JP7399394B2 - Agricultural water distribution systems and their operation methods - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 ・配布場所 平成30年度実用新技術講習会・技術相談会 配布日 平成30年11月5日 ・研究集会名 平成30年度実用新技術講習会・技術相談会 開催場所 東京大学弥生講堂一条ホール 開催日 平成30年11月5日 ・配布場所 記者レク 配布日 平成30年11月12日 ・ウェブサイトのアドレス http://www.maff.go.jp/j/council/seisaku/nousin/ 掲載日 平成31年1月11日 ・研究集会名 食料・農業・農村政策審議会 農業農村振興整備部会 平成30年度 第3回 開催場所 農林水産省 開催日 平成31年1月15日 ・配布場所 SATテクノロジー・ショーケース 2019 配布日 平成31年1月29日 ・研究集会名 SATテクノロジー・ショーケース 2019 開催場所 つくば国際会議場 開催日 平成31年1月29日 ・刊行物名 「農村振興」 発行日 平成31年4月15日 発行所 全国農村振興技術連盟
本発明は、農業用の配水システムおよびその運転方法に関する。 The present invention relates to an agricultural water distribution system and a method of operating the same.
農業用水の供給は、開水路方式から、需要主導型の水管理により適しているパイプライン方式への転換が進められてきている。パイプライン方式としては、ポンプに送水管を直結させる加圧直送式および配水槽を介した配水槽式等が挙げられるが、近年では、配水槽式の利用が多くなりつつある。配水槽式は、1)高低差の確保が困難な地域でも、低圧(自然圧)パイプラインの利用が可能となる、2)配水槽が、水源からの取水状況の変動や、圃場での水需要の変動等に対するバッファとして機能する、等の利点を有する。そのため、配水槽式は、需要主導型の農業用水の管理を、節水かつ省エネルギーで実現し得ると期待されている。 Agricultural water supply is undergoing a transition from open channel systems to pipeline systems, which are more suitable for demand-driven water management. Examples of the pipeline system include a pressurized direct delivery system in which a water pipe is directly connected to a pump, and a water tank system in which a water distribution tank is used.In recent years, the water tank system has been increasingly used. The water tank type allows the use of 1) low-pressure (natural pressure) pipelines even in areas where it is difficult to maintain height differences, and 2) the water tank prevents fluctuations in water intake from the water source and water in the field. It has the advantage of functioning as a buffer against fluctuations in demand, etc. Therefore, the water tank type is expected to realize demand-driven agricultural water management with water and energy savings.
パイプライン方式による農業用水の供給(パイプライン灌漑)において、次の二タイプ1)および2)の配水槽式が利用されている。
1)配水槽内の下限水位と上限水位とを設定し、水量が下限水位に達すればポンプをオンし、水量が上限水位に達すればポンプをオフする制御方式(オン/オフ制御)。
2)ポンプをオンした状態を継続し、配水槽から余水をオーバーフローさせて、一定水頭を保つ方式。
In the supply of agricultural water by pipeline method (pipeline irrigation), the following two types 1) and 2) water tank type are used.
1) A control method (on/off control) in which a lower limit water level and an upper limit water level are set in the water distribution tank, and when the water amount reaches the lower limit water level, the pump is turned on, and when the water amount reaches the upper limit water level, the pump is turned off.
2) A method that maintains a constant water head by keeping the pump on and allowing surplus water to overflow from the water distribution tank.
上記1)の方式は、需要増大時に頻繁にポンプのオン/オフの切替えが発生し、ポンプに大きな負担がかかる上に、省エネルギーではないという問題を有する。また、ポンプのオン/オフの切替え頻度を減らすためには、非常に大型の配水槽が必要となり、設置コストや設置場所の問題も有する。 The above method 1) has the problem that the pump is frequently switched on and off when demand increases, which places a heavy burden on the pump and does not save energy. Furthermore, in order to reduce the frequency of switching the pump on and off, a very large water distribution tank is required, which poses problems in installation cost and installation location.
一方、上記2)の方式は、比較的小型の配水槽に適用される方式であり、設置コストや設置場所の問題は有しない。しかし、ポンプをオンした状態を継続して、常時、余水を発生させる点で、省エネルギーではないという問題を有する。 On the other hand, the method 2) above is a method that is applied to relatively small water distribution tanks, and does not have problems with installation cost or installation location. However, there is a problem in that it is not energy-saving because the pump is kept on and surplus water is generated all the time.
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、農業用の配水システムであって、需要主導型の農業用水の管理を、節水かつ省エネルギーで実現し得るものを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an agricultural water distribution system that can realize demand-driven agricultural water management in a water-saving and energy-saving manner. It is about providing.
発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討し、本発明を完成させるに至った。 The inventors have made extensive studies to solve the above problems and have completed the present invention.
本発明は、配水槽と、配水槽に揚水するポンプとを備えた農業用の配水システムを運転する方法であって、配水槽内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽に連続して揚水する方法である。 The present invention is a method for operating an agricultural water distribution system that includes a water distribution tank and a pump that pumps water into the water distribution tank, and the amount of water discharged from the pump is adjusted in stages according to changes in the amount of water in the water distribution tank. This is a method of continuously pumping water to a water distribution tank while controlling the amount of water.
また、本発明は、配水槽と、配水槽に揚水するポンプと、配水槽から配水を受ける配水桝とを備えた農業用の配水システムを運転する方法であって、配水桝内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽に連続して揚水する方法である。 The present invention also provides a method for operating an agricultural water distribution system including a water distribution tank, a pump for pumping water to the water distribution tank, and a water distribution basin for receiving water from the distribution tank, the method comprising: changing the amount of water in the distribution basin; This method continuously pumps water into the water distribution tank while controlling the discharge amount of the pump in stages according to the amount of water.
また、本発明は、農業用の配水システムであって、配水槽と、配水槽に揚水するポンプと、配水槽内の水量の情報を取得する計測装置と、計測装置が取得した配水槽内の水量の情報を、ポンプの駆動制御装置へ伝達する情報通信装置と、を備える配水システムである。 The present invention also provides an agricultural water distribution system, which includes a water distribution tank, a pump that pumps water into the water distribution tank, a measuring device that acquires information on the amount of water in the water distribution tank, and a water distribution system that measures the amount of water in the water distribution tank acquired by the measuring device. This is a water distribution system that includes an information communication device that transmits water amount information to a pump drive control device.
本発明の一態様によれば、需要主導型の農業用水の管理を、節水かつ省エネルギーで実現し得る農業用の配水システムを提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an agricultural water distribution system that can realize demand-driven agricultural water management with water and energy savings.
