JPH0895645A - 配水末端圧力制御装置 - Google Patents
配水末端圧力制御装置Info
- Publication number
- JPH0895645A JPH0895645A JP23537594A JP23537594A JPH0895645A JP H0895645 A JPH0895645 A JP H0895645A JP 23537594 A JP23537594 A JP 23537594A JP 23537594 A JP23537594 A JP 23537594A JP H0895645 A JPH0895645 A JP H0895645A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- water distribution
- discharge pressure
- fuzzy
- set value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 配水末端圧力の一定制御を行なうにあたり、
所望の値の配水末端圧力を安定した状態で得ることがで
きるようにする。 【構成】 配水池１の浄水は配水ポンプＰ1 〜Ｐn によ
り配水管網２に供給される。吐出圧力設定値演算手段９
は、ヒューマンインタフェイス６からの配水末端圧力設
定値と、配水末端圧力計５からの検出値との偏差を求め
る。そして、この偏差と、吐出流量計４からの検出値と
の組合わせから、ファジィルールテーブル１１を用いて
ファジィ推論値を求める。手段９は、推論周期毎に、こ
のファジィ推論値に基き吐出圧力設定値を修正する。配
水ポンプ回転数制御手段１０は、このように修正された
吐出圧力設定値と、吐出圧力計３からの偏差がゼロにな
るように配水ポンプＰ1 〜Ｐn の回転数をフィードバッ
ク制御する。
所望の値の配水末端圧力を安定した状態で得ることがで
きるようにする。 【構成】 配水池１の浄水は配水ポンプＰ1 〜Ｐn によ
り配水管網２に供給される。吐出圧力設定値演算手段９
は、ヒューマンインタフェイス６からの配水末端圧力設
定値と、配水末端圧力計５からの検出値との偏差を求め
る。そして、この偏差と、吐出流量計４からの検出値と
の組合わせから、ファジィルールテーブル１１を用いて
ファジィ推論値を求める。手段９は、推論周期毎に、こ
のファジィ推論値に基き吐出圧力設定値を修正する。配
水ポンプ回転数制御手段１０は、このように修正された
吐出圧力設定値と、吐出圧力計３からの偏差がゼロにな
るように配水ポンプＰ1 〜Ｐn の回転数をフィードバッ
ク制御する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配水管網の配水末端圧
力を一定に制御するための配水末端圧力制御装置に関す
るものである。
力を一定に制御するための配水末端圧力制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】各家庭に供給される水道水は、各家庭付
近の道路下に埋設された配水管から配水されるようにな
っている。この所定地域内の配水管全体を配水管網と呼
んでいる。そして、河川から送られてくる水は、浄水場
を経由して配水池に溜められ、この溜められた水を配水
ポンプにより配水管網に送り出している。
近の道路下に埋設された配水管から配水されるようにな
っている。この所定地域内の配水管全体を配水管網と呼
んでいる。そして、河川から送られてくる水は、浄水場
を経由して配水池に溜められ、この溜められた水を配水
ポンプにより配水管網に送り出している。
【０００３】ところで、各家庭で水道水を快適に使用す
るためには、水道水の圧力はできるだけ一定であること
が要求される。したがって、配水管網における圧力すな
わち配水末端圧力を一定にするための制御を行なう必要
があるが、従来から、主として、いわゆる推定末端圧力
制御又はＰＩ制御が行なわれている。
るためには、水道水の圧力はできるだけ一定であること
が要求される。したがって、配水管網における圧力すな
わち配水末端圧力を一定にするための制御を行なう必要
があるが、従来から、主として、いわゆる推定末端圧力
制御又はＰＩ制御が行なわれている。
【０００４】推定末端圧力制御とは、配水ポンプの吐出
圧力及び吐出流量をそれぞれＰ0 ，Ｑとした場合に、配
水管網内の圧力損失分Ｒf を推定し、Ｐ1 ＝Ｐ0 −Ｒf
・Ｑで表わされる配水末端圧力Ｐ1 が一定となるように
吐出圧力Ｐ0 を調整する制御である。
圧力及び吐出流量をそれぞれＰ0 ，Ｑとした場合に、配
水管網内の圧力損失分Ｒf を推定し、Ｐ1 ＝Ｐ0 −Ｒf
・Ｑで表わされる配水末端圧力Ｐ1 が一定となるように
吐出圧力Ｐ0 を調整する制御である。
【０００５】また、ＰＩ制御とは、配水末端圧力Ｐ0 の
検出値（配水管網内の所定個所に設置された圧力計によ
り検出する。）と設定値との偏差に基いて比例積分演算
により配水ポンプの吐出圧力設定値Ｐ0 を求め、これに
より吐出圧力がＰ0 に追従するように制御する方法であ
る。
検出値（配水管網内の所定個所に設置された圧力計によ
り検出する。）と設定値との偏差に基いて比例積分演算
により配水ポンプの吐出圧力設定値Ｐ0 を求め、これに
より吐出圧力がＰ0 に追従するように制御する方法であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、推定末端圧力
制御では、圧力損失分の推定値と実際の値とに誤差をも
つため、その場合には所望の配水末端圧力を得ることが
できなくなる。
制御では、圧力損失分の推定値と実際の値とに誤差をも
つため、その場合には所望の配水末端圧力を得ることが
できなくなる。
【０００７】また、ＰＩ制御では、配水ポンプの吐出流
量を変化させると圧力損失分も変化するが、実際には、
吐出流量の変化分に応じ圧力損失分の変化を考慮して制
御を行なうのは困難である。そのため、配水末端圧力が
振動してしまい不安定な制御となることがあった。
