JPH08320703A - ポンプ運転台数制御装置 - Google Patents
ポンプ運転台数制御装置Info
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- JPH08320703A JPH08320703A JP12696995A JP12696995A JPH08320703A JP H08320703 A JPH08320703 A JP H08320703A JP 12696995 A JP12696995 A JP 12696995A JP 12696995 A JP12696995 A JP 12696995A JP H08320703 A JPH08320703 A JP H08320703A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポンプの運転・停止の頻度を減らしながら適
切なポンプ運転台数制御及び水位制御を得る。 【構成】 シーケンスコントローラ６は、下水処理水槽
１の水位が設定値補正部１２の設定水位を超えたときに
ポンプ２を運転し、設定水位以下になるときに停止する
において、水位変化量演算部９では一定周期で水位及び
水位変化量を求め、流入量変化量演算部１０は一定周期
で処理水の流入量変化量を求め、ファジイ推論部１１は
水位と水位変化量及び流入量変化量からｍｉｎ−ｍａｘ
重心法によるファジイ推論により設定値補正部の設定水
位の補正量を一定周期で求め、ポンプの運転／停止水位
の設定値を自動補正する。
切なポンプ運転台数制御及び水位制御を得る。 【構成】 シーケンスコントローラ６は、下水処理水槽
１の水位が設定値補正部１２の設定水位を超えたときに
ポンプ２を運転し、設定水位以下になるときに停止する
において、水位変化量演算部９では一定周期で水位及び
水位変化量を求め、流入量変化量演算部１０は一定周期
で処理水の流入量変化量を求め、ファジイ推論部１１は
水位と水位変化量及び流入量変化量からｍｉｎ−ｍａｘ
重心法によるファジイ推論により設定値補正部の設定水
位の補正量を一定周期で求め、ポンプの運転／停止水位
の設定値を自動補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水処理場等における
ポンプ設備のポンプ運転台数制御装置に関する。
ポンプ設備のポンプ運転台数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポンプ運転台数制御方法には、大別し
て、ポンプ台数分の運転水位と停止水位を定めて制御す
る方法と、増台水位と減台水位を定めて制御する方法の
２種類がある。
て、ポンプ台数分の運転水位と停止水位を定めて制御す
る方法と、増台水位と減台水位を定めて制御する方法の
２種類がある。
【０００３】図５の（ａ）は、前者の方法を示し、２台
のポンプＡ、Ｂにそれぞれ運転水位Ｌ３，Ｌ４と停止水
位Ｌ１，Ｌ２を定める。例えば、ポンプＡは水位が運転
水位Ｌ３に達したときに運転を開始し、水位が停止水位
Ｌ１に達したときに停止する。ポンプＢはその運転水位
がＬ４、停止水位がＬ２になる。
のポンプＡ、Ｂにそれぞれ運転水位Ｌ３，Ｌ４と停止水
位Ｌ１，Ｌ２を定める。例えば、ポンプＡは水位が運転
水位Ｌ３に達したときに運転を開始し、水位が停止水位
Ｌ１に達したときに停止する。ポンプＢはその運転水位
がＬ４、停止水位がＬ２になる。
【０００４】同図の（ｂ）は、後者の方法を示し、増台
水位Ｌ５と減台水位Ｌ６を定め、水位がＬ５に達したと
きに現在のポンプ運転台数を１台増し、水位がＬ６に達
したときにポンプ運転台数を１台減らす。
水位Ｌ５と減台水位Ｌ６を定め、水位がＬ５に達したと
きに現在のポンプ運転台数を１台増し、水位がＬ６に達
したときにポンプ運転台数を１台減らす。
【０００５】各設定水位Ｌ１〜Ｌ６は、処理場の土木構
造及びポンプの特性と運用の中での経験から、操作員の
判断で定められ、人為的に可変とされる。
造及びポンプの特性と運用の中での経験から、操作員の
判断で定められ、人為的に可変とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のポンプ運転台数
制御方法は、設定水位を人為的に可変でき、流入量が予
測できれば予め必要な吐出量を求め、それに見合った設
定水位を変更して適切な水位に制御できる。
制御方法は、設定水位を人為的に可変でき、流入量が予
測できれば予め必要な吐出量を求め、それに見合った設
定水位を変更して適切な水位に制御できる。
【０００７】しかし、下水処理場等では流入量が予測で
きない場合が多く、また流入量が常に変化するプロセス
では頻繁に設定水位を変更しなければ適切な制御ができ
ない。
きない場合が多く、また流入量が常に変化するプロセス
では頻繁に設定水位を変更しなければ適切な制御ができ
ない。
【０００８】また、設定水位は、ある流入条件下（時間
最大流入量など）を基に設定されている例が多く、その
条件に当てはまらない流入量になる時はポンプの運転と
停止の頻度が高くなることがあり、ポンプ駆動電動機に
とっては好ましくない状況となる。特に、運転している
ポンプの揚水能力近辺の流入量のときと、台数切り替え
時に顕著になる。
最大流入量など）を基に設定されている例が多く、その
条件に当てはまらない流入量になる時はポンプの運転と
停止の頻度が高くなることがあり、ポンプ駆動電動機に
とっては好ましくない状況となる。特に、運転している
ポンプの揚水能力近辺の流入量のときと、台数切り替え
時に顕著になる。
【０００９】なお、ポンプの運転頻度を抑制する方法と
して、ポンプ井水位一定制御（ＰＩＤ制御）により流入
量に見合った制御を行う方法があるが、これにはポンプ
駆動電動機を可変速装置等で速度制御する必要があり、
高価な運転設備になる。
して、ポンプ井水位一定制御（ＰＩＤ制御）により流入
量に見合った制御を行う方法があるが、これにはポンプ
駆動電動機を可変速装置等で速度制御する必要があり、
高価な運転設備になる。
【００１０】本発明の目的は、ポンプの運転・停止の頻
度を減らしながら適切なポンプ運転台数制御及び水位制
御になる装置を提供することにある。
度を減らしながら適切なポンプ運転台数制御及び水位制
御にな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、処理水槽の水位が流入水によって設定水
位を超えたときにポンプを運転又は運転台数を増し、水
位が設定水位以下になるときにポンプを停止又は台数を
減らすポンプ運転台数制御装置において、一定周期で前
記処理水槽の水位及び水位変化量を求める水位変化量演
算部と、一定周期で前記処理水槽への処理水の流入量変
化量を求める流入量変化量演算部と、前記水位と水位変
化量及び流入量変化量からｍｉｎ−ｍａｘ重心法による
ファジイ推論により一定周期で前記設定水位の補正量を
求めるファジイ推論部と、前記補正量の指令で前記設定
水位を補正する設定値補正部とを備えたことを特徴とす
る。
決を図るため、処理水槽の水位が流入水によって設定水
位を超えたときにポンプを運転又は運転台数を増し、水
位が設定水位以下になるときにポンプを停止又は台数を
減らすポンプ運転台数制御装置において、一定周期で前
記処理水槽の水位及び水位変化量を求める水位変化量演
算部と、一定周期で前記処理水槽への処理水の流入量変
化量を求める流入量変化量演算部と、前記水位と水位変
化量及び流入量変化量からｍｉｎ−ｍａｘ重心法による
ファジイ推論により一定周期で前記設定水位の補正量を
求めるファジイ推論部と、前記補正量の指令で前記設定
水位を補正する設定値補正部とを備えたことを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】ポンプの運転／停止水位の設定値を一定周期で
自動補正することにより、ポンプの運転／停止頻度を下
げる。
自動補正することにより、ポンプの運転／停止頻度を下
げる。
【００１３】設定値の補正量は、水位と水位変化量及び
流入量変化量からファジイ推論で推論する。
流入量変化量からファジイ推論で推論する。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す制御ブロッ
ク図である。下水処理水槽１にはポンプ機構２とその駆
動電動機３からなるポンプが複数台設けられ、下水処理
槽１から操作弁４を通して処理水を吐出する。この各ポ
ンプからの吐出量は流量検出器５で検出される。
ク図である。下水処理水槽１にはポンプ機構２とその駆
動電動機３からなるポンプが複数台設けられ、下水処理
槽１から操作弁４を通して処理水を吐出する。この各ポ
ンプからの吐出量は流量検出器５で検出される。
【００１５】シーケンスコントローラ６は、各ポンプの
運転水位と停止水位が設定され、これら設定値に水位検
出器７の検出水位が達したときに当該ポンプの運転又は
停止を行うためのオン／オフ信号を得て電動機３の運転
／停止制御を行う。
運転水位と停止水位が設定され、これら設定値に水位検
出器７の検出水位が達したときに当該ポンプの運転又は
停止を行うためのオン／オフ信号を得て電動機３の運転
／停止制御を行う。
【００１６】ファジイコントローラ８は、汚水の流入量
変化の傾向と現在の水位及び水位変化の傾向から一定周
期のファジイ推論によりシーケンスコントローラ６の各
ポンプの運転水位と停止水位の設定値を自動的に補正す
る。
変化の傾向と現在の水位及び水位変化の傾向から一定周
期のファジイ推論によりシーケンスコントローラ６の各
ポンプの運転水位と停止水位の設定値を自動的に補正す
る。
【００１７】このためのファジイコントローラ８は、水
位変化量演算部９と、流入量変化量演算部１０と、ファ
ジイ推論部１１と、設定値補正部１２とを備える。
位変化量演算部９と、流入量変化量演算部１０と、ファ
ジイ推論部１１と、設定値補正部１２とを備える。
【００１８】水位変化量演算部９は、水位検出器７によ
る水位検出値Ｌをファジイ推論周期（例えば６０秒周
期）で求め、さらに前回値と今回値との水位検出値Ｌの
偏差を水位変化量ΔＬとして求める。
る水位検出値Ｌをファジイ推論周期（例えば６０秒周
期）で求め、さらに前回値と今回値との水位検出値Ｌの
偏差を水位変化量ΔＬとして求める。
【００１９】流入量変化量演算部１０は、流量検出器５
により検出するポンプ吐出量（送水量）と、水位検出器
７による水位検出値Ｌを一定のサンプリング周期（例え
ば６秒）で求め、これら検出値からファジイ推論周期の
移動平均でポンプ吐出量Ｑoutと水位変化量ΔＬを求
め、これら値から汚水の流入量Ｑinを求め、この流入量
Ｑinの前回値と今回値から変化量ΔＱinを求める。
により検出するポンプ吐出量（送水量）と、水位検出器
７による水位検出値Ｌを一定のサンプリング周期（例え
ば６秒）で求め、これら検出値からファジイ推論周期の
移動平均でポンプ吐出量Ｑoutと水位変化量ΔＬを求
め、これら値から汚水の流入量Ｑinを求め、この流入量
Ｑinの前回値と今回値から変化量ΔＱinを求める。
【００２０】このための流入量Ｑinの演算には、処理槽
１の形状による表面積の違いにより同じ水位変化にも水
量が違うことを考慮した補正も行い、次式から求める。
１の形状による表面積の違いにより同じ水位変化にも水
量が違うことを考慮した補正も行い、次式から求める。
【００２１】
【数１】 Ｑin＝Ｑout（ｍ3／ｓ）＋Ｓ（ｍ2）＊ΔＬ（ｍ／ｓ） Ｑｏｕｔ：ポンプ吐出量 Ｓ：現在水位Ｌにおける表面積 ΔＬ：水位変化量 ΔＱin＝Ｑin（今回値）−Ｑin（前回値） ファジイ推論部１１は、水位変化量演算部９で求める水
位Ｌとその変化量ΔＬと、流入量変化量演算部１０で求
める流入量変化量ΔＱinを入力データとしてｍｉｎ−ｍ
ａｘ重心法によりファジイ推論を行い、ポンプの運転台
数制御のための設定水位（運転と停止水位）の補正値を
求め、これを設定値補正部１２の補正指令にする。設定
値補正部１２には設定値指令に対してリミッタ値を有し
て設定値出力を制限する。
位Ｌとその変化量ΔＬと、流入量変化量演算部１０で求
める流入量変化量ΔＱinを入力データとしてｍｉｎ−ｍ
ａｘ重心法によりファジイ推論を行い、ポンプの運転台
数制御のための設定水位（運転と停止水位）の補正値を
求め、これを設定値補正部１２の補正指令にする。設定
値補正部１２には設定値指令に対してリミッタ値を有し
て設定値出力を制限する。
【００２２】図２は、ファジイ推論部１１によるファジ
イ推論のブロック図を示す。前件部１１1には流入量変
化量ΔＱinと水位Ｌ及び水位変化量ΔＬについてそれぞ
れメンバーシップ関数を定める。
イ推論のブロック図を示す。前件部１１1には流入量変
化量ΔＱinと水位Ｌ及び水位変化量ΔＬについてそれぞ
れメンバーシップ関数を定める。
【００２３】図中において、流入量変化量ΔＱin又は水
位変化量ΔＬについては、ＰＢは急上昇又は上昇、Ｚ０
は変化なし、ＮＢは急低下又は低下を示す。また、水位
Ｌについては、Ｈは高い、Ｍは中位、Ｌは低いを示す。
位変化量ΔＬについては、ＰＢは急上昇又は上昇、Ｚ０
は変化なし、ＮＢは急低下又は低下を示す。また、水位
Ｌについては、Ｈは高い、Ｍは中位、Ｌは低いを示す。
【００２４】ルール部１１2は、各検出値ΔＱin、Δ
