JP2857401B2

JP2857401B2 - 給水装置の運転制御方法

Info

Publication number: JP2857401B2
Application number: JP964989A
Authority: JP
Inventors: 幸一佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH02191898A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は圧力タンクを使用した給水装置に係り、特に
そのセンサとして負荷電流を検出する変流器を設けるこ
とにより確実なON−OFF動作を行なうに好適な給水装置
の運転制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の圧力スイッチを使用してON−OFF運転を行う圧
力タンク式給水装置の運転制御方法は、この圧力スイッ
チの種類にもよるがONとOFFの差圧として少なくとも設
定上0.6〜1kgf/cm²程度が必要である。従って平坦なＱ
−Ｈ特性を有するポンプを採用しようとすると、ONとOF
Fの差圧が採れないため圧力設定ができない。また設定
できたとしても、ポンプのOFF点に対する水量が大水量
側にずれるため始動頻度が高くなる。このためポンプの
始動頻度を十分に押えようとするとタンク容量を大きく
する必要があり、給水装置としてコストが著しく高くな
る。

そこで、これらを改善するために本発明者は実開昭56
−161193号公報に記載の運転装置を提案しているが、こ
れによると絞りとその絞り前後の圧力差を検出する差圧
スイッチとが必要であり、絞りの抵抗が大きくなって実
用範囲が狭くなっており、上記の要求を十分に満足でき
ない。またこの代案として、圧力に比例した電気信号を
発生する圧力センサを使用すれば、上記の要求を満足す
ることができるが、この圧力センサは高価であって比較
的安価で普及形の給水装置を構成するには適当でない。

さらに高価な圧力センサの代りに、比較的安価で負荷
電流を測定できる変流器を節けることも考えられるが、
しかしこの場合には電源電圧変動の影響を受け易い。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、圧力スイッチの代りに負荷電流を測
定する変流器を設けようとすると、電源電圧が変動した
場合には検出した電流が狂ってきたり、あるいは需要水
量の少ない状態を検出してポンプを停止させることが不
可能となるなどの問題があった。

本発明の目的は、負荷電流を検出する変流器を設け
て、電源電圧の変動の影響を受けることなく探索運転を
行い、需要水量が少ない状態を検出して確実な運転指令
を行い、あわせて設定電流を外部のスイッチにより種々
に可変する給水装置の運転制御方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ポンプと、これを駆動するモータと、こ
のポンプの吐出し側にある圧力タンクと、給水系が所望
する圧力と流量との何れか一方の大きさによりポンプの
始動指令を発するスイッチと、上記モータの運転電流を
検出する手段と、予め定めた手段に従って制御・記憶・
演算処理を行う制御装置（マイコン）とを有する給水装
置において、上記の圧力タンクの保有水量とポンプの停
止時水量とでポンプの停止時間が定まるから、この停止
時水量を基準に予め停止指令電流を定めておき、この予
め定めた停止指令電流に対し更に電圧が例えば±10％変
動した場合に許容できる許容停止電流範囲を定めておく
と共に、該許容停止電流範囲で一つ前のポンプ停止時間
と圧力タンクの保有水量とポンプ停止時の水量とに基づ
いて停止電流値を更新可能に設定する一方、その停止電
流値が上記許容停止電流範囲内にあるか否かを確認する
確認時間を、一つ前のポンプ運転時間とポンプ始動頻度
に十分な時間とに基づいて更新可能にしておく。

そして、ポンプが上記スイッチにより始動すると、上
記予め定めた停止指令電流で停止するが、しかし電源変
動によりこの停止指令電流を検出できなくても、ポンプ
の運転電流が上記許容停止電流範囲にあればその範囲内
で電流変化のない状態（ある幅内も変化なしとみなし）
を上記確認時間だけ継続したらポンプを停止させ、ここ
で停止して始動するまでの停止時間を測定することによ
り、停止指令電流値を許容停止電流範囲内で更新すると
共に、その停止指令電流値の確認時間を更新し、以降に
この更新された停止指令電流値と確認時間とに基づいて
ポンプを停止制御させ、これにより、予め定めた停止時
水量付近に収束し得る給水装置の運転制御方法により達
成される。

〔作用〕

上記の給水装置の運勢制御方法は、上記スイッチが給
水系が所要の圧力または流量で動作する信号と、変流器
が検出するモータの運転電流の信号とをインターフェー
スを介してマイコンのメモリに読み込み、マイコンが上
記の予めプログラムされた手順に従って制御することに
より、電源変動時にもポンプ停止電流値を最適値に制御
してゆくことができるので、上記した問題点を解決して
電源電圧の変動の影響を受けることなく探索運転を行う
ことにより、需要水量が少ない状態を検出して確実な運
転指令を行うことができる。

