JP5184417B2 - Submersible pump control device, manhole pump device, and submersible pump control method - Google Patents
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Description
本発明は、電機子巻線にオートカットが直列に介装された電動機が組み込まれ、貯水槽に流入した貯留水を流出管に圧送する水中ポンプの制御装置及び制御方法に関し、特に、汚水流入管から流入した汚水を貯留するマンホールに設置され、マンホールに貯留された汚水を汚水流出管に圧送する水中ポンプに好適な制御装置、マンホールポンプ装置、及び水中ポンプの制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a submersible pump in which an electric motor in which an autocut is interposed in series in an armature winding and pumps stored water flowing into a water storage tank to an outflow pipe, and more particularly, to a sewage inflow The present invention relates to a control device suitable for a submersible pump installed in a manhole storing sewage flowing in from a pipe and pumping the sewage stored in the manhole to a sewage outflow pipe, a manhole pump device, and a control method for the submersible pump.
水中ポンプに異物が噛み込まれると回転羽根がロックされ、ポンプを駆動する電動機の電機子巻線に異常な電流が流れて焼損する虞がある。そのため、通常、電機子巻線の近傍にサーマルスイッチを設置し、サーマルスイッチの接点信号を制御盤に取り出して、当該接点信号に基づいて電機子巻線の異常過熱状態を検知すると、電動機を駆動する電磁開閉器を強制的に遮断する制御部を備えている。 When foreign matter is caught in the submersible pump, the rotating blades are locked, and an abnormal current may flow through the armature winding of the motor that drives the pump, causing burning. For this reason, a thermal switch is usually installed in the vicinity of the armature winding, the contact signal of the thermal switch is taken out to the control panel, and when the abnormal overheating state of the armature winding is detected based on the contact signal, the motor is driven. The control part which forcibly interrupts | releases the electromagnetic switch to perform is provided.
しかし、電流容量が小さい小型の水中ポンプでは、電機子巻線にオートカットが直列に介装された電動機が組み込まれているため、オートカットが作動しているか否かを検知する接点信号が得られず、貯水槽がオーバーフローする虞があった。 However, a small submersible pump with a small current capacity has a built-in motor with autocuts inserted in series in the armature winding, so a contact signal can be obtained to detect whether autocuts are operating. The water storage tank might overflow.
そこで、特許文献1には、電動機に組み込まれる該電動機に流れる電流値の過大や周囲温度の上昇に感応し、温度が所定の温度に達したら作動して開となる主接点を具備するサーマルプロテクタを備え、該サーマルプロテクタの主接点が開となったら前記電動機の主回路を遮断するように構成した電動機保護装置であって、前記サーマルプロテクタの主接点が開となると閉又は開となる補助接点を備え、該補助接点の閉又は開により前記電動機の主回路が遮断されたことを外部に通報する通報手段を備えた電動機保護装置が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a thermal protector that includes a main contact that responds to an excessive current value flowing through the motor incorporated in the motor or an increase in the ambient temperature and opens when the temperature reaches a predetermined temperature. An electric motor protection device configured to shut off the main circuit of the electric motor when the main contact of the thermal protector is opened, and is an auxiliary contact that is closed or opened when the main contact of the thermal protector is opened And a motor protection device provided with a reporting means for reporting to the outside that the main circuit of the motor has been shut off by closing or opening the auxiliary contact.
しかし、特許文献1に記載された補助接点信号を電動機の外部に取り出すためには、電機子巻線への給電線以外の信号線が必要となり、貯水槽の外部に設置された制御盤まで信号線を配線する施工上の手間が増し、水中ポンプのコストも上昇するという問題があった。 However, in order to extract the auxiliary contact signal described in Patent Document 1 to the outside of the electric motor, a signal line other than the power supply line to the armature winding is required, and the signal is sent to the control panel installed outside the water storage tank. There is a problem that the construction labor for wiring is increased and the cost of the submersible pump is also increased.
本発明は、電機子巻線にオートカットが直列に介装された電動機が組み込まれた水中ポンプであっても、補助接点信号を取り出すことなくオートカットの作動状態を検知して、適正に制御できる水中ポンプの制御装置、マンホールポンプ装置、及び水中ポンプの制御方法を提供することを目的とする。 Even if this invention is a submersible pump in which an electric motor with an autocut interposed in series in an armature winding is incorporated, the operation state of the autocut is detected without taking out an auxiliary contact signal and properly controlled. It is an object to provide a submersible pump control device, a manhole pump device, and a submersible pump control method.
上述の目的を達成するため、本発明による水中ポンプの制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、電機子巻線にオートカットが直列に介装された電動機が組み込まれ、貯水槽に流入した貯留水を流出管に圧送する水中ポンプの制御装置であって、水位センサにより検知された貯留水位がポンプ起動水位に達すると電磁開閉器を作動させて水中ポンプを駆動する圧送制御部と、電動機を駆動する電磁開閉器の作動状態と、電磁開閉器を介して電機子巻線に接続される給電線の電流を検知する電流センサの検知状態と、水位センサにより検知された貯留水位に基づいて異常の有無を判定する異常判定部を備え、前記異常判定部は、電磁開閉器の作動中に電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されないと、オートカットが作動している電動機過熱異常と判定する点にある。 In order to achieve the above-mentioned object, the first characteristic configuration of the submersible pump control device according to the present invention is that an automatic cut is connected in series with the armature winding as described in claim 1 of the claims. A submersible pump control device that incorporates an installed electric motor and pumps the stored water flowing into the water tank to the outflow pipe, and activates the electromagnetic switch when the stored water level detected by the water level sensor reaches the pump activation water level The operation state of the pressure feed control unit that drives the submersible pump, the operating state of the electromagnetic switch that drives the electric motor, and the detection state of the current sensor that detects the current of the feeder line connected to the armature winding via the electromagnetic switch And an abnormality determination unit that determines whether or not there is an abnormality based on the stored water level detected by the water level sensor, and the abnormality determination unit detects that no current is detected by the current sensor during operation of the electromagnetic switch, and the water level sensor Yo When reduction of the reservoir water level is not detected, in that it determines that the electric motor overheat the automatic cutting is operating.
