JPH0819916B2 - 給水装置の制御方法 - Google Patents
給水装置の制御方法Info
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- JPH0819916B2 JPH0819916B2 JP50686A JP50686A JPH0819916B2 JP H0819916 B2 JPH0819916 B2 JP H0819916B2 JP 50686 A JP50686 A JP 50686A JP 50686 A JP50686 A JP 50686A JP H0819916 B2 JPH0819916 B2 JP H0819916B2
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- pressure
- water supply
- pump
- target pressure
- operating speed
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は給水装置に係り、特に、負荷変動に伴い給水
管路の抵抗曲線に沿つて連続的にポンプの回転数を制御
して、給水末端での圧力を予測し一定に保つて給水を行
うのに好適なポンプ装置の制御方式に関する。
管路の抵抗曲線に沿つて連続的にポンプの回転数を制御
して、給水末端での圧力を予測し一定に保つて給水を行
うのに好適なポンプ装置の制御方式に関する。
ポンプの給水方式には種々あるが、エレクトロニクス
の発展に伴なつて、ポンプを駆動するモータの速度制御
技術が高まり、又、価格的にも安くなつて来たため、給
水装置にポンプの速度制御方式がさかんに採用されてい
る。この速度制御方式は用途や目的によつて種々の方式
がある。比較的に安価で制御が簡単という点でポンプの
吐出し圧力一定制御が多く用いられている。これは使用
水量の変動に応じて、ポンプの回転数を変えながらポン
プの吐出し側の圧力を一定に保つて給水を行つてゆくも
ので、ポンプの実揚程に対して管路抵抗が小さい場合を
除き、変速範囲が狭くなる場合、省エネルギーの点で不
十分である。より省エネルギーを図る方式として給水末
端での圧力を一定に保つ末端圧力一定制御方式がある。
この方式を第９〜第10図を使用して説明する。第９図は
末端圧力一定制御のシステム系統を示すブロック図であ
り、１は受水槽、２は吸込管、ＰはモーターＭによつて
駆動されるポンプ、４は逆止め弁、５は仕切弁、６は給
水管、７は給水圧力に比例した電気信号を発する圧力セ
ンサー、８は同じく給水流量に比例した電気信号を発す
る流量センサーである。又、Ｘは流量センサー８から発
せられた信号を与えられた後で述べる関数H0＝aQn＋ｂ
の関係により目標圧力に変換する関数演算器、Ｃは変換
された目標圧力H0と圧力センサー７にて検知された給水
圧力Ｈとを比較し、その偏差H0−Ｈを増幅する比較器、
Ｙは比較器Ｃになどで構成されこれによつて発せられた
信号を設定されたゲインと積分時間とにより速度指令信
号を発する比例積分器である。さらに、Ｚは比例積分器
Ｙの発した速度指令信号により、モーターＭを回転制御
する速度制御手段である。第10図は末端圧力一定制御を
行つた場合のポンプの運転点の変化を示すポンプ運転特
性図であり、縦軸に圧力（全揚程）Ｈ、横軸に水量Ｑを
取つて示す。曲線Ａはポンプの運転速度が最高速度（Nm
ax）の時のＱ−Ｈ性能を、同様にB,C,D,E、Ｇはそれぞ
れ、ポンプの運転速度がN1,N2,N3,N4,Nmmの時のＱ−Ｈ
性能を示す。又、ｂはポンプの実揚程Haに末端での所要
圧力HPを加えた圧力を示し、曲線Ｆは主に給水管路の抵
抗曲線を示す。この抵抗曲線Ｆは使用する管材，直径，
形状などの定数によつて決まり、抵抗分はaQnで与えら
れる。
の発展に伴なつて、ポンプを駆動するモータの速度制御
技術が高まり、又、価格的にも安くなつて来たため、給
水装置にポンプの速度制御方式がさかんに採用されてい
る。この速度制御方式は用途や目的によつて種々の方式
がある。比較的に安価で制御が簡単という点でポンプの
吐出し圧力一定制御が多く用いられている。これは使用
水量の変動に応じて、ポンプの回転数を変えながらポン
プの吐出し側の圧力を一定に保つて給水を行つてゆくも
ので、ポンプの実揚程に対して管路抵抗が小さい場合を
除き、変速範囲が狭くなる場合、省エネルギーの点で不
十分である。より省エネルギーを図る方式として給水末
端での圧力を一定に保つ末端圧力一定制御方式がある。
この方式を第９〜第10図を使用して説明する。第９図は
末端圧力一定制御のシステム系統を示すブロック図であ
