JPH084683A - ポンプの自動追加起動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は大量の水を使用するプラントにおい
て、ポンプの使用台数を切替えるとき、運転員の負担を
軽減するとともに、ヒューマンエラーの発生を防止する
ために、ポンプの追加起動を自動化することができる装
置を提供することを目的とする。 【構成】本発明に係るポンプの自動追加起動装置は、ヘ
ッダ圧力の目標値としてランプ状に増加する信号を出力
するヘッダ圧力目標値出力手段９と、ヘッダ圧力の目標
値と実際のヘッダ圧力との偏差を計算するヘッダ圧力偏
差フィードバック手段１０と、ヘッダ圧力偏差フィード
バック信号に応じてポンプの出口弁を開ける速度を出力
する開信号出力手段１１とを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポンプの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】大量の水を使用するプラントの多くで
は、水を供給するための主給水系にコストのかかる大容
量のポンプを使用する代りに、コストの低い小容量のポ
ンプを複数使用している。これらの複数のポンプの使用
台数の切替は、従来はプラントの運転状態によって、ポ
ンプの出口弁の開閉を運転員が手動で起動あるいは停止
することによって行っている。

【０００３】例えば、図５に示す様にポンプ１，２を有
する給水系について、２台のポンプのうちポンプ２が運
転中で残りのポンプ１を追加起動する場合を説明する。
運転中のポンプ２の出口弁４は全開しており、待機中の
ポンプ１の出口弁３は全閉している。ポンプ２により昇
圧された水は出口弁４とヘッダ５を通り給水制御弁６に
導かれる。そして、この給水制御弁６により流量が一定
に保たれている。

【０００４】このポンプ２の１台運転時からポンプ１を
追加起動する場合、運転員は手動操作によりポンプ出口
弁開信号７を発信する。出口弁は開信号７をうけている
時間だけ開く。このポンプ１の出口弁３を開くことによ
って、それまで１台のポンプで昇圧されていたものが２
台のポンプで昇圧される。そのため給水制御弁６に加わ
るヘッダ５の圧力は上昇し、給水流量は増加する。そこ
で運転員は、出口弁３を開けることによって生じる給水
流量の変動に注意しながら、給水流量が増加するとポン
プＡの出口弁３を開くのを停止し、給水流量が安定して
くると再びポンプ１の出口弁３を開ける。この操作を繰
り返してポンプ１の出口弁３を全開し、ポンプ１の追加
起動を終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】大量の水を使用するた
め複数の給水ポンプを備えたプラントにおいて、給水流
量を増加させるための、ポンプの追加起動時には、通常
運転時に比べて給水流量が大きく変動する。この変動が
プラント運営上での信頼性、稼働率等に影響を及ぼす場
合は、給水流量の大きな変動を防止する必要があるの
で、手動により追加起動を行う運転員にかかる負担は非
常に大きい。

【０００６】本発明は、この運転員の負担を軽減すると
ともに、ヒューマンエラーを防止するために、ポンプの
追加起動を自動化することができる装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（第１の手段）本発明に係るポンプの自動追加起動装置
は、ヘッダ圧力の目標値としてランプ状に増加する信号
を出力するヘッダ圧力目標値出力手段９と、ヘッダ圧力
の目標値と実際のヘッダ圧力との偏差を計算しヘッダ圧
力偏差フィードバック信号を出力するヘッダ圧力偏差フ
ィードバック手段１０と、前記ヘッダ圧力偏差フィード
バック信号に応じてポンプの出口弁を開ける速度を出力
する開信号出力手段１１とを前記順に備えることを特徴
とする。

【０００８】

【作用】ヘッダ圧力目標値出力手段９は、開始信号１２
を入力して、ヘッダ圧力目標値信号１３を、ヘッダ圧力
偏差フィードバック手段１０に出力する。ヘッダ圧力偏
差フィードバック手段１０は、ヘッダ５の実際の圧力５
ａの圧力信号５ｂと目標値であるヘッダ圧力目標値信号
１３との偏差を計算し、ヘッダ圧力偏差フィードバック
信号１４を、開信号出力手段１１に出力する。

【０００９】開信号出力手段１１はヘッダ圧力偏差フィ
ードバック信号１４に応じたポンプ出口弁開信号７をポ
ンプ出口弁３に出力する。このため、ポンプの追加起動
を自動化することができるとともに、運転員の負担を軽
減することができ、ヒューマンエラーの発生も防止する
ことができる。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の第１実施例にか
かるポンプの自動追加起動装置を説明する。図１は第１
実施例の構成を示す図である。図１においてポンプの自
動追加起動装置１５は、ヘッダ圧力目標値出力手段９
と、ヘッダ圧力偏差フィードバック手段１０と、開信号
出力手段１１とからなる。

【００１１】ヘッダ圧力目標値出力手段９は図２に示す
様に２つのスイッチ１７、１８と定数器１６と、係数器
１９、積分器２０、減算器２１、加算器２５から構成さ
れる。

【００１２】ヘッダ５の圧力５ａはセンサ−（図示省
略）により圧力信号５ｂに変換され、ヘッダ圧力目標値
出力手段９と、ヘッダ圧力偏差フィードバック手段１０
に入力される。

【００１３】２台のポンプ１，２を有する給水系につい
て、２台のポンプのうちポンプ２が運転中で残りのポン
プ１を追加起動する場合、追加起動開始前はスイッチ１
７はＯＦＦ状態に、スイッチ１８はＯＮ状態にある。

【００１４】この状態ではヘッダ５の圧力信号５ｂから
ヘッダ圧力目標値信号１３までの伝達特性は時定数１／
Ｋ₂ の１次遅れと等価となり、ヘッダ５の圧力信号５ｂ
は雑音がカットされてヘッダ圧力目標値信号１３として
出力される。

【００１５】開始信号１２によりスイッチ１７はＯＮ
に、スイッチ１８はＯＦＦになる。スイッチ１８がＯＦ
Ｆになると、追加起動開始直前のヘッダ圧力信号５ｂが
積分器２０により記憶される。同時にスイッチ１７がＯ
Ｎになるため、定数器１６と加算器２５により発生する
定数が積分器２０に積算され、積分器２０からは、追加
起動開始直前のヘッダ圧力信号５ｂからランプ状に増加
するヘッダ圧力目標値信号１３が出力される。

【００１６】ヘッダ圧力偏差フィードバック手段１０
は、図３に示すように１次遅れ回路２２と係数器２３と
減算器２８からなる。減算器２８により、ヘッダ圧力目
標値信号１３と、１次遅れ回路２２により雑音をカット
したヘッダ圧力信号５ｂとの、偏差を計算し、係数器２
３により適切なフィードバックゲインを乗じたものをヘ
ッダ圧力偏差フィードバック信号１４として、開信号出
力手段１１に出力する。

【００１７】開信号出力手段１１は、図４に示すように
に、スイッチ２６と高値選択器２７から構成される。ス
イッチ２６は追加起動時にのみＯＮになる。スイッチ２
６がＯＮになると同時にヘッダ圧力偏差フィードバック
信号１４が、高値選択器２７に入力される。

【００１８】ヘッダ圧力偏差フィードバック信号１４が
正の場合は、高値選択器２７により［１］が選択され、
ポンプ出口弁開信号７として［１］がポンプ出口弁３に
出力され、その信号の大きさに比例した速度で、追加起
動するポンプの出口弁３が開く。

【００１９】一方ヘッダ圧力偏差フィードバック信号１
４が負の場合は、高値選択器２７により［０］が選択さ
れれ、ポンプ出口弁開信号７として［０］がポンプ出口
弁３３に出力され出口弁３は休止する。

【００２０】次にポンプＢ２の１台運転時にポンプＡ１
を追加起動する場合について説明する。追加起動開始前
は、スイッチ１７はＯＦＦ状態、スイッチ１８はＯＮ状
態、スイッチ２６はＯＦＦ状態になっている。そのため
ヘッダ圧力目標値信号１３として、実際のヘッダ圧力信
号５ｂに時定数１／Ｋ₂ のフィルターを通した信号が出
力される。ポンプ出口弁開信号７は出力されずポンプ１
の出口弁３は全閉になっている。

【００２１】開始信号１２によりスイッチ１７はＯＮ状
態、スイッチ１８はＯＦＦ状態、スイッチ２６はＯＮ状
態に切り替る。定数器１６と積分器２０により追加起動
開始直前のヘッダ圧力信号５ｂを初期値として時間とと
もにランプ状に増加する信号がヘッダ圧力目標値信号１
３として出力される。

【００２２】その結果ヘッダ圧力偏差フィードバック信
号１４は正となり、その信号の大きさに比例した速度の
ポンプ出口弁開信号７が出力され、ポンプ１の出口弁３
が開きはじめる。

【００２３】ポンプ１の出口弁３が全閉状態から開きは
じめることにより、それまで１台のポンプで昇圧してい
たのが２台のポンプで昇圧されることになるためヘッダ
圧力５ａは増加する。

【００２４】ヘッダ圧力５ａの増加によりヘッダ圧力偏
差フィードバック信号１４は小さくなり、ポンプ１の出
口弁３の開く速度は遅くなる。またヘッダ圧力５ａの増
加量が大きい場合にはヘッダ圧力偏差フィードバック信
号１４は負となり、ポンプ出口弁開信号７として［０］
が出力されポンプ１の出口弁３を開くのを停止する。

【００２５】ランプ状に増加するヘッダ圧力目標値信号
１３がヘッダ圧力信号５ｂより小さいうちは、ポンプ１
の出口弁３は開くのを停止したままである。ヘッダ圧力
目標値信号１３が再びヘッダ圧力信号５ｂより大きくな
り、ヘッダ圧力偏差フィードバック信号１４が正となる
と、ポンプ１の出口弁３は休止状態から再び開き出す。
この操作が繰り返し行われ、ポンプ１の出口弁３は全開
する。

【００２６】以上の様に追加起動時のヘッダ圧力５ａ
が、ランプ状に増加するヘッダ圧力５ａの目標値に追従
するように追加起動するポンプの出口弁は全閉から全開
する。そして出口弁が開く速度は、目標値と実際の値と
の偏差に比例して変化する。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、前述のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明により、ポンプの追加起動を自動化するこ
とができる。 （２）そのため、運転員の負担を軽減することができる
とともに、ヒューマンエラーの発生も防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るポンプの自動追加起
動装置の説明図。

【図２】第１実施例のヘッダ圧力目標値信号出力手段の
説明図。

【図３】第１実施例のヘッダ圧力偏差フィードバック手
段の説明図。

【図４】第１実施例の開信号出力手段の説明図。

【図５】従来のポンプの自動追加起動装置の説明図。

【符号の説明】

１…ポンプ、 ２…ポンプ、 ３…ポンプ１の出口弁、 ４…ポンプ２の出口弁、 ５…ヘッダ、 ５ａ…ヘッダ圧力、 ５ｂ…ヘッダ圧力信号、 ６…給水制御弁、 ７…ポンプ出口弁開信号、 ８…給水流量、 ９…ヘッダ圧力目標値出力手段、 １０…ヘッダ圧力偏差フィードバック手段、 １１…開信号出力手段、 １２…開始信号、 １３…ヘッダ圧力目標値信号、 １４…ヘッダ圧力偏差フィードバック信号、 １５…ポンプ自動追加起動装置、 １６…定数器、 １７…スイッチ、 １８…スイッチ、 １９…係数器、 ２０…積分器、 ２１…減算器、 ２２…１次遅れ回路、 ２３…係数器、 ２５…加算器、 ２６…スイッチ、 ２７…高値選択器、 ２８…減算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッダ圧力の目標値としてランプ状に増加
   する信号を出力するヘッダ圧力目標値出力手段（９）
   と、 ヘッダ圧力の目標値と実際のヘッダ圧力との偏差を計算
   しヘッダ圧力偏差フィードバック信号を出力するヘッダ
   圧力偏差フィードバック手段（１０）と、 前記ヘッダ圧力偏差フィードバック信号に応じてポンプ
   の出口弁を開ける速度を出力する開信号出力手段（１
   １）とを順次備えることを特徴とするポンプの自動追加
   起動装置。