量を変化させると圧力損失分も変化するが、実際には、
吐出流量の変化分に応じ圧力損失分の変化を考慮して制
御を行なうのは困難である。そのため、配水末端圧力が
振動してしまい不安定な制御となることがあった。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、配水末端圧力の一定制御を行なうにあたり、所望
の値の配水末端圧力を安定した状態で得ることができる
配水末端圧力制御装置を提供することを目的としてい
る。
あり、配水末端圧力の一定制御を行なうにあたり、所望
の値の配水末端圧力を安定した状態で得ることができる
配水末端圧力制御装置を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、配水池の浄水が
配水ポンプにより配水管網に供給され、この配水管網の
末端圧力についての一定制御は、配水ポンプの回転数制
御に基く吐出圧力制御により行なわれる配水系統におい
て、前記配水ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力計
と、前記配水ポンプの吐出流量を検出する吐出流量計
と、前記配水管網の末端圧力を検出する配水末端圧力計
と、前記配水管網の末端圧力の設定値及び検出値間の偏
差値と前記配水ポンプの吐出流量値との組合わせに応じ
たファジィルールが格納されたファジィルールテーブル
と、前記吐出流量計及び前記配水末端圧力計からの検出
値を入力すると共に、前記ファジィルールテーブルを用
いて求めたファジィ推論値に基いて、前記吐出圧力設定
値修正量をファジィ演算し、この修正量に基いて修正さ
れた吐出圧力設定値を出力する吐出圧力設定値演算手段
と、前記吐出圧力設定値演算手段からの吐出圧力設定値
及び前記吐出圧力計からの検出値を入力し、前記配水ポ
ンプの回転数をフィードバック制御する配水ポンプ回転
数制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
の手段として、請求項１記載の発明は、配水池の浄水が
配水ポンプにより配水管網に供給され、この配水管網の
末端圧力についての一定制御は、配水ポンプの回転数制
御に基く吐出圧力制御により行なわれる配水系統におい
て、前記配水ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力計
と、前記配水ポンプの吐出流量を検出する吐出流量計
と、前記配水管網の末端圧力を検出する配水末端圧力計
と、前記配水管網の末端圧力の設定値及び検出値間の偏
差値と前記配水ポンプの吐出流量値との組合わせに応じ
たファジィルールが格納されたファジィルールテーブル
と、前記吐出流量計及び前記配水末端圧力計からの検出
値を入力すると共に、前記ファジィルールテーブルを用
いて求めたファジィ推論値に基いて、前記吐出圧力設定
値修正量をファジィ演算し、この修正量に基いて修正さ
れた吐出圧力設定値を出力する吐出圧力設定値演算手段
と、前記吐出圧力設定値演算手段からの吐出圧力設定値
及び前記吐出圧力計からの検出値を入力し、前記配水ポ
ンプの回転数をフィードバック制御する配水ポンプ回転
数制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項２記載の発明は、配水池の浄水が配
水ポンプにより配水管網に供給され、この配水管網の末
端圧力についての一定制御は、配水ポンプの回転数制御
に基く吐出圧力制御により行なわれる配水系統におい
て、前記配水ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力計
と、前記配水ポンプの吐出流量を検出する吐出流量計
と、前記配水管網の末端圧力を検出する配水末端圧力計
と、前記配水管網の末端圧力の設定値及び検出値間の偏
差値と前記配水ポンプの吐出流量値との組合わせに応じ
た第１のファジィルールが格納された第１のファジィル
ールテーブルと、前記第１のファジィルールテーブルか
ら求められる第１のファジィ推論値と前記偏差値の変化
分との組合わせに応じた第２のファジィルールが格納さ
れた第２のファジィルールテーブルと、前記吐出流量計
及び前記配水末端圧力計からの検出値を入力し、前記第
１のファジィルールテーブルを用いて第１のファジィ推
論値を求めた後、さらに、前記第２のファジィルールテ
ーブルを用いて第２のファジィ推論値を求め、この第２
のファジィ推論値に基いて前記吐出圧力設定値修正量を
ファジィ演算し、この修正量に基いて修正された吐出圧
力設定値を出力する吐出圧力設定値演算手段と、前記吐
出圧力設定値演算手段からの吐出圧力設定値及び前記吐
出圧力計からの検出値を入力し、前記配水ポンプの回転
数をフィードバック制御する配水ポンプ回転数制御手段
と、を備えたことを特徴とするものである。
水ポンプにより配水管網に供給され、この配水管網の末
端圧力についての一定制御は、配水ポンプの回転数制御
に基く吐出圧力制御により行なわれる配水系統におい
て、前記配水ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力計
と、前記配水ポンプの吐出流量を検出する吐出流量計
と、前記配水管網の末端圧力を検出する配水末端圧力計
と、前記配水管網の末端圧力の設定値及び検出値間の偏
差値と前記配水ポンプの吐出流量値との組合わせに応じ
た第１のファジィルールが格納された第１のファジィル
ールテーブルと、前記第１のファジィルールテーブルか
ら求められる第１のファジィ推論値と前記偏差値の変化
分との組合わせに応じた第２のファジィルールが格納さ
れた第２のファジィルールテーブルと、前記吐出流量計
及び前記配水末端圧力計からの検出値を入力し、前記第
１のファジィルールテーブルを用いて第１のファジィ推
論値を求めた後、さらに、前記第２のファジィルールテ
ーブルを用いて第２のファジィ推論値を求め、この第２
のファジィ推論値に基いて前記吐出圧力設定値修正量を
ファジィ演算し、この修正量に基いて修正された吐出圧
