JPH0412483B2 - - Google Patents
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- JPH0412483B2 JPH0412483B2 JP4597084A JP4597084A JPH0412483B2 JP H0412483 B2 JPH0412483 B2 JP H0412483B2 JP 4597084 A JP4597084 A JP 4597084A JP 4597084 A JP4597084 A JP 4597084A JP H0412483 B2 JPH0412483 B2 JP H0412483B2
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- Japan
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- flow rate
- pump
- pressure
- control target
- target pressure
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は給水設備の水量調節を行う制御装置に
関する。
関する。
給水設備では配管末端における使用者側におい
て所要の圧力、流量を得たい要請があり、使用流
量は変動するが所要の圧力を保持する必要があ
る。そして使用水量の変動に対しては変速モータ
により駆動したターボポンプの回転速度を変化さ
せることによつて対応していた。このような場合
には従来吐出圧力一定或は推定末端圧力一定等の
制御を行つている。
て所要の圧力、流量を得たい要請があり、使用流
量は変動するが所要の圧力を保持する必要があ
る。そして使用水量の変動に対しては変速モータ
により駆動したターボポンプの回転速度を変化さ
せることによつて対応していた。このような場合
には従来吐出圧力一定或は推定末端圧力一定等の
制御を行つている。
第１図は定圧制御の例で横軸に流量、縦軸に圧
力を示す。１はポンプ性能曲線である。この場合
はポンプの吐出圧力Ｐは配管末端必要圧力Poに
最大流量時の管路の圧力損失Pcを加えた圧力でポ
ンプの吐出圧力が一定圧力になるように回転速度
を制御している。しかしこの方法によると流量の
二乗に比例して変化する管路の抵抗のため配管末
端必要圧力Poの変動は大きく、図の斜線で示す
範囲ではエネルギーの損失と観念される。
力を示す。１はポンプ性能曲線である。この場合
はポンプの吐出圧力Ｐは配管末端必要圧力Poに
最大流量時の管路の圧力損失Pcを加えた圧力でポ
ンプの吐出圧力が一定圧力になるように回転速度
を制御している。しかしこの方法によると流量の
二乗に比例して変化する管路の抵抗のため配管末
端必要圧力Poの変動は大きく、図の斜線で示す
範囲ではエネルギーの損失と観念される。
第１図と同座標で示す第２図で示す従来の制御
方法は末端推定圧力が一定になるように管路の圧
損を見込んでポンプ吐出圧力Ｐを定める。管路の
圧力損失Pcの流量に対応する変化、即ち抵抗曲線
に従つてポンプ吐出圧力を変化させる。第２図で
はポンプを用いた給水設備で配管末端において所
要の圧力、流量を流量計を備えて流量計に対応す
る配管中の圧力損失を見込んでおいて配管末端必
要圧力に該見込みの圧力損失を加えた分をポンプ
吐出圧力としている。
方法は末端推定圧力が一定になるように管路の圧
損を見込んでポンプ吐出圧力Ｐを定める。管路の
圧力損失Pcの流量に対応する変化、即ち抵抗曲線
に従つてポンプ吐出圧力を変化させる。第２図で
はポンプを用いた給水設備で配管末端において所
要の圧力、流量を流量計を備えて流量計に対応す
る配管中の圧力損失を見込んでおいて配管末端必
要圧力に該見込みの圧力損失を加えた分をポンプ
吐出圧力としている。
この制御目標圧力の変化曲線をつくるためには
しめ切時の圧力のほかに最大流量（または回転
数）を知る必要があるがこれを決定することは難
しい場合があり、この値がわからないうちは運転
制御できないとなると汎用給水装置としては不備
となる。
しめ切時の圧力のほかに最大流量（または回転
数）を知る必要があるがこれを決定することは難
しい場合があり、この値がわからないうちは運転
制御できないとなると汎用給水装置としては不備
となる。
本発明はポンプ装置において制御目標圧力を制
御することによつて末端必要圧力がほぼ一定とな
るようなポンプ装置を提供することを目的とす
る。
御することによつて末端必要圧力がほぼ一定とな
るようなポンプ装置を提供することを目的とす