り、１は受水槽、２は吸込管、ＰはモーターＭによつて
駆動されるポンプ、４は逆止め弁、５は仕切弁、６は給
水管、７は給水圧力に比例した電気信号を発する圧力セ
ンサー、８は同じく給水流量に比例した電気信号を発す
る流量センサーである。又、Ｘは流量センサー８から発
せられた信号を与えられた後で述べる関数H0＝aQn＋ｂ
の関係により目標圧力に変換する関数演算器、Ｃは変換
された目標圧力H0と圧力センサー７にて検知された給水
圧力Ｈとを比較し、その偏差H0−Ｈを増幅する比較器、
Ｙは比較器Ｃになどで構成されこれによつて発せられた
信号を設定されたゲインと積分時間とにより速度指令信
号を発する比例積分器である。さらに、Ｚは比例積分器
Ｙの発した速度指令信号により、モーターＭを回転制御
する速度制御手段である。第10図は末端圧力一定制御を
行つた場合のポンプの運転点の変化を示すポンプ運転特
性図であり、縦軸に圧力（全揚程）Ｈ、横軸に水量Ｑを
取つて示す。曲線Ａはポンプの運転速度が最高速度（Nm
ax）の時のＱ−Ｈ性能を、同様にB,C,D,E、Ｇはそれぞ
れ、ポンプの運転速度がN1,N2,N3,N4,Nmmの時のＱ−Ｈ
性能を示す。又、ｂはポンプの実揚程Haに末端での所要
圧力HPを加えた圧力を示し、曲線Ｆは主に給水管路の抵
抗曲線を示す。この抵抗曲線Ｆは使用する管材，直径，
形状などの定数によつて決まり、抵抗分はaQnで与えら
れる。
ここでa:管路係数 n:定数である。（一般的にはｎ＝２） 即ち、管路抵抗は給水量の増加に伴つて、増加する。
たとえば、給水量Ｑイ点に於ける管路抵抗はHt−ｂであ
り、給水量０では抵抗は０である。従つて、目標圧力H0
はaQn＋ｂで与えられる。今、使用水量がＱイからＱホ
に変動すると、この管路抵抗曲線Ｆ上にそつて、イ〜ホ
の順に圧力制御を行いポンプの運転速度をNmax〜N3〜N4
へ制御すれば、管路末端に於いて給水圧力を一定に保つ
ことができる。この末端圧力一定制御方式によると吐出
し圧力一定制御方式よりも、運転速度を下げることがで
き、速度制御の範囲が広くとれるため省エネルギーの点
で大きなメリツトとなる。
たとえば、給水量Ｑイ点に於ける管路抵抗はHt−ｂであ
り、給水量０では抵抗は０である。従つて、目標圧力H0
はaQn＋ｂで与えられる。今、使用水量がＱイからＱホ
に変動すると、この管路抵抗曲線Ｆ上にそつて、イ〜ホ
の順に圧力制御を行いポンプの運転速度をNmax〜N3〜N4
へ制御すれば、管路末端に於いて給水圧力を一定に保つ
ことができる。この末端圧力一定制御方式によると吐出
し圧力一定制御方式よりも、運転速度を下げることがで
き、速度制御の範囲が広くとれるため省エネルギーの点
で大きなメリツトとなる。
しかし、以上の末端圧力一定制御方式では次のような
問題点がある。
問題点がある。
1.目標圧力を求めるのに流量センサーが必要であり、こ
の流量センサーは信頼性が不十分で、極めて高価であ
る。
の流量センサーは信頼性が不十分で、極めて高価であ
る。
2.制御が複雑でシステム全体が大がかりとなり、価格的
に高価となつていた。
に高価となつていた。
本発明の目的はマイクロコンピユータを使用して、流
通センサーを用いることなく、圧力センサーの信号によ
り負荷変動に伴い、予じめ定めた給水管路の抵抗曲線に
そつて、ポンプの予測末端圧力一定制御を行い、制御系
統を簡単で安価とし、高機能でより信頼性が高く、省エ
ネルギーとなる給水装置を提供することにある。
通センサーを用いることなく、圧力センサーの信号によ
り負荷変動に伴い、予じめ定めた給水管路の抵抗曲線に
そつて、ポンプの予測末端圧力一定制御を行い、制御系
統を簡単で安価とし、高機能でより信頼性が高く、省エ
ネルギーとなる給水装置を提供することにある。
本発明は、ポンプと、このポンプを駆動する可変速駆
動手段と、これらを制御する制御装置と、ポンプに連結
した給水管路と、この給水管路の管内圧力を測定する圧
力センサーを備えて、使用水量に応じてポンプの運転速
度を変えて給水を行ってゆくものにおいて、運転速度を
パラメータにしたポンプのＱ−Ｈ性能曲線と予め定めた
前記給水管路の抵抗曲線との交点で定まる圧力を該交点
における運転速度に対応して記憶手段に記憶する第１ス
テップと、初めに制御装置からの運転速度指令に基づき
前記ポンプを該運転速度になるように前記可変速駆動手
段により駆動する第２ステップと、前記運転速度指令に
対応する前記交点の圧力を前記記憶手段から読み出して
該圧力を目標圧力として求める第３ステップと、前記圧
力センサーによって給水管内圧力を測定する第４ステッ
プと、前記目標圧力と前記測定された給水管内圧力とを
比較する第５ステップと、前記第５ステップの比較の結
