JP2549088B2 - ポンプの運転制御装置 - Google Patents
ポンプの運転制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は複数のポンプの運転制御装置に係り、特に管
路の抵抗曲線を予測して、近似末端圧力一定制御に好適
な同運転制御装置に関するものである。
路の抵抗曲線を予測して、近似末端圧力一定制御に好適
な同運転制御装置に関するものである。
従来からポンプの運転速度を変えて給水を行う方式と
して、ポンプの吐出し側の圧力を一定に保つ吐出し圧力
一定制御方式、給水管路の抵抗曲線に沿つて圧力制御を
行う末端圧力一定制御方式が提供されている。このとき
より省エネルギー効果を発揮するためには前記した方式
のうち末端圧力一定制御方式が採用される。これの例を
第6図,第7図により説明する。第6図は複数のポンプ
を例にしたシステムの系統図を示し、1は受水槽、21,2
2は吸込管、31,32,34,33は仕切弁、41,42はポンプ、51,
52は逆止め弁、61,62は前記ポンプ41,42を駆動するモー
ター、7は給水管、8は圧力タンク、9は給水管7内の
圧力に応動して信号を発する圧力センサー、10は同様に
給水管7を流れる流量に比例して信号を発する流量セン
サー、又、AUは関数演算器、CPは比較器、CTLは制御装
置である。第7図は第6図に示すポンプ装置の運転特性
図、縦軸に圧力H、横軸に水量Qを取つて示す。曲線D
はポンプ1台を運転速度Nmaxで運転した時のポンプのQ
−H性能、同様に曲線E.G.Iはそれぞれポンプの運転速
度がN1,N2及び最低速度Nminの時のポンプのQ−H性能
を示す。又、曲線Aは定速運転(Nc)するポンプと最高
速度Nmaxで運転するポンプとの並列運転時のQ−H合成
性能、同様に曲線B,C,Jは定速運転(Nc)するポンプと
運転速度がそれぞれN1,N2,及び最低速度Nmin′のポンプ
との並列運転時のQ−H合成性能を示す。ここでNcは定
速運転を行うことを意味する。さらに、曲線Fは弁類及
び給水管路の抵抗曲線、Haは実揚程、Hpは水栓の所要末
端圧力、Htは全揚程である。尚、この全揚程Htは水量Q
イの点に於ける諸損失Hfに実揚程Ha、所要末端圧力Hpを
加えた揚程である。又、抵抗曲線は水量0の時0で水量
Qイの時Hfであり、流量の変化に伴なつて抵抗も変化す
ることを意味している。ある末端の水栓の圧力を一定に
制御するにはたとえば、使用水量がQイ→Qロ→Qハ→
………→Qヘと変化した時ポンプの吐出し側の圧力を抵
抗曲線F上に沿つてイ→ロ→ハ………→ヘと運転特性曲
線が変化するようにポンプの運転速度及び台数の制御を
行えばよい。今、使用水量がQヘでポンプ41が運転速度
N2で運転しているものとする。この状態で使用水量がQ
ホへ増加すると流量センサー10は給水管7を流れる流量
を検出し、これに応じた信号を関数演算器AUに発する。
この関数演算器AUでは管路の抵抗曲線上の目標圧力Hoを
Ho=f(Q)の関係で求め、次の比較器CPに目標圧力Ho
の信号を発する。一般的にはこの関係は抵抗曲線上の圧
力をHoとするとHo=f(Q)である。つまり、流量Qホ
が与えられると目標圧力点ホが与えられるわけである。
一方、圧力センサー9は給水管7内の圧力Hを検出し、
これに応じた信号を比較器CPに発する。この比較器Cpで
は両者の偏差Ho−Hを増幅してその信号を制御装置に送
り、ここではこれに基いて速度指令信号をモーター61に
発する。この結果、ポンプの運転速度はN1に達し、給水
圧力は目標値のホ点に達する。さらに使用水量が増大
し、1台のポンプではまかなえなくなると、休止中のポ
ンプ42が運転し2台並列運転となる。使用水量が減少す
ると前述と同様に運転速度を減じる。以上のように使用
水量の変動に伴い、ポンプの運転速度を適正に変え、あ
るいは台数の増減を行い給水圧力を管路の抵抗曲線F上
に沿つて圧力制御を行なうものである。
して、ポンプの吐出し側の圧力を一定に保つ吐出し圧力
一定制御方式、給水管路の抵抗曲線に沿つて圧力制御を
行う末端圧力一定制御方式が提供されている。このとき
より省エネルギー効果を発揮するためには前記した方式
のうち末端圧力一定制御方式が採用される。これの例を
第6図,第7図により説明する。第6図は複数のポンプ
を例にしたシステムの系統図を示し、1は受水槽、21,2
2は吸込管、31,32,34,33は仕切弁、41,42はポンプ、51,
52は逆止め弁、61,62は前記ポンプ41,42を駆動するモー
ター、7は給水管、8は圧力タンク、9は給水管7内の
圧力に応動して信号を発する圧力センサー、10は同様に
給水管7を流れる流量に比例して信号を発する流量セン
サー、又、AUは関数演算器、CPは比較器、CTLは制御装
置である。第7図は第6図に示すポンプ装置の運転特性
図、縦軸に圧力H、横軸に水量Qを取つて示す。曲線D
はポンプ1台を運転速度Nmaxで運転した時のポンプのQ
−H性能、同様に曲線E.G.Iはそれぞれポンプの運転速
度がN1,N2及び最低速度Nminの時のポンプのQ−H性能
を示す。又、曲線Aは定速運転(Nc)するポンプと最高
速度Nmaxで運転するポンプとの並列運転時のQ−H合成
性能、同様に曲線B,C,Jは定速運転(Nc)するポンプと
運転速度がそれぞれN1,N2,及び最低速度Nmin′のポンプ
との並列運転時のQ−H合成性能を示す。ここでNcは定
速運転を行うことを意味する。さらに、曲線Fは弁類及
び給水管路の抵抗曲線、Haは実揚程、Hpは水栓の所要末
端圧力、Htは全揚程である。尚、この全揚程Htは水量Q
イの点に於ける諸損失Hfに実揚程Ha、所要末端圧力Hpを
加えた揚程である。又、抵抗曲線は水量0の時0で水量
Qイの時Hfであり、流量の変化に伴なつて抵抗も変化す
ることを意味している。ある末端の水栓の圧力を一定に
