JPH11324932A - 配水圧力制御装置 - Google Patents
配水圧力制御装置Info
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- JPH11324932A JPH11324932A JP13662298A JP13662298A JPH11324932A JP H11324932 A JPH11324932 A JP H11324932A JP 13662298 A JP13662298 A JP 13662298A JP 13662298 A JP13662298 A JP 13662298A JP H11324932 A JPH11324932 A JP H11324932A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被操作対象例えば弁の操作頻度を大幅に
低減することにある。 【解決手段】 上水道プラントの配水設備系１である配
水管３内の配水圧力を検出する圧力計６と、予め定める
配水管内の配水圧力設定値と配水管内の配水圧力との偏
差に基づいて制御周期および制御パラメータのもとに制
御演算を実行し、弁４への制御目標値を求める配水圧力
制御手段１１と、配水管内の配水圧力が予め定める上・
下限圧力に近い所定値に達したとき、制御応答時間が速
くなるような前記制御周期および制御パラメータを決定
し、前記配水圧力制御手段に設定する制御周期決定手段
１３と、前記配水圧力制御手段により求められた制御目
標値に基づいて弁の開度を制御する弁制御手段１２とを
設けた配水圧力制御装置である。
低減することにある。 【解決手段】 上水道プラントの配水設備系１である配
水管３内の配水圧力を検出する圧力計６と、予め定める
配水管内の配水圧力設定値と配水管内の配水圧力との偏
差に基づいて制御周期および制御パラメータのもとに制
御演算を実行し、弁４への制御目標値を求める配水圧力
制御手段１１と、配水管内の配水圧力が予め定める上・
下限圧力に近い所定値に達したとき、制御応答時間が速
くなるような前記制御周期および制御パラメータを決定
し、前記配水圧力制御手段に設定する制御周期決定手段
１３と、前記配水圧力制御手段により求められた制御目
標値に基づいて弁の開度を制御する弁制御手段１２とを
設けた配水圧力制御装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は上水道施設の配水池
設備である配水管内の圧力を制御する配水圧力制御装置
に関する。
設備である配水管内の圧力を制御する配水圧力制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、上水道施設の配水池設備におい
ては、浄水場で生産される浄水を配水池であるバッフア
に貯水し、各需要家の需要に応じて順次供給する。この
とき、需要家に対して浄水を安定に供給するために、配
水池の出力側に配設される配水管内のある点の圧力（以
下、代表点圧力と呼ぶ）を所望の圧力に保つ必要があ
る。
ては、浄水場で生産される浄水を配水池であるバッフア
に貯水し、各需要家の需要に応じて順次供給する。この
とき、需要家に対して浄水を安定に供給するために、配
水池の出力側に配設される配水管内のある点の圧力（以
下、代表点圧力と呼ぶ）を所望の圧力に保つ必要があ
る。
【０００３】従来、かかる要望を満たすために、所望の
圧力と代表点圧力との偏差に基づいてＰＩ（Ｐ：比例，
Ｉ：積分）制御演算を実行し、得られた制御演算出力で
ある調節信号を用いて操作弁の開度を調節し、配水管内
のある点の代表点圧力を所望の圧力となるように制御す
る。
圧力と代表点圧力との偏差に基づいてＰＩ（Ｐ：比例，
Ｉ：積分）制御演算を実行し、得られた制御演算出力で
ある調節信号を用いて操作弁の開度を調節し、配水管内
のある点の代表点圧力を所望の圧力となるように制御す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような配水圧力制御装置においては、代表点圧力を常に
所望の圧力に保つように制御するので、弁開度の操作が
頻繁になり、弁自体の劣化を早めることになる。
ような配水圧力制御装置においては、代表点圧力を常に
所望の圧力に保つように制御するので、弁開度の操作が
頻繁になり、弁自体の劣化を早めることになる。
【０００５】そこで、弁開度の操作を極力低減化し弁の
劣化を抑制するために、代表点圧力が許容範囲内に入る
ような制御を行っているが、代表点圧力が許容範囲を逸
