JPH0264295A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は液体又は気体を扱うポンプ装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

需要水量の変動に応じて、ポンプの運転速度を変え、圧
カ一定制御を行い、省エネルギを図ることが提案されて
いる。

このような制御に於いては特開昭５Ｇ−１１０５８９号
公報に示しであるように制御目標圧力基準値の他に、通
常ポンプの始動指令を出す為の始動圧力基準値や、ポン
プの停止指令を出す為の停止圧力基−５１１ｍ等を設定
する。またポンプの始動条件を決めるための、他のポン
プの最高速度、ポンプの停止条件を決めるための、他の
ポンプの最低速度等を基／Ｊ値として設定することが多
い。

このような基準値の設定は、ボリュームやディジタルス
イッチを用いて設定するが、従来はこれ等の設定を行う
のに、設定する基準値の数と同じ数のボリュームやディ
ジタルスイッチを設け、夫々の基準値を一対一に対応す
るボリュームやディジタルスイッチで設定していた。そ
のためボリュームやディジタルスイッチの数が多くなり
、操作盤が大きくなる欠点があった。またボリュームや
ディジタルスイッチの数が多くなる結果設定誤りを起こ
しやすい欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点に鑑み成されたものであって、そ
の目的とするところは必要とする基準値の設定の容易な
ポンプ装置を提供することにある。

本発明の池の目的は設定誤りを起こすおそれの少ないポ
ンプ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

いよ例えば始動圧力基４１１ＩＩと停止圧力基準値との
関係について考えてみると、始動圧力基準値は、停止圧
力基準値よりも一定値だけ低く設定すれば良い。

そこで本発明では、圧力設定手段で設定した圧力設定値
に対して一定の差を有する基準値と、ポンプの吐出側の
圧力の実際値とを比較しながら、基４ｆｈｉに対して実
際値が所定の関係になるようにポンプを制御するＨｌに
於いて、設定値を設定する設定手段と、この設定手段で
設定した設定値に対して一定の差分を加算して基準値を
求める演算手段とを設ける。

〔発明の実施例〕

図は本発明の実施例を示しており、２台のポンプを可変
速ポンプと定速ポンプに切り換えて運転する場合の例で
ある。以下この実施例について説明する。

すなわちｌは受水槽、２．３は吸入管、４．５及び６．
７は仕切弁、８．９はポンプ、ｌＯはポンプ８を駆動す
るモータてあり、１１はポンプ９を駆動するモータであ
る。モータ１０と１１とは接点１２ａ−１２ｄによって
選択的に商用電源（つまり電源端子Ｒ，Ｓ、Ｔ）または
可変周波出力インバータ１３の出力側に接続されるよう
に構成しである。モータ１Ｏ１１１が商用電源で直接付
勢されるときは、そのモータに依って駆動されるポンプ
は定速ポンプとなり、インバータ１３の出力で付勢され
るときは、そのモータに依って駆動されるポンプは可変
速ポンプとなる。

この実施例では可変速ポンプだけが運転状態になること
はあるが定速ポンプだけが運、転状態になることはない
。どちらのポンプを可変速ポンプとするかは、両ポンプ
８．９が停止状態になったときに切り変えるようになっ
ている。１４．１５は逆止め弁、１６は給水管、１７は
給水管１６内の圧力を検出し、圧力に応じたディジタル
電気信号を出力する圧力検出手段としての圧力検出器で
ある。

１８は給水管ｌＯ内に連通する圧力タンク、１９は給水
管１６内の流量を検出する流量検出手段である。

第２図は給水管１Ｇを通って流れる水量Ｑと、これに対
する給水管内の圧力Ｈとの量系を示している。つまりＨ
ｓはこの給液系統の制御目標圧力設定値、Ｈｌは定速ポ
ンプ始動圧力基準値、Ｈｌは定速ポンプ停止圧力基準値
、Ｈｓは可変速ポンプ始動圧力基準値である。この定速
ポンプ始動圧力基準値Ｈ１は制御目標圧力基準値よりも
低く設定してるり、可変速ポンプが特性曲線１９で示す
ように最高速度基準値Ｎｍａｘで運転しているときに、
なおかつ圧力検出器１７の出力がＨｌ　まで低下したと
きに可変速ポンプに加えて定速ポンプも始動させる始動
信号を作るのに用いる。

２０は可変速ポンプを最高速度基準値Ｎ　ｍ　ａ　ｘて
運転し、且つ定速ポンプも運転しているときの合成特性
曲線である。

定速ポンプ停正圧力基準値Ｈ２は制御目標圧力設定ＩＵ
Ｈｓよりも高く設定してあり、可変速ポンプが特性曲線
２１て示すように最高速度基準値Ｎｍ　ｉ　ｎで運転し
ているときに、なおかつ圧力検出器１７の出力がＨｌよ
り高くなったときに定速ポンプの運転を浮止させる滲出
信号を作、るのに用いろ。

可変速ポンプ始動圧力基準（ｆｉＨ３は定速ポンプ停止
圧力設定１［Ｈｌよりも高く設定し・てあり、可変速ポ
ンプを始動させる始動信号を作るのに用いる。なお可変
速ポンプは定速ポンプと並列運転しているときには需要
水量に応じて最低速度Ｎｍ１ｎから最高速度Ｎｍａｘの
範囲で速度制御されるが、可変速ポンプが単独で運転さ
れているときには単独運転時停止回転数基準値Ｎｏｆｆ
と最高速度Ｎｍａｘの範囲でのみ運転される。単独運転
時停止回転数基準値Ｎｏｆｆで可変速ポンプが回転して
いるときの特性曲線は２２に示す通りであり、この曲線
の締切圧力ｈ４はＨｓよりも高くなるように選択しであ
る。

ざて２４（第３図参照）は制御目標圧力設定値Ｈｓを設
定する為の第１設定手段であり、２５は最低速度基ｉｍ
ｌａＮｍｉｎを設定する為の第２設定手段である。これ
等第１、第２設定手段２４．２５はディジタルスイッチ
で構成してあり、これの出力は演算手段の役目も備えた
マイクロコンピュータ２Ｇのｉ　／　ｏユニウド２７に
取り込まれるようになっている。マイクロコンピュータ
２６はあらかじめリード、オンリー、メモリー（以下Ｒ
ＯＭと称す）２日に書き込んである指令に基いて中央演
算処理装置（以下ＣＰ、　Ｕと称す）２９て次の演算を
行うように構成しである。

Ｈｌ　＝Ｈ８−ｈ、　　　　　　・・・・・・・・・（
１）Ｈ２＝Ｈ８＋ｈ２　　　　　　・・・・・・・・・
（２）Ｈｓ　＝　Ｈｓ　＋　ｂ、　　　　　　　＋＋＋
＋ｍ　（３）Ｎｍａｘ＝Ｎｍｉｎ＋ｎ　ａ　　　　　−
（４）Ｎｏｆｆ＝　Ｎｍ１ｎ＋　ｎ　ｂ　　　　　＝　
（５）但しｈｌ、ｂ、、ｈ３、ｈａ、ｎｂは定数で１１
２＜ｈ３　ｎｂ＜ｎａである。

これ等の基準１１Ｈｓ　　、Ｈｌ　、Ｈ２、Ｈｓ、Ｎｍ
ｉ　ｎ、Ｎｍａｘ％Ｎｏ　ｆ　ｆはランダム、アクセス
、メモリー（以下ＲＡＭと称す）３０に書き込まれるよ
うになっている。

圧力検出器１７、流ｆＩｋ検出器１９の出力もマイクロ
コンピュータ２６内のｉ　／　ｏユニット２７に取り込
まれろようになっている。

マイクロコンピュータ２Ｇの出力はｉ　／　ｏユニット
２７からインバータ１３へ送られ、これの周波数と電圧
とをその比がほぼ一定になるように制御する。

またマイクロコンピュータ２７の出力は接点１２ａ〜１
２ｅを制御する。なおＴＨＩ　、　ＴＨ２Ｆｉサーマル
リレーであり、ＭＣＢは回路遮断器である。

次に以上のように構成したものの動作について説明する
。

第４図は基準値を作るためのフロー図であるブロック４
０はスタートである。ブロック４１では夫々第１、第２
設定手段２４．２５により制御目標圧力基準値ＨＯと最
低速度基準値Ｎｍ１ｎＯ値を設定する。ブロック４２て
はＲＡＭ３０の所定の番地にＨｓとＮｍ１ｎＯ値が書き
込まれる。ブロック−１３では、ＣＰＵ２９がＲＯＭ２
８の中にあらかしめ書き込んであった上記（１）〜（５
）式に、ＲＡＭ３０に書き込んだＨｓ、Ｎｍ１ｎの値を
代入し、夫々Ｈ１〜Ｈ３、Ｎｍａ−ｖ、Ｎｏ　ｆｆの演
算を行う。ブロック４４では、ブロック４３て求めた各
基準値をＲＡＭ３０の中へ書き込む。

ブロック４５は基準値作成の終了を示す。

第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）はこの給水系統の運転状況を
示している。すなわちブロック５０はスタートエ捏であ
る。ブロック５１てはＣＰＵ２９が１７０ユニツト２７
を通して圧力検出器】７の出力Ｈを読み、これをＲＡＭ
３０の所定の番地に書き込む。ブロック５２てはＣＰＵ
２９はＨとＨｓとを比較しブロック内の条件が成立して
いないときにはブロック５１へ戻る。条件が成立してい
る場合は給水管１６内の圧力はＨｓに等しいか、これよ
りも低いことを表しているからブロック５３へ進み、例
えば接点１２ｂと１２ｅを閉じてモータｌＯをインバー
タ１３の出力て付勢する。接点１２ｂ、１２ｅを閉じる
指令、インバータ１３の周ｉｆｆ　ｒＪ１指令はマイク
ロコンピュータ２Ｇが出す。

ブロック５４ては再び圧力検出器１７の圧力Ｈを読む。

ブロック５５てはブロック５４で読んだ圧力検出器１７
の出力ＨとＨｓとを比較し、その結果Ｈ＝Ｈｓならばブ
ロック５Ｇへ進みインバータ１３が出力していた周波数
をそのまま持続する。そしてブロック５４に戻る。

ブロック５５ての比較の結果Ｈ＜Ｈｓならばブロック５
７へ進みマイクロコンピュータ２６からインバータ１３
に与えている周波数指令値ｆを読み取る。ブロック５８
では周波数指令ｆの値をもとにポンプ８の回転数Ｎを（
６）式に依って求める。

但しＰはモータ１０の極数である。

（６）式の演算もマイクロコンピュータ２６で行う、な
おモータが誘導電動機である場合には実際の速度は（６
）式で求めたものより若干小さいが差はわずかなので無
視てきる。

次には第５図（ｂ）のフロー二二移行しブロック５９で
示す比較を行う、もしブロック５９内で示した条件が成
立するならばマイクロコンピュータ２Ｇはブロック６０
に示すように周波数指令ｆを若干上げる。ブロック６０
のあとはブロック５４へ戻る。ブロック５９に示した条
件が成立しないときは、ブロック６１へ移行する。

ブロック６１て示した条件が成立したときはブロック５
９との関係から、もはや可変速ポンプだけでは充分な圧
力を保持てきないことを示しているからマイクロコンピ
ュータ２Ｇは接点１２ｄを閉じる信号を出し、モータ１
１も始動する。このモータ１１は定速て回転する。ブロ
ック６２はこの状態を示している。なおブロック６２て
定速ポンプが始動する結果ブロック６２の前後では周波
数指令は大きく変わっている。ブロック６３ては、また
圧力検出器１７の出力Ｈを読み込む。そしてこの読み込
んだ値とＨｓの値とを比較し、ブロック６４に書いであ
る条件が成立するときにはブロック６５へ進む、ブロッ
ク６５では、インバータ１３が周波数指令をそのまま接
続させる。ブロック６５０次はブロック６３へつながる
。さてブロック６１の条件が成立しないときにはブロッ
ク６Ｇへ移行し、インバータ１３から出している周波数
指令を若干下げる。ブロック６６はブロック５４に連が
る。

ブロック６４の中の条件が成立せずＨ＞）Ｉｓであると
きは、ブロック６７へ移行する。もしブロック６７の中
の条件が成立するときにはブロック６８に示したように
マイクロコンピュータ２Ｇは接点１２ｄを開く指令を出
し、その結果定速で運転されていたポンプ９は停止する
。ブロックＧ　８　！、ｔブロック５４に連がる。

ブロック６７の中の条件が成立しないときはブロック６
９へ移行する。ここでは周波に’ｉ　ｆを下げる指令が
出される。ブロック６９の次はブロック６３に連がる。

ブロック６４の中の条件が成立せずＨ＜Ｈｓであるとき
にはマイクロコンピュータ２６はブロック７０．７１に
示すようにブロック５７．５日で示したものと同じ動作
をする。

ブロック７１の次のブロック７２に運がる。ブロック７
２内の条件が成立するときにはブロック７３へ移行し、
マイクロコンピュータ２６はインバータ１３へ与えろ周
波数指令を上げる。ブロック７３０次はブロック６３へ
運がる。

ブロック７２に示した条件が成立しないときは最低速度
基準値Ｎｍ１ｎの設定が不適当であるか、この給水系統
では十分な水量をまかないきれないことを意味している
。

さてブロック５５内の条１キが成立せずＨ＞Ｈｓである
ときは、ブロック７４．７５へ移行し、ここてはブロッ
ク５７．５８で示したものと全く同（子の処理を行なう
。ブロック５日の次は第５（Ｃ）に示すようにブロック
７６へ移行する。ブロック７Ｇ内の条件が成立するとき
はブロック７７へ移行し周波数指令を若干下げる。ブロ
ック７７の次はブロック５４へ連なる。ブロック７６内
の条件が成立しないときはブロック７８へ移行しマイク
ロコンピュータ２Ｇはスイッチ１２ｂ、１２ｅを開く指
令を出す。その結果速度を変えて運転していたポンプ８
は停止する。

ブロック７８の次にはブロック７９へ移行し次に始動す
るときには接点！２ｅと１２ｃをまず閉じて今度はポン
プ９を可変速ポンプとして運転させるための準備を行う
。

ブロック９０は終了である。

第６図は最低速度基準値Ｎｍ１ｎを自動的に設定すると
きのフローを示している。

まず１０ツク９０はスタートである。ブロック９１では
マイクロコンピュータ２６がこれの出している周波数指
令ｆ１ｉ：読み込む、ブロック９２ではｆの１直を（６
）式に代入しその結果がＮｍ１ｎと等しければブロック
９３へ移行し等しくないときはブロック９１へ戻る。

ブロック９３では流量検出器１９の出力を検出し、ブロ
ック９４では流量が零か否かを判断する。

もし流量が零ならばブロック９５へ進み零でない場合は
ブロック９３へ戻る。ブロック９５では圧力検出器１７
の出力を読み込み、ブロック９６ではその値ＨがＨｓと
等しいか否かを判断する。　Ｈ＝Ｈｓならば最低速度基
準値の設定は正しいことを意味している。従って補正は
必要ない。従ってブロック９７へ移行し終了する。

もしＨ＝Ｈｓの条件が成立しないときは、マイクロコン
ピュータ２６はＨ＞ＨｓのときはＮｍ１ｎＯ値をわづか
づつ小さくＬ／Ｈ＜Ｈ８のときはＮｍ　ｉ　ｎの値をわ
づかづつ大きくする。この動作をＨ＝Ｈｓになるまで繰
り返す。そしてその都度マイクロコンピュータ２Ｇが出
力しているＮｍ１ｎの値をＲＡ　Ｍ　３０の中へ書き込
む。

これに依って基準値Ｎｍ１ｎの補正が自動的に行われる
。つまりこのときはマイクロコンピュータ２Ｇは調整手
段として動作し第１設定手段２４は希望圧力信号出力手
段として働く。

以上図に示した実施例について説明したが、本発明はこ
の実施例に限定されるものでなく種々の変更が可能であ
る０例えば以上の実施例では２台のポンプのうちの一台
を定速運転、他の一台を変速運転する場合について説明
したが、両ポンプとも定速運転し、始動停止だけ行うよ
うにしても良いし、両ポンプを変速運転するようにして
も良い。

またポンプの台数は一台だけであっても良い。

また変速運転を行うため電源とモータとの間に可変周波
数インバータを用いた場合について説明したが、これは
サイクロコンバータでもよくまた渦電流接手付電動機、
電動機を一次電圧制調を行うことに依フて変速運転する
ことも可能である。

また更に上記実施例では流量検出器を設けた場合につい
て説明したが流量が零であることを人の目でたしかめて
設定値をあとは自動的に補正するようにすることも可能
であり、このような場合には流量検出器は不要である。

また設定値の自動補正にあたっては、希望圧力出力手段
の出力をＮｓとし、且つポンプが最低速度で締切り運転
されているときの実際圧力がＮｓと等しくなるように補
正する場合について説明したが、ポンプの速度と流量と
が一定の条件になったときの給水管内の圧力が希望圧力
出力手段で設定した圧力と等し、くなるように自動補正
をかければ良い。

またポンプに速度検出器を設ければ（６）式に示し・た
演算を行うことなく直接ポンプの速度を検出てきる。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上の説明から明らかなように設定値に
対して一定の差を有する基準値を加算演算に依って求め
る演算手段を設けたので、設定が容易に行なえる、従っ
て設定誤りを起こす心配も少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ポンプシステムの一実施例を示す系統図
、第２図は本発明ポンプシステムの流量対圧力特性曲線
の一例を示す図、第３図は本発明ポンプシステムの実施
例を示す回路図、第４図、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）及
び第６図は第３図に示したシステムの動作を説明するの
に用いるフローチャートである。 Ｈｓ、Ｈｌ　、Ｈ２、Ｈ３は圧力基準値、Ｎｍｉ　ｎ、
Ｎｏｆｆ、Ｎｍａｘは回転数基準値、】７は圧力検出手
段、２４は希望圧力信号出力手段の働きを有する圧力設
定手段、２５は回転速度設定手段、２６は演算手段並び
に調整手段の機能を有するマイクロコンピュータである
。 コ面の浄書（内容に亥更なし） 一−ダ 序 図 第 図（α） ２フ 図 （Ｃノ ネ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧力設定手段で設定した圧力設定値に対して一定の
   差を有する基準値と、ポンプの吐出側の圧力の実際値と
   を比較しながら、前記基準値に対して前記実際値が所定
   の関係になるように前記ポンプを制御する装置に於いて
   、前記設定値を設定する設定手段と、この設定手段で設
   定した設定値に対して前記一定の差分を加算して前記基
   準値を求める演算手段とから成るポンプ装置。