制御するにはたとえば、使用水量がQイ→Qロ→Qハ→
………→Qヘと変化した時ポンプの吐出し側の圧力を抵
抗曲線F上に沿つてイ→ロ→ハ………→ヘと運転特性曲
線が変化するようにポンプの運転速度及び台数の制御を
行えばよい。今、使用水量がQヘでポンプ41が運転速度
N2で運転しているものとする。この状態で使用水量がQ
ホへ増加すると流量センサー10は給水管7を流れる流量
を検出し、これに応じた信号を関数演算器AUに発する。
この関数演算器AUでは管路の抵抗曲線上の目標圧力Hoを
Ho=f(Q)の関係で求め、次の比較器CPに目標圧力Ho
の信号を発する。一般的にはこの関係は抵抗曲線上の圧
力をHoとするとHo=f(Q)である。つまり、流量Qホ
が与えられると目標圧力点ホが与えられるわけである。
一方、圧力センサー9は給水管7内の圧力Hを検出し、
これに応じた信号を比較器CPに発する。この比較器Cpで
は両者の偏差Ho−Hを増幅してその信号を制御装置に送
り、ここではこれに基いて速度指令信号をモーター61に
発する。この結果、ポンプの運転速度はN1に達し、給水
圧力は目標値のホ点に達する。さらに使用水量が増大
し、1台のポンプではまかなえなくなると、休止中のポ
ンプ42が運転し2台並列運転となる。使用水量が減少す
ると前述と同様に運転速度を減じる。以上のように使用
水量の変動に伴い、ポンプの運転速度を適正に変え、あ
るいは台数の増減を行い給水圧力を管路の抵抗曲線F上
に沿つて圧力制御を行なうものである。
また圧力センサーあるいは流量センサーのいずれか一
方だけを使用して末端圧力一定制御を行なう従来技術と
して特開昭59−54797号公報に記載されたものがある。
しかしこの従来技術は、末端での給水圧力を一定に保っ
て行く末端圧力一定制御に必要な各定数(初期回転速度
データ、変速幅データ、最小/最大運転速度データ、各
ステップ状の目標圧力データ、各種運転開閉器の開閉指
令データ等)を、記憶内容の変更が不可能なROMに格納
するようにしており、したがって一度各定数を設定した
らその後変更が困難である。設定変更するためにはROM
を交換する必要があり、困難な作業を伴う問題があっ
た。
方だけを使用して末端圧力一定制御を行なう従来技術と
して特開昭59−54797号公報に記載されたものがある。
しかしこの従来技術は、末端での給水圧力を一定に保っ
て行く末端圧力一定制御に必要な各定数(初期回転速度
データ、変速幅データ、最小/最大運転速度データ、各
ステップ状の目標圧力データ、各種運転開閉器の開閉指
令データ等)を、記憶内容の変更が不可能なROMに格納
するようにしており、したがって一度各定数を設定した
らその後変更が困難である。設定変更するためにはROM
を交換する必要があり、困難な作業を伴う問題があっ
た。
本発明の目的は、末端圧力一定制御に必要な各定数
を、困難な作業を伴うことなく、予め設定した基準値に
基づいて自動設定でき、この基準値を設定変更すること
により他の定数も自動的に変更できるポンプの運転制御
装置を提供することにある。
を、困難な作業を伴うことなく、予め設定した基準値に
基づいて自動設定でき、この基準値を設定変更すること
により他の定数も自動的に変更できるポンプの運転制御
装置を提供することにある。
本発明は、運転速度基準値と吐出目標圧力基準値を設
定手段より設定し、抵抗曲線を予測してポンプの近似末
端圧力一定制御を行なう際に、抵抗曲線を予測して制御
を行なうための他のデータを、設定されたこれら基準値
に基づいて自動的に設定するようにしたものである。
定手段より設定し、抵抗曲線を予測してポンプの近似末
端圧力一定制御を行なう際に、抵抗曲線を予測して制御
を行なうための他のデータを、設定されたこれら基準値
に基づいて自動的に設定するようにしたものである。
以下、本発明の一つの実施例を第1図〜第5図により
説明する。本実施例では従来装置で必ず必要であつた流
量センサー及び関数演算器を省略することができる。第
1図は本実施例の制御装置であり、Pwは電源、Mcbは配
線用しや断器、Mc0〜Mc4はそれぞれ電磁開閉器、INVは
可変周波インバータ装置(インバータと略す。又、本実
施例では可変速駆動手段にインバータを使用しているが
これに制限されるものではない。)μは演算処理装置CP
U(以下CPUと略す。),メモリM,入出力ポートPio1〜Pi
o5,電源端子Eなどから成るマイクロコンピユータ(以
下マイコンと略す。)である。さらに、F1は圧力センサ
ー9の信号をマイコンμの入出力ポートPio1から読込む
ためのインターフエース、DS1は基準となる使用水量が
0の時給水系が所望する実揚程Haと所要端末圧力Hpとの
和Hiを、吐出目標圧力基準値として設定する、たとえば
8bitのデイツプスイツチでこの設定値を入出力ポートPi
o3より読込む。同じく、DS2は基準になる運転速度たと
えば最低速度Nminを、運転速度基準値として設定するデ
ィップスイッチで、この設定値を入出力ポートPio2より
読込む。F2は速度指令信号を入出力ポートPio4より前記
インバータINVの入力端子に出力するインターフエー
ス、RおよびSは制御電源、Swはスイツチ、F3は入出力
ポートPio5より各電磁開閉器Mc0〜Mc4を開閉する信号を
発するためのインターフエースである。(尚、モーター
の運転速度は の関係があり、本実施例の場合、インバータの入力端子
に速度指令信号を与えるとインバータはこれに応じた周
波数を出力し、上記の関係でモーターの運転速度が変化
する。第2図は本実施例の運転特性図で第7図と同じ符
号で示すものは同じ意味をもつ。第2図に於いて、H1は
追従ポンプの始動圧力、H2は追従ポンプの停止圧力、Hk
は定速運転ポンプと可変速ポンプが最低速度Nminで運転
している時の合成性能と抵抗曲線Fとの交点ニに於ける
