JPH07216852A - 越流可動堰の流量制御装置 - Google Patents
越流可動堰の流量制御装置Info
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- JPH07216852A JPH07216852A JP1294294A JP1294294A JPH07216852A JP H07216852 A JPH07216852 A JP H07216852A JP 1294294 A JP1294294 A JP 1294294A JP 1294294 A JP1294294 A JP 1294294A JP H07216852 A JPH07216852 A JP H07216852A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 目標越流高演算部８が設定された目標越流流
量Ｑ0 から越流公式により目標越流高ｈ0 を求め、この
目標越流高ｈ0 と水位計５の計測水位Ｈとを加算器１０
で加算して目標水位Ｈ0 を得る。ＰＩＤ制御部１１が上
記目標水位Ｈ0 と現在の水位Ｈとの差に応じた堰開度調
節用信号を生成し、この堰開度調節用信号に基づいて、
開度制御部７′がＰＩＤ制御により駆動モータ３を介し
て越流可動堰の開度を調節する。 【効果】 流量計の設置が不必要なため、安価な流量自
動制御を実現することができる。流量計の設置が物理的
に困難な場合にも流量自動制御が可能となる。
量Ｑ0 から越流公式により目標越流高ｈ0 を求め、この
目標越流高ｈ0 と水位計５の計測水位Ｈとを加算器１０
で加算して目標水位Ｈ0 を得る。ＰＩＤ制御部１１が上
記目標水位Ｈ0 と現在の水位Ｈとの差に応じた堰開度調
節用信号を生成し、この堰開度調節用信号に基づいて、
開度制御部７′がＰＩＤ制御により駆動モータ３を介し
て越流可動堰の開度を調節する。 【効果】 流量計の設置が不必要なため、安価な流量自
動制御を実現することができる。流量計の設置が物理的
に困難な場合にも流量自動制御が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、越流可動堰を用いて流
量制御を行う下水道分野や用水分野等に適用される越流
可動堰の流量制御装置に関するものである。
量制御を行う下水道分野や用水分野等に適用される越流
可動堰の流量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、下水処理場では、下水道からの
下水が分水槽に流入し、この分水槽から複数の処理系統
へ送られる下水の流量が、分水槽に設けられた越流可動
堰の開度によって調整されるようになっている。
下水が分水槽に流入し、この分水槽から複数の処理系統
へ送られる下水の流量が、分水槽に設けられた越流可動
堰の開度によって調整されるようになっている。
【０００３】従来、越流可動堰を越流する水の流量（越
流流量）を自動制御する場合、越流後の水路（管路）に
流量計を設置し、該流量計によって計測された流量に基
づいて、コントローラが越流可動堰の開度を調節するよ
うになっている。
流流量）を自動制御する場合、越流後の水路（管路）に
流量計を設置し、該流量計によって計測された流量に基
づいて、コントローラが越流可動堰の開度を調節するよ
うになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような流量計を
用いたフィードバック制御の場合、越流可動堰の下流側
水路に流量計を設置する必要があり設備コストが高くな
る。例えば、現在手動で越流可動堰の開度を調節しなが
ら流量制御している設備を新たに自動制御に変更する場
合や、或いは現在越流可動堰のない水路を一部改造して
該水路に越流可動堰を設けて流量の自動制御を行う場合
には、流量計のない現在の水路に新たに流量計を設置す
る工事を行わなければならず、この流量計設置工事のた
めに設備コストが非常に高くなってしまう。特に、下水
道設備のように水路が地下に設けられている場合、水路
に流量計を設置するためには大がかりな長期間の工事が
必要であり、その工事費用も多大であるため、水路に流
量計を設置することが物理的に困難である。
用いたフィードバック制御の場合、越流可動堰の下流側
水路に流量計を設置する必要があり設備コストが高くな
る。例えば、現在手動で越流可動堰の開度を調節しなが
ら流量制御している設備を新たに自動制御に変更する場
合や、或いは現在越流可動堰のない水路を一部改造して
該水路に越流可動堰を設けて流量の自動制御を行う場合
には、流量計のない現在の水路に新たに流量計を設置す
る工事を行わなければならず、この流量計設置工事のた
めに設備コストが非常に高くなってしまう。特に、下水
道設備のように水路が地下に設けられている場合、水路
に流量計を設置するためには大がかりな長期間の工事が
必要であり、その工事費用も多大であるため、水路に流
量計を設置することが物理的に困難である。
【０００５】このように、特に、既存の設備を自動流量
制御に変更する場合に、従来の構成では、越流可動堰の
下流側水路に流量計を設置しなければならないことに起
因して、容易に自動流量制御に変更することができず、
設備コスト高を招来する。
制御に変更する場合に、従来の構成では、越流可動堰の
下流側水路に流量計を設置しなければならないことに起
因して、容易に自動流量制御に変更することができず、
設備コスト高を招来する。
【０００６】本発明は、上記に鑑みなされたものであ
り、その目的は、流量計を不必要とすることで、安価な
流量自動制御を実現することができ、且つ、流量計の設
置が物理的に困難な場合にも流量自動制御を可能とする
越流可動堰の流量制御装置を提供することにある。
り、その目的は、流量計を不必要とすることで、安価な
流量自動制御を実現することができ、且つ、流量計の設
置が物理的に困難な場合にも流量自動制御を可能とする
越流可動堰の流量制御装置を提供することにある。
【０００７】また、本発明の他の目的は、越流可動堰の
開度変化に連動して越流可動堰より上流の水位が変化す
る場合にも、安定した流量制御が可能な越流可動堰の流
量制御装置を提供することにある。
開度変化に連動して越流可動堰より上流の水位が変化す
る場合にも、安定した流量制御が可能な越流可動堰の流
量制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る越
流可動堰の流量制御装置は、水路に設けられた越流可動
堰の越流流量が設定された目標越流流量になるように堰
開度を調節するものであって、上記の課題を解決するた
めに、以下の手段が講じられていることを特徴とするも
のである。
流可動堰の流量制御装置は、水路に設けられた越流可動
堰の越流流量が設定された目標越流流量になるように堰
開度を調節するものであって、上記の課題を解決するた
めに、以下の手段が講じられていることを特徴とするも
のである。
【０００９】即ち、上記流量制御装置は、設定された目
標越流流量から、例えば水理式（越流公式）を用いて目
標越流高を求める目標越流高演算手段と、上記越流可動
堰よりも上流の水位を計測する水位計測手段と、上記目
標越流高演算手段によって求められた目標越流高と上記
水位計測手段によって求められた水位とから目標堰開度
を求める目標堰開度演算手段と、上記目標堰開度演算手
段によって求められた目標堰開度になるように越流可動
堰の開度を調節する開度調節手段とを備えている。
標越流流量から、例えば水理式（越流公式）を用いて目
標越流高を求める目標越流高演算手段と、上記越流可動
堰よりも上流の水位を計測する水位計測手段と、上記目
標越流高演算手段によって求められた目標越流高と上記
水位計測手段によって求められた水位とから目標堰開度
を求める目標堰開度演算手段と、上記目標堰開度演算手
段によって求められた目標堰開度になるように越流可動
堰の開度を調節する開度調節手段とを備えている。
【００１０】また、請求項２の発明に係る越流可動堰の
流量制御装置は、水路に設けられた越流可動堰の越流流
量が設定された目標越流流量になるように堰開度を調節
するものであって、上記の課題を解決するために、以下
の手段が講じられていることを特徴とするものである。
流量制御装置は、水路に設けられた越流可動堰の越流流
量が設定された目標越流流量になるように堰開度を調節
するものであって、上記の課題を解決するために、以下
の手段が講じられていることを特徴とするものである。
【００１１】即ち、上記流量制御装置は、設定された目
標越流流量から目標越流高を求める目標越流高演算手段
と、上記越流可動堰の上端部の水底からの高さを堰開度
として計測する開度計測手段と、上記目標越流高演算手
段によって求められた目標越流高と上記開度計測手段に
よって計測された堰開度とを加算して目標水位を求める
目標水位演算手段と、上記越流可動堰よりも上流の水位
を計測する水位計測手段と、上記目標水位演算手段によ
って求められた目標水位と上記水位計測手段によって計
測される水位との差からそれに応じた堰開度調節用信号
を生成する堰開度調節用信号生成手段と、上記堰開度調
節用信号生成手段からの堰開度調節用信号に基づいて越
流可動堰の開度を調節する開度調節手段とを備えてい
る。
標越流流量から目標越流高を求める目標越流高演算手段
と、上記越流可動堰の上端部の水底からの高さを堰開度
として計測する開度計測手段と、上記目標越流高演算手
段によって求められた目標越流高と上記開度計測手段に
よって計測された堰開度とを加算して目標水位を求める
目標水位演算手段と、上記越流可動堰よりも上流の水位
を計測する水位計測手段と、上記目標水位演算手段によ
って求められた目標水位と上記水位計測手段によって計
測される水位との差からそれに応じた堰開度調節用信号
を生成する堰開度調節用信号生成手段と、上記堰開度調
節用信号生成手段からの堰開度調節用信号に基づいて越
流可動堰の開度を調節する開度調節手段とを備えてい
る。
【００１２】
【作用】上記請求項１の発明の構成によれば、目標越流
流量が設定されれば、目標越流高演算手段によって目標
越流高が求められる。越流高と越流流量との間には越流
公式（後述の式（１）参照）によって表される一定の関
係があり、上記演算には、この越流公式を用いることが
できる。
流量が設定されれば、目標越流高演算手段によって目標
越流高が求められる。越流高と越流流量との間には越流
公式（後述の式（１）参照）によって表される一定の関
係があり、上記演算には、この越流公式を用いることが
できる。
【００１３】次に、目標堰開度演算手段により、上記目
標越流高演算手段によって求められた目標越流高と水位
計測手段によって計測された水位とから、目標堰開度が
求められる。例えば、堰開度を、「越流可動堰の上端部
の水底からの高さ」と定義すれば、水位計測手段の計測
水位から目標越流高を差し引けば目標堰開度が得られ
る。
標越流高演算手段によって求められた目標越流高と水位
計測手段によって計測された水位とから、目標堰開度が
求められる。例えば、堰開度を、「越流可動堰の上端部
の水底からの高さ」と定義すれば、水位計測手段の計測
水位から目標越流高を差し引けば目標堰開度が得られ
る。
【００１４】この後、開度調節手段により、上記目標堰
開度演算手段によって求められた目標堰開度になるよう
に越流可動堰の開度が調節され、これによって越流流量
が略設定された目標越流流量となる。
開度演算手段によって求められた目標堰開度になるよう
に越流可動堰の開度が調節され、これによって越流流量
が略設定された目標越流流量となる。
【００１５】このように、上記越流可動堰の流量制御装
置は、従来のように越流可動堰の下流側水路に流量計を