力設定値を出力する吐出圧力設定値演算手段と、前記吐
出圧力設定値演算手段からの吐出圧力設定値及び前記吐
出圧力計からの検出値を入力し、前記配水ポンプの回転
数をフィードバック制御する配水ポンプ回転数制御手段
と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明において、吐出圧力設定値
演算手段は、まず、配水末端圧力計からの検出値を入力
して、設定値とこの検出値との偏差値を求める。次い
で、ファジィルールテーブルを用い、この偏差値と吐出
流量計の検出値との組合わせにより決まるファジィ推論
値を求め、このファジィ推論値から吐出圧力設定値に対
する修正量を求める。そして、この修正量に基いて修正
された吐出圧力設定値を出力する。
演算手段は、まず、配水末端圧力計からの検出値を入力
して、設定値とこの検出値との偏差値を求める。次い
で、ファジィルールテーブルを用い、この偏差値と吐出
流量計の検出値との組合わせにより決まるファジィ推論
値を求め、このファジィ推論値から吐出圧力設定値に対
する修正量を求める。そして、この修正量に基いて修正
された吐出圧力設定値を出力する。
【００１２】ポンプ回転数制御手段は、この吐出圧力設
定値を入力し、この設定値と吐出圧力計からの検出値と
の偏差がゼロになるように、配水ポンプの回転数のフィ
ードバック制御を行なう。
定値を入力し、この設定値と吐出圧力計からの検出値と
の偏差がゼロになるように、配水ポンプの回転数のフィ
ードバック制御を行なう。
【００１３】配水末端圧力が一定値とした場合、この配
水末端圧力と吐出流量の変化は非線形的なものとなる。
このような非線形的な変化を行なわせることは従来のＰ
Ｉ制御では、不可能であるが、ファジィ演算の手法を用
いることとすれば可能になる。
水末端圧力と吐出流量の変化は非線形的なものとなる。
このような非線形的な変化を行なわせることは従来のＰ
Ｉ制御では、不可能であるが、ファジィ演算の手法を用
いることとすれば可能になる。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に、第２のファジィルールテーブルを追加した
ものである。これによれば、第１のファジィ推論値を求
めた後、これをさらに最適化した第２のファジィ推論値
を求めるようにしているので、請求項１記載の発明より
も、より精度の高い吐出圧力設定値を得ることができ
る。
明の構成に、第２のファジィルールテーブルを追加した
ものである。これによれば、第１のファジィ推論値を求
めた後、これをさらに最適化した第２のファジィ推論値
を求めるようにしているので、請求項１記載の発明より
も、より精度の高い吐出圧力設定値を得ることができ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図８に基い
て説明する。図１は請求項１記載の発明の構成図であ
る。
て説明する。図１は請求項１記載の発明の構成図であ
る。
【００１６】図１において、配水池１の浄水はｎ台の配
水ポンプＰ1 〜Ｐn により配水管網２に配水されるよう
になっている。そして、配水ポンプＰ1 〜Ｐn と配水管
網２との間には吐出圧力計３及び吐出流量計４が設けら
れ、配水管網２の所定個所には配水末端圧力計５が設け
られている。
水ポンプＰ1 〜Ｐn により配水管網２に配水されるよう
になっている。そして、配水ポンプＰ1 〜Ｐn と配水管
網２との間には吐出圧力計３及び吐出流量計４が設けら
れ、配水管網２の所定個所には配水末端圧力計５が設け
られている。
【００１７】中央管理制御室には、キーボード等の操作
機器であるヒューマンインタフェイス６が設けられてお
り、オペレータはＣＲＴ７の表示を見ながらこのヒュー
マンインタフェイス６を操作できるようになっている。
機器であるヒューマンインタフェイス６が設けられてお
り、オペレータはＣＲＴ７の表示を見ながらこのヒュー
マンインタフェイス６を操作できるようになっている。
【００１８】ヒューマンインタフェイス６からの指令信
号は演算装置８に出力されるようになっている。演算装
置８は吐出圧力設定値演算手段９、配水ポンプ回転数制
御手段１０及びファジィルールテーブル１１を有してい
る。
号は演算装置８に出力されるようになっている。演算装
置８は吐出圧力設定値演算手段９、配水ポンプ回転数制
御手段１０及びファジィルールテーブル１１を有してい
る。
【００１９】ファジィルールテーブル１１には、配水末
端圧力の設定値及び検出値間の偏差値と配水ポンプＰ1
〜Ｐn の吐出流量値との組合わせに応じたファジィルー
ルが記載されている。そして、吐出圧力設定値演算手段
９は配水末端圧力計５及び吐出流量計４からの検出値を
入力し、ファジィルールテーブル１１を用いてファジィ
推論値を演算し、所定の推論周期毎に吐出圧力設定値を
修正するようになっている。配水ポンプ回転数制御手段
１０は、この吐出圧力設定値に基いて配水ポンプＰ1 〜
Ｐn の回転数を制御するようになっている。
端圧力の設定値及び検出値間の偏差値と配水ポンプＰ1
〜Ｐn の吐出流量値との組合わせに応じたファジィルー
ルが記載されている。そして、吐出圧力設定値演算手段
９は配水末端圧力計５及び吐出流量計４からの検出値を
入力し、ファジィルールテーブル１１を用いてファジィ
推論値を演算し、所定の推論周期毎に吐出圧力設定値を
修正するようになっている。配水ポンプ回転数制御手段
１０は、この吐出圧力設定値に基いて配水ポンプＰ1 〜
Ｐn の回転数を制御するようになっている。
【００２０】図２は請求項２記載の発明の実施例の構成
図である。図２が図１と異なる点は、演算装置８Ａ内に
第２のファジィルールテーブル１２が追加されている点
である。なお、第１のファジィルールテーブル１１は図
１のファジィルールテーブル１１と同一のものである。
この第２のファジィルールテーブル１２には、第１のフ
ァジィルールテーブル１１から求められる第１のファジ
ィ推論値と、配水末端圧力の設定値及び検出値間の偏差