圧力で追従ポンプ始動、停止時の目標圧力を示す。Hon
は始動圧力,Hoffは停止圧力、又、Noffは停止時速度で
ある。第3図〜第5図は本実施例の制御装置第1図の動
作手順を示すフローチヤートであり、予じめこの手順に
従うプログラムが第1図のメモリMのROM(リードオン
リーメモリ)部に記憶されているものである。
説明する。本実施例では従来装置で必ず必要であつた流
量センサー及び関数演算器を省略することができる。第
1図は本実施例の制御装置であり、Pwは電源、Mcbは配
線用しや断器、Mc0〜Mc4はそれぞれ電磁開閉器、INVは
可変周波インバータ装置(インバータと略す。又、本実
施例では可変速駆動手段にインバータを使用しているが
これに制限されるものではない。)μは演算処理装置CP
U(以下CPUと略す。),メモリM,入出力ポートPio1〜Pi
o5,電源端子Eなどから成るマイクロコンピユータ(以
下マイコンと略す。)である。さらに、F1は圧力センサ
ー9の信号をマイコンμの入出力ポートPio1から読込む
ためのインターフエース、DS1は基準となる使用水量が
0の時給水系が所望する実揚程Haと所要端末圧力Hpとの
和Hiを、吐出目標圧力基準値として設定する、たとえば
8bitのデイツプスイツチでこの設定値を入出力ポートPi
o3より読込む。同じく、DS2は基準になる運転速度たと
えば最低速度Nminを、運転速度基準値として設定するデ
ィップスイッチで、この設定値を入出力ポートPio2より
読込む。F2は速度指令信号を入出力ポートPio4より前記
インバータINVの入力端子に出力するインターフエー
ス、RおよびSは制御電源、Swはスイツチ、F3は入出力
ポートPio5より各電磁開閉器Mc0〜Mc4を開閉する信号を
発するためのインターフエースである。(尚、モーター
の運転速度は の関係があり、本実施例の場合、インバータの入力端子
に速度指令信号を与えるとインバータはこれに応じた周
波数を出力し、上記の関係でモーターの運転速度が変化
する。第2図は本実施例の運転特性図で第7図と同じ符
号で示すものは同じ意味をもつ。第2図に於いて、H1は
追従ポンプの始動圧力、H2は追従ポンプの停止圧力、Hk
は定速運転ポンプと可変速ポンプが最低速度Nminで運転
している時の合成性能と抵抗曲線Fとの交点ニに於ける
圧力で追従ポンプ始動、停止時の目標圧力を示す。Hon
は始動圧力,Hoffは停止圧力、又、Noffは停止時速度で
ある。第3図〜第5図は本実施例の制御装置第1図の動
作手順を示すフローチヤートであり、予じめこの手順に
従うプログラムが第1図のメモリMのROM(リードオン
リーメモリ)部に記憶されているものである。
次に、これらの図面によりポンプ41を先行ポンプ、ポ
ンプ42を追従ポンプと選んだ場合を詳細に説明する。第
3図に於いて1ステツプで以下のように初期値の設定を
行ない、メモリMのRAM(ランダムアクセスメモリ:一
時記憶手段)に格納する。従って、この1ステップの処
理が、初期値設定処理手段による処理ということにな
る。
ンプ42を追従ポンプと選んだ場合を詳細に説明する。第
3図に於いて1ステツプで以下のように初期値の設定を
行ない、メモリMのRAM(ランダムアクセスメモリ:一
時記憶手段)に格納する。従って、この1ステップの処
理が、初期値設定処理手段による処理ということにな
る。
そこで、この1ステップでの初期設定の一部を具体的
に説明するとたとえば第5図のようになる。即ち、予じ
め予測した抵抗曲線Fから使用水量Oに於ける給水系が
所望する目標圧力Hi(実揚程Ha+所要末端圧力Hp)をデ
イツプスイツチDS1に設定し、101ステツプでこの値をマ
イコンMの入出力ポートPio3より読込みAレジスタにロ
ードし、102ステツプでRAM1番地に格納する。次に103ス
テツプ〜104ステツプではRAM1番地に格納した圧力Hiの
データにaビツト(追従ポンプの始動圧力H1−圧力Hi)
を加えて、この内容を追従ポンプの始動圧力H1のデータ
としてRAM2番地に格納し、105ステツプ〜106ステツプで
も同様にRAM1番地の内容にbビツト(追従ポンプの始動
・停止目標圧力Hk−圧力Hi)を加え、この内容を追従ポ
ンプの始動,停止時の目標圧力HkのデータとしてRAM3番
地に格納する。以下同様にデイツプスイツチDS1で設定
したデータを基準にして、これにそれぞれCビツト(追
従ポンプの停止圧力H2−圧力Hi),dビツト(始動圧力Ho
n−圧力Hi),eビツト(停止圧力Hoff−圧力Hi)を加え
て、追従ポンプの停止圧力H2のデータとしてRAM4番地
に、始動圧力HonのデータとしてRAM5番地に、停止圧力H
offのデータとしてRAM6番地に格納する。
に説明するとたとえば第5図のようになる。即ち、予じ
め予測した抵抗曲線Fから使用水量Oに於ける給水系が
所望する目標圧力Hi(実揚程Ha+所要末端圧力Hp)をデ
イツプスイツチDS1に設定し、101ステツプでこの値をマ
イコンMの入出力ポートPio3より読込みAレジスタにロ
ードし、102ステツプでRAM1番地に格納する。次に103ス
テツプ〜104ステツプではRAM1番地に格納した圧力Hiの
データにaビツト(追従ポンプの始動圧力H1−圧力Hi)
を加えて、この内容を追従ポンプの始動圧力H1のデータ
としてRAM2番地に格納し、105ステツプ〜106ステツプで
も同様にRAM1番地の内容にbビツト(追従ポンプの始動
・停止目標圧力Hk−圧力Hi)を加え、この内容を追従ポ
ンプの始動,停止時の目標圧力HkのデータとしてRAM3番
地に格納する。以下同様にデイツプスイツチDS1で設定
したデータを基準にして、これにそれぞれCビツト(追
従ポンプの停止圧力H2−圧力Hi),dビツト(始動圧力Ho
n−圧力Hi),eビツト(停止圧力Hoff−圧力Hi)を加え
