JPH0782391B2 - Water distribution system - Google Patents
Water distribution systemInfo
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- JPH0782391B2 JPH0782391B2 JP29225485A JP29225485A JPH0782391B2 JP H0782391 B2 JPH0782391 B2 JP H0782391B2 JP 29225485 A JP29225485 A JP 29225485A JP 29225485 A JP29225485 A JP 29225485A JP H0782391 B2 JPH0782391 B2 JP H0782391B2
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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、ポンプあるいは高い場所に設置した配水池か
らその圧力により送配水管路を経由して遠方に送配水す
る系統において、管路の末端圧を適正に保つようにポン
プの回転数を操作して吐出圧力を、あるいは水圧調整弁
の開度を操作して2次側圧力をそれぞれ制御する水圧調
整制御装置と、さらに上記送配水管路上に管路破壊を検
出する装置とを有する送配水システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a system for transmitting water from a pump or a water reservoir installed at a high place to a distant place via a water transmission and distribution pipe by its pressure. A water pressure adjusting control device for controlling the discharge pressure by operating the rotational speed of the pump or the opening of the water pressure adjusting valve to control the secondary side pressure so as to maintain the terminal pressure appropriately, and further the above-mentioned water distribution pipe. The present invention relates to a water transmission and distribution system having a device for detecting pipeline breakage on a road.
第5図は送配水システムの従来例を示す構成図である。
なお、同図において、1は配水池、2は減圧弁、3は管
路、4は圧力計、6は流量計、13は減圧制御器、20は比
較検出器、21は割算回路、22は係数演算器、23は圧力偏
差検出器、24は流量偏差検出器である。FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example of a water transmission / distribution system.
In the figure, 1 is a reservoir, 2 is a pressure reducing valve, 3 is a conduit, 4 is a pressure gauge, 6 is a flow meter, 13 is a pressure reducing controller, 20 is a comparison detector, 21 is a division circuit, 22 Is a coefficient calculator, 23 is a pressure deviation detector, and 24 is a flow deviation detector.
かかる構成において、高い場所に設置した配水池1から
減圧弁2を介して管路系3に送配水が行なわれ、この管
路系3の末端には一般家庭や工場等が接続される。管路
系3には減圧弁の2次圧を計測する圧力計4および管路
内の流量を計測する流量計6が設置される。管路系3の
減圧弁2は、夜間の需要量が少ない時の過剰高圧防止の
ために設置される。過剰高圧になると漏水量が増え、ま
た管路の経年変化による劣化を招くため、減圧弁による
2次圧力の制御、すなわち減圧制御器13を設置し、手動
またはタイマにて夜間時の減圧を行なう。In this configuration, water is distributed from the water reservoir 1 installed at a high place to the pipeline system 3 via the pressure reducing valve 2, and the end of the pipeline system 3 is connected to a general household, a factory or the like. A pressure gauge 4 for measuring the secondary pressure of the pressure reducing valve and a flow meter 6 for measuring the flow rate in the pipeline are installed in the pipeline system 3. The pressure reducing valve 2 of the pipeline system 3 is installed to prevent excessive high pressure when the demand amount at night is small. When the pressure becomes excessively high, the amount of water leakage increases and deterioration of the pipeline due to secular change is caused. Therefore, the secondary pressure is controlled by the pressure reducing valve, that is, the pressure reducing controller 13 is installed and the pressure is reduced manually at night by a timer. .
このような方式では、手動の場合はオペレータが常時設
定変更する必要があり、またタイマでは季節や曜日によ
り需要変動に対応して圧力設定値を変更する必要があ
り、変更のわずらわしさや需要に対する即応性が欠ける
という問題があつた。In such a method, the operator must constantly change the setting in the case of manual operation, and the timer needs to change the pressure set value according to the demand fluctuation depending on the season and the day of the week. There was a problem of lack of sex.
このような問題を解消するものとして、末端圧が一定に
なるように2次圧力を制御する方式がある。As a method for solving such a problem, there is a method of controlling the secondary pressure so that the terminal pressure becomes constant.
一般に管路特性は、 P=aQn+Ps (1) で表わされる。但し、aは管路特性によつて決まる定
数、Psは末端圧、nは管路長に伴う圧力の低下状況を示
す定数であつて、通常は1.8〜2.0の定数である。つま
り、上記第(1)式は2次圧力Pが流量Q、末端圧Psお
よび管路特性a,nによつて決まることを示している。Generally conduit characteristics is expressed by P = aQ n + Ps (1 ). However, a is a constant determined by the pipe characteristics, Ps is a terminal pressure, and n is a constant indicating the state of pressure decrease with the pipe length, and is usually a constant of 1.8 to 2.0. That is, the above equation (1) shows that the secondary pressure P is determined by the flow rate Q, the terminal pressure Ps, and the conduit characteristics a, n.
