JPS5882317A - 複数送配水ポンプ設備の総合運転制御方法 - Google Patents

複数送配水ポンプ設備の総合運転制御方法

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JPS5882317A
JPS5882317A JP17980081A JP17980081A JPS5882317A JP S5882317 A JPS5882317 A JP S5882317A JP 17980081 A JP17980081 A JP 17980081A JP 17980081 A JP17980081 A JP 17980081A JP S5882317 A JPS5882317 A JP S5882317A
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JP
Japan
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distribution
water
discharge pressure
pressure
water transmission
Prior art date
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Pending
Application number
JP17980081A
Other languages
English (en)
Inventor
Akimichi Yasojima
八十島 章道
Toshihiko Kunimasa
国政 敏彦
Masahiro Nishinomiya
西宮 正弘
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.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
Priority to JP17980081A priority Critical patent/JPS5882317A/ja
Publication of JPS5882317A publication Critical patent/JPS5882317A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は上水道設備の送配水設備に係り、時に閉ざされ
た配水管路網に対して2箇所以上の送配水ポンプ所から
上水を配水する設備に好適な複数送配水ポンプ設備の総
合運転制御方法に関する。
従来この種の上水道設備の送配水設備に係るポンプ制御
は、ヘーゼンウィリアムスの公式等を用いて流量に対す
る管路網の損失水頭を考慮し、送配水流量に見合った適
正な吐出圧力でポンプを運転することによって、末端需
要家へ常に一定の圧力の水を供給すると共に、管路網損
傷等の事故や漏水を低減させる制御が行なわれていた。
しかし、2箇所以上の送配水ポンプ所からへ一ゼンウィ
リアムスの公式等を用いて、推定末端圧力制御を実施し
ようとした場合には、以t−のような問題がある。2箇
所以」二の送配水ポンプ所があると、それぞれの送配水
ポンプ所の送配水流量の相異から吐出圧力に違いがでて
くるため、送配水ポンプ所相互間に圧力偏差を生じる。
この圧力偏差は、流量のみにより圧力決定を行なう推定
末端圧力制御の欠陥により、捷す捷す増大させられる結
果となる。即ち、一旦、送配水ポンプ所間の圧力偏差が
生じると、圧力の高い方の送配水ポンプ所の送配水流量
が増加し、それが、また吐出圧力を高くすることになる
ため、更に、高い方の送配水ポンプ所の送配水流量が増
加するという悪循環現象が起きる。逆に、圧力の低い送
配水ポンプ所の送配水流量は、吐出圧力の高い方に押さ
れてどんどん減少し、ついには無送水の状態になってし
まう。
結局、2箇所以上の送配水ポンプ所からの送配水は、前
述の送配水ポンプ所相互間の圧力干渉により、安定な運
転を継続することができないという欠点があった。
まだ、送配水流量の増加等により新だに送配水ポンプ所
を設置して運転しようとすると、既に運転中で推定末端
圧力制御を行なっている既設の送配水ポンプ所の圧力が
高いため、これから運転しようとするポンプ所は圧力が
低いことにより、無送水の状態のまま運転開始不能な状
態となる欠点もあった。
従って、2箇所以上の送配水ポンプ所から送配水する設
備においては、上記の欠点のため、効果の大きい推定末
端圧力制御を行なうことができず。
全送配水ポンプ所を吐出圧カ一定制御とし、後は人手に
