JP2006177206A - ポンプの自動運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御盤を小さくでき低コストで複数台のポンプを交互並列運転することができるポンプの自動運転制御装置を提供すること。
【解決手段】主ポンプ11と、この主ポンプの吐出圧力が始動圧力まで低下するとこの主ポンプの吐出圧力を目標圧力Ｐ１一定に制御する第１のインバータ21と、前記主ポンプと吐出口が自己の吐出口と連通管を介して連結している従ポンプ13と、この従ポンプの吐出圧力が前記始動圧力まで低下すると目標圧力Ｐ２（＜Ｐ１）一定に制御する第２のインバータ22と、前記第１及び第２のインバータに対して運転指令を出力する統括制御部23とを具備した。
【選択図】図1

Description

複数のポンプの各吐出口を連通管を介して連結しておき、要求される水量に応じて交互並列運転するポンプ台数を制御するようにしたポンプの自動給水装置が知られている。

例えば、2台のポンプを使用した場合には、2台のポンプの運転を制御するインバータを1つの制御盤に搭載しているため、制御盤が大きくなり、装置が高価になるという問題がある(特許文献1参照)。

また、2台のポンプを並列運転させる場合に、ポンプから吐出される圧力を目標圧力一定にする制御をするのではなく、定圧給水方式を採用し、主機の設定圧力より従機の設定圧力を低く設定したものが現在販売されている(非特許文献1参照)。

この場合、流量検出装置のみでポンプの停止を行っているため、停止時は2台同時に停止されることになる。このため、ポンプ2台で並列運転行った後、水量が少なくても2台のポンプが運転してしまい、無駄な電力が消費してしまうという問題があった。
特開平４−５８０７５号公報 水道加圧装置カタログ 松下電器産業（株） １９９１年２月

また、全く同じポンプを2台並列運転させた場合、目標圧力一定制御する設定圧力が2
台とも同じであるために、2台同時に運転・停止されてしまうという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、制御盤を小さくでき低コストで複数台のポンプを交互並列運転することができるポンプの自動運転制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、主ポンプと、この主ポンプの吐出圧力が始動圧力まで低下するとこの主ポンプの吐出圧力を目標圧力Ｐ１一定に制御する第１のインバータと、前記主ポンプと吐出口が自己の吐出口と連通管を介して連結している従ポンプと、この従ポンプの吐出圧力が前記始動圧力まで低下すると目標圧力Ｐ２（＜Ｐ１）一定に制御する第２のインバータと、前記第１及び第２のインバータに対して運転指令を出力する統括制御部とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記主ポンプ及び従ポンプの吐出口側には、それぞれ圧力センサ及び流量センサが接続されており、第１のインバータ及び第２のインバータは対応する圧力センサ及び流量センサからの信号に基づいてポンプが少水量停止⇔再始動、並列⇔解列動作を行ない目標圧力一定運転することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、互いの吐出口が連通管を介して連結している複数のポンプと、 各ポンプの吐出圧力が始動圧力まで下がると各ポンプ毎に互いに異なる値に設定された目標圧力一定に制御する各ポンプ毎に設けられたインバータと、各インバータの運転を制御して各ポンプの交互並列運転を制御する統括制御部とを具備したことを特徴とする。

請求項4記載の発明は、請求項3記載の前記各ポンプの吐出口側には、それぞれ圧力センサ及び流量センサが接続されており、各インバータは対応する圧力センサ及び流量センサからの信号に基づいてポンプが少水量停止⇔再始動、並列⇔解列動作を行ない目標圧力一定運転することを特徴とする。

請求項１及び2記載の発明によれば、主ポンプの目標圧力Ｐ１より従ポンプの目標圧力Ｐ２を小さく設定しておき、主ポンプの吐出圧力を目標圧力Ｐ１一定に制御する第１のインバータ及び従ポンプの吐出圧力を目標圧力Ｐ２（＜Ｐ１）一定に制御する第２のインバータの上位に各ポンプの交互並列運転を制御する統括制御部を設けるようにしたので、統括制御部を小さくでき、しかも安価に製造することができる。