て、追従ポンプの停止圧力H2のデータとしてRAM4番地
に、始動圧力HonのデータとしてRAM5番地に、停止圧力H
offのデータとしてRAM6番地に格納する。
同様にして、最低速度Nminのデータをデイツプスイツ
チDS2にて設定し、121ステツプでこの値を入出力ポート
Pio2より読込みAレジスタにロードして122ステツプでR
AM10番地に格納する。以下同様にデイツプスイツチDS2
で設定したデータを基準にしてこれにそれぞれfビット
(追従ポンプの始動速度Nmin′−先行ポンプの最低速度
Nmin),gビツト(停止時速度Noff−最低速度Nmin),hビ
ツト(最高速度Nmax−最低速度Nmin)を加えてそれぞれ
追従ポンプ始動,停止時の最低速度Nmin′のデータとし
てRAM11番地に、停止時速度NoffのデータとしてRAM12番
地に、最高速度NmaxのデータとしてRAM13番地に格納す
る。ROMにこれらのデータを書込むと作業データの変更
が容易にできないが、このようにするとデイツプスイツ
チDS1,DS2の値を変更することによりこれらのデータの
変更が自動的に容易にできる。又、1ステツプの枠内に
示すRAM20〜RAM23迄のデータはそれぞれ電磁開閉器Mco
〜Mc4の開閉データである。
チDS2にて設定し、121ステツプでこの値を入出力ポート
Pio2より読込みAレジスタにロードして122ステツプでR
AM10番地に格納する。以下同様にデイツプスイツチDS2
で設定したデータを基準にしてこれにそれぞれfビット
(追従ポンプの始動速度Nmin′−先行ポンプの最低速度
Nmin),gビツト(停止時速度Noff−最低速度Nmin),hビ
ツト(最高速度Nmax−最低速度Nmin)を加えてそれぞれ
追従ポンプ始動,停止時の最低速度Nmin′のデータとし
てRAM11番地に、停止時速度NoffのデータとしてRAM12番
地に、最高速度NmaxのデータとしてRAM13番地に格納す
る。ROMにこれらのデータを書込むと作業データの変更
が容易にできないが、このようにするとデイツプスイツ
チDS1,DS2の値を変更することによりこれらのデータの
変更が自動的に容易にできる。又、1ステツプの枠内に
示すRAM20〜RAM23迄のデータはそれぞれ電磁開閉器Mco
〜Mc4の開閉データである。
さて次の2ステツプでは給水圧力Hを測定する。具体
的には圧力センサー9の検出した信号をインターフエー
スF1を介して入出力ポートPio1より読込む。そして3ス
テップで、始動圧力Hon以下にまで低下しているか否か
を調べ、その結果がH>Honであったときには2〜3ス
テップを繰返し処理する。
的には圧力センサー9の検出した信号をインターフエー
スF1を介して入出力ポートPio1より読込む。そして3ス
テップで、始動圧力Hon以下にまで低下しているか否か
を調べ、その結果がH>Honであったときには2〜3ス
テップを繰返し処理する。
しかして、結果がH≦Hon、つまり圧力Hが始動圧力H
on以下に低下している場合には4ステツプへ進み、ここ
でメモリRAM20に格納している電磁開閉器Mc0とMc2のON
のデータを出力する。つづいて、5ステツプでメモリRA
M10番地に格納している最低速度Nminのデータを出力す
る。具体的には、入出力ポートPio5よりインターフエー
スF3を介して電磁開閉器Mc0,Mc2のONのデータが出力さ
れ、これにより、同開閉器Mc0,Mc2が付勢し、同時に速
度指令信号、つまり最低速度Nminのデータがインターフ
エースF2を介してインバータINVの入力端子に出力され
る。この結果、モーター61が最低速度Nminで駆動し、ポ
ンプ41は運転を始める。6ステツプでは初期目標圧力H0
としてメモリRAM1番地に格納している圧力Hiのデータを
設定し、7ステツプで給水圧力Hを測定し、次の8ステ
ツプで両者を比較する。比較した結果、両者が等しい場
合には14ステツプへ進み、使用水量が減少した結果、給
水圧力Hが目標圧力H0より小さくなっていた場合には15
ステツプへ進む。ここで今、運転している速度を検出
し、16ステツプで最高速度Nmaxに達したか判定する。判
定した結果、最高速度Nmaxに達していなければ17ステツ
プえ増速制御を行い、18ステツプで目標圧力H0を更新す
る。これはたとえば指令した速度と抵抗曲線Fとの関係
より目標圧力H0を求めるものである。この処理を実行し
たら14ステツプへ進む。ここで指令した速度に達するの
に必要な時間△t(モーター61,62の増減速に併なう制
御遅れ時間)の待ち時間を実行して7ステップへ戻り、
ここより再度、処理を繰り返す。なお、8ステップで比
較した結果、使用水量の減少により給水圧力Hが目標圧
力H0よりも大きい場合には9ステツプへ進み、ここで、
今運転している速度を検出し、次の10ステツプで最低速
度Nminに達したか判定し、達していなければ12ステツプ
で減速制御を行い、13ステツプでたとえば指令した速度
と抵抗曲線Fとの関係より目標圧力H0を求めこれに更新
して14ステツプへ進む。10ステツプの判定結果が最低速
度Nminであれば11ステツプへ進み、ここで停止制御を行
つてポンプ41を停止させ2ステツプへジヤンプしこれ以
降の処理を続ける。又、16ステツプで判定した結果、最
高速度Nmaxに達している場合には19ステツプへ進み、こ
こでこの状態をt秒間(たとえば5秒)固定し、20ステ
ツプで給水圧力Hを測定し、21ステツプで追従ポンプ始
動圧力H1以下にまで低下しているか否かを判定する。判
定した結果、始動圧力H1以下になっていない場合は14ス
テップに戻って待ち時間Δtを実行した後、再度7ステ
ップ以降の処理を実行する。
on以下に低下している場合には4ステツプへ進み、ここ
でメモリRAM20に格納している電磁開閉器Mc0とMc2のON
のデータを出力する。つづいて、5ステツプでメモリRA