設置することなく、越流可動堰より上流側に水位計を設
置するだけで越流流量の自動制御を可能とする。
置は、従来のように越流可動堰の下流側水路に流量計を
設置することなく、越流可動堰より上流側に水位計を設
置するだけで越流流量の自動制御を可能とする。
【００１６】また、上記請求項２の発明の構成によれ
ば、目標越流流量が設定されれば、請求項１の発明と同
様に目標越流高演算手段によって目標越流高が求められ
る。
ば、目標越流流量が設定されれば、請求項１の発明と同
様に目標越流高演算手段によって目標越流高が求められ
る。
【００１７】次に、目標水位演算手段により、上記目標
越流高演算手段によって求められた目標越流高と開度計
測手段によって計測された堰開度（越流可動堰の上端部
の水底からの高さ）とが加算されて目標水位が求められ
る。
越流高演算手段によって求められた目標越流高と開度計
測手段によって計測された堰開度（越流可動堰の上端部
の水底からの高さ）とが加算されて目標水位が求められ
る。
【００１８】この後、堰開度調節用信号生成手段によ
り、上記目標水位演算手段によって求められた目標水位
と上記水位計測手段によって計測された水位との差に応
じた堰開度調節用信号が生成される。例えば、水位計測
手段の計測水位が目標水位よりも高い場合、現在の堰開
度よりも上記差に応じた分だけ堰開度を大にするような
堰開度調節用信号が生成される。一方、計測水位が目標
水位よりも低い場合、現在の堰開度よりも上記差に応じ
た分だけ堰開度を小にするような堰開度調節用信号が生
成される。
り、上記目標水位演算手段によって求められた目標水位
と上記水位計測手段によって計測された水位との差に応
じた堰開度調節用信号が生成される。例えば、水位計測
手段の計測水位が目標水位よりも高い場合、現在の堰開
度よりも上記差に応じた分だけ堰開度を大にするような
堰開度調節用信号が生成される。一方、計測水位が目標
水位よりも低い場合、現在の堰開度よりも上記差に応じ
た分だけ堰開度を小にするような堰開度調節用信号が生
成される。
【００１９】この後、開度調節手段により、堰開度調節
用信号に応じて越流可動堰の開度が調節される。このと
き、越流可動堰の開度が変わるので、目標越流高演算手
段は目標水位を再演算する。ここで、越流可動堰の開度
変化に連動して越流可動堰よりも上流の水位が変化すれ
ば、再演算された目標水位と水位計測手段の計測水位と
に差が生じ、再度、堰開度調節用信号生成手段によって
両者の差に応じた堰開度調節用信号が生成され、越流可
動堰の開度調節が行われることになる。この後も、開度
調節が行われる毎に目標水位が再演算され、その再演算
された目標水位と水位計測手段の計測水位との差に応じ
た越流可動堰の開度調節が繰り返されるが、上記の差
は、開度調節が行われる毎に小さくなり、迅速に制御が
安定する。
用信号に応じて越流可動堰の開度が調節される。このと
き、越流可動堰の開度が変わるので、目標越流高演算手
段は目標水位を再演算する。ここで、越流可動堰の開度
変化に連動して越流可動堰よりも上流の水位が変化すれ
ば、再演算された目標水位と水位計測手段の計測水位と
に差が生じ、再度、堰開度調節用信号生成手段によって
両者の差に応じた堰開度調節用信号が生成され、越流可
動堰の開度調節が行われることになる。この後も、開度
調節が行われる毎に目標水位が再演算され、その再演算
された目標水位と水位計測手段の計測水位との差に応じ
た越流可動堰の開度調節が繰り返されるが、上記の差
は、開度調節が行われる毎に小さくなり、迅速に制御が
安定する。
【００２０】これにより、上記越流可動堰の流量制御装
置は、前記請求項１の発明と同様に越流可動堰の下流側
水路に流量計を設置することなく越流流量の自動制御を
可能とするだけでなく、越流可動堰の開度変化に連動し
た水位変化に追従して、安定な流量制御を可能とする。
置は、前記請求項１の発明と同様に越流可動堰の下流側
水路に流量計を設置することなく越流流量の自動制御を
可能とするだけでなく、越流可動堰の開度変化に連動し
た水位変化に追従して、安定な流量制御を可能とする。
【００２１】
〔実施例１〕本発明の一実施例について図１および図２
に基づいて説明すれば、以下の通りである。
に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２２】本発明に係る越流可動堰の流量制御装置
は、図１に示すように、水密な鉄筋コンクリート構造の
水槽１に設けられた越流可動堰２の開度（堰開度：越流
可動堰２の上端部の水底からの高さ）Ｈｇを調整して越
流流量をコントロールするものである。尚、上記水槽１
には、常時、外部から水が供給されている（例えば、下
水処理場では、下水道から下水が流入する）。本実施例
では、越流流量に対して上記水槽１内の水量が非常に多
く、越流可動堰２の開度を変化させたときの水槽１の水
位（越流可動堰２よりも上流の水位）Ｈの変化が非常に
小さい場合について説明する。
は、図１に示すように、水密な鉄筋コンクリート構造の
水槽１に設けられた越流可動堰２の開度（堰開度：越流
可動堰２の上端部の水底からの高さ）Ｈｇを調整して越
流流量をコントロールするものである。尚、上記水槽１
には、常時、外部から水が供給されている（例えば、下
水処理場では、下水道から下水が流入する）。本実施例
では、越流流量に対して上記水槽１内の水量が非常に多
く、越流可動堰２の開度を変化させたときの水槽１の水
位（越流可動堰２よりも上流の水位）Ｈの変化が非常に
小さい場合について説明する。
【００２３】上記越流可動堰２は、可動堰駆動手段であ
る駆動モータ３によって上下に駆動されるようになって
いる。上記駆動モータ３には、堰開度Ｈｇに対応した信
号を出力する開度計（開度計測手段）４が設けられてい
る。この開度計４は、駆動モータ３からのパルス信号に
基づいて堰開度Ｈｇを求めるようになっている。