脱しそうなとき、そのままの状態を放置ししおくと許容
範囲を逸脱してしまうことが多い。
劣化を抑制するために、代表点圧力が許容範囲内に入る
ような制御を行っているが、代表点圧力が許容範囲を逸
脱しそうなとき、そのままの状態を放置ししおくと許容
範囲を逸脱してしまうことが多い。
【０００６】そこで、以上のような状態のときには、運
転操作員が手動操作を行うことによって代表点圧力の逸
脱を回避しているが、それは同時に運転操作員の監視に
頼ることが多くなり、信頼性の面で問題がある。
転操作員が手動操作を行うことによって代表点圧力の逸
脱を回避しているが、それは同時に運転操作員の監視に
頼ることが多くなり、信頼性の面で問題がある。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、代表点圧力の許容範囲逸脱時、迅速、かつ、自動的
に逸脱回避の方向に働き、被操作対象の操作頻度を低減
化する配水圧力制御装置を提供することにある。
で、代表点圧力の許容範囲逸脱時、迅速、かつ、自動的
に逸脱回避の方向に働き、被操作対象の操作頻度を低減
化する配水圧力制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、上水道プラントの配水設備系である配水
管内の配水圧力を検出する配水圧力検出手段と、予め定
める配水管内の配水圧力設定値と前記配水管内の配水圧
力との偏差に基づいて制御周期および制御パラメータの
もとに制御演算を実行し、被操作対象への制御目標値を
求める配水圧力制御手段と、前記配水管内の配水圧力が
予め定める上・下限圧力に近い所定値に達したとき、制
御応答時間が速くなるような前記制御周期および制御パ
ラメータを決定し、前記配水圧力制御手段に設定する制
御周期決定手段とを設けた配水圧力制御装置である。
に、本発明は、上水道プラントの配水設備系である配水
管内の配水圧力を検出する配水圧力検出手段と、予め定
める配水管内の配水圧力設定値と前記配水管内の配水圧
力との偏差に基づいて制御周期および制御パラメータの
もとに制御演算を実行し、被操作対象への制御目標値を
求める配水圧力制御手段と、前記配水管内の配水圧力が
予め定める上・下限圧力に近い所定値に達したとき、制
御応答時間が速くなるような前記制御周期および制御パ
ラメータを決定し、前記配水圧力制御手段に設定する制
御周期決定手段とを設けた配水圧力制御装置である。
【０００９】このような手段を講ずることにより、配水
圧力制御手段が配水圧力設定値と前記配水管内の配水圧
力との偏差に基づいて制御周期および制御パラメータの
もとに制御演算を実行し制御目標値を求めているが、配
水管内の配水圧力が予め定める上・下限圧力に近づいた
とき、制御周期決定手段が上・下限圧力に近い所定値に
達したことを検出すると、例えば通常時の制御応答の安
定性から予め定めた制御周期の例えば３〜５倍の制御応
答時間となるような制御ゲインおよび制御周期を決定
し、配水圧力制御手段に設定するので、配水圧力制御手
段は、決定された制御ゲインおよび制御周期のもとに、
比例・積分制御演算を行って制御目標値を求めるので、
上・下限圧力の範囲を逸脱する前に制御の速応性を高め
ることにより、迅速、かつ、自動的に逸脱回避の方向に
制御するので、弁開度の操作を大幅に低減できる。
圧力制御手段が配水圧力設定値と前記配水管内の配水圧
力との偏差に基づいて制御周期および制御パラメータの
もとに制御演算を実行し制御目標値を求めているが、配
水管内の配水圧力が予め定める上・下限圧力に近づいた
とき、制御周期決定手段が上・下限圧力に近い所定値に
達したことを検出すると、例えば通常時の制御応答の安
定性から予め定めた制御周期の例えば３〜５倍の制御応
答時間となるような制御ゲインおよび制御周期を決定
し、配水圧力制御手段に設定するので、配水圧力制御手
段は、決定された制御ゲインおよび制御周期のもとに、
比例・積分制御演算を行って制御目標値を求めるので、
上・下限圧力の範囲を逸脱する前に制御の速応性を高め
ることにより、迅速、かつ、自動的に逸脱回避の方向に
制御するので、弁開度の操作を大幅に低減できる。
【００１０】なお、制御周期決定手段を設けたが、この
制御周期決定手段をもたずに配水圧力制御手段自身に配
水圧力および配水圧力偏差を取り込み、予め定める上・
下限圧力に近ずくに従って被操作対象に対する制御目標
値を大きく変更するようなファジィ推論演算を行うよう
な構成でもよい。この場合には、特に制御ゲインおよび
