JPH0892946A - ダムゲート制御装置 - Google Patents

ダムゲート制御装置

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JPH0892946A
JPH0892946A JP23094194A JP23094194A JPH0892946A JP H0892946 A JPH0892946 A JP H0892946A JP 23094194 A JP23094194 A JP 23094194A JP 23094194 A JP23094194 A JP 23094194A JP H0892946 A JPH0892946 A JP H0892946A
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JP
Japan
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gate
water level
opening
dam
flow rate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23094194A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Yamamoto
和弘 山本
Nobuyuki Akatsuka
信之 赤塚
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 河川水位を目標河川水位に正確に合わせる。 【構成】 河川水位検出器51で検出した河川水位HR
と、設定器53で設定した目標河川水位HO が制御部5
2に入力される。制御部52は、メモリ52aに記憶し
ていた河川断面積と、河川水位HR と目標河川水位HO
との偏差を基に、HR を水位HO にするのに必要なゲー
ト開度を求める。このゲート開度に応じてモータ3が駆
動しゲート2の開閉制御が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダムゲート制御装置に関
し、河川水位が目標河川水位を越えることなく、またゲ
ートの開閉制御が安定してできるよう工夫したものであ
る。
【0002】
【従来の技術】水力発電所ではダムにより水を塞き止
め、貯水した水をダムから放流し、放流水により水車を
回転させ、発電機を回転させて発電を行う。またダムに
は放水路とは別にゲートが備えられており、ゲートを開
くことにより、ダムの下流に水を放流する。この場合、
河川放流量は、河川法で決められた水位(目標河川水
位)を越えないよう制御しなければならない。またゲー
トからの放水量を変更しようとするときには、ゲートの
開閉制御が安定してできることが望まれる。
【0003】図4は従来のダムゲート制御装置の一例を
示すものである。このダムゲート制御装置は河川水位が
目標河川水位を越えないようにゲートからの放水量を制
御するものである。同図において1はダム、2はゲー
ト、3はモータ、4はダム水位検出器、5は制御部であ
る。この装置では制御部5の制御指令によりモータ3を
回転駆動することによりゲート2が上下してゲート開度
が変化し、ゲート2を通って放流されるゲート流量QG
が調整される。ダム水位検出器4はダム水位を検出して
ダム水位HD を出力し、制御部5はダム水位HD に応じ
てゲート2を開閉するようにモータ3を制御する。即
ち、ダム水位が高いときにはゲート開度を小さくし、ダ
ム水位が低いときにはゲート開度を大きくして、ゲート
水量QG を制御をしている。
【0004】図5は従来のダムゲート制御装置の他の一
例を示すものである。このダムゲート制御装置は、ゲー
ト流量を変更するよう制御するものである。同図におい
て1はダム、2はゲート、3はモータである。また河川
水位検出器11は、ダム2から下流側に150m離れて
いる位置に設置されており、河川の水位を検出して河川
水位HD を出力する。流量設定器12は設定流量QS
出力する。なお設定流量QS の値は河川水位の値に変換
された値となっている。
【0005】制御部20は、減算部21と偏差比例制御
部22と自動設定スイッチ23と手動設定スイッチ24
と上げスイッチ25Uと下げスイッチ25Dと切替スイ
ッチ26O,26Sとゲート開指令部27Oとゲート閉
指令部27Sとで制御されている。この制御部20では
ゲート流量QG を変更するときにはまず手動制御が行わ
れその後に自動制御に移行する。
【0006】制御部20の手動制御は次のようにして行
う。まず手動設定スイッチ24を押すと切替スイッチ2
6O,26SがS側に投入される。この状態で、上げス