値の変化分との組合わせに応じた第２のファジィルール
が記載されている。
図である。図２が図１と異なる点は、演算装置８Ａ内に
第２のファジィルールテーブル１２が追加されている点
である。なお、第１のファジィルールテーブル１１は図
１のファジィルールテーブル１１と同一のものである。
この第２のファジィルールテーブル１２には、第１のフ
ァジィルールテーブル１１から求められる第１のファジ
ィ推論値と、配水末端圧力の設定値及び検出値間の偏差
値の変化分との組合わせに応じた第２のファジィルール
が記載されている。
【００２１】図３は、第１のファジィルールテーブル１
１と第２のファジィルールテーブル１２との関係を示す
説明図である。すなわち、吐出圧力設定値演算手段９
は、第１のファジィルールテーブル１１を用いて第１の
ファジィ推論値を求めると、この第１のファジィ推論値
を第２のファジィルールテーブル１２を用いる場合の入
力として第２のファジィ推論値を求め、この第２のファ
ジィ推論値から吐出圧力設定値の修正量を演算するよう
になっている。
１と第２のファジィルールテーブル１２との関係を示す
説明図である。すなわち、吐出圧力設定値演算手段９
は、第１のファジィルールテーブル１１を用いて第１の
ファジィ推論値を求めると、この第１のファジィ推論値
を第２のファジィルールテーブル１２を用いる場合の入
力として第２のファジィ推論値を求め、この第２のファ
ジィ推論値から吐出圧力設定値の修正量を演算するよう
になっている。
【００２２】図４は第１のファジィルールテーブル１１
の内容を示す図表であり、図５は第２のファジィルール
テーブル１２の内容を示す図表である。図４のかっこ内
のＲ１〜Ｒ１５及び図５のかっこ内のＲ１〜Ｒ２５はル
ールＮＯ．を表わしている。例えば図４において、配水
末端圧力偏差Ｅ（ｔ）がＰＢで且つ配水ポンプ吐出流量
Ｑ（ｔ）がＰＢであるならばルールＲ１が発火し、第１
のファジィ推論値ｈin f はＰＢとなる。また、図６はこ
れら図４及び図５におけるＰＢ，ＰＭ，ＰＳ，Ｚ，Ｎ
Ｓ，ＮＭ，ＮＢの意味を表わした図表である。
の内容を示す図表であり、図５は第２のファジィルール
テーブル１２の内容を示す図表である。図４のかっこ内
のＲ１〜Ｒ１５及び図５のかっこ内のＲ１〜Ｒ２５はル
ールＮＯ．を表わしている。例えば図４において、配水
末端圧力偏差Ｅ（ｔ）がＰＢで且つ配水ポンプ吐出流量
Ｑ（ｔ）がＰＢであるならばルールＲ１が発火し、第１
のファジィ推論値ｈin f はＰＢとなる。また、図６はこ
れら図４及び図５におけるＰＢ，ＰＭ，ＰＳ，Ｚ，Ｎ
Ｓ，ＮＭ，ＮＢの意味を表わした図表である。
【００２３】図７は、ファジィ演算の際に図４及び図５
のテーブルと共に用いるメンバーシップ関数を示す説明
図である。図７（ａ）は配水末端圧力偏差、配水ポンプ
吐出流量、第１のファジィ推論値、配水末端圧力偏差の
変化分についてのメンバーシップ関数を示しており、図
７（ｂ）は第２のファジィ推論値についてのメンバーシ
ップ関数を示している。
のテーブルと共に用いるメンバーシップ関数を示す説明
図である。図７（ａ）は配水末端圧力偏差、配水ポンプ
吐出流量、第１のファジィ推論値、配水末端圧力偏差の
変化分についてのメンバーシップ関数を示しており、図
７（ｂ）は第２のファジィ推論値についてのメンバーシ
ップ関数を示している。
【００２４】次に、請求項１記載の発明の実施例の動作
について説明する。図８（ａ），（ｂ）は図１における
配水末端圧力計５及び吐出流量計４により検出される配
水末端圧力Ｈpv（ｔ）及び吐出流量Ｑpv（ｔ）の特性の
一例を示す特性図である。
について説明する。図８（ａ），（ｂ）は図１における
配水末端圧力計５及び吐出流量計４により検出される配
水末端圧力Ｈpv（ｔ）及び吐出流量Ｑpv（ｔ）の特性の
一例を示す特性図である。
【００２５】ヒューマンインタフェイス６から吐出圧力
設定値演算手段９に指令された配水末端圧力をＨsv〔ｍ
Ａｑ〕、配水末端圧力計５により検出された時刻ｔでの
配水末端圧力をＨpv（ｔ）〔ｍＡｑ〕、吐出流量計４に
より検出された時刻ｔでの吐出流量をＱpv（ｔ）〔ｍ3
／ｈ〕とすると、時刻ｔでの配水末端圧力偏差ｅ（ｔ）
〔ｍＡｑ〕は次式（１）により求めることができる。
設定値演算手段９に指令された配水末端圧力をＨsv〔ｍ
Ａｑ〕、配水末端圧力計５により検出された時刻ｔでの
配水末端圧力をＨpv（ｔ）〔ｍＡｑ〕、吐出流量計４に
より検出された時刻ｔでの吐出流量をＱpv（ｔ）〔ｍ3
／ｈ〕とすると、時刻ｔでの配水末端圧力偏差ｅ（ｔ）
〔ｍＡｑ〕は次式（１）により求めることができる。
【００２６】 ｅ（ｔ）＝Ｈsv−Ｈpv（ｔ） ……（１） そして、これら配水末端圧力偏差ｅ（ｔ）及び吐出流量
Ｑpv（ｔ）をファジィルールテーブル１１を用いる際の
入力として処理できるようにするため、これら偏差ｅ
（ｔ）及び流量Ｑpv（ｔ）をそれぞれ正規化した値Ｅ
（ｔ）及びＱ（ｔ）を求めるようにする。
Ｑpv（ｔ）をファジィルールテーブル１１を用いる際の
入力として処理できるようにするため、これら偏差ｅ
（ｔ）及び流量Ｑpv（ｔ）をそれぞれ正規化した値Ｅ
（ｔ）及びＱ（ｔ）を求めるようにする。
【００２７】この配水末端圧力の正規化値Ｅ（ｔ）及び
吐出流量の正規化値Ｑ（ｔ）は次式（２），（３）によ
り求めることができる。
吐出流量の正規化値Ｑ（ｔ）は次式（２），（３）によ
り求めることができる。
【００２８】 Ｅ（ｔ）＝ｅ（ｔ）／Ｈｅmax ……（２） Ｑ（ｔ）＝（Ｑpv（ｔ）−Ｑm ）／Ｑg ……（３） ただし、Ｈｅmax は配水末端圧力偏差許容幅〔ｍＡｑ〕
である。また、Ｑm は、最大吐出流量Ｑmax 〔ｍ3 ／
ｈ〕と最小吐出流量Ｑmin 〔ｍ3 ／ｈ〕の平均であっ
て、Ｑm ＝（Ｑmax ＋Ｑmin ）／２により表わされる値
であり、Ｑg は、Ｑmax とＱmin との差の平均である、
Ｑg ＝（Ｑmax −Ｑmin ）／２の絶対値である。
である。また、Ｑm は、最大吐出流量Ｑmax 〔ｍ3 ／
ｈ〕と最小吐出流量Ｑmin 〔ｍ3 ／ｈ〕の平均であっ