制御周期を決定せずに、直接制御目標値を変更すること
により、逸脱回避を図ることができ、弁開度の操作を大
幅に低減化できる。
制御周期決定手段をもたずに配水圧力制御手段自身に配
水圧力および配水圧力偏差を取り込み、予め定める上・
下限圧力に近ずくに従って被操作対象に対する制御目標
値を大きく変更するようなファジィ推論演算を行うよう
な構成でもよい。この場合には、特に制御ゲインおよび
制御周期を決定せずに、直接制御目標値を変更すること
により、逸脱回避を図ることができ、弁開度の操作を大
幅に低減化できる。
【００１１】また、配水管内の配水圧力だけでなく、配
水管内の配水流量も取り込んで、ファジィ推論演算を行
うことにより、制御目標値を求めることもできる。さら
に、制御周期決定手段を設け、前述するファジィ推論演
算の演算周期（制御周期）を決定してもよい。
水管内の配水流量も取り込んで、ファジィ推論演算を行
うことにより、制御目標値を求めることもできる。さら
に、制御周期決定手段を設け、前述するファジィ推論演
算の演算周期（制御周期）を決定してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる配水
圧力制御装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる配水
圧力制御装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【００１３】この配水圧力制御装置は配水池の配水設備
系１と配水圧力制御系１０とからなっている。この配水
設備系１は、浄水場で生産される浄水を貯水する配水池
２の出側配管３には弁４および流量計５が設置され、配
水池２から配水される浄水は弁４を介して需要家に配水
される。この配管３の末端には圧力計６が設置され、こ
の圧力計６で検出される代表点圧力が所望の圧力範囲内
に保つように、浄水を需要家に供給する。
系１と配水圧力制御系１０とからなっている。この配水
設備系１は、浄水場で生産される浄水を貯水する配水池
２の出側配管３には弁４および流量計５が設置され、配
水池２から配水される浄水は弁４を介して需要家に配水
される。この配管３の末端には圧力計６が設置され、こ
の圧力計６で検出される代表点圧力が所望の圧力範囲内
に保つように、浄水を需要家に供給する。
【００１４】この配水圧力制御系１０は、配水圧力制御
手段１１と、弁制御手段１２と、制御周期決定手段１３
とより構成されている。配水圧力制御手段１１は、代表
点圧力と予めオペレータが設定した配水圧力設定値との
偏差に基づいて弁開度目標値を演算する機能をもってい
る。弁制御手段１２は、配水圧力制御手段１１により演
算される弁開度目標値に追従するように弁開度を制御す
る。前記制御周期決定手段１３は、代表点圧力の挙動に
よって制御周期および制御パラメータを決定し前記配水
圧力制御手段１１に設定する機能をもっている。
手段１１と、弁制御手段１２と、制御周期決定手段１３
とより構成されている。配水圧力制御手段１１は、代表
点圧力と予めオペレータが設定した配水圧力設定値との
偏差に基づいて弁開度目標値を演算する機能をもってい
る。弁制御手段１２は、配水圧力制御手段１１により演
算される弁開度目標値に追従するように弁開度を制御す
る。前記制御周期決定手段１３は、代表点圧力の挙動に
よって制御周期および制御パラメータを決定し前記配水
圧力制御手段１１に設定する機能をもっている。
【００１５】先ず、配水圧力制御手段１１は、常時は予
め定めた配水圧力設定値と圧力計６からの代表点圧力と
の偏差に基づいて比例・積分制御演算を実行し、偏差零
となるような弁開度目標値を求めて弁制御手段１２に送
出し、弁４の開度を制御する。
め定めた配水圧力設定値と圧力計６からの代表点圧力と
の偏差に基づいて比例・積分制御演算を実行し、偏差零
となるような弁開度目標値を求めて弁制御手段１２に送
出し、弁４の開度を制御する。
【００１６】以上のような配水圧力の制御中、制御周期
決定手段１３は、圧力計６で検出される代表点圧力の挙
動に基づいて、制御周期を変更するとともに、比例・積
分制御演算の制御パラメータを変更する。
決定手段１３は、圧力計６で検出される代表点圧力の挙
動に基づいて、制御周期を変更するとともに、比例・積
分制御演算の制御パラメータを変更する。
【００１７】この制御パラメータの変更指標としては、
制御応答の安定性を考慮して決定した制御周期の３〜５
倍の制御応答時間となるような比例・積分制御演算の制
御ゲインを決定する。