M10番地に格納している最低速度Nminのデータを出力す
る。具体的には、入出力ポートPio5よりインターフエー
スF3を介して電磁開閉器Mc0,Mc2のONのデータが出力さ
れ、これにより、同開閉器Mc0,Mc2が付勢し、同時に速
度指令信号、つまり最低速度Nminのデータがインターフ
エースF2を介してインバータINVの入力端子に出力され
る。この結果、モーター61が最低速度Nminで駆動し、ポ
ンプ41は運転を始める。6ステツプでは初期目標圧力H0
としてメモリRAM1番地に格納している圧力Hiのデータを
設定し、7ステツプで給水圧力Hを測定し、次の8ステ
ツプで両者を比較する。比較した結果、両者が等しい場
合には14ステツプへ進み、使用水量が減少した結果、給
水圧力Hが目標圧力H0より小さくなっていた場合には15
ステツプへ進む。ここで今、運転している速度を検出
し、16ステツプで最高速度Nmaxに達したか判定する。判
定した結果、最高速度Nmaxに達していなければ17ステツ
プえ増速制御を行い、18ステツプで目標圧力H0を更新す
る。これはたとえば指令した速度と抵抗曲線Fとの関係
より目標圧力H0を求めるものである。この処理を実行し
たら14ステツプへ進む。ここで指令した速度に達するの
に必要な時間△t(モーター61,62の増減速に併なう制
御遅れ時間)の待ち時間を実行して7ステップへ戻り、
ここより再度、処理を繰り返す。なお、8ステップで比
較した結果、使用水量の減少により給水圧力Hが目標圧
力H0よりも大きい場合には9ステツプへ進み、ここで、
今運転している速度を検出し、次の10ステツプで最低速
度Nminに達したか判定し、達していなければ12ステツプ
で減速制御を行い、13ステツプでたとえば指令した速度
と抵抗曲線Fとの関係より目標圧力H0を求めこれに更新
して14ステツプへ進む。10ステツプの判定結果が最低速
度Nminであれば11ステツプへ進み、ここで停止制御を行
つてポンプ41を停止させ2ステツプへジヤンプしこれ以
降の処理を続ける。又、16ステツプで判定した結果、最
高速度Nmaxに達している場合には19ステツプへ進み、こ
こでこの状態をt秒間(たとえば5秒)固定し、20ステ
ツプで給水圧力Hを測定し、21ステツプで追従ポンプ始
動圧力H1以下にまで低下しているか否かを判定する。判
定した結果、始動圧力H1以下になっていない場合は14ス
テップに戻って待ち時間Δtを実行した後、再度7ステ
ップ以降の処理を実行する。
しかして、始動圧力H1以下に低下していた場合は、次
の22ステップに進んで、電磁開閉器Mc0,Mc2,Mc4のONの
データを出力し、次の23ステツプで予じめ定めた抵抗曲
線Fと給水系が所望する最高速度Nmaxに於けるポンプの
Q−H性能曲線との交点で定まる最低運転速度Nmin′の
データを出力する。この結果、先行したポンプ41は運転
速度を最高速度Nmaxより追従ポンプの始動時速度Nmin′
に変更し、ポンプ42定速運転で追従し、2台並列運転と
なる。さらに次の24ステツプでポンプ42追従直後の目標
圧力として予じめ定めた抵抗曲線Fと給水系が所望する
最高速度Nmaxに於けるポンプのQ−H性能曲線との交点
で定まる圧力Hkに更新する。
の22ステップに進んで、電磁開閉器Mc0,Mc2,Mc4のONの
データを出力し、次の23ステツプで予じめ定めた抵抗曲
線Fと給水系が所望する最高速度Nmaxに於けるポンプの
Q−H性能曲線との交点で定まる最低運転速度Nmin′の
データを出力する。この結果、先行したポンプ41は運転
速度を最高速度Nmaxより追従ポンプの始動時速度Nmin′
に変更し、ポンプ42定速運転で追従し、2台並列運転と
なる。さらに次の24ステツプでポンプ42追従直後の目標
圧力として予じめ定めた抵抗曲線Fと給水系が所望する
最高速度Nmaxに於けるポンプのQ−H性能曲線との交点
で定まる圧力Hkに更新する。
又、25ステツプでは給水圧力Hを測定し、26ステツプ
ではこの給水圧力Hと目標圧力H0(ポンプ42の追従直後
以外は目標圧力H0は追従ポンプの運転速度に応じた目標
圧力となつている。)と比較する。以下、27〜35ステツ
プまでの処理は前述の説明と重複するので説明を省く。
ただし、28ステツプでは追従ポンプが最低速度Nmin′
(並列運転時)に達しているか判定しているがこの判定
結果、最低速度Nmin′に達している場合には36ステツプ
へ進み、ここで最低速度Nmin′の状態をt秒間(たとえ
ば5秒)固定し、次の37ステツプでは給水圧力Hを測定
し、38ステツプでは給水圧力Hが追従ポンプ停止圧力H2
以上に達したかどうかを判定し、達していなければ35ス
テツプへ進みここで指令速度に達するまでに必要な時間
△tの待ち時間を実行して25ステツプへもどり再度、こ
れ以降の処理を実行する。38ステツプで判定した結果、
停止圧力H2以上に達している場合には39ステツプで電磁
開閉器Mc0,Mc2のONのデータを出力して、ポンプ42を停
止させ、ポンプ41だけの運転とする。又、40ステツプで
はこのポンプの運転速度を最低速度Nmin′より最高速度
Nmaxに変更し、41ステツプで目標圧力を圧力Hkに変更し
て、7ステツプにもどり、以下前述の作動を繰返し実行
する。
ではこの給水圧力Hと目標圧力H0(ポンプ42の追従直後
以外は目標圧力H0は追従ポンプの運転速度に応じた目標
圧力となつている。)と比較する。以下、27〜35ステツ
プまでの処理は前述の説明と重複するので説明を省く。
ただし、28ステツプでは追従ポンプが最低速度Nmin′
(並列運転時)に達しているか判定しているがこの判定
結果、最低速度Nmin′に達している場合には36ステツプ
へ進み、ここで最低速度Nmin′の状態をt秒間(たとえ
ば5秒)固定し、次の37ステツプでは給水圧力Hを測定