〔実施例〕

以下に本発明方法の実施例を第１図から第16図により
説明する。

第１図は本発明方法を実施する為の給水装置の運転装
置の一実施例を示す構成図である。第１図において、PW
は電源、MBは配線用しゃ断器、CTは主回路を流れる電流
を検出して適正な電流値に変流する変流器、MCaは電磁
接触器MCの接点、49はモータを過負荷運転より保護する
サーマルリレー、３はモータである。R,Sは配線用しゃ
断器MBの２次側より取った制御電源、SSは運転・停止切
替用のスイッチ、ＴはたとえばAC200V交流を低電圧の直
流（5V,12V）に変換して供給する安定化電源ユニット、
MCは電磁接触器である。MCONはマイクロコンピュータ
（以下にマイコンと略称する）、CPUは中央演算処理装
置、ＭはRAMやROMからなるメモリ、Ｚは電源接続端子、
PIO−１〜PIO−３は各種入出力ポートである。またVR1
はポンプ３の停止指令電流I₂（初期値）を予め設定して
あるボリューム、VR2はポンプ３の許容停止電流（範
囲）I_Sを判定するための確認時間t_Sを予め設定してある
ボリューム、VR3はポンプ３の許容停止電流（範囲）I_S
を予め設定してあるボリュームである。I/O−１は変流
器CTの検出したモータ３の運転電流ＩをマイコンMCONの
入出力ポートPIO−１を介して読み込むともに、ボリュ
ームVR1〜VR3により予め設定してあるポンプ３の停止指
令電流I₂（初期値）、確認時間t_S、許容停止電流（範
囲）I_sなどのデータを同じく入力出ポートPIO−１を介
して読み込むためのインタフェースである。PSは圧力ス
イッチ８または流量スイッチ10（第２図）の接点、I/O
−２は接点PSの信号を入出力ポートPIO−２より読み込
むインタフェース、I/O−３は入力出ポートPIO−３から
電磁接触器MCをON−OFF制御するためのインタフェース
である。

第２図は第１図の給水装置の構成図である。第２図に
おいて、１は受水槽、２は吸込管、３はポンプ４を駆動
するモータ、４はポンプ、５−1,5−２はそれぞれ仕切
弁、６は逆止め弁、７は内部に空気溜りを有する圧力タ
ンク、８は圧力タンク７および給水管９の圧力に応動し
て予め設定してある始動圧力でその接点PSを閉じる圧力
スイッチ、９は給水管、10はポンプ４の吐出し側を通過
する水流が予め定めた始動水量で接点PSを閉じる流量ス
イッチである。通常では圧力スイッチ８と流量スイッチ
10のうちのいずれを使用する。

第３図は第２図の給水装置のポンプ４の運転特性図で
ある。第３図において、縦軸に給水圧力Ｈおよび運転電
流Ｉを取り、横軸に水量Ｑを取って示し、曲線Ａはポン
プ４のＱ−Ｈ特性、曲線Ｂはポンプ４を運転した場合の
モータ３の負荷電流曲線すあわち運転電流曲線である。
P₁はポンプ４の始動圧力で、Q₁はその時の揚水量であ
る。圧力スイッチ８は始動圧力P₁で閉じ、圧力P₁′で開
くように設定してある。なお圧力P₁′は復帰圧力であ
り、本実施例ではあまり重要ではない。I₂はポンプ４を
運転して電圧・電流の変動しない状態でポンプ４を停止
させるのに最適と考えられる停止時水量（停止水量）Q₂
を基準とした停止指令電流であり、P₂はその時の圧力で
ある。

第４図は第３図の電圧変動時のモータ３の運転電流曲
線Ｂの変化を拡大して示す線図である。第４図におい
て、縦軸にポンプ４のモータ３の運転電流Ｉを取り、横
軸に水量Ｑを取って示し、曲線Ｂは第３図の電圧変動の
ない時の運転電流曲線Ｂと同一であり、点I₂は同じく予
め定めた停止水量Q₂を基準とした停止指令電流であっ
て、ボリュームVR1で設定してある。曲線Ｃは電源電圧
が10％低下した時のポンプモータ３の運転電流曲線であ
り、停止水量Q₂を基準とすれば停止指令電流I₂は点I₂の
停止電流I₃とすべきであって、停止指令電流I₂（初期
値）のままで停止すれば停止水量Q₂は少水量Q₂″へ移動
し、ポンプ４の停止時間が長くなる。あるいは曲線Ｃ上
の点I₄の運転電流I₄が停止指令電流I₂より上位にある
と、ポンプ４が停止しなくなる恐れもある。また曲線Ｄ
は電源電圧が10％上昇した時のポンプモータ３の運転電
流曲線であり、停止水量Q₂を基準とすれば停止指令電流
I₂は点I₃′の停止指令電流I₃′とすべきであって、停止
指令電流I₂のままで停止すれば停止水量Q₂は多水量Q₂′
へ移動し、ポンプ４の停止時間が短くなって始動頻度が
高くなる恐れがあある。そこで本実施例の要点は停止指
令電流I₂が電源電圧の変動により停止電流I₃からI₃′の
許容停止電流（範囲）I_Sで変動しても、これらの問題が
生じることなく正常な動作を行うことである。なお許容
停止電流（範囲）I_Sは電源電圧が±10％変動した時の停
止指令電流I₂の許容値（許容停止電流）を意味し、第４
図の水量Q₃からQ₄まではポンプ４の停止水量Q₂の停止可
能範囲を示している。こうしてポンプ４は給水圧力P
₁（第３図）で始動し、使用水量Ｑが停止水量Q₂の近く
になったことをポンプモータ３の運転電流Ｉを介して検
知することによりポンプ４を停止させ、かかるポンプ４
のON−OFF運転を行って需要末端への給水を行う。

