JP4523335B2

JP4523335B2 - 消火ポンプ制御装置

Info

Publication number: JP4523335B2
Application number: JP2004160676A
Authority: JP
Inventors: 幸一佐藤; 勉森永; 啓岡藤; 英治高山
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP2005334530A

Description

本発明は、消火ポンプ制御装置であり、特に電子回路（特にマイコン）を用いるとともに、電子回路が故障したときにバックアップ回路に切り替えて消火ポンプの運転制御を行う消火ポンプ制御装置に関する。

消火ポンプは、火災時に火災検知器あるいは人為的な操作によって速やかに運転され給水されなければならない。従来例を図１〜図２により説明する。図１は消火ポンプシステム系統図である。１は水源の受水槽または消火水槽、２は消火ポンプ、３は呼水槽であり、呼水配管３ａ、逆止め弁３ｂを介して送水し、消火ポンプ２、吸込管２ａ内の空気を除去して満水状態とし、常に消火ポンプが始動できる準備をしておく。４は送水管、５は消火栓、５ａは火災発生時にポンプを始動させるための始動スイッチであり、この信号は始動リレー７に送られ、ここから自動始動盤６に前述の信号が送られる。これによって消火ポンプ２が始動し、送水管４に送水される。８は火災受信盤であり、始動スイッチ５ａが操作されなくても火災時に火災検知器８ａが作動すると自動的に信号を入力し、始動リレー７に対して消火ポンプ２を始動する指令を発する。９は常用電源と非常電源とを切り換えるための切換装置である。図２は消火ポンプ制御装置の制御回路を示す。ここで、Ｒ、Ｓ、Ｔは常用電源、ＭＣＢは配線用遮断器、５２は消火ポンプ駆動用の電磁継電器、４９はサーマルリレー、ＢＳは消火ポンプ始動スイッチ、ＢＳＳは同停止スイッチ、５２Ｋは機械的保持ができるキープリレー、ＳＴＸは始動リレー７からの始動信号Ｓ１、１０端子に受けて付勢するリレー、又、ＲＣ、Ｓ１端子は始動リレー７への電源端子である。Ｅ１、Ｅ２は呼水槽３の減水位を検出する水位検出手段、ＷＦはそのリレーである。

従来の手動操作による始動方法を説明すると、先ず始動スイッチＢＳを押すとキープリレー５２ＫのＳＥＴ側が励磁し、その接点５２Ｋａが閉じる。これが閉じると、電磁継電器５２が付勢し消火ポンプ２が始動する。同ポンプ２が運転している際に停電あるいは電源断となると、同ポンプ２は停止する。但し、キープリレー５２Ｋの接点５２Ｋａは、機械的な保持接点のため閉じたままになっている。この状態で常用電源が復電あるいは電源が再投入されると、始動スイッチＢＳを操作しなくても前述のキープリレーの接点５２Ｋａは閉じたままになっているため、ポンプ２は再び運転する。この状態で停止スイッチＢＳＳを押すと、キープリレー５２ＫのＲＥＳＥＴ側が励磁し、その接点５２Ｋａが開き、電磁継電器５２の付勢がとけ、同ポンプ２は停止する。

次に、従来のもう一つの始動方法について説明する。始動リレー７からの始動指令信号が端子Ｓ１、１０に送信されてくると、リレーＳＴＸが付勢し、その接点ＳＴＸｃが閉じてキープリレー５２ＫのＳＥＴ側が励磁し、前述同様に消火ポンプ２が始動する。

最近、エレクトロニクスの発展によって量産化が実現し、一層の低価格化が図れる可能性が高まってきており、消火ポンプ制御装置も電子化され始めている。しかし、マイコン等の電子回路制御装置を使用すると、ノイズ等によって故障して運転を停止し、給水不能となる恐れがある。このため最重要設備である消火設備に用いられる障害となっている。

このような従来の問題を解決するために、本発明は、マイコン等の電子回路制御装置の周辺にバックアップ回路を設け、マイコン等電子回路の故障時はバックアップ回路により消火ポンプを運転するようにしたものである。

すなわち、本発明は、電子回路を用いて消火ポンプの運転制御を行う制御装置において、前記電子回路が故障した場合に対応してＯＮに切り替わるリレーと、当該リレーに接続されておりスイッチのＯＮ、始動リレーの始動信号のＯＮ、又は圧力スイッチのＯＮのいずれかによってＯＮに切り替え可能な別のリレーとを有しており、前記リレー及び前記別のリレーがともにＯＮに切り替わることに応じて前記消火ポンプの運転制御を行うバックアップ回路を備えることを特徴とする消火ポンプ制御装置である。

また、本発明は、上記の消火ポンプ制御装置において、前記リレーは、前記電子回路が故障した場合に前記電子回路からの信号が出なくなることに応じてＯＮに切り替わるｂ接点を備えており、前記別のリレーは、前記リレーの前記ｂ接点に接続されており、ＯＮに切り替わることに応じて前記消火ポンプへの電磁継電器を作動させるリレーであることを特徴している。

そして、本発明は、上記の消火ポンプ制御装置において、前記電子回路の消火ポンプ運転制御状態を記憶するメモリを備えており、前記電子回路が故障した場合に切り替わる前記バックアップ回路は、前記メモリに記憶する前記電子回路の消火ポンプ運転制御状態に応じて前記消火ポンプの運転制御を行うことを特徴とする。

更に、本発明は、上記電子回路が故障した場合、スイッチのＯＮ、始動リレーの始動信号のＯＮ、又は圧力スイッチのＯＮいずれかによって上記消火ポンプを始動させるようにした消火ポンプ制御装置である。

また、本発明は、上記電子回路が故障した場合に遮断することによって消火ポンプを停止させる配線用遮断器を有する消火ポンプ制御装置である。

そして、本発明は、上記バックアップ回路を電子回路故障時に閉じる開閉手段とスイッチ、始動リレーの信号又は圧力スイッチのいずれかとを直列に接続し、これらの回路が閉路された時励磁するリレーを直列に接続して構成した消火ポンプ制御装置である。

更に、本発明は、電源投入時にスイッチ、始動リレーの信号又は圧力スイッチのいずれかからの運転指令があった場合は、バックアップ回路を作動させ、電子回路が立ちあがった後は、この信号を入力端子から読み込んでこれに基づいて消火ポンプを運転する信号を出力すると共にバックアップ回路をＯＦＦする信号を出力するようにした消火ポンプ制御装置である。

本発明の作用について、説明する。
１）消火ポンプの始動条件は、（１）スイッチ（実施例ではタッチスイッチ）ＯＮ、（２）入力ポートＩ０、Ｉ１にＯＮ信号が入った時（バックアップ回路を利用して、始動リレーのＯＮ信号、外部スイッチＩＳＷのＯＮ又は圧力スイッチのＯＮ信号を読み込む）である。この条件が成立した時、消火ポンプ２は運転する。但し、（２）の条件で運転した場合は、電子回路の故障時のバックアップ運転に備え、ポートＰＣ１からリレーＸ２をＯＮさせる信号を出力してバックアップ運転回路をリセットしておく。即ち、マイコン等電子回路が正常に動作している時は、ポートＰＣ１にリレーＸ２を励磁する信号を出力しておく。なお、これが正常状態である。

２）消火ポンプの停止条件は、（１）入力ポートＩ０、Ｉ１にＯＦＦ信号が入った時（バックアップ回路を利用して、始動リレーのＯＦＦ信号、外部スイッチＩＳＷのＯＦＦ信号又は圧力スイッチのＯＦＦ信号を読み込む）、（２）配線用遮断器ＭＣＢを遮断したときである。この条件が成立した時、消火ポンプ２は停止する。

３）マイコン等電子回路がノイズ等によって暴走する、あるいは故障すると、ポートＰＣ１に信号が出なくなってリレーＸ２がもはや励磁で出来なくなり、その接点が閉じる。この状態で、火災などにより始動リレーから信号がくるか強制的にスイッチＩＳＷをＯＮすると、リレーＭＳＴＸが励磁しその接点が閉じ、電磁継電器５２がＯＮして消火ポンプはバックアップ回路によって運転する。

本発明によれば、マイコン暴走時やあるいは電子回路が故障した時には自動的にバックアップ回路で運転することが出来るので、安心して電子回路化でき、これによって小形化が図れ、顕著なコストダウンを実現できる効果がある。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明の消火ポンプ制御装置の実施例を図３〜図８により説明する。

実施例１を説明する。図３は本実施例の消火ポンプ制御装置の制御回路を示す。図４は図３の詳細図である。Ｒ、Ｓ、Ｔは通常電源、ＭＣＢは配線用遮断器、ＣＴ１、ＣＴ２はそれぞれＲ相、Ｔ相の電流を検出する電流検出手段、５２は電磁継電器、５２ａはその動力側接点、ＩＭは消火ポンプを駆動するモーター、Ｒ、Ｓは制御電源母線、ＩＳＷは強制運転スイッチ、Ｍ１、Ｍ２は始動リレーからの始動指令入力端子、Ｅは呼水槽水位検出手段である。ＣＵは、マイコンＣＰＵ、タッチスイッチＴＳＷ、表示部Ｄ、入力ポートＩ０、Ｉ１、Ｉ２，Ｉ３は制御装置ＣＵの入力端子、入出力部Ｉ／Ｏ−１〜Ｉ／Ｏ−３、アナログ入力部ＡＩ０、ＡＩ１、ＡＩＧ、出力ポートＯ０、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、不揮発性メモリＭを有する電子回路部でありプリント配線板からなる。

