JPH0123678B2 - - Google Patents
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- JPH0123678B2 JPH0123678B2 JP3850884A JP3850884A JPH0123678B2 JP H0123678 B2 JPH0123678 B2 JP H0123678B2 JP 3850884 A JP3850884 A JP 3850884A JP 3850884 A JP3850884 A JP 3850884A JP H0123678 B2 JPH0123678 B2 JP H0123678B2
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、可変速可能なモートルで駆動するポ
ンプ給水装置、特に、マイクロコンピユータを使
用してデイジタル制御を行つてなるポンプ給水装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a pump water supply device driven by a variable speed motor, and particularly to a pump water supply device digitally controlled using a microcomputer.
従来からの可変速可能なモートルで駆動するポ
ンプ給水装置を以下で説明する。ポンプの給水管
路に圧力センサを設けておく。この圧力センサで
吐出し圧力を測定し、この測定吐出し圧力と吐出
し目標圧力との偏差をとる。この偏差が零になる
ように、即ち測定圧力が目標圧力に収束するべく
ポンプの速度制御を行う。以上の目標圧力への収
束方法は、負帰還制御方法と呼ばれる。吐出し目
標を変化させれば、ポンプを連続的に可変運転で
きる。この方法を第1図〜第4図を使用して次に
説明する。
A conventional pump water supply device driven by a variable speed motor will be described below. Install a pressure sensor in the water supply line of the pump. This pressure sensor measures the discharge pressure, and the deviation between the measured discharge pressure and the target discharge pressure is calculated. The speed of the pump is controlled so that this deviation becomes zero, that is, the measured pressure converges to the target pressure. The above method of convergence to the target pressure is called a negative feedback control method. By changing the discharge target, the pump can be operated continuously and in a variable manner. This method will now be explained using FIGS. 1-4.
第1図はポンプ装置の構成図で、1は受水槽、
2は吸込管、3,6は仕切弁、4はポンプ、5は
逆止め弁、7は給水管、8は給水管に設けた圧力
センサー、9は可変速モートルである。圧力セン
サー8は給水管を流れる流体の圧力を検出し、こ
れに応じた直流の電気信号(電流又は電圧)を発
するものである。第2図はポンプ装置のポンプ4
を変速運転した場合の運転特性図であり、横軸に
水量Q、縦軸に圧力Hを取つて示す。曲線aはポ
ンプ4の回転速度が最高回転速度(100%)で運
転している場合のQ−H性能を示し、同様に曲線
eはポンプの回転速度が最小回転速度で運転して
いる場合のQ−H性能を示す。ポンプの回転速度
は連続的な無段変速であるが、便宜上、途中の任
意の回転速度でのポンプのQ−H性能を示すと曲
線b,c,dとなる。 Figure 1 is a configuration diagram of the pump device, where 1 is a water tank;
2 is a suction pipe, 3 and 6 are gate valves, 4 is a pump, 5 is a check valve, 7 is a water supply pipe, 8 is a pressure sensor provided in the water supply pipe, and 9 is a variable speed motor. The pressure sensor 8 detects the pressure of the fluid flowing through the water supply pipe and generates a direct current electrical signal (current or voltage) in accordance with the pressure. Figure 2 shows pump 4 of the pump device.
It is an operating characteristic diagram when the system is operated at variable speed, with the horizontal axis representing the water amount Q and the vertical axis representing the pressure H. Curve a shows the Q-H performance when the pump 4 is operating at the maximum rotational speed (100%), and similarly, curve e shows the Q-H performance when the pump rotational speed is operating at the minimum rotational speed. Shows Q-H performance. The rotational speed of the pump is continuously variable, but for convenience, the Q-H performance of the pump at any intermediate rotational speed is shown by curves b, c, and d.
第3図はポンプ装置を可変速運転するための制
御装置の制御の流れを示すブロツク図であり、比
例積分回路PIDは誤差増幅器OP、比例回路P、
積分回路I、加算器Aより成る。また、CTLは
可変速モートル9を変速運転するための制御装置
を示す。 FIG. 3 is a block diagram showing the control flow of the control device for variable speed operation of the pump device, in which the proportional-integral circuit PID includes an error amplifier OP, a proportional circuit P,
It consists of an integrating circuit I and an adder A. Further, CTL indicates a control device for operating the variable speed motor 9 at variable speeds.
第4図は比例積分回路PIDのタイムチヤートを
示すもので、これに沿つて動作説明をする。第1
図〜第4図に於いて、いま使用水量がQ0のとき
ポンプ4は回転速度N2でポンプ性能曲線C上の
O1点で運転しているものとする。この状態で使
用水量が変化し、Q2に減ずると運転点はO2へ移
動し、給水管7内の圧力はH1へ上昇する。この
時、圧力センサー8はこの圧力を検出し、これに
対応した電気信号(直流の電流又は電圧)を発す
る。この圧力センサー8の発する電気信号(たと
えばE1とする。)と目標値(目標圧力H0に対応し
た電気信号たとえばE0とする)この偏差ES(E0−
E1)を前記誤差増幅回路OPで増幅し、増幅した
信号を各々、比較回路P、積分回路Iにかけ、比
例回路Pと積分回路Iの出力信号EP,EIを加算
器Aで加算し、この信号EP+EIを制御信号とし
て可変速モートル9の制御装置CTLへ出力する。 FIG. 4 shows a time chart of the proportional-integral circuit PID, and the operation will be explained along this chart. 1st
In Figures ~ 4, when the amount of water used is Q 0 , the pump 4 is on the pump performance curve C at the rotational speed N 2 .
O Assume that you are driving at one point. In this state, the amount of water used changes and when it decreases to Q 2 , the operating point moves to O 2 and the pressure inside the water supply pipe 7 increases to H 1 . At this time, the pressure sensor 8 detects this pressure and generates an electrical signal (direct current or voltage) corresponding to this pressure. The difference ES ( E 0 −
E1 ) is amplified by the error amplification circuit OP, the amplified signals are applied to the comparator circuit P and the integrator circuit I, respectively, the output signals EP and EI of the proportional circuit P and the integrator circuit I are added by the adder A, and this The signal EP+EI is output as a control signal to the control device CTL of the variable speed motor 9.
すなわち第4図に示すように圧力センサーより
発する電気信号E1は目標圧力H0に対応する目標
値である電気信号E0より大であり、両者の偏差
ES=(E0−E1)は負となる。このため制御信号
EP+EIは小さくなつて、ポンプ4及び可変速モ
ートル9の速度は減じてゆく。前記偏差ES=(E0
−E1)が0になると、制御信号EP+EIは安定し、
その信号に応じた速度で運転される。この結果、
第2図に示すように可変速モートル9及びポンプ
4は回転速度N4に減速し、ポンプ性能曲線はf
となり、ポンプの運転点はO2からO3へ移動し、
目標圧力H0を一定に保つ。又、使用水量が増加
し、Q4となつた場合も前述と同様に、運転点が
Oに移動し、給水管7内の圧力がH2へ低下する。
この時、圧力センサー8はこの圧力を検出して電
気信号E1を発し、目標値との偏差ES(E0−E1)が
0となるように可変速モートル9を変速する。
尚、この場合偏差ESは正であるので、増速して
回転数はN5となり、ポンプの性能曲線はGとな
る。これによりポンプの運転点はQ4からO5へ移
動し、目標圧力はH0に一定に保たれる。しかし、
以上の従来技術に於いては以下のような問題点が
あつた。 That is, as shown in Fig. 4, the electric signal E 1 emitted from the pressure sensor is larger than the electric signal E 0 which is the target value corresponding to the target pressure H 0 , and the deviation between the two is
ES=(E 0 −E 1 ) is negative. For this reason, the control signal
EP+EI becomes smaller, and the speeds of the pump 4 and variable speed motor 9 decrease. Said deviation ES=(E 0
−E 1 ) becomes 0, the control signal EP + EI becomes stable,
The vehicle will be driven at a speed according to the signal. As a result,
As shown in Fig. 2, the variable speed motor 9 and the pump 4 are decelerated to the rotational speed N4 , and the pump performance curve is f.
Therefore, the operating point of the pump moves from O 2 to O 3 ,
Keep target pressure H 0 constant. Also, when the amount of water used increases and reaches Q4 , the operating point moves to O and the pressure in the water supply pipe 7 decreases to H2 , as described above.
At this time, the pressure sensor 8 detects this pressure, emits an electric signal E1 , and changes the speed of the variable speed motor 9 so that the deviation ES ( E0 - E1 ) from the target value becomes zero.
In this case, the deviation ES is positive, so the speed is increased and the rotational speed becomes N5 , and the pump performance curve becomes G. This moves the pump operating point from Q 4 to O 5 and keeps the target pressure constant at H 0 . but,
The above conventional techniques have the following problems.
(1) 可変速モートル及びポンプの回転速度が最小
回転速度以下に下がらないように、また、最大
速度以上に暴走しないように、さらには自動制
御のオフセツトを小さくするために比例積分回
路PIDが必要であつた。(1) A proportional-integral circuit PID is required to prevent the rotational speed of the variable speed motor and pump from falling below the minimum rotational speed, from running out of control above the maximum speed, and to reduce the offset of automatic control. It was hot.
(2) この比例積分回路PIDはアナログ制御であ
り、目標値の設定、比例積分時間の設定など調
整部分が多く、目標値に対する遅れの生じるこ
とがある。(2) This proportional-integral circuit PID is analog controlled, and there are many adjustment parts such as target value setting and proportional-integral time setting, which may cause a delay with respect to the target value.
(3) この比例積分回路PIDは経済的に高価であ
り、目標圧力と測定圧力との偏差が0となるよ
うに変速するので、間接的な速度制御となつて
おり、これも応答性の向上に反するものであつ
た。(3) This proportional-integral circuit PID is economically expensive and changes speed so that the deviation between the target pressure and the measured pressure becomes 0, so it is an indirect speed control, which also improves responsiveness. It was contrary to that.
