JPH0893679A - 給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】従来の給水装置において、インバータ装置に指
令を出すマイクロコンピュータを内蔵した制御回路が故
障した場合には、その制御回路が完全な二重系でない限
り、断水を避けることができなく、また、インバータ装
置が停止した場合、速やかにこれの原因を究明し、イン
バータ装置による運転を再開することが要求される。 【構成】ポンプ１０５，１０６の制御機能を内蔵し、自
身を保護するための保護手段を有する複数のインバータ
装置２０，２１に、一対一に可変速ホンプ１０５，１０
６を接続して給水装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプの制御機能を内
蔵し、自身を保護するための保護手段を有するインバー
タ装置により駆動する可変速ホンプを使用した給水装置
に係り、インバータ装置が自身の保護手段の保護動作に
より運転を停止した場合にも給水を続けてゆくことので
きる給水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変速ポンプを使用した給水装置
は、インバータ装置の動作を指令するマイクロコンピュ
ータを内蔵した制御回路を別途設け、需要水量の変動に
伴い、インバータ装置に出力すべき周波数を指令するこ
とによって、ポンプを駆動する電動機の運転速度を変
え、ポンプの吐き出し側の圧力を一定の関係（たとえば
吐出圧力一定あるいは末端圧力一定）に保って給水を続
けるようになっている。この種の装置として関連するも
のには例えば特公平６−５２０７９、特公平６−５２０
８０号などがあげられる。

【０００３】また、この種給水装置に組み合わされるイ
ンバータ装置には、インバータ装置自身を保護するため
に各種の保護回路が組み込まれている。この種インバー
タ装置の保護方式として関連するものには例えば特開昭
５７−６５７６号、特開昭５８−２２４５７５号、特開
昭５９−１８５１７０号、特開昭６０−８４９７２号、
特開昭６１−２２４８７６号などがあげられる。

【０００４】このようにインバータ装置を組み込んだ給
水装置においては、インバータ装置自身を保護するため
にインバータ装置内に各種の保護回路が組み込まれてい
ることから、インバータ装置は種々の要因（瞬時停電、
過負荷、温度上昇、ノイズの混入など）で停止すること
になる。インバータ装置が停止した場合に断水となる
と、さらに問題が大きくなるので、通常このような場合
はポンプの駆動用の電動機をインバータ運転から商用電
源による定速運転に切替え、断水を避けることが行なわ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来このよう
な給水装置において前記マイクロコンピュータを内蔵し
た制御回路が故障した場合には、その制御回路が完全な
二重系でない限り、断水を避けることができなかった。

【０００６】またインバータ装置が何らかの要因により
停止し、商用電源によるポンプの定速運転が続けられた
場合、需要水量の変化に応じて吐出圧力が大きく変動し
てしまう。また、軽負荷時にもポンプが全速度で運転さ
れるため運転動力費が嵩んでしまうなどの問題があっ
た。

【０００７】また、インバータ装置が停止した場合、速
やかにこれの原因を究明し、インバータ装置による運転
を再開することが要求されるため、インバータ装置から
警報が発せられると共に、給水装置の保守管理者が緊急
に呼び出されるなどの問題があった。

【０００８】そこでこのような給水装置においては、組
み込んだインバータ装置の停止状態を極力避けて給水を
続けることができる改良装置を提供することが課題とな
っていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、水道配管に
取り付けた圧力センサの信号を入力するセンサ入力手段
と自身を保護するための保護手段を備えて予めプログラ
ムされた運転法案に従って可変周波数交流電力を発生す
る複数のインバータ装置と、前記インバータ装置に一対
一に接続され各々のインバータ装置よりの給電により可
変速運転する複数の電動機と、前記電動機の各々に連結
された可変速ポンプから成る給水装置において、前記ポ
ンプの給水状態を検知する給水状態検知手段と、前記給
水状態検知手段で検知された給水状態に応じて前記イン
バータ装置の再始動回数を定め他のインバータ装置によ
り前記停止したインバータ装置を再度始動する再運転手
段を備えたことを特徴とする給水装置を提供することに
より解消される。

【００１０】

【作用】ポンプ制御装置の再運転手段は、一台のインバ
ータ装置が自身の保護手段の働きにより停止した場合、
再運転手段は別のインバータ装置により停止したインバ
ータ装置が再度始動される。したがって、インバータ装
置に再運転指令が与えられた時点で、インバータ装置の
保護原因が解消されている場合は、インバータ装置が再
度始動されることになり、インバータ装置が完全に停止
してしまう確率を小さくしてゆくことができる。