請求項３及4記載の発明によれば、複数のポンプを交互並列に運転する際に統括制御部を小さく安価に製造することができる。

以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1を参照して本装置の構成について説明する。

図において、11は主ポンプ、12は主ポンプ11を駆動するモータ、13は従ポンプ、14は従ポンプ13を駆動するモータである。11a、13aは吸い込み口である。

主ポンプ11及び従ポンプ12の吐出口は連通管15を介して接続され、この連通管15の中間部に連通管吐出口16が設けられている。

また、主ポンプ11の吐出口11bと連通管15の端部との間の配管は、流量をオン/オフ的に検出する流量センサ17及び吐出圧力を検出する圧力センサ18が設けられている。

さらに、従ポンプ13の吐出口13bと連通管15の端部との間の配管は、流量をオン/オフ的に検出する流量センサ19及び吐出圧力を検出する圧力センサ20が設けられている。

また、流量センサ17及び圧力センサ18の検出信号は主機インバータ21に入力され、流量センサ19及び圧力センサ20の検出信号は従機インバータ22に入力され、
主機インバータ21は、ポンプが少水量停止⇔再始動を行ない、主ポンプ11から吐出される流体の圧力を目標圧力P1一定となるように制御する目標圧力一定制御手段を備えている。

さらに、従機インバータ22は、ポンプが少水量停止⇔再始動を行ない従ポンプ13から吐出される流体の圧力を目標圧力P2(<P1)一定となるように制御する目標圧力一定制御手段を備えている。

主機インバータ21及び従機インバータ22の交互並列運転制御は統括制御盤23により行われる。

次に、図5及び図6を参照して本装置を搭載した自動給水装置について説明する。図5は自動給水装置の平面図、図6は正面図である。図 5及び図6において、図1と同じ部分には同一番号を付しておく。

次に、図3のフローチャートを参照して主機インバータ21の動作について説明する。図3において、圧力センサ18で検出された圧力Pが始動圧力P3以下であるかが判定される(ステップＳ1)。ここで、始動圧力P3は図2に示すように、目標圧力P2より小さい値である。

このステップＳ1の判定で「YES」と判定された場合には、統括制御盤23からの運転指示があるかが判定される(ステップＳ2)。この運転指示については、後述する。このステップＳ2で「YES」と判定された場合には、主ポンプ11が始動し、目標圧力P1で一定圧力運転する制御がなされる(ステップＳ3)。

そして、圧力センサ18で検出された圧力PがP1より大きく且つ流量センサ(FS1)17の出力がオフしているか判定される(ステップＳ4)。このステップＳ4の判定で「NO」と判定されている間は、目標圧力一定運転(ステップＳ3)が行われる。

一方、ステップＳ4の判定で「YES」と判定された場合には、主ポンプ11の運転は停止される(ステップＳ5)。

次に、図4のフローチャートを参照して従機インバータ22の動作について説明する。図4において、圧力センサ20で検出された圧力Pが始動圧力P3以下であるかが判定される(ステップＳ11)。ここで、始動圧力P3は図2に示すように、目標圧力P2より小さい値である。

このステップＳ11の判定で「YES」と判定された場合には、統括制御盤23からの運転指示があるかが判定される(ステップＳ12)。この運転指示については、後述する。このステップＳ12で「YES」と判定された場合には、従ポンプ13が始動し、目標圧力P2で一定圧力運転する制御がなされる(ステップＳ13)。

そして、圧力センサ20で検出された圧力PがP2より大きく且つ流量センサ(FS2)19の出力がオフしているか判定される(ステップＳ14)。このステップＳ14の判定で「NO」と判定されている間は、目標圧力一定運転(ステップＳ13)が行われる。

一方、ステップＳ14の判定で「YES」と判定された場合には、従機ポンプ1 3の運転は停止される(ステップＳ15)。

次に、上記のように構成された本装置の動作について図2の特性図を参照しながら説明する。まず、連通管吐出口16に接続されている蛇口(図示しない)が締め切りされている。この状態からその蛇口が開けられると、圧力センサ18及び20で検出される圧力は低下する。そして、図2に示す始動圧力P3以下となると、図3のフローチャートのステップＳ1及びS2で「YES」と判定されて、主ポンプ11が目標圧力P1で一定圧力運転される(ステップＳ3)。

そして、さらに蛇口での開度が大きくなると、圧力センサ18及び20で検出される圧力は低下する。

そして、圧力センサ20で検出される圧力が始動圧力P3以下となると、図4のフローチャートのステップＳ11及びS12で「YES」と判定されて、従ポンプ13が目標圧力P2で一定圧力運転される(ステップＳ13)。