る。
本発明はポンプとこのポンプの吐出し側に連結
した給水管と、この給水管に連結した圧力検出手
段と、ポンプに連結しこれを駆動するモータと、
ポンプの回転速度を制御する回転速度制御手段
と、ポンプの回転速度を検出する速度検出手段と
前記流量検出手段からの出力信号を入力信号とし
て予め定められたポンプ流量と、ポンプの流量毎
の制御目標圧力との関係に基づいて対応する制御
目標圧力を出力する制御目標圧力出力部と、前記
制御目標圧力出力部からの出力信号と前記圧力検
出手段からの出力信号とを入力信号としポンプの
回転速度の制御信号を出力する回転速度制御部と
前記制御目標圧力出力部における予め定められた
ポンプの流量とポンプの流量毎の制御目標圧力と
の関係を設定する機能をもつ設定部とからなる可
変速給水装置において、可変速運転中の最大流量
を記憶する最大流量記憶装置をもち前回最大流量
をこえる正常な流量が入力された時その最大流量
の値を設定部に送り、ポンプの流量毎の制御目標
圧力との関係を再設定できるようにしたことを特
徴とする可変速給水装置であり、実施態様として
この可変速給水装置は最大流量のデータがない場
合制御目標圧力出力部があらかじめ定められた一
定時間はあらかじめ定められた一定の制御目標圧
力を出力し前記一定時間後、一定の目標圧力で運
転していた時の最大流量の値を用いて制御目標圧
力の適切な演算ができるようにした初期最低値を
持つ最大流量記憶装置を具備したことを特徴とす
る可変速給水装置並びに、前記設定部において適
切な最大流量のデータが得られない場合、充分小
さい流量値をかりの最大流量値としてポンプ流量
とポンプ流量毎の制御目標圧力を設定する機能を
加えた初期最低値を持つ最大流量記憶装置を具備
したことを特徴とする可変速給水装置を持つてい
る。
した給水管と、この給水管に連結した圧力検出手
段と、ポンプに連結しこれを駆動するモータと、
ポンプの回転速度を制御する回転速度制御手段
と、ポンプの回転速度を検出する速度検出手段と
前記流量検出手段からの出力信号を入力信号とし
て予め定められたポンプ流量と、ポンプの流量毎
の制御目標圧力との関係に基づいて対応する制御
目標圧力を出力する制御目標圧力出力部と、前記
制御目標圧力出力部からの出力信号と前記圧力検
出手段からの出力信号とを入力信号としポンプの
回転速度の制御信号を出力する回転速度制御部と
前記制御目標圧力出力部における予め定められた
ポンプの流量とポンプの流量毎の制御目標圧力と
の関係を設定する機能をもつ設定部とからなる可
変速給水装置において、可変速運転中の最大流量
を記憶する最大流量記憶装置をもち前回最大流量
をこえる正常な流量が入力された時その最大流量
の値を設定部に送り、ポンプの流量毎の制御目標
圧力との関係を再設定できるようにしたことを特
徴とする可変速給水装置であり、実施態様として
この可変速給水装置は最大流量のデータがない場
合制御目標圧力出力部があらかじめ定められた一
定時間はあらかじめ定められた一定の制御目標圧
力を出力し前記一定時間後、一定の目標圧力で運
転していた時の最大流量の値を用いて制御目標圧
力の適切な演算ができるようにした初期最低値を
持つ最大流量記憶装置を具備したことを特徴とす
る可変速給水装置並びに、前記設定部において適
切な最大流量のデータが得られない場合、充分小
さい流量値をかりの最大流量値としてポンプ流量
とポンプ流量毎の制御目標圧力を設定する機能を
加えた初期最低値を持つ最大流量記憶装置を具備
したことを特徴とする可変速給水装置を持つてい
る。
なお、本装置の速度検出手段において、回転速
度制御時の速度データを用いれば、特別な速度検
出器をもうける必要がないことは当然である。
度制御時の速度データを用いれば、特別な速度検
出器をもうける必要がないことは当然である。
以下、本発明の実施例について説明する。第３
図はターボポンプのような非圧縮型のポンプを用
いた給水設備の特性を立体座標で示す線図であ
る。縦軸にはポンプの回転速度（回転数）ωを規
定回転数を100として百分率で示し、横軸にポン
プの吐出量（流量）Ｑが表され、速度、吐出量の
座標の交点Ｍをとおり、これらの座標に直交して
ポンプ吐出出力Ｐを示す座標が示されている。
図はターボポンプのような非圧縮型のポンプを用
いた給水設備の特性を立体座標で示す線図であ
る。縦軸にはポンプの回転速度（回転数）ωを規
定回転数を100として百分率で示し、横軸にポン
プの吐出量（流量）Ｑが表され、速度、吐出量の
座標の交点Ｍをとおり、これらの座標に直交して
ポンプ吐出出力Ｐを示す座標が示されている。
