JP3191576B2 - ポンプ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２台の電動機付きポン
プを駆動制御するためのポンプ制御装置に係わり、特に
電動機付ポンプ対応に設けられているインバータ上で、
圧力とインバータ周波数が同時に関連表示されるように
したポンプ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ターボ形ポンプやターボ形送風機等のタ
ーボ機械では、給水量，風量は運転速度に比例し、給水
圧，風圧は運転速度の２乗に比例し、そして、これらの
機械出力は運転速度の３乗に比例する。このことは、負
荷量の低減に伴いその運転速度を下げることができるこ
とを示しており、省エネルギーを図ることができる等の
メリットがある。

【０００３】従来から、複数のインバータを用いて、複
数のターボ機械の吐出し側の圧力がある一定の関係を保
つよう、速度制御すると共に、これら複数のインバー
タ，ターボ機械の運転順序の制御と運転台数の制御を行
っている。

【０００４】複数のターボ機械を複数のインバータで駆
動し、速度制御及び運転台数制御を行うと、比較的容易
にその給水量，風量，給水圧，風圧などを負荷変動に応
じて効率よく制御できる。このため、今後、より一層、
インバータによる速度制御が普及してくるものと考えら
れる。

【０００５】従来のターボ機械の一例として、給水装置
にインバータを使用した例を図２〜図４により説明す
る。図４は給水装置の構成図であり、１は水道配水管、
２−１，２−２は配水管枝管、３−１，３−２，３−
３，３−４は仕切弁、４−１，４−２はポンプ、５−
１，５−２は電動機、６−１，６−２は逆止め弁、７は
給水管、８は内部に空気溜まりを有する圧力タンク、
９，１０はそれぞれポンプ吸込側及びポンプ吐出側の圧
力を検出する圧力センサであり、検出部での圧力に応じ
た電気信号を発する。

【０００６】ＦＳ１，ＦＳ２はフロースイッチであり、
後で述べる図２，図３で示す過少水量ＱＳ以下でＯＮす
るスイッチである。ＣＮＵは制御装置であり、電動機５
−１，５−２を可変速駆動するインバータＩＮＶ１，Ｉ
ＮＶ２と、漏電保護する漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ
２から成る動力回路部と、リレー回路部Ｒと、コントロ
ーラＣＵとから構成されている。リレー回路Ｒは、トラ
ンスＴＲと、安定化電源Ｚと、リレー５２Ｘ１，５２Ｘ
２と、コントローラＣＵとのインターフェースＩ／Ｏと
を備えている。

【０００７】コントローラＣＵは、演算処理装置ＣＰＵ
（以下、ＣＰＵと略す。）と、圧力センサ９，１０から
の信号（アナログ量）をディジタル信号に変換するため
のＡ／Ｄ変換器と、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に給
水系が所望速度指令信号Ｎ１，Ｎ２を指令するＤ／Ａ変
換器と、コントローラＣＵに電源を供給するための電源
端子Ｅと、前述したリレー５２Ｘ１，５２Ｘ２を駆動す
るためのインターフェースＩ／Ｏに信号Ｓ４を送信する
ための出力ポートＰＩＯ−１とを備える。

【０００８】また、同様に、コントローラＣＵは、図
２，図３に示すポンプの運転特性に応じて運転するよ
う、設定手段Ｃにより設定した設定値Ｓ３を読込むため
の入力ポートＰＩＯ−２と、漏電しゃ断器ＥＬＢ１，Ｅ
ＬＢ２のそれぞれが漏電等によりトリップした時に動作
する接点ＥＬＢＡＬ１，ＥＬＢＡＬ２と、インバータＩ
ＮＶ１，ＩＮＶ２が過負荷等によりトリップした時に動
作する接点ＩＮＶＡＬ１，ＩＮＶＡＬ２の状態を読込む
ための入力ポートＰＩＯ−３とを備えている。即ち、Ｃ
ＰＵはこれらの故障状態に応じてポンプを停止させ、休
止している他方のポンプへ切替えて運転するよう指令し
その運転制御を実行する。

【０００９】図２は以上説明した給水装置によって、ポ
ンプ１台を単独で運転し、または２台のポンプを交互に
運転する際の運転特性図であり、縦軸に圧力Ｈをとり、
横軸に水量Ｑを取って示している。曲線Ａは、インバー
タにより運転速度Ｎ３、すなわち、１００％の運転速度
でポンプを駆動した場合のＱ−Ｈ性能曲線である。同様
に、曲線Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ、Ｎ２，Ｎ１，Ｎ０の運
転速度でポンプを駆動した時のＱ−Ｈ性能曲線である。

【００１０】曲線Ｆは管路抵抗曲線であり、例えば使用
水量が水量Ｑ１から水量Ｑ０に変化した時、ポンプの吐
出し側でこの曲線Ｆより高い圧力で給水すれば、末端水
栓において所望の圧力が得られることを示している。
尚、前述したインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は設定され
た条件、例えば加減速時間をどの程度にするかや、如何
なる値のＶ／Ｆ（出力電圧／出力周波数特性）で回転さ
せるかを制御するが、これら条件はコンソールＣＯＮＳ
１，ＣＯＮＳ２により外部から設定される。即ち、給水
装置は曲線Ｆ上をＯ３→Ｏ２→Ｏ１→Ｏ０に沿ってポン
プを運転する。

【００１１】図４において、漏電しゃ断器ＥＬＢ１，Ｅ
ＬＢ２を投入し、制御電源用しゃ断器ＣＢを投入する
と、コントローラＣＵの電源が確立し、ＣＰＵは予めメ
モリＭに記憶させているプログラムに基き初期設定を行
い、設定手段Ｃから設定情報を読み込み、インバータ及
び漏電しゃ断器の状態（故障していないこと）を入力ポ
ートＰＩＯ−３より読込み、さらに圧力センサ９，１０
の信号をＡ／Ｄ変換器を介して読込む。給水圧力は運転
速度の変化に対応し、例えば管路抵抗曲線Ｆを負荷運転
制御特性として記憶している。こうして運転準備が完了
する。

【００１２】この状態のもとで、需要者が水を使用する
と、給水圧力が低下し、図２に示す始動圧力ＨＯＮ以下
まで低下すると、ＣＰＵは出力ポートＰＩＯ−１を介し
て、インターフェースＩ／Ｏヘリレー５２Ｘ１を付勢す
る信号を出力すると共に、Ｄ／Ａ変換器を介して、イン
バータＩＮＶ１へ運転速度Ｎ１の信号を出力する。これ
によりインバータＩＮＶ１が始動し、電動機５−１が駆
動される。運転した後は、給水圧力が曲線Ｆ上にくるよ
う、圧力センサ１０の信号に基き制御される。使用水量
が減少しポンプ停止条件が確立すると、ＣＰＵはリレー
５２Ｘ１を消勢すると共に、現在出力しているインバー
タＩＮＶ１への速度指令信号Ｎ１を解除する。これによ
りポンプ４−１は停止する。再度、水が使用され、給水
圧力ＨＯＮ以下となり始動条件が確立すると、リレー５
２Ｘ２の付勢信号と運転速度Ｎ２の信号が発せられ、今
度は他方のインバータＩＮＶ２が始動、電動機５−２が
駆動されて、ポンプ４−２が運転を開始する。以後、同
様に、切り替え制御が行われ交互運転が行われる。

【００１３】図３はポンプ２台を並列運転した時の特性
図であり、図２と同一符号で示すものは同じ意味をも
つ。即ち、図２に示すようにポンプ２台を１台づつ交互
に運転していて、さらに使用水量が増大した場合には、
２台のポンプ４−１，４−２を同時に運転する。ポンプ
１台で運転している状態で使用水量がＱ３以上となる
と、運転速度Ｎ３は最高速度であるため、１台のポンプ
では給水能力が足りず、給水圧力がＨＬヘ低下する。こ
れにより、ＣＰＵはリレー５２Ｘ１，５２Ｘ２に付勢信
号を出力すると共に、各インバータに速度Ｎ１，Ｎ２の
指令信号を発する。こうして、２台のインバータＩＮＶ
１，ＩＮＶ２により２台の電動機５−１，５−２が同時
に運転され、２台のポンプ４−１，４−２が並列に運転
される。ポンプの並列運転後は、給水圧力が曲線Ｆ上に
くるよう、圧力センサ１０の信号に基く制御が行われ
る。

【００１４】図３に於いて使用水量が減少し、運転速度
がＮ４→Ｎ３となり、給水圧力がＨＨとなると２台のう
ち１台が停止して単独運転となる。これらの公知例とし
ては特公平５−２３１３３２号公報が参考になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、次のような問題点がある。即ち、 （１）２台のインバータを負荷に応じて最適に制御する
には、例えば使用量が変動しても給水圧力をある定めた
負荷特性曲線上にくるよう、制御するには、インバータ
外部に制御装置ＣＵやリレー回路部Ｒ等を設ける必要が
ある。このため、制御盤のコストが高くなり、寸法や重
量も大きくなる。

【００１６】（２）従来の汎用インバータを、多重系で
構成される給水装置などのターボ機械に適用した上、イ
ンバータを交互運転や並列運転するには、各インバータ
より上位に高度なマイクロコンピュータなどを備える制
御装置を設けて各インバータに指令を出力する構成にす
る必要がある。この制御装置には、必要に応じてターボ
機械の運転状態や異常状態，負荷状態を検出するセンサ
ー群を接続しなければならず、システムが高度に複雑に
なるという問題がある。更に、交互運転や並列運転をす
るには、インバータ間で互いにインターロックをとり、
これらの状態を検出して運転指令を出力する必要があ
る。

【００１７】（３）インバータには、電源変動や過負荷
から装置を保護するためにトリップ機能が内蔵されてい
る。このため、この保護機能が動作すると、ターボ機械
の運転ができなくなる。従って、ターボ機械の負荷状態
やインバータの異常状態をチェックし、必要に応じてリ
トライ運転を行う構成にする必要があるが、このために
も、インバータより上位に各インバータに指令を出す制
御装置が必要となる。

【００１８】（４）制御盤などに表示器を設け、この表
示器に運転状態や異常状態などの状態量、圧力や周波数
などの物理量を表示しているが、この表示器のコストが
嵩み、制御装置の低コスト化が望まれている。

【００１９】本発明の目的は、並列に設けられた２台の
電動機付きポンプ各々を運転制御するに際して、特に、
ポンプ対応に設けられているインバータ上で、圧力とイ
ンバータ周波数が同時に関連表示され得るポンプ制御装
置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、並列に設け
られた２台の電動機付ポンプを運転制御するに際し、前
記電動機付ポンプ各々での圧力状態を吸込側圧力、吐出
側圧力として前記電動機付ポンプに共通に検出する圧力
センサと、前記電動機付ポンプ毎に設けられ、且つ自己
に接続された電動機付ポンプを前記圧力センサからの圧
力検出信号に応じて駆動制御するインバータとを備え、
前記インバータそれぞれには、圧力およびインバータ周
波数を含む複数の運転状態と複数の故障状態の何れか１
つの状態を選択的に表示可能な表示器が設けられ、前記
インバータのうち、一方のインバータに設けられた前記
表示器には前記圧力センサで検出された圧力を表示し
得、前記圧力の表示に関連して、他方のインバータに設
けられた前記表示器にはインバータ周波数を同時に表示
し得ることで達成される。

【００２１】望ましくは、前記インバータには、前記表
示器を利用して、圧力およびインバータ周波数を含む各
種パラメータを設定するパラメータ設定手段が設けられ
ればよいものである。

【００２２】

【作用】並列に設けられた２台の電動機付ポンプを運転
制御するポンプ制御装置の構成要素として、前記電動機
付ポンプ各々での圧力状態を吸込側圧力、吐出側圧力と
して前記電動機付ポンプに共通に検出する圧力センサ
と、前記電動機付ポンプ毎に設けられ、且つ自己に接続
された電動機付ポンプを前記圧力センサからの圧力検出
信号に応じて駆動制御するインバータとを備え、前記イ
ンバータそれぞれには、圧力およびインバータ周波数を
含む複数の運転状態と複数の故障状態の何れか１つの状
態を選択的に表示可能な表示器が設けられ、前記インバ
ータのうち、一方のインバータに設けられた前記表示器
には前記圧力センサで検出された圧力を表示し得、前記
圧力の表示に関連して、他方のインバータに設けられた
前記表示器にはインバータ周波数を同時に表示される場
合は、それら表示が容易に確認され得るものである。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例に係るターボ機械制御装置
を給水装置に適用した例を示す全体構成図であり、従来
技術説明に引用した図４の構成と同一構成部分には同一
符号を付け、その説明は省略する。図１において、制御
装置ＣＮＵは漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２と、イン
バータＩＮＶ１，ＩＮＶ２と、ノイズフィルタＺＣＬ
０，ＺＣＬ１，ＺＣＬ２を備える。これは、図４で示し
たリレー回路部Ｒと制御装置（ハードウェアとソフトウ
ェアを共に）ＣＵを前述したインバータＩＮＶ１，ＩＮ
Ｖ２に組込んだことによるものである。

【００２４】即ち、このインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２
は漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２のトリップ信号ＡＬ
を信号線Ｓ１、または信号線Ｓ２を介し端子ＤＩ３，Ｄ
Ｉ４に入力し、フロースイッチＦＳ１、またはＦＳ２の
信号ＦＳ１ｂ、またはＦＳ２ｂを信号線Ｓ４、またはＳ
５を介し端子ＦＷ，ＣＯＭに入力し、圧力センサ９，１
０の信号をそれぞれ信号線Ｓ６，Ｓ７を介し端子ＡＮ
０，ＡＮ１，Ｌに入力する。尚、この圧力センサ９，１
０はインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に共通に使用するた
め、両者間を信号線Ｓ８により接続する。インバータＩ
ＮＶ１，ＩＮＶ２の端子ＤＩ１，ＤＩ２，ＤＯ１，ＤＯ
２間を信号線Ｓ３で接続し、運転状態，故障状態，運転
要求などの信号のやり取りを行う。更に、信号線Ｓ９，
Ｓ１０は本装置の故障状態や運転状態を中央の監視盤等
へ出力するためのものである。

【００２５】図５，図６は本発明の一実施例に係るイン
バータ装置を２台接続して構成したデュアルインバータ
装置の制御手順と運転手順を説明するフローチャートで
ある。また、図７は、漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２
のトリップ時の動作、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の
トリップ時の動作、及び交互運転動作を説明するための
タイミングチャートである。

【００２６】図８は図１のインバータのパネル面を詳細
に示したもので、１３は表示部であり、例えば７セグメ
ントのＬＥＤまたは液晶等により構成する。１４はＲＵ
Ｎ／ＳＴＯＰ、即ち、運転，停止を指令する例えばタッ
チスイッチである。１５は運転条件を設定する際の例え
ばタッチスイッチであり、コマンドを示す。１６，１７
はメモリ書込みのコマンドを呼び出す際に、アドレスを
インクリメント、またはデクリメントするためのタッチ
キーである。１８はデータを打込むための、例えば英数
字等のデータキーであり、１９はコマンド操作確定のた
めのキーである。２０は表示部１３が示す状態を説明す
るための表示部であり、通常は銘板で構成する。

【００２７】図１０は、前述したタッチキー機能を説明
した図であり、各タッチキーの働きは次の通りである。 （１）コマンドキー「Ｃ」１５を押下げる。これによ
り、表示部１３の「イ」にに「Ｃ」の文字が点灯する。 （２）メモリ番地を英数字キー１８により指定する。こ
れにより、表示部１３の「ロ」、「ハ」に、指定したア
ドレスが表示される。 （３）確定キー「Ｒ」１９を押下げる。これにより、上
記（１）（２）に対応した設定値が表示部１３の「イ」
「ロ」「ハ」にデフォルト値が表示される。 （４）上記（３）で表示されたデフォルト値は、必要に
応じてタッチキー１５，１６，１７，１８，１９により
訂正することができる。

【００２８】図１１はこのようにして設定したインバー
タ状態量の設定例を示した図である。更に、インバータ
をどのように運転させるかについても、図２，図３に示
すポンプ負荷特性に従って設定する。加えて、２台のイ
ンバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の何れを先に運転させるか
についても予めこの設定部を利用して設定する。

【００２９】図９は図１に示す信号の外部出力部Ｓ９，
Ｓ１０の詳細を示したもので、例えばインバータＩＮＶ
１，ＩＮＶ２が何かの不具合でトリップすると内部ＣＰ
Ｕはその出力ポート１に「Ｈ」の信号を出力する。これ
によりリレーＸ１が付勢され、信号端子Ｋｃ，Ｋ０に故
障を示すＯＮ信号が出力される。同様に、信号端子Ｋｃ
とＫ１からは、例えば流入圧力低下を示す信号が出力さ
れ、信号端子ＫｃとＫ２からは、例えば吐出圧力低下を
示す信号が出力される。

【００３０】次に、図５，図６を使用して、運転動作に
ついて詳細に説明する。図１の漏電しゃ断器ＥＬＢ１，
ＥＬＢ２を投入し、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の電
源が確立すると（図５の５０１〜５０３ステップ参
照）、表示部１３に、例えば“０００”と表示される。
図５の５０４ステップで、キースイッチ１４を押下げた
か否かを確認し、ＮＯであれば５０５ステップに進み、
ＹＥＳであれば５０６ステップへ進む。このキースイッ
チ１４は、ＲＵＮ／ＳＴＯＰ（運転／停止）指令用スイ
ッチであり、１回目で運転指令、もう一回押すと停止指
令を意味する。５０６ステップでは、キースイッチ１５
を押下げて運転条件等の前述した各種条件が設定されて
いるか否かを確認する。確認した結果、設定されていれ
ば５０８ステップへ進み、そうでなければ５０５ステッ
プへ進む。５０５〜５０７ステップでは前述した各種設
定を行う。

【００３１】また、この例では、１号機を優先機として
優先運転フラグＰＲ１０ＦをＯＦＨ（この場合、Ｈは１
６進数表示であることを意味する。）にセットし、２号
機を００Ｈにセットしてある（人為的な設定）。この
後、５０８ステップへ進み、図６に示す割込処理ルーチ
ンを許可する。

【００３２】図６（ａ）に示す割込み処理ＩＮＴ０で
は、６０１〜６０４ステップに示すように、内部状態を
チェックし、漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２がトリッ
プ状態であれば、または、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ
２がトリップ状態であれば、６０７ステップで運転可能
フラグをリセットする。これらがトリップ状態でなく正
常であれば、６０９ステップで運転可能フラグをセット
し、もし、トリップ状態であれば、６０８ステップで停
止しこれに対応した処理を実行する。更に、６０３〜６
０５ステップでは、並列運転要求があるか否かを判定
し、並列運転要求であれば、優先運転フラグＰＲ１０Ｆ
を０１Ｆにセットし、そうでなければ０１Ｈをマスクし
ておく。

【００３３】図６（ｂ）で示す割込処理ＩＮＴ１では、
インバータ内部状態量（６１１ステップ参照：電圧，電
流，圧力，周波数の測定とコマンドに応じた表示部への
表示を行う。詳細な表示内容は図８による。）のチェッ
クや、入出力ポートのチェック（６１２ステップ参照：
入出力端子ＤＩ１〜Ｄ０４の監視とデータをメモリに格
納）や、各センサの信号のチェック（６１３ステップ参
照：ＡＮ０，ＡＮ１，Ｌなどの監視とデータをメモリに
格納）を行う。

【００３４】図５に戻り、５１０ステップでは何れのイ
ンバータ，ポンプが先発機として設定されているかを判
定する。例えばインバータＩＮＶ１を電源投入初期時の
優先機（優先運転フラグＰＲ１０Ｆが０ＦＦＨにセット
されている。）とし、インバータＩＮＶ２を非優先機
（優先運転フラグＰＲ１０Ｆが００Ｈにセットされてい
る。）としているとする（０ＦＦＨが優先、０１Ｈが並
列運転要求、００Ｈが追従）。この判定の結果、インバ
ータＩＮＶ１を先発機として（後で詳細に説明するが、
図５の優先運転フラグＰＲ１０Ｆが０ＦＦＨの状態であ
るから）、次の５１１ステップへ進む。インバータＩＮ
Ｖ２は、フラグの状態が００Ｈであるから０ＦＦＨとな
るまで５１０ステップで待機する。

【００３５】インバータＩＮＶ１は５１１ステップで圧
力センサ１０の検出した圧力信号が、図２，図３に示す
始動圧力Ｈ０Ｎ以下であれば、５１２ステップへ進み、
ここでインバータＩＮＶ１及びポンプ４−１を始動させ
る。以下、５０５ステップでインバータに設定した負荷
条件の下で、負荷変動に応じた運転を続ける（５１３ス
テップ）。

【００３６】このような状態から使用水量が減少する
と、少水量検出手段（インバータ内部の負荷電流であっ
たり、フロースイッチＦＳ１又はＦＳ２等である。）が
動作する。そこで、次の５１４ステップで、少水量検出
手段が少水量を検出しているか否か、即ち、フロースイ
ッチであれば、これがＯＦＦしているか否かを判定す
る。判定した結果、水量が少なくポンプの停止条件が確
立（始動頻度抑制を考慮して、数分間の時間をかけて停
止条件が確立しているか否かの判定を行う。）していれ
ば、次の５１５ステップで停止処理を実行する。この
後、５１１ステップへ戻り、これ以降の処理を繰返し処
理する。

【００３７】ところで、図３に示すように、使用水量が
Ｑ３以上に増大すると、もはや、ポンプ１台の運転では
需要要求に対応できなくなる。この状態となると、２台
並列運転要求信号が発生する。即ち、図６（ａ）の６０
３，６０５ステップで優先運転フラグＰＲ１０Ｆを０１
Ｈにセットする。尚、並列運転要求条件とは図３に於い
て、例えばインバータ運転速度が最高速度Ｎ３に適し、
給水圧力がＨＬ以下に達した場合であり、並列運転要求
解除条件とはインバータ運転速度が最低速度Ｎ４に達
し、給水圧力がＨＨ以上に達した場合であり、この場合
には優先運転フラグＰＲ１０Ｆの０１Ｈをマスクする。

【００３８】このような並列条件が満たされると、追従
機として設定されていたインバータＩＮＶ２は５１０ス
テップでの判定の結果、優先運転フラグＰＲ１０Ｆが０
１Ｈであり、次の５１１ステップ以降で、前述した要領
でインバータＩＮＶ２，ポンプ４−２が始動し、並列運
転となる。並列運転後、両方のインバータＩＮＶ１，Ｉ
ＮＶ２、ポンプ４−１，４−２及び電動機５−１，５−
２は前述した５１４〜５１５ステップによって、それぞ
れ停止条件が確立すると停止する。

【００３９】次に、図７のタイムチャートを使用して、
交互運転及び異常時の動作について説明する。図７の時
刻１に於いて、運転要求信号が１台でており、運転優先
は１号機にあるため、インバータＩＮＶ１，１号ポンプ
４−１が運転し、信号Ｓ３のうち、Ｄ０１をインバータ
ＩＮＶ２に対して出力し、インバータＩＮＶ１が運転中
であることを宣言する。インバータＩＮＶ２はこの信号
を端子ＤＩ１で受けて、アンサーバック信号（インバー
タＩＮＶ２，２号ポンプ４−２が運転可能状態にないこ
と）を端子Ｄ０１より、インバータＩＮＶ１に対して出
力する。インバータＩＮＶ１はこの信号を端子ＤＩ１で
受ける。

【００４０】時刻２〜３間では運転要求信号がなく、イ
ンバータ，ポンプは停止している。尚、この時、インバ
ータＩＮＶ１の運転優先フラグＰＲ１０Ｆを００Ｈと
し、運転状態信号Ｄ０１をＬとし、インバータＩＮＶ２
の運転優先フラグＰＲ１０Ｆを０ＦＦＨとし、運転状態
信号Ｄ０１をＬとする。

【００４１】次に、時刻３で運転要求信号が入ると、運
転優先フラグＰＲ１０Ｆが０ＦＦＨに設定されているイ
ンバータＩＮＶ２，２号ポンプ４−２が運転し、運転中
であることをＤ０１をＨとし、インバータＩＮＶ１に対
して出力する。このようにして、互いにインバータＩＮ
Ｖ１とインバータＩＮＶ２間で信号の授受を行い、交互
運転を行う。

【００４２】次に、時刻５〜６間で、インバータＩＮＶ
１，１号ポンプ４−１が運転されている状態で、インバ
ータ又は漏電しゃ断器がトリップした場合を考える。ト
リップすると、インバータＩＮＶ１は即、停止し、運転
状態信号Ｄ０１をＬ、故障状態信号Ｄ０２をＨとし、運
転優先信号ＰＲ１０Ｆを００Ｈとする信号を発する。ま
た、併せて、インバータＩＮＶ１の故障判定用タイマー
ＲＥＳＣ１，ｔ０秒を起動し、故障時強制停止タイマー
ＲＥＳＴ１，ｔ１秒を起動する。これら信号に対応して
インバータＩＮＶ２は運転優先信号ＰＲ１０Ｆを０ＦＦ
Ｈとし、運転状態信号をＤ０１をＨとして運転を始め
る。

【００４３】時刻６では運転要求信号がなくなり、イン
バータＩＮＶ２は停止し、運転状態信号Ｄ０１をＬとす
る。時刻７では再び運転要求信号が発せられるが、前述
したインバータＩＮＶ１の故障時強制停止タイマＲＥＳ
Ｔ１，ｔ１秒が計時中でインバータＩＮＶ１の故障状態
信号Ｄ０２がＨ状態のため、再び、インバータＩＮＶ２
が運転する。

【００４４】時刻７〜８間では前述したインバータＩＮ
Ｖ１の故障強制停止タイマーＲＥＳＴ１、ｔ１秒が計時
終了し、故障状態信号Ｄ０２がＨ→Ｌとなる。時刻８で
はインバータＩＮＶ２が停止し、運転優先フラグＰＲ１
０Ｆを００Ｈとし、逆に、インバータＩＮＶ１はこの信
号を０ＦＦＨとしておく。時刻９の運転要求時はインバ
ータＩＮＶ１が運転する。この後、インバータＩＮＶ１
が故障すると前述した信号発して停止し、再度、強制停
止タイマＲＥＳＴ１を起動し、ｔ１秒の計時を開始し、
インバータＩＮＶ２の運転へ切り替える。以下、時刻１
１まで前述の作動を繰返す。

【００４５】時刻１１で運転要求があり、インバータＩ
ＮＶ１が運転し、やはり運転後にトリップすると、時刻
１２で強制停止時間ｔ１が計時終了し、故障判定用タイ
マーＲＥＳＣ１のｔ０秒間に３サイクルのインバータＩ
ＮＶ１の故障が生じており、この段階でインバータＩＮ
Ｖ１は故障とみなし運転不能状態とし、運転状態信号Ｄ
０１をＬ、故障状態信号Ｄ０２をＨとし、運転優先フラ
グＰＲ１０Ｆを００Ｈとする。併せて、図８の表示部に
Ｅ０１を表示し、図９に示すＣＰＵの出力ポート１にＨ
の信号を出力し、リレーＸ１を付勢させ、外部にＫｃ，
Ｋ０の故障信号を発する。この後は２号機のみの運転と
なる。

【００４６】尚、故障判定タイマーＲＥＳＣ１のｔ０秒
内に、そのインバータの運転・故障を３回リトライする
と故障とみなし、図７の時刻１１の破線で示すように、
正常に復帰した場合、即ち、リトライ３回未満で正常に
復帰したら故障とせず、運転を続けられるようにする。
ここで言う故障とは、漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２
のトリップとインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２のトリップ
を意味しているが、図７はインバータトリップの例で示
した。

【００４７】漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２のトリッ
プについて説明を加えれば、次の通りとなる。１号漏電
しゃ断器ＥＬＢ１がトリップすると、これの主電源が落
ち、アラーム信号Ｓ１が入る。インバータＩＮＶ１の制
御電源はサーキットプロテクターＣＰ１を介し端子Ｒ
１，Ｒ２へ供給されている。アラーム信号Ｓ１に基き運
転状態信号Ｄ０１をＬ、故障状態信号Ｄ０２をＨとし、
運転優先信号ＰＲ１０Ｆを００Ｈとする。更に、ポンプ
並列運転時の作動を説明すれば次の通りとなる。図７に
於いて、時刻１３でインバータＩＮＶ１が運転してお
り、時刻１４で２台運転要求信号が出ると、インバータ
ＩＮＶ２の運転優先フラグＰＲ１０Ｆを０１Ｈとする。
すると、図５の５０９ステップ以降の処理を実行して、
インバータＩＮＶ２が運転し、運転状態信号Ｄ０１をＨ
とした信号を発する。

【００４８】次に、図１，図９により、他の故障時の対
応について説明する。水道配水管１の圧力が規定値（通
常は１〜３．５ｋｇｆ／ｃｍ ^２ あり、配管の破裂や工
事断水となり、例えば０．５ｋｇｆ／ｃｍ ^２ 以下に低下
した状態）以下になると、ポンプ吸込側に設置されてい
る圧力センサ９がこれを検知する。この時、インバータ
ＩＮＶ１及びインバータＩＮＶ２は信号Ｓ６とＳ８によ
りこの状態を検出し、同インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２
を停止させ、水道配水管圧力が規定値以上に復帰する
と、両インバータを運転可能とする。

【００４９】同様の要領で、ポンプ吐出側圧力が規定値
以下（ポンプエアー噛み等により、給水系が所望する圧
力の、例えば５０％以下に低下）になると、圧力センサ
１０がこれを検知して（運転不能状態を）、信号Ｓ７，
Ｓ８によりインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を停止させ、
規定値以上に復帰したら、両インバータを運転可能とす
る。そして、この異常状態、即ち、吸込側圧力が低下し
た場合には表示部にＥ０２を表示し、図９の出力ポート
２からＨ信号を発しリレーＸ２を付勢し、外部にＫｃ，
Ｋ１の信号を出力する。吐出側圧力が低下した場合に
は、表示部にＥ０３を表示し、図９の出力ポートにＨ信
号を発してリレーＸ３を付勢させ、外部に信号Ｋｃ，Ｋ
２を出力する。

【００５０】以上、実施例のようにすれば、２台のイン
バータに制御回路、運転手順、制御内容が収納されてい
るので、外付けのリレー回路部及び上位の高度な制御装
置を必要とせずに、交互運転、または交互・並列運転を
行うことができ、制御装置が簡略化され、小形軽量で且
つ、低コスト化が実現できる効果がある。更に、部品点
数が削減されるので信頼性が向上する。

【００５１】また、主回路の短絡及び漏電は漏電しゃ断
器により、これ以外の負荷側の故障状態はインバータの
内部状態量の変化により、インバータ自身が監視してい
るため、簡単で確実に異常時の切替え運転が可能であ
る。更に、予め優先機をインバータで外部設定可能とし
てあるので、運転順序が乱れることがない（停電復帰時
など）。更にまた、故障時リトライ動作を付加してある
ので、故障状態を確実に検出できる効果がある。

【００５２】更にまた、運転状態及び故障状態をインバ
ータの表示部を利用して表示するので簡単で低コスト化
が実現可能である。更にまた、負荷状態を検出する圧力
センサ、吸込側圧力を検出する圧力センサを２台のイン
バータで共有できるようにしたので簡単・安価となる。
更にまた、完全多重系（実施例では２重系）のシステム
構成により、故障バックアップを取っているので、より
一層、信頼性を向上できる効果がある。

【００５３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、並列に設けられた２台の電動機付きポンプ各々を運
転制御するに際して、特に、ポンプ対応に設けられてい
るインバータ上で、圧力とインバータ周波数が同時に関
連表示され得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るターボ機械制御装置を
給水装置として適用した構成図

【図２】ポンプを単独または交互に運転する際の運転特
性図

【図３】ポンプ２台並列運転時の運転特性図

【図４】従来の給水システムの全体構成図

【図５】図１に示すターボ機械制御装置の運転手順を示
すフロ−チャ−ト

【図６】図１に示すターボ機械制御装置の制御方法を示
すフロ−チャ−ト

【図７】デュアルインバータの制御動作を示すタイミン
グチャート

【図８】インバータの表示部，設定部の詳細図

【図９】インバータの故障状態の外部出力回路図

【図１０】インバータ表示部，設定部の機能説明図

【図１１】インバータ内部状態量の設定例を示す図

【符号の説明】

４−１，４−２…（ターボ機械としての）ポンプ、５−
１，５−２…電動機、１３…表示部、１８…データキ
ー、ＦＳ１，ＦＳ２…過少負荷検出手段、ＥＬＢ１，Ｅ
ＬＢ２…漏電しゃ断器、ＩＮＶ１，ＩＮＶ２…インバー
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 政雄 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (72)発明者 押賀 孝幸 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (72)発明者 国井 寛 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (72)発明者 遠藤 常博 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (72)発明者 本間 敏 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (56)参考文献 特開 平５−240186（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−231332（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344969（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−195102（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−86974（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72470（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101201（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−39194（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に設けられた２台の電動機付ポンプ
   を運転制御するポンプ制御装置において、 前記電動機付ポンプ各々での圧力状態を吸込側圧力、吐
   出側圧力として前記電動機付ポンプに共通に検出する圧
   力センサと、 前記電動機付ポンプ毎に設けられ、且つ自己に接続され
   た電動機付ポンプを前記圧力センサからの圧力検出信号
   に応じて駆動制御するインバータとを備え、 前記インバータそれぞれには、圧力およびインバータ周
   波数を含む複数の運転状態と複数の故障状態の何れか１
   つの状態を選択的に表示可能な表示器が設けられ、 前記インバータのうち、 一方のインバータに設けられた
   前記表示器には前記圧力センサで検出された圧力を表示
   し得、前記圧力の表示に関連して、他方のインバータに
   設けられた前記表示器にはインバータ周波数を同時に表
   示し得ることを特徴とするポンプ制御装置。
2. 【請求項２】 前記インバータには、前記表示器を利用
   して、圧力およびインバータ周波数を含む各種パラメー
   タを設定するパラメータ設定手段が設けられたことを特
   徴とする請求項１記載のポンプ制御装置。