次に、蛇口の開度が小さくなって流量が絞られて、圧力センサ20で検出される圧力がP2より大きくなり且つ流量センサ19の出力がオフすると、従ポンプ13は停止される(ステップＳ15)。

そして、さらに、蛇口の開度が小さくなって流量が絞られて、圧力センサ18で検出される圧力がP1より大きくなり且つ流量センサ17の出力がオフすると、主ポンプ11は停止される(ステップＳ5)。

以上のようにして、主ポンプ11は主機インバータ21により少水量停止⇔再始動を行ない、目標圧力(P1)一定制御となるように制御しておき、従ポンプ13は従機インバータ22により少水量停止⇔再始動を行ない、目標圧力(P2<P1)一定制御となるように制御し、統括制御盤23は各インバータ21及び22を交互並列運転を制御するにしたので、統括制御盤23にインバータを搭載する必要はない。このため、統括制御盤23を小型化することができ、装置を安価に製造することができる。

上記実施の形態では、主機インバータ21及び従機インバータ22は、統括制御盤23からの運転指示があるとインバータを運転するようにしたが、この運転指示が各インバータ21及び22に出力されると、各インバータ21及び22に設けたフラグを設定するようにし、このフラグが設定されている場合には、インバータを運転するようにしても良い。

また、各インバータ21及び22は統括制御盤23に運転してもよいかの問い合わせを行うようにして、この問い合わせに応答して統括制御盤23は各インバータに交互並列運転する運転指示を出力するようにしても良い。

なお、上記実施の形態において、主機インバータ21及び従機インバータ22から統括制御盤23に各インバータの運転状態を示す運転信号や各インバータの故障を示す故障信号を出力するようにしても良い。

なお、上記実施の形態では、2台のポンプを交互並列運転するポンプの自動運転制御装置について説明したが、2台に限らず3台上の複数のポンプを交互並列運転する場合にも適用することができる。この場合に、各ポンプの運転を制御するインバータの目標圧力を異なるようにしておき、統括制御盤23から各インバータに運転指示を出力するようにして複数台のポンプを交互並列運転するようにしても良い。

本発明の一実施の形態に係わる装置の構成を示す図。 同装置の運転特性を示す図。 同装置の主機ポンプの動作を説明するためのフローチャート。 同装置の従機ホンプの動作を説明するためのフローチャート。 同装置の平面図。 同装置の正面図。

符号の説明

11…主ポンプ、13…従ポンプ、15…連通管、21…主機インバータ、22…従機インバータ、23…統括制御盤。

Claims (4)

1. 主ポンプと、
   この主ポンプの吐出圧力が始動圧力まで低下するとこの主ポンプの吐出圧力を目標圧力Ｐ１一定に制御する第１のインバータと、
   前記主ポンプと吐出口が自己の吐出口と連通管を介して連結している従ポンプと、
   この従ポンプの吐出圧力が前記始動圧力まで低下すると目標圧力Ｐ２（＜Ｐ１）一定に制御する第２のインバータと、
   前記第１及び第２のインバータに対して運転指令を出力する統括制御部とを具備したことを特徴とするポンプの自動運転制御装置。
2. 前記主ポンプ及び従ポンプの吐出口側には、それぞれ圧力センサ及び流量センサが接続されており、第１のインバータ及び第２のインバータは対応する圧力センサ及び流量センサからの信号に基づいてポンプが少水量停止⇔再始動、並列⇔解列動作を行ない目標圧力一定運転することを特徴とする請求項１記載のポンプの自動運転制御装置。
3. 互いの吐出口が連通管を介して連結している複数のポンプと、
   各ポンプの吐出圧力が始動圧力まで下がると各ポンプ毎に互いに異なる値に設定された目標圧力一定に制御する各ポンプ毎に設けられたインバータと、
   各インバータの運転を制御して各ポンプの交互並列運転を制御する統括制御部とを具備したことを特徴とするポンプの自動運転制御装置。
4. 前記各ポンプの吐出口側には、それぞれ圧力センサ及び流量センサが接続されており、各インバータは対応する圧力センサ及び流量センサからの信号に基づいてポンプが少水量停止⇔再始動、並列⇔解列動作を行ない目標圧力一定運転することを特徴とする請求項3記載のポンプの自動運転制御装置。

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