第５図は第４図の許容停止電流I_Sの変化をポンプ停止
時間ｔから設定する線図である。第５図において、縦軸
に許容停止電流I_Sを取り、横軸にポンプ４の停止時間ｔ
を取って、ポンプ４の停止時間ｔを測定してその結果か
ら第４図の停止指令電流I₂の許容値（許容停止電流）I_S
を適正な値に設定するための線図を示す。ここでポンプ
停止時間ｔとポンプ停止時の水量Q₂との関係は、圧力タ
ンク７の保有水量（ポンプ４のON,OFFの間の貯水量）を
Ｖとすると次式で与えられる。

ｔ＝V/Q₂ 上式において保有水量Ｖはポンプ４のON,OFF点を予め
定めることができるので、給水系に応じて一定である。
したがって停止時間ｔの範囲をある一定の停止水量Q₂の
範囲になるように決めれば、これに伴って許容停止電流
I_Sの範囲が決まる。そこで上記に基づいて停止水量Q₂の
停止可能範囲を第４図の水量Q₃からQ₄と定め、電圧変動
±10％を許容して運転電流Ｉを停止指令電流I₂の許容し
うる範囲を停止電流I₃（上限値）からI₃′（下限値）に
定めたのが本線図である。この線図でポンプ４の停止時
間ｔがt₁以下では許容停止電流I_SをI₃でクリップし、ポ
ンプ４の停止時間ｔがt₂以上では許容停止電流I_SをI₃′
でクリップして、停止時間ｔがt₁からt₂の間では許容停
止電流I_Sを次の式の関係で求める。

すなわちポンプ４の停止時間ｔがt₁より小さくなる
と、ポンプ停止時の使用水量Ｑが増加していることであ
り、許容停止電流I_Sを大きくし過ぎるとポンプ４の始動
頻度が高くなる恐れがあるため適正な電流値（上限値）
I₃とする。またポンプ４の停止時間ｔがt₂より大きくな
ると、ポンプ停止時の使用水量Ｑがごく少なくなってい
ることであり、許容停止電流I_Sを小さくし過ぎるとポン
プ４が停止せず、ケーシング内の水温が過熱するなどの
問題につながる恐れがあるため適正な電流値（下限値）
I₃′とする。さらにポンプ４の停止時間ｔを測定し、こ
れに応じて許容停止電流I_Sを電流値I₃からI₃′の間で
式により可変すれば、ポンプ４の停止時間ｔをt₁からt₂
の間に収束できる。

第６図は第４図の許容停止電流I_Sを判定する確認時間
t_Sをポンプ運転時間ｔから設定する線図である。第６図
において、縦軸に許容停止電流I_Sの確認時間t_Sを取り、
横軸にポンプ４の運転時間ｔを取って許容停止電流I_Sを
確認する時間t_Sをポンプ４の運転時間ｔとの関係で示
す。この線図でポンプ４の運転時間ｔがあるt₆以上であ
れば許容停止電流I_Sの確認時間t_Sをt₃にクリップし、ま
た運転時間ｔがt₅以下であれば確認時間t_Sをt₄にクリッ
プする。例えば運転時間t₆が２分以上の場合には許容停
止電流I_Sの確認時間（判定時間）t_Sを長くとると、需要
水量Ｑが少ない時に無駄に運転する時間となって、それ
だけ無効となるため確認時間t_Sをt₃すなわち30秒程度と
する。またポンプ４の運転時間ｔが短いと始動頻度が高
くなるため、たとえば運転時間ｔがt₅すなわち１分以下
の場合には確認時間t_Sをt₄すなわち３分とする。さらに
運転時間ｔがt₅からt₆の間では確認時間（判定時間）t_S
を次の式によって求める。

第７図は第１図のメモリＭのRAMのデータテーブルの
説明図である。第７図において、マイコンMCONのメモリ
Ｍ（RAM）のデータテーブルの8000番地には上記の許容
停止電流I_Sの確認時間（判定時間）t_S、8001番地にはポ
ンプモータ３の運転電流Ｉ、8002番地には停止指令電流
I₂（初期値）、8003番地には許容停止電流I_S、8004番地
にはΔｔ秒後の運転電流Ｉ、8005番地にはポンプ４の停
止時間ｔ、8006番地にはポンプ４の運転時間ｔのデータ
がそれぞれ格納される。

