最大吐出量、Ｐｆ
（ｔ）は起動ポンプフラグ（０：現状維持，１：小ポン
プ起動，２：大ポンプ起動）である。この後、設定した
起動ポンプフラグの他、ポンプ積算運転時間やポンプ運
転情報等に基づいて起動ポンプを選定し、選定したポン
プの起動指示を設定する（Ｓ８）。

【００３２】この後、以上の手法で設定されたポンプ起
動・停止指示を考慮に入れ、ポンプ必要吐出量Ｑ
_n（ｔ）に見合ったポンプ回転数を設定し（Ｓ１０）、
各ポンプの操作量を演算して出力する（Ｓ１１）。この
ようにポンプ起動レベルの演算その他にファジィ推論を
導入することにより、熟練運転者の経験や勘を制御に取
り入れることができ、特に演算に使用するデータ（前件
部）が降雨量やポンプ井水位等、ポンプ運転時に操作者
が実際に使用しているデータである点で有利である。ま
た、地表面工程や管渠の接続が変更された場合でも、フ
ァジィ推論にあたって使用するパラメータを修正するこ
とで容易に対処できる。

【００３３】次に、ポンプ回転数設定処理の詳細を説明
する。図４にこの処理の概略を示す。まずポンプ目標変
化量Ｑ_c（ｔ）がＱ_c（ｔ）＝０の場合（Ｓ１；ＹＥ
Ｓ）、ポンプ回転数の設定変更は必要ないのでこの処理
をスキップする。Ｑ_c（ｔ）≠０の場合（Ｓ１；Ｎ
Ｏ）、実揚程をＨ_t（ｔ）（＝Ｈ_o（ｔ）−Ｈ（ｔ）、た
だしＨ_o（ｔ）は流出渠水位）を求めたうえで（Ｓ
２）、Ｑ_c（ｔ）の正負から回転数上昇処理（Ｓ４〜
７）あるいは回転数下降処理（Ｓ８〜１１）を選択する
（Ｓ３）。

【００３４】回転数上昇処理では、まず回転数を上昇さ
せるポンプの選定を行う（Ｓ４）。このポンプ選定で
は、回転数制御フラグ（後述）がセットされていない稼
動中のポンプの中から、ポンプ積算運転時間が一番短い
ものを選定する。このことによりポンプ稼働時間の均等
化を図る。すなわち、後述するように回転数下降処理で
は逆にポンプ積算運転時間が一番長いものを選定するこ
ととし、ポンプ積算運転時間が長い程、回転数が小さく
なるように制御する。そして前述のポンプ停止処理（図
３，Ｓ９）で最低回転数のポンプを停止ポンプに選定す
ることにより、積算運転時間が長いポンプを優先的に停
止させることができる。

【００３５】回転数上昇ポンプの選定が終了すると、ポ
ンプ目標変化量Ｑ_c（ｔ）と実揚程Ｈ_t（ｔ）に応じてポ
ンプ回転数を設定する（Ｓ５）。この処理では、あらか
じめ設定されたポンプ特性曲線と送水管路抵抗曲線を用
いて設定回転数を求める。図５にポンプ特性曲線の一例
を示す。ここで、懸案時刻ｔにおける実揚程をＨ
_t（ｔ）、懸案時刻ｔにおける回転数をｎ（ｔ）、設定
回転数をｎ′、最低回転数をｎ_min、最高回転数をｎ_max
とすると、図５において、曲線Ａは回転数ｎ_min時のポ
ンプ運転特性、曲線Ｂは回転数ｎ（ｔ）時のポンプ運転
特性、曲線Ｃは回転数ｎ_max時のポンプ運転特性、曲線
Ｄは実揚程Ｈ_t（ｔ）における送水管路抵抗、Ｑ_minは実
揚程Ｈ_t（ｔ）における回転数ｎ_min時のポンプ吐出量、
Ｑは実揚程Ｈ_t（ｔ）における回転数ｎ（ｔ）時のポン
プ吐出量、Ｑ_maxは実揚程Ｈ_t（ｔ）における回転数ｎ
_max時のポンプ吐出量である。

