JPS6228319B2 - - Google Patents
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- JPS6228319B2 JPS6228319B2 JP50053232A JP5323275A JPS6228319B2 JP S6228319 B2 JPS6228319 B2 JP S6228319B2 JP 50053232 A JP50053232 A JP 50053232A JP 5323275 A JP5323275 A JP 5323275A JP S6228319 B2 JPS6228319 B2 JP S6228319B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、台数制御される少なくとも1台のポ
ンプおよび貯水槽から構成され、貯水槽からの流
出量の各時刻における値が予め知られているポン
プ貯水槽システムのポンプ運転方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention comprises at least one pump and a water tank whose number is controlled, and the value of the amount of outflow from the water tank at each time is known in advance. This invention relates to a pump operation method for a pump water tank system.
[従来技術]
従来、例えば農業用水のポンプ貯水槽システム
では、第1図に示されている通り、吸水槽1から
貯水槽2に1台もしくは複数台のポンプP1,P
2、…Pnを用いて揚水するようになつており、
これらのポンプP1,P2、…Pnにはそれぞれ
吐出弁V1,V2、…Vnが接続されている。こ
の貯水槽2の上限水位をHL、下限水位をLLと
し、貯水槽2からは配管Aを介して予め予測され
た流出量Q(t)の水が図示しない下流の需要端
に例えば水田の用水や畑の散水として供給される
ようになつている。[Prior Art] Conventionally, for example, in a pump storage tank system for agricultural water, one or more pumps P1, P are connected from a water suction tank 1 to a water storage tank 2, as shown in FIG.
2. It is now possible to pump water using Pn,
Discharge valves V1, V2, ...Vn are connected to these pumps P1, P2, ...Pn, respectively. The upper limit water level of this water tank 2 is HL, and the lower limit water level is LL, and from the water tank 2, a predicted outflow amount Q(t) of water is sent to a downstream demand end (not shown) through piping A, for example, for water for paddy fields. It is now being supplied as water for gardens and fields.
かかるポンプ貯水槽システムにおいて、貯水槽
からの流出量Q(t)の各時刻における予測値が
下流の需要端から得られた場合には、所望の要件
例えばポンプの起動回数やポンプの運転に必要な
電力量が最小となるようにポンプを運転すること
ができ、かかるシステムの運転が非常に好適に行
える。 In such a pump water tank system, if the predicted value of the outflow amount Q(t) from the water tank at each time is obtained from the downstream demand end, it is possible to determine the desired requirements such as the number of times the pump is started or the number of pump operations required. The pump can be operated so that the amount of electric power is minimized, and the system can be operated very efficiently.
他方、制御系における最適制御を論ずるとき、
最適条件は状態変化で与えられるので、制御系の
最適制御を時間の関数である状態変化の関係とし
て論じ、時間を分割してその前又は後の時間の状
態変化に応じて制御する動的計画法が知られてい
る。 On the other hand, when discussing optimal control in a control system,
Since the optimal conditions are given by state changes, the optimal control of a control system is discussed as a relationship between state changes that are a function of time, and dynamic planning involves dividing time and controlling according to state changes at the previous or subsequent time. The law is known.
したがつて前述のようなポンプ貯水槽システム
のようにポンプの運転制御をする場合(1台の場
合はオンオフ制御)、水槽の水位情報が連続的で
あるために、上限と下限との間で理論上情報が無
限に近く存在し、そのために実質的にある時間T
の水量が求められたときに、そのΔT時間前後の
水位情報は理論上無限に近い多数が存在するの
で、動的計画法を用いようとしても情報数が多す
ぎて最適ポンプ運転方法を決定することが困難で
ある。 Therefore, when controlling the operation of the pump (on/off control in the case of one pump) as in the pump water tank system described above, since the water level information in the water tank is continuous, there is no difference between the upper and lower limits. Theoretically, information exists almost infinitely, so in practice there is a certain amount of time T.
When the amount of water is calculated, there is theoretically an almost infinite number of water level information before and after the ΔT time, so even if you try to use dynamic programming, there will be too much information and it will be difficult to determine the optimal pump operation method. It is difficult to do so.
このようにポンプ貯水槽システムのように時間
に対して連続的に変化する水位を情報として判断
する場合、上限又は下限を越えたものを除外する
ことは容易に判断できても、動的計画法によつて
ポンプのスケジユール運転を行うことは実際的で
なかつた。すなわち、動的計画方法では状態が特
定の値をとる場合は、その特定の値となるように
制御することができるが、水槽の水位のように連
続的に変化し、特定の値をとらないので、計算が
無限に存在し不適である。 In this way, when determining the water level that changes continuously over time, such as in a pump storage tank system, even though it is easy to decide to exclude those that exceed the upper or lower limit, it is difficult to use dynamic programming. It was not practical to perform scheduled operation of the pump. In other words, in the dynamic programming method, if the state takes a specific value, it can be controlled to take that specific value, but if the state changes continuously, like the water level in an aquarium, it does not take a specific value. Therefore, there are an infinite number of calculations, which is inappropriate.