果、両者が等しい場合には前記運転速度指令に対応する
前記交点の圧力を前記記憶手段から読み出して該圧力を
新しい目標圧力として求める第６ステップと、前記第５
ステップの比較の結果、前記測定された給水管内圧力が
前記求められた目標圧力より低い場合には前記目標圧力
に達するまで増速制御を行う第７ステップと、前記第５
ステップの比較の結果、前記測定された給水管内圧力が
前記求められた目標圧力より高い場合には前記目標圧力
に達するまで減速制御を行う第８ステップと、次に上記
第４ステップに戻り第４ステップ乃至第８ステップを繰
り返す第９ステップを有するものである。これにより上
記給水装置は使用水量が変化しても、給水圧力が常に目
標圧力に近づくように動作する。したがって比較的簡単
で汎用性のある末端圧力一定制御ができる。
動手段と、これらを制御する制御装置と、ポンプに連結
した給水管路と、この給水管路の管内圧力を測定する圧
力センサーを備えて、使用水量に応じてポンプの運転速
度を変えて給水を行ってゆくものにおいて、運転速度を
パラメータにしたポンプのＱ−Ｈ性能曲線と予め定めた
前記給水管路の抵抗曲線との交点で定まる圧力を該交点
における運転速度に対応して記憶手段に記憶する第１ス
テップと、初めに制御装置からの運転速度指令に基づき
前記ポンプを該運転速度になるように前記可変速駆動手
段により駆動する第２ステップと、前記運転速度指令に
対応する前記交点の圧力を前記記憶手段から読み出して
該圧力を目標圧力として求める第３ステップと、前記圧
力センサーによって給水管内圧力を測定する第４ステッ
プと、前記目標圧力と前記測定された給水管内圧力とを
比較する第５ステップと、前記第５ステップの比較の結
果、両者が等しい場合には前記運転速度指令に対応する
前記交点の圧力を前記記憶手段から読み出して該圧力を
新しい目標圧力として求める第６ステップと、前記第５
ステップの比較の結果、前記測定された給水管内圧力が
前記求められた目標圧力より低い場合には前記目標圧力
に達するまで増速制御を行う第７ステップと、前記第５
ステップの比較の結果、前記測定された給水管内圧力が
前記求められた目標圧力より高い場合には前記目標圧力
に達するまで減速制御を行う第８ステップと、次に上記
第４ステップに戻り第４ステップ乃至第８ステップを繰
り返す第９ステップを有するものである。これにより上
記給水装置は使用水量が変化しても、給水圧力が常に目
標圧力に近づくように動作する。したがって比較的簡単
で汎用性のある末端圧力一定制御ができる。
以下、本発明の第一の実施例を第１〜第５図により説
明する。第２図は実施例の給水装置の概略構成図を示
し、第９図に対し、流量センサー8,関数演算器X,比例積
分器Ｙを省略したものである。
明する。第２図は実施例の給水装置の概略構成図を示
し、第９図に対し、流量センサー8,関数演算器X,比例積
分器Ｙを省略したものである。
第３図は第10図で示す運転特性図をもとに、横軸にポ
ンプの運転速度Ｎを取り、縦軸に管路の抵抗曲線上の目
標圧力H0を取つて運転速度Ｎと目標圧力H0との関係を示
したものである。たとえば同図に於いて第10図の水量Ｑ
イのイ点に於けるポンプの運転速度はNmax,目標圧力Ht,
同じく水量Ｑの０点に於けるポンプの運転速度はNmm，
目標圧力はｂでありこれらをプロツトして曲線へを得
る。この時の目標圧力H0とポンプの運転速度Ｎとの関係
は式で与えることができる。
ンプの運転速度Ｎを取り、縦軸に管路の抵抗曲線上の目
標圧力H0を取つて運転速度Ｎと目標圧力H0との関係を示
したものである。たとえば同図に於いて第10図の水量Ｑ
イのイ点に於けるポンプの運転速度はNmax,目標圧力Ht,
同じく水量Ｑの０点に於けるポンプの運転速度はNmm，
目標圧力はｂでありこれらをプロツトして曲線へを得
る。この時の目標圧力H0とポンプの運転速度Ｎとの関係
は式で与えることができる。
H0＝ｆ（Ｎ）＝ａ′・Nm＋ｂ………… ここでａ′：定数 m:指数である。
第４図はマイクロコンピユータを使用した実施例の制
御回路を示し、PWは電源、MCBはしや断器、INVは可変周
波インバータ装置（本実施例ではインバータを使用した
がモーターの速度制御としては他の方式でも良い。）Mc
aは電磁開閉器MCの接点、thはサーマルリレー、Ｍはモ
ーター、μconはマイクロコンピユータであり、中央演
算処理装置CPU,メモリM,電源端子E,入出力ポートPIT−
A,PIA−B,PIA−Ｃなどから成る。同マイクロコンピユー
タは周辺装置として、インターフエースF1,F2,Cを持
つ。即ち、圧力センサー７の検出した信号はインターフ
エースF1を介して入出力ポートPIA−Ａより読込む。
又、ポンプの運転速度指令信号は入出力ポートPIA−Ｂ
よりインターフエースF2を介して、前記した可変周波イ
ンバータ装置INVへ送り、所望の運転速度を指令する。
さらに、ポンプの運転指令する信号を入出力ポートPIA
−ＣよりインターフエースＣへ出力する。たとえば、ト
ランジスタTrのベースは抵抗R1を介して信号線によつ
て、入出力ポートPIA−Ｃのあるビットと接続してある
ものとし、スイツチSSが閉じているものとすると、この
ビットに１の信号を出力すると、前記トランジスタTrが
導通し、リレーＸが付勢し、電磁開閉器MCが付勢して、
前記インバータINVを介してモーターＭが駆動する。
尚、マイクロコンピユータμconの電源端子Ｅにはトラ
ンスＴを介して、安定化電源ユニツトＺから供給される
ものである。
御回路を示し、PWは電源、MCBはしや断器、INVは可変周
波インバータ装置（本実施例ではインバータを使用した
がモーターの速度制御としては他の方式でも良い。）Mc
aは電磁開閉器MCの接点、thはサーマルリレー、Ｍはモ
ーター、μconはマイクロコンピユータであり、中央演
算処理装置CPU,メモリM,電源端子E,入出力ポートPIT−
A,PIA−B,PIA−Ｃなどから成る。同マイクロコンピユー
タは周辺装置として、インターフエースF1,F2,Cを持
つ。即ち、圧力センサー７の検出した信号はインターフ
エースF1を介して入出力ポートPIA−Ａより読込む。
又、ポンプの運転速度指令信号は入出力ポートPIA−Ｂ
よりインターフエースF2を介して、前記した可変周波イ
ンバータ装置INVへ送り、所望の運転速度を指令する。
さらに、ポンプの運転指令する信号を入出力ポートPIA
−ＣよりインターフエースＣへ出力する。たとえば、ト
ランジスタTrのベースは抵抗R1を介して信号線によつ
て、入出力ポートPIA−Ｃのあるビットと接続してある
ものとし、スイツチSSが閉じているものとすると、この
ビットに１の信号を出力すると、前記トランジスタTrが
導通し、リレーＸが付勢し、電磁開閉器MCが付勢して、
前記インバータINVを介してモーターＭが駆動する。
尚、マイクロコンピユータμconの電源端子Ｅにはトラ
ンスＴを介して、安定化電源ユニツトＺから供給される
ものである。
第５図は本実施例の予測末端圧力一定制御方式を説明
するためのポンプの運転特性図であり、第10図と同一符
号で示す記号は同様の意味を持つ。ここで曲線Ｇはポン
プの運転速度が最低速度Nmmの時のＱ−Ｈ性能を示す。
又、抵抗曲線Ｆは使用する給水管の材質，形状，寸法な
どから予じめ予測しておくものである。即ち、この抵抗
曲線Ｆに基き前述の式の関係を求め予じめマイコンに
記憶させておくものである。
するためのポンプの運転特性図であり、第10図と同一符
号で示す記号は同様の意味を持つ。ここで曲線Ｇはポン
プの運転速度が最低速度Nmmの時のＱ−Ｈ性能を示す。
又、抵抗曲線Ｆは使用する給水管の材質，形状，寸法な
どから予じめ予測しておくものである。即ち、この抵抗
曲線Ｆに基き前述の式の関係を求め予じめマイコンに
記憶させておくものである。
第１図は本実施例の末端圧力一定制御の概念を示すフ
ローチヤートである。即ち、１ステツプで前述した式
の関係と初期目標圧力H0としてｂを、初期時の速度とし
てたとえばNmm（ある定めた任意の速度でも良い。）を
設定し、２ステツプでポンプの始動圧力に達しているこ
とを確認してポンプを始動させる。この時H0＝b,N＝Nmm
である。３ステツプで給水管の給水圧力Ｈを測定し、４
ステツプで一つ前の目標圧力と測定した給水圧力を比較
し、この結果、給水圧力Ｈが目標圧力H0よりも大きい場
合には８ステツプ以降の処理を実行する。この８ステツ
プで、今運転している運転速度Ｎより変速幅Δｎだけ減
じ、減速制御を行い、９ステツプで指令速度に達するの
に必要な時間Δｔだけ待ち、再び３ステツプへもどりこ
れ以降の処理を実行して給水圧力Ｈが一つ前の目標圧力
H0に達するまでこの処理を繰り返えす。４ステツプでの
判定結果給水圧力Ｈが一つ前の目標圧力H0より小さい場
合には５ステツプに進み、８ステツプの処理とは逆にこ
こでは今運転している速度Ｎより変速幅Δｎだけ加算し
て増速制御を行い、給水圧力Ｈが一つ前の目標圧力H0に
達するまで前述と同様の処理を実行する。
ローチヤートである。即ち、１ステツプで前述した式
の関係と初期目標圧力H0としてｂを、初期時の速度とし
てたとえばNmm（ある定めた任意の速度でも良い。）を
設定し、２ステツプでポンプの始動圧力に達しているこ
とを確認してポンプを始動させる。この時H0＝b,N＝Nmm
である。３ステツプで給水管の給水圧力Ｈを測定し、４
ステツプで一つ前の目標圧力と測定した給水圧力を比較
し、この結果、給水圧力Ｈが目標圧力H0よりも大きい場
合には８ステツプ以降の処理を実行する。この８ステツ
プで、今運転している運転速度Ｎより変速幅Δｎだけ減
じ、減速制御を行い、９ステツプで指令速度に達するの
に必要な時間Δｔだけ待ち、再び３ステツプへもどりこ
れ以降の処理を実行して給水圧力Ｈが一つ前の目標圧力
H0に達するまでこの処理を繰り返えす。４ステツプでの
判定結果給水圧力Ｈが一つ前の目標圧力H0より小さい場
合には５ステツプに進み、８ステツプの処理とは逆にこ
こでは今運転している速度Ｎより変速幅Δｎだけ加算し
て増速制御を行い、給水圧力Ｈが一つ前の目標圧力H0に
達するまで前述と同様の処理を実行する。
尚、変速幅Δｎはたとえば1bitとする。
又、４ステツプでの判定した結果、給水圧力Ｈと一つ
前の目標圧力H0とが等しい場合には６ステツプへ進み、
ここで今、運転している速度Ｎを読み出し、７ステツプ
で式にてこの速度での目標圧力H0を計算して求め、こ
の圧力を新しい目標圧力として前述と同様の制御を行
う。このように一つ前の目標圧力に達するまで速度制御
を行い、達したらその速度で目標圧力の更新を行い、今
度はこの目標に達するまで繰返し速度制御を行う。これ
により使用水量に対応した目標圧力にしだいに近ずき、
最終的には目標圧力に収束する。それでは以上の動作を
第５図により具体的に説明する。
前の目標圧力H0とが等しい場合には６ステツプへ進み、
ここで今、運転している速度Ｎを読み出し、７ステツプ
で式にてこの速度での目標圧力H0を計算して求め、こ
の圧力を新しい目標圧力として前述と同様の制御を行
う。このように一つ前の目標圧力に達するまで速度制御
を行い、達したらその速度で目標圧力の更新を行い、今
度はこの目標に達するまで繰返し速度制御を行う。これ
により使用水量に対応した目標圧力にしだいに近ずき、
最終的には目標圧力に収束する。それでは以上の動作を
第５図により具体的に説明する。
便宜上、使用水量がQ0C，運転速度がNC0，目標圧力が
H00でＱ−Ｈ性能ＪのO00点で運転しているものとする。
この状態で使用水量がQO1に増加すると運転点はO01とな
る。ここで給水圧力が一つ前の目標圧力H00に達するよ
うに変速幅Δｎだけ増速制御を行つて、運転速度はN01
→N02→N03，運転点はO01→O02→O03→O04と変化し、一
つ前の目標圧力H00に達する。この時、マイコンが記憶
している運転速度N03を読み出し、前述した式より、
抵抗曲線Ｆ上のO05点の目標圧力H01を求め、これを新し
い目標圧力に更新する。この結果、今の給水圧力はHOO
であり、新しい目標圧力H01に達するまで前述と同様に
変速幅Δｎだけ増速してゆく。これに伴つて運転速度は
N03→N04→N05→N06，運転点はO04→O05→O06→O07→O
O8と変化し、新しい目標圧力H01に達する。同様にこの
時、運転速度N06を読み出し、式から次の新しい目標
圧力として抵抗曲線Ｆ上O09点のH02を求め、これに更新
する。以上のような動作を繰り返すと水量Q01の時の目
標圧力H04に収束する。なお、使用水量が減少した場
合、前述と逆の動作をすることは明らかである。なお以
上では説明を簡単にするため、使用水量がQ00からQ01に
変化して、その後測定された給水圧力Ｈが目標圧力H04
に収束するまで使用水量Q01は不変としたが、目標圧力H
04に収束する前にQ01が更に変化しても同様に制御して
行くことができる。例えば、運転速度がN00からN03にな
る間に（運転点がO01からO04になる間に）使用水量Q01
が更に変化しても一つ前の目標圧力H00になるまで制御
し、H00になったらこのときの速度に対応して抵抗曲線
Ｆ上の目標圧力を求める。この場合の求められた目標圧
力は、使用水量Q01がそのまま保たれた時のH01とは異な
るが使用水量Q01の更なる変化があった後の最終目標圧
力に収束することになる。抵抗曲線Ｆ上の目標圧力H0に
収束する前の使用水量Q01の更なる変化は運転点がO04か
らO13の間で起こっても、同様に変化後の使用水量に対
応する抵抗曲線Ｆ上の目標圧力及び運転速度に収束する
ことは明らかである。
H00でＱ−Ｈ性能ＪのO00点で運転しているものとする。
この状態で使用水量がQO1に増加すると運転点はO01とな
る。ここで給水圧力が一つ前の目標圧力H00に達するよ
うに変速幅Δｎだけ増速制御を行つて、運転速度はN01
→N02→N03，運転点はO01→O02→O03→O04と変化し、一
つ前の目標圧力H00に達する。この時、マイコンが記憶
している運転速度N03を読み出し、前述した式より、
抵抗曲線Ｆ上のO05点の目標圧力H01を求め、これを新し
い目標圧力に更新する。この結果、今の給水圧力はHOO
であり、新しい目標圧力H01に達するまで前述と同様に
変速幅Δｎだけ増速してゆく。これに伴つて運転速度は
N03→N04→N05→N06，運転点はO04→O05→O06→O07→O
O8と変化し、新しい目標圧力H01に達する。同様にこの
時、運転速度N06を読み出し、式から次の新しい目標
圧力として抵抗曲線Ｆ上O09点のH02を求め、これに更新
する。以上のような動作を繰り返すと水量Q01の時の目
標圧力H04に収束する。なお、使用水量が減少した場
合、前述と逆の動作をすることは明らかである。なお以
上では説明を簡単にするため、使用水量がQ00からQ01に
変化して、その後測定された給水圧力Ｈが目標圧力H04
に収束するまで使用水量Q01は不変としたが、目標圧力H
04に収束する前にQ01が更に変化しても同様に制御して
行くことができる。例えば、運転速度がN00からN03にな
る間に（運転点がO01からO04になる間に）使用水量Q01
が更に変化しても一つ前の目標圧力H00になるまで制御
し、H00になったらこのときの速度に対応して抵抗曲線
Ｆ上の目標圧力を求める。この場合の求められた目標圧
力は、使用水量Q01がそのまま保たれた時のH01とは異な
るが使用水量Q01の更なる変化があった後の最終目標圧
力に収束することになる。抵抗曲線Ｆ上の目標圧力H0に
収束する前の使用水量Q01の更なる変化は運転点がO04か
らO13の間で起こっても、同様に変化後の使用水量に対
応する抵抗曲線Ｆ上の目標圧力及び運転速度に収束する
ことは明らかである。
第２の実施例を第６図〜第８図により説明する。第６
図は第10図の抵抗曲線Ｆをパラメータとして運転特性図
をもとに圧力変化と速度変化の関係を横軸に圧力変化Δ
Ｈを取り、縦軸に速度変化ΔＮを取つて示したもので、
曲線Ｌとなる。この関係は次の式により与えることが
できる。
図は第10図の抵抗曲線Ｆをパラメータとして運転特性図
をもとに圧力変化と速度変化の関係を横軸に圧力変化Δ
Ｈを取り、縦軸に速度変化ΔＮを取つて示したもので、
曲線Ｌとなる。この関係は次の式により与えることが
できる。
ΔＮ＝−Ｋ・ΔＨ…………………… ここで Ｋは定数である。
この式の関係もマイコンに記憶しておく。
第７図はこの時のポンプの運転動作を示す特性図であ
り、第５図と同一符号で示したものは第５図と同じ意味
を持つものである。又、第８図は本実施例の制御の手順
を示すフローチヤートである。本実施例では第１の実施
例に対し、速度制御を行う際に圧力変化ΔＨに対する速
度変化ΔＮの関係、即ち前述の式により速度指令を行
うようにしたものである。従つて、第８図は第１図の５
ステツプが24,25ステツプに、８ステツプが28,29ステツ
プに置換され、他は同様であり、基本動作は第１の実施
例と同様であるので説明を省く。具体的動作を第７図に
より説明する。当初の状態は第１の実施例で説明した状
態と同じ状態にあるものとする。同図に於いて使用水量
がQ00からQ01に増加すると運転点はO01となり、一つ前
の目標圧力H00に対しΔH1の圧力変化が生じ、これに対
応した速度変化はΔN1であり、今の運転速度N00にΔN1
だけ加え、N01の速度を指令する。この結果、運転点はO
01よりO03へ変化し目標圧力はH00に達する。そして、こ
の時の運転速度N01より式を用いて抵抗曲線Ｆ上のO04
点の新しい目標圧力としてH01を求め、この値に更新す
る。この結果、ΔH3の圧力変化が生じ、これをもとに
式から速度変化ΔH3を求め、今運転している速度にこの
速度変化ΔH3を加えて増速指令を行う。この結果、運転
点はO03よりO05へ移る。このようにして水量Q01の抵抗
曲線Ｆ上の交点O07の目標圧力H0に収束する。このよう
に一つ前の目標圧力に達するまで速度制御を行い、この
後、この時の運転速度を読み出して新しい目標圧力を求
め、給水管路の抵抗曲線上の目標圧力に収束するまで逐
次、この制御動作を繰り返すものである。なお抵抗曲線
Ｆ上の目標圧力に収束する前に更なる使用流量の変化が
あった場合は、第１実施例同様に変化後の使用水量に対
応する抵抗曲線Ｆ上の目標圧力及び運転速度に収束する
ものである。
り、第５図と同一符号で示したものは第５図と同じ意味
を持つものである。又、第８図は本実施例の制御の手順
を示すフローチヤートである。本実施例では第１の実施
例に対し、速度制御を行う際に圧力変化ΔＨに対する速
度変化ΔＮの関係、即ち前述の式により速度指令を行
うようにしたものである。従つて、第８図は第１図の５
ステツプが24,25ステツプに、８ステツプが28,29ステツ
プに置換され、他は同様であり、基本動作は第１の実施
例と同様であるので説明を省く。具体的動作を第７図に
より説明する。当初の状態は第１の実施例で説明した状
態と同じ状態にあるものとする。同図に於いて使用水量
がQ00からQ01に増加すると運転点はO01となり、一つ前
の目標圧力H00に対しΔH1の圧力変化が生じ、これに対
応した速度変化はΔN1であり、今の運転速度N00にΔN1
だけ加え、N01の速度を指令する。この結果、運転点はO
01よりO03へ変化し目標圧力はH00に達する。そして、こ
の時の運転速度N01より式を用いて抵抗曲線Ｆ上のO04
点の新しい目標圧力としてH01を求め、この値に更新す
る。この結果、ΔH3の圧力変化が生じ、これをもとに
式から速度変化ΔH3を求め、今運転している速度にこの
速度変化ΔH3を加えて増速指令を行う。この結果、運転
点はO03よりO05へ移る。このようにして水量Q01の抵抗
曲線Ｆ上の交点O07の目標圧力H0に収束する。このよう
に一つ前の目標圧力に達するまで速度制御を行い、この
後、この時の運転速度を読み出して新しい目標圧力を求
め、給水管路の抵抗曲線上の目標圧力に収束するまで逐
次、この制御動作を繰り返すものである。なお抵抗曲線
Ｆ上の目標圧力に収束する前に更なる使用流量の変化が
あった場合は、第１実施例同様に変化後の使用水量に対
応する抵抗曲線Ｆ上の目標圧力及び運転速度に収束する
ものである。
以上のように本実施例によれば予じめ定めた給水管路
の抵抗曲線に沿つて、ポンプの吐出し側の圧力を制御す
るので、給水末端での圧力をほぼ一定にできる効果があ
る。また、ポンプの変速範囲が大きくとれるため、ポン
プの消費動力は回転数の３乗に比例することから、省エ
ネルギーに対し大きな効果がある。
の抵抗曲線に沿つて、ポンプの吐出し側の圧力を制御す
るので、給水末端での圧力をほぼ一定にできる効果があ
る。また、ポンプの変速範囲が大きくとれるため、ポン
プの消費動力は回転数の３乗に比例することから、省エ
ネルギーに対し大きな効果がある。
本発明によれば流量センサーや関数演算器などの複雑
な制御回路を設けることなく、マイクロコンピユータに
より、予じめ定めた給水管路の抵抗曲線にそつて目標圧
力を与えるとともに、一つ前の目標圧力に達するよう速
度制御を行い、この時の運転速度で目標圧力を更新し、
この動作を逐次繰り返してポンプの吐出し圧力をほぼ一
定にできるばかりでなく、制御装置を単純で簡単に構成
できるため信頼性が向上し、末端圧力一定制御を行う従
来の給水装置と比較し、著しく価格低減を行うことがで
きる効果がある。
な制御回路を設けることなく、マイクロコンピユータに
より、予じめ定めた給水管路の抵抗曲線にそつて目標圧
力を与えるとともに、一つ前の目標圧力に達するよう速
度制御を行い、この時の運転速度で目標圧力を更新し、
この動作を逐次繰り返してポンプの吐出し圧力をほぼ一
定にできるばかりでなく、制御装置を単純で簡単に構成
できるため信頼性が向上し、末端圧力一定制御を行う従
来の給水装置と比較し、著しく価格低減を行うことがで
きる効果がある。
第１図は本発明の実施例の制御方式を示すフローチヤー
ト、第２図は本発明の実施例を示す給水装置の概略構成
図、第３図は圧力と速度との関係を説明する図、第４図
は本発明の実施例の制御回路を説明するブロツク図、第
５図は本発明の実施例を説明するポンプの運転特性図、
第６図〜第８図は本発明の他の実施例を説明するもの
で、第６図は圧力変化−速度変化関係図、第７図はポン
プの運転特性図、第８図は制御方式を示すフローチヤー
ト、第９図は従来の給水装置の概略構成図、第10図は第
９図の制御方式を説明するポンプの運転特性図である。 １…受水槽、２…吸込管、Ｐ…ポンプ、４…逆止め弁、
５…仕切弁、６…給水管、７…圧力センサー、MCB…し
や断器、MC…電磁開閉器、INV…インバータ、μcon…マ
イコン、F1,F2…インターフエース、Tr…トランジス
タ、Ｘ…リレー、Ｔ…トランス、Ｚ…安定化電源ユニツ
ト、SS…スイツチ
ト、第２図は本発明の実施例を示す給水装置の概略構成
図、第３図は圧力と速度との関係を説明する図、第４図
は本発明の実施例の制御回路を説明するブロツク図、第
５図は本発明の実施例を説明するポンプの運転特性図、
第６図〜第８図は本発明の他の実施例を説明するもの
で、第６図は圧力変化−速度変化関係図、第７図はポン
プの運転特性図、第８図は制御方式を示すフローチヤー
ト、第９図は従来の給水装置の概略構成図、第10図は第
９図の制御方式を説明するポンプの運転特性図である。 １…受水槽、２…吸込管、Ｐ…ポンプ、４…逆止め弁、
５…仕切弁、６…給水管、７…圧力センサー、MCB…し
や断器、MC…電磁開閉器、INV…インバータ、μcon…マ
イコン、F1,F2…インターフエース、Tr…トランジス
タ、Ｘ…リレー、Ｔ…トランス、Ｚ…安定化電源ユニツ
ト、SS…スイツチ
Claims (1)
- 【請求項１】ポンプと、 このポンプを駆動する可変速駆動手段と、 これらを制御する制御装置と、 ポンプに連結した給水管路と、 この給水管路の管内圧力を測定する圧力センサーを備え
て、 使用水量に応じてポンプの運転速度を変えて給水を行っ
てゆくものにおいて、運転速度をパラメータにしたポン
プのＱ−Ｈ性能曲線と予め定めた前記給水管路の抵抗曲
線との交点で定まる圧力を該交点における運転速度に対
応して記憶手段に記憶する第１ステップと、 初めに制御装置からの運転速度指令に基づき前記ポンプ
を該運転速度になるように前記可変速駆動手段により駆
動する第２ステップと、 前記運転速度指令に対応する前記交点の圧力を前記記憶
手段から読み出して該圧力を目標圧力として求める第３
ステップと、 前記圧力センサーによって給水管内圧力を測定する第４
ステップと、 前記目標圧力と前記測定された給水管内圧力とを比較す
る第５ステップと、 前記第５ステップの比較の結果、両者が等しい場合には
前記運転速度指令に対応する前記交点の圧力を前記記憶
手段から読み出して該圧力を新しい目標圧力として求め
る第６ステップと、 前記第５ステップの比較の結果、前記測定された給水管
内圧力が前記求められた目標圧力より低い場合には前記
目標圧力に達するまで増速制御を行う第７ステップと、 前記第５ステップの比較の結果、前記測定された給水管
内圧力が前記求められた目標圧力より高い場合には前記
目標圧力に達するまで減速制御を行う第８ステップと、 次に上記第４ステップに戻り第４ステップ乃至第８ステ
ップを繰り返す第９ステップ を有することを特徴とする給水装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50686A JPH0819916B2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 給水装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50686A JPH0819916B2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 給水装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62159789A JPS62159789A (ja) | 1987-07-15 |
| JPH0819916B2 true JPH0819916B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=11475649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50686A Expired - Lifetime JPH0819916B2 (ja) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | 給水装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185190A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Ebara Corp | 制御装置一体型モータポンプ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009061389A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Zebiosu:Kk | 水圧制御方法 |
-
1986
- 1986-01-08 JP JP50686A patent/JPH0819916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185190A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Ebara Corp | 制御装置一体型モータポンプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62159789A (ja) | 1987-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |