JP2010216288A - Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump - Google Patents

Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump Download PDF

Info

Publication number
JP2010216288A
JP2010216288A JP2009061492A JP2009061492A JP2010216288A JP 2010216288 A JP2010216288 A JP 2010216288A JP 2009061492 A JP2009061492 A JP 2009061492A JP 2009061492 A JP2009061492 A JP 2009061492A JP 2010216288 A JP2010216288 A JP 2010216288A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
parallel
flow rate
pump
disconnection
energy saving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009061492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiminori Sayama
公則 佐山
Tetsuo Kono
哲雄 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sayama Seisakusho KK
Original Assignee
Sayama Seisakusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sayama Seisakusho KK filed Critical Sayama Seisakusho KK
Priority to JP2009061492A priority Critical patent/JP2010216288A/en
Publication of JP2010216288A publication Critical patent/JP2010216288A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parallel-off control method and system for a parallel pump, in which N(N≥2) units of variable speed pumps driven by a variable voltage and a variable frequency power source are constituted so as to execute parallel operation and which is controlled by delivery pressure constant control or estimated end pressure constant control. <P>SOLUTION: The sum of axial drive force when N units of variable speed pumps are operated in parallel and the sum of axial drive force when N-1 units of pumps are operated in parallel are calculated from a head-flow rate quadratic approximate expression of the pump and a target curve of the delivery pressure constant control or a target curve of the estimated end pressure constant control and a flow rate-efficiency quadratic approximate expression of the pump, and pushing-in head. By comparing the sums of the axial drive forces, a flow rate in which the sum of axial drive force during the operation of the N-1 units becomes equal to the sum of axial drive force during the operation of the N units is computed as an energy efficient parallel off flow rate. The parallel-off flow rate is set in the control device as a parallel-off flow rate set value and compared with an actual flow rate, thereby executing the parallel-off control of the pump. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、可変電圧、可変周波数電源で駆動される可変速ポンプN(N≧2)台が並列運転を行うように構成され、吐出圧力一定制御、あるいは、推定末端圧力一定制御によって制御されている並列ポンプの解列制御方法と並列ポンプの解列制御システムに関するものである。直送給水システムは、給水負荷が低下した場合、ポンプ1台を解列し、N台並列運転からN−1台並列運転に切り換える場合、従来方式よりも省エネルギーになる並列ポンプの解列制御方法と並列ポンプの解列制御システムに関するものである。   The present invention is configured such that a variable speed pump N (N ≧ 2) driven by a variable voltage, variable frequency power supply is operated in parallel, and is controlled by a constant discharge pressure control or an estimated terminal pressure constant control. The present invention relates to a parallel pump disconnection control method and a parallel pump disconnection control system. When the water supply load decreases, the direct feed water supply system disconnects one pump, and when switching from N unit parallel operation to N-1 unit parallel operation, the parallel pump disconnection control method saves energy compared to the conventional method. The present invention relates to a parallel pump disconnection control system.

従来の並列ポンプ解列制御方法は、給水負荷が減少し、ポンプ1台を解列しても良い状態になった場合、給水負荷がN−1台で供給できる流量以下になったことを、電動機の速度や周波数等で検出し、前記状態が所定の時間経過したことを確認して、ポンプ1台を解列し、停止せしめるように制御していた。従来の並列ポンプ解列制御方法は、本発明が提示しているような、N台運転の合計軸動力と、N−1台の合計軸動力を比較していなかった。従来の並列ポンプ解列制御方法は、このために、解列運転直後の軸動力合計が解列前の軸動力合計より大きくなってしまうという欠点があった。   In the conventional parallel pump disconnection control method, when the water supply load is reduced and it is possible to disconnect one pump, the water supply load is below the flow rate that can be supplied by N-1 units. It was detected by the speed, frequency, etc. of the electric motor, and after confirming that the predetermined state had passed, the control was performed so that one pump was disconnected and stopped. The conventional parallel pump disconnection control method has not compared the total shaft power of N units and the total shaft power of N-1 units as proposed by the present invention. For this reason, the conventional parallel pump disconnection control method has a drawback that the total shaft power immediately after the disconnection operation becomes larger than the total shaft power before the disconnection.

たとえば、特開平5−240165号公報に記載されているポンプ制御方法は、少流量停止用検出部と圧力検出部を設け、これら検出部からの信号に応じて並列、解列流量を最適な状態に調整することにより、並列、解列制御用の流量検出部のオン・オフ流量を調整する複雑な機構を設けないようにしている。   For example, the pump control method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-240165 includes a detection unit for low flow rate stop and a pressure detection unit, and in parallel according to signals from these detection units, an optimal state of the parallel flow rate Therefore, a complicated mechanism for adjusting the on / off flow rate of the flow rate detection unit for parallel and disconnection control is not provided.

特開平5−240165号公報JP-A-5-240165

本発明は、解列運転後の軸動力合計が解列前の軸動力合計と等しくなる流量を省エネルギー解列流量と呼び、前記省エネルギー解列流量を、設定定数、ポンプの揚程−流量近似式、圧力制御の目標曲線、ポンプの効率近似式と並列ポンプ台数、押込み揚程の検出値から演算し、この値を設定することにより従来方式より省エネルギーになる並列ポンプの解列制御の方法を提供する。   In the present invention, the flow rate at which the total shaft power after the disconnection operation becomes equal to the total shaft power before the disconnection is called an energy saving disconnection flow rate, and the energy saving disconnection flow rate is a set constant, a pump head-flow approximation formula, Provided is a parallel pump disconnection control method that saves energy from the conventional method by calculating from the target curve of pressure control, the pump efficiency approximation formula, the number of parallel pumps, and the detected value of the indentation head, and setting these values.

第1の並列ポンプの解列制御の方法は、押込み揚程を変数として、N台のポンプが並列運転している場合の軸動力の合計と、N−1台のポンプが並列運転している場合の軸動力を求める。前記省エネルギー解列流量は、N台のポンプとN−1台のポンプが並列運転している場合の軸動力を比較し、前者の軸動力合計と後者の軸動力の合計が等しくなる流量を求める。第1の並列ポンプの解列制御の方法は、この結果を設定し、実際流量がこの設定値以下になる時、ポンプを解列停止する。   The first parallel pump disconnection control method uses the indentation head as a variable, the total shaft power when N pumps are operating in parallel, and the N-1 pumps operating in parallel. Find the shaft power of. The energy saving parallel flow rate is obtained by comparing the shaft power when N pumps and N-1 pumps are operating in parallel, and obtaining a flow rate at which the sum of the former shaft power and the latter shaft power are equal. . The first parallel pump disconnection control method sets this result, and when the actual flow rate is equal to or lower than this set value, the pump is disconnected.

第2の並列ポンプの解列制御の方法は、省エネルギー解列流量計算をオフラインで実行し、その結果を直線の方程式として制御装置に搭載することにより、第1の方法より簡単化した並列ポンプの省エネルギー解列制御の方法、および並列ポンプの解列制御システムを提供することを目的とする。   The second parallel pump disconnection control method executes the energy saving parallel flow rate calculation off-line and installs the result as a linear equation in the control device, thereby simplifying the parallel pump. An object of the present invention is to provide a method for energy saving disconnection control and a parallel pump disconnection control system.

本発明の並列ポンプの解列制御方法は、第1の手段として、N台のポンプが並列運転している場合の軸動力合計と、N−1台のポンプが並列運転している場合の軸動力合計を、ポンプの揚程−流量二次近似式、吐出圧力一定制御の目標曲線、あるいは、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの流量−効率の二次近似式、押込み揚程からN台運転中の軸動力合計とN−1台運転中の軸動力合計とを演算する。両者を比較することにより、N−1台運転の軸動力の合計がN台運転の軸動力の合計に等しくなった流量を省エネルギー解列流量として計算する。この解列流量を解列流量設定値として、制御装置に設定し、実際流量と比較して、ポンプの解列制御を実行する。   In the parallel pump disconnection control method of the present invention, as a first means, the total shaft power when N pumps are operating in parallel and the shaft when N-1 pumps are operating in parallel The total power is calculated based on the pump head-flow rate quadratic approximation, target curve for constant discharge pressure control, or target curve for constant terminal pressure constant control, pump flow-efficiency quadratic approximation formula, push head, N units. The total shaft power in the middle and the total shaft power during N-1 unit operation are calculated. By comparing the two, the flow rate at which the sum of the shaft power of the N-1 unit operation becomes equal to the sum of the shaft powers of the N unit operation is calculated as an energy saving parallel flow rate. This disengagement flow rate is set as a disengagement flow rate setting value in the control device, and compared with the actual flow rate, the disengagement control of the pump is executed.

