JPH0895645A - Water supply terminal pressure controller - Google Patents
Water supply terminal pressure controllerInfo
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- 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
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- value
- water distribution
- discharge pressure
- fuzzy
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water distribution end pressure control device for controlling the water distribution end pressure of a water distribution pipe network at a constant level.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art The tap water supplied to each household is distributed from a distribution pipe buried under the road near each household. The entire distribution pipe in this prescribed area is called the distribution network. Then, the water sent from the river is stored in the distribution reservoir via the water purification plant, and the stored water is sent to the distribution pipe network by the distribution pump.
【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。By the way, in order to comfortably use tap water in each home, the pressure of tap water is required to be as constant as possible. Therefore, it is necessary to perform control for keeping the pressure in the water distribution network, that is, the water distribution end pressure constant, but conventionally, so-called estimated end pressure control or PI control has been mainly performed.
【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。Estimated terminal pressure control is to estimate the pressure loss R f in the water distribution network when the discharge pressure and the discharge flow rate of the water distribution pump are P 0 and Q, respectively, and P 1 = P 0 -R f
Control for adjusting the discharge pressure P 0 so that the water distribution end pressure P 1 represented by Q becomes constant.
【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。The PI control is a proportional-integral calculation based on the deviation between the detected value of the distribution end pressure P 0 (detected by a pressure gauge installed at a predetermined location in the distribution pipe network) and the set value. This is a method of obtaining a discharge pressure set value P 0 of the water distribution pump and controlling the discharge pressure to follow P 0 .
【０００６】[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。However, in the estimated terminal pressure control, there is an error between the estimated value of the pressure loss and the actual value, and in that case, the desired water distribution terminal pressure cannot be obtained.
【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。Further, in the PI control, when the discharge flow rate of the water distribution pump is changed, the amount of pressure loss also changes.
It is difficult to perform control in consideration of the change in pressure loss according to the change in discharge flow rate. Therefore, the pressure at the water distribution end may fluctuate, resulting in unstable control.
【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。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a water distribution end pressure control device capable of obtaining a desired value of the water distribution end pressure in a stable state when performing constant control of the water distribution end pressure. The purpose is to do.
【０００９】[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。As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is to supply the purified water of a distribution reservoir to a distribution pipe network by a distribution pump, and to measure the end pressure of this distribution pipe network. The constant control of is a discharge pressure gauge that detects the discharge pressure of the water distribution pump and a discharge flow meter that detects the discharge flow rate of the water distribution pump in the water distribution system that is performed by the discharge pressure control based on the rotation speed control of the water distribution pump. A distribution end pressure gauge for detecting an end pressure of the water distribution network, and a fuzzy corresponding to a combination of a set value of the end pressure of the water distribution network and a deviation value between the detected value and a discharge flow rate value of the distribution pump. A fuzzy rule table in which rules are stored, the detected values from the discharge flow meter and the water distribution terminal pressure gauge are input, and the fuzzy estimation obtained using the fuzzy rule table is performed. Based on the value, the discharge pressure set value correction amount is fuzzy calculated, and the discharge pressure set value calculation means for outputting the discharge pressure set value corrected based on this correction amount, and the discharge pressure set value calculation means A distribution pump rotation speed control means for inputting a discharge pressure set value and a detection value from the discharge pressure gauge and performing feedback control of the rotation speed of the water distribution pump is provided.
【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。According to the second aspect of the present invention, the purified water in the water reservoir is supplied to the water distribution network by the water distribution pump, and the constant control of the terminal pressure of the water distribution network is based on the rotation speed control of the water distribution pump. In a water distribution system performed by, a discharge pressure gauge for detecting a discharge pressure of the water distribution pump, a discharge flow meter for detecting a discharge flow rate of the water distribution pump, and a water distribution end pressure gauge for detecting an end pressure of the water distribution network. A first fuzzy rule table storing a first fuzzy rule according to a combination of a deviation value between a set value and a detected value of the terminal pressure of the water distribution network and a discharge flow rate value of the water distribution pump, A second fuzzy rule storing a second fuzzy rule corresponding to a combination of the first fuzzy inference value obtained from the first fuzzy rule table and the variation of the deviation value. After inputting the detection values from the table and the discharge flow meter and the water distribution terminal pressure gauge and obtaining the first fuzzy inference value using the first fuzzy rule table, the second fuzzy rule is further obtained. Use the table to find the second fuzzy inference value,
Based on the fuzzy inference value, the discharge pressure set value correction amount is fuzzy calculated, and the discharge pressure set value corrected based on the correction amount is output, and the discharge pressure set value calculation unit is provided. And a discharge pressure set value from the discharge pressure gauge, and a distribution pump rotation speed control means for performing feedback control of the rotation speed of the water distribution pump.
【００１１】[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。In the invention according to claim 1, the discharge pressure set value calculating means first inputs the detected value from the water distribution end pressure gauge to obtain the deviation value between the set value and this detected value. Then, using a fuzzy rule table, a fuzzy inference value determined by a combination of the deviation value and the detection value of the discharge flow meter is obtained, and a correction amount for the discharge pressure set value is obtained from the fuzzy inference value. Then, the discharge pressure set value corrected based on this correction amount is output.
【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。The pump rotation speed control means inputs this discharge pressure set value and performs feedback control of the rotation speed of the water distribution pump so that the deviation between this set value and the detected value from the discharge pressure gauge becomes zero. .
【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。When the water distribution end pressure is a constant value, the change in the water distribution end pressure and the discharge flow rate is non-linear.
Making such a non-linear change is a conventional P
Although it is impossible with the I control, it becomes possible if a fuzzy operation method is used.
【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。According to a second aspect of the present invention, a second fuzzy rule table is added to the configuration of the first aspect of the invention. According to this method, after the first fuzzy inference value is obtained, the second fuzzy inference value obtained by further optimizing the first fuzzy inference value is obtained. The pressure setpoint can be obtained.
【００１５】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the invention according to claim 1.
【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。In FIG. 1, the purified water in the distribution reservoir 1 is distributed to the distribution network 2 by n distribution pumps P 1 to P n . A discharge pressure gauge 3 and a discharge flow meter 4 are provided between the water distribution pumps P 1 to P n and the water distribution network 2, and a water distribution terminal pressure gauge 5 is provided at a predetermined position of the water distribution network 2. There is.
【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。A human interface 6 which is an operating device such as a keyboard is provided in the central management control room, and an operator can operate the human interface 6 while watching the display of the CRT 7.
【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。A command signal from the human interface 6 is output to the arithmetic unit 8. The calculation device 8 has a discharge pressure set value calculation means 9, a water distribution pump rotation speed control means 10 and a fuzzy rule table 11.
【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。In the fuzzy rule table 11, the deviation between the set value and the detected value of the distribution end pressure and the distribution pump P 1
The fuzzy rules according to the combination with the discharge flow rate value of Pn are described. Then, the discharge pressure set value calculation means 9 inputs the detected values from the water distribution end pressure gauge 5 and the discharge flow meter 4, calculates a fuzzy inference value using the fuzzy rule table 11, and discharges the discharge pressure at every predetermined inference cycle. The set value is modified. The water distribution pump rotation speed control means 10 determines the water distribution pumps P 1 to P based on the discharge pressure set value.
It controls the number of revolutions of P n .
【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。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the invention described in claim 2. 2 is different from FIG. 1 in that a second fuzzy rule table 12 is added to the arithmetic unit 8A. The first fuzzy rule table 11 is the same as the fuzzy rule table 11 of FIG.
The second fuzzy rule table 12 is a combination of the first fuzzy inference value obtained from the first fuzzy rule table 11 and the variation of the deviation value between the set value and the detected value of the water distribution end pressure. The corresponding second fuzzy rule is described.
【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。FIG. 3 shows a first fuzzy rule table 1
It is explanatory drawing which shows the relationship between 1 and the 2nd fuzzy rule table 12. That is, the discharge pressure set value calculation means 9
When the first fuzzy inference value is obtained using the first fuzzy rule table 11, the second fuzzy inference value is input as the input when the second fuzzy rule table 12 is used. Then, the correction amount of the discharge pressure set value is calculated from this second fuzzy inference value.
【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。FIG. 4 shows the first fuzzy rule table 11
5 is a chart showing the contents of FIG. 5, and FIG. 5 is a chart showing the contents of the second fuzzy rule table 12. Rule Nos. R1 to R15 in parentheses in FIG. 4 and R1 to R25 in parentheses in FIG. Is represented. For example, in FIG. 4, if the distribution end pressure deviation E (t) is PB and the distribution pump discharge flow rate Q (t) is PB, the rule R1 fires and the first
The fuzzy inference value h in f of P becomes PB. Further, FIG. 6 shows PB, PM, PS, Z, N in FIG. 4 and FIG.
It is a chart showing the meaning of S, NM, and NB.
【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。FIG. 7 is a diagram for explaining the fuzzy operation in FIGS.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a membership function used with the table of FIG. FIG. 7A shows the membership function for the distribution end pressure deviation, the distribution pump discharge flow rate, the first fuzzy inference value, and the variation of the distribution end pressure deviation, and FIG. 7B shows the second fuzzy. The membership function for the inferred value is shown.
【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。Next, the operation of the embodiment of the invention described in claim 1 will be described. FIGS. 8A and 8B are characteristics showing an example of characteristics of the distribution end pressure H pv (t) and the discharge flow rate Q pv (t) detected by the distribution end pressure gauge 5 and the discharge flow meter 4 in FIG. 1. It is a figure.
【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。The water distribution end pressure commanded from the human interface 6 to the discharge pressure set value calculation means 9 is H sv [m
Aq], the distribution end pressure at time t detected by the distribution end pressure gauge 5 is H pv (t) [mAq], and the discharge flow rate at time t detected by the discharge flow meter 4 is Q pv (t) [. m 3
/ H], the water distribution end pressure deviation e (t) at time t
[MAq] can be calculated by the following equation (1).
【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。E (t) = H sv −H pv (t) (1) Then, the distribution end pressure deviation e (t) and the discharge flow rate Q pv (t) are input when the fuzzy rule table 11 is used. These deviations e can be treated as
(T) and the flow rate Q pv (t) respectively normalized value E
(T) and Q (t) are calculated.
【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。The normalized value E (t) of the water distribution end pressure and the normalized value Q (t) of the discharge flow rate can be calculated by the following equations (2) and (3).
【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。E (t) = e (t) / He max (2) Q (t) = (Q pv (t) −Q m ) / Q g (3) where He max is the water distribution terminal Allowable pressure deviation range [mAq]
Is. Further, Q m is the maximum discharge flow rate Q max [m 3 /
h] and the minimum discharge flow rate Q min [m 3 / h], which is a value represented by Q m = (Q max + Q min ) / 2, and Q g is the difference between Q max and Q min. Is the average of
Is the absolute value of Q g = (Q max -Q min ) / 2.
【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。When the above E (t) and Q (t) are obtained,
A fuzzy inference value is obtained using the membership function of FIG. 7A and the fuzzy rule table of FIG. For example, in FIG. 8A, the detected value H pv of the water distribution end pressure at time t
(T) is smaller than the set value H sv , and the discharge flow rate Q
Since pv (t) is very large, the rule R1 of the fuzzy rule table of FIG. 4 is fired. Then, the fuzzy inference value of the value corresponding to PB of this rule R1 is obtained.
【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。In this way, the fuzzy rule table 11
The normalized value of the fuzzy inference value or correction amount of the discharge pressure setpoint as determined by the h inf, when the discharge pressure setting value correction amount allowable range and dh max [mAq], discharge pressure setting value correction amount at time t dh (t) can be calculated by the following equation (4).
【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。Dh (t) = h inf * dh max (4) Therefore, assuming that the inference cycle is dt, the discharge pressure set value h sv (t) [mAq] at time t is calculated by the following equation (5). You can ask.
【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。H sv (t) = h sv (t−dt) + dh (t) (5) The discharge pressure set value calculation means 9 uses the discharge pressure set value h sv (t) calculated as described above. Distribution pump rotation speed control means 1
Output to 0. The water distribution pump rotation speed control means 10 controls the water distribution pumps P 1 to P n so that the deviation between the discharge pressure set value h sv (t) and the detected value from the discharge pressure gauge 3 becomes zero.
Feedback control the number of revolutions.
【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。In the configuration of FIG. 1 described above, the discharge pressure set value calculation means 9 constantly monitors the detected values from the water distribution end pressure gauge 5 and the discharge flow meter 4, and based on the fuzzy calculation, a predetermined inference cycle. The optimum discharge pressure set value is output for each. Therefore, the water distribution end pressure can be constantly controlled to a desired value in a stable state.
【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。Next, the operation of the embodiment of the invention described in claim 2 will be described. The discharge pressure set value calculation means 9 in FIG. 2 is similar to the case of FIG. 1 and includes (1), (2), (3)
Based on the formula, the first fuzzy inference value h inf is obtained using the first fuzzy rule table 11.
【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。The discharge pressure set value calculation means 9 then changes de (t) in the distribution end pressure deviation e (t) [mAq].
[MAq] is obtained by the following equation (6), and further, the value dE (t) obtained by normalizing this variation de (t) is obtained by the equation (7). However, Hde max in the equation (7) is the change de
It is an allowable width [mAq] of (t).
【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。De (t) = e (t) −e (t−dt) (6) dE (t) = de (t) / Hde max (7) The discharge pressure set value calculation means 9 is This dE (t) and the first
From the first fuzzy inference value h inf obtained using the fuzzy rule table 11 of No. 2 to the second fuzzy inference value H inf using the second fuzzy rule table 12 (normalization of the correction amount of the discharge pressure set value Value). In the example of FIG. 8A, the water distribution end pressure e (t) sharply decreases at the time t, so the change de (t) in FIG.
B, and since the first fuzzy inference value h inf also corresponds to PB, the rule R1 fires in FIG. 5 as well. Then, the second fuzzy inference value H inf corresponding to PB of this rule R1 is obtained.
【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。Discharge pressure set value correction amount allowable range is dH
If max [mAq] is set, the discharge pressure set value correction amount dH (t) at time t can be obtained by the following equation (8).
【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。DH (t) = H inf * dH max (8) Therefore, the discharge pressure set value h sv (t) at time t can be obtained by the following equation (9).
【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。H sv (t) = h sv (t−dt) + dH (t) (9) The discharge pressure set value calculation means 9 calculates the discharge pressure set value h sv (t) as described above. Distribution pump rotation speed control means 1
Output to 0. The water distribution pump rotation speed control means 10 controls the water distribution pumps P 1 to P n so that the deviation between the discharge pressure set value h sv (t) and the detected value from the discharge pressure gauge 3 becomes zero.
Feedback control the number of revolutions.
【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。In the configuration of FIG. 2 described above, since the discharge pressure set value correction amount is fuzzy calculated using two fuzzy rule tables, a finer control can be performed than that of the configuration of FIG.
【００４１】[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。As described above, according to the present invention, the detection values from the discharge flow meter and the water distribution end pressure gauge are monitored, and the discharge pressure set value can be corrected for each inference cycle by fuzzy calculation. Therefore, when performing constant control of the water distribution end pressure, a desired value of the water distribution end pressure can be obtained in a stable state.
【図１】請求項１記載の発明の実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the invention described in claim 1.
【図２】請求項２記載の発明の実施例の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the invention described in claim 2.
【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。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between first and second fuzzy rule tables in FIG.
【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。FIG. 4 is a fuzzy rule table in FIG. 1 or FIG.
3 is a diagram showing the contents of a first fuzzy rule table in FIG.
【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。FIG. 5 is a chart showing the contents of a second fuzzy rule table in FIG.
【図６】図４及び図５における記号の意味を表わした図
表。FIG. 6 is a chart showing the meaning of symbols in FIGS. 4 and 5.
【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。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a membership function used together with the fuzzy rule tables of FIGS. 4 and 5 in fuzzy calculation.
【図８】配水末端圧力及び吐出流量の特性例を示す特性
図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a characteristic example of a water distribution end pressure and a discharge flow rate.
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1 Reservoir 2 Water distribution network 3 Discharge pressure gauge 4 Discharge flow meter 5 Water distribution end pressure gauge 9 Discharge pressure set value calculation means 10 Water distribution pump rotation speed control means 11 Fuzzy rule table or first fuzzy rule table 12 Second fuzzy Rule table P 1 ~ P n Water distribution pump
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Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location G05B 13/02 N 9131-3H (72) Inventor Masanori Niiyama No. 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu Factory (72) Inventor Yasuo Yamamoto 1st Toshiba Town, Fuchu City, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu Factory
Claims (2)
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。1. A water distribution system in which purified water in a distribution reservoir is supplied to a distribution network by a distribution pump, and constant control of the terminal pressure of this distribution network is performed by discharge pressure control based on rotation speed control of the distribution pump. A discharge pressure gauge that detects a discharge pressure of the water distribution pump, a discharge flow meter that detects a discharge flow rate of the water distribution pump, a water distribution end pressure gauge that detects an end pressure of the water distribution network, and a water distribution network A fuzzy rule table storing a fuzzy rule according to a combination of a deviation value between a set value and a detection value of the terminal pressure and a discharge flow rate value of the water distribution pump, and a fuzzy rule table from the discharge flow meter and the water distribution terminal pressure gauge. While inputting the detected value, the discharge pressure set value correction amount is fuzzy calculated based on the fuzzy inference value obtained using the fuzzy rule table, and based on this correction amount. The discharge pressure set value calculating means for outputting the corrected discharge pressure set value, and the discharge pressure set value from the discharge pressure set value calculating means and the detected value from the discharge pressure gauge are inputted to rotate the water distribution pump. A water distribution end pressure control device comprising: a water distribution pump rotation speed control means for feedback-controlling the number.
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。2. A distribution system in which purified water from a distribution reservoir is supplied to a distribution network by a distribution pump, and constant control of the terminal pressure of this distribution network is performed by discharge pressure control based on rotation speed control of the distribution pump. A discharge pressure gauge that detects a discharge pressure of the water distribution pump, a discharge flow meter that detects a discharge flow rate of the water distribution pump, a water distribution end pressure gauge that detects an end pressure of the water distribution network, and a water distribution network A first fuzzy rule table storing a first fuzzy rule according to a combination of a deviation value between a set value and a detected value of the terminal pressure and a discharge flow rate value of the water distribution pump; and the first fuzzy rule table. First required from the table
A second fuzzy rule table storing a second fuzzy rule corresponding to a combination of the fuzzy inference value and the variation of the deviation value, and detected values from the discharge flow meter and the water distribution terminal pressure gauge. After inputting, using the first fuzzy rule table to obtain the first fuzzy inference value, further using the second fuzzy rule table to obtain the second fuzzy inference value, the second fuzzy inference value Based on the inferred value, the discharge pressure set value correction amount is fuzzy calculated, and the discharge pressure set value calculation means for outputting the discharge pressure set value corrected based on this correction amount, and the discharge pressure set value calculation means A distribution pump rotation speed control means for inputting a discharge pressure set value and a detection value from the discharge pressure gauge and performing feedback control of the rotation speed of the water distribution pump. End pressure controller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537594A JPH0895645A (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Water supply terminal pressure controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537594A JPH0895645A (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Water supply terminal pressure controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0895645A true JPH0895645A (en) | 1996-04-12 |
Family
ID=16985160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23537594A Pending JPH0895645A (en) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Water supply terminal pressure controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0895645A (en) |
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1994
- 1994-09-29 JP JP23537594A patent/JPH0895645A/en active Pending
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