制御応答の安定性を考慮して決定した制御周期の３〜５
倍の制御応答時間となるような比例・積分制御演算の制
御ゲインを決定する。
【００１８】一方、制御周期は、図２に示すように代表
点圧力の挙動が上限圧力に近い所定値および下限圧力に
近い所定値を越えたとき、制御周期を早めるように設定
し、制御応答時間を速くする。また、それ以外の範囲で
は、制御周期を遅めるように設定し、制御応答時間を遅
くする。
点圧力の挙動が上限圧力に近い所定値および下限圧力に
近い所定値を越えたとき、制御周期を早めるように設定
し、制御応答時間を速くする。また、それ以外の範囲で
は、制御周期を遅めるように設定し、制御応答時間を遅
くする。
【００１９】具体的には、次の式のような方法により制
御周期を切り替える。 ｉｆ （ｈｐｖ＞ｈ１ ｏｒ ｈｐｖ＜ｈ２ → ｄｔ＝ｔ１ ｅｌｓｅ ｄｔ＝ｔ２ …（１） ここで、ｈｐｖ：代表点圧力［Ｐａ］ ｈ１，ｈ２：制御周期切替設定値［Ｐａ］（但し、ｈ１
＞ｈ２） ｄｔ：制御周期 ｔ１，ｔ２：制御周期設定値（但し、ｔ１＜ｔ２） 配水圧力制御手段１１は、制御周期決定手段１３にて決
定された制御周期および制御パラメータを用いて、比例
・積分制御演算により弁開度目標値を演算する。よっ
て、弁制御手段１２では、演算によって得られた弁開度
目標値に追従するように弁４の開度を制御する。
御周期を切り替える。 ｉｆ （ｈｐｖ＞ｈ１ ｏｒ ｈｐｖ＜ｈ２ → ｄｔ＝ｔ１ ｅｌｓｅ ｄｔ＝ｔ２ …（１） ここで、ｈｐｖ：代表点圧力［Ｐａ］ ｈ１，ｈ２：制御周期切替設定値［Ｐａ］（但し、ｈ１
＞ｈ２） ｄｔ：制御周期 ｔ１，ｔ２：制御周期設定値（但し、ｔ１＜ｔ２） 配水圧力制御手段１１は、制御周期決定手段１３にて決
定された制御周期および制御パラメータを用いて、比例
・積分制御演算により弁開度目標値を演算する。よっ
て、弁制御手段１２では、演算によって得られた弁開度
目標値に追従するように弁４の開度を制御する。
【００２０】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、代表点圧力が上限圧力よりも所定値下位の制御周期
切替設定値ｈ１または下限圧力よりも所定値上位の制御
周期切替設定値ｈ２を越えたとき、制御周期ｔ１とし、
かつ、制御パラメータを変更し、制御の速応性を高める
ことにより、上限圧力または下限圧力を逸脱する前に速
やかに上・下限圧力範囲内に入るように制御する。よっ
て、代表点圧力が上・下限圧力の範囲内で制御され、弁
操作の頻度を低減できる。
ば、代表点圧力が上限圧力よりも所定値下位の制御周期
切替設定値ｈ１または下限圧力よりも所定値上位の制御
周期切替設定値ｈ２を越えたとき、制御周期ｔ１とし、
かつ、制御パラメータを変更し、制御の速応性を高める
ことにより、上限圧力または下限圧力を逸脱する前に速
やかに上・下限圧力範囲内に入るように制御する。よっ
て、代表点圧力が上・下限圧力の範囲内で制御され、弁
操作の頻度を低減できる。
【００２１】図３は本発明に係わる配水圧力制御装置の
他の実施の形態を示す構成図である。この実施の形態
は、配水圧力の挙動を受けてファジィ推論を実行し弁開
度目標値を演算することにある。
他の実施の形態を示す構成図である。この実施の形態
は、配水圧力の挙動を受けてファジィ推論を実行し弁開
度目標値を演算することにある。
【００２２】この配水圧力制御系１０は、具体的にはフ
ァジィルールに基づきファジィ推論演算を実行する配水
圧力制御手段２１と、この制御手段２１で得られる弁開
度目標値に追従するように弁４を制御する弁制御手段１
２とによって構成される。その他の構成は図１と同じで
あるので、同一部分には同一符号を付して説明する。
ァジィルールに基づきファジィ推論演算を実行する配水
圧力制御手段２１と、この制御手段２１で得られる弁開
度目標値に追従するように弁４を制御する弁制御手段１
２とによって構成される。その他の構成は図１と同じで
あるので、同一部分には同一符号を付して説明する。
【００２３】この配水圧力制御手段２１におけるファジ
ィ推論の入力としては、現在の配水圧力と、配水圧力設
定値と現在の配水圧力との偏差とが用いられる。図４は
ファジィ推論演算を行うためのファジィルールテーブル
であり、図５は入力側メンバーシップ関数（同図ａ）お
よび出力側メンバーシップ関数（同図ｂ）の構成例であ
る。
ィ推論の入力としては、現在の配水圧力と、配水圧力設
定値と現在の配水圧力との偏差とが用いられる。図４は
ファジィ推論演算を行うためのファジィルールテーブル