【００３６】ポンプ運転特性曲線Ｂは回転数ｎ（ｔ）に
より曲線Ａ，Ｃ間を平行移動し（ｎ_min≦ｎ（ｔ）≦ｎ
_max）、送水管路抵抗曲線ＤはＹ切片Ｈ_t（ｔ）により平
行移動する。したがって回転数ｎ（ｔ）と実揚程Ｈ
_t（ｔ）とから曲線Ｂ，Ｄが定まって、曲線Ｄと曲線
Ａ，Ｂ，Ｃとの交点ｅ₁，ｅ₂，ｅ₃のＸ座標Ｑ_min，Ｑ
（ｔ），Ｑ_maxが定まる。この後、Ｑ（ｔ）′（＝Ｑ
（ｔ）＋Ｑ_c（ｔ））を求めて、Ｑ（ｔ）′とＱ_maxとを
比較する。そしてＱ（ｔ）′≦Ｑ_maxのときには、直線
Ｘ＝Ｑ（ｔ）′と曲線Ｄとの交点ｅ₄のＹ座標を求め、
このＹ座標を設定回転数ｎ（ｔ）′とする。また、Ｑ
（ｔ）′＞Ｑ_maxのときには、設定回転数ｎ（ｔ）′を
ｎ（ｔ）′＝ｎ_maxとする。

【００３７】設定回転数ｎ（ｔ）′の演算が終了する
と、当該ポンプに回転数制御フラグをセットする（Ｓ
６）。この回転数制御フラグは、当該ポンプの回転数が
設定回転数になるまでセットされており、その間、当該
ポンプは回転数制御の対象から外される。

【００３８】この後、今回の回転数設定による吐出量増
加分ΔＱ（＝Ｑ（ｔ）′−Ｑ（ｔ））を求め、さらに変
化量残存分Ｑ_d（＝Ｑ_c（ｔ）−ΔＱ）を求める。この残
存分Ｑ_dが０（あるいは負）であれば（Ｓ７；ＹＥ
Ｓ）、回転数設定処理を終了する。もし残存分Ｑ_dが正
であれば（Ｓ７；ＮＯ）、この残存分Ｑ_dを新たなポン
プ目標変化量Ｑ_c（ｔ）としてセットしたうえでＳ４に
戻り、２台目のポンプの回転数上昇制御を行う。

【００３９】一方、回転数下降処理は、基本的に回転数
上昇処理と同様の手順をとる。まず回転数下降ポンプの
選定（Ｓ８）では、前述のように積算運転時間が一番短
いことを選定基準とする他は、回転数上昇ポンプ選定と
同様の処理を行う。また、回転数設定（Ｓ９）において
も、回転数上昇処理の場合と同様にポンプ特性曲線と送
水管路抵抗曲線とを用いてポンプ目標変化量Ｑ_c（ｔ）
と実揚程Ｈ_t（ｔ）とからＱ_min，Ｑ（ｔ），Ｑ_maxを定
めてＱ（ｔ）′を求める。ただし、この後、Ｑ（ｔ）′
とＱ_minとを比較することとし、Ｑ（ｔ）′≧Ｑ_minのと
きには、直線Ｘ＝Ｑ（ｔ）′と曲線Ｄとの交点をとっ
て、この交点のＹ座標を設定回転数ｎ（ｔ）′とし、Ｑ
（ｔ）′＜Ｑ_minのときには、設定回転数ｎ（ｔ）′を
ｎ（ｔ）′＝ｎ_minとする。さらに、ポンプ目標変化量
Ｑｃ（ｔ）の初期値分だけポンプ吐出量を減少させたか
どうかの判別（Ｓ１１）は、Ｑ_d≧０であるか否かを基
準とする。

【００４０】図６はポンプ運転制御の他の実施例を示し
たものである。

【００４１】同図において、一点鎖線で囲んだ部分が図
３で示す実施例に追加したものである。したがって、説
明を簡略化するためにステップＳ１〜Ｓ１１までは省略
する。

【００４２】ステップＳ３において、ポンプ目標変化量
が推論されると、次にＳ３１において不要ポンプフラグ
が設定される。この不要ポンプフラグ設定機能として
は、（１）稼働ポンプが２台以上である。

【００４３】（２）管渠水位変化率が例えば５分間と言
う一定の不要ポンプ停止判定時間において連続して負で
ある。

【００４４】（３）総稼働ポンプ吐出量が、次に停止予
定のポンプを除いた総稼働ポンプ吐出量の例えば９０％
量よりも小さい。

【００４５】ときに不要ポンプフラグをセットし、
（１），（２），（３）の条件の何れかが満たされてい
ないときには、不要ポンプフラグはクリアされる。

【００４６】なお、（２）の条件は、ポンプ井へ流入し
てくる雨水が減少することを意味し、（３）の条件は、
現在稼働しているポンプが多過ぎることを意味する。し
たがって、条件（１）〜（３）が成立することは、流入
してくる雨水に対して、現状のポンプ台数は１台多いこ
とを示している。

【００４７】また、条件（２）における不要ポンプ停止
判定時間は、ポンプ場，管渠に設置する水位計の位置に
よって任意に設定される。

【００４８】また、不要ポンプフラグ機能の比較ポンプ
吐出量として、条件（３）において、次の停止予定ポン
プを除いた総稼働ポンプ吐出量の９０％量としているの
は、ポンプ停止後急激な降雨によりポンプ井への流入量
が増大しても、現稼働ポンプ台数である程度対処できる
ようにしたものである。したがって、９０％量はポンプ
場，管渠に設置する水位計の位置によって、任意に設定
される。

【００４９】Ｓ３１で不要ポンプフラグ設定されると、
Ｓ３２において不要ポンプフラグ設定か否かを判定し、
設定されていれば、Ｓ３３で不要ポンプが選定される。
このとき、停止予定ポンプが最低回転数であれば該当ポ
ンプの停止を指示し、最低回転数でなければ該当ポンプ
の回転数を最低に指示する。

【００５０】一方、Ｓ３２において、不要フラグがセッ
トされていなければＳ４において、Ｑ_n（ｔ）≧Ｑ
_min（ｔ）で、かつ△ｔ_f周期であるか否かを判断する。
その結果、否であればＳ４１で時間（ｔ）のポンプ目標
変化量Ｑ_CがＱ_C＝０であるか否かが判断され、Ｑ_C＝０
であればＳ１に移り、否であればＳ５に移り、以下図３
と同様の作用をする。

【００５１】この実施例によれば、ポンプ稼働台数，管
渠水位変化率，ポンプ吐出量より不要ポンプを選定する
ことによって、ポンプ井への雨水流入量を加味した最適
なポンプ運転台数にてポンプ運転が実現でき、無駄なポ
ンプ運転が避けられて消費電力が削減できる。

【００５２】図７は、更に他の実施例を示したものであ
る。同図において、図６と同一部分もしくは相当部分に
同一符号を付してその説明を省略する。

【００５３】すなわち、この実施例は降雨量，管渠水位
変化率よりポンプ井への流入量が減少すると判断したと
き、稼働中のポンプを最大回転数に設定する手段Ｓ５
１，Ｓ５２を付加したものである。

【００５４】Ｓ５１の回転数最大判定フラグ設定機能と
しては、（４）稼働ポンプが１台以上である。

【００５５】（５）降雨量が例えば５分間と言う所定の
回転数最大判定時間０（ｍｍ／ｍｉｎ）である。

【００５６】（６）管渠水位変化率が回転数判定時間に
おいて連続して負の値である。

【００５７】とき、回転数最大判定フラグをセットし、
（４），（５），（６）の条件の何れかが満たされてい
ないときには回転数最大判定フラグはクリアされる。

【００５８】なお、（５）の条件は、これから管渠へ流
入してくる雨水がなくなることを意味し、（６）の条件
は、これからポンプ井の流入してくる雨水が減少するこ
とを意味する。したがって、（４）〜（６）の条件成立
時に、管渠内に貯留する雨水を現在稼働中のポンプで迅
速に排除するためには、その稼働中のポンプを最大回転
数にすればよい。

