JP2637185B2 - 運転台数制御方法 - Google Patents

運転台数制御方法

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JP2637185B2 JP63244273A JP24427388A JP2637185B2 JP 2637185 B2 JP2637185 B2 JP 2637185B2 JP 63244273 A JP63244273 A JP 63244273A JP 24427388 A JP24427388 A JP 24427388A JP 2637185 B2 JP2637185 B2 JP 2637185B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、複数の異なる容量を持つポンプ等の制御対
象機器に対して、吐出量要求値を満足させるように並列
運転号機を決定し、各運転号機への吐出量目標値を決定
する運転台数制御方法に関する。
(従来の技術) 従来の運転台数制御方法について以下説明する。例え
ば、容量の異なるポンプ等の制御対象機器に対して、そ
の発生パターンC(n)(現在の運転パターン)より制御可
能吐出量レンジ上限RMAX及びレンジ下限RMINを下記式か
ら導出し、RMIX≦QSV≦RMAXであればその発生パターン
(現在運転パターン)C(n)を起動/停止要求パターンP
(n)として処理を終了し、RMIX≦QSV≦RMAXでなければさ
らに起動方向かあるいは停止方向かを判断し、それぞれ
起動あるいは停止可能なポンプを優先度に応じて選定す
る。
ただし RMIXは制御可能吐出量レンジ下限値、 RMAXは制御可能吐出量レンジ上現値、 C(n)はn号機運転のとき1、停止のとき0、 DMINはレンジ下限不感帯(%)、 DMAXはレンジ上限不感帯(%)、 CSP(n)はn号機速度制御可能で1、 ▲▼はn号機速度制御不可能で1、 QMAX(n)はn号機吐出流量定格値、 NP(n)は現在のn号機運転パターン、 ▲▼は現在のn号機停止パターン、 QPV(n)は現在のn号機吐出流量、 αMIN(n)はn号機速度制御可能範囲下限値(%)、 αMAX(n)はn号機速度制御可能範囲上限値(%)、 次に、第3〜第6図を参照して従来の運転台数制御方
法を説明する。
今、第3図の運転台数制御装置201のプロセスフロー
において、吐出量要求値QSVが与えられて運転台数制御
装置201が稼働し、その出力がデイジタル入出力装置202
を介し、リレー205へ出力し、各制御対象機に起動/停
止指令を与え、その状態が入力したかどうかを接点204
からディジタル入出力装置202を経て運転台数制御装置2
01に伝える。
一方、運転台数制御装置201の他の出力は、アナログ
入出力装置203を介してポンプ209,210,211の駆動モータ
206,207,208の出力を制御し、流量計212,213,214からの
流量を検出し、配管215から配管216への吐出流量が吐出
量要求値QSVになるように制御されている。
第4図は、n号機の%定格と吐出量と各種定数との関
係を表わした図である。
ここでQMAX(n)は、n号機の吐出定格流量、 αMAX(n)は、n号機の速度制御可能負荷率上限値、 αMIN(n)は、n号機の速度制御可能負荷率下限値、 DMAXは、レンジ上限不感帯、DMIXは、レンジ下限不感
帯である。
次に、従来の運転台数制御方法を第5図のフローチャ
ートによって以下(1)〜(12)の順に従って説明す
る。
(1) 処理ブロック1において、処理フラグFLAGをク
リア、発生パターンをC(n)、前回パターンをR(n)、現在
運転パターンをNP(n)とする。ここで、NP(n)=0にてn
号機停止中、NP(n)=1にてn号機運転中とする。またN
Pを制御対象号機の全台数とする。
(2) 次に処理ブロック2において、優先度に応じた
発生パターンC(n)より制御可能吐出量レンジを下記
(3),(4)式により計算する。ここでC(n)はn号機