であり、図５は入力側メンバーシップ関数（同図ａ）お
よび出力側メンバーシップ関数（同図ｂ）の構成例であ
る。
【００２４】すなわち、このファジィ推論演算は、現在
の配水圧力と配水圧力偏差とを用いて弁開度目標値変化
量を得るものである。これら図３および図４に示す各変
数の意味は以下の通りである。
の配水圧力と配水圧力偏差とを用いて弁開度目標値変化
量を得るものである。これら図３および図４に示す各変
数の意味は以下の通りである。
【００２５】＊現在の配水圧力側 Ｌ：配水圧力が下限圧力に近い値である ＭＬ：配水圧力がやや低い Ｚ：配水圧力が安定領域である ＭＨ：配水圧力がやや高い Ｈ：配水圧力が上限圧力に近い値である ＊配水圧力設定値と現在の配水圧力との配水圧力偏差側 Ｌ：配水圧力が設定値よりかなり低い ＭＬ：配水圧力が設定値よりやや低い Ｚ：配水圧力が設定値通りである ＭＨ：配水圧力が設定値よりやや高い Ｈ：配水圧力が設定値よりかなり高い ＊弁開度目標値変化量 ＵＨＬ：弁開度目標値を大きく減らす ＵＭＬ：弁開度目標値をやや減らす ＵＺ：弁開度目標値を変更しない ＵＭＨ：弁開度目標値をやや増やす ＵＨＨ：弁開度目標値を大きく増やす よって、以上のようなファジィルールテーブルを用いて
行われるファジィ推論演算から明らかなように、現在の
配水圧力が上・下限圧力に近い値になると、弁開度目標
値を大きく変更し、上・下限圧力の中位近傍の安定領域
では弁開度目標値を変更しないような推論結果が得られ
る。
行われるファジィ推論演算から明らかなように、現在の
配水圧力が上・下限圧力に近い値になると、弁開度目標
値を大きく変更し、上・下限圧力の中位近傍の安定領域
では弁開度目標値を変更しないような推論結果が得られ
る。
【００２６】そして、かかるファジィ推論演算の推論結
果を用いて、弁開度目標値を次のように演算する。 ｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−ｄｔ）＋△ｕ（ｋ） …（２） ここで、ｕ（ｋ）：時刻ｋにおける弁開度目標値［度］ ｕ（ｋ−ｄｔ）：前回制御周期における弁開度目標値
［度］ △ｕ（ｋ）：時刻ｋにおける弁開度目標値変更量［度］ 従って、以上のような実施の形態によれば、配水圧力の
挙動をみながらファジィ推論によって上・下限圧力の近
いところで弁開度目標値を大きく変更するので、配水圧
力が上・下限圧力の範囲を逸脱する前に速やかに復旧
し、弁操作の頻度を大幅に少なくできる。
果を用いて、弁開度目標値を次のように演算する。 ｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−ｄｔ）＋△ｕ（ｋ） …（２） ここで、ｕ（ｋ）：時刻ｋにおける弁開度目標値［度］ ｕ（ｋ−ｄｔ）：前回制御周期における弁開度目標値
［度］ △ｕ（ｋ）：時刻ｋにおける弁開度目標値変更量［度］ 従って、以上のような実施の形態によれば、配水圧力の
挙動をみながらファジィ推論によって上・下限圧力の近
いところで弁開度目標値を大きく変更するので、配水圧
力が上・下限圧力の範囲を逸脱する前に速やかに復旧
し、弁操作の頻度を大幅に少なくできる。
【００２７】図６は本発明に係わる配水圧力制御装置の
さらに他の実施の形態を示す構成図である。この実施の
形態は、配水圧力のみならず、配水流量の挙動も考慮し
つつ配水圧力制御を行うもの例である。
さらに他の実施の形態を示す構成図である。この実施の
形態は、配水圧力のみならず、配水流量の挙動も考慮し
つつ配水圧力制御を行うもの例である。
【００２８】以下、配水流量の挙動を必要とする理由に
ついて説明する。この配水圧力制御系１０を適用する配
水設備系１では、圧力計６で検出される代表点圧力と配
水池出側の配水圧力との間には次のような非線形の関係
にある（Hazen-Williamsの関係式）。
ついて説明する。この配水圧力制御系１０を適用する配
水設備系１では、圧力計６で検出される代表点圧力と配
水池出側の配水圧力との間には次のような非線形の関係
にある（Hazen-Williamsの関係式）。
【００２９】 Ｈ１−Ｈ２＝Ｒ×Ｑ1.85 …（３） ここで、Ｈ１：配水池出側圧力［mAq ］ Ｈ２：代表点圧力［mAq ］ Ｒ：Ｈ１〜Ｈ２管の管路抵抗 Ｑ：配水流量［ｍ3 ／ｓ］ この式から言えることは、配水流量の値によって圧力損
失（Ｈ１−Ｈ２）が非線形に変化することである。
失（Ｈ１−Ｈ２）が非線形に変化することである。
【００３０】よって、以上のような配水流量による圧力
損失を考慮すれば、予め圧力損失を補完しつつ圧力制御