て、Ｑm ＝（Ｑmax ＋Ｑmin ）／２により表わされる値
であり、Ｑg は、Ｑmax とＱmin との差の平均である、
Ｑg ＝（Ｑmax −Ｑmin ）／２の絶対値である。
【００２９】上記のＥ（ｔ）及びＱ（ｔ）を求めたら、
図７（ａ）のメンバーシップ関数及び図４のファジィル
ールテーブルを用いてファジィ推論値を求める。例え
ば、図８（ａ）では時刻ｔで配水末端圧力の検出値Ｈpv
（ｔ）が設定値Ｈsvより小さくなっており、吐出流量Ｑ
pv（ｔ）が非常に多くなっているので、図４のファジィ
ルールテーブルのルールＲ１が発火する。そして、この
ルールＲ１のＰＢに対応する値のファジィ推論値を求め
る。
図７（ａ）のメンバーシップ関数及び図４のファジィル
ールテーブルを用いてファジィ推論値を求める。例え
ば、図８（ａ）では時刻ｔで配水末端圧力の検出値Ｈpv
（ｔ）が設定値Ｈsvより小さくなっており、吐出流量Ｑ
pv（ｔ）が非常に多くなっているので、図４のファジィ
ルールテーブルのルールＲ１が発火する。そして、この
ルールＲ１のＰＢに対応する値のファジィ推論値を求め
る。
【００３０】このように、ファジィルールテーブル１１
により求めたファジィ推論値すなわち吐出圧力設定値の
修正量の正規化値をｈinf とし、吐出圧力設定値修正量
許容幅をｄｈmax 〔ｍＡｑ〕とすると、時刻ｔでの吐出
圧力設定値修正量ｄｈ（ｔ）は次式（４）により求める
ことができる。
により求めたファジィ推論値すなわち吐出圧力設定値の
修正量の正規化値をｈinf とし、吐出圧力設定値修正量
許容幅をｄｈmax 〔ｍＡｑ〕とすると、時刻ｔでの吐出
圧力設定値修正量ｄｈ（ｔ）は次式（４）により求める
ことができる。
【００３１】 ｄｈ（ｔ）＝ｈinf ＊ｄｈmax ……（４） したがって、推論周期をｄｔとすると、時刻ｔでの吐出
圧力設定値ｈsv（ｔ）〔ｍＡｑ〕は次式（５）により求
めることができる。
圧力設定値ｈsv（ｔ）〔ｍＡｑ〕は次式（５）により求
めることができる。
【００３２】 ｈsv（ｔ）＝ｈsv（ｔ−ｄｔ）＋ｄｈ（ｔ） ……（５） 吐出圧力設定値演算手段９は、上記のように演算した吐
出圧力設定値ｈsv（ｔ）を配水ポンプ回転数制御手段１
０に出力する。配水ポンプ回転数制御手段１０は、この
吐出圧力設定値ｈsv（ｔ）と、吐出圧力計３からの検出
値との偏差がゼロになるように、配水ポンプＰ1 〜Ｐn
の回転数をフィードバック制御する。
出圧力設定値ｈsv（ｔ）を配水ポンプ回転数制御手段１
０に出力する。配水ポンプ回転数制御手段１０は、この
吐出圧力設定値ｈsv（ｔ）と、吐出圧力計３からの検出
値との偏差がゼロになるように、配水ポンプＰ1 〜Ｐn
の回転数をフィードバック制御する。
【００３３】上記した図１の構成においては、吐出圧力
設定値演算手段９は、常時、配水末端圧力計５及び吐出
流量計４からの検出値を監視し、ファジィ演算に基いて
所定の推論周期毎に最適の吐出圧力設定値を出力してい
る。したがって、配水末端圧力を所望の値に安定した状
態で一定制御することができる。
設定値演算手段９は、常時、配水末端圧力計５及び吐出
流量計４からの検出値を監視し、ファジィ演算に基いて
所定の推論周期毎に最適の吐出圧力設定値を出力してい
る。したがって、配水末端圧力を所望の値に安定した状
態で一定制御することができる。
【００３４】次に、請求項２記載の発明の実施例の動作
について説明する。図２における吐出圧力設定値演算手
段９は、図１の場合と同様に、（１），（２），（３）
式に基き、第１のファジィルールテーブル１１を用いて
第１のファジィ推論値ｈinfを求める。
について説明する。図２における吐出圧力設定値演算手
段９は、図１の場合と同様に、（１），（２），（３）
式に基き、第１のファジィルールテーブル１１を用いて
第１のファジィ推論値ｈinfを求める。
【００３５】吐出圧力設定値演算手段９は、次いで、配
水末端圧力偏差ｅ（ｔ）〔ｍＡｑ〕の変化分ｄｅ（ｔ）
〔ｍＡｑ〕を次式（６）により求め、さらに、この変化
分ｄｅ（ｔ）を正規化した値ｄＥ（ｔ）を（７）式によ
り求める。ただし、（７）式のＨｄｅmax は変化分ｄｅ
（ｔ）の許容幅〔ｍＡｑ〕である。
水末端圧力偏差ｅ（ｔ）〔ｍＡｑ〕の変化分ｄｅ（ｔ）
〔ｍＡｑ〕を次式（６）により求め、さらに、この変化
分ｄｅ（ｔ）を正規化した値ｄＥ（ｔ）を（７）式によ
り求める。ただし、（７）式のＨｄｅmax は変化分ｄｅ
（ｔ）の許容幅〔ｍＡｑ〕である。
【００３６】 ｄｅ（ｔ）＝ｅ（ｔ）−ｅ（ｔ−ｄｔ） ……（６） ｄＥ（ｔ）＝ｄｅ（ｔ）／Ｈｄｅmax ……（７） 吐出圧力設定値演算手段９は、このｄＥ（ｔ）と、第１
のファジィルールテーブル１１を用いて求めた第１のフ
ァジィ推論値ｈinf とから、第２のファジィルールテー
ブル１２を用いて第２のファジィ推論値Ｈinf （吐出圧
力設定値の修正量の正規化値）を求める。図８（ａ）の
例では、時刻ｔにおいて配水末端圧力ｅ（ｔ）が急激に
下がっているので、図５における変化分ｄｅ（ｔ）はＰ
Ｂとなり、また、第１のファジィ推論値ｈinf もＰＢに
対応するものであったので、この図５においてもルール
Ｒ１が発火する。そして、このルールＲ１のＰＢに対応
する第２のファジィ推論値Ｈinf を求める。
のファジィルールテーブル１１を用いて求めた第１のフ
ァジィ推論値ｈinf とから、第２のファジィルールテー
ブル１２を用いて第２のファジィ推論値Ｈinf （吐出圧
力設定値の修正量の正規化値）を求める。図８（ａ）の
例では、時刻ｔにおいて配水末端圧力ｅ（ｔ）が急激に
下がっているので、図５における変化分ｄｅ（ｔ）はＰ
Ｂとなり、また、第１のファジィ推論値ｈinf もＰＢに
対応するものであったので、この図５においてもルール
Ｒ１が発火する。そして、このルールＲ１のＰＢに対応
する第２のファジィ推論値Ｈinf を求める。
【００３７】吐出圧力設定値修正量許容幅をｄＨ
max 〔ｍＡｑ〕とすると、時刻ｔでの吐出圧力設定値修
正量ｄＨ（ｔ）は次式（８）により求めることができ