運転のとき1、停止のときは0である。
ここで RMAXは制御可能吐出量レンジ上限値、 RMIXは制御可能吐出量レンジ下限値、 CSP(n)は速度制御可能号機パターン(1にて可能)、 QPV(n)はn号機の現在の吐出量であり、レンジ上限不
感帯DMAX>1、レンジ下限不感帯DMIN<1である。ま
た、▲▼は速度制御可能号機パターン、▲
▼は現在停止パターンを表わす。
(3) 判定3において、前記制御可能吐出量レンジ内
に吐出量要求値QSVがあるかをチェックする。
(4) 吐出量要求値QSVが制御可能吐出量レンジ内に
ある場合は、処理ブロック4で起動/停止要求パターン
P(n)を発生パターンC(n)とし、処理終了フラグFLAGを1
とする。
(5) 吐出量要求値QSVが制御可能吐出量レンジ外の
とき、判定5において現在運転パターンでの総吐出量 と吐出量要求値QSVとを比較し、ポンプ起動方向 かまたは停止方向 かをチェックする。
(6) 起動方向のとき、判定6において制御可能吐出
量レンジと吐出量要求値QSVとを比較し、QSV<RMIN、す
なわち、現在の台数に1台増した場合のRMINを計算し、
そのRMINよりも小さい場合起動方向処理終了と判断し、
処理ブロック7において、要求パターンP(n)を前回パタ
ーンR(n)(現在の運転パターン)とし、処理を終了す
る。
(7) 起動方向処理が終了していないとき、処理ブロ
ック8にて、起動可能ポンプのうち、起動優先度が最も
高いポンプを決定し、このポンプNo.をmとする。
(8) 判定9において、起動可能なポンプが見つから
なかった場合の判定を行ない、このとき、処理ブロック
10において要求パターンP(n)を発生パターンC(n)(現在
運転パターン)として処理を終了する。
(9) また、起動可能なポンプが見つかった場合は、
処理ブロック11において、発生パターンC(n)(現在運転
パターン)を前回パターンR(n)に保存し、発生パターン
を更新する。
(10) 判定5において停止方向と判断したとき、判定
12にて前記制御可能吐出量レンジと吐出量要求値QSV
を比較、すなわち現在運転台数から1台減じ、その時の
RMIX,RMAXを計算してQSVと比較し、RMIN<RMAX<QSV
て、停止方向処理終了と判断し、処理ブロック7へ進
み、停止方向処理終了でないとき、処理ブロック13にて
停止可能なポンプのうち、停止優先度が最も高いポンプ
を決定し、このポンプNo.をmとする。
(11) 判定14において停止可能なポンプが見つからな
かった場合の判定を行ない、このとき、処理ブロック10
へ向い、また停止可能なポンプが見つかった場合は、処
理ブロック15において発生パターンを更新する。
(12) 最後に判定16において、前記起動可能または停
止可能なポンプが見つかったときのみ、更新されたパタ
ーンC(n)により、前述の処理を繰り返す。
上記した制御方法を大,中,小容量の3台のポンプに
適用して台数制御を行なった例を第6図に示す。ここで
は、優先度は大→中→小の順であり、各号機の制御可能
範囲(RMIN〜RMAX)は吐出量定格値の1/3以上の値とし
てある。この場合、台数制御の起動/停止タイミングは
図に示すようになる。
すなわち、第6図では、ポンプの速度制御による制御
範囲は、回転数の増減によって制御しているため、起動
時は100%速度となったら1台増、最低速となったら1
台減となる。これは1台運転できる範囲まで、2台,3台
で回転数を下げることにより制御可能となってしまう。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の運転台数制御方法において、各パターンの
制御可能範囲の重複部分が大きい場合、1台停止させて
も十分に制御可能である範囲であっても、現在運転台数
でのRMINと現在のQSVを比較し、QSV<RMINとなるまでポ
ンプ停止方向にならず、エネルギーの浪費であるばかり
でなくポンプの回転数制御においてもムダな制御を行な