図７は、不揮発性メモリＭに予め予約してあるメモリ領域を示す。ネームのＭＳＳには、強制運転スイッチＩＳＷ、あるいは始動リレーからの始動指令入力端子Ｍ１、Ｍ２の信号を読み込み記憶させる。同様にネームのＭＲＵＮには消火ポンプ運転状態のデータを、ネームのＧＥＮには水位検出手段のデータを、ネームのＭＧＥＮには減水警報状態を示すデータを書き込んでいる。

本実施例の消火ポンプ制御装置を作動させるための制御手順の一例について、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、消火ポンプ制御装置を作動させるための制御手順を示したフローチャートであり、マイコンＣＰＵの内部ロムに予めプログラムとして格納されている。図５において、ステップ５００でマイコンのレジスタ、ポインター、タイマ割り込み処理等の初期設定を実施し、メモリのＲＡＭは０クリアするが、不揮発性のメモリのＭＲＵＮ、ＭＧＥＮはクリアしない。ステップ５０１では割り込みを許可し、ステップ５０２で図６に示す割り込み処理がかかるようにタイミングをとる処理を実行する。ソフトタイマを例えば１ｍｓｅｃと設定する。この状態で割り込みが発生し、図６の処理へ移行する。ステップ６０２でスイッチＴＳＷ（本実施例ではタッチスイッチ）はＯＮしているか否か判定し、ＯＮしていればステップ６０３で不揮発性メモリＫＥＹＳＳに「ＦＦＨ」を、ＯＦＦしていればステップ６０４で「００Ｈ」を書き込み、ステップ６０５へ進む。ここでポートＩ０、Ｉ１端子に始動指令があったか判定し、あれば次のステップ６０６、６０７でＭＳＳに「ＦＦＨ」を書き込む。なければステップ６０８へ進み、電流検出手段ＣＴ１、ＣＴ２より読み込んだデータをＲＡＭに格納する。ステップ６０９では呼水槽水位検出手段の値がＥ１以下か判定し、これ以下であればステップ６１０で不揮発性のメモリＧＥＮに「ＦＦＨ」を、そうでなければステップ６１１で「００Ｈ」を書き込み、ステップ６１３で割り込みからステップ５０３に戻る。以下ステップ５０３以降、一定の周期で図６のタイマ割り込み処理がかかる。

図５のステップ５０３でＭＲＵＮの値がＦＦＨか判定する。ＦＦＨであれば停電あるいは電源断の前にポンプは運転していたことを意味するので、次のステップ５０５でポンプ運転指令を出力する。そしてステップ５０８でＭＲＵＮに「ＦＦＨ」を書き込む。ステップ５０３の判定が００Ｈだった場合は、停電あるいは電源断の前にポンプは運転していなかったこと意味するので、ステップ５０４でＭＳＳはＦＦＨか判定する。ＹＥＳならばステップ５０７でポートＰＣ１にＦＦＨ信号を出力して、リレーＸ２をＯＮさせる。これによってバックアップ回路をリセットしておく。このバックアップ回路のリセットとは、リレーＸ２がＯＮすることによってリレーＭＳＴＸがＯＦＦし、その接点ＭＳＴＸａはＯＦＦする。これによって入力ポートＩ０、Ｉ１にも信号が出なくなる。

ところで、万一、外部ノイズ等によってマイコンが暴走、あるいは電子回路が故障すると、前述したポートＰＣ１に信号が出なくなり、リレーＸ２の接点がＯＮ（ｂ接点につき励磁が解かれるとＯＮする）することになる。又、ポートＰＣ０に出力が出なくなり、消火ポンプの運転継電器５２もＯＦＦし、同ポンプ２は停止する。しかし、この状態の時に火災が発生したことを想定すると、始動リレーＳＲ（端子はＭ１、Ｍ２）が動作しバックアップ回路が構成され、リレーＭＳＴＸがＯＮし、その接点ＭＳＴＸａがＯＮして消火ポンプの運転継電器５２が励磁し、消火ポンプ２が運転する。

図５のステップ５０７での処理が終わったら、ステップ５０５以降の消火ポンプを始動させる処理に進み、ステップ５０４でＮＯの場合は、ステップ５０６でＫＥＹＳＳはＦＦＨか判定する。判定した結果、ＹＥＳならばステップ５０５へジャンプし、ＮＯであれば停止を意味しており、ステップ５０９でＭＲＵＮがＦＦＨか判定する。運転中であれば、ステップ５１１でポンプ停止処理を実行する。そしてステップ５１３でＭＲＵＮに「００Ｈ」を書き込む。ステップ５０９の判定の結果がＮＯであれば、運転継続を意味し、ステップ５１０へ進む。ステップ５１０では電流表示処理を実行する。この後、ステップ５１２へ進み、ここでＧＥＮがＦＦＨか判定する。ＹＥＳであれば、ステップ５１７で減水警報を出力し、ステップ５１９でＭＧＥＮに「ＦＦＨ」を書き込む。この後、ステップ５０３へ戻り、これ以降の処理を続ける。

図５のステップ５１２の判定でＮＯと判定した場合は、ステップ５１４へ進み、ここでＭＧＥＮがＦＦＨか判定する。ＹＥＳであれば、停電あるいは電源断の前に警報がでていたことを意味するので、ステップ５１５で減水警報出力処理を実行する。そうでなければ、ステップ５１６で減水警報をリセットし、ステップ５１８でＭＧＥＮに「００Ｈ」を書き込む。この後、ステップ５０３に戻り、これ以降の処理を継続する。

このようにすると、バックアップ回路により、停電あるいは電源断の前にポンプが運転していれば再運転でき、減水警報がでていれば再度減水警報を出力することができる。

実施例２を説明する。本実施例は、スプリンクラーポンプに適用した例であり、図８により説明する。スプリンクラーポンプは、従来例で説明した図１において、消火ポンプ２をスプリンクラーポンプに代え、図１の逆止め弁二次側送水管の途中に圧力タンクと圧力スイッチを、送水管端末にはスプリンクラヘッドを取り付け、火災時にスプリンクラヘッドが開き、圧力タンク及び送水管の圧力が下がり規定圧力以下に達すると、圧力スイッチが閉じて前記スプリンクラーポンプが運転するものである。図８は消火ポンプ制御装置の制御回路図３の始動リレーからの始動指令信号の代わりにその端子Ｍ１、Ｍ２に圧力スイッチの信号（接点）６３Ｐを接続したものである。その動作は実施例１と同様とすることができるため、詳しい説明は省略する。

従来の消火ポンプシステム系統の説明図。従来の消火ポンプ制御装置の説明図。実施例１の消火ポンプ制御装置の説明図。実施例１の消火ポンプ制御装置の詳細説明図。実施例１の消火ポンプ制御装置における制御手順の一例のフローチャートの説明図。実施例１の消火ポンプ制御装置における割込み手順の一例のフローチャートの説明図。実施例１の消火ポンプ制御装置におけるメモリ領域の一例の説明図。実施例２の消火ポンプ制御装置の説明図。

符号の説明

１消火水槽
２消火ポンプ
２ａ吸込管
３呼水槽
３ａ呼び水配管
３ｂ逆止め弁
４送水管
５消火栓
５ａ始動スイッチ
６消火ポンプ制御装置
７始動リレー
８火災受信盤
９切り替え盤
５２電磁継電器
４９サーマルリレー
Ｒ，Ｓ，Ｔ常用電源
ＭＣＢ配線用遮断器
ＣＴ１，ＣＴ２電流検出手段
ＢＳ消火ポンプ始動スイッチ
ＢＳＳ消火ポンプ停止スイッチ
５２Ｋ電磁継電器
５２ａ動力側接点
ＩＭモーター
ＩＳＷ強制運転スイッチ
Ｍ１，Ｍ２始動指令入力端子
Ｅ呼水槽水位検出手段
ＣＵマイコンＣＰＵ
ＴＳＷタッチスイッチ
Ｄ表示部
ＷＦ水位検出リレー
ＳＴＸリレー
ＲＣ，Ｓ１電源端子

Claims

電子回路を用いて消火ポンプの運転制御を行う制御装置において、
前記電子回路が故障した場合に対応してＯＮに切り替わるリレーと、当該リレーに接続されておりスイッチのＯＮ、始動リレーの始動信号のＯＮ、又は圧力スイッチのＯＮのいずれかによってＯＮに切り替え可能な別のリレーとを有しており、前記リレー及び前記別のリレーがともにＯＮに切り替わることに応じて前記消火ポンプの運転制御を行うバックアップ回路を備えることを特徴とする消火ポンプ制御装置。
請求項１に記載の消火ポンプ制御装置において、
前記リレーは、前記電子回路が故障した場合に前記電子回路からの信号が出なくなることに応じてＯＮに切り替わるｂ接点を備えており、
前記別のリレーは、前記リレーの前記ｂ接点に接続されており、ＯＮに切り替わることに応じて前記消火ポンプへの電磁継電器を作動させるリレーであることを特徴とする消火ポンプ制御装置。
請求項１又は２に記載の消火ポンプ制御装置において、
前記電子回路の消火ポンプ運転制御状態を記憶するメモリを備えており、
前記電子回路が故障した場合に切り替わる前記バックアップ回路は、前記メモリに記憶する前記電子回路の消火ポンプ運転制御状態に応じて前記消火ポンプの運転制御を行うことを特徴とする消火ポンプ制御装置。