JPH04194385A - 故障診断装置を備えた給水装置の故障診断方法 - Google Patents

故障診断装置を備えた給水装置の故障診断方法

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JPH04194385A
JPH04194385A JP32294290A JP32294290A JPH04194385A JP H04194385 A JPH04194385 A JP H04194385A JP 32294290 A JP32294290 A JP 32294290A JP 32294290 A JP32294290 A JP 32294290A JP H04194385 A JPH04194385 A JP H04194385A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は給液装置ならびに、これを構成する要素部品の
故障及び劣化診断装置に間する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特開昭58−210387号公報に記載
のように、ポンプ自動点検Wl!−においてポンプの吐
出し側に圧力検出手段を備えて、テスト作動させポンプ
作動時の圧力が、所定時間後に圧力低下があるか否かを
診断し、エアロツクであることを示す圧力低下値よりも
大きい値の圧力低下があった場合に信号く例えば吐出圧
力低下なと)を発するようになっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来技術は特に消化ポンプ装置の自動点検装置に間
する元のて、ポンプの廻りのセンサー類破損、圧力タン
ク破損、ポンプ摩耗、弁の漏れを検出あるいは故障診断
することの概念が示されていない。
本発明はセンサを介して、直接又は間接的に次に示す給
液装置及びこれを構成する要素部品の摩耗・劣化状態を
検出するとともに故障診断することを目的とする。
(1)ある特異な運転範囲での圧力及び電流劣化を時系
列に追跡して、ポンプの摩耗及び劣化状態を検出する。
(2)ポンプの停止時間が極端に短くなった時には圧力
タンクの破損と診断する。
(3)電流変化(又は流量変化)時の圧力スイッチ又は
圧力センサの接点開閉状態を又は信号の変化状態を過去
のものとして比較し、故障状態を把握する(4)(3)
と同し要領でフロースイッチ又は流量計の故障状態を把
握する。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、次のセンサ′−を設ける。
電流を検出するために、変流器CCT、圧力を検出する
ために、圧力スイッチ又は圧力センサー、流量を検出す
るために、流量スイッチ(フロースイッチ)又は流量セ
ンサを単独又は複数設けたものである。
さらにマイコンを利用して、これらのセンサーへの組合
わせによって、直接又は間接的に給水装置あるいはこれ
を構成する要素部品の摩耗劣化状態や故障状態を診断し
・て、故障状態を検出するようにしたものである。
通常、給水装置はこれらのセンサを単独又は組み合せて
用い、運転停止指令を発している。
〔作用〕
変流器はポンプの運転電流を検出する。ポンプは摩耗し
劣化すると次第に運転電流が増加する。
従って、これを追跡しているとポンプの摩耗劣化診断が
可能となる。又、圧力スイッチ及び圧力センサは吐出し
配管の圧力を検出し、流量スイッチ(フロースイッチ)
及び流量センサは吐出し配管を流れる流量を検出する。
これらのセンサの絹合わせによって、圧力タンクの容量
と予め定めたポンプの停止時間と、実際の停止時間との
関係から、同タンクの破損状態を検出し、それぞれの異
常時の特定の関係から故障状態を検出することが可能と
なる。
さらに、流量計が0を検出した状態て、ポンプの始動、
停止と圧力変化のパターンが規則化されていることに着
目して、逆止め弁の漏水及び配管漏水検知が可能である
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図〜第14図により説明す
る。第1図は給水装置のブロック図を示し、S、、、 
S2は吸込管、P工、R2はポンプ、M、1M2はポン
プを駆動するモータ、FS、、FS2はポンプ吐出し側
に設けたフロースイッチ、CHIV、、CHV2は逆止
め弁、SL1、SL2は仕切弁、Tは圧力タンクはPS
は吐出し配管に設けた圧力センサてここの圧力を検出し
、これに応した信号を発する。同じく、PH1は圧力ス
イッチ、FSは流量センサーである。
第2図は給水装置の制御装置100とその周辺を示す回
路図であり、PWは電源、MBは配線用遮断器、R5は
制御電源、電流センサとしての変流器、CT□、CT、
はそれぞれS相に設けて、ここの電流を検出し、入力イ
ンターフェースlを介して、後で述べるマイクロコンピ
ュータMC0Nに読込む。MC,、MC,は電磁接触器
、MC1a。
MC2aはその接点、TH,、TH,はモードルの過負
荷保護を行うサーマルリレーの検出部、TI(、l)、
TR2bはその接点、Tは電源トランス、Z1、Z2は
例えば+5V、+12Vを作りだす安定化電源、C8〜
C1はコンデンサ、R1,RAは抵抗、CLは水晶発振
器、NT1〜NT、はインバータゲート、Lはサセグメ
ントLEDX3個から成る表示器、LDは表示器りのド
ライバ、MC0Nは演算処理を行うマイコン(本実施例
ではマイクロプロセッサ)、Mはメモリである。SSは
スイッチ、PH5は第1図に示す圧力スイッチ101の
接点を示し、例えば後で述べる第9図に示す圧力piて
閉じ、R2て閏く、同様にFL1、FL、はそれぞれ第
1図に示すフロースイッチ103.104の接点を示し
、例えば第9図の流量Q工で閉じ、C2開く。これらの
接点信号は入力インターフェースI2を介して、前述し
たマイコンMC0Nに入力する。PSは圧力センサー0
2で吐出し配管の圧力を検出しこれに応じた連続信号に
変換し、入力インターフェース■、に送信する。同様に
FSは流量センサー05てあり吐出し配管を流れる流量
を検出し、これに応した連続信号に変換し、入力インタ
ーフェース11に送信する。そして、これらの信号はイ
ンターフェースI□を介して、前述したマイコンを介し
て、データを読込む、OUTは前述した電磁接触器の開
閉信号を出力するための出力インターフェースである。
第3図は摩耗劣化の状態を説明するためのポンプの運転
特性図であり、縦軸に給水圧力と電流、横軸に推量を取
って示してある。同図に於いて、曲線Aは摩耗劣化する
前のポンプのQ−H性能、■1はその時のポンプの運転
電流を示す、又、曲線Bはポンプが摩耗劣化した場合の
ポンプのQ−H性能であり、同しく曲線I2はこの場合
のポンプの運転電流を示す0例えば、ポンプの吐出し圧
力は摩耗劣化に伴い、水量Oの点に於いて、R2からR
3へ低下する。
又、運転電流は水量QLの点に於いて、イ→イ′、水量
Q2の点に於いて、ハ→ハ′へ移ることを示す0以上か
ら、締切点に於いて、給水圧力と運転電流の変化を見て
いればポンプの摩耗劣化の状態を検出てきることが分か
る。ただし、エアーロッりの状態でも、前述と同様の挙
動を行うのて、第4図に示すように、単位時間当り圧力
と電流の変化率ΔH/Δt、△I/ΔTにより、摩耗劣
化の状態を検出する。即ち、傾きが大の場合にはエアー
ロックであり、傾きが小さく、結果的に設定値より低下
した場合には摩耗劣化である。
第5図および第6図は流量計(スイッチでもセンサでも
良い、)を用いたポンプの摩耗劣化検出を示すフローチ
ャート図である。ここて、ポンプは始動条件が確立され
た状態にあり、運転しているものとする。501ステツ
プでは摩耗劣化とみなせるある特定の間係を予め、設定
する。即ち、前述したように圧力と電流の変化率(傾き
)をそれぞれ△H/ΔT=a、△I/△T=bと設定す
る。502ステツプは流量計の測定データがQ2以下か
判定するe Q、以下になっていない場合はこのループ
から抜けて、Q2以下の場合には次の503ステツプて
、圧力測定を行い、504ステ・ンブで給水圧力が、第
3図に示す圧力Hユに低下しているか判定する。Hlよ
り高い場合にはこのループより抜ける。給水圧力がH8
より低い場合は次の505ステツプで圧力データをメモ
リM100に格納しておく。そして次の506ステツプ
て、単位時間△Tのタイマ(例えば1秒)を実行し、5
07ステツプでは再度圧力測定を行う。508ステツプ
の処理は前記した503ステツプの処理と同様につき、
説明を省く。509ステツプでは給水圧力がH8以下に
低下していることを確認してそのデータをメモリMIO
Iに格納する。
次に、510ステツプてはメモリrvt i o oと
Mlolの値を比較し、Mloo>き1101ならばこ
のループより抜け、Ml 00≦M l 01ならば5
11ステツプへ進む、ここて、I△H/△T1の演算を
行い、512ステツプで501ステツプで設定してある
aと比較する。このaより大きい場合にはこのループか
ら抜け、小さい場合には513ステツプ以降の電源値の
判定処理へと実行を進める。513ステツプでは第2図
の変流器CT8.CT、にて検出した電流をインターフ
ェースI2を介して読込む。514ステツプでは運転電
流が■2より大きいか判定する。小さい場合にはこのル
ープから抜け、大きい場合には次の515ステツプへ進
む(第6図〉。ここで電流データをメモリMl 、)2
に格納しておく。516ステツプでは単位時間ΔT(例
えば1秒)のタイマを実行する。517ステツプで再度
、電流を測定し、518ステツプで電流が■2より大き
いか判定し、小さい場合にはこのループから抜ける。大
きい場合には519ステツプで電流データをメモリMI
O3に格納する。次の520ステツプてはメモリM10
2とM2O3に格納してある電流のデータとを比較し、
−M2O3<M2O3ならばこのループから抜ける0M
102≦M104ならば、ポンプの3桁の桁ドライブ信
号をPBO〜PB2からNT1〜NT3を介して出力す
るとともに、摩耗劣化を意味する信号例えばAをマイコ
ンMC0Nのボー)P84〜PB7からドライバLAを
介して出力する。この結果、表示部りは全て、A表示を
行う。
第7図は圧力タンクの破損状態を検出する実施例を示す
フローチャートである。
ところて、ポンプの停止時間t。FFは次のようにし・
で定まる。ここて、ポンプは第9図に於けるPl(k3
f /cJ)て始動し、p2(にgf /c+v+”)
で停止するものとし、圧力タンクの容量を■。(j)、
封入圧力をP、 (k)f /cm’) 、使用水量を
QT(1/m1n)とすれば □(S)となる。
例えばP1=1k)f/α拠1、P2=2k)f/鳴ゝ
、P0=0.81−%f/l−ジ、■。=20.!、Q
T=201/minとすれば18秒となる。即ち、通常
は圧力タンク内には所定の空気材が保有され、これの膨
張、収縮によって、内部に受水し、加圧給水を行う。従
って、圧力タンクが破損(ダイヤフラム式のタンクであ
れば、これの破損、気圧タンクであれば空気の流出)し
て空気が減少するとボンブの停止時間が極端に短くなっ
てしまう。この状態が圧力タンクの破損を意味する。第
7図に於いて、701ステツプてtOFFをCと設定す
る。二〇〇は前述したようにして決めるが、第9図に示
すようにポンプが停止する時の値て、且つ最大値Q2の
時が最も条件が悪いのて、この時の値以下に決める。7
02ステツプて、ポンプの停止条件が確率しているか判
定する。確率していなければ、このループから抜ける。
確率している場合には703ステツプでポンプ停止の処
理を実行するとともに、704ステツプに於いて、70
5ステツプでポンプの始動条・件が確率するまて、停止
時間t。F、の測定を行う。706ステツプで測定した
停止時間t。2.と、701ステツプで設定してあるt
OFF(C)と比較する。比較した結果、測定した値が
大きい場合はこのループより抜け、小さい場合には70
7ステツプで前述と同じ要領により、圧力タンクが破損
していることを意味する信号Bを号セグメントLED表
示部に出力する。
第8図は流量計を用いて圧力スイッチの故障状態を検出
するためのフローチャートである。ポンプが運転してい
る状態で次の処理を実行する。801ステツプで流量計
がQ2以下か判定する。02以上の場合は804ステツ
プへジャンプしQ2以下の場合には802ステツプて、
圧力スイッチの入力状態をチエ・ツクする。そして80
3ステツプで圧力スイッチが0FFL/ているか判定す
る。流量がQ2以下では第9図に示すように給水圧力は
P2を越えているのて、圧力スイッチはOFFしている
筈である。
判定した結ヌ、圧力スイッチが0FFuている場合には
このループから抜け、ONL/ている場合にはスイッチ
の不具合であるから、807ステツプで圧力スイッチ故
障を意味する信号CをワセグメントLED表示部に出力
する。
804ステツプに於いて、流量計が01以上か判定する
。判定した結果、Qlより小さい場合にはこのループか
ら抜け、Q工より大きい場合には805.806ステツ
プで圧力スイッチの入力状態をチエツクしスイッチがO
NL/ているか判定する。使用水量がQ工より大きい場
合では給水圧力はRよ以下に低下するのて、圧力スイッ
チはONしている筈である。判定した結果、圧力スイッ
チがONしている場合にはこのループから抜け、0FF
L/ている場合には807ステツプヘジヤンブし、同様
に故障していることを表示する。
第1O図は電流を検知して圧力スイッチの故障を検出す
る実施例を示したものて、第8図の801.804ステ
ツプの流量を電流に置き換えたものて、他はこれと同じ
であるので説明を省く、さらに、第11図は圧力センサ
を用いて、連続的に信号を取り出して圧力スイッチの故
障検出を行う実施例を不す、即ち、第8図の801.8
04ステツプの流量i圧力信号に置き換えたものて、他
はこれと同じであるので説明を省く。
さらに、フロースイッチの故障を検出するのに、第13
図に示すように第8図の802,803゜805.80
6ステツプをフロースイッチに置き換えれば良い、この
場合の信号としてD表示を行う、また後述の第11図、
第12図でも圧力スイッチをフロースイッチに置き換え
れば同じ要領でフロースイッチの故障を検出することが
可能である。
又、第12図は電流を検知して、これの変化をとらえて
、圧力センサの故障を検出するためのフローチャートで
ある。第12図は圧力センサの故障を予知するために、
電流の変化と圧力変化とを関係づけたものである。即ち
、圧力センサが正常てあれば、水量Q1、運転電流I0
の時、圧力はPlを検知しくステップ130,133,
134゜135.137)、水量Q2、運転電流I2の
時、圧力はP2を検知する(ステップ130,131゜
132.137)筈である。これを検知不可であれば圧
力センサは故障していることを意味する。
第12図の実行結果この状態を検出すると、圧力センサ
が故障していることを意味する信号Eを表示する。又、
電流の代わりに流量計を用いてQ、9Q2との関係て、
同様の処理を実行しても良い。
さらに、同じ要領て、流量計の故障を検出することもて
きる。尚、この場合、流量計の故障する暗号信号として
全てF表示を行っても良い。
次に、急閉逆止め弁(フラッシュ弁)の漏水の検知を第
14図により説明する。まず、流量計(流量スイッチで
も良い。)が、流量Oの状態を検知し、第14図に示す
Y部のように規則正しく加圧、放流を繰返せば、急閉逆
止め弁の漏水を示す、フローチャート図は省略するが、
この状態を検出したら、例えばFAA表示を知らせるよ
うにする。
さらに、流量計の測定値が10〜20!/minて、第
14図のY部の状態を繰返せば、下流側の配管漏水と判
定できる。この場合には例えばFABと表示して知らせ
ることも出来る。
〔発明の効果〕
本発明によれば各種センサあるいはこれの組合せによっ
て、直接又は間接的に、給水装置の故障及びこれを構成
している部品の故障診断ができるのて、保守点検が極め
て容易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に於ける給水装置の全体構
成を示すブロック図、第2図は本実施例の制御装置部分
を示すブロック図、第3図は摩耗劣化の状態を説明する
ポンプの運転特性図、第4図は摩耗劣化の状態およびエ
アーロ・ンクの状態における圧力と電流の変化率を示す
特性図、第5図および第6図は流量計を用いたポンプの
摩耗劣化検出方法を示すフローチャート、第7図は圧力
タンクの破損状態を検出する方法を示すフローチャート
、第8図は流量計を用いて圧力スイッチの故障状態を検
出する方法を示すフローチャート、第9図はポンプの運
転特性と圧力スイッチのON、OFFの関係を示す特性
図、第10図は電流を検出して圧力スイッチの故障検出
を行う方法のフローチャート、第11図は圧力センサの
信号により圧力スイッチの故障検出を行う方法のフロー
チャート、第12図は電流の変化と圧力変化の対応から
圧力センサの故障を検出する方法のフローチャート、第
13図は流量スイッチの故障検出を行う方法のフローチ
ャート、第14図は急閉逆止め弁の漏水時の圧力の変化
を示す特性図である。 100:制御装置、101 :圧力スイッチ、10′ 
2:圧力センサ、103.104:流量スイッチ、10
5:流量センサ、CT1.CT、:電流センサ。 i  l  図 CTf、CT2 : t、を妃 /す 第3図 第 5 図 $ 6 図 $ 8 図 第 9 図 )ト   ノO図 第11図 第 12 図 ?ト  ノ3  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ポンプと、このポンプの運転状態を検出する手段と
    、上記ポンプの制御手段を備え、上記制御手段は指令し
    た条件における運転状態を上記検出手段により検出され
    た値と比較して所定の範囲外となるときに故障箇所があ
    ることを表示することを特徴とする故障診断装置を備え
    た給水装置。 2、ポンプとこのポンプの吐出し側に設けた、逆止め弁
    と、逆止め弁の下流側に設けた圧力タンクと吐出し配管
    とこれに備えた圧力スイッチ又は圧力センサーとフロー
    スイッチ又は流量センサと、これらセンサーの入力信号
    に基いて、予めプログラムしてある手順通りに演算処理
    を実行してゆく演算処理とメモリ部と、表示部と入出力
    部と前記ポンプの運転電流を検出する変流器から成る制
    御装置とで構成した給水装置に於いて、前記流量センサ
    が極少水量を検出し、前記圧力センサが予め設定してあ
    る下限圧力以下に低下したことを検出し、前記変流器が
    予め設定してあるポンプの運転電流を検出し、予め定め
    た特定の関係を検出した時、ポンプの摩耗劣化と判定し
    て、これを知らせる信号を表示部に出力するようにした
    ことを特徴とする故障診断装置を備えた給水装置。 3、特許請求の範囲記載の第2項に於いて、予め設定し
    てある始動、停止圧力と圧力タンク容量とポンプ停止時
    の使用水量との関係によって、定めたポンプ停止時間と
    、実際に測定したポンプの停止時間とを比較し、実際に
    測定したポンプ停止時間が極端に小さくなった時、圧力
    タンクの破損と判定して、これを知らせる信号を表示部
    に出力するようにしたことを特徴とする故障診断装置を
    備えた給水装置。 4、特許請求の範囲記載の第2項に於いて、ポンプの運
    転範囲内で、ポンプの運転電流を追跡するか、流量スイ
    ッチ又は流量センサによって流量を追跡し、これに基づ
    いて、圧力スイッチのON、OFF状態を判定してON
    すべき所OFFしているか、OFFすべき所ONしてい
    る場合は、圧力スイッチの破損と判定して、これを知ら
    せる信号を表示部に出力するようにしたことを特徴とす
    る故障診断装置を備えた給水装置。 5、特許請求の範囲記載の第4項に於いて、ポンプの運
    転範囲内で、圧力センサの検出した信号が前記運転範囲
    内圧力の上、下限値で定まる信号を継続して越えたとき
    、圧力センサーの故障と判定して、これを知らせる信号
    を表示部に出力するようにしたことを特徴とする故障診
    断装置を備えた給水装置。 6、特許請求の範囲記載の第2項に於いて、ポンプの運
    転範囲内で、ポンプの運転電流を追跡するか、圧力スイ
    ッチ又は圧力センサによって給水圧力を追跡し、これに
    基いて、流量スイッチのON、OFF状態を判定してO
    Nすべき所OFFしているか、OFFすべき所ONして
    いる場合は、流量スイッチの破損と判定して、これを知
    らせる信号を表示部に出力するようにしたことを特徴と
    する故障診断装置を備えた給水装置。 7、特許請求の範囲記載の第6項に於いて、ポンプの運
    転範囲内て、流量センサの検出した信号が前記運転範囲
    内流量の上、下限値で定まる信号を継続して越えた時、
    流量センサーの故障と判定して、これを知らせる信号を
    表示部に出力するようにしたことを特徴とする故障診断
    装置を備えた給水装置。 8、特許請求の範囲記載の第2項に於いて、流量スイッ
    チ又は流量センサーが極少水量状態を検出し、圧力セン
    サー又は変流器が逆止め弁の漏水又は吐出し側配管の漏
    水を示す、一定のパターンを繰返した時、逆止め弁の漏
    水又は吐出し側配管の漏水と判定して、これを知らせる
    信号を表示部に出力するようにしたことを特徴とする故
    障診断装置を備えた給水装置。
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