[発明の目的]
したがつて本発明の目的は、連続的に変化する
水位情報を有限個に置き換えて最適制御を行うこ
とのできるポンプのスケジユール運転方法を提供
するにある。[Object of the Invention] Therefore, an object of the present invention is to provide a pump schedule operation method that can perform optimal control by replacing continuously changing water level information with a finite number of pieces.
[発明の構成]
本発明によれば、台数制御される少なくとも1
台のポンプおよび貯水槽から構成され、貯水槽か
らの流出量の各時刻における値が予め知られてい
るポンプ貯水槽システムのポンプ運転方法におい
て、システムの運転時間幅Tをn個の時間幅ΔT
に分割すると共に、貯水槽水位の上限水位HLお
よび下限水位LLを設定して、その上下限水位の
間をm個の水位幅ΔVに分割し、まず水槽の実際
水位を求めてこれを初期値とし、次いですべての
ポンプ運転状態に対応する前記時間幅ΔT時間後
の貯水槽の予測水位を計算し、得られた種々の貯
水槽の予測水位のうちまず上下限範囲外にあるも
のを除外し、さらに1つの貯水槽水位分割幅ΔV
内に幾つかの予測水位が得られたもののうちポン
プ運転状態が等しいものがあればその中から運転
フアクタの不適のものは除外し、この様にして残
された種々の貯水槽の予測水位各々の水位幅ΔV
に対し、前記手順を用いてさらにΔT後の貯水槽
水位および運転フアクタを求め、これをシステム
の運転停止時刻まで繰返して計算して、ポンプの
運転スケジユールを求め、その運転スケジユール
に従つてポンプを運転し、前記分割したn個の時
間ΔT毎に予測水位と実際水位とを比較し、その
比較値が設定値以上に異なつた場合には、その時
刻において、その実際水位を初期値として前記の
計算をしなおすようになつている。[Configuration of the Invention] According to the present invention, at least one
In a pump operation method for a pump water tank system, which is composed of two pumps and a water tank, and in which the value of the outflow amount from the water tank at each time is known in advance, the operating time width T of the system is divided into n time widths ΔT.
At the same time, set the upper limit water level HL and lower limit water level LL of the water tank water level, divide the upper and lower limit water levels into m water level widths ΔV, first find the actual water level of the tank and use this as the initial value. Then, calculate the predicted water level of the water tank after the time interval ΔT corresponding to all the pump operating conditions, and first exclude those that are outside the upper and lower limit ranges from among the obtained predicted water levels of the various water tanks. , and one water tank water level division width ΔV
If several predicted water levels are obtained, and if there are any with the same pump operating conditions, those with unsuitable operating factors are excluded, and in this way the predicted water levels of the various remaining water tanks are calculated. Water level width ΔV
Then, using the above procedure, calculate the water tank water level and operation factor after ΔT, repeat this calculation until the system operation stop time, calculate the pump operation schedule, and operate the pump according to the operation schedule. The predicted water level and the actual water level are compared at each of the n divided times ΔT, and if the comparison value differs by more than the set value, the actual water level is used as the initial value at that time and the I'm starting to redo the calculations.
[発明の作用効果]
したがつて運転時間幅Tをn個の時間幅ΔTに
分割する点は従来公知の動的計画法と同じである
が、貯水槽の水位情報は上下限の水位の間が有限
個(m個)に分割されるので、その時点において
その分割された水位分割幅ΔVに属する幾つかの
ポンプの運転状態のうちで、運転フアクタすなわ
ち起動回数や消費電力量(内燃機関駆動の場合は
燃料消費量)の最小のものを選択すればよい。こ
のようにある水位分割幅ΔV内のポンプの運転状
態を判断すればよく、そのために有限個の判断が
できるのである。[Operations and Effects of the Invention] Therefore, the point that the operating time width T is divided into n time widths ΔT is the same as the conventionally known dynamic programming method, but the water level information of the water tank is divided between the upper and lower limit water levels. is divided into a finite number of pumps (m), so at that point, among the operating states of several pumps belonging to the divided water level division width ΔV, the operating factors such as the number of starts and the amount of power consumption (internal combustion engine drive In this case, select the one with the lowest fuel consumption). In this way, it is only necessary to judge the operating state of the pump within a certain water level division width ΔV, and therefore a finite number of judgments can be made.
したがつて時間Tをn個に分割し、水位をl個
に分割すれば最終段階でも計算すべき値はlのm
乗個となり、そのうちで上下限を越えるものは除
かれるので計算が容易となる。 Therefore, if the time T is divided into n parts and the water level is divided into l parts, the value to be calculated at the final stage is m of l.
The calculation becomes easy because the numbers exceeding the upper and lower limits are removed.
それ故に農業用水のように前回にあらかじめ需
要水量が予測される場合、容易に最適なポンプの
運転状態を求めることができ、起動回数や消費電
力量等の運転フアクタを小さくすることができ
る。 Therefore, when the water demand is predicted in advance, such as in the case of agricultural water, the optimum operating state of the pump can be easily determined, and operating factors such as the number of activations and power consumption can be reduced.
実際の需要水量が予測流出量と著しく異なつた
場合、当然のことながら水槽の予測水位と実際水
位とに差が生ずる。その差が一定値以上であれ
ば、その時刻における実際水位を初期値として計
算しなおす。また例えば降雨がある時刻からある
ことが予測された場合に、前もつて又はその時刻
において修正値を入力すればよい。いずれにしろ
計算のしなおしに際しても計算が無限大となら
ず、有限通りとなるので、計算が楽である。 If the actual water demand is significantly different from the predicted outflow, naturally there will be a difference between the predicted water level and the actual water level of the aquarium. If the difference is greater than a certain value, the calculation is recalculated using the actual water level at that time as the initial value. For example, if it is predicted that there will be rain from a certain time, a correction value may be input in advance or at that time. In any case, even if the calculation is re-calculated, the calculation will not be infinite, but will be a finite number, so calculation is easy.
本発明の実施に際し、1台のポンプの場合は、
台数制御は0台から1台、すなわちオン、オフで
あるから、運転フアクタは起動回数を意味し、2
台以上の場合は起動回数の他に電力量や燃料消費
量も運転フアクタとなる。 When implementing the present invention, in the case of one pump,
Since the number of units is controlled from 0 to 1, that is, on and off, the operation factor means the number of activations, and 2
In addition to the number of startups, the amount of electricity and fuel consumption are also operational factors when the number of units is more than one.
したがつて最適な運転フアクタとは単数又は複
数台のポンプの運転に際して最適条件すなわち運
転費用や起動回数を最小にすることを意味してい
る。 Optimal operating factors therefore mean optimal conditions for operating one or more pumps, ie minimizing operating costs and the number of starts.
[実施例]
以下第2図および第3図を参照して本発明の実
施例を説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
第2図は本発明に係るポンプスケジユール運転
方法を実施するための全体構成図を示し、第1図
に対する部品はすべて同じ符号で示されている。
貯水槽2の水位は水位検出器3によつて検出さ
れ、その水位情報はライン4を介して中央処理装
置5に送られる。中央処理装置5ではこの水位情
報は上限水位HLと下限水位LLとの間を有限個数
mに分割されている。またこの中央処理装置5に
はポンプP1,P2、…Pnの運転状態すなわち
起動回数や運転時間がライン6を介して送られ、
またライン8からは下流の需要端に至る配管Aを
流れる流出量Q(t)の予測情報が例えば何時か
ら何時までは毎分何m3というように農業揚水の需
要量に応じて入力される。この中央処理装置はラ
イン4,6,8からの情報を予測流出量Q(t)
に基づいて、後述の態様でライン7を介して各ポ
ンプの起動停止命令が出されるようになつてい
る。 FIG. 2 shows an overall block diagram for carrying out the pump schedule operation method according to the present invention, and all parts with respect to FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
The water level in the water tank 2 is detected by a water level detector 3, and the water level information is sent to the central processing unit 5 via a line 4. In the central processing unit 5, this water level information is divided into a finite number m between the upper limit water level HL and the lower limit water level LL. In addition, the operating status of the pumps P1, P2,...Pn, that is, the number of activations and operating times are sent to this central processing unit 5 via a line 6.
In addition, from line 8, predicted information on the amount of outflow Q(t) flowing through pipe A leading to the downstream demand end is inputted according to the demand for agricultural pumped water, for example, how many m3 per minute from what time to what time? . This central processing unit converts the information from lines 4, 6, and 8 into the predicted outflow amount Q(t).
Based on this, a command to start and stop each pump is issued via line 7 in a manner that will be described later.
次に第3図を参照して第2図のシステムに本発
明を実施した場合について説明する。また説明を
分りやすくするために、所望の要件として複数台
のポンプの単位時間当りの起動回数の合計を最小
にする場合の具体例を説明する。 Next, referring to FIG. 3, a case where the present invention is implemented in the system shown in FIG. 2 will be described. In order to make the explanation easier to understand, a specific example will be described in which the desired requirement is to minimize the total number of activations of a plurality of pumps per unit time.
今すべてのポンプP1,P2、…Pl(すべての
ポンプは効率や吐出量等が同じものと仮定する)
をすべて台数制御するものとし、このl台のポン
プのオンオフの組合せは2のl乗通りであり、図
中1は1号機運転、2は1、2号機運転、3は
1、2、3号機運転、以下同様に数字はその運転
台数を示すものである。 Now all pumps P1, P2,...Pl (assuming all pumps have the same efficiency, discharge volume, etc.)
The number of on/off combinations for these l pumps is 2 to the l power, and in the figure, 1 is the number 1 operation, 2 is the number 1 and 2 operation, and 3 is the number 1, 2, and 3 pumps. In the same manner as below, the numbers indicate the number of vehicles in operation.
そこで各ポンプの起動回数の合計の最小とする
ための目的関数は、
と定める。ここでKiはポンプPiの起動回数であ
る。この値Gを以後運転フアクタと称する。 Therefore, the objective function to minimize the total number of activations of each pump is: It is determined that Here, Ki is the number of times the pump Pi is activated. This value G will be referred to as the operating factor hereinafter.
