JP4982294B2 - 給水装置 - Google Patents

Description

本発明は給水装置に関するものであり、より詳しくは給水装置における給水流量計の異常判定に関するものである。

特開昭５９−１４８８１９号公報に記載されている発明にあるように、ボイラなど給水対象への給水量を計測する流量計を設けるということは、広く行われている。ボイラでは、給水ライン中にパルス発振を行う流量計を設置しておき、給水量に基づいた制御を行うようにしている。流量計に異常が発生し、正しい給水量を検出することができなくなると、運転の制御が行えなくなるため、流量計に異常が発生した場合には流量計の異常を判定できるようにしておく必要がある。特開昭５９−１４８８１９号公報には、流量計の異常を検出する装置の発明が記載されている。ここで記載されている流量計異常検知装置は、設定時間内のパルス信号をカウントし、その前後における設定時間でのカウント数との変化値を、標準変化値と比較し標準変化値以上の変化値であれば流量計異常とするものである。
特開昭５９−１４８８１９号公報

本発明が解決しようとする課題は、間欠的の給水を行っている給水装置での流量計の異常をより正確に判定することにある。

請求項１に記載の発明は、給水配管に給水ポンプを設けておき、必要に応じて給水ポンプを稼働することで間欠的に給水を行っている給水装置であって、給水配管には一定量の給水が行われるごとにパルス信号を出力するパルス発振式の流量計と、給水を行っている場合に経過時間のカウントを行うタイマを持った制御装置を設けておき、流量計からのパルス信号に基づいて流量の検出を行うとともに、給水は行っているのにパルス信号が出力されない時間が所定の異常判定時間よりも長かった場合には、異常発生と判定するようにしている給水装置において、経過時間のカウント途中で給水の停止を行い、その後に給水を再開した場合には、給水停止中は経過時間のカウントを停止するとともに、給水再開後の場合には、前記異常判定時間をあらかじめ設定しておいた給水開始時異常判定遅延時間分延長させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の給水装置において、異常の判定は、所定の異常判定時間内に２以上の所定回数分のパルス信号が出力されなかった場合に異常発生と判定するようにしていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、前記の給水装置において、経過時間のカウントを検出するタイマは複数個設置しておき、経過時間の起点をずらしてカウントすることで、最新所定回数分のパルス信号出力に要する時間を計測するようにしていることを特徴とする。

給水を開始する場合、給水指令の出力を行ってもすぐに給水能力の１００％分の給水が行われるものではなく、給水開始直後の給水量は給水を継続している場合に比べて少なくなる。給水開始時を含まない場合には所定の異常判定時間で異常の判定を行い、給水開始時を含む場合には異常判定時間を給水開始時異常判定遅延時間分延長させた時間で異常の判定を行うことで、流量計での異常の有無をより正確に判定することができる。

また、異常の判定は、所定の異常判定時間内に２以上の所定回数分のパルス信号が出力されなかった場合に異常発生と判定するようにしておくと、短時間で解消する一時的な異常の場合にまで異常との判定が行われることを防止することができる。この場合、経過時間のカウントを検出するタイマは複数個設置しておき、タイマの起点をずらしておくことで、最新所定回数分のパルス信号に要する時間を計測することができ、異常発生から異常報知までの時間を短縮することができる。

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は、本発明を実施してるボイラのフロー図、図２は本発明での異常判定状況例を示したタイムチャート、図３は本発明でのフローチャート例である。

ボイラ１の本体部には、下部に給水配管４を接続している。給水配管４途中には、給水ポンプ５、給水電動弁７、給水流量計３を設けており、給水ポンプ５を作動し、給水電動弁７を開くことで、ボイラ内へ水を供給するようにしている。ボイラ内の水位検出は、ボイラ本体部分と連通している水位検出筒２で検出する。水位検出筒２には、下端位置を異ならせた複数の電極棒を設置しておき、各電極棒が水に接しているか否かを電流の有無によって判定することで水位の検出を行う。

水位検出筒２で検出した水位の情報は制御装置６へ送り、制御装置６によって給水の制御を行う。水位検出筒２で検出している水位が給水開始水位より低い場合、制御装置６は給水ポンプ５に対して作動指令を出力し、給水電動弁７に対して開指令を出力する。給水を行うことによってボイラ内の水位が給水停止水位よりも高くなったこと検出すると、制御装置６は給水ポンプ５に対する作動指令を停止し、給水電動弁７に対しては閉指令を出力することで、ボイラへの給水を停止する。給水配管４の途中に設けている給水流量計３は、所定量例えば１Ｌの給水が行われるごとに１パルスを発信するパルス式の流量計であり、給水流量計３で計測した給水量の情報も制御装置６へ送る。

制御装置６では、所定量の給水ごとに発信するようにしたパルス信号が、給水ポンプオン時での設定時間内に設定回数入力されなかった場合に、給水流量計異常との判定を行う。設定時間及び設定回数の適正値は、ボイラへの給水速度によって異なるため、設定時間及び設定回数はボイラの給水速度（ボイラの容量）に応じた値に定めておく。また、給水流量計異常と判定する前記設定時間は、給水継続中における異常判定時間と、給水開始時を含む場合における異常判定時間では別の値とし、給水開始時を含むには給水開始時異常判定遅延時間分長い時間に設定するようにしておく。

制御装置６による給水流量計異常判定を、図２のタイムチャートと図３のフローチャートに基づいて説明する。フローチャートでは、ステップ１でまず給水実施状況の確認を行い、給水中であった場合にはステップ２へ移り、タイマＡ・タイマＢ・タイマＣのカウントを行う。タイマＡ・タイマＢ・タイマＣは、図２にあるように起点を異ならせることで、それぞれ別の期間における経過時間をカウントするようにしておく。給水停止中であった場合には、各タイマでのカウントは行わず、それまでのカウント値をそのまま保持しておき、フローチャートではステップ１１へ飛ぶようにしている。

各タイマのカウントを行った場合、次にステップ３で給水開始時であるか否かの確認を行う。給水開始時であった場合には、ステップ４でタイマＡ・タイマＢ・タイマＣのそれぞれで給水回数のカウントを行う。タイマＡ・Ｂ・Ｃ用給水回数のカウントは、前回のクリアで回数を０にした以降に行われた給水開始回数であり、給水を開始するごとに各給水回数の値を１増やす。給水開始時でなければ、ステップ５に飛び、給水回数の値はそれまでの値を保持しておく。給水開始回数は、後に出てくる給水流量計の異常を判定する時間の設定に関係する。

次のステップ５では、給水パルスの入力有無によって分岐する。給水パルスの入力があった場合には、ステップ６からステップ１０でいずれかタイマをクリアし、給水パルスの入力がなかった場合にはステップ１１へ飛ぶ。ステップ６では、次にクリアするタイマがタイマＡかそれ以外のタイマであるかによって分岐させている。タイマは給水パルスの入力があるごとに１つずつ順番にクリアするようにしており、クリアするタイマがタイマＡであった場合には、ステップ７でタイマＡでの経過時間のカウントを０にクリアするとともに、タイマＡ用給水回数も０にクリアする。タイマＡのクリアを行うと、次回にクリアするタイマはタイマＢに設定する。クリアするタイマがタイマＡでなかった場合には、ステップ６からステップ８に移行する。ステップ８では、クリアするタイマがタイマＢか、それ以外つまりタイマＣのいずれであるかによって分岐させている。クリアするタイマがタイマＢであった場合には、ステップ９でタイマＢでの経過時間のカウントを０にクリアするとともに、タイマＢ用給水回数も０にクリアし、次回にクリアするタイマはタイマＣに設定する。クリアするタイマがタイマＣであった場合には、ステップ１０でタイマＣでの経過時間のカウントを０にクリアするとともに、タイマＣ用給水回数も０にクリアし、次回にクリアするタイマはタイマＡに設定する。

次のステップ１１で、タイマＡ・Ｂ・Ｃ＜設定値１＋（設定値２×タイマＡ・Ｂ・Ｃ用給水回数）が成り立たない場合、ステップ１２で給水流量計異常の出力を行う。式の設定値１は給水を継続している場合の異常判定時間であり、設定値２は給水開始時の異常判定遅延時間である。遅延時間は、例えば電動弁７が開くのに要する時間から設定する。タイマＡ・タイマＢ・タイマＣは、それぞれ起点を異ならせているために、カウント値はそれぞれ別の値となる。そのため、ステップ１１の式には、タイマごとに値を入力して経過時間と異常判定時間を比較する。

タイマ用給水回数が０であれば、設定値２×０＝０になるため、タイマのカウント値は設定値１と比較する。カウント値が設定値１よりも小さい場合、ステップ１１の式は成り立つため、その場合には流量計を異常と判定することはせずにプログラムの最初に戻る。カウント値が設定値１よりも小さい場合、つまり前回のカウントクリアからの給水時間が異常判定時間に達しても、カウントをクリアするパルス信号が出力されていない場合には、ステップ１１の式は成り立たない。その場合にはステップ１２で流量計異常との判定を行う。タイマ用給水回数が１であれば、設定値２×１＝設定値２になるため、タイマのカウント値は設定値１＋設定値２と比較する。カウント値が設定値１＋設定値２よりも小さい場合、ステップ１１の式は成り立つため、その場合には流量計を異常と判定することはせずにプログラムの最初に戻る。カウント値が設定値１＋設定値２よりも小さい場合、ステップ１１の式は成り立たないため、その場合にはステップ１２で流量計異常との判定を行う。

制御装置６による給水流量計の異常判定状況を図２のタイムチャートに基づいて説明する。図２のタイムチャートは、給水を行っている状態から開始している。制御装置６では、水位検出筒２によって検出しているボイラ内水位が給水開始水位まで低下すると給水信号を発信し、水位が給水停止水位まで上昇すると、給水信号を停止するものであるため、給水信号は間欠的に発信している。

ボイラ１への給水を行っている場合、給水流量計３では設定量分の水が通過するごとにパルス信号を出力する。図では、説明のためにパルス信号に１から１４まで番号を付けている。給水流量計３の異常を判定するためのタイマとして、タイマＡ・タイマＢ・タイマＣを設けている。各タイマでは給水を行っている間の時間をカウントしており、給水信号の出力が停止するとカウントを中断し、給水信号の出力が再開されるとカウントも再開する。

制御装置６では、パルス信号１を受けてタイマＡをクリア、パルス信号２を受けてタイマＢをクリア、パルス信号３を受けてタイマＣをクリア、パルス信号４を受けた場合には再びタイマＡをクリアとしており、以降もパルス信号を受けるたびにタイマＡからタイマＣを順番にクリアしていく。制御装置６では、カウント値が異常判定時間より短い状態でクリアされ、異常判定時間まで達しない場合には異常との判定は行わない。カウント値が異常判定時間に達しても、値のクリアが行われていなかった場合には異常発生との判定を行う。

パルス信号４の出力からパルス信号５を出力するまでの間には、給水信号が停止している期間があり、給水信号が停止している間は各タイマでのカウントは中断している。パルス信号４の出力から給水信号の出力が停止するまでと、給水信号の出力開始からパルス信号５の出力が行われるまでを合計した時間は、その１つ前のパルス信号３の出力からパルス信号４の出力までの時間に比べて大きくなっている。これは、給水信号の出力が行われても、その瞬間から１００％の給水が行われるというものではなく、給水開始直後には給水量の少ない期間があることによる。パルス信号は一定量の給水が行われるごとに出力されるため、給水量が少ない場合にはパルス信号の発信間隔は長くなる。そのため流量計は正常であっても、給水開始時を含む場合にはカウント値は大きくなる。

具体的には、タイマＢでカウントするパルス信号２からパルス信号５までのカウント値、タイマＣでカウントするパルス信号３からパルス信号６までのカウント値、タイマＡでカウントするパルス信号４からパルス信号７までのカウント値は、ほかの期間におけるカウント値よりも大きくなるが、これは正常な動きである。給水開始時を含む場合には、異常判定遅延時間分長くした異常判定時間によって異常の判定を行うようにしているため、給水の発停によりカウント時間が長くなった場合に、給水流量計が正常であるのに異常との誤判定することを防止することができる。

また図では、パルス信号１４までは出力している。給水はパルス信号１４を出力した以降も続いているが、パルス信号１４以降にはパルス信号は出力されていない。タイマＣはパルス信号１２を受けてクリアしており、次のカウント期間はパルス信号１２からパルス信号１５までの期間となる。パルス信号１２から新しく開始したカウントは、パルス信号１５の入力がないままで異常判定時間分経過すると、流量計異常との判定を行う。

本発明を実施してるボイラのフロー図 本発明での異常判定状況例を示したタイムチャート 本発明でのフローチャート例

符号の説明

１ ボイラ
２ 水位検出筒
３ 給水流量計
４ 給水配管
５ 給水ポンプ
６ 制御装置
７ 給水電動弁

Claims (3)

1. 給水配管に給水ポンプを設けておき、必要に応じて給水ポンプを稼働することで間欠的に給水を行っている給水装置であって、給水配管には一定量の給水が行われるごとにパルス信号を出力するパルス発振式の流量計と、給水を行っている場合に経過時間のカウントを行うタイマを持った制御装置を設けておき、流量計からのパルス信号に基づいて流量の検出を行うとともに、給水は行っているのにパルス信号が出力されない時間が所定の異常判定時間よりも長かった場合には、異常発生と判定するようにしている給水装置において、経過時間のカウント途中で給水の停止を行い、その後に給水を再開した場合には、給水停止中は経過時間のカウントを停止するとともに、給水再開後の場合には、前記異常判定時間をあらかじめ設定しておいた給水開始時異常判定遅延時間分延長させることを特徴とする給水装置。
2. 請求項１に記載の給水装置において、
   異常の判定は、所定の異常判定時間内に２以上の所定回数分のパルス信号が出力されなかった場合に異常発生と判定するようにしていることを特徴とする給水装置。
3. 請求項２に記載の給水装置において、
   経過時間のカウントを検出するタイマは複数個設置しておき、経過時間の起点をずらしてカウントすることで、最新所定回数分のパルス信号出力に要する時間を計測するようにしていることを特徴とする給水装置。

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