る駆動モータ３によって上下に駆動されるようになって
いる。上記駆動モータ３には、堰開度Ｈｇに対応した信
号を出力する開度計（開度計測手段）４が設けられてい
る。この開度計４は、駆動モータ３からのパルス信号に
基づいて堰開度Ｈｇを求めるようになっている。
【００２４】また、上記水槽１内には、水位Ｈを計測す
るための水位計（水位計測手段）５が設けられている。
この水位計５としては、従来より用いられている圧力方
式、超音波方式、またはフロート方式等のものを使用す
ることができる。尚、水槽１内の水が越流可動堰２を越
流する際に水面が波打つので、本実施例では、水面の状
態による影響が少ない圧力方式の水位計を用いている。
るための水位計（水位計測手段）５が設けられている。
この水位計５としては、従来より用いられている圧力方
式、超音波方式、またはフロート方式等のものを使用す
ることができる。尚、水槽１内の水が越流可動堰２を越
流する際に水面が波打つので、本実施例では、水面の状
態による影響が少ない圧力方式の水位計を用いている。
【００２５】上記流量制御装置は、堰開度調節用信号生
成部６と、開度調節手段としての開度制御部７とを備え
ている。上記堰開度調節用信号生成部６は、設定された
目標越流流量Ｑ0 および水位計５からの水位Ｈに対応す
る信号に基づいて目標とする堰開度（目標堰開度）Ｈｇ
0 を演算し、この目標堰開度Ｈｇ0 を堰開度調節用信号
として開度制御部７へ出力する。上記開度制御部７は、
上記堰開度調節用信号生成部６からの目標堰開度Ｈｇ0
に対応する信号と上記開度計４からの堰開度Ｈｇに対応
する信号とに基づいて、越流可動堰２の開度を調節する
ための調節信号を生成し、駆動モータ３へ出力する。
成部６と、開度調節手段としての開度制御部７とを備え
ている。上記堰開度調節用信号生成部６は、設定された
目標越流流量Ｑ0 および水位計５からの水位Ｈに対応す
る信号に基づいて目標とする堰開度（目標堰開度）Ｈｇ
0 を演算し、この目標堰開度Ｈｇ0 を堰開度調節用信号
として開度制御部７へ出力する。上記開度制御部７は、
上記堰開度調節用信号生成部６からの目標堰開度Ｈｇ0
に対応する信号と上記開度計４からの堰開度Ｈｇに対応
する信号とに基づいて、越流可動堰２の開度を調節する
ための調節信号を生成し、駆動モータ３へ出力する。
【００２６】上記水位／流量変換部６は、図２に示すよ
うに、基本的には、目標越流高演算手段としての目標越
流高演算部８と、目標堰開度演算手段としての減算器９
とから構成されている。
うに、基本的には、目標越流高演算手段としての目標越
流高演算部８と、目標堰開度演算手段としての減算器９
とから構成されている。
【００２７】上記目標越流高演算部８は、下式（１）に
示す水理式（越流公式）を用いて、設定された目標越流
流量Ｑ0 から目標越流高ｈ0 を演算する。
示す水理式（越流公式）を用いて、設定された目標越流
流量Ｑ0 から目標越流高ｈ0 を演算する。
【００２８】 Ｑ＝（２／３）ｃ（２ｇ）1/2 Ｂｈ3/2 ・・・（１） Ｑ：越流流量 ｃ：流出係数 ｇ：重力加速度 Ｂ：可動堰の幅 ｈ：越流高 即ち、越流高ｈと越流流量Ｑとの間には上記の水理式で
示されるような一定の関係があり、目標越流流量Ｑ0 が
与えられると、それに対応する目標越流高ｈ0が一義的
に定まる。尚、可動堰の幅Ｂおよび重力加速度ｇは定数
である。また、流出係数は、実流試験によって実験的に
求められる。
示されるような一定の関係があり、目標越流流量Ｑ0 が
与えられると、それに対応する目標越流高ｈ0が一義的
に定まる。尚、可動堰の幅Ｂおよび重力加速度ｇは定数
である。また、流出係数は、実流試験によって実験的に
求められる。
【００２９】上記減算器９は、水位計５の計測水位Ｈか
ら上記目標越流高演算部８で算出された目標越流高ｈ0
を差し引いて目標堰開度Ｈｇ0 を求める。
ら上記目標越流高演算部８で算出された目標越流高ｈ0
を差し引いて目標堰開度Ｈｇ0 を求める。
【００３０】また、上記開度制御部７は、上記減算器９
からの目標堰開度Ｈｇ0 に対応する信号と開度計４から
の現在の堰開度Ｈｇに対応する信号とを入力とし、ＰＩ
Ｄ（proportional-integral-derivative）動作によって
越流可動堰２（図１参照）の開度を調節するための調節
信号を生成するようになっている。
からの目標堰開度Ｈｇ0 に対応する信号と開度計４から
の現在の堰開度Ｈｇに対応する信号とを入力とし、ＰＩ
Ｄ（proportional-integral-derivative）動作によって
越流可動堰２（図１参照）の開度を調節するための調節
信号を生成するようになっている。
【００３１】上記の構成において、流量制御装置の動作
を以下に説明する。
を以下に説明する。
【００３２】先ず、目標越流流量Ｑ0 が設定されば、堰
開度調節用信号生成部６の目標越流高演算部８が上式
（１）に示す水理式の演算を行って目標越流高ｈ0 を求
め、さらに、減算器９が水位計５の水位Ｈから目標越流
高ｈ0 を差し引いて目標堰開度Ｈｇ0 を求める。そし
て、開度制御部７は、開度計４の堰開度Ｈｇと目標堰開
度Ｈｇ0 とが一致するように、駆動モータ３に調節信号
を出力しながらＰＩＤ制御により越流可動堰２の開度を
コントロールする。
開度調節用信号生成部６の目標越流高演算部８が上式
（１）に示す水理式の演算を行って目標越流高ｈ0 を求
め、さらに、減算器９が水位計５の水位Ｈから目標越流
高ｈ0 を差し引いて目標堰開度Ｈｇ0 を求める。そし
て、開度制御部７は、開度計４の堰開度Ｈｇと目標堰開
度Ｈｇ0 とが一致するように、駆動モータ３に調節信号
を出力しながらＰＩＤ制御により越流可動堰２の開度を
コントロールする。
【００３３】以上のように、本実施例の越流可動堰の流
量制御装置は、設定された目標越流流量Ｑ0 から目標越
流高ｈ0 を求める目標越流高演算部８と、越流可動堰２