上述の構成によれば、圧送制御部により電磁開閉器が作動され、水中ポンプが駆動されている状態で、異常判定部により、電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されないと、オートカットが作動して水中ポンプが停止している電動機加熱異常と判定されるため、電流センサと水位センサの出力の二重の判定により、オートカットが作動していることを精度高く判定することができるようになる。 According to the above-described configuration, in the state where the electromagnetic switch is operated by the pumping control unit and the submersible pump is driven, no current is detected by the current sensor by the abnormality determination unit, and the stored water level is lowered by the water level sensor. If it is not detected, it is determined that the motor cuts abnormally because the auto cut is activated and the submersible pump is stopped, so it is determined that the auto cut is activated based on the double determination of the output of the current sensor and the water level sensor. It becomes possible to judge high.
同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、異常判定部は、電磁開閉器の作動中に電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されると、電流センサが異常であると判定する点にある。 In the second characteristic configuration, as described in claim 2, in addition to the first characteristic configuration described above, the abnormality determination unit is configured such that the current is not detected by the current sensor during operation of the electromagnetic switch, When a decrease in the stored water level is detected by the sensor, the current sensor is determined to be abnormal.
上述の構成によれば、圧送制御部により電磁開閉器が作動され、水中ポンプが駆動されている状態で、異常判定部により、電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されると、水中ポンプが適正に駆動されていると判断され、電流センサに異常が発生していると判定されるため、別途のセンサを備えることなく電流センサの異常を検知することができるようになる。 According to the above-described configuration, in the state where the electromagnetic switch is operated by the pumping control unit and the submersible pump is driven, no current is detected by the current sensor by the abnormality determination unit, and the stored water level is lowered by the water level sensor. When it is detected, it is determined that the submersible pump is being driven properly and it is determined that an abnormality has occurred in the current sensor. Therefore, the abnormality of the current sensor can be detected without providing a separate sensor. It becomes like this.
同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一又は第二の特徴構成に加えて、圧送制御部は、貯留水位がポンプ起動水位に達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプの何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプが異常判定部によりオートカットが作動している電動機過熱異常と判定されると、他の水中ポンプに切り替える点にある。 In addition to the first or second feature configuration described above, the third feature configuration is provided in the water tank whenever the stored water level reaches the pump activation water level. When one of a plurality of installed submersible pumps is controlled to be driven alternately, and the submersible pump being driven is determined to be an overheating abnormality of the motor in which auto cut is activated by the abnormality determining unit, another submersible pump It is in the point to switch to.
複数の水中ポンプが正常である場合には、圧送制御部により、貯留水位がポンプ起動水位に達する度に、複数の水中ポンプの何れかが交互に駆動されるので、専ら一つの水中ポンプのみ駆動される場合に発生する複数の水中ポンプの寿命の不均衡の問題を回避することができ、駆動中の水中ポンプが異常判定部によりオートカットが作動している電動機過熱異常と判定されると、他の水中ポンプに切り替えられるので、適正に貯留水を流出管に圧送することができるようになり、貯水槽がオーバーフローする虞を低減することができるようになる。 When multiple submersible pumps are normal, any one of the multiple submersible pumps is driven alternately each time the stored water level reaches the pump activation level by the pumping control unit. The problem of the imbalance of the life of a plurality of submersible pumps that occurs in the case where the operation is performed, when the submersible pump being driven is determined to be an abnormal motor overheating with the auto cut operating by the abnormality determination unit, Since it can be switched to another submersible pump, the stored water can be properly pumped to the outflow pipe, and the possibility that the water storage tank overflows can be reduced.
同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、圧送制御部は、貯留水位がポンプ起動水位に達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプの何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプが異常判定部によりオートカットが作動している電動機過熱異常と判定され、次に貯留水位がポンプ起動水位に達すると、他の水中ポンプを優先的に駆動する点にある。 In the fourth feature configuration, in addition to the third feature configuration described above, the pressure control unit is installed in the water tank every time the stored water level reaches the pump starting water level. Control is performed so that any of a plurality of submersible pumps are driven alternately, and the submersible pump being driven is determined by the abnormality determination unit to be overheated abnormally in the motor, and then the stored water level becomes the pump activation water level. When it reaches, it is in the point which drives other submersible pumps preferentially.
上述の構成によれば、駆動中の水中ポンプが異常判定部によりオートカットが作動している電動機過熱異常と判定され、次に貯留水位がポンプ起動水位に達すると、圧送制御部により、オートカットが作動していた水中ポンプとは異なる他の水中ポンプが優先的に駆動されるので、頻繁にオートカットが作動するような異常状態にある水中ポンプの作動機会を低減して、安定的に貯留水を流出管に圧送することができるようになる。 According to the above-described configuration, when the submersible pump being driven is determined to be an overheating abnormality of the motor in which the auto-cut is operating by the abnormality determination unit, and the stored water level reaches the pump activation water level, the auto-cut control unit performs the automatic cut. Since other submersible pumps, which are different from the submersible pumps that were operating, are preferentially driven, the operation opportunities of submersible pumps that are in an abnormal state in which automatic cuts are frequently activated are reduced and stable storage is possible. The water can be pumped to the outflow pipe.