推定末端圧一定制御は、流量Qを計測して上記第(1)
式を関数演算器で演算し、2次圧力設定値を求める方式
である。この方式における流量Qは流量計測値を使用し
ているため、流量変動が激しい場合には2次圧力設定値
Pが流量Q、正確にはQのn乗(n=1.8〜2.0)で変動
することから、さらに激しく変動する欠点がある。For the estimated constant end pressure control, the flow rate Q is measured and the above (1)
This is a method of calculating a secondary pressure set value by calculating the expression with a function calculator. Since the flow rate Q in this method uses the flow rate measurement value, the secondary pressure set value P fluctuates at the flow rate Q, to be exact, to the nth power of Q (n = 1.8 to 2.0) when the flow rate fluctuates significantly. Therefore, there is a drawback that it fluctuates more drastically.
他の方式として、遠隔地の実末端圧Pvを計測し、目標末
端圧Psとの偏差分から2次圧力を制制する方式がある
が、実際には末端圧Pvの測定装置を必要とし、かつテレ
メータ方式等によつて電送する必要があることから価格
の増大や伝送系の複雑さ、さらには時間遅れ等の問題が
ある。As another method, there is a method of measuring the actual end pressure Pv at a remote place and controlling the secondary pressure from the deviation from the target end pressure Ps, but in reality, a device for measuring the end pressure Pv is required, and Since it is necessary to transmit data by a telemeter method or the like, there are problems such as an increase in price, complexity of the transmission system, and time delay.
ところで、管路圧力制御中に管路自体に異常が発生した
場合、特に管路系3が破壊した場合は圧力制御系が異常
となるため、管路の異常状態を監視し、これを検知する
必要がある。このような管路破壊の検出方式としては、
特公昭60-25730号公報に記載されたものが知られてお
り、以下これについて説明する。By the way, when an abnormality occurs in the pipeline itself during the pressure control of the pipeline, especially when the pipeline system 3 is broken, the pressure control system becomes abnormal. Therefore, the abnormal state of the pipeline is monitored and detected. There is a need. As a method of detecting such pipe breakage,
The one described in Japanese Examined Patent Publication No. 60-25730 is known, which will be described below.
この従来方式は、流量変化に対する圧力変化をみて管路
破壊を検出するようにしたものである。This conventional method is designed to detect a line break by observing a pressure change with respect to a flow rate change.
すなわち、先の(1)式を次式の如く偏微分し、 その結果得られる(ЭP/ЭQ)を常時監視し、その時の
値がanQn-1より小さければ管路破壊が発生したとする検
知方式である。That is, the above equation (1) is partially differentiated as follows, It is a detection method that constantly monitors the resulting (ΦP / ΦQ), and if the value at that time is smaller than anQ n−1 , the pipeline is broken.
先の第5図を参照してもう少し具体的に説明する。A more specific description will be given with reference to FIG.
圧力偏差検出器23は圧力計4からの2次圧Pの時間変化
分P(t)−P(t−Δt)を検出し、流量偏差検出器
24は流量計6から流量Qの時間変化分Q(t)−Q(t
−Δt)を検出する。割算回路21では{P(t)−P
(t−Δt)}/{Q(t)−Q(t−Δt)}が算出
されるが、これは第(2)式の左辺(ЭP/ЭQ)に相当
する。また、係数演算器22では流量偏差器24からQ(t
−Δt)を取り出してanQn-1(t−Δt)を演算する
が、これは第2式の右辺(anQn-1)に相当する。比較検
出12では以上の如く求められる(2)式の左辺と右辺の
各量を比較し、(ЭP/ЭQ)<(anQn-1±α)を検出し
て管路崩壊と判定する。なお、αを付加したのは一定の
誤差や雑音等で誤判定するおそれがあるため、一定の範
囲を設けてこれを防止するためである。このような従来
方式は、管路に異常がない場合の流量Qの傾き(an
Qn-1)と、圧力の時間変化分/流量の時間変化分(ЭP/
ЭQ)とが一致していることを前提としているが、上記
末端圧一定制御と組み合わせた場合に次のような問題点
がある。The pressure deviation detector 23 detects the time change P (t) -P (t-Δt) of the secondary pressure P from the pressure gauge 4, and the flow deviation detector 23
24 is a time change amount Q (t) -Q (t of the flow rate Q from the flow meter 6.