を行うことが重要であり、より迅速、かつ、的確に代表
点圧力の制御を行うことができる。
損失を考慮すれば、予め圧力損失を補完しつつ圧力制御
を行うことが重要であり、より迅速、かつ、的確に代表
点圧力の制御を行うことができる。
【００３１】そこで、以上のような配水圧力と配水流量
とを考慮すると、配水圧力制御手段３１は、図６に示す
ような構成となる。すなわち、第１のファジィルールテ
ーブルのもとに現在の配水圧力と配水圧力偏差（配水圧
力設定値−現在の配水圧力）とから弁開度目標値を推論
する第１のファジィ推論演算手段３１ａと、第２のファ
ジィルールテーブルのもとに配水流量と配水圧力偏差と
から弁開度目標値を推論する第２のファジィ推論演算手
段３１ｂと、これら両演算手段３１ａ，３１ｂの出力結
果を用いて最終的な弁開度目標値を求める弁開度目標値
演算手段３１ｃとからなっている。
とを考慮すると、配水圧力制御手段３１は、図６に示す
ような構成となる。すなわち、第１のファジィルールテ
ーブルのもとに現在の配水圧力と配水圧力偏差（配水圧
力設定値−現在の配水圧力）とから弁開度目標値を推論
する第１のファジィ推論演算手段３１ａと、第２のファ
ジィルールテーブルのもとに配水流量と配水圧力偏差と
から弁開度目標値を推論する第２のファジィ推論演算手
段３１ｂと、これら両演算手段３１ａ，３１ｂの出力結
果を用いて最終的な弁開度目標値を求める弁開度目標値
演算手段３１ｃとからなっている。
【００３２】なお、第１のファジィルールテーブルは図
４に示す通りであり、第２のファジィルールテーブルは
図７に示す通りである。この図７に示す各変数の意味は
次の通りである。
４に示す通りであり、第２のファジィルールテーブルは
図７に示す通りである。この図７に示す各変数の意味は
次の通りである。
【００３３】＊配水流量側 Ｌ：配水流量が少ない ＭＬ：配水流量がやや少ない Ｚ：配水流量が時間平均配水量である ＭＨ：配水流量がやや多い Ｈ：配水流量が多い ＊配水圧力偏差側 Ｌ：配水圧力が設定値よりかなり低い ＭＬ：配水圧力が設定値よりやや低い Ｚ：配水圧力が設定値通りである ＭＨ：配水圧力が設定値よりやや高い Ｈ：配水圧力が設定値よりかなり高い ＊弁開度目標値変化量 ＵＨＬ：弁開度目標値を大きく減らす ＵＭＬ：弁開度目標値をやや減らす ＵＳＬ：弁開度目標値を少し減らす ＵＺ：弁開度目標値を変更しない ＵＳＨ：弁開度目標値を少し増やす ＵＭＨ：弁開度目標値をやや増やす ＵＨＨ：弁開度目標値を大きく増やす そこで、弁開度目標値演算手段３１ｃでは、両演算手段
３１ａ，３１ｂの出力結果を用いて、下記演算式に基づ
いて最終的な弁開度目標値を演算する。
３１ａ，３１ｂの出力結果を用いて、下記演算式に基づ
いて最終的な弁開度目標値を演算する。
【００３４】 △ｕ（ｋ）＝（ｋ１×ｆ１）＋（ｋ２×ｆ２） ｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−ｄｔ）＋△ｕ（ｋ） …（４） ここで、ｋ１：第１のファジイ推論演算手段の出力結果
に対する重み係数 ｋ２：第２のファジイ推論演算手段の出力結果に対する
重み係数 ｆ１：第１のファジイ推論演算手段の出力結果 ｆ２：第２のファジイ推論演算手段の出力結果 そこで、以上のような第２のファジィルールテーブルの
もとに行われる第２のファジィ推論演算手段３１ｂから
言えることは、配水流量が多いほど、代表点圧力が配水
圧力設定値に速く追従するように弁開度目標値を大きく
変更する。これは、前記（３）に示すように配水流量が
多いときに圧力変動が大きくなることに着眼する。
に対する重み係数 ｋ２：第２のファジイ推論演算手段の出力結果に対する
重み係数 ｆ１：第１のファジイ推論演算手段の出力結果 ｆ２：第２のファジイ推論演算手段の出力結果 そこで、以上のような第２のファジィルールテーブルの
もとに行われる第２のファジィ推論演算手段３１ｂから
言えることは、配水流量が多いほど、代表点圧力が配水
圧力設定値に速く追従するように弁開度目標値を大きく
変更する。これは、前記（３）に示すように配水流量が
多いときに圧力変動が大きくなることに着眼する。
【００３５】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、配水圧力だけでなく、配水流量の挙動を加味するこ
とにより、より迅速、かつ、的確に代表点圧力の制御を
実現でき、ひいては弁操作の頻度を大幅に低減できる。
ば、配水圧力だけでなく、配水流量の挙動を加味するこ
とにより、より迅速、かつ、的確に代表点圧力の制御を
