JPH10235333A - Sewage treatment process simulator - Google Patents

Sewage treatment process simulator

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Publication number
JPH10235333A
JPH10235333A JP9046168A JP4616897A JPH10235333A JP H10235333 A JPH10235333 A JP H10235333A JP 9046168 A JP9046168 A JP 9046168A JP 4616897 A JP4616897 A JP 4616897A JP H10235333 A JPH10235333 A JP H10235333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sewage treatment
class
treatment process
model
simulator
Prior art date
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Pending
Application number
JP9046168A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Tsumura
村 和 志 津
Masahiko Tsutsumi
正 彦 堤
Masao Kaneko
子 政 雄 金
Shozaburo Furube
部 正三郎 古
Kazuhiko Noguchi
口 和 彦 野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH10235333A publication Critical patent/JPH10235333A/en
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To freely and simply perform various simulations in relation to a sewage treatment process. SOLUTION: A part class and a model class constituting a sewage treatment process are stored in a class library part 24. On the basis of the input data from a user interface part 22, the respective classes in the class library part 24 are connected in a simulator main body part 23 by the connection data and standard set value data in a process data base part 25 to construct a sewage treatment process. Next, simulation is executed in the simulator main body part 23 and this result is inputted to the user interface part 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、標準活性汚泥法等
を用いた下水処理プロセスについてシミュレーションを
行い、それらの下水処理プロセスの運転管理、制御支
援、運転員の訓練等に活用することができる下水処理プ
ロセスシミュレータに関する。The present invention simulates a sewage treatment process using a standard activated sludge method or the like, and can be utilized for operation management, control support, operator training, and the like of the sewage treatment process. The present invention relates to a sewage treatment process simulator.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の下水処理プロセスシミュレータの
一例を図１８と図１９に示す。図１８は、硝化・脱窒プ
ロセスシミュレータの機能ブロック図であり（特開平５
−１６９０８３）、図１９は、排水処理プロセスシミュ
レータの機能ブロック図である（特開平５−２５３５９
０）。2. Description of the Related Art An example of a conventional sewage treatment process simulator is shown in FIGS. FIG. 18 is a functional block diagram of a nitrification / denitrification process simulator (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
FIG. 19 is a functional block diagram of a waste water treatment process simulator (JP-A-5-25359).
0).

【０００３】図１８に示す従来技術において、プロセス
シミュレータはプロセスモデル部１と解析部７とを備
え、プロセスモデル部１中には、制御因子目標値格納部
２と、状態変数格納部３と、制御プロセスモデル部４
と、処理プロセスモデル部５と、動力学的パラメータ格
納部６とを有している。また、解析部７は、定常解析部
８と、最適演算部９とを有している。また最適演算部９
中には、運転条件最適化部１０と動力学パラメータ最適
化部１１が収納されている。In the prior art shown in FIG. 18, the process simulator includes a process model unit 1 and an analysis unit 7. In the process model unit 1, a control factor target value storage unit 2, a state variable storage unit 3, Control process model part 4
, A process model unit 5 and a dynamic parameter storage unit 6. In addition, the analysis unit 7 includes a steady state analysis unit 8 and an optimal calculation unit 9. In addition, the optimal operation unit 9
An operating condition optimizing unit 10 and a dynamic parameter optimizing unit 11 are housed therein.

【０００４】図１８において制御因子目標値格納部２
と、状態変数格納部３と、制御プロセスモデル部４と、
動力学的パラメータ格納部６とからの情報を基に定常解
析部８において処理プロセスモデルを構築し、プロセス
モデル部１に繰り返し計算を行わせて数値収束計算を行
い、定常解を求めている。また運転条件最適化部１０に
よって運転条件を変更して定常解を繰り返し計算するこ
とにより、運転条件の最適化が可能となる。このように
して、各制御因子の操作量の最適化を行っている。In FIG. 18, a control factor target value storage unit 2
A state variable storage unit 3, a control process model unit 4,
Based on the information from the dynamic parameter storage unit 6, the steady-state analysis unit 8 constructs a processing process model, and makes the process model unit 1 repeatedly perform a numerical convergence calculation to obtain a steady-state solution. The operating condition is optimized by changing the operating condition by the operating condition optimizing unit 10 and repeatedly calculating the steady-state solution. In this way, the operation amount of each control factor is optimized.

【０００５】他方、図１９に示すプロセスシミュレータ
は、排水の水質因子の実測値を入力するための実測値入
力部１２と、排水の水質因子とパラメータの関係式を水
質関数として格納する水質関数格納部１３と、水質評価
因子の実測値と理論値との誤差を評価関数として格納す
る評価関数格納部１４と、この評価関数が最小となるパ
ラメータ値をシンプレックス法により探索するパラメー
タ探索部１５と、出力部１６とを備えている。On the other hand, a process simulator shown in FIG. 19 stores an actual measurement value input section 12 for inputting an actual measurement value of a water quality factor of waste water, and a water quality function storage for storing a relational expression between the water quality factor and parameter of the waste water as a water quality function. A unit 13, an evaluation function storage unit 14 that stores an error between an actually measured value and a theoretical value of a water quality evaluation factor as an evaluation function, a parameter search unit 15 that searches for a parameter value that minimizes the evaluation function by a simplex method, And an output unit 16.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図１８に示す硝化・脱
窒プロセスシミュレータと、図１９に示す排水処理プロ
セスシミュレータ等、従来の下水処理プロセスシミュレ
ータにおいては、以下の問題点が生じている。A conventional sewage treatment process simulator, such as the nitrification / denitrification process simulator shown in FIG. 18 and the wastewater treatment process simulator shown in FIG. 19, has the following problems.

【０００７】（１）多数の下水処理プロセスに対応困
難：下水処理プロセスを変更、改造する場合、従来の下
水処理プロセスシミュレータでは、シミュレータ内部の
プログラムを大幅に変更しなければならず、下水処理場
のオペレータが容易に変更して使用することができなか
った。例えば、標準活性汚泥法で運転している下水処理
場において、既設の土木工事なしで窒素とリンを除去し
たい場合、エアレーションタンクの前段の曝気を停止さ
せて、後段のみ曝気させ、かつ返送汚泥率を従来より上
げることにより、窒素とリンはどの程度減少するかのシ
ミュレーションを行うことはむずかしい。また種々のプ
ロセスの最適化を検討したい場合、従来の下水処理プロ
セスシミュレータでは、ユーザーインターフェイス上で
は変更できず、プログラム自体を修正しなければならな
い。(1) Difficult to cope with a large number of sewage treatment processes: When changing or remodeling a sewage treatment process, a conventional sewage treatment process simulator requires a significant change in a program inside the simulator, and a sewage treatment plant Was not easily changed and used. For example, in a sewage treatment plant operated by the standard activated sludge method, if it is desired to remove nitrogen and phosphorus without existing civil engineering work, stop the aeration in the first stage of the aeration tank, aerate only the second stage, and return the sludge rate. It is difficult to simulate how much nitrogen and phosphorus are reduced by increasing the value of. In addition, when considering optimization of various processes, a conventional sewage treatment process simulator cannot be changed on a user interface, and the program itself must be modified.

【０００８】従来例である図１８においては、プロセス
モデル１全体の見直し・変更が必要であり、また図１９
においても水質関数格納部１３の変更が必要であり、シ
ミュレータを製作できる高度なプログラミング技術が要
求される。In FIG. 18, which is a conventional example, it is necessary to review and change the entire process model 1, and FIG.
In this case, the water quality function storage unit 13 needs to be changed, and an advanced programming technique capable of manufacturing a simulator is required.

【０００９】（２）多数の運転制御、センシングに対応
困難：下水処理プロセスが決定された場合や、プロセス
の変更なしで最適制御運転を実施・検討したい場合に、
従来の下水処理プロセスシミュレータでは、新たに制御
系のモデルを組み込む必要がある。この場合において
も、プログラミングの追加・修正が必要であり、下水処
理場のオペレータが実施するのが困難である。(2) Difficult to cope with a large number of operation controls and sensing: When a sewage treatment process is determined, or when it is desired to carry out and study optimal control operation without changing the process
In the conventional sewage treatment process simulator, it is necessary to newly incorporate a control system model. Even in this case, it is necessary to add or modify the programming, and it is difficult for the operator of the sewage treatment plant to carry out the operation.

【００１０】また、センサを自由に組み込むことができ
ず、予めシミュレーションできる項目のみを出力するし
かない。Further, the sensor cannot be freely incorporated, and only the items which can be simulated in advance have to be output.

【００１１】例えば、嫌気−無酸素−好気法（Ａ２Ｏ
法）の好気部のＤＯ一定制御やＳＲＴ一定制御等の制御
系を組み込んでシミュレーションしたい場合や、全ての
槽のＤＯ値をセンシングしたい場合、特定の項目のみし
か出力することができない。For example, the anaerobic-anoxic-aerobic method (A2O
If it is desired to simulate by incorporating a control system such as DO constant control or SRT constant control of the aerobic part of the method, or to sense DO values of all tanks, only specific items can be output.

【００１２】（３）モデルの切り替えに対応困難：従来
の下水処理プロセスシミュレータでは、反応モデルや沈
殿池モデル等のモデルを最新のモデルに切り替えるのが
困難である。(3) Difficulty in switching models: In a conventional sewage treatment process simulator, it is difficult to switch a model such as a reaction model or a sedimentation basin model to the latest model.

【００１３】（４）シミュレーション実行時の管理・評
価困難：従来の下水処理プロセスシミュレータでは、シ
ミュレーションを停止したり、実測値との比較を迅速に
行うことができない。(4) Difficulty in management / evaluation at the time of simulation execution: The conventional sewage treatment process simulator cannot stop the simulation or quickly compare it with the actually measured values.

【００１４】（５）パラメータの最適化困難：図１９に
おいて、実測値と理論値との誤差を評価関数として算出
し、これを最小となるようにパラメータを探索する機能
を有しているが、パラメータが非常に多く存在する下水
処理モデル、例えばＩＡＷＱモデルＮｏ．２等では、１
つ１つパラメータを評価関数で最適化することは非常に
多くの計算時間が必要であり、パラメータを最適化する
ことは困難である。また、理論値に相当する実測値を選
定することも困難である。(5) Difficulty in optimizing parameters: FIG. 19 has a function of calculating an error between an actually measured value and a theoretical value as an evaluation function and searching for a parameter so as to minimize the error. A sewage treatment model having a large number of parameters, for example, IAWQ Model No. In second magnitude, 1
Optimizing each parameter with an evaluation function requires a great deal of calculation time, and it is difficult to optimize parameters. It is also difficult to select an actually measured value corresponding to a theoretical value.

【００１５】（６）ランニングコスト、部品のメンテナ
ンスの計算が不可能：従来の下水処理プロセスシミュレ
ータは、流量、水質を出力値として計算するものであ
り、下水処理プロセスのランニングコストやセンサ・ポ
ンプ・ブロア等の部品の劣化、修理、更新等の関数が含
まれておらず、下水処理プロセストータルのシミュレー
ションができない。(6) Unable to calculate running cost and maintenance of parts: The conventional sewage treatment process simulator calculates the flow rate and water quality as output values, and calculates the running cost of the sewage treatment process and the sensor, pump, Since functions such as deterioration, repair, and renewal of parts such as blowers are not included, simulation of the entire sewage treatment process cannot be performed.

