JPS5930285B2 - 流体輸送制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体輸送制御方法、特に瞬停対策を施してなる
流体輸送ｆ５１計方法に関する。

浄水場に水を供給するには、大口径で且つ１０Ｋｍ以上
にもおよぶ長距離の管路を使用している。

浄水場側にはろ過装置等が備えられており、このろ過装
置用の供給水として輸送されてきた水を、使用している
。管路の送水側には送水昇圧ポンプが備えられており、
このポンプにより例えば、水頭２Ｏｍ）即ち２に’／ｃ
ｗ■の水圧に昇圧して送水している。かかる転送装置の
構成を第１図に示す。以下ポンプ台数を２台として説明
する。遮断器１と接触器２を通して電源に電動機４を接
続し、同様に接触器３を通して電源に電動機５を接続す
る。電動機４に連結機９を通してポンプＴが接続されて
おり、電動機５には連結器８を通してポンプ６が接続さ
れている。ポンプ６、Ｔは送水管１２へ吐出弁１０及び
１１を通して水を圧送し末端弁１４を経て着水Φ１８に
送る。さらに着水゛１８より浄水場の流過装置に送つて
いる。圧送した水量は流量検出器１３により検出され、
流量に比例した信号が台数制御装置１６へ送られる台数
制御装置１６はこの流量検出器１３の信号を受け、流量
に対応する必要なポンプを稼動させるために前記の接触
器２及び３を必要に応じて入切する制御装置である。目
的地が末端弁１４の吸込口であるので、目的地の圧力（
以下末端圧と呼ぶ）を末端圧検出器１５にて検出し、末
端圧に比例した信号が揃速制御装置ＩＴに送られる。揃
速制御装置ＩＴは末端圧の設定値が外部から設定されて
おり、末端圧検出器１５からの信号との偏差ｅを計算し
、この偏差ｅを元にしてポンプ６及びＴの回転数（ポン
プ１台の時も２台の時も同様に）を制御し、末端圧を一
定に近づける。尚、３０はセルビウス装置である。かか
る構成下で、瞬停が発生した場合の動作を説明しよう。

電源の系統の送電線上に落雷した時などは電源は一時的
に停電する。この一時的な停電を瞬停と称している。一
般に瞬停時間は数秒（１秒以内の時間を含む）から１０
数秒と称しており、これより長い時間を要する場合は、
停電と称している。第１図の構成下での瞬停処理の様子
を第２図に示す。

横軸は時間、縦軸は圧力を示している。瞬停（Ｔ，時間
）が発生すると台数制御装置１６にて、遮断器２，３の
遮断は行なわず、電動機４，５の回転数は、瞬停中は無
電源と同一となるため、急激に低下する。しかし瞬停回
復后は電動機４，５はセルビウス装置３０により回転数
の低下はあるが停止しないので、すぐさま制御を再開す
る事が出来る０第２図の如く、瞬停にて、電動機４，５
の回転数が低下することにより吐出圧も急激に減少する
０しかし流量は吐出圧の如く急激に減少しないため流量
に起因する末端圧も、ほぼ瞬停前の状態を保つている（
Ｔ２時間）。このため、瞬停の回復后末端圧と設定値と
の間にはほとんど偏差ｅが発生しないため、電動機４及
び５の回転数は変化しない。つまり瞬停直後の回転数を
維持することとなり、この回転数に見合う吐出圧をポン
プ６及び７は出力することになる。瞬停回復後、送水管
１２の特性から決る時間後に流体は序々に減少し、これ
により末端圧す減少するため末端圧設定値と末端圧検出
器１５の出力の偏差ｅが大きくなり、揃速制御装置１７
は電動機４及び５の回転数を上昇させる（Ｔ，時間）。
これに併いポンプ６，７の吐出圧も上昇し、最終的には
瞬停発生前の状態に復帰する。しかし、浄水場の済過装
置等は末端圧及び流量の変化により性能が低下し、この
ために断水も考えられる。本発明の目的は、瞬停回復后
すみやかに吐出圧を瞬停前の状態に復帰させ、末端圧及
び流量に外乱を与える前に外乱の根本原因をなくし、末
端圧の外乱をなくしてなる流量輸送制御方法を提供する
ものである。

本発明の要旨は、正常時は末端末一定制御を行い、瞬停
時には吐出圧一定制御を行うようにしたものである。

以下、図面により本発明を詳細に説明しよう。第３図は
本発明の実施例を示す図である。

第１図と異なる点は、瞬停検出器２４、吐出圧記憶装置
１９、吐出圧検出器２３、切換スイツチ２０，２１，２
２を設けた点にある。切換スイツチ２０，２１，２２の
切換えは瞬停検出器２４によつて行われる。先ず、正常
時は、スイツチ２１の接点は２１ｂ側、スイツチ２２の
接点は２２ａ側にオンしている。

スイツチ２０もオンしている。吐出圧記憶装置１９は吐
出圧検出器２３で常時或いは随時、検出されてなる吐出
圧を記憶するものである。この記憶装置１９は１個のデ
ータに対するリフレツシユ形であり、その形態はアナロ
グメモリでもデイジタルメモリでもよく、データとして
は最新検出時の１個のみである。か７））る構成下では
、全体の動作は第１図と同じである。次に、瞬停時には
、瞬停検出器２４が積極的な役割を果す。

即ち、瞬停検出器２４で瞬停が検出されると、瞬停検出
器２４は、スイツチ２１の接点を２１ａ側に、スイツチ
２２の接点を２２ｂ側に切換え、且つスイツチ２０をオ
フする。この結果、先ず、記憶装置１９には瞬停検出時
の吐出圧が記憶保持されることになる。かかる状態下で
、揃速制御装置１７では、瞬停発生時の吐出圧（吐出圧
初期値）と、瞬停発生後の吐出圧との比較がなされ、そ
の結果に応じてポンプ制御がなされる。この制御は吐出
圧一定制御である。このことを第４図の説明図を用いて
詳細に説明する。瞬停が発生すると台数制御装置１６に
て、遮断器２，３の遮断は行なわず、電動機４及び５は
セルビウス装置３０により電動機４，５の回転数は、瞬
停中は無電源と同一となるため急激に低下する。

しかし瞬停回路后は電動機４，５はセルビウス装置によ
り回転数の低下はあるが停止しないので、すぐさま制御
を再開する事が出来る。第４図の如く、瞬停にて、電動
機４，５の回転数が低下することにより吐出圧も急激に
減少する。又、瞬停が発生すると瞬停検出器２４が動作
し、スイツチ２０，２１，２２の接点を動作させる。こ
のことによりポンプ６及び７の吐出圧を記憶している吐
出圧記憶回路１９は瞬停直前の吐出圧の記憶を保持する
。この瞬停前の吐出圧を、瞬停前の制御の設定値である
末端圧の設定値とスイツチ２１を用いて切替え、同様に
、制御の帰還信号を末端圧検出器１５の出力から吐出圧
検出器２３の出力にスイツチ２２を用いて切替る。この
ように、瞬停が発生後、瞬停前の吐出圧になるように吐
出圧制御を行なう。吐出圧が瞬停前になつた時（Ｔ４時
間後）、スイツチ２０，２１，２２を再度瞬停前の状態
に切替え、瞬停前の末端圧制御を行なう。この状態を第
４図で説明すると、Ａ部が瞬停前の末端圧一定制御を行
つていた時と瞬停が発生して吐出圧が急減した所、Ｂ部
が吐出圧制御を行つて瞬停前の吐出圧に制御をかけてい
る所、Ｃ部が再度、末端圧一定制御に切替えられて制御
を行つている所となる。以上の実施例における瞬停検出
器２４の構成例を第５図に示す。

瞬停検出器２４は、変成器２４０．変流器２４１，２４
２、論理回路２４３、比較器２４５，２４８、アンドゲ
ート２４６、フリツプ・フロツプ（ＦＦ）２４９より成
る。ＦＦ２４９のＱ出力２４９ａ，２４９ｂが各スイッ
チ２０，２１，２２の切替信号となる。瞬停の検出は、
モータへの励磁電流１１とセルビウス装置３０から系統
に帰還される電流１２との大小関係、及びモータに加わ
る電圧Ｖの減少の規模とによつてなされる。

このことはよく知られていることである。正常時には、
１〉１２の関係にあり、瞬停時には１１く１２の関係に
なる。変流器２４１，２４２で１１，１２を検出し、そ
の検出電流の大小関係を比較器２４５で比較する。比較
器２４５でＩ，〈１２が検出されると、出力が発生し、
ゲート２４６の入力となる。一方、変成器２４０で検出
した電圧を取り込んでなる論理回路２４３では電圧Ｖを
常時監視し、基準許容範囲で変化している間は容認して
いる。基準許容範囲を越えた減少が生ずると、直ちにそ
の状態を検出しゲート２４６に送る。ゲート２４６では
両入力が“１″になつた時、出力を発生する。この出力
は瞬停表示出力であり、この出力によりＦＦ２４９をセ
ツトし、出力２４９ａを発生させる。出力２４９ａは、
各スイツチ２０，２１，２２に対する瞬停切替信号であ
り、従つて、スイツチ２０，２１，２２を吐出圧制御用
に切替える。一方、この出力２４９ａが出力された状態
で瞬停が回復してもＦＦ２４９はセツトされたままであ
り、吐出圧制御状態はそのまま維持され続ける。

この過程で、比較器２４８では出力２４９ａの出力の指
令のもとに記憶装置１９の瞬停時の吐出圧と変化しつつ
ある吐出圧検出器２３の検出値との比較を行う。この比
較の過程で両者の偏差が許容値になつた時点で、比較器
２４８は一致信号２４８ａを出力し、ＦＦ２４９をりセ
ツトする。この結果、Ｑ出力２４９ｂが発生する。この
出力２４９ｂは正常時のための制御信号であり、これに
よつて、各スイツチ２０，２１，２２は正常時側に切替
わる。尚、この実施例で比較器２４８は揃速制御装置内
部に設けられた偏差用比較部を利用してもよい。以上の
実施例によれば、水の輸送時に、瞬停が発生しても円滑
に流量制御が可能になつた。

尚、上記実施例では、揃速制御装置として、末端圧と吐
出圧とで同一のものを使用しているが、それぞれ独自の
揃速制御装置を設けて制御するようにすることもできる
０特に、末端圧と吐出圧とでは応答特性が異なり、それ
に応じて異つた時定数を持つことがある。例えば、浄水
場の事例では、浄水能力は一定給水流量の条件下で浄水
能力が発揮するようになつている。従つて、給水流量の
時間軸での変動は極力ないようにすることが必要となる
。従つて、応答性は速いことが要求され、時定数は小さ
くとつている。一方、吐出圧の場合には、管路内通過に
際しての流体上の遅れ、及びポンプ特性を考慮して時定
数が決定される。

この場合も時定数は小さい程よいが、上記の末端末の場
合とは異つた時定数となる。かかる実施例を第６図に示
す。１７Ａは末端圧用揃速制御装置、１７Ｂは吐出圧用
揃速制御装置、３１は出力切替用スイツチである。

スイツチ３１は正常時は制御装置１７Ａの出力を選択し
、瞬停時は制御装置１７Ｂの出力を選択するようになつ
ている。動作説明は前述の説明で明らかな故、省略する
。更に、上記実施例では２台のポンプの事例を説明した
が、２台以上であつてもよい。

また、ポンプ制御を揃速Ｆｂｌｌ（ｎとしたが、ポンプ
相互間の容量が異なる場合には揃速制御ではなくなるこ
とは云うまでもない。更に、末端側は浄水場以外の一般
家庭用であつてもよい。本発明によれば、瞬停に伴う回
復制御を円滑に行うことができるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例図、第２図はその説明図、第３図は本発
明の実施領図、第４図はその説明図、第５図は本発明の
部分的実施例図、第６図は本発明の他の実施領図である
。 １７・・・・・・揃速制御装置、１９・・・・・・吐出
圧記憶装置、２０，２１，２２・・・・・・スイツチ、
２４・・・・・・瞬停検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプにて昇圧した流体を管路を介して送水し末端
   側に輸送するようにした流体輸送制御方法に於いて、平
   常時には上記末端側の末端圧を一定制御するようにポン
   プ制御を行い、瞬停時にはポンプ出口側の瞬停時吐出圧
   をもとに吐出圧一定制御するようにポンプ制御を行うよ
   うにした流体輸送制御方法。 ２ 上記ポンプ制御は揃速制御をもつて形成した特許請
   求の範囲第１項記載の流体輸送制御方法。 ３ 上記末端圧一定制御と吐出圧一定制御とはそれぞれ
   時定数の異なる系統を通じて行うようにした特許請求の
   範囲第１項記載の流体輸送制御方法。