(57)【要約】      （修正有）【課題】水設備プラントにおいて送水量の増減の必要性が発生した際、プラント機器の実状態のデータを反映して送水のシミュレーションを行い、送水の平滑化した安定したプラント運転可能とする運用支援装置を提供する。【解決手段】シミュレーション部９はプラントデータ収集／制御部１０に格納されているリアルタイムのデータを参照して、所定時間内における送水量の計算を行い、この計算結果と浄水池および配水池の水位とをトレンドグラフとしてプラントのモニタ１に表示指令し、送水量が安定した運用が可能と判断されるまで、繰り返し計算する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水設備プラントの運用支援装置であって、該運用支援装置に設けられたシミュレーション部はＣＰＵからの信号を受信し、プラントデータ収集／制御部が収集するプラント機器のリアルタイムのデータを格納するプラントデータベースからのデータを参照して、水の需要元への送水量を所定時間範囲内における各時刻毎の計算を行い、この計算結果および貯水池の水位をトレンドグラフとして、前記水設備プラントに設けられたモニタに表示制御部を介して表示指令するとともに、前記需要元への送水量が安定した運用が可能と判断されるまで、前記ＣＰＵの信号に基づき繰り返し修正計算を行うことを特徴とする水設備プラントの運用支援装置。
【請求項２】
前記所定時間範囲内は、任意の時間範囲内とすることを特徴とする請求項１に記載の水設備プラントの運用支援装置。
【請求項３】
前記シミュレーション部に設けられた履歴保存指令機能は、前記計算結果およびトレンドグラフを履歴データベースに格納する指令を発信し、履歴再生指令機能は前記格納されている計算結果およびトレンドグラフを引き出して前記モニタに表示指令を行うことを特徴とする請求項１に記載の水設備プラントの運用支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば上水道などの水設備プラントの運転をより円滑に行うための運用支援装置に関するものであり、特に送水量の増加や減少させる必要性が発生した際に、プラント現場における設備機器運転の実状態のデータを反映してシミュレーションを行い、安定したプラント運転を可能とする水設備プラントの運用支援装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に水設備プラントの運用支援装置は、上下水道の配管系統などの系統図を表示し、家庭や工場などの需要元に配る水の量（以下、需要量と称する）、水位、送水量を基にして、複数台のポンプや弁などの水設備機器への送水量を計算し、シミュレーションを行うものである。例えば、特開平０８−２７８８０８号公報に記載されているシミュレーション装置では、系統に関する機器やその接続状態を入力する入力手段、系統図を編集する系統図編集手段、系統図に含まれる機器データを生成する機器オブジェクト生成手段、経路の動的変化を模擬し、系統の分岐点と経路における圧力、流量を計算するようなシミュレーションを行う技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２７８８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１に示された経路の動的変化を模擬したシミュレーションは、実際のプラントデータを使用した方式でなく、例えばその時点における浄水池や配水池の水位が把握されてなく、低水位の場合には需要量の増加要求に対して、必ずしも対応可能でないという方式であり、またリアルタイムに変化するデータの模擬にも限界があることから、実際のプラントの状態に応じたシミュレーションを実現できず、シミュレーション結果の正当性を正しく評価できないという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、系統図上で、その時点における実際のプラントのデータを用いて、操作員が指定した需要量に対する最適な複数のポンプや弁などの水設備機器の送水量の計算や安定した運用が判断できるまで、現時点からある時間までの水位変化のトレンドグラフを参照しながら送水量の修正が繰り返しできるシミュレーションを可能とする水設備プラントの運用支援装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る水設備プラントの運用支援装置のシミュレーション部はＣＰＵからの信号を受信し、プラントデータ収集／制御部が収集するプラント機器のリアルタイムのデータを格納するプラントデータベースからのデータを参照して、水の需要元への送水量を所定時間範囲内における各時刻毎の計算を行い、この計算結果および貯水池の水位をトレンドグラフとして、水設備プラントに設けられたモニタに表示制御部を介して表示指令するとともに、需要元への送水量が安定した運用が可能と判断されるまで、ＣＰＵの信号に基づき繰り返し修正計算を行うものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る水設備プラントの運用支援装置は、上記のような構成を採用していることにより、需要元への送水量の増加や減少させる必要性が発生した際に、プラント機器の実状態のデータを反映してシミュレーションを行うので、送水量の変動が平滑化され安定した給水が、効率的にかつ運転コストの低減したプラント運転を支援することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による水設備プラントの運用支援システムを示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による運用支援装置を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１による送水系統を示す系統図である。
【図４】実施の形態１によるシミュレーション部の動作フローを示す図である。
【図５】実施の形態１によるデータの流れを示す図である。
【図６】実施の形態２による運用支援装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
図１に、実施の形態１による水設備プラントの運用支援システム１００の構成を示す。この水設備プラントの運用支援システム１００は後述する図３の取水ポンプ５２や送水ポンプ５４、流入弁５５など、複数のプラント機器５の制御を行うコントローラ４、前述したプラント機器５のシミュレーションを行う運用支援装置２、この運用支援装置２とコントローラ４とを双方向で情報伝達を行う制御バス３、シミュレーション結果の表示やデータ設定を行うモニタ１およびＣＰＵ６より構成されている。
運用支援装置２の詳細構成を図２に示す。前述したようにこの運用支援装置２は、プラント機器５の運転状態をリアルタイムで収集し系統図をモニタ１に表示指令しシミュレーションを行うものであり、図２に示すように、表示制御部８、シミュレーション部９、プラントデータ収集／制御部１０、系統データベース１１、プラントデータベース１２とで構成されている。
【００１０】
表示制御部８は、系統データベース１１からの系統図をモニタ１上に表示するよう制御するとともに、シミュレーション部９で計算した２４時間分の送水量の監視時のアラーム情報、さらにはプラントデータ収集／制御部１０が収集したプラントデータおよびシミュレーション部９の計算結果をトレンドグラフの形でモニタ１上に表示するよう制御する。
シミュレーション部９は、ＣＰＵ６から指令される送水の需要量を入力することにより、プラントデータベース１２に格納されている実際のデータに対応したプラント機器５の送水量を計算しその結果に基づき、例えば図３に示した取水ポンプ５２や送水ポンプ５４の最適な運転台数や流入弁５５の開度などを設定する。
プラントデータ収集／制御部１０は、コントローラ４から制御バス３経由で送信されたリアルタイムのプラントデータをプラントデータベース１２に格納したり、シミュレーション部９で計算した結果の送水量や取水ポンプ５２、送水ポンプ５４の運転指令、流入弁５５の開閉度等をコントローラ４に送信する。
【００１１】
次に、シミュレーション部９の詳細説明を行う。
シミュレーション部９は送水量の計算機能を有し、現在時点から２４時間先までの取水ポンプ５２や送水ポンプ５４、流入弁５５などへの送水量を計算する。例えば図３の系統図の場合、プラント操作員は、家庭や工場などの需要元５８に対する需要量をＣＰＵ６を介して指定すると、取水元５１から取水されその送水量の供給を満足しつつ、取水ポンプ５２、送水ポンプ５４、流入弁５５の送水量の変動が最小となるよう平滑化し、かつ最適なポンプ台数を選択して運転してコスト低減化をはかり、また需要量が急増する時間帯前に、配水池５６の水位（満水率）を高くするといった要件を満たすよう取水ポンプ５２、送水ポンプ５４、流入弁５５の送水量を２４時間分についての時間変化分を計算する。ここで２４時間先までと設定したのは、春、夏、秋、冬の四季間にばらつきがあるが、経験上、１日（２４時間）内の需要量の変化はほぼ同様であることが知られているからである。もっとも、冬と夏では需要量の絶対値、時間変動パターンは相違する場合もあり、その季節に応じた任意の時間範囲内に設定が行われる。