うという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、複数台の各機器容量の異なるポンプ等の制御対象機
器の台数制御において、ポンプ停止方向でレンジを修正
し、制御可能レンジ下限以下にならない時点で早めに停
止をかけることにより、省エネおよびポンプの疲労を防
止するようにした運転台数制御方法を提供するものであ
る。
〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために、容量の異なる複
数台のポンプ、弁などの制御対象機器の運転台数制御方
法において、外部から入力される吐出量要求値QSVを満
足する運転号機を決定する際、現在運転パターンより制
御可能吐出量レンジ上限値RMAXおよび制御可能吐出量レ
ンジ下限値RMINを求め、RMIN≦QSV≦RMAXであれば新た
な運転パターンを発生させず、RMIN≦QSV≦RMAXでなけ
ればさらに起動方向かあるいは停止方向かを判断し、そ
れぞれ起動あるいは停止可能な制御対象機器を優先度に
応じて見つけ、停止方向の場合、停止可能な制御対象機
器のうち優先度が1番低い制御対象機器を選びその制御
対象機器を停止させたと仮定した時の最適吐出量RFIT
最適負荷率αSVより導出し、これが現在の運転パターン
の制御可能吐出量レンジ内にある時、制御可能吐出量レ
ンジ下限値RMINを上記最適吐出量RFITに置換え、吐出量
要求値QSVがレンジ下限値RMIN以下にならない時点で制
御対象機器台数を減らすように構成したことを特徴とす
るものである。
(作 用) 本発明の運転台数制御装置によれば、制御対象機器停
止方向の場合、制御対象機器を1台停止させた場合の最
適な吐出量RFITを求め、これが現在の制御可能レンジ内
にある時、このRFITを制御可能レンジ下限値とすること
により制御可能レンジ下限RMINとならない時点で制御対
象機器台数を減すことができるもので、省エネ対策およ
び制御対象機器の疲労を防止することができる。
(実施例) 本発明の実施例を図面について説明する。
第1図は、本発明の運転台数制御方法を容量の異なる
複数台の制御対象機器に適用した場合の運転手順を示す
フローチャートである。
なお、既に説明した第5図の従来の運転台数制御装置
の運転手順を示すフローチャートと同一部分には同一符
号を付して説明する。
以下、第1図のフローチャートにおいて、以下(1)
〜(19)の順に説明する。
(1) ブロック1において、処理フラグFLAGをクリ
ア、発生パターンをC(n)、前回パターンをR(n)、現在運
転パターンをNP(n)とする。
(2) 次に、処理ブロック2において、優先度に応じ
た発生パターンC(n)(現在パターン)より制御可能吐出
量レンジ上限RMAXおよび制御可能吐出量レンジ下限値R
MINを計算する。
(3) 判定S1において、ポンプ停止方向(QSV<QPV
であるかをチェックする。
(4) 停止方向である場合は、処理ブロックS2におい
て、優先度が1番低く停止可能なポンプを決定し、その
ポンプNo.をmとする。
(5) 判定S3において、停止可能なポンプがあったか
をチェックする。
(6) 停止可能なポンプがあると、処理ブロックS4に
おいて、1台停止させたパターンをC′(m)とする。こ
こでC′(m)=0である。
(7) 処理ブロックS5において、1台停止させた場合
の最適な吐出量RFITを次の(5)式により求める。
この(5)式におけるαSVは最適な負荷率(設定値)
である。
(8) 判定S6において、処理ブロックS5にて求めたR
FITが、前記制御可能吐出量レンジ内にある(RMIN<R
FIT<RMAX)かをチェックする。
(9) RFITがRMIN<RFIT<RMAXにあるとき、処理ブロ
ックS7において、制御可能吐出量レンジ下限値RMINを RMIN←RFIT (6) と修正する。
(10) 次に、判定3において、吐出量要求値QSVが、
修正後の制御可能吐出量レンジ内(R′MIN<QSV
RMAX)であるかをチェックする。なお、R′MIN