し、38ステツプでは給水圧力Hが追従ポンプ停止圧力H2
以上に達したかどうかを判定し、達していなければ35ス
テツプへ進みここで指令速度に達するまでに必要な時間
△tの待ち時間を実行して25ステツプへもどり再度、こ
れ以降の処理を実行する。38ステツプで判定した結果、
停止圧力H2以上に達している場合には39ステツプで電磁
開閉器Mc0,Mc2のONのデータを出力して、ポンプ42を停
止させ、ポンプ41だけの運転とする。又、40ステツプで
はこのポンプの運転速度を最低速度Nmin′より最高速度
Nmaxに変更し、41ステツプで目標圧力を圧力Hkに変更し
て、7ステツプにもどり、以下前述の作動を繰返し実行
する。
さらに説明を続けると、実施例においては、ポンプ装
置を構成する段階で使用ポンプおよび使用目的が明確に
なるから、この使用ポンプの運転特性,負荷特性から抵
抗曲線F(吐出流量Qの2〜3乗で吐出圧力が変化)と
ポンプの各運転速度との対応関係を記憶手段としてのメ
モリMのROM部にあらかじめデータテーブルとして用意
することができる。また、実施例中で説明した、設定手
段として例えばデイツプスイツチDS1,DS2で設定される
始動圧力Hi、最低速度Nminから各初期値を算出するため
の定数値、すなわち、前記のaビット、bビット……、
……eビットの具体的な値については、例えば、先行の
ポンプのON−OFF運転の周期、追従ポンプの運転断続の
タイミングなどを考慮した上で、給水管路の抵抗曲線か
ら算定しておき、メモリMのROM(固定記憶手段)に用
意してあるものである。
置を構成する段階で使用ポンプおよび使用目的が明確に
なるから、この使用ポンプの運転特性,負荷特性から抵
抗曲線F(吐出流量Qの2〜3乗で吐出圧力が変化)と
ポンプの各運転速度との対応関係を記憶手段としてのメ
モリMのROM部にあらかじめデータテーブルとして用意
することができる。また、実施例中で説明した、設定手
段として例えばデイツプスイツチDS1,DS2で設定される
始動圧力Hi、最低速度Nminから各初期値を算出するため
の定数値、すなわち、前記のaビット、bビット……、
……eビットの具体的な値については、例えば、先行の
ポンプのON−OFF運転の周期、追従ポンプの運転断続の
タイミングなどを考慮した上で、給水管路の抵抗曲線か
ら算定しておき、メモリMのROM(固定記憶手段)に用
意してあるものである。
なお、これらaビット、bビット……、……eビット
の決定については、既に説明してあるが、ここで補足も
含め、まとめて説明すると、以下の通りである。
の決定については、既に説明してあるが、ここで補足も
含め、まとめて説明すると、以下の通りである。
まず、需要家が要求する仕様により最大使用水量Qmax
(図ではQイ)と全揚程HT(Ht)が決められ、次に、需
要家の仕様と配管設備から抵抗曲線Fが規定でき、更に
需要家の要求仕様と仕様するポンプの特性から最高回転
速度Nmax(ポンプ2台並列運転の場合は、2×Nmax)が
決められる。
(図ではQイ)と全揚程HT(Ht)が決められ、次に、需
要家の仕様と配管設備から抵抗曲線Fが規定でき、更に
需要家の要求仕様と仕様するポンプの特性から最高回転
速度Nmax(ポンプ2台並列運転の場合は、2×Nmax)が
決められる。
規定された抵抗曲線Fを用い、使用水量Q=0のとき
の抵抗曲線Fから吐出目標圧力基準値Hiと、運転速度基
準値Nminが決められる(第2図参照)。
の抵抗曲線Fから吐出目標圧力基準値Hiと、運転速度基
準値Nminが決められる(第2図参照)。
先行ポンプのON−OFF運転の周期を考慮して、ポンプ
の始動圧力Honとポンプの停止圧力Hoffを決め、これら
始動圧力Honと停止圧力Hoff、及び吐出目標圧力基準値H
iから、前述した通り、以下のようにして定数値dビッ
トと、定数値eビットが決定できる。
の始動圧力Honとポンプの停止圧力Hoffを決め、これら
始動圧力Honと停止圧力Hoff、及び吐出目標圧力基準値H
iから、前述した通り、以下のようにして定数値dビッ
トと、定数値eビットが決定できる。
d=Hon−Hi e=Hoff−Hi 規定された抵抗曲線Fからポンプの停止圧力Hoffによ
りポンプの停止時速度Noffが求まるので、この停止時速
度Noffと運転速度基準値Nminから、前述した通り、以下
のようにして定数値gビットが決定できる。
りポンプの停止時速度Noffが求まるので、この停止時速
度Noffと運転速度基準値Nminから、前述した通り、以下
のようにして定数値gビットが決定できる。
g=Noff−Nmin 抵抗曲線Fと、最高回転速度Nmaxの交点(第2図)か
ら追従ポンプの始動・停止目標圧力HK(Hk)が求まるの
で、この目標圧力HKと吐出目標圧力基準値Hiから、前述
した通り、以下のようにして定数値bビットが決定でき
る。
ら追従ポンプの始動・停止目標圧力HK(Hk)が求まるの
で、この目標圧力HKと吐出目標圧力基準値Hiから、前述
した通り、以下のようにして定数値bビットが決定でき
る。
b=HK−Hi さらに、前述した通り、追従ポンプの運転断続タイミ
ングを考慮し、追従ポンプの始動・停止目標圧力HKに関
連付けて、追従ポンプの始動圧力H1(H1)と追従ポンプ
の停止圧力H2(H2)を定め、これら追従ポンプの始動圧
力H1、追従ポンプの停止圧力H2と、吐出目標圧力基準値
Hiから、これも前述した通り、以下のようにして定数値
aビットと定数値cビットが決定できる。
ングを考慮し、追従ポンプの始動・停止目標圧力HKに関
連付けて、追従ポンプの始動圧力H1(H1)と追従ポンプ
の停止圧力H2(H2)を定め、これら追従ポンプの始動圧
力H1、追従ポンプの停止圧力H2と、吐出目標圧力基準値
Hiから、これも前述した通り、以下のようにして定数値
aビットと定数値cビットが決定できる。