また、近年では制御のデジタル化が進んでおり
従来のアナログ構成をデジタル構成に置き換える
ことが考えられているが、これによると、ウオー
タハンマあるいはチヤタリングの発生防止のため
の制御ステツプ(従来のPID回路に相当)が必要
になる。この制御ステツプを実現するためにはあ
らかじめ記憶した数式の計算、あるいは、あらか
じめ定めた制御パターンを制御過程に従つてたど
ることが必要になる。しかし、これにはポンプの
吐出し特性、配管特性に合わせたソフト開発、あ
るいはメモリ容量の増加が必要となり、特に低価
格製品に適用する場合は非常に不利となつてしま
う。 In addition, in recent years, digitalization of control has progressed, and it is being considered to replace the conventional analog configuration with a digital configuration, but according to this, control steps (conventional PID circuit ) is required. In order to realize this control step, it is necessary to calculate a previously stored mathematical formula or to follow a predetermined control pattern in accordance with the control process. However, this requires software development tailored to the pump's discharge characteristics and piping characteristics, or an increase in memory capacity, which is extremely disadvantageous especially when applied to low-priced products.
本発明の目的は、吐出し圧力をほぼ一定に保つ
てゆくことができる給水装置を安価に提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a water supply device that can maintain a substantially constant discharge pressure at a low cost.
本発明は、マイクロコンピユータ等のデイジタ
ル処理によつて実現させてなるものである。具体
的には、目標圧力とポンプ配合からの帰環検出圧
力との偏差を求め、該偏差と指令速度差との関数
をもとに算出偏差対応の指令速度差を算出し、こ
の指令速度差によつてポンプ変速を行わしめるよ
うにしたものである。
The present invention is realized by digital processing using a microcomputer or the like. Specifically, the deviation between the target pressure and the return detection pressure from the pump formulation is calculated, and the command speed difference corresponding to the calculated deviation is calculated based on the function of the deviation and the command speed difference. The speed of the pump is changed by.
さらに詳しく説明すると、本発明は使用水量に
応じてポンプの回転数を連続的に変えて、ポンプ
の吐出し圧力をほぼ一定に保つてゆくのに、給水
管に設けた圧力センサーによつて給水管内の圧力
を検出し、これに応じた電気信号を取り出し、こ
の信号をインターフエースを介してマイクロコン
ピユーターに読込み、内部メモリに記憶し、又、
初期回転速度として任意の回転速度のデータ及び
予じめ定めた演算式に基き、圧力差より指令速度
差を演算して求め、この指令速度差のデータを記
憶すると共に、マイクロコンピユーターの出力装
置より、その初期回転速度のデータをインターフ
エースを介して制御信号に変換し、可変速モート
ルの制御装置へ出力して初期速度で運転した後、
前記した目標圧力のデータと圧力センサーの検出
データとを比較し、これにより圧力差を、この圧
力差より予じめ定めた演算式によつて指令速度差
を演算して求め目標圧力のデータの方が大きい場
合には初期回転速度のデータより指令速度差デー
タを加算し、目標圧力のデータの方が小さい場合
には初期回転数のデータより指令速度差データを
減じ、その結果を出力装置よりインターフエース
を介して可変速モートルの制御装置に出力すると
ともにそのデータを新しい回転数のデータとして
記憶し、目標圧力のデータと圧力センサーの検出
データが一致するまで前述の処理を繰り返し行な
い、目標回転速度を得るようにした。 To explain in more detail, the present invention continuously changes the rotation speed of the pump according to the amount of water used to maintain the pump discharge pressure almost constant, but the water supply is controlled by a pressure sensor installed in the water supply pipe. Detects the pressure inside the pipe, extracts the corresponding electrical signal, reads this signal into the microcomputer via the interface, stores it in the internal memory, and
Based on arbitrary rotation speed data and a predetermined calculation formula as the initial rotation speed, a command speed difference is calculated from the pressure difference, and this command speed difference data is stored and output from the output device of the microcomputer. After converting the initial rotational speed data into a control signal via the interface and outputting it to the control device of the variable speed motor to operate at the initial speed,
The target pressure data described above is compared with the detection data of the pressure sensor, and the pressure difference is calculated by calculating the command speed difference using a predetermined calculation formula from this pressure difference. If the data is larger, the command speed difference data is added to the initial rotation speed data, and if the target pressure data is smaller, the command speed difference data is subtracted from the initial rotation speed data, and the result is output from the output device. The data is output to the control device of the variable speed motor via the interface, and the data is stored as new rotation speed data.The above process is repeated until the target pressure data and the pressure sensor detection data match, and the target rotation speed is set. I tried to gain speed.
以下、本発明の実施例を説明する。第5図は本
発明の実施例のポンプ給水装置の制御回路を示
し、MCBは主回路用にしや断器、MCは電接接
触器のコイル、Mcaはその接点、INVは可変速
モートル9の回転速度を変えるための可変周波イ
ンバーター装置(本実施例ではインバーター装置
を使用しているが、ポンプ4の駆動用モートルの
回転速度を変える手段としては一次電圧制御・う
ず電流継手、他の変速制御装置でも良い)。49
は過負荷防止用のサーマルリレー、μconは中央
演算処理CPU(以下CPUと略す。)メモリM、電
流端子E、入出力ポートPIAa,PIAb,PIAcな
どより構成されるマイクロコンピユーター、F1,
F2はそれぞれ16進数などのデイジタル信号をア
ナログ信号に変換したり、アナログ信号をデイジ
タル信号に変換したり、電磁接触器の開閉制御を
行なうためのインターフエースである。
Examples of the present invention will be described below. FIG. 5 shows the control circuit of the pump water supply system according to the embodiment of the present invention, where MCB is the main circuit breaker, MC is the coil of the electric contactor, Mca is the contact point, and INV is the variable speed motor 9. Variable frequency inverter device for changing the rotational speed (In this embodiment, an inverter device is used, but means for changing the rotational speed of the drive motor of the pump 4 include primary voltage control, eddy current coupling, and other variable speed control) (It can also be a device). 49
is a thermal relay for overload prevention, μcon is a microcomputer consisting of a central processing CPU (hereinafter abbreviated as CPU), memory M, current terminal E, input/output ports PIAa, PIAb, PIAc, etc., F 1 ,
F2 is an interface for converting a digital signal such as a hexadecimal number into an analog signal, converting an analog signal into a digital signal, and controlling the opening and closing of the electromagnetic contactor.
前記マイクロコンピユーターμconの入出力ポ
ートPIAaはインターフエースF1を介して圧力セ
ンサー8の出力側に接続し、ここより給水管7内
の圧力を検出し、μconの内部メモリに読み込む。
このポートPIAaによる圧力センサ8からの検出
圧力の取込みは、所定のサンプリング周期によつ
てなす。この検出圧力は負帰還量であり、目標圧
力との間で偏差をとり、偏差0又は所定のデツド
バリユーであるしきい値内になつた時、目標圧力
に収束したとみてよい。この目標圧力への収束
は、微小な時間であるが、この収束までにあつて
はサンプリング周期△t(第8図のステツプ26の
△tに相当)で何回か負帰還量である検出圧力を
取込む必要がある。この収速するまでのサンプル
のサンプル周期毎に検出圧力は次々に取込まれ、
偏差の算出用の検出圧力となる。また、前記マイ
クロコンピユーターμconの入出力ポートPIAbは
インターフエースF2を介して変速指令信号を可
変周波インバーター装置INVへ送るように接続
構成してある。CTLはトランス、電源ユニツト
Z、始動、停止スイツチSS、電磁接触器MC、ト
ランジスタ−Tr、リレーXから成る制御回路を
示す。前記制御装置CTLに於いて、遮断器MCB
を投入し、始動・停止スイツチSSを閉じるとト
ランスTを介して電源ユニツトZから整流を平滑
された安定した電力がマイクロコンピユーター
μconの電源端子Eに送られ運転準備が完了する。 The input/output port PIAa of the microcomputer μcon is connected to the output side of the pressure sensor 8 via an interface F1 , from which the pressure inside the water supply pipe 7 is detected and read into the internal memory of μcon.
This port PIAa takes in the detected pressure from the pressure sensor 8 at a predetermined sampling period. This detected pressure is a negative feedback amount, and when a deviation is taken from the target pressure and the deviation is 0 or within a threshold value which is a predetermined dead value, it can be considered that the pressure has converged to the target pressure. This convergence to the target pressure takes a minute time, but until this convergence, the detected pressure, which is the amount of negative feedback, is It is necessary to incorporate The detected pressure is taken in one after another at each sampling period of the sample until the sample is collected.
This is the detected pressure for calculating the deviation. Furthermore, the input/output port PIAb of the microcomputer μcon is connected to send a speed change command signal to the variable frequency inverter device INV via the interface F2 . CTL indicates a control circuit consisting of a transformer, power supply unit Z, start/stop switch SS, magnetic contactor MC, transistor Tr, and relay X. In the control device CTL, the circuit breaker MCB
When the start/stop switch SS is turned on and the start/stop switch SS is closed, stable rectified and smoothed power is sent from the power supply unit Z via the transformer T to the power supply terminal E of the microcomputer μcon, and operation preparation is completed.
第6図は吐出し圧力一定給水時に圧力変化とそ
の時の速度の変化を示した特性図である。さらに
詳しく説明すると、いま目標圧力をH0、運転速
度をN、使用水量をQ0、この時のポンプのQ−
H性能曲線をイとする。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing pressure changes and speed changes when water is supplied at a constant discharge pressure. To explain in more detail, the target pressure is H 0 , the operating speed is N, the amount of water used is Q 0 , and the pump's Q-
Let H performance curve be A.
この状態で、使用水量がQ0からQ1へ増加した
とすると、ポンプの運転点はOからO1へ移り、
圧力は−△H1だけ低下する。又、この時の吐出
し圧力をH0に保つために速度がNよりN1へ増加
する。この時の変化は+△H1である。同様に、
使用水量がQ2、Q3、Q4へ変化すると圧力差はそ
れぞれ、−△H2、+△H3、+△H4と変化し、速度
はそれぞれ、+△N2、−△N3、−△4と変化する。 In this state, if the amount of water used increases from Q 0 to Q 1 , the pump operating point moves from O to O 1 ,
The pressure decreases by −△H 1 . Also, in order to maintain the discharge pressure at this time at H0 , the speed increases from N to N1 . The change at this time is +ΔH 1 . Similarly,
When the amount of water used changes to Q 2 , Q 3 , and Q 4 , the pressure difference changes to −△H 2 , +△H 3 , and +△H 4, respectively, and the speed increases to +△N 2 and −△N 3 , respectively. , −△ 4 .
以上の関係を、横軸に目標圧力H0と検出圧力
との圧力差△H、縦軸に今運転している速度と速
度が変化した後の速度との速度差△Nを取つて示
すと第7図の通りとなる。即ち、この速度差△N
と圧力差△Hとの関係は曲線A(2次曲線)とな
り、
△N=f(△H) ………(1)
で与えられる。 The above relationship is shown by taking the pressure difference △H between the target pressure H 0 and the detected pressure on the horizontal axis and the speed difference △N between the current operating speed and the speed after the speed change on the vertical axis. As shown in Figure 7. That is, this speed difference △N
The relationship between and pressure difference △H is curve A (quadratic curve), which is given by △N=f(△H) (1).
さらに(1)式は圧力差△Hが小さいi、jの間で
は比例関係にある。このことは換言すると、圧力
差を求めて(1)式により、指令速度差に変換できる
ことを意味している。 Furthermore, equation (1) has a proportional relationship between i and j where the pressure difference ΔH is small. In other words, this means that the pressure difference can be determined and converted into a command speed difference using equation (1).
第8図は運転制御装置の制御の手段を示すフロ
ーチヤートである。これらの図面によりさらに詳
しく説明すると、マイクロコンピユーターμcon
のメモリMには第8図にフローチヤートに従つて
ポンプ装置の運転が進められるようにプログラム
を入れておくものである。 FIG. 8 is a flowchart showing the control means of the operation control device. To explain in more detail with these drawings, the microcomputer μcon
A program is stored in the memory M so that the pump device can be operated according to the flowchart shown in FIG.
まず、ステツプ1で初期値の設定を次の通り行
なう。 First, in step 1, initial values are set as follows.
メモリM1……初期回転数Ninのデータ、
メモリM2……最低速度Nminのデータ、
メモリM3……最高速度Nmaxデータ、
メモリM4……今運転している速度Nxのデー
タ、
メモリM5……目標圧力H0のデータ、
メモリM6……電磁接触器MC、ONのデータ
ステツプ2でM6の電磁接触器MCのONデータ
をアキユムレータ(ACC)Aに移す。ステツプ
3では、このACC−Aの内容を出力ポートPIAC
に移し、出力ポートPIACはこのONデータをも
とに第5図のトランジスタTrをONする。つま
り、ポートOUTAの最下位ビツトboのみが「1」
であるから、トランジスターtrが導通し、リレー
Xが付勢するため、電磁接触器MCが付勢しその
接点Mcaが閉路するものである。 Memory M1 ...Data on the initial rotation speed Nin, Memory M2 ...Data on the minimum speed Nmin, Memory M3 ...Data on the maximum speed Nmax, Memory M4 ...Data on the current operating speed Nx, Memory M 5 ...Target pressure H0 data, memory M6 ...Magnetic contactor MC, ON data In step 2, transfer the ON data of the magnetic contactor MC of M6 to the accumulator (ACC) A. In step 3, the contents of this ACC-A are transferred to the output port PIAC.
The output port PIAC turns on the transistor Tr shown in FIG. 5 based on this ON data. In other words, only the lowest bit bo of port OUTA is "1".
Therefore, transistor tr becomes conductive and relay X is energized, so that electromagnetic contactor MC is energized and its contact point Mca is closed.
次はステツプ4でM1に格納の初期回転数のデ
ータをACC−Aにロートする。ステツプ6で入
出力ポートPIAbにACC−A内のデータを送出
し、インターフエースF2を介して可変速モート
ルの制御装置である可変周波インバータ装置
INVへ出力する。尚この時、ステツプ5でACC
−A内のこの速度指令データをメモリM4に格納
しておく。このため前記可変速モートルは初期速
度で運転を始める。この後、ステツプ8で圧力セ
ンサー8の検出した信号をインターフエースF1
を介してμconの入出力ポートPIAaに読込みACC
−Aにロードする。 Next, in step 4, the initial rotation speed data stored in M1 is loaded into ACC-A. In step 6, the data in ACC-A is sent to the input/output port PIAb, and the data is sent to the variable frequency inverter device, which is the control device for the variable speed motor, via the interface F2 .
Output to INV. At this time, in step 5, ACC
- Store this speed command data in A in memory M4 . Therefore, the variable speed motor starts operating at the initial speed. After this, in step 8, the signal detected by the pressure sensor 8 is transferred to the interface F 1
Read ACC to μcon input/output port PIAa through
-Load into A.
ステツプ7ではM5に格納の目標圧力H0のデー
タをACC−Bに転送し、そしてステツプ9で両
者の圧力を比較する。比較した結果、給水管内の
圧力Hが目標圧力H0よりa以上大きい場合には
ステツプ10へ進み、ステツプ10ではM4の格納値
である。現在の運転速度NxをACC−Aに移す。
ステツプ11ではM2の格納値であるポンプ最低速
度NminをACC−Bに移す。ステツプ12では今運
転している速度Nxが最低速度Mminに達してい
るか否かを判断し、達している場合には変速しな
いで、26ステツプへ進み、判定した結果、今運転
している速度が最低速度Nminより大きい場合に
は次の13ステツプで再度給水管内の圧力をポート
PIAaを介してμcon内のメモリに読込み、そして
14ステツプで、この読込んだ圧力データと目標圧
力H0との偏差を求め、この偏差を基に前述した
(1)式により指令速度差を演算して求める。尚、a
はデツドバリユー、即ち不感帯(デツドバンド)
となるしきい値を示し、このa内に偏差があつた
時には、目標圧力に収束できたとみなし、変速指
令は出さず、ステツプ26に移る。 In step 7, the data of the target pressure H0 stored in M5 is transferred to ACC-B, and in step 9, the two pressures are compared. As a result of the comparison, if the pressure H in the water supply pipe is greater than the target pressure H0 by more than a, the process proceeds to step 10, where the stored value is M4 . Transfer the current driving speed Nx to ACC-A.
In step 11, the minimum pump speed Nmin, which is the value stored in M2 , is transferred to ACC-B. In step 12, it is determined whether the current driving speed Nx has reached the minimum speed Mmin, and if it has, the process proceeds to step 26 without changing gears, and as a result of the determination, the current driving speed is If the speed is higher than the minimum speed Nmin, the pressure in the water supply pipe is re-ported in the next 13 steps.
read into memory in μcon via PIAa, and
In step 14, the deviation between this read pressure data and the target pressure H0 is determined, and based on this deviation, the above-mentioned
Calculate and find the command speed difference using equation (1). Furthermore, a
is a dead value, that is, a dead band.
When there is a deviation within this threshold value a, it is assumed that the pressure has converged to the target pressure, and the shift command is not issued and the process moves to step 26.
次に15ステツプで今運転している速度データよ
り14ステツプで求めた指令速度差のデーターを減
じた後ACC−Aに移し、更に16ステツプでACC
−Aにラツチした減算後の結果を更新した速度デ
ータとしてメモリM4に格納し、17ステツプでこ
の更新(修正)した速度データをμconの入出力
ポーPIAbより可変速制御手段INVへ出力、減速
指令を発する。この後26ステツプで指令速度に達
するのに必要な時間△tの処理を行ない、再び7
ステツプへもどり、目標圧力と測定圧力が±a以
内にあるようこれ以降の処理を繰返し実行する。
ここでaは目標圧力のヒステリシスである。 Next, in 15 steps, the command speed difference data obtained in 14 steps is subtracted from the current operating speed data, and then transferred to ACC-A, and then in 16 steps, the ACC
- The result after the subtraction latched to A is stored in the memory M4 as updated speed data, and in 17 steps this updated (corrected) speed data is output from the input/output port PIAb of μcon to the variable speed control means INV and decelerated. Issue a command. After this, the time △t required to reach the command speed is processed in 26 steps, and the process is repeated at 7 steps.
Returning to the step, the subsequent processes are repeated so that the target pressure and the measured pressure are within ±a.
Here, a is the hysteresis of the target pressure.
さらに説明を続けるが、今、可変速モートル9
及びポンプ4の回転速度が第6図に示すNで、圧
力H0で特性曲線イ上の0点で運転しているもの
とする。このような状態で使用水量が減少して
Q3になると圧力は上昇する。圧力が上昇して運
転点がOからO3に移動し、給水管内7の圧力が
H3に達すると、圧力センサー8はこれを検知し
て、電気信号を発生する。この圧力H3と目標圧
力H0との差は+△H3であり、前述した(1)式より
速度差△Nを求めると−△N3となり、今運転し
ている速度Nより△N3を減じてN−△N3の速度
指令を発する。この結果、速度はN3(=N−△
N3)となり運転点はO3よりO5へ移り、この点付
近で運転を続ける。 I will continue to explain further, but now, variable speed motor 9
It is assumed that the rotational speed of the pump 4 is N as shown in FIG. 6, and the pump 4 is operating at a pressure H 0 at the 0 point on the characteristic curve A. Under these conditions, the amount of water used decreases.
At Q 3 , the pressure increases. The pressure increases and the operating point moves from O to O3 , and the pressure in the water supply pipe 7 decreases.
When H 3 is reached, the pressure sensor 8 detects this and generates an electrical signal. The difference between this pressure H 3 and the target pressure H 0 is +△H 3 , and when the speed difference △N is calculated from equation (1) mentioned above, it becomes -△N 3 , which is △N from the current operating speed N. Subtract 3 and issue a speed command of N-△N 3 . As a result, the speed is N 3 (=N−△
N 3 ), the operating point moves from O 3 to O 5 , and operation continues around this point.
また9ステツプで比較した結果、給水管路7の
内圧力Hのデータが目標圧力H0のデータよりa
以上小さい場合には、18ステツプへ進み、18〜20
ステツプでいま運転している速度が最高速度
Nmaxに達しているか判定し、達している場合に
は変速しないで26ステツプへ進み、達していない
場合には21ステツプ以降の処理実行する。ここの
処理では今度は前述と全く逆の作動を行なう。即
ち、圧力差を求め、(1)式により指令速度差を演算
し、今後は今運転している速度この値を加え、新
規速度として与えるものである。 Also, as a result of the comparison in 9 steps, the data of the internal pressure H of the water supply pipe 7 is more a than the data of the target pressure H0 .
If it is smaller than 18, proceed to step 18 and
The speed at which you are currently driving on the step is the maximum speed.
It is determined whether Nmax has been reached. If Nmax has been reached, proceed to step 26 without changing gears; if not, the process from step 21 onward is executed. In this process, the operation is completely opposite to that described above. That is, the pressure difference is determined, the command speed difference is calculated using equation (1), and from now on, this value is added to the current operating speed and given as the new speed.
更に、圧力差が±a以内にある場合には変速し
ないで26ステツプへ進み、この後ステツプへもど
り測定した圧力と目標圧力がほぼ一致する迄繰返
し、これ以降の処理を実行する。 Furthermore, if the pressure difference is within ±a, the process proceeds to step 26 without changing gears, and then returns to step 26 and repeats the subsequent steps until the measured pressure and target pressure substantially match.
ところで、14、22ステツプで使用する演算式は
(1)式の代りに前述したように圧力差がi、jの範
囲内は
△N=K・△H ………(2)
ここでK:比例定数(直線の傾き)である。 By the way, the formula used in steps 14 and 22 is
Instead of formula (1), as mentioned above, when the pressure difference is within the range of i and j, △N=K・△H (2) where K: proportionality constant (slope of the straight line).
で与えられるので、これを使用するとμconのソ
フトは更に単純にすることができる。By using this, the μcon software can be made even simpler.
尚、本実施例の図面第8図マイクロコンピユー
ターの命令系を「8080」相当を使用した例で示し
ているが、これに限定されるものではない。 Incidentally, although the instruction system of the microcomputer in FIG. 8 of this embodiment is shown as an example using an "8080" or equivalent, the present invention is not limited to this.
以上のように本実施例によれば可変速モートル
の速度指令用の比例積分回路PIDが不要となり、
経済的に安価となるばかりでなく目標圧力と測定
圧力との圧力差に応じた変速制御幅△N、及び待
ち時間tを適当に決めることによつて目標圧力に
対するオフセツトを小さくし、応答性をよくする
ことができるばかりでなく、従来の間接的な速度
指令に対し直接的な速度指令が可能である。更
に、目標圧力への収束時間も早い利点を持つ。 As described above, according to this embodiment, the proportional-integral circuit PID for the speed command of the variable speed motor is no longer required.
Not only is it economically inexpensive, but by appropriately determining the shift control width △N and waiting time t according to the pressure difference between the target pressure and the measured pressure, the offset with respect to the target pressure can be reduced and the responsiveness can be improved. Not only can speed commands be improved, but direct speed commands can be provided in contrast to conventional indirect speed commands. Furthermore, it has the advantage that the convergence time to the target pressure is quick.
また、暴走防止のため最小回転速度Nmin及び
最大回転速度Nmaxを設け、この間で運転するよ
うに定めているので圧力降下の生じることがなく
圧力変化も小さく、可変速モートルの制御装置に
悪影響を及ぼすことがない。 In addition, to prevent runaway, a minimum rotational speed Nmin and a maximum rotational speed Nmax are set, and operation is required between these limits, so there is no pressure drop and pressure changes are small, which adversely affects the control device of the variable speed motor. Never.
このように実施例においては、圧力センサー8
の測定圧力と目標圧力との差を直接的な速度指令
差にマイクロコンピユーターμconで演算し、変
換するので圧力変化が小さい場合には小さな速度
指令信号を、大きい場合には大きな速度指令信号
を発するので応答性が良く、目標値に対するオー
バーシユートが小さくなる。 In this embodiment, the pressure sensor 8
The microcomputer μcon calculates and converts the difference between the measured pressure and the target pressure into a direct speed command difference, so if the pressure change is small, a small speed command signal is issued, and if it is large, a large speed command signal is issued. Therefore, the response is good and the overshoot with respect to the target value is small.
更に本実施例のような給水装置で、需要家の増
減によるポンプ容量の変更、あるいは吐出し圧力
などの変更などが考えられる場合には、ポンプの
運転に先立つてマイクロコンピユーターμconの
メモリM内に新たな吐出し目標圧力、ポンプの運
転速度を増減するための変速制御幅、ポンプの運
転限界速度(最大回転速度および最小回転速度)、
さらには給水装置を始動した初期時に暫定的に定
めるポンプの初期回転速度などのデータを入力す
る制御ステツプを付加すると都合が良い。 Furthermore, in a water supply system like this embodiment, if the pump capacity is to be changed due to an increase or decrease in the number of customers, or if the discharge pressure is to be changed, etc., the data is stored in the memory M of the microcomputer μcon prior to pump operation. New target discharge pressure, speed change control range for increasing or decreasing pump operating speed, pump operating limit speed (maximum rotation speed and minimum rotation speed),
Furthermore, it is convenient to add a control step for inputting data such as the initial rotational speed of the pump, which is provisionally determined at the initial stage of starting the water supply system.
本発明は、アナログ方式でなく、デイジタル方
式、特にマイクロコンピユータによつてポンプ給
水制御を行つていること、及びPID処理を行うこ
となく、圧力偏差と指令速度差との関数関係をも
とに圧力偏差対応の指令速度差を得ていること、
この指令速度差によつて変速ポンプ運転を行わせ
たことの故に、対応の向上をはかることができ
た。
The present invention is characterized in that pump water supply control is performed not by an analog system but by a digital system, in particular by a microcomputer, and that pressure is controlled based on the functional relationship between pressure deviation and command speed difference without performing PID processing. Obtaining a command speed difference corresponding to the deviation,
Since the variable speed pump was operated based on this command speed difference, it was possible to improve the response.
第1図は本発明の一つの実施例の構成を説明す
るための構成図、第2図は従来の給水装置の運転
動作を説明するための特性曲線図、第3図は従来
装置の制御方式を説明するためのブロツク図、第
4図は従来装置の制御特性を説明するためのタイ
ミング図、第5図は実施例の運転制御装置の構成
を説明するためのブロツク図、第6図、第7図は
圧力差と速度差との関係を示した特性図、第8図
は実施例装置の制御手順を説明するためのフロー
チヤートである。
4……ポンプ、7……給水管路、8……圧力セ
ンサー、INV……可変周波インバータ装置、H0
……目標圧力。
Fig. 1 is a block diagram for explaining the configuration of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the operation of a conventional water supply device, and Fig. 3 is a control system of the conventional device. 4 is a timing diagram for explaining the control characteristics of the conventional device, FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the operation control device of the embodiment, and FIGS. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between pressure difference and speed difference, and FIG. 8 is a flowchart for explaining the control procedure of the embodiment apparatus. 4... Pump, 7... Water supply pipe, 8... Pressure sensor, INV... Variable frequency inverter device, H 0
...Target pressure.
Claims (1)
と、該ポンプに連結した給水管路内に設けられ、
ポンプ運転速度に対応する圧力を検出する圧力セ
ンサと、上記目標圧力対応の運転速度にポンプの
運転速度に収束すべく上記圧力センサの検出圧力
を所定のサンプリング周期で負帰還し、上記目標
圧力と各サンプリング時の検出圧力との偏差を算
出する手段と、ポンプの特性より得た圧力偏差と
指令速度差との関係から圧力偏差対応の指令速度
差を算出する圧力偏差一指令速度差変換手段と、
該指令速度差を取込み、この速度差に応じてそれ
までの指令速度を修正し、この修正した指令速度
によつてポンプを運転させるポンプ可変速駆動手
段と、より成るポンプ給水装置。 2 上記圧力偏差がしきい値以下の時には、ポン
プの運転速度が目標圧力対応に収束したとみなす
べく上記指令速度差として零を出力させてポンプ
変速させないようにした特許請求の範囲第1項記
載のポンプ給水装置。 3 上記関数は、圧力偏差が正の時には負の指令
速度差、圧力偏差が負の時には正の指令速度差と
し、且つそれぞれの速度差の絶対値はその時の圧
力偏差の絶対値の大きさに対応した大きさとする
特許請求の範囲第1項記のポンプ給水装置。 4 上記現在の運転速度がポンプ最低速度又はポ
ンプ最高速度かにある時は指令速度差を出力せず
速度変速を行わせないようにした特許請求の範囲
第1項記載のポンプ給水装置。[Claims] 1. A pump that receives operating speed control corresponding to a target pressure, and a pump that is provided in a water supply pipe connected to the pump,
A pressure sensor detects a pressure corresponding to the pump operating speed, and the detected pressure of the pressure sensor is negatively fed back at a predetermined sampling period in order to converge to the operating speed of the pump to the operating speed corresponding to the target pressure, and the pressure detected by the pressure sensor is negatively fed back to the operating speed corresponding to the target pressure. means for calculating the deviation from the detected pressure at each sampling time; and pressure deviation-command speed difference conversion means for calculating the command speed difference corresponding to the pressure deviation from the relationship between the pressure deviation obtained from the characteristics of the pump and the command speed difference. ,
A pump water supply device comprising: a pump variable speed drive means that takes in the command speed difference, corrects the previous command speed according to the speed difference, and operates the pump at the corrected command speed. 2. When the pressure deviation is below a threshold value, the pump operating speed is considered to have converged to correspond to the target pressure, so zero is output as the command speed difference, and the pump speed is not changed. pump water supply device. 3 The above function is a negative command speed difference when the pressure deviation is positive, a positive command speed difference when the pressure deviation is negative, and the absolute value of each speed difference is the magnitude of the absolute value of the pressure deviation at that time. A pump water supply device according to claim 1 having a corresponding size. 4. The pump water supply device according to claim 1, wherein the command speed difference is not output and speed change is not performed when the current operating speed is either the pump minimum speed or the pump maximum speed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3850884A JPS60184994A (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | pump water supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3850884A JPS60184994A (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | pump water supply device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60184994A JPS60184994A (en) | 1985-09-20 |
| JPH0123678B2 true JPH0123678B2 (en) | 1989-05-08 |
Family
ID=12527207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3850884A Granted JPS60184994A (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | pump water supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60184994A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296789A (en) * | 1985-10-22 | 1987-05-06 | Nakamura Kinzoku Kogyosho:Kk | Control method for forcedly feeding fluid |
| JPH0237189A (en) * | 1988-07-27 | 1990-02-07 | Bridgestone Corp | Drive for automatic feedwater pump in reservoir |
| JPH0267478A (en) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Shimadzu Corp | Constant pressure control device for liquid pump |
| JP4635282B2 (en) | 1999-09-24 | 2011-02-23 | ダイキン工業株式会社 | Autonomous inverter drive hydraulic unit |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP3850884A patent/JPS60184994A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60184994A (en) | 1985-09-20 |
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