(6)式で1台減時の流量を入れているので、R′MIN
はRFITと同じである。
(11) 吐出量要求値QSVが修正後の制御可能吐出量レ
ンジ内にあるときは、処理ブロック4で起動/停止要求
パターンP(n)を発生パターンC(n)(現在の運転パター
ン)とし、処理終了フラグFLAGを1とする。
(12) 吐出量要求値QSVが修正後の制御可能吐出量レ
ンジ外のとき、判定5においてポンプ起動方向か停止方
向かをチェックする。
(13) ポンプ起動方向のとき、判定6において制御可
能吐出量レンジと吐出量要求値QSVとを比較し、QSV<R
MINにて起動方向処理終了と判断し、処理ブロック7に
おいて、要求パターンP(n)を前回パターンR(n)とし、処
理を終了する。
(14) ポンプ起動方向処理が終了していないとき、処
理ブロック8にて、起動可能ポンプのうち、起動優先度
が最も高いポンプを決定し、このポンプNo.をmとす
る。
(15) 判定9において、起動可能なポンプが見つから
なかった場合の判定を行い、このとき処理ブロック10に
おいて要求パターンP(n)を発生パターンC(n)(現在運転
パターン)として処理を終了する。
(16) また、起動可能なポンプが見つかった場合は、
処理ブロック11において、発生パターンC(n)を前回パタ
ーンR(n)に保存し、発生パターンを更新する。
(17) 判定5において、ポンプ停止方向でないと判断
したとき、判定12にて制御可能吐出量レンジと吐出量要
求値QSVとを比較し、RMIN<RMAX<Rsrにて、停止方向処
理終了と判断し、処理ブロック7へ進み、また停止方向
処理終了でないとき、処理ブロック13にて停止可能なポ
ンプのうち、停止優先度が最も高いポンプを決定し、こ
のポンプNo.をmとする。
(18) 判定14において、停止可能なポンプが見つから
なかった場合の判定を行ない、このとき処理ブロック10
へ向い、また停止可能なポンプが見つかった場合は処理
ブロック15において発生パターンを更新する。
(19) 最後に判定16において、前記起動可能または停
止可能なポンプが見つかったときのみ、更新されたパタ
ーンC(n)により、前述の処理を繰り返す。
以上説明したフローチャートにおいて、1台停止させ
た時、C′(n)は各号機の運転(1)/停止(0)を
意味する。また、過去,現在,修正後の各パターンと記
入されているのは、現在の運転パターンと、現在から1
台増した時の演算値と、現在から1台減した時の演算値
を示す。なお、R′MINは1台減した時の最大吐出量を
示すものである。
このように、本実施例によると、1台増時は現在の運
転台数によるRMAXを越えたら1台起動し、現在の運転台
数−1とした時のRMAXを計算しておき、回転数が下がり
1台減じた台数でも十分制御可能な範囲となった時、早
めに1台減させるようにしたものである。
第2図は、従来の運転台数制御装置の起動/停止方向
を示す第6図に相当する本発明の運転台数制御装置の起
動/停止方向を示す図である。
第2図と第6図を比較すると分かるように、本発明も
従来例も共に、起動方向は1台の制御可能範囲の吐出量
レンジ上限値RMAXで2台目が起動され、次は2台の制御
可能範囲の吐出量レンジ上限値RMAXで3台目が起動され
るように制御される。しかし、停止方向では本発明と従
来例とでは制御方法が異なっている。すなわち、従来例
では、3台から2台へ切替る時点は、3台の制御可能範
囲の吐出量レンジ下限値RMINで3台から2台へ切り替わ
っている。一方、本発明では3台から2台へ切替る時点
は、停止可能な制御対象機器のうち優先度が1番低い制
御対象機器を選びその制御対象機器を停止させたと仮定
した時の最適吐出量RFITを最適負荷率αSVより導出し、
この最適吐出量RFITで3台から2台へ切り替わってい
る。2台から1台へ切り換える場合も同様である。な
お、ここでは最適負荷率αSVは80%としている。
次に、ポンプ容量の異なる3台のポンプ、すなわちポ
ンプ容量が50m3/h(大),20m3/h(中),10m3/h(小)の
3台を用いた場合の本発明の運転台数制御装置について
図1のフローチャートの主要部分について具体的に簡単
に説明する。
上記条件のポンプを1台,2台,3台を用いたときの制御
可能範囲の吐出量レンジ下限値RMIN及び吐出量レンジ上
限値RMAXと、本発明による最適吐出量RFITを求めると次
のようになる。
ポンプ大1台の場合:RMIN=30m3/h,RMAX=50m3/h ポンプ大とポンプ中2台の場合:RMIN=42m3/h,RMAX
=70m3/h,RFIT=45m3/h ポンプ大とポンプ中とポンプ小3台の場合:RMIN=4
8m3/h,RMAX=80m3/h,RFIT=63m3/h この例から明らかなように、本発明では3台から2台
へ切替る時点は、最適吐出量RFITの63m3/hであり、また
2台から1台へ切替る時点は、最適吐出量RFITの45m3/h
である。一方、従来例では、3台から2台へ切替る時点
は、吐出量レンジ下限値RMINである48m3/hであり、2台
から1台へ切替る時点は、吐出量レンジ下限値RMINであ
る42m3/hである。
したがって、本発明では、制御可能範囲の吐出量レン
ジ下限値以下にならない時点で早めに停止可能であるの
で、省エネ対策および制御対象機器の疲労防止にすぐれ
た効果がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、複数台の容量
の異なる制御対象機器の台数制御において、制御対象機
器停止方向の場合、制御可能吐出量レンジ下限値を修正
し、レンジ下限値以下にならない時点で早めに停止をか
けることにより省エネ対策および制御対象機器の疲労防
止にすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の運転手順を示すフローチャ
ート、第2図は第1図における起動/停止方向を示す
図、第3図は従来の運転台数制御装置の構成図、第4図
は第3図における%定格と吐出出力と各種定数との関係
を示す図、第5図は第3図の従来の運転台数制御装置の
運転手順を示すフローチャート、第6図は第3図の従来
の運転台数制御装置の起動/停止方向を示す図である。 201……運転台数制御装置 202……デジタル入出力装置 203……アナログ入力装置 204……接点 205……リレー 206,207,208……駆動モータ 209,210,211……ポンプ 212,213,214……流量計 215,216……配管

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容量の異なる複数台のポンプ、弁等の制御
    対象機器の運転台数制御方法において、外部から入力さ
    れる吐出量要求値QSVを満足する運転号機を決定する
    際、現在運転パターンより制御可能吐出量レンジ上限値
    RMAX及び制御可能吐出量レンジ下限値RMINを求め、RMIN
    ≦QSV≦RMAXであれば新たな運転パターンを発生させ
    ず、RMIN≦QSV≦RMAXでなければ、現在の吐出量をQPV
    してさらに起動方向(QSX>QPV)かあるいは停止方向
    (QSV<QPV)かを判断し、それぞれ起動あるいは停止可
    能な制御対象機器を優先度に応じて見つけ、停止方向の
    場合、停止可能な制御対象機器のうち優先度が1番低い
    制御対象機器を選びその制御対象機器を停止させたと仮
    定した時の最適吐出量RFITを最適負荷率αSVより導出
    し、これが現在の運転パターンの制御可能吐出量レンジ
    内にある時、制御可能吐出量レンジ下限値RMINを上記最
    適吐出量RFITに置換え、吐出量要求値QSVがレンジ下限
    値RMIN以下にならない時点で制御対象機器台数を減らす
    ように構成したことを特徴とする運転台数制御方法。
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