a=H1−Hi c=H2−Hi また、追従ポンプの始動・停止目標圧力HKが求まれ
ば、これから追従ポンプの始動速度Nmin′を定めること
ができ、この結果、前述したとおり、この追従ポンプの
始動速度Nmin′と、運転速度基準値Nminから、以下のよ
うにして定数値fビットが決定できる。
ば、これから追従ポンプの始動速度Nmin′を定めること
ができ、この結果、前述したとおり、この追従ポンプの
始動速度Nmin′と、運転速度基準値Nminから、以下のよ
うにして定数値fビットが決定できる。
f=Nmin′−Nmin そして、さらに最高回転速度Nmaxと運転速度基準値Nm
inから、前述した通り、以下のようにして定数値hビッ
トが決定できる。
inから、前述した通り、以下のようにして定数値hビッ
トが決定できる。
h=Nmax−Nmin 従って、以上のようにすることにより、a〜hの全て
のビットを決定することができるのである。
のビットを決定することができるのである。
このように定めた各データに基づき制御を進めると、
厳密には、負荷条件の変化、あるいは抵抗曲線Fの選択
によつては若干、実際の運転点と相違することになる
が、実用上は問題にならない。
厳密には、負荷条件の変化、あるいは抵抗曲線Fの選択
によつては若干、実際の運転点と相違することになる
が、実用上は問題にならない。
勿論、ポンプの特性が変化したときなどには、それに
応じて、a〜hビットの各定数値も変えるのが望ましい
ことは確かであり、厳密な意味で、これらの定数値を変
えなくても良いのは、次の場合だけである。
応じて、a〜hビットの各定数値も変えるのが望ましい
ことは確かであり、厳密な意味で、これらの定数値を変
えなくても良いのは、次の場合だけである。
(1)抵抗曲線Fが平行移動した場合 (2)機種が変ってもポンプのQ−H特性は変らなかっ
た場合 しかしながら、使用中でのポンプ特性の変化といって
も僅かなもので、実用上は無視し得る程度の変化に過ぎ
ないものであり、従って、これは、あくまでも厳密に考
えたときに問題になるだけで、実用的には定数値とした
ままでも、運転点の相違は僅かで問題にはならないと言
えるのである。
た場合 しかしながら、使用中でのポンプ特性の変化といって
も僅かなもので、実用上は無視し得る程度の変化に過ぎ
ないものであり、従って、これは、あくまでも厳密に考
えたときに問題になるだけで、実用的には定数値とした
ままでも、運転点の相違は僅かで問題にはならないと言
えるのである。
一方、たとえポンプ特性が変ったとしても、本発明の
効果、すなわち、末端圧力一定制御に必要な各定数を、
困難な作業を伴うことなく、予め設定した基準値に基づ
いて自動設定でき、この基準値を設定変更することによ
り他の定数も自動的に変更できるという効果が得られる
ことには変りは無く、さらに、この本発明の効果は、ポ
ンプ特性が、たとえ大きく変ったとしても、失われるこ
とは無い。
効果、すなわち、末端圧力一定制御に必要な各定数を、
困難な作業を伴うことなく、予め設定した基準値に基づ
いて自動設定でき、この基準値を設定変更することによ
り他の定数も自動的に変更できるという効果が得られる
ことには変りは無く、さらに、この本発明の効果は、ポ
ンプ特性が、たとえ大きく変ったとしても、失われるこ
とは無い。
むしろ、このような末端圧一定制御あるいは疑似末端
圧一定制御を行なうと、単純な吐出圧一定制御を行なう
ものに比べ、大きな省エネルギー運転を行なうことがで
きるものである。
圧一定制御を行なうと、単純な吐出圧一定制御を行なう
ものに比べ、大きな省エネルギー運転を行なうことがで
きるものである。
以上説明した実施例においては、デイツプスイツチに
より基準となる運転速度を先行ポンプの最低速度Nminに
取り、このときの流量Qがゼロの時の吐出圧力Hを始動
圧力Hiに選定したが、これは、全ポンプが最高速度Nmax
で運転されたときの最大水量時Qイにおいて給水系が望
む全揚程Htをセツトし、各ポンプの運転変換点の値をこ
れに応じて、メモリM内のROM部にあらかじめ用意する
こともできる。もちろん、制御の途中において使用する
作業データの値を、抵抗曲線F上に求めるため、これに
必要な演算データもあらかじめメモリMのROM内に用意
しておくものである。
より基準となる運転速度を先行ポンプの最低速度Nminに
取り、このときの流量Qがゼロの時の吐出圧力Hを始動
圧力Hiに選定したが、これは、全ポンプが最高速度Nmax
で運転されたときの最大水量時Qイにおいて給水系が望
む全揚程Htをセツトし、各ポンプの運転変換点の値をこ
れに応じて、メモリM内のROM部にあらかじめ用意する
こともできる。もちろん、制御の途中において使用する
作業データの値を、抵抗曲線F上に求めるため、これに
必要な演算データもあらかじめメモリMのROM内に用意
しておくものである。
以上のように本実施例によれば次の効果がある。メモ
リに各データを書込む際に基準となるデータをデイツプ
スイツチの設定値で書込み、他のデータはこれの値に基
いて演算処理して作業領域内に書込むのでデータの変更
が容易となる。追従ポンプの始動,停止圧力及びその時
の目標圧力を予じめ抵抗曲線より予測して決めているの
で追従ポンプ始動,停止時に目標圧力が抵抗曲線の軌道
より大きく離れることがない。又、追従ポンプ始動時の
運転速度も抵抗曲線Fから予測して最高速度NmaxよりNm
in′に変更するため台数切替時の速度制御がスムーズに
なるものである。
リに各データを書込む際に基準となるデータをデイツプ
スイツチの設定値で書込み、他のデータはこれの値に基
いて演算処理して作業領域内に書込むのでデータの変更
が容易となる。追従ポンプの始動,停止圧力及びその時
の目標圧力を予じめ抵抗曲線より予測して決めているの
で追従ポンプ始動,停止時に目標圧力が抵抗曲線の軌道
より大きく離れることがない。又、追従ポンプ始動時の
運転速度も抵抗曲線Fから予測して最高速度NmaxよりNm
in′に変更するため台数切替時の速度制御がスムーズに
なるものである。
本発明によれば、末端圧力一定制御に必要な各定数
を、困難な作業を伴うことなく、予め設定した基準値に
基づいて自動設定でき、この基準値を設定変更すること
により他の定数も自動的に変更できる効果を奏するもの
である。
を、困難な作業を伴うことなく、予め設定した基準値に
基づいて自動設定でき、この基準値を設定変更すること
により他の定数も自動的に変更できる効果を奏するもの
である。
第1図は本発明の一つの実施例を説明するブロツク図、
第2図は同実施例の運転特性図、第3図,第4図,第5
図はそれぞれ同実施例の動作を説明するためのフローチ
ヤート図、第6図は複数のポンプにより構成されるポン
プ装置のシステム系統図、第7図は従来のポンプ装置を
説明するための運転特性図である。 9……圧力センサー、μ……演算手段、M……記憶手
段、DS1,DS2……設定手段
第2図は同実施例の運転特性図、第3図,第4図,第5
図はそれぞれ同実施例の動作を説明するためのフローチ
ヤート図、第6図は複数のポンプにより構成されるポン
プ装置のシステム系統図、第7図は従来のポンプ装置を
説明するための運転特性図である。 9……圧力センサー、μ……演算手段、M……記憶手
段、DS1,DS2……設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 忍 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 国井 寛 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 小倉 実智雄 習志野市東習志野7丁目1番1号 日立 京葉エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−54797(JP,A) 特開 昭59−51193(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】ポンプと、該ポンプに連結した給水管路上
に設けた圧力センサーを備え、該圧力センサーの検出値
と、前記ポンプの回転速度対吐出圧力特性と、該特性に
基づいて一時記憶手段に格納してあるポンプ運転上の主
要な運転点数を表わす初期値とに基づいて、前記ポンプ
を可変速運転するポンプの運転制御装置において、 前記給水管路の抵抗曲線に基づいて決定した前記ポンプ
の運転速度基準値と吐出目標圧力基準値を任意に設定変
更できる設定手段と、 前記初期値の設定に必要な定数値を、前記運転速度基準
値と吐出目標圧力基準値との相対値として求めて格納し
た固定記憶手段と、 前記固定記憶手段から読出した定数値を、前記設定手段
により設定変更された運転速度基準値及び吐出目標圧力
基準値に加算又は減算して前記初期値を算出し、前記一
時記憶手段に格納する演算手段と、 ポンプの運転制御開始時、前記演算手段による処理を実
行させる初期値設定処理手段と が設けられていることを特徴とするポンプの運転制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60088684A JP2549088B2 (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | ポンプの運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60088684A JP2549088B2 (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | ポンプの運転制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61247891A JPS61247891A (ja) | 1986-11-05 |
JP2549088B2 true JP2549088B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=13949660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60088684A Expired - Lifetime JP2549088B2 (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | ポンプの運転制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2549088B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2670042B2 (ja) * | 1987-01-19 | 1997-10-29 | 株式会社日立製作所 | 給水システムの制御装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5954797A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Hitachi Ltd | 可変速ポンプを備えた給水装置 |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP60088684A patent/JP2549088B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61247891A (ja) | 1986-11-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |