JPH04358795A - ポンプの運転制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上水道施設や水処理施
設，中継ポンプ場等に設置されるポンプの運転制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば上水道施設においては、図
３に示すように、複数の導水管１にそれぞれポンプ２を
介設すると共に、各導水管１のポンプ吐出側をそれぞれ
共通の送水管３に接続し、この送水管３の端末に各需要
家のバルブ４を接続する構成になっている。そして、需
要家には常に一定圧力で送水する必要があることから、
送水管３に圧力計５を設置し、制御装置６において圧力
計５からの検出圧力が所定値になるよう各ポンプ２の回
転数を制御するようにしている。

【０００３】この場合、頻繁に変動する需要量に対しポ
ンプ２の運転台数を必要最小限とする必要があるため、
送水管３に流量計７を設置し、制御装置６において流量
計７からの検出流量をもとにポンプ２の運転台数を制御
することが行われている。

【０００４】すなわち、従来では、各ポンプ２のポンプ
容量を初期設定し、この設定値と流量計７による実測流
量とを比較して運転台数を制御するようにしており、図
４に示すように、まず現在流量を入力し、この現在流量
が現在のポンプ運転台数によるポンプ容量に対し、ポン
プ２の運転台数を１台追加する必要のある流量かどうか
、あるいはポンプ２の運転台数を１台減少してもまかな
える流量かどうかを判断し、前者の判断でＹＥＳの条件
が成立した時にポンプ２の運転台数を１台追加し、後者
の判断でＹＥＳの条件が成立した時にポンプ２の運転台
数を１台減少するようにしている。ここで、ポンプ能力
は経年的な劣化を生じるため、この経年劣化を考慮して
ポンプ容量を初期のポンプ容量より少ない容量として初
期設定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の運転制
御方法にあっては、初期設定されたポンプ容量を基にし
てポンプ２の運転台数を制御するため、ポンプ能力の経
年的な変化とは全く無関係に制御が行われることになり
、適正な運転台数の制御が不可能な問題を有しており、
ポンプ能力の経年劣化を考慮した容量を初期設定してい
るとはいえ、当初は実能力より少ない能力として計算し
、台数制御することになるため、実際には過剰にポンプ
２が運転される不都合を生じる。

【０００６】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に留意してなされたものであり、その目的とする
ところは、ポンプ能力の経年劣化によるポンプ容量の変
化を自動修正してポンプの運転台数を制御できるポンプ
の運転制御方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のポンプの運転制御方法においては、複数個
のポンプのそれぞれの吐出側を共通の送水管に接続し、
運転中のポンプを回転数制御して送水管の吐出圧力を所
定値に維持した上で、送水管の流量及び運転中のポンプ
の回転数を計測し、計測した回転数がポンプの最大回転
数の時に計測した流量を当該運転台数の最大流量として
記憶し、計測した回転数が最大回転数の時において吐出
圧力が所定値より低下した時にポンプの運転台数を１台
増加すると共に、計測した流量が運転中のポンプ台数よ
り１台少ないポンプ台数における最大流量より低下した
時にポンプの運転台数を１台減少するように制御する。

【０００８】

【作用】本発明によれば、需要の増加に伴なう送水管の
吐出圧力の低下により運転中のポンプの回転数が上昇す
るように制御されるが、このポンプの回転数が最大回転
数になると、これが運転中のポンプの最大能力であるた
め、この時の計測流量をこの運転台数における最大流量
つまり最大容量として記憶し、この状態よりさらに需要
が増加して送水管の吐出圧力が低下すると、これ以上ポ
ンプの回転数を上げることができないため、ポンプの運
転台数を１台増加して需要を満足する。

【０００９】すなわち、運転中のポンプを回転数制御し
た上で、この回転数が最大回転数以上必要となれば運転
台数を１台増加するが、このように運転台数が台数変更
となる毎にその運転台数における最新のポンプ容量が記
憶更新されることになり、最大ポンプ容量が経年劣化を
伴なった実際の最大容量に自動的に補正されることにな
る。

【００１０】一方、需要の減少時には送水管の吐出圧力
の上昇によりポンプの回転数が低下するように制御され
、計測流量も低下するが、この流量が現在運転中のポン
プ台数より１台少ない台数における記憶した最大容量よ
り少ない場合は、この１台少ないポンプ台数の運転でも
必要流量をまかなえるため、ポンプの運転台数が１台減
少され、常に必要最小限のポンプ運転台数に制御される
。

【００１１】

【実施例】実施例につき、図１及び図２並びに前記図３
を用いて説明する。図１は、複数のポンプ２を運転制御
する制御装置６の台数制御に関する動作をフローチャー
トで示したものであり、制御装置６による回転数制御に
ついては、従来と同様に、圧力計５で送水管３の吐出圧
力を計測し、この計測圧力が所定値になるよう運転中の
ポンプ２の回転数を制御する。

【００１２】また、図２は、送水管３における流量と圧
力との関係を示したものであり、同図のＰ１１及びＰ１
２はそれぞれポンプ２の１台運転時の最小及び最大ポン
プ容量曲線、Ｐ２１及びＰ２２はそれぞれポンプ２の２
台運転時の最小及び最大ポンプ容量曲線、Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄは配管抵抗曲線であり、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄの順で送水管
３の端末側のバルブ４の開放個数が増加し、配管抵抗が
小さくなっている。また、Ｈ０　は吐出圧力の所定値を
示す。いま、ポンプ２の１台運転時、配管抵抗Ａ〜Ｄの
範囲内で使用すると、図２の斜線部が動作可能範囲とな
り、吐出圧力を所定値Ｈ０　とするためにポンプ２の回
転制御を実施することにより、Ｑ１　〜Ｑ４　の範囲内
の流量が得られる。

【００１３】例えば、ポンプ２の１台運転時で配管抵抗
Ａの時、動作点がａ点となり、Ｑ１　の流量が得られる
が、バルブ４の開放に伴なって配管抵抗がＡからＢに変
化すると、動作点はａ点からｂ点に移行すると共に、回
転制御により動作点がｂ点からｃ点に移行し、送水管３
の流量がＱ２　となる。実際には、ポンプ２の回転数制
御が常時行われるため、動作点はほぼ吐出圧力所定値Ｈ
０　に沿ってａ点からｃ点に移行する。

【００１４】ところで、配管抵抗Ｂの使用状態から配管
抵抗Ｃの使用状態に移行すると、動作点はｃ点から流量
大の方向へ動くが、動作点が最大ポンプ容量曲線Ｐ１２
上のｄ点に達した時、ポンプ２の回転数が最大となり、
１台のポンプ２ではこれ以降吐出圧力を所定値Ｈ０　に
確保しながら所望の流量をまかなうことはできず、動作
点が容量曲線Ｐ１２に沿ってｅ点に移行し、吐出圧力の
低下を招く。

【００１５】このような事態を避けるためには、ポンプ
２の運転台数を増加する制御が必要であり、本発明では
、制御装置６により、運転中のポンプ２の回転数制御と
並行して図１の運転台数制御が行われる。すなわち、ま
ず、流量計７の計測流量を現在流量として入力すると共
に、ポンプ２の現在の回転数を入力し、この入力した回
転数が最大（１００％）かどうかを判断する。

【００１６】例えば、前述の配管抵抗Ｂの使用状態から
配管抵抗Ｃの使用状態へ移行する際、動作点がｃ点から
ｄ点に達すると、回転数が最大になるため、前記した判
断でＹＥＳの条件が成立し、この時の計測流量Ｑ４　が
現運転台数つまり１台における最大流量として記憶され
る。その後、動作点はｄ点からｅ点に向って変化するた
め、つぎの判断，すなわち吐出圧力が所定値Ｈ０　より
低下したかどうかの判断がＹＥＳとなり、ポンプ２の運
転台数が１台から２台に追加される。

【００１７】この結果、動作可能範囲が容量曲線Ｐ２１
，Ｐ２２間に変わり、制御装置６の回転数制御により動
作点がｅ点からｆ点に移行し、流量Ｑ５　が得られる。 同様に、配管抵抗Ｃの使用状態から配管抵抗Ｄの使用状
態へ変化すると、動作点はｆ点から流量大の方向へ変化
し、最大ポンプ容量曲線Ｐ２２上の点ｇに達した時、２
台のポンプ２の回転数が最大となるため、この時の流量
Ｑ６　が２台運転における最大流量として記憶され、そ
の後、ポンプ２の運転台数が２台から３台に変更される
。

【００１８】一方、制御装置６は、ポンプ回転数が最大
でなかった場合、つぎに現在の計測流量が現在運転中の
ポンプ台数より１台少ない台数における最大流量（記憶
流量）すなわち１台減少可能流量以下かどうかを判断し
、ＮＯの場合には現在の運転状態を継続する。

【００１９】そして、例えばポンプ運転台数が２台の時
、使用状態が配管抵抗Ｃから配管抵抗Ｂに変化すると、
動作点がｆ点からｃ点に移行するが、この移行途中にお
いて動作点がｄ点になると、現在流量が記憶した運転台
数１台における最大流量Ｑ４　以下になるため、制御装
置６はポンプ２の運転台数を２台から１台に変更する。 ここで、前記した動作点のｃ点は、ポンプ台数１台及び
２台のそれぞれの動作範囲であるが、前述した台数制御
により常に必要最小限のポンプ台数に制御されることに
なる。

【００２０】ところで、ポンプ能力に経年的な劣化を生
じた場合、例えばポンプ２の１台運転における最小，最
大ポンプ容量曲線Ｐ１１，Ｐ１２はそれぞれ破線に示す
ような容量曲線Ｐ１１０　，Ｐ１２０　に劣化し、動作
可能範囲が変化する。

【００２１】しかし、図１に示した台数制御を実施する
ことにより、例えば運転台数１台における動作点が容量
曲線Ｐ１２０　上のｈ点に達した時、回転数が最大とな
ってこの時の流量Ｑ３　が１台運転における最大流量と
して記憶されるため、運転台数２台から１台への台数制
御がこの流量Ｑ３　を用いて行われることになり、ポン
プ能力の経年劣化によるポンプ容量の変化を自動的に検
出，修正し、この容量を用いて台数制御することが可能
となる。 なお、複数台のポンプ２は制御装置６によって等頻度制
御され、それぞれの発停回数や運転時間等が平均化され
、ポンプ能力の経年劣化が偏ることのないよう配慮され
ている。

【００２２】また、前記実施例では、ポンプ回転数の最
大値を理論値１００％としたが、実際には９５％程度を
回転数最大として制御することが望ましい。さらに、本
発明は、前述した上水道施設に限らず、各種水処理施設
やポンプ場等におけるポンプの運転制御にも同様に適用
できるものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、つぎに記載する効果を奏する。運転中のポ
ンプを回転数制御した上で、この回転数が最大回転数以
上必要となった時に運転台数を１台増加すると共に、運
転台数を増加する毎にその時の流量を当該運転台数にお
ける最大流量として記憶し、この最大流量を用いて運転
台数の減少制御を行うようにしたため、ポンプ能力の経
年劣化による容量変化を自動的に修正して常に必要最小
限でかつ適正なポンプ運転台数に制御することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるポンプの運転制御方法の１実施例
を示す動作説明用フローチャートである。

【図２】送水管における流量と圧力との関係図である。

【図３】一般の上水道施設における配管図である。

【図４】従来例の動作説明用フローチャートである。

【符号の説明】

２　　ポンプ ３　　送水管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数個のポンプのそれぞれの吐出側を
   共通の送水管に接続し、運転中の前記ポンプを回転数制
   御して前記送水管の吐出圧力を所定値に維持すると共に
   、需要に応じて前記ポンプの運転台数を制御するポンプ
   の運転制御方法において、前記送水管の流量及び運転中
   の前記ポンプの回転数を計測し、前記計測した回転数が
   前記ポンプの最大回転数の時に前記計測した流量を当該
   運転台数の最大流量として記憶し、前記計測した回転数
   が最大回転数の時において前記吐出圧力が前記所定値よ
   り低下した時に前記ポンプの運転台数を１台増加すると
   共に、前記計測した流量が運転中のポンプ台数より１台
   少ないポンプ台数における前記最大流量より低下した時
   に前記ポンプの運転台数を１台減少することを特徴とす
   るポンプの運転制御方法。