Ｌ、Ｌを前件部１１1のメンバーシップ関数と突き合わ
せ、所属度が低いメンバーシップ関数を選択する。例え
ば、検出値Ｌが図中のｘ1にあれば、現在の水位は所属
度の低いメンバーシップ関数Ｈ（水位が高い）を選択す
る。
Ｌ、Ｌを前件部１１1のメンバーシップ関数と突き合わ
せ、所属度が低いメンバーシップ関数を選択する。例え
ば、検出値Ｌが図中のｘ1にあれば、現在の水位は所属
度の低いメンバーシップ関数Ｈ（水位が高い）を選択す
る。
【００２５】この選択された各検出値に対する各メンバ
ーシップ関数をルールの前件部とする。
ーシップ関数をルールの前件部とする。
【００２６】そして、ルール部１１2のルールは、下記
のようにされ、前件部のメンバーシップ関数の組み合わ
せにより後件部１１3のメンバーシップ関数が決定さ
れ、またルールに適用されたメンバーシップ関数の所属
度のうち最も大きい値を後件部のメンバーシップ関数と
突き合わせる。
のようにされ、前件部のメンバーシップ関数の組み合わ
せにより後件部１１3のメンバーシップ関数が決定さ
れ、またルールに適用されたメンバーシップ関数の所属
度のうち最も大きい値を後件部のメンバーシップ関数と
突き合わせる。
【００２７】 （ルール１）ＩＦ ΔＱin＝Ｚ０ ＡＮＤ Ｌ＝Ｌ ＴＨＥＮ ΔＬＨ＝ＰＢ （ルール２）ＩＦ ΔＱin＝Ｚ０ ＡＮＤ Ｌ＝Ｍ ＡＮＤ ΔＬ＝Ｚ０ ＴＨＥＮ ΔＬＨ＝ＮＢ （ルール３）ＩＦ ΔＱin＝Ｚ０ ＡＮＤ Ｌ＝Ｈ ＡＮＤ ΔＬ＝Ｚ０ ＴＨＥＮ ΔＬＨ＝ＮＢ （ルール４）ＩＦ ΔＱin＝Ｚ０ ＡＮＤ Ｌ＝Ｌ ＴＨＥＮ ΔＬＨ＝ＰＢ （ルール５）ＩＦ ΔＱin＝Ｚ０ ＡＮＤ Ｌ＝Ｌ ＴＨＥＮ ΔＬＨ＝ＰＢ 後件部１１3には、ポンプの停止水位の設定値補正量Δ
ＬＨがメンバーシップ関数ＰＢ，Ｚ０，ＮＢとして定義
され、適用されたメンバーシップ関数の重心Ｚ０が下記
式から求められて設定値補正量を設定値補正部１２に指
令する。
ＬＨがメンバーシップ関数ＰＢ，Ｚ０，ＮＢとして定義
され、適用されたメンバーシップ関数の重心Ｚ０が下記
式から求められて設定値補正量を設定値補正部１２に指
令する。
【００２８】
【数２】
【００２９】本実施例に基づいたシミュレーションとし
て、ある流量のパターンを入力し、ファジイ推論により
ポンプ停止の設定水位を補正制御した場合のポンプ運転
台数のシミュレーション結果を図３にファジイ制御しな
い従来例を、図４にファジイ制御した例を示す。
て、ある流量のパターンを入力し、ファジイ推論により
ポンプ停止の設定水位を補正制御した場合のポンプ運転
台数のシミュレーション結果を図３にファジイ制御しな
い従来例を、図４にファジイ制御した例を示す。
【００３０】この結果には、ファジイ制御によりポンプ
の運転頻度が１７回から１２回に下がることが示され
る。
の運転頻度が１７回から１２回に下がることが示され
る。
【００３１】なお、上記のファジイ推論は、ポンプの停
止水位を補正する場合を示すが、同様の手法でポンプの
運転水位を補正し、ポンプ運転の頻度を下げることがで
きる。
止水位を補正する場合を示すが、同様の手法でポンプの
運転水位を補正し、ポンプ運転の頻度を下げることがで
きる。
【００３２】また、ポンプ運転台数制御に増台水位と減
台水位が設定される方式においては、水位が増台水位又
は減台水位に達したときに現在のポンプ運転台数から増
台又は減台を行うためのオン／オフ信号を得て電動機３
の運転／停止制御を行い、このときの増台と減台の設定
水位をファジイ推論で補正し、ポンプ運転頻度を下がる
ことができる。
台水位が設定される方式においては、水位が増台水位又
は減台水位に達したときに現在のポンプ運転台数から増
台又は減台を行うためのオン／オフ信号を得て電動機３
の運転／停止制御を行い、このときの増台と減台の設定
水位をファジイ推論で補正し、ポンプ運転頻度を下がる
ことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ポンプ
の運転／停止水位の設定値を自動補正し、この設定値の
補正量は水位と水位変化量及び流入量変化量からファジ
イ推論で推論するようにしたため、以下の効果がある。
の運転／停止水位の設定値を自動補正し、この設定値の
補正量は水位と水位変化量及び流入量変化量からファジ
イ推論で推論するようにしたため、以下の効果がある。
【００３４】（１）設定水位の補正により、ポンプの運
