JPS6175907A - 水位制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 この発明は調整池の水位制御装置に関するー。

「従来の技術」 流入及び流出系を有する調整池の水位は従来水位を検出
して該水位のみにより流入量を制御していた。即ち、水
位偏差を水位検出手段により検出して、調整池への流入
弁の開度もしくは揚水ポンプの吐出量の制御を行ってい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 このような水位のみにより流入量を調整する場合応答性
を良くしようとすると、流入量のハンチングが生じたり
、系の安定性が損われると共に制御性のよい水位制御が
行い難い。たとえば、最大流入量にくらべて調整池の面
積が大きい場合（通常このケースが多い）、水位偏差に
対し揚水ポンプもしくは流入弁が制御されても、その制
御量の変化がフィードバックとして戻ってくるまでの時
間が長く、制御範囲の最大もしくは最小位置での運転と
なってしまう。又、流入制御範囲が調整池面積に対して
適尚であっても、水位が流入量に対して積分要素になる
ため良好な制御が得られ難い。

又、推定末端圧制御運転されるポンプによって送られた
水が流入し、流出系を有する調整池に於いて、流入弁に
よる調整池の水位制御を行う場合、通常の水位によるフ
ィードバック制御では送水元のポンプの制御が発散もし
くはチャタリングを起してしまう。

第２図は推定末端圧一定制御を行うポンプ装置の運転点
を示す流量揚程特性線図であって、横軸に流量、縦軸に
揚程をとり、回転数Ｎ、Ｎ’。

Ｎ”におけるポンプ性能曲線Ａ、Ａ’、Ａ“、ポンプ性
能曲線Ａ上の点Ｘをとおる配管抵抗曲線Ｃとし、調整池
への流入弁開度が配管抵抗曲線Ｃに右ける流入弁の弁開
度よりも大きい場合の配管抵抗曲線をＣ゛、同じく流入
弁弁開度が小さい場合の配管抵抗曲線をＣ”と表わしで
ある。

今調整池へ水を送る揚水ポンプが推定末端圧一定制御に
て設定された配管抵抗曲線Ｃの上の点Ｘにて回転数Ｎで
運転されているものとする。

こ＼で調整池への流入弁の開度が大きくなったとして配
管抵抗面ＭＡＣ″となったとすると運転点はＹに移動す
る。そうすると揚水ポンプは末端推定圧一定制御されて
いるため設定された配管抵抗曲線Ｃ′上の運転点Ｙと同
流量の点Ｘ“に運転点を移そうと回転数を上げるが実際
は運転点はＸ′ではなく運転点Ｙ°に移ってしまう。そ
こで推定末端圧一定制御のため更に揚程を上昇しようと
してポンプの回転数はさらに上昇を続は同様にしてその
ポンプの最高回転数まで運転点が変化してしまう。

同様に揚水ポンプが推定末端圧一定制御にて設定された
配管抵抗曲線Ｃの上の点Ｘにて回転数Ｎで運転されてい
るものとする。調整池への流入弁の開度が小さくなった
として配管抵抗曲線Ｃ１となったとすると運転点は２に
移動する。

そうすると揚水ポンプは末端推定圧一定制御されている
ため設定された配管抵抗曲線（ｉｌ上の運転点２と同流
量の点Ｘ゛に運転点を移そうと回転数を下げるが実際は
運転点はＸＩではなく運転点２“に移ってしまう。そこ
で推定末端圧一定制御のため更に揚程を下げようとして
ポンプの回転数はさらに下降を続は同様にして配管抵抗
曲線Ｃと０”の交点又はそのポンプの最低回転数まで回
転度が低下した運転点まで行ってしまう。

このように水位のみを検出して調整池への流入量を制御
することは末端推定圧一定制御のようなポンプ装置の場
合は特に問題となる。このような制御不可能な状態を防
ぐ為には、調整池からの流出量を検出してこの流出量に
見合う流入量を得るように流入系の流量制御を行えばよ
いが、そうすると水位を目標値に保てない上、調整池が
多くの流出系がある場合、多くの流量計が必要となり犬
−設備となってしまう０　　　゛本発明は流入及び流出
を有する貯水系における上記問題点を解決して安定且つ
簡易な調整池の水位制御装置を提供することを目的上す
る。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 この発明は流入及び流出を有する貯水系ｉこおいて、調
整池からの流出量の検出手段と、調整池の水位検出手段
と、調整池への流入量の調整手段とを備え、調整池から
の流出量の検出手段の検出した流出量から、調整池の水
位検出手段の検出した実水位と目標水位との偏差により
予め設定された補正流量値を加減した値を調整池への流
入量の設定値として、調整池への流入量の調整手段を制
御する制御装置を備えた水位制御装置である。

「実施例」 以下図面に従ってこの発明の実施例について説明する。

第１図はフローシートである。調整池ｌには図示されな
いポンプ装置の送水配管コから流入弁３を介して調整池
ｌに流入する流入配管グが設けられ、流入配管グにはｖ
ｒ、ｉ−計よを備える。流出側はポンプ６が備えてあり
、吸込管ｌＯにて調整池／の液を吸込み送水管７にて需
要側に送水する。送水管７には流量計ｔを備える。

調整池ｌの開液面デは水位計ｌｌにて計測されるように
なっている。

流量計ｔの出力端子は加算器ｌ−の一つの入力端子に結
ばれている。水位計／ｌの信号は関数発生器ｌＪに入力
されるようになってあり、関数発生器１３の出力端子は
加算器１２の他の入力端子に結合されている。加算器１
２の出力端子は流ｉ調節計／ｌＩの入力端子に結合され
、流量調節計１４ｔの出力端子は流入弁制御回路／３の
入力端子に結合されている。流量調節計／グは加算器ｌ
コからの信号Ｑ＋ΔＱと流量計３にて計測された実際の
流入ｆ（Ｑ、ｘとの偏差を求め、その偏差信号を流′入
弁制御回路／３に向けて出力するものである。流入弁制
御回路１３は入力信号に応じた電圧増幅回路及び電圧増
幅回路の出力電圧を受ける電力制御回路を備えており、
流入弁Ｊを開閉する例えば電動機等のアクチュエータ／
６を駆動するようになっている。流量計５の検出した信
号は流量調節計ｌグに送られる。この流量計３及び流量
計よから流量調節計／弘を結ぶものは流量調節計／弘に
よる流入弁３の制御のフィードバック回路をなしている
。

−関数発生器／Ｊは水位計／／からの入力した水位信号
を横軸にとり、縦軸に送水配管コを通じて調整池／に送
られる流量の制御目標値の補正流量ΔＱをとって、関数
／りで示すような補正流量ΔＱの信号を出力するもので
ある。関数／７は目標水位Ｈａをとおる整線と補正流量
ΔＱが零となる横座標の交点を対称点として、目標水位
Ｈ，からの水位偏差ΔＨが正のときは負の値の補正流量
Δｑを演算し、水位偏差Δ■が−の値のときは正の値の
補正流量ΔＱを演算し、水位偏差ΔＨの値の増大につれ
てその増分が増大する如くなっている。従って目標水位
Ｈｓよりも水位が高ければ補正流量ΔＱは負の値となり
、目標水位よりも水位が低ければ正の値となる。

次に作用を説明する。調整池／からポンプ６により吸込
管１０を通じて吸込才れた水は昇圧され送水管りで送ら
れている。

図示されないポンプにより送水配管コから送られてくる
水は流入弁３、流入配管ダを通じて調整池／に流入して
いる。

流量計ｔは送水管７の流ｉＱを検出してその信号を加算
器ｌコに送っている。

水位計／／は開液面デの高さを検出して水位Ｈの信号を
関数発生器／Ｊｌこ送り、関数発生器１３では水位偏差
Δｌｉ　＝＝　Ｈ−Ｈａにより補正流量ΔＱを算出し、
その信号を加算器ｌコに送り、加算器１２では流量計ｔ
から入力した流量Ｑと補正流量Δｑを加算してその信号
を流量調節計／＋に送る。流量調節計ｌｌＩでは流量計
５から来た流入ｊｌＱ、１の信号と流量信号Ｑ＋ΔＱと
比較し、その偏差信号を流入弁制御回路／よに送り、流
入弁制御回路／りはアクチュエータ／６を駆動して流入
弁３の開度を調節する。

尚、実施例の説明では流出系をなしている吸込管よ、ポ
ンプ６、送水管７は一系統となっており、流量計５によ
り全流出量が把握されて制御されている。この発明の他
の実施例としては夫々が調整池／に吸込管を浸漬してポ
ンプで吸上げた水を送水する複数の流出系を有する場合
がある。このような複数の流出系を有する場合は流出量
の大半を占める流出系のみに流量計を備えて、該流量計
の検出した信号を加算器１２に送るようにする。

このようにすると流量を検出されない流出系が調整池か
ら汲み出す水量は全流出量に対して少なく、その流量変
化も絶対値が小さく、流量を検出されない流出系による
調整池ｌの水位は水位計／ｌにより主たる流出系と流入
系に対する水位制御に際して併せて計測され、制御され
る。

このような実施例によれば流出系が多数あるような場合
に流量計を多数備えなくともよく水位制御装置が簡単で
ある。

〔発明の効果〕

この発明は流入及び流出を有する貯水系において、調整
池からの流出量の検出手段と、調整池の水位検出手段と
、調整池への流入量の調整手段とを備え、調整池からの
流出量の検出手段の検出した流出量から、調整池の水位
検出手段の検出した実水位と目標水位との偏差により予
め設定された補正流量値を加減した値を調整池への流入
量の設定値として、調整池への流入量の調整手段を制御
する制御装置を備えた水位制御装置としたから、調整池
ｌは通常充分大きく、流入量Ｑ１はおおよそ流出量Ｑに
従って増減するので流入量Ｑ１の流出−ｘｋＱに対する
応答の遅れ、もしくは流量計ｊ、ｆ等の計測誤差により
、調整池ｌの開液面が徐々に変化するがこの水位変化は
水位計ｌ／により検出された水位Ｈと目標水位りを比較
して補正流量値ΔＱを算出して、流入弁３の開度を水位
変化にも対応させることができる。従って流入弁３の開
度は流出量Ｑに従って変化し乍ら次第に水位が調整され
て行く。

これを流出量Ｑのみにより流入量Ｑ１を制御する場合に
は水位が一定範囲に保ち難いこと、及び水位のみにより
流入量Ｑ１を制御する場合は水位と目標水位との差が検
出された場合には流入弁３の開度変化が大きくなり過ぎ
、送水配管λの送水元のポンプはその開度に従って急速
に増減速されることと比較すると本発明では流入弁弁開
度は急激に変化せず安定した水位調整が可能となってい
ることが明かである。

従って本発明を用いると流入側ポンプ装置の末端推定圧
一定制御と水位制御を両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のフローシート、第一図は末
端推定圧一定制御を行う可変速給水装置の挙動を示す線
図である。 ｌ・・調整池　コ・・送水配管　Ｊ−壷流入弁　弘・・
流入配管　５・・流量計　６・争ポンプ　７自・送水管
　ｇ・・流量計　ｔ・・開液面　１Ｏｅ−吸込管　ｉｉ
・・水位計　ｌコ・・加算器　１３・・関数発生器　ｌ
グー・流量調節計　ｌよ一拳流入弁制御回路　ｌＡ惨・
アクチュエータ　／７０−関数。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流入及び流出を有する貯水系において、調整池から
   の流出量の検出手段と、調整池の水位検出手段と、調整
   池への流入量の調整手段とを備え、調整池からの流出量
   の検出手段の検出した流出量から、調整池の水位検出手
   段の検出した実水位と目標水位との偏差により予め設定
   された補正流量値を加減した値を調整池への流入量の設
   定値として、調整池への流入量の調整手段を制御する制
   御装置を備えた水位制御装置。 ２、調整池からの流出量の検出手段の検出した流出量か
   ら、調整池の水位検出手段の検出した実水位と目標水位
   との偏差により予め設定された補正流量値を加減した値
   を調整池への流入量の設定値として、調整池への流入量
   の調整手段を制御する制御装置が調整池の水位検出手段
   の検出した実水位を入力して目標水位との偏差を求めて
   、この偏差により予め設定された補正流量を算出して出
   力する関数発生器と、流出量の検出手段の検出した流出
   量の信号と関数発生器からの補正流量の信号を入力して
   、流出量と補正流量の加減算を行ないその結果を出力す
   る加算器と、加算器の出力信号と配管に備える流入量検
   出手段の流入量の信号を入力して流入量と加算器の出力
   とを比較してその偏差信号を流入弁制御回路に出力する
   流量調節計と、流量調節計からの信号を増幅して流入量
   の調整手段を動作させる流入弁制御回路からなる特許請
   求の範囲第１項記載の水位制御装置。