イッチ25Uを押すとゲート開指令部27Oからゲート
開指令が出力され、モータ3が作動しゲート2が開いて
いき、下げスイッチ25Dを押すとゲート閉指定部27
Sからゲート閉指令が出力され、モータ3が作動しゲー
ト2が閉じていく。このようにスイッチ25U,25D
を手動操作してゲート開度を調整することにより、ゲー
ト流量QG が、変更した新たな設定流量QS とほぼ等し
くなるまで操作する。
【0007】上述した手動制御をしてゲート流量OG
設定流量QS とほぼ等しくなるよう粗制御をした後、あ
る設定時間が経過して河川水位が安定したら自動設定ス
イッチ23を押す。自動設定スイッチ23を押すと切替
スイッチ26O,26SがA側に投入される。流量設定
器12は、新たなゲート流量を示す設定流量QS を出力
する。減算器21は、河川水位HR から設定流量OS
減算して偏差信号Δを出力する。偏差比例制御部22
は、偏差信号Δが正のときにはゲート閉指令部27Sか
らゲート閉指令を出力させる。これによりゲート2が閉
じていく。ゲート閉指令の大きさは偏差信号Δの値に比
例している。また偏差信号Δが負のときにはゲート閉指
令部27Oからゲート開指令を出力させる。これにより
ゲート2が開いていく。このようにすることにより、ゲ
ート流量QG を設定流量QS に正確に一致させることが
できる。
【0008】結局、図5に示すダムゲート制御装置で
は、ゲート流量QG を変更する場合手動操作により粗制
御をしてゲート流量QG をほぼ設定流量QS にし、その
後に河川水位が安定した自動制御により流量QG ,QS
を一致させている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで図4に示す従
来技術では、ダム水位HD に対応してゲート2の開度を
変えているだけであるため、河川水位は目標河川水位よ
りも高くなったり低くなったりすることがある。
【0010】一方、図5に示す従来技術では、水位を合
わせることによりゲート流量QG が設定流量QS に一致
するような水位制御をしているが、ゲート開度を大きく
変更したときには河川水位がなかなか安定せず(一定水
位にならず)、ゲート2の行き過ぎ制御が繰り返され
(いわゆるハンチング動作が生じ)制御が不安定になる
という問題があった。
【0011】また図5に示す従来技術では、手動制御か
ら自動制御に切り換える必要があり、人手を要してい
た。
【0012】本発明は、上記従来技術に鑑み、河川水位
を正確に目標河川水位に一致させることのできるダムゲ
ート制御装置及びゲート開度変更を良好に行うことので
きるダムゲート制御装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
の本発明の構成は、ダムに備えられたゲートを、モータ
の駆動制御にて開閉することにより、ダムよりも下流の
河川水位を目標河川水位に合わせるダムゲート制御装置
において、前記河川水位を検出する河川水位検出器と、
ダムよりも下流の河川の断面積が記憶されており、河川
水位と目標河川水位との差と、河川の断面積を基に、河
川水位を目標河川水位に合わせるのに必要なゲート開閉
値を求め、このゲート開閉値に応じてモータを駆動して
ゲートを開閉させる制御部と、を有することを特徴とす
る。
【0014】また第2の本発明の構成は、ダムに備えら
れたゲートを、モータの駆動制御にて開閉制御すること
により、ゲートから放流されるゲート流量を新たな設定
流量に変更するダムゲート制御装置において、ゲート開
度を検出するゲート開度検出器と、ダム水位を検出する
ダム水位検出器と、前記設定流量が設定される流量設定
器と、前記ダム水位と前記設定流量を基に、ゲート流量
が設定流量になるのに要する算出ゲート開度を求めるゲ
ート開度算出部と、設定流量を水位に変換した設定水位
に変更して出力する流量−水位変換器と、河川水位を検
出する河川水位検出器と、算出ゲート開度とゲート開度
が入力されると両開度の偏差開度を求めこの偏差開度を
零とするようゲート開閉指令を前記モータに送ってゲー
ト開閉制御をする機能と、設定水位と河川水位が入力さ
れると両水位の偏差水位を求めこの偏差水位を零とする
ようゲート開閉指令を前記モータに送ってゲート開閉制
御をする機能とを有する偏差比例制御部と、ゲート流量
を新たな設定流量に変更する際には、まず算出ゲート開
度及びゲート開度を偏差比例制御部に送り、その後に設
定水位及び河川水位を偏差比例制御部に送るよう自動的
に切り替える切替部と、を有することを特徴とする。
【0015】
【作用】第1の本発明では河川水位を河川断面積も考慮
して増減するゲート開度を求めてゲート開度制御をする
ことにより、河川水位を目標河川水位に合わせる。
【0016】第2の本発明ではゲート流量を変更する際
には、まずゲート制御をし、その後に水位制御に自動的
に移行することにより、ゲート流量を新たな設定流量に
する。
【0017】
【実施例】
〈第1実施例〉図1は本発明の第1実施例に係るダムゲ
ート制御装置を示す。このダムゲート制御装置は河川水
位が目標河川水位を越えないようにゲートからの放水量
を制御するものである。同図において1はダム、2はゲ
ート、3はモータである。また河川水位検出器51は、
ダムの下流に設置されており、河川の水位を検出して河
川水位HR を出力する。制御部52のメモリ52aの演
算部52bには、河川断面積を示すデータと河川水位H
R が入力され、更に設定器53から目標河川水位HO
入力される。
【0018】演算部52bは、まずはじめに、河川水位
R と目標河川水位HO との差である差水位Δ〔cm〕
を求める。次に、30分後に差水位ΔH〔cm〕を零と
する、つまり河川水位HR を目標河川水位HO に一致さ
せるのに必要なゲート開閉値を求める。そしてこのゲー
ト開閉値に応じたゲート開閉指令をモータ3に送りゲー
ト2を開閉させる。したがって河川水位HR が目標河川
水位HO よりも低いときにはゲート2の開度が大きくな
り、河川水位HR が目標河川水位HO よりも高いときが
正確に目標河川水位HO になる。
【0019】〈第2実施例〉図2は本発明の第2の実施
例に係るダムゲート制御装置を示す。このダムゲート制
御装置は、ゲート開度を変えてゲート流量QG を変更し
たときにゲート流量QG が新たなゲート流量QG に迅速
に安定するようゲート開閉制御をするものである。同図
において1はダム、2はゲート、3はモータ、100は
制御部である。
【0020】ここで制御部100について更に説明す
る。河川水位検出器101は河川水位HR を出力し、ダ
ム水位検出器102はダム水位HD を出力し、ゲート開
度検出器103はゲート開度を出力する。流量設定器1
04にはディジタルスイッチ105により設定流量QS
が設定される。流量−水位変換器106は設定流量QS
を対応した水位に変換した設定水位HS を求める。
【0021】ゲート開度算出部107は、ダム水位HD
と設定流量QS が入力されると、設定されているデータ
ベースを基に、算出ゲート開度KGSを求める。例えば図
3に示すようなデータべースが設定されており、ダム水
位がHD1,HD2, D3, D4であるときには算出ゲート
開度をKGS1 ,KGS2 ,KGS3 ,KGS4 であると推定す
る。
【0022】切替部108は常開接点A1,2 及び常閉
接点B1,2 を開閉制御する。また偏差比例制御部10
9は偏差データ(後述)を基にゲート開指令部110及
びゲート閉指令部111を制御してゲート開指令及びゲ
ート閉指令をモータ3に向けて出力させる。
【0023】次に第2実施例の動作を説明する。ゲート
流量QG を変更するには変更後のゲート流量を示す設定
流量QS を、ディジタルスイッチ105により流量設定
器104に設定する。そして切替部108により接点A
1,2 を投入させ、接点B1,2 を開放させる。このよ
うになると偏差比例制御部109には、ゲート開度K G
及び算出ゲート開度KGSが入力される。そこで偏差比例
制御部109は、算出ゲート開度KGSからゲート開度K
G を減算して偏差開度ΔK(=KGS−KG )を求める。
偏差開度ΔKの値が正値であるときにはゲート開指令部
110からゲート開指令を出力させ、ゲート2を開いて
いく。偏差開度ΔKの値が負値であるときにはゲート閉
指令部111からゲート閉指令を出力させ、ゲート2を
閉じていく。このようなゲート制御をすることにより、
ゲート開度KG が算出ゲートKGSに等しくなり、ゲート
流量QG が設定流量QS に等しくなる。なおゲート開度
を変更してしばらくの間は河川水位は安定しておらず一
定ではない。特にゲート開度を大きく変えたときにはか
かる傾向は顕著である。
【0024】切替部108は、上述したゲート制御を開
始してからあらかじめ設定した一定時間(ゲート開度を
変更した後に水位が一定になるのに要する時間)経過し
たり、ゲート制御を開始した後に河川水位HD が一定に
なったら、接点A1,2 を開放して接点B1,2 を投入
する。このようになると偏差比例制御部109には、設
定水位HS (設定流量QS を水位に変換した値)及び河
川水位HR が入力される。そこで偏差比例制御部109
は、設定水位HS から河川水位HR を減算して偏差水位
ΔH(=HS −HR )を求める。偏差水位ΔHの値が正
値であるときにはゲート開指令部110からゲート開指
令を出力させ、ゲート2を開いていく。偏差水位ΔHの