第８図は第１図の運転装置のマイコンMCONの概要の制
御手順を示すフローチャートである。第８図において、
まず第１図の配線用しゃ断器MBを投入し、スイッチSSを
閉じるとマイコンMCONの電源接続端子Ｚに安定化電源ユ
ニットＴを介して電力が供給される。このときマイコン
MCONはステップ801で初期値の設定が実行される。もち
ろん停止指令電流I₂（初期値）はボリュームVR1に設定
されているものとする。つぎにステップ802でポンプ４
の停止時間ｔを測定する処理を実行し、ステップ803で
圧力スイッチ８（第２図）の接点PSが閉じているか判定
する処理を実行する。ここで閉じていなければ閉じるま
でループL₁の処理を続ける。つまり需要水量Ｑがあれ
ば、給水圧力Ｈが低下することによって第３図のポンプ
４の始動圧力P1に達したときに、圧力スイッチ８の接点
PSが閉じる。このときインタフェースI/O−２を通して
入出力ポートPIO−２より、この信号を読み込む。この
結果からステップ804に進み、ここでモータ３を始動す
る信号を入出力ポートPIO−３からインタフェースI/O−
３を介して出力する。これにより電磁開閉器MCのコイル
が励磁され、その接点MCaが閉じてモータ３が始動し、
ポンプ４が運転される。つぎにステップ805へ進み、こ
こでモータ３の運転電流Ｉを測定し、上記のボリューム
VR1設定の読込み処理を実行する。ここで具体的には第
９図に示すサブルーチンSUB1の処理を行う。

第９図は第８図のステップ805の運転電流Ｉを測定す
るサブルーチンSUB1の詳細な制御手順を示すフローチャ
ートである。第９図において、ステップ901でモータ３
の運転電流Ｉの測定処理を実行すると、変流器CTがモー
タ３の運転電流Ｉを検出し、これをインタフェースI/O
−１を通して入出力ポートPIO−１から読み込み、その
データＩを例えば第７図に示すメモリＭ（RAM）の801番
地に格納する。同様に次のステップ902で上記のボリュ
ームVR1にて設定してある停止指令電流I₂のデータを読
み込み、メモリＭ（RAM）の8002番地に格納する。さら
に別の方法として第６図に示した許容停止電流I_Sの確認
時間（判定時間）t_Sをこの線図によらず、外部入力とす
る場合には次のステップ903でボリュームVR2にて設定し
てある確認時間t_Sのデータを読み込み、メモリＭ（RA
M）の8000番地に格納しておく。つぎに第８図のステッ
プ806へ戻る。

第８図のステップ806で、前のステップ505で測定した
モータ３の運転電流ＩとメモリＭ（RAM）の8002番地に
格納している停止指令電流I₂とを比較する。比較の結果
がＩ≦I₂であれば、ステップ807へ進み、ここで第６図
のポンプ４の運転時間ｔを測定し、つぎのステップ808
でポンプ４の運転時間ｔが上記のポンプ４の始動頻度に
十分な時間になっているか判定し、ここで十分な時間に
なっていなければステップ805に戻って、十分な時間と
なるまで運転を続ける。また始動頻度に十分な運転時間
ｔになっていれば、ステップ809で上記のＩ≦I₂である
のは使用水量Ｑが少ないことであって、この状態でポン
プ４を運転することは無駄に動力を消費することになる
ため、モータ３およびポンプ４を停止する処理を実行す
る。すなわち入出力ポートPIO−３をクリアする信号を
発生すると、インタフェースI/O−３を介して電磁開閉
器MCが釈放し、モータ３が停止してポンプ４が運転を停
止する。その後にステップ802に戻って、これ以降の処
理を繰り返し実行する。また上記のステップ806での判
定の結果がＩ＞I₂の場合には、ステップ810へ進み、こ
こで第４図の電源電圧が変動したときの探索運転を実行
して、電圧変動時の不具合を解消する。ここで具体的に
は第10図に探索運転の詳細を示す処理を行う。

第10図は第８図のステップ810の探索運転の詳細な制
御手順を示すフローチャートである。第10図において、
ステップ801ないしステップ809の処理内容はそれぞれ第
８図のステップ同一符号と同じ内容であるから説明を省
き、ここでは第８図のステップ810の探索運転処理の詳
細な処理内容を示す第10図のステップ100以降の詳細な
制御手順について説明する。まずステップ100の許容停
止電流I_Sを求める処理を実行する。ここで具体的には第
11図に示すサブルーチンSUB2の処理を行う。

第11図は第10図のステップ100の第５図の線図より許
容停止電流I_Sを求めるサブルーチンSUB2の詳細な制御手
順を示すフローチャートである。第11図において、まず
ステップ112で第８図のステップ802で測定して第７図の
メモリＭ（RAM）の805番地に格納してあるポンプ４の停
止時間ｔのデータを読み出す。次のステップ113でこの
呼び出した停止時間ｔのデータと第５図に示すt₁とを比
較し、この比較結果がｔ≦t₁であればステップ114へ進
み、ここで許容停止電流I_SをI₃としてメモリＭ（RAM）
の8003番地（第７図）に格納する。また比較経過がｔ＞
t₁であればステップ115へ進み、ここで停止時間ｔと第
５図に示すt₂とを比較し、比較結果がｔ＞t₂であればス
テップ116へ進み、ここで許容停止電流I_SをI₃′として
同じくメモリＭ（RAM）の8003番地に格納する。またス
テップ115の比較結果がｔ≦t₂であれば、次のステップ1
17で上記の式に基づき許容停止電流I_Sを求め、同じく
メモリＭ（RAM）の8003番地に格納する。この許容停止
電流I_Sの値は１つ前のポンプ４の停止時間ｔより割り出
した適正な値となっている。つぎに第10図のステップ10
1へ戻る。ここで前のステップ100で求めた許容停止電流
I_Sと第８図のステップ805で測定したモータ３の運転電
流Ｉとを比較し、Ｉ＞I_Sであればステップ805へ戻り、
これ以降の処理を実行する。またＩ≦I_Sであれば次のス
テップ102へ進み、ここで確認時間t_Sを求める処理を実
行する。具体的には第12図に示すサブルーチンSUB3の処
理を行う。

第12図は第10図のステップ102の第６図の線図より許
容停止電流I_Sの確認時間t_Sを求めるサブルーチンSUB3の
詳細な制御手順を示すフローチャートである。第12図に
おいて、まずステップ120で第８図のステップ807で測定
して第７図のメモリＭ（RAM）の8006番地に格納してあ
るポンプ４の運転時間ｔのデータを呼び出す。次のステ
ップ121でこの呼び出した運転時間ｔのデータと第６図
に示すt₅とを比較し、この比較結果がｔ≦t₅であればス
テップ122へ進み、ここで停止電流I_Sの確認時間t₅を第
６図のt₄としてメモリＭ（RAM）の8000番地（第７図）
に格納する。また比較結果がｔ＞t₅であればステップ12
3へ進み、ここで運転時間ｔと第６図のt₆とを比較し、
比較結果がｔ＞t₆であればステップ124へ進み、ここで
確認時間t_Sをt₃として同じくメモリＭ（RAM）の8000番
地に格納する。またステップ123の比較結果がｔ≦t₆で
あれば、次のステップ125で上記の式に基づき確認時
間t_Sを求め、同じくメモリＭ（RAM）の8000番地に格納
する。この確認時間t_Sの値は１つ前のポンプ４の運転時
間ｔから割り出した適正な値となっている。つぎに第10
図のステップ103へ戻る。

第10図のステップ103では上記の確認時間t_Sをセット
するため、カウンタＣに前のステップ102で格納してあ
るメモリＭ（RAM）の8000番地（第７図）のデータを確
認時間t_Sとしてセットする。この値は上記のように１つ
前のポンプ４の運転時間ｔから割り出した適正な値とな
っている。つぎにステップ104でΔｔ秒（たとえば１
秒）のハードまたはソフトタイマの運転を実行し、ステ
ップ105へ進んでモータ３の運転電流Ｉを測定し、これ
をΔｔ秒後のデータとしてメモリＭ（RAM）の8004番地
に（第７図）に格納する。つぎのステップ106でポンプ
モータ３の運転電流ＩとI₃′とを比較し、比較結果がＩ
≦I₃′であれば第８図のステップ807へ戻る。ステップ8
07でポンプ４の運転時間ｔを測定し、つぎのステップ80
8でポンプ４の運転時間ｔがポンプ４の始動頻度に十分
な時間になっていなければステップ805に戻って十分な
時間となるまで運転を続ける。また始動頻度に十分な運
転時間ｔになっていれば、ステップ809で上記のＩ≦
I₃′であるのは過少水量Ｑの運転を意味し、この運転を
続けるとポンプ４内の水温が上昇することにもなるので
即停止させ、ステップ802へ戻る。またステップ106の比
較結果がＩ＞I₃′であればステップ107へ進み、ここで
メモリＭ（RAM）の8004番地のΔｔ秒後の運転電流Ｉの
データと8001番地のその前の運転電流Ｉのデータとを比
較する。つぎにステップ108でその偏差ΔＩを求め、つ
ぎのステップ109でこの偏差ΔＩがａビット以上か以下
かを判定する。このａビットは例えば３ビット（0.3〜
0.5Aの電流に相当）程度にとる。この判定結果がΔＩ＞
ａであれば運転電流Ｉがステップ100で設定した許容停
止電流I_S以下であるが、需要水量Ｑが停止水量Q₂付近で
変化していることを意味するのでステップ101へ戻り、
それ以降を再度実行する。また判定結果がΔＩ≦ａであ
ればステップ110へ進み、ステップ103セットしたカウン
タＣの値をＣ−１にし、つぎのステップ111でカウンタ
Ｃの値が０かを判定して、０でなければカウンタＣの値
が０になるまでループL₄の処理を実行する。すなわちス
テップ103でカウンタＣに設定した確認時間t_Sの間に需
要水量Ｑが停止水量Q₂付近で許容停止電流I_Sの変化（負
荷の変動）の状態を探索して検出し、ステップ111でカ
ウンタＣの値が０になればステップ807へ戻る。ここで
上記と同様にステップ809のポンプ４の停止処理へと制
御を進める。

このようにして電源電圧が変動している場合でも、停
止指令電流I₂の他に許容停止電流I_Sの範囲をI₃からI₃′
の間に定めておき、探索運転を行ってポンプ４の停止時
間ｔとの関係より許容停止電流I_SをI₃からI₃′へと更新
してゆくので、その結果として停止時水量Ｑが理想的な
停止水量Q₂付近へと収束する。なお第１図において、停
止指令電流I₂などを設定するのをボリュームVR1などと
したがディップスイッチなどでもよい。さらにポンプモ
ータ３の許容停止電流I_Sの範囲またはI_Sを判定するため
の確認時間t_Sを第５図または第６図の示す線図で予めプ
ロットし、マイコンMCONのソフトウェアで処理するよう
にしたが、これの代りに第１図に示すボリュームVR3ま
たはVR2を追加し、これでそれぞれ入力してもよい。

第13図は本発明による給水装置の運転制御方法の第２
の実施例を示す第１図のマイコンMCONの他の概要の制御
手順のフローチャートである。この実施例のフローチャ
ートは第８図のフローチャートを変形したものである。
第13図において、ステップ801ないしステップ809の処理
内容はそれぞれ第８図のステップ同一符号と同じ内容で
あるから説明を省き、ここではそれ以降の変形部分につ
いて説明する。まずステップ103では具体的に第14図に
示すサブルーチンSUB4の処理を行う。

第14図は第13図のステップ130の許容停止電流I_Sを求
める他のサブルーチンSUB4の詳細な制御手順を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートは第11図のフロ
ーチャートをさらに改善したものである。第14図におい
て、まず上記のように圧力タンク７の保有水量Ｖで停止
水量Q₂とすればポンプ４の停止時間ｔはｔ＝V/Q₂で定ま
り、保有水量Ｖは一定であるので停止時間ｔを一定に制
御すれば、ポンプ４の停止時水量Ｑは停止水量Q₂の一定
値に収束する。ここで目標停止時間をt₀とするとt₀の値
は第５図に示すt₁とt₂の間にある。そこでステップ141
で停止時間ｔを呼び出し、つぎのステップ142でこの呼
び出した停止時間ｔと目標値t₀とを比較する。この比較
結果がｔ＜t₀であればステップ143へ進み、ここで現在
の運転電流Ｉと許容停止電流I_Sの上限値I₃とを比較し、
比較結果がＩ≧I₃であればステップ144で許容停止電流I
_SをI₃とし、比較結果がＩ＜I₃であれば使用水量Ｑが停
止水量Q₂よりも多いところで停止していることであるか
ら、ステップ145で現在の運転電流ＩからΔｘだけ減じ
た値を許容停止電流I_Sとする。ここでΔｘの値は例えば
１ビットとする。またステップ142の比較結果がｔ＝t₀
であれば許容停止電流I_Sの値を更新せず、このループを
抜ける。またこの比較結果がｔ＞t₀であればステップ14
6へ進み、ここで現在の運転電流Ｉと許容停止電流I_Sの
下限値I₃′とを比較し、比較結果がＩ＞I₃′であれば使
用水量Ｑが停止水量Q₂よりも少ないところで停止してい
ることであるから、ステップ147で現在の運転電流Ｉに
Δｘだけ加算した値を許容停止電流I_Sとし、比較結果が
Ｉ≦I₃′であればステップ148で許容停止電流I_SをI₃′
とする。これらの処理を実行したら、このループから抜
けて第13図のステップ131へ戻る。

第13図のステップ131では上記により求めた許容停止
電流I_Sと測定した運転電流Ｉとを比較し、Ｉ＞I_Sであれ
ばステップ132へ進み、ここで第８図のステップ805で実
行した第９図で示す処理内容と同じ運転電流Ｉの測定お
よびボリュームVR1,VR2などの設定処理を再度実行し、
ステップ131に戻ってこれ以降の処理を実行する。ステ
ップ131の比較結果がＩ≦I_Sであれば次のステップ133へ
進み、ここでポンプ４の始動頻度が十分か判定し、判定
結果が十分であればステップ809のポンプ４の停止処理
へ進み、判定結果が不十分であれば十分になるまでステ
ップ133の処理を実行してステップ809へ進む。

このようにしてポンプ停止時間ｔが一定となるよう
に、ポンプの許容停止電流I_SをI₃からI₃′の間で可変す
ることにより、ポンプ４の停止点が予め定めた停止水量
Q₂の付近に精度よく収束することができる。なおこの実
施例では目標停止時間t₀をメモリＭ（ROM）に予め書き
込んである例を示したが、外部より設定できるようにす
ることも容易である。この場合には例えば第１図にさら
に目標停止時間t₀を設定するためのボリュームVR4を設
け、インタフェースI/O−１を介してメモリＭ（RAM）に
格納しておけばよい。

第15図は本発明による給水装置の運転制御方法の第３
の実施例を示す構成図である。この実施例の構成図は第
１図にポンプモータ３の主回路電圧Ｖを検出する電圧検
出手段PTを追加したもので、他の第１図と同様である。
第15図において、電圧検出手段PTにより検出した主回路
電圧Ｖによりポンプモータ３の電圧Ｖを測定して、この
値により測定した運転電流Ｉを補正することができる。
たとえば第４図において予め実用上あり得ると考えられ
る電圧変動の下限値と上限値に対応した運転電流Ｉをそ
れぞれメモリＭに記憶しておく。そして常時に運転電流
Ｉと電圧Ｖをサンプリングし、電圧Ｖが基準電圧V₀（た
とえば200Vとする）と異った値となった時に、メモリＭ
に記憶してある上記の電圧Ｖと運転電流Ｉの関係により
サンプリングした運転電流Ｉの値を補正する。つまり補
正した運転電流Ｉが停止指令電流I₂より小さかったらポ
ンプ４の運転を停止させる。なお電圧変動時の補正はサ
ンプリングした運転電流Ｉでもよいし停止指令電流I₂を
補正してもよい。さらに補正の方法は電圧変動時の上限
値と下限値とこの時の運転電流ＩをメモリＭから読み出
し、直線補間して求めるなどが考えられる。

第16図は本発明による給水装置の運転制御方法の第４
の実施例を示す第２図の給水装置のポンプ４の他の運転
特性図である。この実施例の運転特性図は第３図の運転
特性図に圧力スイッチ８の接点PSのOFF点のP₁′のモー
タ電流曲線Ｂ上の基準電流I_Kを追加したものである。第
16図において、第１図に示す圧力スイッチ８の接点PSが
OFFする点P₁′の電流曲線Ｂ上の運転電流Ｉを基準電流I
_Kとして、サンプリングした運転電流Ｉにより停止指令
電流I₂を補正する。たとえば予め電圧変動がなく正規状
態での圧力スイッチ８の接点PSがOFFする点P₁′の基準
電流I_Kを外部のスイッチで設定しておき、これを読み込
んでメモリＭ（RAM）に記憶するか、あるいは基準電流I
_Kを定数としてメモリＭ（ROM）に書き付けておく。そし
て給水圧力Ｈが始動圧力P₁以下に低下してポンプ４が始
動した後に、負荷減少に伴い給水圧力Ｈが復帰圧力P₁′
以上に上昇して圧力スイッチ８の接点PSがOFFした時
に、モータ３の運転電流Ｉをサンプリングしてこの値と
基準電流I_Kとを比較する。たとえば第16図に示すように
サンプリングした運転電流ＩがＩ′であれば、Ｉ′−I_K
の値を停止指令電流I₂に加算し、またＩ″であればI_K−
Ｉ″の値を停止指令電流I₂から減じて、停止指令電流I₂
を圧力スイッチ８の接点PSがOFFした時に補正する。な
おこの実施例では第15図に示す電圧検出手段PTは不要で
ある。また基準電流I_Kを圧力スイッチ８のON点のP₁とし
なかったのはポンプ４の始動時の過渡電流Ｉのサンプリ
ングを避ける配慮をしたためである。

以上のように上記の実施例によれば、ポンプモータ３
の電流信号でポンプ４の停止指令を行っても、電源電圧
変動の影響を受けてポンプ４が停止しないとか、あるい
はポンプ４の始動頻度が高くなるなどの問題が解消され
る効果がある。

〔発明の効果〕本発明によれば、給水装置の運転雲制御方法において
ポンプモータの運転電流を検出してポンプの停止指令を
発しても、探索運転により負荷使用状態を確認して停止
させるので、電源電圧の変動の影響によりポンプが停止
しなくなったり、あるいはポンプの始動頻度が高くなる
などの問題が解消できるばかりでなく、平坦なＱ−Ｈ特
性を有するポンプを使用しても、圧力スイッチの設定が
できずに給水装置を構成できないなどの問題を解決でき
るので、圧力タンク容量を大きくしなくてすむ効果があ
る。さらにポンプの停止を指令する停止電流値などを外
部設定により自由に変更できるので、ポンプの機種が異
っても兼用することができて標準化が拡大されて大変便
利となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する為の給水装置の運転装置
の一実施例を示す構成図、第２図は第１図の給水装置の
構成図、第３図は第２図のポンプの運転特性図、第４図
は第３図の電圧変動時の運転電流曲線Ｂの変化を示す線
図、第５図は第４図の許容停止電流I_Sの変化を設定する
線図、第６図は第４図の許容停止電流I_Sの確認時間t_Sを
設定する線図、第７図は第１図のメモリＭのデータテー
ブルの説明図、第８図は第１図のマイコンの概要の制御
手順を示すフローチャート、第９図は第８図のステップ
805の詳細な制御手順を示すフローチャート、第10図は
第８図のステップ810の詳細な制御手順を示すフローチ
ャート、第11図は第10図のステップ100の詳細な制御手
順を示すフローチャート、第12図は第10図のステップ10
2の詳細な制御手順を示すフローチャート、第13図は本
発明による給水装置の運転制御方法の第２の実施例を示
す第１図のマイコンの他の概要の制御手順のフローチャ
ート、第14図は第13図のステップ130の詳細な制御手順
を示すフローチャート、第15図は本発明による給水装置
の運転制御方法の第３の実施例を示す構成図、第16図は
本発明による給水装置の運転制御方法の第４の実施例を
示す第２図のポンプの他の運転特性図である。３……モータ、４……ポンプ、７……圧力タンク、８…
…圧力スイッチ、９……給水管、10……流量スイッチ、
CT……変流器、MC……電磁接触器、MCON……マイコン、
Ｍ……メモリ、I/O−１〜I/O−３……インタフェース、
Ｔ……安定化電源ユニット、VR1〜VR3……ボリューム、
PS……圧力スイッチ接点、Ｈ……圧力、P₁……始動圧
力、P₁′……復帰圧力、Q₂……停止水量、Ｉ……運転電
流、I₂……停止指令電流、I_S……許容停止電流（範
囲）、t_S……確認時間、t₀……目標停止時間、PT……電
圧検出手段、I_K……基準電流。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプと、これを駆動するモータと、この
ポンプの吐出し側にある圧力タンクと、給水系が所望す
る圧力と流量との何れか一方の大きさにより始動指令を
発するスイッチと、上記モータの運転電流を検出する手
段と、予め定めた手順に従って制御・記憶・演算処理を
行う制御装置とを有し、予め定めた停止指令電流に基づ
き上記ポンプおよびモータを停止させるようにして成る
給水装置において、予め、上記予め定めた停止指令電流
に対し電源変動を許容し得る許容停止電流範囲を定める
と共に、該許容停止電流範囲内においてポンプが停止す
る毎に、一つ前のポンプ停止時間と圧力タンクの保有水
量とポンプ停止時の水量とに基づいて停止電流値を更新
可能に設定する一方、その停止電流値が上記許容停止電
流範囲内にあるか否かを確認する確認時間を、一つ前の
ポンプ運転時間とポンプ始動頻度に十分な時間とに基づ
いて更新可能にしておき、ポンプ始動中、該ポンプの運
転電流が上記許容停止電流範囲内にある場合には上記確
認時間が経過した時点で、ポンプを停止させ、該ポンプ
を停止した後での運転時には、ポンプが停止する毎に、
一つ前のポンプ停止時間，圧力タンクの保有水量，ポン
プ停止時の水量に基づいて更新された停止電流範囲内の
停止電流値と、一つ前のポンプ運転時間，ポンプ始動頻
度に十分な時間に基づいて更新された確認時間とに応じ
停止させるようにすることを特徴とする給水装置の運転
制御方法。
【請求項２】上記制御装置の記憶部に取り込む上記の予
め定めた停止指令電流または上記の確認時間または上記
の許容停止電流範囲を外部の設定手段により任意にデー
タ設定可能としたことを特徴とする請求項１記載の給水
装置の運転制御方法。
【請求項３】ポンプと、これを駆動するモータと、この
ポンプの吐出し側にある圧力タンクと、給水系が所望す
る圧力の流量との何れか一方の大きさにより始動指令を
発するスイッチと、上記モータの運転電流を検出する手
段と、予め定めた手順に従って制御・記憶・演算処理を
行う制御装置とを有し、予め定めた停止指令電流に基づ
き上記ポンプおよびモータを停止させるようにして成る
給水装置において、上記モータの主回路電圧を検出する
手段を設け、この電圧変動を測定した値により、上記モ
ータの運転電流を検出する手段により測定した電流値ま
たは上記の予め定めた停止指令電流の値を補正するよう
にしたことを特徴とする給水装置の運転制御方法。