JP4030459B2 - Variable speed water supply device - Google Patents

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JP4030459B2
JP4030459B2 JP2003133684A JP2003133684A JP4030459B2 JP 4030459 B2 JP4030459 B2 JP 4030459B2 JP 2003133684 A JP2003133684 A JP 2003133684A JP 2003133684 A JP2003133684 A JP 2003133684A JP 4030459 B2 JP4030459 B2 JP 4030459B2
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water supply
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勉 高田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定、または末端圧力を推定方式により一定に保持する可変速給水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定または末端圧力を推定方式により一定に保持する給水装置において、ポンプモータの一般的な可変速手段として、周波数変換器(いわゆるインバータ)が多く用いられている。図15は、従来の可変速給水装置の通信制御の構成の一例を示す。可変速給水装置は、周波数変換器を用いてポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定とする、又は末端の需要家側での給水水圧を一定に保つようにポンプの吐出圧力を制御する。
【0003】
このため、可変速給水装置は、ポンプの運転、停止等の操作スイッチ11及び運転状況を表示する表示灯12等を備えた操作表示部10を備える。操作表示部10は、中央処理装置(CPU)17を含む制御部15と信号ケーブル16により接続され、各種の信号が操作表示部10と制御部15との間で伝達される。
又、制御部15は、ポンプPを駆動するモータMに任意の周波数/電圧を供給する周波数変換器18と、同様にケーブル19により接続されている。このケーブル19を介して、制御部15から運転・停止指令、周波数指令、故障信号出力、故障復帰入力、運転信号等が伝達される。周波数変換器18では、三相交流商用電源から電源の供給を受け、一旦整流して直流に変換した後、前述した制御部15からの周波数指令に基づいた周波数の交流電力に逆変換する。そして、逆変換した電力をモータMに供給することにより、ポンプPを所定の速度で運転することにより、吐出圧力一定又は推定末端圧力一定の制御を行う。
【0004】
このように、従来の可変速給水装置は、ポンプを駆動する一台のモータに対して一台の周波数変換器が対応し、このポンプの運転制御を行う一台の制御部15が更にこれに対応し、又この制御部に操作信号を供給する一台の操作表示部10が更に対応していた。そして、操作表示部10と制御部15との間は、多数の信号線からなるケーブル16で接続され、又制御部15と周波数変換器18との間は、同様に多数の信号線からなるケーブル19で接続されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにモータポンプに1対1に対応させて制御装置を配置していたのでは、ポンプを複数台備えた給水装置では、その操作が煩雑となる。又、一台の中央制御装置で複数台のポンプを制御する場合には、装置間の信号線の数も膨大となり、その配線のためのスペースの確保、結線作業も大変であり、結線ミス等による給水装置の誤動作等の問題も生じてくる。
【0006】
また、給水装置の各種運転設定および各種表示およびブザー警報を行う操作表示部は、一般的に容易に操作、確認ができるように給水装置用制御盤の扉や外面に設置されている。一方で中央処理装置を有する制御部は、機器の保護や安全のため制御盤の内部に配置されており、制御部と操作表示部の間も各種運転操作信号や各種表示および警報信号等多数の入出力信号用配線が必要であり、そのため誤配線や極性間違いも起きやすかった。
【0007】
さらに給水装置の設置位置により、操作表示部が操作しにくい、または見にくいという場合があり、従来は制御盤自体の向きを変えたり、制御盤の設置位置を変更したりして対処していた。
【0008】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、一台の制御装置で複数台のポンプを可変速給水制御し、且つこれらの装置間を極めて僅かな本数の配線で接続する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の第1の態様は、複数のポンプモータを可変速する、ポンプモータと1対1に対応する複数の周波数変換器と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置を有する制御部と、給水装置の各種運転設定および各種表示を行うコントローラとを具備し、前記制御部と前記複数の周波数変換器、および前記制御部と前記コントローラは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有し、前記制御部および前記コントローラは、前記制御部から前記コントローラへ電源供給を行う電源線を用いて、電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送信を行い、情報またはデータの受信時には前記電源と前記バースト信号を分離させる機能を有し、前記電源は直流電源であり、前記制御部または前記コントローラの電源線接続部を無極性としたことを特徴とする。
【0010】
、本発明の第の態様は、前記コントローラは前記電源に重畳させたバースト信号をキャパシタンスカップリングにより取り出す回路を備えることを特徴とする。
又、本発明の第の態様は、前記コントローラはバースト信号の直流分を分離する電源/信号分離回路を備えていることを特徴とする。
【0011】