値が負値であるときにはゲート閉指令部111からゲー
ト閉指令を出力させ、ゲート2を閉じていく。このよう
な水位制御をすることにより、河川水位HR が設定水位
S に等しくなると共に、ゲート流量QG が設定流量Q
Sに正確に等しくなる。
【0025】このような第2実施例では、まずゲート制
御をしてゲート流量QG を設定流量QS にほぼ合わせ、
その後に水位制御によりゲート流量QS を設定流量QS
に正確に合わせるようにしたので、ゲートの開閉にハン
チングが生じることなく良好なゲート開度変更ができ
る。また切替部108により、ゲート制御から水位制御
に自動的に移行するようにしたので、人手を要すること
なく自動的な制御ができる。
【0026】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に第1の発明によれば、河川水位及び河川断面積を考慮
してゲート開閉制御をしているため、河川水位が目標河
川水位を越えることはない。
【0027】また第2の発明によれば、ゲート流量を変
更する際には、まずゲート制御をし、その後に水位制御
をするため、ゲートの開閉にハンチングを生じることな
く安定した制御ができる。またゲート制御から水位制御
に自動的に移行するため、人手を要することなく自動運
転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るダムゲート制御装置
を示す構成図。
【図2】本発明の第2実施例に係るダムゲート制御装置
を示す構成図。
【図3】設定流量とゲート開度との関係を示す特性図。
【図4】従来のダムゲート制御装置を示す構成図。
【図5】従来のダムゲート制御装置を示す構成図。
【符号の説明】
1 ダム 2 ゲート 3 モータ 51 河川水位検出器 52 制御部 53 設定器 100 制御部 101 河川水位検出器 102 ダム水位検出器 103 ゲート開度検出器 104 流量設定器 15 ディジタルスイッチ 106 流量−水位変換器 107 ゲート開度算出部 108 切替部 109 偏差比例制御部 110 ゲート開指令部 111 ゲート閉指令部 A1 ,A2 ,B1 ,B2 接点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダムに備えられたゲートを、モータの駆
    動制御にて開閉することにより、ダムよりも下流の河川
    水位を目標河川水位に合わせるダムゲート制御装置にお
    いて、 前記河川水位を検出する河川水位検出器と、 ダムよりも下流の河川の断面積が記憶されており、河川
    水位と目標河川水位との差と、河川の断面積を基に、河
    川水位を目標河川水位に合わせるのに必要なゲート開閉
    値を求め、このゲート開閉値に応じてモータを駆動して
    ゲートを開閉させる制御部と、を有することを特徴とす
    るダムゲート制御装置。
  2. 【請求項2】 ダムに備えられたゲートを、モータの駆
    動制御にて開閉制御することにより、ゲートから放流さ
    れるゲート流量を新たな設定流量に変更するダムゲート
    制御装置において、 ゲート開度を検出するゲート開度検出器と、 ダム水位を検出するダム水位検出器と、 前記設定流量が設定される流量設定器と、 前記ダム水位と前記設定流量を基に、ゲート流量が設定
    流量になるのに要する算出ゲート開度を求めるゲート開
    度算出部と、 設定流量を水位に変換した設定水位に変更して出力する
    流量−水位変換器と、 河川水位を検出する河川水位検出器と、 算出ゲート開度とゲート開度が入力されると両開度の偏
    差開度を求めこの偏差開度を零とするようゲート開閉指
    令を前記モータに送ってゲート開閉制御をする機能と、
    設定水位と河川水位が入力されると両水位の偏差水位を
    求めこの偏差水位を零とするようゲート開閉指令を前記
    モータに送ってゲート開閉制御をする機能とを有する偏
    差比例制御部と、 ゲート流量を新たな設定流量に変更する際には、まず算
    出ゲート開度及びゲート開度を偏差比例制御部に送り、
    その後に設定水位及び河川水位を偏差比例制御部に送る
    よう自動的に切り替える切替部と、 を有することを特徴とするダムゲート制御装置。
JP23094194A 1994-09-27 1994-09-27 ダムゲート制御装置 Withdrawn JPH0892946A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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