JPS6226506A - Pump operation control device - Google Patents
Pump operation control deviceInfo
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- JPS6226506A JPS6226506A JP16644985A JP16644985A JPS6226506A JP S6226506 A JPS6226506 A JP S6226506A JP 16644985 A JP16644985 A JP 16644985A JP 16644985 A JP16644985 A JP 16644985A JP S6226506 A JPS6226506 A JP S6226506A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
この発明は、自動的にポンプますの液位制御を行なうポ
ンプ運転制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a pump operation control device that automatically controls the liquid level in a pump chamber.
〔発明の技術的背景および背景技術の問題点〕一般に、
ポンプはポンプますに貯留された液体を揚水するもので
ある。揚水量であるポンプ吐出■は、ポンプま寸が溢水
や涸渇することを避けるために、ポンプます液位に応じ
て制御されることが多い。その場合問題になるがポンプ
ますへの流入流量である。この流入流量が一定または既
知であったり測定できるならば問題ではないが、例えば
上下水道施設のポンプ場では流入流量はポンプますの液
位制御に対して外乱であり、これは天候等制御できない
要因等により大きく変動し、しかも直接測定できないも
のである。したがってポンプますの過去及び現在の液位
変動によって前記流入流量の予測を行ない液位制御を行
なう方法が既に考えられている(電気学会・産業電力応
用研究会資料[汚水雨水ポンプの動的準最適運転法」資
料番号IA−81−6(1981−1−29))。[Technical background of the invention and problems in the background art] Generally,
The pump pumps up the liquid stored in the pump chamber. Pump discharge, which is the amount of water pumped, is often controlled according to the pump liquid level to avoid overflowing or drying up the pump. In that case, the problem is the inflow flow rate to the pump. If this inflow flow rate is constant, known, or measurable, it is not a problem, but for example, at a pumping station in a water and sewage facility, the inflow flow rate is a disturbance to the liquid level control of the pump, and this is caused by uncontrollable factors such as weather. etc., and it cannot be directly measured. Therefore, a method has already been considered to control the liquid level by predicting the inflow flow rate based on the past and present liquid level fluctuations in the pump (IEE of Japan/Industrial Power Application Study Group material [Dynamic semi-optimal of sewage and rainwater pumps] "Driving Law" document number IA-81-6 (1981-1-29)).
しかし、この方法では、水位制御のパラメータを固定し
ているために予測誤差や予期せぬ外乱等に起因する大き
な液位変動が生じ、さらに大きな吐出量の変動を生ずる
こともあった。However, in this method, since the water level control parameters are fixed, large liquid level fluctuations occur due to prediction errors, unexpected disturbances, etc., and even larger fluctuations in the discharge amount may occur.
この発明の目的は、上記問題点を解消するために液位制
御器のパラメータを自動的に調整し、流入流量の予期せ
ぬ変動に対して安定で液位変動の小ざい液位制御を行な
うことができるポンプ運転制御装置を提供することであ
る。The purpose of this invention is to automatically adjust the parameters of the liquid level controller to solve the above problems, and to perform liquid level control that is stable against unexpected fluctuations in the inflow flow rate and has small liquid level fluctuations. An object of the present invention is to provide a pump operation control device that can perform the following steps.
本発明のポンプ運転制御装置は、第1図に示すように、
対象プロセスであるポンプ・ポンプます系においてポン
プの吐出流量を直接的または間接的に計測して吐出流伍
計測値q′を求め、ポンプます液位計測器8により測定
されたポンプます液位計測値h′とともに流入流量予測
手段5に入力しその結果流入流m予測fiflq+を出
力し、この流入流団子測値q1に基づいて制御器パラメ
ータ決定手段6により制御器パラメータに、、T、を決
定し、ポンプま寸液位制御211器1に設定することに
より次の制御周期におけるポンプますの液位制御を行な
うものである。As shown in FIG. 1, the pump operation control device of the present invention has the following features:
In the pump/pump cell system that is the target process, the pump discharge flow rate is directly or indirectly measured to obtain the discharge flow rate measurement value q', and the pump cell liquid level is measured by the pump cell liquid level measuring device 8. The value h' is input to the inflow flow rate prediction means 5, and as a result, the inflow flow m prediction fiflq+ is outputted, and based on this inflow flow dumpling measurement value q1, the controller parameter determination means 6 determines the controller parameters, T, By setting the pump volume level controller 211 1, the liquid level of the pump volume is controlled in the next control cycle.