第2の手段として、上記のオンライン演算を簡単化するために、予め、押込み揚程と並列運転中のポンプ台数から省エネルギー解列流量を演算するための一次方程式を導出する。導出した省エネルギー解列流量を推定する一次方程式を給水システムの制御ソフトウエアとして搭載し、ポンプの解列制御を実行する。   As a second means, in order to simplify the above-described online calculation, a linear equation for calculating an energy saving parallel flow rate is derived in advance from the pushing head and the number of pumps in parallel operation. The derived linear equation for estimating the energy-saving disconnection flow rate is installed as control software for the water supply system, and the pump disconnection control is executed.

本発明によれば、並列運転を行っているポンプを解列する場合、解列後の軸動力合計を予測し、解列後の軸動力合計が解列前の軸動力合計と等しくなる流量を省エネルギー解列流量として演算設定し、この流量にて解列するように制御しているので、従来方式のように解列直後に一時的に軸動力合計が増加して省エネルギー性が損なわれるような問題が発生しないため、省エネルギー効果が大きい。   According to the present invention, when the pumps operating in parallel are disconnected, the total shaft power after disconnection is predicted, and the flow rate at which the total shaft power after disconnection becomes equal to the total shaft power before disconnection is calculated. Since it is calculated and set as the energy-saving disconnection flow rate and controlled to be disconnected at this flow rate, the total shaft power increases temporarily immediately after disconnection as in the conventional method, and the energy saving performance is impaired. Since no problem occurs, the energy saving effect is great.

本発明によれば、押込み揚程が大きい場合、省エネルギー解列流量が小流量側に移動することができ、自動的に行われるので、解列流量が固定されている従来方式よりも、省エネルギー効果が大きいという長所がある。   According to the present invention, when the indentation head is large, the energy saving disconnection flow rate can be moved to the small flow rate side and is automatically performed. Therefore, the energy saving effect is improved as compared with the conventional method in which the disconnection flow rate is fixed. There is an advantage that it is big.

本発明の省エネルギー解列制御を応用した、ポンプ2台並列、推定末端圧力一定制御の直送給水システムの全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of a direct feed water supply system of two pumps parallel and presumed terminal pressure constant control to which energy saving disconnection control of the present invention is applied. 本発明の省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。It is a block diagram explaining the energy-saving disconnection control of this invention. 省エネルギー解列流量演算の制御フローを示すものである。It shows a control flow of energy saving parallel flow calculation. 2 台並列運転の省エネルギー解列流量の計算例を示すものである。An example of calculating the energy-saving parallel flow rate for two units in parallel operation is shown. 吐出圧力一定制御における省エネルギー解列流量の計算例を示している。The calculation example of the energy saving parallel flow volume in discharge pressure constant control is shown. 推定末端圧力一定制御の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。The example which calculated the linear regression formula of the energy saving parallel flow volume in the case of estimation terminal pressure constant control is shown. 吐出圧力一定制御で、h00=0.8 (p.u.)の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。An example of calculating a linear regression equation of the energy saving parallel flow rate when h00 = 0.8 (p.u.) under constant discharge pressure control is shown. 直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。The example which calculated the coefficient and constant of the linear regression type is shown. 直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。The example which calculated the coefficient and constant of the linear regression type is shown. 異なる方法により、省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。It is a block diagram explaining energy-saving disconnection control by a different method. オフライン計算を行う演算フローを示したものである。The calculation flow which performs off-line calculation is shown.

図1は本発明の省エネルギー解列制御を応用した、ポンプ2台並列、推定末端圧力一定制御の直送給水システムの全体構成図である。図2は本発明の省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。図3は省エネルギー解列流量演算の制御フローを示すものである。図4は2台並列運転の省エネルギー解列流量の計算例を示すものである。図5は吐出圧力一定制御における省エネルギー解列流量の計算例を示している。図6は他の方法による発明を説明するための省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。図7は他の方法による発明を説明するための省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。図8は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。図9は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。図10は異なる方法により、省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。図11はオフライン計算を行う演算フローを示したものである。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a direct feed water supply system in which two pumps are connected in parallel, and the estimated terminal pressure is constant, to which the energy saving disconnection control of the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram illustrating the energy saving disconnection control of the present invention. FIG. 3 shows a control flow of energy saving parallel flow rate calculation. FIG. 4 shows a calculation example of the energy-saving disconnection flow rate of two units in parallel operation. FIG. 5 shows a calculation example of the energy saving parallel flow rate in the discharge pressure constant control. FIG. 6 shows an example in which a linear regression equation of an energy saving parallel flow rate for explaining the invention according to another method is calculated. FIG. 7 shows an example in which a linear regression equation of the energy saving parallel flow rate for explaining the invention by another method is calculated. FIG. 8 shows an example in which the coefficients and constants of the linear regression equation are calculated. FIG. 9 shows an example in which the coefficients and constants of the linear regression equation are calculated. FIG. 10 is a block diagram illustrating the energy saving disconnection control by a different method. FIG. 11 shows a calculation flow for performing offline calculation.

以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の省エネルギー解列流量制御の方法を応用した、可変電圧、可変周波数電源で駆動される可変速ポンプ2台によって並列、交互運転を行うように構成された、推定末端圧力一定制御を行う直送給水システムの全体構成を示したものである。ただし、本発明を説明するためには、直接関係しない、たとえば、ポンプ交互運転シーケンス制御やポンプ保圧運転シーケンス制御等は省略されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an estimated end pressure constant control configured to perform parallel and alternate operation by two variable speed pumps driven by a variable voltage and variable frequency power source, applying the method of energy saving parallel flow control of the present invention. It shows the overall configuration of the direct feed water supply system that performs. However, in order to describe the present invention, pump alternate operation sequence control, pump pressure holding operation sequence control, and the like that are not directly related are omitted.

図1において、本発明は、ポンプシステム(1から12)と、前記ポンプシステムを駆動するモータ13、14およびインバータ21、22と、推定末端圧力一定制御回路31と、省エネルギー解列停止制御回路41とから少なくとも構成されている。前記省エネルギー解列停止制御回路41は、後述の図2および図3によって詳述される。   In FIG. 1, the present invention relates to a pump system (1 to 12), motors 13 and 14 and inverters 21 and 22 for driving the pump system, an estimated terminal pressure constant control circuit 31, and an energy saving disconnection stop control circuit 41. And at least. The energy saving disconnection stop control circuit 41 will be described in detail with reference to FIGS.

最初に、図1によって、前記推定末端圧力一定制御回路の動作を簡単に説明する。圧力設定器31〜4 は、推定末端圧力一定制御の最小揚程h0(p. u. )を設定する最小揚程設定器で、管路摩擦損失揚程演算器HEAD31〜6 の出力Δh(p.u. )を加算することにより、推定末端圧力一定制御の目標揚程hS(p. u. )を生成する。前記目標揚程hS(p. u. )は、圧力検出器11の出力hIと比較され、その偏差がPID 31〜1 、または、PIコントローラによって増幅され、その出力fS *をD/A 変換器31〜2 、31〜3 を通して、インバータ21、インバータ22に周波数指令f1S 、f2S を与え、ポンプ1、ポンプ2の速度を調整する。つまり、推定末端圧力一定制御系を構成している。   First, the operation of the estimated terminal pressure constant control circuit will be briefly described with reference to FIG. The pressure setters 31 to 4 are minimum lift setters for setting the minimum lift h0 (p.u.) of the estimated terminal pressure constant control, and the output .DELTA.h (p.u.) of the pipe friction loss lift calculators HEAD31 to 6. ) Is added to generate the target head hS (p.u.) for the estimated terminal pressure constant control. The target head hS (p.u.) is compared with the output hI of the pressure detector 11, the deviation is amplified by the PID 31 to 1 or the PI controller, and the output fS * is converted into the D / A converter 31. Through ~ 2 and 31 ~ 3, frequency commands f1S and f2S are given to the inverter 21 and the inverter 22, and the speeds of the pump 1 and the pump 2 are adjusted. That is, the estimated terminal pressure constant control system is configured.

管路摩擦損失揚程演算器HEAD31〜6 は、流量制御回路FLOW31〜5 のから推定流量の自乗q*2 を受け取り、摩擦損失揚程Δhを、Δh=(1 −h0 )q*2 で演算する。流量制御回路FLOW31〜5 は、ポンプの吐出圧力hI から押込み圧力hSUを減算して得られる正味のポンプ揚程hP と、インバータ指令周波数fS*を入力として、ポンプの揚程−流量近似二次式によって、流量の自乗q*2 とその平方根q*を演算する。シーケンス回路SEQ 31〜7 は、その詳細は図示されていないが、直送給水システムの自動運転に必要なポンプの並列、解列制御やポンプ保圧制御、ポンプ停止制御等のシーケンス制御をソフトウエアによって遂行する制御ブロックを示したものである。 The pipe friction loss lift calculators HEAD31 to 6 receive the square q * 2 of the estimated flow rate from the flow rate control circuits FLOW31 to 5 and calculate the friction loss lift Δh by Δh = (1−h0) q * 2 . The flow rate control circuits FLOW31 to FLOW5 have the pump head hP obtained by subtracting the pushing pressure hSU from the pump discharge pressure hI and the inverter command frequency fS * as input, and the pump head-flow rate approximation quadratic equation The square of flow rate q * 2 and its square root q * are calculated. Although details of the sequence circuits SEQ 31 to 7 are not shown in the figure, sequence control such as paralleling, disconnecting control, pump pressure holding control, pump stop control, etc. required for automatic operation of the direct feed water system is performed by software. The control block to perform is shown.

前記シーケンス回路SEQ 31〜7 からの信号RUN1、RUN2は、インバータ21、22を運転する信号である。前記シーケンス回路SEQ 31〜7 に与える信号ZEROは、フロースイッチ10のFLS 信号で、給水流量が規定値以下になったことを検知する信号を示している。前記シーケンス回路SEQ 31〜7 のSTP は、給水流量が省エネルギー解列流量以下になった時、ポンプを停止せしめる信号を示している。   Signals RUN1 and RUN2 from the sequence circuits SEQ31 to SEQ7 are signals for operating the inverters 21 and 22, respectively. A signal ZERO given to the sequence circuits SEQ 31 to 7 is a FLS signal of the flow switch 10 and indicates a signal for detecting that the feed water flow rate has become a specified value or less. The STPs of the sequence circuits SEQ 31 to 7 indicate signals for stopping the pump when the feed water flow rate becomes equal to or less than the energy saving parallel flow rate.

ポンプ1およびポンプ2は、図示のように、インバータ21によって駆動される電動機13と、インバータ22によって駆動される電動機14とで駆動される。前記ポンプ1およびポンプ2は、図示のように、その吐出し側に、逆止弁3、5と、締め切り弁4、6を介して、また、吸い込み側に、吸込共通配管によって、それぞれ並列に接続されている。逆流防止弁7は、ポンプ停止時等に給水システムから水道本管への逆流を防止する。圧力検出器12は、逆流防止弁7の上流側に置かれた水道本管圧力検出器である。   As illustrated, the pump 1 and the pump 2 are driven by an electric motor 13 driven by an inverter 21 and an electric motor 14 driven by an inverter 22. As shown in the figure, the pump 1 and the pump 2 are arranged in parallel on the discharge side via check valves 3 and 5 and shut-off valves 4 and 6 and on the suction side by a common suction pipe. It is connected. The backflow prevention valve 7 prevents backflow from the water supply system to the water main when the pump is stopped. The pressure detector 12 is a water main pressure detector placed on the upstream side of the check valve 7.

また、バイパス配管の逆流防止弁8は、水道本管圧力が、規定圧力以上の場合、ポンプを停止して、水道本管圧力のみで、給水できるようにするために、置かれたものである。以上の説明によって、前記シーケンス回路31〜7 のSTP として、前記省エネルギー解列停止制御回路41から省エネルギー解列停止信号を与えることができれば、図1の構成によって、並列運転中のポンプを解列停止ができることになる。   In addition, the backflow prevention valve 8 of the bypass pipe is placed so that when the water main pressure is higher than the specified pressure, the pump is stopped and water can be supplied only by the water main pressure. . According to the above explanation, if the energy saving disconnection stop signal can be given from the energy saving disconnection stop control circuit 41 as the STP of the sequence circuits 31 to 7, the configuration shown in FIG. Will be able to.

図2は本発明の省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。図3は省エネルギー解列流量演算の制御フローを示すものである。図2および図3において、本発明の省エネルギー解列制御の方法を説明する。最初に、省エネルギー解列流量qMIN を演算する方法を説明する。同一特性のポンプN台が並列運転している場合の給水システムの揚程−流量特性は式(1)で表される。
hPAN =hPPAN +hSU=a f2 −(b/N2 )q2 ---- (1)
ここに、
hPAN =ポンプN台が並列運転している場合の給水システムの揚程(p.u.)
=給水システムの揚程H (m)/ポンプの定格揚程HPN (m)
hSU=押込み揚程(p.u.)
=押込み揚程HSU (m)/ポンプの定格揚程HPN (m)
a=ポンプの揚程係数
b=ポンプの流量係数
f=電動機周波数(p.u.)=電動機周波数F (Hz)/定格周波数F N (Hz)
q=流量(p.u.)=ポンプ流量(m3/min)/ポンプ定格流量(m3/min)
N=並列運転ポンプ台数(台)
FIG. 2 is a block diagram illustrating the energy saving disconnection control of the present invention. FIG. 3 shows a control flow of energy saving parallel flow rate calculation. 2 and 3, the method of energy saving disconnection control of the present invention will be described. First, a method for calculating the energy saving separation flow rate qMIN will be described. The head-flow rate characteristic of the water supply system when N pumps having the same characteristic are operating in parallel is expressed by Expression (1).
hPAN = hPPAN + hSU = a f 2 - (b / N 2) q 2 ---- (1)
here,
hPAN = head of water supply system when N pumps are operating in parallel (pu)
= Water supply system head H (m) / Pump rated head HPN (m)
hSU = Indentation head (pu)
= Indentation head HSU (m) / Rated pump head HPN (m)
a = pump head coefficient b = pump flow coefficient f = motor frequency (pu) = motor frequency F (Hz) / rated frequency FN (Hz)
q = Flow rate (pu) = Pump flow rate (m 3 / min) / Pump rated flow rate (m 3 / min)
N = Number of parallel operation pumps (units)

他方、推定末端圧力一定制御の目標曲線は、式(2)で表される。
hL N =h0+((1 −h0 )/N2)q2 ----(2)

ここに、
hL N =推定末端圧力一定制御の目標揚程(p.u.)
=推定末端圧力一定制御の目標揚程HLN (m)/ポンプの定格揚程HPN (m)
h0=推定末端圧力一定制御の最小揚程(p.u.)
=推定末端圧力一定制御の最小揚程H0(m) /ポンプの定格揚程HPN (m)
H0≧実揚程HA(m)+ 管端揚程HE(m)
On the other hand, the target curve for the estimated terminal pressure constant control is expressed by Expression (2).
hL N = h0 + ((1−h0) / N 2 ) q 2 ---- (2)

here,
hL N = Target head of fixed terminal pressure constant control (pu)
= Target lift HLN (m) for constant estimated terminal pressure control / Rated pump head lift HPN (m)
h0 = Minimum head (pu) for the estimated terminal pressure constant control
= Minimum lift H0 (m) with constant estimated terminal pressure control / Rated pump head HPN (m)
H0 ≥ Actual lift HA (m) + Pipe end lift HE (m)

したがって、流量に対する電動機の周波数は、(1)=(2)と置いて式(3)のように計算できる。
fN =((γq2 −hSU+h0 )/a )1/2 ---- (3)
ここに、
γ=(b +1 −h0 )/N2
Therefore, the frequency of the electric motor with respect to the flow rate can be calculated as shown in Equation (3) with (1) = (2).
fN = ((γq 2 -hSU + h0) / a) 1/2 ---- (3)
here,
γ = (b + 1−h0) / N 2

したがって、推定末端圧力一定制御を行っている場合の電動機周波数が任意の流量に対して計算できるので、ポンプのp.u.効率(=ポンプ効率/ポンプ定格効率)を決定する変数、(q/ f)が計算できる。この結果を前記ポンプのp.u.効率近似式式(4)に代入することにより、運転中のポンプp.u.が計算できる。
ηN =C1(q0/f N)2 +C2(q0/f N)+C3 ---- (4)
ここに、
ηN =流量をポンプN 台で分担する時のポンプp.u.効率(p.u.)
q0 =ポンプ1 台の分担流量=q/ N (p.u.)
C1、C2、C3=前記ポンプの効率特性を表す係数
Therefore, since the motor frequency when the estimated terminal pressure constant control is performed can be calculated for an arbitrary flow rate, the variable (q / f) for determining the pu efficiency (= pump efficiency / pump rated efficiency) of the pump is Can be calculated. By substituting this result into the pu efficiency approximate expression (4) of the pump, the operating pump pu can be calculated.
ηN = C1 (q0 / f N) 2 + C 2 (q0 / f N) + C 3 ---- (4)
here,
ηN = Pump pu efficiency (pu) when the flow is shared by N pumps
q0 = shared flow of one pump = q / N (pu)
C 1 , C 2 , C 3 = coefficients representing the efficiency characteristics of the pump

したがって、ポンプがN台並列運転中の任意の流量における軸動力の合計L N(p.u.) は、式(5)で計算できる。
L N =((q/ N )×(hL N −hSU))×(1 /ηN )×N --(5)
同ようにして、並列ポンプがN台から1台解列してN−1台で運転する場合の軸動力の合計は、上記の各式でNをN−1に置き換えることにより、式(6)で計算できる。
L N −1 =((q/ (N−1))×(hLN-1−hSU))×(1 /ηN-1 )×(N−1) ---- (6)
ここに、
N-1 =ポンプN−1台が並列運転している時の軸動力合計(p.u.)
ηN-1 =流量をポンプN−1台で分担する時のポンプp.u.効率(p.u.)
=C1(q1/f N-1)2 +C2(q1/f N-1)+C3
q1=q/(N−1)
f N-1 =((γN-1 −q2 −hSU+h0 )/a )1/2
γN-1 =(b +1 −h0 )/(N−1)2
hL N-1 =h0+((1 −h0 )/(N−1)2 )q2
Therefore, the total LN (pu) of the shaft power at an arbitrary flow rate when the N pumps are operating in parallel can be calculated by Expression (5).
LN = ((q / N) × (hL N −hSU)) × (1 / ηN) × N— (5)
In the same manner, the total shaft power in the case where one parallel pump is disconnected from N units and is operated with N-1 units is obtained by substituting N with N-1 in the above formulas to obtain the formula (6 ).
LN −1 = ((q / (N−1)) × (h LN−1 −hSU)) × (1 / η N−1 ) × (N−1) ---- (6)
here,
L N-1 = Total shaft power (pu) when N-1 pumps are operating in parallel
η N-1 = Pump pu efficiency (pu) when the flow rate is shared by N-1 pumps
= C 1 (q 1 / f N-1 ) 2 + C 2 (q 1 / f N-1 ) + C 3
q 1 = q / (N−1)
f N-1 = ((γ N-1 −q 2 −hSU + h 0) / a) 1/2
γ N-1 = (b + 1-h0) / (N-1) 2
hL N-1 = h0 + ( (1 -h0) / (N-1) 2) q 2

したがって、N台並列運転の合計軸動力とN−1 台運転の合計軸動力の差ΔL(p.u.) は、式(7)で計算できる。
ΔL =LN −LN-1 ---- (7)
ポンプN台運転中の軸動力合計とN−1台運転の軸動力合計は、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの運転台数が決まれば、その時点の押込み揚程を検出して、任意の流量について、上記式(5)(6)で計算できる。
Therefore, the difference ΔL (pu) between the total shaft power of N units parallel operation and the total shaft power of N−1 units operation can be calculated by Equation (7).
ΔL = L N -L N-1 ---- (7)
The total shaft power during the operation of N pumps and the total shaft power of N-1 units can be obtained by detecting the indentation head at that point in time if the target curve of the estimated terminal pressure constant control and the number of pumps to be operated are determined. The flow rate can be calculated by the above formulas (5) and (6).

したがって式(7)を満足する流量、つまり、省エネルギー解列流量qMIN が演算できる。この計算を前記給水システムの最大並列ポンプ台数NMAXからN=2迄繰り返し、ポンプ並列台数に対する省エネルギー解列流量qMIN(N)を計算し、テーブルに記憶する。この演算処理をここでは、省エネルギー解列流量演算処理と呼ぶ。   Therefore, the flow rate satisfying the equation (7), that is, the energy saving parallel flow rate qMIN can be calculated. This calculation is repeated from the maximum number of parallel pumps NMAX to N = 2 in the water supply system, and the energy saving parallel flow rate qMIN (N) for the number of pumps in parallel is calculated and stored in a table. This calculation process is referred to herein as an energy saving parallel flow rate calculation process.

この処理は、シーケンスSEQ31 〜7からポンプ並列投入完了信号を受信するたびに起動する。NMAXからN=2までのデータが獲得され、テーブルに記憶されれば、省エネルギー解列流量演算終了の信号によって、この演算を終了する。   This process is started each time a pump parallel input completion signal is received from the sequences SEQ31 to SEQ7. If data from NMAX to N = 2 is acquired and stored in the table, this calculation is terminated by a signal indicating the completion of the energy saving parallel flow rate calculation.

本実施例では、図1にて、ポンプ2台並列運転の場合を示しているが、省エネルギー解列流量演算処理は、現行給水システムの最大並列台数としてNMAX=5 台として演算を行い、その結果を記憶するようにしている。並列投入完了信号が発せられるたびに、省エネルギー解列流量演算処理を起動することによって、その時点の最も新しい押込み揚程を検出し、この値における省エネルギー解列流量qMIN(N)を計算し、先のテーブル上のデータに上書きし、データを更新する。   In the present embodiment, FIG. 1 shows the case of two pumps in parallel operation, but the energy saving parallel flow rate calculation processing is performed with NMAX = 5 as the maximum parallel number of the current water supply system. Is remembered. Each time a parallel input completion signal is issued, the energy saving parallel flow calculation processing is activated to detect the newest indentation head at that time, and the energy saving parallel flow qMIN (N) at this value is calculated. Overwrite the data on the table and update the data.

また、本実施例では、この演算処理を、並列投入完了信号が発せられるたびのみならず、ポンプ1台が解列する時の解列完了信号が発せられるたびにも起動し、データを更新するようにしている。できるだけ実際に近い押込み揚程の条件で、省エネルギー解列流量qMIN(N)のデータを得るためである。   Further, in this embodiment, this arithmetic processing is started not only every time when a parallel closing completion signal is issued, but also every time a disconnection completion signal is issued when one pump is disconnected, and data is updated. I am doing so. This is to obtain data of the energy saving flow rate qMIN (N) under the condition of the pushing head as close as possible to the actual.

並列運転中の解列運転の制御は、次のように行われる。
並列投入完了記憶によって、運転中のポンプ並列台数が既知となるから、並列ポンプ台数N台に対するqMIN (N)のデータをテーブルから読み出し、この値と流量q*を比較する。本実施例のようにポンプ2台が並列運転中に解列運転を行う場合には、qMIN(2)が省エネルギー解列流量として読み出され、その値が定数器に入力され、その出力qMINSとして省エネルギー解列流量を設定する。
Control of disconnection operation during parallel operation is performed as follows.
Since the number of parallel pumps in operation is known from the parallel charging completion memory, qMIN (N) data for N parallel pumps is read from the table and this value is compared with the flow rate q *. When two pumps perform parallel operation during parallel operation as in this embodiment, qMIN (2) is read out as an energy saving parallel flow rate, and the value is input to a constant device and output as qMINS. Set the energy saving disconnection flow rate.

前記設定値は、実際の流量q *を比較され、給水負荷が減少し、q*≦qMINSになれば、流量が省エネルギー解列流量以下になったことを検知する。この状態が所定の時間、たとえば、3.0secを経過すれば、ポンプの解列停止信号STP をシーケンスSEQ31 〜7 に与え、ポンプを解列停止する。   The set value is compared with the actual flow rate q *, and when the water supply load is reduced and q * ≦ qMINS, it is detected that the flow rate is equal to or less than the energy saving flow rate. If this state passes a predetermined time, for example, 3.0 sec, a pump disconnection stop signal STP is given to the sequences SEQ31 to SEQ7 to stop the pump disconnection.

本実施例において、ポンプ2台が並列運転する場合を示したが、省エネルギー解列流量演算処理は、上述のようにNMAX=5台として4個のqMIN(N)データをテーブルに記憶している。したがって、最大5台並列運転で構成されたシステムの場合であっても、それぞれの台数に対するqMIN(N)データを選択することができる。つまり、ポンプ5台並列運転の給水システムの省エネルギー解列停止が可能である。   In the present embodiment, the case where two pumps are operated in parallel is shown, but the energy saving parallel flow rate calculation process stores four qMIN (N) data in a table with NMAX = 5 as described above. . Therefore, even in the case of a system configured with a maximum of five units in parallel, qMIN (N) data for each number can be selected. That is, it is possible to stop the energy-saving disconnection of the water supply system operating in parallel with five pumps.

図2のブロック線図にて説明する。省エネルギー解列停止制御回路41は、本発明の省エネルギー解列流量演算処理と解列信号を生成するブロック線図である。省エネルギー解列流量演算処理起動回路41〜1 は、シーケンスSEQ31 〜7から、並列投入完了信号MUL 、あるいは、解列完了信号IND を受信し、省エネルギー解列流量演算器41〜2 の省エネルギー解列流量演算を起動する。省エネルギー解列流量演算処理起動回路41〜1 がMUL または、解列完了信号IND の信号を受信すると省エネルギー解列流量演算指令が記憶される。   This will be described with reference to the block diagram of FIG. The energy saving disconnection stop control circuit 41 is a block diagram for generating an energy saving disconnection flow rate calculation process and a disconnection signal of the present invention. The energy saving disconnection flow rate calculation processing start circuits 41 to 1 receive the parallel input completion signal MUL or the disconnection completion signal IND from the sequences SEQ31 to SEQ7, and the energy saving disconnection flow rate calculators 41 to 2 save energy. Start the computation. When the energy-saving disconnection flow rate calculation processing start-up circuits 41 to 1 receive the signal of MUL or the disconnection completion signal IND, the energy-saving disconnection flow rate calculation command is stored.

前記記憶信号は、省エネルギー解列流量演算器41〜2 に与えられ、押込み揚程hSUを読み込む。同時に、各種の設定データ:ポンプの揚程係数a 、流量係数b、ポンプのp.u.効率を表す二次近似の係数C1、C2、C3、最小設定揚程h0 とポンプ並列最大台数NMAXを読み込む。読み込みが完了すると、その後のhSUの変化は無視される。 The stored signal is given to the energy saving parallel flow rate calculators 41 to 2 and reads the pushing head hSU. At the same time, various setting data are read: pump head coefficient a, flow coefficient b, quadratic approximation coefficients C 1 , C 2 , C 3 representing pump pu efficiency, minimum set head h 0, and maximum pump parallel number NMAX. When reading is complete, subsequent changes in hSU are ignored.

読み込みが完了すると、NMAXからN=2迄の省エネルギー解列流量演算を行う。省エネルギー解列流量の演算が終了すると、その結果は、省エネルギー解列流量演算器41〜2 の省エネルギー解列流量データテーブルnRES に記憶される。同時に、省エネルギー解列流量演算指令の記憶が解除される。省エネルギー解列流量演算の処理は、図3の制御フローに示されている。この原理は、既に、式(1)から式(7)で示した通りである。   When reading is completed, energy saving parallel flow rate calculation from NMAX to N = 2 is performed. When the calculation of the energy saving parallel flow rate is completed, the result is stored in the energy saving parallel flow data table nRES of the energy saving parallel flow rate calculators 41 to 2. At the same time, the storage of the energy saving disconnection flow rate calculation command is canceled. The process of energy saving parallel flow rate calculation is shown in the control flow of FIG. This principle has already been shown by the equations (1) to (7).

ポンプ運転台数選択処理回路41〜3は、省エネルギー解列流量演算器41〜2の省エネルギー解列流量データテーブルのデータを運転中のポンプ台数によって選択する処理を示したブロック図で、シーケンスSEQ 31〜7からポンプ運転台数Nの信号を受信して、その台数に対応して解列流量qMIN(N)を読み出し、省エネルギー解列流量データテーブル41〜4の定数器に書き込む。ENEQ41〜4の出力は、解列流量設定qMINSとして推定流量信号q *と比較される。   The pump operation number selection processing circuits 41 to 3 are block diagrams showing processing for selecting the data of the energy saving parallel flow rate data table of the energy saving parallel flow rate calculators 41 to 2 according to the number of operating pumps. 7 receives the signal of the number N of pumps to be operated, reads the disconnected flow rate qMIN (N) corresponding to the number, and writes it in the constant units of the energy saving disconnected flow rate data tables 41-4. The outputs of ENEQ41-4 are compared with the estimated flow rate signal q * as the parallel flow rate setting qMINS.

コンパレータ41〜5は、q*≦qMINSの場合、その出力は“1”になる。遅延タイマ素子41〜6は、たとえば、コンパレータ41〜5が“1”になってから、3.0sec経過すれば、その出力STP が“1”になる。STP 信号は、前述のようにシーケンスSEQ 31〜7のSEQ に与えられ、並列運転中のポンプ1台を解列、停止せしめる。このようにして、記憶されている省エネルギー解列流量が、実際運転中のポンプ台数によって選択され、省エネルギー解列制御が遂行される。   The outputs of the comparators 41 to 5 are “1” when q * ≦ qMINS. For example, the delay timer elements 41 to 6 have their output STP set to “1” when 3.0 seconds elapse after the comparators 41 to 5 become “1”. As described above, the STP signal is given to the sequence SEQ 31 to SEQ 7 to disconnect and stop one of the pumps operating in parallel. In this way, the stored energy-saving disconnection flow rate is selected according to the number of pumps currently in operation, and energy-saving disconnection control is performed.

図3に示すフローチャートを説明する。図示されていない制御回路は、ポンプ運転中であるか否かを調べ続ける(ステップ31)。次に、前記制御回路は、並列投入および解列が完了するまで調べ続ける(ステップ32)。前記制御回路は、省エネルギー解列流量演算器41−2に設定値h0、a、b、NMAX 、 1 、C2 、C3 を読み込み、また、押込みよhsu を検出する(ステップ33)。 The flowchart shown in FIG. 3 will be described. A control circuit (not shown) continues to check whether the pump is operating (step 31). Next, the control circuit continues to check until parallel input and disconnection are completed (step 32). The control circuit reads the set values h0, a, b, N MAX, C 1 , C 2 , and C 3 into the energy saving parallel flow rate calculator 41-2, and detects pushing and hsu (step 33).

前記制御回路は、NMAX からN=2までの省エネルギー解列流量を計算する(ステップ34)。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が終了したか否かを調べる(ステップ35)。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が完了したと判断した場合、処理を終了する。前記制御回路は、処理が終了していないと判断した場合、流量qを変数として、最大流量まで計算する(ステップ36)。 The control circuit calculates an energy saving disconnection flow rate from N MAX to N = 2 (step 34). The control circuit checks whether or not the calculation of the energy saving parallel flow rate is completed (step 35). The control circuit ends the process when determining that the calculation of the energy saving disconnection flow rate is completed. If the control circuit determines that the process has not ended, the control circuit calculates up to the maximum flow rate using the flow rate q as a variable (step 36).

前記制御回路は、N台運転およびN−1台運転時の運転周波数を式(3) および(3) ′を基にして計算する(ステップ37、37′)。前記制御回路は、N台運転およびN−1台運転時のポンプ効率、軸動力を式(5) および(6) を基にして計算する(ステップ38、38′)。前記制御回路は、軸動力ΔLを式(7) に基づいて計算する(ステップ39)。前記制御回路は、前記式(7) の演算結果がΔL≧0となるか否かを調べる(ステップ40)。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔL≧0であると判断した場合、省エネルギー解列流量を検出し、その値を記憶し、ステップ34に戻る。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔL≧0でないと判断した場合、ステップ36に戻る。   The control circuit calculates the operating frequency during N-unit operation and N-1 unit operation based on the equations (3) and (3) ′ (steps 37 and 37 ′). The control circuit calculates the pump efficiency and shaft power during N-unit operation and N-1 unit operation based on the equations (5) and (6) (steps 38, 38 '). The control circuit calculates the shaft power ΔL based on equation (7) (step 39). The control circuit checks whether the calculation result of the equation (7) satisfies ΔL ≧ 0 (step 40). When the control circuit determines that ΔL ≧ 0 in the step, the control circuit detects the energy saving disconnection flow rate, stores the value, and returns to step 34. When the control circuit determines that ΔL ≧ 0 is not satisfied in the step, the control circuit returns to step 36.

省エネルギー解列流量は、押込み揚程の大きさによって、大きく変る。図4は(イ)および(ロ)はhSU=0 、hSU=0.5(p.u.) の場合で、2台並列運転の省エネルギー解列流量の計算例を示すものである。前記例の定数は、a =2.83、b=1.83、h0 =0.7(p.u.) 、C1=−1.521 、C2=2.351 、C3=0.1 でhSU=0 、hSU=0.5(p.u.) で、並列ポンプ台数N=2台の場合を示している。図4(イ)と図4(ロ)に示すように、押込み揚程によって省エネルギー解列流量が大きく変動していることが分かる。 The energy saving disconnection flow varies greatly depending on the size of the indentation head. 4A and 4B show calculation examples of the energy saving parallel flow rate when two units are operated in parallel when hSU = 0 and hSU = 0.5 (pu). Constant of the example, a = 2.83, b = 1.83 , in h0 = 0.7 (pu), C 1 = -1.521, C 2 = 2.351, hSU = 0 in C 3 = 0.1, hSU = 0.5 (pu), parallel The case where the number of pumps N = 2 is shown. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), it can be seen that the energy-saving flow rate varies greatly depending on the pushing head.

