液位制御システム
【課題】 水位検出器の出力値調節作業が容易であり、かつ、精度の高い液位の制御が可能な液位制御システムを提供する。
【解決手段】 下限水位と上限水位とに対する、水位検出器９からの各検出値と基準液位に対応する液比率とは、記憶手段４２にて記憶されている。そして、水槽１における制御すべき制御水位に対応する水位検出器９からの特定検出値は、検出手段４１に送られ、記憶手段４２にて記憶された後、演算手段４３に送られ、下限水位と上限水位との相関関係に対応した液比率に演算される。演算された特定検出値に基づく液比率は、判別手段４４にて各設定水位と水位制御アルゴリズムに基づいて比較判別され、設定手段４５を経て、制御手段４６から電磁弁４及び送水ポンプ７の各構成機器に制御信号を送り、水槽１内の水の貯留及び供給を制御する。
【解決手段】 下限水位と上限水位とに対する、水位検出器９からの各検出値と基準液位に対応する液比率とは、記憶手段４２にて記憶されている。そして、水槽１における制御すべき制御水位に対応する水位検出器９からの特定検出値は、検出手段４１に送られ、記憶手段４２にて記憶された後、演算手段４３に送られ、下限水位と上限水位との相関関係に対応した液比率に演算される。演算された特定検出値に基づく液比率は、判別手段４４にて各設定水位と水位制御アルゴリズムに基づいて比較判別され、設定手段４５を経て、制御手段４６から電磁弁４及び送水ポンプ７の各構成機器に制御信号を送り、水槽１内の水の貯留及び供給を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液位制御システムに関し、特に、液体槽の液位を制御するための液位制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の給水システムにおいては、受水槽の水位制御のために各種水位を検知する機構として複数の電極棒を使用していた。しかし、電極棒による設定水位は固定式であり、一旦水位を設定すると変更ができず不便である。このため、超音波や水圧等により水位を連続的に検知できるものも提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図２２は従来の水槽における水圧により水位を検知する水位計の較正の概念を示す図である。破線ｙは水位計からの直接の出力値を示しており、実線ｘは水位計の水位と出力値との関係を示す設計値（理論値）である。
【０００４】
図を参照して、水位計からの直接の出力値によって得られた破線ｙは、受水槽内の水位を正確に示すものではなく、設計値である実線ｘとずれが生じている。このずれを解消するために較正をおこない、水位計からの直接の出力値を設計値と同一にし、正確な水位制御をおこなう。具体的には、破線ｙのグラフにおける左端部点の調整をおこなうゼロ調整と、破線ｙと実線ｘとのグラフにおける傾きを調整するスパン調整とで較正される。
【０００５】
図２３は特許文献２で開示された水槽装置の概略構成図である。
【０００６】
図を参照して、受水槽であるＡ槽１ａとＢ槽１ｂとには、各々に給水系統２ａ、２ｂが接続されている。給水系統２ａ、２ｂには、各々に電磁弁内蔵型の定水位弁３ａ、３ｂが設けられており、ＣＰＵ７３からの給水信号２８ａ、２８ｂにより、定水位弁３ａ、３ｂが開閉されてＡ槽１ａおよびＢ槽１ｂ内への給水を制御し、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの水位を所定の範囲に維持する。
【０００７】
又、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの底部には、水を排出する排出系統として揚水ポンプ２２が備えられており、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの水は、通常連通した状態で揚水ポンプ２２により高置水槽（図示せず）に送られる。
【０００８】
更に、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとにはそれぞれ水位検出器２５ａ、２５ｂが備えられている。水位検出器２５ａ、２５ｂは水圧により水位に対応する連続した水位Ａ信号２７ａと水位Ｂ信号２７ｂとを出力する。
【０００９】
水位Ａ信号２７ａと水位Ｂ信号２７ｂとは、各々較正回路２１ａ、２１ｂに送られ、ゼロ調整やスパン調整による調整がおこなわれる。従って、水位検出器２５ａ、２５ｂの特性に差がある場合でも、較正回路２１ａ、２１ｂを最初に調整しておくことにより、水位検出器２５ａ、２５ｂからの水位信号を全測定範囲にわたって等しく設定することが可能となる。
【００１０】
そして、較正回路２１ａ、２１ｂで較正された水位信号は、各々Ａ／Ｄ変換器７２に送られ、デジタル信号に変換された後、ＣＰＵ７３に送られ、ＣＰＵ７３によって、予め設定された複数の水位設定値と水位信号とを比較し、各種の制御信号、例えば給水信号２８
ａ、２８ｂを定水位弁３ａ、３ｂに送って開閉制御したり、満水警報、減水警報、空転警報、復帰信号等を出力し、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの水位制御をおこなう。
複数の受水槽を有し、受水槽同士が通常連通した水槽装置においては、各水槽に設けられている水位検出器から主検出器を１器設定し、複数の受水槽の水位制御をおこなう。このような場合、例えば、各受水槽の清掃時の主検出器の切り替えによって、検出器間の出力値に誤差があった場合には、水位に大きな変動が生じ、水位の異常な低下や受水槽からの溢水等の危険があるため、複数の受水槽を有する場合は特に較正回路が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第２８３２１８３号公報
【特許文献２】特開２００３−３４２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような従来の液位制御システムでは、水位検出器の使用開始時、及び較正後の水位検出器の経年変化によって設計値とのずれが生じた場合、ゼロ点調整及びスパン調整による較正が必要であるため、手間がかかる。
【００１３】
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、水位検出器の出力値調節作業が容易であり、かつ、精度の高い液位の制御が可能な液位制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽に対応して設置され、液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、液体槽及び補助液体槽に切り替え自在に接続され、液体槽及び補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、検出手段の接続を補助液体槽に切り替えて、補助液体槽の重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、検出手段の接続を液体槽に切り替えて、２つの検出値と、液体槽の制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えたものである。
【００１５】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別されると共に、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽に対応して設置され、液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、液体槽及び補助液体槽に切り替え自在に接続され、液体槽及び補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、検出手段の接続を補助液体槽に切り替えて、補助液体槽の重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、検出手段の接続を液体槽に切り替えて、２つの検出値と、液体槽の制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液位を判別する判別手段とを備えたものである。
【００１７】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別されると共に、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、検出手段は、液体槽及び補助液体槽の底部に接続され、各々の槽に保有されている液体による液圧に基づいて対応する値を検出するものである。
【００１９】
このように構成すると、補助液体槽の水平断面積が小さくても、液体槽と同一の値を検出できる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、液体槽の異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えたものである。
【００２１】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別される。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、２つの液位は、制御液位の上限水位及び下限水位であるものである。
【００２３】
このように構成すると、２つの液位の差が最大となる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明の構成において、液体槽の液位の液比率に応じて、液体の貯留及び供給を制御する制御手段を更に備え、記憶手段には、制御手段の制御に用いられる液比率よりなる複数の組合せ制御パターンが記憶され、更に、組合せ制御パターンの１つを設定する設定手段を備えたものである。
【００２５】
このように構成すると、制御に用いられる液比率の組合せの設定が容易となる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、所定期間の経過後において、記憶手段に記憶されている液比率とこれに対応する検出値とが不一致になっているとき、記憶手段は新たな検出値を記憶するものである。
【００２７】
このように構成すると、検出手段の検出値を更新することができる。
【００２８】
請求項８記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、液体槽の異なる任意の２つの液位と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液位を判別する判別手段とを備えたものである。
【００２９】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別される。
【００３０】
請求項９記載の発明は、液位制御システムであって、第１液体槽と、第１液体槽に互いに内部を連通した状態で接続される第２液体槽と、第１液体槽に取り付けられ、第１検出特性によって第１液体槽の液位に対応する値を検出する第１検出手段と、第２液体槽に取り付けられ、第２検出特性によって第２液体槽の液位に対応する値を検出する第２検出手段と、第１液体槽の特定液位に対応した第１検出手段の特定検出値に、特定液位と同一の液位に対応した第２検出手段による検出値が一致するように第２検出特性を補正する補正手段とを備えたものである。
【００３１】
このように構成すると、同一液位に対応する第１検出手段の検出値と第２検出手段の検出値とが一致する。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の構成において、第１検出特性と補正前の第２検出特性とは一致し、第１検出手段と第２検出手段とは、設置高さが異なるものである。
【００３３】
このように構成すると、第１検出手段と第２検出手段との設置高さが異なっても、これらの検出値は一致する。
【００３４】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の発明の構成において、第１検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第１直線特性を有し、第２検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第２直線特性を有し、第１直線特性を記憶する記憶手段を更に備え、補正手段は、異なった２つの液位に対応する第２検出手段による２つの検出値から第２直線特性を特定し、記憶された第１直線特性及び特定された第２直線特性に基づいて、第２検出特性を補正するものである。
【００３５】
このように構成すると、第１検出手段と第２検出手段との検出特性や設置高さが異なっても、これらの検出値は一致する。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別されるため、検出手段の誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。又、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができるため、システムの調整が弾力的及び効率的に可能となる。
【００３７】
請求項２記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別されるため、検出手段の誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。又、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができるため、システムの調整が弾力的及び効率的に可能となる。
【００３８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、補助液体槽の水平断面積が小さくても、液体槽と同一の値を検出できるため、水平断面積の小さな補助液体槽に液体を注入すれば良いので、記憶手段の設定が容易となる。
【００３９】
請求項４記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別されるため、検出手段の誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。
【００４０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、２つの液位の差が最大となるため、判別手段の判別精度が向上する。
【００４１】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明の効果に加えて、制御に用いられる液比率の組合せの設定が容易となるため、使い勝手が向上する。
【００４２】
請求項７記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、検出手段の検出値を更新することができるため、検出手段の検出精度の変化にかかわらず、精度の高い液位の制御が維持できる。
【００４３】
請求項８記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別されるため、検出手段の誤差の調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。
【００４４】
