JPH0849287A - 雨水ポンプの運転台数制御装置 - Google Patents
雨水ポンプの運転台数制御装置Info
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- JPH0849287A JPH0849287A JP6183828A JP18382894A JPH0849287A JP H0849287 A JPH0849287 A JP H0849287A JP 6183828 A JP6183828 A JP 6183828A JP 18382894 A JP18382894 A JP 18382894A JP H0849287 A JPH0849287 A JP H0849287A
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
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- Sewage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ポンプ井水位に応じて複数台の雨水ポンプの
始動−停止を行う雨水ポンプの運転台数制御部におい
て、流入雨水量の変化に対する迅速な始動−停止および
始動−停止頻度の減少を図る。 【構成】 水位偏差量検出手段１２で基準水位との偏差
信号ＨＬを、水位変化量演算手段１４で時刻Ｔ1，Ｔ2，
Ｔ3前の過去水位と現在水位の３つの変化量信号△Ｌ1，
△Ｌ2，△Ｌ3をファジィ推論手段１１に入力し、ＨＬと
△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3を現象項目、ポンプ増減台数指令
信号△Ｎを原因項目とするファジィ推論を行って、しき
い値変換手段１５およびポンプ台数制御手段１６を介し
て雨水ポンプ５の運転−停止の制御を行う。
始動−停止を行う雨水ポンプの運転台数制御部におい
て、流入雨水量の変化に対する迅速な始動−停止および
始動−停止頻度の減少を図る。 【構成】 水位偏差量検出手段１２で基準水位との偏差
信号ＨＬを、水位変化量演算手段１４で時刻Ｔ1，Ｔ2，
Ｔ3前の過去水位と現在水位の３つの変化量信号△Ｌ1，
△Ｌ2，△Ｌ3をファジィ推論手段１１に入力し、ＨＬと
△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3を現象項目、ポンプ増減台数指令
信号△Ｎを原因項目とするファジィ推論を行って、しき
い値変換手段１５およびポンプ台数制御手段１６を介し
て雨水ポンプ５の運転−停止の制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は雨水ポンプ台数制御装置
に関し、特にファジィ推論を用いて最適な制御を実現す
るものに関する。
に関し、特にファジィ推論を用いて最適な制御を実現す
るものに関する。
【０００２】
【従来の技術】合流式の下水処理場や中継ポンプ場など
では、流入下水として汚水だけでなく、雨水も流入して
くるため、一般的に汚水ポンプと雨水ポンプが設置され
る。
では、流入下水として汚水だけでなく、雨水も流入して
くるため、一般的に汚水ポンプと雨水ポンプが設置され
る。
【０００３】汚水ポンプは汚水用として継続的で定常的
な揚排水機能が必要とされ、後段の処理プロセスや前段
の沈砂池プロセスの沈降効率などを考慮した排水が目的
となり可変速ポンプで計画される場合が多い。
な揚排水機能が必要とされ、後段の処理プロセスや前段
の沈砂池プロセスの沈降効率などを考慮した排水が目的
となり可変速ポンプで計画される場合が多い。
【０００４】一方、雨水ポンプは雨水用として単発的で
非定常的な揚排水機能が必要とされ、短時間で迅速な排
水が目的となり固定速ポンプで計画される場合が多く、
また流入下水量に対応して複数台が設置されるためポン
プ運転台数制御が行われる。
非定常的な揚排水機能が必要とされ、短時間で迅速な排
水が目的となり固定速ポンプで計画される場合が多く、
また流入下水量に対応して複数台が設置されるためポン
プ運転台数制御が行われる。
【０００５】従来この雨水ポンプ運転台数制御は、一般
的には図４に示すように、ある特定した流入雨水量パタ
ーンを前提としてポンプ井水位に始動水位と停止水位を
固定的に設定し、ポンプ井水位がこの設定水位に達した
ときに、オン−オフ制御によるポンプ始動，停止指令を
出力して水位を調整していた。
的には図４に示すように、ある特定した流入雨水量パタ
ーンを前提としてポンプ井水位に始動水位と停止水位を
固定的に設定し、ポンプ井水位がこの設定水位に達した
ときに、オン−オフ制御によるポンプ始動，停止指令を
