JP5638502B2 - Pump control system - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、上水道の配水用に複数ポンプを並列に配置して運転する制御システムにおいて、複数ポンプを最適効率点で運転することで消費エネルギーを最小化するポンプ制御システムに関する。また、ポンプ特性が経時劣化した場合も最適効率点での運転を維持可能なポンプ制御システムに関する。   The present invention relates to a pump control system that minimizes energy consumption by operating a plurality of pumps at an optimum efficiency point, for example, in a control system that operates by arranging a plurality of pumps in parallel for water supply water distribution. The present invention also relates to a pump control system that can maintain operation at an optimum efficiency point even when pump characteristics deteriorate over time.

特許文献1には、複数の可変速ポンプの運転台数を適切に判断するため、吐出量Q−吐出圧H特性上に、ポンプの各回転数における最高効率点をプロットした最高効率曲線を求め、これと平行してポンプ台数増の台数変更流量曲線とポンプ台数減の台数変更流量曲線を設定しておき、これら変更流量曲線を越える吐出流量にはポンプ運転台数を増減する台数変更を行うことで複数台ポンプの省エネ運転を実現する方法が開示されている。   In Patent Document 1, in order to appropriately determine the number of operating a plurality of variable speed pumps, a maximum efficiency curve in which the maximum efficiency point at each rotation speed of the pump is plotted on the discharge amount Q-discharge pressure H characteristic is obtained. In parallel with this, a unit change flow curve with an increase in the number of pumps and a unit change flow curve with a decrease in the number of pumps are set, and the discharge flow rate exceeding these change flow curves can be changed by increasing or decreasing the number of pumps operated. A method for realizing energy saving operation of a plurality of pumps is disclosed.

特許文献2には、吐出圧一定制御、あるいは、推定末端圧一定制御によって制御されている並列ポンプの解列制御システムにおいて、解列運転後の軸動力合計が解列前の軸動力合計と等しくなる流量を省エネルギー解列流量と呼び、前記省エネルギー解列流量を、設定乗数、ポンプの揚程−流量近似式、圧力制御の目標曲線、ポンプの効率近似式と並列ポンプ台数、押込み揚程の検出値から演算し、この値を設定し、これに基づいてポンプ運転台数を決定することにより、従来方式より省エネルギーになる並列ポンプの解列制御の方法が開示されている。   In Patent Document 2, in a parallel pump disengagement control system controlled by constant discharge pressure control or estimated terminal pressure constant control, the total shaft power after disengagement operation is equal to the total shaft power before disengagement. Is called the energy saving parallel flow rate, and the energy saving parallel flow rate is calculated from the set multiplier, pump head-flow approximation formula, pressure control target curve, pump efficiency approximation formula, the number of parallel pumps, and the detection value of the pushing head. A parallel pump disconnection control method that saves energy compared to the conventional method by calculating, setting this value, and determining the number of pumps to be operated based on this value is disclosed.

特開2005−76452号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-76452 特開2010−216288号公報JP 2010-216288 A

上述した特許文献1は、ポンプの効率特性曲線を考慮することで省エネ運転を実現するポンプ運転台数の増減の方法が記載されているが、特性の異なる複数のポンプを活用する場合、運転台数だけでなく、各ポンプが受け持つ配水流量も同時に決定し運転しなければならない。従来技術はこの点の配慮がなく、更なる省エネ運転の余地があるという問題がある。また、ポンプ特性の経時劣化について配慮がなされていないため、時間ともに効率点での運転ができなくなり必要以上に電力を消費するという問題がある。   Patent Document 1 described above describes a method of increasing / decreasing the number of pumps operating to realize energy-saving operation by considering the efficiency characteristic curve of the pump. However, when using a plurality of pumps having different characteristics, only the operating number is used. In addition, the distribution flow rate of each pump must be determined and operated at the same time. The prior art does not consider this point, and there is a problem that there is room for further energy saving operation. Moreover, since consideration is not given to deterioration with time of the pump characteristics, there is a problem that operation at an efficiency point cannot be performed with time and power is consumed more than necessary.

また、上述した特許文献2では、ポンプのトータル軸駆動力を考慮することで最適な台数切り替えのタイミング流量を決定しているが、技術の適用が吐出圧一定制御、あるいは、推定末端圧一定制御に限定されており、より高度な制御には適用できないという問題がある。また、ポンプのトータル消費エネルギーと必ずしも一致しないトータル軸駆動力に基づいて台数切り替え流量(解列流量)を決定しているため厳密な消費エネルギー最小化は実現できないという問題がある。また、台数切り替えの運転状態は、流量のみならず圧力にも依存するが流量のみで台数切り替えタイミング(解列タイミング)を決定しており、省エネを実現する厳密な切り替えが行えないという問題がある。また、ポンプ特性の経時劣化について配慮がなされていないため、時間ともに効率点での運転ができなくなり必要以上に電力を消費するという問題がある。   Further, in Patent Document 2 described above, the optimal flow rate for switching the number of units is determined by considering the total shaft driving force of the pump. However, the application of the technique is constant discharge pressure control or estimated terminal pressure constant control. There is a problem that it cannot be applied to more advanced control. Further, since the number-of-units switching flow rate (disconnection flow rate) is determined based on the total shaft driving force that does not necessarily match the total energy consumption of the pump, there is a problem that strict energy consumption minimization cannot be realized. In addition, the operation state for switching the number of units depends on not only the flow rate but also the pressure, but the unit switching timing (disconnection timing) is determined only by the flow rate, and there is a problem that strict switching to achieve energy saving cannot be performed. . Moreover, since consideration is not given to deterioration with time of the pump characteristics, there is a problem that operation at an efficiency point cannot be performed with time and power is consumed more than necessary.

本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、省エネルギーを実現する運転台数だけでなく各ポンプが受け持つ最適な配水流量も同時に求めることで消費エネルギーの最小化を実現するポンプ制御システムを提供することにある。また、オンラインでポンプの特性曲線を推定し、それをポンプの効率運転に利用することで、時間によらずポンプの最適効率点運転を維持可能なポンプ制御システムを提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a pump control system that realizes the minimization of energy consumption by simultaneously obtaining not only the number of operating units that realize energy savings but also the optimal water distribution flow rate that each pump takes. There is to do. It is another object of the present invention to provide a pump control system capable of maintaining an optimum efficiency point operation of a pump regardless of time by estimating a characteristic curve of the pump online and using it for efficient operation of the pump.

本発明(第1の発明)のポンプ制御システムは、複数のポンプの運転を制御するポンプ制御システムであって、配水流量と吐出圧とに応じた運転すべきポンプの台数を定めた運転台数判定テーブルと、前記ポンプの台数と前記配水流量と前記吐出圧とに応じた各ポンプへの前記配水流量の配分を定めた流量配分テーブルと、を記憶する記憶部と、前記運転台数判定テーブルを参照し、前記配水流量と前記吐出圧とに基づいて、運転すべきポンプの台数を決定する運転台数判定部と、前記運転すべきポンプの台数と、前記流量配分テーブルにより定められた前記配水流量と前記吐出圧とに基づいて、前記各ポンプへの配水流量の配分を計算する配水流量計算部と、前記運転台数判定テーブルに記憶された前記運転すべきポンプの台数と、前記配水流量計算部が求めた前記各ポンプへの配水流量の配分とに基づいて、前記各ポンプの目標回転数を設定する目標回転数計算部と、を備えたことを特徴とする。   The pump control system of the present invention (first invention) is a pump control system that controls the operation of a plurality of pumps, and determines the number of operating pumps that determines the number of pumps to be operated according to the distribution flow rate and discharge pressure. Refer to the storage unit for storing a table, a flow rate distribution table that determines the distribution of the water flow rate to each pump according to the number of pumps, the water flow rate, and the discharge pressure, and the operation number determination table. Then, based on the water distribution flow rate and the discharge pressure, an operation number determination unit that determines the number of pumps to be operated, the number of pumps to be operated, and the water distribution flow rate determined by the flow rate distribution table, Based on the discharge pressure, a distribution flow rate calculation unit for calculating distribution of the distribution flow rate to each pump, the number of pumps to be operated stored in the operation number determination table, and the water distribution And a target rotation number calculation unit that sets a target rotation number of each pump based on the distribution of the distribution flow rate to each pump obtained by the flow rate calculation unit.

本発明(第2の発明)のポンプ制御システムは、第1の発明において、前記運転台数判定テーブルにより定められる前記ポンプの台数、および前記流量配分テーブルにより定められる前記配水流量は、前記各ポンプの特性を示す特性曲線と、あらかじめ定められた運転順序によって運転される各ポンプの全体の消費エネルギーが最小となるような前記ポンプの運転台数、および前記各ポンプに配分される配水流量を前記配水流量および前記吐出圧ごとに求めたものである、ことを特徴とする。   The pump control system of the present invention (second invention) is the pump control system according to the first invention, wherein the number of pumps determined by the operating number determination table and the water distribution flow rate determined by the flow rate distribution table are the A characteristic curve indicating the characteristics, the number of pumps operated so that the overall energy consumption of each pump operated in accordance with a predetermined operation sequence, and the distribution flow rate distributed to each pump are the distribution flow rate. And obtained for each of the discharge pressures.

本発明(第3の発明)のポンプ制御システムは、前記ポンプの配水流量と前記吐出圧と前記各ポンプの回転数と前記各ポンプの消費電力とを計測し、計測されたこれらの情報に基づいて、前記各ポンプの特性を推定するポンプ特性推定部を備える、ことを特徴とする。   The pump control system of the present invention (third invention) measures the water distribution flow rate of the pump, the discharge pressure, the rotational speed of each pump, and the power consumption of each pump, and based on these measured information. And a pump characteristic estimating unit for estimating the characteristic of each pump.

本発明(第4の発明)のポンプ制御システムは、前記ポンプ特性推定部は、計測した前記ポンプの配水流量と前記吐出圧と前記各ポンプの回転数と前記各ポンプの消費電力とに基づいて定められる前記各ポンプの特性を示す特性曲線および性能曲線を定めるためのパラメータを本来の設定値とは異なる設定値に変更して前記各ポンプを運転したときの配水流量と吐出圧と各ポンプの回転数と消費電力とを計測し、計測したこれらの情報に基づいて、前記各ポンプの特性を推定する、ことを特徴とする。   In the pump control system of the present invention (fourth invention), the pump characteristic estimation unit is based on the measured water distribution flow rate of the pump, the discharge pressure, the rotation speed of each pump, and the power consumption of each pump. The distribution curve and the discharge pressure when each of the pumps is operated by changing the parameters for determining the characteristic curves and performance curves of the pumps to be set to different set values from the original set values. The rotational speed and the power consumption are measured, and the characteristics of each pump are estimated based on the measured information.

本発明(第5の発明)のポンプ制御システムは、第2の発明においてポンプの特性曲線として、第3の発明で推定されるポンプの特性を利用することを特徴とする。   The pump control system according to the present invention (fifth invention) is characterized in that the pump characteristic estimated in the third invention is used as the pump characteristic curve in the second invention.

本発明(第6の発明)のポンプ制御システムは、第2の発明においてポンプの特性曲線として、第4の発明で推定されるポンプの特性を利用することを特徴とする。   The pump control system of the present invention (sixth invention) is characterized in that the characteristics of the pump estimated in the fourth invention are used as the pump characteristic curve in the second invention.

本発明では、ポンプ運転を規定する配水流量と吐出圧の2つの変数をベースにしてポンプのトータル消費エネルギー最小となるポンプ運転台数とポンプの流量配分を決定するのでポンプ制御システムの省エネルギー化が実現できる。また、ポンプの特性を、計測データから推定し、最新の推定特性に基づいてポンプ運転台数、ポンプ流量配分を決定するのでポンプ特性の経時変化によらず最適効率点での運転を維持できる。また、本来のパラメータを異なるパラメータでポンプを運転することで、オンラインにおいて、より幅広い運転領域での運転が実現できる。そこで計測したデータを活用することでポンプ特性を高精度に推定できるので、最適効率点運転の信頼性を向上でき、電力消費の増加を極限まで抑制できる。   In the present invention, the number of pumps to be operated and the flow rate distribution of the pump that minimize the total energy consumption of the pump are determined based on the two variables of the distribution flow rate and the discharge pressure that define the pump operation, thus realizing energy saving of the pump control system. it can. In addition, the pump characteristics are estimated from the measured data, and the number of pumps to be operated and the pump flow rate distribution are determined based on the latest estimated characteristics, so that the operation at the optimum efficiency point can be maintained regardless of changes in pump characteristics over time. In addition, by operating the pump with different parameters from the original parameters, operation in a wider operating range can be realized online. Therefore, since the pump characteristics can be estimated with high accuracy by using the measured data, the reliability of the optimum efficiency point operation can be improved and the increase in power consumption can be suppressed to the limit.

本発明の実施例1のポンプ制御システムの構成図である。It is a block diagram of the pump control system of Example 1 of this invention. ポンプの運転台数判定テーブルである。It is an operation number determination table of a pump. ポンプの流量配分計算テーブルである。It is a flow distribution calculation table of a pump. テーブルデータを作成するための処理フロー図である。It is a processing flow figure for creating table data. 最適解を格納するデータベースの一例である。It is an example of the database which stores an optimal solution. ポンプ運転による消費エネルギー計算の説明図である。It is explanatory drawing of the energy consumption calculation by a pump driving | operation. ポンプ目標回転数を計算するプログラムの処理フロー図である。It is a process flow figure of the program which calculates a pump target number of rotations. ポンプの性能曲線と効率曲線、および、経時劣化の一例である。It is an example of the performance curve and efficiency curve of a pump, and deterioration with time. 実運転による計測データである。Measurement data from actual operation. 本発明の第2実施例のポンプ制御システムの構成図である。It is a block diagram of the pump control system of 2nd Example of this invention. データベースに格納される計測データの一例である。It is an example of the measurement data stored in a database. 本発明の第3実施例のポンプ制御システムの構成図である。It is a block diagram of the pump control system of 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例のポンプ制御システムの構成図である。It is a block diagram of the pump control system of 4th Example of this invention. 修正運転台数判定テーブルの例である。It is an example of a correction operation number determination table. 本発明の第5実施例のポンプ制御システムの構成図である。It is a block diagram of the pump control system of 5th Example of this invention. 流量配分補正計算の例である。It is an example of flow volume distribution correction calculation.

本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1から図7を参照し、実施例1を説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、実施例1のポンプ制御システムの構成図である。制御システムは、配水管1、配水池11、吐出圧を計測する圧力センサ2、配水流量を計測する流量センサ3、可変速ポンプ4、5、6、ポンプ回転数を計測する回転数センサ7、8、9、目標吐出圧、計測吐出圧、計測配水流量を入力として目標吐出圧を実現するような各ポンプの目標回転数を計算するポンプ制御システム100、計測回転数が目標回転数に一致するよう各ポンプへの入力信号を調整するPID制御装置12、13、14を有して構成されている。図1では、ポンプを並列に3台配置した例を示しているが、これ以外の台数を設置することもできる。 配水流量増加に対してポンプの運転台数は増加する。ここでは、流量が小さい(少ない)ときはポンプ4のみを運転し、流量が増加するにしたがって、ポンプ5、ポンプ6の順にポンプを追加し、運転台数を増加させるようになっている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a pump control system according to the first embodiment. The control system includes a distribution pipe 1, a distribution reservoir 11, a pressure sensor 2 that measures discharge pressure, a flow rate sensor 3 that measures distribution flow rate, variable speed pumps 4, 5, and 6, a rotation speed sensor 7 that measures pump rotation speed, 8, 9, the pump control system 100 that calculates the target rotation speed of each pump that realizes the target discharge pressure by inputting the target discharge pressure, the measured discharge pressure, and the measured distribution flow rate, and the measured rotation speed matches the target rotation speed PID control devices 12, 13, and 14 for adjusting the input signal to each pump are configured. Although FIG. 1 shows an example in which three pumps are arranged in parallel, a number other than this can be installed. The number of operating pumps increases with the increase of the distribution flow rate. Here, when the flow rate is small (small), only the pump 4 is operated, and as the flow rate increases, the pumps are added in the order of the pump 5 and the pump 6 to increase the number of operating units.

流量センサ3により計測される配水流量は、水需要に応じて時々刻々変化する。ポンプ制御システム100は、この流量変動に対して、圧力センサ2による吐出圧計測値が目標吐出圧に一致するよう各ポンプの目標回転数(回転数0の場合はそのポンプは停止とみなす)を算出する。目標吐出圧を実現する回転数の組み合わせは無数に存在するが、ポンプ制御システムは、最小消費エネルギーを与える回転数組み合わせを算出する。これを実現するため、ポンプ制御システムは、運転台数判定手段101、運転台数判定テーブル102、流量配分計算手段103、流量配分テーブル104、目標回転数計算手段105を備えている。   The water distribution flow rate measured by the flow rate sensor 3 changes every moment according to the water demand. The pump control system 100 determines the target rotational speed of each pump (when the rotational speed is 0, the pump is regarded as stopped) so that the discharge pressure measurement value by the pressure sensor 2 matches the target discharge pressure with respect to the flow rate fluctuation. calculate. There are an infinite number of combinations of rotation speeds that achieve the target discharge pressure, but the pump control system calculates a rotation speed combination that gives the minimum energy consumption. In order to realize this, the pump control system includes an operating number determination unit 101, an operating number determination table 102, a flow rate distribution calculation unit 103, a flow rate distribution table 104, and a target rotation number calculation unit 105.

なお、ポンプ制御システムが有する上述した各手段は、実際にはそれらの各機能を実現するためのソフトウェアプログラムにより実行される。これらのソフトウェアプログラムは、例えば、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしては、CPU等の制御部がHDD等の記録装置からこれらのソフトウェアプログラム、あるいは上述した各テーブルを読み出して実行することにより、上記各部が主記憶装置上にロードされ、運転台数判定手段101、流量配分計算手段103、目標回転数計算手段105の各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。   Note that the above-described units included in the pump control system are actually executed by a software program for realizing these functions. These software programs have, for example, a module configuration including each of the above-described units. As actual hardware, a control unit such as a CPU downloads these software programs or the above-described tables from a recording device such as an HDD. By reading and executing, the above-described units are loaded onto the main storage device, and the units of the operating number determination unit 101, the flow rate distribution calculation unit 103, and the target rotation number calculation unit 105 are generated on the main storage device. ing.

運転台数判定手段101では、予め構築された運転台数判定テーブル102を参照し、運転すべきポンプの台数を決定する。運転台数判定テーブル102の一例を図2に示す。横軸、縦軸はそれぞれ、吐出圧H、配水流量Qである。流量小(流量が少ない場合)がポンプ1台運転領域(ポンプ4のみ運転)、流量中ぐらい(流量が中程度の場合)が2台運転領域(ポンプ4、5の2台運転)、流量大(流量が多い場合)が3台運転領域になる。   The operating number determination means 101 determines the number of pumps to be operated with reference to the operating number determination table 102 constructed in advance. An example of the operating number determination table 102 is shown in FIG. The horizontal axis and the vertical axis are the discharge pressure H and the water distribution flow rate Q, respectively. Low flow rate (when the flow rate is low) is a single pump operation range (only the pump 4 is operating), middle flow rate (when the flow rate is medium) is a dual operation range (two pumps 4 and 5 operation), high flow rate (When the flow rate is large) is the three-unit operating range.

各領域の境界は、実践と点線の2つが存在する。実線は、配水流量が増加してゆき運転台数が増えるときに活用する台数切り替えラインであり、点線は配水流量が減少して運転台数が減るとき活用する台数切り替えラインである。このように流量の増減で切り替えラインを変えるのは、運転が境界上に留まったときポンプ運転のオンオフが頻繁に起こるのを防ぐためのものである。運転台数判定手段101では、最新の配水流量Qと吐出圧Hの計測値を運転台数判定テーブル上にプロットしたとき、そのプロットがどの台数領域にあるかにより運転台数を決定する。もし、実線切り替え線と点線の切り替え線の間の狭い領域にプロットが存在した場合は、1時刻前の運転台数を参照し、その運転台数を最新時刻の運転台数とする。このテーブルは、ポンプのトータル消費エネルギーが最小となる運転台数を与えるものであるが、テーブル作成方法については後述する。   There are two boundaries for each region: practice and dotted lines. The solid line is a unit switching line that is used when the distribution flow rate increases and the number of operating units increases, and the dotted line is a unit switching line that is used when the distribution unit flow rate decreases and the number of operating units decreases. The change of the switching line by increasing / decreasing the flow rate in this way is to prevent frequent on / off of the pump operation when the operation stays on the boundary. In the operating number determination means 101, when the latest measured values of the water distribution flow rate Q and the discharge pressure H are plotted on the operating number determination table, the operating number is determined depending on which number region the plot is in. If a plot exists in a narrow area between the solid line switching line and the dotted line switching line, the number of operating units one hour before is referred to and the number of operating units is set as the operating unit number at the latest time. This table gives the number of operating units that minimizes the total energy consumption of the pump, and the table creation method will be described later.

流量配分計算手段103では、ポンプを複数台運転する場合の各ポンプが受け持つ配水流量を、流量配分テーブル104を参照して算出する。図3に流量配分テーブル104の一例を示す。上段(a)がポンプ2台運転時に1台のポンプ(ポンプ4)の流量配分D1を求めるテーブル31であり、下段(b)がポンプ3台運転時に2台のポンプ(ポンプ4、5)の流量配分D1、D2を求めるテーブル32、33である。ポンプ運転台数は、運転台数判定手段101で算出された情報を活用する。ポンプ2台運転の場合は、配水流量計測値と吐出圧計測値をベースにテーブル31を参照し、ポンプ4への流量配分D1を求める。配水流量計測値をQとしたとき、ポンプ4、ポンプ5の受け持つ流量Q1、Q2は次式で与えられる。   The flow rate distribution calculation means 103 calculates the distribution flow rate of each pump when operating a plurality of pumps with reference to the flow rate distribution table 104. FIG. 3 shows an example of the flow rate distribution table 104. The upper stage (a) is a table 31 for determining the flow distribution D1 of one pump (pump 4) when operating two pumps, and the lower stage (b) is the table for two pumps (pumps 4, 5) when operating three pumps. Tables 32 and 33 for obtaining flow distributions D1 and D2. For the number of operating pumps, the information calculated by the operating number determination means 101 is utilized. In the case of operation of two pumps, the flow distribution D1 to the pump 4 is obtained by referring to the table 31 based on the measured distribution flow rate value and the measured discharge pressure value. When the distribution flow rate measurement value is Q, the flow rates Q1 and Q2 handled by the pump 4 and the pump 5 are given by the following equations.

Q1=Q・D1
Q2=Q・(1−D1)
ポンプ3台運転の場合は、配水流量計測値と吐出圧計測値をベースにテーブル32、33を参照し、ポンプ4、5への流量配分D1、D2を求める。配水流量計測値をQとしたとき、ポンプ4、ポンプ5、ポンプ6の受け持つ流量Q1、Q2、Q3は次式で与えられる。
Q1 = Q ・ D1
Q2 = Q · (1-D1)
In the case of the operation of three pumps, the flow distributions D1 and D2 to the pumps 4 and 5 are obtained by referring to the tables 32 and 33 based on the measured distribution flow rate value and the discharge pressure measurement value. When the distribution flow rate measurement value is Q, the flow rates Q1, Q2, and Q3 that the pump 4, the pump 5, and the pump 6 handle are given by the following equations.

Q1=Q・D1
Q2=Q・D2
Q3=Q・(1−D1−D2)
これらのテーブル31、32、33は、ポンプのトータル消費エネルギーが最小となる流量配分を与えるものであるが、テーブル作成方法については後述する。
Q1 = Q ・ D1
Q2 = Q ・ D2
Q3 = Q ・ (1-D1-D2)
These tables 31, 32, and 33 provide a flow rate distribution that minimizes the total energy consumption of the pump. The table creation method will be described later.

目標回転数計算手段105では、求められた運転台数と流量配分の情報、吐出圧計測値、ポンプ性能曲線を利用して、目標吐出圧を実現するポンプ回転数を決定する。以下、ポンプ3台運転の場合の目標回転数を計算する。
ポンプ4、5、6の性能曲線が以下のように近似できるとする。
H=a1・N2 − b1・ Q2 (1)
H=a2・N2 − b2・ Q2 (2)
H=a3・N2 − b3・ Q2 (3)
ここで、Hはポンプ揚程(吐出圧)、Nはポンプ回転数、Qはポンプ配水流量、ai,bi (i=1,2,3)は正の定数である。
The target rotational speed calculation means 105 determines the pump rotational speed that realizes the target discharge pressure by using the obtained number of operating units and flow rate distribution information, the discharge pressure measurement value, and the pump performance curve. Hereinafter, the target rotational speed in the case of operating three pumps is calculated.
Assume that the performance curves of the pumps 4, 5, 6 can be approximated as follows.
H = a1 ・ N 2 − b1 ・ Q 2 (1)
H = a2 ・ N 2 − b2 ・ Q 2 (2)
H = a3 ・ N 2 − b3 ・ Q 2 (3)
Here, H is the pump head (discharge pressure), N is the pump speed, Q is the pump water flow rate, and ai, bi (i = 1, 2, 3) are positive constants.

流量配分計算手段103で求められたポンプ4,5,6の流量をQ1、Q2、Q3、ポンプ4,5,6の回転数をN1、N2、N3、吐出圧計測値をH0とし、上記性能曲線に代入すると次式が得られる。
H0=a1・N12 − b1・ Q12
H0=a2・N22 − b2・ Q22
H0=a3・N32 − b3・ Q32
これらの式を回転数N1、N2、N3について解いて次式を得る。
The flow rate of the pumps 4, 5 and 6 determined by the flow rate distribution calculation means 103 is Q1, Q2, Q3, the rotation speeds of the pumps 4, 5, 6 are N1, N2, N3, and the discharge pressure measurement value is H0. Substituting into the curve gives:
H0 = a1 ・ N1 2 − b1 ・ Q1 2
H0 = a2 ・ N2 2 − b2 ・ Q2 2
H0 = a3 ・ N3 2 − b3 ・ Q3 2
These equations are solved for the rotational speeds N1, N2, and N3 to obtain the following equations.

N1=((H0+ b1・ Q12 )/a1)1/2 (4)
N2=((H0+ b1・ Q22 )/a2)1/2 (5)
N3=((H0+ b1・ Q32 )/a3)1/2 (6)
もし近似した性能曲線にモデル化誤差がなければ、この計算値を各ポンプの目標回転数として与えれば、目標の吐出圧を達成できる。すなわち、計測吐出圧が目標圧に等しくなる。しかしながら、モデル化誤差は少なからず存在するので、目標の吐出圧は達成されず、計測吐出圧と目標吐出圧の間にわずかな差が生じる。モデル化誤差に起因する目標値と計測値のずれを補償するためフィードバック制御を併用する。これは、目標吐出圧と計測吐出圧の差に基づき、例えばPID制御則により回転数補正量ΔNを計算するものである。
N1 = ((H0 + b1, Q1 2 ) / a1) 1/2 (4)
N2 = ((H0 + b1, Q2 2 ) / a2) 1/2 (5)
N3 = ((H0 + b1, Q3 2 ) / a3) 1/2 (6)
If there is no modeling error in the approximated performance curve, the target discharge pressure can be achieved by giving this calculated value as the target rotational speed of each pump. That is, the measured discharge pressure becomes equal to the target pressure. However, since there are not a few modeling errors, the target discharge pressure is not achieved, and a slight difference occurs between the measured discharge pressure and the target discharge pressure. Feedback compensation is used together to compensate for the deviation between the target value and the measured value due to modeling errors. This calculates the rotational speed correction amount ΔN based on the difference between the target discharge pressure and the measured discharge pressure, for example, using a PID control law.

上の式で計算されるN1、N2、N3にΔNを加算し、ポンプ4,5,6の目標回転数N10、N20、N30を次のように算出する。   ΔN is added to N1, N2, and N3 calculated by the above equation, and the target rotational speeds N10, N20, and N30 of the pumps 4, 5, and 6 are calculated as follows.

N10=N1+ΔN (7)
N20=N2+ΔN (8)
N30=N3+ΔN (9)
この回転数計算値を、ポンプの速度制御を行うPID制御装置に送り、ポンプの回転数制御を行う。なお、2台運転の場合は式(7)(8)を、1台運転の場合は式(7)を活用して目標回転数を計算すれば良い。
N10 = N1 + ΔN (7)
N20 = N2 ++ N (8)
N30 = N3 + ΔN (9)
The calculated rotational speed is sent to a PID control device that controls the speed of the pump, and the rotational speed of the pump is controlled. Note that the target rotational speed can be calculated using Equations (7) and (8) for two-unit operation and Equation (7) for one-unit operation.

次に、図2と図3のテーブルデータを作成するための方法を、図4、図5に基づいて説明する。図4は、テーブルデータを作成するための処理手順を示すものである。様々な配水流量Qと吐出圧Hの組み合わせに対して、次に述べる最適化問題を解いて、その組み合わせに対する最小エネルギーを与える運転台数と流量配分を決定する。以下に、ポンプを1台運転する場合、2台同時運転する場合、3台同時に運転する場合のポンプの消費電力を計算する方法を述べる
[1]1台運転の場合
次式に基づいて、ポンプ1台運転時(ポンプ4運転時)の消費電力Pを決定する。
Next, a method for creating the table data of FIGS. 2 and 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a processing procedure for creating table data. For various combinations of water distribution flow rate Q and discharge pressure H, the following optimization problem is solved to determine the number of operating units and flow distribution that give the minimum energy for the combination. The following describes how to calculate the power consumption of a pump when operating one pump, operating two pumps simultaneously, and operating three pumps simultaneously. [1] When operating a single pump Determine the power consumption P during single-unit operation (during pump 4 operation).

P=k・Q・H/(ηp・ηm・ηi) (10)
ηp=−c1・(Q/N)+d1・(Q/N) (11)
H=a1・N2 − b1・ Q2 (12)
ここに、Pはポンプ4の消費電力(kW)、Qは配水流量(m3/min)、Hはポンプ吐出圧(m)、ηpはポンプ効率、ηmはモータ効率で定数、ηiはインバータ効率で定数、Nはポンプ回転数(rpm)、k,a1,b1,c1,d1は正の定数である。(11)式はポンプ4の効率曲線を近似したもの、(12)式はポンプ4の性能曲線を近似したものである。Q,Hが与えられると、(12)式から回転数Nが求められる。それを(11)(10)式に代入することで、ポンプの消費電力Pが求められる。
[2]2台同時運転の場合
次式に基づいて、ポンプ2台運転時(ポンプ4,5運転時)の消費電力Pが計算できる。
P=P1+P2 (13)
P1=k・Q1・H/(ηp1・ηm・ηi) (14)
ηp1=−c1・(Q1/N1)+d1・(Q1/N1) (15)
H=a1・N12 − b1・ Q12 (16)
P2=k・Q2・H/(ηp2・ηm・ηi) (17)
ηp2=−c2・(Q2/N2)+d2・(Q2/N2) (18)
H=a2・N22 − b2・ Q22 (19)
Q=Q1+Q2 (20)
ここに、Pはポンプのトータル消費電力(kW)、P1はポンプ4の消費電力(kW)、P2はポンプ5の消費電力(kW)、Qは配水流量(m3/min)、Q1はポンプ4の配水流量(m3/min)、Q2はポンプ5の配水流量(m3/min)、Hはポンプ吐出圧(m)、ηp1はポンプ4のポンプ効率、ηp2はポンプ5のポンプ効率、ηmはモータ効率で定数、ηiはインバータ効率で定数、N1はポンプ4の回転数(rpm)、N2はポンプ5の回転数(rpm)、k,ai,bi,ci,di(i=1,2)は正の定数である。配水流量Qを満足するQ1,Q2の組み合わせは無数に存在し、それに対応してトータル消費電力Pが決まる。ここでは、Pを最小にするQ1,Q2を最適化計算で求めて、これに対応する消費電力P(2台運転時の最小の消費電力)を2台運転時のポンプの消費電力とする。
[3]3台同時運転の場合
次式に基づいて、ポンプ3台運転時(ポンプ4,5、6運転時)の消費電力Pが計算できる。
P=P1+P2+P3 (21)
P1=k・Q1・H/(ηp1・ηm・ηi) (22)
ηp1=−c1・(Q1/N1)+d1・(Q1/N1) (23)
H=a1・N12 − b1・ Q12 (24)
P2=k・Q2・H/(ηp2・ηm・ηi) (25)
ηp2=−c2・(Q2/N2)+d2・(Q2/N2) (26)
H=a2・N22 − b2・ Q22 (27)
P3=k・Q3・H/(ηp3・ηm・ηi) (28)
ηp3=−c3・(Q3/N3)+d2・(Q3/N3) (29)
H=a3・N32 − b3・ Q32 (30)
Q=Q1+Q2+Q3 (31)
ここに、Pはポンプのトータル消費電力(kW)、P1はポンプ4の消費電力(kW)、P2はポンプ5の消費電力(kW)、P3はポンプ6の消費電力(kW)、Qは配水流量(m3/min)、Q1はポンプ4の配水流量(m3/min)、Q2はポンプ5の配水流量(m3/min)、Q3はポンプ6の配水流量(m3/min)、Hはポンプ吐出圧(m)、ηp1はポンプ4のポンプ効率、ηp2はポンプ5のポンプ効率、ηp3はポンプ6のポンプ効率、ηmはモータ効率で定数、ηiはインバータ効率で定数、N1はポンプ4の回転数(rpm)、N2はポンプ5の回転数(rpm)、N3はポンプ6の回転数(rpm)、k,ai,bi,ci,di(i=1,2,3)は正の定数である。配水流量Qを満足するQ1,Q2,Q3の組み合わせは無数に存在し、それに対応してトータル消費電力Pが決まる。ここでは、Pを最小にするQ1,Q2,Q3を最適化計算で求めて、これに対応する消費電力P(3台運転時の最小の消費電力)を3台運転時のポンプの消費電力とする。
P = k ・ Q ・ H / (ηp ・ ηm ・ ηi) (10)
ηp = −c1 · (Q / N) 2 + d1 · (Q / N) (11)
H = a1 ・ N 2 − b1 ・ Q 2 (12)
Where P is the power consumption of the pump 4 (kW), Q is the distribution flow rate (m 3 / min), H is the pump discharge pressure (m), ηp is the pump efficiency, ηm is the motor efficiency and constant, and ηi is the inverter efficiency Where N is the pump speed (rpm), and k, a1, b1, c1, and d1 are positive constants. Equation (11) approximates the efficiency curve of the pump 4, and equation (12) approximates the performance curve of the pump 4. When Q and H are given, the rotational speed N is obtained from the equation (12). By substituting it into the equations (11) and (10), the power consumption P of the pump is obtained.
[2] In the case of simultaneous operation of two units Based on the following equation, the power consumption P when two pumps are operating (when the pumps 4 and 5 are operating) can be calculated.
P = P1 + P2 (13)
P1 = k ・ Q1 ・ H / (ηp1, ηm ・ ηi) (14)
ηp1 = −c1 ・ (Q1 / N1) 2 + d1 ・ (Q1 / N1) (15)
H = a1, N1 2 − b1, Q1 2 (16)
P2 = k, Q2, H / (ηp2, ηm, ηi) (17)
ηp2 = −c2 ・ (Q2 / N2) 2 + d2 ・ (Q2 / N2) (18)
H = a2 ・ N2 2 − b2 ・ Q2 2 (19)
Q = Q1 + Q2 (20)
Where P is the total power consumption of the pump (kW), P1 is the power consumption of the pump 4 (kW), P2 is the power consumption of the pump 5 (kW), Q is the water distribution flow rate (m 3 / min), and Q1 is the pump 4 of distributed water flow (m 3 / min), Q2 is distributed water flow (m 3 / min), H is the pump discharge pressure (m), ηp1 the pump efficiency of the pump 4 of the pump 5, Itapi2 the pump efficiency of the pump 5, ηm is a constant based on motor efficiency, ηi is a constant based on inverter efficiency, N1 is the rotational speed of the pump 4 (rpm), N2 is the rotational speed of the pump 5 (rpm), k, ai, bi, ci, di (i = 1, 2) is a positive constant. There are innumerable combinations of Q1 and Q2 that satisfy the distribution flow rate Q, and the total power consumption P is determined accordingly. Here, Q1 and Q2 that minimize P are obtained by optimization calculation, and the corresponding power consumption P (minimum power consumption during two-unit operation) is set as the power consumption of the pump during two-unit operation.
[3] In the case of simultaneous operation of three units Based on the following equation, the power consumption P when three pumps are operated (when the pumps 4, 5, and 6 are operated) can be calculated.
P = P1 + P2 + P3 (21)
P1 = k ・ Q1 ・ H / (ηp1, ηm ・ ηi) (22)
ηp1 = −c1 ・ (Q1 / N1) 2 + d1 ・ (Q1 / N1) (23)
H = a1, N1 2 − b1, Q1 2 (24)
P2 = k, Q2, H / (ηp2, ηm, ηi) (25)
ηp2 = −c2 ・ (Q2 / N2) 2 + d2 ・ (Q2 / N2) (26)
H = a2 ・ N2 2 − b2 ・ Q2 2 (27)
P3 = k ・ Q3 ・ H / (ηp3 ・ ηm ・ ηi) (28)
ηp3 = −c3 ・ (Q3 / N3) 2 + d2 ・ (Q3 / N3) (29)
H = a3 ・ N3 2 − b3 ・ Q3 2 (30)
Q = Q1 + Q2 + Q3 (31)
Where P is the total power consumption of the pump (kW), P1 is the power consumption of the pump 4 (kW), P2 is the power consumption of the pump 5 (kW), P3 is the power consumption of the pump 6 (kW), and Q is the water distribution Flow rate (m 3 / min), Q1 is the flow rate of pump 4 (m 3 / min), Q2 is the flow rate of pump 5 (m 3 / min), Q3 is the flow rate of pump 6 (m 3 / min), H is pump discharge pressure (m), ηp1 is pump efficiency of pump 4, ηp2 is pump efficiency of pump 5, ηp3 is pump efficiency of pump 6, ηm is motor efficiency constant, ηi is inverter efficiency constant, N1 is pump 4, the rotation speed of the pump 5 (rpm), N3 is the rotation speed of the pump 6 (rpm), k, ai, bi, ci, di (i = 1, 2, 3) are positive Is a constant. There are innumerable combinations of Q1, Q2, and Q3 that satisfy the distribution flow rate Q, and the total power consumption P is determined accordingly. Here, Q1, Q2, and Q3 that minimize P are obtained by optimization calculation, and the corresponding power consumption P (minimum power consumption when three units are operating) is calculated as the pump power consumption when three units are operating. To do.

以上の方法を活用すれば、配水流量Qと吐出圧Hに対応する1台運転時のポンプの消費電力、2台運転時のポンプのトータル消費電力(最小消費電力)、3台運転時のポンプのトータル消費電力(最小消費電力)を求めることができる。この3つの消費電力で最小値を与えるものが最も効率の高いポンプの運転方法(運転台数と流量配分)になる。図4の最適解DB作成部42では、以上の方法で、様々なQ,Hに対して最も効率的な運転方法(運転台数と流量配分)をオフラインで求めておき、図5に示すテーブルに記憶しておく。このテーブルは、配水流量Qと吐出圧Hの様々な値(図では、Qは5.0から30.0まで0.1刻みの値、Hは25.0から40.0まで0.1刻みの値)に対して、最適(消費電力最小)となるポンプの運転台数と流量配分を記憶したものである。このテーブルデータを活用して、図2の運転台数判定テーブル、図3の流量配分テーブルを作成することができる。なお、N台からN+1台(あるいはN+1台からN台)(N=1,2)の最適切り替えラインは1本になるが、その前後に2本のラインを設定し、上方にある線をN台からN+1台への切り替えライン、下方にある線をN+1台からN台への切り替えラインとするようにして図2の台数判定テーブルを作成する。   If the above method is used, the pump power consumption during one unit operation corresponding to the distribution flow rate Q and discharge pressure H, the total power consumption (minimum power consumption) of the pump during two unit operation, the pump during three unit operation Total power consumption (minimum power consumption) can be obtained. What gives the minimum value among these three power consumptions is the most efficient pump operation method (number of operating units and flow distribution). The optimum solution DB creation unit 42 in FIG. 4 obtains the most efficient operation method (number of operating units and flow rate distribution) offline for various Q and H by the above method, and stores it in the table shown in FIG. Remember. This table shows various values of water distribution flow rate Q and discharge pressure H (in the figure, Q is a value in increments of 0.1 from 5.0 to 30.0, H is in increments of 0.1 from 25.0 to 40.0 The number of operating pumps and the flow rate distribution that are optimal (minimum power consumption) are stored. By utilizing this table data, the operating number determination table of FIG. 2 and the flow rate distribution table of FIG. 3 can be created. The optimal switching line from N to N + 1 (or N + 1 to N) (N = 1, 2) is one, but two lines are set before and after that, and the line above is N The number determination table shown in FIG. 2 is created in such a way that the switching line from the base to the N + 1 unit and the lower line as the switching line from the N + 1 unit to the N unit are used.

以上述べた方法は、ポンプ運転が、流量増加に対してポンプ4→ポンプ4、5の2台同時運転→ポンプ4、5、6の3台同時運転と台数変化する場合の最適運転台数、流量配分を求めたものである。後述するポンプの特性変化によっては、この運転順序(ポンプ4→ポンプ4、5→ポンプ4、5、6)が最も効率的とは言えなくなる場合がある。すなわち、ポンプ6が単体として最も効率が良くなった場合、流量が小さい領域でポンプ6を運転するほうが一日の電力消費を少なくできる場合がある。様々な運転順序(ポンプ3台を利用する場合は、6通りの運転順序がある)を想定して運転台数判定テーブル、流量配分テーブルを求めておき、一日の運転を行ったときの最小消費電力を与える運転順序を決定しポンプ制御に活用する必要がある。運転順序は以下の6通りである
[1]ポンプ4→ポンプ4,5→ポンプ4、5、6
[2]ポンプ4→ポンプ4,6→ポンプ4、5、6
[3]ポンプ5→ポンプ4,5→ポンプ4、5、6
[4]ポンプ5→ポンプ5、6→ポンプ4、5、6
[5]ポンプ6→ポンプ4,6→ポンプ4、5、6
[6]ポンプ6→ポンプ5、6→ポンプ4、5、6
図6は、あるポンプの運転順序に対して1日の消費エネルギーを算出するための方法の説明図である。まず、[1]の運転順序に対して、運転台数判定テーブル、流量配分計算テーブルを作成し、運転台数、流量配分計算手段61に記憶しておく。一日の配水流量と吐出圧の実績時系列Q(t)、H(t)(tは時刻)に対して、時刻tにおける最適の運転台数X(t)、流量配分D(t)を計算し、それを利用して消費エネルギー計算手段は、ポンプのトータル消費電力P(t)を計算し、さらに、すべての時刻でP(t)を加算することで1日の消費エネルギーを算出する。これを[2]から[6]の運転順序に対して行い、最小の消費エネルギーを与える運転順序を最適な運転順序として採用する。本来の順序[1]と異なる順序が得られたなら、その順序で図1に示すポンプ運転制御を行うようにする。なお、ポンプ消費エネルギー計算は、式(10)から(31)を活用して行うことができる。
The above-mentioned method is the optimum operation number and flow rate when the number of pumps changes from the simultaneous operation of pump 4 → pumps 4 and 5 to the simultaneous operation of 3 pumps 4, 5 and 6 as the flow rate increases. This is a distribution request. Depending on changes in pump characteristics described later, this operation sequence (pump 4 → pump 4, 5 → pumps 4, 5, 6) may not be the most efficient. That is, when the efficiency of the pump 6 becomes the highest as a single unit, the daily power consumption may be reduced by operating the pump 6 in a region where the flow rate is small. Assuming various operation sequences (6 operation sequences when using 3 pumps), the operation number judgment table and the flow distribution table are obtained, and the minimum consumption when operating for one day It is necessary to determine the operation sequence for supplying power and use it for pump control. The operation sequence is as follows: [1] Pump 4 → Pump 4, 5 → Pump 4, 5, 6
[2] Pump 4 → Pumps 4, 6 → Pumps 4, 5, 6
[3] Pump 5 → Pump 4, 5 → Pump 4, 5, 6
[4] Pump 5 → Pump 5, 6 → Pump 4, 5, 6
[5] Pump 6 → Pump 4, 6 → Pump 4, 5, 6
[6] Pump 6 → Pump 5, 6 → Pump 4, 5, 6
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for calculating the daily energy consumption for an operation sequence of a certain pump. First, for the operation sequence [1], an operation number determination table and a flow rate distribution calculation table are created and stored in the operation number and flow rate distribution calculation means 61. Calculates the optimal number of operating units X (t) and flow distribution D (t) at time t against the actual time series Q (t) and H (t) (t is time) of the daily water flow and discharge pressure. Then, using this, the energy consumption calculation means calculates the total power consumption P (t) of the pump, and further calculates the daily energy consumption by adding P (t) at all times. This is performed for the operation sequence [2] to [6], and the operation sequence giving the minimum energy consumption is adopted as the optimum operation sequence. If an order different from the original order [1] is obtained, the pump operation control shown in FIG. 1 is performed in that order. The calculation of the pump energy consumption can be performed using equations (10) to (31).

図7は、第1実施例のポンプ制御システムにおいて、目標回転数を決定する制御プログラムのフローを示すもので、所定の周期(例えば1分周期)で実行されるようになっている。ステップ701では、計測配水流量、計測吐出圧、図2のポンプ運転台数判定テーブルを活用してポンプ運転台数を決定する。ステップ702では、ポンプの運転台数が2台以上の場合のみ、計測配水流量、計測吐出圧、図3のポンプ流量配分計算テーブルを活用してポンプ流量配分を決定し、さらに、それに基づいて各ポンプの受け持つ配水流量を計算する。最後にステップ703では、前述の方法、すなわち式(7)(8)(9)を活用して各ポンプの目標回転数を計算し処理を終了する。この計算値は、ポンプの回転数を制御するPID制御装置に送られ、ポンプの回転数が制御される。以上で実施例1の説明を終了する。   FIG. 7 shows a flow of a control program for determining the target rotational speed in the pump control system of the first embodiment, which is executed in a predetermined cycle (for example, 1 minute cycle). In step 701, the number of pumps to be operated is determined by utilizing the measured water distribution flow rate, the measured discharge pressure, and the pump operation number determination table of FIG. In Step 702, only when the number of operating pumps is two or more, the pump flow distribution is determined using the measured water distribution flow, the measured discharge pressure, and the pump flow distribution calculation table in FIG. Calculate the distribution flow of water. Finally, in step 703, the target rotational speed of each pump is calculated using the above-described method, that is, the equations (7), (8), and (9), and the process is terminated. This calculated value is sent to a PID control device that controls the rotational speed of the pump, and the rotational speed of the pump is controlled. This is the end of the description of the first embodiment.

次に、図8から図11に基づいて、様々な計測データからポンプ特性を推定して運転台数判定テーブルと流量配分テーブルを作成する第2実施例について説明する。図8は、ポンプの性能曲線と効率曲線を示すものである。実線はポンプが新しい状態の特性、点線はポンプが経時劣化した場合の特性の一例を示している。図でNは、規格化された回転数(実回転数を定格回転数で割ったもの)を表している。図で示すような特性劣化が発生した場合、最適効率点での運転が維持できなくなり、余分に電力消費するという問題が発生する。最適効率点での運転を維持するためには、劣化した特性を推定してポンプ運転制御に反映する、すなわち、劣化特性に基づいて運転台数判定テーブル、流量配分テーブルを作成して、ポンプ運転制御を行う必要がある。テーブル作成の方法を以下で説明する。   Next, based on FIG. 8 to FIG. 11, a second embodiment will be described in which pump characteristics are estimated from various measurement data to create an operating number determination table and a flow rate distribution table. FIG. 8 shows the performance curve and efficiency curve of the pump. The solid line shows an example of characteristics when the pump is in a new state, and the dotted line shows an example of characteristics when the pump deteriorates with time. In the figure, N represents a standardized rotational speed (actual rotational speed divided by rated rotational speed). When the characteristic deterioration as shown in the figure occurs, the operation at the optimum efficiency point cannot be maintained, and there arises a problem that extra power is consumed. In order to maintain the operation at the optimum efficiency point, the deteriorated characteristics are estimated and reflected in the pump operation control, that is, the operation number judgment table and the flow distribution table are created based on the deterioration characteristics, and the pump operation control is performed. Need to do. The table creation method will be described below.

図9は、図1のポンプ制御システムでポンプの運転を行った場合の、様々な時刻に同時に計測された配水流量計測値Qと吐出圧計値Hの組み合わせ(Q,H)を、ポンプの特性平面上にプロットしたものである。これらの計測データを活用して、ポンプの性能曲線と効率曲線を推定できる。図10は、ポンプ特性データを推定して流量配分テーブル、運転台数判定テーブルを作成する第2実施例の全体構成図である。データベースDB106には、例えば、10分おきに、圧力センサにより計測される吐出圧H、流量センサにより計測される配水流量Q、回転数センサにより計測される各ポンプの回転数N、各ポンプの消費電力の計測値が入力、記憶されるようになっている。記憶データの一例を、図11に示す。計測時点におけるポンプの運転台数分だけ回転数と消費電力が記憶されるようになっている。なお、DBには過去1週間分のデータが格納されるようになっている。   9 shows the combination of the distribution flow rate measurement value Q and the discharge pressure gauge value H (Q, H) measured simultaneously at various times when the pump is operated with the pump control system of FIG. It is plotted on a plane. Using these measurement data, the pump performance curve and efficiency curve can be estimated. FIG. 10 is an overall configuration diagram of a second embodiment that estimates pump characteristic data and creates a flow rate distribution table and an operating number determination table. In the database DB 106, for example, every 10 minutes, the discharge pressure H measured by the pressure sensor, the water distribution flow rate Q measured by the flow sensor, the rotational speed N of each pump measured by the rotational speed sensor, the consumption of each pump The power measurement value is input and stored. An example of the stored data is shown in FIG. The number of revolutions and power consumption are stored for the number of pumps operated at the time of measurement. The DB stores data for the past week.

ポンプ特性推定手段107では、以下の方法でDBに格納されたデータから各ポンプの性能曲線と効率曲線を推定する。ここでは、運転順序がポンプ4→ポンプ4,5→ポンプ4、5、6であるとする。ポンプ1台運転時(ポンプ4運転時)のデータをDBから抽出し、それを配水流量Qi、吐出圧Hi、回転数Ni、消費電力Pi(i=1,2…n)とする。ポンプ4の性能曲線、特性曲線が次式で近似できるとする。   The pump characteristic estimation means 107 estimates the performance curve and efficiency curve of each pump from the data stored in the DB by the following method. Here, it is assumed that the operation sequence is pump 4 → pump 4, 5 → pump 4, 5, 6. Data of one pump operation (during pump 4 operation) is extracted from the DB, and is set as a water distribution flow rate Qi, a discharge pressure Hi, a rotation speed Ni, and power consumption Pi (i = 1, 2,... N). It is assumed that the performance curve and characteristic curve of the pump 4 can be approximated by the following equations.

H=a1・N2 − b1・ Q2 (32)
ηp=−c1・(Q/N)+d1・(Q/N) (33)
また、消費電力に関して次式が成立する。
H = a1 ・ N 2 − b1 ・ Q 2 (32)
ηp = −c1 · (Q / N) 2 + d1 · (Q / N) (33)
Further, the following formula is established with respect to power consumption.

P=k・Q・H/(ηp・ηm・ηi) (34)
ここに、Pはポンプ消費電力(kW)、Qは配水流量(m3/min)、Hはポンプ吐出圧(m)、ηpはポンプ効率、ηmはモータ効率で定数、ηiはインバータ効率で定数、Nはポンプ回転数(rpm)、k,a1,b1,c1,d1は正の定数である。
P = k ・ Q ・ H / (ηp ・ ηm ・ ηi) (34)
Where P is the pump power consumption (kW), Q is the water distribution flow rate (m 3 / min), H is the pump discharge pressure (m), ηp is the pump efficiency, ηm is the motor efficiency constant, and ηi is the inverter efficiency constant , N is the pump speed (rpm), and k, a1, b1, c1, and d1 are positive constants.

式(33)(34)からηpを消去して次式を得る。   By eliminating ηp from the equations (33) and (34), the following equation is obtained.

k・Q・H/(ηm・ηi・P)=−c1・(Q/N)+d1・(Q/N) (35)
ポンプ特性を推定することは、式(32)(33)内のパラメータa1,b1,c1,d1を推定することである。パラメータa1,b1,c1,d1は、n個の計測データ(Qi、Hi、Ni、Pi)(i=1,2…n)活用し、これらのデータが式(32)(35)に最もフィッティングするよう最小二乗法を活用して行うことができる。得られたパラメータと式(32)(33)をもって、ポンプ4の最新の特性とする。
k ・ Q ・ H / (ηm ・ ηi ・ P) = − c1 ・ (Q / N) 2 + d1 ・ (Q / N) (35)
Estimating the pump characteristics is to estimate the parameters a1, b1, c1, and d1 in the equations (32) and (33). Parameters a1, b1, c1, and d1 use n pieces of measurement data (Qi, Hi, Ni, Pi) (i = 1, 2,... N), and these data are the most fitted to equations (32) and (35). This can be done by utilizing the least squares method. The obtained parameters and the equations (32) and (33) are used as the latest characteristics of the pump 4.

次に、ポンプ2台同時運転時のデータをDBから抽出し、それを配水流量Qi、吐出圧Hi、ポンプ4の回転数N1i、ポンプ5の回転数N2i、ポンプ5の消費電力P2i(i=1,2…m)とする。これらのデータを活用してポンプ5の特性を推定する。ポンプ5の性能曲線、効率曲線が次式で近似できるとする。   Next, data at the time of simultaneous operation of two pumps is extracted from the DB, and is extracted from the distribution flow rate Qi, discharge pressure Hi, pump 4 rotation speed N1i, pump 5 rotation speed N2i, and pump 5 power consumption P2i (i = 1, 2, ... m). Utilizing these data, the characteristics of the pump 5 are estimated. Assume that the performance curve and efficiency curve of the pump 5 can be approximated by the following equations.

H=a2・N22 − b2・ Q22 (36)
ηp2=−c2・(Q2/N2)+d2・(Q2/N2) (37)
また、消費電力に関して次の式が成立する。
H = a2 ・ N2 2 − b2 ・ Q2 2 (36)
ηp2 = −c2 ・ (Q2 / N2) 2 + d2 ・ (Q2 / N2) (37)
Further, the following formula is established with respect to power consumption.

P2=k・Q2・H/(ηp2・ηm・ηi) (38)
ここに、P2はポンプ5の消費電力(kW)、Q2はポンプ5の配水流量(m3/min)、Hはポンプ吐出圧(m)、ηp2はポンプ5の効率、ηmはモータ効率で定数、ηiはインバータ効率で定数、N2はポンプ5の回転数(rpm)、k,a2,b2,c2,d2は正の定数である。
P2 = k ・ Q2 ・ H / (ηp2 ・ ηm ・ ηi) (38)
Where P2 is the power consumption of pump 5 (kW), Q2 is the water flow rate of pump 5 (m 3 / min), H is the pump discharge pressure (m), ηp2 is the efficiency of pump 5, and ηm is the motor efficiency. , Ηi is a constant in terms of inverter efficiency, N2 is the rotational speed (rpm) of the pump 5, and k, a2, b2, c2, and d2 are positive constants.

式(37)(38)からηp2を消去して次式を得る。   By deleting ηp2 from the equations (37) and (38), the following equation is obtained.

k・Q2・H/(ηm・ηi・P2)=−c2・(Q2/N2)+d2・(Q2/N2) (39)
計測データである吐出圧Hi、ポンプ4の回転数N1iを式(32)に代入して次式を得る。
k ・ Q2 ・ H / (ηm ・ ηi ・ P2) = − c2 ・ (Q2 / N2) 2 + d2 ・ (Q2 / N2) (39)
The following equation is obtained by substituting the discharge pressure Hi, which is the measurement data, and the rotational speed N1i of the pump 4 into the equation (32).

Hi=a1・N1i2 − b1・ Q2
この式からa1,b1は推定済みであるので、ポンプ4の流量Qが次式で求められる。
Hi = a1 ・ N1i 2 − b1 ・ Q 2
Since a1 and b1 have been estimated from this equation, the flow rate Q of the pump 4 is obtained by the following equation.

Q=(( a1・N1i2 −Hi)/b1)1/2 (40)
このQと計測されたトータル配水流量Qiから、ポンプ5の配水流量Q2iを次式で計算できる。
Q = ((a1 ・ N1i 2 −Hi) / b1) 1/2 (40)
From this Q and the measured total water distribution flow rate Qi, the water distribution flow rate Q2i of the pump 5 can be calculated by the following equation.

Q2i=Qi−Q (41)
このQ2iと計測データである吐出圧Hi、ポンプ4の回転数N1i、ポンプ5の回転数N2i、ポンプ5の消費電力P2i(i=1,2…m)のmセットのデータが、式(36)(39)に最もフィットするよう最小二乗法を活用してパラメータa2,b2,c2,d2を推定する。得られたパラメータと式(36)(37)をもって、ポンプ5の最新の特性とする。
Q2i = Qi-Q (41)
Data of m sets of this Q2i and the discharge pressure Hi, which is the measurement data, the rotational speed N1i of the pump 4, the rotational speed N2i of the pump 5, and the power consumption P2i (i = 1, 2,... M) of the pump 5 are expressed by the equation (36 ) The parameters a2, b2, c2, and d2 are estimated by utilizing the least square method so as to best fit (39). The obtained parameters and the equations (36) and (37) are used as the latest characteristics of the pump 5.

同様の考え方を用いて、3台同時運転時の計測データを活用してポンプ6の性能曲線と効率特性を推定できる。ここでは、ポンプ4,5の性能特性曲線が既知として、それらの計測データを活用してポンプ4,5の配水流量を計算する。計測されるトータル配水流量からポンプ4,5の配水流量を減算してポンプ6の配水流量が計算できる。これを利用して前述と同様の方法で、ポンプ6の特性を推定できる。   Using the same concept, the performance curve and efficiency characteristics of the pump 6 can be estimated by utilizing the measurement data obtained when three units are operating simultaneously. Here, assuming that the performance characteristic curves of the pumps 4 and 5 are known, the water distribution flow rates of the pumps 4 and 5 are calculated using those measurement data. The distribution flow rate of the pump 6 can be calculated by subtracting the distribution flow rates of the pumps 4 and 5 from the measured total distribution flow rate. Using this, the characteristics of the pump 6 can be estimated by the same method as described above.

図12のテーブル作成手段108では、得られた最新のポンプ特性を活用して図4の方法で、運転台数判定テーブルと流量配分テーブルを作成する。作成されたテーブルは、ポンプ制御システム100にセットされポンプ制御が行われる。以上、最新のポンプ特性データを活用してポンプ制御を実施することで、ポンプの最適効率点での運転を維持でき、特性劣化に伴う電力消費の増加をある程度抑制できる。上記処理は、オンラインでもオフラインでも行うことができる。   The table creation means 108 of FIG. 12 creates the operating number determination table and the flow rate distribution table by the method of FIG. 4 by utilizing the latest pump characteristics obtained. The created table is set in the pump control system 100 and pump control is performed. As described above, by performing pump control utilizing the latest pump characteristic data, it is possible to maintain the operation at the optimum efficiency point of the pump and to suppress the increase in power consumption due to characteristic deterioration to some extent. The above processing can be performed online or offline.

次に図12に基づいて第3実施例を説明する。図12はより広い運転領域でのデータ計測を可能にしたポンプ制御システムの全体構成図である。図9に示すようにポンプの最適運転では、計測が行われる運転領域が限られるため、それらのデータを活用してもポンプの性能曲線、効率曲線を正しく推定するのは困難な場合があると考えられる。この問題に対応し、より広い運転領域でのデータ計測を可能にするため目標回転数計算手段の処理内容を変更している。図12の目標回転数計測手段1051では、式(7)から(9)に代わり次式で目標回転数を計算する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an overall configuration diagram of a pump control system that enables data measurement in a wider operation region. As shown in FIG. 9, in the optimum operation of the pump, since the operation region in which the measurement is performed is limited, it may be difficult to correctly estimate the performance curve and efficiency curve of the pump even if the data is used. Conceivable. In response to this problem, the processing content of the target rotational speed calculation means is changed in order to enable data measurement in a wider operating region. In the target rotational speed measuring means 1051 in FIG. 12, the target rotational speed is calculated by the following equation instead of the equations (7) to (9).

N10=N1×補正係数 (42)
N20=N2×補正駅数 (43)
N30=N3×補正係数 (44)
補正係数は、1より大きな定数で、例えば、1.1から1.3程度の値に設定する。本来より大きな回転数でポンプを運転するものである。Nが大きくなるので、図9の(b)でQ/Nのより小さい領域での運転や、図9の(a)でHのより大きな領域での運転が可能になり、計測できる運転領域を広げることができる。例えば、1日だけこのような補正処理を行い、データ計測を行う。このデータに従来の計測データを加えた、より広い領域のデータを利用してポンプ特性推定を行えばポンプ特性の推定精度を向上できる。なお、本補正で目標より少し高い吐出圧が実現されるのでエネルギー消費は一時的に増大することになる。
N10 = N1 x correction factor (42)
N20 = N2 x number of corrected stations (43)
N30 = N3 x correction factor (44)
The correction coefficient is a constant larger than 1, and is set to a value of about 1.1 to 1.3, for example. The pump is operated at a higher rotational speed. Since N becomes large, operation in a region where Q / N is smaller in FIG. 9B and operation in a region where H is larger in FIG. Can be spread. For example, such correction processing is performed for one day, and data measurement is performed. The estimation accuracy of the pump characteristics can be improved by estimating the pump characteristics using data of a wider area obtained by adding the conventional measurement data to this data. In addition, since the discharge pressure slightly higher than the target is realized by this correction, the energy consumption temporarily increases.

次に図13と図14に基づいて第4実施例を説明する。図13はより広い運転領域でのデータ計測を可能にしたポンプ制御システムの全体構成図であり、第3実施例とは別の実施形態を与えるものである。具体的には、従来と異なる修正運転台数判定テーブル1021を用いる。図14はこのテーブルの一例を示すものである。1台運転から2台運転への切り替えラインを本来のものより上方にシフトした修正切り替えラインとすることで、1台運転ポンプの運転領域を拡大するものである。運転領域を拡大することで特性推定精度を向上できる。   Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is an overall configuration diagram of a pump control system that enables data measurement in a wider operating region, and provides an embodiment different from the third example. Specifically, a modified operation number determination table 1021 different from the conventional one is used. FIG. 14 shows an example of this table. The operation range of the single-unit pump is expanded by using a modified switching line that shifts the single-unit operation to the two-unit operation upward from the original one. The characteristic estimation accuracy can be improved by expanding the operation region.

次に図15と図16に基づいて第5実施例を説明する。図15はより広い運転領域でのデータ計測を可能にしたポンプ制御システムの全体構成図であり、第3、4実施例とは別の実施形態を与えるものである。図15では、流量配分計算を従来と異なる方法を用いて行っている。流量配分補正計算手段1031では、図16に示すように、図3で与えられる流量配分テーブルの検索値に補正係数を乗じて、最終的な流量配分を求めるものである。   Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is an overall configuration diagram of a pump control system that enables data measurement in a wider operation region, and provides an embodiment different from the third and fourth examples. In FIG. 15, the flow rate distribution calculation is performed using a method different from the conventional method. As shown in FIG. 16, the flow distribution correction calculation means 1031 multiplies the search value in the flow distribution table given in FIG. 3 by a correction coefficient to obtain the final flow distribution.

例えば、図16内の補正係数k、k1を1より小さくすれば、ポンプ4の流量配分D1を本来の流量配分より小さくでき、補正係数を1より大きくすれば、ポンプ4の配水配分D1を本来の流量配分より大きくできる。補正係数k2を1より小さくすれば、ポンプ5の流量配分D2を本来の流量配分より小さくでき、補正係数を1より大きくすれば、ポンプ5の配水配分D2を本来の流量配分より大きくできる。これらの係数によりポンプ6の流量配分をもちろん操作することができる。このように補正係数を操作することでポンプ4,5,6の配水流量のレンジを広げることができる。得られた計測データを活用してポンプ推定を行う場合、その推定精度を向上できる。   For example, if the correction coefficients k and k1 in FIG. 16 are made smaller than 1, the flow distribution D1 of the pump 4 can be made smaller than the original flow distribution, and if the correction coefficient is made larger than 1, the water distribution distribution D1 of the pump 4 is originally set. Can be larger than the flow distribution. If the correction coefficient k2 is smaller than 1, the flow distribution D2 of the pump 5 can be made smaller than the original flow distribution, and if the correction coefficient is larger than 1, the water distribution D2 of the pump 5 can be made larger than the original flow distribution. Of course, the flow distribution of the pump 6 can be controlled by these factors. By operating the correction coefficient in this way, the range of the water distribution flow rate of the pumps 4, 5, 6 can be expanded. When pump estimation is performed using the obtained measurement data, the estimation accuracy can be improved.

上述した各実施例においては、配水流量と吐出圧の2つの変数をベースにしてポンプのトータル消費エネルギー最小となるポンプ運転台数とポンプの流量配分を決定したり、ポンプの特性を、計測データから推定し、最新の推定特性に基づいてポンプ運転台数、ポンプ流量配分を決定したり、本来のパラメータを異なるパラメータでポンプを運転することで、オンラインにおいて、より幅広い運転領域での運転等を行ったが、消費エネルギー計算手段によって得られた消費電力データの推移を検証することによりポンプの劣化レベルを推定し、ポンプのメンテナンス時期が到来したことをディスプレイ装置(不図示)等の出力媒体に出力させ、事業者にアナウンスさせることとしてもよい。例えば、ある一定の期間の消費エネルギーの増分が所定の閾値を超えた場合、あるいは消費エネルギーに基づいて算出される電力料金の増分が所定の閾値を超えた場合に、メンテナンス時期が到来した旨をアナウンスさせることとしてもよい。この場合、事業者は適切なタイミングでポンプを交換すべきことを容易に知ることができる。   In each of the above-described embodiments, the number of pumps to be used and the flow rate distribution of the pump that determines the minimum total energy consumption of the pump are determined based on the two variables of the distribution flow rate and the discharge pressure, and the pump characteristics are determined from the measurement data. Estimated and determined the number of pumps to be operated and the pump flow rate distribution based on the latest estimated characteristics, or operated the pump with different parameters from the original parameters, and operated in a wider operating range online. However, the deterioration level of the pump is estimated by verifying the transition of the power consumption data obtained by the energy consumption calculation means, and the fact that the maintenance time of the pump has arrived is output to an output medium such as a display device (not shown). It is good also as making a business announce. For example, if the increase in energy consumption over a certain period exceeds a predetermined threshold, or if the increase in power rate calculated based on energy consumption exceeds a predetermined threshold, the maintenance time has come. It may be announced. In this case, the operator can easily know that the pump should be replaced at an appropriate timing.

100 ポンプ制御装置
101 運転台数判定手段
102 運転台数判定テーブル
1021 修正運転台数判定テーブル
103 流量配分計算手段
1031 流量配分補正計算手段
104 流量配分テーブル
105 目標回転数計算手段
1051 目標回転数計算手段(回転数補正あり)
106 データベース
107 ポンプ特性推定手段
108 テーブル作成手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Pump control apparatus 101 Operating number determination means 102 Operating number determination table 1021 Corrected operation number determination table 103 Flow rate distribution calculation means 1031 Flow rate distribution correction calculation means 104 Flow rate distribution table 105 Target rotation speed calculation means 1051 Target rotation speed calculation means (rotation speed (With correction)
106 Database 107 Pump characteristic estimation means 108 Table creation means.

Claims (10)

複数のポンプの運転を制御するポンプ制御システムであって、
流量センサによって計測された前記複数のポンプの配水流量と圧力センサによって計測された前記複数のポンプの吐出圧との組み合わせに対して、最小消費電力を与えるポンプの運転台数と流量配分とを決定し、前記各ポンプの特性曲線および性能曲線に基づいて、前記配水流量と前記吐出圧とに応じた運転すべきポンプの台数を定めた運転台数判定テーブルと、前記ポンプの台数と前記配水流量と前記吐出圧とに応じた各ポンプへの前記配水流量の配分を定めた流量配分テーブルと、を記憶する記憶部と、
前記運転台数判定テーブルを参照し、前記配水流量と前記吐出圧とに基づいて、運転すべきポンプの台数を決定する運転台数判定部と、
前記運転すべきポンプの台数と、前記流量配分テーブルにより定められた前記配水流量と前記吐出圧とに基づいて、前記各ポンプへの配水流量の配分を計算する配水流量計算部と、
前記運転台数判定テーブルに記憶された前記運転すべきポンプの台数と、前記配水流量計算部が求めた前記各ポンプへの配水流量の配分とに基づいて、前記各ポンプの目標回転数を設定する目標回転数計算部と、
を備えたことを特徴とするポンプ制御システム。
A pump control system for controlling the operation of a plurality of pumps,
Determines the number of operating pumps and the flow distribution that give the minimum power consumption for the combination of the distribution flow rate of the plurality of pumps measured by the flow sensor and the discharge pressure of the plurality of pumps measured by the pressure sensor. , on the basis of the characteristic curve and the performance curve of each pump, the distributed water flow and said discharge pressure and the number of operating units determination table defining a pump volume to be operated in accordance with, the number of the pump the distributed water flow and the A storage unit that stores a flow rate distribution table that determines the distribution of the water flow rate to each pump according to the discharge pressure; and
With reference to the operation number determination table, based on the water distribution flow rate and the discharge pressure, an operation number determination unit that determines the number of pumps to be operated,
A distribution flow rate calculation unit that calculates distribution of the distribution flow rate to each pump based on the number of pumps to be operated and the distribution flow rate and the discharge pressure determined by the flow distribution table;
The target rotational speed of each pump is set based on the number of pumps to be operated stored in the operation number determination table and the distribution flow rate distribution to each pump obtained by the distribution flow rate calculation unit. A target speed calculator,
A pump control system comprising:
請求項1に記載のポンプ制御システムであって、
前記運転台数判定テーブルにより定められる前記ポンプの台数、および前記流量配分テーブルにより定められる前記配水流量、前記各ポンプの特性を示す特性曲線に基づいて、あらかじめ定められた運転順序によって運転される各ポンプの全体の消費エネルギーが最小となるような前記ポンプの運転台数、および前記各ポンプに配分される配水流量を前記配水流量および前記吐出圧ごとに求めたものである、
ことを特徴とするポンプ制御システム。
The pump control system according to claim 1,
The number of the pump defined by the number of operating units judgment table, and the distributed water flow defined by the flow distribution table, on the basis of the characteristic curve showing the characteristics of the pumps, each driven by driving a predetermined order The number of the pumps operating so that the overall energy consumption of the pump is minimized, and the distribution flow rate distributed to each pump is determined for each distribution flow rate and discharge pressure.
A pump control system characterized by that.
請求項1または2に記載のポンプ制御システムであって、
前記ポンプの配水流量と前記吐出圧と前記各ポンプの回転数と前記各ポンプの消費電力とを計測し、計測されたこれらの情報に基づいて、前記各ポンプの特性を推定するポンプ特性推定部を備える、
ことを特徴とするポンプ制御システム。
The pump control system according to claim 1 or 2,
A pump characteristic estimation unit that measures the water distribution flow rate of the pump, the discharge pressure, the rotation speed of each pump, and the power consumption of each pump, and estimates the characteristics of each pump based on the measured information Comprising
A pump control system characterized by that.
請求項3に記載のポンプ制御システムであって、
前記ポンプ特性推定部は、計測した前記ポンプの配水流量と前記吐出圧と前記各ポンプの回転数と前記各ポンプの消費電力とに基づいて定められる前記各ポンプの特性を示す特性曲線および性能曲線を定めるためのパラメータを本来の設定値とは異なる設定値に変更して前記各ポンプを運転したときの配水流量と吐出圧と各ポンプの回転数と消費電力とを計測し、計測したこれらの情報に基づいて、前記各ポンプの特性を推定する、
ことを特徴とするポンプ制御システム。
The pump control system according to claim 3,
The pump characteristic estimator is a characteristic curve and a performance curve showing the characteristics of each pump determined based on the measured water distribution flow rate, the discharge pressure, the rotation speed of each pump, and the power consumption of each pump. Measure the water distribution flow rate, discharge pressure, rotation speed of each pump, and power consumption when each pump is operated by changing the parameter for determining the value to a setting value different from the original setting value. Based on the information, estimate the characteristics of each pump,
A pump control system characterized by that.
請求項2のポンプ制御システムにおいて、ポンプの特性曲線として、請求項3記載の推定方法で推定されるポンプの特性を利用することを特徴とするポンプ制御システム   3. The pump control system according to claim 2, wherein the characteristic of the pump estimated by the estimation method according to claim 3 is used as the characteristic curve of the pump. 請求項2のポンプ制御システムにおいて、ポンプの特性曲線として、請求項4記載の推定方法で推定されるポンプの特性を利用することを特徴とするポンプ制御システム   The pump control system according to claim 2, wherein the pump characteristic estimated by the estimation method according to claim 4 is used as the pump characteristic curve. 請求項4〜6のいずれか1項に記載のポンプ制御システムであって、
前記ポンプ特性推定部が推定する各ポンプの特性とは、ポンプの劣化特性を示すものである、
ことを特徴とするポンプ制御システム。
The pump control system according to any one of claims 4 to 6,
The characteristics of each pump estimated by the pump characteristic estimation unit indicate the deterioration characteristics of the pump.
A pump control system characterized by that.
複数のポンプの運転を制御するポンプ制御システムであって、
前記複数のポンプの配水流量を計測するための流量センサと、
前記複数のポンプの吐出圧を計測するための圧力センサと、
前記配水流量と前記吐出圧との組み合わせに対して、最小消費電力を与えるポンプの運転台数と流量配分とを決定し、前記各ポンプの特性曲線および性能曲線に基づいて、前記流量センサが計測した配水流量と前記圧力センサが計測した吐出圧とに応じた運転すべきポンプの台数を定めた運転台数判定テーブルと、前記ポンプの台数と前記配水流量と前記吐出圧とに応じた各ポンプへの前記配水流量の配分を定めた流量配分テーブルと、を作成する最適化部と、
前記運転台数判定テーブルを参照し、前記配水流量と前記吐出圧とに基づいて、運転すべきポンプの台数を決定する運転台数判定部と、
前記運転すべきポンプの台数と、前記流量配分テーブルにより定められた前記配水流量と前記吐出圧とに基づいて、前記各ポンプへの配水流量の配分を計算する配水流量計算部と、
前記運転すべきポンプの台数と、前記配水流量計算部が求めた前記各ポンプへの配水流量の配分とに基づいて、前記各ポンプの目標回転数を設定する目標回転数計算部と、
を備えたことを特徴とするポンプ制御システム。
A pump control system for controlling the operation of a plurality of pumps,
A flow sensor for measuring the distribution flow rate of the plurality of pumps;
A pressure sensor for measuring discharge pressures of the plurality of pumps;
For the combination of the water distribution flow rate and the discharge pressure, the number of operating pumps and the flow distribution that give the minimum power consumption were determined, and the flow rate sensor measured based on the characteristic curve and performance curve of each pump. An operation number determination table that determines the number of pumps to be operated according to the distribution flow rate and the discharge pressure measured by the pressure sensor, and the number of pumps, the distribution flow rate, and the discharge pressure to each pump according to the discharge pressure An optimization unit for creating a flow rate distribution table that defines the distribution of the water flow rate;
With reference to the operation number determination table, based on the water distribution flow rate and the discharge pressure, an operation number determination unit that determines the number of pumps to be operated,
A distribution flow rate calculation unit that calculates distribution of the distribution flow rate to each pump based on the number of pumps to be operated and the distribution flow rate and the discharge pressure determined by the flow distribution table;
Based on the number of pumps to be operated and the distribution flow rate distribution to each pump obtained by the distribution flow rate calculation unit, a target rotation number calculation unit that sets the target rotation number of each pump;
A pump control system comprising:
請求項8のポンプ制御システムにおいて、
前記各ポンプに対して定められた運転順序のパターンのそれぞれについて、前記配水流量と前記吐出圧の1日における実績時系列値に対して、任意の時刻におけるポンプの最適の運転台数と流量配分とを計算してポンプの消費電力を算出し、算出した前記消費電力をすべての時刻について加算することにより前記ポンプ制御システム全体の1日の消費電力を算出し、算出した前記1日の消費電力が最小となる運転順序を、最適なポンプの運転順序として採用する消費エネルギー計算部、
を備えたことを特徴とするポンプ制御システム。
The pump control system of claim 8,
For each of the operation sequence patterns determined for each of the pumps, the optimal number of pumps to be operated and the flow distribution at an arbitrary time with respect to the actual time series values of the water distribution flow rate and the discharge pressure in one day, To calculate the power consumption of the pump, add the calculated power consumption for all times to calculate the daily power consumption of the pump control system, and the calculated daily power consumption is Energy consumption calculation unit that adopts the minimum operation sequence as the optimal pump operation sequence,
A pump control system comprising:
請求項9のポンプ制御システムにおいて、
前記各ポンプの回転数を計測する回転数センサと、
前記流量センサが計測した前記配水流量と前記回転数センサが計測した回転数とに基づいて前記各ポンプの性能曲線を推定し、前記回転数あたりの配水流量に基づいて前記各ポンプの効率曲線を推定するポンプ特性推定部と、
を備えたことを特徴とするポンプ制御システム。
The pump control system of claim 9,
A rotational speed sensor for measuring the rotational speed of each pump;
The performance curve of each pump is estimated based on the water distribution flow rate measured by the flow sensor and the rotation speed measured by the rotation speed sensor, and the efficiency curve of each pump is calculated based on the water distribution flow rate per rotation speed. An estimated pump characteristic estimator;
A pump control system comprising:
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