JPH08210259A - 給水装置の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプモータの保護動作が働いた場合のリト
ライ動作において、給水圧力の低下や圧力変動を防止
し、かつ設定時間内での保護動作の回数をカウントする
ためのタイマ回路が不要とする。 【構成】 複数のポンプモータを各々駆動する駆動回路
と、異常を検出して第１次の保護動作を行う駆動回路保
護装置と、複数のポンプモータのうち、動作すべきポン
プモータを選択する制御部１０を具備する給水装置の制
御装置であって、制御部１０は、複数のポンプモータを
順次切り替えて稼動させるとともに、稼動中のポンプモ
ータに動作異常が発生したときは、保護動作信号５，６
を記憶して要注意状態として他のポンプモータに切り替
えを行い、次に当ポンプモータに切り替えられたときに
正常動作状態であると判断される場合は要注意状態を解
除し、一方、再度異常が検出された場合は第２次保護動
作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給水ポンプの運転に係
り、特に、複数のポンプを交互に用いる形式の給水装置
の制御装置及び制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、給水ポンプ等に用いる電動機
の保護装置として、熱動形または静止形の保護継電器等
が使われている。これらは負荷電流等が時定数を持つ保
護レベルを超えた時点で保護動作信号を出力し、その信
号によって当該電動機の駆動回路の開閉器等を遮断し、
電動機を停止して保護するものである。このような保護
装置では、１回の保護動作で電動機を停止させ、保護動
作信号の原因を取り除いた上で人為的にリセットして保
護動作を解除していた。

【０００３】しかし、一時的なポンプ内部での異物によ
る噛み込みやロック、または一時的な電源系統の異常等
の場合に、原因がすぐ解消してしまい、これを特定でき
ないままリセットしてポンプを再始動しても異常が再現
しないことがある。そこでこのような場合を想定して、
電動機の定格の範囲で保護継電器を自動リセットモード
にしておくリトライ方式が考案されている。これは、保
護動作信号の発生がある時間内に設定された回数以内で
ある場合には、保護動作実行から一定時間後に自動復帰
を試みるようにし、この設定回数を超える場合は保護動
作を本格的に実行するものである。

【０００４】同様に、給水ポンプと周波数変換器等の専
用の駆動電源装置を組み合わせてポンプの回転数制御を
行う給水装置においては、駆動電源装置自身にいくつか
の自己保護機能があり、各々の保護レベルを超えると自
動的に駆動電源装置の電源出力を停止するようになって
いる。

【０００５】ここにおいても、一般的には、１回の保護
動作で駆動電源装置の出力を停止させ、保護動作の原因
を取り除いた上で駆動電源装置をリセットして保護動作
を解除していた。しかし、偶発的なノイズ等の侵入や電
源系統の異常の場合、原因が特定できずまたリセットし
て駆動電源装置が再始動しても異常が再現しないことが
ある。そこで、このような場合を想定して、駆動電源装
置の定格の範囲で自動リセットモードにしておく、リト
ライ方式が考案されている。これは、保護動作信号の発
生が所定時間内に設定回数以内であれば、制御部の保護
動作解除信号を駆動電源装置に入力して自動リセットを
させ、設定回数を超える場合には、自動リセットせず保
護動作を継続させるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
保護継電器および駆動電源装置のリトライ方式において
は、同一のポンプモータでリトライ動作を行う場合、一
時的なポンプのロックや偶発的なノイズおよび電源の異
常等を考慮して、保護動作が発生してからポンプモータ
が完全に停止するまでの時間以上の一定時間の経過後に
リトライ動作を行う必要があった。特に、駆動電源装置
の場合にはポンプモータが完全に停止してから再出力し
ないと再び保護動作が働く可能性があるため、保護動作
が発生してからポンプモータが完全に停止するまでの時
間以上の一定時間の経過後にリトライ動作を行う必要が
あった。そのため、リトライ動作を行う間に給水圧力の
低下や圧力変動を生じ、水の使用者に不都合を与えてい
た。

【０００７】一方、一度保護動作が働いたら、停止して
いる待機中のポンプに即座に切り替える場合では、給水
圧力の低下や圧力変動は防止できるが、例えば１０分間
や３０分間あるいは２４時間以内といった設定時間内で
の保護動作の回数をカウントするためのタイマ回路が必
要となるので、これが装置構成を複雑化していた。