〔実施形態1〕
1-1.配水システム
本発明に係る農業用の配水システムは、配水槽と、配水槽に揚水するポンプと、配水槽内の水量の情報を取得する計測装置と、計測装置が取得した配水槽内の水量の情報を、ポンプの駆動制御装置(以下、「ポンプ駆動制御装置」ということがある)へ伝達する情報通信装置とを備えている。
[Embodiment 1]
1-1. Water Distribution System The agricultural water distribution system according to the present invention includes a water distribution tank, a pump that pumps water into the water distribution tank, a measuring device that obtains information on the amount of water in the water distribution tank, and a measuring device that obtains information on the amount of water in the water distribution tank that is obtained by the measuring device. and an information communication device that transmits information to a pump drive control device (hereinafter sometimes referred to as "pump drive control device").
本発明の一実施形態について、図1に基づいて説明すれば以下の通りである。図1は、本発明の実施形態1に係る配水システムの一例を示す図である。
An embodiment of the present invention will be described below based on FIG. 1. FIG. 1 is a diagram showing an example of a water distribution system according to
本実施形態に係る配水システム1は、農業用の配水システムであって、一例において、水源から圃場へ水を送るためのシステムである。この配水システム1は、ファームポンド50(水源)、ポンプ30、配水槽10、給水栓14、および、各要素をつなぐパイプラインを含んで構成されている。本発明の一実施形態における配水システムは、給水栓に加えて配水桝を備えていてもよい。また、本発明の一実施形態における配水システムは、給水栓に替えて配水桝を備えていてもよい。配水桝を用いる形態は、実施形態2において説明する。また、本発明の一実施形態における配水システムは、配水槽10の下流側にさらに配水槽を備えていてもよい。
The
(水源)
水源としては、例えば、水路、貯水池(ファームポンド50)、溜池および河川などが挙げられるが、特にこれに限らない。
(water source)
Examples of water sources include, but are not limited to, waterways, reservoirs (farm pond 50), ponds, rivers, and the like.
(配水槽)
配水槽10は、水源(ファームポンド50)から圃場(水田40)へ水を送る途中で一時的に貯水をするためのタンクである。配水槽は、水源からの取水状況の変動、および、圃場での水需要の変動等に対するバッファとして機能する。配水槽は、圃場への給水圧を確保するため、圃場よりも高い場所に設置される。一例では、配水槽の底面は、圃場よりも50cm以上高い場所に設置される。維持管理の容易さや、設置コストの観点では、配水槽の底面は、圃場よりも4m以下であることが好ましい場合がある。
(Water tank)
The
配水槽10は、小型の配水槽であることが好ましい。一例において、配水槽の容積は、50m3以下または25m3以下であることが好ましく、15m3以下または10m3以下であることがより好ましく、7m3以下または5m3以下であることがさらに好ましい。小型の配水槽を用いることで、ポンプへの負荷を小さくすることができるため、消費エネルギーを低く抑えることができる。また、配水槽を設置するための敷地を縮小することができる。バッファとしての機能の観点では、配水槽の容積は、2m3以上であることが好ましい場合があり、3m3以上であることがより好ましい場合がある。
It is preferable that the
配水槽の形状は特に限定されないが、施工性等を考慮すれば、円筒形または直方体が好ましい。一例において、配水槽は、高さが約2mで直径が約1.5mである。高さと配水槽幅の比は配水槽に必要な圧力に応じて変わるものであるが、高さの方が横幅より小さい場合は構造上の安定性が増大するため好ましい。 Although the shape of the water distribution tank is not particularly limited, a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped is preferable in consideration of workability and the like. In one example, the water tank is approximately 2 meters high and approximately 1.5 meters in diameter. The ratio of the height to the width of the water tank varies depending on the pressure required for the water tank, but it is preferable that the height is smaller than the width because this increases structural stability.
配水槽10は、ポンプ30による水源からの揚水を受ける揚水管11と、圃場へ配水するための配水管12とを備えている。揚水管11は、ファームポンド50と配水槽10とを接続し、途中にポンプ30を備えている。配水管12は、圃場に設けられた給水口と、配水槽10とを接続する。配水管12の一端は、配水槽10内の底面から所定の高さ(施設限界)で、配水槽内に開口する。配水槽10内の水量が施設限界を下回ると、配水槽10から圃場への配水は出来ない。
The
配水槽10は、余水を配水槽10の外へ排出するための余水排水管13を備えている。余水排水管13の一端は、配水槽10内の底面から所定の高さ(施設上限:施設上限は、施設限界より高い位置)で、配水槽内に開口する。配水槽10内の水量が施設上限を上回ると、余水排水管13を通じて、余剰の水(余水)が配水槽10からファームポンド50へ戻される。余水排水管13は、非常時等のポンプおよびパイプライン系(配水管12等)への負荷を低減する。
The
(計測装置)
計測装置15は、配水槽内の水量の情報を取得する(以下、「配水槽の計測装置15」ともいう)。一例において、計測装置15は、計測装置を制御する制御部と、水量の情報を取得するためのセンサと、通信部とを備えている。
(Measuring device)
The measuring
通信部は、制御部の制御を受けて、センサが取得した水量の情報を情報通信装置20へ送信する。通信の形態については、「(情報通信装置)」の項目で述べる。
The communication unit transmits information on the amount of water acquired by the sensor to the
「水量」は、例えば、体積など、水の量を直接的に示す指標を用いた量であってもよいし、水の量を間接的に示す指標を用いた量であってもよい。一例において、配水槽内の水の量を間接的に示す指標としては、配水槽内の水位および所定の水深における水圧などが挙げられる。 The "amount of water" may be an amount using an index that directly indicates the amount of water, such as volume, or may be an amount using an index that indirectly indicates the amount of water. In one example, indicators that indirectly indicate the amount of water in the water distribution tank include the water level in the water distribution tank and the water pressure at a predetermined water depth.
計測をより簡易的にする観点からは、本実施形態における水量は、配水槽内の水位を指標とすることが好ましい。配水槽の計測装置のセンサには、水量を計測するための指標に応じて、広く用いられている計器を用いることができる。水位、一般的な水位計などを用いて測定することができる。 From the viewpoint of simplifying the measurement, it is preferable that the water level in the water distribution tank is used as an index for the amount of water in this embodiment. As the sensor of the water distribution tank measuring device, widely used meters can be used depending on the index for measuring the amount of water. Water level can be measured using a general water level meter.
(給水栓)
配水管12の末端にあたる給水口には、水田毎に給水栓14を設けている。給水栓14は、圃場へ給水される単位時間当たりの給水量の情報(以下、「給水量情報」ということがある)を取得する。給水量情報は、例えば、流量計を用いて測定することができる。
(hydrant)
A
無効放流の制御等の目的で、給水栓14は自動給水栓であることが好ましい。自動給水栓は、対応する水田40の水位情報に基づき、動作状況(例えば、栓の開閉、および栓の開き具合)が自動制御される。自動給水栓の制御は、自動給水栓において、または自動給水栓の近辺において行うことが可能であるが、遠方(例えば、ポンプ駆動制御装置の付近)からも行えることが好ましい。自動給水栓の給水量情報および動作状況は、後述する情報通信装置20を介してポンプ駆動制御装置31にリアルタイムで伝達される。
For purposes such as controlling ineffective water discharge, the
配水管12への負荷を低減するとともに、配水管12が詰まるのを防ぐ観点から、配水管12の末端には、最も下流の給水口よりもさらに下流へ、圃場へ給水されない余水および泥などを流すための管が設けられている場合がある。本実施形態に係る配水システム1は、給水栓14を備えていることで、配水槽10が配水する水のうち、圃場へ給水されない余水を除いた実需用(圃場への給水量)を把握することができる。
In order to reduce the load on the
(情報通信装置)
情報通信装置20は、配水槽の計測装置15が取得した配水槽内の水量の情報、および給水栓14が取得した給水量情報をポンプ駆動制御装置31へ伝達する。一例において、情報通信装置20は、情報通信装置を制御する制御部と、通信部とを備えている。
(Information communication device)
The
通信部は、制御部の制御を受けて、計測装置、給水栓14およびポンプ駆動制御装置31などと通信する。通信部は、配水槽内の水量の情報、および給水量情報を受信する受信部と、受信した情報をポンプ駆動制御装置へ送信する送信部を備えていることが好ましい。本実施形態に係る配水システムが情報通信装置を備えていることによって、配水槽10と水源あるいはポンプ30と水田40との間で距離が離れている場所があったとしても、配水槽10の水量および給水量に応じてポンプの吐出し量を制御することができるため、水管理労力を低減することができる。
The communication unit communicates with the measuring device, the
情報通信は、有線通信であっても、電波を用いた無線通信であってもよいが、無線通信であることが好ましい。情報通信として無線通信を用いることで、例えば、水源からポンプおよび配水槽を介した圃場への配水状況を、端末(例えば、図1の「端末60」)などを用いて遠方から監視できることも可能となるためである。 Information communication may be wired communication or wireless communication using radio waves, but wireless communication is preferable. By using wireless communication as information communication, for example, it is possible to monitor the status of water distribution from a water source to a field via a pump and water tank from a distance using a terminal (for example, "terminal 60" in Figure 1). This is because.
無線通信の例としては、3G(3rd Generation)以上の回線、LTE(Long Term Evolution)回線、VPN回線、Bluetooth(登録商標)、Z-Wave、Wi-SUN、ZigBee(登録商標)、LPWA(Low Power Wide Area)およびWiFi(登録商標)などを利用した通信が挙げられる。 Examples of wireless communications include 3G (3rd Generation) or higher lines, LTE (Long Term Evolution) lines, VPN lines, Bluetooth (registered trademark), Z-Wave, Wi-SUN, ZigBee (registered trademark), and LPWA (Low Examples include communication using Wi-Fi (registered trademark) and Wi-Fi (registered trademark).
(ポンプ)
ポンプ30は、水源から配水槽10に揚水するためのポンプである。本実施形態におけるポンプ30は、ポンプ駆動制御装置31から、ポンプの吐出し量の段階的な制御を受けながら、配水槽に連続して揚水を行う。ポンプ駆動制御装置31については後述する。
(pump)
The
ここで、「ポンプの吐出し量の段階的な制御を受けながら、連続して揚水を行う」とは、ポンプの電源がオンであって、ポンプが駆動していることにより揚水が行われている状態において、必要に応じて、ポンプの吐出し量を複数段階に制御することを指す。本明細書において、「ポンプの吐出し量」とは、「単位時間あたりにポンプから吐き出される水量」を指す。 Here, "pumping water continuously while receiving stepwise control of the discharge amount of the pump" means that the power to the pump is on and water is being pumped while the pump is driving. This refers to controlling the discharge amount of the pump in multiple stages as necessary in the current state. In this specification, "the amount of water discharged from the pump" refers to the "amount of water discharged from the pump per unit time."
ポンプの吐出し量の段階数、最大値および最小値などは、例えば、配水槽の容量、圃場の規模(想定される流量の範囲)、ならびに揚程の高さおよび長さなどの条件に応じて適宜決定すればよい。なお、ポンプの吐出し量の段階数は、ポンプ駆動制御装置の記憶部が格納している対応表の段階数n(後述)と同じか、より多い段階に制御できることが好ましい。 The number of stages, maximum value, and minimum value of the pump's discharge amount depend on conditions such as the capacity of the water tank, the size of the field (the expected flow rate range), and the height and length of the pump head. It may be determined as appropriate. Note that it is preferable that the number of stages of the discharge amount of the pump can be controlled to be equal to or greater than the number of stages n (described later) in a correspondence table stored in the storage section of the pump drive control device.
ポンプの種類は、吐出し量を複数段階に制御することができるものであれば特に限られないが、一例において、本実施形態におけるポンプは、渦巻き式のポンプである。 The type of pump is not particularly limited as long as the discharge amount can be controlled in multiple stages, but in one example, the pump in this embodiment is a centrifugal pump.
ポンプの吐出し量を制御する方法としては、より簡易的であるという観点から、ポンプのタービンの回転数を制御することによって、ポンプの吐出し量を制御することが好ましい。ポンプのタービンの回転数は、例えば、モーターの回転数を制御することで制御可能である。モーターの回転数の制御方法としては、例えば、インバータなどを用いて電流の周波数を制御する方法が挙げられる。 As a method for controlling the discharge amount of the pump, from the viewpoint of simplicity, it is preferable to control the discharge amount of the pump by controlling the rotation speed of the turbine of the pump. The rotation speed of the turbine of the pump can be controlled, for example, by controlling the rotation speed of the motor. An example of a method for controlling the rotation speed of the motor is a method of controlling the frequency of current using an inverter or the like.
本実施形態におけるポンプの吐出し量は、インバータを用いて制御する。インバータは一般的なものを用いることができるが、変換後の電流の周波数を複数段階に制御できるインバータを用いると、ポンプの吐出し量の段階的な制御を容易に行うことができる。 The discharge amount of the pump in this embodiment is controlled using an inverter. Although a general inverter can be used, if an inverter that can control the frequency of the converted current in multiple stages is used, the discharge amount of the pump can be easily controlled in stages.
(ポンプ駆動制御装置)
本実施形態におけるポンプ駆動制御装置31は、計測装置15が計測した配水槽内の水量の変化に応じてポンプの吐出し量を制御する。本実施形態におけるポンプ駆動制御装置31は、制御部と、通信部と、記憶部とを備えている。
(Pump drive control device)
The pump
通信部は、制御部の制御を受けて、情報通信装置20などと通信する。一例において、ポンプ駆動制御装置の通信部が情報通信装置20と通信する場合、通信部は、情報通信装置20が送信した、ポンプの吐出し量の制御に用いる、配水槽内の水量の情報および給水量情報を受信できることが好ましい。通信の形態については、「(情報通信装置)」の項目において述べた通りである。
The communication unit communicates with the
記憶部は、n(nは2以上の整数)段階に分けた、ポンプ制御用のインバータによる変換後の電流の周波数(FX)-ポンプの吐出し量(設定流量(Qset_X))の対応表(以下、「流量換算表」ともいう)を格納している。ここで、xは1~nまでの整数である。 The storage unit stores the correspondence between the frequency of the current after conversion by the inverter for pump control ( F A table (hereinafter also referred to as "flow rate conversion table") is stored. Here, x is an integer from 1 to n.
nは、ポンプの吐出し量を細かく制御して配水槽内の水量を安定させる観点からは、3以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましく、5以上であることがさらに好ましい場合がある。一方、処理が煩雑になる場合は、nは30以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましく、10以下であることがさらに好ましい場合がある。 From the viewpoint of finely controlling the discharge amount of the pump and stabilizing the amount of water in the water distribution tank, n is preferably 3 or more, more preferably 3 or more, and even more preferably 5 or more. There are cases. On the other hand, when the process becomes complicated, n is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 10 or less.
x=1(第一段階)の時のインバータによる変換後の電流の周波数(Hz)をF1、ポンプの設定流量(L/s)をQset_1とし、xが大きくなるにつれ、変換後の電流の周波数および設定流量は、段階的に大きくなる。一例において、変換後の電流の周波数は、xが1大きくなるごとに、1Hz以上8Hz以下の範囲で大きくなることが好ましく、1Hz以上5Hz以下の範囲で大きくなることがより好ましく、1Hz以上3Hz以下の範囲で大きくなることが更に好ましい。 The frequency (Hz) of the current after conversion by the inverter when x = 1 (first stage) is F 1 , the set flow rate (L/s) of the pump is Q set_1 , and as x increases, the current after conversion The frequency and set flow rate of are increased in stages. In one example, the frequency of the current after conversion preferably increases in the range of 1 Hz or more and 8 Hz or less, more preferably increases in the range of 1 Hz or more and 5 Hz or less, and preferably increases in the range of 1 Hz or more and 3 Hz or less, for each increase in x by 1. It is more preferable that it be large within the range of .
一例において、隣り合う段階間における電流の周波数の差(周波数の変動幅)は、次のようにして決定することができる。すなわち、まず、圃場からの水の需要量について、圃場の規模等から想定し得る最大需要量を特定する。次に、流量換算表を参照して、需要量が最大のときに、配水槽内の水量の変化が最小限となるよう、インバータによる変換後の電流の周波数の最大値F_maxを決定する。そして、ポンプを駆動させておくための最低限の周波数F_minと、必要となり得る最大の周波数F_maxとの差をn(ポンプの吐出し量の段階数)で除することで、周波数の変動幅を決定することができる。 In one example, the difference in frequency of current (frequency variation width) between adjacent stages can be determined as follows. That is, first, regarding the demand for water from the field, the maximum demand that can be assumed based on the size of the field, etc. is identified. Next, with reference to the flow rate conversion table, the maximum value F_max of the frequency of the current after conversion by the inverter is determined so that the change in the amount of water in the water distribution tank is minimized when the demand is at its maximum. Then, by dividing the difference between the minimum frequency F _min to keep the pump running and the maximum frequency F _max that may be required by n (the number of pump discharge volume stages), the frequency fluctuation can be calculated. Width can be determined.
なお、周波数の変動幅は一律でなくてもよい。例えば、配水槽の容量および圃場の規模から想定される、高い頻度で用いられる周波数の範囲内において、段階間の周波数の差を小さくすることができる。 Note that the frequency fluctuation range does not have to be uniform. For example, the difference in frequency between stages can be made small within the frequency range that is frequently used, which is assumed based on the capacity of the water tank and the size of the field.
周波数の変動幅は、運用実績のあるxの範囲、あるいは実際に生じた需要量の最大値等に基づいて、適宜、変更することも可能である。例えば、n=10に設定してあった場合において、運用実績のある段階がx=1~3である場合には、それまでx=3に対応していたF3およびQset_3の値を、新たにx=10に対応するF(F10’)およびQset(Qset_10’)として設定してもよい。このとき、新たなx=2~9に対応するF2’~F9’およびQset_2’~Qset_9’は、F10’およびQset_10’の値に応じて(例えば上述の方法などによって)設定すればよい。 The frequency fluctuation width can be changed as appropriate based on the range of x that has been used in operation, the maximum value of the demand that actually occurred, or the like. For example, in the case where n=10 is set, if the stage with operational performance is x=1 to 3, the values of F 3 and Q set_3 , which previously corresponded to x=3, are changed to It is also possible to newly set F (F 10' ) and Q set (Q set_10' ) corresponding to x=10. At this time, F 2' to F 9' and Q set_2' to Q set_9' corresponding to new x=2 to 9 are determined according to the values of F 10' and Q set_10' (for example, by the method described above). Just set it.
このように、段階数を変更せずに、インバータによる変換後の電流の周波数およびポンプの吐出し量の上限を実績に合わせて小さくすることで、周波数の変動幅を小さくすることができる。これにより、ポンプの設定流量を、より流出量に近い値にでき、より細かい制御を行うことが可能になる。したがって、ポンプの設定流量の変更頻度を減らすことができるので、消費エネルギーを抑えることが可能になる。 In this way, by reducing the frequency of the current after conversion by the inverter and the upper limit of the pump discharge amount in accordance with actual results without changing the number of stages, it is possible to reduce the range of frequency fluctuation. Thereby, the set flow rate of the pump can be set to a value closer to the outflow amount, and more detailed control can be performed. Therefore, the frequency of changing the set flow rate of the pump can be reduced, making it possible to suppress energy consumption.
制御部は、上述のポンプ駆動制御装置31の各部を統括的に制御するものであり、情報通信装置20が送信した配水槽内の水量の情報および給水量情報と、記憶部から取得した流量換算表とを参照し、配水槽内の水量の変化に応じてポンプの駆動制御を行う。
The control section centrally controls each section of the above-mentioned pump
ここで、「配水槽内の水量の変化」とは、(1)圃場での需要が発生しない状態(すなわち、流量ゼロ)から需要が発生することで配水槽内の水量が減少すること、(2)圃場での需要が発生している状態において需要が減少することで配水槽内の水量が増加すること、および(3)圃場での需要が発生している状態において需要がさらに増加することで配水槽内の水量が減少することを指す。あるいは、「配水槽内の水量の変化」は、単位時間当たりの配水槽内の水量の変化量が増加することまたは減少することを指す。 Here, "change in the amount of water in the water distribution tank" refers to (1) a decrease in the amount of water in the distribution tank due to the generation of demand from a state where no demand occurs in the field (i.e., zero flow rate); 2) The amount of water in the water tank increases due to a decrease in demand while demand is occurring in the field, and (3) Demand further increases while demand is occurring in the field. This refers to the decrease in the amount of water in the water tank. Alternatively, "change in the amount of water in the water tank" refers to an increase or decrease in the amount of change in the amount of water in the water tank per unit time.
「水量の変化」は「基準となる水量」をもとに設定する。「基準となる水量」とは、圃場に給水しうる最大限の流量とすることが多いが、ある特定の値の水量であってもよい。基準となる水量は、想定される最大流量、またはローテーションする場合にはブロック最大流量などの諸条件に応じて適宜決定すればよい。一例において、基準となる水量は、配水槽の容積の25%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、75%以上であることがさらに好ましい。また、基準となる水量は、配水槽の容積の95%以下であることが好ましく、93%以下であることがより好ましく、90%以下であることがさらに好ましい。基準となる水量を定めてポンプの駆動制御を行うことは、ポンプの吐出し量が、配水槽内の水量の変化にリアルタイムに追従して連続的に制御される場合と比較して、消費電力の削減にもつながる。 "Change in water volume" is set based on the "standard water volume." The "standard amount of water" is often the maximum flow rate that can be supplied to the field, but it may also be a specific amount of water. The reference water amount may be appropriately determined according to various conditions such as the expected maximum flow rate or, in the case of rotation, the block maximum flow rate. In one example, the reference amount of water is preferably 25% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 75% or more of the volume of the water distribution tank. Further, the reference amount of water is preferably 95% or less, more preferably 93% or less, and even more preferably 90% or less of the volume of the water distribution tank. Controlling pump drive by determining a standard water volume reduces power consumption compared to the case where the pump discharge volume is continuously controlled by following changes in the water volume in the water distribution tank in real time. This also leads to a reduction in
「単位時間当たりの水量の変化量」は、例えば、水量が変化する速度である。 The "amount of change in water amount per unit time" is, for example, the speed at which the water amount changes.
・制御例(1)
1)配水槽が配水している単位時間当たりの配水量(Qout)を求める。
2)配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲内にあるかを確認する。配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲内であれば、3)以降の制御が行われる。配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲外であれば、基準となる水量の範囲内に戻した後に(後述の制御例(2)も参照)、3)以降の制御を行う。
3)ポンプの設定流量(Qset_X)を、1)で求めた配水量(Qout)を上回る流量にする。消費電力削減の観点で、好ましくは、Qset_x<Qout<Qset_x+1となるQset_x+1を、ポンプの設定流量とする。記憶部の流量換算表を参照し、ポンプの設定流量に対応する駆動周波数(Qset_x+1の場合はFx+1)でインバータを運転する。
4)配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の上限に達したら(上限を超えたら)、基準となる水量の範囲内に戻すべく、ポンプの設定流量を1段階かそれ以上(好ましくは1段階)落とす。消費電力削減の観点で、好ましくは、Qset_x+1からQset_xに1段階落とす。ポンプの設定流量に対応する駆動周波数(Qset_xの場合はFx)でインバータを運転する。
5)配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の下限に達したら(下限を下回ったら)、基準となる水量の範囲内に戻すべく、ポンプの設定流量を1段階かそれ以上(好ましくは1段階)上げる。消費電力削減の観点で、好ましくは、Qset_xからQset_x+1に1段階上げる。ポンプの設定流量に対応する駆動周波数(Qset_x+1の場合はFx+1)でインバータを運転する。
6)以降、上記4)~5)の制御を繰り返し、ポンプを用いた配水槽への揚水を連続して行う。
7)配水槽に対する水需要が実質的に無くなった場合には、ポンプをオフにする。
・Control example (1)
1) Find the water distribution amount (Q out ) per unit time that the water distribution tank is distributing water.
2) Check whether the water volume in the water tank is within the standard water volume range. If the amount of water in the water distribution tank is within the reference amount of water, control from 3) onwards is performed. If the amount of water in the water distribution tank is outside the reference water amount range, it is returned to within the reference water amount range (see also control example (2) to be described later), and then control from 3) is performed.
3) Set the pump's set flow rate (Q set_X ) to a flow rate that exceeds the water distribution amount (Q out ) determined in 1). From the viewpoint of reducing power consumption, preferably, the set flow rate of the pump is set to Q set_x+1 , where Q set_x <Q out <Q set_x +1 . Referring to the flow rate conversion table in the storage section, the inverter is operated at the drive frequency (F x +1 in the case of Q set_x+1 ) corresponding to the set flow rate of the pump.
4) When the amount of water in the water distribution tank reaches the upper limit of the standard water amount range (if it exceeds the upper limit), adjust the set flow rate of the pump by one step or more (preferably) in order to return it to the standard water amount range. is lowered by 1 stage). From the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable to lower the Q set_x by one step from Q set_x+1 to Q set_x . The inverter is operated at the drive frequency (F x in the case of Q set_x ) corresponding to the set flow rate of the pump.
5) When the amount of water in the water distribution tank reaches the lower limit of the standard water amount range (below the lower limit), adjust the set flow rate of the pump by one step or more (preferably) in order to return it to the standard water amount range. (1 step). From the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable to raise the level by one level from Q set_x to Q set_x+1 . The inverter is operated at the drive frequency (F x +1 in the case of Q set_x +1 ) corresponding to the set flow rate of the pump.
6) From then on, repeat the controls in 4) to 5) above to continuously pump water into the water distribution tank using the pump.
7) Turn off the pump when the water demand for the water tank has substantially ceased.
上記1)において求める配水量(Qout)は、例えば、配水槽内の水量の減少量(L/s)とポンプからの流入量(L/s)との差から求めることができる。配水槽内の水量の減少量は、例えば水位計を用いる場合、水位の減少速度(cm/s)と配水槽の単位深さあたりの容積(L/cm)とを乗じることによって求めることができる。 The amount of water distribution (Q out ) determined in 1) above can be determined, for example, from the difference between the amount of decrease in the amount of water in the water distribution tank (L/s) and the amount of inflow from the pump (L/s). For example, when using a water level meter, the amount of decrease in the amount of water in the water distribution tank can be determined by multiplying the rate of decrease in water level (cm/s) by the volume per unit depth of the water tank (L/cm). .
上記3)の工程、4)の工程、および5)の工程を通してポンプを連続駆動しているが、ポンプの設定流量は、工程間でのみ変化させ、各工程内では変化させずに所定の段階で固定している。この段階的な制御によって、ポンプの電源のオン/オフを切り替えることなく、配水槽内の水量を制御することができ、消費電力の大幅な削減を実現している。 The pump is continuously driven through the steps 3), 4), and 5) above, but the set flow rate of the pump is changed only between the steps, and is not changed within each step. It is fixed at This step-by-step control allows the amount of water in the water tank to be controlled without having to turn the pump on or off, resulting in a significant reduction in power consumption.
上記2)を確認した後、4)~6)の制御を繰り返すのみでも、配水槽内の水量を、基準となる水量の範囲内に維持し得る。但し、上記1)および3)を行うことが、より消費電力の削減に繋がる。 After confirming 2) above, the amount of water in the water tank can be maintained within the standard water amount range by simply repeating the controls in 4) to 6). However, performing 1) and 3) above leads to a further reduction in power consumption.
配水槽10からの配水先として1以上の給水栓14が設けられている場合、各給水栓14における給水量情報を、ポンプの駆動制御に用いてもよい。配水槽10からの配水には、圃場へ給水されるほか、余水等として圃場へ給水されないものも含まれる。上記の配水量(Qout)のうち実需用(圃場への給水量)に基づくものが把握出来れば、1)余水の量を適切な範囲内に管理しつつ(過剰な余水の発生を防ぎつつ)、2)ポンプの設定流量を、実需用の状況に応じた必要充分な値に設定することができる。
When one or
・制御例(2)
1)配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の上限を超えていれば、ポンプの設定流量を1段階かそれ以上落とす。
2)配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の下限を下回っていれば、ポンプの設定流量を1段階かそれ以上上げる。
3)上記1)または2)の制御を行った結果、配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲内となれば、制御例(1)に切り替える。
・Control example (2)
1) If the amount of water in the water distribution tank exceeds the upper limit of the standard water amount range, reduce the set flow rate of the pump by one step or more.
2) If the amount of water in the water distribution tank is below the lower limit of the standard water amount range, increase the set flow rate of the pump by one step or more.
3) As a result of performing the control in 1) or 2) above, if the water amount in the water distribution tank falls within the reference water amount range, switch to control example (1).
・制御例(3)
制御例(1)に従い、ポンプを用いた配水槽への揚水を連続して行っている最中、さらに、配水槽から配水される単位時間当たりの配水量(Qout)の変化をポンプの駆動制御のトリガとして用いる。具体的には、制御例(1)の4)~6)において、配水槽から配水される単位時間当たりの配水量(Qout)が変化した場合、制御例(1)の3)に戻り、変化した後の配水量(Qout)を上回るポンプの吐出し量(設定流量)を再設定する。その上で、制御例(1)における4)以降を行う。
・Control example (3)
According to control example (1), while the pump is continuously pumping water to the water distribution tank, the change in the amount of water distributed per unit time (Q out ) from the water distribution tank is controlled by the pump drive. Used as a control trigger. Specifically, in control example (1) 4) to 6), if the amount of water distributed from the water distribution tank per unit time (Q out ) changes, return to control example (1) 3), Reset the pump discharge amount (set flow rate) that exceeds the changed water distribution amount (Q out ). Then, 4) and subsequent steps in control example (1) are performed.
上記の制御例(3)は、配水量(Qout)が急激に変化する場合に特に有効である。配水槽10からの配水先として1以上の給水栓14が設けられている場合、上記のトリガとして、各給水栓14における給水量情報および動作状況を用いることができる。
The above control example (3) is particularly effective when the amount of water distribution (Q out ) changes rapidly. When one or
1-2.配水システムの運転方法
本実施形態に係る配水システム1の運転方法は、配水槽10と、配水槽10に揚水するポンプ30とを備えた農業用の配水システムを運転する方法であって、配水槽内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽10に連続して揚水する方法である。以下に、本発明に係る配水システムの運転方法として、本発明に係る配水システムの処理の例について説明する。
1-2. Method of operating a water distribution system A method of operating a
(ステップ1) まず、計測装置のセンサは、配水槽内の水量の情報(以下、「水量情報」)を取得する。計測装置のセンサは、取得した水量情報を、計測装置の通信部に送信する。計測装置の制御部は、計測装置の通信部に、計測装置のセンサが取得した水量情報を、情報通信装置20へ送信させる。
(Step 1) First, the sensor of the measuring device acquires information on the amount of water in the water distribution tank (hereinafter referred to as "water amount information"). The sensor of the measuring device transmits the acquired water amount information to the communication section of the measuring device. The control unit of the measuring device causes the communication unit of the measuring device to transmit the water amount information acquired by the sensor of the measuring device to the
(ステップ2) 給水栓14は、給水量情報を取得し、取得した給水量情報を情報通信装置20へ送信する。
(Step 2) The
(ステップ3) 続いて、情報通信装置の制御部は、受信部に、計測装置が送信した水量情報および給水栓が送信した給水量情報を受信させる。受信部は、受信した水量情報および給水量情報を送信部へ送信する。情報通信装置の制御部は、送信部に、受信部が受信した水量情報および給水量情報をポンプ駆動制御装置31へ送信させる。
(Step 3) Subsequently, the control unit of the information communication device causes the receiving unit to receive the water amount information transmitted by the measuring device and the water supply amount information transmitted by the water faucet. The receiving section transmits the received water amount information and water supply amount information to the transmitting section. The control unit of the information communication device causes the transmitting unit to transmit the water amount information and water supply amount information received by the receiving unit to the pump
(ステップ4) ポンプ駆動制御装置の制御部は、記憶部が予め記憶している流量換算表を取得する。ポンプ駆動制御装置の制御部は、情報通信装置20が送信した水量情報および給水量情報と、記憶部から取得した流量換算表とを参照して、ポンプの駆動制御を行う。処理の詳細は、「(ポンプ駆動制御装置)」に記載の通りである。ポンプの駆動制御によって、ポンプの吐出し量が制御される。以上で処理は終了する。
(Step 4) The control unit of the pump drive control device obtains a flow rate conversion table stored in advance in the storage unit. The control unit of the pump drive control device performs drive control of the pump with reference to the water amount information and water supply amount information transmitted by the
本実施形態に係る配水システム1によれば、小型の配水槽を用いたとしても、余水をオーバーフローさせることなく、配水槽内の水量を一定に保って、需要に応じた給水を行うことができる。余水をオーバーフローさせないことは、消費電力を低く抑える観点から好ましい。本実施形態に係る配水システムは、需要主導型の農業用水の管理を、節水かつ省エネルギーで実現し得る。
According to the
〔実施形態2〕
本発明における他の形態について、以下に説明する。本発明における他の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にてすでに説明した内容については、同じ名称を用い、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same names will be used for the contents already explained in the first embodiment, and the explanation will not be repeated.
実施形態2における配水システムは、1)配水管の末端に配水桝を備えている、2)ポンプの吐出し量の制御のために、配水槽内の水量の情報に替えて、配水桝内の水量の情報を用いる、という点で実施形態1と異なっている。 The water distribution system in Embodiment 2 1) has a water distribution basin at the end of the water distribution pipe; 2) in order to control the discharge amount of the pump, instead of information on the amount of water in the water distribution tank, information on the amount of water in the distribution basin is used. This embodiment differs from the first embodiment in that water amount information is used.
2-1.実施形態2に係る配水システム
実施形態2に係る配水システム1について、図2に基づいて以下に説明する。図2は、本発明の実施形態2に係る配水システムの一例を示す図である。
2-1. Water Distribution System According to Embodiment 2 A
図2に示すように、実施形態2に係る配水システム1は、配水槽10と、配水槽10に揚水するポンプ30と、配水槽10から配水を受ける配水桝70とを備えている。実施形態2においては、配水槽を複数備えていてもよいが、配水槽の計測装置15および給水栓14は、必ずしも備えていなくてよい。以下、実施形態2における配水システム1は、配水槽の計測装置15および給水栓14を備えていないものとして説明する。
As shown in FIG. 2, the
(配水桝)
実施形態2における配水桝70は、配水槽10の配水管12の末端に位置し、圃場へ給水する給水口の手前において整流を行った上で一定水位に維持し、圃場への給水量を制御するための水槽である。圃場への給水量の制御は、配水桝内の水量を制御することによって、行うことができる。例えば、配水桝内の水量が一定とすることで、圃場への給水量を一定とすることができる。
(water distribution basin)
The
図2に示すように、実施形態2における配水システム1は、配水管12の末端において(すなわち、配水管12の末端と、当該末端に接続される配水桝の入り口との間に)、配水桝内の水量を調節するためのバルブ71を備えていてもよい。バルブ71は、実施形態1における自動給水栓と同様、対応する水田40の水位情報に基づき、動作状況(例えば、バルブの開閉、およびバルブの開き具合)が遠方から自動制御されることが好ましい。配水桝へ流入する水量情報および動作状況は、情報通信装置20を介してポンプ駆動制御装置31にリアルタイムで伝達され、ポンプの吐出し量の制御に用いることができる。実施形態2に係る配水システム1は、配水桝70を複数備えていてもよい(図示せず)。
As shown in FIG. 2, the
(配水桝の計測装置)
図2に示すように、実施形態2に係る配水システム1は、配水桝内の水量の情報を取得する計測装置(以下、「配水桝の計測装置80」ともいう)を備えている。配水桝の計測装置80は、実施形態1における配水槽の計測装置15と同じ機能を有している。配水桝の計測装置80が取得した配水桝内の水量の情報は、情報通信装置20を介してポンプ駆動制御装置31へ伝達される。
(Measuring device for water distribution basin)
As shown in FIG. 2, the
なお、実施形態2における「水量」は、圃場への給水量の制御をより細かく行う観点から、配水桝内の水位または水頭を指標とすることが好ましく、水位を指標とすることがより好ましい。 Note that the "water amount" in Embodiment 2 preferably uses the water level or water head in the water distribution basin as an index, and more preferably uses the water level as an index, from the viewpoint of more finely controlling the amount of water supplied to the field.
(ポンプ駆動制御装置)
実施形態2におけるポンプ駆動制御装置31の通信部は、情報通信装置20が送信した、ポンプの吐出し量の制御に用いる、配水桝内の水量の情報を、情報通信によって受信することができる。
(Pump drive control device)
The communication unit of the pump
実施形態2におけるポンプ駆動制御装置31は、情報通信装置20が送信した配水桝内の水量の情報と、記憶部から取得した流量換算表とを参照し、配水桝内の水量の変化に応じてポンプの駆動制御を行う。これにより、圃場への給水量および配水槽内の水量を制御することができる。
The pump
実施形態2におけるポンプ駆動制御装置31の制御例としては、実施形態1の「(ポンプ駆動制御装置)」における制御例を以下のように変更した例が挙げられる。
i) 「配水槽が配水している単位時間当たりの配水量(Qout)」を「配水桝が圃場へ配水している単位時間当たりの配水量(Qout’、配水桝を複数備えている場合には、Qout’の合計)」に置き換える。
ii) 「配水槽内の水量」を「配水桝内の水量」に置き換える。
As a control example of the pump
i) ``The amount of water distributed per unit time that the water distribution tank distributes (Q out )'' is changed to ``the amount of water distributed per unit time that the water distribution basin distributes water to the field (Q out ', if the water distribution basin has multiple distribution basins. , the sum of Q out ')'.
ii) Replace "amount of water in the water tank" with "amount of water in the water distribution basin".
なお、実施形態2に係る配水システム1が、配水槽の計測装置15および給水栓14を備えている場合には、配水桝内の水量の情報だけでなく、実施形態1の「(ポンプ駆動制御装置)」において述べた、配水槽内の水量の情報および給水量情報も、ポンプの駆動制御に用いることができる。
In addition, when the
2-2.実施形態2に係る配水システムの運転方法
実施形態2に係る配水システム1の運転方法は、配水槽10と、配水槽10に揚水するポンプ30と、配水槽10から配水を受ける配水桝70とを備えた農業用の配水システムを運転する方法であって、配水桝内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽10に連続して揚水する方法である。
2-2. Method of operating the water distribution system according to the second embodiment The method of operating the
具体的には、実施形態1における「1-2.配水システムの運転方法」を以下のように変更した例が挙げられる。
i) 「計測装置」を「配水桝の計測装置」に置き換える。
ii) 「配水槽内の水量の情報」および「水量情報」を、「配水桝内の水量の情報」に置き換える。
iii) ステップ2を行わず、情報通信装置において送受信する情報を「配水桝内の水量の情報」のみとする。
Specifically, an example is given in which "1-2. How to operate the water distribution system" in
i) Replace “measuring device” with “water basin measuring device”.
ii) Replace "information on the amount of water in the water distribution tank" and "information on the amount of water in the water distribution tank" with "information on the amount of water in the water distribution basin."
iii) Step 2 is not performed, and the information transmitted and received by the information communication device is only "information on the amount of water in the water distribution basin."
3.まとめ
以上から明らかなように、本発明は、以下を包含する。
1) 配水槽と、配水槽に揚水するポンプとを備えた農業用の配水システムを運転する方法であって、配水槽内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽に連続して揚水する方法。
2) 水量の変化が、水量が基準となる水量よりも増加または減少すること、あるいは、単位時間当たりの水量の変化量が増加または減少することである、1)の方法。
3) 配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の下限値よりも減少した場合に、ポンプの吐出し量が増加し、配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の上限値よりも増加した場合に、ポンプの吐出し量が減少するように制御される、2)の方法。
4) ポンプの吐出し量の制御に、配水槽から配水される単位時間当たりの配水量の情報をさらに用いる、1)~3)のいずれかの方法。
5) 配水槽からの配水量の情報が、配水システムの末端に設けられた給水栓における給水量の情報を含む、4)の方法。
6) 配水槽内の水量が、配水槽内の水位である1)~5)のいずれかの方法。
7) ポンプの吐出し量の制御を、ポンプのタービンの回転数を制御することによって行う、1)~6)のいずれかの方法。
8) ポンプの吐出し量を、インバータを用いて制御する、1)~7)のいずれかの方法。
9) 配水槽の容積が、50m3以下である、1)~8)のいずれかの方法。
10) ポンプの駆動制御装置が、その吐出し量の制御に用いる、配水槽内の水量の情報、および/または、配水槽からの配水量の情報を、情報通信によって受信する、1)~9)のいずれかの方法。
11) 配水槽と、配水槽に揚水するポンプと、配水槽から配水を受ける配水桝とを備えた農業用の配水システムを運転する方法であって、配水桝内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽に連続して揚水する方法。
12) 農業用の配水システムであって、配水槽と、配水槽に揚水するポンプと、配水槽内の水量の情報を取得する計測装置と、計測装置が取得した配水槽内の水量の情報を、ポンプの駆動制御装置へ伝達する情報通信装置と、を備える配水システム。
13) ポンプの駆動制御装置が、配水槽内の水量の変化に応じて、ポンプの吐出し量を段階的に制御する、12)の配水システム。
3. Summary As is clear from the above, the present invention includes the following.
1) A method of operating an agricultural water distribution system equipped with a water distribution tank and a pump that pumps water into the water distribution tank, in which the discharge amount of the pump is controlled in stages according to changes in the amount of water in the water distribution tank. A method of continuously pumping water into a water distribution tank.
2) The method of 1), in which the change in water volume is an increase or decrease in water volume compared to a reference water volume, or an increase or decrease in the amount of change in water volume per unit time.
3) When the amount of water in the water distribution tank decreases below the lower limit of the standard water amount range, the pump discharge amount increases and the water amount in the distribution tank decreases to the upper limit of the standard water amount range. The method of 2), in which the pump discharge amount is controlled to decrease when the amount increases by more than .
4) Any of the methods 1) to 3) further uses information on the amount of water distributed per unit time from the water distribution tank to control the discharge amount of the pump.
5) The method of 4), wherein the information on the amount of water distributed from the water distribution tank includes information on the amount of water supplied at a hydrant provided at the end of the water distribution system.
6) Any of methods 1) to 5), where the amount of water in the water tank is the water level in the water tank.
7) The method according to any one of 1) to 6), in which the discharge amount of the pump is controlled by controlling the rotation speed of the turbine of the pump.
8) Any method of 1) to 7) in which the discharge amount of the pump is controlled using an inverter.
9) Any method from 1) to 8), where the volume of the water tank is 50m3 or less.
10) The pump drive control device receives information on the amount of water in the water distribution tank and/or information on the amount of water distributed from the water distribution tank, which is used to control the discharge amount of the pump, through information communication, 1) to 9 ) either way.
11) A method for operating an agricultural water distribution system comprising a water distribution tank, a pump for pumping water into the water distribution tank, and a water distribution basin for receiving water from the distribution tank, the method comprising: A method of continuously pumping water into a water distribution tank while controlling the discharge amount of the pump in stages.
12) An agricultural water distribution system that includes a water distribution tank, a pump that pumps water into the water distribution tank, a measuring device that obtains information on the amount of water in the water distribution tank, and a measuring device that collects information on the amount of water in the water distribution tank that is obtained by the measuring device. , and an information communication device that transmits information to a pump drive control device.
13) The water distribution system according to 12), wherein the pump drive control device controls the discharge amount of the pump in stages according to changes in the amount of water in the water distribution tank.
本実施形態における配水システムおよび配水システムが備える各装置の制御は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータによって行われてもよい。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。 Control of the water distribution system and each device included in the water distribution system in this embodiment may be performed by a computer that executes instructions of a program that is software that implements each function. This computer includes, for example, at least one processor (control device) and at least one computer-readable recording medium storing the above program. In the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes the program, thereby achieving the object of the present invention.
上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、ポンプなどの制御機器の制御コントローラーには、PLC(programmable logical controller)を用いてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, in addition to "non-temporary tangible media" such as ROM (Read Only Memory), tapes, disks, cards, semiconductor memories, programmable logic circuits, etc. can be used. Further, the computer may further include a RAM (Random Access Memory) for expanding the above program. Further, a PLC (programmable logical controller) may be used as a controller for a control device such as a pump. Furthermore, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast waves, etc.) that can transmit the program. Note that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
1 配水システム
10 配水槽
11 揚水管
12 配水管
13 余水排水管
14 給水栓
15 計測装置(配水槽の計測装置)
20 情報通信装置
30 ポンプ
31 ポンプ駆動制御装置
40 水田
50 ファームポンド
60 端末
70 配水桝
71 バルブ
80 配水桝の計測装置
1
20
Claims (11)
前記配水槽の容積は、2m 3 以上50m 3 以下であり、
前記配水槽に揚水するポンプは1つであり、
前記ポンプの電源がオンのまま、前記配水槽内の水量の変化に応じて、前記ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽に連続して揚水する、方法。 A method of operating an agricultural water distribution system comprising a water distribution tank and a pump for pumping water into the water distribution tank, the method comprising:
The volume of the water tank is 2 m 3 or more and 50 m 3 or less,
There is one pump pumping water to the water distribution tank,
A method of continuously pumping water into a water distribution tank while controlling the discharge amount of the pump in stages according to changes in the amount of water in the water distribution tank while the power of the pump remains on.
前記配水槽内の水量が、基準となる水量の範囲の上限値よりも増加した場合に、前記ポンプの吐出し量が減少するように制御される、請求項1に記載の方法。 When the amount of water in the water distribution tank decreases below a lower limit value of a reference water amount range, the discharge amount of the pump increases,
The method according to claim 1, wherein the discharge amount of the pump is controlled to decrease when the amount of water in the water distribution tank increases more than an upper limit value of a reference water amount range.
前記配水槽の容積は、2m 3 以上50m 3 以下であり、
前記配水槽に揚水するポンプは1つであり、
前記ポンプの電源がオンのまま、前記配水桝内の水量の変化に応じて、前記ポンプの吐出し量を段階的に制御しながら、配水槽に連続して揚水する、方法。 A method of operating an agricultural water distribution system comprising a water distribution tank, a pump pumping water to the water distribution tank, and a water distribution basin receiving water from the water distribution tank, the method comprising:
The volume of the water tank is 2 m 3 or more and 50 m 3 or less,
There is one pump pumping water to the water distribution tank,
A method of continuously pumping water to a water distribution tank while controlling the discharge amount of the pump in stages according to changes in the amount of water in the water distribution tank while the power of the pump remains on.
配水槽と、
前記配水槽に揚水するポンプと、
前記配水槽内の水量の情報を取得する計測装置と、
前記計測装置が取得した前記配水槽内の水量の情報を、前記ポンプの駆動制御装置へ伝達する情報通信装置と、を備え、
前記配水槽の容積は、2m 3 以上50m 3 以下であり、
前記配水槽に揚水するポンプは1つであり、
前記ポンプの駆動制御装置は、前記ポンプの電源がオンのまま、前記配水槽内の水量の変化に応じて、前記ポンプの吐出し量を段階的に制御する、配水システム。 An agricultural water distribution system,
Water tank and
a pump for pumping water to the water distribution tank;
a measuring device that acquires information on the amount of water in the water distribution tank;
an information communication device that transmits information on the amount of water in the water distribution tank acquired by the measuring device to a drive control device of the pump;
The volume of the water tank is 2 m 3 or more and 50 m 3 or less,
There is one pump pumping water to the water distribution tank,
In the water distribution system, the pump drive control device controls the discharge amount of the pump in stages according to changes in the amount of water in the water distribution tank while the power of the pump remains on .
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| JP2019121839A JP7399394B2 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Agricultural water distribution systems and their operation methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019121839A JP7399394B2 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Agricultural water distribution systems and their operation methods |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
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- 2019-06-28 JP JP2019121839A patent/JP7399394B2/en active Active
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