JP2001038343A - 水処理プロセスの制御方法および装置 - Google Patents
水処理プロセスの制御方法および装置Info
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- JP2001038343A JP2001038343A JP11215958A JP21595899A JP2001038343A JP 2001038343 A JP2001038343 A JP 2001038343A JP 11215958 A JP11215958 A JP 11215958A JP 21595899 A JP21595899 A JP 21595899A JP 2001038343 A JP2001038343 A JP 2001038343A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、被処理水質によって操作量を
決定する運転操作モデルの信頼性が十分でない場合にも
安定した処理水質を維持できる水処理プロセスの制御方
法および装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、運転操作モデル200で被処理
水水質により水処理プロセス10の設定操作量Dを求め
ると共に、シミュレータ100で水処理プロセス10の
実操作量D*により推定処理水質Cを求め、操作量決定
部300において予め定めた目標処理水質Cと推定処理
水質C*の偏差Eによって設定操作量Dを補正して水処
理プロセス10の実操作量D*を求める。
決定する運転操作モデルの信頼性が十分でない場合にも
安定した処理水質を維持できる水処理プロセスの制御方
法および装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、運転操作モデル200で被処理
水水質により水処理プロセス10の設定操作量Dを求め
ると共に、シミュレータ100で水処理プロセス10の
実操作量D*により推定処理水質Cを求め、操作量決定
部300において予め定めた目標処理水質Cと推定処理
水質C*の偏差Eによって設定操作量Dを補正して水処
理プロセス10の実操作量D*を求める。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は浄水場や下水処理場
などの水処理操作を行う水処理プロセスの制御方法およ
び装置に関する。
などの水処理操作を行う水処理プロセスの制御方法およ
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】河川その他の取水源から取水される原水
には各種の物質が含まれており、浄水場においては取水
した原水を飲料水にするために塩素や凝集剤などの薬品
を注入している。
には各種の物質が含まれており、浄水場においては取水
した原水を飲料水にするために塩素や凝集剤などの薬品
を注入している。
【0003】浄水場では、凝集沈殿処理や塩素処理にお
ける凝集剤注入量や塩素注入量などの操作量を適正に行
うことによって処理水のトリハロメタン濃度や濁度を目
標値になるようにしている。浄水場における浄水処理制
御の良否は、多くの需要家によって用いられる水道水の
水質に直接影響するため信頼性を高くすることが要求さ
れる。
ける凝集剤注入量や塩素注入量などの操作量を適正に行
うことによって処理水のトリハロメタン濃度や濁度を目
標値になるようにしている。浄水場における浄水処理制
御の良否は、多くの需要家によって用いられる水道水の
水質に直接影響するため信頼性を高くすることが要求さ
れる。
【0004】一方、下水処理場においても処理水質を向
上させて信頼性を高くすることは浄水場と同様に要求さ
れている。
上させて信頼性を高くすることは浄水場と同様に要求さ
れている。
【0005】ところで、浄水場や下水処理場の水処理プ
ロセスにおける処理時間は数時間にも及ぶために、処理
水質によるフィードバック制御では時間遅れが大きくな
る。このため、原水や下水の被処理水水質から薬品や返
送汚泥の操作量を適正に設定できるような運転操作モデ
ル(凝集剤注入モデルや塩素注入モデル)が導入され、
フィードフォワード制御が試みられてきている。
ロセスにおける処理時間は数時間にも及ぶために、処理
水質によるフィードバック制御では時間遅れが大きくな
る。このため、原水や下水の被処理水水質から薬品や返
送汚泥の操作量を適正に設定できるような運転操作モデ
ル(凝集剤注入モデルや塩素注入モデル)が導入され、
フィードフォワード制御が試みられてきている。
【0006】このように、浄水場の制御に計算機を用い
てフィードフォワード制御することは、例えば、特開平
6ー296973号公報、特開平9ー204218号公
報などに記載されている。
てフィードフォワード制御することは、例えば、特開平
6ー296973号公報、特開平9ー204218号公
報などに記載されている。
【0007】これらの従来例では、操作量を設定する信
頼性の高い運転操作モデル(塩素注入量モデルなど)が
準備できれば、時間遅れのないフィードフォワード制御
が可能となる。しかし、運転操作モデルの信頼性が低い
場合には、所定の処理水質が達成されず、処理水質を所
定レベル以上に維持しようとすると、結局、処理水質に
基づくフィードバック制御を併用しなければならない。
頼性の高い運転操作モデル(塩素注入量モデルなど)が
準備できれば、時間遅れのないフィードフォワード制御
が可能となる。しかし、運転操作モデルの信頼性が低い
場合には、所定の処理水質が達成されず、処理水質を所
定レベル以上に維持しようとすると、結局、処理水質に
基づくフィードバック制御を併用しなければならない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、水処理
プロセスに流入する被処理水水質によって操作量を決定
する運転操作モデルの信頼性が十分でない場合には処理
水質が不良となるのを避けられず、結局、フィードバッ
ク制御の併用が不可欠となる。
プロセスに流入する被処理水水質によって操作量を決定
する運転操作モデルの信頼性が十分でない場合には処理
水質が不良となるのを避けられず、結局、フィードバッ
ク制御の併用が不可欠となる。
【0009】しかし、フィードバック制御を併用したと
しても、制御遅れのため処理水質が不良となるのを避け
られず、一旦、処理不良におちいると、処理水質による
フィードバック制御が操作量に反映されるまでの間、処
理水水質の回復が困難な状況に陥ることになる。
しても、制御遅れのため処理水質が不良となるのを避け
られず、一旦、処理不良におちいると、処理水質による
フィードバック制御が操作量に反映されるまでの間、処
理水水質の回復が困難な状況に陥ることになる。
【0010】一般に、水処理プロセスでの処理時間(原
水や流入下水の被処理水の滞留時間)は数時間を越える
ため、その影響は極めて大きいものになる。
水や流入下水の被処理水の滞留時間)は数時間を越える
ため、その影響は極めて大きいものになる。
【0011】本発明の目的は、被処理水水質によって操
作量を決定する運転操作モデルの信頼性が十分でない場
合にも安定した処理水質を維持できる水処理プロセスの
制御方法および装置を提供することにある。
作量を決定する運転操作モデルの信頼性が十分でない場
合にも安定した処理水質を維持できる水処理プロセスの
制御方法および装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、被処理水水質によって水処理プロセスの設定操作
量を求めると共に、水処理プロセスの実操作量によって
推定処理水質を求め、予め定めた目標処理水質と推定処
理水質の差によって設定操作量を補正して水処理プロセ
スの実操作量とするようにしたことにある。
ろは、被処理水水質によって水処理プロセスの設定操作
量を求めると共に、水処理プロセスの実操作量によって
推定処理水質を求め、予め定めた目標処理水質と推定処
理水質の差によって設定操作量を補正して水処理プロセ
スの実操作量とするようにしたことにある。
【0013】本発明によれば、水処理プロセスの実操作
量によって求めた推定処理水質と予め定めた目標処理水
質の差によって設定操作量を補正して水処理プロセスの
実操作量としているので、設定操作量を時間遅れなく補
正することができる。従って、被処理水水質によって設
定操作量を決定する運転操作モデルの信頼性が低くても
処理水質を良好に維持することができる。
量によって求めた推定処理水質と予め定めた目標処理水
質の差によって設定操作量を補正して水処理プロセスの
実操作量としているので、設定操作量を時間遅れなく補
正することができる。従って、被処理水水質によって設
定操作量を決定する運転操作モデルの信頼性が低くても
処理水質を良好に維持することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【0015】図1に本発明の一実施例を示す。
【0016】図1は本発明を浄水場の制御に適用した例
を示す。
を示す。
【0017】図1において、河川等の水源1から取水し
た原水(被処理水)は浄水場(浄水処理プロセス)10
に導かれる。浄水場10は、着水井10A,混和池10
B,フロック形成池10Cおよび沈殿池10Dから構成
されている。なお、ろ過池等は図示を省略している。
た原水(被処理水)は浄水場(浄水処理プロセス)10
に導かれる。浄水場10は、着水井10A,混和池10
B,フロック形成池10Cおよび沈殿池10Dから構成
されている。なお、ろ過池等は図示を省略している。
【0018】フロック形成池10Bにはアクチュエータ
8により凝集剤(薬品で本発明の操作対象物となる)が
注入される。浄水場10に流入した原水の水質は水質セ
ンサ5aで計測され、また、浄水場10で処理された処
理水質は水質センサ5bで計測される。
8により凝集剤(薬品で本発明の操作対象物となる)が
注入される。浄水場10に流入した原水の水質は水質セ
ンサ5aで計測され、また、浄水場10で処理された処
理水質は水質センサ5bで計測される。
【0019】水質センサ5a,5bで計測された水質情
報(水質データ)はプロセス計算機500の情報入力部
50に取込まれる。情報入力部50に取込まれた水質デ
ータはデータベース30に格納される。
報(水質データ)はプロセス計算機500の情報入力部
50に取込まれる。情報入力部50に取込まれた水質デ
ータはデータベース30に格納される。
【0020】シミュレータ100はデータベース30に
格納されている水質データ(プロセスデータ)を用いて
浄水場10のシミュレーションを行い推定処理水質(処
理水質推定値)Cを求めて操作量決定部300に与え
る。また、運転操作モデル200はデータベース30か
ら得た原水水質データ(プロセスデータ)を用いて設定
操作量(操作量設定値)Dを求め操作量決定部300に
与える。
格納されている水質データ(プロセスデータ)を用いて
浄水場10のシミュレーションを行い推定処理水質(処
理水質推定値)Cを求めて操作量決定部300に与え
る。また、運転操作モデル200はデータベース30か
ら得た原水水質データ(プロセスデータ)を用いて設定
操作量(操作量設定値)Dを求め操作量決定部300に
与える。
【0021】プロセス計算機500の処理の途中結果や
データベース30のデータ参照などは、オフライン的に
キーボード20や操作パネル(図示せず)からの操作で
ディスプレイ(CRT)15に表示させる。
データベース30のデータ参照などは、オフライン的に
キーボード20や操作パネル(図示せず)からの操作で
ディスプレイ(CRT)15に表示させる。
【0022】図2に操作量決定部300の一例詳細構成
図を示す。
図を示す。
【0023】運転操作モデル200から与えられる設定
操作量Dと補正演算部30Aの操作補正量(操作量補正
値)△Dとが加算部30Bで加算される。加算部30B
から浄水場10の実操作量(操作量実際値)D*が得ら
れ、アクチュエータ8とシミュレータ100に与えられ
る。
操作量Dと補正演算部30Aの操作補正量(操作量補正
値)△Dとが加算部30Bで加算される。加算部30B
から浄水場10の実操作量(操作量実際値)D*が得ら
れ、アクチュエータ8とシミュレータ100に与えられ
る。
【0024】加算部30Cは目標処理水質(処理水質目
標値)C*とシミュレータ100から与えられる推定処
理水質Cの偏差Eを補正量演算部30Aに与える。補正
量演算部30Aは偏差Eに比例した操作補正量△Dを出
力する。
標値)C*とシミュレータ100から与えられる推定処
理水質Cの偏差Eを補正量演算部30Aに与える。補正
量演算部30Aは偏差Eに比例した操作補正量△Dを出
力する。
【0025】次に動作を説明する。
【0026】浄水場(浄水処理プロセス)10は、河川な
どの水源1から原水を取水して浄水処理を行っている。
原水水質と処理水水質の水質データは水質センサ5a,
5bによって計測され、情報入力部50によりプロセス
計算機500に取込まれる。水質データはデータベース
30に格納される。
どの水源1から原水を取水して浄水処理を行っている。
原水水質と処理水水質の水質データは水質センサ5a,
5bによって計測され、情報入力部50によりプロセス
計算機500に取込まれる。水質データはデータベース
30に格納される。
【0027】運転操作モデル200はデータベース30
に格納されている原水水質データを用いて設定操作量D
を算出する。 シミュレータ100はデータベース30
に格納されている水質データと操作量決定部300の実
操作量D*を用いて浄水場10のシミュレーションを行
い推定処理水質Cを求める。なお、浄水場10の運転開
始時には、シミュレータ100には操作量決定部300
の実操作量D*の代わりに運転操作モデル200の設定
操作量Dが与えられる。
に格納されている原水水質データを用いて設定操作量D
を算出する。 シミュレータ100はデータベース30
に格納されている水質データと操作量決定部300の実
操作量D*を用いて浄水場10のシミュレーションを行
い推定処理水質Cを求める。なお、浄水場10の運転開
始時には、シミュレータ100には操作量決定部300
の実操作量D*の代わりに運転操作モデル200の設定
操作量Dが与えられる。
【0028】運転操作モデル200の設定操作量Dとシ
ミュレータ100の推定処理水質Cが操作量決定部30
0に与えられる。また、運転操作モデル200はデータ
ベース30から得た原水水質データ(プロセスデータ)
を用いて設定操作量を求め操作量決定部300に与え
る。
ミュレータ100の推定処理水質Cが操作量決定部30
0に与えられる。また、運転操作モデル200はデータ
ベース30から得た原水水質データ(プロセスデータ)
を用いて設定操作量を求め操作量決定部300に与え
る。
【0029】操作量決定部300は、推定処理水質Cと
予め定めた目標処理水質C*とを加算部30Cにおいて
図示の極性で加算し、その偏差Eを補正量演算部30A
に加える。補正量演算部30Aは後述するようにして操
作補正量△Dを求め加算部30Bに加える。
予め定めた目標処理水質C*とを加算部30Cにおいて
図示の極性で加算し、その偏差Eを補正量演算部30A
に加える。補正量演算部30Aは後述するようにして操
作補正量△Dを求め加算部30Bに加える。
【0030】加算部30Bは設定操作量Dと操作補正量
△Dを図示の極性で加算し、換言すると設定操作量Dを
操作補正量△Dで補正した実操作量D*を出力する。加
算部30Bの実操作量D*が操作量決定部300の出力
としてアクチュエータ8に加えられ、浄水場10の制御
が行われる。
△Dを図示の極性で加算し、換言すると設定操作量Dを
操作補正量△Dで補正した実操作量D*を出力する。加
算部30Bの実操作量D*が操作量決定部300の出力
としてアクチュエータ8に加えられ、浄水場10の制御
が行われる。
【0031】また、操作量決定部300の実操作量D*
はシミュレータ100にも加えられ、シミュレータ10
0の推定処理水質Cを求めるのに用いられる。
はシミュレータ100にも加えられ、シミュレータ10
0の推定処理水質Cを求めるのに用いられる。
【0032】プロセス計算機500は目標処理水質C*
と推定処理水質Cが一致するまでこの処理を繰返し実行
する。このような制御の手順を進めるための計算機処理
は、オンラインで数十秒から数分程度の周期で繰り返し
実行される。
と推定処理水質Cが一致するまでこの処理を繰返し実行
する。このような制御の手順を進めるための計算機処理
は、オンラインで数十秒から数分程度の周期で繰り返し
実行される。
【0033】プロセス計算機500の処理の途中結果や
データベース30のデータ参照などは、オフライン的に
キーボード20や操作パネル(図示せず)からの操作で
CRT15に表示させることもできる。
データベース30のデータ参照などは、オフライン的に
キーボード20や操作パネル(図示せず)からの操作で
CRT15に表示させることもできる。
【0034】次に、プロセス計算機500の各構成要素
の詳細を順次説明する。
の詳細を順次説明する。
【0035】まず、図3を用いて情報入力部50を説明
する。
する。
【0036】図3は情報入力部50で行われる処理の工
程を示している。水質データ読み込み工程55では、浄
水処理プロセス10に設置された水質センサ5a,5b
で計測された水質データの信号を取り込む。
程を示している。水質データ読み込み工程55では、浄
水処理プロセス10に設置された水質センサ5a,5b
で計測された水質データの信号を取り込む。
【0037】水質データそのものは数十msec程度の短い
周期の情報であるため、データが必要とされる周期での
平均化したデータに変換し情報量を軽減するために、平
均データ算出工程60では、取り込んだ水質データを予
め設定した時間幅で平均化して出力する。データ出力工
程65では、平均化処理された水質データをデータベー
ス30に出力する。
周期の情報であるため、データが必要とされる周期での
平均化したデータに変換し情報量を軽減するために、平
均データ算出工程60では、取り込んだ水質データを予
め設定した時間幅で平均化して出力する。データ出力工
程65では、平均化処理された水質データをデータベー
ス30に出力する。
【0038】オンラインで行われるこれらの処理と並行
して、キーボード20からの入力によってオフライン的
にデータを入力することもできる。水質データ読み込み
工程55では、キーボード20から入力のあったデー
タ、例えば水質分析によって得られた水質データなどを
読み込み、データ出力工程65へ出力することができ
る。
して、キーボード20からの入力によってオフライン的
にデータを入力することもできる。水質データ読み込み
工程55では、キーボード20から入力のあったデー
タ、例えば水質分析によって得られた水質データなどを
読み込み、データ出力工程65へ出力することができ
る。
【0039】このような情報入力部50で処理された水
質データはデータベース30に格納されるが、データベ
ース30には浄水処理プロセス10の各処理工程での水質
データだけでなく、操作量データや機器の保守管理に関
するデータなども保存されている。
質データはデータベース30に格納されるが、データベ
ース30には浄水処理プロセス10の各処理工程での水質
データだけでなく、操作量データや機器の保守管理に関
するデータなども保存されている。
【0040】図4にシミュレータ100の構成の概念図
を示す。
を示す。
【0041】浄水処理プロセス10は幾つかの処理工程
から構成されている。浄水処理で最も一般的である凝集
沈殿急速ろ過処理の場合には、着水井10A,混和池1
0B,フロック形成池10C,沈殿池10D、及びろ過
池10Eが直列配置されたプロセスとなっている。
から構成されている。浄水処理で最も一般的である凝集
沈殿急速ろ過処理の場合には、着水井10A,混和池1
0B,フロック形成池10C,沈殿池10D、及びろ過
池10Eが直列配置されたプロセスとなっている。
【0042】シミュレータ100は、これらの各処理工
程に対応したモジュール構成となっており、対応する処
理工程での現象を再現できる動特性モデルを含んでい
る。各モジュールは独立して機能し、データの入出力の
みを他のモジュールと交換する。
程に対応したモジュール構成となっており、対応する処
理工程での現象を再現できる動特性モデルを含んでい
る。各モジュールは独立して機能し、データの入出力の
みを他のモジュールと交換する。
【0043】例えば、フロック形成池モジュールは、原
水中の濁質成分と凝集剤との反応によって生成するフロ
ックの消長現象をシミュレートできる機能を有する。こ
のためのモデルはデータベース30内のデータを参照す
るほか、前段の処理工程となる混和池モジュールからの
計算出力結果を入力データとして参照する。また、フロ
ック形成池モジュールの計算出力結果は沈殿池モジュー
ルへの入力データとして用いられる。各モジュールは機
能分担した幾つかのサブルーティンから構成されてい
る。
水中の濁質成分と凝集剤との反応によって生成するフロ
ックの消長現象をシミュレートできる機能を有する。こ
のためのモデルはデータベース30内のデータを参照す
るほか、前段の処理工程となる混和池モジュールからの
計算出力結果を入力データとして参照する。また、フロ
ック形成池モジュールの計算出力結果は沈殿池モジュー
ルへの入力データとして用いられる。各モジュールは機
能分担した幾つかのサブルーティンから構成されてい
る。
【0044】図5にシミュレータ100の処理手順の一
例を示す。
例を示す。
【0045】プロセスデータ読み込み工程105では、
データベース30からシミュレーションに必要なデータ
を読み込んで計算に利用できる状態にする。操作量読み
込み工程110では操作量決定部300で求めた実操作
量D*を読み込む。
データベース30からシミュレーションに必要なデータ
を読み込んで計算に利用できる状態にする。操作量読み
込み工程110では操作量決定部300で求めた実操作
量D*を読み込む。
【0046】プロセスシミュレータモジュール実行工程
120では、三段階の工程で前述したモジュール計算を
行い出力する。三段階の工程は、プロセスデータ参照工
程125、プロセス動特性モデル130、及びモデル算
出結果出力工程135である。
120では、三段階の工程で前述したモジュール計算を
行い出力する。三段階の工程は、プロセスデータ参照工
程125、プロセス動特性モデル130、及びモデル算
出結果出力工程135である。
【0047】推定処理水質算出工程150では、プロセ
スシミュレータモジュール実行工程120のモデル算出
結果出力工程135からの結果出力を操作量決定部30
0に出力する。
スシミュレータモジュール実行工程120のモデル算出
結果出力工程135からの結果出力を操作量決定部30
0に出力する。
【0048】図6に運転操作モデル200の処理手順の
一例を示す。
一例を示す。
【0049】プロセスデータ読み込み工程210では、
データベース30より運転操作モデルの実行に必要な原
水水質データなどの読み込みを行う。
データベース30より運転操作モデルの実行に必要な原
水水質データなどの読み込みを行う。
【0050】運転操作モデル選定工程220では、原水
水質の条件などに基づいて運転操作モデルを選定する。
例えば、凝集剤注入量を算出するための凝集剤注入モデ
ルの場合、一つのモデルで幅広い範囲の原水濁度に対応
することが難しいため、原水濁度レベルに応じた高濁度
時モデルと低濁度時モデルを準備して使い分ける。この
場合、予め設定した原水濁度のしきい値によってモデル
を選定する。
水質の条件などに基づいて運転操作モデルを選定する。
例えば、凝集剤注入量を算出するための凝集剤注入モデ
ルの場合、一つのモデルで幅広い範囲の原水濁度に対応
することが難しいため、原水濁度レベルに応じた高濁度
時モデルと低濁度時モデルを準備して使い分ける。この
場合、予め設定した原水濁度のしきい値によってモデル
を選定する。
【0051】運転操作モデル算出工程230では、デー
タベース30から読み込まれた最新の水質データと選定
されたモデルにより設定操作量を算出する。ここでのモ
デルは、現象の知見に基づいた物理的モデルや過去の運
転実績の履歴データに基づく統計的なモデル(原水濁
度、pH、アルカリ度などを説明変数とする重回帰式や
ニューラルネットモデルなど)が用いられる。また、浄
水処理プロセス10の運転管理者の経験的な知見に基づ
くファジィルールモデルなどを適用することもできる。
タベース30から読み込まれた最新の水質データと選定
されたモデルにより設定操作量を算出する。ここでのモ
デルは、現象の知見に基づいた物理的モデルや過去の運
転実績の履歴データに基づく統計的なモデル(原水濁
度、pH、アルカリ度などを説明変数とする重回帰式や
ニューラルネットモデルなど)が用いられる。また、浄
水処理プロセス10の運転管理者の経験的な知見に基づ
くファジィルールモデルなどを適用することもできる。
【0052】算出操作量チェック工程240では、運転
操作モデル算出工程230で算出された設定操作量Dが
実際に操作可能な上下限範囲にあるかどうかをチェック
する。操作の上下限リミッタ値から外れている場合に
は、リミッタ値を設定操作量とする。
操作モデル算出工程230で算出された設定操作量Dが
実際に操作可能な上下限範囲にあるかどうかをチェック
する。操作の上下限リミッタ値から外れている場合に
は、リミッタ値を設定操作量とする。
【0053】操作量出力工程250では、設定操作量D
を操作量決定部300に出力する。運転操作モデルを用
いた従来の制御ではこの設定操作量Dをアクチュエータ
8に送られる操作量としているが、本発明では操作量決
定部300によって設定操作量Dを補正する。
を操作量決定部300に出力する。運転操作モデルを用
いた従来の制御ではこの設定操作量Dをアクチュエータ
8に送られる操作量としているが、本発明では操作量決
定部300によって設定操作量Dを補正する。
【0054】操作量決定部300は図2に示すように構
成されている。
成されている。
【0055】運転操作モデル200で算定された設定操
作量Dとシミュレータ100で求めた推定処理水質Cを
入力する。目標処理水質C*と推定処理水質Cを加算部
30Cで加算し、その偏差Eを補正量演算部30Aに加
える。
作量Dとシミュレータ100で求めた推定処理水質Cを
入力する。目標処理水質C*と推定処理水質Cを加算部
30Cで加算し、その偏差Eを補正量演算部30Aに加
える。
【0056】補正量演算部30Aは、偏差Eが所定値以
下の場合には操作補正量△Dを零にする。したがって、
この場合には運転操作モデル200の設定操作量Dは補
正されずに実操作量D*としてアクチュエータ8に加え
られる。
下の場合には操作補正量△Dを零にする。したがって、
この場合には運転操作モデル200の設定操作量Dは補
正されずに実操作量D*としてアクチュエータ8に加え
られる。
【0057】補正量演算部30Aは偏差Eが所定値を越
える場合には次のようにして操作補正量△Dを算出して
設定操作量Dを補正する。操作補正量△Dは次式に示す
ように偏差Eに対する最急降下法で計算する。
える場合には次のようにして操作補正量△Dを算出して
設定操作量Dを補正する。操作補正量△Dは次式に示す
ように偏差Eに対する最急降下法で計算する。
【0058】
【数1】△D∝ ー (∂E/∂D) 最急降下法は式1に示すように、偏差Eに対する操作量
Dの偏微分、つまり傾きを求めた上で、その傾きに比例
する逆符号の量として操作補正量△Dを算出している。
具体的には、図8に示すように偏差Eが変化したとする
と、設定操作量DがDaの場合には傾きが正なので操作
量Dを減少させるように操作補正量△Dを求め、また、
Dbの場合には増加させるように操作補正量△Dを求め
る。
Dの偏微分、つまり傾きを求めた上で、その傾きに比例
する逆符号の量として操作補正量△Dを算出している。
具体的には、図8に示すように偏差Eが変化したとする
と、設定操作量DがDaの場合には傾きが正なので操作
量Dを減少させるように操作補正量△Dを求め、また、
Dbの場合には増加させるように操作補正量△Dを求め
る。
【0059】補正量演算部30Aはこのようにして求め
た操作補正量△Dを加算部30Bに加え設定操作量Dと
加算する。つまり、運転操作モデル200の設定操作量
Dを設操作補正量△Dにより補正して実操作量D*とし
てアクチュエータ8に加えられる。
た操作補正量△Dを加算部30Bに加え設定操作量Dと
加算する。つまり、運転操作モデル200の設定操作量
Dを設操作補正量△Dにより補正して実操作量D*とし
てアクチュエータ8に加えられる。
【0060】操作量決定部300が出力する実操作量D
*はシミュレータ100にも入力され、推定処理水質C
を算出するのに用いられる。
*はシミュレータ100にも入力され、推定処理水質C
を算出するのに用いられる。
【0061】このような動作を繰り返し実行して偏差E
が所定値以下となるようにする。
が所定値以下となるようにする。
【0062】この一連の手順を纏めると図7に示すフロ
ー図のようになる。
ー図のようになる。
【0063】図7において、設定操作量読み込み工程3
10では運転操作モデル200から設定操作量Dを読み
込む。目標処理水質参照工程320では予め設定した目
標処理水質C*を参照する。推定処理水質読み込み工程
330ではシミュレータ100から推定処理水質の予測
値を読み込む。これらの読み込み処理は、当該操作量の
制御周期と同期させて行われる。
10では運転操作モデル200から設定操作量Dを読み
込む。目標処理水質参照工程320では予め設定した目
標処理水質C*を参照する。推定処理水質読み込み工程
330ではシミュレータ100から推定処理水質の予測
値を読み込む。これらの読み込み処理は、当該操作量の
制御周期と同期させて行われる。
【0064】操作補正量算出工程340では、上述した
ように目標処理水質C*と予測処理水質Cとの偏差Eに
応じて操作補正量△Dを算出し、補正操作量出力工程3
50で偏差Eが所定値以下になるまで補正操作量△Dを
シミュレータ100に出力して繰返し計算を実行する。
ように目標処理水質C*と予測処理水質Cとの偏差Eに
応じて操作補正量△Dを算出し、補正操作量出力工程3
50で偏差Eが所定値以下になるまで補正操作量△Dを
シミュレータ100に出力して繰返し計算を実行する。
【0065】操作量出力工程360では、設定操作量D
を操作補正量△Dにより補正した実操作量D*をアクチ
ュエータ8に出力する。
を操作補正量△Dにより補正した実操作量D*をアクチ
ュエータ8に出力する。
【0066】このようにして浄水場の制御をおこなうの
であるが、注入する薬品の実操作量によって求めた推定
処理水質と予め定めた目標処理水質の差によって原水水
質から求めた設定操作量を補正して実操作量としている
ので、設定操作量を時間遅れなく補正することができ
る。従って、原水(被処理水水質)によって設定操作量
を決定する運転操作モデルの信頼性が低くても処理水質
を良好に維持することができる。
であるが、注入する薬品の実操作量によって求めた推定
処理水質と予め定めた目標処理水質の差によって原水水
質から求めた設定操作量を補正して実操作量としている
ので、設定操作量を時間遅れなく補正することができ
る。従って、原水(被処理水水質)によって設定操作量
を決定する運転操作モデルの信頼性が低くても処理水質
を良好に維持することができる。
【0067】なお、上述の実施例は浄水処理プロセスの
例を説明したが、下水処理プロセスにも適用することが
できることは明らかなことである。下水処理プロセスに
おける操作量は曝気空気量や返送汚泥量となる。
例を説明したが、下水処理プロセスにも適用することが
できることは明らかなことである。下水処理プロセスに
おける操作量は曝気空気量や返送汚泥量となる。
【0068】また、目標処理水質と推定処理水質の偏差
によって補正操作量を求めるのは最急降下法に限らず他
の方法であってもよいのは勿論のことである。
によって補正操作量を求めるのは最急降下法に限らず他
の方法であってもよいのは勿論のことである。
【0069】
【発明の効果】本発明によれば、被処理水水質により求
めた設定操作量を水処理プロセスの実操作量によって求
めた推定処理水質と予め定めた目標処理水質の差によっ
て補正して水処理プロセスの実操作量としているので、
設定操作量を時間遅れなく補正することができる。従っ
て、被処理水水質によって設定操作量を決定する運転操
作モデルの信頼性が低くても処理水質を良好に維持する
ことができる。
めた設定操作量を水処理プロセスの実操作量によって求
めた推定処理水質と予め定めた目標処理水質の差によっ