さて、貯水槽の水位の分割数は前述の如くm
(このmは貯水槽の容量から適宜定める)とし、
運転の初期条件(0時又は24時)は例えば下記の
ように定める。 Now, the number of divisions of the water level of the water tank is m as mentioned above.
(This m is determined appropriately based on the capacity of the water tank),
The initial conditions for operation (0 o'clock or 24 o'clock) are determined as follows, for example.
(i) 初期水量は上限水量とする。(i) The initial water amount shall be the upper limit water amount.
(ii) 全ポンプは停止状態とする。(ii) All pumps shall be stopped.
(iii) したがつて初期運転フアクタ(起動回数)は
0とする。(iii) Therefore, the initial operation factor (number of starts) is set to 0.
前述の如く、本発明では実施に際して、水位H
の情報をm個に分割したので、連続的な変化量で
ある予測水位を有限個の情報として判断でき、そ
の結果、計算の量を著しく低減でき、判断が有利
であり、かつ各時間段(ΔT)ごとに最適化(運
転フアクタの最適化)を容易に判断できる。 As mentioned above, when implementing the present invention, the water level H
Since the information of . Optimization (optimization of operating factors) can be easily determined for each ΔT).
第3図において横軸に時間、縦軸に貯水槽の水
量すなわち水位をとり、横軸ΔT時間ごとに1、
2…nとn段に分割し、縦軸は1、2…mとm列
に分割するものとする。 In Fig. 3, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the amount of water in the water tank, i.e., the water level.
It is assumed that the column is divided into n stages (2...n), and the vertical axis is divided into m columns (1, 2...m).
まず0段目(T=0)において、前述の初期水
位からl通りのポンプの組合せを採用したとする
と、1段目すなわちΔT時間後の水位はl通り求
められる。この水位を求める一般式は
X(j)=X(j-1)+ (Qin(j)−Qout(j))×ΔT
で表わされる。 First, in the 0th stage (T=0), if l combinations of pumps are adopted from the above-mentioned initial water level, the water level at the 1st stage, that is, after time ΔT, can be determined in l ways. The general formula for determining this water level is expressed as X (j) = X (j-1) + (Qin (j) - Qout (j) ) x ΔT.
ここでX(j)はj段目における水位、Qin(j)は
貯水槽への流入量すなわちポンプ吐出量、
Qout(j)は貯水槽からの予測流出量である。 Here, X (j) is the water level at the j-th stage, Qin (j) is the inflow amount to the water tank, that is, the pump discharge amount,
Qout (j) is the predicted outflow from the reservoir.
この1段目のl通りの点のそれぞれに、各ポン
プの運転フアクタ(起動回数およびポンプ運転状
態)を与える。 The operating factors (number of activations and pump operating state) of each pump are given to each of the l points in the first stage.
次に、1段目(T=ΔT)で得られたl通り
の、水位からのさらに2段目(T=2×ΔT)の
水位(l×l通り存在する)を前式から求め、各
点における各ポンプの運転フアクタを与える。 Next, from the water level obtained in the first stage (T = ΔT), the water level of the second stage (T = 2 × ΔT) (there are l × l ways) is determined from the previous equation, and each Give the operating factor for each pump at the point.
以下順次前記の式に従つて各段の水位を求めて
ゆくと、K段目すなわちK×ΔT時間後の水位が
求められるが、K段目において、貯水槽水位をm
分割したうちの1つの分割幅の中に以上によつて
求めた何点かの状態(水位)がはいつている。そ
の状態のうちポンプ運転状態が等しいものについ
ては運転フアクタを比較し、運転フアクタが最適
である状態の1つを選択して、その分割幅におけ
るそのポンプの組合せにおいて唯一の最適状態と
するものである。 If the water level of each stage is determined sequentially according to the above formula, the water level of the Kth stage, that is, the water level after K×ΔT time will be found.
The conditions (water levels) of several points determined above are included in one of the divided widths. Among those states, the operating factors are compared for those in which the pump operating states are the same, and one of the states with the optimal operating factor is selected and made the only optimal state for that pump combination in that division width. be.
例えばK段目において、予測値が(m−1)列
目にはいつたものとすると(この不測値が最適で
あるとする)、水量幅の中に点a、b、c、d、
e、fが得られたものとし、点aとd、点cとe
とのポンプ運転状態がそれぞれ等しいものとする
と、aとd、cとeとの運転フアクタを比較し、
仮に運転フアクタがa<d、c<e(小さい方が
適当)とすると、dおよびeは除外し、この段及
びこの分割幅において、a、b、c、fの4点を
最適状態とするものである。 For example, in the Kth stage, if the predicted value is in the (m-1)th column (assuming that this unexpected value is optimal), points a, b, c, d,
Assume that e and f have been obtained, and points a and d, points c and e
Assuming that the pump operating conditions of and are equal, compare the operating factors of a and d, c and e,
If the operating factors are a<d, c<e (smaller is more appropriate), exclude d and e, and set the four points a, b, c, and f to the optimal state in this stage and this division width. It is something.
また本発明の実施に際して水量が上下の限界を
越えたものについては除外すればよい。 In addition, when implementing the present invention, cases in which the amount of water exceeds the upper and lower limits may be excluded.
次に第4図を参照して本発明の具体例を簡単に
説明する。図示の例は2台のポンプのオンオフ制
御を例によつて示してある。 Next, a specific example of the present invention will be briefly described with reference to FIG. The illustrated example shows on/off control of two pumps.
図において横軸に時間を縦軸に予測水量Q
(t)(下側)と水槽水位(上側)とをとつて示し
ている。この時間は実際には例えば30秒又は1分
等と短い時間ΔT毎に水位を検知するものである
が、説明を解りやすくするためにΔTを1時間と
し、吐出量1m3/minの2台のポンプを用い、水
槽の有効容量を72m3、断面積18m2、有効水位
(H)4mとする。そして0時に上限水位HLに水
位があるものとし、予測流出量Q(t)は0時よ
り2時まで1.167m3/min、2時から3時までは
零、3時から5時までは0.833m3/minとする
(これは予め入力される)。水位に関し、実線はポ
ンプ全台停止、1点鎖線はポンプ1台運転、2点
鎖線はポンプ2台運転する。 In the figure, the horizontal axis is time and the vertical axis is predicted water volume Q.
(t) (lower side) and the aquarium water level (upper side) are shown. In reality, the water level is detected every ΔT for a short period of time, such as 30 seconds or 1 minute, but to make the explanation easier to understand, ΔT is assumed to be 1 hour, and two units with a discharge rate of 1 m 3 /min are used. Using a pump, the effective capacity of the water tank is 72 m 3 , the cross-sectional area is 18 m 2 , and the effective water level (H) is 4 m. Assume that the water level is at the upper limit water level HL at 0:00, and the predicted runoff Q(t) is 1.167 m 3 /min from 0:00 to 2:00, zero from 2:00 to 3:00, and 0.833 from 3:00 to 5:00. m 3 /min (this is entered in advance). Regarding the water level, the solid line indicates that all pumps are stopped, the one-dot chain line indicates that one pump is in operation, and the two-dot chain line indicates that two pumps are in operation.
0時において、ポンプを2台運転すると、上限
水位HLを越えるので、これは除外し、水位の変
化は1台運転が線a0で示され、全台停止が線b0
で示されている。1時において、線a0の場合の水
位は1aであり、線b0の場合は水位は1bとなる。
点1aにおいて、ポンプを2台運転すると2時にお
いて上限水位を越え、全台停止すると2時におい
て下限水位を下まわるので、これらは除外し、ポ
ンプを1台運転とし、(線a1で示す)2時の水位
は点2aでとまる。また点1bにおいて2台運転す
ると、2時では点2aとなる。2時の時点では線a1
ではポンプ1台運転であり、線b1ではポンプ2
台運転である為、水位は同じ2aであるが、ポンプ
運転状態(台数)が異なる為、線a0−a1と線b0
−b1の比較は行われない。さて2時においてポ
ンプを1台もしくは2台運転すると3時ではいず
れも上限水位を越えてしまうため全台停止とす
る。全台停止の水位は線a2で示され、3時に於け
る水位はhaとなる。そこでhaまでの経過をみる
と線a0−a1−a2と線b0−b1−b2の2経路があ
り、両経路共3時の時点では水位ha(当然同一
水量分割内)にあり、且つポンプは全台停止であ
る。そこで線a0、a1、a2と線b0、b1、a2との起
動回数を3時において比較すると、前者は起動回
数が始めの1回のみであるが、後者は点1bにお
いて2台運転であるから、2回となり、したがつ
て線a0、a1、a2を採用し、起動回数の少ない方が
運転フアクタが最適であるから、線b0、b1、a2
を除外する。すなわち2時から3時の間において
2台運転および1台運転ではいずれも上限水位を
越えるので、2時において0台運転をしなければ
ならないので、線b0、b1は好ましくない。この
ようにして5時までのフローを考えると、起動回
数が一番少ないのはa0、a1、a2、a3、a4か又は
a0、a1、a2、a3、b4か或いはa0、a1、a2、b3、
d4のラインが最も好ましい(最適状態である。)
ここで5時において上限水位に近いものを選択す
るという条件を与えれば、前者のみとなる。 If two pumps are operated at 0:00, the upper limit water level HL will be exceeded, so this is excluded, and changes in water level are shown by line a0 when one pump is in operation, and line b0 when all pumps are stopped.
It is shown in At 1 o'clock, the water level for line a0 is 1a, and for line b0, the water level is 1b.
At point 1a, if two pumps are operated, the water level will exceed the upper limit water level at 2 o'clock, and if all pumps are stopped, the water level will fall below the lower limit water level at 2 o'clock, so these are excluded and only one pump is operated (as shown by line a1). The water level at 2 o'clock stops at point 2a. Also, if two machines are operated at point 1b, the point will be point 2a at 2 o'clock. Line a1 at 2 o'clock
In this case, one pump is in operation, and in line b1, pump 2 is in operation.
Since the pumps are operated, the water level is the same 2a, but the pump operation status (number of pumps) is different, so line a0-a1 and line b0
−b1 comparison is not performed. Now, if one or two pumps are operated at 2 o'clock, all the pumps will be stopped at 3 o'clock because the water level will exceed the upper limit. The water level when all vehicles are stopped is indicated by line a2, and the water level at 3 o'clock is ha. So, looking at the progress up to ha, there are two routes, line a0-a1-a2 and line b0-b1-b2, and both routes are at the water level ha (of course within the same water volume division) at 3 o'clock, and the pump is All machines are stopped. Therefore, if we compare the number of startups between lines a0, a1, a2 and lines b0, b1, and a2 at 3 o'clock, the former is activated only once at the beginning, but the latter is 2 units in operation at point 1b. , 2 times, so lines a0, a1, a2 are adopted, and since the operating factor is optimal with fewer starts, lines b0, b1, a2
Exclude. In other words, both the two-vehicle operation and the one-vehicle operation between 2 o'clock and 3 o'clock exceed the upper limit water level, so the zero-vehicle operation must be performed at 2 o'clock, so lines b0 and b1 are not desirable. Considering the flow up to 5 o'clock in this way, the one with the least number of startups is a0, a1, a2, a3, a4 or
a0, a1, a2, a3, b4 or a0, a1, a2, b3,
The d4 line is the most preferable (optimal state).
If we give the condition that the water level close to the upper limit water level at 5 o'clock is selected, only the former will be selected.
したがつて、例えば第3図において(m−1)
列のものを選択した理由は、最終値(作業の終了
時刻)から逆算して(m−1)列のものが一番好
ましいと判断したためである。 Therefore, for example, in Figure 3 (m-1)
The reason for selecting the item in column (m-1) is that it was determined that the item in column (m-1) is the most preferable by calculating backwards from the final value (work end time).
通常の上限水位でオフ、下限水位でオンの制御
をすれば、このフローパターンは第4図の線
b0、b1となる。しかるに本発明では線a0、a1を
選択するので、起動回数は1回節約でき、2時に
同じ水位となる。 If the control is turned off at the normal upper limit water level and turned on at the lower limit water level, this flow pattern will be as shown in Figure 4.
They become b0 and b1. However, in the present invention, since lines a0 and a1 are selected, the number of activations can be saved by one, and the water level will be the same at 2 o'clock.
次に第5図を参照してポンプ消費電力量を最小
にするようにスケジユール運転する場合の具体例
を説明する。 Next, a specific example of scheduled operation to minimize pump power consumption will be described with reference to FIG.
第5図において、第3図と同様に横軸に時間を
縦軸に予測水量Q(t)(下側)と水槽水位(上
側)とをとつて示している。この時間は実際には
例えば30秒又は1分等と短い時間ΔT毎に水位を
検知するものであるが、説明を解りやすくするた
めにΔTを1時間とする。そして吐出量1m3/
minのポンプ(1号ポンプ)と吐出量2m3/min
のポンプ(2号ポンプ)を用いるもととし、水槽
の有効容量を72m3、断面積18m2、有効水位(H)
4mとする。又、ポンプは1号機と2号機の2台
運転は行わないものとする。そして0時に上限水
位HLに水位があるものとし、予測流出量Q
(t)は0時より2時まで1.167m3/min、2時か
ら3時までは零、3時から5時までは0.833m3/
minとする(これは予め入力される)。 In FIG. 5, as in FIG. 3, the horizontal axis shows time and the vertical axis shows the predicted water amount Q(t) (lower side) and the aquarium water level (upper side). In practice, the water level is detected every short time ΔT, such as 30 seconds or 1 minute, but to make the explanation easier to understand, ΔT is assumed to be 1 hour. And discharge amount 1m 3 /
min pump (No. 1 pump) and discharge rate 2m 3 /min
pump (No. 2 pump), the effective capacity of the water tank is 72 m 3 , the cross-sectional area is 18 m 2 , and the effective water level (H).
The length shall be 4m. Also, it is assumed that two pumps, No. 1 and No. 2, will not be operated. Assume that the water level is at the upper limit water level HL at 0 o'clock, and the predicted runoff amount Q
(t) is 1.167m 3 /min from 0:00 to 2:00, zero from 2:00 to 3:00, and 0.833m 3 / min from 3:00 to 5:00.
Set to min (this is pre-filled).
ここでP(t)はポンプにより消費される積算
電力量を示している。水位に関し、実線はポンプ
全台停止、1点鎖線は1号ポンプ運転、2点鎖線
は2号ポンプ運転とする。そして1号ポンプの消
費電力を10KW、2号ポンプの消費電力量を
22KWとする。 Here, P(t) indicates the cumulative amount of power consumed by the pump. Regarding the water level, the solid line indicates that all pumps are stopped, the one-dot chain line indicates that the No. 1 pump is operating, and the two-dot chain line indicates that the No. 2 pump is operating. Then, the power consumption of pump No. 1 is 10KW, and the power consumption of pump No. 2 is
The power is 22KW.
今0時において、2号ポンプを運転すると、上
限水位HLを越えるので、これは除外し、水位の
変化は1号ポンプ運転が線a0で示され、全台停止
が線b0で示されている。1時において、線a0の
場合の水位は1aであり、線b0の場合は水位は1b
となる。点1aにおいて、2号ポンプを運転すると
2時において上限水位を越え、全台停止すると2
時において下限水位を下まわるので、これらは除
外し、1号ポンプを運転とし、(線a1で示す)2
時の水位は点2aでとまる。また点1bにおいて2
号ポンプを運転すると、2時では点2aとなる。 If the No. 2 pump is operated at 0:00, it will exceed the upper limit water level HL, so this is excluded, and the change in water level is shown by the line a0 when the No. 1 pump is operating, and the line b0 when all units are stopped. . At 1 o'clock, the water level for line a0 is 1a, and for line b0 the water level is 1b.
becomes. At point 1a, when No. 2 pump is operated, the upper limit water level is exceeded at 2 o'clock, and when all pumps are stopped, the water level reaches 2 o'clock.
Since the water level is below the lower limit at the time, these are excluded and the No. 1 pump is operated (indicated by line a1).
The water level at time stops at point 2a. Also at point 1b 2
When the No. 1 pump is operated, it will be at point 2a at 2 o'clock.
このように、1号ポンプと2号ポンプとの運転
状態は第3図のポンプの1台および2台の運転状
態と実質的に同じであるから、その他の説明は第
3図に関して述べたところを採用する。 In this way, the operating conditions of the No. 1 pump and the No. 2 pump are substantially the same as the operating conditions of one and two pumps in FIG. Adopt.
そこで線a0、a1、a2と線b0、b1、a2との消費
電力量を比べてみると、線a0、a1、a2の消費電力
量は、
10KW×2H=20KWH
であり、
また線b0、b1、a2の消費電力量は
22KW×1H=22KWH
となる。 Comparing the power consumption of lines a0, a1, a2 and lines b0, b1, a2, the power consumption of lines a0, a1, a2 is 10KW x 2H = 20KWH, and lines b0, b1 , the power consumption of a2 is 22KW x 1H = 22KWH.
したがつて線a0、a1、a2を採用し、線b0、
b1、a2を除外する。このようにして5時までの
運転状態を考えると、消費電力量が一番少ないの
は線a0、a1、a2、b3、d4もしくはa0、a1、a2、
a3、b4であることが解る。 Therefore, lines a0, a1, a2 are adopted, and lines b0,
Exclude b1 and a2. Considering the operating conditions until 5 o'clock in this way, the line with the least amount of power consumption is line a0, a1, a2, b3, d4 or a0, a1, a2.
It turns out that they are a3 and b4.
以上はいずれも予測と実際とがほぼ一致した例
であるが、降雨等によつてそのときの水位が上昇
してある設定値(例えばΔH)を越えた場合は、
その時刻において水位情報が水位検出器3からラ
イン4を介して中央処理装置5に入力し、その時
刻から前述の如くに別の計算を行い、最適のポン
プ運転状態を選択する。またある時刻において例
えば降雨等によつて流出量Q(t)が変化するこ
とがわかれば、その降雨の予測できる時刻におい
てライン8を介して流出量Q(t)の予測情報を
入力し、中央処理装置はその情報に基づいてやは
り前述と同様の計算を行う。 All of the above are examples where the prediction and reality almost matched, but if the water level at that time rises due to rain etc. and exceeds a certain set value (for example ΔH),
At that time, water level information is input from the water level detector 3 to the central processing unit 5 via line 4, and from that time, another calculation is performed as described above, and the optimum pump operating state is selected. Furthermore, if it is known that the runoff amount Q(t) changes at a certain time due to, for example, rainfall, the predicted information on the runoff amount Q(t) is inputted via line 8 at the time when the rain can be predicted, and the The processing device also performs calculations similar to those described above based on that information.
以上は運転フアクタとして起動回数および消費
電力量を例にとつて説明したが、例えば内燃機関
でポンプを運転する場合にその燃料消費料を運転
フアクタとしてポンプ運転状態を定め得ることは
自明である。 The above explanation has been given using the number of starts and the amount of power consumption as operating factors, but it is obvious that, for example, when a pump is operated by an internal combustion engine, the pump operating state can be determined using fuel consumption as an operating factor.
[まとめ]
以上の如く本発明によれば連続的に変化する水
位情報を有限個に分割し、その分割幅に属するポ
ンプの運転状態の運転フアクタを比較して最適状
態を定めるので、有限個(最終判断でもlのm乗
個以内)のものを判断すればよく、計算が容易で
あり、ポンプのスケジユール運転として好適であ
る。また予測と実際とが異なつた場合もその修正
も簡単である。[Summary] As described above, according to the present invention, continuously changing water level information is divided into a finite number of pieces, and the operating factors of the pump operating status belonging to the division width are compared to determine the optimal state. Even in the final judgment, it is sufficient to make a judgment within 1 to the m power, which is easy to calculate, and is suitable for scheduled operation of the pump. Furthermore, even if the prediction differs from the actual situation, it is easy to correct it.
第1図はポンプ貯水槽のシステムの一例を示す
図、第2図は本発明を実施した第1図と同様のシ
ステムの図、第3図は本発明の実施の態様を説明
するための図、第4図は起動回数を最小にするた
めの1例を示す図、第5図は消費電力量を最小に
するための1例を示す図である。
1……吸水槽、2……貯水槽、3……水位検出
器、5……中央処理装置、P1,P2…Pn……
ポンプ、HL……上限水位、LL……下限水位。
Fig. 1 is a diagram showing an example of a pump water tank system, Fig. 2 is a diagram of a system similar to Fig. 1 in which the present invention is implemented, and Fig. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. , FIG. 4 is a diagram showing an example of minimizing the number of activations, and FIG. 5 is a diagram showing an example of minimizing power consumption. 1...Water absorption tank, 2...Water tank, 3...Water level detector, 5...Central processing unit, P1, P2...Pn...
Pump, HL... Upper limit water level, LL... Lower limit water level.
Claims (1)
び貯水槽から構成され、貯水槽からの流出量の各
時刻における値が予め知られているポンプ貯水槽
システムのポンプ運転方法において、システムの
運転時間幅Tをn個の時間幅ΔTに分割すると共
に、貯水槽水位の上限水位HLおよび下限水位LL
を設定して、その上下限水位の間をm個の水位幅
ΔVに分割し、まず水槽の実際水位を求めてこれ
を初期値とし、次いですべてのポンプ運転状態に
対応する前記時間幅ΔT時間後の貯水槽の予測水
位を計算し、得られた種々の貯水槽の予測水位の
うちまず上下限範囲外にあるものを除外し、さら
に1つの貯水槽水位分割幅ΔV内に幾つかの予測
水位が得られたもののうちポンプ運転状態が等し
いものがあればその中から運転フアクタの不適の
ものは除外し、この様にして残された種々の貯水
槽の予測水位各々の水位幅ΔVに対し、前記手順
を用いてさらにΔT後の貯水槽水位および運転フ
アクタを求め、これをシステムの運転停止時刻ま
で繰返して計算して、ポンプの運転スケジユール
を求め、その運転スケジユールに従つてポンプを
運転し、前記分割したn個の時間ΔT毎に予測水
位と実際水位とを比較し、その比較値が設定値以
上に異なつた場合には、その時刻において、その
実際水位を初期値として前記の計算をしなおすこ
とを特徴とするポンプのスケジユール運転方法。1. In a pump operation method for a pump water tank system that is composed of at least one pump and a water tank that are controlled in quantity and in which the value of the outflow amount from the water tank at each time is known in advance, the system operating time width T is divided into n time widths ΔT, and the upper limit water level HL and lower limit water level LL of the water tank water level are divided into n time widths ΔT.
is set, and the area between the upper and lower limit water levels is divided into m water level widths ΔV. First, the actual water level of the water tank is determined and used as the initial value, and then the time width ΔT corresponding to all pump operating conditions is determined. The predicted water level of the subsequent water tank is calculated, and among the obtained predicted water levels of the various water tanks, those that are outside the upper and lower limits are first excluded, and then several predictions are calculated within one water tank water level division width ΔV. Among the water levels obtained, if there are pumps with the same operating conditions, exclude those with unsuitable operating factors, and calculate the water level width ΔV of each of the predicted water levels of the remaining various water tanks in this way. , Using the above procedure, further determine the water tank water level and operation factor after ΔT, repeat this calculation until the system operation stop time, determine the pump operation schedule, and operate the pump according to the operation schedule. , the predicted water level and the actual water level are compared at each of the n divided times ΔT, and if the comparison value differs by more than the set value, the above calculation is performed using the actual water level as the initial value at that time. A method of operating a pump on a scheduled basis, which is characterized by re-scheduling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5323275A JPS51129901A (en) | 1975-05-06 | 1975-05-06 | Scheduled operation of pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5323275A JPS51129901A (en) | 1975-05-06 | 1975-05-06 | Scheduled operation of pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51129901A JPS51129901A (en) | 1976-11-11 |
| JPS6228319B2 true JPS6228319B2 (en) | 1987-06-19 |
Family
ID=12937057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5323275A Granted JPS51129901A (en) | 1975-05-06 | 1975-05-06 | Scheduled operation of pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS51129901A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102599335B1 (en) * | 2023-08-02 | 2023-11-07 | 염도영 | Extinguishing Agent Built-in Type Battery Module |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5248101A (en) * | 1975-10-14 | 1977-04-16 | Toshiba Corp | Control device for pump operation |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5195602A (en) * | 1975-02-19 | 1976-08-21 |
-
1975
- 1975-05-06 JP JP5323275A patent/JPS51129901A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102599335B1 (en) * | 2023-08-02 | 2023-11-07 | 염도영 | Extinguishing Agent Built-in Type Battery Module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51129901A (en) | 1976-11-11 |
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