JPS6279510A - ポンプ制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数台のポンプの台数制御及び速度制御により
ポンプ０１出側の圧力を一定に保どうどする制御装置に
お【ｌる台数制御装置に関する１）のである。

〔発明の技術的背尾とイの問題員〕

一般に浄水場の送配水ポンプ制御においては、複数台の
速度制御可能なポンプを設置し、これらポンプの組み合
わせによる台数制御と、各ポンプの速度制御にＪ：リポ
ンプ用出側配管の送水圧力を一定に保つ制御が行４ｆｆ
ｉわれている。第２図は上記のような制御を行なう制御
装置の構成例である。

同図において１はポンプ月、２は速１復制ｉｌｌ可能な
ポンプ群、３はポンプ１１１出側のｈ力［）を測定する
圧力計、４は吐出配管を流れる流”０１１１を測定する
流量耐、５はポンプの回転数Ｎを測定り−る回転数計、
１０はポンプ月の水位Ｌｌ　、を測定Ｊ−る水位計であ
る。

ポンプ運転台数切換判定部６、ポンプ運転制御部７、圧
カ一定制御部８、速度制御部９はそれぞれ制御装置の機
能を表わすものである。

ｒｆカ一定制御部８は田用汗力測定値Ｐと吐出圧力目標
値Ｐ　より例えばＦ記のようへＰＩ制御式ににり目標回
転数Ｎ、を求める。

Δ　ｔ ・・・・・・・・・　（１） Ｎ　−ΔＮ＋Ｎ、、。−１・・・・・・・・・（２）ｅ
　　＝Ｐｒ−Ｐ　　　　　　　　　・・・・・・・・・
（３）但し　　　Ｎ、：今回目標回転数 Ｎ６．。−１：前回ｌ］椋四回転 数Ｎ：目標回転数変分 Ｐｒ：吐出圧力目標値 Ｐ：吐出Ｌ「力測定値 に、：比例ゲイン ＴＩ　：積分１１８間 Δ１−：制御周期 速度制御部９はポンプ回転数Ｎが圧カ一定制御部８で演
粋された１１標回転数Ｎ１に一致りる様にポンプの回転
数を制ａｌｌ　覆る。

ポンプ運転台数切換判定部６は現自の田用汀力Ｐ１叶出
流吊０、ポンノ゛Ｊ１水イず月（１１」、リボンＬ１１ プ運転台数の増／減指令を判断し、ポンプ運転制御部７
に対して台数増／減指令を出力りる。ポンプ運転制御部
７はポンプ運転台数切換判定部６から台数増／減指令に
対してポンプ運転優先順序に従ってポンプを１台起動ま
／；二ｉ、ｔ　ｆ＋　ＩＬりる。

このような構成の制御装置において従来ポンプ運転台数
切換判定部６にａ３い（【ま台数増／減判定を下記の様
に行なっていＩこ（狛聞昭５５８−１５８３９７号公報
）。

まず第４図の様なポンプ運転台数に対応したＱ−Ｉ」（
流量−揚程）台数制御特性を予め記憶しておく。第４図
においてａ　ｂ　ｃはポンプ１台のＱ−１１台数制御特
性であり、ａ　ｄ　ｅは２台、Ｅｌｆ　Ｑ　Ｌよ３台、
ａｈｉは４台のＱ−１１台台数制御特１１Ｉある。

なおａｂ、ａｄ、ａ　ｆ’、ａｂの部分はポンプのＱ−
Ｈ特性を表わしているものであり、ｂｃ、ｄｅ。

ｆ’ｇ、ｈｉの部分はキー・ビテーション保護を考慮し
た台数切換点を表わしているものである。Ｈ。

は１００％速度時キャビテーション限界揚程である。

次にポンプ台数増／減については第３図の機能フ［１−
に従って出力される。第３図において、１１では現在運
転しているポンプ運転１台数を片ｌ騨する。１２ではポ
ンプ吐出揚程ト１．を次式にて８１算Ｊる。

１−１．　＝　Ｐ　−■、　　　　　　　　　・・・・
・・・・・（４）但し　Ｐ：吐出圧力 １−１・　：ポンプ井水位 ■ １３では予め記憶されている第４図の様なＱ−１−１台
数制御特性におｔＪる現在運転台数の特性について吐出
揚程］１．から現在運転台数における最大田川流量Ｑ　
　、最小吐出流量Ｑ１ｏを求める。

ｌ１ｌａ× すなわち仮に現在運転台数が２台の場合は第５図の様に
してＱＳＱＩＩｌｉｏを求める。

ｌ１ａｘ １４では吐出流ｆｆ１Ｑ。、１、と最大吐出流”　Ｑ＋
ｎａｘを比較し、 ＱｏＵｌ　〉Ｑ□８　　　　　　　　　・・・・・・・
・・（５）にて台数増加が必要と判断し、１６に」、り
台数増指令を、第２図のポンプ運転制御部７に対しく出
力する。

また１５では吐出流ＩＲＱ。ｌ□１と最小吐出流量Ｑｍ
ｉｎを１１較し、 Ｑｏｏｔ＜ＱＩｌｌｉｎ−ＤＢ””””・（６）但し　
［）Ｂ：不感帯 にて台数減少が必要と判断１ノ、１７により台数減指令
をポンプ運転制御部７に対［）て出力する。

第３図に示される従来の方法において良好な台数制御を
行なわせるためには第４図のＱ−１１台数制御特性の設
定を実際のポンプのＱ　−１］特性より小さめに設定し
なｌノれば４にらなかった。りなわち第６図において実
線を実際のＱ−１１特性とすると、Ｑ−１」台数制御特
性は点線の様に設定する必要があった。その理由は下記
の通りである。

即ち、従来の制御においては１１１出圧一定制御がポン
プ速度制御により連続的に行なわれている。

したがってポンプ運転台数を追加Ｊる必要がある状態ど
は、ポンプ回転数が１００％と４丁ってｂｌｌｌｉｌｉ
　）ｆ力Ｐ　＜　Ｔ！ｔ、　ｉｆｆ　Ｊｆ力目標値Ｐ　
とな−〕でいる状態ぐある。ところがその様な状態にお
（−）るポンプの運転ｓ：Ｘはポンプの１００％速度０
　］１特性十を移動しＣいる。すなわＬ）第７図におい
て１００％０−［１特性ｆ　−（ｉ　−ｅ−（Ｊに対し
て管路損失曲線がａ−ｄ　　ｂであＶ）、運転点がｄの
状態すなわち叶ｔｔｌ　Ｉｔ　ｊ）　１］標値［）、に
−・致している状態にあったどする。次に管路損失曲線
がａ　−ｄ　−ｂからａ−ｅ−Ｃに変化したどＪるど、
運転点はｄからｅへ移動−りる。ポンプは１００％回転
数状態にあるため、これ以ト回転数は十けられなく、吐
出圧力ｐ＜ｆｊｌ出ＩＦ力目標値［）、という状態が続
く。従って管路損失曲線の傾きが小さく４するにつれ、
運転点はポンプの１００％速川０１用特性を下りへ移動
覆る事になる。ところで第３図に示される従来の方法（
・（，１、現在運転台数にお（Ｊる最大吐出流量Ｏｍａ
ｘを求める際、田用圧力［）に対応した吐出揚程］１゜
を用いているため、予め設定しておく　Ｑ　−１−１台
数制御特性をポンプの実際のＱ−１」特性ど一致さＵて
おくと、ポンプ台数追加を必要と覆る状態では、Ｑｍａ
ｘがＱ　−１−１特ＰＣ−１を移動ｊノる運転ｉｊ＆と
一致じｌしまうｊこめ、〇　　−Ｑ。１１１となってし
まい、■ａ× 第３図のスｊツー１１／Ｉの判定が成り立／：：　＜Ｚ
　りなり、台数増指令が出力されない。従つ（第６図に
示される様にＱ−１１台数制御特ｖ１の設定を実際のポ
ンプのＱ−１１特ｔ’ｌより小さめに設定する−１０こ
土りＱｏｕｌ〉０ＩＩｌａｘという判定を可能とりる様
にしイ「ければならイ１いのである。

ところで、小さめに設定するどいってｂ１実際のＱ−１
１特竹自体がボン１本体の特ｆ１に対【ノーで誤差を含
んでいる事からある程磨、余裕を持つ心弁があり、また
余裕を持ｌう過ぎると、ポン／台数切換点が早めにイ１
す、無駄な動力消費づる１（にイするので、その設定は
知しい。

（発明の目的） 本発明の目的は、従来技術の持つ欠点を除去し、設定す
るＱ　−Ｌ１台数制御ｉｌｌ特Ｍは実際のＯ１１特悄と
一致さけ−Ｃおい−（’ｂ、良りｆで効率良い台数制御
を実現て゛きるボンｆ運転台数制御装置を捉供りる事に
ある。

〔発明の概要］ 本発明のポンプ制御装置は、４−ヤビテーシ」ン保護を
考慮したポンプの流量−揚程特性を予め記憶りる手段ど
、ポンプ吐出揚程（ポンプ１′！１：　ｆｌｆ　Ｅｌ−
カーポンプ井水（☆）がポンプ１００％速度時キャビテ
ーシ」ン限界１り稈より大きい場合は現イ１−の運転台
数にお（Ｊる最大（１１出流量および最小吐出流量をポ
ンプ［１標ｎｌ　＋ｌ揚揚程ポンプ目標吐出汁カーポン
プ月水位）より求め、ポンプ用量揚程がポンプ１００％
速度時キトヒテーション限界揚程以下の場合は前記最小
吐出流量および最小吐出流量をボンゾｌｊｌ出楊稈より
求める手段ど、この最大吐出流量および最小１１出流吊
どポンプの実際の吐出流量を比較してボン１台数の増加
又は減少の必要性を判定Ｊる手段とを備λたことを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

本発明にお【ノるポンプ運転台数切換判定部６の機能を
第１図に示づ。同図において第３図と同じ開目は同じ機
能を示す。１８では目標吐出揚程Ｈ，ｒを次式にて求め
る。

Ｈｐ、−Ｐ、−１−１、・−・・−・・（７）Ｐｒ　：
吐出圧力１゛１標伯 ）−１，：ポンプ月水イ☆ １９にて０１出揚程１１．と１００％速亀Ｉｌ＆、−１
−１７ビテーシヨン限Ｗ揚程１１．を比軸し、Ｈ、≧１
１８の場合は、２０で現在運転台数における最小吐出流
量Ｑ　　１際Ｑｍｉｎを求砧る際の揚程値どして［１ａ
ｘ 標吐出揚程１」９．を用い、１３でＩＩｐ＜１１ｓの場
合は吐出揚程１］、を用いる。

次に上記の機能フ１−１−を実施した場合の（’ｌ用効
果につき説明づる。なお０１１台数制御特例の設定は実
際のＱ−１１特竹と−・致さｌ！−（いるＩ）のどりる
。

まず）−１、＜　Ｌｌ　、の場合の台数制御は、田用汀
−・定制御を達成する目的では＜Ｅ　＜、−１−１・じ
テーラ」ン保護を目的としＣいる。すｂわｔ）、現イ１
の運転点がキャじテーラ」ン領域に入った場合にポンプ
を１台追加する１１により１］７ビテーシーｊン領域か
ら脱出さυようとＪるものである。もＹっにの場合はＩ
１１出圧力測定値Ｐに対応した１１１１拐程町より最大
吐出流量Ｑ　　、最小吐出流量Ｑｍｉｎが求ａｘ められ、現在の運転点がキャビテーシ」ン領域に入った
場合にポンプが１台追加される。

次に１」、≧１１．の場合にポンプ台数追加を必要とす
る状態即ちポンプ回転数が１００％となっても田川圧力
Ｐ〈吐出圧力目標値Ｐ、という状態となっている時には
、吐出圧力目標値１つ、に対応した目標吐出揚程Ｅ１　
　よりＱ　　　、Ｑ□ｉｎが求めらｐｒ　　　　　　　
ｍａｘ れ、その結果、必ずＱ。ｌｉｔ＞ＱｌｌｌａＸという状
態が発生覆るため、確実にポンプ台数増指令が出力され
、ポンプが１台追加される。

なお上記の実施例では浄水場送配水ポンプ制御について
説明したが、本発明はこれに限定される事’Ｊ　＜、一
般のポンプ制御において台数制御と速度制御によりポン
プｒ！１出圧一定制御を行なうプロセスについて適用可
能である。またポンプ群の一部に固定速ポンプを含むプ
［１セスについても同様適用可能である。

〔発明の効宋〕

以上の様に本Ｊｆｉ明にＪ：れば、予め設定し−（ａ３
　＜Ｑ　−１１台数制御特性は実際のＱ−、＋１特性そ
のｂのを設定づ−ればよいので、設定作業が簡単で使い
易い。またポンプ台数追加時は回転数１００％の限界ま
で、少４Ｔい台数で運転しており、かつ、吐出圧力が目
標値に追従し４にくなるど確実にポンプが１台追加され
るので制御性・省電力性に秀れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ににるポンプ運転台数切換判定部の機能
を示ず）［−１−チャー１〜、第２図は本発明の対象と
なる制御装置の構成例を示す図、 第３図は従来のポンプ運転台数切換判定部の機能を示す
フローチャー１へ、 第４図はポンプ運転台数切換判定部に予め記憶しておく
　Ｑ　−Ｈ台数制御特性を示１図、第５図は現在運転台
数にａ３　Ｇ−Ｊる最大吐出流量、最小ＯＩ川出量の求
め方を示す図、 第６図は従来のＱ−１１台数制御特性の設定法を示Ｊ図
、 第７図は従来技術の不具合内容を説明する図である。 １・・・ポンプ月、２・・・ポンプ群、３・・・吐出圧
力計、４・・・吐出流量訓、５・・・ポンプ回転数泪、
６・・・ポンプ運転台数切換判定部、７・・・ポンプ運
転制御部、８・・・圧カ一定制御部、９・・・速度制御
部。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第４図 流量Ｑ− 兜６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数台のポンプの台数制御及び速度制御によりポンプ吐
   出側圧力を一定に保つための制御装置において、キャビ
   テーション保護を考慮したポンプの流量−揚程特性を予
   め記憶する手段と、ポンプ吐出揚程がポンプ１００％速
   度時キャビテーション限界揚程より大きい場合は現在の
   運転台数における最大吐出流量および最小吐出流量をポ
   ンプ目標吐出出揚程より求め、ポンプ吐出揚程がポンプ
   １００％速度時キャビテーション限界揚程以下の場合は
   前記最大吐出流量および最小吐出流量をポンプ吐出揚程
   より求める手段と、この最大吐出流量および最小吐出流
   量とポンプの実際の吐出流量を比較してポンプ台数の増
   加又は減少の必要性を判定する手段とを備えたポンプ制
   御装置。