本発明の可変速給水装置の通信制御装置の好ましい態様は、ポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定または末端圧力を推定方式により一定に保つ給水装置において、複数のポンプモータを可変速する、ポンプモータと1対1に対応する複数の周波数変換器と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置を有する制御部と、給水装置の各種運転設定および各種表示およびブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラとを具備し、前記制御部と前記複数の周波数変換器、および前記制御部と前記リモートコントローラは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信機能を有し、かつ前記制御部と前記複数の周波数変換器の内1台の間および各々の周波数変換器の間を1台ずつ順番に2本の通信線にて接続し、また前記制御部は前記リモートコントローラへ2本の電源線にて電源供給を行い、かつ前記制御部と前記リモートコントローラとの間を2本の通信線にて接続してもよい。
【0012】
又、前記リモートコントローラと前記制御部間の電源線に、リモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を2本の電源線のみにて行ってもよい。
【0013】
又、前記リモートコントローラと前記制御部間の電源線によりリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を2本の電源線のみにて行う通信制御装置において、前記リモートコントローラへ接続する2本の電源線の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるように前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性としてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図14を参照しながら、本発明の実施の形態及び実施例について説明する。
【0015】
図1は、本発明の第1の実施の形態を示す。ポンプモータMを可変速運転することにより、ポンプPの吐出圧力を一定、または末端圧力を推定方式により一定に保つ給水装置である。複数のポンプモータMと1対1に対応する複数の周波数変換器20と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置21を有する制御部22と、給水装置の各種運転設定および各種表示およびブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラ23等を具備する。
前記制御部22と前記複数の周波数変換器20、および前記制御部22と前記リモートコントローラ23とは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有する。かつ前記制御部22と前記複数の周波数変換器20の内1台の間および各々の周波数変換器20の間を1台ずつ順番に2本(1対)の通信線(ペアケーブル)25にて接続し、また前記制御部22は前記リモートコントローラ23へ2本(1対)の電源線(ペアケーブル)26にて電源供給を行い、かつ前記制御部22と前記リモートコントローラ23との間を2本の通信線(ペアケーブル)27にて接続している。
【0016】
図2は、本発明の第2の実施の形態を示す。前記リモートコントローラ23と前記制御部22間の電源線28に、リモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を2本(1対)の電源線(ペアケーブル)28のみで行っている。
【0017】
図3は、本発明の第3の実施の形態を示す。前記リモートコントローラ23と前記制御部22間の電源線によりリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を2本の電源線28のみにて行う通信制御であることは、前述と同様である。この実施の形態では、前記リモートコントローラ23へ接続する2本の電源線28の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるように前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性としている。
【0018】
本発明では上記のように、給水装置の、複数の周波数変換器20と中央処理装置21を有する制御部22、および給水装置の各種運転設定、各種表示、ブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラ23と、前記制御部22は、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有する。そして、前記制御部22と前記複数の周波数変換器20の内1台の間、および各々の周波数変換器20の間を1台ずつ順番に2本の通信線25にて接続し、また前記制御部22は前記リモートコントローラ23へ電源線26にて電源供給を行い、かつ前記制御部22と前記リモートコントローラ23との間を通信線27にて接続する。これにより、従来多数必要であった入出力信号用配線が周波数変換器と制御部との間は2本の通信線25のみの接続で可能となり、また周波数変換器と他の周波数変換器間も各々2本の通信線25で順番に接続すればよく、さらにリモートコントローラ23と制御部22間は電源線2本(26)と通信線2本(27)の計4本の接続で可能とすることができる。
【0019】
また、給水装置の設置位置により操作表示部が操作しにくい、または見にくいという問題が従来あったことは前述の通りである。本実施の態様では、リモートコントローラ23は着脱可能で、かつ接続線が4本(26,27)しかないため、必要に応じて容易に移動させることができる。このため、制御盤自体の向きを変えたり制御盤の設置位置を変更しなくてよい。
【0020】
さらに前記制御部22と前記リモートコントローラ23間の電源線にリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ねることにより、リモートコントローラ23と制御部22間の配線を電源供給と通信制御とを合わせて2本の電源線28のみで行うこともできる。
【0021】
さらに、上記リモートコントローラ23と制御部22間の2本の電源線28の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるよう、前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性とすることにより、極性を気にすることなく配線ができ、誤配線という問題がなくなる。
【0022】
【実施例】
(第1実施例)
図4は、本発明の第1実施例を示す。制御部の基本構成は、中央処理装置(CPU)21、給水装置からの入出力信号をCPUに伝える為のインターフェース回路30、データ通信の為の通信用ドライバ・レシーバ回路31、電源回路32、インターフェース回路(RS485)33等からなっている。電源回路32は、CPU21、インターフェース回路30、通信用ドライバ・レシーバ回路31兼インターフェース回路(RS485)33用の3種類の電源を作り出し、各回路に供給する。また同時にリモートコントローラ23にも電源線26を介して電源を供給する。
【0023】
CPU21は、中央演算処理機能、ROM・RAM・EPROM等のメモリ機能、ディジタルI/O機能、A/D・D/A変換機能、シリアルデータ送受信機能(2CH)等を有する。給水装置29からの圧力、流量、水位等の入力信号を取り入れると同時にリモートコントローラ23からの指示に従い、演算・判断等を行い、給水装置29に対する運転・停止指令、周波数変換器(1〜n)20に対して周波数増加減少指令等の信号を出力し、周波数変換器20からの状態情報を演算・判断し、リモートコントローラ23、給水装置29等に送る。
【0024】
通信用ドライバ・レシーバ回路31はCPU21からのシリアルデータをリモートコントローラ23に送信する機能と、リモートコントローラ23からのシリアルデータを受信し、CPU21に伝送する機能をつかさどる。
図5は、通信用ドライバ・レシーバ回路の具体的な構成を示す。ノイズ強化および低コスト化のため、通信ドライバ・レシーバ回路31は、フォトカプラ35を使用し、CPU21とリモートコントローラ23側とを電気的絶縁するだけの構成としている。
【0025】
インターフェース回路(RS485)は図6で示すごとく、周波数変換器20とのシリアルデータ伝送回路であり、ノイズ強化の為フォトカプラ35で絶縁をしている。これは外部とのインターフェースを標準化・一般化する為で周波数変換器以外の機器でもRS485のインターフェース回路を用意していれば、いつでも接続できるので、システムの拡張が容易となる。
【0026】
リモートコントローラ23はマンマシーンインターフェース機能を持つ。すなわち人間の操作により、給水装置の運転停止、運転量の設定、各種警報値の設定等を行うほか、給水装置の状態を表示・ブザーで人間に知らせる機能をつかさどる。
リモートコントローラの構成は、図4に示すように、通信用ドライバ・レシーバ回路40、CPU41、表示回路(LCD)42、操作回路(SW群)43、ブザー44等からなる。各回路40,41,42,43,44の電源は、制御部22より2本の電源線26で供給される。
【0027】
CPU41は、中央演算処理機能、ROM・RAM等のメモリ機能、ディジタルI/O機能、LCDドライブ機能、シリアルデータ送受信機能を有し、制御部22の状態を表示器(LCD)42に表示させる他、操作回路(SW群)43の情報の演算・判断を行い、表示器(LCD)42に表示させ、同時に制御部22に送信する。
【0028】
通信用ドライバ・レシーバ回路40は、CPU41からのシリアルデータを制御部22に送信する機能と、制御部22からのシリアルデータを受信し、CPU41に伝送する機能をつかさどる。回路そのものとしては制御部22と同様である。尚、表示器(LCD)42、操作回路43は低コスト化を図るため、図7に示すようにCPU41からのダイナミックスキャン操作での回路構成をとっている。
【0029】
(第2実施例)
図8は、本発明の第2実施例の回路構成を示す。制御部22内部の基本構成は、中央処理装置(CPU)21、給水装置29からの入出力信号をCPU21に伝えるためのインターフェース回路30、データ通信のための通信用ドライバ・レシーバ回路39、電源回路32であり、その基本的な構成は前述の第1実施例と同じであるが、通信用ドライバ・レシーバ回路39の構成のみが異なる。
【0030】
通信用ドライバ・レシーバ回路39の機能として、第1実施例と異なる点は、▲1▼送信時に電源と伝送信号とを合成して送信する。▲2▼受信時は電源と伝送信号を分離し、伝送信号のみをCPU21に伝える。
CPU21からの送信信号は、発振回路50の信号とともにバースト波発生回路51に送られ、バースト波を発生させ、その信号を増幅回路52でパワー増幅する。
【0031】
増幅回路の出力トランジスタ55と電源とは、図10に示すように、フィルタ(Z)56と抵抗(R)とで接続され、トランジスタ55がOFFの時、すなわちCPU21が“1”の時は電源電圧はそのままでペアケーブルに出力され、トランジスタがONの時、すなわちCPUが“0”の時は
ΔV=電源電圧×(1−R/(R+Z))
のバースト信号が出力される。
受信時は、図9に示すようにケーブル伝送信号を交流分だけキャパシタンスカップリングで取り出し、整流・平滑し波形整形を行い、CPUに送る。
【0032】
リモートコントローラ23の機能は第1実施例と同じである。
リモートコントローラ23の構成も、第1実施例と同様であるが、異なる点は電源/信号分離回路53があり、バースト信号の直流分を電源として使用する点にある。この点を説明すると、図11に示すようにバースト信号の下限値を直流分として電源とする。
図12にこの回路例を示す。原理的には抵抗・ツェナーダイオード、3端子レギュレータ、シャントレギュレータ、定電流ダイオードでも可能である。
【0033】
(第3実施例)
図13は、本発明の第3実施例の回路構成を示す。
この実施例としては、第2実施例の伝送ケーブル28の両端、すなわち制御部22のバースト信号伝送入出力部分と、リモートコントローラのバースト信号伝送入出力部分に整流回路55を挿入することにより、実現している。この整流回路55は、図14に示すようなブリッジ型の全波整流回路である。
【0034】
この整流回路55を受信側に挿入することにより、バースト信号が重畳した電源がその入力側に供給された場合に、電源線の極性(+、−極)にかかわらず、常に図14に示す極性の電源出力が得られる。従って、無極性となり、電源線28の極性が逆に接続されても、常に出力側には正しい極性のバースト信号が重畳した電源が供給される。尚、この整流回路55による無極性化は、受信側においてのみ有効であるが、送信側に配置しても差し支えなく、電源線28は双方向性であるため、その両端に整流回路55が挿入されている。
【0035】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、下記のような優れた効果がある。
【0036】
一台の制御装置で複数台のポンプを可変速給水制御し、且つこれらの装置間を極めて僅かな本数の配線で接続することができる。
【0037】
給水装置の、複数の周波数変換器と中央処理装置を有する制御部、および給水装置の各種運転設定、各種表示、ブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラと前記制御部は、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有し、前記制御部と前記複数の周波数変換器の内1台の間、および各々の周波数変換器の間を1台ずつ順番に2本の通信線にて接続し、また前記制御部は前記リモートコントローラへ電源線にて電源供給を行い、かつ前記制御部と前記リモートコントローラとの間を通信線にて接続することにより、従来多数必要であった入出力信号用配線が周波数変換器と制御部間は2本の通信線のみの接続で可能となり、また周波数変換器と周波数変換器間も各々2本の通信線で順番に接続すればよく、さらにリモートコントローラと制御部間は電源線2本と通信線2本の合計4本の接続で可能とすることができる。
【0038】
また、給水装置の設置位置により操作表示部が操作しにくい、または見にくいという場合は、リモートコントローラは着脱可能で、かつ接続線が4本しかないため、必要に応じて容易に移動させることができ、制御盤自体の向きを変えたり制御盤の設置位置を変更しなくてよい。
【0039】
さらに前記制御部と前記リモートコントローラ間の電源線にリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により、情報またはデータの送受信を行う信号を重ねることにより、リモートコントローラと制御部間の配線を電源供給と通信制御とを合わせて2本の電源線のみで行うこともできる。
【0040】
さらに上記リモートコントローラと制御部間の2本の電源線の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるよう、前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性とすることにより、極性を気にすることなく配線ができ、誤配線の問題がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施態様の可変速給水装置の通信制御装置の説明図。
【図2】本発明の第2の実施態様の通信制御装置の説明図。
【図3】本発明の第3の実施態様の通信制御装置の説明図。
【図4】本発明の第1実施例の通信制御装置の説明図。
【図5】図4における通信ドライバ・レシーバの説明図。
【図6】図4におけるCPUとインターフェース回路の間の接続の説明図。
【図7】図4におけるリモートコントローラのCPUと表示回路との接続の説明図。
【図8】本発明の第2実施例の通信制御装置の説明図。
【図9】電源にバースト信号を付加した状態の送信側と受信側のタイムチャート。
【図10】バースト信号を分離する部分の回路図。
【図11】バースト信号と電源直流分との関係を示すタイムチャート。
【図12】バースト信号を取り出す部分の回路図。
【図13】本発明の第3実施例の通信制御装置の説明図。
【図14】図13における整流回路の回路図。
【図15】従来の可変速給水装置の通信制御装置の説明図。
【符号の説明】
20 周波数変換器
21 中央処理装置(CPU)
22 制御部
23 リモートコントローラ
25,27 通信線
26 電源線
P ポンプ
M モータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable speed water supply apparatus that maintains a pump discharge pressure constant or a terminal pressure constant by an estimation method by operating a pump motor at a variable speed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a water supply apparatus that keeps the pump discharge pressure constant or the terminal pressure constant by an estimation method by operating the pump motor at a variable speed, a frequency converter (so-called inverter) is used as a general variable speed means of the pump motor. ) Is often used. FIG. 15 shows an example of a communication control configuration of a conventional variable speed water supply apparatus. The variable-speed water supply device uses a frequency converter to operate the pump motor at a variable speed, thereby making the pump discharge pressure constant or the pump water discharge pressure to keep the water supply water pressure at the end consumer side constant. Control the pressure.
[0003]
For this reason, the variable speed water supply apparatus includes an operation display unit 10 including an operation switch 11 for operating and stopping the pump, an indicator lamp 12 for displaying an operation state, and the like. The operation display unit 10 is connected to a control unit 15 including a central processing unit (CPU) 17 by a signal cable 16, and various signals are transmitted between the operation display unit 10 and the control unit 15.
In addition, the control unit 15 is connected to a frequency converter 18 that supplies an arbitrary frequency / voltage to the motor M that drives the pump P by a cable 19. An operation / stop command, a frequency command, a failure signal output, a failure return input, an operation signal, and the like are transmitted from the control unit 15 through the cable 19. The frequency converter 18 is supplied with power from a three-phase AC commercial power supply, once rectified and converted to DC, and then inversely converted to AC power having a frequency based on the frequency command from the control unit 15 described above. Then, by supplying the reversely converted electric power to the motor M, the pump P is operated at a predetermined speed, so that the discharge pressure is constant or the estimated terminal pressure is constant.
[0004]
Thus, in the conventional variable speed water supply apparatus, one frequency converter corresponds to one motor that drives the pump, and one control unit 15 that controls the operation of the pump further includes this. Correspondingly, one operation display unit 10 for supplying an operation signal to the control unit is further compatible. The operation display unit 10 and the control unit 15 are connected by a cable 16 made up of a number of signal lines, and the control unit 15 and the frequency converter 18 are similarly connected by a cable made up of a number of signal lines. 19 was connected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the control devices are arranged in a one-to-one correspondence with the motor pump as in the prior art, the operation of the water supply device having a plurality of pumps becomes complicated. In addition, when multiple pumps are controlled by a single central control unit, the number of signal lines between the units becomes enormous, and it is difficult to secure a space for the wiring and the wiring work. Problems such as malfunctions of the water supply device due to the water also occur.
[0006]
In addition, an operation display unit for performing various operation settings and various displays and a buzzer alarm of the water supply apparatus is generally installed on the door or the outer surface of the water supply apparatus control panel so that it can be easily operated and confirmed. On the other hand, the control unit having the central processing unit is arranged inside the control panel for the protection and safety of the equipment, and various operation signals, various displays and alarm signals are also provided between the control unit and the operation display unit. I / O signal wiring is required, so miswiring and polarity errors are likely to occur.
[0007]
Further, depending on the installation position of the water supply device, the operation display unit may be difficult to operate or view, and conventionally, the orientation of the control panel itself has been changed or the installation position of the control panel has been changed.
[0008]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and a single control device can control a plurality of pumps with variable speed water supply, and these devices can be connected with a very small number of wires. It aims at providing a variable speed water supply apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the variable speed water supply apparatus of the present invention performs a plurality of frequency converters corresponding to a pump motor and a one-to-one correspondence with a pump motor, and performs a constant pressure control or an estimated terminal pressure constant control. A control unit having a central processing unit, and a controller for performing various operation settings and various displays of the water supply device, the control unit and the plurality of frequency converters, and the control unit and the controller are both information Alternatively, it has a communication means that can transmit and receive data according to a certain communication protocol, and the control unit and the controller use a power supply line for supplying power from the control unit to the controller by a burst signal superimposed on a power source. performs transmission of information or data, at the time of reception of information or data have a function of separating said burst signal and said power supply, said power supply A DC power source, characterized in that the power line connection of said control unit or the controller and nonpolar.
[0010]
The second aspect of the present invention, prior Symbol controller is characterized by having a circuit for taking out the capacitance coupling burst signal is superimposed on the power supply.
According to a third aspect of the present invention, the controller includes a power source / signal separation circuit for separating a direct current component of the burst signal.
[0011]
According to a preferred aspect of the communication control device of the variable speed water supply apparatus of the present invention, a plurality of pump motors are provided in a water supply apparatus that keeps the pump discharge pressure constant or the terminal pressure constant by the estimation method by operating the pump motor at a variable speed. Variable speed, a plurality of frequency converters corresponding to the pump motor one-to-one, a control unit having a central processing unit for performing constant pressure control or constant terminal pressure control, various operation settings and various displays of the water supply device And a detachable remote controller for performing a buzzer alarm, and the control unit and the plurality of frequency converters, and the control unit and the remote controller each transmit and receive information or data according to a certain communication protocol. Having a communication function that can be performed, and between each of the control unit and the plurality of frequency converters and each frequency change. The controllers are connected to each other by two communication lines in order, and the control unit supplies power to the remote controller via two power lines, and the control unit and the remote controller You may connect between them with two communication lines.
[0012]
Further, the power supply line between the remote controller and the control unit is overlapped with a direct current power source of the remote controller itself and a signal for transmitting / receiving information or data by a burst signal superimposed on the direct current power source, thereby providing power supply and communication control. You may carry out only with a power supply line of a book.
[0013]
In addition, the power supply line between the remote controller and the control unit superimposes the DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting / receiving information or data by the burst signal superimposed on the DC power supply, thereby providing two power supply and communication controls. In the communication control apparatus that uses only the power line of the remote controller, the power line connection part of the remote controller is non-polar so that the predetermined control can be performed regardless of the polarity of the two power lines connected to the remote controller. It may be sex.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This is a water supply device that keeps the discharge pressure of the pump P constant or the terminal pressure constant by the estimation method by operating the pump motor M at a variable speed. A plurality of frequency converters 20 corresponding to a plurality of pump motors M, a control unit 22 having a central processing unit 21 that performs constant pressure control or estimated terminal pressure constant control, various operation settings and various types of water supply devices A detachable remote controller 23 for performing display and buzzer alarm is provided.
The control unit 22 and the plurality of frequency converters 20, and the control unit 22 and the remote controller 23 each have communication means that can transmit and receive both information and data according to a predetermined communication protocol. And between the control unit 22 and one of the plurality of frequency converters 20 and between each of the frequency converters 20, one by one with two communication lines (pair cable) 25 in order. Further, the control unit 22 supplies power to the remote controller 23 through two (one pair) power lines (pair cables) 26, and 2 between the control unit 22 and the remote controller 23. The communication lines (pair cables) 27 are connected.
[0016]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. A power supply line 28 between the remote controller 23 and the control unit 22 is overlapped with a direct-current power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting / receiving information or data by a burst signal superimposed on the direct-current power supply, and power supply and communication control are performed. Only two (one pair) power lines (pair cables) 28 are used.
[0017]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. A power supply line between the remote controller 23 and the control unit 22 superimposes a DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting / receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power supply, thereby providing two power supply and communication controls. The communication control performed only by the power line 28 is the same as described above. In this embodiment, the power line connecting portion of the remote controller is non-polar so that predetermined control can be performed regardless of the polarity of the two power lines 28 connected to the remote controller 23.
[0018]
In the present invention, as described above, the controller 22 having the plurality of frequency converters 20 and the central processing unit 21 of the water supply apparatus, and the detachable remote controller 23 that performs various operation settings, various displays, and buzzer alarms of the water supply apparatus. The control unit 22 includes communication means that can transmit and receive both pieces of information or data according to a predetermined communication protocol. Then, the control unit 22 and one of the plurality of frequency converters 20 and each frequency converter 20 are connected one by one in order by two communication lines 25, and the control The unit 22 supplies power to the remote controller 23 via a power line 26 and connects the control unit 22 and the remote controller 23 via a communication line 27. As a result, wiring for I / O signals, which has conventionally been necessary in many cases, can be made by connecting only two communication lines 25 between the frequency converter and the control unit, and between the frequency converter and other frequency converters. It is only necessary to connect two communication lines 25 in order, and the remote controller 23 and the control unit 22 can be connected by a total of four connections of two power lines (26) and two communication lines (27). be able to.
[0019]
Further, as described above, there has been a problem that the operation display unit is difficult to operate or is difficult to see depending on the installation position of the water supply device. In the present embodiment, the remote controller 23 is detachable and has only four connection lines (26, 27), and therefore can be easily moved as necessary. For this reason, it is not necessary to change the direction of the control panel itself or to change the installation position of the control panel.
[0020]
Further, the remote controller 23 and the remote controller 23 are controlled by superimposing a DC power source of the remote controller itself and a signal for transmitting / receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power source on a power line between the control unit 22 and the remote controller 23. Wiring between the units 22 can be performed with only two power lines 28 in combination with power supply and communication control.
[0021]
Further, by making the power line connection part of the remote controller non-polar so that predetermined control can be performed regardless of how the polarities of the two power lines 28 between the remote controller 23 and the control part 22 are connected. Wiring can be done without worrying about the polarity, eliminating the problem of miswiring.
[0022]
【Example】
(First embodiment)
FIG. 4 shows a first embodiment of the present invention. The basic configuration of the control unit is a central processing unit (CPU) 21, an interface circuit 30 for transmitting input / output signals from the water supply device to the CPU, a communication driver / receiver circuit 31 for data communication, a power supply circuit 32, an interface The circuit (RS485) 33 and the like. The power supply circuit 32 generates three types of power supplies for the CPU 21, interface circuit 30, communication driver / receiver circuit 31 and interface circuit (RS485) 33, and supplies them to each circuit. At the same time, power is supplied to the remote controller 23 via the power line 26.
[0023]
The CPU 21 has a central processing function, a memory function such as ROM / RAM / E 2 PROM, a digital I / O function, an A / D / D / A conversion function, a serial data transmission / reception function (2CH), and the like. Input signals such as pressure, flow rate, and water level from the water supply device 29 are taken, and at the same time, calculation / judgment, etc. are performed in accordance with instructions from the remote controller 23, operation / stop command for the water supply device 29, frequency converter (1 to n) 20 outputs a signal such as a frequency increase / decrease command, calculates and determines the status information from the frequency converter 20, and sends it to the remote controller 23, the water supply device 29, and the like.
[0024]
The communication driver / receiver circuit 31 has a function of transmitting serial data from the CPU 21 to the remote controller 23 and a function of receiving serial data from the remote controller 23 and transmitting it to the CPU 21.
FIG. 5 shows a specific configuration of the communication driver / receiver circuit. In order to enhance noise and reduce costs, the communication driver / receiver circuit 31 uses a photocoupler 35 and is configured to only electrically insulate the CPU 21 from the remote controller 23 side.
[0025]
As shown in FIG. 6, the interface circuit (RS485) is a serial data transmission circuit with the frequency converter 20, and is insulated by a photocoupler 35 for noise enhancement. This is to standardize and generalize the interface with the outside. Even if a device other than the frequency converter has an RS485 interface circuit, it can be connected at any time, so that the system can be easily expanded.
[0026]
The remote controller 23 has a man-machine interface function. That is, the operation of the water supply device is stopped by the human operation, the operation amount is set, various alarm values are set, and the function of notifying the human state of the water supply device with a buzzer is controlled.
As shown in FIG. 4, the remote controller includes a communication driver / receiver circuit 40, a CPU 41, a display circuit (LCD) 42, an operation circuit (SW group) 43, a buzzer 44, and the like. The power of each circuit 40, 41, 42, 43, 44 is supplied from the control unit 22 through two power lines 26.
[0027]
The CPU 41 has a central processing function, a memory function such as ROM / RAM, a digital I / O function, an LCD drive function, and a serial data transmission / reception function, and displays the status of the control unit 22 on a display (LCD) 42. The information of the operation circuit (SW group) 43 is calculated and judged, displayed on the display (LCD) 42, and simultaneously transmitted to the control unit 22.
[0028]
The communication driver / receiver circuit 40 controls the function of transmitting serial data from the CPU 41 to the control unit 22 and the function of receiving serial data from the control unit 22 and transmitting it to the CPU 41. The circuit itself is the same as that of the control unit 22. Note that the display unit (LCD) 42 and the operation circuit 43 have a circuit configuration in the dynamic scan operation from the CPU 41 as shown in FIG.
[0029]
(Second embodiment)
FIG. 8 shows a circuit configuration of the second embodiment of the present invention. The basic configuration inside the control unit 22 includes a central processing unit (CPU) 21, an interface circuit 30 for transmitting input / output signals from the water supply device 29 to the CPU 21, a communication driver / receiver circuit 39 for data communication, and a power supply circuit. The basic configuration is the same as that of the first embodiment described above, but only the configuration of the communication driver / receiver circuit 39 is different.
[0030]
As a function of the communication driver / receiver circuit 39, the difference from the first embodiment is that (1) a power source and a transmission signal are combined and transmitted at the time of transmission. (2) Upon reception, the power supply and the transmission signal are separated, and only the transmission signal is transmitted to the CPU 21.
A transmission signal from the CPU 21 is sent to the burst wave generation circuit 51 together with the signal of the oscillation circuit 50 to generate a burst wave, and the amplification circuit 52 power-amplifies the signal.
[0031]
As shown in FIG. 10, the output transistor 55 and the power source of the amplifier circuit are connected by a filter (Z) 56 and a resistor (R). When the transistor 55 is OFF, that is, when the CPU 21 is “1”, the power source is connected. The voltage is output as it is to the pair cable. When the transistor is ON, that is, when the CPU is “0”, ΔV = power supply voltage × (1−R / (R + Z))
Burst signal is output.
At the time of reception, as shown in FIG. 9, the cable transmission signal is taken out by an amount corresponding to the alternating current by capacitance coupling, rectified and smoothed, subjected to waveform shaping, and sent to the CPU.
[0032]
The function of the remote controller 23 is the same as that of the first embodiment.
The configuration of the remote controller 23 is the same as that of the first embodiment, except that a power source / signal separation circuit 53 is provided and the direct current component of the burst signal is used as a power source. Explaining this point, as shown in FIG. 11, the lower limit value of the burst signal is used as a direct current component and used as a power source.
FIG. 12 shows an example of this circuit. In principle, a resistor / zener diode, a three-terminal regulator, a shunt regulator, or a constant current diode is also possible.
[0033]
(Third embodiment)
FIG. 13 shows a circuit configuration of the third embodiment of the present invention.
This embodiment is realized by inserting rectifier circuits 55 at both ends of the transmission cable 28 of the second embodiment, that is, the burst signal transmission input / output portion of the control unit 22 and the burst signal transmission input / output portion of the remote controller. is doing. The rectifier circuit 55 is a bridge-type full-wave rectifier circuit as shown in FIG.
[0034]
By inserting this rectifier circuit 55 on the receiving side, when the power on which the burst signal is superimposed is supplied to the input side, the polarity shown in FIG. 14 is always used regardless of the polarity (+, -pole) of the power supply line. The power output can be obtained. Accordingly, even if the polarity of the power supply line 28 is reversed, the power supply with the burst signal having the correct polarity is always supplied to the output side even if the polarity of the power supply line 28 is reversed. The non-polarization by the rectifier circuit 55 is effective only on the reception side, but may be arranged on the transmission side, and the power supply line 28 is bidirectional, so that the rectification circuit 55 is inserted at both ends thereof. Has been.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention has the following excellent effects.
[0036]
A plurality of pumps can be controlled at a variable speed with a single control device, and these devices can be connected by an extremely small number of wires.
[0037]
A control unit having a plurality of frequency converters and a central processing unit of the water supply device, and various operation settings of the water supply device, various displays, a detachable remote controller for performing a buzzer alarm, and the control unit are both information or data. Communication means that can perform transmission / reception according to a predetermined communication protocol, and communication between the control unit and one of the plurality of frequency converters, and between each frequency converter in order, two communication The control unit supplies power to the remote controller via a power line, and connects the control unit and the remote controller via a communication line. The input / output signal wiring can be connected between the frequency converter and the control unit with only two communication lines, and the frequency converter and the frequency converter are connected in turn with two communication lines. May be Re, further between the remote controller and the control unit can allow a communication line two total of four connected to the power supply line 2.
[0038]
Also, if the operation display section is difficult to operate or difficult to see depending on the installation position of the water supply device, the remote controller is detachable and has only four connection lines, so it can be easily moved as needed. It is not necessary to change the direction of the control panel itself or change the installation position of the control panel.
[0039]
Further, by superimposing a signal for transmitting and receiving information or data on the power line between the control unit and the remote controller by a burst signal superimposed on the DC power source of the remote controller itself and the DC power source, between the remote controller and the control unit It is also possible to perform the wiring with only two power lines in combination with power supply and communication control.
[0040]
Further, the polarity of the power line connecting part of the remote controller is made non-polar so that predetermined control can be performed regardless of how the polarities of the two power lines between the remote controller and the control part are connected. Wiring can be done without the need for wiring, eliminating the problem of miswiring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a communication control device of a variable speed water supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a communication control apparatus according to a second embodiment of this invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a communication control apparatus according to a third embodiment of this invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a communication control apparatus according to the first embodiment of this invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a communication driver / receiver in FIG. 4;
6 is an explanatory diagram of a connection between a CPU and an interface circuit in FIG. 4;
7 is an explanatory diagram of a connection between a CPU and a display circuit of the remote controller in FIG. 4. FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a communication control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a time chart of a transmission side and a reception side in a state where a burst signal is added to a power source.
FIG. 10 is a circuit diagram of a portion for separating burst signals.
FIG. 11 is a time chart showing a relationship between a burst signal and a power source DC component.
FIG. 12 is a circuit diagram of a portion for taking out a burst signal.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a communication control apparatus according to a third embodiment of the present invention.
14 is a circuit diagram of the rectifier circuit in FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a communication control device of a conventional variable speed water supply device.
[Explanation of symbols]
20 Frequency converter 21 Central processing unit (CPU)
22 Control unit 23 Remote controller 25, 27 Communication line 26 Power supply line P Pump M Motor

Claims (3)

複数のポンプモータを可変速する、ポンプモータと1対1に対応する複数の周波数変換器と、
圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置を有する制御部と、
給水装置の各種運転設定および各種表示を行うコントローラとを具備し、
前記制御部と前記複数の周波数変換器、および前記制御部と前記コントローラは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有し、
前記制御部および前記コントローラは、前記制御部から前記コントローラへ電源供給を行う電源線を用いて、電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送信を行い、情報またはデータの受信時には前記電源と前記バースト信号を分離させる機能を有し、
前記電源は直流電源であり、前記制御部または前記コントローラの電源線接続部を無極性としたことを特徴とする可変速給水装置。
A plurality of frequency converters for varying the speed of a plurality of pump motors, one to one with the pump motor;
A control unit having a central processing unit for performing constant pressure control or estimated terminal pressure constant control;
A controller for performing various operation settings and various displays of the water supply device,
The control unit and the plurality of frequency converters, and the control unit and the controller each have communication means capable of transmitting and receiving both information or data according to a predetermined communication protocol,
The control unit and the controller transmit information or data by a burst signal superimposed on a power supply using a power supply line that supplies power from the control unit to the controller, and when receiving the information or data, It has a function of separating the burst signal,
The variable speed water supply apparatus according to claim 1, wherein the power source is a DC power source, and the control unit or the power line connection unit of the controller has no polarity .
記コントローラは前記電源に重畳させたバースト信号をキャパシタンスカップリングにより取り出す回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の可変速給水装置。 Before SL controller variable speed water supply apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a circuit for taking out a burst signal is superimposed on the power source by capacitance coupling. 前記コントローラはバースト信号の直流分を分離する電源/信号分離回路を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の可変速給水装置。The variable speed water supply apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the controller includes a power source / signal separation circuit that separates a direct current component of a burst signal.
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