JPH0312715A - 配水制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、上水道などの配水制御装置に関する。

従来の技術 従来の上水道などの配水路において、その流量や圧力を
制御して配水制御を行う際には、配水路に制御弁を設け
るとともに、この制御弁をコントロールする制御装置を
前記制御弁に対応して設けるのが一般的である。そして
、一つの配水源から複数の配水区画へ給水するように、
各配水区画ごとにそれぞれ制御弁および制御装置が設け
られている。制御装置は、制御弁および配水路に関する
データ、たとえば、弁開度、流量、圧力などのデータを
採取可能である。また制御装置は、制御弁を複数の制御
モード、たとえば開度制御、流量制御、圧力制御などの
制御モードで制御可能であり、いずれかのモードが選択
される。いずれのモードを選択するかは、上記データに
もとづいて判断される。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような従来のものでは、各配水区画ごとに
個別にデータの採取を行っているため、配水システム全
体の監視を一括して行うことが国運であるという問題点
を有する。また制御モードの変更や制御量の設定変更も
各制御装置ごとに個別に行っているため、制御記録を取
り出すときやマニュアル操作を行うときには、各制御装
置の設置位置にまで作業者が出向かねばならないという
問題点をも有する。

そこで本発明はこのような問題点を解決し、配水システ
ム全体の監視および制御を一括して行うことができるよ
うにすることを１］的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、配水路に設けられた
制御弁と；前記制御弁に対応して設けられ、この制御弁
を択一的な複数のモードで制御可能であるとともに、前
記制御弁および配水路に関するデータを採取可能なロー
カルコントローラと；複数のローカルコントローラに対
応して設けられ。

各ローカルコントローラからの前記採取データを受信可
能であるとともに、この受信したデータから、前記ロー
カルコントローラを介し・て前記制御弁を制御するため
の演算を実行可能であり、かっこの演算の結果にもとづ
く制御モード変更のための指令と各制御モードにおける
制御量の設定変更のための指令とを前記ローカルコント
ローラへ送信可能な中央制御装置とを有する構成とした
ものである。

作用 このような構成によれば、ローカルコントローラにて採
取された弁開度、流量、圧力などのデータは、このロー
カルコントローラから中央制御装置へ送られる。中央制
御装置は、受信したデータにもとづいて演算を実行し、
この演算結果にもとづいて、ローカルコントローラへ変
更コマンドを送信する。ローカルコントローラは、受信
した変更コマンドにもとづき、制御モードの変更や制御
量の変更を行う、このようにして、各ローカルコントロ
ーラと中央制御装置との間で通信が行われることにより
、配水システム全体の監視と制御とが一括して行われる
ことになる。

実施例 第５図は、本発明にもとづく配水制御装置におけるロー
カルコントローラの一例を示すものである。ここで１は
上水のための配水路であり、需要地区２へ上水３を供給
可能となっている。配水路１には多孔可変オリフィス弁
を利用した制御弁４が設けられ、この制御弁４と敏列の
位置には、この制御弁４の」；流側と下流側との差圧を
検出するための差圧センサ５が設けられている。また制
御弁４には、この制御弁４の開度を検出するための開度
センサ６が設けられている。制御弁４よりも下流側の配
水路１には、この配水路１の水圧を検出するための圧力
センサ７が設けられている。

８はコンピュータを利用したローカルコントローラで、
各センサ５，６．７からの信号線が接続されている。ロ
ーカルコントローラ８の開閉制御出力端子９には、自動
・手動切換スイッチ１０を介して、弁制御回路１１が接
続されている。この弁制御回路１１は、ローカルコント
ローラ８からの自動制御信号または手動スイッチ１２か
らの手動制御信号を受け、これら制御信号にもとづいて
制御弁４の開度を調節可能となっている。また弁制御回
路１１は、制御弁４から全開信号や全閉信号を受けて、
これをローカルコントローラ８の入力端子１３へ供給可
能である。ローカルコントローラ８には、商用電源１４
．遠隔操作用の操作卓１５、およびデータ表示のための
出力プリンタ１６が接続されている。

第４図は、本発明にもとづく配水制御装置の全体構成を
概略的に示す。ここで８ａ、・・・８ｎは第５図のもの
と同様のローカルコントローラで、第５図にも示される
モデム１７ａｅ・・・１７ｎが接続されている。１８は
ホストコンピュータにて構成される中央制御装置で、各
ローカルコントローラ８ａ。

・・・８ｎのモデム１７ａ、・・・１７ｎにそれぞれ対
応するモデム１９ａ、・・・１９ｎが接続されている。

モデム１９ａ、・・・１９ｎとモデム１７ａ、・・・１
７ｎとは、電話回線２０ａ、・・・２０ｎなどにより互
いに接続可能である。

中央制御装置１８には、データ格納用のフロッピ装置２
１と、データ出力用のプリンタ２２と、システム拡張用
の入出力装置２３とが接続されている。

次に、中央制御装置１８およびローカルコントローラ８
における配水制御手順を説明する。第１図は、中央制御
装置１８における制御フローを示すものである。

まず、ステップ３１で配水制御のための計測・制御ルー
チンが開始されると、ステップ３２において装置の初期
設定およびこの計８１１１・制御のためのジョブ選択が
行われる。