-Δt) is detected. In the division circuit 21, {P (t) -P
(T−Δt)} / {Q (t) −Q (t−Δt)} is calculated, which corresponds to the left side (ΦP / ΦQ) of the equation (2). In addition, in the coefficient calculator 22, Q (t
-Δt) is taken out to calculate anQ n-1 (t-Δt), which corresponds to the right side (anQ n-1 ) of the second equation. In the comparison detection 12, the amounts on the left side and the right side of the equation (2) obtained as described above are compared, and (ΦP / ΦQ) <(anQ n-1 ± α) is detected, and it is determined that the pipeline collapses. It should be noted that the reason why α is added is that a certain range may be erroneously determined due to a certain error or noise, so that a certain range is provided to prevent this. In such a conventional method, the slope of the flow rate Q (an
Q n-1 ) and time change of pressure / time change of flow rate (ЭP /
However, if combined with the above-mentioned terminal pressure constant control, there are the following problems.
この問題点を、第6図の特性曲線を参照して説明する。
同図において、最初P1点で運転中に末端でバルブを絞る
と、抵抗曲線がHA→HBになつた状態で運転され、その時
の流量はQ1からQ2に変化し、2次圧は規定値より(P2−
P3)分だけ高くなる。この場合、末端圧一定制御により
2次圧を下げる方向の例えば、圧力がP4となるところで
運転され、末端圧設定Psを満たすようにする。このよう
にすると、P1→P2→P4の圧力変動とQ1→Q2→Q3の流量変
動とが生じ、特にP2の変曲点では圧力と流量の変化分
(ЭP/ЭQ)の極性が変化するため、この変化分を求め
ることが困難となり、誤判定となるおそれが生じるとい
うわけである。つまり、従来の検出方式は何らの制御も
しない場合は良いが、制御をしようとすると以上の如き
問題が生じることになる。This problem will be described with reference to the characteristic curve of FIG.
In the figure, when the valve is throttled at the end while operating at the P 1 point at the beginning, the resistance curve is operated from HA to HB, the flow rate at that time changes from Q 1 to Q 2 , and the secondary pressure becomes From the specified value (P 2 −
P 3 ) higher. In this case, the operation is performed in the direction of lowering the secondary pressure by the constant end pressure control, for example, at a pressure of P 4 so as to satisfy the end pressure setting Ps. In this way, pressure fluctuation of P 1 → P 2 → P 4 and flow fluctuation of Q 1 → Q 2 → Q 3 occur, especially at the inflection point of P 2 the change in pressure and flow rate (ЭP / ЭQ Since the polarity of () changes, it is difficult to obtain the amount of this change, which may result in an erroneous determination. In other words, the conventional detection method is good when no control is performed, but when the control is attempted, the above problems occur.
したがつて、この発明は実末端圧測定テレメータ方式等
によることなく一定時間内における需要量の変動に対し
て適正末端圧を確保し、かつ急激な瞬時の需要量変化に
対する水圧調整弁のハンチングを防止することができ、
しかも水圧調整弁開度変更による管路破壊検知の誤判定
を防止することが可能な送配水システムを提供すること
を目的とする。Therefore, the present invention secures an appropriate terminal pressure against fluctuations in the demand amount within a fixed time without relying on an actual terminal pressure measuring telemeter system, etc., and hunts the water pressure adjusting valve against a sudden instantaneous demand amount change. Can be prevented,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a water transmission / distribution system capable of preventing erroneous determination of pipeline breakage detection due to a change in the water pressure adjusting valve opening.