【００５９】上記した回転数最大判定時間は、ポンプ
場，雨量計の設置場所，管渠に設置する水位計の位置に
よって任意に設定され、雨量計，管渠水位計の市によっ
ては、個々に回転数最大判定時間に設定する必要があ
る。

【００６０】また、雨量計を例えば上流，下流に設置す
ることにより、より制御の向上が図れる。

【００６１】Ｓ５２においては、Ｓ５１によって回転数
最大判定フラグがセットされたか否かを判断し、フラグ
がセットされていればＳ１０に移って稼働ポンプ回転数
設定が行われる。

【００６２】また、フラグがセットされていなければＳ
３２で不要ポンプフラグセットの有無を判断し、以下図
６と同様にしてフローが実行される。

【００６３】なお、図７で示す実施例には、不要ポンプ
フラグ機能Ｓ３１，Ｓ３２も挿入されているが、回転数
最大判定フラグ設定機能は、図３で示す実施例に追加さ
れてもよいことは勿論である。

【００６４】以上本実施例によれば、（４）〜（６）の
条件が成立したとき、現在稼働中のポンプを最大回転数
に制御し、管渠内に貯留している雨水を速やかに除去す
ることにより、ポンプ積算運転時間を短くでき、消費電
気量を削減することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
次の効果を奏する。

【００６６】（１）運転台数制御のみによらず可変速制
御による雨水ポンプの運転制御が可能となり、雨水ポン
プ施設の運用効率の向上に寄与する。

【００６７】（２）雨水ポンプの運転制御の自動化（あ
るいは半自動化）を可能とし、運転員の負担を軽減する
と共に、運転員の育成に有利である等、人的資源の確保
に寄与する。

【００６８】（３）各雨水ポンプの積算運転時間を考慮
して稼働ポンプの選択を行うのでポンプ稼働率を均一化
でき、雨水ポンプの寿命が向上する。

【００６９】（４）ポンプ稼働台数，管渠水位変化率，
ポンプ吐出量より不要ポンプを選定し、ポンプ井への雨
水流入量を考慮した最適な運転台数にて運転できるの
で、無駄なポンプ台数の運転が避けられ、消費電力の削
減ができる。

【００７０】（５）現在稼働中のポンプを最大回転数に
制御し、管渠内の貯留雨水を速やかに排除することによ
り、ポンプ積算運転時間が短縮でき、消費電力が削減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示す機能ブロック図。