次にローカルコントローラ８にて採取されている弁開度
などのデータを、中央制御装置１８に取り込む。この取
り込み作業は、一定の時間間隔ごとに周期的に行われる
。すなわち、まずステップ３：３で、データ受信のため
の一定周期に対応する時間が経過しているかどうかを判
定する。この時間が経過する前であれば、このステップ
：′Ｉ３のまわりのループを循環することにより時間の
経過を待つ。

一定周期に対応する時間が経過したなら、ステップ３４
へ進み、ローカルコントローラ８からのデータの受信を
行う。

このとき、中央制御装置１８は、第４図の通信系を介し
て、ローカルコントローラ８へ送信要求コマンドを送る
。すると、ローカルコントローラ８は、第５図の各セン
サ５，６．７などを介して採取したデータ、すなわち圧
力、弁開度、差圧、弁開度と差圧から算出される流量な
どの各種データを、中央制御袋［１８へ向けて送信する
。中央制御装置１８は、ステップ３５において、受信し
たデータを第４図のフロッピディスク２１に格納したり
、プリンタ２２やその他の表示装置で表示するなどの処
理を行う。データ表示の方法としては、棒グラフ、系統
図や、−覧表、折線グラフを用いたトレンド表示などが
行われる。

以上と同様の操作を複数のローカルコントローラ８ａ、
・・・８ｎに対して行うことにより、中央制御装置１８
により一括したデータの監視が行われる。

次に中央制御装置１８によるローカルコン１ヘローラ８
の制御が行われる。なお、ローカルコントローラ８は制
御弁４を開度制御、圧力制御、流量制御などの複数の制
御モードで制御可能であり、これら複数の制御モードの
一つを選択的に実行可能である。また、各制御モードの
制御量、たとえば圧力制御における圧力の設定値、を設
定変更可能である。

まず、ステップ３６で、ローカルコントローラ８を中央
制御装置Ｉ８で自動制御するか、または中央制御装置１
８への−Ｆ勤人力により手動制御するかを選択する。手
動制御が選択された場合には、ステップ３４で得られた
データにもとづき、ステップ；３７において、前述力制
御モー１〜の選択およびその制御モー１くにおける制御
量の設定や設定変更を行う。

そして、この手動制御が完了したなら、ステップ：（３
に戻る。

自動制御が選択されたなら、ステップ３８で自動制御の
ための演算が行われる。ここでは、ステップ３４で得ら
れたデータにもとづき、制御モードの変更や制御量の設
定値の変更などが必要であるかどうかを判断する。この
ような変更が必要であると判断されたときには、ステッ
プ３９で変更動作を行い、ローカルコントローラ８へ変
更コントローラする。ローカルコントローラ８では、受
信したコマンドにもとづいて、制御モードの変更や制御
量の設定変更を行い、変更後の制御モードなどにもとづ
く制御を開始する。またローカルコントローラ８はモー
ド変更などに関するデータを中央制御装置１８へ送信す
る。中央制御装置１８は、ステップ４０にて変更内容の
チエツクを行う。チエツクが完了すると、ステップ３３
に戻る。

第２図は、この自動制御のルーチンを詳細に示す。ステ
ップ５１で自動制御のルーチンが開始されたなら、まず
ステップ５２で流量値のチエνりが行われる。すなわち
、第１図のステップ３４でローカルコントローラ８から
中央制御袋［＋８へ送り込まれた現流量値のデータは、
その上限値および下限値と比較される。そして、比較結
果に応じて、中央制御装置１８を構成するＣＰＵ内のフ
ラグをセットおよびリセットする作業、たとえば現流量
値がその上限値を越えたならそれに対応するフラグをセ
ットするなどの作業が、ステップ５３において行われる
。

同様に、ステップ５４において圧力値のチェックが、ま
たステップ５６において弁開度のチエツクが行われる。

かつ、これに対応して、ステップ５５およびステップ５
７において、同様にフラグのセットおよびリセットが行
オ〕れる。

以上のほかに、ローカルコントローラ８は配水路１の積
算流量を演算し、その値を記憶している。

そこで、ステップ５８においてこの積算流量のチエツク
を行う。積算流量が−Ｌ限値を越えた場合には。

ステップ５９にてそれに該当するフラグがセットされる
。そして、このフラグセットが行われたなら、記憶され
ている積算流量の値がＯにリセットされ、かつフラグセ
ラ１〜が行われる。−日の取水量が積算量で規制されて
いる場合等に適用できる。

上水道においては、昼間と夜間などにおいて流量比がｌ
Ｏ：１〜２０：１と大きくなる傾向がある。

このため、現時刻を測定し、中央制御装置１８により時
間帯に応じて制御モードを変更するなどの処理を行うこ
とができる。そこでステップ６０では、現時刻が１日に
おけるどの時間帯に属するかをチエツクする。そしてス
テップ６１において、該当する時間帯のフラグをセット
し、他をリセットする。