【００１２】
図４にシミュレーション部９の動作フローをＳＴ１〜ＳＴ６に示す。
ＳＴ１．プラント操作員がＣＰＵ６を介して需要量をシミュレーション部９に設けられた需要量入力手段に入力する。
ＳＴ２．プラントデータ収集／制御部１０が、コントローラ４、制御バス３経由でリアルタイムでプラントデータを収集したプラントデータベース１２を参照し、前述した如く需要量に対して最適となるよう現在時点から２４時間先までの取水ポンプ５２、送水ポンプ５４、流入弁５５などへの送水量を計算する。
ＳＴ３．プラント操作員によって、モードを自動／手動のいずれとするかが選択される。
（１）プラント操作員は、上記計算結果と貯水池である浄水池５３、配水池５６の水位レベルと、需要量とから、シミュレーションの必要性が不要と判断した場合、自動モードを選択し、ＳＴ２の計算結果の送水量がＳＴ６に示すようにコントローラ４に発信される。
（２）シミュレーションの必要性が必要と判断した場合、手動モードが選択される。
ＳＴ４．上記した現時点から所定の時間内である２４時間先までの各時刻における送水量と、その送水量に対応する浄水池５３、配水池５６の水位を表示するトレンドグラフが作成され表示制御部８を介してモニタ１に表示される。
ＳＴ５．プラント操作員によって上記ＳＴ４の計算結果が安定した運用が可能と判断されるまで、繰り返し上記計算された送水量とトレンドグラフの修正が実行される。ＯＫとなると、ＳＴ６に進む。
ＳＴ６．上記計算結果の送水量がコントローラ４に発信される。
以降、ＳＴ７に示すようにコントローラ４によってプラントの運転制御がなされるとともに、貯水池である浄水池５３、配水池５６の水位が運用の上限／下限水位をオーバしないか監視される。
【００１３】
以上のように、この実施の形態１による水設備プラントの運用支援装置２では、最終の需要元５８の送水量の需要量に対し、プラント機器５のその時点におけるプラント実データを入力して２４時間先までの送水量の時間変化分を繰り返し計算することが可能であるので、送水量の変動が平滑化され安定した給水が行えるという効果がある。そして、先行技術文献に示されたような机上のシミュレーションではなく、実プラントデータを用いたシミュレーションを行うので、例えば何らかの要因で貯水池である浄水池５３、配水池５６の水位が低下している状態で、需要元５８から緊急の給水量の増加要求という場合が発生した際、取水ポンプ５２、送水ポンプ５４、流入弁５５等プラントを構成する全機器の運転台数の選択、負荷の印加程度等、最適な運転モードによる安定した、かつ効率的で、コスト低減した運転を可能とする運用支援装置２を提供できるという効果がある。
【００１４】
尚、上記計算は所定時間を２４時間先までとしたが、必ずしもこの時間内に限らず、需要元５８の要求する需要量に合わせ、任意の時間範囲内に適宜、設定してもよい。
また、上記計算は、例えば毎日午前９時という定刻に、実行してもよく、１日に数回行ってもよい。後者の場合、需要量が多い時間帯に間隔を短くしてより詳細な動向の監視を行う運用支援装置２を提供できるという効果がある。
【００１５】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。
この実施の形態２の運用支援装置２には、図６に示すように、履歴データベース１３をシミュレーション部９に履歴保存機能１５と履歴再生機能１６を追加して設けるとともに、シミュレーション部９が計算した送水量とその計算結果に基づく取水ポンプ５２、送水ポンプ５４、流入弁５５等のプラントデータを件名（気候、温度、運転日など）と共に履歴データベース１３に保存する。このように履歴データベース１３を設けているので、履歴再生機能１６を用い、件名を指定して再生操作を行うと、モニタ１に前記プラントデータが表示されプラント操作員は過去実施した事例を参照して送水量の計画が可能となり、短時間でより精度の高い運用が可能とした運用支援装置が提供できる。
【００１６】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１  モニタ、２  運用支援装置、５  プラント機器、６  ＣＰＵ、８  表示制御部、
９  シミュレーション部、１０  プラントデータ収集／制御部、
１２  プラントデータベース、１３  履歴データベース、１５  履歴保存機能、
１６  履歴再生機能、５８  需要元、１００  水設備プラントの運用支援システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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