JPH02203983A - ポンプ運転台数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ポンプ井の水位に応じてポンプ運転台数の
増減制御を行う共に、ポンプ井が所定の水位に保たれる
ようにポンプ速度制御をも行うポンプ運転台数制御装置
に関する。

（従来の技術） 従来、下水をポンプ井に一時的に貯溜し、複数台のポン
プを水位の上下に応じて運転台数を増減しながら下水処
理設備に汲み出していき、ポンプ井水位をほぼ一定の目
標水位に制御するためのポンプ運転台数制御装置として
、第３図に示すような構成のものが知られている。

この第３図に示す従来のポンプ運転台数制御装置では、
管渠１からの下水を沈砂池２とスクリン３を経てポンプ
井４に導き、このポンプ井４に一時貯溜された下水をポ
ンプ５により下水処理設備６まで揚水する。そして、複
数台のポンプ５をポンプ井４の水位の上下に応じて運転
台数制御を行うための運転台数制御装置７が備えられて
いる。

このポンプ運転台数制御装置７は、ポンプ運転台数判定
部８と、ポンプ台数制御部９と、ポンプ速度制御部１０
とから構成されている。

ポンプ運転台数判定部８においては、第４図につ 示す台数判定表１１に基づいてポンプ井４の水位検出器
１２により検出された水位ＷＬに対応するポンプ運転台
数Ｍを決定する。

そして、ポンプ台数制御部９では、現在のポンプ運転台
数と、前記ポンプ運転台数判定部８において決定された
必要ポンプ台数Ｍとを比較し、優先順に必要台数Ｍにな
るようにポンプ５を起動しあるいは停止させる指令を各
ポンプ５に出力し、ポンプ井４の水位に見合った台数の
ポンプ５を運転する。

さらに、ポンプ速度制御部１０では、ポンプ井４の水位
検出器１２により検出されたポンプ井水位ＷＬが予め設
定されているポンプ井目標水位Ｌｒに一致するように各
ポンプ５の運転速度をＰＩ制御またはＰＩＤ制御により
制御するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この様な従来のポンプ運転台数制御装置
では、ポンプ速度制御部のポンプ井目標水位Ｌｒを予め
操作員が設定した固定値とじているために、ポンプ井容
量が小さく、かつ水位制御可能範囲が小さい場合には２
台目以降のポンプの起動／停止が頻繁に起こる問題点が
あった。

つまり、固定値であるポンプ井目標水位Ｌｒは１金目ポ
ンプ運転水位Ｌ１より低い位置にあるため、ポンプ１台
運転時にポンプ井水位が２金目ポンプ運転水位Ｌ２に達
した時には運転しているポンプは最高速の状態にあり、
２金目ポンプが運転水位Ｌ２により起動されると、２台
共に最高速付近で運転されることになる。

そして、２台目のポンプが運転開始された際には、ポン
プ井４への流入流量かポンプ１台分の吐出流量よりは大
きいが、ポンプ２台分の吐出流量よりは小さい状態にあ
ると、ポンプ井水位ＷＬは下降することになるが、速度
制御の目標水位Ｌｒが低い位置にあることから速度は直
ぐには下がらず、このため水位の下降速度が速くなる。

ここで、速度制御装置の応答に比較してポンプ井容量が
大きい場合には水位は速度制御により目標水位付近でオ
ーバーシュートせずに安定することになるが、液体抵抗
器による速度制御などのように制御応答が遅（、これに
比較してポンプ井容量が小さい場合には水位の下降速度
が急激となり、目標本位Ｌｒをオーバーシュートするこ
とになる。

オーバーシュートした水位が２金目ポンプ停止水位り、
を過渡的に下回ると、この時点で２金目ポンプが停止し
てしまう。そして、２金目ポンプが停止してしまうと、
もともとポンプ井４への流入流量は１台分のポンプでは
賄えない量であるため、水位ＷＬは再び上昇し、２金目
ポンプ運転水位Ｌ２を上回る時に２金目ポンプを再び起
動するこ４と仲なる。