以上では、推定末端圧力一定制御における省エネルギー解列流量の演算方法を説明したが、吐出圧力一定制御の場合にも同ように適用できる。吐出圧力一定制御の目標曲線は、式(2)の
(1 −h0 )/N2)≡0 と置いて、式(8)で表される。
hL N0=h00 ---- (8)
ここに、
hL N0=吐出圧力一定制御の目標揚程(p.u.)
=吐出圧力一定制御の目標揚程HLN0(m)/ポンプの定格揚程HPN (m)
h00 =吐出圧力一定制御の設定揚程(p.u.)≧h0
h0=吐出圧力一定制御の最小設定揚程H0(m) /ポンプの定格揚程HPN (m)
H0≧実揚程HA(m)+ 管端揚程HE(m)
したがって、吐出圧力一定制御における任意の流量に対する電動機の周波数は、式(9)で求めることができる。
fN0=((γ0 q2 −hSU+h00)/a )1/2 ---- (9)
ここに、
γ0 =b /N2
In the above, the calculation method of the energy saving parallel flow rate in the constant estimated terminal pressure control has been described. The target curve for the constant discharge pressure control is expressed by equation (8) with (1−h0) / N 2 ) ≡0 in equation (2).
hL N0 = h00 ---- (8)
here,
hL N0 = Target head (pu) for constant discharge pressure control
= Target head HLN0 (m) for constant discharge pressure control / Rated pump head HPN (m)
h00 = Setting head for constant discharge pressure control (pu) ≥ h0
h0 = Minimum setting head H0 (m) for constant discharge pressure control / Rated pump head HPN (m)
H0 ≥ Actual lift HA (m) + Pipe end lift HE (m)
Therefore, the frequency of the electric motor with respect to an arbitrary flow rate in the discharge pressure constant control can be obtained by Expression (9).
fN0 = ((γ0 q 2 -hSU + h00) / a) 1/2 ---- (9)
here,
γ0 = b / N 2

よって、ポンプのp.u.効率の変数(q/ fN0)が計算できるので、ポンプp.u.効率が同ように計算できる。
したがって、ポンプがN台並列運転中とN−1台運転中における任意の流量における軸動力の合計L N(p.u.) は、式(10)、式(11)で計算できる。
L N =((q/ N )×(h00−hSU))×(1 /ηN )×N ----(10)
L N-1 =((q/ (N −1 ))×(h00−hSU))×(1 /ηN-1 )×(N −1) ---- (11)
よって、軸動力差ΔL =L N −L N-1 を、流量を変数として計算することにより、ΔL =0 となる流量、つまり、省エネルギー解列流量を推定末端圧力一定制御の場合と同ようの方法にて計算できる。この場合の制御フローは、図3に準じたものとなる。
Therefore, since the pump pu efficiency variable (q / fN0) can be calculated, the pump pu efficiency can be calculated in the same way.
Therefore, the total LN (pu) of the shaft power at an arbitrary flow rate during the operation of N pumps in parallel and N-1 pumps can be calculated by Expressions (10) and (11).
L N = ((q / N) × (h00−hSU)) × (1 / η N ) × N ---- (10)
L N-1 = ((q / (N−1)) × (h00−hSU)) × (1 / η N−1 ) × (N−1) ---- (11)
Therefore, by calculating the shaft power difference ΔL = L N -L N-1 using the flow rate as a variable, the flow rate at which ΔL = 0, that is, the energy saving parallel flow rate is the same as in the case of the estimated terminal pressure constant control. It can be calculated by the method. The control flow in this case conforms to FIG.

吐出圧力一定制御においては、設定揚程h00の値よっても省エネルギー解列流量が大きく変動する。図5(イ)および(ロ)はhSU=1.0 、hSU =0.8(p.u.)の場合で、吐出圧力一定制御における省エネルギー解列流量の計算例を示している。   In the constant discharge pressure control, the energy saving disconnection flow varies greatly depending on the value of the set head h00. FIGS. 5 (a) and 5 (b) show calculation examples of the energy saving parallel flow rate in the case of hSU = 1.0 and hSU = 0.8 (p.u.) in the constant discharge pressure control.

次に、以上に述べた本発明の第1の方法を簡単化した、第2の方法を説明する。前述の本発明の方法では、シーケンスSEQ31 〜7 から並列投入完了、または、解列完了信号を受信する毎に、省エネルギー解列流量演算器41〜2の省エネルギー解列流量演算を起動し、省エネルギー解列流量データを更新するように構成されている。このためには、設定値と押込み揚程検出値によって、省エネルギー解列流量を求める収束計算を演算処理起動毎に実行する必要がある。   Next, a second method obtained by simplifying the first method of the present invention described above will be described. In the method of the present invention described above, each time the parallel charging completion or the sequence completion signal is received from the sequences SEQ31 to SEQ7, the energy saving sequence flow rate calculation of the energy saving sequence flow rate calculators 41 to 2 is activated to save the energy saving solution. It is configured to update the column flow data. For this purpose, it is necessary to execute a convergence calculation for obtaining the energy-saving disconnection flow rate every time the arithmetic processing is started, based on the set value and the indentation head detection value.

このために、制御用マイクロコンピュータの演算負荷が増大する欠点がある。この欠点を解決するための第2の方法を説明する。図6は推定末端圧力一定制御の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。図7は吐出圧力一定制御で、h00=0.8 (p.u.)の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。最初に、この簡単化の方法を検討するために、ポンプ並列台数Nをパラメータとして、省エネルギー解列流量と押込み揚程の関係が図6および図7に示されている。何れも、省エネルギー解列流量は、押込み揚程に対して、ほぼ、直線の関係となっていることが明らかとなった。   For this reason, there is a drawback that the calculation load of the control microcomputer increases. A second method for solving this drawback will be described. FIG. 6 shows an example of calculating a linear regression equation of the energy saving parallel flow rate in the case of the estimated terminal pressure constant control. FIG. 7 shows an example of calculating a linear regression equation of the energy saving parallel flow rate when h00 = 0.8 (p.u.) in the discharge pressure constant control. First, in order to examine this simplification method, the relationship between the energy saving parallel flow rate and the pushing head is shown in FIGS. 6 and 7 with the number N of pumps in parallel as a parameter. In any case, it was found that the energy saving parallel flow rate has a substantially linear relationship with the indentation head.

よって、省エネルギー解列流量の推定式を式(12)の形で計算した。
qSTP N=AN・hSU +BN ---- (12)
ここに、
qSTP N=ポンプN台並列運転の場合の省エネルギー解列流量(p.u.)
AN=ポンプN台並列に対する比例係数
BNN=ポンプN台並列に対する定数
hSU =押込み揚程(p.u.)
この結果、図8、図9が得られた。図8(イ)および(ロ)は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。図9(イ)および(ロ)は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。
Therefore, the estimation formula of the energy saving parallel flow rate was calculated in the form of equation (12).
qSTP N = AN · hSU + BN ---- (12)
here,
q STP N = Energy saving parallel flow rate (pu) for N pumps in parallel operation
AN = proportional coefficient for N pumps parallel BNN = constant for N pumps parallel
hSU = push head (pu)
As a result, FIGS. 8 and 9 were obtained. FIGS. 8A and 8B show examples in which the coefficients and constants of the linear regression equation are calculated. FIGS. 9A and 9B show examples in which the coefficients and constants of the linear regression equation are calculated.

図8が、推定末端圧力一定制御における図6の特性を推定する直線の方程式、式(12)の係数ANと定数BNである。同ように、図9が吐出圧力一定制御における図7の特性を推定する式(12)の係数ANと定数BNである。式(12)の演算精度を幾つかのモデルで検証した。たとえば、推定末端圧力一定制御において、N=2 台、hSU =0.3(p.u.) の場合、精密計算値に比べ、6 %少ない結果となった。同ようの条件で、吐出圧力一定制御の場合、4.2 %少ない結果となった。然し、実用上からは、この程度の誤差は容認されると考えられる。   FIG. 8 shows a linear equation for estimating the characteristics of FIG. 6 in the estimated terminal pressure constant control, the coefficient AN and the constant BN of the equation (12). Similarly, FIG. 9 shows the coefficient AN and the constant BN of equation (12) for estimating the characteristics of FIG. 7 in the discharge pressure constant control. The calculation accuracy of Equation (12) was verified with several models. For example, in the estimated terminal pressure constant control, when N = 2 units and hSU = 0.3 (p.u.), the result was 6% less than the precise calculation value. Under the same conditions, the result was 4.2% less in the case of constant discharge pressure control. However, this level of error is considered acceptable in practice.

したがって、図11に示すように、省エネルギー解列流量演算をオフラインで計算し、求めた結果から、押込み揚程を変数する省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算し、式(12)の係数AN、BNを計算することができる。この結果を利用すれば、ポンプ並列台数Nとで押込み揚程hSU のみ与えるだけで、省エネルギー解列流量を前述の方法より簡単に演算することが可能になる。   Therefore, as shown in FIG. 11, the energy saving parallel flow rate calculation is calculated off-line, and from the obtained result, the linear regression equation of the energy saving parallel flow rate that varies the indentation head is calculated, and the coefficient AN of the equation (12), BN can be calculated. By using this result, it is possible to calculate the energy-saving disconnection flow rate more easily than the above-described method by only giving the pushing head hSU with the number N of pumps in parallel.

図10は異なる方法により、省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。この方法を採用し推定末端圧力一定制御を行う場合の省エネルギー解列制御を図10にて説明する。図1における省エネルギー解列流量演算処理41は、図10において、符号41A に置き換えられる。ただし、並列投入完了信号MUL およびIND信号は使用しない。   FIG. 10 is a block diagram illustrating the energy saving disconnection control by a different method. The energy saving disconnection control when this method is employed and the constant estimated terminal pressure control is performed will be described with reference to FIG. 1 is replaced by reference numeral 41A in FIG. However, the parallel input completion signals MUL and IND signals are not used.

省エネルギー解列流量演算処理起動回路41A 〜1は、ポンプ台数から、省エネルギー解列流量の直線回帰式の係数ANと定数BNの演算を行うものである。たとえば、図8のように計算する。この結果は、省エネルギー解列流量演算回路41A 〜2に送られ、ポンプ並列台数N とその時の押込み揚程hSUを読み込んで式(12)にて省エネルギー解列流量qSTP N を計算する。この値は、定数器ENEQ41A 〜4に書き込まれ、その出力は、解列流量設定qMINSとして推定流量信号q
*と比較される。
The energy saving parallel flow rate calculation processing start circuits 41A to 41 calculate the coefficient AN and the constant BN of the linear regression equation of the energy saving parallel flow rate from the number of pumps. For example, the calculation is performed as shown in FIG. This result is sent to the energy saving parallel flow rate calculation circuits 41A to 41A-2, and the energy saving parallel flow rate qSTP N is calculated by the equation (12) by reading the pump parallel number N and the pushing head hSU at that time. This value is written in the constant units ENEQ41A to 4, and the output is the estimated flow rate signal q as the parallel flow rate setting qMINS.
Compared with *.

コンパレータ41A 〜5は、q*≦qMINSの場合、その出力が“1”になる。遅延タイマ素子41A 〜6は 設定時間が経過すれば、その出力STP が“1”になる。STP は、シーケンスSEQ 31〜7に与えられ、並列運転中のポンプ1台を解列、停止せしめる。このようにして、ポンプ並列台数に一致した省エネルギー解列流量が自動的に設定され、省エネルギー解列制御が遂行される。この第2の方式は、前述の第1の方式よりも、省エネルギー解列停止制御のマイクロコンピュータの処理負荷が軽減される長所がある。   The comparators 41A to 5 output "1" when q * ≤qMINS. When the set time elapses, the output STP of the delay timer elements 41A to 41 becomes “1”. STP is given in the sequence SEQ 31 to 7, and one pump in parallel operation is disconnected and stopped. In this way, an energy saving parallel flow rate that matches the number of pumps in parallel is automatically set, and energy saving parallel control is performed. The second method has an advantage that the processing load of the microcomputer for energy saving disconnection stop control is reduced as compared with the first method.

図11のフローチャートについて説明する。図示されていない制御回路は、省エネルギー解列流量演算器に設定値h0、a、b、NMAX 、 1 、C2 、C3 を読み込む(ステップ1111)。前記制御回路は、NMAX からN=2までの省エネルギー解列流量を計算する(ステップ1112)。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が終了したか否かを調べる(ステップ1113)。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が完了したと判断した場合、押込み揚程を変数として省エネルギー解列流量回帰直線式の計算を行う(ステップ1119)。次に、前記制御回路は、係数AN 、BN の計算を行う(ステップ1120)。 The flowchart of FIG. 11 will be described. A control circuit (not shown) reads the set values h0, a, b, N MAX, C 1 , C 2 , and C 3 into the energy saving parallel flow rate calculator (step 1111). The control circuit calculates an energy saving parallel flow rate from N MAX to N = 2 (step 1112). The control circuit checks whether or not the calculation of the energy saving parallel flow rate is completed (step 1113). When the control circuit determines that the calculation of the energy saving parallel flow rate has been completed, the control circuit calculates the energy saving parallel flow rate regression linear equation using the indentation head as a variable (step 1119). Next, the control circuit calculates the coefficients A N and B N (step 1120).

前記制御回路は、省エネルギー解列流量計算式、係数AN 、BN のデータを獲得完了したか否か調べる(ステップ1121)。前記制御回路は、前記ステップにおいて、処理が完了の場合、終了し、処理が完了していない場合、ステップ1119に戻る。 The control circuit checks whether or not the data of the energy saving parallel flow rate calculation formula and the coefficients A N and B N have been acquired (step 1121). The control circuit ends if the process is completed in the step, and returns to step 1119 if the process is not completed.

ステップ1113において、前記制御回路は、処理が終了していないと判断した場合、流量qを変数として、最大流量まで計算する(ステップ1114)。前記制御回路は、N台運転およびN−1台の軸動力を計算する(ステップ1115)。前記制御回路は、演算結果がΔL≧0となるか否かを調べる(ステップ1116)。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔL≧0であると判断した場合、省エネルギー解列流量を検出し、その値を記憶し、ステップ1112に戻る。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔL≧0でないと判断した場合、ステップ1114に戻る。   If the control circuit determines in step 1113 that the process has not been completed, the control circuit calculates up to the maximum flow rate using the flow rate q as a variable (step 1114). The control circuit calculates N units and N-1 shaft powers (step 1115). The control circuit checks whether the calculation result satisfies ΔL ≧ 0 (step 1116). When the control circuit determines that ΔL ≧ 0 in the step, the control circuit detects the energy-saving disconnection flow rate, stores the value, and returns to step 1112. When the control circuit determines that ΔL ≧ 0 is not satisfied in the step, the control circuit returns to step 1114.

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記本実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本実施例におけるブロックの内部は、周知または公知の回路等から構成される。   The embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various designs can be made without departing from the matters described in the claims. It is possible to make changes. The inside of the block in the present embodiment is composed of known or publicly known circuits.

Claims (3)

可変電圧・可変周波数電源にて制御される電動機で駆動する可変速ポンプが2台以上、N台で並列に運転され、その圧力を吐出圧力一定制御または推定末端圧力一定制御方式によって制御されており、N台並列運転状態から給水負荷が減少し、N台のポンプから1台を解列し、N−1台運転に切り換える場合の直送給水方法において、
N台運転中のポンプ軸動力の合計よりも、N−1台運転中の軸動力の合計が小さくなる流量を、ポンプの揚程−流量二次近似式、吐出圧力一定制御、あるいは、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの流量−効率の二次近似式と給水システムの実際の押込み揚程から、並列投入完了信号または解列完了信号毎に、N台ポンプの解列すべての場合について、省エネルギー解列流量として演算・記憶せしめ、
前記演算・記憶したデータを実際の並列運転台数によって読み出し、省エネルギー解列流量値として設定し、
ポンプ給水負荷が前記省エネルギー解列流量値の設定値に等しくなる流量でポンプの解列停止を行うように構成することにより、
解列制御時の軸動力を最小にすることを特徴とする並列ポンプの解列制御方法。
Two or more variable speed pumps driven by an electric motor controlled by a variable voltage / variable frequency power supply are operated in parallel by N units, and the pressure is controlled by a constant discharge pressure control or an estimated terminal pressure constant control method. In the direct feed water supply method when the water supply load decreases from the N unit parallel operation state, one unit is disconnected from the N pumps, and the operation is switched to the N-1 unit operation.
The flow rate at which the total shaft power during N-1 unit operation becomes smaller than the total pump shaft power during N unit operation is a pump head-flow rate quadratic approximate expression, discharge pressure constant control, or estimated terminal pressure. Energy saving in all cases of disengagement of N pumps for each parallel input completion signal or disengagement completion signal from the target curve of constant control, the quadratic approximation formula of the flow rate-efficiency of the pump and the actual pushing head of the water supply system Calculate and store as disconnected flow rate,
Read the calculated and stored data by the actual number of parallel operation, set as the energy-saving parallel flow rate value,
By configuring the pump water supply load to stop the disconnection of the pump at a flow rate equal to the set value of the energy saving disconnection flow rate value,
A parallel pump disconnection control method characterized by minimizing shaft power during disconnection control.
請求項1において、省エネルギー解列流量は、演算と省エネルギー解列流量と押込み揚程の関係を表す直線回帰式とを予め計算した結果を、
一次方程式 STPN=AN×hSU +BN
で表し、前記一次方程式をポンプの解列制御装置に搭載することにより、押込み揚程と並列ポンプの台数のみによって、前記一次方程式により省エネ解列流量を演算することを特徴とする並列ポンプの解列制御方法。
ここに、STPN:省エネ解列流量、AN:解列演算推定式の係数、
hSU :押込み揚程、 BN:解列演算推定式の定数である。
In claim 1, the energy saving parallel flow rate is the result of calculating in advance a linear regression equation representing the relationship between the calculation, the energy saving parallel flow rate and the indentation head,
Linear equation STPN = AN × hSU + BN
The parallel pump disconnection is characterized in that the energy saving disconnection flow rate is calculated by the primary equation only by the pushing head and the number of parallel pumps by mounting the linear equation in the pump disconnection control device. Control method.
Where STPN: energy saving parallel flow rate, AN: coefficient of the parallel calculation estimation formula,
hSU: Indentation head, BN: Constant of estimation formula for disassembly calculation.
2個以上が並列に設けられているポンプと、前記ポンプから給水する際の圧力を検出する圧力検出器と、推定末端圧力一定制御回路と、前記ポンプを駆動するモータおよびモータ制御回路とから少なくとも構成されている並列ポンプの解列制御システムにおいて、
前記ポンプからの押込揚程hsuを検出する押込揚程検出手段と、
前記ポンプ自身によって決まる比例定数Aが記憶されているテーブルAと、
ポンプの並列台数に基づく推定係数Bが記憶されているテーブルBと、
前記押込揚程に基づくポンプ台数における省エネルギー解列流量が記憶されているテーブルCと、
前記テーブルAおよびB基づいて、省エネルギー解列流量STPN=AN×hSU +BNを前記テーブルCから読み出す省エネルギー解列制御回路と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする並列ポンプの解列制御システム。
At least from two or more pumps provided in parallel, a pressure detector that detects pressure when water is supplied from the pump, an estimated terminal pressure constant control circuit, a motor that drives the pump, and a motor control circuit In the parallel pump disconnection control system configured,
An indentation head detecting means for detecting an indentation head hsu from the pump;
A table A in which a proportionality constant A determined by the pump itself is stored;
Table B in which an estimation coefficient B based on the number of parallel pumps is stored;
Table C in which energy-saving disconnection flow rates in the number of pumps based on the indentation head are stored;
An energy saving disconnection control circuit for reading out energy saving disconnection flow rate STPN = AN × hSU + BN from the table C based on the tables A and B;
A parallel pump disconnection control system comprising:
JP2009061492A 2009-03-13 2009-03-13 Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump Pending JP2010216288A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009061492A JP2010216288A (en) 2009-03-13 2009-03-13 Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009061492A JP2010216288A (en) 2009-03-13 2009-03-13 Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010216288A true JP2010216288A (en) 2010-09-30

Family

ID=42975389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009061492A Pending JP2010216288A (en) 2009-03-13 2009-03-13 Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010216288A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015031176A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社川本製作所 Liquid supply device
CN104884809A (en) * 2012-12-17 2015-09-02 Itt制造企业有限责任公司 Optimized technique for staging and de-staging pumps in a multiple pump system
CN107532599A (en) * 2015-02-25 2018-01-02 株式会社东芝 Running efficiency inference system, running efficiency estimating method, running efficiency apparatus for predicting and non-volatile memory medium
CN109322818A (en) * 2018-12-12 2019-02-12 北京慧鎏科技有限公司 A kind of water pump group control method and device
CN111190443A (en) * 2020-01-02 2020-05-22 温州大学 Control method of parallel variable-frequency constant-voltage control system based on Newton iteration
CN111190442A (en) * 2020-01-02 2020-05-22 温州大学 Newton iteration-based parallel variable-frequency constant-voltage control system operation interval discrimination method
KR20200099266A (en) * 2019-02-14 2020-08-24 주식회사 어니언소프트웨어 Pressure Variable Pumps System
CN113818516A (en) * 2021-10-13 2021-12-21 广州凯士比流体技术有限公司 High-rise secondary water supply energy-saving control system
CN114087169A (en) * 2021-12-03 2022-02-25 国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司 Control method, device and medium for series and parallel oil delivery pump set

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104884809A (en) * 2012-12-17 2015-09-02 Itt制造企业有限责任公司 Optimized technique for staging and de-staging pumps in a multiple pump system
US10082804B2 (en) 2012-12-17 2018-09-25 Itt Manufacturing Enterprises Llc Optimized technique for staging and de-staging pumps in a multiple pump system
JP2015031176A (en) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社川本製作所 Liquid supply device
CN107532599A (en) * 2015-02-25 2018-01-02 株式会社东芝 Running efficiency inference system, running efficiency estimating method, running efficiency apparatus for predicting and non-volatile memory medium
CN107532599B (en) * 2015-02-25 2019-07-02 株式会社东芝 Running efficiency inference system, running efficiency estimating method, running efficiency apparatus for predicting and non-volatile memory medium
CN109322818A (en) * 2018-12-12 2019-02-12 北京慧鎏科技有限公司 A kind of water pump group control method and device
KR20200099266A (en) * 2019-02-14 2020-08-24 주식회사 어니언소프트웨어 Pressure Variable Pumps System
KR102160246B1 (en) 2019-02-14 2020-09-25 주식회사 어니언소프트웨어 Pressure Variable Pumps System
CN111190443A (en) * 2020-01-02 2020-05-22 温州大学 Control method of parallel variable-frequency constant-voltage control system based on Newton iteration
CN111190442A (en) * 2020-01-02 2020-05-22 温州大学 Newton iteration-based parallel variable-frequency constant-voltage control system operation interval discrimination method
CN113818516A (en) * 2021-10-13 2021-12-21 广州凯士比流体技术有限公司 High-rise secondary water supply energy-saving control system
CN114087169A (en) * 2021-12-03 2022-02-25 国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司 Control method, device and medium for series and parallel oil delivery pump set

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010216288A (en) Parallel-off control method for parallel pump and parallel-off control system for parallel pump
JP5747622B2 (en) Water supply pump controller
US10571878B2 (en) Method and system for controlling a multi-pump system
CN102678504A (en) Pump system and method for operating the same
JP2010233304A (en) Inverter control device for driving dc motor
JP2009204255A (en) Water supply device for steam generator
US10465677B2 (en) Control method for compressor system
EP2624436B1 (en) Method for controlling inverter and system
US10738784B2 (en) Power-loss ridethrough system and method
KR100908385B1 (en) Inverter booster pump and cavitation detection method of inverter booster pump system
JP2008014230A (en) Method and system for flow rate estimation of parallel pump provided in water supply system
JP2004124814A (en) Flow rate estimation method for pump and its apparatus
JP4662120B2 (en) Pump parallel operation control device and control method
RU2623586C1 (en) Methods of controlling pressure booster systems with electrically driven pumps regulated by frequency converters
JPH10299664A (en) Operation controlling device for pump
EP3940237B1 (en) Multi-pump control system
JP2005261052A (en) Power converter
KR101993758B1 (en) Inverter for pumps applying pressure sensorless algorithm
JP2010084697A (en) Pump cavitation-free control device and pump cavitation-free control method
US10033320B2 (en) Method for controlling the motor of a synchronous reluctance motor for a pump and pump comprising a synchronous reluctance motor
JP2010276006A (en) Pump number control by pump shaft power
KR101605111B1 (en) Apparatus and method of driving booster pump for saving power
JP2015121218A (en) Control process to save electrical energy consumption of pump equipment
JP3167004B2 (en) Terminal pressure constant control device for water supply system
JP5330089B2 (en) Fuel cell power generation system and control method thereof