て補正して水処理プロセスの実操作量としているので、
設定操作量を時間遅れなく補正することができる。従っ
て、被処理水水質によって設定操作量を決定する運転操
作モデルの信頼性が低くても処理水質を良好に維持する
ことができる。
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】操作量決定部の一例を示す詳細構成図である。
【図3】本発明の動作を説明するためのフロー図であ
る。
る。
【図4】シミュレータの一例を示す構成図である。
【図5】本発明の動作を説明するためのフロー図であ
る。
る。
【図6】本発明の動作を説明するためのフロー図であ
る。
る。
【図7】本発明の動作を説明するためのフロー図であ
る。
る。
【図8】本発明の動作を説明するための特性図である。
1…水源、5…水質センサ、8…アクチュエータ、10…
浄水処理プロセス、15…CRT、20…キーボード、30…デ
ータベース、50…情報入力部、100…シミュレータ、200
…運転操作モデル、300…操作量決定部、500…プロセス
計算機
浄水処理プロセス、15…CRT、20…キーボード、30…デ
ータベース、50…情報入力部、100…シミュレータ、200
…運転操作モデル、300…操作量決定部、500…プロセス
計算機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 直樹 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Fターム(参考) 4D062 BA21 CA14 EA03 EA32
Claims (8)
- 【請求項1】被処理水に水処理操作を行い処理する水処
理プロセスであって、前記被処理水水質によって前記水
処理操作の設定操作量を求めると共に、前記被処理水水
質と前記水処理操作の実操作量によって前記水処理プロ
セスの推定処理水質を求め、予め定めた目標処理水質と
前記推定処理水質の差によって前記設定操作量を補正し
て前記水処理操作の実操作量にするようにしたことを特
徴とする水処理プロセスの制御方法。 - 【請求項2】被処理水に水処理操作を行い処理する水処
理プロセスであって、前記被処理水水質によって前記水
処理操作の設定操作量を求めると共に、前記被処理水水
質と前記水処理操作の実操作量によって前記水処理プロ
セスの推定処理水質を求め、予め定めた目標処理水質と
前記推定処理水質の偏差の傾きによって補正操作量を求
めて、前記設定操作量を前記補正操作量により補正して
前記水処理操作の実操作量にするようにしたことを特徴
とする水処理プロセスの制御方法。 - 【請求項3】被処理水に処理を行う操作対象物を加える
水処理プロセスであって、前記被処理水水質によって前
記操作対象物の設定操作量を求めると共に、前記被処理
水水質と前記操作対象物の実操作量によって前記水処理
プロセスの推定処理水質を求め、予め定めた目標処理水
質と前記推定処理水質の偏差によって補正操作量を求め
て、前記設定操作量を前記補正操作量により補正して前
記操作対象物の実操作量にするようにしたことを特徴と
する水処理プロセスの制御方法。 - 【請求項4】取水した原水に薬品を注入して浄水処理す
る水処理プロセスであって、前記原水水質によって前記
薬品の設定操作量を求めると共に、前記原水水質と前記
薬品の実操作量によって前記水処理プロセスの推定処理
水質を求め、予め定めた目標処理水質と前記推定処理水
質の偏差による補正操作量によって前記設定操作量を補
正して前記薬品の実操作量にするようにしたことを特徴
とする水処理プロセスの制御方法。 - 【請求項5】被処理水水質によって水処理操作の設定操
作量を求める手段と、前記被処理水水質と前記水処理操
作の実操作量によって前記水処理プロセスの推定処理水
質を求める手段と、予め定めた目標処理水質と前記推定
処理水質の差によって前記設定操作量を補正して前記水
処理操作の実操作量として出力する手段とを具備するこ
とを特徴とする水処理プロセスの制御装置。 - 【請求項6】被処理水水質によって水処理操作の設定操
作量を求める手段と、前記被処理水水質と前記水処理操
作の実操作量によって前記水処理プロセスの推定処理水
質を求める手段と、予め定めた目標処理水質と前記推定
処理水質の偏差の傾きによって補正操作量を求めて、前
記設定操作量を前記補正操作量により補正して前記水処
理操作の実操作量として出力する手段と、前記実操作量
に基づき水処理操作を行うアクチュエータとを具備する
ことを特徴とする水処理プロセスの制御装置。 - 【請求項7】被処理水水質によって水処理を行う操作対
象物の設定操作量を求める運転操作モデルと、前記被処
理水水質と前記操作対象物の実操作量によって前記水処
理プロセスの推定処理水質を求めるシミュレータと、予
め定めた目標処理水質と前記推定処理水質の偏差によっ
て補正操作量を求めて、前記設定操作量を前記補正操作
量により補正して前記操作対象物の実操作量として出力
する操作量決定手段と、前記操作量決定手段で求めた前
記実操作量に基づき水処理操作を行うアクチュエータと
を具備することを特徴とする水処理プロセスの制御装
置。 - 【請求項8】取水した原水に薬品を注入して浄水処理す
る水処理プロセスにおいて、前記原水水質によって前記
薬品の設定操作量を求める運転操作モデルと、前記原水
水質と前記薬品の実操作量によって前記水処理プロセス
の推定処理水質を求めるシミュレータと、予め定めた目
標処理水質と前記推定処理水質の偏差による補正操作量
によって前記設定操作量を補正して前記薬品の実操作量
として出力する操作量決定手段と、前記操作量決定手段
で求めた前記実操作量に基づき前記薬品の注入操作を行
うアクチュエータとを具備することを特徴とする水処理
プロセスの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11215958A JP2001038343A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 水処理プロセスの制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11215958A JP2001038343A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 水処理プロセスの制御方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001038343A true JP2001038343A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16681071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11215958A Pending JP2001038343A (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | 水処理プロセスの制御方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001038343A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003245653A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-02 | Kurita Water Ind Ltd | 処理装置の運転支援方法、水処理装置の運転支援方法及びその装置 |
JP2006122749A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | 水処理プロセス運転支援装置,プログラム及び記録媒体 |
US7373715B2 (en) | 2001-08-09 | 2008-05-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of adjusting a characteristic of wire-wound type chip coil by adjusting the space between conductive wires |
JP2014234944A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 三浦工業株式会社 | 水質モニタ |
JP2019027212A (ja) * | 2017-08-02 | 2019-02-21 | 株式会社日立製作所 | 水道の維持管理支援装置及び水道の維持管理支援システム |
CN110655229A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-07 | 北京嘉源汇川水务投资管理有限公司 | 一种对净水厂产能进行模拟校正的*** |
-
1999
- 1999-07-29 JP JP11215958A patent/JP2001038343A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7373715B2 (en) | 2001-08-09 | 2008-05-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of adjusting a characteristic of wire-wound type chip coil by adjusting the space between conductive wires |
JP2003245653A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-02 | Kurita Water Ind Ltd | 処理装置の運転支援方法、水処理装置の運転支援方法及びその装置 |
JP2006122749A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Hitachi Ltd | 水処理プロセス運転支援装置,プログラム及び記録媒体 |
JP2014234944A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 三浦工業株式会社 | 水質モニタ |
JP2019027212A (ja) * | 2017-08-02 | 2019-02-21 | 株式会社日立製作所 | 水道の維持管理支援装置及び水道の維持管理支援システム |
CN110655229A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-07 | 北京嘉源汇川水务投资管理有限公司 | 一种对净水厂产能进行模拟校正的*** |
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