網目状に示されている特性曲面Ｓ上の並列する
ω−Ｑ曲線３群はポンプの回転速度と給水設備の
配管末端の吐出量の関係をポンプの吐出圧力を媒
介変数として表わしており、ω−Ｑ曲線３群に交
叉するＰ−ω曲線２群はポンプの回転速度とポン
プの吐出圧力の関係を流量Ｑを媒介変数として示
している。
ω−Ｑ曲線３群はポンプの回転速度と給水設備の
配管末端の吐出量の関係をポンプの吐出圧力を媒
介変数として表わしており、ω−Ｑ曲線３群に交
叉するＰ−ω曲線２群はポンプの回転速度とポン
プの吐出圧力の関係を流量Ｑを媒介変数として示
している。
特性曲面Ｓを所定吐出圧力を示すＰ座標軸を横
切りω−Ｑ座標を含む平面に平行な平面で切断す
ることにより各吐出圧力Ｐにおけるω−Ｑ曲線３
−ｉ（ｉ：１、２、…）が該ω−Ｑ座標を含む平
面に平行な平面上で特性曲面Ｓの切断線として得
られる。
切りω−Ｑ座標を含む平面に平行な平面で切断す
ることにより各吐出圧力Ｐにおけるω−Ｑ曲線３
−ｉ（ｉ：１、２、…）が該ω−Ｑ座標を含む平
面に平行な平面上で特性曲面Ｓの切断線として得
られる。
特性曲面Ｓを所定流量を示すＱ座標軸を横切り
Ｐ−ω座標を含む平面に平行な平面で切断するこ
とにより、Ｐ−ω座標を含む平面に平行な平面上
で吐出量Ｑに対応するＰ−ω曲線２が特性曲面Ｓ
の切断線として得られる。
Ｐ−ω座標を含む平面に平行な平面で切断するこ
とにより、Ｐ−ω座標を含む平面に平行な平面上
で吐出量Ｑに対応するＰ−ω曲線２が特性曲面Ｓ
の切断線として得られる。
特性曲面Ｓを水平面で切断すると水平面がω座
標を切る部分で示されるポンプ回転速度における
該水平面上に特性曲面Ｓの切断線として給水設備
の配管抵抗を加えた修正Ｑ−Ｈ曲線（修正ポンプ
性能曲線）が得られる。
標を切る部分で示されるポンプ回転速度における
該水平面上に特性曲面Ｓの切断線として給水設備
の配管抵抗を加えた修正Ｑ−Ｈ曲線（修正ポンプ
性能曲線）が得られる。
そこで本発明では原動機により駆動されるポン
プの吐出し側に給水管を連結し、給水管に圧力検
出手段とポンプの回転速度を検出する手段を備え
た可変速給水装置において、あらかじめポンプの
回転速度毎の給水管端における圧力に近づけるよ
うに見込んだ制御目標圧力を定めておいて、ポン
プ回転速度の変化にともなつて制御目標圧を変化
させる制御装置を備える。
プの吐出し側に給水管を連結し、給水管に圧力検
出手段とポンプの回転速度を検出する手段を備え
た可変速給水装置において、あらかじめポンプの
回転速度毎の給水管端における圧力に近づけるよ
うに見込んだ制御目標圧力を定めておいて、ポン
プ回転速度の変化にともなつて制御目標圧を変化
させる制御装置を備える。
上述した処より、流量が一定とするとあらかじ
めポンプの各回転速度における圧力値を記憶した
データテーブルと、使用最大流量時に必要末端圧
力を出しているときのポンプ回転速度と圧力値の
データを用いて各ポンプ回転速度毎の制御目標圧
力を決定することができる。
めポンプの各回転速度における圧力値を記憶した
データテーブルと、使用最大流量時に必要末端圧
力を出しているときのポンプ回転速度と圧力値の
データを用いて各ポンプ回転速度毎の制御目標圧
力を決定することができる。
ここで使用最大流量時のポンプ回転速度ωMAX
はまえもつてわかつている場合もあるが、はつき
り決めなくても本装置を運転、制御したいという
要請がある。
はまえもつてわかつている場合もあるが、はつき
り決めなくても本装置を運転、制御したいという
要請がある。
次にかゝるポンプしめ切時のポンプ各回転速度
に対応する制御目標圧力を決定する実施例を示
す。
に対応する制御目標圧力を決定する実施例を示
す。
ωX：回転速度
PX：圧力
ωX＝ｆ（PX）：しめ切時の回転速度と圧力の関係
PA：使用最大水量時必要圧力
ωMAX：使用最大水量時必要回転速度
ωA：PA時のしめ切における必要回転速度
PB：しめ切時必要最低圧力
ωB：PB時の必要回転速度
としたとき
△ω＝ωMAX−ωA
△Ｐ＝PA−PB
であり、圧力PA，PBの中間の点の制御目標圧力
の基準をPnとすると Pn＝△Ｐ×α＋PB（０≦α≦１） そして基準の制御目標圧力Pnに対応した流量を
生ずる回転速度をωnとすると ωn＝△ω×β＋ｆ（Pn）（０≦β≦１） こゝで K1＝（Pn−PB）／（ωn−ωB） K2＝（PA−Pn）／（ωMAX−ωn） とK1、K2を求め、あるポンプ回転速度ωXに対す
る制御目標圧力SVを ωX≦ωB SV＝PB ……(1) ωB＜ωX≦ωn SV＝K1×（ωX−ωB）＋PB ……(2) ωn＜ωX≦ωMAX SV＝K2×（ωX−ωn）＋Pn ……(3) ωMAX＜ωX SV＝PA ……(4) 上記(1)、(2)、(3)、(4)式にしたがつて決定する。
の基準をPnとすると Pn＝△Ｐ×α＋PB（０≦α≦１） そして基準の制御目標圧力Pnに対応した流量を
生ずる回転速度をωnとすると ωn＝△ω×β＋ｆ（Pn）（０≦β≦１） こゝで K1＝（Pn−PB）／（ωn−ωB） K2＝（PA−Pn）／（ωMAX−ωn） とK1、K2を求め、あるポンプ回転速度ωXに対す
る制御目標圧力SVを ωX≦ωB SV＝PB ……(1) ωB＜ωX≦ωn SV＝K1×（ωX−ωB）＋PB ……(2) ωn＜ωX≦ωMAX SV＝K2×（ωX−ωn）＋Pn ……(3) ωMAX＜ωX SV＝PA ……(4) 上記(1)、(2)、(3)、(4)式にしたがつて決定する。
ここで、ωMAX：使用最大水量時必要回転速度
は、設計計算によつてあらかじめ求めておき入力
することもできるが、まえもつてわかつていなく
ても本装置を運転、制御したいという要請があ
る。このような場合に本装置を現場へ据え付け
後、一定時間を常にSV＝PAとして運転させ、そ
の間の最大回転数をωMAXとして一定時間終了後
上記(1)、(2)、(3)、(4)式にしたがつて制御するとい
うのが本発明の一例である。
は、設計計算によつてあらかじめ求めておき入力
することもできるが、まえもつてわかつていなく
ても本装置を運転、制御したいという要請があ
る。このような場合に本装置を現場へ据え付け
後、一定時間を常にSV＝PAとして運転させ、そ
の間の最大回転数をωMAXとして一定時間終了後
上記(1)、(2)、(3)、(4)式にしたがつて制御するとい
うのが本発明の一例である。
また、制御を(1)、(2)、(3)、(4)式にうつした後で
も、最大回転数ωMAXが変化した時、それにとも
なつて制御演算式を修正できることも本発明の特
徴である。
も、最大回転数ωMAXが変化した時、それにとも
なつて制御演算式を修正できることも本発明の特
徴である。
第４図はポンプ装置を示すフローシートであ
る。周波数を変えて回転数の制御を行うモータ１
１により駆動されるポンプ１２には水源１３から
吸込管１４を通じて水を汲み上げ該水を昇圧して
吐出管１５に吐出する。吐出管１５中の圧力は圧
力検出器１６にて圧力を検出され、逆止弁１５、
仕切弁１８を介して給水管１９にて需要側へ送ら
れる。給水管１９の途中には流量検出器２０が備
えてあり、給水管１９中の流量が検出される。
る。周波数を変えて回転数の制御を行うモータ１
１により駆動されるポンプ１２には水源１３から
吸込管１４を通じて水を汲み上げ該水を昇圧して
吐出管１５に吐出する。吐出管１５中の圧力は圧
力検出器１６にて圧力を検出され、逆止弁１５、
仕切弁１８を介して給水管１９にて需要側へ送ら
れる。給水管１９の途中には流量検出器２０が備
えてあり、給水管１９中の流量が検出される。
圧力検出器１６にて検出したポンプ１２の吐出
圧力の信号及び流量検出器２０で検出した流量の
信号は制御部２１に送られるようになつている。
制御部２１からは周波数信号が出力され、例えば
サイリスタ変換方式の周波電源を得るインバータ
２２に入力され、インバータ２２は所要周波数を
出力してモータ１１に送りモータ１１を所要速度
で運転する。インバータ２２で発生しモータ１１
へ送られる周波数は制御部２１へ送られるように
なつている。
圧力の信号及び流量検出器２０で検出した流量の
信号は制御部２１に送られるようになつている。
制御部２１からは周波数信号が出力され、例えば
サイリスタ変換方式の周波電源を得るインバータ
２２に入力され、インバータ２２は所要周波数を
出力してモータ１１に送りモータ１１を所要速度
で運転する。インバータ２２で発生しモータ１１
へ送られる周波数は制御部２１へ送られるように
なつている。
制御部２１はマイクロコンピユータが用いられ
ており、制御部２１の構成は流量検出器２０から
送られた運転中の最大値を記憶する最大流量記憶
装置と、流量検出器２０の検出信号を入力信号と
して予め定められたポンプ流量と流量毎の制御目
標圧力との関係に基づいて対応する制御目標圧力
を出力する制御目標圧力出力部と、この制御目標
圧力出力部からの出力信号と圧力検出器１６の検
出信号とを入力信号としてポンプの回転速度の制
御信号を出力する回転速度制御部と、制御目標圧
力出力部における予め定められたポンプの流量と
ポンプの流量毎の制御目標圧力との関係を設定す
る機能をもつ設定部とを含んでいる。そして予
め、ポンプ装置の締切り時のポンプ回転速度とポ
ンプ吐出圧力の関係、必要最大流量時のポンプの
回転速度及び上述においてのべた制御目標圧力の
算出を行う命令が記憶された記憶装置をも備えて
いる。
ており、制御部２１の構成は流量検出器２０から
送られた運転中の最大値を記憶する最大流量記憶
装置と、流量検出器２０の検出信号を入力信号と
して予め定められたポンプ流量と流量毎の制御目
標圧力との関係に基づいて対応する制御目標圧力
を出力する制御目標圧力出力部と、この制御目標
圧力出力部からの出力信号と圧力検出器１６の検
出信号とを入力信号としてポンプの回転速度の制
御信号を出力する回転速度制御部と、制御目標圧
力出力部における予め定められたポンプの流量と
ポンプの流量毎の制御目標圧力との関係を設定す
る機能をもつ設定部とを含んでいる。そして予
め、ポンプ装置の締切り時のポンプ回転速度とポ
ンプ吐出圧力の関係、必要最大流量時のポンプの
回転速度及び上述においてのべた制御目標圧力の
算出を行う命令が記憶された記憶装置をも備えて
いる。
第５図は動作を示すフローチヤートである。
圧力検出器１６は使用流量の変化に伴つて変化
する。即ち、使用流量の増減に伴ない圧力検出器
１６の示す圧力信号Ｓ１の値は減増する。圧力検
出器１６の示した圧力信号Ｓ１は制御部２１に送
られる。
する。即ち、使用流量の増減に伴ない圧力検出器
１６の示す圧力信号Ｓ１の値は減増する。圧力検
出器１６の示した圧力信号Ｓ１は制御部２１に送
られる。
制御部２１では流量検出器２０より今までに送
られた信号Ｓ３の最大値流量記憶装置に記憶され
た最大流量の値がルーチン１００へ送られる。こ
のルーチン１００は制御目標圧力設定部の動作で
あつて既にのべたようにしてルーチン１００では
しめ切時ポンプ圧力一周波数特性、最大流量時周
波数圧力（最大流量時電圧）、設定時しめ切必要
圧PB、最大流量時必要圧PA等を用いて制御目標
圧力SVを演算する。そして求められた制御目標
圧力SVは回転速度制御部の動作を示す処のルー
チン１０１で圧力信号Ｓ１と制御目標圧力SVの
差及び差の変化速度等から、ポンプ吐出圧力Ｐが
制御目標圧力SVに近ずくように周波数出力信号
が求められ（PI演算）、インバータ２２に出力さ
れる。かくして制御部２１はインバータ２２を介
してモータ１１を変速して圧力検出器１６の示す
圧力値の変化方向と反対方向に変化させる。そし
てかゝる制御は圧力検出器１６が示す圧力が上述
で求めた制御目標圧力SVになるように行われ、
モータ１１従つてポンプ１２の回転速度と圧力検
出器１６の検出圧力が対応して変化する。
られた信号Ｓ３の最大値流量記憶装置に記憶され
た最大流量の値がルーチン１００へ送られる。こ
のルーチン１００は制御目標圧力設定部の動作で
あつて既にのべたようにしてルーチン１００では
しめ切時ポンプ圧力一周波数特性、最大流量時周
波数圧力（最大流量時電圧）、設定時しめ切必要
圧PB、最大流量時必要圧PA等を用いて制御目標
圧力SVを演算する。そして求められた制御目標
圧力SVは回転速度制御部の動作を示す処のルー
チン１０１で圧力信号Ｓ１と制御目標圧力SVの
差及び差の変化速度等から、ポンプ吐出圧力Ｐが
制御目標圧力SVに近ずくように周波数出力信号
が求められ（PI演算）、インバータ２２に出力さ
れる。かくして制御部２１はインバータ２２を介
してモータ１１を変速して圧力検出器１６の示す
圧力値の変化方向と反対方向に変化させる。そし
てかゝる制御は圧力検出器１６が示す圧力が上述
で求めた制御目標圧力SVになるように行われ、
モータ１１従つてポンプ１２の回転速度と圧力検
出器１６の検出圧力が対応して変化する。
第６図は制御装置を示すブロツク図である。圧
力検出器１６の信号Ｓ１、インバータ２２の周波
数信号Ｓ２、流量検出器２０の信号Ｓ３はインタ
ーフエース２４を介してマイクロコンピユータに
入力される。記憶装置２６は一般の記憶装置であ
り、最大流量記憶装置の機能をも備えており、流
量検出器２０の検出した流量信号の最大値はイン
ターフエース２４を介して該記憶装置２６に記憶
される。これらの値及び記憶装置２６に記憶して
ある前述したポンプ締切時の圧力−速度等のデー
タと算式を用いて中央演算処理装置２５にて制御
目標圧力SVになるように周波数が算出されイン
ターフエース２４を介してインバータ２２に出力
されてインバータ２２は制御目標圧力SVになる
ようにポンプ１２を運転すべくモータ１１の回転
速度を制御する。
力検出器１６の信号Ｓ１、インバータ２２の周波
数信号Ｓ２、流量検出器２０の信号Ｓ３はインタ
ーフエース２４を介してマイクロコンピユータに
入力される。記憶装置２６は一般の記憶装置であ
り、最大流量記憶装置の機能をも備えており、流
量検出器２０の検出した流量信号の最大値はイン
ターフエース２４を介して該記憶装置２６に記憶
される。これらの値及び記憶装置２６に記憶して
ある前述したポンプ締切時の圧力−速度等のデー
タと算式を用いて中央演算処理装置２５にて制御
目標圧力SVになるように周波数が算出されイン
ターフエース２４を介してインバータ２２に出力
されてインバータ２２は制御目標圧力SVになる
ようにポンプ１２を運転すべくモータ１１の回転
速度を制御する。
実例について示すと第７図の如くである。第７
図では使用最大流量時圧力＝４Kg／cm2ポンプしめ
切時必要最低圧力PA＝２Kg／cm2として横軸に流
量Ｑ、縦軸に圧力Ｐを示す。α＝0.5、β＝0.6で
計算された制御目標圧力は曲線２３に示され、末
端圧力Po＝PBがほぼ一定となつている。
図では使用最大流量時圧力＝４Kg／cm2ポンプしめ
切時必要最低圧力PA＝２Kg／cm2として横軸に流
量Ｑ、縦軸に圧力Ｐを示す。α＝0.5、β＝0.6で
計算された制御目標圧力は曲線２３に示され、末
端圧力Po＝PBがほぼ一定となつている。
第８図は第４図に示した実施例の回転速度制御
手段の制御部２１にワイヤードロジツクの電子回
路を用いた場合のブロツク図であつてポンプしめ
切状態におけるポンプの回転速度と吐出圧力値の
関係及び必要最大流量を必要圧力で供給している
状態におけるポンプの回転速度から得られた定数
ｋを関数発生器２７に入力し、そして、関数発生
器２７、加算器２８、圧力設定器２９では回転速
度の入力を受けて制御目標圧力を演算し調節計３
０へ入力し、調節計３０では圧力センサ３１から
得られる系の圧力と制御目標圧力とを例えばPI
演算し、モータに対して回転速度の操作信号を出
力するものである。
手段の制御部２１にワイヤードロジツクの電子回
路を用いた場合のブロツク図であつてポンプしめ
切状態におけるポンプの回転速度と吐出圧力値の
関係及び必要最大流量を必要圧力で供給している
状態におけるポンプの回転速度から得られた定数
ｋを関数発生器２７に入力し、そして、関数発生
器２７、加算器２８、圧力設定器２９では回転速
度の入力を受けて制御目標圧力を演算し調節計３
０へ入力し、調節計３０では圧力センサ３１から
得られる系の圧力と制御目標圧力とを例えばPI
演算し、モータに対して回転速度の操作信号を出
力するものである。
最大流量記憶装置３２では安定した可変速制御
中の最大流量の値を記憶し必要に応じて換算定数
へフイードバツクする。
中の最大流量の値を記憶し必要に応じて換算定数
へフイードバツクする。
以上のように本発明はポンプを備える給水装置
において、あらかじめポンプの流量毎の制御目標
圧力を定め（あるいは流量より制御目標圧力を演
算する関数を定め）流量の変化にともなつて制御
目標圧力を変化させる制御装置を備えたから、ポ
ンプ吐出圧力一定で制御するようなエネルギ損失
がない。
において、あらかじめポンプの流量毎の制御目標
圧力を定め（あるいは流量より制御目標圧力を演
算する関数を定め）流量の変化にともなつて制御
目標圧力を変化させる制御装置を備えたから、ポ
ンプ吐出圧力一定で制御するようなエネルギ損失
がない。
給水設備毎に個別に実測して制御を行うような
労力と時間のかゝる方法を必要としないで、配管
末端圧力をほぼ一定に保つことができる。
労力と時間のかゝる方法を必要としないで、配管
末端圧力をほぼ一定に保つことができる。
制御目標圧力出力部における予め定められたポ
ンプの回転速度とポンプの回転速度毎の制御目標
圧力との関係が、ポンプのしめ切時及び系に対し
て所定の流量を流した時のそれぞれの状態におけ
るポンプの流量及び吐出圧力値に基づいて関数又
はデータテーブルの状態で設定するようにしてあ
るからポンプのしめ切時のポンプ回転速度と吐出
圧力値が分れば使用最大流量時のポンプ回転速度
のデータは必要に応じて自動的にサンプリングさ
れるから、ポンプの各々の流量において給水末端
の圧力を一定に制御することができるのでポンプ
の回転速度制御手段へ入力するのに付融通性が大
である。
ンプの回転速度とポンプの回転速度毎の制御目標
圧力との関係が、ポンプのしめ切時及び系に対し
て所定の流量を流した時のそれぞれの状態におけ
るポンプの流量及び吐出圧力値に基づいて関数又
はデータテーブルの状態で設定するようにしてあ
るからポンプのしめ切時のポンプ回転速度と吐出
圧力値が分れば使用最大流量時のポンプ回転速度
のデータは必要に応じて自動的にサンプリングさ
れるから、ポンプの各々の流量において給水末端
の圧力を一定に制御することができるのでポンプ
の回転速度制御手段へ入力するのに付融通性が大
である。
ポンプ回転速度により制御目標圧力を定める方
法として使用最大流量時の流量を記憶する最大流
量記憶装置を備えあらかじめポンプしめ切時の各
回転速度における圧力値を記憶したデータテーブ
ルと使用最大水量時の必要圧力を出している時の
回転速度と圧力値のデータを用いて各流量毎の制
御目標圧力を得る制御装置を備え、又ポンプ締切
り時のポンプ回転速度−吐出圧力特性はポンプに
より殆んど変らないから、マイクロコンピユータ
の記憶装置に予め記憶させておくことができ、量
産されるような給水装置に適する。そして使用最
大回転数時の必要圧力を出しているときの供給流
量は管路の圧力損失を計算することによつても得
られるし、一定時間使用最大水量時の必要圧力で
圧力一定制御運転させることによつて自動的に記
憶されるから、簡単に得ることができて、その結
果各ポンプの吐出量における制御目標圧力SVを
求め制御できるから制御が極めて簡単である。こ
のような制御目標圧力SVは式(1)〜(4)式を用いる
場合は常数α、βを適当に定めることにより求め
ることができる。第８図の実施例においても上述
と同等の効果を得ることができる。
法として使用最大流量時の流量を記憶する最大流
量記憶装置を備えあらかじめポンプしめ切時の各
回転速度における圧力値を記憶したデータテーブ
ルと使用最大水量時の必要圧力を出している時の
回転速度と圧力値のデータを用いて各流量毎の制
御目標圧力を得る制御装置を備え、又ポンプ締切
り時のポンプ回転速度−吐出圧力特性はポンプに
より殆んど変らないから、マイクロコンピユータ
の記憶装置に予め記憶させておくことができ、量
産されるような給水装置に適する。そして使用最
大回転数時の必要圧力を出しているときの供給流
量は管路の圧力損失を計算することによつても得
られるし、一定時間使用最大水量時の必要圧力で
圧力一定制御運転させることによつて自動的に記
憶されるから、簡単に得ることができて、その結
果各ポンプの吐出量における制御目標圧力SVを
求め制御できるから制御が極めて簡単である。こ
のような制御目標圧力SVは式(1)〜(4)式を用いる
場合は常数α、βを適当に定めることにより求め
ることができる。第８図の実施例においても上述
と同等の効果を得ることができる。
第１図、第２図は従来の制御方法を示す線図、
第３図は給水設備の特性を立体座標で示す線図、
第４図は本発明に用いられる給水設備のフローシ
ート、第５図は本発明のフローチヤート、第６図
は本発明のブロツク図、第７図は本発明の実験例
を示す線図、第８図は電子回路によるブロツク図
である。 １……ポンプ性能曲線、２……Ｐ−ω曲線、３
……ω−Ｑ曲線、１１……モータ、１２……ポン
プ、１３……水源、１４……吸込管、１５……吐
出管、１６……圧力検出器、１７……逆止弁、１
８……仕切弁、１９……給水管、２０……流量検
出器、２１……制御部、２２……インバータ、２
４……インターフエース、２５……中央演算処理
装置、２６……メモリ、３２……最大流量記憶装
置、１００，１０１……ルーチン、Ｍ……座標の
交点、Ｐ，PX……吐出圧力、PA……最大流量時
必要圧、PB……設定時しめ切必要圧、PC……圧
力損失、Po……配管末端必要圧力、△PX……配
管の損失圧力、Ｑ……吐出量（流量）、QX……流
量、Ｓ……特性曲面、Ｓ１……圧力信号、Ｓ２…
…信号、SV……制御目標圧力、ω……回転速度、
ωX……回転速度。
第３図は給水設備の特性を立体座標で示す線図、
第４図は本発明に用いられる給水設備のフローシ
ート、第５図は本発明のフローチヤート、第６図
は本発明のブロツク図、第７図は本発明の実験例
を示す線図、第８図は電子回路によるブロツク図
である。 １……ポンプ性能曲線、２……Ｐ−ω曲線、３
……ω−Ｑ曲線、１１……モータ、１２……ポン
プ、１３……水源、１４……吸込管、１５……吐
出管、１６……圧力検出器、１７……逆止弁、１
８……仕切弁、１９……給水管、２０……流量検
出器、２１……制御部、２２……インバータ、２
４……インターフエース、２５……中央演算処理
装置、２６……メモリ、３２……最大流量記憶装
置、１００，１０１……ルーチン、Ｍ……座標の
交点、Ｐ，PX……吐出圧力、PA……最大流量時
必要圧、PB……設定時しめ切必要圧、PC……圧
力損失、Po……配管末端必要圧力、△PX……配
管の損失圧力、Ｑ……吐出量（流量）、QX……流
量、Ｓ……特性曲面、Ｓ１……圧力信号、Ｓ２…
…信号、SV……制御目標圧力、ω……回転速度、
ωX……回転速度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ポンプとこのポンプの吐出し側に連結した給
水管とこの給水管に連結した圧力検出手段とポン
プに連結しこれを駆動するモータと、ポンプの回
転速度を制御する回転速度制御手段と、ポンプの
流量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手
段からの出力信号を入力信号として予め定められ
たポンプ流量と、流量毎の制御目標圧力との関係
に基づいて対応する制御目標圧力を出力する制御
目標圧力出力部と、前記制御目標圧力出力部から
の出力信号と前記圧力検出手段からの出力信号と
を入力信号としポンプの回転速度の制御信号を出
力する回転速度制御部と、前記制御目標圧力出力
部における予め定められたポンプの流量とポンプ
の流量毎の制御目標圧力との関係を設定する機能
をもつ設定部とからなる可変速給水装置におい
て、可変速運転中の最大流量を記憶し前回最大流
量をこえる正常な流量が入力された時その最大流
量の値を設定部に送り、ポンプの流量毎の制御目
標圧力との関係を再設定できるようにした最大流
量記憶装置を具備してなることを特徴とする可変
速給水装置。 ２ 最大流量のデータがない場合制御目標圧力出
力部があらかじめ定められた一定時間はあらかじ
め定められた一定の制御目標圧力を出力し前記一
定時間後、一定の目標圧力で運転していた時の最
大流量の値を用いて制御目標圧力の適切な演算が
できるようにした初期最低値を持つ最大流量記憶
装置を具備したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の可変速給水装置。 ３ 前記設定部において適切な最大流量のデータ
が得られない場合、充分小さい流量値をかりの最
大流量値としてポンプ流量とポンプ流量毎の制御
目標圧力を設定する機能を加えた初期最低値を持
つ最大流量記憶装置を具備したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の可変速給水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4597084A JPS60189518A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 可変速給水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4597084A JPS60189518A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 可変速給水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189518A JPS60189518A (ja) | 1985-09-27 |
| JPH0412483B2 true JPH0412483B2 (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=12734080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4597084A Granted JPS60189518A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 可変速給水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189518A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2608419B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1997-05-07 | 防衛庁技術研究本部長 | 消防ポンプ装置 |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP4597084A patent/JPS60189518A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60189518A (ja) | 1985-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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