こうして、２金目ポンプの起動／停止が頻繁に繰り返、
されることになるのである。そしてこの現象番さ、速度
制御装置の制御応答が遅いほど、またポンプ井容量が小
さく、かつ水位制御可能範囲が狭いほど起りやすく、さ
らに３台目以降の起動はど起こりやすいものである。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、複数台のポンプを同時に運転しても各ポンプの起
動／停止が頻繁に起こることがないポンプ運転台数制御
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明のポンプ運転台数制御装置は、ポンプ井の水位
検出手段と、 この水位検出手段からのポンプ井水位に応じてポンプ運
転台数を決定し、必要台数のポンプの運転・停止を制御
するポンプ運転台数制御部と、前記水位検出手段による
ポンプ井水位を所定の目標値に保つために運転中のポン
プの運転速度を制御するポンプ速度制御部と、 前記ポンプ井水位目標値をポンプ運転台数に応じて違っ
た値に変化させるポンプ井目標水位決定部とを備えたも
のである。

（作用） この発明のポンプ運転台数制御装置では、ポンプ運転台
数制御部によりポンプ井水位の上下に応じてポンプ運転
台数を決定し、必要台数のポンプを同時運転してポンプ
井の下水の汲み出しを行なう。また、ポンプ速度制御部
によりポンプ井水位を所定の目標値になるようにポンプ
運転速度を制御する。

さらに、このポンプ速度制御部が目標とするポンプ井目
標水位は、ポンプ運転台数の大小により各ポンプの起動
／停止が頻繁に起こらないように各運転台数起動水位と
停止水位との中間的な水位となるようにポンプ井目標水
位決定部により決定する。

こうして、ポンプ運転台数をポンプ井水位により増減す
ると共に、目標水位に一致するように各ポンプの運転速
度を制御し、さらにポンプ運転台数に応じて目標水位を
可変とすることにより、ポンプの起動／停止二が頻繁に
起こらないようにポンプ運転台数制御を行なうのである
。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例の回路構成を示しており、
従来例の第３図に示すポンプ運転台数制御装置と同一の
要素に対しては同一の符号を付して示しである。したが
って、管渠１から沈砂池２に流れ込む下水がスクリーン
３を経てポンプ井４に導入され、ここからポンプ５，５
．・・の運転により下水処理設備６に揚水する下水処理
プラントに対して、前記ポンプ５，５．・の運転台数制
御および速度制御をポンプ運転台数制御装置７により行
なうようにしている。

この実施例のポンプ運転台数制御装置７は、従来例と同
様のポンプ運転台数判定部８と、ポンプ台数制御部つと
、ポンプ速度制御部１−Ｏとを備え、さらにこの発明の
実施例の特徴であるポンプ井１」標水位決定部１３を備
えており、ポンプ速度制御部１０に与える目標水位指令
Ｌｒ。（ｍ＝１．２゜３）を演算するようになっている
。

上記の構成のポンプ運転台数制御装置の動作について、
次に説明する。

ポンプ運転台数判定部８ては、ポンプ井４の水位検用器
１２からのポンプ井水位ＷＬを基にして第２図に示す水
位−ポンプ運転台数対照表］］から現在のポンプ井水位
ＷＬに対応したポンプ運転台数Ｍを割り出し、この運転
台数Ｍをポンプ台数制御部９に与える。

ポンプ台数制御部９では、ポンプ運転台数判定部８から
の運転台数指令Ｍに応して現在運転中のポンプ台数との
関係で優先席順にさらに１台のポンプ５を起動し、ある
いは１台のポンプ５を停止１ニする指令をポンプ５，５
．・・に与える。

また、ポンプ速度制御部１０は、後述するポンプ井目標
水位決定部］−３からのポンプ運転台数指令Ｍに応じて
変化する目標水位Ｌｒ□にポンプ井水位ＷＬが一致する
ように運転中のポンプ５の速度制御をＰＩ制御またはＰ
ＩＤ制御により行なう。

ポンプ井目標水位決定部１３は、ポンプ運転台数判定部
８からポンプ運転台数指令Ｍを入力とし、この運転台数
Ｍに対応した目標水位Ｌｒ□を算出するものであり、次
の式に基づいて目標水位Ｌｒ□を決定し、ポンプ速度制
御部１０に与える。

Ｌｒ−−α　（Ｍ、、　　　Ｍｏｔｔ　　）　　＋Ｍｏ
ｒｔここで、 Ｍ：　　ポンプ運転台数 ｍ・　　１，２．または３ （ポンプ運転台数Ｍに対応する） Ｍ。、：　　Ｍ金目ポンプ運転水位 （＝Ｌ　１．　　Ｌ　２．＋　またはＬ３）Ｍｏｔｔ：
Ｍ金目ポンプ停止水位 （’−Ｌ４．Ｌ５．またはＬ６） α：　　定数（０，０くα＜１．０） である。

つまり、このポンプ井ｌ］標水位決定部］３では、ポン
プ運転台数判定部８からのポンプ運転台数指令Ｍに応じ
て、第２図の水位−ポンプ運転台数対照表１１から得ら
れるＭ金目起動水位：停止水位Ｌ１　・Ｌ、、Ｌ２：Ｌ
５．またはＬ３：Ｌ６の中間の水位を目標水位Ｌｒ、と
決定し、この目標水位Ｌｒ。をポンプ速度制御部１０に
与えるのである。

したがって、ポンプ速度制御部１０には、ポンプ運転台
数に応じて変化するポンプ井目標水位Ｌｒ□が与えられ
ることになり、運転台数Ｍが増加するにしたがって従来
よりも目標水位Ｌｒ□が高い位置にあることになり、ポ
ンプ井水位がＭ金目起動水位を越えてＭ台目のポンプが
起動されると、Ｍ台全部のポンプが最高速度で運転され
始めるが、その結果として目標水位Ｌｒ、に到達する時
間も早くなり、早い時期に各ポンプの運転速度が低下し
、それにより水位の下降速度も抑えられることになり、
目標水位付近でのオーバーシュート現象を軽減すること
ができることになる。

さらに、たとえオーバーシュートを起こすことがあって
も、絶えずＭ金目ポンプ井水位Ｍ０．。

と目標水位Ｌｒ、との間隔が保たれるためにオバーシュ
ートにより水位がＭ金目停止水位Ｍ　６　（。

（’＝Ｌ４．Ｌ、　またはＬ６）を下回る可能性が少な
くなり、これによりポンプの起動／停止頻度を軽減する
こともできることになる。

なお、上記の実施例では、ポンプを３台備えたポンプ井
に対するポンプ運転台数制御装置について示したが、ポ
ンプ井の容量の大きさに応じてポンプ台数はそれ以上多
くあっても構わない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ポンプ井の水位に応じ
て複数台のポンプの運転台数制御を行なうと共に、ポン
プ井水位を目標水位に保つために運転ポンプの速度制御
を行なう場合に、その目標水位をポンプ運転台数に応じ
てその台数のポンプの起動水位と停止水位との中間の位
置に定めるようにしているため、比較的早い時期に目標
水位に到達することができて運転ポンプを長い時間最高
速で運転することがなく、容量の小さなポンプ井であっ
ても最新に起動されたポンプの運転停止水位に速く到達
してしまうことを避けることができ、オーバーシュート
を起こりにくくすることができる。

また、最新に起動されたポンプの停止水位と目標水位と
の間に常に比較的大きな隔たりがあるため、ポンプ井容
量が小さくて水位の上昇が速いポンプ井であっても、最
新に起動されるポンプの停止後直ぐにその再起動指令が
かかることも少なく、起動／停止頻度を少なく抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
は上記実施例で使用する水位−運転台数対照表図、第３
図は従来例の回路ブロック図、第４図は従来例で使用す
る水位−運転台数対照表図である。 ４・・・ポンプ井　　　　　５・・・ポンプ７・・・ポ
ンプ運転台数制御装置 ８・・・ポンプ運転台数判定部 ９・・・ポンプ台数制御部 １′０・・・ポンプ速度制御部 １１・・・水位゛−運転台数対照表 １２・・・水位検出器 １３・・・ポンプ井目標水位決定部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポンプ井の水位検出手段と、 この水位検出手段からのポンプ井水位に応じてポンプ運
   転台数を決定し、必要台数のポンプの運転・停止を制御
   するポンプ運転台数制御部と、前記水位検出手段による
   ポンプ井水位を所定の目標値に保つために運転中のポン
   プの運転速度を制御するポンプ速度制御部と、 前記ポンプ井水位目標値をポンプ運転台数に応じて違っ
   た値に変化させるポンプ井目標水位決定部とを備えて成
   るポンプ運転台数制御装置。