よりも上流の水位（図１の水槽１の水位）を計測する水
位計５と、上記目標越流高演算部８によって求められた
目標越流高ｈ0 と上記水位計５によって計測された水位
Ｈとから目標堰開度Ｈｇ0 を求める減算器９と、上記減
算器９によって求められた目標堰開度Ｈｇ0 になるよう
に越流可動堰２の開度を調節する開度制御部７とを備え
ている構成である。
量制御装置は、設定された目標越流流量Ｑ0 から目標越
流高ｈ0 を求める目標越流高演算部８と、越流可動堰２
よりも上流の水位（図１の水槽１の水位）を計測する水
位計５と、上記目標越流高演算部８によって求められた
目標越流高ｈ0 と上記水位計５によって計測された水位
Ｈとから目標堰開度Ｈｇ0 を求める減算器９と、上記減
算器９によって求められた目標堰開度Ｈｇ0 になるよう
に越流可動堰２の開度を調節する開度制御部７とを備え
ている構成である。
【００３４】これにより、図１に示すように、越流可動
堰２より上流側に水位計５を設置するだけで、越流流量
の自動制御が可能となり、越流可動堰２の下流側水路に
流量計を設置する必要はないので、越流流量の自動制御
が低コストで可能となる。
堰２より上流側に水位計５を設置するだけで、越流流量
の自動制御が可能となり、越流可動堰２の下流側水路に
流量計を設置する必要はないので、越流流量の自動制御
が低コストで可能となる。
【００３５】例えば、現在手動で越流可動堰の開度を調
節しながら流量制御している設備を新たに自動制御に変
更する場合、本実施例の流量制御装置を用いることによ
って短時間で安価に自動制御に変更することができる。
これは、通常、手動制御の設備にも水位計や開度計は設
置されているものであり、たとえ水位計を新たに設ける
必要がある場合でも水路に流量計を設置するときのよう
な大がかりな工事が必要ないためである。
節しながら流量制御している設備を新たに自動制御に変
更する場合、本実施例の流量制御装置を用いることによ
って短時間で安価に自動制御に変更することができる。
これは、通常、手動制御の設備にも水位計や開度計は設
置されているものであり、たとえ水位計を新たに設ける
必要がある場合でも水路に流量計を設置するときのよう
な大がかりな工事が必要ないためである。
【００３６】また、下水道設備のように水路が地下に設
けられている等によって流量計の設置が物理的に困難な
場合にも、本実施例の流量制御装置を用いれば流量自動
制御が可能となる。
けられている等によって流量計の設置が物理的に困難な
場合にも、本実施例の流量制御装置を用いれば流量自動
制御が可能となる。
【００３７】〔実施例２〕本発明のその他の実施例につ
いて、主に図３および図４に基づいて説明すれば、以下
の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例１の図面
に示した部材と同一の構成・機能を有する部材には同一
の参照符号を付記し、その説明を省略する。
いて、主に図３および図４に基づいて説明すれば、以下
の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施例１の図面
に示した部材と同一の構成・機能を有する部材には同一
の参照符号を付記し、その説明を省略する。
【００３８】上記実施例１では、図１に示す越流可動堰
２の開度が変化しても水槽１の水位Ｈが大きな変化を示
さない場合について説明したが、越流流量に対して水槽
１内の水量がそれ程多くない場合には、越流可動堰２の
開度変化に連動して水槽１の水位Ｈも無視できない程変
化する。また、高い精度で流量制御を行おうとする場合
には、精度の高い水位計５が使用されることになるの
で、越流可動堰２の開度が少しでも変化すれば、水位計
５の計測値も変化することになる。そこで、本実施例２
では、上記のような越流可動堰２の開度変化に連動して
水位Ｈが変化する場合にも安定した制御が可能な越流可
動堰の流量制御装置を以下に説明する。
２の開度が変化しても水槽１の水位Ｈが大きな変化を示
さない場合について説明したが、越流流量に対して水槽
１内の水量がそれ程多くない場合には、越流可動堰２の
開度変化に連動して水槽１の水位Ｈも無視できない程変
化する。また、高い精度で流量制御を行おうとする場合
には、精度の高い水位計５が使用されることになるの
で、越流可動堰２の開度が少しでも変化すれば、水位計
５の計測値も変化することになる。そこで、本実施例２
では、上記のような越流可動堰２の開度変化に連動して
水位Ｈが変化する場合にも安定した制御が可能な越流可
動堰の流量制御装置を以下に説明する。
【００３９】本実施例に係る越流可動堰の流量制御装置
は、図３に示すように、前記実施例１の堰開度調節用信
号生成部６（図１参照）の代わりに堰開度調節用信号生
成部６′、開度制御部７の代わりに開度制御部（開度調
節手段）７′が用いられている。
は、図３に示すように、前記実施例１の堰開度調節用信
号生成部６（図１参照）の代わりに堰開度調節用信号生
成部６′、開度制御部７の代わりに開度制御部（開度調
節手段）７′が用いられている。
【００４０】上記堰開度調節用信号生成部６′は、図４
に示すように、基本的には、前記実施例と同様の構成の
目標越流高演算部８、上記目標越流高演算部８の出力
（目標越流高ｈ0 ）と開度計４からの堰開度Ｈｇとを加
算して目標水位Ｈ0 を求める目標水位演算手段としての
加算器１０、および上記加算器１０からの目標水位Ｈ0
と水位計５からの現在の水位Ｈとを入力としてＰＩＤ動
作によって堰開度調節用信号を生成する堰開度調節用信
号生成手段としてのＰＩＤ制御部１１から構成されてい
る。
に示すように、基本的には、前記実施例と同様の構成の
目標越流高演算部８、上記目標越流高演算部８の出力
（目標越流高ｈ0 ）と開度計４からの堰開度Ｈｇとを加
算して目標水位Ｈ0 を求める目標水位演算手段としての