ポンプまたは送配水池から送配水を行う管路に水圧調整
弁、圧力計および流量計を配置するとともに、該流量計
からの単位時間毎の時間配水量を記憶する記憶手段と、
1日分の配水量基本パターンを発生するパターン発生手
段と、該配水量実績値との差分値を示す過去のデータか
らカルマンフィルタ方式により1単位時間先の差分予測
値を演算する第1演算手段と、該差分予測値に1単位時
間先の配水基本パターンを加算して1単位時間先の時間
配水量を演算する第2演算手段と、該1単位時間先配水
量予測値、末端圧目標値および管路定数から圧力目標値
を演算する第3の演算手段と、を設け、該圧力目標値に
基づいて前記水圧調整弁の制御を行う送配水システムに
おいて、該第2演算手段を介して得られる1単位時間先
配水量予測値と前記記憶手段に記憶された過去2単位時
間の時間配水量実績値から二次曲線で表される配水量予
測曲線を演算する第4の演算手段と、該配水量予測曲線
上の値と前記流量計からの流量計測値とを比較、判定す
る判定手段とを設ける。A water pressure adjusting valve, a pressure gauge and a flow meter are arranged in a pipe for transmitting and distributing water from a pump or a water distribution reservoir, and a storage means for storing the amount of water distributed per unit time from the flow meter,
Pattern generating means for generating a basic pattern of water distribution for one day, and first calculating means for calculating a difference predicted value one unit time ahead by Kalman filter method from past data showing a difference value with the actual value of water distribution Second calculation means for calculating the hourly water distribution amount one unit time ahead by adding the basic water distribution pattern one unit time ahead to the difference prediction value, the one unit time ahead water distribution amount prediction value, the terminal pressure target value, and And a third calculating means for calculating the pressure target value from the pipe constant, and the water supply / distribution system for controlling the water pressure adjusting valve based on the pressure target value is obtained via the second calculating means. Fourth computing means for computing a water distribution forecast curve represented by a quadratic curve from one unit time ahead water distribution forecast value and the past two unit hours actual water distribution volume actual values stored in the storage means; Value on the water quantity prediction curve and the flow rate Comparing the flow rate measurement values from, it provided a determining means.
〔作用〕 上記演算手段により1単位時間先の需要量を予測し、こ
れにもとづき単位時間の需要量変動に対して適正な末端
圧を確保する水圧調整弁またはポンプの2次圧力設定値
を演算するとゝもにこの2次圧力設定値により水圧を調
整,制御する一方、1単位時間先の需要量からさらに予
測流量曲線を演算し、この予測曲線から一定範囲を越え
た流量を検知したとき管路破壊と判定するようにしたも
のである。[Operation] The demand amount one unit time ahead is predicted by the calculating means, and the secondary pressure set value of the water pressure adjusting valve or pump that secures an appropriate end pressure against the demand amount fluctuation of the unit time is calculated based on this Then, the water pressure is adjusted and controlled by this secondary pressure setting value, while the predicted flow rate curve is further calculated from the demand amount one unit time ahead, and when the flow rate exceeding a certain range is detected from this predicted curve, the pipe It is determined that the road is destroyed.
第1図は本発明の実施例を示す構成図である。同図にお
いて、7は基本パターン発生器、8は予測演算器、9は
時間配水量演算器、10は配水量曲線演算器、11は水圧演
算器、12は減圧段演算器、14は管路破壊検出器、15は警
報設定出力器で、その他は第5図と同様である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 7 is a basic pattern generator, 8 is a predictive calculator, 9 is a water distribution amount calculator, 10 is a distribution curve calculator, 11 is a water pressure calculator, 12 is a pressure reduction stage calculator, and 14 is a pipeline. Destruction detector, 15 is an alarm setting output device, and the others are the same as in FIG.
すなわち、時間配水量演算器9は流量計6からの流量を
単位時間積算し、1日分の時間配水パターンを作成す
る。この時間配水パターンは平日,休日用に分けられ、
例えば各々5日分のデータを保存し、その5日間の各時
間帯毎の平均化処理を予測演算器8により行ない、その
結果を基本パターン発生器7に平日用と休日用としてそ
れぞれ保存する。予測演算器8は、カレンダーにより平
日,休日のパターンを選択するとともに、過去m単位時
間の実績時間配水量(qt-i)を時間配水量演算器9から
取り出し、実績時間配水量(qt-i)と基本パターン(
t-i)との差分値(Δqt-i)を求める。この差分値(Δq
t-i)に対し、次の(3)式の如き線形モデル式を用い
良く知られているカルマンフイルタ方式で1単位時間先
の時間配水量差分予測値(Δt+1)を求める。That is, the hourly water distribution amount calculator 9 integrates the flow rate from the flow meter 6 in a unit time to create a hourly water distribution pattern for one day. This hourly water distribution pattern is divided into weekdays and holidays,
For example, the data for 5 days is stored, the averaging process for each time zone of the 5 days is performed by the prediction calculator 8, and the results are stored in the basic pattern generator 7 for weekdays and holidays, respectively. Prediction calculator 8, weekdays by calendering, as well as select a holiday patterns, extraction actual time distribution of the past m unit time (q ti) from the time water distribution amount calculator 9, actual time distribution amount and (q ti) Basic pattern (
ti )) and the difference value (Δq ti ). This difference value (Δq
For ti ), the time water distribution difference predicted value ( Δt + 1 ) one unit time ahead is calculated by the well-known Kalman filter method using a linear model formula such as the following formula (3).
ここに、aiは予測係数であり、カルマンフイルタ方式に
より予測誤差(Δt−Δqt)の分散が最小となるよ
う、逐次aiを適応修正する。上記第(3)式によりΔ
t+1が算出され、時間配水量演算器9により基本パター
ン(qt+1)と加算され1単位時間先の時間配水量(
t+1)を算出する。水圧演算器11は、この算出された1
単位時間先配水量予測値(t+1)から次の(4)式の
如く水圧目標値(t+1)を求める。t+1 =a・(t+1)n+b ……(4) ここに、第(1)式と同じくa,nは管路特性、bは必要
末端圧で管網計算により決定する。 Here, a i is a prediction coefficient, and the Kalman filter method is used to sequentially adaptively correct a i so that the variance of the prediction error (Δ t −Δq t ) is minimized. Δ from the above equation (3)
t + 1 is calculated and added to the basic pattern (q t + 1 ) by the hourly water distribution calculator 9 to calculate the hourly water distribution 1 unit time ahead (
t + 1 ) is calculated. The water pressure calculator 11 uses this calculated 1
Unit time later distributed water amount predicted value (t + 1) from the following (4) water pressure target value as expression Request (t + 1). t + 1 = a. ( t + 1 ) n + b (4) Here, a and n are pipe line characteristics, and b is a required terminal pressure, which is determined by pipe network calculation, as in the equation (1).
これに対し、運用実績から次のようにa,bを決定するこ
ともできる。すなわち第(1)式で説明した通常n=1.
8〜2.0からn=1.85とし、第(5)式,第(6)式の連
立方程式から第(7)式,第(8)式のようにa,bを算
出する。On the other hand, it is also possible to determine a and b from the operation record as follows. That is, the normal n = 1 described in the equation (1).
From 8 to 2.0, n = 1.85 is set, and a and b are calculated from the simultaneous equations of the equations (5) and (6) as in the equations (7) and (8).
Pmax=a(Qmax)1.85+b ……(5) Pmin=a(Qmin)1.85+b ……(6) なお、上式において、Qmaxは最大流量、Qminは最小流
量、Pmaxは最大流量時の配水圧力、Pminは最小流量時の
配水圧力で、これらの値は運用実績値から求めることが
可能である。Pmax = a (Qmax) 1.85 + b (5) Pmin = a (Qmin) 1.85 + b (6) In the above formula, Qmax is the maximum flow rate, Qmin is the minimum flow rate, Pmax is the distribution pressure at the maximum flow rate, and Pmin is the distribution pressure at the minimum flow rate, and these values can be obtained from the actual operation values.
一方、水圧演算器11から出力された水圧目標値
t+1は、減圧段選択器12により圧力の段階値に変換され
る。この変換方式は第2図に示す様に、例えばt+1の
時間帯が水圧演算値t+1の場合、切り上げ方式で圧力
段階値P4として出力する。On the other hand, the water pressure target value output from the water pressure calculator 11
The pressure reduction stage selector 12 converts t + 1 into a pressure stage value. In this conversion method, as shown in FIG. 2, for example, when the water pressure calculation value t + 1 in the time zone of t + 1 , the pressure level value P 4 is output by the rounding up method.
なお、同図は8段の場合の例であるが、N段でも可能で
あることは勿論である。また、減圧段選択器12には火災
時入力信号ALから、最高吐出圧力を確保するための圧力
値P1を強制的に演算する機能も有している。It should be noted that the figure is an example in the case of 8 stages, but it is needless to say that N stages are also possible. Further, the pressure reduction stage selector 12 also has a function of forcibly calculating the pressure value P 1 for securing the maximum discharge pressure from the fire input signal AL.
以上説明したように、1単位時間先の需要量を予測し、
この予測流量を基に圧力段を制御することにより、従来
方式の流量計測値Qの変動に伴なう圧力制御の変動の欠
点を失くすとゝもに、遠隔地の実末端圧Pvを計測する装
置やテレメータを不要とし、さらには減圧段選択器12に
より火災時の需要圧対応も簡易に実現することができ
る。As explained above, the demand amount one unit time ahead is predicted,
By controlling the pressure stage based on this predicted flow rate, the drawback of pressure control fluctuations associated with fluctuations in the flow rate measurement value Q of the conventional method can be eliminated, and the actual terminal pressure Pv at a remote location can be measured. It is not necessary to use a device and a telemeter that operate, and the pressure reduction stage selector 12 makes it possible to easily meet the demand pressure at the time of a fire.
