307 〇i A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（J ) 發明背景 本發明關於供水系統，具有泵控制功能’包含具有保 護本身保護構件之轉換裝置所驅動的變速泵，尤指即使一 轉換裝置的操作被本身保護構件睜止也可繼續供水的供水 系統。 使用變速泵的習知供水系統中*獨立提供具有內設微 電腦以命令轉換裝置操作的控制電路，需水量的玻動使頻 率命令送到轉換裝置，因此驅動泵之馬達的操作速度改變 ，在泵排出側保持恆壓關係（例如恆定排出水壓或恆定使 用者水壓）以繼績供水。此種系統的例子揭示於J P-B -6 — 52079 和 JP — B- 6 — 50208。 用於此種供水系統的轉換裝置具有保護本身的各種內 設保護電路》此轉換裝置之保護系統的細節描述在J P — A— 57-6576、J P - A - 58 - 224575、 JP-A-59 — 18517 0 ' JP — A -60-84972、JP-A- 61 - 2 2 4 8 7 6。 依此方式，由於供水系統的轉換裝置具有各種內設保 護電路以保護轉換裝置’故轉換裝置因各種原因（例如暫 時停電、過度負載、溫升、雜訊等）而停止。再者，轉換 裝置停止時的供水中止渉及大問題。爲避免此情況，在此 情形，根據商用電源，驅動泵的馬達通常從轉換操作模式 切換到額定或固定速度操作模式以防供水中止。 發明概要 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨Ί -a
T 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 但上述習知供水系統中，當具有內設微電腦的電路故 障時’只要控制電路不是完美雙系統式，則無法避免供水 中止。 再者，當轉換裝置因某一原理停止，且根據商用電源 之泵的額定或固定速度操作持續時，令排出水壓變化以回 應需水量變化。此外，由於即使在輕負載下也全速驅動泵 ’故栗運轉成本變高。 習知供水系統另有問題，若轉換裝置停止，則須快速 找出停止原因並重新起動轉換裝置，導致從轉換裝置一發 出警告，則維修工人必須接收緊急。呼叫且被要求修理。 因此，本發明的目標是提供此改良供水系統，可完全 避免或減少內設轉換裝置的停止狀態並可保持連續供水。 依據本發明的觀點，提供供水系統達成此目標，包括 :感測器輸入構件，從裝在配水管的壓力感測器和流量感 測器輸入供水的資訊信號；多個轉換裝置，具有保護本身 的保護構件，依據預程式驅動表產生變頻A C功率；接到 轉換裝置的多個馬達，當從轉換裝置接收功率時，被變速 驅動；接到馬達的多個變速泵，供水到配水管；其中各轉 換裝置包含監控其它轉換裝置之故障狀態的構件，當保護 構件停止轉換裝置時，輸出起動命令到故障轉換裝置（亦 即重起構件），或操作正常轉換裝置取代故障轉換裝置。 泵控制器的重起構件中，當-轉換裝置被本身保護構 件停止時，不同轉換裝置的重起構件發出起動命令到停止 的轉換裝置。所以，當停止轉換裝置的保護原因在賦予重 本紙張尺度速用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 〇〇7814 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 起命令到停止轉換裝置時已除去時•重新起動停止轉換裝 置，因此可降低轉換裝置完全停止的機率。 由於泵控制器不需提供具有內設微電腦的控制電路， 只需二個轉換裝置，故能以增大可靠度實現完美雙系統式 供水系統。 圖式簡述 圖1是方塊圖，解釋本發明之實施例之供水系統的整 個配置； 圖2是圖1之供水系統之控制器的電路圖： 圖3顯示控制器之轉換裝置端子的細節； 圖4是方塊圖，解釋轉換裝置的軟體操作； 圖5是流程圖，解釋圖4之方塊圖的軟體操作基本部 分； 圖6是流程，解釋包含在軟體基本操作之轉換裝置的 重起操作細節； 圖7是當二個轉換裝置在本發明用來送收連鎖信號時 之連鎖信號的使用例； 圖8是當三個以上轉換裝置用於本發明時之單一連鎖 信號的使用例； 圖9是當三個以上轉換裝置在本發明用來送收連鎖信 號時的記憶分配例。 較佳實施例說明 本紙伕尺度遥用中國國家標準（CNS ) A4规格（210Χ 297公釐） ί---..-J/ — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 A7 ___ B7 五、發明説明（4 ) 參照附圖1至9來詳述本發明的實施例。 圖1是解釋本發明之實施例之供水系統整個配置的方 塊圖，圖2是圖1之供水系統之控制器的電路圖，圖3顯 示控制器之轉換裝置端子的細節，圖4是解釋轉換裝置軟 體操作的方塊圖，圖5是解釋圖4之方塊圖之軟體操作基 本部分的流程圖，圖6是解釋包含在軟體操作之另一轉換 裝置之重起操作細節的流程圖，圖7至9顯示可施於三個 以上轉換裝置之連鎖信號的其它例子。 先參照圖1 ，包含轉換裝置20 、2 1和洩漏斷路器 40、4 1的控制器1控制供水單元2。供水單元2包含 馬達驅動泵1 0 5 、1 0 6 、壓力感測器1 〇 2 、1 1 2 、流量開關1 07、1 1 7、流入側合流管1 04、排出 或流出側合流管1 1 0、壓力箱1 1 1 、壓力表1 1 4、 1 1 5 、其它各種閥 1 0 0、1 〇 1 、1 0 3 、.1 0 8、 1 〇 9 。以此配置，供水單元2將自來水之主管1 1 6的 水壓升壓，供水到配水管1 1 8。 主電路電源1 0將3相A C功率送到控制器1 。詳言 之’轉換裝置2 0和2 1從端子R、S、丁接收功率，依 據預程式驅動表輸出變頻A C功率到端子u、V、W，進 行馬達驅動泵1 0 5和1 0 6的變速驅動操作。 流出側壓力感測器1 1 2 ，壓力感測器1 〇 2 ，流量 開關1 0 7和1 1 7所偵測的偵測信號施於轉換裝置2 Q 和2 1 ，再根據接收的偵測信號，將接收功率轉換成變頻 A C功率，依據預程式驅動表進行恆定排水壓控制或恆定 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4規格U10X297公釐） _ γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f ) ρννΛ . 訂 307814 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 使壓力控制並送到馬達驅動泵1 〇 5和1 0 6。 馬達驅動泵1 0 5和1 0 6交替進行自動泵送操作。 根據連鎖信號6 1和6 2使轉換裝置2 0和2 1相互監控 其它轉換裝置，控制本身起動和停止。 圖2中’雜訊濾波器NF 6 0和零相反應器Z C L 5 0衰減重叠在供自主電路電源1 〇之電流上的電雜訊以 保護轉換裝置2 0和2 1 ，也防止轉換裝置2 0和2 1所 產生之諧波電流所造成的電雜訊饋回主電路電源1 〇。零 相反應器5 1和5 2抑制要從轉換裝置2 0和2 1施於馬 達驅動泵1 0 5和1 0 6的暫態電流，藉以降低驅動馬達 驅動泵1 0 5和1 0 6時產生的雜訊。 洩漏斷路器4 0和4 1偵測漏流以防使用者觸電，在 馬達驅動泵1 0 5和1 0 6及轉換裝置2 0和2 1的維修 和安全檢查時也做爲功率〇 N . 0 F F開關》 數位操作器3 0和3 1做爲轉換裝置2 0和2 1的附 件，當設在前下部的按鈕開關操作時，可令轉換裝置2 0 和2 1在起始或測試操作模式’可在設於前上部的數字指 示器上顯示轉換裝置2 0和2 1的輸出頻率、負載電流或 故障資訊，以瞭解系統工件狀態》 圖3顯示轉換裝置2 0和2 1的輸入/輸出端子，以 下將詳述。 連鎖信號6 1和6 2配合將本身保護功能（自行跳脫 )停止有關轉換裝置告知另一轉換裝置的輸出信號端子 DO 2、從另一轉換裝置輸入重起命令信號（交替命令 本紙張尺度適用中國國家梂率（CNS > Α4规格（210X 297公1 ) -------!----1^ ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *·1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ Β7 五、發明説明（6 ) ENQ)的输入端子d I 1 、輸入告知本身保護功能（另 一方跳脫）停止另一轉換裝置之訊息的輸入端子D I 2、 輸出重起命令信號（交替命令A C K .)到另一轉換裝置的 輸出信號端子D Ο 1。感測器输入端子a I 1和A I 2是 從壓力感測器1 0 2和1 1 2接收信號的類比輸入端子。 發自流量開關1 0 7的信號F S做爲位元信號施於端子 F W。發自數位操作器3 〇和3 1的信號接到串列通信埠 S D和R D。將轉換裝置2 〇和2 1所測之異常告知外部 裝置的位元輸出端子D 0 3至D 0 5也設在本實施例。 圖4是方塊圖’解釋設在轉換裝置2 0和2 1之微電 腦之以軟體爲基礎的操作》圖中，正常操作方塊4 〇 1儲 存泵驅動表’根據連鎖信號和壓力感測器信號的資料，計 算轉換器的輸出頻率和驅動/停止命令。方塊4 0 1發生 計算結果到L A D操作方塊4 〇 2。根據計算的輸出頻率 和驅動/停止命令及轉換器特性，方塊4 () 2產生代表詳 細輸出頻率和輸出電壓的命令，將命令送到PWM操作方 塊4 0 3。根據計算的输出頻率和輸出電壓命令，方塊 4 0 3輸出驅動轉換器主電路4 0 7之開關元件的信號 PWM (脈寬控制信號）到轉換器主電路4 〇 7，使轉換 器輸出變頻功率。做爲轉換器過量負載電流偵測位準的過 量電流參考值從正常操作方塊4 0 1送至跳脫操作方塊 404。跳脫操作方塊404…直監控過量電流參考值和 轉換器負載電流，當測到過量負載過流時，產生跳脫資訊 並送到命令處理方塊4 0 5 »轉換器主電路的電壓PN ( 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-=* -9 經 濟 部 中 標 率 局 貝 工 消 合 作 社 印 % ΑΊ Β7 五、 發明説明（ 7 ) — -—--- I 介 於 中 間 D C 壓 之 正 負 位 準 的 雷 壓 ) 也 施 於 正 常 操 作 方 1 塊 4 0 1 因 而 方 塊 4 0 1 偵 測 過 或 不 足 電 壓 並 將 偵 測 1 1 信 號 送 到 跳 脫 操 作 方 塊 4 0 4 〇 叩 令 處 理 方 塊 4 0 5 執 行 1 1 例 外 處 理 操 作 包 含 來 白 跳 脫 操 作 方 塊 4 0 4 的 異 常 操 作 ^-N 請 1 1 ( 例 如 •iiE 過 量 電 流 或 Xs JH, m 量 電 壓 或 不 足 電 壓 ) 根 據 數 位 操 作 閲 讀 背 1 I 器 3 0 和 3 1 之 鍵 資 訊 的 通 信 操 作 輸 出 顯 示 信 號 L E D 之 注 L 到 數 位 操 作 器 3 0 和 3 1 不 變 性 記 憶 ( E E P R 〇 Μ ) 意 事 項 1 I 4 0 8 的 資 料 讀 / 寫 操 作 〇 根 據 接 收 自 口 [3 令 處 理 方 塊 再 [ 4 0 5 的 Ε Ε 寫 本 X Ρ R 0 Μ 寫 入 命 令 或 呼 叫 要 求 叩 令 頁 1 E Ε Ρ R 0 Μ 輸 入 / 输 出 操 作 方 塊 4 0 6 直 接 存 取 不 變 性 1 1 記 憶 4 0 8 在 方 塊 4 0 6 和 4 0 5 之 間 轉 移 即 使 電 力 故 I 1 障 也 須 儲 存 的 資 料 例 如 驅 動 表 所 需 的 基 本 參 數 及 故 障 歷 1 訂 史 資 料 〇 I 圖 5 的 流 程 圖 顯 示 正 常 操 作 方 塊 4 0 1 的 例 子 〇 當 功 | 率 送 到 轉 換 裝 置 2 0 和 2 1 時 正 常 操 作 方 Jj±t 塊 4 0 1 執 行 1 I 起 始 步 驟 5 0 1 從 不 變 性 記 憶 4 0 8 讀 出 排 出 g 標 壓 力 | Η 0 最 低 驅 動 速 度 Ν S 最 高 驅 動 速 度 N f 速 度 改 變 1 1 1 寬 度 △ Ν - 重 起 判 斷 時 間 T 重 起 頻 率 m 做 爲 泵 驅 動 控 制 1 ! 所 需 的 參 數 將 參 數 設 在 暫 存 器 以 計 算 轉 換 器 輸 出 頻 率 〇 1 1 然 後 正 常 操 作 方 塊 4 0 1 執 行 步 驟 5 0 2 分 別 將 壓 1 1 力 感 測 器 1 0 2 和 1 1 2 及 流 量 開 關 1 0 7 和 1 1 7 的 Is 1 號 施 於 感 測 器 輸 入 端 子 A I 1 A I 2 F W 〇 隨 後 » 正 常 操 作 方 塊 4 0 1 執 行 步 驟 5 0 3 利 用 1 1 1 連 鎖 信 號 6 1 和 6 2 輸 入 控 制 器 1 之 另 —. 轉 換 裝 置 ( 下 文 I 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 307814 Λ7 B7 五、發明説明（8 ) 稱爲另一方轉換裝置）的操作狀態，也輸入本身操作狀態 到另一方轉換裝置。 然後正常操作方塊4 0 1執行步驟5 ϋ 4，檢査另一 方轉換裝置的操作狀態。當判斷另一方操作狀態正常時， 正常操作方塊4 0 1前進到下-泵控制步驟5 0 5 ;而當 判斷操作狀態異常時，方塊4 0 1執行配合圖6的步驟 5 1 0以執行另一方轉換裝置的重起操作，其後方塊 4 0 1前進到下一泵控制步驟5 0 5。 接著，方塊4 0 1執行目前保水歷力Η與排出目標壓 力Η ◦比較的泵控制步驟5 0 5。gH>HO，則系統往 步驟5 0 8和5 0 9以進行加速操作；而若Η Ο > Η，則 系統前進到步驟5 0 6和5 0 7以進行減速操作。當η = Η 0時，速率不變。 然後正常操作方塊4 0 1回到步驟5 0 2的執行，重 複執行隨後相同操作。 圖6顯示流程圖，解釋包含在正常操作方塊4 0 1之 重新起動另一方轉換裝置之步驟51〇的細節。 當經由步驟5 0 4的執行而判斷另一·方轉換裝置的操 作狀態異常時，執行另一方起步驟5 1 0。 在另一方重起步驟5 1 0 ·先在步驟6 0 1決定轉換 裝置的重起頻率MAXm。轉換裝釐的重新起動需要同一 轉換器之控制電路的排出時間’亦即通常3 - 5秒的重起 時間。在重起時間’即使泵停止’壓力箱1 1 1也設在本 實施例，因而只要供水童（需水量）小，則防止供水壓力 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公康） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -° 11 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 A7 _____B7 __ 五、發明説明（9 ) Η快速下降’提供足以多次執行轉換裝置重起操作的時間 邊際》當供水量變大而時間邊際較小時，須限制重起頻率 。流量感測器可直接偵測供水量，因此可決定重起頻率 M A X m。但由於在泵轉速小排出流量Q、排出水壓Η之 間有預定關係（是以泵轉速Ν爲參數的Q - Η特性），故 可使用泵轉速Ν取供水量以在步驟7決定重起頻率 MAXm。亦即’如在步驟7，依據供水條件之重起頻率 的初值m 〇預先經由數位操作器記錄在轉換裝置，因而在 轉換裝置故障時的泵轉速N愈大，亦即故障時的供水童愈 大，則重起頻率M A X m的值愈小。 接著’在步驟6 0 3 ，系統將重起命令送到異常轉換 裝置，等待重起處理時間T(在本實施例爲3秒），証實 轉換裝置在步驟6 0 4重新起動。若轉換裝置在步驟 6 0 4重新起動，則系統往步驟6 0 1以記錄異常歷史， 回到正常操作。若未重新起動，系統重複步驟6 0 5 、 6 0 9 、6 0 3 、6 0 4所形成之迴路的重起操作。 當重起頻率到達M A X m時，系統執行步驟6 0 7， 只要泵排出壓力高於最低保証壓力Η 3 ，則經由步驟 607、609、602、6 0 3、60 4，605 的迴 路繼績轉換裝置重起操作。在步驟6 0 7，即使重起頻率 超過MAXm，只要可確保最低保証壓力Η 3 ，則系統試 圖將重起命令送到轉換裝置，避免轉換裝置異常情況以持 績供水》 在步驟6 0 7，當排出壓力低於最低保証壓力Η 3時 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（21〇Χ297&1Γ5 ~ " _ 12 --------------訂------4 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本1) 經濟部中央梂準局員工消费合作社印製 307814 Λ7 B7___一 五、發明説明（1〇 ) ，系統執行步驟608。在步驟608 ’系統停止在異常 情況的轉換裝置，進行處理以固定設定交替願動模式’其 中驅動另一正常轉換裝置以取代異常轉換裝置’也發出故 障餐告。 經由上述重複操作，正常操作方塊4 0 1同時執行另 一方轉換器狀態的監控操作、異常時的重起操作 '供水栗 的變速驅動操作。 在步驟重起構件雖從泵轉速N決定重起頻率MA Xm ，但可粗略決定重起頻率，考慮在日間操作之泵所控制的 供水量通常大於夜間操作，設定日間操作的重起頻率小於 夜間操作。 轉到圖7至9，顯示可用於具有三個以上轉換裝置之 系統之連鎖信號6 1和6 2的其它例子。 圖7中，轉換裝置7 1的送出埠TXD經由連鎖信號 6 2耦合到轉換裝置7 2的接收埠RXD ’轉換裝置7 2 的送出埠TXD經由連鎖信號6 1耦合到轉換裝置7 1的 接收埠R X D，因此能以1 : 1串列通信關係實現驅動操 作的相互監控及驅動命傻（包含上述重起命令）的傳輸。 當此轉換裝置的數目增爲3或4時，…轉換裝置須與其它 轉換裝置通信，導致送出埠TXD的數目和接收埠RXD 的數目須當爲2或3 ’因此轉換裝置和通信頻道的製造成 本變高。 爲避免此缺點，圖8中，轉換裝置在迴路中連接，使 其送出和接收埠TXD和RXD經由單一連績連鎖.信號而 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210乂297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f -13 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 307814 "*· ^ A7 B7 五、發明説明（„) 耦合。在此情形，當具有圖8 ( a )之通信資料格式之所 有轉換裝置的資料承載於上述迴路上以通信時，各轉換裝 置只需具有單一·送出捧T X D和單一接收卑r X d以與所 有其它轉換裝置通信。圖8 ( a )中，在各轉換器資料頭 的符號""ST. N 〇 ·'獨特賦予各轉換裝置，由分配給 各轉換裝置的號碼，獨特指定一轉換裝置》，ST. No .〃後是資料、DATA〃 ，是代表要傳輸之驅動命令和 驅動操作之監控狀態的資料主體，其後是執行通信資料錯 誤偵測〃。各轉換裝置經由送出埠TXD送出 本身送出資料緩衝器的資料，在接收埠R X D從所有其它 轉換裝置接收資料，並儲存在本身接收資料緩衝器。 圖9顯示上述送出和接收資料緩衝器之記憶布局或分 配的例子。圖9中，轉換裝置1至4具有1 k b記憶容量 的送出和接收緩衝器，其中分配各緩衝器的2 5 6位元組 送出區不重叠。各轉換裝置一直與其它轉換裝置通信，依 據本身驅動條件，送出本身送出區的資料做爲連鎖信號， 一直監控接收區以應付操作切換或異常。 上述通信系統雖是串列通信型*但在圖9之實施例的 情形，當1 k b的資料以1 9 ' 5 k b p s的標準串列通 信速率傳輸時，響應約1秒，對泵控制足夠快。 如上所述，依據本發明，提供重起構件，當本身保護 功能停止一轉換裝置時，由另-轉換裝置9故障轉換裝置 ，本身轉換裝置進行重起操作，因此可實現完美雙控制系 統，可較少停止流量感測器，可增進供水系統可靠度。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j -士衣.
、1T 14 A7 B7五、發明説明（12) 再者，由於不需提供外部控制器 > 故整個控制系統所 需的組件數目可降低，因此可有效減低成本。 BBH —^ϋ mu 11 ml I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -s 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（2丨0乂297公t ) 15