る。
max 〔ｍＡｑ〕とすると、時刻ｔでの吐出圧力設定値修
正量ｄＨ（ｔ）は次式（８）により求めることができ
る。
【００３８】 ｄＨ（ｔ）＝Ｈinf ＊ｄＨmax ……（８） したがって、時刻ｔでの吐出圧力設定値ｈsv（ｔ）は次
式（９）により求めることができる。
式（９）により求めることができる。
【００３９】 ｈsv（ｔ）＝ｈsv（ｔ−ｄｔ）＋ｄＨ（ｔ） ……（９） 吐出圧力設定値演算手段９は、上記のように演算した吐
出圧力設定値ｈsv（ｔ）を配水ポンプ回転数制御手段１
０に出力する。配水ポンプ回転数制御手段１０は、この
吐出圧力設定値ｈsv（ｔ）と、吐出圧力計３からの検出
値との偏差がゼロになるように、配水ポンプＰ1 〜Ｐn
の回転数をフィードバック制御する。
出圧力設定値ｈsv（ｔ）を配水ポンプ回転数制御手段１
０に出力する。配水ポンプ回転数制御手段１０は、この
吐出圧力設定値ｈsv（ｔ）と、吐出圧力計３からの検出
値との偏差がゼロになるように、配水ポンプＰ1 〜Ｐn
の回転数をフィードバック制御する。
【００４０】上記した図２の構成では、二つのファジィ
ルールテーブルを用いて吐出圧力設定値修正量をファジ
ィ演算しているので、図１の構成よりも、さらに、きめ
細かい制御を行なうことができる。
ルールテーブルを用いて吐出圧力設定値修正量をファジ
ィ演算しているので、図１の構成よりも、さらに、きめ
細かい制御を行なうことができる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、吐出流
量計及び配水末端圧力計からの検出値を監視し、ファジ
ィ演算により推論周期毎に吐出圧力設定値を修正し得る
構成としたので、配水末端圧力の一定制御を行なうにあ
たり、所望の値の配水末端圧力を安定した状態で得るこ
とができる。
量計及び配水末端圧力計からの検出値を監視し、ファジ
ィ演算により推論周期毎に吐出圧力設定値を修正し得る
構成としたので、配水末端圧力の一定制御を行なうにあ
たり、所望の値の配水末端圧力を安定した状態で得るこ
とができる。
【図１】請求項１記載の発明の実施例の構成図。
【図２】請求項２記載の発明の実施例の構成図。
【図３】図２における第１及び第２のファジィルールテ
ーブル間の関係を示す説明図。
ーブル間の関係を示す説明図。
【図４】図１におけるファジィルールテーブル又は図２
における第１のファジィルールテーブルの内容を示す図
表。
における第１のファジィルールテーブルの内容を示す図
表。
【図５】図２における第２のファジィルールテーブルの
内容を示す図表。
内容を示す図表。
【図６】図４及び図５における記号の意味を表わした図
表。
表。
【図７】ファジィ演算の際に図４及び図５のファジィル
ールテーブルと共に用いるメンバーシップ関数を示す説
明図。
ールテーブルと共に用いるメンバーシップ関数を示す説
明図。
【図８】配水末端圧力及び吐出流量の特性例を示す特性
図。
図。
１ 配水池 ２ 配水管網 ３ 吐出圧力計 ４ 吐出流量計 ５ 配水末端圧力計 ９ 吐出圧力設定値演算手段 １０ 配水ポンプ回転数制御手段 １１ ファジィルールテーブル又は第１のファジィルー
ルテーブル １２ 第２のファジィルールテーブル Ｐ1 〜Ｐn 配水ポンプ
ルテーブル １２ 第２のファジィルールテーブル Ｐ1 〜Ｐn 配水ポンプ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｎ 9131−3Ｈ (72)発明者 新 山 雅 永 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山 本 靖 雄 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (2)
- 【請求項１】配水池の浄水が配水ポンプにより配水管網
に供給され、この配水管網の末端圧力についての一定制
御は、配水ポンプの回転数制御に基く吐出圧力制御によ
り行なわれる配水系統において、 前記配水ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力計と、 前記配水ポンプの吐出流量を検出する吐出流量計と、 前記配水管網の末端圧力を検出する配水末端圧力計と、 前記配水管網の末端圧力の設定値及び検出値間の偏差値
と前記配水ポンプの吐出流量値との組合わせに応じたフ
ァジィルールが格納されたファジィルールテーブルと、 前記吐出流量計及び前記配水末端圧力計からの検出値を
入力すると共に、前記ファジィルールテーブルを用いて
求めたファジィ推論値に基いて、前記吐出圧力設定値修
正量をファジィ演算し、この修正量に基いて修正された
吐出圧力設定値を出力する吐出圧力設定値演算手段と、 前記吐出圧力設定値演算手段からの吐出圧力設定値及び
前記吐出圧力計からの検出値を入力し、前記配水ポンプ
の回転数をフィードバック制御する配水ポンプ回転数制
御手段と、 を備えたことを特徴とする配水末端圧力制御装置。 - 【請求項２】配水池の浄水が配水ポンプにより配水管網
に供給され、この配水管網の末端圧力についての一定制
御は、配水ポンプの回転数制御に基く吐出圧力制御によ
り行なわれる配水系統において、 前記配水ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力計と、 前記配水ポンプの吐出流量を検出する吐出流量計と、 前記配水管網の末端圧力を検出する配水末端圧力計と、 前記配水管網の末端圧力の設定値及び検出値間の偏差値
と前記配水ポンプの吐出流量値との組合わせに応じた第
１のファジィルールが格納された第１のファジィルール
テーブルと、 前記第１のファジィルールテーブルから求められる第１
のファジィ推論値と前記偏差値の変化分との組合わせに
応じた第２のファジィルールが格納された第２のファジ
ィルールテーブルと、 前記吐出流量計及び前記配水末端圧力計からの検出値を
入力し、前記第１のファジィルールテーブルを用いて第
１のファジィ推論値を求めた後、さらに、前記第２のフ
ァジィルールテーブルを用いて第２のファジィ推論値を
求め、この第２のファジィ推論値に基いて前記吐出圧力
設定値修正量をファジィ演算し、この修正量に基いて修
正された吐出圧力設定値を出力する吐出圧力設定値演算
手段と、 前記吐出圧力設定値演算手段からの吐出圧力設定値及び
前記吐出圧力計からの検出値を入力し、前記配水ポンプ
の回転数をフィードバック制御する配水ポンプ回転数制
御手段と、 を備えたことを特徴とする配水末端圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537594A JPH0895645A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 配水末端圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537594A JPH0895645A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 配水末端圧力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0895645A true JPH0895645A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16985160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23537594A Pending JPH0895645A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 配水末端圧力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0895645A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0834789A1 (fr) * | 1996-10-04 | 1998-04-08 | Ksb S.A. | Groupe motopompe autorégulé |
| DE19742799A1 (de) * | 1997-09-27 | 1999-04-15 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Automatische Anpassung des Stellbereiches eines Druckregelkreises in Mehrpumpenanlagen |
| US6234759B1 (en) | 1998-07-16 | 2001-05-22 | Ewald Hennel | Method for regulating a fluid pressure |
| KR100458959B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2004-12-03 | 신한일전기주식회사 | 순차 모드시 펌프동작 제어방법 |
| CN101982620A (zh) * | 2010-10-21 | 2011-03-02 | 中国市政工程东北设计研究总院 | 供水工程节能控制方法 |
| CN102444174A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-05-09 | 安徽禾田电气有限公司 | 供水双闭环恒压控制系统 |
| JP2013227826A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-07 | Hitachi Ltd | 配水運用制御装置 |
| CN103556678A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 无锡康宇水处理设备有限公司 | 一种静音管网叠压给水设备 |
| CN104088327A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-10-08 | 青岛沈源水务科技有限公司 | 一种基于需求的二次供水设备控制系统及其控制方法 |
| WO2015083551A1 (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 漏水抑制装置、漏水抑制システム、および漏水抑制プログラム |
| CN108733098A (zh) * | 2017-04-20 | 2018-11-02 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种压力控制系统以及控制方法 |
| CN109630387A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-04-16 | 沪东重机有限公司 | 柴油机供水泵的变频控制系统及其控制方法 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23537594A patent/JPH0895645A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0834789A1 (fr) * | 1996-10-04 | 1998-04-08 | Ksb S.A. | Groupe motopompe autorégulé |
| FR2754404A1 (fr) * | 1996-10-04 | 1998-04-10 | Ksb Sa | Groupe motopompe autoregule |
| DE19742799A1 (de) * | 1997-09-27 | 1999-04-15 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Automatische Anpassung des Stellbereiches eines Druckregelkreises in Mehrpumpenanlagen |
| DE19742799B4 (de) * | 1997-09-27 | 2006-10-05 | Ksb Ag | Automatische Anpassung des Stellbereiches eines Druckregelkreises in Mehrpumpenanlagen |
| US6234759B1 (en) | 1998-07-16 | 2001-05-22 | Ewald Hennel | Method for regulating a fluid pressure |
| KR100458959B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2004-12-03 | 신한일전기주식회사 | 순차 모드시 펌프동작 제어방법 |
| CN101982620A (zh) * | 2010-10-21 | 2011-03-02 | 中国市政工程东北设计研究总院 | 供水工程节能控制方法 |
| CN102444174A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-05-09 | 安徽禾田电气有限公司 | 供水双闭环恒压控制系统 |
| JP2013227826A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-07 | Hitachi Ltd | 配水運用制御装置 |
| CN103556678A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 无锡康宇水处理设备有限公司 | 一种静音管网叠压给水设备 |
| WO2015083551A1 (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 漏水抑制装置、漏水抑制システム、および漏水抑制プログラム |
| CN105917157A (zh) * | 2013-12-02 | 2016-08-31 | 株式会社东芝 | 漏水抑制装置、漏水抑制系统及漏水抑制程序 |
| JPWO2015083551A1 (ja) * | 2013-12-02 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 漏水抑制装置、漏水抑制システム、および漏水抑制プログラム |
| US10095246B2 (en) | 2013-12-02 | 2018-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Leakage suppression apparatus, leakage suppression system, and leakage suppression program |
| CN104088327A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-10-08 | 青岛沈源水务科技有限公司 | 一种基于需求的二次供水设备控制系统及其控制方法 |
| CN108733098A (zh) * | 2017-04-20 | 2018-11-02 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种压力控制系统以及控制方法 |
| CN109630387A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-04-16 | 沪东重机有限公司 | 柴油机供水泵的变频控制系统及其控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0895645A (ja) | 配水末端圧力制御装置 | |
| US5707211A (en) | Variable speed pump system with a hydropneumatic buffer/pressure tank | |
| JP3673066B2 (ja) | 配水圧力制御装置 | |
| JP2001280597A (ja) | 配水管網の末端圧力制御装置 | |
| JP2985235B2 (ja) | 溶鋼精錬炉における精錬用ガスの流量制御方法 | |
| JP3373269B2 (ja) | 弁制御装置 | |
| JPH0962369A (ja) | 配水末端圧力制御装置 | |
| JP3417068B2 (ja) | 送水ポンプの運転台数制御装置 | |
| JPH0771060A (ja) | 可変速給水装置 | |
| JP2001027104A (ja) | 復水蒸気タービンの復水流量制御方法 | |
| JPH0934557A (ja) | 配水末端圧力制御装置 | |
| JP2885449B2 (ja) | ポンプ制御装置 | |
| JPH11324932A (ja) | 配水圧力制御装置 | |
| JPH0612116B2 (ja) | 可変速給水装置 | |
| JPH08326683A (ja) | 可変速給水装置 | |
| JPH07259142A (ja) | 配水ブロック監視装置 | |
| JP2856601B2 (ja) | 複数配水場の運転制御装置 | |
| JPH08318262A (ja) | 調整池揚水流量制御装置 | |
| JPH0742509A (ja) | 循環水ポンプの可動翼制御装置 | |
| JP3628884B2 (ja) | 蒸気ヘッダ圧力制御装置 | |
| JPS5827893A (ja) | ポンプの吐出圧制御方法 | |
| JP2765021B2 (ja) | 配水制御方法 | |
| JP3695941B2 (ja) | 配水池運用制御装置 | |
| JPS5827892A (ja) | ポンプの吐出圧制御方法 | |
| JPS5827891A (ja) | ポンプの吐出圧制御方法 |