出力して水位を調整していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の方法では、ポンプ井水位に始動水位と停止水位を固定
的に設定し、それらの水位によるオン−オフ運転を行っ
ているため、次のような課題があった。
の方法では、ポンプ井水位に始動水位と停止水位を固定
的に設定し、それらの水位によるオン−オフ運転を行っ
ているため、次のような課題があった。
【０００７】（１）流入下水量パターンを特定すること
は、実プロセスにおいては困難であるにもかかわらず、
前提とした流入下水量パターンに対応して始動水位と停
止を固定的に設定している。
は、実プロセスにおいては困難であるにもかかわらず、
前提とした流入下水量パターンに対応して始動水位と停
止を固定的に設定している。
【０００８】（２）前提外の流入下水量パターンや過大
な流入下水量パターンなどに対して、ポンプ井水位の過
大な上昇やポンプの始動停止頻度を上昇させることにな
る。
な流入下水量パターンなどに対して、ポンプ井水位の過
大な上昇やポンプの始動停止頻度を上昇させることにな
る。
【０００９】（３）結果的に最適な排水ができずポンプ
寿命の低下や電力消費量の上昇などを招くことになる。
寿命の低下や電力消費量の上昇などを招くことになる。
【００１０】（４）現在のポンプ井水位のみに着目した
制御方式であり、予測的な要素がないため制御性として
流入下水量の変動に依存する割合が多くなるため、ロバ
ストな制御とすることが困難である。
制御方式であり、予測的な要素がないため制御性として
流入下水量の変動に依存する割合が多くなるため、ロバ
ストな制御とすることが困難である。
【００１１】以上の点に鑑み、本発明は水位傾向により
予測的な要素も判断して、過大な流入下水量パターンに
対して、ポンプ水位の過大な上昇を防止し、且つポンプ
の始動−停止の頻度を低減する雨水ポンプの運転台数制
御装置を提供することを目的とするものである。
予測的な要素も判断して、過大な流入下水量パターンに
対して、ポンプ水位の過大な上昇を防止し、且つポンプ
の始動−停止の頻度を低減する雨水ポンプの運転台数制
御装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための手段は、ポンプ井に設けられた複
数の雨水ポンプの始動−停止水位を予めそれぞれ設定し
たポンプ井水位に応じて当該ポンプを始動又は停止させ
てポンプ井水位を調整する雨水ポンプの運転台数制御装
置において、あらかじめ設定した基準水位とポンプ井の
水位との水位偏差量を検出して偏差信号ＨＬを出力する
水位偏差量検出手段と、ポンプ井の水位をＴ1，Ｔ2，Ｔ
3時刻前の過去水位と現在水位との変化量△Ｌ1，△
Ｌ2，△Ｌ3を予測的な要素として演算する水位変化量演
算手段と、前記水位の偏差信号ＨＬと変化量△Ｌ1，△
Ｌ2，△Ｌ3を入力変数とし、ポンプ増減指令値△Ｎを出
力変数としてポンプ井の水位の調整量を推論し、ポンプ
運転台数の増減の確信値として出力するファジィ推論手
段と、該ファジィ推論手段の出力を離散値に変換し、ポ
ンプ増減台数指令信号をポンプ制御手段に出力するしき
い値変換手段と、このしきい値変換手段の指令信号を受
けて前記雨水ポンプの始動−停止を制御しポンプ井水位
を調整するポンプ台数制御手段とを備え最適な固定速の
雨水ポンプの運転台数制御を実現する。
課題を解決するための手段は、ポンプ井に設けられた複
数の雨水ポンプの始動−停止水位を予めそれぞれ設定し
たポンプ井水位に応じて当該ポンプを始動又は停止させ
てポンプ井水位を調整する雨水ポンプの運転台数制御装
置において、あらかじめ設定した基準水位とポンプ井の
水位との水位偏差量を検出して偏差信号ＨＬを出力する
水位偏差量検出手段と、ポンプ井の水位をＴ1，Ｔ2，Ｔ
3時刻前の過去水位と現在水位との変化量△Ｌ1，△
Ｌ2，△Ｌ3を予測的な要素として演算する水位変化量演
算手段と、前記水位の偏差信号ＨＬと変化量△Ｌ1，△
Ｌ2，△Ｌ3を入力変数とし、ポンプ増減指令値△Ｎを出
力変数としてポンプ井の水位の調整量を推論し、ポンプ
運転台数の増減の確信値として出力するファジィ推論手
段と、該ファジィ推論手段の出力を離散値に変換し、ポ
ンプ増減台数指令信号をポンプ制御手段に出力するしき
い値変換手段と、このしきい値変換手段の指令信号を受
けて前記雨水ポンプの始動−停止を制御しポンプ井水位
を調整するポンプ台数制御手段とを備え最適な固定速の
雨水ポンプの運転台数制御を実現する。
【００１３】
【作用】雨水ポンプ井の水位が変化すると、ファジィ推
論手段には設定基準水位との偏差水位は比例した偏差信
号ＨＬと、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3秒前の過去水位と現在水位の
