JP3682378B2 - 複数台ポンプの運転制御システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として雨水の排水処理を行なう排水機場等に並置された複数台のポンプの運転制御に適用される複数台ポンプの運転制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の複数台ポンプの運転制御システムとして、従来一般には、複数台のポンプそれぞれに回転数を個別的に制御可能なCPUコントローラが接続されており、それら複数のCPUコントローラのうちの一つを通信制御マスタ専用に設定し、その設定された通信制御マスタ専用のCPUコントローラに中央指令部から制御指令を入力させ、かつ、この通信制御マスタ専用のCPUコントローラから残りの他のポンプのCPUコントローラへ運転、運転停止等の制御信号を伝送させることにより、複数台のポンプの運転を集中的に制御するように構成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような集中制御方式の従来の複数台ポンプの運転制御システムにおいては、通信制御マスタ専用に設定された特定のポンプのCPUコントローラが故障したり、異常を起こしたりした場合、このCPUコントローラから残りの他のポンプのCPUコントローラへ運転、運転停止等の制御信号を伝送することができなくなり、その結果、複数台のポンプに対する総合的なコントロール性能が著しく損なわれたり、不可能となって、予期せぬ不測の事態を招くという問題があった。
【0004】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、既設の設備を変更することなく、特定のCPUコントローラの故障や異常の発生にかかわらず、複数台のポンプに対する総合的なコントロール性能を安定よく維持することができる複数台ポンプの運転制御システムを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る複数台ポンプの運転制御システムは、複数台のポンプそれぞれに回転数を個別的に制御可能なCPUコントローラが接続されているとともに、それら複数のCPUコントローラには、各CPUコントローラで個々に必要な運転制御データを入出力させてそれら運転制御データを共有・監視することが可能な第1のリモートコントロール式入出力デバイスと、全てのCPUコントローラに予め順位付けして設定されているアドレス番号のうち設定順位が上位のアドレス番号に該当し現在マスタ動作中の一つのCPUコントローラへ一定時間に亘りデータ入力がないとき、次位のアドレス番号に該当するCPUコントローラを自動的かつ順次的にマスタ動作に移行させることが可能な通信制御マスタ専用の第2のリモートコントロール式入出力デバイスとがそれぞれ搭載されていることを特徴とするものである。
【0006】
上記構成の本発明システムによれば、複数台のポンプそれぞれに接続されているCPUコントローラが、第1のリモートコントロール式入出力デバイスを通して複数のCPUコントローラで個々に必要な運転制御データを共有・監視することを可能としたデータの共有化と、このようなデータの共有・監視体制のもとで、予め設定順位が上位のアドレス番号に該当し現在マスタ動作中の一つのCPUコントローラへ一定時間に亘りデータ入力がなかったとき、つまり、マスタ動作中のCPUコントローラが故障したり、異常を発生したりしたときは、第2のリモートコントロール式入出力デバイスを介して設定順位が次位のアドレス番号に該当するCPUコントーラを自動的かつ順次的にマスタ動作に移行させることを可能とした通信制御の多重化とによって、たとえ複数台のポンプ及び複数のCPUコントローラのうちのマスタ動作中の特定のものが故障あるいは異常を発生したとしても、複数台のポンプに対する総合的な運転コントロール性能を適切かつ安定よい状態に維持することができる。
【0007】
上記構成の複数台ポンプの運転制御システムにおいて、請求項2に記載のように、上記第1のリモートコントロール式入出力デバイスのデータ受信アドレスを個々のCPUコントローラを介して可変に構成する場合は、複数のCPUコントローラに予め順位付けして設定されているアドレス番号のうちデータを共有化したい任意のCPUコントローラのアドレス番号を選択し、それを受信アドレスとして各CPUコントローラを介して第1のリモートコントロール式入出力デバイスにプログラミングするなど複数台のポンプの実用運転台数や複数のCPUコントローラの稼働可能数などの現在状況に即して受信アドレスを可変して用いることによって、上述した複数台のポンプに対する総合的、かつ、安定よい運転コントロール性能を省エネルギーのもとで達成することが可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明に係る複数台ポンプの運転制御システム全体の概略構成図であり、排水機場等に並置された複数台のポンプPi(P1,P2,…,PN)はそれぞれインバータIi(I1,I2,…,IN)を備えたモータMi(M1,M2,…,MN)に機械的に連動連結されている。上記各ポンプPi(P1,P2,…,PN)による共通の吸水井(図示省略)には水位センサWi(W1,W2,…,WN)が設けられているとともに、各ポンプPi(P1,P2,…,PN)からの吐出部Ai(A1,A2,…,AN)には流量センサQi(Q1,Q2,…,QN)及び圧力センサPri(Pr1,Pr2,…,PrNが設けられており、これら各センサWi、Qi、Priによる検出値を所定の演算式に基いて演算し制御信号を出力することにより各ポンプPiの回転数を上記インバータIi及びモータMiを介して個別的に制御可能なCPUコントローラCi(C1,C2,…,CN)が各ポンプPi(P1,P2,…,PN)にそれぞれ接続されている。
【0009】
上記各CPUコントローラCiには、図2に明示するように、全く同一の構成を持つICからなる第1の高速リモートコントロール式入出力(以下、I/Oと称する)デバイス1Di(1D1,1D2,…,1DN)と第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス2Di(2D1,2D2,…,2DN)とが搭載されており、これら第1及び第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス1Di及び2Diをそれぞれ通信ラインRを介して相互に接続することにより、複数台のポンプPiそれぞれに対応して、上記各CPUコントローラCiと第1及び第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス1Di及び2Diを含む複数台のマルチコントローラMCi(MC1,MC2,…,MCN)が構成されている。これら複数台のマルチコントローラMCi(MC1,MC2,…,MCN)には、たとえば「00」,「01」,…,「0n」といったように、予め順位付けして設定された送信用アドレス番号IDが入力されている。
【0010】
上記複数台のマルチコントローラMCiにおける第1の高速リモートコントロール式I/Oデバイス1Diは、全てのマルチコントローラMCiのCPUコントローラCiで個々に必要な現在回転数を含む運転制御データdを通信ラインRを介して入出力させることにより、それらデータdを複数台のマルチコントローラMCiにおいて共有・監視することが可能に構成されている。また、これら第1の高速リモートコントロール式I/Oデバイス1Diによるデータ受信アドレスは上記送信用アドレス番号IDを選択してそれらを個々のCPUコントローラCiへプログラミングすることにより可変に構成されている。
【0011】
一方、上記複数台のマルチコントローラMCiにおける第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス2Diは、上記のように可変入力されているアドレス番号IDのうち設定順位が最上位のアドレス番号ID、たとえば「00」を持つマルチコントローラMC1をマスター動作させ、そのマスター動作中のマルチコントローラMC1へ一定時間(数msec.程度)に亘ってデータdの入力がないときは、設定順位が次位のアドレス番号ID、たとえば「01」を持つマルチコントローラMC2を自動的かつ順次的にマスタ動作に移行させることが可能であるように通信制御マスタ専用のものに構成されている。なお、上記複数台のマルチコントローラMCiは、図1に示すように、それぞれ既設盤3Ai(3A1,3A2,…,3AN)が具備している電源4Ai(4A1,4A2,…,4AN)に接続されている。
【0012】
次に、上記のような構成の複数台ポンプの運転制御システムの動作について簡単に説明する。
複数台の各ポンプPiは、水位センサWi、流量センサQi及び圧力センサPriによる検出値をCPUコントローラCiに取り込んで所定の演算式に基く演算結果として各CPUコントローラCiから出力される制御信号が各インバータIiに与えられることにより、各モータMiを介して個別的にその回転数が制御される。そして、各CPUコントローラCiで個々に必要な現在回転数を含む運転制御データdは通信ラインR及び第1のリモートコントロール式I/Oデバイス1Diを介して複数台のマルチコントローラMCi全てのCPUコントローラCiに入出力され、これによって、複数の運転制御データdを複数台のマルチコントローラMCiにおいて共有・監視することが可能である。
【0013】
このとき、上記複数台のマルチコントローラMCiに予め順位付けして設定された送信用アドレス番号IDのうち、設定順位が最上位のアドレス番号ID、具体的には、「00」のアドレス番号IDを持つマルチコントローラMC1がマスタ動作されており、そのマスタ動作中のマルチコントローラMC1の第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス2D1が親局となり、該デバイス2D1から通信ラインRを通して残る他のマルチコントローラMCi(MC2,…,MCN)に指令信号を伝送するトークン/パッシング通信によって複数台のポンプPi(P2,…,PN)に対する運転、運転停止等の制御が行なわれる。
【0014】
ここで、上記マスタ動作中のマルチコントローラMC1が正常に動作しているときは、残りの他のマルチコントローラMCiにおける第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス2Diは機能しない状態のままにあるが、上記マスタ動作中のマルチコントローラMC1へ一定時間(数msec.程度)に亘りデータdの入力がなかったときは、該マルチコントローラMC1が故障あるいは異常であると判断して、設定順位が次位のアドレス番号ID、具体的には、「01」を持つマルチコントローラMC2が自動的にマスタ動作に移行され、そのマルチコントローラMC2における2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス2D2が親局となって、該デバイス2D2から通信ラインRを通して他のマルチコントローラMCiに指令信号を伝送するトークン/パッシング通信によって複数台のポンプPiに対する運転、運転停止等の制御が保たれる。
【0015】
また、「01」のアドレス番号IDを持ち現在マスタ動作中のマルチコントローラMC2が上記と同様に故障あるいは異常であると判断されたときは、設定順位が次位のアドレス番号IDを持つマルチコントローラMC3を自動的にマスタ動作に移行させるといった具合に、マスタ動作すべきマルチコントローラMCiを設定順位に従って順送りするトークン/パッシング通信制御の多重化により、たとえ複数台のポンプPi及び複数台のマルチコントローラMCiのうちのマスタ動作中の特定のものが故障あるいは異常を発生したとしても、複数台のポンプPiに対する総合的な運転コントロール性能を維持させることができる。
【0016】
特に、上記実施の形態で示したように、上記第1のリモートコントロール式I/Oデバイス1Diのデータ受信アドレスを個々のCPUコントローラCiを介してプログラミングするなどして可変に構成する場合は、データdを共有化したいマルチコントローラMCiの稼働台数を複数台のポンプPiの実用運転台数などの現在状況に即して任意に選択することが可能で、上述した総合的な運転コントロール性能を省エネルギーのもとで達成することができる。
【0017】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、既存の設備は何ら変更することなく、複数台のポンプに接続されているCPUコントローラそれぞれに2個のリモートコントロール式I/Oデバイスを搭載するという追加的手段を施すだけで、複数のCPUコントローラで個々に必要な運転制御データを共有・監視可能としたデータの共有化と、予め順位付けして設定されるアドレス番号が上位のCPUコントローラからマスタ動作させ、そのマスタ動作中のCPUコントローラが故障あるいは異常であるとき、設定順位が次位のアドレス番号のCPUコントーラを自動的かつ順次的にマスタ動作に移行させることを可能とした通信制御の多重化とを図ることができ、これらデータの共有化と通信制御の多重化とによって、たとえ複数台のポンプ及び複数のCPUコントローラのうちのマスタ動作中の特定のものが故障あるいは異常を発生したとしても、複数台のポンプに対する総合的な運転コントロール性能を安定よく維持することができるといった効果を奏する。
【0018】
特に、請求項2に記載の構成を採用することにより、上記効果に加えて、複数台のポンプの実用運転台数などの現在状況に即してデータの共有化を図るCPUコントローラの稼働数を自由に選択して、上述した複数台のポンプに対する総合的な運転コントロール性能を省エネルギーのもとで達成することができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複数台ポンプの運転制御システム全体の概略構成図である。
【図2】同上システムの要部の拡大構成図である。
【符号の説明】
Pi(P1,P2,…,PN) ポンプ
Ci(C1,C2,…,CN) CPUコントローラ
1Di(1D1,1D2,…,1DN) 第1の高速リモートコントロール式I/Oデバイス
2Di(2D1,2D2,…,2DN) 第2の高速リモートコントロール式I/Oデバイス
MCi(MC1,MC2,…,MCN) マルチコントローラ
ID アドレス番号
d 運転制御データ
Claims (2)
- 複数台のポンプそれぞれに回転数を個別的に制御可能なCPUコントローラが接続されているとともに、
それら複数のCPUコントローラには、各CPUコントローラで個々に必要な運転制御データを入出力させてそれら運転制御データを共有・監視することが可能な第1のリモートコントロール式入出力デバイスと、全てのCPUコントローラに予め順位付けして設定されているアドレス番号のうち設定順位が上位のアドレス番号に該当し現在マスタ動作中の一つのCPUコントローラへ一定時間に亘りデータ入力がないとき、次位のアドレス番号に該当するCPUコントローラを自動的かつ順次的にマスタ動作に移行させることが可能な通信制御マスタ専用の第2のリモートコントロール式入出力デバイスとがそれぞれ搭載されていることを特徴とする複数台ポンプの運転制御システム。 - 上記第1のリモートコントロール式入出力デバイスのデータ受信アドレスは個々のCPUコントローラを介して可変に構成されている請求項1に記載の複数台ポンプの運転制御システム。
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