【００１１】このポンプ制御装置は、前記マイクロコン
ピュータを内蔵した制御回路が不要となり、２台のイン
バータ装置だけで構成できるので、完全な二重系とな
り、システムの信頼生を確保できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一つの実施例を図１〜図５に
より説明する。

【００１３】図１は実施例の給水装置の全体構成を説明
するためのブロック図、図２は給水装置の制御装置部分
の回路図、図３はインバータ装置の端子説明詳細図、図
４はインバータ装置のソフトウェア動作を説明するため
ブロック図、図５は前記ソフトウェアのブロック図に記
載の基本処理部分のフローチャートを示す図である。

【００１４】図１において、制御装置１はインバータ装
置２０、２１および漏電遮断器４０、４１で構成され、
給水ユニット２の制御を行う。給水ユニット２は、電動
機付きポンプ１０５、１０６、圧力センサ１０２、１１
２、フロースイッチ１０７、１１７、流入側合流管１０
４、吐出側合流管１１０、圧力タンク１１１、圧力計１
１４、１１５および各種弁類１００、１０１、１０３、
１０８、１０９などから構成され、水道本管１１６の水
圧を増圧して配水管１１８へ給水する。

【００１５】主回路電源１０は三相交流電力を制御装置
１へ給電する。インバータ装置２０、２１は、端子Ｒ、
Ｓ、Ｔより電力を受け、予めプログラムされた運転法案
に従い可変周波数交流電力を端子Ｕ、Ｖ、Ｗへ出力し電
動機付きポンプ１０５、１０６の可変速運転制御を行
う。

【００１６】吐出側圧力センサ１１２と流入側圧力セン
サ１０２および流量スイッチ１０７、１１７の検出信号
は、インバータ装置２０、２１に入力され、前記予めプ
ログラムされた運転法案により、吐出圧一定制御または
末端圧一定制御のための可変周波数交流電力に変換され
て、電動機付きポンプ１０５、１０６へ供給される。

【００１７】電動機付きポンプ１０５と電動機付きポン
プ１０６は、自動交互運転を行う。このためインバータ
装置２０とインバータ装置２１はインタロック信号６
１、６２により、相互に相手を監視して自己の始動・停
止を制御している。

【００１８】図２において、ノイズフィルタ６０および
零相リアクトル５０は、主回路電源１０に重畳されてく
る電気的ノイズを減衰し、インバータ装置２０、２１を
保護するとともに、インバータ装置２０、２１が発生す
る高調波電流に伴う電気的ノイズが主回路電源１０に帰
還することを防止する。また、零相リアクトル５１、５
２は、インバータ装置２０、２１が電動機付きポンプ１
０５、１０６に印加する過渡電流を抑えることで、電動
機付きポンプ１０５、１０６の駆動時に発生する騒音を
低減する。

【００１９】漏電遮断器４０、４１は、感電防止のため
の漏電検出を行うとともに、電動機付きポンプ１０５、
１０６やインバータ装置２０、２１の保守・保全作業時
の電源開閉機として使用される。

【００２０】デジタルオペレータ３０、３１は、インバ
ータ装置２０、２１の付属品であり正面の下部の押し釦
スイッチを操作することで、インバータ装置２０、２１
の初期設定や試運転動作ができ、また正面の上部の数字
表示器にインバータ装置２０、２１の出力周波数・負荷
電流・故障情報などを表示さることで、稼働状況をモニ
ターできる。

【００２１】図３において、インバータ装置２０、２１
に具備される入出力信号端子を以下説明する。

【００２２】インタロック信号６１、６２は、インバー
タ装置が自身の保護手段の働きにより停止（自己トリッ
プ）したことを別のインバータ装置へ通報するための出
力信号端子ＤＯ２と、別のインバータ装置からの再始動
指令信号（交互指令ＥＮＱ）を入力する入力端子ＤＩ１
と、別のインバータ装置が自身の保護手段の働きにより
停止（相手トリップ）したことの通報を入力する入力端
子ＤＩ２と、別のインバータ装置に対して再始動指令信
号（交互指令ＡＣＫ）を出力する出力信号端子ＤＯ１か
ら成る。センサ入力端子ＡＩ１、ＡＩ２は、圧力センサ
１０２、１１２からの信号を取り込むアナログ入力端子
である。また、フロースイッチ１０７の信号ＦＳは、Ｆ
Ｗ端子からビット信号として取り込まれる。デジタルオ
ペレータ３０、３１からの信号は、シリアル通信ポート
ＳＤ，ＲＤによって接続される。また、本実施例では、
インバータ装置２０、２１が検知した異常を、外部へ通
報するためのビット出力端子ＤＯ３〜ＤＯ５も設けてい
る。