同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、圧送制御部は、貯留水位がポンプ起動水位に達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプの何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプが異常判定部によりオートカットが作動している電動機過熱異常と判定されると、その後、水位センサにより検知される水位に基づいて規定される当該ポンプの運転停止時間が経過するまで、他の水中ポンプを優先的に駆動する点にある。 In the fifth feature configuration, in addition to the third feature configuration described above, the pumping control unit is installed in the water tank every time the stored water level reaches the pump starting water level. When one of a plurality of submersible pumps is controlled to be driven alternately, and the submersible pump being driven is determined to be overheated by the abnormality determining unit and the motor is overheated, it is detected by a water level sensor. The other submersible pumps are preferentially driven until the operation stop time of the pumps defined based on the water level is reached.
上述と同様、オートカットが作動した水中ポンプは何らかの原因で過熱状態になっているため、停止させることにより自然冷却する必要がある。水中ポンプの本体部がどの程度の時間で冷却されるかは、水位に依存して変動する。例えば、水中ポンプの電動機が水没していればそれだけ速く冷却され、水没していなければ冷却時間が長くなる。そこで、圧送制御部は、水位センサにより検知される水位に基づいて規定される当該ポンプの運転停止時間が経過するまでは、冷却が不十分であると判断して、他の水中ポンプを優先的に駆動することにより、オートカットが作動した水中ポンプの冷却を促進するのである。 Similar to the above, the submersible pump with the auto cut activated is in an overheated state for some reason, and must be naturally cooled by being stopped. How long the main body of the submersible pump is cooled varies depending on the water level. For example, if the electric motor of the submersible pump is submerged, it is cooled faster, and if it is not submerged, the cooling time is longer. Therefore, the pressure feed control unit determines that the cooling is insufficient until the operation stop time of the pump specified based on the water level detected by the water level sensor elapses, and gives priority to other submersible pumps. Driving the water pump promotes cooling of the submersible pump in which the auto cut is activated.
同第六の特徴構成は、同請求項6に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、異常判定部により異常と判定されると外部に異常を通報する通信部を備えている点にある。 In addition to any of the first to fifth feature configurations described above, the sixth feature configuration reports an abnormality to the outside when it is determined to be abnormal by the abnormality determination unit. The communication unit is provided.
上述の構成によれば、異常判定部により異常が判定されると通信部を介して外部に異常報知されるため、例えば、電動機にオートカットの接点が開となると閉又は開となる補助接点を備え、当該補助接点の閉又は開状態を示す補助接点信号を外部に送信するための信号線を配線する等、オートカットの状態を示す補助接点信号を取り出すことなく、異常を検知することができるようになる。 According to the above-described configuration, when an abnormality is determined by the abnormality determination unit, an abnormality is notified to the outside via the communication unit.For example, an auxiliary contact that is closed or opened when an auto-cut contact is opened on the motor is provided. An abnormality can be detected without taking out an auxiliary contact signal indicating an auto-cut state, such as wiring a signal line for transmitting an auxiliary contact signal indicating the closed or open state of the auxiliary contact to the outside. It becomes like this.
同第七の特徴構成は、同請求項7に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記水中ポンプが、汚水流入管から流入した汚水を貯水槽に流入した汚水を貯留するマンホールに設置され、マンホールに貯留された汚水を汚水流出管に圧送する水中ポンプを制御する水中ポンプの制御装置を備えたマンホールポンプ装置である点にあり、マンホールポンプの制御に極めて好適である。 In addition to any one of the first to sixth feature configurations described above, the seventh feature configuration of the seventh aspect is that, in addition to the first to sixth feature configurations described above, the submersible pump supplies sewage flowing from a sewage inflow pipe to a water storage tank. The manhole pump is equipped with a submersible pump controller that controls the submersible pump that controls the submersible pump that is installed in the manhole that stores the influent sewage and that pumps the sewage stored in the manhole to the sewage outflow pipe. It is very suitable for.
本発明による水中ポンプの制御方法の第一の特徴構成は、同請求項8に記載した通り、電機子巻線にオートカットが直列に介装された電動機が組み込まれ、貯水槽に流入した貯留水を流出管に圧送する水中ポンプの制御方法であって、水位センサにより検知された貯留水位がポンプ起動水位に達すると電磁開閉器を作動させて水中ポンプを駆動する圧送制御ステップと、電動機を駆動する電磁開閉器の作動状態と、電磁開閉器を介して電機子巻線に接続される給電線の電流を検知する電流センサの検知状態と、水位センサにより検知された貯留水位に基づいて、電磁開閉器の作動中に電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されないと、オートカットが作動している電動機過熱異常と判定する異常判定ステップとを備え、圧送制御ステップでは、貯留水位がポンプ起動水位に達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプの何れかを交互に駆動し、駆動中の水中ポンプが異常判定ステップでオートカットが作動している電動機過熱異常と判定されると、他の水中ポンプに切り替える切り替えステップを実行する点にある。 The first characteristic configuration of the submersible pump control method according to the present invention is as described in claim 8, in which a motor in which an automatic cut is interposed in series in an armature winding is incorporated, and the storage that has flowed into the water tank A submersible pump control method for pumping water to the outflow pipe, wherein when the stored water level detected by the water level sensor reaches the pump start water level, the electromagnetic pump is operated to drive the submersible pump, and the electric motor Based on the operating state of the electromagnetic switch to be driven, the detection state of the current sensor that detects the current of the power supply line connected to the armature winding via the electromagnetic switch, and the stored water level detected by the water level sensor, If no current is detected by the current sensor while the electromagnetic switch is in operation, and if a drop in the stored water level is not detected by the water level sensor, it is determined that the motor has been overheated abnormally. In the pumping control step, every time the stored water level reaches the pump activation water level, one of a plurality of submersible pumps installed in the water tank is alternately driven, and the driving submersible pump is in an abnormality determination step. If it is determined that the motor is overheated and the auto cut is activated, a switching step for switching to another submersible pump is performed.
