JPS61182102A - 浄水場制御装置 - Google Patents

浄水場制御装置

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JPS61182102A
JPS61182102A JP2082185A JP2082185A JPS61182102A JP S61182102 A JPS61182102 A JP S61182102A JP 2082185 A JP2082185 A JP 2082185A JP 2082185 A JP2082185 A JP 2082185A JP S61182102 A JPS61182102 A JP S61182102A
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JP
Japan
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water
water level
reservoir
inflow
sedimentation basin
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JP2082185A
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English (en)
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Takatoshi Kato
高敏 加藤
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Feedback Control In General (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は沈殿池流入量制御と、濾過池の使用池数制御と
、浄水池水位制御と、送水ポンプ制御と、配水池水位制
御を総合的に運用管理する浄水場制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来技術では浄水場・配水施設の制御装置は水道施設を
各サブプロセスごとに分けて制御目標を決めて制御を実
施していた。取水した水は導水ポンプ井から導水ポンプ
で圧送され着水井に入り、沈殿池流入量計、沈殿池流入
調節弁を経て沈殿池に流入、沈殿処理の後、濾過池に流
入する。濾過池で濾過された水は浄水池に貯水され、送
水ポンプにより配水池に圧送され配水流量計を経て需要
家に給水される。導水ポンプは着水井水位を目標水位変
動内とするよう導水ポンプ制御用のコントローラにより
制御をする。沈殿池流入量は沈殿池流入調節弁を開度調
整することによって操作員が設定した目標値(二保つよ
う沈殿池流入量制御用のコントローラによって制御する
濾過池の使用池数及び使用性は操作員が濾過池数と池番
号を指定し、操作員の濾過池運転指令に基づき濾過池制
御用のコントローラで濾過池を運用する。送水ポンプは
配水池水位を目標水位変動内とするよう送水ポンプ用の
コントローラにより制御を行なう。
以上示した従来技術では各サブプロセス別に制御系を構
成し、各制御系毎の個別の制御を実施したため以下に示
す問題点が有った。即ち、配水池からの配水量は需要に
基づき変動し、例えばAM9:00頃とPM6:00頃
に最高値の有る双頭形の曲線となる。送水ポンプ制御系
において配水池の水位が変動範囲の下限に近い状態で日
配水量の最高値と重さなった場合、送水ポンプは最大吐
出量を送水し、その結果浄水池水位も低下し、急激な処
理水量の変更が必要となり操作員による沈殿池流入量の
目標値変更及び濾過池使用池数及び使用濾過池の決定が
行なわれる。しかし、沈殿池流入量を変更しても池数処
理、瀘過処理における応答のむだ時間もあるため、需要
の変動に対応して処理水量の変更をするためには配水池
水位位浄水池水位および水処理の遅れ時間も含めた高度
な判断と熟練した技術が要求され、また浄水場の負荷変
動の頻度も多かった。
〔発明の目的〕
本発明は配水lの日変動に対して配水池及び浄水池の貯
水量を有効に活用し、浄水場の負荷変動をできるだけ少
なくなるよう総合流量制御が達成できる浄水場制御装置
を提供する事を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の浄水場制御装置は配水量の需要予測を行ない、
予測結果に基づき配水池の貯水量を有効活用するよう配
水池運用計画を作成し、配水池運用計画に基づき送水ポ
