JPS5930917B2 - 配水ポンプ装置 - Google Patents

配水ポンプ装置

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JPS5930917B2
JPS5930917B2 JP5396577A JP5396577A JPS5930917B2 JP S5930917 B2 JPS5930917 B2 JP S5930917B2 JP 5396577 A JP5396577 A JP 5396577A JP 5396577 A JP5396577 A JP 5396577A JP S5930917 B2 JPS5930917 B2 JP S5930917B2
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JP
Japan
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water distribution
distribution pump
pressure
signal
output
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JP5396577A
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JPS53139201A (en
Inventor
宏 谷内
敏昭 岩佐
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Ebara Corp
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Mitsubishi Electric Corp
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は配水ポンプの末端圧制御のように、測定値(
この場合末端圧力に相当)が配水ポンプの吐出圧力の変
化に対して時間遅れの大きいシステムに対して安定な制
御を提供する配水ポンプ装置に関するものである。
配水ポンプの末端圧制御の従来の例を説明する。
第1図は従来のこの種の配水ポンプ装置の一例を示すブ
ロック図である。第1図において1は配水ポンプ、2は
駆動用電動機、3は配水管、4は末端の圧力検出器、5
は遠隔へ信号を送る信号伝送器、6は末端圧目標設定器
、7はPID調節計である。一般に圧力検出器4、信号
伝送器5は配水ポンプ1や調節計Tなどから遠くに隔れ
た位置に設置されている。8は配水ポンプ1の吐出圧を
検出する圧力検出器、9は吐出圧目標設定器、SWI、
SW2、SW3、SW4はスイッチである。
次に第1図の従来の配水ポンプ装置の動作について説明
する。配水管路3の末端圧力を一定に制御しようとする
には、配水ポンプ1の吐出圧力を制御すればよい。この
ときスイッチSWI、SW2、は閉路され、SW3、S
W4は開路される。配水管路3の末端圧力は圧力検出器
4によつて検出され、信号伝送器5により伝送される。
この末端圧力信号は末端圧目標設定器6といつしよにP
ID調節計Tに入力されるPID調節計Tでは末端圧信
号と目標設定信号を引算して偏差信号が作られ、さらに
偏差信号をPID演算しその結果を増速・減速信号の形
で偏差が零になるまで出力する。この増速・減速信号に
より駆動用電動機2の回転数が変化して配水ポンプ1の
吐出圧力が変化するのである。例えば末端圧力が目標設
定値より低い場合、PID調節計Tから増速指令が出力
され、駆動用電動機2と直結した配水ポンプ1の回転数
が上昇し、吐出圧力を増加させ、これが管路3の末端に
伝わつてその地点の圧力を上昇させることになり、最終
的に圧力検出器4の出力信号と末端圧目標設定器6の出
力信号とが一致するのである。PID調節計とは、2つ
の入力の偏差に比例した出力、偏差を積分した出力およ
び偏差を微分した出力との和を出力する調節器である。
上記は末端圧を目標値に制御する場合であるが、吐出圧
を目標値に制御する場合には、スイッチSWIおよびS
W2を開路、SW3およびSW4を開路して、圧力検出
器8および吐出圧目標設定器9の出力をPID調節計7
に入力させる。
このようにして、配水ポンプ1の吐出圧は吐出圧目標設
定器9の出力信号と一致するように制御される。ところ
で一般の配水管路においては配水ポンプ1の吐出圧力の
変化が管路の末端まで伝達されるには時間がかかり、ま
た信号伝送器5にも時間遅れがある。そのため従来の装
置では配水ポンプ1に外乱が入つてきて急に吐出圧力が
変動した場合、その変動が末端まで伝達されてから修正
動作が始まるから応答速度が遅かつた。応答性を高めよ
うとして調節計7のゲインを大きくすればハンチング現
象が増加し不安定であつた。また、末端圧制御から吐出
圧制御へ切り替えるときには、スイツチSWl〜SW4
を切り替える必要があるので、切替時にシヨツクが発生
する欠点があつた。
シヨツクを防ぐ制御システムは複雑でしかも困難であつ
た。この発明は、上記の欠点を除去するためになされた
もので、調節器の出力を保持する保持手段を設け、配水
ポンプの吐出圧力を末端圧力と末端圧目標設定値との偏
差により制御することによつて、制御切替時のシヨツク
がなくしかも外乱に対して速応性のある安定な配水ポン
プ装置を提案するものである。
第2図はこの発明の一実施例を示すプロツク図である。
第2図において1は配水ポンプ、2は駆動用電動機、3
は配水管路、4は管路末端の圧力検出器、5は遠隔へ信
号を送る信号伝送器、6は末端圧目標設定器、71,7
2は第1図の7と同様の動作をするPID調節計、8は
配水ポンプ1の吐出圧力検出器、10は調節計からの上
げ・下げ信号により内蔵の設定器の設定値を上げ・下げ
してその値を保持できるサーボメモリである。第1図と
同様に圧力検出器4、信号伝送器5は配水ポンプ1、P
ID調節計71,72などから遠く隔れた位置に設置し
てある。次にこの発明の動作について説明する。
配水管路3の末端圧力は圧力検出器4によつて検出され
、信号伝送器5により伝送される。この末端圧力信号は
目標設定器6の出力信号と共にPID調節計72に入力
される。PID調節計72では上記末端圧力信号と目標
設定信号を引算して偏差信号とし、これをさらにPID
演算しサーボメモリ10に対して設定の上げ・下げ信号
を偏差がなくなるまで、出力する。例えば末端圧力が目
標値より低い場合には上げ信号が出力される。サーボメ
モリ10はPID調節計72からの上げ・下げ信号を受
けて内蔵の設定器の設定値を上げ・下げしてその設定値
を保持するとともに出力する。この出力信号はPID調
節計71に入力され、第1図の吐出圧目標設定器9の働
きをする。一方配水ポンプ1の吐出圧力は圧力検出器8
により検出されてPID調節計71に入力される。PI
D調節討71では上記サーボメモリ10の出力信号と吐
出信号を引算して偏差信号とし、さらにPID演算して
その結果を増速・減速信号の形で偏差が零になるまで出
力される。この増速・減速信号により駆動用電動機2の
回転数を変化させ配水ポンプ1の吐出圧力を変化させる
。これが配水管路の末端に伝達され、PID調節酎72
の偏差が零になるまでサーボメモリ10の内蔵の設定器
の土げ・下げ及び駆動用電動機2の回転数の増速・減速
制御が行なわれる。すなわち配水ポンプ1の吐出圧力は
PID調節討71によりサーボメモリ10の出力信号と
同じになるように制御されており、末端圧力はPID調
節訂72により末端圧目標設定器6の出力信号と同じよ
うにサーボメモリ10を制御している。
次に第2図に示される配水ポンプ装置で末端制御から吐
出圧制御へ切り替える場合には、PID調節計72の出
力信号を切るだけで良い。PID調節討72の出力信号
が切られても、サーボメモl川0はそれまでのPID調
節訂72の出力信号を保持し続けているから、第1図の
配水ポンプ装置とは異なり、スイツチ切替によるシヨツ
クは生じない。このようにして吐出圧制御にスムーズに
移行した後は、サーボメモリ10の出力信号を目標設定
値とする吐出圧制御がPID調節討71によつておこな
われる。第2図の配水ポンプ装置による制御の一例を第
3図に則して説明する。
第3図は第2図の配水ポンプ装置の各構成機器の出力の
変化を示すもので、図中の各符号は同一符号を付された
第2図の機器の出力信号である。
定常状態では、末端圧目標設定器6の出力と信号伝送器
5の出力は一致しておりPID調節討72は上げ下げ信
号を出力していない。同様にサーボメモリ10の出力と
吐出圧検出器8の出力も一致しておりPID調節計71
も上げ下げ信号を出力していない。ここで何等かの原因
によつて配水管の末端圧力が低下すると圧力検出器4で
検出され信号伝送器5の出力が低下する。
したがつて、PID調節討72は上げ信号を出力してサ
ーボメモリ10の保持値を増加させる。PID調節射7
1は増加したサーボメモリの出力に従つて駆動用電動機
2の回転数を制御して配水ポンプ1の吐出圧力を増加さ
せる。配水ポンプ1の吐出圧力の増加が配水管3の末端
に伝えられて圧力検出器4の検出値が末端目標設定器6
の設定値に達すると、PID調節訂72は上げ信号を停
止し、サーボメモリ10の保持値も再び一定に保たれて
定常状態となる。上記制御の応答時間について考察する
。応答時間は、サーボメモl川0の保持値の変化に従つ
て配水ポンプ1の吐出圧力が変化し始める時間すなわち
図示のTである。これに対し第1図の従来の配水ポンプ
装置では、上記時間Tに加えて配水ポンプ1の吐出圧力
の変化が配水管3の末端に伝達される時間と信号伝送器
5の時間遅れとを要していたのである。次に配水ポンプ
1の吐出口付近で外乱が生じて圧力が減少した場合につ
いて考える。
この外乱は直ちに圧力検出器8で検出されてPID調節
討71に入力され、圧力検出器8の検出値とサーボメモ
リ10の保持値との偏差に応じてPID調節討71から
増速信号が駆動用電動機2に出力される。この結果、吐
出圧力は外乱が生ずる前の値にすみやかに制御される。
これに対し第1図の従来の配水ポンプ装置では、外乱が
配水管3の末端まで伝達されてから制御が開始されてい
たので応答に長時間を要していたのである。ここでサー
ボメモリ10の一例を図面に則して説明しよう。
第4図は、サーボメモl月0の一例を示すプロツク図で
ある。
第4図において、11はPID調節討72の増幅器、1
2はステツプモータ、13a,13bはステツプモータ
12の励磁コイル、14は可変抵抗器、5,6は第2図
の信号伝送器および末端圧目標設定器である。
信号伝送器5の出力と末端圧目標設定器6の偏差は増幅
器11で増幅されてパルス状の増減信号となつて励磁コ
イル13a,13bに出力される。ステツプモータ12
は1パルス毎に所定の角度だけ回転する。増加信号が励
磁コイル13aに流れる場合と減少信号が励磁コイルに
流れる場合とではステツプモータ12の回転方向は異な
るようにされている。ステツプモータ1.2の回転量に
応じて可変抵抗器14の抵抗値が変化し、回転量が保持
される。可変抵抗器14の抵抗値は電圧に変換されて第
2図のPID調節]71に入力される。上記実施例では
2個の入力の偏差に応じた信号を出力する調節器の一例
としてPID調節計を示したが、調節討はPID調節計
に限られるものではなく、例えば偏差が所定値以上にな
ると出力するいわゆる0N−0FF調節器を用いてもこ
の発明の効果は同一である。
要するに、2個の入力の偏差に応じた信号を出力する調
節器を使用すれば良いのである。また、調節器の出力を
何等かの手段で保持するものを上記サーボメモリ10に
代えて使用することもできる。
更に、上記実施例ではPID調節討71の出力で駆動用
電動機2の回転数を制御しているが、配水ポンプ1の吐
出側に設けられる流量調節弁を制御するようにしてもよ
い。
上記のようにこの発明に係る配水ポンプ装置は、配水管
の末端圧力の検出値と目標設定値との偏差を保持し、こ
の保持値と配水ポンプの吐出圧力の偏差に応じて配水ポ
ンプの吐出圧力を調節するようにしたから、制御方式の
切替時にもシヨツクを生ずることなく安定に且つ応答性
良く配水ポンプを制御できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の配水ポンプ装置の一例を示すプロツク図
、第2図はこの発明に係る配水ポンプ装置の一実施例を
示すプロツク図、第3図は第2図の各部分の出力の説明
図、第4図はサーボメモリの如き保持手段の一例を示す
プロツク図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 配水ポンプ、この配水ポンプの吐出水を導びく配水
    管の末端の水圧を検出する圧力検出器、この圧力検出器
    の検出値と所定値との偏差に応じた信号を保持して出力
    する保持手段、およびこの保持手段の出力と上記配水ポ
    ンプの吐出圧力との偏差に応じた信号を出力し、この出
    力で上記配水ポンプの出力を制御する調節器を備えた配
    水ポンプ装置。
JP5396577A 1977-05-11 1977-05-11 配水ポンプ装置 Expired JPS5930917B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP5396577A JPS5930917B2 (ja) 1977-05-11 1977-05-11 配水ポンプ装置

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JP5396577A JPS5930917B2 (ja) 1977-05-11 1977-05-11 配水ポンプ装置

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JPS53139201A JPS53139201A (en) 1978-12-05
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ID=12957378

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6140507U (ja) * 1984-08-20 1986-03-14 ソニー株式会社 ねじ頭部キヤツプ

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JP2017141771A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 株式会社荏原製作所 給水装置、及び、給水装置の制御方法

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