【００１６】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、非常に多くの下水処理プロセス、多種類
の制御系、センサ系、および反応モデルに対応して自由
にミシュレーションを行うことができる下水処理プロセ
スシミュレータを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and is capable of freely performing a simulation corresponding to an extremely large number of sewage treatment processes, various types of control systems, sensor systems, and reaction models. It is an object of the present invention to provide a sewage treatment process simulator that can be performed.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
下水処理場プロセスを構成する部品クラスとモデルクラ
スを各々格納したクラスライブラリー部と、下水処理場
プロセスの結合情報および標準設定値情報を格納したプ
ロセスデータベース部と、プロセスデータベースからの
情報に基づいて、クラスライブラリー部の各クラスを結
合させて下水処理場プロセスを構築するとともに、シミ
ュレーションを実行するシミュレータ本体部と、シミュ
レータ本体部に対して入力情報を与えるとともにシミュ
レータ本体部からの出力情報が入力されるユーザーイン
ターフェイス部と、を備えたことを特徴とする下水処理
プロセスシミュレータである。A first feature of the present invention is as follows.
Based on information from the process database, a class library unit that stores the component classes and model classes that compose the sewage treatment plant process, a process database unit that stores the connection information and standard setting value information of the sewage treatment plant process In addition to constructing a sewage treatment plant process by combining the classes of the class library section, the simulator body section that executes the simulation, and input information to the simulator body section, and output information from the simulator body section is input. A sewage treatment process simulator, comprising:

【００１８】本発明の第２の特徴は、クラスライブラリ
ー部は多層から構成され、少なくともオブジェクトクラ
スからなる第１層と、部品クラスおよび反応モデルクラ
スからなる第２層とを有していることを特徴とする下水
処理プロセスシミュレータである。A second feature of the present invention is that the class library section is composed of multiple layers and has at least a first layer composed of an object class and a second layer composed of a component class and a reaction model class. Is a sewage treatment process simulator.

【００１９】本発明の第３の特徴は、クラスライブラリ
ー部は反応槽および沈殿池モデルクラスと、水の流れモ
デルクラスを有し、シミュレータ本体部は反応槽と沈殿
池各タンクの反応モデル計算を行った後、水の流れのモ
デル計算を行うことを繰り返すことにより、もしくは逆
に水の流れのモデル計算の後、反応モデル計算を行うこ
とを繰り返すことにより、処理水の水質を出力値として
算出することを特徴とする下水処理プロセスシミュレー
タである。According to a third feature of the present invention, the class library section has a reaction tank and a sedimentation tank model class and a water flow model class, and the simulator body section has a reaction model calculation for each tank of the reaction tank and the sedimentation tank. After that, by repeating the model calculation of the water flow, or conversely, by repeating the reaction model calculation after the model calculation of the water flow, the water quality of the treated water is used as the output value. It is a sewage treatment process simulator characterized by calculating.

【００２０】本発明の第４の特徴は、クラスライブラリ
ー部はモデルクラスとして、沈殿池を高さ方向に区切っ
た複数個の沈殿池仮想槽からなる沈殿池モデルクラス
と、活性汚泥モデルクラスを有し、シミュレータ本体部
は、各仮想槽に活性汚泥モデルを適用することを特徴と
する下水処理プロセスシミュレータである。A fourth feature of the present invention is that the class library section includes, as model classes, a sedimentation basin model class composed of a plurality of virtual sedimentation basins dividing the sedimentation basin in the height direction and an activated sludge model class. The simulator main body is a sewage treatment process simulator characterized by applying an activated sludge model to each virtual tank.

【００２１】本発明の第５の特徴は、ユーザーインター
フェイス部は、シミュレーション結果を表示させる項目
を選定できる出力項目選定手段と、グラフの縦軸、横軸
等のグラフの属性を決定するグラフ属性選定手段とを有
することを特徴とする下水処理プロセスシミュレータで
ある。According to a fifth feature of the present invention, the user interface section includes an output item selecting means for selecting an item for displaying a simulation result, and a graph attribute selection for determining a graph attribute such as a vertical axis and a horizontal axis of the graph. And a sewage treatment process simulator.

【００２２】本発明の第６の特徴は、実測値入力手段
と、実測値格納手段と、シミュレーションの状態量と類
似する実測値を判断する類似実測値判断手段と、この類
似実測値判断手段により選定した類似実測値をシミュレ
ーションの出力値に重ねて表示する類似実測値出力手段
とを有することを特徴とする下水処理プロセスシミュレ
ータである。A sixth feature of the present invention is that an actual measured value input unit, an actual measured value storage unit, a similar actual measured value judging unit for judging an actual measured value similar to a state quantity of a simulation, and a similar actual measured value judging unit. A sewage treatment process simulator comprising similar measured value output means for displaying the selected similar measured value superimposed on the simulation output value.

【００２３】本発明の第７の特徴は、シミュレータ本体
部の出力値が収束する時点でシミュレータ本体部のシミ
ュレーションを終了する出力値収束判断手段を有するこ
とを特徴とする下水処理プロセスシミュレータである。A seventh feature of the present invention is a sewage treatment process simulator having output value convergence judging means for ending the simulation of the simulator body when the output value of the simulator body converges.

【００２４】本発明の第８の特徴は、調節パラメータで
の出力値Ｄｘとプロセスデータベース部からの出力値Ｄ
STから、演算式Ｓｘ＝（Ｄ／ＤST）−１により、パラメ
ータ感度Ｓｘを算出し、各パラメータの感度をユーザー
インターフェイス部へ出力するパラメータ感度解析手段
とを有することを特徴とする下水処理プロセスシミュレ
ータである。An eighth feature of the present invention resides in that an output value Dx as an adjustment parameter and an output value D from a process database unit are provided.
A parameter sensitivity analysis means for calculating a parameter sensitivity Sx from the ST according to an arithmetic expression Sx = (D / DST) -1 and outputting the sensitivity of each parameter to a user interface unit. It is.

【００２５】本発明の第９の特徴は、予めパラメータ感
度解析により抽出した高感度パラメータを格納する高感
度パラメータ格納手段を有し、この高感度パラメータの
みを調節することを特徴とする下水処理プロセスシミュ
レータである。A ninth feature of the present invention is a sewage treatment process characterized by having high sensitivity parameter storage means for storing high sensitivity parameters extracted in advance by parameter sensitivity analysis, and adjusting only these high sensitivity parameters. It is a simulator.

【００２６】本発明の第１０の特徴は、流量比率一定制
御、ＤＯ一定制御、ＳＲＴ一定制御等の制御装置の設定
値をシミュレーションの実行前から終了までの間に変更
可能とする制御装置設定値調節手段を有することを特徴
とする下水処理プロセスシミュレータである。A tenth feature of the present invention resides in that a control device setting value such as a flow rate constant control, a DO constant control, an SRT constant control, or the like that can be changed between before execution of a simulation and before the end of the simulation. It is a sewage treatment process simulator having an adjusting means.

【００２７】本発明の第１１の特徴は、シミュレータ本
体部は動力源が必要なポンプ、ブロア等の部品の操作量
と下水処理プロセスの電気代等のランニングコストとの
コスト相関式に基づいて、出力値として下水処理プロセ
スのランニングコストを算出することを特徴とする下水
処理プロセスシミュレータである。An eleventh feature of the present invention resides in that the simulator main body is based on a cost correlation equation between an operation amount of parts such as a pump and a blower requiring a power source and a running cost such as an electricity cost of a sewage treatment process. This is a sewage treatment process simulator which calculates a running cost of the sewage treatment process as an output value.

【００２８】本発明の第１２の特徴は、処理水の水質の
規制値を入力する規制値入力手段と、入力した規制値を
表示する規制値表示手段とを有することを特徴とする下
水処理プロセスシミュレータである。According to a twelfth feature of the present invention, there is provided a sewage treatment process comprising a regulation value input means for inputting a regulation value of the quality of treated water, and regulation value display means for displaying the inputted regulation value. It is a simulator.

【００２９】本発明の第１３の特徴は、センサ・ポンプ
・ブロア等部品の故障頻度、故障時の必要経費、修理時
間等メンテナンスに関する部品メンテナンスに関する部
品メンテナンスモデルを有することを特徴とする下水処
理プロセスシミュレータである。A thirteenth feature of the present invention is a sewage treatment process characterized by having a parts maintenance model for parts maintenance related to maintenance such as the frequency of failure of parts such as sensors, pumps and blowers, necessary expenses at the time of failure, and repair time. It is a simulator.

【００３０】本発明の第１の特徴によれば、下水処理場
オペレータの命令に基づいて、シミュレータ本体部にお
いてクラスライブラリー部中の各クラスをプロセスデー
タベース部内の情報にしたがって結合させて下水処理プ
ロセスを構築し、構築した下水処理プロセスによりシミ
ュレーションが実行される。According to the first aspect of the present invention, the sewage treatment process is performed by combining the classes in the class library unit in the simulator main unit in accordance with the information in the process database unit based on an instruction from the sewage treatment plant operator. Is constructed, and a simulation is executed by the constructed sewage treatment process.

【００３１】本発明の第２の特徴によれば、クラスライ
ブラリー部はオブジェクトクラスからなる第１層と部品
クラスおよびモデルクラスからなる第２層とを有してい
るので、クラスの判別が容易となる。According to the second feature of the present invention, since the class library section has the first layer composed of object classes and the second layer composed of component classes and model classes, it is easy to determine the class. Becomes

【００３２】本発明の第３の特徴によれば、反応モデル
計算と水の流れ計算が交互に実施され、処理水の水質を
動的にシミュレーションされる。According to the third feature of the present invention, the reaction model calculation and the water flow calculation are performed alternately, and the quality of the treated water is dynamically simulated.

【００３３】本発明の第４の特徴によれば、高さ方向に
区切った複数個の沈殿池仮想槽の全槽について活性汚泥
モデル計算が行われ、次に最上槽から底槽までの水の流
れ計算が行われる。According to a fourth aspect of the present invention, an activated sludge model calculation is performed for all of the plurality of virtual sedimentation basin tanks divided in the height direction, and then the water from the top tank to the bottom tank is calculated. A flow calculation is performed.

【００３４】本発明の第５の特徴によれば、出力項目選
定手段により表示したい項目のみが選定され、さらにグ
ラフ属性選定手段により表示するグラフの軸のサイズ、
数値、時間等の属性が選定される。According to the fifth feature of the present invention, only the items to be displayed are selected by the output item selection means, and the size of the axis of the graph to be displayed by the graph attribute selection means is determined.
Attributes such as numerical values and time are selected.

【００３５】本発明の第６の特徴によれば、実測値入力
手段により実測値とその状態量を実測値格納手段内部に
格納される。類似実測値判断手段により、シミュレーシ
ョンの出力値と実測値格納手段内部の実測値とを比較し
て類似実測値を探索する。探索された類似実測値はシミ
ュレーション出力値に重ねて表示される。According to the sixth feature of the present invention, the actually measured value and its state quantity are stored in the actually measured value storage means by the actually measured value input means. The similar actual measurement value judging means compares the output value of the simulation with the actual measurement value inside the actual measurement value storage means to search for a similar actual measurement value. The searched similar measured value is displayed so as to be superimposed on the simulation output value.

【００３６】本発明の第７の特徴によれば、出力値収束
判断手段によって、現在のシミュレーション出力値と１
つ前のシミュレーション出力値との差分を計算し、一定
の範囲内であれば出力値が収束したと判断することによ
り、シミュレーションが終了される。According to a seventh aspect of the present invention, the output simulation value is determined by the output value convergence determining means.
The difference from the previous simulation output value is calculated, and if it is within a certain range, it is determined that the output value has converged, thereby ending the simulation.

【００３７】本発明の第８の特徴によれば、パラメータ
感度解析手段によって、計算されたパラメータ感度が表
示される。According to the eighth aspect of the present invention, the calculated parameter sensitivity is displayed by the parameter sensitivity analysis means.

【００３８】本発明の第９の特徴によれば、高感度パラ
メータ表示手段により、高感度のパラメータが表示さ
れ、他の中感度、低感度のパラメータを区別され、高感
度パラメータのみに絞ってパラメータが調節される。According to the ninth feature of the present invention, the high-sensitivity parameter display means displays high-sensitivity parameters, distinguishes between other medium-sensitivity and low-sensitivity parameters, and focuses only on the high-sensitivity parameters. Is adjusted.

【００３９】本発明の第１０の特徴によれば、制御装置
設定値調節手段により、シミュレーション実行中におい
て、設定値が変更され、その変更した設定値に基づいて
シミュレーションが再度実行される。According to the tenth feature of the present invention, the set value is changed by the control device set value adjusting means during the execution of the simulation, and the simulation is executed again based on the changed set value.

【００４０】本発明の第１１の特徴によれば、部品の操
作量とランニングコストとのコスト計算式に基づいて、
出力値として下水処理プロセス全体あるいは各部品のラ
ンニングコストが算出される。According to the eleventh feature of the present invention, based on the cost calculation formula between the operation amount of the component and the running cost,
The running cost of the entire sewage treatment process or each component is calculated as an output value.

【００４１】本発明の第１２の特徴によれば、規制値入
力手段と規制値表示手段により、シミュレーション出力
値と水質規制値とが同時に比較される。According to the twelfth feature of the present invention, the simulation output value and the water quality regulation value are simultaneously compared by the regulation value input means and the regulation value display means.

【００４２】本発明の第１３の特徴によれば、部品メン
テナンスモデルによって、部品の劣化、修理、更新の情
報が出力される。According to the thirteenth feature of the present invention, information on deterioration, repair, and update of a component is output according to the component maintenance model.

【００４３】[0043]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。まず本発明の基本的原理につ
いて簡単に述べる。本発明は上記「発明が解決しようと
する課題」中の（１）〜（６）の問題点を解決するもの
である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the basic principle of the present invention will be briefly described. The present invention solves the problems (1) to (6) in the above “Problems to be Solved by the Invention”.

【００４４】すなわち（１）〜（３）の問題点について
は、Ｃ＋＋言語で代表されるオブジェクト指向プログラ
ミング技術を利用して、多数のプロセス系・制御系・セ
ンサ系、モデル系をクラスとして作成し、クラスライブ
ラリーの中に一定の階層構造で格納することにより、容
易に解決することができることを確認した。通常のプロ
グラミング技術では、各部品をサブルーチンの形でメイ
ンルーチンから呼び込むことが一般的であるが、この技
術では、メインルーチンに非常に多数の結合パターンを
予め設定することが必要である。この場合、オブジェク
ト指向では、各クラスの入出力の設定をしておけば、ユ
ーザーインターフェイスを介してオペレータの命令情報
に基づいて、各クラスを自由に結合することができる。
したがって、多数のプロセス・制御・センサ・モデルに
迅速に対応することが容易となる。In other words, regarding the problems (1) to (3), many process systems, control systems, sensor systems, and model systems are created as classes using an object-oriented programming technique represented by the C ++ language. It was confirmed that the problem could be easily solved by storing the data in a class library in a certain hierarchical structure. In a normal programming technique, each component is generally called from a main routine in the form of a subroutine. However, in this technique, it is necessary to preset a very large number of connection patterns in the main routine. In this case, in the object orientation, if the input and output of each class are set, each class can be freely combined based on the instruction information of the operator via the user interface.
Therefore, it is easy to quickly respond to a large number of process / control / sensor / models.

【００４５】（４）〜（５）の問題点については、出力
値収束手段や類似実測値判断手段、実測値出力手段、パ
ラメータ感度解析手段、高感度パラメータ表示手段等の
ユーザーインターフェイスの高機能化により、解決する
ことが可能と判断した。Regarding the problems (4) and (5), the user interface is enhanced with output value convergence means, similar measured value judgment means, measured value output means, parameter sensitivity analysis means, and high sensitivity parameter display means. It was determined that the problem could be solved.

【００４６】（６）の問題点については、ランニングコ
ストや部品メンテナンスに関する関数、モデルをクラス
ライブラリーにモデルクラスとして格納することによ
り、実現できることが判明した。It has been found that the problem (6) can be realized by storing functions and models relating to running costs and parts maintenance as model classes in a class library.

【００４７】第１の実施の形態 以下、第１の実施の形態を図１乃至図３により説明す
る。図１乃至図３に示すように、下水処理プロセスシミ
ュレータ２１ａは下水処理プロセスを構成する部品およ
び反応モデルの各クラスを格納したクラスライブラリー
部２４と、下水処理場プロセスの結合情報および標準設
定値情報を格納したプロセスデータベース部２５とを備
えている。またクラスライブラリー部２４とプロセスデ
ータベース部２５には、プロセスデータベース部２５か
らの情報に基づいてクラスライブラリー部２４の各クラ
スを結合させて下水処理場プロセスを構築するととも
に、シミュレーションを実行するシミュレータ本体部２
３が接続され、さらにシミュレータ本体部２３にはユー
ザーインターフェイス部２２が接続されている。ユーザ
ーインターフェイス部２２はシミュレータ本体部２３に
対して入力情報を与えるとともに、シミュレータ本体部
２３からの出力情報が入力されるようになっている。 First Embodiment Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, the sewage treatment process simulator 21 a includes a class library unit 24 storing the components of the sewage treatment process and each class of the reaction model, and connection information and standard setting values of the sewage treatment plant process A process database unit 25 storing information. The class library unit 24 and the process database unit 25 are connected to each class of the class library unit 24 based on the information from the process database unit 25 to construct a sewage treatment plant process and to execute a simulation. Main unit 2
3 is connected, and a user interface unit 22 is connected to the simulator main unit 23. The user interface unit 22 provides input information to the simulator main unit 23 and receives output information from the simulator main unit 23.

【００４８】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

【００４９】下水処理場オペレータ２０は、例えば嫌気
−無酸素−好気法（Ａ２Ｏ法）等の下水処理プロセス、
各槽の大きさや下水流量や水質等の初期値、制御装置と
してＤＯ一定制御装置、センサとしてＤＯ計を選定する
等入力情報をユーザーインターフェイス部２２を介し
て、シミュレータ本体部２３へ送る。シミュレータ本体
部２３においては、プロセスデータベース部２５内に格
納された下水処理プロセスの結合情報と標準設定値情報
（標準パラメータ）に基づいてオペレータ２０からの入
力情報から、クラスライブラリー部２４内の各クラスを
連結させて下水処理プロセスを構築する。次にシミュレ
ータ本体部２３において構築した下水処理プロセスに対
して、下水処理場オペレータのパラメータ変更命令や初
期値入力命令やシミュレーション実行命令に基づいて、
シミュレーションが実行される。シミュレーション結果
については、逐次あるいは終了時においてユーザーイン
ターフェイス部２２から出力される。The sewage treatment plant operator 20 performs a sewage treatment process such as an anaerobic-anoxic-aerobic method (A2O method),
Input information such as initial values such as the size of each tank, sewage flow rate and water quality, a DO constant control device as a control device, and a DO meter as a sensor are sent to the simulator main unit 23 via the user interface unit 22. In the simulator main body unit 23, each of the information in the class library unit 24 is obtained from the input information from the operator 20 based on the connection information of the sewage treatment process stored in the process database unit 25 and the standard setting value information (standard parameters). Build a sewage treatment process by linking classes. Next, based on the sewage treatment plant operator's parameter change instruction, initial value input instruction, and simulation execution instruction for the sewage treatment process constructed in the simulator main body 23,
A simulation is performed. The simulation results are output from the user interface unit 22 sequentially or at the end.

【００５０】本実施の形態によれば、下水処理プロセス
シミュレータ２１ａは下水処理場オペレータ２０を介す
るオフラインのシミュレータとなっているので、非常に
シンプルなコンピュータすなわちパソコンレベルで構成
することが可能となる。下水処理プロセスシミュレータ
２１ａは、またいつどこにおいても使用可能となり、か
つプロセスや制御系、センサ系が異なった他の下水処理
場においても使用可能となる。According to the present embodiment, since the sewage treatment process simulator 21a is an off-line simulator via the sewage treatment plant operator 20, it can be constituted by a very simple computer, that is, a personal computer level. The sewage treatment process simulator 21a can be used anytime and anywhere, and can be used in other sewage treatment plants having different processes, control systems, and sensor systems.

【００５１】なお図１においては、データの入力を下水
処理場オペレータ２０が行うオフライン系の下水処理プ
ロセスシミュレータを示したが、オンライン系の下水処
理プロセスシミュレータも利用することができる。Although FIG. 1 shows an off-line sewage treatment process simulator in which data is input by the sewage treatment plant operator 20, an on-line sewage treatment process simulator can also be used.

【００５２】例えば、図２に示すように下水処理プロセ
スシミュレータ２１ｂは更にプロセスインターフェイス
部２６を有していてもよい。図２に示すように下水処理
場のブロア、ポンプ、センサ等のプロセス部品２７から
のデータをプロセススンターフェイス部２６を介してプ
ロセスデータベース部２５内に格納し、このデータをシ
ミュレータ本体部２３を介してユーザーインターフェイ
ス部２２上で出力してもよい。For example, as shown in FIG. 2, the sewage treatment process simulator 21b may further include a process interface unit 26. As shown in FIG. 2, data from process components 27 such as blowers, pumps, and sensors of a sewage treatment plant are stored in a process database unit 25 via a process interface unit 26, and the data is stored in a simulator main unit 23. Alternatively, the data may be output on the user interface unit 22 via the interface.

【００５３】また、図３に示すように下水処理プロセス
シミュレータ２１ｃは、更に設定値演算部２８を有して
いてもよい。この場合、シミュレーション結果とプロセ
スデータ値とを比較してずれが生じた時、設定値演算部
２８により下水処理場プロセス部品、特に制御装置の設
定値を自動的に変更することが可能となる。Further, as shown in FIG. 3, the sewage treatment process simulator 21c may further include a set value calculation unit 28. In this case, when there is a difference between the simulation result and the process data value, the set value calculation unit 28 can automatically change the set values of the sewage treatment plant process components, particularly the control device.

【００５４】第２の実施の形態 図４は本発明の第２の実施の形態を示す図である。図４
に示す下水処理プロセスシミュレータはクラスライブラ
リー部２４を多層構造としたものであり、他は図１に示
す第１の実施の形態と略同一である。 Second Embodiment FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG.
The sewage treatment process simulator shown in FIG. 1 has a class library unit 24 having a multi-layer structure, and the rest is substantially the same as the first embodiment shown in FIG.

【００５５】図４において、クラスライブラリー部２４
は第１層めのクラスとしてのオブジェクトクラス３０
と、第２層めのクラスとしての部品クラス３１およびモ
デルクラス３２とを有している。またクラスライブラリ
ー部２４は第３層めのクラスとして部品クラス３１の下
層に、空気部品クラス３３と、流れ部品クラス３４と、
制御装置クラス３５と、センサクラス３６とを有し、モ
デルクラス３２の下層に、活性汚泥モデルクラス３７
と、沈殿池モデルクラス３８と、水の流れモデルクラス
３９とを有している。さらにクラスライブラリー部２４
は第４層めのクラスとして空気部品クラス３３の下層
に、ブロアクラス４０を有し、流れ部品クラスの下層に
パイプクラス４１と、タンククラス４２と、ポンプクラ
ス４３と、ソケットクラス４４とを有している。In FIG. 4, the class library section 24
Is the object class 30 as the first layer class
And a component class 31 and a model class 32 as a second layer class. The class library unit 24 includes a pneumatic component class 33, a flow component class 34, and a
It has a control device class 35 and a sensor class 36, and the activated sludge model class 37
And a sedimentation basin model class 38 and a water flow model class 39. Furthermore, the class library section 24
Has a blower class 40 below the air component class 33 as a fourth layer class, and a pipe class 41, a tank class 42, a pump class 43, and a socket class 44 below the flow component class. doing.

【００５６】シミュレータ本体部２３において上記各ク
ラスを結合させて、下水処理プロセスを構築した後、そ
のプロセスに応じたシミュレーションが実施される。After constructing a sewage treatment process by combining the above classes in the simulator body section 23, a simulation according to the process is performed.

【００５７】上記クラスライブラリーの考え方は、オブ
ジェクト指向プログラミングに基づいており、オブジェ
クト指向プログラミングは、データとそれを操作するた
めの手続をひとつのオブジェクトとしてとらえ、カプセ
ル化することによって、オブジェクトを主体としてたプ
ログラミングを進めていく手法である。このプログラミ
ングは、Ｃ＋＋、Smalltalk 、ＣＬＯＳ等の言語がサポ
ートしている。The concept of the class library is based on object-oriented programming. In object-oriented programming, data and procedures for operating the data are regarded as one object, and the object is encapsulated by encapsulating it. This is a technique for promoting programming. This programming is supported by languages such as C ++, Smalltalk, and CLOS.

【００５８】各クラスの代表例を表１〜表３に各々示
す。Tables 1 to 3 show typical examples of each class.

【００５９】オブジェクトクラス３０は、シミュレータ
上で、それぞれのオブジェクト３０を一意に扱うために
定義しているもので、オブジェクト名はオブジェクト３
０の識別名として利用する。部品クラス３１は、表１の
ように、オブジェクト名とその書き込み、読み取りを定
義する。部品ＩＤを定義しているのは、施設管理データ
ベース等を対応づけるためである。次に、表２に流れ系
の部品の定義を示す。このクラスでは、内部に液体を持
たせている。流入という関数は、引数として流入流量と
流入水質を持って、隣接するオブジェクトからソケット
を通して、呼び出される。これが呼び出されると、自分
自身の保有量、水質と混合される計算をする。The object class 30 is defined for uniquely handling each object 30 on the simulator.
It is used as an identifier of 0. The component class 31 defines an object name and its writing and reading as shown in Table 1. The part ID is defined for associating the facility management database and the like. Next, Table 2 shows the definitions of the components of the flow system. This class has a liquid inside. The inflow function is called from an adjacent object through a socket, with the inflow rate and inflow quality as arguments. When this is called, it does a calculation that mixes with your own holdings and water quality.

【００６０】表３にタンククラス４２の定義を示す。流
入ソケットや流出ソケットは、各タンクを連結するため
の接続部分である。時間ステップは、反応系と流れ系の
２つのステップがある。これらの関数が、シミュレータ
本体部２３から各時間ステップ毎に呼び出されて、その
中で自らのオブジェクトの状態の更新に必要な命令を実
行していく。例えば、ステップ２で流れを扱うのであれ
ば、この関数の中で、流量計算（あふれ計算）を呼び出
して流量を求め、流出ソケットに接続されている相手の
オブジェクトに対して流入を呼び出す。 表１ 部品クラスの定義 部品 オブジェクト名部品ＩＤ オブジェクト名書き込み オブジェクト名読み取り部品ＩＤの読み取り 表２ 流れ系部品の定義 流れ系部品 オブジェクト名 部品ＩＤ 容積 流量 保有量液体オブジェクト オブジェクト名書き込み オブジェクト名読み取り 部品ＩＤの読み取り 流量計算（あふれ）流入 Table 3 shows the definition of the tank class 42. The inflow socket and the outflow socket are connection portions for connecting the tanks. There are two time steps, a reaction system and a flow system. These functions are called from the simulator main unit 23 at each time step, and execute the instructions necessary for updating the state of the own object in the time steps. For example, if the flow is handled in step 2, the flow rate calculation (overflow calculation) is called in this function to obtain the flow rate, and the flow is called for the partner object connected to the outflow socket. Table 1 Definition part object name of part class Write part ID Object name Write object name Read part ID Table 2 Flow part definition Flow part object name Part ID Volume Flow rate Holding liquid object write object name Read Object name Read part ID Read Flow calculation (overflow) inflow

【００６１】 表３ タンククラスの定義 タンク オブジェクト名 部品ＩＤ 容積 流量 保有量 縦・横・深さ 流入ソケット 流出ソケット液体オブジェクト オブジェクト名書き込み オブジェクト名読み取り 部品ＩＤの読み取り 流量計算（あふれ） 流入 時間ステップ１ 時間ステップ２流出量計算 反応モデルクラスの各モデルの一例として以下の活性汚
泥モデルと水の流れモデルを示す。 Table 3 Definition of Tank Class Tank Object Name Part ID Volume Flow Rate Retention Volume Vertical / Horizontal / Depth Inflow Socket Outflow Socket Liquid Object Object Name Write Object Name Read Part ID Read Flow Rate Calculation (Overflow) Inflow Time Step 1 hour Step 2 The following activated sludge model and water flow model are shown as an example of each model of the runoff calculation reaction model class.

【００６２】活性汚泥モデルとして、ＩＡＷＱモデルＮ
ｏ．２を下層クラスに組み込む。本モデルはマトリクス
表示しており、モデル中の成分である横軸はｉで、反応
プロセスである縦軸はｊで示す。ｉ成分量Ｃｊの反応速
度ｒｊは、（１）式のように、ｊ成分のStoichiometric
（化学量論）パラメータとRateequation（反応速度）の
積の総和で示される。As an activated sludge model, IAWQ model N
o. 2 is incorporated in the lower class. This model is displayed in a matrix, and the horizontal axis as a component in the model is indicated by i, and the vertical axis as a reaction process is indicated by j. The reaction rate rj of the i-component amount Cj is represented by the Stoichiometric value of the j-component as shown in equation (1).
It is indicated by the sum of the product of (stoichiometry) parameter and Rateequation (reaction rate).

【００６３】 ｒｊ＝Συｉｊ・ρｊ …………（１）式 例えば、硝酸の反応速度式（ＳＮＯ３）は、（２）式の
ようになる。Rj = Συij · ρj Equation (1) For example, the reaction rate equation (SNO 3) for nitric acid is represented by Equation (2).

【００６４】 ｒＳＮＯ３＝ｄＳＮＯ３／ｄｔ＝−｛（１−ＹＨ）／２．８６ＹＨ｝ ・｛μＨ・ηＮＯ３・（ＳＯ２Ｎｏ）・（ＳＦＹｅｓ）・（ＳＮＨ４Ｙｅｓ） ・（ＳＮＯ３Ｙｅｓ）・（ＳＰＯ４Ｙｅｓ）・（ＸＨ）｝ ＋｛（１−ＹＨ）／２．８６ＹＨ｝・｛μＨ・ηＮＯ３・（ＳＯ２Ｎｏ） ・（ＳＡＹｅｓ）・（ＳＮＨ４Ｙｅｓ）・（ＳＮＯ３Ｙｅｓ） ・（ＳＰＯ４Ｙｅｓ）・ＸＨ）｝＋｛（１／ＹＡＵＴ）・μＡＵＴ ・（ＳＯ２Ｙｅｓ）・（ＳＮＨ４Ｙｅｓ）・（ＳＰＯ４Ｙｅｓ） ・（ＳＡＬＫＹｅｓ）・ＸＡＵＴ｝＋｛（ＹＰＨＡ／２．８６）・ｑＰＰ ・（ＳＯ２Ｎｏ）・（ＳＮＯ３Ｙｅｓ）・（ＳＰＯ４Ｙｅｓ） ・（ｆＸＰＨＡＹｅｓ）・（ｆＸＰＰＩｎｈ）・ＸＰＡＯ｝ ＋｛（１−ＹＰＡＯ）／２．８６ＹＰＡＯ）｝・｛μＰＡＯ・ηＮＯ３ ・（ＳＯ２Ｎｏ）・（ＳＮＯ３Ｙｅｓ）・（ｆＸＰＨＡＹｅｓ） ・（ＳＮＨ４Ｙｅｓ）・（ＳＡＬＫＹｅｓ）・（ＳＰＯ４Ｙｅｓ） ・（ＸＰＡＯ）｝ ……………（２）式 上記微分方程式の数値解の計算は、式（３）に示すよう
に、オイラー（Euler)法の数値積分法による。RSNO3 = dSNO3 / dt = − {(1−YH) /2.86YH} ・ {μH ・ ηNO3 ・ (SO2No) ・ (SFYes) ・ (SNH4Yes) ・ (SNO3Yes) ・ (SPO4Yes) ・ (XH) ｝ + ｛(1-YH) /2.86YH｝｝ μH ・ ηNO3 ・ (SO2No) ・ (SAYes) ・ (SNH4Yes) ・ (SNO3Yes) ・ (SPO4Yes) ・ XH)｝ + ｛(1 / YAUT) ・μAUT · (SO2Yes) · (SNH4Yes) · (SPO4Yes) · (SALKYes) · XAUT｝ + ｛(YPHA / 2.86) · qPP · (SO2No) · (SNO3Yes) · (SPO4Yes) · (fXPHAYes) · (fXPPInh) ) · XPAO｝ + {(1-YPAO) /2.86 YPAO)｝ · ｛μP O · ηNO3 · (SO2No) · (SNO3Yes) · (fXPHAyes) · (SNH4Yes) · (SALKYes) · (SPO4Yes) · (XPAO)｝ ... Equation (2) As shown in Equation (3), a numerical integration method of the Euler method is used.

【００６５】 ｙ（ｘ＋Δｘ）＝ｙ（ｘ）＋ｆ（ｘ，ｙ）Δｘ ………（３）式 水の流れ系のモデルは、式（４）のように、タンク流出
流量Ｑｏｕｔは、槽内の液体容積ＶＬから槽の有効容積
Ｖを差し引いた値から算出する。この流れ系のモデルは
水のあふれモデルである。Y (x + Δx) = y (x) + f (x, y) Δx Expression (3) In the model of the water flow system, as shown in Expression (4), the tank outflow flow rate Qout is calculated as follows: Is calculated from the value obtained by subtracting the effective volume V of the tank from the liquid volume VL. The model of this flow system is a water overflow model.

【００６６】返送汚泥や硝化液循環の流量が加えられる
槽については、その流量も加味する。For the tank to which the flow rate of the return sludge and the nitrification liquid circulation is added, the flow rate is also taken into consideration.

【００６７】 Ｑｏｕｔ＝（ＶＬ−Ｖ）／ｄｔ …………（４）式 図４に示すようにクラスライブラリー部２４を多層構造
とすることにより、各クラスを層別にわかりやすく区別
することができ、クラスの設定、判別が容易となる。ま
たシミュレータを更新する場合にも、上層のクラスの下
層に新規クラスを設定するだけでよいので、シミュレー
タの修正、更新等が非常に容易となる。Qout = (VL−V) / dt (4) By making the class library section 24 have a multilayer structure as shown in FIG. 4, each class can be easily distinguished by layer. It is possible to set and determine the class easily. Also, when updating the simulator, it is only necessary to set a new class below the upper class, so that it is very easy to modify and update the simulator.

【００６８】また、モデルクラス３２の下層に３つのモ
デルを設けたことにより、計算方法がシンプルとなり、
シミュレーションの計算時間が短縮される。Also, by providing three models below the model class 32, the calculation method is simplified,
Simulation calculation time is reduced.

【００６９】なおクラスライブラリー部２４の多層構造
は図４に限定されることはなく、制御装置クラス３５の
下層に、更にＤＯ一定制御装置クラスやＳＲＴ一定制御
装置クラス等の下水処理プロセス制御装置のクラスを設
けることも可能である。また、センサクラス３６の下層
にＤＯ計、流量計、ｐＨ計、ＯＲＰ計、温度計等種々の
センサクラスを設置してもよい。また、モデルクラス３
２の下層に３つのモデル以外のモデルを採用することも
可能である。The multi-layer structure of the class library section 24 is not limited to that shown in FIG. Class can also be provided. In addition, various sensor classes such as a DO meter, a flow meter, a pH meter, an ORP meter, and a thermometer may be provided below the sensor class 36. Also, model class 3
It is also possible to adopt a model other than the three models in the lower layer of 2.

【００７０】本実施の形態では、活性汚泥モデルとして
ＩＡＷＱモデルＮｏ．２を利用したが、ＩＡＷＱモデル
Ｎｏ．１やその他のモデルを使用することもできる。ま
た水の流れモデルは（４）式のように水のあふれモデル
を利用したが、あふれを考慮しない流入と流出の量が等
しい簡易的なモデルや、その他のモデルも使用できる。
さらに、流れ部品クラス３４の下層にバルブクラスや、
タンククラス４２の下層に反応タンククラスや沈殿池ク
ラスを設けてもよい。In the present embodiment, IAWQ Model No. is used as the activated sludge model. IAWQ Model No. 2 was used. One or other models could be used. The water flow model uses a water overflow model as shown in equation (4), but a simple model in which the amount of inflow and outflow is equal without considering overflow and other models can also be used.
In addition, a valve class and the like below the flow component class 34,
A reaction tank class or a settling tank class may be provided below the tank class 42.

【００７１】第３の実施の形態 図５と図６は本発明の第３の実施の形態を示すフローシ
ート図である。図５および図６に示す第３の実施の形態
は、シミュレータ本体部２３が特殊シミュレーションを
行うものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略
同一である。 Third Embodiment FIGS. 5 and 6 are flow sheet diagrams showing a third embodiment of the present invention. The third embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is a simulator in which a special simulation is performed by the simulator main body 23, and the other portions are substantially the same as the first embodiment shown in FIG.

【００７２】まず図５および図６に示すようにプロセス
選定もしくは作成が行われ、続いてパラメータ設定、初
期値設定が順次実施される。その後、シミュレーション
の実行は、図５において反応モデル計算を行った後、水
の流れ計算を行い、その出力値が収束もしくはオペレー
タ側の終了要求があれば終了し、そうでなければこの計
算が繰り返される。また図６においては図５に示すフロ
ーチャートと逆に水の流れ計算を行った後、反応モデル
計算を行う。First, as shown in FIGS. 5 and 6, process selection or creation is performed, and subsequently, parameter setting and initial value setting are sequentially performed. Thereafter, the simulation is performed after the reaction model calculation is performed in FIG. 5 and the water flow calculation is performed. If the output value converges or there is an end request from the operator, the simulation is terminated. Otherwise, the calculation is repeated. It is. Also, in FIG. 6, the reaction model calculation is performed after the water flow calculation is performed in reverse to the flowchart shown in FIG.

【００７３】図５および図６においては、全てプロセス
選定・作成ステップ、パラメータステップ、初期値設定
ステップがシミュレーション実行前に実施されるので、
シミュレーションの初期条件が確実に行われるので、正
確なシミュレーションが実行できる。In FIGS. 5 and 6, the process selection / creation step, parameter step, and initial value setting step are all performed before the simulation is executed.
Since the initial conditions of the simulation are reliably performed, an accurate simulation can be executed.

【００７４】また、シミュレーションの終了状態を収束
条件もしくはオペレータ側の終了要求で判断できるの
で、シミュレーションの自由度が増し、オペレータが使
いやすい下水処理プロセスシミュレータを提供すること
ができる。Further, since the end state of the simulation can be determined by the convergence condition or the end request of the operator, the degree of freedom of the simulation is increased, and a sewage treatment process simulator which is easy for the operator to use can be provided.

【００７５】なおシミュレーションの設定方法や終了方
法としては、図５と図６に限定されることがなく、一度
設定したプロセス、パラメータ、初期値をそのまま使用
して何度もシミュレーションすることも可能であり、ま
たプロセス、パラメータ、初期値の一部をそのままの設
定条件で使用し、その他の部分を設定変更してシミュレ
ーションしてもよい。The method of setting and terminating the simulation is not limited to those shown in FIGS. 5 and 6, and the simulation can be repeated many times using the process, parameters, and initial values set once. Yes, a part of the process, parameters, and initial values may be used under the same setting conditions, and the other parts may be changed in setting for simulation.

【００７６】また、シミュレーション終了状態の判断に
ついては、収束、終了要求以外の方法を使用することが
できる。例えば、出力値が発散した場合も、そのままシ
ミュレーションを継続する判断手段を使用してもよい。For the determination of the simulation end state, a method other than the convergence and end request can be used. For example, even when the output value diverges, a determination unit that continues the simulation may be used.

【００７７】第４の実施の形態 図７は本発明の第４の実施の形態を示す模式図である。
図７に示す第４の実施の形態は、クラスライブラリー部
２４が反応モデルクラスとして複数の仮想槽からなる沈
殿池モデルクラスと、活性汚泥法モデルクラスを有する
ものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一
である。 Fourth Embodiment FIG. 7 is a schematic diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment shown in FIG. 7, the class library unit 24 has a sedimentation basin model class composed of a plurality of virtual tanks and an activated sludge model class as reaction model classes. This is substantially the same as the first embodiment shown.

【００７８】図７において、反応槽流出水５０は、沈殿
池第１仮想槽５４、沈殿池第２仮想槽５５、および沈殿
池第３仮想槽５６を順次経ていく。この間、反応槽流出
水５０は処理水５１、返送汚泥５２または余剰汚泥５３
となって系外へ流出する。In FIG. 7, the reaction tank effluent 50 passes through the first virtual tank 54, the second virtual tank 55 of the sedimentation tank, and the third virtual tank 56 of the sedimentation tank in this order. During this time, the reaction tank effluent 50 is treated water 51, returned sludge 52 or excess sludge 53.
And it flows out of the system.

【００７９】沈殿池モデルの計算方法としては、前記第
２の実施の形態の（１）式、（２）式で示したＩＡＷＱ
モデルＮｏ．２を用いて、沈殿池第１仮想槽５４、第２
仮想槽５５、第３仮想槽５６各々の反応モデル計算を行
う。その後、（４）式に基づく水の流れ計算を行い、処
理水５１の水質および流量と、返送汚泥５２のＭＬＳＳ
等の水質および流量と、余剰汚泥５３中のＭＬＳＳ等の
水質および流量を算出する。As a method of calculating the sedimentation basin model, the IAWQ shown in the equations (1) and (2) of the second embodiment is used.
Model No. 2, the first virtual tank 54 of the sedimentation basin, the second virtual tank
A reaction model calculation for each of the virtual tank 55 and the third virtual tank 56 is performed. Then, the water flow is calculated based on the equation (4), and the water quality and flow rate of the treated water 51 and the MLSS of the returned sludge 52 are calculated.
And the water quality and flow rate of the MLSS in the excess sludge 53 are calculated.

【００８０】本実施の形態によれば、仮想槽５４，５
５，５６を３つに設定したので、計算ステップが簡略化
でき、シミュレーション速度が短縮される。According to the present embodiment, virtual tanks 54 and 5
Since 5,56 is set to three, the calculation steps can be simplified, and the simulation speed can be reduced.

【００８１】なお図７において、３つの仮想槽５４，５
５，５６を設けたが、２つや４つ以上の仮想槽を設ける
ことも可能であり、返送汚泥５２のラインは無くして余
剰汚泥５３のラインのみで計算することも可能である。In FIG. 7, three virtual tanks 54, 5
Although 5, 56 are provided, it is also possible to provide two or four or more virtual tanks, and it is also possible to eliminate the return sludge line 52 and calculate only the excess sludge line 53.

【００８２】また、活性汚泥モデルとしてＩＡＷＱモデ
ルＮｏ．２を利用したが、他の活性汚泥モデルを使用す
ることも可能である。As an activated sludge model, IAWQ Model No. 2, but other activated sludge models can also be used.

【００８３】第５の実施の形態 図８は本発明の第５の実施の形態を示す図である。図８
に示す第５の実施の形態は、ユーザーインターフェイス
部２２が特殊構成を有するものであり、他は図１に示す
第１の実施の形態と略同一である。 Fifth Embodiment FIG. 8 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention. FIG.
In the fifth embodiment shown in FIG. 7, the user interface unit 22 has a special configuration, and the rest is substantially the same as the first embodiment shown in FIG.

【００８４】図８において、ユーザーインターフェイス
部２２は出力項目選定手段６０と、グラフ属性選定手段
６１とを有している。下水処理場のオペレータ２０の入
力情報に基づいて出力項目選定手段６０により、シミュ
レーションして画面上に出力したい項目のみを選定し、
またはグラフ属性選定手段６１により画面上のトレンド
グラフの属性を決定する。シミュレーション実行時ある
いは終了時におけるシミュレーション出力値は、シミュ
レータ本体部２３からユーザーインターフェイス部２２
に送信され、ユーザーインターフェイス部２２内の２つ
の選定手段６０，６１により加工される。In FIG. 8, the user interface unit 22 has an output item selecting means 60 and a graph attribute selecting means 61. Based on the input information of the operator 20 of the sewage treatment plant, the output item selecting means 60 selects only the items to be simulated and output on the screen,
Alternatively, the attribute of the trend graph on the screen is determined by the graph attribute selecting means 61. The simulation output value at the time of executing or ending the simulation is transmitted from the simulator main unit 23 to the user interface unit 22.
And processed by the two selecting means 60 and 61 in the user interface unit 22.

【００８５】本実施の形態によれば、出力項目選定手段
６０とグラフ属性選定手段６１を並列的に配置させたの
で、各々の手段が独立して機能することができ、ユーザ
ーインターフェイス部２２の構成がシンプルとなる。According to the present embodiment, since the output item selecting means 60 and the graph attribute selecting means 61 are arranged in parallel, each means can function independently. Becomes simple.

【００８６】なお図８のように上記２つの選定手段を並
列的に構成するのみならず、統合して構成することも可
能であり、一方の手段の内部に他の手段を包含させるこ
とも可能である。As shown in FIG. 8, the above two selecting means can be configured not only in parallel but also in an integrated manner, and one means can include another means. It is.

【００８７】第６の実施の形態 図９は本発明の第６の実施の形態を示す概略構成図であ
る。図９に示す第６の実施の形態は、ユーザーインター
フェイス部２２が特殊構成を有するものであり、他は図
１に示す実施の形態と略同一である。 Sixth Embodiment FIG. 9 is a schematic diagram showing a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment shown in FIG. 9 is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except that the user interface unit 22 has a special configuration.

【００８８】図９において、ユーザーインターフェイス
部２２は実測値入力手段６５と、実測値格納手段６６
と、類似実測値判断手段６７と、類似実測値出力手段６
８とを有している。In FIG. 9, the user interface unit 22 includes an actual measurement value input unit 65 and an actual measurement value storage unit 66.
And similar measured value determining means 67 and similar measured value output means 6
8 is provided.

【００８９】下水処理のオペレータ２０が実測値入力手
段６５を用いて随時入力した実測値は実測値格納手段６
６内部に格納される。実測値格納手段６６内部の実測値
は次にシミュレータ本体部２３で計算したシミュレーシ
ョン出力値と類似実測値判断手段６７において比較さ
れ、類似する実測値が選定される。この類似実測値判断
手段６７により選定された類似実測値は、類似実測値出
力手段６８により出力値とともに出力される。The measured values input by the sewage treatment operator 20 at any time using the measured value input means 65 are stored in the measured value storage means 6.
6 is stored inside. The actual measured value in the actual measured value storage unit 66 is then compared with the simulation output value calculated by the simulator main unit 23 by the similar actual measured value determining unit 67, and a similar actual measured value is selected. The similar measured value selected by the similar measured value judging means 67 is output together with the output value by the similar measured value output means 68.

【００９０】本実施の形態においては、実測値入力手段
６５と、実測値格納手段６６と、類似実測値判断手段６
７と、類似実測値出力手段６８を独立して配置させたの
で、各々の機能を独立させ実施され、正確に類似実測値
を判断することができる。In this embodiment, the measured value input means 65, the measured value storage means 66, and the similar measured value determination means 6
7 and the similar actual measurement value output means 68 are arranged independently, so that each function is implemented independently and the similar actual measurement value can be accurately determined.

【００９１】なお、実測値入力手段６５や実測値格納手
段６６をユーザーインターフェイス部２２内部に配置し
たが、下水処理プロセスシミュレータの他の部分に配置
させることも可能であり、プロセスインターフェイス部
２６を介して自動的に実測値を格納するプロセスデータ
ベース部２５を用いて、類似実測値を判断・選定するこ
とも可能である（図２および図３参照）。Although the actually measured value input means 65 and the actually measured value storage means 66 are arranged inside the user interface unit 22, they can be arranged in other parts of the sewage treatment process simulator. It is also possible to judge and select similar measured values by using the process database unit 25 which automatically stores measured values (see FIGS. 2 and 3).

【００９２】第７の実施の形態 図１０は本発明の第７の実施の形態を示す概略構成図で
ある。図１０に示す第７の実施の形態は、ユーザーイン
ターフェイス部２２が特殊構成を有するものであり、他
は図１に示す実施の形態と略同一である。 Seventh Embodiment FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment shown in FIG. 10, the user interface unit 22 has a special configuration, and the other parts are substantially the same as those in the embodiment shown in FIG.

【００９３】図１０において、ユーザーインターフェイ
ス部２２は出力値収束判断手段７０を有している。In FIG. 10, the user interface unit 22 has an output value convergence determining means 70.

【００９４】出力値収束判断手段７０はシミュレータ本
体部２３のシミュレーションの時系列データの１ステッ
プ前のデータと現在のデータとを比較して、例えば
（５）式のように差分がａ１よりも小さくなった場合、
シミュレーションを終了する命令をシミュレータ本体部
２３へ送信し、シミュレーションを終了させる。The output value convergence judging means 70 compares the data one step before the time series data of the simulation of the simulator main body 23 with the current data, and finds that the difference is smaller than a1 as shown in equation (5), for example. If it becomes
An instruction to end the simulation is transmitted to the simulator main unit 23, and the simulation is ended.

【００９５】 ｛（ＤＡＴＡ１）ｔ−（ＤＡＴＡ１）ｔ−１｝＜ａ１ ……（５）式 本実施の形態によれば、出力値収束判断手段７０をユー
ザーインターフェイス部２２内部に配置したことによ
り、シミュレータ本体部２３のシミュレーション計算と
切り離して収束判断ができ、この判断機能の精度が向上
する。{(DATA1) t− (DATA1) t−1} <a1 (5) According to the present embodiment, the output value convergence judging unit 70 is arranged inside the user interface unit 22. Convergence judgment can be made separately from the simulation calculation of the simulator main body 23, and the accuracy of this judgment function is improved.

【００９６】なお出力値収束判断手段７０は、ユーザー
インターフェイス部２２内部のみならず、下水処理プロ
セスシミュレータの他の部分に配置させることが可能で
あり、シミュレータ本体部２３内に配置してもよい。The output value convergence judging means 70 can be arranged not only in the user interface section 22 but also in other parts of the sewage treatment process simulator, and may be arranged in the simulator body section 23.

【００９７】第８の実施の形態 図１１は本発明の第８の実施の形態を示す図である。図
１１に示す第８の実施の形態は、シミュレータ本体部２
３が特殊構成を有するものであり、他は図１に示す第１
の実施の形態と略同一である。 Eighth Embodiment FIG. 11 shows an eighth embodiment of the present invention. The eighth embodiment shown in FIG.
3 has a special configuration, and the other has the first configuration shown in FIG.
This is substantially the same as the embodiment.

【００９８】図１１において、シミュレータ本体部２３
は調節パラメータ格納部７１と、パラメータ感度解析部
７２とを有している。ユーザーインターフェイス部２２
から入力された調節パラメータは調節パラメータ格納部
７１内に格納され、この調節パラメータとプロセスデー
タベース部２５内に格納されている標準パラメータがパ
ラメータ感度解析部７２へ送られる。次にパラメータ感
度解析部７２において調節および標準パラメータでのシ
ミュレーションが実行される。シミュレーション終了
後、パラメータ感度解析部７２において（６）式に基づ
いてパラメータ感度が算出され、このパラメータ感度は
ユーザーインターフェイス部２２を介して外部へ出力さ
れる。In FIG. 11, the simulator main body 23
Has an adjustment parameter storage unit 71 and a parameter sensitivity analysis unit 72. User interface unit 22
Is stored in the adjustment parameter storage unit 71, and the adjustment parameters and the standard parameters stored in the process database unit 25 are sent to the parameter sensitivity analysis unit 72. Next, adjustment and simulation with standard parameters are executed in the parameter sensitivity analysis unit 72. After the simulation, the parameter sensitivity is calculated by the parameter sensitivity analysis unit 72 based on the equation (6), and the parameter sensitivity is output to the outside via the user interface unit 22.

【００９９】 Ｓｘ＝（Ｄ／ＤST）−１ …………（６）式 ＜記号：Ｓｘ；パラメータ感度、Ｄ；調節パラメータ、
ＤST；標準パラメータ＞ 本実施の形態によれば、調節パラメータ格納部７１を設
けたので、調節パラメータの保存が可能となり、パラメ
ータ感度解析の再実験に利用できる。また、パラメータ
感度解析部７２内に、パラメータ感度算出機能のみなら
ず、シミュレーション計算機能も有しており、パラメー
タ感度解析がこの部分のみで実施され、機能が単純化す
る。Sx = (D / DST) -1 Expression (6) <Symbol: Sx: parameter sensitivity, D: adjustment parameter,
DST; Standard Parameters> According to the present embodiment, since the adjustment parameter storage unit 71 is provided, the adjustment parameters can be stored, and can be used for re-experiment of the parameter sensitivity analysis. Further, the parameter sensitivity analysis unit 72 has not only a parameter sensitivity calculation function but also a simulation calculation function, and the parameter sensitivity analysis is performed only in this part, and the function is simplified.

【０１００】なお図１１に示すように、必ずしも調節パ
ラメータ格納部７１を設ける必要はなく、調節パラメー
タをユーザーインターフェイス部２２を介して直接パラ
メータ感度解析部７２へ送信し、パラメータ感度解析部
７２で瞬時に解析することも可能である。また、パラメ
ータ感度解析部７２内にシミュレーション計算機能を持
たせる必要もなく、シミュレーション機能はシミュレー
タ本体部の他の部分に持たせていればよい。As shown in FIG. 11, it is not always necessary to provide the adjustment parameter storage section 71, and the adjustment parameters are transmitted directly to the parameter sensitivity analysis section 72 via the user interface section 22, and the parameter sensitivity analysis section 72 instantaneously transmits the adjustment parameters. It is also possible to analyze it. Further, it is not necessary to provide a simulation calculation function in the parameter sensitivity analysis unit 72, and the simulation function may be provided in another part of the simulator main body.

【０１０１】第９の実施の形態 図１２は本発明の第９の実施の形態を示す概略構成図で
ある。図１１に示す第９の実施の形態は、シミュレータ
本体部２３が特殊構成を有するものであり、他は図１に
示す第１の実施の形態と略同一である。 Ninth Embodiment FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention. In the ninth embodiment shown in FIG. 11, the simulator main body 23 has a special configuration, and the other parts are substantially the same as those in the first embodiment shown in FIG.

【０１０２】図１２において、シミュレータ本体部２３
は、調節パラメータ格納部７１と、パラメータ感度解析
部７２と、高感度パラメータ格納部７３とを有してい
る。図１２において、パラメータ感度解析部７２で選定
したパラメータの中で高感度パラメータのみが高感度パ
ラメータ格納部７３内に保存され、この中に格納された
高感度パラメータはユーザーインターフェイス部２２を
介して表示、出力される。In FIG. 12, the simulator main body 23
Has an adjustment parameter storage unit 71, a parameter sensitivity analysis unit 72, and a high sensitivity parameter storage unit 73. 12, only the high-sensitivity parameters among the parameters selected by the parameter sensitivity analysis unit 72 are stored in the high-sensitivity parameter storage unit 73, and the high-sensitivity parameters stored therein are displayed via the user interface unit 22. Is output.

【０１０３】本実施の形態によれば、高感度パラメータ
格納部７３内に常時高感度パラメータを保存しているの
で、パラメータの中で高感度パラメータのみを選定し、
その高感度パラメータのみを設定して、パラメータチュ
ーニングをすることができる。また、調節パラメータ格
納部７１およびパラメータ解析部７２を有しているの
で、常時高感度パラメータを解析、抽出することができ
る。According to this embodiment, since the high sensitivity parameters are always stored in the high sensitivity parameter storage 73, only the high sensitivity parameters are selected from the parameters.
Parameter tuning can be performed by setting only the high sensitivity parameter. In addition, since it has the adjustment parameter storage unit 71 and the parameter analysis unit 72, it is possible to always analyze and extract high sensitivity parameters.

【０１０４】なお図１２において、調節パラメータ格納
部７１およびパラメータ解析部７２は必ずしも必要では
ない。感度解析しなくても高感度パラメータが判明して
いる場合には、高感度パラメータ格納部７３内にその既
知の高感度パラメータを保管していればよい。また、高
感度パラメータ格納部７３はシミュレータ本体部２３の
外部で下水処理プロセスシミュレータ内部に配置させる
ことも可能である。In FIG. 12, the adjustment parameter storage section 71 and the parameter analysis section 72 are not always necessary. If the high-sensitivity parameter is known without performing the sensitivity analysis, the known high-sensitivity parameter may be stored in the high-sensitivity parameter storage unit 73. Further, the high-sensitivity parameter storage unit 73 can be arranged outside the simulator main unit 23 and inside the sewage treatment process simulator.

【０１０５】第１０の実施の形態 図１３は本発明の第１０の実施の形態を示す図である。
図１３に示す第１０の実施の形態は、シミュレータ本体
部２３が特殊構成を有するものであり、他は図１に示す
第１の実施の形態と略同一である。 Tenth Embodiment FIG. 13 is a diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
In the tenth embodiment shown in FIG. 13, the simulator main body 23 has a special configuration, and the other parts are substantially the same as those in the first embodiment shown in FIG.

【０１０６】図１３において、シミュレータ本体部２３
は制御装置設定値調節部７５と、シミュレーション計算
部７６とを有している。またクラスライブラリー部２４
内にはＤＯ一定制御装置クラスが格納されており、この
クラスはシミュレータ本体部２３へ送られ、シミュレー
ション計算部７６で例えばＤＯ設定値１．０ｍｇ／Ｌで
一定制御演算される。シミュレーションの途中でそのＤ
Ｏ設定値を０．５ｍｇ／Ｌに変更したい場合は、その変
更命令はユーザーインターフェイス部２２を介して制御
装置設定値調節部７５へ送られる。制御装置設定値調節
部７５で変更した設定値は、シミュレーション計算部７
６へ送られ、変更した設定値に基づいてＤＯ一定制御計
算される。ＤＯ設定値１．０ｍｇ／Ｌから同値０．５ｍ
ｇ／Ｌへ変更してＤＯ一定制御演算しながらシミュレー
ションが継続される。In FIG. 13, the simulator main body 23
Has a control device setting value adjusting unit 75 and a simulation calculating unit 76. The class library unit 24
A DO constant control device class is stored therein, and this class is sent to the simulator main unit 23, and the simulation calculation unit 76 performs a constant control operation at a DO setting value of, for example, 1.0 mg / L. D during the simulation
When it is desired to change the O set value to 0.5 mg / L, the change command is sent to the control device set value adjusting unit 75 via the user interface unit 22. The setting value changed by the controller setting value adjusting unit 75 is stored in the simulation calculating unit 7
6 and the DO constant control is calculated based on the changed set value. 0.5m from DO setting value 1.0mg / L
The simulation is continued while changing to g / L and calculating the DO constant control.

【０１０７】図１３において、制御装置設定値調節部７
５をシミュレータ本体部２３内に独立させて配置させた
ので、設定値変更が瞬時に実施され、シミュレーション
計算の時間遅れが最小で済む。In FIG. 13, control device setting value adjusting section 7
5 are arranged independently in the simulator main body 23, the setting value is changed instantaneously, and the time delay of the simulation calculation is minimized.

【０１０８】なお制御装置設定値調節部７５はシミュレ
ータ本体部２３内に配置しなくても、下水処理プロセス
シミュレータ内であれば、単独あるいは他の部分の内部
に配置してもよい。The control device set value adjusting section 75 may not be disposed in the simulator main body section 23, but may be disposed alone or in another part within the sewage treatment process simulator.

【０１０９】第１１の実施の形態 図１４は本発明の第１１の実施の形態を示す概略構成図
である。図１４に示す第１１の実施の形態は、クラスラ
イブラリー部２４が特殊構成を有するものであり、他は
図１に示す第１の実施の形態と略同一である。 Eleventh Embodiment FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an eleventh embodiment of the present invention. In the eleventh embodiment shown in FIG. 14, the class library unit 24 has a special configuration, and the rest is substantially the same as the first embodiment shown in FIG.

【０１１０】図１４において、クラスライブラリー部２
４はオブジェクトクラス３０と、部品クラス３１とモデ
ルクラス３２とを有し、モデルクラス３２の下層にラン
ニングコストモデルクラス８０を有している。また部品
クラス３１の下層に空気部品クラス３３およびブロアク
ラス４０と、流れ部品クラス３４およびポンプクラス４
３が並列して配置されている。ブロアクラス４０とポン
プクラス４３のクラス属性には動作時間を予め導入され
ており、ランニングコストモデルクラス８０内にはブロ
アやポンプの流量値および動作時間と、電気代との相関
式が定義されている。各々のクラスはシミュレータ本体
部２３で結合されて、ミシュレーション実行時、それら
のランニングコスト計算が実施され、そのコスト計算値
が出力される。In FIG. 14, the class library unit 2
4 has an object class 30, a component class 31, and a model class 32, and has a running cost model class 80 below the model class 32. The air component class 33 and the blower class 40, the flow component class 34 and the pump class 4
3 are arranged in parallel. The operation time is introduced in advance in the class attributes of the blower class 40 and the pump class 43, and the correlation formula between the flow rate value and the operation time of the blower or the pump and the electricity bill is defined in the running cost model class 80. I have. The classes are combined by the simulator main unit 23, and when the simulation is executed, their running costs are calculated, and the cost calculation values are output.

【０１１１】ランニングコストモデルクラス８０がクラ
スライブラリー部２４内にサブクラスとして設定されて
いるので、ポンプやブロアの種類、数等変更した場合に
も、容易に対応することができる。Since the running cost model class 80 is set as a subclass in the class library section 24, it is possible to easily cope with the case where the type and number of pumps and blowers are changed.

【０１１２】なおランニングコストを算出する手段とし
て、ランニングコストモデルクラス８０がクラスライブ
ラリー部２４内のサブクラスとして配置されているが、
クラスライブラリー部２４の外部、例えばシミュレータ
本体部２３内に配置してもよい。As a means for calculating the running cost, the running cost model class 80 is arranged as a subclass in the class library unit 24.
It may be arranged outside the class library unit 24, for example, inside the simulator main unit 23.

【０１１３】第１２の実施の形態 図１５は本発明の第１２の実施の形態を示す図である。
図１５に示す第１２の実施の形態は、ユーザーインター
フェイス部２２が特殊構成を有するものであり、他は図
１に示す第１の実施の形態と略同一である。Twelfth Embodiment FIG. 15 shows a twelfth embodiment of the present invention.
In the twelfth embodiment shown in FIG. 15, the user interface unit 22 has a special configuration, and the rest is substantially the same as the first embodiment shown in FIG.

【０１１４】図１５において、ユーザーインターフェイ
ス部２２は規制値入力手段８５と、規制値出力手段８６
と、規制値格納手段８７とを有している。オペレータ２
０からの規制値入力情報に基づいて、規制値入力手段８
５を介して規制値格納手段８７内部にその規制値が保存
される。例えば、規制値としてはＴＮ（全窒素）の規制
値１０ｍｇ／Ｌが考えられる。この規制値格納手段８７
内部の規制値は規制値出力手段８６を介して出力され
る。この際の表示方法としては、図１６に示すようにシ
ミュレーション結果表示画面の縦軸に破線で表示され
る。In FIG. 15, the user interface unit 22 includes a regulation value input means 85 and a regulation value output means 86.
And a regulation value storage means 87. Operator 2
Based on the regulation value input information from 0, the regulation value input means 8
5, the regulation value is stored in the regulation value storage means 87. For example, the regulated value of TN (total nitrogen) may be 10 mg / L. This regulation value storage means 87
The internal regulation value is output via the regulation value output means 86. As a display method at this time, a broken line is displayed on the vertical axis of the simulation result display screen as shown in FIG.

【０１１５】本実施の形態によれば、ユーザーインター
フェイス部２２内に規制値の入出力と格納手段を全て配
置しているので、規制値の入出力が瞬時に実施できる。
また、図１６に示すように規制値はシミュレーション出
力値と重ね合わせて表示されるので、シミュレーション
結果と水質規制値の比較が容易となり、シミュレーショ
ンの評価を迅速に行うことができる。According to the present embodiment, since all the input and output of regulation values and the storage means are arranged in the user interface section 22, the input and output of regulation values can be performed instantaneously.
Further, as shown in FIG. 16, the regulation value is displayed so as to be superimposed on the simulation output value, so that it is easy to compare the simulation result with the water quality regulation value, and the simulation can be quickly evaluated.

【０１１６】なお規制値格納手段８７はユーザーインタ
ーフェイス部２２内部ではなく、下水処理プロセスシミ
ュレータ内部であればどこでも配置することが可能であ
る。また、表示方法も図１６に限定されず、トレンドグ
ラフの内部で数値表示したり、グラフ外部に表示するこ
とも可能である。The regulation value storage means 87 can be placed anywhere inside the sewage treatment process simulator, not inside the user interface section 22. Also, the display method is not limited to that shown in FIG. 16, and it is also possible to display a numerical value inside the trend graph or display it outside the graph.

【０１１７】第１３の実施の形態 図１７は本発明の第１３の実施の形態を示す概略構成図
である。図１７に示す第１３の実施の形態は、クラスラ
イブラリー部２４が特殊構成を有するものであり、他は
図１に示す第１の実施の形態と略同一である。 Thirteenth Embodiment FIG. 17 is a schematic diagram showing a thirteenth embodiment of the present invention. In the thirteenth embodiment shown in FIG. 17, the class library unit 24 has a special configuration, and the rest is substantially the same as the first embodiment shown in FIG.

【０１１８】図１７において、クラスライブラリー部２
４は、オブジェクトクラス３０と、部品クラス３１と、
モデルクラス３２とを有し、部品クラス３１の下層には
センサクラス３６とＤＯ計クラス９０が配置され、モデ
ルクラス３２の下層にはセンサメンテナンスモデルクラ
ス９１が配置されている。予め、ＤＯ計クラス９０には
ＤＯ計の種類と動作時間が属性として定義されており、
また、センサメンテナンスモデルクラス９１にはＤＯ計
の種類および動作時間と、故障頻度、修理に必要な経費
等の演算式が格納されている。この演算式に基づいて故
障時期に達したら、ＤＯ計の故障表示、修理の経費等を
出力させる。In FIG. 17, the class library unit 2
4 is an object class 30, a component class 31,
A sensor class 36 and a DO meter class 90 are arranged below the component class 31, and a sensor maintenance model class 91 is arranged below the model class 32. In advance, the type and operation time of the DO meter are defined in the DO meter class 90 as attributes.
Further, the sensor maintenance model class 91 stores arithmetic expressions such as the type and operation time of the DO meter, the frequency of failure, and the cost required for repair. When the time of failure is reached based on this calculation formula, the display of the failure of the DO meter, the cost of repair, and the like are output.

【０１１９】本実施の形態によれば、部品のメンテナン
スを演算する手段として、クラスライブラリー部２４内
にサブクラスとして設定したので、種々のセンサに、容
易に対応することができる。また、ＤＯ計クラス９０を
用いたので、下水処理場に最も普及しているセンサであ
り、現実の下水処理プロセスに極めて相似したシミュレ
ーションを実施することができる。According to the present embodiment, since the sub-class is set in the class library unit 24 as a means for calculating the maintenance of the parts, it is possible to easily cope with various sensors. Further, since the DO meter class 90 is used, the sensor is the most widespread sensor in a sewage treatment plant, and a simulation very similar to an actual sewage treatment process can be performed.

【０１２０】なお部品のメンテナンスを演算する手段と
して、クラスライブラリー部２４内のサブクラス定義と
して配置したが、クラスライブラリー部２４の外部であ
っても、例えばシミュレータ本体部２３内に配置しても
よい。Although the means for calculating the maintenance of parts is arranged as a subclass definition in the class library section 24, it may be arranged outside the class library section 24 or, for example, in the simulator body section 23. Good.

【０１２１】[0121]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シミュレ
ータ本体部においてクラスライブラリー部の各クラスを
プロセスデータベース部内の情報に従って結合させて下
水処理プロセスを構築し、構築した下水処理プロセスに
よりシミュレーションを実行したので、多種多様のシミ
ュレーションを自由かつ簡単に行うことができる。As described above, according to the present invention, a sewage treatment process is constructed by combining the classes of the class library unit in the simulator main unit according to the information in the process database unit, and simulation is performed by the constructed sewage treatment process. , A wide variety of simulations can be performed freely and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
第１の実施の形態を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図２】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
変形例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a modified example of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図３】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
変形例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a modified example of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図４】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
第２の実施の形態を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図５】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
第３の実施の形態を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of a sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図６】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
変形例を示す図。FIG. 6 is a view showing a modified example of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図７】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
第４の実施の形態を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a fourth embodiment of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図８】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
第５の実施の形態を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a fifth embodiment of a sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図９】本発明による下水処理プロセスシミュレータの
第６の実施の形態を示す図。FIG. 9 is a view showing a sewage treatment process simulator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第７の実施の形態を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a sewage treatment process simulator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図１１】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第８の実施の形態を示す図。FIG. 11 is a view showing an eighth embodiment of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図１２】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第９の実施の形態を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a sewage treatment process simulator according to a ninth embodiment of the present invention.

【図１３】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第１０の実施の形態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a sewage treatment process simulator according to a tenth embodiment of the present invention.

【図１４】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第１１の実施の形態を示す図。FIG. 14 is a view showing an eleventh embodiment of a sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図１５】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第１２の実施の形態を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a sewage treatment process simulator according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図１６】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の変形例を示す図。FIG. 16 is a view showing a modified example of the sewage treatment process simulator according to the present invention.

【図１７】本発明による下水処理プロセスシミュレータ
の第１３の実施の形態を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a sewage treatment process simulator according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図１８】従来の下水処理プロセスシミュレータを示す
図。FIG. 18 is a view showing a conventional sewage treatment process simulator.

【図１９】従来の下水処理プロセスシミュレータを示す
図。FIG. 19 is a view showing a conventional sewage treatment process simulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 下水処理プロセスシミュレー
タ ２２ ユーザーインターフェイス部 ２３ シミュレータ本体部 ２４ クラスライブラリー部 ２５ プロセスデータベース部 ３０ オブジェクトクラス ３１ 部品クラス ３１ モデルクラス ３３ 空気部品クラス ３４ 流れ部品クラス ３５ 制御装置クラス ３６ センサクラス ３７ 活性汚泥モデルクラス ３８ 沈殿池モデルクラス ３９ 水の流れモデルクラス ４０ ブロアクラス ４１ パイプクラス ４２ タンククラス ４３ ポンプクラス ４４ ソケットクラス ５４ 沈殿池第１仮想槽 ５５ 沈殿池第２仮想槽 ５６ 沈殿池第３仮想槽 ６０ 出力項目選定手段 ６１ グラフ属性選定手段 ６５ 実測値入力手段 ６６ 実測値格納手段 ６７ 類似実測値判断手段 ６８ 類似実測値出力手段 ７０ 出力値収束判断手段 ７２ パラメータ感度解析部 ７３ 高感度パラメータ格納部 ７５ 制御装置設定値調節部 ８０ ランニングコストモデルクラス ８５ 規制値入力手段 ８６ 規制値出力手段 ９１ センサメンテナンスモデルクラス21a, 21b, 21c Sewage treatment process simulator 22 User interface unit 23 Simulator main unit 24 Class library unit 25 Process database unit 30 Object class 31 Component class 31 Model class 33 Air component class 34 Flow component class 35 Controller class 36 Sensor class 37 activated sludge model class 38 sedimentation basin model class 39 water flow model class 40 blower class 41 pipe class 42 tank class 43 pump class 44 socket class 54 sedimentation basin first virtual tank 55 sedimentation tank second virtual tank 56 sedimentation tank third Virtual tank 60 Output item selecting means 61 Graph attribute selecting means 65 Actual measured value input means 66 Actual measured value storing means 67 Similar actual measured value determining means 68 Similar actual measured value output means 70 Output value convergence judgment Stage 72 parameter sensitivity analysis section 73 sensitive parameter storage unit 75 the control device setting value adjustment section 80 running cost model class 85 restricted value input means 86 regulating value output means 91 sensor maintenance model class

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古 部 正三郎 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 野 口 和 彦 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shozaburo Furube 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Fuchu Plant, Toshiba Corporation (72) Inventor Kazuhiko Noguchi 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Stock Company Toshiba head office

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】下水処理場プロセスを構成する部品クラス
とモデルクラスを各々格納したクラスライブラリー部
と、 下水処理場プロセスの結合情報および標準設定値情報を
格納したプロセスデータベース部と、 プロセスデータベースからの情報に基づいて、クラスラ
イブラリー部の各クラスを結合させて下水処理場プロセ
スを構築するとともに、シミュレーションを実行するシ
ミュレータ本体部と、 シミュレータ本体部に対して入力情報を与えるとともに
シミュレータ本体部からの出力情報が入力されるユーザ
ーインターフェイス部と、を備えたことを特徴とする下
水処理プロセスシミュレータ。1. A class library unit storing component classes and model classes constituting a sewage treatment plant process, a process database unit storing connection information and standard set value information of a sewage treatment plant process, and a process database. Based on this information, the classes in the class library unit are combined to construct a sewage treatment plant process, a simulator that executes simulation, and input information to the simulator body, A sewage treatment process simulator, comprising: a user interface unit to which the output information of the above is input. 【請求項２】クラスライブラリー部は少なくとも第１層
と第２層とを有し、第１層はオブジェクトクラスからな
るとともに、第２層は部品クラスおよび反応モデルクラ
スからなることを特徴とする請求項１記載の下水処理プ
ロセスシミュレータ。2. The class library section has at least a first layer and a second layer, wherein the first layer comprises an object class, and the second layer comprises a parts class and a reaction model class. The sewage treatment process simulator according to claim 1. 【請求項３】クラスライブラリー部は反応槽および沈殿
池モデルクラスと、水の流れモデルクラスを有し、 シミュレータ本体部は反応槽と沈殿池各タンクの反応モ
デル計算を行った後、水の流れのモデル計算を行うこと
を繰り返すことにより、もしくは逆に水の流れのモデル
計算の後、反応モデル計算を行うことを繰り返すことに
より、処理水の水質を出力値として算出することを特徴
とする請求項１記載の下水処理プロセスシミュレータ。3. The class library section has a reaction tank and a sedimentation tank model class and a water flow model class. The simulator body section calculates a reaction model of each tank of the reaction tank and the sedimentation tank and then calculates a water model. By repeatedly performing the model calculation of the flow, or conversely, after performing the model calculation of the water flow, by repeatedly performing the reaction model calculation, the water quality of the treated water is calculated as an output value. The sewage treatment process simulator according to claim 1. 【請求項４】クラスライブラリー部はモデルクラスとし
て、沈殿池を高さ方向に区切った複数個の沈殿池仮想槽
からなる沈殿池モデルクラスと、活性汚泥モデルクラス
を有し、 シミュレータ本体部は、各仮想槽に活性汚泥モデルを適
用することを特徴とする請求項１記載の下水処理プロセ
スシミュレータ。4. The class library section has, as model classes, a sedimentation basin model class comprising a plurality of virtual sedimentation basins in which a sedimentation basin is divided in a height direction, and an activated sludge model class. The sewage treatment process simulator according to claim 1, wherein an activated sludge model is applied to each virtual tank. 【請求項５】ユーザーインターフェイス部は、シミュレ
ーション結果を表示させる項目を選定できる出力項目選
定手段と、グラフの縦軸、横軸等のグラフの属性を決定
するグラフ属性選定手段とを有することを特徴とする請
求項１記載の下水処理プロセスシミュレータ。5. A user interface unit comprising output item selecting means for selecting an item for displaying a simulation result, and graph attribute selecting means for determining a graph attribute such as a vertical axis and a horizontal axis of the graph. The sewage treatment process simulator according to claim 1, wherein 【請求項６】実測値入力手段と、実測値格納手段と、シ
ミュレーションの状態量と類似する実測値を判断する類
似実測値判断手段と、この類似実測値判断手段により選
定した類似実測値をシミュレーションの出力値に重ねて
表示する類似実測値出力手段とを有することを特徴とす
る請求項１記載の下水処理プロセスシミュレータ。6. An actual measured value input means, an actual measured value storage means, a similar actual measured value judging means for judging an actual measured value similar to a simulation state quantity, and a similar actual measured value selected by the similar actual measured value judging means are simulated. 2. A sewage treatment process simulator according to claim 1, further comprising similar measured value output means for displaying the output value superimposed on said output value. 【請求項７】シミュレータ本体部の出力値が収束する時
点でシミュレータ本体部のシミュレーションを終了する
出力値収束判断手段を有することを特徴とする請求項１
記載の下水処理プロセスシミュレータ。7. An output value convergence determining means for ending the simulation of the simulator body when the output value of the simulator body converges.
The described sewage treatment process simulator. 【請求項８】調節パラメータでの出力値Ｄｘとプロセス
データベース部からの出力値ＤSTから、演算式Ｓｘ＝
（Ｄ／ＤST）−１により、パラメータ感度Ｓｘを算出
し、各パラメータの感度をユーザーインターフェイス部
へ出力するパラメータ感度解析手段とを有することを特
徴とする請求項１記載の下水処理プロセスシミュレー
タ。8. From the output value Dx of the adjustment parameter and the output value DST from the process database unit, the operation expression Sx =
The sewage treatment process simulator according to claim 1, further comprising parameter sensitivity analyzing means for calculating parameter sensitivity Sx by (D / DST) -1 and outputting the sensitivity of each parameter to a user interface unit. 【請求項９】予めパラメータ感度解析により抽出した高
感度パラメータを格納する高感度パラメータ格納手段を
有し、この高感度パラメータのみを調節することを特徴
とする請求項１記載の下水処理プロセスシミュレータ。9. The sewage treatment process simulator according to claim 1, further comprising high sensitivity parameter storage means for storing high sensitivity parameters extracted in advance by parameter sensitivity analysis, and adjusting only the high sensitivity parameters. 【請求項１０】流量比率一定制御、ＤＯ一定制御、ＳＲ
Ｔ一定制御等の制御装置の設定値をシミュレーションの
実行前から終了までの間に変更可能とする制御装置設定
値調節手段を有することを特徴とする請求項１記載の下
水処理プロセスシミュレータ。10. Constant flow rate control, constant DO control, SR
2. The sewage treatment process simulator according to claim 1, further comprising a control device set value adjusting means for changing a set value of the control device such as the constant T control before execution of the simulation until the end thereof. 【請求項１１】シミュレータ本体部は動力源が必要なポ
ンプ、ブロア等の部品の操作量と下水処理プロセスの電
気代等のランニングコストとのコスト相関式に基づい
て、出力値として下水処理プロセスのランニングコスト
を算出することを特徴とする請求項１記載の下水処理プ
ロセスシミュレータ。11. The simulator main unit outputs an output value of the sewage treatment process as an output value based on a cost correlation equation between an operation amount of parts such as a pump and a blower requiring a power source and a running cost such as an electricity cost of the sewage treatment process. The sewage treatment process simulator according to claim 1, wherein the running cost is calculated. 【請求項１２】処理水の水質の規制値を入力する規制値
入力手段と、入力した規制値を表示する規制値表示手段
とを有することを特徴とする請求項１記載の下水処理プ
ロセスシミュレータ。12. The sewage treatment process simulator according to claim 1, further comprising regulation value input means for inputting a regulation value of the quality of the treated water, and regulation value display means for displaying the inputted regulation value. 【請求項１３】センサ・ポンプ・ブロア等部品の故障頻
度、故障時の必要経費、修理時間等メンテナンスに関す
る部品メンテナンスモデルを有することを特徴とする請
求項１記載の下水処理プロセスシミュレータ。13. The sewage treatment process simulator according to claim 1, further comprising a parts maintenance model relating to maintenance such as a failure frequency of parts such as a sensor, a pump, and a blower, a necessary cost at the time of failure, and a repair time.
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