ンプの運転計画を決定し。
送水ポンプ運転台数制御を行ない送水ポンプ運転計画よ
り浄水場の処理水量の変動をできるだけ少なくなるよう
浄水池運用計画を作成し、浄水池運用計画結果より浄水
場で処理すべき総濾過流量日変動計画を作成し、総濾過
流量日変動計画に基づき使用濾過池を決定しその結果に
より濾過池の自動運転を行ない、更に総濾過流量日変動
計画に基づきプロセスの応答のむだ時間を考慮して沈殿
池流入量の決定を行ない沈殿池流入量を制御するもので
ある。
即ち1本発明は浄水場の導水設備から配水設備まで全体
を運用管理する制御装置において、配水池流出量を予測
し時間配水量および日配水量を決定する機能と、配水池
水位の運用計画を作成する機能と、送水ポンプ運転計画
を作成する機能と。
浄水池運用計画を作成し、これにより総濾過流量日変動
計画を作成する機能と、最少運転濾過池数な決定する機
能と、使用濾過池を決定する機能と、沈殿池流入量を決
定する機能を備えた事を特徴とする浄水場制御装置であ
る。
〔発明の実施例〕
次に本発明の詳細な説明する。第1図は次の各構成要素
からなる浄水場制御装置を示している。
(イ)着水井3に設置されて着水井水位を計測する着水
井水位計33 (o)着水井水位計3aに接続されて着水井3の水位を
目標水位内とするよう導水ポンプ2を制御するコントロ
ーラ13 fう 着水井3に配管接続された沈殿池6に流入する沈
殿池流入量を計測する沈殿池流入量計4に)沈殿池流入
量計4に直列に配管接続されて沈殿池4に流入する沈殿
池流入量を調節する沈殿池流入調節弁5 (ホ)沈殿池流入調節弁5及び沈殿池流入量計4に接続
されて沈殿池6に流入する沈殿池流入量を予め設定した
目標流量内に保つよう沈殿池流入調節弁5を制御するコ
ントローラ14 (へ)沈殿池6に配管接続される濾過池7の数及び濾過
池番号を指定するコントローラ15(ト)濾過池7に配
管接続された浄水池8から配水池10に送水する送水ポ
ンプ9 に)浄水池8に設置されて浄水池水位を計測する浄水池
水位計8a (す)配水池10に設置されて配水池水位を計測する配
水池水位計10m 轄) 配水池水位が予め定められた目標水位内とするよ
う送水ポンプ9の出力を制御するコントローラ17 Q→ 配水池10に配管接続されて配水量を計測する配
水流量計11 (至)気象条件を検出して気象信号21を出力する気象
条件発生装置21a (ワ)  コントローラ13.14.15 、17 、
着水井水位計3m 、沈殿池流入量計4.J1過池7.
気象条件発生装置21a、浄水池水位計8a、配水池水
位計10a、及び配水流量計11に接続され、配水池流
出量を予測し時間配水量および日配水量を決定する機能
と、配水池水位の運用計画を作成する機能と、送水ポン
プ運転計画を作成する機能と、浄水池運用計画を作成し
総濾過流量日変動計画を作成する機能と、最少運転濾過
池数を決定する機能と、使用濾過池を決定する機能と、
沈殿池流入量を決定する機能を備えた運用制御装置26 即ち、運用制御装置26は情報として配水流量18゜配
水池水位16.浄水池水位19.濾過池運転状態部。
沈殿池流入量201着水井水位12および気象情報21
を入力し、沈殿池流入量設定値22.濾過池運転指令n
、送水ポンプ運転台数指令Uを各ローカルコントローラ
に出力する。
運用制御装置26は配水流量18の過去の実績値に基づ
く目配水量予測資料および時間配水量予測資料を備え気
象情報21に基づき当日1日分の日配水量および時間配
水量を予測する機能を有する。目配水量予測資料におい
て予測値は前日の日記水量実績に変動予測値を加算して
決定する。ここでの変動予測値はGMDHによって固定
される同定の値に目配水量分散の平方根を乗算し、更に
平均口配水量を加算して決定する。時間配水量予測資料
において予測値は日配水量予測値を冴で除算し、更に各
毎正時での基準化時間配水量予測値を乗算して決定する
。ここでの基準化時間配水量予測値はGMDHによって
同定される固定の値に毎正時の同定用情報の基準化時間
配水量の曜日別分散の平方根を乗算し、更に同定用情報
の基準化時間配水量の曜日別平均値を加算して決定する
第2図に配水量予測機能で決定した配水量予測値変動曲
線器の一実施例を示す。運用制御装置26は日配水量予
測値と時間配水量予測値より配水池の運用計画を作成す
る機能を有する。本機能においては基準時刻後の配水池
の予測水位を基準時刻の配水池実測水位に流量平衡補正
値を加算して繰り返し、冴時間分を求める。ここで流量
平衡補正値は基準時刻後の流入量と時間配水量予測値の
差に面積を乗算して決定する。配水池における流入量は