【図２】実施例装置のシステム構成の概略を示すブロッ
ク図。

【図３】ポンプ運転制御手順の概略を示すフローチャー
ト。

【図４】ポンプ回転数設定手順の概略を示すフローチャ
ート。

【図５】ポンプ特性曲線および送水管路抵抗特性曲線の
一例を示すグラフ。

【図６】ポンプ運転制御手段の第２実施例のフローチャ
ート。

【図７】ポンプ運転制御手段の第３実施例のフローチャ
ート。

【符号の説明】

１０１…ポンプ井１０２…雨水ポンプ群１０３…流出渠１０４…ポンプ井水位１０５…ポンプ群目標吐出量１０６…目標吐出量演算手段１０７…管轄地域各部の降雨量１０８…管渠各部の水位１０９…ポンプ起動必要度１１０…ポンプ起動必要度予測手段１１１…運転台数制御手段１１２…回転数制御手段１１３…回転数修正ポンプ選択手段１１４…回転数修正手段１１５…流出渠水位１１６…実揚程１１７…実揚程演算手段１１８…修正回転数１１９…回転数演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川雅英東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管轄地域に敷設された管渠の下流側に形
成されたポンプ井と、該ポンプ井に付設された雨水ポン
プ群と、該雨水ポンプ群による揚水を排出する流出渠と
を備えた雨水排除設備における、前記雨水ポンプ群の制
御を行う装置において、ポンプ井水位に基づいてポンプ群目標吐出量を求める目
標吐出量演算手段と、ポンプ群目標吐出量と稼働ポンプ
による最小吐出量との大小関係に基づいて起動ポンプ・
停止ポンプを選択する運転台数制御手段と、前記ポンプ
群目標吐出量に基づいて稼働ポンプの回転数を制御する
回転数制御手段とを備え、前記運転台数制御手段は、回転数が低いことを停止ポン
プ選択の少なくとも優先条件とするものであり、前記回転数制御手段は、稼働ポンプの中から回転数修正
ポンプを選択する回転数修正ポンプ選択手段と、前記ポ
ンプ群目標吐出量の変化量に基づいて回転数修正ポンプ
の修正回転数を設定する回転数修正手段とを有し、該回転数修正ポンプ選択手段は、前記ポンプ群目標吐出
量の変化量が正である場合に積算運転時間が短いことを
ポンプ選択の少なくとも優先条件とし、前記ポンプ群目
標吐出量の変化量が負である場合に積算運転時間が長い
ことをポンプ選択の少なくとも優先条件とするものであ
ることを特徴とする雨水ポンプ制御装置。
【請求項２】請求項１記載の雨水ポンプ制御装置にお
いて、管轄地域各部の降雨量および管渠各部の水位に基づいて
ポンプ起動必要度を予測するポンプ起動必要度予測手段
を備え、前記運転台数制御手段は、前記ポンプ群目標吐出量と現
稼働ポンプによる最小吐出量との大小関係に加えて前記
ポンプ起動必要度の変動傾向を起動ポンプ・停止ポンプ
の選択基準とするものであることを特徴とする雨水ポン
プ制御装置。
【請求項３】請求項１または２記載の雨水ポンプ制御
装置において、前記回転数修正手段は、ポンプ井水位および流出渠水位
に基づいて実揚程を求める実揚程演算手段と、該実揚程
から送水管路抵抗曲線を定め該送水管路抵抗曲線および
ポンプ運転特性曲線を用いて現在の回転数とポンプ目標
吐出量の変化量とにより修正回転数を求める回転数演算
手段とを有するものであることを特徴とする雨水ポンプ
制御装置。
【請求項４】管轄地域に敷設された管渠の下流側に形
成されたポンプ井と、このポンプ井に付設された雨水ポ
ンプ群と、この雨水ポンプ群による揚水を排出する流出
渠とを備えた雨水排除設備における雨水ポンプ群の制御
を行う装置において、前記ポンプ井の水位に基づいてポンプ群目標吐出量を求
める目標吐出量演算手段と、ポンプ群目標吐出量と稼働
ポンプによる最小吐出量との大小関係に基づいて起動ポ
ンプ・停止ポンプを選択する運転台数制御手段と、前記
ポンプ目標吐出量に基づいて稼働ポンプの回転数を制御
する回転数制御手段とを備え、前記運転台数制御手段に
は、不要ポンプ設定手段を有し、この不要ポンプ設定手
段は稼働ポンプが複数で、前記管渠の水位変化率が所定
時間連続して負で、且つ稼働ポンプ吐出量が次に停止予
定のポンプを除いた吐出量の一定量より小さいとき、不
要ポンプの設定を行うことを特徴とする雨水ポンプ制御
装置。
【請求項５】管轄地域に敷設された管渠の下流側に形
成されたポンプ井と、このポンプ井に付設された雨水ポ
ンプ群と、この雨水ポンプ群による揚水を排水する流出
渠とを備えた雨水排除設備における雨水ポンプ群の制御
を行う設置において、前記ポンプ井の水位に基づいてポンプ群目標吐出量を求
める目標吐出量演算手段と、ポンプ群目標吐出量と稼働
ポンプによる最小吐出量との大小関係に基づいて起動ポ
ンプ・停止ポンプを選択する運転台数制御手段と、前記
ポンプ目標吐出量に基づいて稼働ポンプの回転数を制御
する回転数制御手段とを備え、前記回転数制御手段には
回転数最大設定手段を有し、この回転数最大設定手段は
稼働ポンプが１台以上で、降雨量が所定時間なく、且つ
前記管渠の水位変化率が前記所定時間連続して負値であ
る回転数最大に設定することを特徴とする雨水ポンプ制
御装置。