【０００８】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、ポンプモータの保護動作が働いた場合のリトライ動
作において、給水圧力の低下や圧力変動を防止すること
ができ、かつ設定時間内での保護動作の回数をカウント
するためのタイマ回路が不要となり、給水ポンプの運転
回路を簡単な構成にすることができる給水装置の制御装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、請求項１の発明は、複数のポンプモータと、前記
ポンプモータを各々駆動する駆動回路と、異常を検出し
て第１次の保護動作を行う駆動回路保護装置と、前記複
数のポンプモータのうち、動作すべきポンプモータを選
択する制御部を具備する給水装置の制御装置であって、
前記制御部は前記複数のポンプモータを順次切り替えて
稼動させるとともに、稼動中のポンプモータに動作異常
が発生したときは、保護動作信号を記憶して要注意状態
として他のポンプモータに切り替えを行い、次に当該ポ
ンプモータに切り替えられたときに正常動作状態である
と判断される場合は要注意状態を解除し、一方、再度異
常が検出された場合は第２次保護動作を行うようになっ
ているものである。

【００１０】請求項２の発明は、前記第１次の保護動作
が、該当するポンプモータの電源を遮断した後に稼動可
能状態に復帰させる動作を含むようになっているもので
ある。請求項３の発明は、前記第２次の保護動作が、該
当するポンプモータを対策が採られるまで稼動禁止にす
る動作を含むようになっているものである。請求項４の
発明は、前記第２次の保護動作が、外部に警報を発する
動作を含むようになっているものである。請求項５の発
明は、前記駆動回路の保護装置が、保護動作が自動リセ
ット可能な保護継電器であるものである。請求項６の発
明は、前記駆動回路の保護装置が、外部から保護動作解
除信号を入力して保護動作をリセットできる駆動電源装
置自身の保護装置であるものである。

【００１１】請求項７の発明は、複数のポンプモータ
と、前記ポンプモータを各々駆動する駆動回路と、異常
を検出して第１次の保護動作を行う駆動回路保護装置と
を備え、前記複数のポンプモータのうち、動作すべきポ
ンプモータを選択して稼動させる給水装置の制御方法で
あって、通常は前記複数のポンプモータを順次切り替え
て稼動させ、稼動中のポンプモータに異常が発生したと
きは、保護動作信号を記憶して要注意状態として他のポ
ンプモータに切り替えを行い、次に当該ポンプモータに
切り替えられたときに正常動作状態と判断される場合は
要注意状態を解除し、一方、再度異常が検出された場合
は第２次保護動作を行うことを特徴とする給水装置の制
御方法である。請求項８の発明は、前記第１次の保護動
作が、該当するポンプモータの電源を遮断した後に稼動
可能状態に復帰させる動作を含むものである。請求項９
の発明は、前記第２次の保護動作が、該当するポンプモ
ータを対策が採られるまで稼動禁止にする動作を含むも
のである。請求項１０の発明は、前記第２次の保護動作
が、外部に警報を発する動作を含むものである。請求項
１１の発明は、前記駆動回路保護装置の第１次の保護動
作を一定時間後に自動解除するものである。

【００１２】

【作用】この発明においては、制御部が複数のポンプモ
ータを所定のロジックに従って順次切り替えて稼動さ
せ、あるいは停止させる。稼動中のポンプモータに動作
異常が発生したときは、保護動作信号を記憶して当該ポ
ンプモータを要注意状態として他のポンプモータに切り
替えを行う。次に当該ポンプモータに切り替えられたと
きに正常動作状態であると判断される場合は要注意状態
を解除し、一方、再度異常が検出された場合は第２次保
護動作を行う。正常動作状態であるかどうかの判断は、
例えば、切り替えられたポンプモータが制御装置によっ
て停止されたり、切り替えられたりするまで正常に稼動
するかどうかを基準として行う。ポンプモータの保護動
作が働いた場合、次に運転すべき待機中のポンプモータ
に強制的にローテーション切り替えすることにより、給
水圧力の低下や圧力変動が防止される。

【００１３】要注意状態の後に、正常であると判断され
れば、要注意状態が解除されるので、不要、不急の点検
整備を省くことができる。一方、ローテーション後に要
注意状態のポンプモータに再度異常が検出されたときに
は、本格的な保護動作である第２次保護動作を行う。こ
れは、例えば、当該ポンプを使用禁止にし、外部に警報
を出して要修理状態であることを知らせるなどの措置が
採られて、システムの安全性が確保される。正常の基準
をこのように設定しているので、設定時間内での保護動
作の回数をカウントするためのタイマ回路は不要とな
る。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。 （実施例１）図１は本発明の第１の実施例の給水装置制
御システムの概要を示す図である。これは、ポンプモー
タ１，２を２台具備しており、うち１台を予備機として
交互に運転するようになっている。この制御システム
は、ポンプモータ１，２を各々駆動する駆動回路を備
え、これは、電源Ｓと、それぞれのポンプモータ１，２
用の開閉器７，８及び保護継電器３，４とから構成され
ている。これらの開閉器７，８は制御信号用ケーブルを
介して制御装置１０に接続されており、これがポンプの
運転のローテーションを制御するようになっている。

【００１５】保護継電器３，４は、ポンプモータ１，２
に何らかの原因で過負荷が掛かった時などの異常発生時
に一時的に接続を断つもので、それぞれが保護動作記憶
部９に接続されており、異常発生を該保護動作記憶部９
に記憶させるようになっている。この保護動作記憶部９
はさらに制御部１０に接続され、制御部１０は保護動作
記憶部９からの入力信号に基づいて開閉器７，８の開閉
を制御するようになっている。この保護継電器３，４は
自動リセットモードで用いられる形式で、設定された一
定時間後に自動復帰して閉状態に戻る。

【００１６】以下、前記制御部１０による制御態様を図
２のタイムチャートを参照して説明する。通常の稼動状
況では、２台のポンプモータ１，２のうち１台が予備機
となり、一定時間の経過後に切り替えられて交互に運転
される。

【００１７】稼動開始時には、制御部１０からの開閉信
号７ａによって開閉器７が閉とされ、ポンプモータ１が
動作する。この状態でポンプモータ１が運転されている
時に、何らかの異常が発生し、第１次保護動作が行われ
た場合、すなわち保護継電器３が動作した場合、保護継
電器３より保護動作信号５が保護動作記憶部９に送ら
れ、そこで記憶されるとともに、制御部１０は、このポ
ンプモータ１を要注意状態と判断する。保護動作記憶部
９からは、制御部１０へ保護動作信号１９が出力され、
これに基づき制御部１０ではポンプモータ１の開閉器７
を開き、ポンプモータ１を停止させると同時に、開閉信
号８ａを出力して開閉器８を閉とし、ポンプモータ２を
稼動させる（ステップ１）。これにより、異常発生時に
おける給水圧力の低下や変動が抑制される。

【００１８】ここで、保護継電器３は自動的にリセット
が行われるモードであるため、一旦保護動作信号５を出
力した後に、リセット状態、すなわち正常状態に自動的
に復帰している。ポンプモータ２が正常に運転を継続
し、プログラムにおいて設定された所定の理由、例えば
使用水量の減少により運転の必要が無くなった場合に制
御部１０の指令により正常に自動停止する（ステップ１
Ａ）。再び使用水量が増加して給水圧力が低下するなど
して再稼働が必要となったとき、または何らかの異常が
発生して保護継電器４が作動して自動停止したときは、
再びポンプモータ１に切り替えられて運転が開始される
（ステップ２）。

【００１９】その後、ポンプモータ１が正常に稼動して
正常に停止するまで保護継電器３が作動しない場合は、
制御部１０はこのポンプモータ１が要注意状態ではない
と判断し、保護動作記憶部９におけるポンプモータ１に
ついての保護動作信号の記憶は自動的にリセットされて
消去され、初期状態になる（ステップ３）。つまり、単
に一時的あるいは偶発的な原因による保護動作発生の場
合は、システムが自動復帰させられることになる。

【００２０】一方、正常に自動停止する前にポンプモー
タ１の保護継電器３が動作した場合には、保護動作記憶
部９には２度目の保護動作信号が記憶され、制御部１０
へ保護動作信号１９が出力され、制御部１０はこのポン
プモータ１について第２次保護動作を行う。すなわち、
ポンプモータ１からポンプモータ２への切替えが行われ
ると同時に、２度目の保護動作によりポンプモータ１を
運転可能モードから除外する。そして、これと同時に外
部に警報出力１１を出力する（ステップ４）。

【００２１】保護継電器３は自動リセットモードである
ため、一定時間経過後に正常状態に自動的に復帰する
が、この状態ではポンプモータ１は運転禁止とされてい
るので、ポンプモータ２のみが作動する。従って、ポン
プモータ２が使用水量の減少等により正常に自動停止し
（ステップ５）、再び使用水量が増加して給水圧力が低
下しても、ポンプモータ１が作動することはなく、再び
ポンプモータ２が運転される（ステップ５Ａ）。

【００２２】ポンプモータ１の保護動作発生の原因を取
り除いた上で、外部入力装置（図示略）からリセット信
号１２を制御部１０に入力することにより、ポンプモー
タ１の運転禁止が解除され再び運転可能となる（ステッ
プ６）。

【００２３】このような本発明によれば、単にポンプモ
ータを一旦停止するだけで、あるいは短時間が経過する
だけで解消してしまうような一時的な原因による保護動
作発生は、ポンプモータの状態を判断する上で除外され
る。従って、そのような保護動作に基づいて制御部がポ
ンプモータの運転禁止信号を発することがないので、ポ
ンプモータの稼動率が向上するとともに、外部に警報を
発することもないので、余分な点検・保守作業を省くこ
とができる。しかも、従来のように所定時間内の保護動
作発生回数を基準としないので、設定時間をカウントす
るタイマ回路が不要である。

【００２４】なお、ポンプモータ２の保護動作時におい
ても前記と同様の動作を行うことは言うまでもないこと
である。

【００２５】（実施例２）図３は、本発明の第２の実施
例の給水装置制御システムの概要を示す図である。この
実施例もポンプモータ１，２を２台具備し、内１台は予
備機として交互に運転する給水装置の制御システムであ
る点で先の実施例と同様である。この実施例と先の実施
例が異なる点は、先の実施例の駆動回路が開閉器７，８
と自動リセット型の保護継電器３，４を用いてポンプモ
ータ１，２のオン−オフ制御を行っていたのに対して、
この例では周波数変換器を備えた駆動電源装置１７，１
８を用いている点であり、従ってポンプモータ１，２の
回転数を制御することができるが、この駆動電源装置１
７，１８自身は自動リセット機能は有していない。

【００２６】この実施例における制御の様子を図４のタ
イムチャートに示す。この実施例においても、２台のポ
ンプモータ１，２のうち１台が予備機となり、一定時間
の経過後に切り替えられて交互に運転される。

【００２７】ポンプモータ１の運転中に、駆動電源装置
１７内で保護動作が働いた場合、保護動作信号５が保護
動作記憶部９に記憶される。保護動作記憶部９から制御
部１０へ保護動作信号１９が出され、制御部１０により
駆動電源装置１７への運転信号１５出力が止められてポ
ンプモータ１が停止すると同時に、駆動電源装置１８に
運転信号１６が出されてポンプモータ２が運転を開始す
る（ステップ１１）。

【００２８】制御部１０は駆動電源装置１７にリセット
信号１３を出力し、これをリセット状態すなわち正常状
態に戻す（ステップ１１Ａ）。この後、再度ポンプモー
タ１に切り替わって（ステップ１２）正常に運転を継続
し、その後使用水量の減少等により正常に自動停止が行
われれば、保護動作記憶部９の記憶が消去される（ステ
ップ１３）のは、先の実施例と同様である。

【００２９】一方、正常に自動停止する前に再度駆動電
源装置１７内で保護動作が働いた場合、制御部１０はポ
ンプモータ１を運転可能モードから除外し、外部に警報
信号を出力する（ステップ１４）。この場合も駆動電源
装置１７は制御部１０からのリセット信号１３によりリ
セット状態すなわち正常状態に自動的に復帰している
（ステップ１４Ａ）が、ポンプモータ２の停止（ステッ
プ１５）の後の再始動時も作動はされない（ステップ１
５Ａ）。この実施例においても、先の実施例と同様の作
用効果が得られるのは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、下記のような優れた効果が得られる。この発明によ
れば、稼動中のポンプモータに動作異常が発生したとき
は、制御部が保護動作信号を記憶して当該ポンプモータ
を要注意状態とし、他のポンプモータに切り替えを行う
ので、給水圧力の低下や圧力変動を防止でき、水の使用
者に不都合を与えることがない。

【００３１】また、次に当該ポンプモータに切り替えら
れたときに正常動作状態であると判断されれば、要注意
状態が解除されるので、不要、不急の点検整備を省くこ
とができる。一方、再度異常が検出された場合は、本格
的な保護動作である第２次保護動作、例えば、当該ポン
プを使用禁止にし、外部に警報を出して要修理状態であ
ることを知らせるなどの措置が採られるので、システム
の安全性が確保される。そして、正常の基準を判断する
際に、設定時間内での保護動作の回数をカウントするた
めのタイマ回路っを用いておらず、装置コストの低減と
簡略化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の給水装置制御システム
の概要を示すブロック図である。

【図２】この発明の第一実施例の給水装置制御システム
の制御態様を示すタイムチャートである。

【図３】この発明の第二実施例の給水装置制御システム
の概要を示すブロック図である。

【図４】この発明の第二実施例の給水装置制御システム
の制御態様を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１，２ ポンプモータ ３，４ 保護継電器 ５，６ 保護動作信号 ７，８ 開閉器 ７ａ，８ａ 開閉信号 ９ 保護動作記憶部 １０ 制御部 １１ 外部警報信号 １２ リセット信号 １３，１４ リセット信号 １５，１６ 運転信号 １７，１８ 駆動電源装置 １９ 保護動作信号

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のポンプモータと、 前記ポンプモータを各々駆動する駆動回路と、 異常を検出して第１次の保護動作を行う駆動回路保護装
   置と、 前記複数のポンプモータのうち、動作すべきポンプモー
   タを選択する制御部を具備する給水装置の制御装置であ
   って、 前記制御部は、前記複数のポンプモータを順次切り替え
   て稼動させるとともに、稼動中のポンプモータに動作異
   常が発生したときは、保護動作信号を記憶して要注意状
   態として他のポンプモータに切り替えを行い、次に当該
   ポンプモータに切り替えられたときに正常動作状態であ
   ると判断される場合は要注意状態を解除し、一方、再度
   異常が検出された場合は第２次保護動作を行うことを特
   徴とする給水装置の制御装置。
2. 【請求項２】 前記第１次の保護動作は、該当するポン
   プモータの電源を遮断した後に稼動可能状態に復帰させ
   る動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の給水装
   置の制御装置。
3. 【請求項３】 前記第２次の保護動作は、該当するポン
   プモータを対策が採られるまで稼動禁止にする動作を含
   むことを特徴とする請求項１に記載の給水装置の制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記第２次の保護動作は、外部に警報を
   発する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の給
   水装置の制御装置。
5. 【請求項５】 前記駆動回路の保護装置は、保護動作が
   自動リセット可能な保護継電器であることを特徴とする
   請求項２に記載の給水装置の制御装置。
6. 【請求項６】 前記駆動回路の保護装置は、外部から保
   護動作解除信号を入力して保護動作をリセットできる駆
   動電源装置自身の保護装置であることを特徴とする請求
   項２に記載の給水装置の制御装置。
7. 【請求項７】 複数のポンプモータと、 前記ポンプモータを各々駆動する駆動回路と、 異常を検出して第１次の保護動作を行う駆動回路保護装
   置とを備え、 前記複数のポンプモータのうち、動作すべきポンプモー
   タを選択して稼動させる給水装置の制御方法であって、 通常は前記複数のポンプモータを順次切り替えて稼動さ
   せ、 稼動中のポンプモータに異常が発生したときは、保護動
   作信号を記憶して要注意状態として他のポンプモータに
   切り替えを行い、次に当該ポンプモータに切り替えられ
   たときに正常動作状態と判断される場合は要注意状態を
   解除し、一方、再度異常が検出された場合は第２次保護
   動作を行うことを特徴とする給水装置の制御方法。
8. 【請求項８】 前記第１次の保護動作は、該当するポン
   プモータの電源を遮断した後に稼動可能状態に復帰させ
   る動作を含むことを特徴とする請求項７に記載の給水装
   置の制御方法。
9. 【請求項９】 前記第２次の保護動作は、該当するポン
   プモータを対策が採られるまで稼動禁止にする動作を含
   むことを特徴とする請求項７に記載の給水装置の制御方
   法。
10. 【請求項１０】 前記第２次の保護動作は、外部に警報
    を発する動作を含むことを特徴とする請求項７に記載の
    給水装置の制御方法。
11. 【請求項１１】 前記駆動回路保護装置の第１次の保護
    動作を一定時間後に自動解除することを特徴とする請求
    項８に記載の給水装置の制御方法。