よって運転しているのが現状である。
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、常に安定した推
定末端圧力制御を行ない得る複数送配水ポンプ設備の総
合運転制御方法を提供することにある。
本発明は、2箇所以上の送配水ポンプ所に」:る並列運
転において推定末端圧力制御を行なう際に、一番問題と
なる送配水ポンプ所相互の圧力干渉は合計送配水流量が
小流量となるに従って顕著に現われ、大流量になるに従
って圧力干渉が少なくなるという点に着目し1合計送配
水流量に比例[〜で送配水ポンプ所間の吐出圧力許容偏
差を拡大するようにしたものであり1周期的に送配水流
量をサンプリングして、合計送配水流量が零近辺ではポ
ンプ所間の位置水頭弁を差引した実質吐出圧力許容偏差
を拡大していくことにより1個々のポンプ所の単独推定
末端圧力制御に移行させて上記の目的を達成するもので
ある。
以下本発明の複数送配水ポンプ設備の総合運転制御方法
の一実施例を各図に従って説明する。
第1図は複数送配水ポンプ設備の総合運転制御方法の一
実施例を適用した制御システムの全体構成図である。プ
ラント1は制御システム2によりプロセス制御されてい
る。この制御システム2には、プロセス入出力装置3に
接続されているプロセス制御用計算機4が設けられてい
る。このプロセス入出力装置3は専用制御装置5に直接
接続されるか、あるいは情報伝送装置6を介して専用制
御装置5に接続されている。専用制御装置5はプラント
1の各部に接続されており、プラント1の操作端をそれ
ぞれコントロールしている。このように構成されている
制御/ステム2は、プロセス入出力装置3を通して得ら
れたデータのモニタリング、分析、演算等の処理を実行
する。
プロセス制御用計算機4から出力された制御指令値やポ
ンプのオンオフ指令は、プロセス入出力装置3及び情報
伝送装置6を介して専用制御装置5へ送られる。専用制
御装置5では前記指令に基づいて、ポンプの回転数制御
等のプロセス操作量の出力やポンプのオンオフ動作が行
なわれる。
第2図(A)、(B)は第1図に示したシステムを適用
する対象プラントの配置例を示したものである。閉ざさ
れた配水管路網7により相互に連絡された配水部S、C
,N、Tがある。なお、配水部N、Tは固定速ポンプの
みの配水部であり、説明を容易にするために、推定末端
圧力制御を行なう配水部S及び配水部Cの2配水場を中
心に以下述べることにする。まだ、配水部S及び配水部
Cのポンプ間の標高差による位置水頭の差は、第2図(
B)に示す通りであり、 I−1は位置水頭差を示して
いる。なお、上記配水部と称したものは送配水ポンプ所
でも良い。
推定末端圧力制御を実施する配水部S及び配水部Cの吐
出圧力Pos及びPocはヘーゼンウィリアムスの公式
により以下の通りとなる。
Pos ” Ks °Q+ts’゛8’ −1−IIs
・・・・・・・・・(1) Po’c −= Kc −QRc” 5+ Hc   
 −−−(2)但し、Posは配水用Sの吐出圧力(K
g/縮2)。
Pocは配水用Cの吐出圧力(Kq/11n2) s 
K sは配水用Sの管路損失係数、Kcは配水用Cの管
路損失係数、QR8は配水用Sの配水流量実測値(m3
/ H) 、 QRCは配水用Cの配水流量実測値(m
3/H)、Hsは配水用Sの推定末端圧力(h / c
m 2)、Hcは配水用Cの推定末端圧力(K9/Cm
2)を示している。第3図は上記吐出圧力算出式を示し
たものである。
次に配水用S及び配水用C間の圧力バランスを保つだめ
の吐出圧力許容偏差ΔPoscwは次式により求められ
る。
但し、ΔPoscwは吐出圧力許容偏差(K9 /cm
2)。
ΔPo5cc は吐出圧力許容偏差の基準圧力(Kq 
/cm2゜QRC8Cは吐出圧力許容偏差の基準流量(
m3/H)。
Qnsは配水用Sの配水流量の実測値(m3/H)。
QRCは配水用Cの配水流量の実測値(m’/r−1)
を示している。
上記(3)式で求めた吐出圧力許容偏差により配水用S
及び配水用Cの吐出圧力が検定されるが、その場合、配
水用S及び配水用Cの標高差による位置水頭差を除いて
検定しなければならないため、検定式は次式の如くなる
1Pos  (Hs  I(c ) −Poc l≦Δ
Poscw −・= −(4]但し、Posは配水用S
の吐出圧力CKq/釧2)。
Pocは配水用Cの吐出圧力(Kg/ cm2)、 H
sは配水用Sの推定末端圧力(K9/cm2)、Hcは
配水用Cの推定末端圧力(Kq/ctn2) 、 ΔP
o5CWは吐出圧力許容偏差(K9/ ctyr2)を