この発明に係るポンプ運転制御装置は、上下水道、工業
用水、かんがい等に適したもので、以下一実施例として
第3図に示ず下水処理場におけるポンプ場に適用した場
合について考える。The pump operation control device according to the present invention is suitable for water supply and sewage, industrial water, irrigation, etc. As an example, the case where it is applied to a pumping station in a sewage treatment plant, not shown in FIG. 3, will be considered below.
第3図において、3はポンプますであり、その内部に流
入する雨水や汚水を揚水すべくポンプ2が備え付けられ
ている。ポンプ場においては通常、ポンプは異種容量、
異種形式のものをとりまぜて複数台あるが、本例では、
これらを1つと仮定して説明する。特に同種のポンプが
複数台ある場合は、すべてのポンプの制御器は同じもの
を使えば良く、また異種ポンプが複数台ある場合につい
ても本発明の原理を用いて容易に類推できる。In FIG. 3, reference numeral 3 denotes a pump chamber, and a pump 2 is installed to pump up rainwater and sewage flowing into the chamber. In pumping stations, pumps are usually of different capacities,
There are multiple units with different formats, but in this example,
The following description assumes that there is only one of these. In particular, when there are multiple pumps of the same type, it is sufficient to use the same controller for all pumps, and even when there are multiple pumps of different types, the principles of the present invention can be easily inferred.
ポンプます12に取り付けられたポンプます液位計測器
8の信号とポンプ2の吐出流量を決定する吐出流同決定
手段7の信号は電子計算機16に送られ、ポンプます液
位設定値hrefを考慮してポンプの原動機である電動
機13の回転数設定値vrefを操作するものである。The signal of the pump chamber liquid level measuring device 8 attached to the pump chamber 12 and the signal of the discharge flow determination means 7 which determines the discharge flow rate of the pump 2 are sent to the electronic computer 16, and the pump chamber liquid level setting value href is taken into consideration. This is to operate the rotation speed setting value vref of the electric motor 13, which is the prime mover of the pump.
吐出Fffi決定手段7は例えば吐出流量計を使うこと
ができる。For example, a discharge flowmeter can be used as the discharge Fffi determination means 7.
電子計算機16の内部の演算の構成を表わしたものが第
1図である。FIG. 1 shows the internal calculation structure of the electronic computer 16.
第1図において4が対象プロセスであり、ポンプ2とポ
ンプます3を含む。ポンプますの液位制御はポンプます
液位設定値hrefとポンプます液位計測値h′を入力
としてポンプ吐出流開設定値qrefを出力する。その
制御器の制御器パラメータに、T、は、吐出流ff1i
+測値q′とポンプます液位計測値h′とを入力として
流入流量予測手段△ 。In FIG. 1, 4 is the target process, which includes pump 2 and pump mass 3. The liquid level control of the pump cell takes as input the pump cell liquid level set value href and the pump cell liquid level measurement value h' and outputs the pump discharge flow opening set value qref. In the controller parameters of the controller, T is the discharge flow ff1i
Inflow flow rate prediction means △ by inputting + measured value q' and pump liquid level measured value h'.
5により出力される流入流団子測値q1に基づいて、f
、1ltlll器パラメ一タ決定手段6において決定さ
れる。Based on the inflow dumpling measurement value q1 outputted by 5, f
, is determined by the device parameter determining means 6.
ポンプます液位制御器1として本実施例ではPI制御を
考える。このとき、制御器パラメータ決定手段6の構成
は以下のようになる。In this embodiment, PI control is considered as the pump liquid level controller 1. At this time, the configuration of the controller parameter determining means 6 is as follows.
第4図はポンプます液位についてのブロック線図である
。ポンプます液位制御器伝達関数ブロック21、ポンプ
吐出流量伝達関数ブロック22、ポンプます液位伝達関
数ブロック23を図中に示す如くと考えると、外乱であ
る流入流量の変位Δq1のポンプます液位の変位Δhに
対りる伝達関数H(S)は
一・S
・・・・・・・・・(1)
(ただし、A :ポンプます断面積
−に、:制御器パラメータ
■・:
S ニラプラス演算子 )
となり、これは
S2+2・ζ・ω ・S+ω2
nn
の形で表わすと、
どなる。FIG. 4 is a block diagram regarding the pump liquid level. Considering the pump mass liquid level controller transfer function block 21, pump discharge flow rate transfer function block 22, and pump mass liquid level transfer function block 23 as shown in the figure, the pump mass liquid level for a displacement Δq1 of the inflow flow rate which is a disturbance The transfer function H(S) for the displacement Δh is 1・S ・・・・・・・・・(1) (However, A: Pump cross-sectional area −, : Controller parameter ■・: S Nilaplus Operator ), which can be expressed in the form S2+2・ζ・ω・S+ω2 nn.