【００２３】図４は、インバータ装置２０、２１に内臓
されたマイクロコンピュータのソフトウェアのブロック
図である。同図において、通常処理４０１にはポンプの
運転法案が記憶されており、前記インタロック信号や圧
力センサ信号からのデータを基に、インバータの出力周
波数や運転／停止の指令を算出し、ＬＡＤ処理４０２へ
指令する。ＬＡＤ処理４０２では、与えられた出力周波
数、運転／停止の指令とインバータ自身の特性に基づ
き、詳細な出力周波数および出力電圧指令を生成し、Ｐ
ＷＭ処理４０３に指令する。ＰＷＭ処理４０３は、与え
られた出力周波数および出力電圧指令どおりの可変周波
数電力をインバータが出力するようにインバータ主回路
４０７内のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号（パ
ルス幅制御信号）をインバータ主回路４０７へ出力す
る。インバータの負荷電流の過電流の検知レベルである
過電流基準値が通常処理４０１からトリップ処理４０４
へ出力され、トリップ処理４０４はこの過電流基準値を
記憶する。トリップ処理４０４は、上記過電流基準値と
インバータの負荷電流を常時監視して、過負荷電流を検
出するとトリップ情報を生成してコマンド処理４０５に
通報する。またインバータ主回路のＰＮ間電圧（中間直
流電圧の正極と負極間の電圧）は通常処理４０１に入力
され、過電圧、不足電圧が検知されて、この検知信号は
トリップ処理４０４に出力される。コマンド処理４０５
は、前記インバータのトリップ処理４０４からの異常処
理（過電流、過電圧、不足電圧など）やデジタルオペレ
ータ３０、３１のキー情報に基づく通信処理、デジタル
オペレータ３０、３１へのＬＥＤ表示信号の出力、不揮
発生メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４０８のデータ読みだし・
書き込みなど例外処理を実行する。ＥＥＰＲＯＭ入出力
処理４０６は、コマンド処理４０５からのＥＰＲＯＭ書
込指令や呼出要求指令により、不揮発生メモリ４０８を
直接アクセスし、運転法案に必要な基本パラメータや故
障履歴データなど停電しても記憶する必要のあるデータ
の受け渡しをコマンド処理４０５との間で実行する。

【００２４】図５は、前記通常処理４０１の一例をフロ
ーチャートで示したものである。

【００２５】インバータ装置２０、２１に電源が投入さ
れると、通常処理４０１は、初期設定処理５０１を実行
しポンプの運転制御に必要なパラメータ吐出目標圧力Ｈ
O、最低運転速度ＮS、最高運転速度Ｎf、速度変更幅Δ
Ｎ、再運転判定時間Ｔ、再運転回数ｍを前期不揮発性メ
モリ４０８から読み出してインバータの出力周波数を計
算するレジスタに設定する。

【００２６】次に、通常処理４０１は、処理５０２を実
行し、圧力センサ１０２、１１２、フロースイッチ１０
７、１１７からの信号をそれぞれ入力端子ＡＩ１、ＡＩ
２、ＦＷから入力する。

【００２７】次に、通常処理４０１は、処理５０３を実
行し、インタロック信号６１、６２を介して制御装置１
の中にあるもう一台のインバータ装置（以下相手インバ
ータ装置とする）の運転状態を入力するとともに、自身
の運転状態を相手インバータ装置へ出力する。

【００２８】次に、通常処理４０１は、処理５０４を実
行し、相手インバータ装置の運転状態を審査して、正常
であれば次のポンプ制御処理５０５へ進み、異常であれ
ば処理５１０を実行して相手インバータ装置の再運転処
理を実行した後、次の処理５０５に進む。

【００２９】次に、通常処理４０１は、処理５０５を実
行し、現在の給水圧力Ｈと目標圧力ＨOを比較して、Ｈ
＞ＨOであれば処理５０８および処理５０９へ進み減速
処理を行い、ＨO＞Ｈであれば処理５０６および処理５
０７へ進み増速処理を行う。Ｈ＝ＨOの時には、速度変
更の処理は実行しない。

【００３０】次に、通常処理４０１は、処理５０２の実
行に戻り、以降同じ処理を繰り返し実行する。

【００３１】以上の処理の繰り返しにより通常処理４０
１は、相手インバータの状態監視と異常時の再始動処
理、および給水ポンプの変速運転処理を並行して実行す
る。

【００３２】以上の実施例の説明では、２台のインバー
タ装置を用いた例を示したが、３台以上を使用した場合
でも、それぞれのインバータ装置間でインターロック信
号を交信可能に構成して同様に実行することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、自身を保
護するための保護手段を持ち、可変周波数交流電力を発
生するインバータ装置と、このインバータ装置よりの給
電により可変速運転する電動機と、この電動機に連結し
たポンプと、このポンプより吐き出される給水の圧力を
あらかじめ定めたある一定の関係となるようインバータ
装置の制御を行なうポンプ制御装置を備える給水装置に
おいて、インバータ装置が自身の保護手段の働きにより
停止した場合、該インバータ装置を再度始動する再運転
手段を備えたポンプ制御装置を備えた可変速ポンプを用
いた給水装置を提供するものであり、本発明によればイ
ンバータ装置の停止状態を極力避けて給水を続けること
ができるものである。