３つの変化量信号△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3が入力されてい
るので、ファジィ推論手段で、これらの偏差信号ＨＬ、
変化量信号△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3を現象項目とし、ポン
プ増減台数指令を原因項目とするファジィ推論が行わ
れ、その推論結果に基づいてしきい値変換手段およびポ
ンプ台数制御手段を介して複数台の雨水ポンプの始動−
停止制御が行われ、ポンプ井の水位が調整される。
論手段には設定基準水位との偏差水位は比例した偏差信
号ＨＬと、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3秒前の過去水位と現在水位の
３つの変化量信号△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3が入力されてい
るので、ファジィ推論手段で、これらの偏差信号ＨＬ、
変化量信号△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3を現象項目とし、ポン
プ増減台数指令を原因項目とするファジィ推論が行わ
れ、その推論結果に基づいてしきい値変換手段およびポ
ンプ台数制御手段を介して複数台の雨水ポンプの始動−
停止制御が行われ、ポンプ井の水位が調整される。
【００１４】従って、降雨量が急激に増加した場合で
も、それを速やかに予測し、短時間で対応して迅速な排
水を可能とする。
も、それを速やかに予測し、短時間で対応して迅速な排
水を可能とする。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例に基づい
て説明する。図１は本発明の一実施例の下水処理場にお
ける雨水ポンプ運転台数制御の説明図である。
て説明する。図１は本発明の一実施例の下水処理場にお
ける雨水ポンプ運転台数制御の説明図である。
【００１６】図１において、１は雨水処理場で、該雨水
処理場１は、雨水の流入する流入渠２と、雨水中の粗大
ごみを取り除き、土砂などを沈殿除去する沈砂池３と、
これら粗大ごみや土砂を除去した雨水を留めるポンプ井
４と、このポンプ井３の雨水を水処理プロセス６の最初
沈殿池に送水する複数台の雨水ポンプ５（Ｐ1〜Ｐn）を
備えている。７はポンプ井４の水位を計測する水位計を
示し、水位に比例した水位信号を出力する。
処理場１は、雨水の流入する流入渠２と、雨水中の粗大
ごみを取り除き、土砂などを沈殿除去する沈砂池３と、
これら粗大ごみや土砂を除去した雨水を留めるポンプ井
４と、このポンプ井３の雨水を水処理プロセス６の最初
沈殿池に送水する複数台の雨水ポンプ５（Ｐ1〜Ｐn）を
備えている。７はポンプ井４の水位を計測する水位計を
示し、水位に比例した水位信号を出力する。
【００１７】１０は雨水ポンプの運転台数を制御するポ
ンプ台数制御部で、ファジィ推論手段１１を備えてい
る。１２はポンプ井４の水位偏差量検出手段で、基準水
位を設定する基準水位設定器１３の信号と水位計７の出
力信号とを比較し、その偏差を偏差信号ＨＬとしてファ
ジィ推論手段１１に入力する。
ンプ台数制御部で、ファジィ推論手段１１を備えてい
る。１２はポンプ井４の水位偏差量検出手段で、基準水
位を設定する基準水位設定器１３の信号と水位計７の出
力信号とを比較し、その偏差を偏差信号ＨＬとしてファ
ジィ推論手段１１に入力する。
【００１８】１４は水位変化量演算手段で、時刻Ｔ1，
Ｔ2，Ｔ3（秒）前の過去水位と現在水位の３つの変化量
を予測的な要素とし、水位傾向を把握する。即ち、図２
に示すように、現在よりＴ1秒前のポンプ井水位変化
量、Ｔ2秒前の水位変化量、Ｔ3秒前の水位変化量を演算
して各変化量信号△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3をファジィ推論
手段１１に入力する。
Ｔ2，Ｔ3（秒）前の過去水位と現在水位の３つの変化量
を予測的な要素とし、水位傾向を把握する。即ち、図２
に示すように、現在よりＴ1秒前のポンプ井水位変化
量、Ｔ2秒前の水位変化量、Ｔ3秒前の水位変化量を演算
して各変化量信号△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3をファジィ推論
手段１１に入力する。
【００１９】１５はしきい値変換手段で、ファジィ推論
手段１１の出力信号△Ｎはポンプ増減の確信値（連続
値）となるため、そのままポンプ増減台数指令（離散
値）にできないため、このしきい値変換手段により離散
値に変換し、ポンプ増減台数指令信号としてポンプ台数
制御手段１６に出力し、該ポンプ台数制御手段１６で複
数の雨水ポンプ５のうち該当するポンプの運転又は停止
の制御を行う。
手段１１の出力信号△Ｎはポンプ増減の確信値（連続
値）となるため、そのままポンプ増減台数指令（離散
値）にできないため、このしきい値変換手段により離散
値に変換し、ポンプ増減台数指令信号としてポンプ台数
制御手段１６に出力し、該ポンプ台数制御手段１６で複
数の雨水ポンプ５のうち該当するポンプの運転又は停止
の制御を行う。
【００２０】ファジィ推論手段１１では、入力変数（現
象項目）であるＴ1秒前変化量信号△Ｌ1，Ｔ2秒前変化
量信号△Ｌ2，Ｔ3秒前変化量信号△Ｌ3、ポンプ井の偏
差量信号ＨＬおよび出力変数（原因項目）であるポンプ
増減指令値△Ｎを図３のＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢ
の５段階のメンバーシップ関数として定め、推論のため
のルールマトリックスを表１のように規定する。
象項目）であるＴ1秒前変化量信号△Ｌ1，Ｔ2秒前変化
量信号△Ｌ2，Ｔ3秒前変化量信号△Ｌ3、ポンプ井の偏
差量信号ＨＬおよび出力変数（原因項目）であるポンプ
増減指令値△Ｎを図３のＮＢ，ＮＳ，ＺＯ，ＰＳ，ＰＢ
の５段階のメンバーシップ関数として定め、推論のため
のルールマトリックスを表１のように規定する。
【００２１】
【表１】
【００２２】このルールマトリックスによるＩＦ〜ＴＨ
ＥＮルールに基づいてポンプ増減値を推論し、ポンプ台
数制御手段１６へ送出する。ポンプ台数制御手段１６で
は、この指令を受けて複数台の雨水ポンプの始動−停止
制御を行い、ポンプ井の水位を調整する。
ＥＮルールに基づいてポンプ増減値を推論し、ポンプ台
数制御手段１６へ送出する。ポンプ台数制御手段１６で
は、この指令を受けて複数台の雨水ポンプの始動−停止
制御を行い、ポンプ井の水位を調整する。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上の説明のように、固定的な
始動水位と停止水位を設定せず、基準となるポンプ井水
位を設定し、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3秒前の過去水位と現在水位
の３つの変化量を予測的な要素として水位傾向を把握
し、基準水位との水位差と３つの変化量を現象項目と
し、ポンプ増減台数指令を原因項目としてファジィ推論
を行って、ポンプの運転台数を制御するようにしたの
で、 （１）流入下水量パターンを特定する必要がなく、実プ
ロセスへの適用が容易な実用性があり、また広範囲の流
入下水量パターンに対応できる柔軟性がある。
始動水位と停止水位を設定せず、基準となるポンプ井水
位を設定し、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3秒前の過去水位と現在水位
の３つの変化量を予測的な要素として水位傾向を把握
し、基準水位との水位差と３つの変化量を現象項目と
し、ポンプ増減台数指令を原因項目としてファジィ推論
を行って、ポンプの運転台数を制御するようにしたの
で、 （１）流入下水量パターンを特定する必要がなく、実プ
ロセスへの適用が容易な実用性があり、また広範囲の流
入下水量パターンに対応できる柔軟性がある。
【００２４】（２）水位傾向により予測的な要素も判断
しているため、過大な流入下水量パターンに対して、ポ
ンプ井水位の過大な上昇を防止すると共に、ポンプの始
動停止頻度を低減できる。
しているため、過大な流入下水量パターンに対して、ポ
ンプ井水位の過大な上昇を防止すると共に、ポンプの始
動停止頻度を低減できる。
【００２５】（３）広範囲の流入下水量パターンに対し
てポンプ寿命の低下や電力消費量の上昇など防止でき、
最適な排水機能を実現できる。
てポンプ寿命の低下や電力消費量の上昇など防止でき、
最適な排水機能を実現できる。
【００２６】（４）予測的な要素により、制御性として
流入下水量の変動に依存する割合が少することができる
ことになり、よりロバストな制御となる。
流入下水量の変動に依存する割合が少することができる
ことになり、よりロバストな制御となる。
【００２７】（５）ファジィ推論を使用しており柔軟な
アルゴリズムの構成が可能であり、そのルールの変更や
修正なども容易にできる。
アルゴリズムの構成が可能であり、そのルールの変更や
修正なども容易にできる。
【００２８】等の優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の一実施例の構成図。
【図２】ポンプ井水位変化量演算の説明図。
【図３】メンバーシップ関数。
【図４】従来の雨水ポンプ運転台数制御説明図。
１…雨水処理場 ２…流入渠 ３…沈砂池 ４…ポンプ井 ５…雨水ポンプ ６…水処理プロセス ７…水位計 １０…ポンプ台数制御部 １１…ファジィ推論手段 １２…水位偏差量検出手段 １３…基準水位設定器 １４…水位変化量演算手段 １５…しきい値変換手段 １６…ポンプ台数制御手段
Claims (1)
- 【請求項１】 ポンプ井に設けられた複数の雨水ポンプ
の始動−停止水位を予めそれぞれ設定したポンプ井水位
に応じて当該ポンプを始動又は停止させてポンプ井水位
を調整する雨水ポンプの運転台数制御装置において、あ
らかじめ設定した基準水位とポンプ井の水位との水位偏
差量を検出して偏差信号ＨＬを出力する水位偏差量検出
手段と、 ポンプ井の水位をＴ1，Ｔ2，Ｔ3時刻前の過去水位と現
在水位との変化量△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3を予測的な要素
として演算する水位変化量演算手段と、 前記水位の偏差信号ＨＬと変化量△Ｌ1，△Ｌ2，△Ｌ3
を入力変数とし、ポンプ増減指令値△Ｎを出力変数とし
てポンプ井の水位の調整量を推論し、ポンプ運転台数の
増減の確信値として出力するファジィ推論手段と、 該ファジィ推論手段の出力を離散値に変換しポンプ増減
台数指令信号をポンプ制御手段に出力するしきい値変換
手段と、 このしきい値変換手段の指令信号を受けて前記雨水ポン
プの始動−停止を制御しポンプ井水位を調整するポンプ
台数制御手段とを備えたことを特徴とする雨水ポンプの
運転台数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18382894A JP3221243B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 雨水ポンプの運転台数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18382894A JP3221243B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 雨水ポンプの運転台数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849287A true JPH0849287A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3221243B2 JP3221243B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=16142560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18382894A Expired - Lifetime JP3221243B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 雨水ポンプの運転台数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221243B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104060675A (zh) * | 2013-03-21 | 2014-09-24 | 上海市城市排水有限公司 | 城市废水集水井均恒水位排放系统及其排放方法 |
| CN110334468A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18382894A patent/JP3221243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104060675A (zh) * | 2013-03-21 | 2014-09-24 | 上海市城市排水有限公司 | 城市废水集水井均恒水位排放系统及其排放方法 |
| CN104060675B (zh) * | 2013-03-21 | 2015-12-09 | 上海市城市排水有限公司 | 城市废水集水井均恒水位排放系统及其排放方法 |
| CN110334468A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种城市排水管网雨水汇入量与溢流量的定量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221243B2 (ja) | 2001-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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