JP7418282B2

JP7418282B2 - マンホール装置の信号中継装置

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Publication number: JP7418282B2
Application number: JP2020087223A
Authority: JP
Inventors: 寛史松江; 誠佐野
Original assignee: KUBOTA ENVIRONMENTAL ENGINEERING CORPORATION
Current assignee: KUBOTA ENVIRONMENTAL ENGINEERING CORPORATION
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2024-01-19
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: JP2021181699A

Description

本発明は、マンホール装置の信号中継装置に関する。

汚水搬送ポンプ設備の一例であるマンホール装置は、流入管から流入した汚水を貯留する貯水部と、貯水部に貯留された汚水を流出管に排水する複数台の水中ポンプと、貯水部に貯留された汚水の水位を計測する水位計と、水位計で計測された水位がポンプ起動水位に達すると何れかの水中ポンプを起動して汚水を流出管に排水し、水位がポンプ停止水位に達すると当該水中ポンプを停止する制御装置を備えた制御盤を備えている。

このようなマンホール装置には、通常１台或いは２台の水中ポンプが設置され、汚水を搬送する度にそれらの水中ポンプを交互に運転するように制御装置が構成されている。そして、制御装置は各水中ポンプの運転状態や故障状態を含む複数の状態信号を通報装置に出力し、通報装置が遠隔の管理装置にこれらの状態信号を出力することで、遠隔地から各マンホール装置が正常に稼働しているか、異常が発生しているかを監視することができるように構成されていた。

特開２０１５‐３４５１３号公報

上述した従来のマンホール装置は、通報装置を介して複数の状態信号が遠隔地の監視装置に送信されるように、汎用の移動通信システムを利用すべく、通報装置のハードウェアやソフトウェアをカスタマイズする必要があったため、通信システムの更新の度に設備を更新する必要があり、非常にコストが嵩むという問題があった。

例えば、ＩＭＴ－２０００規格に準拠した第３世代移動通信システムからＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ規格に準拠した第４世代移動通信システムに移行するために費やした設備が第５世代移動通信システムに移行することによりさらに高価な通報装置に設備を更新する必要がある。

なお、状態信号には各水中ポンプが駆動された運転状態信号や水位状態信号や故障状態を示す異常状態信号などが含まれる。遠隔地の監視装置は運転状態信号のオン時間を計測して送水量を算出するなど、マンホール設備の維持管理に必要な状態信号を収集する必要がある。

本発明の目的は、上述した問題に鑑み、通信規格の更新に対応するカスタマイズが容易に行なえ、設備コストを安価に抑えることができるマンホール装置の信号中継装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるマンホール装置の信号中継装置の第一の特徴構成は、少なくとも１台の水中ポンプと、各水中ポンプを制御する制御装置と、前記制御装置から出力される種類が異なる複数の状態信号を中継して通報装置に出力するマンホール装置の信号中継装置であって、各状態信号を入力する複数の入力端子と、各入力端子から入力された各状態信号を一つの状態信号に複合化処理する信号処理回路と、前記信号処理回路で複合化処理された一つの出力信号を前記通報装置に出力する出力端子とを備え、前記状態信号は、前記マンホール装置の異常を示す少なくとも１種類の異常状態信号と、各水中ポンプのオン状態またはオフ状態を示す運転状態信号を含み、前記信号処理回路は、前記運転状態信号の累積オン時間が所定時間に達する度に所定のパルス幅の計量パルス信号を出力する計量パルス発生回路と、前記計量パルス発生回路の出力信号と前記異常状態信号を入力するＯＲ回路と、を含み、前記ＯＲ回路の出力信号を前記出力端子から出力するように構成されている点にある。

制御装置から出力される種類が異なる複数の状態信号が信号処理回路で一つの出力信号に複合化処理され、複合化された一つの信号が通報装置に出力されるので、予め複合化処理のための信号処理回路を構築しておけば、その後の通信規格の更新に通報装置をカスタマイズする手間が大きく低減される。

パルス信号のパルス幅を検出することにより計量パルス発生回路から出力される計量パルス信号であるか否かが判断でき、計量パルス信号であればそのパルス数をカウントすることにより水中ポンプの運転時間、換言すると送水量を求めることができる。また、ＯＲ回路から計量パルス信号以外の信号が出力されたことを検出すると何らかの異常が発生したと判断できるようになる。つまり、複数の状態信号を複合化した一つの信号を、通報装置を介して外部に送信できるようになる。

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記水中ポンプは少なくとも２台備えており、前記計量パルス発生回路は、各水中ポンプの計量パルス信号が重複すると、何れか一方の計量パルス信号を遅延させて、重複しないタイミングで出力する遅延処理回路を備えている点にある。

各水中ポンプの計量パルス信号が時間的に重複すると、信号処理回路で複合化処理された一つの出力信号に含まれるパルス信号が、適切に計量パルス信号であると判断できない場合や、何れか一方にみの計量パルス信号が出力されたと判断することになるため、例えば通報装置を介して受信した外部の監視装置側で正確な送水量を算出することができなくなる。そこで、各水中ポンプの計量パルス信号が重複した場合でも、遅延処理回路により何れか一方の計量パルス信号を遅延させて、両パルスが時間的に重複しないタイミングで出力することにより、適切に計量パルス信号を認識して正確な送水量を算出することができるようになる。

同第三の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記水中ポンプは少なくとも２台備えており、前記計量パルス発生回路は、各水中ポンプの運転状態信号を入力するＯＲ回路と、前記ＯＲ回路からの出力信号の累積オン時間が所定時間に達すると所定のパルス幅のパルス信号を出力するように構成されている点にある。

各水中ポンプの運転状態信号がＯＲ回路に入力されて一つの運転状態信号に統合されるため、少なくともいずれか一方の運転状態信号がオンすると累積オン時間が計時され、所定時間に達すると所定のパルス幅の計量パルス信号が出力される。

同第四の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記計量パルス発生回路は、２台の水中ポンプの運転状態信号の双方を入力するＸＯＲ回路と、前記ＸＯＲ回路からの出力信号の累積オン時間が第１の所定時間に達する度に前記計量パルス信号を出力する第１パルス発生回路と、２台の水中ポンプの運転状態信号の双方を入力するＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの出力信号の累積オン時間が第１の所定時間の１／２時間に達する度に前記計量パルス信号を出力する第２パルス発生回路と、を含む点にある。

第三の特徴構成によれば、各水中ポンプの運転状態信号が時間的に重複するような場合に、其々に対する計量パルス信号を生成することができない。しかし、第四の特徴構成によれば、２台の水中ポンプのうち何れか一方のみ運転状態信号がオンになるときにＸＯＲ回路からオン信号が出力され、双方の運転状態信号がオンになるときにのみＡＮＤ回路からオン信号が出力されるため、ＸＯＲ回路からのオン信号出力時は１台の水中ポンプがオンしており、ＡＮＤ回路からのオン信号出力時は２台同時に水中ポンプがオンしていることが識別できる。そして、第１パルス発生回路ではＸＯＲ回路からの出力信号の累積オン時間が第１の所定時間に達する度に計量パルス信号を出力し、第２パルス発生回路ではＡＮＤ回路からの出力信号の累積オン時間が第１の所定時間の１／２時間に達する度に計量パルス信号を出力するように構成することで、例えば通報装置を介して受信した外部の監視装置側で正確な送水量を算出することができるようになる。

同第五の特徴構成は、上述した第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記状態信号は、前記マンホール装置の異常を示す複数種類の異常状態信号を含み、前記信号処理回路は、各異常状態信号が発生すると其々異なるパルス幅の異常識別パルス信号を生成する異常パルス発生回路を含み、前記異常パルス発生回路の出力信号を前記ＯＲ回路に入力するように構成されている点にある。

異常パルス発生回路によって複数種類の異常状態信号の其々が異なるパルス幅の異常識別パルス信号に変換されてＯＲ回路に入力されるため、ＯＲ回路からの出力信号のパルス幅に基づいて以上の種類が識別できるようになる。

同第六の特徴構成は、上述した第五の特徴構成に加えて、前記異常パルス発生回路は、複数種類の異常状態信号のうち、重要度が高いほど異常識別パルス信号のパルス幅を長く設定する点にある。

複数の異常状態信号が時間的に重複して発生した場合に、重要度が高い異常状態信号が優先して出力されるようになる。

同第七の特徴構成は、上述した第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記信号処理回路と前記通報装置を其々一対備え、各信号処理回路に前記複数の状態信号を入力するように構成されている点にある。

通報装置を介して受信した外部の監視装置側で、信号処理回路と通報装置の双方の異常を適切に検出することができる。例えば、一方の通報装置からの送信が検出できない場合には、当該一方の通信装置が故障しており、双方の通信装置からの送信が検出できない場合には停電等の異常が発生していると検出でき、双方からの送信が検出され、送信された状態信号が異なる場合には何れかの信号処理回路が故障していると検出できるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、通信規格の更新に対応するカスタマイズが容易に行なえ、設備コストを安価に抑えることができるマンホール装置の信号中継装置を提供することができるようになった。

マンホール装置の説明図マンホール装置の通報システムの説明図第１の態様を示す信号中継装置の回路図第１の態様を示す信号中継装置の要部の回路動作説明図第１の態様の信号中継装置に対応する通報信号の判断手順のフローチャート第２の態様を示す信号中継装置の回路図第２の態様を示す信号中継装置の要部の回路動作説明図第３の態様を示す信号中継装置の回路図第３の態様を示す信号中継装置の要部の回路動作説明図第４の態様を示す信号中継装置の回路図第４の態様を示す信号中継装置の要部の回路動作説明図第５の態様を示す信号中継装置の回路図

以下に、本発明によるマンホール装置の信号中継装置を図面に基づいて説明する。

［マンホール装置の構成］
図１にはマンホール装置１０が示されている。マンホール装置１０は、上流側の汚水流入管１１から流入した汚水を貯留する貯水部としてのマンホール１２と、マンホール１２に貯留された汚水を下流側の汚水流出管１３に圧送する２台の水中ポンプＰＡ，ＰＢ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計１８，１９を備えている。

第１ポンプＰＡの吐出し曲管１５ａには第１揚水管１５ｂ、第１曲管１５ｃ、第１水平管１５ｄがそれぞれフランジ接続され、第１水平管１５ｄがヘッダー管１３ａを介して汚水流出管１３にフランジ接続されている。第１揚水管１５ｂと第１曲管１５ｃの間に逆止弁１５ｅが設けられている。

第２ポンプＰＢの吐出し曲管１７ａには第２揚水管１７ｂ、第２曲管１７ｃがそれぞれフランジ接続され、第２曲管１７ｃがヘッダー管１３ａを介して汚水流出管１３にフランジ接続されている。第２揚水管１７ｂと第２曲管１７ｃとの間に逆止弁１７ｅが設けられている。

投込圧力式または気泡式の水位計１８がマンホール１２の底部に設置されている。当該水位計１８によってマンホール１２に貯留される汚水の水位が連続的に検出される。さらにフロート式の水位計１９が、異常高水位ＨＨＷＬを検出するバックアップ用の水位計として設置されている。

マンホール１２の近傍には、ポンプＰＡ，ＰＢを制御してマンホール１２に溜まった汚水を汚水流出管１３に圧送する汚水搬送制御を実行する制御装置２１を含む制御盤２０が収容された制御盤装置２００が設置されている。

制御盤２０には、制御装置２１、信号中継装置２２、通報装置２４が設けられている。制御装置２１から種類が異なる複数の状態信号が信号中継装置２２に入力され、信号中継装置２２の出力信号が通報装置２４に入力される。通報装置２４は信号中継装置２２から入力された出力信号を遠隔の監視装置４０に送信する送信部を備えている。

通報装置２４と監視装置４０との間をつなぐ通信媒体として例えば携帯電話網のような無線通信媒体が好適に用いられ、このような通信媒体を介して監視装置４０と通報装置２４がインターネット接続され、さらにマンホール装置１０の管理者が所有する携帯通信端末３０と監視装置４０とが無線通信媒体を介してインターネット接続可能に構成されている。なお、監視装置４０から通報装置２４に送信された制御指令などは通報装置２４の受信部から制御装置２１に入力される。

制御盤２０と各ポンプＰＡ，ＰＢは交流の給電線Ｌ１，Ｌ２で接続され、制御盤２０と水位計１８，１９は信号線Ｓで接続されている。

制御装置２１は、水位計１８で計測された水位が所定のポンプ起動水位ＨＷＬに達したことを検知するとポンプＰＡ，ＰＢのうち一方のポンプＰＡを起動するために給電線Ｌ１から給電制御し、水位がポンプ起動水位ＨＷＬより低位のポンプ停止水位ＬＷＬに達したことを検知すると給電を停止して当該一方のポンプＰＡを停止する。

制御装置２１は、その後再び水位がポンプ起動水位ＨＷＬに達したことを検知すると他方のポンプＰＢを起動するために給電線Ｌ２から給電制御し、ポンプ停止水位ＬＷＬに達したことを検知すると給電を停止して当該ポンプＰＢを停止する。つまり、制御装置２１はポンプＰＡ，ＰＢを交互に運転制御する。

さらに、制御装置２１は、水位計１８の故障などによりポンプ起動水位ＨＷＬが検知できない場合や、集中豪雨によりポンプ１台の排水能力を上回るような大量の雨水がマンホール１２に流入し、異常高水位ＨＨＷＬに達したことが水位計１９で計測されたことを検知すると、２台のポンプＰＡ，ＰＢを同時に運転する。

制御装置２１は、各ポンプＰＡ，ＰＢの起動から停止までの間に運転状態信号をオン出力し、各ポンプＰＡ，ＰＢが異常過熱し或いは異常電流が流れている場合に其々のポンプ異常状態信号を出力し、異常高水位ＨＨＷＬを超えると水位異常状態信号を出力し、停電を検知すると停電異常状態信号を出力する。

［マンホール装置の通報システムの構成］
図２に示すように、各マンホール装置１０の制御盤２０に備えた通報装置２４は、制御装置２１から入力された種類の異なる複数の状態信号を、信号中継装置２２を介して複合化処理した出力信号を入力して監視装置４０に送信するように構成されている。

監視装置４０は、各マンホール装置１０の診断装置として機能し、各マンホール装置１０の通報装置２４や管理者の携帯通信端末３０と通信する通信部４１、各マンホール装置１０の通報装置２４から送信された状態信号を解析して各マンホール装置１０が正常に稼働しているか否かを診断する診断部４４、診断部４４による解析結果を運転履歴情報として格納するデータベースＤＢ、データベースＤＢとの間でデータをやり取りするデータ処理部４２などを備えている。

例えば、各ポンプＰＡ，ＰＢの運転時間に基づいて送水量を算出して管理し、故障信号に基づいて異常の発生状態を監視する。

管理者は携帯通信端末３０を用いて監視装置４０にアクセスすることにより、注目するマンホール装置１０の稼働状態を確認することができる。万一異常状態になると監視装置４０から送信される警報メール等の緊急通報に基づいて、速やかに必要なメンテナンスのため対策を打てるようになる。

［信号中継装置の構成］
信号中継装置２２は、制御装置２１から出力される種類の異なる複数の状態信号を入力する複数の入力端子と、各入力端子から入力された各状態信号を一つの状態信号に複合化処理する信号処理回路２３と、信号処理回路２３で複合化処理された一つの出力信号を通報装置２４に出力する出力端子とを備えている。

複数の状態信号として、各水中ポンプＰＡ，ＰＢのオン状態またはオフ状態を示す運転状態信号、各水中ポンプＰＡ，ＰＢの故障を示す異常状態信号、異常高水位を示す異常状態信号、停電状態を示す異常状態信号等が含まれる。本実施形態では状態信号は何れも正論理の信号で、運転状態信号はポンプがオンのときに「１」、オフのときに「０」、異常状態信号は異常時に「１」、正常時に「０」となる。なお、状態信号が負論理で構成される場合には、其々論理が成立するように公知の論理回路を組み合わせて構成することができる。

予め複合化処理のための信号処理回路２３を信号中継装置２２に構築しておけば、その後の通信規格の更新に通報装置をカスタマイズする手間が大きく低減される。

［信号中継装置の第１の態様］
図３には、第１の態様の信号中継装置２２の回路図が示されている。制御装置２１から信号中継装置２２に停電信号、異常高水位信号、ポンプＰＡ故障信号、ポンプＰＢ故障信号、ポンプＰＡ運転信号、ポンプＰＢ運転信号など、種類の異なる複数の状態信号が入力され、信号中継装置２２から通報装置２４に１種類の出力信号が出力される。

信号処理回路２３は、複数の入力端子と１本の出力端子を備えたＯＲ回路５０を備えている。ＯＲ回路５０の各入力端子に各異常状態信号または各異常状態信号から生成される故障信号と、ポンプ運転信号またはポンプ運転信号から生成される計量パルス信号が入力されている。

少なくとも何れかの入力信号がオン（ハイレベルの論理信号で「１」）になるとＯＲ回路５０の出力信号がオンになり、全ての入力信号がオフ（ローレベルの論理信号で「０」）になるとＯＲ回路５０の出力信号がオフになる。

ＯＲ回路５０の出力信号が単にオン状態とオフ状態に切り替わる場合には、監視装置４０でどのような種類の入力信号であるかが判別できず、ポンプの運転時間も把握できないない。そこで、運転状態信号の累積オン時間が所定時間に達する度に所定のパルス幅の計量パルス信号を出力する計量パルス発生回路５１を備えている。

計量パルス発生回路５１は、ＸＯＲ回路、積算器、パルス発生器の第１パルス発生回路と、ＡＮＤ回路、積算器、パルス発生器の第２パルス発生回路を備えている。ポンプＰＡ運転信号とポンプＰＢ運転信号がＸＯＲ回路とＡＮＤ回路の其々に入力され、ＸＯＲ回路とＡＮＤ回路の出力信号が積算器に入力されて、積算器でポンプのオン時間が計時される。所定のオン時間が計時されると積算器からパルス発生器にトリガー信号が出力され、各パルス発生器から所定パルス幅Ｔのシングルパルスが出力される。

ＸＯＲ回路の出力信号はポンプＰＡ，ＰＢの何れか一方の運転信号がオン状態である場合にのみオン状態となり、後段の積算器でオン状態の継続時間が積算される。本実施形態では累積オン時間が第１の所定時間ｔに達する度に後段のパルス発生器にトリガー信号が出力され、パルス発生器から所定パルス幅Ｔのシングルパルスが出力される。

ＡＮＤ回路の出力信号はポンプＰＡ，ＰＢの双方の運転信号がオン状態である場合、つまり２台のポンプが同時に運転されている場合にのみオン状態となり、後段の積算器でオン状態の継続時間が積算される。累積オン時間が第２の所定時間ｔ／２に達する度に後段のパルス発生器にトリガー信号が出力され、パルス発生器から所定パルス幅Ｔの計量パルス信号（シングルパルス）が出力される。

第１の系列では１台のポンプの運転時間が積算され、第２の系列では２台のポンプの運転時間が積算されるため、第１の系列の積算器による積算時間（第１の所定時間ｔ）の半分が第２の系列の積算器による積算時間（第２の所定時間ｔ／２）に設定されている。

監視装置４０は、パルス幅Ｔのシングルパルスを検出する度にパルス数を加算することで、ポンプＰＡ，ＰＢの累積運転時間を把握することができ、例えばパルス数に積算時間ｔと単位時間当たりのポンプの送水量を乗じることで、積算送水量を算出することができる。

信号処理回路２３は、さらに各異常状態信号が発生すると其々異なるパルス幅の異常識別パルス信号を生成する異常パルス発生回路５２を備え、異常パルス発生回路５２の出力信号をＯＲ回路５０に入力するように構成されている。

異常パルス発生回路５２は、監視装置４０が計量パルス信号を適切に識別できるように、少なくとも計量パルス信号のパルス幅Ｔとは異なる値のパルス幅に設定された異常識別パルス信号を生成するように、其々異なるパルス幅のパルス信号を生成するパルス発生回路とＡＮＤ回路を備えている。

異常状態信号がパルス発生回路とＡＮＤ回路の其々に入力され、パルス発生回路の出力信号がＡＮＤ回路に入力されている。異常状態信号がオンするとそのタイミングでパルス発生回路から所定パルス幅の繰り返しパルス信号が出力され、異常状態信号がオフするとパルス発生回路はオフする。従って、異常状態信号が継続してオン状態にあるときにのみＡＮＤ回路から所定パルス幅の繰り返しパルス信号が出力される。

本実施形態では、異常状態信号の其々が識別できるように、例えば重要度が高いほど異常識別パルス信号のパルス幅が長く設定されている。即ち、重要度が最も高い異常高水位はパルス幅が１８Ｔ、デューティ比５０％のパルス信号に設定され、次に重要度が高い停電はパルス幅が９Ｔ、デューティ比５０％のパルス信号に設定され、最後にポンプ故障はパルス幅が３Ｔ、デューティ比５０％のパルス信号に設定されている。

上述した計量パルス信号と異常識別パルス信号の其々がＯＲ回路５０に入力され、それらの論理和となる信号がＯＲ回路５０から出力される。なお、故障から復帰すると各異常状態信号はオフされ、異常パルス発生回路５２からの出力信号はオフされる。

図４には、計量パルス発生回路５１から出力される計量パルス信号と異常パルス発生回路５２から出力される異常識別パルス信号が示されている。監視装置４０は、通報装置２４を介して受信したパルス信号の立ち上がりからのタイマ２．５Ｔ，８，５Ｔ，１７．５Ｔのカウント時にパルスのオン状態が維持されているか否かにより、信号の種類を特定することができるようになる。

なお、何らかの異常が発生して異常パルス発生回路５２から出力される異常識別パルス信号に計量パルス信号が重畳している場合には、計量パルス信号は検出されない。同様に重要度が高い異常に対する異常識別パルス信号に重要度が低い異常に対する異常識別パルス信号が重畳している場合には、重要度が低い異常に対する異常識別パルス信号は検出されない。

なお、通報装置２４から監視装置４０に送信される信号は、図４に示すような連続的なパルス信号ではなくデジタル変調された信号であり、監視装置４０側の通信部４１でデジタル復調されることは言うまでもない。

図５には、監視装置４０に備えた診断部４４で実行される信号解析処理の手順が示されている。診断部４４は通報装置２４から送信されたパルス信号の立ち上がりを検知すると（ＳＡ１）、監視タイマを起動させてパルス幅を計測する（ＳＡ２）。監視タイマが動作中であれば、ステップＳＡ１に戻る（ＳＡ３）。

パルス信号が立ち上がった後はパルス信号の立ち下がりを待って（ＳＡ１３，Ｎ）、立ち下がりを検出すると監視タイマを停止する（ＳＡ１４）。

監視タイマ値を読み出して（ＳＡ４）、２．５Ｔ経過していなければ（ＳＡ５、Ｎ）、計量パルスが入力されたと判定して、送水量を算出して（ＳＡ９）、データ処理部４２を介して結果を記憶部ＤＢに記憶する（ＳＡ１２）。少なくともステップＳＡ９では、直前に異常判定していた場合には、故障が解消されたと判断して正常判定する。

監視タイマ値が２．５Ｔ経過している場合には（ＳＡ５、Ｙ）、監視タイマ値が８．５Ｔ経過しているか否か判定し（ＳＡ６）、監視タイマ値が８．５Ｔ経過していなければ、ポンプ故障と判断して（ＳＡ１０）、データ処理部４２を介して結果を記憶部ＤＢに記憶する（ＳＡ１２）。

監視タイマ値が８．５Ｔ経過している場合には（ＳＡ６、Ｙ）、監視タイマ値が１７．５Ｔ経過しているか否か判定し（ＳＡ７）、監視タイマ値が１７．５Ｔ経過していなければ、停電発生と判断して（ＳＡ１１）、データ処理部４２を介して結果を記憶部ＤＢに記憶する（ＳＡ１２）。

監視タイマ値が１７．５Ｔ経過している場合には（ＳＡ７、Ｙ）、異常高水位と判定して、データ処理部４２を介して結果を記憶部ＤＢに記憶する（ＳＡ１２）。

［信号中継装置の第２の態様］
図６には、第２の態様の信号中継装置２２の回路図が示されている。第１の態様と異なる点は、異常パルス発生回路５２を設ける代わりに、複数の異常状態信号を入力するＯＲ回路を備えている。異常状態信号を識別できないのであるが、少なくとも異常状態の発生の有無と正常状態で計量パルスを検出することができる。なお、当該ＯＲ回路を後段のＯＲ回路５０に統合して一つの多入力１出力のＯＲ回路で構成することも可能である。

図７には、第１の態様と同一構成の計量パルス発生回路５１の動作が示されている。ポンプＰＡ，ＰＢの運転状態信号から把握できるように、初期にポンプＰＡとポンプＰＢとが交互運転された状態から、同時運転される状態に移行している。

ＸＯＲ回路からは、交互運転時に対応するパルス信号が出力され、そのパルス信号に基づいて積算器で時間が積算され、累積オン時間が第１の所定時間ｔに達する度にパルス発生器から所定パルス幅Ｔのシングルパルスが出力される。ＡＮＤ回路からは、同時運転時に対応するパルス信号が出力され、そのパルス信号に基づいて積算器で時間が積算され、累積オン時間が第１の所定時間ｔの半分の所定時間ｔ／２に達する度にパルス発生器から所定パルス幅Ｔのシングルパルスが出力される。従って、交互運転と同時運転の双方で送水量を正確に算出することができる。

［信号中継装置の第３の態様］
図８には、第３の態様の信号中継装置２２の回路図が示されている。第１の態様の異常パルス発生回路５２を設ける代わりに、複数の異常状態信号を入力するＯＲ回路を備えている点で第２の態様と同一構成である。

信号処理回路２３は、各ポンプＰＡ，ＰＢに対応して運転状態信号の累積オン時間が所定時間に達する度に所定のパルス幅Ｔの計量パルス信号を出力する一対の計量パルス発生回路５１を備えている。しかし、計量パルス信号が時間的に重複すると、信号処理回路２３で複合化処理された一つの出力信号に含まれるパルス信号が、適切に計量パルス信号であると判断できない場合や、何れか一方にみの計量パルス信号が出力されたと判断することになるため、例えば通報装置を介して受信した外部の監視装置側で正確な送水量を算出することができなくなる。

そこで、計量パルス発生回路５１は、各ポンプＰＡ，ＰＢの計量パルス信号が重複すると、何れか一方の計量パルス信号を遅延させて、重複しないタイミングで出力する遅延処理回路５４を備えている。

詳述すると、遅延処理回路５４は、計量パルス発生回路５１から出力されたポンプＰＡ，ＰＢの計量パルス信号を入力する第１ＡＮＤ回路と、第１ＡＮＤ回路の立ち上がりで所定の遅延時間だけオフする第１タイマ回路と、第２タイマ回路を備えている。

第１タイマ回路がカウントアップすると、第２タイマ回路によってパルス幅Ｔの計量パルス信号をダミー信号として出力する。

図９には、信号処理回路２３に備えた遅延処理回路５４の動作が示されている。ポンプＰＡの計量パルス信号とポンプＰＢの計量パルス信号が重複すると（図９中、ハッチングで示している。）、第１タイマ回路からパルス幅Ｔより長い幅の負論理の遅延パルスが出力され、ポンプＰＢの計量パルス信号がマスクされる。遅延パルスが立ち上がると第２タイマ回路が作動してパルス幅Ｔの計量パルス信号に対するダミー信号が出力される。

［信号中継装置の第４の態様］
図１０には、第４の態様として、ポンプＰａ，Ｐｂが単独交互運転を行なう場合の信号中継装置２２の回路図が示されている。第１の態様の異常パルス発生回路５２を設ける代わりに、複数の異常状態信号を入力するＯＲ回路を備えている点で第２及び第３の態様と同一構成である。

この例では、ポンプＰａ，Ｐｂが同時に運転されることがないため、１系統の計量パルス発生回路５１で構成することができる。即ち、ポンプＰＡ，ＰＢの運転状態信号が第１ＯＲ回路に入力され、第１ＯＲ回路の出力信号に基づいて累積オン時間を計数する積算器と、累積オン時間が所定時間ｔに達すると所定のパルス幅Ｔのパルス信号を出力するパルス発生器を備えた計量パルス発生回路５１が構成されている。

図１１に示すように、計量パルス発生回路５１の出力信号Ｓ１と複数の異常状態信号が入力されるＯＲ回路の出力信号Ｓ２とがＯＲ回路５０に入力され、一つに出力信号Ｓ３に複合化された信号が通報装置に出力される。

第２から第４の態様では、第１の態様で示した異常パルス発生回路５２を設ける代わりに、複数の異常状態信号を入力するＯＲ回路を備えているため以上の種類を特定できないのであるが、一括故障として検知することで回路は簡易になる。なお、各異常状態信号は制御装置２１により異常と判定された状態で常時オンされるが、正常に復帰すると自動的にオフされる。

例えば、制御装置２１が停電検知すると停電異常状態信号がオンされ、停電が解消すると停電異常状態信号はオフされる。なお、停電時に制御装置２１を含めて信号中継装置２２及び通報装置２４が機能するように、制御装置２１にはバッテリが設置されている。

［信号中継装置の第５の態様］
図１２には、第５の態様の信号中継装置２２の回路図が示されている。
この例では、信号処理回路２３と通報装置２４を其々一対備え、各信号処理装置２４に複数の状態信号を入力するように構成されている。信号処理回路２３は上述した第１から第４の何れの態様の信号処理回路２３を採用してもよい。

通報装置２４を介して受信した外部の監視装置４０側で、信号処理回路２３と通報装置２４の双方の異常を適切に検出することができる。例えば、一方の通報装置２４からの送信が検出できない場合には、当該一方の通信装置２４が故障しており、双方の通信装置２４からの送信が検出できない場合には停電やバッテリの放電異常等が発生していると検出でき、双方からの送信が検出され、送信された状態信号が異なる場合には何れかの信号処理回路２３が故障していると検出できるようになる。

上述した第１から第４の態様の信号処理回路２３の具体的構成を組み合わせることも可能である。例えば、第１の態様の信号処理回路２３の異常パルス発生回路５２を第２から第４の態様の信号処理回路２３に組み込んでもよい。

上述した実施形態では、マンホール装置にポンプが２台設置された例を説明したが、マンホール装置にポンプが１台設置された態様にも本発明を適用することができる。この場合、１台のポンプに対する運転状態信号の累積オン時間を計時する積算器と、積算器による積算値が所定時間に達する度に所定のパルス幅の計量パルス信号を出力するパルス発生器を備えた計量パルス発生回路を構成すればよい。

上述した実施形態は何れも本発明の一例であり、該記載により本発明の技術的範囲が限定されるものではなく、本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１０：マンホールポンプ設備
ＰＡ，ＰＢ：ポンプ
１８，１９：水位計
２１：制御装置
２２：信号集計装置
２３：信号処理回路（信号集計装置）
２４：通報装置
３０：携帯端末
４０：監視装置

Claims

少なくとも１台の水中ポンプと、各水中ポンプを制御する制御装置と、前記制御装置から出力される種類が異なる複数の状態信号を中継して通報装置に出力するマンホール装置の信号中継装置であって、
各状態信号を入力する複数の入力端子と、各入力端子から入力された各状態信号を一つの状態信号に複合化処理する信号処理回路と、前記信号処理回路で複合化処理された一つの出力信号を前記通報装置に出力する出力端子とを備え、
前記状態信号は、前記マンホール装置の異常を示す少なくとも１種類の異常状態信号と、各水中ポンプのオン状態またはオフ状態を示す運転状態信号を含み、
前記信号処理回路は、前記運転状態信号の累積オン時間が所定時間に達する度に所定のパルス幅の計量パルス信号を出力する計量パルス発生回路と、前記計量パルス発生回路の出力信号と前記異常状態信号を入力するＯＲ回路と、を含み、前記ＯＲ回路の出力信号を前記出力端子から出力するように構成されているマンホール装置の信号中継装置。
前記水中ポンプは少なくとも２台備えており、前記計量パルス発生回路は、各水中ポンプの計量パルス信号が重複すると、何れか一方の計量パルス信号を遅延させて、重複しないタイミングで出力する遅延処理回路を備えている請求項１記載のマンホール装置の信号中継装置。
前記水中ポンプは少なくとも２台備えており、前記計量パルス発生回路は、各水中ポンプの運転状態信号を入力するＯＲ回路と、前記ＯＲ回路からの出力信号の累積オン時間が所定時間に達すると所定のパルス幅のパルス信号を出力するように構成されている請求項１記載のマンホール装置の信号中継装置。
前記計量パルス発生回路は、２台の水中ポンプの運転状態信号の双方を入力するＸＯＲ回路と、前記ＸＯＲ回路からの出力信号の累積オン時間が第１の所定時間に達する度に前記所定のパルス幅の計量パルス信号を出力する第１パルス発生回路と、２台の水中ポンプの運転状態信号の双方を入力するＡＮＤ回路と、前記ＡＮＤ回路からの出力信号の累積オン時間が第１の所定時間の１／２時間に達する度に前記所定のパルス幅の計量パルス信号を出力する第２パルス発生回路と、を含む請求項１記載のマンホール装置の信号中継装置。
前記状態信号は、前記マンホール装置の異常を示す複数種類の異常状態信号を含み、
前記信号処理回路は、各異常状態信号が発生すると其々異なるパルス幅の異常識別パルス信号を生成する異常パルス発生回路を含み、前記異常パルス発生回路の出力信号を前記ＯＲ回路に入力するように構成されている請求項１から４の何れかに記載のマンホール装置の信号中継装置。
前記異常パルス発生回路は、複数種類の異常状態信号のうち、重要度が高いほど異常識別パルス信号のパルス幅を長く設定する請求項５記載のマンホール装置の信号中継装置。
前記信号処理回路と前記通報装置を其々一対備え、各信号処理回路に前記複数の状態信号を入力するように構成されている請求項１から６の何れかに記載のマンホール装置の信号中継装置。