請求項９記載の発明は、同一液位に対応する第１検出手段の検出値と第２検出手段の検出値とが一致するため、これらの検出特性が異なっても、液位の制御に影響しない。
【００４５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の効果に加えて、第１検出手段と第２検出手段との設置高さが異なっても、これらの検出値は一致するため、第１検出手段と第２検出手段との設置精度が問題とならないので、作業効率が向上する。
【００４６】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の発明の効果に加えて、第１検出手段と第２検出手段との検出特性や設置高さが異なっても、これらの検出値は一致するため、第２検出手段の第２検出特性や現場での設置精度が問題とならないので、効率的なシステムとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の第１の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図２】図１で示した液位制御システムにおける液位制御の概念を示す図である。
【図３】図２で示した液位制御の概念を示すグラフである。
【図４】図１で示した液位制御システムにおける設定水位を示す図である。
【図５】図１で示した液位制御システムにおける制御盤の概略構成を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図９】この発明の第５の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図１０】この発明の第６の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図１１】図１０で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【図１２】この発明の第７の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図１３】図１２で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【図１４】図１で示した液位制御システムの初期設定の手順を示す図である。
【図１５】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける初期設定画面を示す図である。
【図１６】図１で示した液位制御システムにおける設定の手順例を示す図である。
【図１７】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける実水位設定画面を示す図である。
【図１８】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける底面積設定画面を示す図である。
【図１９】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける設定水位画面を示す図である。
【図２０】図１で示した液位制御システムにおける通常運転の手順例を示す図である。
【図２１】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける期間タイマー設定画面を示す図である。
【図２２】従来の水槽における水圧により水位を検知する水位計の較正の概念を示す図である。
【図２３】従来の水槽装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１はこの発明の第１の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００４９】
図を参照して、液位制御システム２０は、水槽１と、水槽１に接続される給水系統２と、電磁弁４を備え給水系統２からの給水量を調節する定水位弁３と、電磁弁４に接続されるボールタップ５と、超音波により水槽１内の水位を検出する水位検出器９と、水槽１内の水を、例えば高置水槽へ送水する送水ポンプ７ａ、７ｂと、送水ポンプ７ａ、７ｂによって送水される送水系統８と、水槽１の送水側の配管に設けられた緊急遮断弁６と、各構成機器を制御する制御盤１０とから構成されている。
【００５０】
水槽１の送水側の配管に設けられた緊急遮断弁６は、地震発生時の加速度（Ｇａｌ）に応じて制御盤１０に連携された感震器（図示せず）からの信号により、緊急遮断弁６が閉じるように制御されるため、水槽１内の水を確保することができる。
【００５１】
制御盤１０は、水位検出器９からの検出値と後述する設定水位とを比較判別し、電磁弁４や送水ポンプ７ａ、７ｂ等の動作を制御するものであり、制御盤１０によって水槽１内の水位は所定の範囲内に制御される。制御盤１０による水位制御の詳細については後述する。
【００５２】
図２は図１で示した液位制御システムにおける液位制御の概念を示す図であり、図３は図２で示した液位制御の概念を示すグラフである。
【００５３】
これらの図を参照して、液位制御システムにおいては、まず、水槽１内に、異なる任意の２点の液位Ａ、Ｈを定める。水位検出器９においては、超音波により水面までの距離Ｌを測定するものであり、液位Ａ、Ｈにおける距離Ｌは、各々Ｌ１、Ｌ２であり、液位Ａ、Ｈにおける水位検出器９からの検出値Ｘは、各々Ｘ１、Ｘ２となる。又、液位Ａ、Ｈにおける基準液位に対応する液比率をｘ％、ｙ％とする。これらの液位Ａ、Ｈに対応するＸ１、Ｘ２及びｘ％、ｙ％は、制御盤における後述する記憶手段によって記憶される。液位Ａ、Ｈに対応するＸ１、Ｘ２及びｘ％、ｙ％を記憶することで、図３で示すように、検出値Ｘと距離Ｌ（液比率）との相関関係を表わす直線が定まる。
【００５４】
次に、水位検出器９から水面までの距離がＬ３である制御すべき制御水位Ｉについて説明する。図３に示す液位Ａ、Ｈから判明する検出値Ｘ１、Ｘ２と液比率ｘ％、ｙ％との相関関係によって、制御水位Ｉに対応する水位検出器９からの検出値である特定検出値Ｘ３に対応する液比率がｚ％であることが、制御盤における後述する判別手段により判別される。
【００５５】
以上より、図１で示した液位制御システム２０においては、水槽１の制御すべき制御水位Ｉを基準液位に基づいた液比率によって判別するため、水位検出器９の検出値Ｘの設計値との誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い水位の制御が可能となる。
【００５６】
尚、上記の相関関係を表わす直線から、種々の液比率に相当する検出値Ｘを先に演算しておき、これらの検出値と、制御水位Ｉに対応する水位検出器９からの実際の特定検出値Ｘ３とを直接比較して、その液比率を後述する判別手段により判別しても良い。
【００５７】
図４は図１で示した液位制御システムにおける設定水位を示す図である。
【００５８】
図を参照して、まず、下限水位Ａ（０％）と上限水位Ｈ（１００％）とを設定する。下限水位Ａと上限水位Ｈとを設定することによって、下限水位は０％、上限水位は１００％の液比率を有する基準液位となる。従って、後述する記憶手段に記憶する２つの液位の差が最大となり、基準液位に対応する液比率の誤差、即ち、図３で示した直線の傾きの誤差が最も小さくなるため、制御水位に対応する液比率を判別する、制御盤における後述する判別手段の判別精度が向上する。
【００５９】
下限水位Ａと上限水位Ｈとの間の各設定水位Ｂ〜Ｇは、水槽１の水位を制御するために設定する水位を示したものであり、Ｂは送水ポンプ停止水位、Ｃは減水警報水位、Ｄは送水ポンプ復帰水位、Ｅは給水開始水位、Ｆは給水停止水位、Ｇは満水警報水位となっている。設定水位Ｂ〜Ｇは、各々が液比率による既定値として後述する記憶手段に記憶されている。又、設定水位Ｂ〜Ｇを１群とし、標準水位Ｋと中間水位Ｌと低水位Ｍとの３つの組合わせパターンも既定値として後述する記憶手段に記憶されている。従って、水位制御に用いられる液比率の組合わせパターンの設定が容易となるため、使い勝手が向上する。
【００６０】
下記の表は、設定水位Ｂ〜Ｇを液比率で設定した一例を示すものである。
【００６１】
【表１】
【００６２】
図５は図１で示した液位制御システムにおける制御盤の概略構成を示す図である。
図を参照して、下限水位と上限水位との水位検出器９からの各検出値は、検出手段４１に送られ、デジタル信号化された後、記憶手段４２にて記憶される。又、前述した設定水位Ｂ〜Ｇ、及び前述した設定水位Ｂ〜Ｇを１群とする、標準水位Ｋと中間水位Ｌと低水位Ｍとの３つの組合わせパターンも、既定値として液比率で記憶手段４２に記憶されている。これらの設定水位Ｂ〜Ｇ及び組合わせパターンＫ〜Ｍの各液比率は、設定手段４５にて変更が可能であり、変更された各液比率は記憶手段４２にて再度記憶される。
【００６３】
そして、水槽１における制御すべき制御水位に対応する水位検出器９からの特定検出値は、検出手段４１に送られ、記憶手段４２にて記憶された後、演算手段４３に送られ、下限水位と上限水位との相関関係に対応した、基準液位に基づく液比率に演算される。演算された特定検出値に対応する液比率は、判別手段４４にて各設定水位と水位制御アルゴリズムに基づいて比較判別され、設定手段４５を経て、制御手段４６から電磁弁４及び送水ポンプ７の各構成機器に制御信号を送り、水槽１内の水の貯留及び供給を制御する。
【００６４】
又、下限水位と上限水位とは、例えば、初期設定後に所定期間が経過し、記憶手段４２に記憶されている液比率とこれに対応する水位検出器９からの各検出値とにずれが生じ、初期設定時と不一致となった場合、下限水位と上限水位とに対応する新たな水位検出器９からの各検出値を再度記憶させ、更新することができるように構成されている。そのため、水位検出器９の検出精度の変化にかかわらず、精度の高い水位の制御が常に維持できる。
【００６５】
図６はこの発明の第２の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００６６】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００６７】
図を参照して、この実施の形態にあっては、水槽１の形状が大きく異なる。即ち、背の高い水槽１を備えており、水槽１の上部の限られた小範囲３１のみを水位制御する場合について説明する。
【００６８】
通常、下限水位Ａ１は水槽１の底部付近に設定し、上限水位Ｈは水槽１の上部に設定するため、水槽１の限られた上部の小範囲３１のみを水位制御したい場合、下限水位Ａ１と上限水位Ｈとの範囲が小範囲３１に対して広くなるため、小範囲３１に対して細かで精度の高い水位制御をおこなうことが困難である。
【００６９】
このような場合、この実施の形態による液位制御システム２０においては、制御したい範囲である小範囲３１の下限水位Ａと上限水位Ｈとを設定することで、下限水位Ａと上限水位Ｈとの間で液比率として設定される設定水位によって、精度の高い水位制御をおこなうことが可能となる。
【００７０】
当然ながら、下限水位Ａ１を水槽１の底部付近に設定し、上限水位Ｈを水槽１の上部に設定すると、水槽１の底部から上部までの水位制御が可能となる。
【００７１】
このように、種々の設定パターンを予め設定し、記憶させ、条件に応じた設定パターンを選択することで、自動的に水位制御をおこなうことができる。
【００７２】
図７はこの発明の第３の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００７３】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００７４】
図を参照して、この実施の形態にあっては、まず水槽の数が異なる。即ち、水槽１ａ、１ｂの２つの水槽を備えるものである。水槽１ａ、１ｂは、その底部において連通管１１で連通されており、通常は常に連通した状態となっている。定水位弁３ａ、３ｂ、電磁弁４ａ、４ｂ、ボールタップ５ａ、５ｂ、送水ポンプ７ａ〜７ｄ及び水位検出器９ａ、９ｂは、水槽１ａ、１ｂに各々設けられている。
【００７５】
上記の各構成機器に対して、制御盤１０は水槽１ａ、１ｂに各々設けられておらず、共通して使用する。この実施の形態による液位制御システム２０においては、水位検出器９ａを主検出器として使用している場合において、水槽１ａに給水系統２ａから水が供給され、図４で示した給水停止水位まで水槽１ａの水位が上昇したとき、水位検出器９ａからの検出値により電磁弁４ａが閉止し、定水位弁３ａを閉止し、水の供給を止める。電磁弁４ａの閉止に伴って、主検出器は水槽１ｂの水位検出器９ｂに自動的に切り替わるように設定されている。同様に電磁弁４ｂの閉止に伴って、主検出器は水槽１ａの水位検出器９ａに切り替わるように設定されている。ただし、連通管１１の断面積が水槽１ａ及び水槽１ｂの水平断面積に比較して小さい場合には、水槽１ａ及び水槽１ｂの液面が同じ水位になるのに時間を要するので、主検出器の切り替えには電磁弁の閉止後、タイマーにて一定時間経過後におこなっても良い。
【００７６】
水槽１ａ、１ｂの水位の変化速度は、通常は小さいものであるため、水槽１ａ、１ｂの水位制御を電磁弁４ａ、４ｂの開閉に伴って各水槽に切り替えることができる。そのため、制御盤１０における制御装置が１つで水槽１ａ、１ｂの水位制御が可能なため、制御盤１０がコンパクトになる。又、安価に製作することが可能となる。
【００７７】
図８はこの発明の第４の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００７８】
尚、説明に当たっては、基本的には第３の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００７９】
図を参照して、この実施の形態にあっては、水槽の数は２槽であるが、水槽１ａ、１ｂの容積量が異なる。即ち、水槽１ａ、１ｂの２つの水槽は背の高さが異なるものである。そのため、水槽１ａ、１ｂは底部で連通されておらず、各々が独立した状態となっている。
【００８０】
このように構成されている場合においては、水槽１ａにおける下限水位Ａ１及び上限水位Ｈ１と、水槽１ｂにおける下限水位Ａ２及び上限水位Ｈ２とを制御盤１０にて記憶させる。そうすると、水槽１ａの水位検出器９ａを主検出器としているときは、水槽１ａの下限水位Ａ１及び上限水位Ｈ１を基準とし、液比率で設定される設定水位で水槽１ａの水位制御をおこなうことができる。又、水槽１ｂの水位検出器９ｂを主検出器としているときは、水槽１ｂの下限水位Ａ２及び上限水位Ｈ２を基準とし、液比率で設定される設定水位で水槽１ｂの水位制御をおこなうことができる。
【００８１】
又、水位検出器９ａ、９ｂの主検出器の切り替え方法は、例えば、所定のインターバルによって交互に切り替わるように設定されている。従って、背の高さの異なる２つの水槽１ａ、１ｂで構成されている場合であっても、各々に対応する液比率の設定水位で水位制御をおこなうため、制御盤１０における制御装置が１つで水槽１ａ、１ｂの水位制御が可能となるため、制御盤１０を安価に製作することが可能となる。又、水槽１ａ、１ｂの改造等をおこなう必要がなくなるため、設備費用を安価にすることが可能となる。
【００８２】
尚、上記の各実施の形態では、水槽の水位を制御するものであるが、水以外の他の液体の液位を制御するものにも同様に適用できる。
【００８３】
又、上記の各実施の形態では、水位検出器は超音波により水槽内の水位を検出しているが、水位を連続的に検知できるもの、例えば水槽の底部に設けられ、水圧により水槽内の水位を検出するもの等であれば良い。