示している。
この配水用S及び配水用Cの標高差による位置水頭差を
除いて検定した内容を図に表わすと第4図となる。この
図から、配水用S及び配水用Cの合計配水流量が増加す
るに従って吐出圧力許容偏差ΔPoscw  も増加す
ることを表わしている。ここで、(4)式が成立した場
合、即ち配水用S及びCの吐出圧力偏差ΔPo5eが吐
出圧力許容偏差ΔPoscwの範囲内であるならば、(
1)式、t2)式で算出した配水用S及び配水用Cそれ
ぞれ独自の推定末端圧力制御係数による吐出圧力Pos
、 Pocをその捷ま吐出圧力指令値として専用制御装
置5へ出力する。一方(4)式が成立しない場合は、配
水用S及び配水用C間の圧力バランスが崩壊することに
なるので。
次式により吐出圧力指令値を新たに算出すると同時に、
目標配水流量も算出する。
PM8  = PMc +  (1−丁s −Hc  
)               −−−(6)−リ 但しo PMI!は配水用Sの吐出圧力指令値(K9/
cm2) 、 pMcは配水用Cの吐出圧力指令値(K
9/1yn2) 、 POSは配水用Sの吐出圧力(K
q/c1n2)、Pocは配水用Cの吐出圧力(h/C
rn2) 、 I(sは配水用Sの推定末端圧力(Kq
/crn2) 、 Hcは配水用Cの推定末端圧力(K
g/cm2) % Q、MSは配水用Sの目標配水流量
(m”/H)%0厩は配水用Cの目標配水流量(m3/
l+)、Ksは配水用Sの管路損失係数、Kcは配水用
Cの管路損失係数を示している。上記(5)弐〜(8)
式に」:る突出過程を図に表わすと、第5図及び第6図
の」:うになる。
配水用S及び配水用Cの並列運転中に相互の圧力バラン
スが崩れた場合、又はどちらか一方の配水用が運転中に
他の一方の配水用を運転しようとする時の圧力偏差が大
きい場合に、(5)式、(6)式で算出した吐出圧力指
令値PMS 、 I)M(!を専用制御装置5へ出力す
ると同時に(7)式、(8)式で蓑、出した目標配水流
量Q、MS 、 QMCと第7図に示すQ−N(流量−
運転台数)特性曲線より求めたポンプ運転台数を専用制
御装置へ出力する。更に第8図の合計配水流量−運転配
水場数特性曲線により配水用の運転/停止を行なう。
本実施例によれば、配水用S及び配水用Cの吐出圧力偏
差ΔPos。が吐出圧力許容偏差ΔPoscw の範囲
内であるならば、 (11,f21式で算出される配水
用S及び配水用C各々独自の推定末端圧カ制御係数によ
る吐出圧力Pos 、Pocをそのま捷吐出圧力指令値
としてプロセス制御用計算機4から専用制御装置5へ出
力してプラント1を制御し、−力(4)式が成立しない
場合は、(5)、 (6)式の吐出圧力指令値PMS、
 PMCを吐出圧力指令値としてプロセス制御用計算機
4から専用制御装置5へ出力してプラント1を制御する
と同時に、(7)、 (8)式で算出した目標配水流量
Qus + Q、Mc及び第7図に示しだ流量一連転台
数特性曲線より求めたポンプ運転台数を専用制御装置5
へ出力し、更に、第8図の合計配水流量−運転配出揚物
性曲線により各配水用の運転/停止を行なうことにより
、配水場数決定等の複数箇所の送配水ポンプ所を有して
いても、プロセス制御計算機4により、常に安定した推
定末端圧力制御を自動的に行ない得る効果があり、推定
末端圧力制御実施の送配水ポンプ所の起動時にも、既に
運転中の送配水ポンプ所の吐出圧力偏差が大きい場 ゛
合1強制的に許容偏差ΔPoscw以内と々るような吐
出圧力指令値と目標流量とによるポンプ台数が決定、指
令されることから、新たな送配水ポンプ(11) 所のスムーズな起動が行ない得る効果がある。寸だ、固
定速ポンプのみの配水用N、Tを含め/ζζ配水年単位
運転/停止を簡単に1−〒ない得るため、需要水量に見
合った経済的な運転を1°1ない得る効果がある。更に
、配水用S及び配水用Cの合計配水流量が増加するに従
って独自の推定未3“’jl、i Il’lE力制御を
行なうことができるため、各々の配水用の特徴と能力を
最大限に発揮して、小流[i(時の無用な高圧力配水に
よる管路網破裂や高木を従来のnl Hft圧カ一定制
御に比べて3〜5%程度減少させる効果があり、且つ、
末端需要家が常に一定圧力の水を利用できる効果がある
。捷/こ、各々の配水用の特徴と能力を発揮しながら推
定末端圧力制御によるポンプの並列運転を行なっている
/ζめ、圧力調整用の弁を管路網内に設置する必要がな
く、運転中のポンプを高効率で運転することができ、経
済性の向上と省力化、省エネルギー化を図る効果がある
以上記述した如く本発明の複数送配水ポンプ設備の総合
運転制御方法によ〕1.ば、常に安定1〜だ推(12) 定末端圧力制御を行ない得る効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の複数送配水ポンプ設備の総合運転制御
方法の一実施例を適用した制御システムの全体構成図、
第2図(A)は第1図の制御システムを適用する対象プ
ラントの配置例を示しだ説明図、第2図(B)は第2図
(A、 )の配水用S及び配水用Cの位置関係を示す断
面図、第3図は推定末端圧力制御における吐出圧力算出
基本図、第4図は第3図から配水用相互間の位置水頭差
引後求めた圧力偏差検定図、第5図及び第6図は配水用
相互間の吐出圧力偏差が吐出圧力許容偏差を越えた場合
の吐出圧力指令値と目標配水流量の算出過程を示す基本
図、第7図は個々の配水用における運転ポンプ台数決定
のだめの流量−運転台数特性図、第8図は設備全体とし
て運転する配水場数決定のだめの合計配水流量−運転配
水場数特性図である。 1・・・プラント、2・・・制御システムs 3°°゛
プロセス(13) 入出力装置、4・・・プロセス制御用割算機、5・・・
専用制御装置、6・・・情報伝送装置%7・・・配水管
路網。 $ 2  図 とAノ ア ′4.3I21) CJxCQ木 一知p1表水流ir WM 茅4− 図 → 欠3171)乙未ν九量〔mシ〃〕15図 一創昶流憂[洸ヤI〕 第2 図 罹 ミ 、:′L。 Mc Ms −月探配水;鰻厄−’h4〕 T 7 図 一−Jθ乙ノにニジJンーjン [mJ//−/]茅3
 図 ′; ( 一分#I諌攻量〔にら〆]

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.2箇所以上の送配水ポンプから閉ざされた配水路網
    に水を供給する複数送配水ポンプ設備の総合運転制御方
    法において、ヘーゼンウィリアムスの公式等に従って算
    出した吐出圧力により各送配水ポンプを運転すると共に
    、各送配水ポンプの吐出圧力が、各送配水ポンプの合計
    送配水流量に比例して拡大するように設定した各送配水
    ポンプ相互間の吐出圧力許容偏差の範囲内となるように
    し。 各送配水ポンプの吐出圧力が前記吐出圧力許容偏差を越
    えた場合は、各送配水ポンプ間の圧力干渉による圧力バ
    ランス崩壊に達する前に前記許容偏差以内になるように
    、各送配水ポンプの吐出圧力を修正すると共に、適切な
    送配水ポンプ運転台数とすることを特徴とする複数送配
    水ポンプ設備の総合運転制御方法。
JP17980081A 1981-11-11 1981-11-11 複数送配水ポンプ設備の総合運転制御方法 Pending JPS5882317A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205601A (ja) * 1984-03-06 1985-10-17 グローセンハイナー、テクスティルマシーネンバウ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 並列接続駆動装置の制御方法
JPH01251211A (ja) * 1988-03-31 1989-10-06 Toshiba Corp 配水管網制御装置
JP2018041156A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 株式会社東芝 配水ポンプ制御装置、配水ポンプ制御方法、配水ポンプ制御システム及びコンピュータプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60205601A (ja) * 1984-03-06 1985-10-17 グローセンハイナー、テクスティルマシーネンバウ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 並列接続駆動装置の制御方法
JPH01251211A (ja) * 1988-03-31 1989-10-06 Toshiba Corp 配水管網制御装置
JP2018041156A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 株式会社東芝 配水ポンプ制御装置、配水ポンプ制御方法、配水ポンプ制御システム及びコンピュータプログラム

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