JP3558627B2

JP3558627B2 - 給水装置及び給水装置の制御方法

Info

Publication number: JP3558627B2
Application number: JP2003045187A
Authority: JP
Inventors: 和文立石
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JP2003222082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のポンプを用いる形式の給水装置及び給水装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、給水ポンプ等に用いる電動機の保護装置として、熱動形または静止形の保護継電器等が使われている。これらは負荷電流等が時定数を持つ保護レベルを超えた時点で保護動作信号を出力し、その信号によって当該電動機の駆動回路の開閉器等を遮断し、電動機を停止して保護するものである。このような保護装置では、１回の保護動作で電動機を停止させ、保護動作信号の原因を取り除いた上で人為的にリセットして保護動作を解除していた。
【０００３】
しかし、一時的なポンプ内部での異物による噛み込みやロック、または一時的な電源系統の異常等の場合に、原因がすぐ解消してしまい、これを特定できないままリセットしてポンプを再始動しても異常が再現しないことがある。そこでこのような場合を想定して、電動機の定格の範囲で保護継電器を自動リセットモードにしておくリトライ方式が考案されている。これは、保護動作信号の発生がある時間内に設定された回数以内である場合には、保護動作実行から一定時間後に自動復帰を試みるようにし、この設定回数を超える場合は保護動作を本格的に実行するものである。
【０００４】
同様に、給水ポンプと周波数変換器等の専用の駆動電源装置を組み合わせてポンプの回転数制御を行う給水装置においては、駆動電源装置自身にいくつかの自己保護機能があり、各々の保護レベルを超えると自動的に駆動電源装置の電源出力を停止するようになっている。
【０００５】
ここにおいても、一般的には、１回の保護動作で駆動電源装置の出力を停止させ、保護動作の原因を取り除いた上で駆動電源装置をリセットして保護動作を解除していた。
しかし、偶発的なノイズ等の侵入や電源系統の異常の場合、原因が特定できずまたリセットして駆動電源装置が再始動しても異常が再現しないことがある。そこで、このような場合を想定して、駆動電源装置の定格の範囲で自動リセットモードにしておく、リトライ方式が考案されている。これは、保護動作信号の発生が所定時間内に設定回数以内であれば、制御部の保護動作解除信号を駆動電源装置に入力して自動リセットをさせ、設定回数を超える場合には、自動リセットせず保護動作を継続させるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の保護継電器および駆動電源装置のリトライ方式においては、同一のポンプモータでリトライ動作を行う場合、一時的なポンプのロックや偶発的なノイズおよび電源の異常等を考慮して、保護動作が発生してからポンプモータが完全に停止するまでの時間以上の一定時間の経過後にリトライ動作を行う必要があった。特に、駆動電源装置の場合にはポンプモータが完全に停止してから再出力しないと再び保護動作が働く可能性があるため、保護動作が発生してからポンプモータが完全に停止するまでの時間以上の一定時間の経過後にリトライ動作を行う必要があった。
そのため、リトライ動作を行う間に給水圧力の低下や圧力変動を生じ、水の使用者に不都合を与えていた。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、ポンプモータの保護動作が働いた場合のリトライ動作において、給水圧力の低下や圧力変動を防止することのできる給水装置及び給水装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明の給水装置の第１の態様は、複数台のポンプモータと、それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置と、前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択する制御部とを備え、前記制御部は、複数のポンプモータを順次切替えて運転し、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替えるとともに、前記保護動作が起こったポンプモータについては保護動作の繰り返しに基づいて当該ポンプモータを稼動禁止とすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の給水装置の第２の態様は、複数台のポンプモータと、それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置と、前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択する制御部とを備え、前記制御部は、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で前記保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替え、前記保護動作が起こったポンプモータについては、当該ポンプモータの駆動電源装置にリセット信号を出力して稼動可能状態に復帰させ、保護動作の繰り返しに基づいて当該ポンプモータを稼動禁止とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によれば、ポンプモータは２台であり、うち１台が予備機であり切替えられて交互に運転される。
【００１４】
本発明の給水装置の制御方法の第１の態様は、複数台のポンプモータと、それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置とを備え、前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択して稼動させる給水装置の制御方法であって、複数のポンプモータを順次切替えて運転し、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替えるとともに、前記保護動作が起こったポンプモータについては保護動作の繰り返しに基づいて稼動禁止とすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の給水装置の制御方法の第２の態様は、複数台のポンプモータと、それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置とを備え、前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択して稼動させる給水装置の制御方法であって、複数のポンプモータを順次切替えて運転し、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替え、前記保護動作が起こったポンプモータについては、当該ポンプモータの駆動電源装置にリセット信号を出力して稼動可能状態に復帰させ、保護動作の繰り返しに基づいて当該ポンプモータを稼動禁止とすることを特徴とする。
【００１７】
本発明の給水装置の制御装置の好ましい態様は、複数のポンプモータと、前記ポンプモータを各々駆動する駆動回路と、異常を検出して第１次の保護動作を行う駆動回路保護装置と、前記複数のポンプモータのうち、動作すべきポンプモータを選択する制御部を具備する給水装置の制御装置であって、前記制御部は前記複数のポンプモータを順次切り替えて稼動させるとともに、稼動中のポンプモータに動作異常が発生したときは、保護動作信号を記憶して要注意状態として他のポンプモータに切り替えを行い、次に当該ポンプモータに切り替えられたときに正常動作状態であると判断される場合は要注意状態を解除し、一方、再度異常が検出された場合は第２次保護動作を行うようになっている。
【００１８】
本発明の一態様によれば、前記第１次の保護動作が、該当するポンプモータの電源を遮断した後に稼動可能状態に復帰させる動作を含むようになっている。
本発明の一態様によれば、前記第２次の保護動作が、該当するポンプモータを対策が採られるまで稼動禁止にする動作を含むようになっている。
本発明の一態様によれば、前記第２次の保護動作が、外部に警報を発する動作を含むようになっている。
本発明の一態様によれば、前記駆動回路の保護装置が、保護動作が自動リセット可能な保護継電器である。
本発明の一態様によれば、前記駆動回路の保護装置が、外部から保護動作解除信号を入力して保護動作をリセットできる駆動電源装置自身の保護装置である。
【００１９】
本発明の給水装置の制御方法の好ましい態様は、複数のポンプモータと、前記ポンプモータを各々駆動する駆動回路と、異常を検出して第１次の保護動作を行う駆動回路保護装置とを備え、記複数のポンプモータのうち、動作すべきポンプモータを選択して稼動させる給水装置の制御方法であって、通常は前記複数のポンプモータを順次切り替えて稼動させ、稼動中のポンプモータに異常が発生したときは、保護動作信号を記憶して要注意状態として他のポンプモータに切り替えを行い、次に当該ポンプモータに切り替えられたときに正常動作状態と判断される場合は要注意状態を解除し、一方、再度異常が検出された場合は第２次保護動作を行うようになっている。
【００２０】
本発明の一態様によれば、前記第１次の保護動作が、該当するポンプモータの電源を遮断した後に稼動可能状態に復帰させる動作を含んでいる。
本発明の一態様によれば、前記第２次の保護動作が、該当するポンプモータを対策が採られるまで稼動禁止にする動作を含んでいる。
本発明の一態様によれば、前記第２次の保護動作が、外部に警報を発する動作を含んでいる。
本発明の一態様によれば、前記駆動回路保護装置の第１次の保護動作を一定時間後に自動解除する。
【００２１】
この発明においては、制御部が複数のポンプモータを所定のロジックに従って順次切替えて稼動させてあるいは停止させる。稼動中のポンプモータに動作異常が発生した時は、当該ポンプモータに対して保護動作を行い、他のポンプモータに切替えを行う。ポンプモータの保護動作が働いた場合、次に運転すべき待機中のポンプモータに強制的にローテーション切換えすることにより、給水圧力の低下や圧力変動が防止される。
【００２２】
一方、保護動作は記憶部に記憶され、当該保護動作の起こったポンプモータは、記憶部の記憶に基づいてその後の制御が決定される。例えば、当該ポンプモータを使用禁止にし、外部に警報を出して要修理状態であることを知らせる等の措置が採られて、システムの安全性が確保される。
また、保護動作の起こったポンプモータに再度異常が検出された場合、即ち保護動作が繰り返された場合に、当該ポンプを使用禁止にするため、システムの安全性が確保される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例の給水装置制御システムの概要を示す図である。これは、ポンプモータ１，２を２台具備しており、うち１台を予備機として交互に運転するようになっている。この制御システムは、ポンプモータ１，２を各々駆動する駆動回路を備え、これは、電源Ｓと、それぞれのポンプモータ１，２用の開閉器７，８及び保護継電器３，４とから構成されている。これらの開閉器７，８は制御信号用ケーブルを介して制御装置１０に接続されており、これがポンプの運転のローテーションを制御するようになっている。
【００２４】
保護継電器３，４は、ポンプモータ１，２に何らかの原因で過負荷が掛かった時などの異常発生時に一時的に接続を断つもので、それぞれが保護動作記憶部９に接続されており、異常発生を該保護動作記憶部９に記憶させるようになっている。この保護動作記憶部９はさらに制御部１０に接続され、制御部１０は保護動作記憶部９からの入力信号に基づいて開閉器７，８の開閉を制御するようになっている。この保護継電器３，４は自動リセットモードで用いられる形式で、設定された一定時間後に自動復帰して閉状態に戻る。
【００２５】
以下、前記制御部１０による制御態様を図２のタイムチャートを参照して説明する。通常の稼動状況では、２台のポンプモータ１，２のうち１台が予備機となり、一定時間の経過後に切り替えられて交互に運転される。
【００２６】
稼動開始時には、制御部１０からの開閉信号７ａによって開閉器７が閉とされ、ポンプモータ１が動作する。この状態でポンプモータ１が運転されている時に、何らかの異常が発生し、第１次保護動作が行われた場合、すなわち保護継電器３が動作した場合、保護継電器３より保護動作信号５が保護動作記憶部９に送られ、そこで記憶されるとともに、制御部１０は、このポンプモータ１を要注意状態と判断する。保護動作記憶部９からは、制御部１０へ保護動作信号１９が出力され、これに基づき制御部１０ではポンプモータ１の開閉器７を開き、ポンプモータ１を停止させると同時に、開閉信号８ａを出力して開閉器８を閉とし、ポンプモータ２を稼動させる（ステップ１）。これにより、異常発生時における給水圧力の低下や変動が抑制される。
【００２７】
ここで、保護継電器３は自動的にリセットが行われるモードであるため、一旦保護動作信号５を出力した後に、リセット状態、すなわち正常状態に自動的に復帰している。ポンプモータ２が正常に運転を継続し、プログラムにおいて設定された所定の理由、例えば使用水量の減少により運転の必要が無くなった場合に制御部１０の指令により正常に自動停止する（ステップ１Ａ）。再び使用水量が増加して給水圧力が低下するなどして再稼働が必要となったとき、または何らかの異常が発生して保護継電器４が作動して自動停止したときは、再びポンプモータ１に切り替えられて運転が開始される（ステップ２）。
【００２８】
その後、ポンプモータ１が正常に稼動して正常に停止するまで保護継電器３が作動しない場合は、制御部１０はこのポンプモータ１が要注意状態ではないと判断し、保護動作記憶部９におけるポンプモータ１についての保護動作信号の記憶は自動的にリセットされて消去され、初期状態になる（ステップ３）。つまり、単に一時的あるいは偶発的な原因による保護動作発生の場合は、システムが自動復帰させられることになる。
【００２９】
一方、正常に自動停止する前にポンプモータ１の保護継電器３が動作した場合には、保護動作記憶部９には２度目の保護動作信号が記憶され、制御部１０へ保護動作信号１９が出力され、制御部１０はこのポンプモータ１について第２次保護動作を行う。すなわち、ポンプモータ１からポンプモータ２への切替えが行われると同時に、２度目の保護動作によりポンプモータ１を運転可能モードから除外する。そして、これと同時に外部に警報出力１１を出力する（ステップ４）。
【００３０】
保護継電器３は自動リセットモードであるため、一定時間経過後に正常状態に自動的に復帰するが、この状態ではポンプモータ１は運転禁止とされているので、ポンプモータ２のみが作動する。従って、ポンプモータ２が使用水量の減少等により正常に自動停止し（ステップ５）、再び使用水量が増加して給水圧力が低下しても、ポンプモータ１が作動することはなく、再びポンプモータ２が運転される（ステップ５Ａ）。
【００３１】
ポンプモータ１の保護動作発生の原因を取り除いた上で、外部入力装置（図示略）からリセット信号１２を制御部１０に入力することにより、ポンプモータ１の運転禁止が解除され再び運転可能となる（ステップ６）。
【００３２】
このような本発明によれば、単にポンプモータを一旦停止するだけで、あるいは短時間が経過するだけで解消してしまうような一時的な原因による保護動作発生は、ポンプモータの状態を判断する上で除外される。従って、そのような保護動作に基づいて制御部がポンプモータの運転禁止信号を発することがないので、ポンプモータの稼動率が向上するとともに、外部に警報を発することもないので、余分な点検・保守作業を省くことができる。しかも、従来のように所定時間内の保護動作発生回数を基準としないので、設定時間をカウントするタイマ回路が不要である。
【００３３】
なお、ポンプモータ２の保護動作時においても前記と同様の動作を行うことは言うまでもないことである。
【００３４】
（実施例２）
図３は、本発明の第２の実施例の給水装置制御システムの概要を示す図である。
この実施例もポンプモータ１，２を２台具備し、内１台は予備機として交互に運転する給水装置の制御システムである点で先の実施例と同様である。この実施例と先の実施例が異なる点は、先の実施例の駆動回路が開閉器７，８と自動リセット型の保護継電器３，４を用いてポンプモータ１，２のオン−オフ制御を行っていたのに対して、この例では周波数変換器を備えた駆動電源装置１７，１８を用いている点であり、従ってポンプモータ１，２の回転数を制御することができるが、この駆動電源装置１７，１８自身は自動リセット機能は有していない。
【００３５】
この実施例における制御の様子を図４のタイムチャートに示す。この実施例においても、２台のポンプモータ１，２のうち１台が予備機となり、一定時間の経過後に切り替えられて交互に運転される。
【００３６】
ポンプモータ１の運転中に、駆動電源装置１７内で保護動作が働いた場合、保護動作信号５が保護動作記憶部９に記憶される。保護動作記憶部９から制御部１０へ保護動作信号１９が出され、制御部１０により駆動電源装置１７への運転信号１５出力が止められてポンプモータ１が停止すると同時に、駆動電源装置１８に運転信号１６が出されてポンプモータ２が運転を開始する（ステップ１１）。
【００３７】
制御部１０は駆動電源装置１７にリセット信号１３を出力し、これをリセット状態すなわち正常状態に戻す（ステップ１１Ａ）。
この後、再度ポンプモータ１に切り替わって（ステップ１２）正常に運転を継続し、その後使用水量の減少等により正常に自動停止が行われれば、保護動作記憶部９の記憶が消去される（ステップ１３）のは、先の実施例と同様である。
【００３８】
一方、正常に自動停止する前に再度駆動電源装置１７内で保護動作が働いた場合、制御部１０はポンプモータ１を運転可能モードから除外し、外部に警報信号を出力する（ステップ１４）。この場合も駆動電源装置１７は制御部１０からのリセット信号１３によりリセット状態すなわち正常状態に自動的に復帰している（ステップ１４Ａ）が、ポンプモータ２の停止（ステップ１５）の後の再始動時も作動はされない（ステップ１５Ａ）。
この実施例においても、先の実施例と同様の作用効果が得られるのは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、稼動中のポンプモータに動作異常が発生した時は、当該ポンプモータに対して保護動作を行い、他のポンプモータに切替えを行う。ポンプモータの保護動作が働いた場合、次に運転すべき待機中のポンプモータに強制的にローテーション切換えすることにより、給水圧力の低下や圧力変動が防止でき、水の使用者に不都合を与えることがない。
【００４０】
一方、保護動作は記憶部に記憶され、当該保護動作の起こったポンプモータは、記憶部の記憶に基づいてその後の制御が決定される。例えば、当該ポンプモータを使用禁止にし、外部に警報を出して要修理状態であることを知らせる等の措置が採られて、システムの安全性が確保される。
また、保護動作の起こったポンプモータに再度異常が検出された場合、即ち保護動作が繰り返された場合に、当該ポンプを使用禁止にするため、システムの安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施例の給水装置制御システムの概要を示すブロック図である。
【図２】この発明の第一実施例の給水装置制御システムの制御態様を示すタイムチャートである。
【図３】この発明の第二実施例の給水装置制御システムの概要を示すブロック図である。
【図４】この発明の第二実施例の給水装置制御システムの制御態様を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１，２ポンプモータ
３，４保護継電器
５，６保護動作信号
７，８開閉器
７ａ，８ａ開閉信号
９保護動作記憶部
１０制御部
１１外部警報信号
１２リセット信号
１３，１４リセット信号
１５，１６運転信号
１７，１８駆動電源装置
１９保護動作信号

Claims

複数台のポンプモータと、
それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置と、
前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択する制御部とを備え、
前記制御部は、複数のポンプモータを順次切替えて運転し、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替えるとともに、前記保護動作が起こったポンプモータについては保護動作の繰り返しに基づいて当該ポンプモータを稼動禁止とすることを特徴とする給水装置。
複数台のポンプモータと、
それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置と、
前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択する制御部とを備え、
前記制御部は、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で前記保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替え、前記保護動作が起こったポンプモータについては、当該ポンプモータの駆動電源装置にリセット信号を出力して稼動可能状態に復帰させ、保護動作の繰り返しに基づいて当該ポンプモータを稼動禁止とすることを特徴とする給水装置。
ポンプモータは２台であり、うち１台が予備機であり切替えられて交互に運転されることを特徴とする請求項１又は２に記載の給水装置。
複数台のポンプモータと、それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置とを備え、前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択して稼動させる給水装置の制御方法であって、
複数のポンプモータを順次切替えて運転し、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替えるとともに、前記保護動作が起こったポンプモータについては保護動作の繰り返しに基づいて稼動禁止とすることを特徴とする給水装置の制御方法。
複数台のポンプモータと、それぞれのポンプモータを駆動する周波数変換器を備えた駆動電源装置とを備え、前記複数のポンプモータのうち動作すべきポンプモータを選択して稼動させる給水装置の制御方法であって、
複数のポンプモータを順次切替えて運転し、稼動中のポンプモータの駆動電源装置内で保護動作が起こった時は他の駆動電源装置に運転信号を出力して他のポンプモータに稼動を切替え、前記保護動作が起こったポンプモータについては、当該ポンプモータの駆動電源装置にリセット信号を出力して稼動可能状態に復帰させ、保護動作の繰り返しに基づいて当該ポンプモータを稼動禁止とすることを特徴とする給水装置の制御方法。