インディシャル応答f (t)は、
t:時刻
で与えられることから、
一〇
を満たすtをt、とすると
tanθ=□
となり、このとき外乱によるポンプます液位の変動は第
5図に示すようなピークを迎える。この時のピーク値f
(t、)は、
となる。(7)式は(3)式を用いて
K。Since the individual response f(t) is given by t: time, if t is t that satisfies 10, then tanθ=□, and in this case, the fluctuation of the pump liquid level due to disturbance is as shown in Figure 5. reaching a peak. Peak value f at this time
(t,) becomes. Equation (7) is K using equation (3).
とも書けることから、外乱によるポンプます液位のイン
ディシャル応答のピーク値f(tp)は制御器パラメー
タに、と系の減衰係数ことに依存していることがわかる
。From this, it can be seen that the peak value f(tp) of the individual response of the pump liquid level due to disturbance depends on the controller parameters and the damping coefficient of the system.
そこで、本発明はポンプますに対する外乱である流入流
量の変動によるポンプます液位の変動をある程度抑制す
るために、流入流mの変動aは流入流量の値に比例する
という仮定のちとに、減衰係数ζを固定し、予め設定し
た流入流量に対するポンプます液位のインディシャル応
答のピーク値f(tp)を用いて制御器パラメータに、
を決定するものである。したがってf(t、)は流入流
量予測値q1に基づいて決定する。Therefore, in order to suppress to some extent the fluctuation in the pump cell liquid level due to the fluctuation in the inflow flow rate, which is a disturbance to the pump cell, the present invention is based on the assumption that the fluctuation a in the inflow flow m is proportional to the value of the inflow flow rate, and then the attenuation is performed. By fixing the coefficient ζ and using the peak value f(tp) of the individual response of the pump mass liquid level to a preset inflow flow rate, the controller parameters are:
This is what determines the Therefore, f(t,) is determined based on the predicted inflow flow rate q1.
次に、上記のように構成したポンプ運転制御l装置の一
連の動作を説明する。Next, a series of operations of the pump operation control device configured as described above will be explained.
第2図は、電子m算機16の内部で行なわれる動作を表
わしたものである。動作9はυ制御周期毎に行なわれる
。FIG. 2 shows the operations performed inside the electronic computer 16. Operation 9 is performed every υ control period.
ますある時刻でのポンプます液位りとポンプ吐出流量q
を計測し、ポンプます液位計測値h′とポンプ吐出流量
計測値q′を入力する。つぎに、これらの値とこれらの
過去の値を用いて次の制御△ 。Pump liquid level and pump discharge flow rate q at a certain time
, and input the pump liquid level measurement value h' and the pump discharge flow rate measurement value q'. Next, use these values and these past values to perform the next control △.
周期での流入流間の予測値q+を算出する。さらに、流
入流間に対する液位のインディシャル応答のピーク値設
定値f(tp)と減衰係数ことを設定し、これらに基づ
いて制御器パラメータに、。Calculate the predicted value q+ between inflows in a period. Furthermore, the peak value set value f(tp) and damping coefficient of the individual response of the liquid level with respect to the inflow flow are set, and the controller parameters are set based on these.
T、の値を算出する。そして、ポンプます液位設定fI
ihrefを入力し、先に入力しているポンプます液位
S1測値h′とを用いてポンプ吐出流量設定値qref
を算出し、これに見合うよう、ポンプの電動機13の回
転数等を制御する。Calculate the value of T. Then, pump liquid level setting fI
Input ihref and use the previously input pump liquid level S1 measured value h' to set the pump discharge flow rate set value qref
is calculated, and the rotation speed of the pump motor 13 is controlled to match this.
ポンプす液位の変動のピークを抑制することができる。Peak fluctuations in pumping liquid level can be suppressed.
本発明は制御器パラメータKp、T、を固定でなく流入
流量予測値qiに基づいて可変にするというところに主
眼があるものであり、以下のような他の実施例も容易に
実施可能である。The main focus of the present invention is to make the controller parameters Kp, T variable based on the predicted inflow flow rate value qi instead of being fixed, and other embodiments such as the following can be easily implemented. .
i)本実施例においては、回転数制御可能な電動機を考
えているがこれにこだわらず、流量を可変することがで
きるポンプすべてに本発明は適用できる。i) In this embodiment, an electric motor whose rotation speed can be controlled is considered, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to any pump whose flow rate can be varied.
11) 本実施例において流入流間の予測は制御器パ
ラメータの算出と同じ周W1で行なっているが、流入流
量の予測は流入流間の変動にも依存するものでこの限り
でない。11) In this embodiment, the prediction between the inflow flows is performed in the same cycle W1 as the controller parameter calculation, but the prediction of the inflow flow rate also depends on the fluctuations between the inflow flows, so this is not the case.