加算器１０、および上記加算器１０からの目標水位Ｈ0
と水位計５からの現在の水位Ｈとを入力としてＰＩＤ動
作によって堰開度調節用信号を生成する堰開度調節用信
号生成手段としてのＰＩＤ制御部１１から構成されてい
る。
【００４１】上記開度制御部７′は、開度計４の堰開度
Ｈｇと上記堰開度調節用信号とを入力とし、ＰＩＤ動作
によって調節信号を生成して駆動モータ３を介して越流
可動堰２（図３参照）の開度を調節するようになってい
る。
Ｈｇと上記堰開度調節用信号とを入力とし、ＰＩＤ動作
によって調節信号を生成して駆動モータ３を介して越流
可動堰２（図３参照）の開度を調節するようになってい
る。
【００４２】上記の構成において、流量制御装置の動作
を以下に説明する。
を以下に説明する。
【００４３】先ず、目標越流流量Ｑ0 が設定されば、堰
開度調節用信号生成部６′の目標越流高演算部８が上式
（１）に示す水理式の演算を行って目標越流高ｈ0 を求
め、さらに、加算器１０が上記で算出された目標越流高
ｈ0 と開度計４からの現在の堰開度Ｈｇとを加算して目
標水位Ｈ0 を求める。そして、ＰＩＤ制御部１１は、水
位計５の水位Ｈと目標水位Ｈ0 との差（制御偏差）を求
め、ＰＩＤ動作によって堰開度調節用信号を生成して開
度制御部７′へ出力する。例えば、現在の水位Ｈが目標
水位Ｈ0 よりも高い場合、ＰＩＤ制御部１１は、現在の
堰開度Ｈｇよりも上記制御偏差に応じた分だけ堰開度を
大にするような堰開度調節用信号を生成する。一方、現
在の水位Ｈが目標水位Ｈ0 よりも低い場合、ＰＩＤ制御
部１１は、現在の堰開度Ｈｇよりも上記制御偏差に応じ
た分だけ堰開度を小にするような堰開度調節用信号を生
成する。
開度調節用信号生成部６′の目標越流高演算部８が上式
（１）に示す水理式の演算を行って目標越流高ｈ0 を求
め、さらに、加算器１０が上記で算出された目標越流高
ｈ0 と開度計４からの現在の堰開度Ｈｇとを加算して目
標水位Ｈ0 を求める。そして、ＰＩＤ制御部１１は、水
位計５の水位Ｈと目標水位Ｈ0 との差（制御偏差）を求
め、ＰＩＤ動作によって堰開度調節用信号を生成して開
度制御部７′へ出力する。例えば、現在の水位Ｈが目標
水位Ｈ0 よりも高い場合、ＰＩＤ制御部１１は、現在の
堰開度Ｈｇよりも上記制御偏差に応じた分だけ堰開度を
大にするような堰開度調節用信号を生成する。一方、現
在の水位Ｈが目標水位Ｈ0 よりも低い場合、ＰＩＤ制御
部１１は、現在の堰開度Ｈｇよりも上記制御偏差に応じ
た分だけ堰開度を小にするような堰開度調節用信号を生
成する。
【００４４】上記開度制御部７′は、開度計４の堰開度
Ｈｇと上記堰開度調節用信号とを入力とし、ＰＩＤ動作
によって調節信号を生成し、この調節信号を駆動モータ
３に出力して図３の越流可動堰２の開度をコントロール
する。
Ｈｇと上記堰開度調節用信号とを入力とし、ＰＩＤ動作
によって調節信号を生成し、この調節信号を駆動モータ
３に出力して図３の越流可動堰２の開度をコントロール
する。
【００４５】上記のようにして越流可動堰２の開度が調
節されると、それに連動して水槽１の水位Ｈ（水位計５
の計測値）が変化すると共に加算器１０の出力である目
標水位Ｈ0 も変化する。このとき、ＰＩＤ制御部１１
は、上記水位Ｈと目標水位Ｈ0との制御偏差が所定値以
上であれば、その制御偏差に応じた堰開度調節用信号を
生成し、開度制御部７′はその堰開度調節用信号に応じ
て越流可動堰２の開度をコントロールする。
節されると、それに連動して水槽１の水位Ｈ（水位計５
の計測値）が変化すると共に加算器１０の出力である目
標水位Ｈ0 も変化する。このとき、ＰＩＤ制御部１１
は、上記水位Ｈと目標水位Ｈ0との制御偏差が所定値以
上であれば、その制御偏差に応じた堰開度調節用信号を
生成し、開度制御部７′はその堰開度調節用信号に応じ
て越流可動堰２の開度をコントロールする。
【００４６】以降、水位計５の計測水位Ｈと加算器１０
の出力（目標水位Ｈ0 ）との制御偏差が所定範囲内にな
るまで、上記の動作が繰り返される。上記の制御偏差
は、上記の動作が行われる毎に小さくなり、迅速に制御
が安定する。
の出力（目標水位Ｈ0 ）との制御偏差が所定範囲内にな
るまで、上記の動作が繰り返される。上記の制御偏差
は、上記の動作が行われる毎に小さくなり、迅速に制御
が安定する。
【００４７】以上のように、本実施例の越流可動堰の流
量制御装置は、設定された目標越流流量Ｑ0 から目標越
流高ｈ0 を求める目標越流高演算部８と、越流可動堰２
の上端部の水底からの高さを堰開度Ｈｇとして計測する
開度計４と、上記目標越流高演算部８によって求められ
た目標越流高ｈ0 と上記開度計４によって計測された堰
開度Ｈｇとを加算して目標水位Ｈ0 を求める加算器１０
と、越流可動堰２よりも上流の水位を計測する水位計５
と、上記加算器１０によって求められた目標水位Ｈ0 と
上記水位計５によって計測される水位Ｈとの差からそれ
に応じた堰開度調節用信号を生成するＰＩＤ制御部１１
と、上記ＰＩＤ制御部１１からの堰開度調節用信号に基
づいて越流可動堰２の開度を調節する開度制御部７′と
を備えている構成である。
量制御装置は、設定された目標越流流量Ｑ0 から目標越
流高ｈ0 を求める目標越流高演算部８と、越流可動堰２
の上端部の水底からの高さを堰開度Ｈｇとして計測する
開度計４と、上記目標越流高演算部８によって求められ
た目標越流高ｈ0 と上記開度計４によって計測された堰
開度Ｈｇとを加算して目標水位Ｈ0 を求める加算器１０
と、越流可動堰２よりも上流の水位を計測する水位計５
と、上記加算器１０によって求められた目標水位Ｈ0 と
上記水位計５によって計測される水位Ｈとの差からそれ
に応じた堰開度調節用信号を生成するＰＩＤ制御部１１
と、上記ＰＩＤ制御部１１からの堰開度調節用信号に基
づいて越流可動堰２の開度を調節する開度制御部７′と
を備えている構成である。
【００４８】これにより、前記実施例１と同様に、越流
可動堰２の下流側水路に流量計を設置する必要はないの
で、越流流量の自動制御を低コストで実現することがで
きると共に、水路に流量計を設置することが物理的に困
難な場合にも流量自動制御が可能となる。さらに、本実
施例２では、開度制御部７′によって越流可動堰２の開
度が調節される毎に、新たに目標水位Ｈ0 が求められ、
この新たな目標水位Ｈ0 と水位計５による計測水位Ｈと
の差から新たに堰開度調節用信号が生成されて越流可動
堰２の開度が調節されるので、越流可動堰２の開度変化
に連動した水位Ｈの変化に追従した安定な流量制御が可
能となる。
可動堰２の下流側水路に流量計を設置する必要はないの
で、越流流量の自動制御を低コストで実現することがで
きると共に、水路に流量計を設置することが物理的に困
難な場合にも流量自動制御が可能となる。さらに、本実
施例２では、開度制御部７′によって越流可動堰２の開
度が調節される毎に、新たに目標水位Ｈ0 が求められ、
この新たな目標水位Ｈ0 と水位計５による計測水位Ｈと
の差から新たに堰開度調節用信号が生成されて越流可動
堰２の開度が調節されるので、越流可動堰２の開度変化
に連動した水位Ｈの変化に追従した安定な流量制御が可
能となる。
【００４９】上記各実施例は、あくまでも、本発明の技
術内容を明らかにするものであって、そのような具体例
にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本
発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して
実施することができるものである。
術内容を明らかにするものであって、そのような具体例
にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本
発明の精神と特許請求の範囲内で、いろいろと変更して
実施することができるものである。
【００５０】
【発明の効果】請求項１の発明に係る越流可動堰の流量
制御装置は、以上のように、設定された目標越流流量か
ら目標越流高を求める目標越流高演算手段と、越流可動
堰よりも上流の水位を計測する水位計測手段と、上記目
標越流高演算手段によって求められた目標越流高と水位
計測手段の計測水位とから目標堰開度を求める目標堰開
度演算手段と、上記目標堰開度演算手段によって求めら
れた目標堰開度になるように越流可動堰の開度を調節す
る開度調節手段とを備えている構成である。
制御装置は、以上のように、設定された目標越流流量か
ら目標越流高を求める目標越流高演算手段と、越流可動
堰よりも上流の水位を計測する水位計測手段と、上記目
標越流高演算手段によって求められた目標越流高と水位
計測手段の計測水位とから目標堰開度を求める目標堰開
度演算手段と、上記目標堰開度演算手段によって求めら
れた目標堰開度になるように越流可動堰の開度を調節す
る開度調節手段とを備えている構成である。
【００５１】それゆえ、越流可動堰より上流に水位計測
手段を設置するだけで越流流量の自動制御が可能とな
り、越流可動堰の下流側水路に流量計を設置する必要は
ないので、安価な流量自動制御を実現することができ、
且つ、下水道設備のように水路が地下に設けられている
等によって流量計の設置が物理的に困難な場合にも流量
自動制御が可能であるという効果を奏する。
手段を設置するだけで越流流量の自動制御が可能とな
り、越流可動堰の下流側水路に流量計を設置する必要は
ないので、安価な流量自動制御を実現することができ、
且つ、下水道設備のように水路が地下に設けられている
等によって流量計の設置が物理的に困難な場合にも流量
自動制御が可能であるという効果を奏する。
【００５２】請求項２の発明に係る越流可動堰の流量制
御装置は、以上のように、設定された目標越流流量から
目標越流高を求める目標越流高演算手段と、越流可動堰
の上端部の水底からの高さを堰開度として計測する開度
計測手段と、上記目標越流高演算手段によって求められ
た目標越流高と開度計測手段によって計測された堰開度
とを加算して目標水位を求める目標水位演算手段と、上
記越流可動堰よりも上流の水位を計測する水位計測手段
と、上記目標水位演算手段によって求められた目標水位
と上記水位計測手段の計測水位との差に応じた堰開度調
節用信号を生成する堰開度調節用信号生成手段と、上記
堰開度調節用信号生成手段からの堰開度調節用信号に基
づいて、越流可動堰の開度を調節する開度調節手段とを
備えている構成である。
御装置は、以上のように、設定された目標越流流量から
目標越流高を求める目標越流高演算手段と、越流可動堰
の上端部の水底からの高さを堰開度として計測する開度
計測手段と、上記目標越流高演算手段によって求められ
た目標越流高と開度計測手段によって計測された堰開度
とを加算して目標水位を求める目標水位演算手段と、上
記越流可動堰よりも上流の水位を計測する水位計測手段
と、上記目標水位演算手段によって求められた目標水位
と上記水位計測手段の計測水位との差に応じた堰開度調
節用信号を生成する堰開度調節用信号生成手段と、上記
堰開度調節用信号生成手段からの堰開度調節用信号に基
づいて、越流可動堰の開度を調節する開度調節手段とを
備えている構成である。
【００５３】それゆえ、上記請求項１の発明の効果に加
えて、越流可動堰の開度変化に連動して越流可動堰より
も上流側の水位が変化する場合に対応し、その水位変化
に追従した安定な流量制御が可能であるという効果を併
せて奏する。
えて、越流可動堰の開度変化に連動して越流可動堰より
も上流側の水位が変化する場合に対応し、その水位変化
に追従した安定な流量制御が可能であるという効果を併
せて奏する。
【図１】本発明の一実施例を示すものであり、越流可動
堰の流量制御装置を用いた流量制御システムの構成を示
す概略のブロック図である。
堰の流量制御装置を用いた流量制御システムの構成を示
す概略のブロック図である。
【図２】上記越流可動堰の流量制御装置の構成を示す概
略のブロック図である。
略のブロック図である。
【図３】本発明のその他の実施例を示すものであり、越
流可動堰の流量制御装置を用いた流量制御システムの構
成を示す概略のブロック図である。
流可動堰の流量制御装置を用いた流量制御システムの構
成を示す概略のブロック図である。
【図４】上記越流可動堰の流量制御装置の構成を示す概
略のブロック図である。
略のブロック図である。
１ 水槽 ２ 越流可動堰 ３ 駆動モータ ４ 開度計（開度計測手段） ５ 水位計（水位計測手段） ６ 堰開度調節用信号生成部 ７ 開度制御部（開度調節手段） ７′ 開度制御部（開度調節手段） ８ 目標越流高演算部（目標越流高演算手段） ９ 減算器（目標堰開度演算手段） １０ 加算器（目標水位演算手段） １１ ＰＩＤ制御部（堰開度調節用信号生成手段） Ｈ 水位 ｈ 越流高 Ｈｇ 堰開度
Claims (2)
- 【請求項１】水路に設けられた越流可動堰の越流流量が
設定された目標越流流量になるように堰開度を調節する
越流可動堰の流量制御装置であって、 設定された目標越流流量から目標越流高を求める目標越
流高演算手段と、 上記越流可動堰よりも上流の水位を計測する水位計測手
段と、 上記目標越流高演算手段によって求められた目標越流高
と上記水位計測手段の計測水位とから目標堰開度を求め
る目標堰開度演算手段と、 上記目標堰開度演算手段によって求められた目標堰開度
になるように越流可動堰の開度を調節する開度調節手段
とを備えていることを特徴とする越流可動堰の流量制御
装置。 - 【請求項２】水路に設けられた越流可動堰の越流流量が
設定された目標越流流量になるように堰開度を調節する
越流可動堰の流量制御装置であって、 設定された目標越流流量から目標越流高を求める目標越
流高演算手段と、 上記越流可動堰の上端部の水底からの高さを堰開度とし
て計測する開度計測手段と、 上記目標越流高演算手段によって求められた目標越流高
と上記開度計測手段によって計測された堰開度とを加算
して目標水位を求める目標水位演算手段と、 上記越流可動堰よりも上流の水位を計測する水位計測手
段と、 上記目標水位演算手段によって求められた目標水位と上
記水位計測手段の計測水位との差に応じた堰開度調節用
信号を生成する堰開度調節用信号生成手段と、 上記堰開度調節用信号生成手段からの堰開度調節用信号
に基づいて、越流可動堰の開度を調節する開度調節手段
とを備えていることを特徴とする越流可動堰の流量制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294294A JPH07216852A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 越流可動堰の流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294294A JPH07216852A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 越流可動堰の流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07216852A true JPH07216852A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11819345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1294294A Pending JPH07216852A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 越流可動堰の流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07216852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201900014127A1 (it) * | 2019-08-06 | 2021-02-06 | Carlo Marelli | Apparecchiatura per la misurazione remota in continuo della portata d’acqua su bocche porta-paratie per l’irrigazione |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP1294294A patent/JPH07216852A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201900014127A1 (it) * | 2019-08-06 | 2021-02-06 | Carlo Marelli | Apparecchiatura per la misurazione remota in continuo della portata d’acqua su bocche porta-paratie per l’irrigazione |
| WO2021024174A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | Carlo Marelli | Apparatus for the continuous remote measuring of the flowrate of water in bulkhead-holder openings for irrigation |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |