JP3411137B2 - 可変速給水装置 - Google Patents
可変速給水装置Info
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- water supply
- pump
- time
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は簡易・小型の可変速
給水装置に係り、特に負荷が少水量の時に給水ポンプを
停止する少水量停止機能を有する可変速給水装置に関す
る。
給水装置に係り、特に負荷が少水量の時に給水ポンプを
停止する少水量停止機能を有する可変速給水装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】可変速給水装置は、給水を行うポンプの
回転数を、インバータ等の可変速手段により負荷に応じ
て変化させて、流量及び吐出圧力を調整することができ
る給水装置である。図１は、可変速給水装置の全体構成
を示す説明図である。この可変速給水装置は、吸い込み
口１１より水を吸い込み、給水ポンプ１で加圧して負荷
２０に給水する。流路１０の給水ポンプ１の吐出側に
は、水流の流量が一定値以下の少水量であることを検出
するフロースイッチ３と、逆止弁４と、圧力タンク５
と、ポンプの吐出側圧力（圧力タンクの水圧）を検出す
る圧力検出手段６とが設けられている。ポンプ１は、そ
の回転数を変化する可変速手段２である周波数／電圧イ
ンバータによって駆動され、可変速手段２はポンプ制御
手段７により制御される。
回転数を、インバータ等の可変速手段により負荷に応じ
て変化させて、流量及び吐出圧力を調整することができ
る給水装置である。図１は、可変速給水装置の全体構成
を示す説明図である。この可変速給水装置は、吸い込み
口１１より水を吸い込み、給水ポンプ１で加圧して負荷
２０に給水する。流路１０の給水ポンプ１の吐出側に
は、水流の流量が一定値以下の少水量であることを検出
するフロースイッチ３と、逆止弁４と、圧力タンク５
と、ポンプの吐出側圧力（圧力タンクの水圧）を検出す
る圧力検出手段６とが設けられている。ポンプ１は、そ
の回転数を変化する可変速手段２である周波数／電圧イ
ンバータによって駆動され、可変速手段２はポンプ制御
手段７により制御される。
【０００３】このポンプ制御手段７は、フロースイッチ
３が流路１０の流量がある一定値以下であることを検出
し、少水量検知信号を発生して、一定の少水量検知時間
保持して少水量状態が継続したことを確認してから、圧
力タンク５に一定時間ある加圧圧力値または加圧周波数
値で蓄圧した後、給水ポンプ１を停止する少水量停止機
能を有する。また、ポンプ始動圧力設定値を有し、給水
ポンプの停止中に圧力検出手段６の圧力信号がポンプ始
動圧力設定値以下になった時には、給水ポンプ１を始動
する機能を有する。
３が流路１０の流量がある一定値以下であることを検出
し、少水量検知信号を発生して、一定の少水量検知時間
保持して少水量状態が継続したことを確認してから、圧
力タンク５に一定時間ある加圧圧力値または加圧周波数
値で蓄圧した後、給水ポンプ１を停止する少水量停止機
能を有する。また、ポンプ始動圧力設定値を有し、給水
ポンプの停止中に圧力検出手段６の圧力信号がポンプ始
動圧力設定値以下になった時には、給水ポンプ１を始動
する機能を有する。
【０００４】従って、この可変速給水装置の動作は次の
とおりである。まず負荷２０が中水量あるいは大水量を
必要とする時は、ポンプ制御手段７は圧力検出手段６の
圧力信号Ｓ1 から、給水ポンプ１を回転させ負荷２０に
おける圧力が一定になるように、可変速手段２を比例積
分（ＰＩ）制御する。負荷が少水量の時には、ポンプの
締切運転による加熱を防止し、かつ無駄な運転時間の削
減（省エネルギー）を図るため、前述の少水量停止動作
を行う。すなわち、フロースイッチ３が少水量を検出し
て検知信号を発生し、ある少水量検知時間中、少水量状
態が継続していることを確認してから、圧力タンク５に
一定時間ある加圧圧力値または加圧周波数値で蓄圧し
て、その後給水ポンプ１を停止する。そして圧力タンク
５から負荷２０に水を供給し、圧力タンク５の圧力が所
定のポンプ始動圧力設定値以下に低下したときには、再
び給水ポンプを始動し、負荷２０における水圧を所定圧
に保持する可変速運転に復帰する。
とおりである。まず負荷２０が中水量あるいは大水量を
必要とする時は、ポンプ制御手段７は圧力検出手段６の
圧力信号Ｓ1 から、給水ポンプ１を回転させ負荷２０に
おける圧力が一定になるように、可変速手段２を比例積
分（ＰＩ）制御する。負荷が少水量の時には、ポンプの
締切運転による加熱を防止し、かつ無駄な運転時間の削
減（省エネルギー）を図るため、前述の少水量停止動作
を行う。すなわち、フロースイッチ３が少水量を検出し
て検知信号を発生し、ある少水量検知時間中、少水量状
態が継続していることを確認してから、圧力タンク５に
一定時間ある加圧圧力値または加圧周波数値で蓄圧し
て、その後給水ポンプ１を停止する。そして圧力タンク
５から負荷２０に水を供給し、圧力タンク５の圧力が所
定のポンプ始動圧力設定値以下に低下したときには、再
び給水ポンプを始動し、負荷２０における水圧を所定圧
に保持する可変速運転に復帰する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】少水量停止動作の目的
は、ポンプ締切運転によるモータの加熱防止、無駄な運
転時間の削減であるが、逆にこの少水量停止動作時の蓄
圧圧力が高すぎると、ポンプ停止前の蓄圧による急激な
圧力上昇を頻繁に繰り返すこととなり、給水装置として
の機械的寿命に問題を及ぼし、又、負荷側の頻繁な圧力
変動等の問題が生じる。また、少水量停止前の蓄圧によ
る圧力上昇値を低く抑えれば、負荷側の急激な圧力上昇
がなくなり給水装置としての使い勝手がよくなるが、蓄
圧が低いため再始動までのポンプの停止時間があまり稼
げず、ポンプの始動停止の頻度が増えることになる。
は、ポンプ締切運転によるモータの加熱防止、無駄な運
転時間の削減であるが、逆にこの少水量停止動作時の蓄
圧圧力が高すぎると、ポンプ停止前の蓄圧による急激な
圧力上昇を頻繁に繰り返すこととなり、給水装置として
の機械的寿命に問題を及ぼし、又、負荷側の頻繁な圧力
変動等の問題が生じる。また、少水量停止前の蓄圧によ
る圧力上昇値を低く抑えれば、負荷側の急激な圧力上昇
がなくなり給水装置としての使い勝手がよくなるが、蓄
圧が低いため再始動までのポンプの停止時間があまり稼
げず、ポンプの始動停止の頻度が増えることになる。
【０００６】ところで、本発明者等は特願平５−２４０
５２７号特許出願にて、負荷あるいは直近の運転状況の
データに応じて、加圧圧力（周波数）値、少水量検知時
間を含むポンプの運転パラメータを自動設定する手段を
備えた可変速給水装置を開示している。又、運転パラメ
ータを自動設定する手段は、ファジィ推論機能によるも
のであることも同様に開示している。係る可変速給水装
置によれば、ポンプの締切運転による加熱防止、無駄運
転時間の削減という本来の少水量停止機能の目的を満た
しながら、ポンプの始動停止頻度の低減、少水量停止前
の蓄圧による急激な圧力上昇の低減という相反する目的
をそれぞれある程度バランス良く達成することができ
る。
５２７号特許出願にて、負荷あるいは直近の運転状況の
データに応じて、加圧圧力（周波数）値、少水量検知時
間を含むポンプの運転パラメータを自動設定する手段を
備えた可変速給水装置を開示している。又、運転パラメ
ータを自動設定する手段は、ファジィ推論機能によるも
のであることも同様に開示している。係る可変速給水装
置によれば、ポンプの締切運転による加熱防止、無駄運
転時間の削減という本来の少水量停止機能の目的を満た
しながら、ポンプの始動停止頻度の低減、少水量停止前
の蓄圧による急激な圧力上昇の低減という相反する目的
をそれぞれある程度バランス良く達成することができ
る。
【０００７】しかしながら、上述した可変速給水装置
は、簡易・小型の給水装置に適用する場合には、次のよ
うな問題点がある。 制御のために用いる入力要素信号（情報）が多くな
り、制御装置の価格が高くなる。 ファジィ推論機能を用いる場合、データ量が多くなり
メモリ容量が指数関数的に増加する。このため、大容量
のメモリと処理速度の速いＣＰＵを必要とし、制御装置
の価格が高くなる。
は、簡易・小型の給水装置に適用する場合には、次のよ
うな問題点がある。 制御のために用いる入力要素信号（情報）が多くな
り、制御装置の価格が高くなる。 ファジィ推論機能を用いる場合、データ量が多くなり
メモリ容量が指数関数的に増加する。このため、大容量
のメモリと処理速度の速いＣＰＵを必要とし、制御装置
の価格が高くなる。
【０００８】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、簡易・小型の経済的な給水装置においても、締切
運転を避けて且つ頻繁な起動停止を避けて、バランスの
取れた少水量停止動作を行うことができる可変速給水装
置を提供することを目的とする。
ので、簡易・小型の経済的な給水装置においても、締切
運転を避けて且つ頻繁な起動停止を避けて、バランスの
取れた少水量停止動作を行うことができる可変速給水装
置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の可変速給水装置
は、給水ポンプと、該給水ポンプの回転数を変化する可
変速手段と、該給水ポンプの吐出側に設けたフロースイ
ッチ及び逆止弁と、該逆止弁の下流側に設けた圧力タン
ク及び圧力検出手段と、ポンプ制御手段とを具備し、該
ポンプ制御手段は、前記フロースイッチが少水量検知信
号を発生して、ある少水量検知時間保持してから前記圧
力タンクに一定時間、ある加圧圧力値または加圧周波数
値で蓄圧した後、前記給水ポンプを停止する機能と、ポ
ンプ始動圧力設定値を有し、前記給水ポンプ停止中に前
記圧力検出手段により圧力信号が前記ポンプ始動圧力設
定値以下になった時に、前記給水ポンプを始動する機能
とを有し、前記蓄圧時の加圧圧力値または加圧周波数値
は予め定めた一定の設定値とすると共に、前記少水量検
知時間は、前回ポンプ停止時間と、直前ポンプ運転時間
と、前記フロースイッチの開閉回数とに基づいて、デー
タテーブルを参照したファジィ推論により設定するもの
であることを特徴とする。
は、給水ポンプと、該給水ポンプの回転数を変化する可
変速手段と、該給水ポンプの吐出側に設けたフロースイ
ッチ及び逆止弁と、該逆止弁の下流側に設けた圧力タン
ク及び圧力検出手段と、ポンプ制御手段とを具備し、該
ポンプ制御手段は、前記フロースイッチが少水量検知信
号を発生して、ある少水量検知時間保持してから前記圧
力タンクに一定時間、ある加圧圧力値または加圧周波数
値で蓄圧した後、前記給水ポンプを停止する機能と、ポ
ンプ始動圧力設定値を有し、前記給水ポンプ停止中に前
記圧力検出手段により圧力信号が前記ポンプ始動圧力設
定値以下になった時に、前記給水ポンプを始動する機能
とを有し、前記蓄圧時の加圧圧力値または加圧周波数値
は予め定めた一定の設定値とすると共に、前記少水量検
知時間は、前回ポンプ停止時間と、直前ポンプ運転時間
と、前記フロースイッチの開閉回数とに基づいて、デー
タテーブルを参照したファジィ推論により設定するもの
であることを特徴とする。
【００１０】又、前記制御手段は、前記フロースイッチ
が閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせ
ると共に周波数を固定で若干上昇した圧力監視運転を行
い、該タイマのカウントアップにより前記蓄圧運転に入
るものであることを特徴とする。
が閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせ
ると共に周波数を固定で若干上昇した圧力監視運転を行
い、該タイマのカウントアップにより前記蓄圧運転に入
るものであることを特徴とする。
【００１１】又、前記制御手段は、前記フロースイッチ
が閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせ
ると共に周波数をそのまま固定した圧力監視運転を行
い、該タイマのカウントアップにより前記蓄圧運転に入
るものであることを特徴とする。
が閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせ
ると共に周波数をそのまま固定した圧力監視運転を行
い、該タイマのカウントアップにより前記蓄圧運転に入
るものであることを特徴とする。
【００１２】又、前記制御手段は、前記フロースイッチ
が閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせ
ると共に圧力監視運転を行い、該タイマのカウントアッ
プにより前記蓄圧運転に入るものであることを特徴とす
る。
が閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせ
ると共に圧力監視運転を行い、該タイマのカウントアッ
プにより前記蓄圧運転に入るものであることを特徴とす
る。
【００１３】又、前記少水量検知時間を自動設定する手
段は、データテーブルを参照したファジィ推論により行
うものであることを特徴とする。
段は、データテーブルを参照したファジィ推論により行
うものであることを特徴とする。
【００１４】負荷あるいは直近の運動状況のデータに応
じて、少水量検知時間をファジィ推論機能等により自動
的に調整することにより、千差万別の負荷状況の変動に
対応した最適な運転パラメータに調整することが可能と
なる。従って、ポンプ締切運転による無駄運転時間を低
減し省エネルギーに寄与することができると共に、急激
なポンプの吐出側圧力の上昇を避け、給水系統の機械的
寿命を伸ばし、かつ負荷側の圧力変動の少ない快適な給
水装置が提供される。
じて、少水量検知時間をファジィ推論機能等により自動
的に調整することにより、千差万別の負荷状況の変動に
対応した最適な運転パラメータに調整することが可能と
なる。従って、ポンプ締切運転による無駄運転時間を低
減し省エネルギーに寄与することができると共に、急激
なポンプの吐出側圧力の上昇を避け、給水系統の機械的
寿命を伸ばし、かつ負荷側の圧力変動の少ない快適な給
水装置が提供される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１６】図１は、簡易・小型の経済的な可変速給水
装置の全体構成を示すブロック図である。図１から明ら
かなように、給水ポンプ１と、給水ポンプ１の回転数を
変化する可変速手段２と、給水ポンプの吐出側に設けた
フロースイッチ３と逆止弁４と、逆止弁の下流側に設け
た圧力タンク５及び圧力検出手段６とからなる構成は、
従来の技術の項で述べた可変速給水装置と同様である。
また、ポンプ制御手段７は、フロースイッチ３が少水量
検知信号Ｓ2 を発生して、ある少水量検知時間保持して
から、圧力タンク５に蓄圧し、その後給水ポンプ１を停
止する少水量停止機能を有し、またポンプ始動圧力設定
値を有し、給水ポンプ１の停止中に圧力検出手段６によ
り圧力信号Ｓ1 がポンプ始動圧力設定値以下になったと
きに給水ポンプ１を始動する始動機能等を有することも
前述の従来技術と同様である。
装置の全体構成を示すブロック図である。図１から明ら
かなように、給水ポンプ１と、給水ポンプ１の回転数を
変化する可変速手段２と、給水ポンプの吐出側に設けた
フロースイッチ３と逆止弁４と、逆止弁の下流側に設け
た圧力タンク５及び圧力検出手段６とからなる構成は、
従来の技術の項で述べた可変速給水装置と同様である。
また、ポンプ制御手段７は、フロースイッチ３が少水量
検知信号Ｓ2 を発生して、ある少水量検知時間保持して
から、圧力タンク５に蓄圧し、その後給水ポンプ１を停
止する少水量停止機能を有し、またポンプ始動圧力設定
値を有し、給水ポンプ１の停止中に圧力検出手段６によ
り圧力信号Ｓ1 がポンプ始動圧力設定値以下になったと
きに給水ポンプ１を始動する始動機能等を有することも
前述の従来技術と同様である。
【００１７】本実施例の給水装置においては、ポンプ制
御手段７に少水量状態の継続を確認する少水量検知時間
を運転状況に応じて、最適値を自動的に設定する自動設
定手段を備える。ここで運転状況とは、例えば、直前の
給水ポンプ運転時間、前回のポンプ停止時間、フロース
イッチ開閉回数等である。少水量検知時間を自動設定す
る手段は、ファジィ推論機能によるものであり、ファジ
ィ推論部と規則を具備し、運転状況の各種情報を取り込
んでファジィ推論の規則に従った推論結果を抽出し、そ
の値を運転パラメータとして新たに設定する。
御手段７に少水量状態の継続を確認する少水量検知時間
を運転状況に応じて、最適値を自動的に設定する自動設
定手段を備える。ここで運転状況とは、例えば、直前の
給水ポンプ運転時間、前回のポンプ停止時間、フロース
イッチ開閉回数等である。少水量検知時間を自動設定す
る手段は、ファジィ推論機能によるものであり、ファジ
ィ推論部と規則を具備し、運転状況の各種情報を取り込
んでファジィ推論の規則に従った推論結果を抽出し、そ
の値を運転パラメータとして新たに設定する。
【００１８】図２は、少水量停止動作のフローを示す。
まず、圧力検出手段６で検出された現在圧力が締切運転
時の最低圧力ＰＢ以上であることを判断する（ＳＴ
１）。これがＹＥＳであれば、フロースイッチが閉であ
るか、開であるかが判断される（ＳＴ２）。フロースイ
ッチが閉であるということは、負荷側への供給水量がほ
とんど無い少水量状態であることを示している。ＹＥＳ
である場合、即ち少水量状態が検出されると少水量検知
時間タイマがスタートする（ＳＴ３）。ここでタイマ値
がデータテーブルよりファジィ推論により自動設定され
る。この詳細については後述する。次にタイマがカウン
トアップしたか否かが判断される（ＳＴ４）。タイマが
カウントアップしたか否かということは、所定の少水量
検知時間が経過したか否かが判断される。
まず、圧力検出手段６で検出された現在圧力が締切運転
時の最低圧力ＰＢ以上であることを判断する（ＳＴ
１）。これがＹＥＳであれば、フロースイッチが閉であ
るか、開であるかが判断される（ＳＴ２）。フロースイ
ッチが閉であるということは、負荷側への供給水量がほ
とんど無い少水量状態であることを示している。ＹＥＳ
である場合、即ち少水量状態が検出されると少水量検知
時間タイマがスタートする（ＳＴ３）。ここでタイマ値
がデータテーブルよりファジィ推論により自動設定され
る。この詳細については後述する。次にタイマがカウン
トアップしたか否かが判断される（ＳＴ４）。タイマが
カウントアップしたか否かということは、所定の少水量
検知時間が経過したか否かが判断される。
【００１９】この段階で、ＮＯとなるとタイマがカウン
トアップしていない状態であるので、圧力監視運転が開
始される（ＳＴ５）。この運転は、フロースイッチが閉
じたときの周波数よりも若干高い一定の周波数でポンプ
が運転される。そして、圧力監視遅延タイマがスタート
する（ＳＴ６）。このタイマは数秒程度の短時間のタイ
マであり、そして圧力監視遅延タイマがカウントアップ
したか否かが判断される（ＳＴ７）。このタイマのカウ
ントアップにより、現在圧力を読み込める状態となるの
で、現在圧力がフロースイッチを閉じたときの圧力（Ｐ
F）よりも大きいか否かが判断される（ＳＴ８）。現在
圧力がフロースイッチの閉じたときの圧力ＰF以上であ
る場合には、少水量状態が継続していると判断され、Ｓ
Ｔ２に戻り、以降、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ６、
ＳＴ７のループを繰り返すことになる。
トアップしていない状態であるので、圧力監視運転が開
始される（ＳＴ５）。この運転は、フロースイッチが閉
じたときの周波数よりも若干高い一定の周波数でポンプ
が運転される。そして、圧力監視遅延タイマがスタート
する（ＳＴ６）。このタイマは数秒程度の短時間のタイ
マであり、そして圧力監視遅延タイマがカウントアップ
したか否かが判断される（ＳＴ７）。このタイマのカウ
ントアップにより、現在圧力を読み込める状態となるの
で、現在圧力がフロースイッチを閉じたときの圧力（Ｐ
F）よりも大きいか否かが判断される（ＳＴ８）。現在
圧力がフロースイッチの閉じたときの圧力ＰF以上であ
る場合には、少水量状態が継続していると判断され、Ｓ
Ｔ２に戻り、以降、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ６、
ＳＴ７のループを繰り返すことになる。
【００２０】尚、圧力監視運転は、フロースイッチが閉
じた時の加圧周波数に固定してポンプを運転してもよ
い。この場合には、比較のための圧力値（ＰF）を少し
下げて、例えば９５％として演算し、圧力監視運転を行
い、その後蓄圧運転に入る。又、圧力監視運転は、加圧
周波数を固定せずに供給未端圧力を一定とする可変速
（ＰＩ）制御運転を継続したままとしてもよい。
じた時の加圧周波数に固定してポンプを運転してもよ
い。この場合には、比較のための圧力値（ＰF）を少し
下げて、例えば９５％として演算し、圧力監視運転を行
い、その後蓄圧運転に入る。又、圧力監視運転は、加圧
周波数を固定せずに供給未端圧力を一定とする可変速
（ＰＩ）制御運転を継続したままとしてもよい。
【００２１】そして、ＳＴ４でタイマがカウントアップ
して、ＹＥＳとなると、少水量状態が一定時間継続した
ことが確認される。そして、圧力タンクに水を加圧する
蓄圧運転に入る（ＳＴ９）。即ち、この少水量検知時間
中に、フロースイッチが一回も開かれないということを
意味している。蓄圧運転は、所定の設定加圧圧力（又は
周波数）で行われる。
して、ＹＥＳとなると、少水量状態が一定時間継続した
ことが確認される。そして、圧力タンクに水を加圧する
蓄圧運転に入る（ＳＴ９）。即ち、この少水量検知時間
中に、フロースイッチが一回も開かれないということを
意味している。蓄圧運転は、所定の設定加圧圧力（又は
周波数）で行われる。
【００２２】現在圧力の確認のステップ（ＳＴ８）にお
いて、現在圧力がフロースッチの閉じたときの圧力ＰF
よりも低下した場合には、少水量状態でないと判断さ
れ、フロースイッチ検知タイマ、圧力監視検知タイマが
リセットされ、少水量検知動作がキャンセルされる。同
様に、スタート直後の圧力確認のステップ（ＳＴ１）に
おいて現在圧力が締切運転時の最低圧力ＰBよりも低下
した場合にも、同様に少水量状態ではないと判断され、
少水量停止状態がキャンセルされる。又、フロースイッ
チが開又は閉であることを検知するステップ（ＳＴ２）
において、フロースイッチが開であるときには、同様に
少水量状態でないと判断され、少水量停止動作がキャン
セルされる。
いて、現在圧力がフロースッチの閉じたときの圧力ＰF
よりも低下した場合には、少水量状態でないと判断さ
れ、フロースイッチ検知タイマ、圧力監視検知タイマが
リセットされ、少水量検知動作がキャンセルされる。同
様に、スタート直後の圧力確認のステップ（ＳＴ１）に
おいて現在圧力が締切運転時の最低圧力ＰBよりも低下
した場合にも、同様に少水量状態ではないと判断され、
少水量停止状態がキャンセルされる。又、フロースイッ
チが開又は閉であることを検知するステップ（ＳＴ２）
において、フロースイッチが開であるときには、同様に
少水量状態でないと判断され、少水量停止動作がキャン
セルされる。
【００２３】図３は、少水量停止動作の一例を示すタイ
ムチャートである。時刻Ｔ1で前回の蓄圧運転に入り、
時刻Ｔ2でポンプの運転を停止する。そして、時刻Ｔ3で
圧力が始動圧力以下に低下したことを検知して再びポン
プが始動し、末端の給水機器における圧力を一定とする
ような可変速（ＰＩ制御）が行われる。この時刻Ｔ2か
らＴ3に至る時間が前回停止時間として制御装置に記憶
される。即ち、前回停止時間とは、ポンプ運転速度がゼ
ロとなってから、再始動して周波数が上昇するまでの停
止時間である。そして、時刻Ｔ4でフロースイッチ閉が
検知されると、少水量状態が一定時間継続したことを確
認する少水量検知時間のタイマがスタートする。そして
ポンプは、フロースイッチが少水量状態を検知したとき
の周波数よりも若干高い周波数一定で圧力監視運転に入
る。この間に、フロースイッチが開となったり、現在圧
力がフロースイッチが閉となったときの圧力（ＰB）よ
りも低下した場合などの、少水量状態でなくなった場合
を除いて、少水量検知時間が満了するとポンプは蓄圧運
転（ＳＴ９）に入る。
ムチャートである。時刻Ｔ1で前回の蓄圧運転に入り、
時刻Ｔ2でポンプの運転を停止する。そして、時刻Ｔ3で
圧力が始動圧力以下に低下したことを検知して再びポン
プが始動し、末端の給水機器における圧力を一定とする
ような可変速（ＰＩ制御）が行われる。この時刻Ｔ2か
らＴ3に至る時間が前回停止時間として制御装置に記憶
される。即ち、前回停止時間とは、ポンプ運転速度がゼ
ロとなってから、再始動して周波数が上昇するまでの停
止時間である。そして、時刻Ｔ4でフロースイッチ閉が
検知されると、少水量状態が一定時間継続したことを確
認する少水量検知時間のタイマがスタートする。そして
ポンプは、フロースイッチが少水量状態を検知したとき
の周波数よりも若干高い周波数一定で圧力監視運転に入
る。この間に、フロースイッチが開となったり、現在圧
力がフロースイッチが閉となったときの圧力（ＰB）よ
りも低下した場合などの、少水量状態でなくなった場合
を除いて、少水量検知時間が満了するとポンプは蓄圧運
転（ＳＴ９）に入る。
【００２４】少水量検知時間は、少水量状態の継続を確
認してポンプ停止を行い、始動頻度を押さえるための様
子見時間である。この少水量検知時間を長くすると、水
量変動が多い場合にはポンプの無駄な始動停止の繰り返
しを避けられるが、無送水が継続しているときにはこの
間無駄な運転を行うことになる。逆に、少水量検知時間
を短くすれば、無送水状態が長く続くときには無駄な運
転が少なくなるが、水量変動が多い場合には停止・始動
頻度が増えてしまうという弊害がある。
認してポンプ停止を行い、始動頻度を押さえるための様
子見時間である。この少水量検知時間を長くすると、水
量変動が多い場合にはポンプの無駄な始動停止の繰り返
しを避けられるが、無送水が継続しているときにはこの
間無駄な運転を行うことになる。逆に、少水量検知時間
を短くすれば、無送水状態が長く続くときには無駄な運
転が少なくなるが、水量変動が多い場合には停止・始動
頻度が増えてしまうという弊害がある。
【００２５】即ち、上述した少水量検知時間の自動設定
で以下の を適度にバランスよく達成できるように
する。 少水量停止・始動の回数を減らす（始動頻度の低減
により流量変動、圧力変動を小さくする）。 無駄な運転時間の低減（省エネ、ポンプ締切運転に
よる加熱の防止）。
で以下の を適度にバランスよく達成できるように
する。 少水量停止・始動の回数を減らす（始動頻度の低減
により流量変動、圧力変動を小さくする）。 無駄な運転時間の低減（省エネ、ポンプ締切運転に
よる加熱の防止）。
【００２６】ここで少水量検知時間は、前回停止時間
と、直前運転時間と、フロースイッチ開閉回数とからフ
ァジィ推論により決定される。直前運転時間は、ポンプ
が始動してからフロースイッチ閉が検出されるまでの時
間であり、図３ではＴ3からＴ4に至る時間である。尚、
圧力監視運転中にフロースイッチが閉から開状態になる
と、その時点から再びフロースイッチが閉になるまでの
時間を直前運転時間に加算する。フロースイッチ開閉回
数とは、前回蓄圧運転に入った時点（Ｔ1）から、少水
量検知時間が満了する迄（Ｔ5）の時間中に、フロース
イッチが何回開閉したか回数をカウントする。圧力監視
運転中にフロースイッチが閉から開になると、開閉回数
を累積カウントする。
と、直前運転時間と、フロースイッチ開閉回数とからフ
ァジィ推論により決定される。直前運転時間は、ポンプ
が始動してからフロースイッチ閉が検出されるまでの時
間であり、図３ではＴ3からＴ4に至る時間である。尚、
圧力監視運転中にフロースイッチが閉から開状態になる
と、その時点から再びフロースイッチが閉になるまでの
時間を直前運転時間に加算する。フロースイッチ開閉回
数とは、前回蓄圧運転に入った時点（Ｔ1）から、少水
量検知時間が満了する迄（Ｔ5）の時間中に、フロース
イッチが何回開閉したか回数をカウントする。圧力監視
運転中にフロースイッチが閉から開になると、開閉回数
を累積カウントする。
【００２７】そして、少水量検知時間は、データテーブ
ルを参照して、前回停止時間、直前運転時間、及びフロ
ースイッチ開閉回数の三項目のそれぞれの範囲に該当す
るデータを選択する。尚、圧力監視運転中にフロースイ
ッチが閉から開になると、少水量停止動作をキャンセル
し、タイマをリセットし、再びフロースイッチが閉にな
った時点で新しい少水量検知時間を選択し、その時間に
基づいて圧力監視運転を再スタートする。
ルを参照して、前回停止時間、直前運転時間、及びフロ
ースイッチ開閉回数の三項目のそれぞれの範囲に該当す
るデータを選択する。尚、圧力監視運転中にフロースイ
ッチが閉から開になると、少水量停止動作をキャンセル
し、タイマをリセットし、再びフロースイッチが閉にな
った時点で新しい少水量検知時間を選択し、その時間に
基づいて圧力監視運転を再スタートする。
【００２８】図４は、少水量検知時間の選択のためのデ
ータテーブルを示す。フロースッチ開閉回数を少、中、
多の三分類とし、前回停止時間を短、長の二分類とし、
直前運転時間を短、長の二分類とする。ＮA，ＮB，Ｎ
C，ＮD，ＮEは、それぞれフロースイッチの閉状態を検
出する少水量検知時間の長短を表している。ここで、 ＮA 短時間 ＮB やや短時間 ＮC 中位 ＮD やや長時間 ＮE 長時間
ータテーブルを示す。フロースッチ開閉回数を少、中、
多の三分類とし、前回停止時間を短、長の二分類とし、
直前運転時間を短、長の二分類とする。ＮA，ＮB，Ｎ
C，ＮD，ＮEは、それぞれフロースイッチの閉状態を検
出する少水量検知時間の長短を表している。ここで、 ＮA 短時間 ＮB やや短時間 ＮC 中位 ＮD やや長時間 ＮE 長時間
【００２９】従って、例えばフロースイッチ開閉回数が
少であり、前回直前運転時間が短であり、前回停止時間
が短である場合には、少水量検知時間はＮC（中位）と
なる。このように、フロースイッチが閉じていることを
検出する時間は、フロースイッチ開閉回数、直前運転時
間、前回停止時間のテーブルを参照することにより求め
ている。
少であり、前回直前運転時間が短であり、前回停止時間
が短である場合には、少水量検知時間はＮC（中位）と
なる。このように、フロースイッチが閉じていることを
検出する時間は、フロースイッチ開閉回数、直前運転時
間、前回停止時間のテーブルを参照することにより求め
ている。
【００３０】このデータテーブルを参照して、ファジィ
推論を行うことは汎用マイコンを利用してソフトウエア
で対応している。この方式は予めファジィ推論の結果
を、離散的なデータとしてＲＯＭに書き込んで入力時に
対応する出力値を参照する方法である。今回のファジィ
推論のルールは、三入力・一出力であり、ルール数が比
較的少ないので、高速応答性が必要なく、比較的低速度
のマイコンを使用し、メモリ容量も少なくて済む。この
ため、制御回路部分の製造コストを抑えることができ
る。尚、ファジィ推論に使用するマイコンは、末端圧力
一定制御にすでにマイコンが採用されているから、その
マイコンと共用することができる。
推論を行うことは汎用マイコンを利用してソフトウエア
で対応している。この方式は予めファジィ推論の結果
を、離散的なデータとしてＲＯＭに書き込んで入力時に
対応する出力値を参照する方法である。今回のファジィ
推論のルールは、三入力・一出力であり、ルール数が比
較的少ないので、高速応答性が必要なく、比較的低速度
のマイコンを使用し、メモリ容量も少なくて済む。この
ため、制御回路部分の製造コストを抑えることができ
る。尚、ファジィ推論に使用するマイコンは、末端圧力
一定制御にすでにマイコンが採用されているから、その
マイコンと共用することができる。
【００３１】上述したファジィ推論機構を組み込んだ可
変速給水装置を、小規模の集合住宅に適用してフィール
ドテストを行った。その結果、ファジィ推論のデータテ
ーブルを使用した場合、使用しないものと比較して約６
０％程度の少水量停止回数の削減効果があることが確認
された。少水量停止時間についても、ファジィ推論によ
る自動設定を用いない場合と比較して、一回あたりの停
止時間が３倍程度長くなっており、適切な少水量停止が
行われていることが判る。尚、蓄圧時の圧力設定値は、
本実施例では必要最低圧力（ＰB）よりも少し高い圧力
としている。蓄圧時の加圧圧力をファジィ推論により求
めることもできるが、複雑な演算を必要とする割には蓄
圧時の圧力の取りうる設定範囲が狭いため、その範囲内
で細かい設定を行っても大きな効果は期待できないため
である。従って、蓄圧時の圧力設定値は予め定めた一定
の設定値とすることにより、十分に効果のある少水量停
止動作を行うことができる。
変速給水装置を、小規模の集合住宅に適用してフィール
ドテストを行った。その結果、ファジィ推論のデータテ
ーブルを使用した場合、使用しないものと比較して約６
０％程度の少水量停止回数の削減効果があることが確認
された。少水量停止時間についても、ファジィ推論によ
る自動設定を用いない場合と比較して、一回あたりの停
止時間が３倍程度長くなっており、適切な少水量停止が
行われていることが判る。尚、蓄圧時の圧力設定値は、
本実施例では必要最低圧力（ＰB）よりも少し高い圧力
としている。蓄圧時の加圧圧力をファジィ推論により求
めることもできるが、複雑な演算を必要とする割には蓄
圧時の圧力の取りうる設定範囲が狭いため、その範囲内
で細かい設定を行っても大きな効果は期待できないため
である。従って、蓄圧時の圧力設定値は予め定めた一定
の設定値とすることにより、十分に効果のある少水量停
止動作を行うことができる。
【００３２】なお、本実施例においては他のファジィコ
ントローラにより、予め推論を行い推論結果をデータテ
ーブル化して少水量検知時間の設定を行ったが、ファジ
ィ推論に限定されるものではないが、ファジィ推論を用
いればあらゆる負荷状況に対し望ましい運転状態にする
制御が行え、経験知識を制御内容に反映することができ
る。また、データテーブルの分割を上述した実施例より
も、もっと多くしても勿論よい。
ントローラにより、予め推論を行い推論結果をデータテ
ーブル化して少水量検知時間の設定を行ったが、ファジ
ィ推論に限定されるものではないが、ファジィ推論を用
いればあらゆる負荷状況に対し望ましい運転状態にする
制御が行え、経験知識を制御内容に反映することができ
る。また、データテーブルの分割を上述した実施例より
も、もっと多くしても勿論よい。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、制御に関する入出力点
数の削減、制御内容の簡略化及び簡易データテーブル化
によるメモリ容量の削減が図れ、簡単に安価にあらゆる
負荷変動に対して、望ましい運転状態となるように、可
変速給水装置の少水量停止動作に係わる少水量検知時間
の自動設定が行える。即ち、ポンプ締切運転による加熱
防止、運転時間の低減などの少水量停止動作の目的を満
足しながら、運転停止（始動）頻度の低減を簡易小型の
給水装置で達成することができる。
数の削減、制御内容の簡略化及び簡易データテーブル化
によるメモリ容量の削減が図れ、簡単に安価にあらゆる
負荷変動に対して、望ましい運転状態となるように、可
変速給水装置の少水量停止動作に係わる少水量検知時間
の自動設定が行える。即ち、ポンプ締切運転による加熱
防止、運転時間の低減などの少水量停止動作の目的を満
足しながら、運転停止（始動）頻度の低減を簡易小型の
給水装置で達成することができる。
【図１】可変速給水装置の全体構成を示す説明図。
【図２】少水量停止動作のフローを示す説明図。
【図３】少水量停止動作の一例を示すタイムチャート。
【図４】少水量検知時間を推論するテーブルの一例を示
す説明図。
す説明図。
１ 給水ポンプ
２ 可変速手段
３ フロースイッチ
４ 逆止弁
５ 圧力タンク
６ 圧力検出手段
７ ポンプ制御手段
１０ 流路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04B 49/00 - 49/10
F04D 15/00 - 15/02
F04D 13/16
G05B 13/02
G05D 16/20
Claims (4)
- 【請求項１】 給水ポンプと、該給水ポンプの回転数を
変化する可変速手段と、該給水ポンプの吐出側に設けた
フロースイッチ及び逆止弁と、該逆止弁の下流側に設け
た圧力タンク及び圧力検出手段と、ポンプ制御手段とを
具備し、該ポンプ制御手段は、前記フロースイッチが少
水量検知信号を発生して、ある少水量検知時間保持して
から前記圧力タンクに一定時間、ある加圧圧力値または
加圧周波数値で蓄圧した後、前記給水ポンプを停止する
機能と、ポンプ始動圧力設定値を有し、前記給水ポンプ
停止中に前記圧力検出手段により圧力信号が前記ポンプ
始動圧力設定値以下になった時に、前記給水ポンプを始
動する機能とを有し、前記 蓄圧時の加圧圧力値または加圧周波数値は予め定め
た一定の設定値とすると共に、前記少水量検知時間は、
前回ポンプ停止時間と、直前ポンプ運転時間と、前記フ
ロースイッチの開閉回数とに基づいて、データテーブル
を参照したファジィ推論により設定するものであること
を特徴とする可変速給水装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記フロースイッチが
閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせる
と共に前記給水ポンプの周波数をそのまま固定した圧力
監視運転を行い、該タイマのカウントアップにより前記
蓄圧運転に入るものであることを特徴とする請求項１記
載の可変速給水装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記フロースイッチが
閉じてから、少水量検知時間のタイマをスタートさせる
と共に圧力監視運転を行い、該タイマのカウントアップ
により前記蓄圧運転に入るものであることを特徴とする
請求項１記載の可変速給水装置。 - 【請求項４】 前記データテーブルを参照したファジィ
推論は、前記フロースイッチ開閉回数を少、中、多の三
分類とし、前記前回ポンプ停止時間を短、長の二分類と
し、前記直前ポンプ運転時間を短、長の二分類として行
うことを特徴とする請求項１記載の可変速給水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27831195A JP3411137B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 可変速給水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27831195A JP3411137B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 可変速給水装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003045190A Division JP3533431B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | 可変速給水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996278A JPH0996278A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3411137B2 true JP3411137B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=17595576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27831195A Expired - Lifetime JP3411137B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 可変速給水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411137B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4569324B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2010-10-27 | パナソニック電工株式会社 | ポンプおよびそれを備えた液体供給装置 |
| JP6184792B2 (ja) * | 2013-07-26 | 2017-08-23 | 株式会社荏原製作所 | 給水装置 |
| JP6680524B2 (ja) * | 2015-12-09 | 2020-04-15 | 株式会社荏原製作所 | 給水装置 |
| CN110925161B (zh) * | 2019-11-12 | 2021-05-25 | 深圳市几素科技有限公司 | 一种饮水上水器及其水量自定义方法 |
| JP7336971B2 (ja) * | 2019-11-28 | 2023-09-01 | 株式会社荏原製作所 | 給水装置 |
| JP7249266B2 (ja) * | 2019-11-28 | 2023-03-30 | 株式会社荏原製作所 | 学習機能付き給水装置、学習機能付き給水システム |
| CN113293822A (zh) * | 2020-07-13 | 2021-08-24 | 山东鑫和供水设备有限公司 | 一种无负压供水设备的控制系统及其方法 |
| CN113653627B (zh) * | 2021-08-28 | 2023-07-14 | 威乐(中国)水泵系统有限公司 | 一种水泵的控制方法、装置及系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2565826B2 (ja) * | 1992-06-29 | 1996-12-18 | 株式会社荏原製作所 | 可変速給水装置 |
| JP3260488B2 (ja) * | 1993-05-28 | 2002-02-25 | 株式会社荏原製作所 | 可変速給水装置 |
| JP3256353B2 (ja) * | 1993-09-01 | 2002-02-12 | 株式会社荏原製作所 | 可変速給水装置 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP27831195A patent/JP3411137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0996278A (ja) | 1997-04-08 |
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Legal Events
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