転／停止頻度を下げることができる。
転／停止頻度を下げることができる。
【００３５】（２）適切なポンプ運転台数制御及び水位
制御を得ることができる。
制御を得ることができる。
【００３６】（３）運用の形態が大きく変わらない限
り、操作員による水位の設定変更操作が不要になる。
り、操作員による水位の設定変更操作が不要になる。
【００３７】（４）可変速ポンプを設ける事なく、最適
な運転水位を自動で設定変更できる。
な運転水位を自動で設定変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す制御ブロック図。
【図２】実施例におけるファジイ推論のブロック図。
【図３】ファジイ制御前のシミュレーション結果。
【図４】ファジイ制御後のシミュレーション結果。
【図５】従来のポンプ台数制御方式例。
１…下水処理水槽 ２…ポンプ機構 ３…駆動電動機 ６…シーケンスコントローラ ７…水位検出器 ８…ファジイコントローラ ９…水位変化量演算部 １０…流入量変化量演算部 １１…ファジイ推論部 １２…設定値補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 9/12 Ｇ０５Ｄ 9/12 Ｂ
Claims (1)
- 【請求項１】 処理水槽の水位が流入水によって設定水
位を超えたときにポンプを運転又は運転台数を増し、水
位が設定水位以下になるときにポンプを停止又は台数を
減らすポンプ運転台数制御装置において、 一定周期で前記処理水槽の水位及び水位変化量を求める
水位変化量演算部と、 一定周期で前記処理水槽への処理水の流入量変化量を求
める流入量変化量演算部と、 前記水位と水位変化量及び流入量変化量からｍｉｎ−ｍ
ａｘ重心法によるファジイ推論により一定周期で前記設
定水位の補正量を求めるファジイ推論部と、 前記補正量の指令で前記設定水位を補正する設定値補正
部とを備えたことを特徴とするポンプ運転台数制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12696995A JPH08320703A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | ポンプ運転台数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12696995A JPH08320703A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | ポンプ運転台数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320703A true JPH08320703A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=14948386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12696995A Pending JPH08320703A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | ポンプ運転台数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08320703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012252671A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Metawater Co Ltd | 汚水流入量算出方法及び汚水流入量算出装置 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12696995A patent/JPH08320703A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012252671A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-20 | Metawater Co Ltd | 汚水流入量算出方法及び汚水流入量算出装置 |
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