次にステップ６２において、制御モードの変更や設定値
の変更のための条件が成立しているかどうかを判定する
。すなわち、上述の各フラグと現在の制御モードなどと
の組合せが、あらかじめ設定しておいた変更のための組
合せに一致するかどうかの判定を行う。一致しない場合
は、変更のための条件が成立していないと判断され、ス
テップ６３に進んで本ルーチンを終了する。一致した場
合は、ステップ６４へ進み、変更すべき設定値の算出、
制御モードの決定、積算流量リセット・の決定などを行
うべく、所定の演算が実行される。

ステップ６５は第１図のステップ３９と同じであるが、
具体的には、制御モードや設定値の変更指令。

および積算流量のリセットが必要な場合はリセット指令
をローカルコントローラ８へ送信する。そして、ステッ
プ６６においてローカルコントローラ８からの変更に関
するデータを受け、変更内容のチエツクを行った後に、
ステップ６７に進んで本ルーチンを終了する。

第３図は、ローカルコントローラ８における制御フロー
を示すものである。ここで、ステップ７１で処理が開始
されると、ステップ７２に進み、第５図の各センサ５，
６，７からのデータの読込みが行われる。そして、ステ
ップ７３において読取ったデータの演算が行われ、ステ
ップ７４において演算結果が圧力値、開度値などとして
出力プリンタ１６などに表示される。

次にステップ７５においては、中央制御装置１８から送
信要求があったか否かが判定される。送信要求がなかっ
た場合は、ステップ７７へ進む。送信要求があった場合
はステップ７６へ進み、上述のデータが中央制御装置１
８へ送信される。またローカルコントローラ８は測定デ
ータにもとづいて自己診断を行っており、ステップ７６
では、自己診断情報すなわち所定の警報を中央制御装置
！８に送信する。

たとえば、流量がある大きさ以上になると、配管の破損
と判断して、制御弁４を緊急遮断させるなどの処置をと
る。

その後、ステップ７７に進み、中央制御装置１８から制
御モードなどの変更要求があったか否かが判断される。

変更要求がなかった場合は、ステップ７９へ進む。変更
要求があったときはステップ７８へ進み、制御モードの
変更、設定値の変更、積算流量のリセットなどのうち、
変更またはリセット要求のあった項目を実行する。そし
て、ステップ７９へ進む。

ローカルコントローラ８による制御弁４の制御は、一定
の時間間隔ごとに周期的に行われる。そこでステップ７
９では、この一定時間が経過したかどうかを判定する。

この時間の経過前の場合は、ステップ７２に戻る。時間
が経過したなら、ステップ７２で読込んだデータにもと
づきステップ８０で制御演算を実行する。そして、ステ
ップ８１で制御出力を発し、第５図の弁制御回路１１を
介して制御弁４を制御する。

なお、中央制御装置１８とローカルコントローラ８との
間で送受されるコマンド・データは、上述のものに限ら
れることはない。たとえば、中央制御装置１８からロー
カルコントローラ８へ送るべき信号として、各制御モー
ドにおけろ制御パラメータ、たとえば設定値、不ｉ’Ｊ
−ｉＦ、制御周期などを採用することができる。

発明の効果 以上述べたように本発明によると、中央制御装置とロー
カルコントローラとの間で信号の送受を行うようにした
ため、配水システム全体の監視ｔノよび制御を中央制御
装置で一括して行うことができるとともに、各ローヤル
コン！・ローラにより制御弁を適正な制御モート並びに
設定値で制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の配水制御装置における中央
制御装置の制御フローを示すフローチャート、第２図は
第１図のフローチャートの要部をより詳細に示すフロー
チャート、第３図は本発明の一実施例の配水制御装置に
おけるローカルコントローラの制御フローを示すフロー
チャート、第４図は本発明の一実施例の配水制御装置の
全体構成を示す概略図、第５図は同配水制御装置のロー
カルコントローラおよび制御弁まわりを示す概略図であ
る。 １・・・配水路、４・・・制御弁、５・・・差圧センサ
、６・・・開度センサ、７・・・圧力センサ、８，８ａ
、８ｎ・・・ローカルコン１〜ローラ、１８・・中央制
御装置、２０ａ、２０ｎ・・・電話回線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配水路に設けられた制御弁と、 前記制御弁に対応して設けられ、この制御弁を択一的な
   複数のモードで制御可能であるとともに、前記制御弁お
   よび配水路に関するデータを採取可能なローカルコント
   ローラと、複数のローカルコントローラに対応して設け
   られ、各ローカルコントローラからの前記採取データを
   受信可能であるとともに、この受信したデータから、前
   記ローカルコントローラを介して前記制御弁を制御する
   ための演算を実行可能であり、かつこの演算の結果にも
   とづく制御モード変更のための指令と各制御モードにお
   ける制御量の設定変更のための指令とを前記ローカルコ
   ントローラへ送信可能な中央制御装置と、を有すること
   を特徴とする配水制御装置。