【００８４】
更に、上記の各実施の形態では、上限水位と下限水位とを記憶手段により記憶しているが、異なる任意の２点の水位であっても良い。
【００８５】
更に、上記の各実施の形態では、水槽は一定断面を有しているが、一定断面を有していない水槽であっても良い。
【００８６】
更に、上記の各実施の形態では、設定水位として複数の液比率が設定されているが、設定水位は設定されていなくても良い。
【００８７】
更に、上記の各実施の形態では、３つの設定水位の組合わせパターンが記憶されているが、複数の設定水位の組合わせパターンが記憶されていれば良い。又は、記憶されていなくても良い。
【００８８】
更に、上記の各実施の形態では、上限水位と下限水位とに対応する検出手段からの検出値を新たに記憶することが可能な記憶手段を備えているが、記憶の更新が不可能な記憶手段を備えていても良い。
【００８９】
更に、上記の各実施の形態では、上限水位と下限水位とに対する、基準液位に対応する液比率を記憶しているが、上限水位と下限水位との液位を直接記憶しておき、制御液位を実際の液位として判別しても良い。
【００９０】
図９はこの発明の第５の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００９１】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００９２】
図を参照して、この実施の形態にあっては、まず、水位検出器９の検出方法が大きく異なる。即ち、超音波により水槽１内の水位を検出するものではなく、水槽１の底部に仕切弁３６を介して接続され、水槽１内の水による水圧の大小に基づいて水位を検出するものである。
【００９３】
又、水槽１の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、水槽１と略同一高さに形成され、水槽１に対応して並列的に設置された、例えば透明なガラス管やビニール管よりなる補助液体槽である補助水槽１５を備えている。そして、補助水槽１５は仕切弁３７を介して水位検出器９に接続されている。即ち、水位検出器９は水槽１と補助水槽１５とに仕切弁３６と仕切弁３７とを介して接続されている。従って、仕切弁３６、３７の開閉によって、水位検出器９は水槽１と補助水槽１５とに切り替え自在に接続可能となる。即ち、水位検出器９は水槽１と補助水槽１５とのいずれの水位に対しても対応する値を検出することができる。又、水槽１及び補助水槽１５には、仕切弁３８を介して補助給水系統３５が接続されている。
【００９４】
ここで、この実施の形態における液位制御システム２０の水位制御の設定について説明する。
【００９５】
図２及び図３で示したように、第１の実施の形態の液位制御システムにおいては、水槽１内の下限水位Ａ及び上限水位Ｈの基準液位における液比率ｘ％、ｙ％と、下限水位Ａ及び上限水位Ｈに対応する水位検出器からの検出値Ｘ１、Ｘ２とを制御盤１０の記憶手段において記憶する。
【００９６】
しかしながら、液位制御システム２０を設置する現場の条件によっては、建設工程、給水配管工事、設備関連工事及び水槽１の完工検査等、種々の都合によって水槽１内に注水できない場合がある。又、例えば水槽１が大型であれば注水に多大な時間を要すると共に、水槽１の漏水検査時には水槽１内を満水状態にしたまま排水することができない場合がある。このような場合、この実施の形態による液位制御システム２０においては、補助水槽１５を使用して上述した記憶手段への記憶をおこなう。
【００９７】
まず、水位検出器９が補助水槽１５の液位を検出するように、仕切弁３６を閉止すると共に、仕切弁３７を開放する。そして、仕切弁３８を開放して補助給水系統３５によって、水槽１の下限水位Ａ及び上限水位Ｈの各々と同一水位まで補助水槽１５に注水する。そして、これらの基準液位における液比率と、下限水位Ａ及び上限水位Ｈに対応する水位検出器９からの検出値とを制御盤１０の記憶手段にて記憶する。そして、水槽１内の水位を実際に制御する時には、仕切弁３７、３８を閉止すると共に仕切弁３６を開放して、水位検出器９が水槽１の液位の液圧を検出するように切り替える。その後、補助水槽１５によって記憶された液比率と検出値とに基づいて水槽１内の制御水位を液比率によって判別し、制御する。
【００９８】
従って、液位制御システム２０においては、水槽１に注水しなくても、水槽１に対する制御の設定（液比率と検出値との記憶）が可能となる。そのため、例えば水槽１内が満水状態で漏水検査をおこなっている場合であっても、水槽１に対する制御の設定が可能となり、他の工事や検査の都合に左右されることがないので、効率的な工事が可能となる。又、補助水槽１５は水槽１より水平断面積がはるかに小さくなるように形成されているため、水槽１と比較して注水及び排水時間が短縮されることになる。即ち、液位制御システム２０の調整が弾力的及び効率的に可能となる。
【００９９】
又、水位検出器９は水圧によって水槽１の水位を検出するものであるため、補助水槽１５の水平断面積が小さくても、水槽１と同一水位であれば同一の値を検出することが可能となる。従って、図で示すガラス管のような水平断面積の小さな補助水槽１５に水を注入すれば良いので、記憶手段の設定が容易となる。
【０１００】
尚、補助水槽１５を用いれば、現場での対応のみならず、液位制御システム２０の出荷前の工場等での事前設定においても採用することができる。そのため、液位制御システム２０の現場での設置後の設定及び調整期間の短縮が可能となり、システムの信頼性が向上する。
【０１０１】
図１０はこの発明の第６の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【０１０２】
尚、説明に当たっては、基本的には第３の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【０１０３】
図を参照して、この実施の形態にあっては、まず、水位検出器９の検出方法が異なる。即ち、第１検出手段である水位検出器９ａは、第１液体槽である水槽１ａの底部に接続され、水槽１ａに保有されている水による水圧に基づいて対応する値を検出するものであり、図９で示した水位検出器９と同様のものである。又、第２検出手段である水位検出器９ｂについても、水位検出器９ａと同一のものであり、第２液体槽である水槽１ｂの底部に接続されている。そして、水位検出器９ｂの第２検出特性は、水位検出器９ａの第１検出特性と一致している。この第１検出特性及び第２検出特性については後述する。
【０１０４】
次に、水位検出器９ｂは、例えば現場と設計図面との間で水槽１ｂの形状が異なっていたり、工事の都合による設置位置の変更等、種々の要因によって、その取り付け位置の高さ（設置高さ）が水位検出器９ａと異なっている。即ち、水位検出器９ｂは、設計通りの設置位置に取り付けられた水位検出器９ａに対して距離Ｒだけ低い位置に取り付けられている。
【０１０５】
水位検出器９ａ、９ｂはこのような設置位置に取り付けられているため、これらの第１検出特性と第２検出特性とが一致していても、水槽１ａ、１ｂの同一の水位に対応する互いが検出する検出値に若干のずれが生じることになる。この実施の形態による液位制御システム２０においては、水位検出器９ｂが有する上述したずれを、後述する補正手段によって補正しているため、スムーズに制御盤１０の制御の元となる主検出器の切り替えが可能となり、より精度及び信頼性の高い水位制御をおこなうことが可能である。
【０１０６】
以下に、第２検出手段である水位検出器９ｂの補正の方法について説明する。
【０１０７】
図１１は図１０で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【０１０８】
まず、図１１の（１）を参照して、このグラフは図１０における水位検出器９ａの第１検出特性を示すものである。第１検出特性は、縦軸に示す水位（液比率）の増加と、横軸に示す検出値Ｘの増加とが比例する第１直線特性を有している。即ち、水槽１ａが下限水位Ａの時、水位検出値９ａからの検出値はＸ１であり、水槽１ａが上限水位Ｈの時、水位検出器９ａからの検出値はＸ２となる。尚、横軸の検出値については、水圧式の水位検出器では１〜５Ｖの電圧値、又は４〜２０ｍＡの電流値によって得られるのが一般的である。しかしながら、本発明における液位制御システムにおいては、得られた電圧値又は電流値を、例えば０〜４０００の無次元数であるディジットにデジタル信号化した後、記憶手段にて記憶している。
【０１０９】
次に、図１１の（２）を参照して、このグラフは図１１における水位検出器９ｂの第２検出特性を示すものである。尚、補正前の状態を二点鎖線で示しており、補正後の状態を実線で示している。
【０１１０】
上述した通り、水位検出器９ａの第１検出特性と水位検出器９ｂの第２検出特性とは一致している。即ち、第２検出特性は、縦軸に示す水位（液比率）の増加と、横軸に示す検出値Ｘの増加とが比例する第２直線特性を有しており、その傾きは第１直線特性と同一となっている。しかしながら、水位検出器９ｂは水位検出器９ａに対する設置位置が距離Ｒだけ低いため、水槽１ａ、１ｂにおける同一の水位に対応する検出値が水位検出器９ａと異なってしまう。例えば、下限水位Ａの時、水位検出器９ａの検出値はＸ１であるが、水位検出器９ｂでは下限水位Ａに距離Ｒを加えた水位の検出値Ｘ１＋αとなる。又、上限水位Ｈの時、水位検出器９ａの検出値はＸ２であるが、水位検出器９ｂでは上限水位Ｈに距離Ｒを加えた水位の検出値Ｘ２＋αとなる。
【０１１１】
この実施の形態による液位制御システムにおいては、このようなずれを補正する補正手段を備えている。そして、二点鎖線で示す補正前の状態の第２直線特性を、図の矢印で示すように演算（移動）する。即ち、二点鎖線上の点Ｓ１、Ｓ２を、実線上の点Ｔ１、Ｔ２に移動する。すると、水槽１ａの特定水位に対応した第１検出手段の特定検出値に、特定水位と同一の水位に対応した第２検出手段による検出値が一致する。従って、水位検出器９ａの第１検出特性と水位検出器９ｂの第２検出特性とが異なっても、水槽１ａ、１ｂの水位の制御に影響しない。
【０１１２】
このような補正によって、互いに一致する検出特性を有する水位検出器９ａ、９ｂの設置高さが異なっても、これらの検出値は一致することになる。従って、水位検出器９ａ、９ｂの設置精度が問題とならないため、作業効率が向上する。
【０１１３】
図１２はこの発明の第７の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【０１１４】
尚、説明に当たっては、基本的には第６の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【０１１５】
図を参照して、この実施の形態にあっては、水位検出器９ａ、９ｂは同一の設置高さに取り付けられているが、水位検出器９ａの第１検出特性と水位検出器９ｂの第２検出特性とは、異なる直線特性を有している。即ち、第１検出特性と第２検出特性とは一致しない。このような状態は、例えば、水位検出器９ｂが経年変化等の理由で不調となり、水位検出器９ｂの交換が必要となった場合に起因する。即ち、交換前の水位検出器９ｂと同一型式及び同一型番の水位検出器を設置したとしても、交換前と交換後とではその検出値（検出特性）にばらつきが生じることになる。尚、交換を要しない水位検出器９ａについては、その第１直線特性が上述した記憶手段にて記憶されている。
【０１１６】
このような場合、交換前と交換後との検出特性のずれによって、主検出器の切り替え時に誤差が発生してしまうため、この実施の形態による液位制御システム２０においては、第２検出特性の補正をおこなう。以下に、第２検出手段である水位検出器９ｂの補正の方法について説明する。
【０１１７】
図１３は図１２で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【０１１８】
まず、図１３の（１）を参照して、このグラフは図１２における水位検出器９ｂの第２検出特性を示すものである。第２検出特性は、縦軸に示す水位（液比率）の増加と、横軸に示す検出値Ｘの増加とが比例する第２直線特性を有している。即ち、水槽１ｂが下限水位Ａの時、水位検出値９ｂからの検出値はＸ３であり、水槽１ｂが上限水位Ｈの時、水位検出器９ｂからの検出値はＸ４となる。尚、水位検出器９ａの第１検出特性は、図１１の（１）で示したものと同様である。
【０１１９】
次に、図１３の（２）を参照して、このグラフは実線で示す水位検出器９ａの第１直線特性と、二点鎖線で示す水位検出器９ｂの第２直線特性とを重ね合わせたものである。上述した通り、第１直線特性と第２直線特性とは、これらの傾きが異なっており、第１検出特性と第２検出特性とが一致しない状態となっている。尚、第２直線特性においては、異なった２つの水位Ｉ１、Ｉ２に対応する水位検出器９ｂによる２つの検出値Ｘ５、Ｘ７から、点Ｐ、Ｑを導き出すことで、第２直線特性を特定できる。
【０１２０】
そして、特定された第２直線特性を、記憶手段にて記憶した第１直線特性に基づいて、図１３の（２）の矢印で示すように演算して移動させて補正する。このように補正されることで、水位検出器９ａ、９ｂの検出特性や設置高さが異なっても、これらの検出値は一致する。従って、水位検出器９ｂの第２検出特性、又は現場での設置精度が問題とはならないため、効率的な液位制御システムとなる。
【０１２１】
尚、実線の点Ｒにおける水位Ｉ１と検出値Ｘ６とに基づいて、二点鎖線の点Ｑの検出値Ｘ５を確認することで、水位検出器９ｂが正しい設置位置、即ち図１３の（１）の検出特性となっているかを現場で確認することができる。
【０１２２】
尚、上記の第５の実施の形態では、補助液体槽である補助水槽は特定形状に形成されているが、水槽に対応して設置され、水槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、水槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複するように形成されていれば、他の材質や形状であっても良い。
【０１２３】
又、上記の第５の実施の形態では、水位検出器は特定の構造によって水槽及び補助水槽に接続されているが、水槽及び補助水槽に切り替え自在に接続され、水槽及び補助水槽のいずれの水位に対しても対応する値を検出することができれば、他の構造であっても良い。
【０１２４】
更に、上記の第５の実施の形態では、水槽は１つであるが、水槽は複数あっても同様に適用できる。
【０１２５】
更に、上記の第６の実施の形態では、第１検出特性と第２検出特性とは直線特性を有しているが、例えば、曲線特性等であっても、第１検出特性と第２検出特性とが一致していれば良い。
【０１２６】
更に、上記の第６の実施の形態では、第２検出手段は第１検出手段に対して低い設置位置に取り付けられているが、第２検出手段は第１検出手段に対して高い設置位置に取り付けられていても良い。
【０１２７】
更に、上記の第７の実施の形態では、第１検出手段と第２検出手段とは同一高さに設置されているが、第２検出手段が第１検出手段に対して異なる設置高さに設置されていても、異なった２つの水位に対応する第２検出手段の検出値から第２直線特性を特定し、これを記憶手段にて記憶した第１直線特性に基づいて、図１３の（２）で示すように演算して補正することができる。
【０１２８】
更に、上記の第６及び第７の実施の形態では、補正手段は特定の方法によって第２検出特性を補正しているが、補正手段は、第１液体槽の特定液位に対応した第１検出手段の特定検出値に、特定液位と同一の液位に対応した第２検出手段による検出値が一致するように第２検出特性を補正するものであれば、他の方法であっても良い。
【０１２９】
更に、上記の第６及び第７の実施の形態では、第１検出手段と補正後の第２検出手段との検出値に基づいて、記憶手段及び判別手段で水槽の液比率を判別することによって水槽の水位が制御されているが、第１検出手段と補正後の第２検出手段との検出値に基づいて制御するものであれば、他の制御方法であっても良い。
【０１３０】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、水槽の水位を制御するものであるが、水以外の他の液体の液位を制御するものにも同様に適用できる。
【０１３１】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、水位検出器は水圧により水槽内の水位を検出しているが、水位を連続的に検知できるものであれば、例えば、前述した超音波により水槽内の水位を検出するもの等であっても良い。
【０１３２】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、上限水位と下限水位とを記憶手段により記憶しているが、異なる任意の２点の水位であっても良い。
【０１３３】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、水槽は一定断面を有しているが、一定断面を有していない水槽であっても良い。
【０１３４】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、設定水位として複数の液比率が設定されているが、設定水位は設定されていなくても良い。
【０１３５】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、３つの設定水位の組合わせパターンが記憶されているが、複数の設定水位の組合わせパターンが記憶されていれば良い。又は、記憶されていなくても良い。
【０１３６】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、上限水位と下限水位とに対応する検出手段からの検出値を新たに記憶することが可能な記憶手段を備えているが、記憶の更新が不可能な記憶手段を備えていても良い。
【０１３７】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、上限水位と下限水位とに対する、基準液位に対応する液比率を記憶しているが、上限水位と下限水位との液位を直接記憶しておき、制御液位を実際の液位として判別しても良い。
【実施例】
【０１３８】
図１４は図１で示した液位制御システムの初期設定の手順を示す図であり、図１５は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける初期設定画面を示す図である。
【０１３９】
これらの図を参照して、まず、制御盤の電源を投入し（Ｓ１）、設定準備完了の画面を確認する。
【０１４０】
次に、トップ画面５１における設定ボタンを押し、０％水位（下限水位）設定（Ｓ２）を０％水位設定画面５３によりおこなう。０％水位設定（Ｓ２）は、水槽の下限水位まで水を入れ、実水位を巻尺等を用いて計測し、水位検出器の検出値を設定する。又、水槽が２つあり、水位検出器が２つある場合は、トップ画面５１における設定ボタンを押し、０％水位設定（Ｓ２）を０％水位設定画面５２によって、１号と２号とに分けて、０％水位設定画面５３の場合と同様に、各々についての設定をおこなう。設定完了後、０％水位設定画面５２又は０％水位設定画面５３における決定ボタンを押すと、０％水位確定画面５４が表示され、確定ボタンを押すと、０％水位設定（Ｓ２）が完了する。
【０１４１】
次に、１００％水位（上限水位）設定（Ｓ３）を１００％水位設定画面（図示せず）によりおこなう。設定手順については、０％水位設定（Ｓ２）と同様である。
【０１４２】
以上により、初期設定作業は終了する。そして、その他の設定値、即ち、満水警報水位等の設定水位については、あらかじめ既定値として記憶手段にて記憶されているため、通常は上記の初期設定のみで液位制御システムの運転が開始できるため、運転開始に必要な設定が非常に容易となる。
【０１４３】
図１６は図１で示した液位制御システムにおける設定の手順例を示す図であり、図１７は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける実水位設定画面を示す図であり、図１８は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける底面積設定画面を示す図であり、図１９は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける設定水位画面を示す図である。
【０１４４】
この実施の形態による液位制御システムにおいては、設定水位が既定値により予め設定されているため、必要項目の修正をおこなうだけで良く、設定が容易である。
【０１４５】
これらの図を参照して、まず、日付・時刻の設定（Ｓ３１）をおこなう。
【０１４６】
次に、図１７で示す実水位設定画面５５ａにて、前述した初期設定時に計測した０％水位（下限水位）と１００％水位（上限水位）との実水位をｃｍ単位で入力する。例えば、０％水位（下限水位）が５０ｃｍで、１００％水位（上限水位）が４５０ｃｍである場合は、実水位設定画面５５ａに示す０％部に５０を入力し、１００％部に４５０を入力する。そして、実水位設定画面５５ｂで示す決定ボタンを押すことで、水槽の高さの設定（Ｓ３２）をおこなう。
【０１４７】
次に、図１８で示す底面積設定画面５６ａにて、水槽の底面積を入力する。底面積設定画面５６ａは、２つの水槽を備える場合のものであり、このような場合、１号水槽と２号水槽との各々の水槽底面積はｍ２単位で入力し、底面積設定画面５６ｂで示す決定ボタンを押し、水槽底面積の設定（Ｓ３３）をおこなう。水槽底面積の設定（Ｓ３３）をおこなうことにより、水槽内の水位から演算することで水槽内の水重量を算出することが可能となるため、水量を重量（ｔ）で管理する場合にも対応することが可能となる。
【０１４８】
次に、図１９で示す設定水位画面５７にて、各設定水位の設定（Ｓ３４）をおこなう。設定水位画面５７においては、水位設定ボタンを押すと各々の設定水位画面が表示される。例えば、水位設定画面５７で示す満水警報ボタンを押すと、設定水位画面５８が表示され、給水停止水位の設定画面が表示される。又、図４における説明で前述したように、例えば、表１で示したように予め既定値が設定されている（Ｓ４０）ため、変更箇所のみ変更すれば良い。変更方法は、設定水位画面５７、５８における上下矢印で示す値変更ボタンにて液比率を変更する。そして、設定水位画面５８で示す決定ボタンを押し、設定水位の設定（Ｓ３４）をおこなう。
【０１４９】
次に、チャタリング値の設定（Ｓ３５）をおこなう。これは、水槽の水面が波打つことによる、警報の発生と解除とを繰り返す現象を防止するためのものであり、既定値として３％で設定されているため、必要に応じて変更する。
【０１５０】
次に、期間タイマーの設定（Ｓ３６）と週間タイマーの設定（Ｓ３７）とをおこなうが、これらについては後述する。
【０１５１】
次に、先行動作時間の設定（Ｓ３８）をおこなう。これは、例えば期間タイマーの設定（Ｓ３６）等によって、午前零時に標準水位運転から低水位運転に切り替わる場合、切り替え時間を早めて動作させる必要がある場合に設定するものである。
【０１５２】
以上により、設定作業は終了する。
【０１５３】
図２０は図１で示した液位制御システムにおける通常運転の手順例を示す図であり、図２１は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける期間タイマー設定画面を示す図である。
【０１５４】
学校の夏季休暇期間中のように、水の使用量が通常と比較して非常に少なくなるような場合には、水槽の貯留量を少なくして循環回転率を高くしなければ、水槽内の水の残留塩素濃度が下がり、衛生面で問題が発生する虞がある。このため、この実施の形態による液位制御システムにおいては、期間の開始日と終了日とを設定して、設定水位を標準水位、中間水位、及び低水位の運転モードの中から選択できるようになっている。この設定期間は９期間の設定をおこなうことができる。
【０１５５】
これらの図を参照して、まず、運転モード選択（Ｓ２１）をおこなう。
【０１５６】
次に、タイマー使用を選択しないとき（Ｓ２２でＮＯ）、タイマーは選択されず、手動設定（Ｓ２９）となり、運転モード選択（Ｓ２１）で選択された運転モードに従って運転することになる（Ｓ３０）。
【０１５７】
又、タイマー使用を選択すると（Ｓ２２でＹＥＳ）、期間タイマー選択（Ｓ２３）をおこなうことになる。期間タイマーを選択しないとき（Ｓ２３でＮＯ）、週間タイマー設定（Ｓ２６）をおこなうことになり、曜日設定（Ｓ２７）へと移行する。この曜日設定（Ｓ２７）は、例えば、１週間の内で土曜日と日曜日とにおいて水槽の貯留量を少なくするような場合に用いられる。このような場合、曜日設定（Ｓ２７）により設定された曜日毎に所定の運転モードで制御されることになる（Ｓ２８）。
【０１５８】
又、期間タイマーを選択すると（Ｓ２３でＹＥＳ）、期間設定（Ｓ２４）をおこなうことになる。ここで、図２１を参照して、期間タイマー設定画面５９ａにて、期間１ボタンを押すと、期間タイマー設定画面５９ｂに示すように、期間タイマーの開始月日と終了月日とを入力することになる。次に、この期間で使用する運転モードを選択し、決定ボタンを押すと、期間設定（Ｓ２４）により設定された期間毎に所定の運転モードで制御されることになる（Ｓ２５）。
【０１５９】
以上、期間タイマーの設定について、予測された給水需要データを基に、比較的急速に水槽の貯留量を制御する例について述べたが、これに加えて、例えば、ある期間の送水ポンプの運転時間を演算することによって給水の需要量を予測し、これを基に自動で運転するモードを設定しても良い。このようにすると、新築のマンションのように入居者の増加による穏やかな給水需要の増加に対して、手動での設定変更が不要となり、自動で水槽の水位制御が可能となる。
【符号の説明】
【０１６０】
１…水槽
９…水位検出器
１５…補助水槽
２０…液位制御システム
４１…検出手段
４２…記憶手段
４３…演算手段
４４…判別手段
４５…設定手段
４６…制御手段
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【技術分野】
【０００１】
この発明は液位制御システムに関し、特に、液体槽の液位を制御するための液位制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の給水システムにおいては、受水槽の水位制御のために各種水位を検知する機構として複数の電極棒を使用していた。しかし、電極棒による設定水位は固定式であり、一旦水位を設定すると変更ができず不便である。このため、超音波や水圧等により水位を連続的に検知できるものも提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図２２は従来の水槽における水圧により水位を検知する水位計の較正の概念を示す図である。破線ｙは水位計からの直接の出力値を示しており、実線ｘは水位計の水位と出力値との関係を示す設計値（理論値）である。
【０００４】
図を参照して、水位計からの直接の出力値によって得られた破線ｙは、受水槽内の水位を正確に示すものではなく、設計値である実線ｘとずれが生じている。このずれを解消するために較正をおこない、水位計からの直接の出力値を設計値と同一にし、正確な水位制御をおこなう。具体的には、破線ｙのグラフにおける左端部点の調整をおこなうゼロ調整と、破線ｙと実線ｘとのグラフにおける傾きを調整するスパン調整とで較正される。
【０００５】
図２３は特許文献２で開示された水槽装置の概略構成図である。
【０００６】
図を参照して、受水槽であるＡ槽１ａとＢ槽１ｂとには、各々に給水系統２ａ、２ｂが接続されている。給水系統２ａ、２ｂには、各々に電磁弁内蔵型の定水位弁３ａ、３ｂが設けられており、ＣＰＵ７３からの給水信号２８ａ、２８ｂにより、定水位弁３ａ、３ｂが開閉されてＡ槽１ａおよびＢ槽１ｂ内への給水を制御し、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの水位を所定の範囲に維持する。
【０００７】
又、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの底部には、水を排出する排出系統として揚水ポンプ２２が備えられており、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの水は、通常連通した状態で揚水ポンプ２２により高置水槽（図示せず）に送られる。
【０００８】
更に、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとにはそれぞれ水位検出器２５ａ、２５ｂが備えられている。水位検出器２５ａ、２５ｂは水圧により水位に対応する連続した水位Ａ信号２７ａと水位Ｂ信号２７ｂとを出力する。
【０００９】
水位Ａ信号２７ａと水位Ｂ信号２７ｂとは、各々較正回路２１ａ、２１ｂに送られ、ゼロ調整やスパン調整による調整がおこなわれる。従って、水位検出器２５ａ、２５ｂの特性に差がある場合でも、較正回路２１ａ、２１ｂを最初に調整しておくことにより、水位検出器２５ａ、２５ｂからの水位信号を全測定範囲にわたって等しく設定することが可能となる。
【００１０】
そして、較正回路２１ａ、２１ｂで較正された水位信号は、各々Ａ／Ｄ変換器７２に送られ、デジタル信号に変換された後、ＣＰＵ７３に送られ、ＣＰＵ７３によって、予め設定された複数の水位設定値と水位信号とを比較し、各種の制御信号、例えば給水信号２８
ａ、２８ｂを定水位弁３ａ、３ｂに送って開閉制御したり、満水警報、減水警報、空転警報、復帰信号等を出力し、Ａ槽１ａとＢ槽１ｂとの水位制御をおこなう。
複数の受水槽を有し、受水槽同士が通常連通した水槽装置においては、各水槽に設けられている水位検出器から主検出器を１器設定し、複数の受水槽の水位制御をおこなう。このような場合、例えば、各受水槽の清掃時の主検出器の切り替えによって、検出器間の出力値に誤差があった場合には、水位に大きな変動が生じ、水位の異常な低下や受水槽からの溢水等の危険があるため、複数の受水槽を有する場合は特に較正回路が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第２８３２１８３号公報
【特許文献２】特開２００３−３４２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような従来の液位制御システムでは、水位検出器の使用開始時、及び較正後の水位検出器の経年変化によって設計値とのずれが生じた場合、ゼロ点調整及びスパン調整による較正が必要であるため、手間がかかる。
【００１３】
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、水位検出器の出力値調節作業が容易であり、かつ、精度の高い液位の制御が可能な液位制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽に対応して設置され、液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、液体槽及び補助液体槽に切り替え自在に接続され、液体槽及び補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、検出手段の接続を補助液体槽に切り替えて、補助液体槽の重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、検出手段の接続を液体槽に切り替えて、２つの検出値と、液体槽の制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えたものである。
【００１５】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別されると共に、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽に対応して設置され、液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、液体槽及び補助液体槽に切り替え自在に接続され、液体槽及び補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、検出手段の接続を補助液体槽に切り替えて、補助液体槽の重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、検出手段の接続を液体槽に切り替えて、２つの検出値と、液体槽の制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液位を判別する判別手段とを備えたものである。
【００１７】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別されると共に、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、検出手段は、液体槽及び補助液体槽の底部に接続され、各々の槽に保有されている液体による液圧に基づいて対応する値を検出するものである。
【００１９】
このように構成すると、補助液体槽の水平断面積が小さくても、液体槽と同一の値を検出できる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、液体槽の異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えたものである。
【００２１】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別される。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、２つの液位は、制御液位の上限水位及び下限水位であるものである。
【００２３】
このように構成すると、２つの液位の差が最大となる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明の構成において、液体槽の液位の液比率に応じて、液体の貯留及び供給を制御する制御手段を更に備え、記憶手段には、制御手段の制御に用いられる液比率よりなる複数の組合せ制御パターンが記憶され、更に、組合せ制御パターンの１つを設定する設定手段を備えたものである。
【００２５】
このように構成すると、制御に用いられる液比率の組合せの設定が容易となる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、所定期間の経過後において、記憶手段に記憶されている液比率とこれに対応する検出値とが不一致になっているとき、記憶手段は新たな検出値を記憶するものである。
【００２７】
このように構成すると、検出手段の検出値を更新することができる。
【００２８】
請求項８記載の発明は、液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、液体槽の異なる任意の２つの液位と、これらに対応する検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する検出手段の特定検出値とに基づいて、制御液位の液位を判別する判別手段とを備えたものである。
【００２９】
このように構成すると、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別される。
【００３０】
請求項９記載の発明は、液位制御システムであって、第１液体槽と、第１液体槽に互いに内部を連通した状態で接続される第２液体槽と、第１液体槽に取り付けられ、第１検出特性によって第１液体槽の液位に対応する値を検出する第１検出手段と、第２液体槽に取り付けられ、第２検出特性によって第２液体槽の液位に対応する値を検出する第２検出手段と、第１液体槽の特定液位に対応した第１検出手段の特定検出値に、特定液位と同一の液位に対応した第２検出手段による検出値が一致するように第２検出特性を補正する補正手段とを備えたものである。
【００３１】
このように構成すると、同一液位に対応する第１検出手段の検出値と第２検出手段の検出値とが一致する。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の構成において、第１検出特性と補正前の第２検出特性とは一致し、第１検出手段と第２検出手段とは、設置高さが異なるものである。
【００３３】
このように構成すると、第１検出手段と第２検出手段との設置高さが異なっても、これらの検出値は一致する。
【００３４】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の発明の構成において、第１検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第１直線特性を有し、第２検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第２直線特性を有し、第１直線特性を記憶する記憶手段を更に備え、補正手段は、異なった２つの液位に対応する第２検出手段による２つの検出値から第２直線特性を特定し、記憶された第１直線特性及び特定された第２直線特性に基づいて、第２検出特性を補正するものである。
【００３５】
このように構成すると、第１検出手段と第２検出手段との検出特性や設置高さが異なっても、これらの検出値は一致する。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別されるため、検出手段の誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。又、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができるため、システムの調整が弾力的及び効率的に可能となる。
【００３７】
請求項２記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別されるため、検出手段の誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。又、液体槽に液体を注入しなくても、液体槽に対する制御の設定ができるため、システムの調整が弾力的及び効率的に可能となる。
【００３８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、補助液体槽の水平断面積が小さくても、液体槽と同一の値を検出できるため、水平断面積の小さな補助液体槽に液体を注入すれば良いので、記憶手段の設定が容易となる。
【００３９】
請求項４記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液比率が判別されるため、検出手段の誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。
【００４０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、２つの液位の差が最大となるため、判別手段の判別精度が向上する。
【００４１】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明の効果に加えて、制御に用いられる液比率の組合せの設定が容易となるため、使い勝手が向上する。
【００４２】
請求項７記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、検出手段の検出値を更新することができるため、検出手段の検出精度の変化にかかわらず、精度の高い液位の制御が維持できる。
【００４３】
請求項８記載の発明は、制御液位に対応する特定検出値によって制御液位の液位が判別されるため、検出手段の誤差の調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い液位の制御が可能となる。
【００４４】
請求項９記載の発明は、同一液位に対応する第１検出手段の検出値と第２検出手段の検出値とが一致するため、これらの検出特性が異なっても、液位の制御に影響しない。
【００４５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の効果に加えて、第１検出手段と第２検出手段との設置高さが異なっても、これらの検出値は一致するため、第１検出手段と第２検出手段との設置精度が問題とならないので、作業効率が向上する。
【００４６】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の発明の効果に加えて、第１検出手段と第２検出手段との検出特性や設置高さが異なっても、これらの検出値は一致するため、第２検出手段の第２検出特性や現場での設置精度が問題とならないので、効率的なシステムとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の第１の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図２】図１で示した液位制御システムにおける液位制御の概念を示す図である。
【図３】図２で示した液位制御の概念を示すグラフである。
【図４】図１で示した液位制御システムにおける設定水位を示す図である。
【図５】図１で示した液位制御システムにおける制御盤の概略構成を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図９】この発明の第５の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図１０】この発明の第６の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図１１】図１０で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【図１２】この発明の第７の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【図１３】図１２で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【図１４】図１で示した液位制御システムの初期設定の手順を示す図である。
【図１５】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける初期設定画面を示す図である。
【図１６】図１で示した液位制御システムにおける設定の手順例を示す図である。
【図１７】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける実水位設定画面を示す図である。
【図１８】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける底面積設定画面を示す図である。
【図１９】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける設定水位画面を示す図である。
【図２０】図１で示した液位制御システムにおける通常運転の手順例を示す図である。
【図２１】図１で示した制御盤のタッチパネルにおける期間タイマー設定画面を示す図である。
【図２２】従来の水槽における水圧により水位を検知する水位計の較正の概念を示す図である。
【図２３】従来の水槽装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１はこの発明の第１の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００４９】
図を参照して、液位制御システム２０は、水槽１と、水槽１に接続される給水系統２と、電磁弁４を備え給水系統２からの給水量を調節する定水位弁３と、電磁弁４に接続されるボールタップ５と、超音波により水槽１内の水位を検出する水位検出器９と、水槽１内の水を、例えば高置水槽へ送水する送水ポンプ７ａ、７ｂと、送水ポンプ７ａ、７ｂによって送水される送水系統８と、水槽１の送水側の配管に設けられた緊急遮断弁６と、各構成機器を制御する制御盤１０とから構成されている。
【００５０】
水槽１の送水側の配管に設けられた緊急遮断弁６は、地震発生時の加速度（Ｇａｌ）に応じて制御盤１０に連携された感震器（図示せず）からの信号により、緊急遮断弁６が閉じるように制御されるため、水槽１内の水を確保することができる。
【００５１】
制御盤１０は、水位検出器９からの検出値と後述する設定水位とを比較判別し、電磁弁４や送水ポンプ７ａ、７ｂ等の動作を制御するものであり、制御盤１０によって水槽１内の水位は所定の範囲内に制御される。制御盤１０による水位制御の詳細については後述する。
【００５２】
図２は図１で示した液位制御システムにおける液位制御の概念を示す図であり、図３は図２で示した液位制御の概念を示すグラフである。
【００５３】
これらの図を参照して、液位制御システムにおいては、まず、水槽１内に、異なる任意の２点の液位Ａ、Ｈを定める。水位検出器９においては、超音波により水面までの距離Ｌを測定するものであり、液位Ａ、Ｈにおける距離Ｌは、各々Ｌ１、Ｌ２であり、液位Ａ、Ｈにおける水位検出器９からの検出値Ｘは、各々Ｘ１、Ｘ２となる。又、液位Ａ、Ｈにおける基準液位に対応する液比率をｘ％、ｙ％とする。これらの液位Ａ、Ｈに対応するＸ１、Ｘ２及びｘ％、ｙ％は、制御盤における後述する記憶手段によって記憶される。液位Ａ、Ｈに対応するＸ１、Ｘ２及びｘ％、ｙ％を記憶することで、図３で示すように、検出値Ｘと距離Ｌ（液比率）との相関関係を表わす直線が定まる。
【００５４】
次に、水位検出器９から水面までの距離がＬ３である制御すべき制御水位Ｉについて説明する。図３に示す液位Ａ、Ｈから判明する検出値Ｘ１、Ｘ２と液比率ｘ％、ｙ％との相関関係によって、制御水位Ｉに対応する水位検出器９からの検出値である特定検出値Ｘ３に対応する液比率がｚ％であることが、制御盤における後述する判別手段により判別される。
【００５５】
以上より、図１で示した液位制御システム２０においては、水槽１の制御すべき制御水位Ｉを基準液位に基づいた液比率によって判別するため、水位検出器９の検出値Ｘの設計値との誤差による調整やスパン調整が必要とされることなく、精度の高い水位の制御が可能となる。
【００５６】
尚、上記の相関関係を表わす直線から、種々の液比率に相当する検出値Ｘを先に演算しておき、これらの検出値と、制御水位Ｉに対応する水位検出器９からの実際の特定検出値Ｘ３とを直接比較して、その液比率を後述する判別手段により判別しても良い。