送水ポンプの吐出量であるため送水ポンプの運転台数毎
に決定される離散値の中から選ぶ。
第3図に配水池予測水位の変動曲線の例を示す。
配水池水位初期予測曲線31は配水池上限水位29と配
水池下限水位30を超えないよう運用計画を作成する必
要がある。配水池水位初期予測曲線31は初期配水池流
入量一定曲線32とした場合の曲線であり、上限、下限
いずれも超過している。最高予測水位が上限を超えない
よう第1回目流入量変更を行なった後再度、第1回配水
池流入量修正曲線おに基づき修正計算を行ない配水池水
位第1回修正予測曲線34を決定する。ここで最高予測
水位が上限を超えないが下限を超えるため、第2回目流
入量変更を行ない再度第2回配水池流量修正曲線35に
基づき修正計算を行なって配水池水位第2回修正予測曲
線36を決定する。
以上の繰返し計算によって配水池の水位が変動範囲内に
入るよう運用計画を作成するっ繰り返し計算の結果得ら
れた運用計画の中で流入量変更回数の最も少ない計画を
最適運用計画として選定する。
浄水場運用制御装置26では配水池運用計画作成時に決
定した配水池流入量に基づき送水ポンプ運転様式を決定
する機能を有する。第5図は最終配水池流入量が送水ポ
ンプ並列運転の離散値に近似した配水池流入量計画曲線
37を示す。各時刻毎の送水ポンプの運転台数は配水池
流入量計画曲線37より求める。第6図の例における時
刻0:00から時刻6:00までの運転台数は時刻0:
00〜1:OOが3台、時刻1:OO〜3:OOが2台
、時刻4:OO〜6:OOが1台と決定され本機能で決
定された運転台数指令冴が送水ポンプ制御用のコントロ
ーラ17へ出力される。また運用制御装置26において
は浄水池運用計画を作成する機能を有する。本機能は配
水池運用計画機能と同様に各基準時刻後の浄水池予測水
位を基準時刻の浄水池実績水位1;流量平衡補正値を加
算して操り返し8時間分を求める。ここで流量平衡補正
値は基準時刻後の浄水池流入量と前述の機能で決定した
配水池流入量の差に面積を乗算して決定する。
第6図に浄水池運用計画における浄水池水位日変動曲線
の例を示す。浄水池水位が浄水池上限水位38と浄水池
下限水位39を超えないよう浄水池運用計画を作成する
。浄水池流入量として時間配水量予測値を適用して第1
回目の浄水池水位日変動曲線40を演算により求める。
第1回目の浄水池水位日変動曲線に対応する浄水池流入
量変動曲線41において浄水池流入量を変更回数が少な
くなるよう第2回目浄水池流入量日変動曲線42として
修正し、第2回目浄水池水位日変動曲線43を再計算す
る。
以上の手法により繰り返し計算を行なって浄水池の水位
が上限、下限を超えず浄水池流入量の変更回数の最も少
ないものを最適な総値過流量変動計画とするっ第8図に
線源過流量計画曲線材を示す。運用制御装置26は線源
過流量日変動計画に基づき繰り返し計算により最少運転
濾過池数及び使用濾過池を決定する。線源過流量に補正
値を加えた値を濾過池数で除算し、1池当りの計画濾過
流量を求める。この結果を1池当りの最大濾過流量と比
較し、1池当りの計画濾過流量が最大濾過流量に等しい
か又はそれ以下となる。濾過池数の中で最小の池数な最
少運転濾過池数として決定する。
更に現在運転中の濾過池と求められた最小運転濾過池数
より使用する濾過池を決定する。運用制御装置26の内
部で各濾過池の運転時間を積算し、運転する池を増加さ
せる。場合は休止中の濾過池で休止前までの運転時間の
短かいものから優先して使用する。運転する池を減少さ
せる場合は濾過中の池で運転時間の長いものから優先し
て休止させる。
以上により決定した濾過池の運転指令詔を濾過池制御用
のコントローラ15へ出力する。
運用制御装置26では沈殿池流入量を決定する機能を有
する。沈殿池及び濾過池は沈殿池流入量を変更後濾過流
量の変更として応答結果が出るまで遅れ時間及びむだ時
間の大きい制御系である。第9図に沈殿池流入量を変化
させた場合の総置過流量の応答を示す。沈殿池流入量曲
線病の値を変化させると応答のむだ時間46が経過した
後濾過流量曲線47の変化が始まる。ここで応答のむだ
時間柘はプロセスの特性として決定される値である。
運用制御装置26では第10図に示す通り総濾過流量計
画曲線43が変化する時刻から応答のむだ時間46を引
いた時刻に沈殿池流入量を変更するよう沈殿池流入量計
画曲線47を作成し、線源過流量応答値曲線49が線源
過計画曲線必に近づくよう沈殿池流入量設定値22を沈
殿池流入量制御用のコントローラ14に出力する。
以上説明した実施例で配水池の水位は上下限水位を超え
る事なく制御され、送水ポンプの運転は運転台数の変更
が最少となるよう制御される。また浄水池の水位は上下
限水位を超える事なく制御されると共に処理水量の変更
ができるだけ少なくなるよう線源過流量が決定され、濾
過池運転も自動化される。沈殿池流入量もむだ時間を考
慮した制御が実現できる効果がある。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば浄水場及び配水池の流量制御の自
動運転が可能であり配水池及び浄水池の貯水量を有効活
用することによって浄水場の処理水量の変更をできるだ
け少なくすることによる安定した制御が実現できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す浄水場制御装置の構成
図、第2図は配水量予測変動の説明図。 第3図及び第4図は配水池予測水位変動の説明図。 第5図は配水池流入計画の説明図、第6図及び第7図は
浄水池水位日変動の説明図、第8図及び第9図は線源過
流量の応答を示す説明図、第10図は沈殿池流入量計画
を示す説明図である。 1・・・取水井    2・・・導水ポンプ3・・・着
水井    4・・・沈殿池流入量計5・・・沈殿池流
入弁調節弁 6・・・沈殿池7・・・濾過池    8
・・・浄水池9・・・送水ポンプ  10・・・配水池
11・・・配水流量計  12・・・着水井水位13〜
15・・・コントローラ 26・・・運用制御装置代理
人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)第2図 0 θθ      6:60        n:a
Ot8.Oa        2a:n。 峙 亥り □ θ・θ0      1:06        /2:
θ6       /8:I70       247
66第4図 (1,606σ0       /2ρOig θθ 
     24 θρ第5図 第6図 R σ:00      6.l)0        /2
.’l)0        /8700     24
.’aσ第8図 第9図 混 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 次の各構成要素からなる、浄水場制御装置。 (イ)着水井に設置されて着水井水位を計測する着水井
    水位計 (ロ)この着水井水位計に接続されて前記着水井の水位
    を目標水位内とするよう導水ポンプを制御する第1のコ
    ントローラ (ハ)前記着水井に配管接続された沈殿池に流入する沈
    殿池流入量を計測する沈殿池流入量計 (ニ)この沈殿池流入量計に直列に配管接続されて前記
    沈殿池に流入する沈殿池流入量を調節する沈殿池流入調
    節弁 (ホ)この沈殿池流入調節弁及び前記沈殿池流入量計に
    接続されて前記沈殿池に流入する沈殿池流入量を予め設
    定した目標流量内に保つよう前記沈殿池流入調節弁を制
    御する第2のコントローラ (ヘ)前記沈殿池に配管接続される濾過池数及び濾過池
    番号を指定する第3のコントローラ (ト)前記濾過池に配管接続された浄水池から配水池に
    送水する送水ポンプ (チ)前記浄水池に設置されて浄水池水位を計測する浄
    水池水位計 (リ)前記配水池に設置されて配水池水位を計測する配
    水池水位計 (ヌ)配水池水位が予め定められた目標水位内とするよ
    う前記送水ポンプの出力を制御する第4のコントローラ (ル)前記配水池に配管接続されて配水量を計測する配
    水流量計 (ヲ)気象条件を検出して気象信号を出力する気象条件
    発生装置 (ワ)前記第1乃至第4のコントローラ、前記着水井水
    位計、前記沈殿池流入量計、前記濾過池、前記気象条件
    発生装置、前記浄水池水位計、前記配水池水位計、及び
    前記配水流量計に接続され、配水池流出量を予測し時間
    配水量および日配水量を決定する機能と、配水池水位の
    運用計画を作成する機能と、送水ポンプ運転計画を作成
    する機能と、浄水池運用計画を作成し総濾過流量日変動
    計画を作成する機能と、最少運転濾過池数を決定する機
    能と、使用濾過池を決定する機能と、沈殿池流入量を決
    定する機能を備えた運用制御装置
JP2082185A 1985-02-07 1985-02-07 浄水場制御装置 Pending JPS61182102A (ja)

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