同第二の特徴構成は、同請求項9に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記異常判定ステップで異常と判定されると外部に異常報知する通信ステップを実行する点にある。 In the second feature configuration, in addition to the first feature configuration described above, in addition to the first feature configuration described above, a communication step for notifying the outside when an abnormality is determined in the abnormality determination step is executed. It is in.
以上説明した通り、本発明によれば、電機子巻線にオートカットが直列に介装された電動機が組み込まれた水中ポンプであっても、補助接点信号を取り出すことなくオートカットの作動状態を検知して、適正に制御できる水中ポンプの制御装置、マンホールポンプ装置、及び水中ポンプの制御方法を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, even in a submersible pump in which an electric motor having an autocut interposed in series in an armature winding is incorporated, the autocut operating state can be maintained without taking out an auxiliary contact signal. It is possible to provide a submersible pump control device, a manhole pump device, and a submersible pump control method that can be detected and appropriately controlled.
以下に、本発明による水中ポンプの制御装置及び制御方法を、マンホールポンプ装置に設置された水中ポンプを例に説明する。 Below, the control apparatus and control method of the submersible pump by this invention are demonstrated to the example of the submersible pump installed in the manhole pump apparatus.
図1に示すように、マンホールポンプ装置10は、汚水流入管11aから流入した汚水を貯留するマンホール12と、マンホール12に貯留された汚水を汚水流出管11bに圧送する水中ポンプ13と、マンホール12に貯留された汚水の水位を計測する水位センサ14と、水位センサ14からの信号に基づいて水中ポンプ13を制御する制御装置20を備えている。
As shown in FIG. 1, the
水位センサ14は、投込圧力式や気泡式の水位センサが用いられ、マンホール12の底部に設置されて、マンホール12に貯留される汚水の水位を連続的に検出するように構成されている。さらに、水位センサ14の故障に備えバックアップ用のフロート式の水位センサ15が異常高水位となる高さに設置され、水位センサ14及び水位センサ15で異常高水位を検出するように構成されている。
The
マンホールポンプ装置10には、故障やメンテナンス等の為に、水中ポンプ13が2台併設され、異常高水位が発生した場合は汚水の圧送量を増やすために2台同時に運転される。
The
尚、マンホールポンプ装置10に設置される水中ポンプ13は2台に限らず、さらに多くの台数の水中ポンプ13が設置されていても構わず、異常高水位が発生した場合は汚水の圧送量を増やすために複数台同時に運転される。
The number of submersible pumps 13 installed in the
各水中ポンプ13は、ケーシングに内装された回転羽根と、回転羽根を回転する主軸と、主軸を回転駆動する電動機を備え、吸込み口から吸引された汚水を吐出し口に接続された圧送管を介して汚水流出管11bに圧送するように構成されている。
Each
図2に示すように、電動機30の電機子巻線31(31u,31v,31w)には、オートカット32が直列に介装され、電機子巻線31に異常な電流が流れて過熱されると、オートカット32が作動して、電機子巻線31への電流を遮断するように構成されている。
As shown in FIG. 2, an
尚、オートカット32は、所定温度以上に電機子巻線31の温度が上昇すると接点32u,32v,32wを介して給電を遮断するように構成されている。
The auto cut 32 is configured to cut off the power supply via the
制御装置20は、マンホールポンプ装置10の近傍に設けられた制御盤装置200に収容された制御盤に組み込まれている。
The
制御装置20は、水位センサ14により検知された貯留水位がポンプ起動水位HWLに達すると電磁開閉器23を作動させて水中ポンプ13を駆動する圧送制御部26と、電動機30を駆動する電磁開閉器23の作動状態と、電磁開閉器23を介して電機子巻線31に接続される給電線の電流を検知する電流センサ24の検知状態と、水位センサ14により検知された貯留水位に基づいて異常の有無を判定する異常判定部25と、異常判定部25により異常と判定されると外部に異常報知する通信部22を備えている。
The
以下、具体的に説明する。 This will be specifically described below.
制御装置20は、CPUと、前記CPUで実行される水中ポンプ13の起動制御、停止制御等の各種制御プログラムと、制御プログラムで利用される各種制御情報が格納されたROMと、ワーキングエリアとして使用されるRAMと、水位センサ14により計測された水位や、ポンプ故障信号等の制御情報を入力し、ポンプを起動する制御信号等を出力する入出力回路と、各種制御プラグラムで設定された所定時間経過後に、当該所定時間の経過を示す制御信号を出力するタイマーを備えている。
The
当該CPUで各種制御プログラムが実行されることにより、圧送制御部26と異常判定部25と通信部22とが構成されている。
Various control programs are executed by the CPU, so that the pressure
通信部22は、データ回線網、携帯電話網、一般電話回線網等の公衆回線網、或いは小エリア無線等のローカル通信媒体等に対応する通信端末で構成され、基地局を介して管理センターと通信するように構成されている。
The
当該管理センターでは、通信部22から送受信されるマンホールポンプ装置の故障や溢水等の事故等の異常情報や、貯留水位や送水量等の制御情報を集中管理し、通信部22から異常情報が送信されることにより異常報知されると、最寄りの管理事務所に発報するように構成されている。
The management center centrally manages abnormal information such as an accident such as a failure of a manhole pump device or an overflow and the like, and control information such as a stored water level and the amount of water sent and received from the
異常判定部25は、電磁開閉器23の作動中に電流センサ24により電流が検知されず、水位センサ14により貯留水位の低下が検知されると、電流センサ24が異常であると判定し、さらに、電磁開閉器23の作動中に電流センサ24により電流が検知されず、水位センサ14により貯留水位の低下が検知されないと、オートカット32が作動している電動機過熱異常と判定するように構成されている。
The
尚、電磁開閉器23が作動しているとは、図2に示すように、商用電源ACからの電力供給を開始している状態、即ち、電磁開閉器23が閉じている状態をいい、オートカット32が作動しているとは、電機子巻線31の異常過熱状態を検知して、オートカット32が開いている状態であることを示す。
Note that the
圧送制御部26は、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプ13が異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定されると、駆動中の水中ポンプ13とは他の水中ポンプ13に切り替えて駆動するように構成されている。
Each time the stored water level reaches the pump activation water level HWL, the
具体的には、圧送制御部26は、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプ13が異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定され、次に貯留水位がポンプ起動水位HWLに達すると、他の水中ポンプ13を優先的に駆動するように構成されている。
Specifically, each time the stored water level reaches the pump activation water level HWL, the
本構成による水中ポンプ13の制御方法について詳述すると、図3に示すように、圧送制御部26は、水中ポンプ13を制御して汚水を汚水流出管11bに圧送する圧送制御を開始し、貯留水位がポンプ起動水位HWLまで上昇したことを水位センサ14で検知すると(SA1)、RAMに設定された水中ポンプ13の運転号機を識別するポンプ識別情報を読み出す(SA2)。
The control method of the
尚、圧送制御部26は、ステップSA2において、RAMにポンプ識別情報が設定されていなかった場合は、予めROMに設定された初期駆動対象の水中ポンプ13のポンプ識別情報を取得する。
In step SA2, if the pump identification information is not set in the RAM, the
圧送制御部26は、当該取得したポンプ識別情報が示す水中ポンプ13を駆動するために電磁開閉器23を作動させ、給電線を介して、商用電源AC(図2参照)から水中ポンプ13に組み込まれた電動機30への電力の供給を開始し(SA3)、異常判定部25による異常判定を行う(SA4)。
The
図4に示すように、異常判定部25は、異常判定処理を開始し、電流センサ24により電流が検知されるか否かを判定する(SB1)。
As shown in FIG. 4, the
異常判定部25は、電流センサ24により電流が検知されなかった場合は(SB1;N)、電流センサ24の異常に起因して電流が検知されていないのかどうかを確認すべく、水位センサ14により貯留水位が低下しているか否かを判定する(SB2)。
If no current is detected by the current sensor 24 (SB1; N), the
異常判定部25は、水位センサ14により貯留水位が低下していることを検知すると(SB2;Y)、水中ポンプ13が駆動されて貯留水位が低下しているにもかかわらず、電流を検知することができなかったため、電流センサ24に異常が発生していると判定する(SB3)。
When the
即ち、異常判定部25により、電流センサ24及び水位センサ14とは別のセンサを備えることなく電流センサ24の異常を検知することができるようになる。
That is, the
一方、異常判定部25は、電流センサ24により電流が検知されず(SB1;N)、水位センサ14により貯留水位が低下していないことを検知すると(SB2;N)、電磁開閉器23を作動しているが電流が検知されない、また、貯留水位も低下していないため、駆動対象の水中ポンプ13のオートカット32が作動して、電動機30に電流が流れない異常、即ち、オートカット32が作動している電動機過熱異常が発生していると判定する(SB5)。
On the other hand, when the
異常判定部25により、電流センサ24と水位センサ14の出力の二重の判定により、オートカット32が作動しているか否かを精度高く判定することができるようになる。
The
異常判定部25は、異常を判定すると(SB3,SB5)、通信部22により、当該異常に対応する異常情報を外部の管理センターに送信することにより異常報知し(SB4)、異常判定を終了する。
When the
尚、異常判定部25は、電流センサ24で電流が検知された場合は(SB1;Y)、異常が検知されず、正常な状態にあると判定して異常判定を終了する。
When the current is detected by the current sensor 24 (SB1; Y), the
したがって、例えば、電動機30にオートカット32の接点が開となると閉又は開となる補助接点を備えて、当該補助接点の閉又は開状態を示す補助接点信号を外部に送信するための信号線を配線する等、オートカット32の状態を示す補助接点信号を取り出すことなく、水中ポンプ13及び電流センサ14の異常を検知することができるようになる。
Therefore, for example, the
図3に戻り、圧送制御部26は、異常判定部25によりオートカット32が作動していないと判定されたか否かを判定する(SA5)。
Returning to FIG. 3, the pressure
異常判定部25によりオートカット32が作動していないと判定された場合は(SA5;N)、圧送制御部26は、電磁開閉器13の作動を継続し、貯留水位がポンプ停止水位LWLまで低下したことを水位センサ14で検出すると(SA6)、予めROMに設定された所定時間を設定してタイマーを駆動し(SA7)、所定時間経過後にタイマーから制御信号が出力されると、停止水位LLWLで電磁開閉器23の作動を停止して水中ポンプ13への給電を停止し、水中ポンプ13の駆動を停止する(SA8)。
When it is determined by the
一方、異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定された場合は(SA5;Y)、圧送制御部26は、オートカット32が作動していると判定された水中ポンプ13とは他の水中ポンプ13のポンプ識別情報をRAMに設定して(SA10)、圧送制御を再開する(SA1)。
On the other hand, when it is determined by the
圧送制御部26は、圧送制御を再開すると(SA1)、次に貯留水位がポンプ起動水位HWLに達したことを水位センサ14で検知した場合に(SA1)、RAMに設定された当初とは他のポンプ識別情報を読み出して(SA2)、当該ポンプ識別情報に対応する他の水中ポンプ13に対応する電磁開閉器23を作動する(SA3)。
When the
即ち、圧送制御部26は、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、駆動対象の水中ポンプ13を当該他の水中ポンプ13に優先的に切り替えるように構成されている。
That is, the
尚、上述した圧送制御は、制御装置20の電源が停止される等、CPUによる制御プログラムによる圧送制御の停止指令があるまで繰り返し実行される(SA9)。
The above-described pressure feed control is repeatedly executed until there is a pressure feed control stop command by a control program by the CPU, such as when the power supply of the
即ち、ステップSA1からSA10により、水位センサ14により検知された貯留水位がポンプ起動水位HWLに達すると電磁開閉器23を作動させて水中ポンプ13を駆動する圧送制御ステップが構成され、ステップSB1からSB3及びSB5により、電動機30を駆動する電磁開閉器23の作動状態と、電磁開閉器23を介して電機子巻線31に接続される給電線の電流を検知する電流センサ24の検知状態と、水位センサ14により検知された貯留水位に基づいて異常の有無を判定する異常判定ステップが構成され、ステップSB4により、異常判定ステップで異常と判定されると外部に異常報知する通信ステップが構成されている。
That is, from steps SA1 to SA10, when the stored water level detected by the
尚、圧送制御ステップは、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の何れかを交互に駆動し、駆動中の水中ポンプ13が異常判定ステップでオートカット32が作動していると判定され、次に貯留水位がポンプ起動水位HWLに達すると、他の水中ポンプ13を優先的に駆動するように構成されている。
In addition, every time the stored water level reaches the pump activation water level HWL, the pumping control step alternately drives any of the plurality of submersible pumps 13 installed in the water storage tank, and the driven
したがって、駆動中の水中ポンプ13が異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定され、次に貯留水位がポンプ起動水位HWLに達すると、圧送制御部26により、オートカット32が作動していた水中ポンプ13とは異なる他の水中ポンプ13が優先的に駆動されるので、頻繁にオートカット32が作動するような異常状態にある水中ポンプ13の作動機会を低減して、安定的に貯留水を流出管に圧送することができるようになる。
Therefore, when the
さらに、上述の構成に加えて、圧送制御部26は、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプ13が異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定されると、その後、水位状態をもとに当該ポンプ13の電動機部の水没時間を計算し、その水没時間が所定時間を経過するまで、他の水中ポンプ13を優先的に駆動するように構成してもよい。
Further, in addition to the above-described configuration, the
以下、図5に基づいて本構成による水中ポンプ13の制御方法について詳述するが、図中において、図3に示したものと同じ記号のステップは、上述と同じ処理内容であるため説明を省略する。
Hereinafter, the control method of the
圧送制御部26は、ステップSA1からSA5を実行後、異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定された場合に(SA5;Y)、予めROMに設定された所定の運転停止時間を設定してタイマーを駆動し(SC1)、オートカット32が作動していると判定された異常のある水中ポンプ13のポンプ識別情報をRAMの所定アドレス領域に退避する(SC2)。尚、運転停止時間とは、水中ポンプ13の運転を停止する時間を示す。
The
その後、圧送制御部26は、圧送制御を再開して異常のある水中ポンプ13とは他の水中ポンプ13を駆動し(SA1〜SA5)、RAMの所定アドレス領域に退避されたポンプ識別情報に対応する異常のある水中ポンプ13の本体部が水没する水位PWL(以下、「ポンプ水没水位」と記す。;図1参照)にまで貯留水位が低下しているかどうかを判定する(SC3)。尚、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の各ポンプ水没水位PWLは、予めROMに設定されている。
After that, the
圧送制御部26は、水位センサ14により貯留水位がポンプ水没水位PWLにまで低下していないことを検知して、水中ポンプ13の本体部が水没していると判定した場合(SC3;Y)は、駆動中のタイマーから所定の運転停止時間が経過したことを示す制御信号が出力されているか否かを判定する(SC4)。
The
圧送制御部26は、タイマーから制御信号が出力され、異常のある水中ポンプ13が水没している状態で所定の運転停止時間が経過したと判定すると(SC4;Y)、当該水中ポンプ13を駆動対象の水中ポンプ13とすべく、RAMの所定アドレス領域に退避されていた当該水中ポンプ13のポンプ識別情報をRAMに設定して(SC5)、圧送制御を再開する(SA1)。
When the
一方、圧送制御部26は、異常のある水中ポンプ13が水没している状態で所定の運転停止時間が経過していないと判定すると(SC4;N)、駆動中の水中ポンプ13をそのまま駆動して圧送制御を実行する(SA6〜SA9、SA1)。
On the other hand, if the
尚、圧送制御部26は、水位センサ14により貯留水位がポンプ水没水位PWLにまで低下したことを検知して、既に異常のある水中ポンプ13が水没していないと判定した場合は(SC3;N)、駆動中の水中ポンプ13をそのまま駆動して圧送制御を実行する(SA6〜SA9、SA1)。
When the