【００５７】
図４は図１で示した液位制御システムにおける設定水位を示す図である。
【００５８】
図を参照して、まず、下限水位Ａ（０％）と上限水位Ｈ（１００％）とを設定する。下限水位Ａと上限水位Ｈとを設定することによって、下限水位は０％、上限水位は１００％の液比率を有する基準液位となる。従って、後述する記憶手段に記憶する２つの液位の差が最大となり、基準液位に対応する液比率の誤差、即ち、図３で示した直線の傾きの誤差が最も小さくなるため、制御水位に対応する液比率を判別する、制御盤における後述する判別手段の判別精度が向上する。
【００５９】
下限水位Ａと上限水位Ｈとの間の各設定水位Ｂ〜Ｇは、水槽１の水位を制御するために設定する水位を示したものであり、Ｂは送水ポンプ停止水位、Ｃは減水警報水位、Ｄは送水ポンプ復帰水位、Ｅは給水開始水位、Ｆは給水停止水位、Ｇは満水警報水位となっている。設定水位Ｂ〜Ｇは、各々が液比率による既定値として後述する記憶手段に記憶されている。又、設定水位Ｂ〜Ｇを１群とし、標準水位Ｋと中間水位Ｌと低水位Ｍとの３つの組合わせパターンも既定値として後述する記憶手段に記憶されている。従って、水位制御に用いられる液比率の組合わせパターンの設定が容易となるため、使い勝手が向上する。
【００６０】
下記の表は、設定水位Ｂ〜Ｇを液比率で設定した一例を示すものである。
【００６１】
【表１】
【００６２】
図５は図１で示した液位制御システムにおける制御盤の概略構成を示す図である。
図を参照して、下限水位と上限水位との水位検出器９からの各検出値は、検出手段４１に送られ、デジタル信号化された後、記憶手段４２にて記憶される。又、前述した設定水位Ｂ〜Ｇ、及び前述した設定水位Ｂ〜Ｇを１群とする、標準水位Ｋと中間水位Ｌと低水位Ｍとの３つの組合わせパターンも、既定値として液比率で記憶手段４２に記憶されている。これらの設定水位Ｂ〜Ｇ及び組合わせパターンＫ〜Ｍの各液比率は、設定手段４５にて変更が可能であり、変更された各液比率は記憶手段４２にて再度記憶される。
【００６３】
そして、水槽１における制御すべき制御水位に対応する水位検出器９からの特定検出値は、検出手段４１に送られ、記憶手段４２にて記憶された後、演算手段４３に送られ、下限水位と上限水位との相関関係に対応した、基準液位に基づく液比率に演算される。演算された特定検出値に対応する液比率は、判別手段４４にて各設定水位と水位制御アルゴリズムに基づいて比較判別され、設定手段４５を経て、制御手段４６から電磁弁４及び送水ポンプ７の各構成機器に制御信号を送り、水槽１内の水の貯留及び供給を制御する。
【００６４】
又、下限水位と上限水位とは、例えば、初期設定後に所定期間が経過し、記憶手段４２に記憶されている液比率とこれに対応する水位検出器９からの各検出値とにずれが生じ、初期設定時と不一致となった場合、下限水位と上限水位とに対応する新たな水位検出器９からの各検出値を再度記憶させ、更新することができるように構成されている。そのため、水位検出器９の検出精度の変化にかかわらず、精度の高い水位の制御が常に維持できる。
【００６５】
図６はこの発明の第２の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００６６】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００６７】
図を参照して、この実施の形態にあっては、水槽１の形状が大きく異なる。即ち、背の高い水槽１を備えており、水槽１の上部の限られた小範囲３１のみを水位制御する場合について説明する。
【００６８】
通常、下限水位Ａ１は水槽１の底部付近に設定し、上限水位Ｈは水槽１の上部に設定するため、水槽１の限られた上部の小範囲３１のみを水位制御したい場合、下限水位Ａ１と上限水位Ｈとの範囲が小範囲３１に対して広くなるため、小範囲３１に対して細かで精度の高い水位制御をおこなうことが困難である。
【００６９】
このような場合、この実施の形態による液位制御システム２０においては、制御したい範囲である小範囲３１の下限水位Ａと上限水位Ｈとを設定することで、下限水位Ａと上限水位Ｈとの間で液比率として設定される設定水位によって、精度の高い水位制御をおこなうことが可能となる。
【００７０】
当然ながら、下限水位Ａ１を水槽１の底部付近に設定し、上限水位Ｈを水槽１の上部に設定すると、水槽１の底部から上部までの水位制御が可能となる。
【００７１】
このように、種々の設定パターンを予め設定し、記憶させ、条件に応じた設定パターンを選択することで、自動的に水位制御をおこなうことができる。
【００７２】
図７はこの発明の第３の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００７３】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００７４】
図を参照して、この実施の形態にあっては、まず水槽の数が異なる。即ち、水槽１ａ、１ｂの２つの水槽を備えるものである。水槽１ａ、１ｂは、その底部において連通管１１で連通されており、通常は常に連通した状態となっている。定水位弁３ａ、３ｂ、電磁弁４ａ、４ｂ、ボールタップ５ａ、５ｂ、送水ポンプ７ａ〜７ｄ及び水位検出器９ａ、９ｂは、水槽１ａ、１ｂに各々設けられている。
【００７５】
上記の各構成機器に対して、制御盤１０は水槽１ａ、１ｂに各々設けられておらず、共通して使用する。この実施の形態による液位制御システム２０においては、水位検出器９ａを主検出器として使用している場合において、水槽１ａに給水系統２ａから水が供給され、図４で示した給水停止水位まで水槽１ａの水位が上昇したとき、水位検出器９ａからの検出値により電磁弁４ａが閉止し、定水位弁３ａを閉止し、水の供給を止める。電磁弁４ａの閉止に伴って、主検出器は水槽１ｂの水位検出器９ｂに自動的に切り替わるように設定されている。同様に電磁弁４ｂの閉止に伴って、主検出器は水槽１ａの水位検出器９ａに切り替わるように設定されている。ただし、連通管１１の断面積が水槽１ａ及び水槽１ｂの水平断面積に比較して小さい場合には、水槽１ａ及び水槽１ｂの液面が同じ水位になるのに時間を要するので、主検出器の切り替えには電磁弁の閉止後、タイマーにて一定時間経過後におこなっても良い。
【００７６】
水槽１ａ、１ｂの水位の変化速度は、通常は小さいものであるため、水槽１ａ、１ｂの水位制御を電磁弁４ａ、４ｂの開閉に伴って各水槽に切り替えることができる。そのため、制御盤１０における制御装置が１つで水槽１ａ、１ｂの水位制御が可能なため、制御盤１０がコンパクトになる。又、安価に製作することが可能となる。
【００７７】
図８はこの発明の第４の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００７８】
尚、説明に当たっては、基本的には第３の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００７９】
図を参照して、この実施の形態にあっては、水槽の数は２槽であるが、水槽１ａ、１ｂの容積量が異なる。即ち、水槽１ａ、１ｂの２つの水槽は背の高さが異なるものである。そのため、水槽１ａ、１ｂは底部で連通されておらず、各々が独立した状態となっている。
【００８０】
このように構成されている場合においては、水槽１ａにおける下限水位Ａ１及び上限水位Ｈ１と、水槽１ｂにおける下限水位Ａ２及び上限水位Ｈ２とを制御盤１０にて記憶させる。そうすると、水槽１ａの水位検出器９ａを主検出器としているときは、水槽１ａの下限水位Ａ１及び上限水位Ｈ１を基準とし、液比率で設定される設定水位で水槽１ａの水位制御をおこなうことができる。又、水槽１ｂの水位検出器９ｂを主検出器としているときは、水槽１ｂの下限水位Ａ２及び上限水位Ｈ２を基準とし、液比率で設定される設定水位で水槽１ｂの水位制御をおこなうことができる。
【００８１】
又、水位検出器９ａ、９ｂの主検出器の切り替え方法は、例えば、所定のインターバルによって交互に切り替わるように設定されている。従って、背の高さの異なる２つの水槽１ａ、１ｂで構成されている場合であっても、各々に対応する液比率の設定水位で水位制御をおこなうため、制御盤１０における制御装置が１つで水槽１ａ、１ｂの水位制御が可能となるため、制御盤１０を安価に製作することが可能となる。又、水槽１ａ、１ｂの改造等をおこなう必要がなくなるため、設備費用を安価にすることが可能となる。
【００８２】
尚、上記の各実施の形態では、水槽の水位を制御するものであるが、水以外の他の液体の液位を制御するものにも同様に適用できる。
【００８３】
又、上記の各実施の形態では、水位検出器は超音波により水槽内の水位を検出しているが、水位を連続的に検知できるもの、例えば水槽の底部に設けられ、水圧により水槽内の水位を検出するもの等であれば良い。
【００８４】
更に、上記の各実施の形態では、上限水位と下限水位とを記憶手段により記憶しているが、異なる任意の２点の水位であっても良い。
【００８５】
更に、上記の各実施の形態では、水槽は一定断面を有しているが、一定断面を有していない水槽であっても良い。
【００８６】
更に、上記の各実施の形態では、設定水位として複数の液比率が設定されているが、設定水位は設定されていなくても良い。
【００８７】
更に、上記の各実施の形態では、３つの設定水位の組合わせパターンが記憶されているが、複数の設定水位の組合わせパターンが記憶されていれば良い。又は、記憶されていなくても良い。
【００８８】
更に、上記の各実施の形態では、上限水位と下限水位とに対応する検出手段からの検出値を新たに記憶することが可能な記憶手段を備えているが、記憶の更新が不可能な記憶手段を備えていても良い。
【００８９】
更に、上記の各実施の形態では、上限水位と下限水位とに対する、基準液位に対応する液比率を記憶しているが、上限水位と下限水位との液位を直接記憶しておき、制御液位を実際の液位として判別しても良い。
【００９０】
図９はこの発明の第５の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【００９１】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００９２】
図を参照して、この実施の形態にあっては、まず、水位検出器９の検出方法が大きく異なる。即ち、超音波により水槽１内の水位を検出するものではなく、水槽１の底部に仕切弁３６を介して接続され、水槽１内の水による水圧の大小に基づいて水位を検出するものである。
【００９３】
又、水槽１の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、水槽１と略同一高さに形成され、水槽１に対応して並列的に設置された、例えば透明なガラス管やビニール管よりなる補助液体槽である補助水槽１５を備えている。そして、補助水槽１５は仕切弁３７を介して水位検出器９に接続されている。即ち、水位検出器９は水槽１と補助水槽１５とに仕切弁３６と仕切弁３７とを介して接続されている。従って、仕切弁３６、３７の開閉によって、水位検出器９は水槽１と補助水槽１５とに切り替え自在に接続可能となる。即ち、水位検出器９は水槽１と補助水槽１５とのいずれの水位に対しても対応する値を検出することができる。又、水槽１及び補助水槽１５には、仕切弁３８を介して補助給水系統３５が接続されている。
【００９４】
ここで、この実施の形態における液位制御システム２０の水位制御の設定について説明する。
【００９５】
図２及び図３で示したように、第１の実施の形態の液位制御システムにおいては、水槽１内の下限水位Ａ及び上限水位Ｈの基準液位における液比率ｘ％、ｙ％と、下限水位Ａ及び上限水位Ｈに対応する水位検出器からの検出値Ｘ１、Ｘ２とを制御盤１０の記憶手段において記憶する。
【００９６】
しかしながら、液位制御システム２０を設置する現場の条件によっては、建設工程、給水配管工事、設備関連工事及び水槽１の完工検査等、種々の都合によって水槽１内に注水できない場合がある。又、例えば水槽１が大型であれば注水に多大な時間を要すると共に、水槽１の漏水検査時には水槽１内を満水状態にしたまま排水することができない場合がある。このような場合、この実施の形態による液位制御システム２０においては、補助水槽１５を使用して上述した記憶手段への記憶をおこなう。
【００９７】
まず、水位検出器９が補助水槽１５の液位を検出するように、仕切弁３６を閉止すると共に、仕切弁３７を開放する。そして、仕切弁３８を開放して補助給水系統３５によって、水槽１の下限水位Ａ及び上限水位Ｈの各々と同一水位まで補助水槽１５に注水する。そして、これらの基準液位における液比率と、下限水位Ａ及び上限水位Ｈに対応する水位検出器９からの検出値とを制御盤１０の記憶手段にて記憶する。そして、水槽１内の水位を実際に制御する時には、仕切弁３７、３８を閉止すると共に仕切弁３６を開放して、水位検出器９が水槽１の液位の液圧を検出するように切り替える。その後、補助水槽１５によって記憶された液比率と検出値とに基づいて水槽１内の制御水位を液比率によって判別し、制御する。
【００９８】
従って、液位制御システム２０においては、水槽１に注水しなくても、水槽１に対する制御の設定（液比率と検出値との記憶）が可能となる。そのため、例えば水槽１内が満水状態で漏水検査をおこなっている場合であっても、水槽１に対する制御の設定が可能となり、他の工事や検査の都合に左右されることがないので、効率的な工事が可能となる。又、補助水槽１５は水槽１より水平断面積がはるかに小さくなるように形成されているため、水槽１と比較して注水及び排水時間が短縮されることになる。即ち、液位制御システム２０の調整が弾力的及び効率的に可能となる。
【００９９】
又、水位検出器９は水圧によって水槽１の水位を検出するものであるため、補助水槽１５の水平断面積が小さくても、水槽１と同一水位であれば同一の値を検出することが可能となる。従って、図で示すガラス管のような水平断面積の小さな補助水槽１５に水を注入すれば良いので、記憶手段の設定が容易となる。
【０１００】
尚、補助水槽１５を用いれば、現場での対応のみならず、液位制御システム２０の出荷前の工場等での事前設定においても採用することができる。そのため、液位制御システム２０の現場での設置後の設定及び調整期間の短縮が可能となり、システムの信頼性が向上する。
【０１０１】
図１０はこの発明の第６の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【０１０２】
尚、説明に当たっては、基本的には第３の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【０１０３】
図を参照して、この実施の形態にあっては、まず、水位検出器９の検出方法が異なる。即ち、第１検出手段である水位検出器９ａは、第１液体槽である水槽１ａの底部に接続され、水槽１ａに保有されている水による水圧に基づいて対応する値を検出するものであり、図９で示した水位検出器９と同様のものである。又、第２検出手段である水位検出器９ｂについても、水位検出器９ａと同一のものであり、第２液体槽である水槽１ｂの底部に接続されている。そして、水位検出器９ｂの第２検出特性は、水位検出器９ａの第１検出特性と一致している。この第１検出特性及び第２検出特性については後述する。
【０１０４】
次に、水位検出器９ｂは、例えば現場と設計図面との間で水槽１ｂの形状が異なっていたり、工事の都合による設置位置の変更等、種々の要因によって、その取り付け位置の高さ（設置高さ）が水位検出器９ａと異なっている。即ち、水位検出器９ｂは、設計通りの設置位置に取り付けられた水位検出器９ａに対して距離Ｒだけ低い位置に取り付けられている。