実現でき、ひいては弁操作の頻度を大幅に低減できる。
【００３６】さらに、本発明の他の実施の形態について
説明する。この実施の形態は、図６に示す配水圧力制御
手段３１を設けるとともに、この配水圧力制御手段３１
の各ファジィ推論演算手段３１ａ，３１ｂによるファジ
ィ推論を行うため制御周期（演算周期）を決定する制御
周期決定手段を設けた構成である。
説明する。この実施の形態は、図６に示す配水圧力制御
手段３１を設けるとともに、この配水圧力制御手段３１
の各ファジィ推論演算手段３１ａ，３１ｂによるファジ
ィ推論を行うため制御周期（演算周期）を決定する制御
周期決定手段を設けた構成である。
【００３７】この制御周期決定手段では、前記（１）式
と同様の要領により制御周期を決定する。この装置にお
いては、制御周期を変更するだけで、ファジィ・ルール
テーブルを変更せずに配水圧力設定値に追従する速さと
なる制御応答を容易に変更できる。これにより、代表点
圧力が上・下限圧力に近いとき、制御応答を速くし、上
・下限圧力の平均値近傍，つまり中位にあるときは制御
応答を遅くできる。よって、代表点圧力が中位あるとき
は弁操作の頻度を少なくできる。
と同様の要領により制御周期を決定する。この装置にお
いては、制御周期を変更するだけで、ファジィ・ルール
テーブルを変更せずに配水圧力設定値に追従する速さと
なる制御応答を容易に変更できる。これにより、代表点
圧力が上・下限圧力に近いとき、制御応答を速くし、上
・下限圧力の平均値近傍，つまり中位にあるときは制御
応答を遅くできる。よって、代表点圧力が中位あるとき
は弁操作の頻度を少なくできる。
【００３８】なお、上記実施の形態においては、操作対
象を弁とした場合について記述したが、操作対象が配水
池出側に設置するポンプの場合でも、以上の実施の形態
を適用して配水圧力を制御できる。
象を弁とした場合について記述したが、操作対象が配水
池出側に設置するポンプの場合でも、以上の実施の形態
を適用して配水圧力を制御できる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、代
表点圧力が許容範囲を逸脱する前に速応性を高めること
により迅速、かつ、自動的に逸脱回避方向に制御し、許
容範囲内で余裕のあるとき制御の速応性を抑制すること
により、被操作対象の操作頻度を大幅に低減できる。
表点圧力が許容範囲を逸脱する前に速応性を高めること
により迅速、かつ、自動的に逸脱回避方向に制御し、許
容範囲内で余裕のあるとき制御の速応性を抑制すること
により、被操作対象の操作頻度を大幅に低減できる。
【図１】 本発明に係わる配水圧力制御装置の一実施の
形態を示す構成図。
形態を示す構成図。
【図２】 代表点圧力の挙動および制御周期の切替えの
関係を説明する図。
関係を説明する図。
【図３】 本発明に係わる配水圧力制御装置の他の実施
の形態を示す構成図。
の形態を示す構成図。
【図４】 図３に示す装置で用いるファジィルールテー
ブルの構成図。
ブルの構成図。
【図５】 図３に示す装置で用いるメンバシップ関数の
構成図。
構成図。
【図６】 本発明に係わる配水圧力制御装置の更に他の
実施の形態を示す構成図。
実施の形態を示す構成図。
【図７】 図６に示す装置で用いるファジィルールテー
ブルの構成図。
ブルの構成図。
１…配水設備系 ２…配水池 ６…圧力計 １０…配水圧力制御系 １１，３１…配水圧力制御手段 １２…弁制御手段 １３…制御周期決定手段
Claims (4)
- 【請求項１】 上水道プラントの配水設備系である配
水管の圧力を制御する配水圧力制御装置において、 予め定める配水管内の配水圧力設定値と前記配水管内の
配水圧力との偏差に基づいて制御周期および制御パラメ
ータのもとに制御演算を実行し、被操作対象への制御目
標値を求める配水圧力制御手段と、 前記配水管内の配水圧力が予め定める上・下限圧力に近
い所定値に達したとき、制御応答時間が速くなるような
前記制御周期および制御パラメータを決定し、前記配水
圧力制御手段に設定する制御周期決定手段とを備えたこ
とを特徴とする配水圧力制御装置。 - 【請求項２】 上水道プラントの配水設備系である配
水管の圧力を制御する配水圧力制御装置において、 前記配水管内の配水圧力を検出する配水圧力検出手段
と、 この検出手段からの配水圧力および配水圧力偏差を入力
とするファジィルールのもとに予め定める上・下限圧力
に近ずくに従って被操作対象に対する制御目標値を大き
く変更するようなファジィ推論演算を実行する配水圧力
制御手段と、 この配水圧力制御手段によって得られる制御目標値に基
づいて前記被操作対象に操作する操作制御手段とを備え
たことを特徴とする配水圧力制御装置。 - 【請求項３】 上水道プラントの配水設備系である配
水管の圧力を制御する配水圧力制御装置において、 前記配水管内の配水圧力を検出する配水圧力検出手段
と、 この検出手段からの配水圧力および配水圧力偏差を入力
とする第１のファジィルールのもとに被操作対象に対す
る第１の制御目標値を求める第１のファジィ推論演算手
段と、 前記配水管内の配水流量および配水圧力偏差を入力とす
る第２のファジィルールのもとに被操作対象に対する第
２の制御目標値を求める第２のファジィ推論演算手段
と、 これら両演算手段の出力結果を用いて前記被操作対象に
対する制御目標値を求める目標値演算手段と、 この目標値演算手段により得られる制御目標値に基づい
て前記被操作対象に操作する操作制御手段とを備えたこ
とを特徴とする配水圧力制御装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載する配水圧力制御装置
において、 前記配水圧力検出手段からの配水圧力が予め定める上・
下限圧力に近い所定値に達したとき、制御応答時間が速
くなるような制御周期を決定し、前記第１および第２の
ファジィ推論演算手段に設定する制御周期決定手段を設
けたことを特徴とする配水圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13662298A JPH11324932A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 配水圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13662298A JPH11324932A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 配水圧力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11324932A true JPH11324932A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15179613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13662298A Pending JPH11324932A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 配水圧力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11324932A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100336986C (zh) * | 2005-07-28 | 2007-09-12 | 济南普利龙供水设备有限公司 | 无吸程强制叠压自动供水工艺 |
| JP2008219512A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | 無線型制御システム |
| JP2013227826A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-07 | Hitachi Ltd | 配水運用制御装置 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13662298A patent/JPH11324932A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100336986C (zh) * | 2005-07-28 | 2007-09-12 | 济南普利龙供水设备有限公司 | 无吸程强制叠压自动供水工艺 |
| JP2008219512A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | 無線型制御システム |
| JP2013227826A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-07 | Hitachi Ltd | 配水運用制御装置 |
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