次に、管路破壊検出方法について説明する。Next, a method for detecting the breakage of the conduit will be described.
従来方式は流量変化に対する圧力変化と流量の変化との
相関式から検出するもので、末端圧一定制御方式と組み
合わせると、需要圧力変動に対し圧力制御するため制御
干渉による検知精度の劣化、ひいては誤検知の可能性が
あることは前述のとおりである。つまり、第6図におい
てQ1からQ2に変動し、圧力制御によりQ3へ変動する場
合、D線の如くP1→P3→P4に変動するならば従来の検知
方式でも良いが、実際にはP1→P2→P4に変動するため、
従来の傾きによる検知方式ではP2で誤検知する可能性が
ある。そこで、本発明では流量変動のみに着目し、精度
の高い需要予測を求め、その流量予測曲線から大きくは
ずれた場合に管路破壊を検出するようにし、圧力制御干
渉による誤検知を防止する。The conventional method is to detect from the correlation equation of the pressure change and the flow rate change with respect to the flow rate change.When combined with the constant end pressure control method, the pressure is controlled against the demand pressure fluctuation, so the detection accuracy deteriorates due to control interference, and eventually the error occurs. The possibility of detection is as described above. In other words, in FIG. 6, when changing from Q 1 to Q 2 and changing to Q 3 by pressure control, if it changes from P 1 → P 3 → P 4 like the D line, the conventional detection method may be used, Actually, it changes from P 1 → P 2 → P 4 , so
The conventional detection method based on tilt may cause false detection at P 2 . Therefore, in the present invention, focusing only on the flow rate fluctuation, a highly accurate demand forecast is obtained, and when the flow rate forecast curve deviates greatly, the pipeline breakage is detected to prevent erroneous detection due to pressure control interference.
この点について、もう少し具体的に説明する。This point will be described more concretely.
配水量予測曲線演算器10は、時間配水量演算器9より算
出された1単位時間先配水量予測値(t+1)と、例え
ば過去2単位時間の時間配水量(qt),(qt-1とから以
下の如き処理を行なう。いま、予測曲線を第3図
(イ),(ロ)の如き2次曲線とすると、t+1,qt,q
t-1について次式の如き関係が成立する。The distribution amount predicting curve calculator 10 calculates the water distribution predicted value ( t + 1 ) calculated by the time distribution amount calculator 1 for one unit time ahead, and, for example, the hourly distribution amount (qt), (q t for the past two unit times). -1 and the following processing is performed: Now, assuming that the prediction curve is a quadratic curve as shown in Fig. 3 (a) and (b), t + 1 , qt, q
The following relation holds for t-1 .
qt-1=ax1 2+bx1+c ……(9) qt=ax2 2+bx2+c ……(10)t+1 =ax3 2+bx3+c ……(11) こゝに、X1は過去2単位時間前から1単位時間前の時間
配水量qt-1の時間帯〔t−2,t−1〕の中間点(第3図
のy1に対応する点)、x2過去1単位時間前から現在時刻
の時間配水量qtの時間帯〔t−1,t〕の中間点(第3図
のy2に対応する点)、x3は現在時刻から1単位時間先の
時間予測配水量t+1の時間帯〔t,t+1〕の中間点(第
3図のy3に対応する点)である。こゝで、単位時間をK
分とし、上記第(9),(10),(11)式において、x1
=0,x2=K,x3=2Kとして三元連立方程式を解くと、下記
式の如くa,b,cが求まる。q t-1 = ax 1 2 + bx 1 + c (9) qt = ax 2 2 + bx 2 + c (10) t + 1 = ax 3 2 + bx 3 + c (11) Here, X 1 Is the midpoint (point corresponding to y 1 in Fig. 3) of the time zone [t-2, t-1] of the hourly water distribution qt -1 from the past 2 unit hours ago to the x 2 past One unit time ago to the present time, the midpoint of the time zone [t-1, t] of the water distribution qt (point corresponding to y 2 in Fig. 3 ), x 3 is the time one unit time ahead of the present time It is an intermediate point (point corresponding to y 3 in FIG. 3) in the time zone [t, t + 1] of the predicted water distribution t + 1 . Here, the unit time is K
X 1 in the above equations (9), (10), (11)
Solving the simultaneous ternary equations with = 0, x 2 = K, x 3 = 2K, a, b, c can be obtained as in the following equation.
c=qt-1 ……(14) 上記(12),(13),(14)式はx1=0,x2=K,x3=2Kと
したので、現在時刻 からのn分先は となるので、n分先の配水量予測値(nは次式にて求
まる。 c = q t-1 (14) Since the above equations (12), (13), and (14) are x 1 = 0, x 2 = K, x 3 = 2K, the current time is N minutes from Therefore, the water distribution predicted value n minutes ahead ( n can be obtained by the following equation.
管路破壊検出器14においては、配水量予測曲線演算器10
により算出された排水量予測値(n)と、流量計6か
らの流量計測値qnとの比較を行ない、次式が成立すると
き管路破壊として検出する。 In the pipeline breakage detector 14, the distribution amount prediction curve calculator 10
The predicted value ( n ) of the drainage amount calculated by the above is compared with the flow rate measurement value q n from the flow meter 6, and when the following expression is satisfied, it is detected as a pipeline failure.
qn>n+(α×n/100) ……(16) qn<n+(β×n/100) ……(17) ただし、αは第4図(イ)に示される如き昼用の不感帯
幅(%)、βは第4図(ロ)に示される如き夜用の不感
帯幅(%)であり、警報設定出力器15でα,βの設定お
よび昼と夜の時間帯が設定できるようにしてある。な
お、上記演算による管路破壊検出チエツクのサンプリン
グ時間は1分程度とする。また、火災時入力信号ALが入
力された場合は検出しないものとする。さらに、連続m
分間上記第(16),(17)式が成立したときは、警報出
力器15を介して警報を出力することとする。 q n> n + (α × n / 100) ...... (16) q n <n + (β × n / 100) ...... (17) However, alpha is for daytime such as shown in FIG. 4 (b) The dead band width (%) and β are the dead band width (%) for night as shown in Fig. 4 (b). The alarm setting output device 15 sets α and β and the day and night time zones. I can do it. The sampling time for the pipe breakage detection check calculated above is about 1 minute. Also, if the fire input signal AL is input, it will not be detected. Furthermore, continuous m
When the above expressions (16) and (17) are satisfied for a minute, an alarm is output via the alarm output device 15.
本発明によれば、単位時間先配水量予測値により末端圧
力を推定し、減圧弁を水圧調整制御することにより単位
時間の急激な需要量変動に対して適正な末端圧を確保
し、かつ秒,分単位の急激な需要や圧力変動に対してハ
ンチング等の不要な圧力制御を防止する効果が得られ
る。また、遠隔の実末端圧力測定装置やテレメータ装置
等が不要なので、装置構成の簡素化と共に、低コスト化
し得る効果がある。さらに、管路破壊検出においては分
単位の配水量予測曲線を求め、流量計測値との偏差によ
る検出方式としたので、水圧調整制御による干渉ノイズ
を防止することが可能となる効果がある。According to the present invention, the terminal pressure is estimated from the predicted value of water distribution amount per unit time, and the terminal pressure is secured to the rapid fluctuation of the demand amount per unit time by controlling the water pressure adjustment of the pressure reducing valve, and the second It is possible to prevent unnecessary pressure control such as hunting against sudden demand and pressure fluctuation in minutes. Further, since a remote actual terminal pressure measuring device, a telemeter device, etc. are not required, there is an effect that the device configuration can be simplified and the cost can be reduced. Further, in detecting the pipe breakage, the distribution amount prediction curve in units of minutes is obtained, and the detection method is based on the deviation from the flow rate measurement value. Therefore, it is possible to prevent interference noise due to the water pressure adjustment control.
第1図は本発明による水圧調整監視制御システムの実施
例を示す構成図、第2図は圧力段選択器における選択方
法を説明するための説明図、第3図は本発明において時
間配水量予測値から1分毎の配水量予測曲線を求める方
法を説明するための説明図、第4図は本発明による管路
破壊検出方法を説明するための説明図、第5図は従来の
管路圧力制御と管路破壊検知システムを示す構成図、第
6図はポンプの回転数制御による末端圧一定制御を行な
う場合のポンプと管路の特性曲線図である。 符号説明 1……配水池、2……減圧弁、3……管路、4……圧力
計、6……流量計、7……基本パターン発生器、8……
予測演算器、9……時間配水量演算器、10……配水量曲
線演算器、11……水圧演算器、12……減圧段選択器、13
……減圧制御器、14……管路破壊検出器、15……警報設
定出力器、20……比較検出器、21……割算回路、22……
係数演算器、23……圧力偏差検出器、24……流量偏差検
出器。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a water pressure adjustment monitoring control system according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view for explaining a selection method in a pressure stage selector, and FIG. 3 is a time water distribution prediction in the present invention. FIG. 4 is an explanatory view for explaining a method for obtaining a water distribution prediction curve for each minute from a value, FIG. 4 is an explanatory view for explaining a pipeline breakage detection method according to the present invention, and FIG. 5 is a conventional pipeline pressure. FIG. 6 is a characteristic diagram of the pump and the pipeline when the terminal pressure constant control is performed by controlling the rotation speed of the pump. Explanation of symbols 1 ... Reservoir, 2 ... Pressure reducing valve, 3 ... Pipe line, 4 ... Pressure gauge, 6 ... Flowmeter, 7 ... Basic pattern generator, 8 ...
Prediction calculator, 9 …… hourly water distribution calculator, 10 …… water distribution curve calculator, 11 …… water pressure calculator, 12 …… pressure reduction stage selector, 13
...... Decompression controller, 14 ...... Pipe breakage detector, 15 …… Alarm setting output device, 20 …… Comparison detector, 21 …… Division circuit, 22 ……
Coefficient calculator, 23 ... pressure deviation detector, 24 ... flow deviation detector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 裕一 東京都日野市富士町1番地 富士フアコム 制御株式会社内 (72)発明者 黒谷 憲一 東京都日野市富士町1番地 富士フアコム 制御株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−41499(JP,A) 特開 昭55−143613(JP,A) 特公 昭60−25730(JP,B1) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuichi Sasaki 1 Fujimachi, Hino-shi, Tokyo, inside Fuji Huacom Control Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Kuroya 1 Fujimachi, Hino-shi, Tokyo Inside Fuji Huacom Control Co., Ltd. ( 56) References JP 56-41499 (JP, A) JP 55-143613 (JP, A) JP 60-25730 (JP, B1)
Claims (1)
路に水圧調整弁、圧力計および流量計を配置するととも
に、 該流量計からの単位時間毎の時間配水量を記憶する記憶
手段と、 1日分の配水量基本パターンを発生するパターン発生手
段と、 該配水量実績値との差分値を示す過去のデータからカル
マンフィルタ方式により1単位時間先の差分予測値を演
算する第1演算手段と、 該差分予測値に1単位時間先の配水基本パターンを加算
して1単位時間先の時間配水量を演算する第2演算手段
と、 該1単位時間先配水量予測値、末端圧目標値および管路
定数から圧力目標値を演算する第3の演算手段と、 を設け、該圧力目標値に基づいて前記水圧調整弁の制御
を行う送配水システムにおいて、 該第2演算手段を介して得られる1単位時間先配水量予
測値と前記記憶手段に記憶された過去2単位時間の時間
配水量実績値から二次曲線で表される配水量予測曲線を
演算する第4の演算手段と、 該配水量予測曲線上の値と前記流量計からの流量計測値
とを比較、判定する判定手段と、 を設け、該判定結果から管路破壊を検知することを特徴
とする送配水システム。1. A storage means for arranging a water pressure adjusting valve, a pressure gauge and a flow meter in a pipe for transmitting and distributing water from a pump or a water distribution reservoir, and a storage means for storing an hourly water distribution amount per unit time from the flow meter. Pattern generating means for generating a basic pattern of water distribution for one day, and first calculating means for calculating a difference prediction value one unit time ahead by the Kalman filter method from past data indicating a difference value with the actual value of water distribution And second calculation means for calculating a water distribution amount one unit time ahead by adding a basic water distribution pattern one unit time ahead to the difference prediction value, and one unit time ahead water distribution amount prediction value and end pressure target value And a third calculating means for calculating a pressure target value from the pipe constant, and in the water distribution system for controlling the water pressure adjusting valve based on the pressure target value, the third calculating means is provided via the second calculating means. One unit time ahead Fourth calculating means for calculating a distribution quantity prediction curve represented by a quadratic curve from the distribution quantity prediction value and the hourly distribution quantity actual value of the past two unit hours stored in the storage means, and on the distribution quantity prediction curve And a flow rate measurement value from the flow meter, for determining and comparing the flow rate measurement value and the flow rate measurement value, and detecting the pipeline breakage from the determination result.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29225485A JPH0782391B2 (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Water distribution system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29225485A JPH0782391B2 (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Water distribution system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62152001A JPS62152001A (en) | 1987-07-07 |
| JPH0782391B2 true JPH0782391B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=17779425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29225485A Expired - Lifetime JPH0782391B2 (en) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | Water distribution system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782391B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH087629B2 (en) * | 1989-07-07 | 1996-01-29 | 株式会社日立製作所 | Fluid flow rate control method and apparatus |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP29225485A patent/JPH0782391B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62152001A (en) | 1987-07-07 |
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