即ち、オートカット32が作動した水中ポンプ13は何らかの原因で過熱状態になっているため、停止させることにより自然冷却する必要がある。水中ポンプ13の電動機部が水没すれば、それだけ効率的に冷却され、正常な状態に早期に復帰する。
That is, since the
そこで、圧送制御部26は、水中ポンプ13の電動機部の水没時間により冷却の程度を判定し、水没時間が所定時間を経過するまでは、過熱状態になった水中ポンプ13が効果的に冷却されるように、他の水中ポンプ13を優先的に駆動するのである。
Therefore, the
さらに、上述した構成に加えて、圧送制御部26は、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の何れかを交互に駆動するように制御し、駆動中の水中ポンプ13が異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定されると、その後、水位センサ14により検知される水位に基づいて規定される当該ポンプ13の運転停止時間が経過するまで、他の水中ポンプ13を優先的に駆動するように構成してもよい。
Further, in addition to the above-described configuration, the
以下、図6に基づいて本構成による水中ポンプ13の制御方法について詳述するが、図中において、図3及び図5に示したものと同じ記号のステップは、上述と同じ処理内容であるため説明を省略する。
Hereinafter, although the control method of the
圧送制御部26は、ステップSA1からSA5とステップSC3を実行し、水位センサ14により貯留水位がポンプ水没水位PWLよりも低下したことを検知すると、さらに、貯留水位が予めROMに設定された所定の運転判定水位SWL(図1参照)にまで低下しているか否かを判定する(SD1)。
The
尚、運転判定水位とは、異常があると判定された水中ポンプ13を駆動対象の水中ポンプ13として運転するか否かを判定する時点の貯留水位を示し、予めROMに設定されている。
The operation determination water level indicates a stored water level at the time of determining whether or not to operate the
圧送制御部26は、水位センサ14により貯留水位が運転判定水位SWLにまで低下していないことを検知すると(SD1;Y)、駆動中のタイマーから所定の運転停止時間が経過したことを示す制御信号が出力されているか否かを判定する(SC4)。
When the
圧送制御部26は、タイマーから制御信号が出力されたことを検知すると、貯留水位が所定の運転判定水位SWLに低下するまでに、異常があると判定された水中ポンプ13が、異常があると判定されてから少なくとも所定の運転停止時間の間、運転を停止していたと判定する(SC4;Y)。
When the
このとき、圧送制御部26は、当該水中ポンプ13が自然放熱によって十分に冷却されたと判定して、当該水中ポンプ13を駆動対象とすべく、RAMの所定アドレス領域に退避されていた当該水中ポンプ13のポンプ識別情報をRAMに設定し(SC5)、圧送制御を再開する(SA1)。
At this time, the
一方、圧送制御部26は、水位センサ14により貯留水位が運転判定水位SWLよりも低下していることを検知すると(SC3;N)、駆動中の水中ポンプ13をそのまま駆動して圧送制御を実行する(SA6〜SA9、SA1)。
On the other hand, when the
即ち、上述した圧送制御ステップを、ステップSA1からSA10と、ステップSC1からSC5及びSD1とによって構成し、貯留水位がポンプ起動水位HWLに達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプ13の何れかを交互に駆動し、駆動中の水中ポンプ13が異常判定部25によりオートカット32が作動していると判定されると、その後、水位センサ14により検知される水位に基づいて規定される当該ポンプ13の運転停止時間が経過するまで、他の水中ポンプ13を優先的に駆動するように構成してもよい。
That is, the above-described pumping control step is configured by steps SA1 to SA10 and steps SC1 to SC5 and SD1, and each time the stored water level reaches the pump activation water level HWL, the plurality of submersible pumps 13 installed in the water storage tank. Any one of them is driven alternately, and when the
即ち、上述のように、オートカット32が作動した水中ポンプ13は何らかの原因で過熱状態になっているため、停止させることにより自然冷却する必要がある。水中ポンプ13の電動機部どの程度の時間で冷却されるかは、水位に依存して変動し、例えば、水中ポンプ13の電動機部が水没していればそれだけ速く冷却され、水没していなければ冷却時間が長くなる。
That is, as described above, the
そこで、圧送制御部26は、水位センサ14により検知される水位に基づいて規定される当該水中ポンプ13の運転停止時間が経過するまでは、冷却が不十分であると判断して、他の水中ポンプ13を優先的に駆動することにより、オートカット32が作動した水中ポンプ13の冷却を促進するのである。
Therefore, the
尚、上述した運転判定水位SWLと対応する運転停止時間は、予めROMに複数設定されていても構わない。ただし、これに合わせて、ステップSD1は、貯留水位が各運転判定水位SWLに達するまで低下する度に、ステップSC4を実行して、各運転判定水位SWLに対応する運転停止時間が経過したかを判定するように構成されている。 Note that a plurality of operation stop times corresponding to the operation determination water level SWL described above may be set in the ROM in advance. However, in accordance with this, step SD1 executes step SC4 each time the stored water level decreases until it reaches each operation determination water level SWL, and whether or not the operation stop time corresponding to each operation determination water level SWL has elapsed. It is configured to determine.
また、当該ステップSD1の構成の変更に合わせて、ステップSC1は、ROMに設定された複数の運転停止時間をタイマーに設定するように構成され、タイマーは複数の運転停止時間が経過する度に当該時間の経過を示す制御信号を出力するように構成されている。 Further, in accordance with the change in the configuration of the step SD1, the step SC1 is configured to set a plurality of operation stop times set in the ROM to the timer, and the timer is set whenever the plurality of operation stop times elapses. A control signal indicating the passage of time is output.
本構成によれば、圧送制御部26は、水位センサ14により貯留水位が複数の運転判定水位に低下することを検知する度に、異常があると判定された水中ポンプ13が十分に冷却されているか否かを判断することができるため、当該水中ポンプ13を駆動可能な時期を適切に判断して、他の水中ポンプ13を優先的に駆動する時間を低減することができるようになる。
According to this configuration, whenever the
上述した実施形態においては、図1に示すように、水中ポンプ13は、汚水流入管11aから流入した汚水を貯水槽に流入した汚水を貯留するマンホール12に設置され、マンホール12に貯留された汚水を汚水流出管11bに圧送する水中ポンプ13として構成され、本発明による水中ポンプ13の制御装置及び制御方法は、マンホールポンプの制御に極めて好適であることを示した。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the
しかし、水中ポンプ13は、マンホールポンプに限らず、河川等に設置された複数の排水機場、ポンプゲート等他の水処理プラントに設けられ水中ポンプであってもよく、当該水中ポンプの制御装置及び制御方法に本発明を適用することが可能である。
However, the
また、制御装置20は、貯留水位や水中ポンプ13に給電される電流量等、各種制御情報を表示するメータ等の表示器や、圧送制御部26、異常判定部25、及び通信部22で利用される各種設定情報の設定操作や、水中ポンプ13の手動操作のためのテンキーやボタン等の入力操作キーを設けて構成しても構わない。
Further, the
この場合、上述した実施形態において、予めROMに設定されたポンプ水没水位PWLや運転判定水位SWL等の各種制御情報は、RAMの所定アドレスを参照するように構成し、これに合わせて、上述した制御装置20に設けられた入力操作キーを介して入力されたポンプ水没水位PWLや運転判定水位SWL等の各種制御情報がRAMの当該参照する所定アドレスに設定されるように構成しても構わない。
In this case, in the above-described embodiment, various control information such as the pump submerged water level PWL and the operation determination water level SWL set in advance in the ROM is configured to refer to a predetermined address in the RAM, and in accordance with this, the above-described control information is configured. Various control information such as the pump submerged water level PWL and the operation determination water level SWL input via an input operation key provided in the
この場合、制御装置に備えられた入力操作キーを介して各種制御情報を操作設定することができるため、圧送制御部26及び異常判定部25を構成する制御プログラムを、各種制御情報を設定可能な入力操作キーを備えた他の水中ポンプの制御装置に汎用的に組み込むことができるようになる。
In this case, since various control information can be set and operated via input operation keys provided in the control device, various control information can be set in the control program constituting the pressure
また、制御装置20は、通信部22を備えない構成としてもよく、制御盤内に異常を示す表示を行う構成としてもよい。
In addition, the
以上説明した水中ポンプの制御装置及び制御方法の具体的構成は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。 The specific configuration of the control device and control method for the submersible pump described above is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the design can be appropriately changed within the scope of the effects of the present invention. .
10:マンホールポンプ装置
13:水中ポンプ
14:水位センサ
20:制御装置
22:通信部
23:電磁開閉器
24:電流センサ
25:異常判定部
26:圧送制御部
30:電動機
31:電機子巻線
32:オートカット
AC:商用電源
HWL:ポンプ起動水位
LWL:ポンプ停止水位
PWL:ポンプ水没水位
SWL:運転判定水位
10: Manhole pump device 13: Submersible pump 14: Water level sensor 20: Control device 22: Communication unit 23: Electromagnetic switch 24: Current sensor 25: Abnormality determination unit 26: Pumping control unit 30: Electric motor 31: Armature winding 32 : Auto cut AC: Commercial power supply HWL: Pump start water level LWL: Pump stop water level PWL: Pump submerged water level SWL: Operation determination water level
Claims (9)
水位センサにより検知された貯留水位がポンプ起動水位に達すると電磁開閉器を作動させて水中ポンプを駆動する圧送制御部と、電動機を駆動する電磁開閉器の作動状態と、電磁開閉器を介して電機子巻線に接続される給電線の電流を検知する電流センサの検知状態と、水位センサにより検知された貯留水位に基づいて異常の有無を判定する異常判定部を備え、前記異常判定部は、電磁開閉器の作動中に電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されないと、オートカットが作動している電動機過熱異常と判定する水中ポンプの制御装置。 An electric motor in which an autocut is interposed in series in an armature winding is a control device for a submersible pump that pumps stored water flowing into a water tank to an outflow pipe,
When the stored water level detected by the water level sensor reaches the pump start water level, the electromagnetic switch is operated to drive the submersible pump, the operating state of the electromagnetic switch that drives the motor, and the electromagnetic switch The abnormality determination unit includes an abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality based on a detection state of a current sensor that detects a current of a power supply line connected to the armature winding, and a stored water level detected by a water level sensor. A control device for a submersible pump that determines that the motor is overheated when the automatic cut is activated when no current is detected by the current sensor during operation of the electromagnetic switch and no decrease in the stored water level is detected by the water level sensor.
水位センサにより検知された貯留水位がポンプ起動水位に達すると電磁開閉器を作動させて水中ポンプを駆動する圧送制御ステップと、電動機を駆動する電磁開閉器の作動状態と、電磁開閉器を介して電機子巻線に接続される給電線の電流を検知する電流センサの検知状態と、水位センサにより検知された貯留水位に基づいて、電磁開閉器の作動中に電流センサにより電流が検知されず、水位センサにより貯留水位の低下が検知されないと、オートカットが作動している電動機過熱異常と判定する異常判定ステップとを備え、圧送制御ステップでは、貯留水位がポンプ起動水位に達する度に、貯水槽に設置された複数の水中ポンプの何れかを交互に駆動し、駆動中の水中ポンプが異常判定ステップでオートカットが作動している電動機過熱異常と判定されると、他の水中ポンプに切り替える切り替えステップを実行する水中ポンプの制御方法。 An electric motor in which an autocut is interposed in series in an armature winding is incorporated, and is a control method for a submersible pump that pumps stored water flowing into a water storage tank to an outflow pipe,
When the stored water level detected by the water level sensor reaches the pump start water level, the electromagnetic switch is operated to drive the submersible pump, the operation state of the electromagnetic switch that drives the electric motor, and the electromagnetic switch Based on the detection state of the current sensor that detects the current of the power supply line connected to the armature winding and the stored water level detected by the water level sensor, the current sensor is not detected during the operation of the electromagnetic switch, When the water level sensor does not detect a decrease in the stored water level, it includes an abnormality determination step that determines that the motor is overheated and the auto cut is activated. One of the multiple submersible pumps installed in the If it is determined that the method of controlling a water pump to perform the switching step of switching to another water pump.
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