【０１０５】
水位検出器９ａ、９ｂはこのような設置位置に取り付けられているため、これらの第１検出特性と第２検出特性とが一致していても、水槽１ａ、１ｂの同一の水位に対応する互いが検出する検出値に若干のずれが生じることになる。この実施の形態による液位制御システム２０においては、水位検出器９ｂが有する上述したずれを、後述する補正手段によって補正しているため、スムーズに制御盤１０の制御の元となる主検出器の切り替えが可能となり、より精度及び信頼性の高い水位制御をおこなうことが可能である。
【０１０６】
以下に、第２検出手段である水位検出器９ｂの補正の方法について説明する。
【０１０７】
図１１は図１０で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【０１０８】
まず、図１１の（１）を参照して、このグラフは図１０における水位検出器９ａの第１検出特性を示すものである。第１検出特性は、縦軸に示す水位（液比率）の増加と、横軸に示す検出値Ｘの増加とが比例する第１直線特性を有している。即ち、水槽１ａが下限水位Ａの時、水位検出値９ａからの検出値はＸ１であり、水槽１ａが上限水位Ｈの時、水位検出器９ａからの検出値はＸ２となる。尚、横軸の検出値については、水圧式の水位検出器では１〜５Ｖの電圧値、又は４〜２０ｍＡの電流値によって得られるのが一般的である。しかしながら、本発明における液位制御システムにおいては、得られた電圧値又は電流値を、例えば０〜４０００の無次元数であるディジットにデジタル信号化した後、記憶手段にて記憶している。
【０１０９】
次に、図１１の（２）を参照して、このグラフは図１１における水位検出器９ｂの第２検出特性を示すものである。尚、補正前の状態を二点鎖線で示しており、補正後の状態を実線で示している。
【０１１０】
上述した通り、水位検出器９ａの第１検出特性と水位検出器９ｂの第２検出特性とは一致している。即ち、第２検出特性は、縦軸に示す水位（液比率）の増加と、横軸に示す検出値Ｘの増加とが比例する第２直線特性を有しており、その傾きは第１直線特性と同一となっている。しかしながら、水位検出器９ｂは水位検出器９ａに対する設置位置が距離Ｒだけ低いため、水槽１ａ、１ｂにおける同一の水位に対応する検出値が水位検出器９ａと異なってしまう。例えば、下限水位Ａの時、水位検出器９ａの検出値はＸ１であるが、水位検出器９ｂでは下限水位Ａに距離Ｒを加えた水位の検出値Ｘ１＋αとなる。又、上限水位Ｈの時、水位検出器９ａの検出値はＸ２であるが、水位検出器９ｂでは上限水位Ｈに距離Ｒを加えた水位の検出値Ｘ２＋αとなる。
【０１１１】
この実施の形態による液位制御システムにおいては、このようなずれを補正する補正手段を備えている。そして、二点鎖線で示す補正前の状態の第２直線特性を、図の矢印で示すように演算（移動）する。即ち、二点鎖線上の点Ｓ１、Ｓ２を、実線上の点Ｔ１、Ｔ２に移動する。すると、水槽１ａの特定水位に対応した第１検出手段の特定検出値に、特定水位と同一の水位に対応した第２検出手段による検出値が一致する。従って、水位検出器９ａの第１検出特性と水位検出器９ｂの第２検出特性とが異なっても、水槽１ａ、１ｂの水位の制御に影響しない。
【０１１２】
このような補正によって、互いに一致する検出特性を有する水位検出器９ａ、９ｂの設置高さが異なっても、これらの検出値は一致することになる。従って、水位検出器９ａ、９ｂの設置精度が問題とならないため、作業効率が向上する。
【０１１３】
図１２はこの発明の第７の実施の形態による液位制御システムの概略構成図である。
【０１１４】
尚、説明に当たっては、基本的には第６の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【０１１５】
図を参照して、この実施の形態にあっては、水位検出器９ａ、９ｂは同一の設置高さに取り付けられているが、水位検出器９ａの第１検出特性と水位検出器９ｂの第２検出特性とは、異なる直線特性を有している。即ち、第１検出特性と第２検出特性とは一致しない。このような状態は、例えば、水位検出器９ｂが経年変化等の理由で不調となり、水位検出器９ｂの交換が必要となった場合に起因する。即ち、交換前の水位検出器９ｂと同一型式及び同一型番の水位検出器を設置したとしても、交換前と交換後とではその検出値（検出特性）にばらつきが生じることになる。尚、交換を要しない水位検出器９ａについては、その第１直線特性が上述した記憶手段にて記憶されている。
【０１１６】
このような場合、交換前と交換後との検出特性のずれによって、主検出器の切り替え時に誤差が発生してしまうため、この実施の形態による液位制御システム２０においては、第２検出特性の補正をおこなう。以下に、第２検出手段である水位検出器９ｂの補正の方法について説明する。
【０１１７】
図１３は図１２で示した液位制御システムにおける検出手段の補正の概念を示すグラフである。
【０１１８】
まず、図１３の（１）を参照して、このグラフは図１２における水位検出器９ｂの第２検出特性を示すものである。第２検出特性は、縦軸に示す水位（液比率）の増加と、横軸に示す検出値Ｘの増加とが比例する第２直線特性を有している。即ち、水槽１ｂが下限水位Ａの時、水位検出値９ｂからの検出値はＸ３であり、水槽１ｂが上限水位Ｈの時、水位検出器９ｂからの検出値はＸ４となる。尚、水位検出器９ａの第１検出特性は、図１１の（１）で示したものと同様である。
【０１１９】
次に、図１３の（２）を参照して、このグラフは実線で示す水位検出器９ａの第１直線特性と、二点鎖線で示す水位検出器９ｂの第２直線特性とを重ね合わせたものである。上述した通り、第１直線特性と第２直線特性とは、これらの傾きが異なっており、第１検出特性と第２検出特性とが一致しない状態となっている。尚、第２直線特性においては、異なった２つの水位Ｉ１、Ｉ２に対応する水位検出器９ｂによる２つの検出値Ｘ５、Ｘ７から、点Ｐ、Ｑを導き出すことで、第２直線特性を特定できる。
【０１２０】
そして、特定された第２直線特性を、記憶手段にて記憶した第１直線特性に基づいて、図１３の（２）の矢印で示すように演算して移動させて補正する。このように補正されることで、水位検出器９ａ、９ｂの検出特性や設置高さが異なっても、これらの検出値は一致する。従って、水位検出器９ｂの第２検出特性、又は現場での設置精度が問題とはならないため、効率的な液位制御システムとなる。
【０１２１】
尚、実線の点Ｒにおける水位Ｉ１と検出値Ｘ６とに基づいて、二点鎖線の点Ｑの検出値Ｘ５を確認することで、水位検出器９ｂが正しい設置位置、即ち図１３の（１）の検出特性となっているかを現場で確認することができる。
【０１２２】
尚、上記の第５の実施の形態では、補助液体槽である補助水槽は特定形状に形成されているが、水槽に対応して設置され、水槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、水槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複するように形成されていれば、他の材質や形状であっても良い。
【０１２３】
又、上記の第５の実施の形態では、水位検出器は特定の構造によって水槽及び補助水槽に接続されているが、水槽及び補助水槽に切り替え自在に接続され、水槽及び補助水槽のいずれの水位に対しても対応する値を検出することができれば、他の構造であっても良い。
【０１２４】
更に、上記の第５の実施の形態では、水槽は１つであるが、水槽は複数あっても同様に適用できる。
【０１２５】
更に、上記の第６の実施の形態では、第１検出特性と第２検出特性とは直線特性を有しているが、例えば、曲線特性等であっても、第１検出特性と第２検出特性とが一致していれば良い。
【０１２６】
更に、上記の第６の実施の形態では、第２検出手段は第１検出手段に対して低い設置位置に取り付けられているが、第２検出手段は第１検出手段に対して高い設置位置に取り付けられていても良い。
【０１２７】
更に、上記の第７の実施の形態では、第１検出手段と第２検出手段とは同一高さに設置されているが、第２検出手段が第１検出手段に対して異なる設置高さに設置されていても、異なった２つの水位に対応する第２検出手段の検出値から第２直線特性を特定し、これを記憶手段にて記憶した第１直線特性に基づいて、図１３の（２）で示すように演算して補正することができる。
【０１２８】
更に、上記の第６及び第７の実施の形態では、補正手段は特定の方法によって第２検出特性を補正しているが、補正手段は、第１液体槽の特定液位に対応した第１検出手段の特定検出値に、特定液位と同一の液位に対応した第２検出手段による検出値が一致するように第２検出特性を補正するものであれば、他の方法であっても良い。
【０１２９】
更に、上記の第６及び第７の実施の形態では、第１検出手段と補正後の第２検出手段との検出値に基づいて、記憶手段及び判別手段で水槽の液比率を判別することによって水槽の水位が制御されているが、第１検出手段と補正後の第２検出手段との検出値に基づいて制御するものであれば、他の制御方法であっても良い。
【０１３０】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、水槽の水位を制御するものであるが、水以外の他の液体の液位を制御するものにも同様に適用できる。
【０１３１】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、水位検出器は水圧により水槽内の水位を検出しているが、水位を連続的に検知できるものであれば、例えば、前述した超音波により水槽内の水位を検出するもの等であっても良い。
【０１３２】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、上限水位と下限水位とを記憶手段により記憶しているが、異なる任意の２点の水位であっても良い。
【０１３３】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、水槽は一定断面を有しているが、一定断面を有していない水槽であっても良い。
【０１３４】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、設定水位として複数の液比率が設定されているが、設定水位は設定されていなくても良い。
【０１３５】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、３つの設定水位の組合わせパターンが記憶されているが、複数の設定水位の組合わせパターンが記憶されていれば良い。又は、記憶されていなくても良い。
【０１３６】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、上限水位と下限水位とに対応する検出手段からの検出値を新たに記憶することが可能な記憶手段を備えているが、記憶の更新が不可能な記憶手段を備えていても良い。
【０１３７】
更に、上記の第５〜第７の実施の形態では、上限水位と下限水位とに対する、基準液位に対応する液比率を記憶しているが、上限水位と下限水位との液位を直接記憶しておき、制御液位を実際の液位として判別しても良い。
【実施例】
【０１３８】
図１４は図１で示した液位制御システムの初期設定の手順を示す図であり、図１５は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける初期設定画面を示す図である。
【０１３９】
これらの図を参照して、まず、制御盤の電源を投入し（Ｓ１）、設定準備完了の画面を確認する。
【０１４０】
次に、トップ画面５１における設定ボタンを押し、０％水位（下限水位）設定（Ｓ２）を０％水位設定画面５３によりおこなう。０％水位設定（Ｓ２）は、水槽の下限水位まで水を入れ、実水位を巻尺等を用いて計測し、水位検出器の検出値を設定する。又、水槽が２つあり、水位検出器が２つある場合は、トップ画面５１における設定ボタンを押し、０％水位設定（Ｓ２）を０％水位設定画面５２によって、１号と２号とに分けて、０％水位設定画面５３の場合と同様に、各々についての設定をおこなう。設定完了後、０％水位設定画面５２又は０％水位設定画面５３における決定ボタンを押すと、０％水位確定画面５４が表示され、確定ボタンを押すと、０％水位設定（Ｓ２）が完了する。
【０１４１】
次に、１００％水位（上限水位）設定（Ｓ３）を１００％水位設定画面（図示せず）によりおこなう。設定手順については、０％水位設定（Ｓ２）と同様である。
【０１４２】
以上により、初期設定作業は終了する。そして、その他の設定値、即ち、満水警報水位等の設定水位については、あらかじめ既定値として記憶手段にて記憶されているため、通常は上記の初期設定のみで液位制御システムの運転が開始できるため、運転開始に必要な設定が非常に容易となる。
【０１４３】
図１６は図１で示した液位制御システムにおける設定の手順例を示す図であり、図１７は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける実水位設定画面を示す図であり、図１８は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける底面積設定画面を示す図であり、図１９は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける設定水位画面を示す図である。
【０１４４】
この実施の形態による液位制御システムにおいては、設定水位が既定値により予め設定されているため、必要項目の修正をおこなうだけで良く、設定が容易である。
【０１４５】
これらの図を参照して、まず、日付・時刻の設定（Ｓ３１）をおこなう。
【０１４６】
次に、図１７で示す実水位設定画面５５ａにて、前述した初期設定時に計測した０％水位（下限水位）と１００％水位（上限水位）との実水位をｃｍ単位で入力する。例えば、０％水位（下限水位）が５０ｃｍで、１００％水位（上限水位）が４５０ｃｍである場合は、実水位設定画面５５ａに示す０％部に５０を入力し、１００％部に４５０を入力する。そして、実水位設定画面５５ｂで示す決定ボタンを押すことで、水槽の高さの設定（Ｓ３２）をおこなう。
【０１４７】
次に、図１８で示す底面積設定画面５６ａにて、水槽の底面積を入力する。底面積設定画面５６ａは、２つの水槽を備える場合のものであり、このような場合、１号水槽と２号水槽との各々の水槽底面積はｍ２単位で入力し、底面積設定画面５６ｂで示す決定ボタンを押し、水槽底面積の設定（Ｓ３３）をおこなう。水槽底面積の設定（Ｓ３３）をおこなうことにより、水槽内の水位から演算することで水槽内の水重量を算出することが可能となるため、水量を重量（ｔ）で管理する場合にも対応することが可能となる。
【０１４８】
次に、図１９で示す設定水位画面５７にて、各設定水位の設定（Ｓ３４）をおこなう。設定水位画面５７においては、水位設定ボタンを押すと各々の設定水位画面が表示される。例えば、水位設定画面５７で示す満水警報ボタンを押すと、設定水位画面５８が表示され、給水停止水位の設定画面が表示される。又、図４における説明で前述したように、例えば、表１で示したように予め既定値が設定されている（Ｓ４０）ため、変更箇所のみ変更すれば良い。変更方法は、設定水位画面５７、５８における上下矢印で示す値変更ボタンにて液比率を変更する。そして、設定水位画面５８で示す決定ボタンを押し、設定水位の設定（Ｓ３４）をおこなう。
【０１４９】
次に、チャタリング値の設定（Ｓ３５）をおこなう。これは、水槽の水面が波打つことによる、警報の発生と解除とを繰り返す現象を防止するためのものであり、既定値として３％で設定されているため、必要に応じて変更する。
【０１５０】
次に、期間タイマーの設定（Ｓ３６）と週間タイマーの設定（Ｓ３７）とをおこなうが、これらについては後述する。
【０１５１】
次に、先行動作時間の設定（Ｓ３８）をおこなう。これは、例えば期間タイマーの設定（Ｓ３６）等によって、午前零時に標準水位運転から低水位運転に切り替わる場合、切り替え時間を早めて動作させる必要がある場合に設定するものである。
【０１５２】
以上により、設定作業は終了する。
【０１５３】
図２０は図１で示した液位制御システムにおける通常運転の手順例を示す図であり、図２１は図１で示した制御盤のタッチパネルにおける期間タイマー設定画面を示す図である。
【０１５４】
学校の夏季休暇期間中のように、水の使用量が通常と比較して非常に少なくなるような場合には、水槽の貯留量を少なくして循環回転率を高くしなければ、水槽内の水の残留塩素濃度が下がり、衛生面で問題が発生する虞がある。このため、この実施の形態による液位制御システムにおいては、期間の開始日と終了日とを設定して、設定水位を標準水位、中間水位、及び低水位の運転モードの中から選択できるようになっている。この設定期間は９期間の設定をおこなうことができる。
【０１５５】
これらの図を参照して、まず、運転モード選択（Ｓ２１）をおこなう。
【０１５６】
次に、タイマー使用を選択しないとき（Ｓ２２でＮＯ）、タイマーは選択されず、手動設定（Ｓ２９）となり、運転モード選択（Ｓ２１）で選択された運転モードに従って運転することになる（Ｓ３０）。
【０１５７】
又、タイマー使用を選択すると（Ｓ２２でＹＥＳ）、期間タイマー選択（Ｓ２３）をおこなうことになる。期間タイマーを選択しないとき（Ｓ２３でＮＯ）、週間タイマー設定（Ｓ２６）をおこなうことになり、曜日設定（Ｓ２７）へと移行する。この曜日設定（Ｓ２７）は、例えば、１週間の内で土曜日と日曜日とにおいて水槽の貯留量を少なくするような場合に用いられる。このような場合、曜日設定（Ｓ２７）により設定された曜日毎に所定の運転モードで制御されることになる（Ｓ２８）。
【０１５８】
又、期間タイマーを選択すると（Ｓ２３でＹＥＳ）、期間設定（Ｓ２４）をおこなうことになる。ここで、図２１を参照して、期間タイマー設定画面５９ａにて、期間１ボタンを押すと、期間タイマー設定画面５９ｂに示すように、期間タイマーの開始月日と終了月日とを入力することになる。次に、この期間で使用する運転モードを選択し、決定ボタンを押すと、期間設定（Ｓ２４）により設定された期間毎に所定の運転モードで制御されることになる（Ｓ２５）。
【０１５９】
以上、期間タイマーの設定について、予測された給水需要データを基に、比較的急速に水槽の貯留量を制御する例について述べたが、これに加えて、例えば、ある期間の送水ポンプの運転時間を演算することによって給水の需要量を予測し、これを基に自動で運転するモードを設定しても良い。このようにすると、新築のマンションのように入居者の増加による穏やかな給水需要の増加に対して、手動での設定変更が不要となり、自動で水槽の水位制御が可能となる。
【符号の説明】
【０１６０】
１…水槽
９…水位検出器
１５…補助水槽
２０…液位制御システム
４１…検出手段
４２…記憶手段
４３…演算手段
４４…判別手段
４５…設定手段
４６…制御手段
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽に対応して設置され、前記液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、前記液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、
前記液体槽及び前記補助液体槽に切り替え自在に接続され、前記液体槽及び前記補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、
前記検出手段の接続を前記補助液体槽に切り替えて、前記補助液体槽の前記重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記検出手段の接続を前記液体槽に切り替えて、前記２つの検出値と、前記液体槽の制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項２】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽に対応して設置され、前記液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、前記液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、
前記液体槽及び前記補助液体槽に切り替え自在に接続され、前記液体槽及び前記補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、
前記検出手段の接続を前記補助液体槽に切り替えて、前記補助液体槽の前記重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記検出手段の接続を前記液体槽に切り替えて、前記２つの検出値と、前記液体槽の制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液位を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項３】
前記検出手段は、前記液体槽及び前記補助液体槽の底部に接続され、各々の槽に保有されている液体による液圧に基づいて前記対応する値を検出する、請求項１又は請求項２記載の液位制御システム。
【請求項４】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、
前記液体槽の異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項５】
前記２つの液位は、前記制御液位の上限水位及び下限水位である、請求項４記載の液位制御システム。
【請求項６】
前記液体槽の液位の液比率に応じて、液体の貯留及び供給を制御する制御手段を更に備え、
前記記憶手段には、前記制御手段の制御に用いられる液比率よりなる複数の組合せ制御パターンが記憶され、
更に、前記組合せ制御パターンの１つを設定する設定手段を備えた、請求項４又は請求項５記載の液位制御システム。
【請求項７】
所定期間の経過後において、前記記憶手段に記憶されている液比率とこれに対応する検出値とが不一致になっているとき、前記記憶手段は新たな検出値を記憶する、請求項４から請求項６のいずれかに記載の液位制御システム。
【請求項８】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、
前記液体槽の異なる任意の２つの液位と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液位を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項９】
液位制御システムであって、
第１液体槽と、
前記第１液体槽に互いに内部を連通した状態で接続される第２液体槽と、
前記第１液体槽に取り付けられ、第１検出特性によって前記第１液体槽の液位に対応する値を検出する第１検出手段と、
前記第２液体槽に取り付けられ、第２検出特性によって前記第２液体槽の液位に対応する値を検出する第２検出手段と、
前記第１液体槽の特定液位に対応した前記第１検出手段の特定検出値に、前記特定液位と同一の液位に対応した前記第２検出手段による検出値が一致するように前記第２検出特性を補正する補正手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項１０】
前記第１検出特性と補正前の前記第２検出特性とは一致し、
前記第１検出手段と前記第２検出手段とは、設置高さが異なる、請求項９記載の液位制御システム。
【請求項１１】
前記第１検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第１直線特性を有し、
前記第２検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第２直線特性を有し、
前記第１直線特性を記憶する記憶手段を更に備え、
前記補正手段は、
異なった２つの液位に対応する前記第２検出手段による２つの検出値から前記第２直線特性を特定し、
前記記憶された第１直線特性及び前記特定された第２直線特性に基づいて、前記第２検出特性を補正する、請求項９記載の液位制御システム。
【請求項１】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽に対応して設置され、前記液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、前記液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、
前記液体槽及び前記補助液体槽に切り替え自在に接続され、前記液体槽及び前記補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、
前記検出手段の接続を前記補助液体槽に切り替えて、前記補助液体槽の前記重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記検出手段の接続を前記液体槽に切り替えて、前記２つの検出値と、前記液体槽の制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項２】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽に対応して設置され、前記液体槽の水平断面積より小さな水平断面積を有すると共に、保有できる液体の液面レベルの変動幅が、前記液体槽が保有できる液体の液面レベルの変動幅の少なくとも一部に重複する補助液体槽と、
前記液体槽及び前記補助液体槽に切り替え自在に接続され、前記液体槽及び前記補助液体槽のいずれの液位に対しても対応する値を検出することができる検出手段と、
前記検出手段の接続を前記補助液体槽に切り替えて、前記補助液体槽の前記重複した変動幅に含まれる異なる任意の２つの液位と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記検出手段の接続を前記液体槽に切り替えて、前記２つの検出値と、前記液体槽の制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液位を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項３】
前記検出手段は、前記液体槽及び前記補助液体槽の底部に接続され、各々の槽に保有されている液体による液圧に基づいて前記対応する値を検出する、請求項１又は請求項２記載の液位制御システム。
【請求項４】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、
前記液体槽の異なる任意の２つの液位における各々の基準液位に対する液比率と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液比率を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項５】
前記２つの液位は、前記制御液位の上限水位及び下限水位である、請求項４記載の液位制御システム。
【請求項６】
前記液体槽の液位の液比率に応じて、液体の貯留及び供給を制御する制御手段を更に備え、
前記記憶手段には、前記制御手段の制御に用いられる液比率よりなる複数の組合せ制御パターンが記憶され、
更に、前記組合せ制御パターンの１つを設定する設定手段を備えた、請求項４又は請求項５記載の液位制御システム。
【請求項７】
所定期間の経過後において、前記記憶手段に記憶されている液比率とこれに対応する検出値とが不一致になっているとき、前記記憶手段は新たな検出値を記憶する、請求項４から請求項６のいずれかに記載の液位制御システム。
【請求項８】
液体槽の液位を制御するための液位制御システムであって、
前記液体槽の液位に対応する値を検出する検出手段と、
前記液体槽の異なる任意の２つの液位と、これらに対応する前記検出手段の２つの検出値とを記憶する記憶手段と、
前記記憶された２つの検出値と、制御すべき制御液位に対応する前記検出手段の特定検出値とに基づいて、前記制御液位の液位を判別する判別手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項９】
液位制御システムであって、
第１液体槽と、
前記第１液体槽に互いに内部を連通した状態で接続される第２液体槽と、
前記第１液体槽に取り付けられ、第１検出特性によって前記第１液体槽の液位に対応する値を検出する第１検出手段と、
前記第２液体槽に取り付けられ、第２検出特性によって前記第２液体槽の液位に対応する値を検出する第２検出手段と、
前記第１液体槽の特定液位に対応した前記第１検出手段の特定検出値に、前記特定液位と同一の液位に対応した前記第２検出手段による検出値が一致するように前記第２検出特性を補正する補正手段とを備えた、液位制御システム。
【請求項１０】
前記第１検出特性と補正前の前記第２検出特性とは一致し、
前記第１検出手段と前記第２検出手段とは、設置高さが異なる、請求項９記載の液位制御システム。
【請求項１１】
前記第１検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第１直線特性を有し、
前記第２検出特性は、液位の増加と検出値の増加とが比例する第２直線特性を有し、
前記第１直線特性を記憶する記憶手段を更に備え、
前記補正手段は、
異なった２つの液位に対応する前記第２検出手段による２つの検出値から前記第２直線特性を特定し、
前記記憶された第１直線特性及び前記特定された第２直線特性に基づいて、前記第２検出特性を補正する、請求項９記載の液位制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−２４４５６５（Ｐ２０１０−２４４５６５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２５６４（Ｐ２０１０−１３２５６４）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【分割の表示】特願２００９−３０８３２（Ｐ２００９−３０８３２）の分割
【原出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００１２６２９６）株式会社アイエス工業所 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【分割の表示】特願２００９−３０８３２（Ｐ２００９−３０８３２）の分割
【原出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【出願人】（０００１２６２９６）株式会社アイエス工業所 (9)
【Ｆターム（参考）】
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