1ii) 制御器パラメータKI)は流入流量の予測
値qiに基づくポンプます液位のインディジVル応答ピ
ーク値f(tp)を用いて算出しているが、制御器パラ
メータKpをむやみに大きくすることによる系の安定性
における不都合を解消するために制御器パラメータに、
の決定に際し、制約を付けることもできる。1ii) Although the controller parameter KI) is calculated using the indigine response peak value f(tp) of the pump mass liquid level based on the predicted value qi of the inflow flow rate, it is prohibited to unnecessarily increase the controller parameter Kp. In order to eliminate disadvantages in system stability due to
It is also possible to impose constraints on the determination.
iv) ポンプます液位制1IIl器はPI制御に限
らずPID制御、I−PIIJtll等に応用でき、そ
の際のIJJ ill !パラメータの決定方法も本実
施例から類推して容易に考え得る。iv) Pump liquid level control 1IIl device can be applied not only to PI control but also to PID control, I-PIIJtll, etc. The parameter determination method can also be easily considered by analogy with this embodiment.
(発明の効果)
以上のように、この発明によれば、流入流間の予測誤差
や予期せぬ変動が生じても、制御器のパラメータを固定
せず、自動調整しているので、安定でポンプます液位変
動を抑制することができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, even if a prediction error or unexpected fluctuation occurs between inflows, the parameters of the controller are not fixed and are automatically adjusted, so the stability is maintained. Pump liquid level fluctuations can be suppressed.
また逆に下流工程への外乱となるポンプ吐出itの変動
の抑制をすることもできυJtII器のパラメータを固
定することにより生じる欠点を解消することができる。On the contrary, it is also possible to suppress fluctuations in the pump discharge it that cause disturbances to downstream processes, and it is possible to eliminate the drawbacks caused by fixing the parameters of the υJtII device.
第1図は、本発明の機能構成を示す図、第2図は本発明
の動作の流れを示す図、第3図はポンプ運転II+16
tl装置の概要図、第4図はポンプます液位についての
ブロック線図、第5゛図は流入流間に対するポンプます
液位インディシャル応答の図である。
1・・・ポンプます液位制御l器、2・・・ポンプ、3
・・・ポンプます、5・・・流入流量予測手段、6・・
・制御器パラメータ決定手段、7′・・・吐出流量決定
手段、8・・・ポンプます液位計測器、13・・・電動
機、16・・・電子計算機。
ξ
第2図Fig. 1 is a diagram showing the functional configuration of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the flow of operation of the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the flow of operation of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of the pump mass liquid level, and FIG. 5 is a diagram of the pump mass liquid level individual response to the inflow flow. 1...Pump liquid level controller, 2...Pump, 3
... Pump, 5... Inflow flow rate prediction means, 6...
- Controller parameter determining means, 7'...Discharge flow rate determining means, 8...Pump liquid level measuring device, 13...Electric motor, 16...Electronic computer. ξ Fig. 2
Claims (1)
流量測定手段と、 前記ポンプます液位測定器と吐出流量測定手段との出力
を用いてポンプます流入流量の予測を行なうポンプます
流入流量予測手段と、 前記ポンプます流入流量予測手段により得た流入流量推
定値を入力として前記ポンプます液位制御器のパラメー
タを自動的に決定する制御器パラメータ決定手段とを有
することを特徴とするポンプ運転制御装置。[Scope of Claims] A pump mass level controller for controlling the liquid level of the pump mass; a pump mass level measuring device for measuring the liquid level of the pump mass; and a pump fluid level measuring device for directly or indirectly measuring the discharge flow rate of the pump. pump mass inflow flow rate prediction means for predicting the pump mass inflow flow rate using the outputs of the pump mass liquid level measuring device and the discharge flow rate measurement means; and controller parameter determination means for automatically determining parameters of the pump liquid level controller by inputting the estimated inflow flow rate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16644985A JPS6226506A (en) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | Pump operation control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16644985A JPS6226506A (en) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | Pump operation control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6226506A true JPS6226506A (en) | 1987-02-04 |
Family
ID=15831611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16644985A Pending JPS6226506A (en) | 1985-07-27 | 1985-07-27 | Pump operation control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6226506A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5147559A (en) * | 1989-09-26 | 1992-09-15 | Brophey Robert W | Controlling cone of depression in a well by microprocessor control of modulating valve |
-
1985
- 1985-07-27 JP JP16644985A patent/JPS6226506A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5147559A (en) * | 1989-09-26 | 1992-09-15 | Brophey Robert W | Controlling cone of depression in a well by microprocessor control of modulating valve |
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