【００３４】また、ポンプの制御をインバータ装置単体
で実行するので、従来例にある外部の制御装置を不要と
した完全な二重系の制御を実現でき、制御装置全体の部
品点数を３０％程度削減でき、給水装置の信頼性を向上
させ、コスト低減にも効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例の給水装置の全体構成を説明する
ためのブロック図。

【図２】図２は給水装置の制御装置部分の回路図。

【図３】図３はインバータ装置の端子説明詳細図。

【図４】図４はインバータ装置のソフトウェア動作を説
明するためブロック図。

【図５】図５は前記ソフトウェアのブロック図に記載の
基本処理部分のフローチャート。

【符号の説明】

１０…主回路電源、 ２０、２１…インバータ装置、
３０、３１…デジタルオペレータ、 ４０、４１…漏電
遮断器、 ５０、５１、５２…零相リアクトル、６１、
６２…インタロック信号、 １００…複式逆止弁、 １
０１…逆止弁、１０２、１１２…圧力センサ、 １０
３、１０８、１０９…仕切弁、 １０４…流入側合流
管、 １０５、１０６…電動機付きポンプ、 １０７、
１１７…フロースイッチ、 １１０吐出側合流管、 １
１４、１１５…圧力計、 １１６…水道本管、 １１７
…配水管。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】給水装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポンプの制御機能を内
蔵し、自身を保護するための保護手段を有するインバー
タ装置により駆動する可変速ホンプを使用した給水装置
に係り、インバータ装置が自身の保護手段の保護動作に
より運転を停止した場合にも給水を続けてゆくことので
きる給水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変速ポンプを使用した給水装置
は、インバータ装置の動作を指令するマイクロコンピュ
ータを内蔵した制御回路を別途設け、需要水量の変動に
伴い、インバータ装置に出力すべき周波数を指令するこ
とによって、ポンプを駆動する電動機の運転速度を変
え、ポンプの吐き出し側の圧力を一定の関係（たとえば
吐出圧力一定あるいは末端圧力一定）に保って給水を続
けるようになっている。この種の装置として関連するも
のには例えば特公平６−５２０７９、特公平６−５２０
８０号などがあげられる。

【０００３】また、この種給水装置に組み合わされるイ
ンバータ装置には、インバータ装置自身を保護するため
に各種の保護回路が組み込まれている。この種インバー
タ装置の保護方式として関連するものには例えば特開昭
５７−６５７６号、特開昭５８−２２４５７５号、特開
昭５９−１８５１７０号、特開昭６０−８４９７２号、
特開昭６１−２２４８７６号などがあげられる。

【０００４】このようにインバータ装置を組み込んだ給
水装置においては、インバータ装置自身を保護するため
にインバータ装置内に各種の保護回路が組み込まれてい
ることから、インバータ装置は種々の要因（瞬時停電、
過負荷、温度上昇、ノイズの混入など）で停止すること
になる。インバータ装置が停止した場合に断水となる
と、さらに問題が大きくなるので、通常このような場合
はポンプの駆動用の電動機をインバータ運転から商用電
源による定速運転に切替え、断水を避けることが行なわ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来このよう
な給水装置において前記マイクロコンピュータを内蔵し
た制御回路が故障した場合には、その制御回路が完全な
二重系でない限り、断水を避けることができなかった。

【０００６】またインバータ装置が何らかの要因により
停止し、商用電源によるポンプの定速運転が続けられた
場合、需要水量の変化に応じて吐出圧力が大きく変動し
てしまう。また、軽負荷時にもポンプが全速度で運転さ
れるため運転動力費が嵩んでしまうなどの問題があっ
た。

【０００７】また、インバータ装置が停止した場合、速
やかにこれの原因を究明し、インバータ装置による運転
を再開することが要求されるため、インバータ装置から
警報が発せられると共に、給水装置の保守管理者が緊急
に呼び出されるなどの問題があった。

【０００８】そこでこのような給水装置においては、組
み込んだインバータ装置の停止状態を極力避けて給水を
続けることができる改良装置を提供することが課題とな
っていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、水道配管に
取り付けた圧力センサの信号を入力するセンサ入力手段
と自身を保護するための保護手段を備えて予めプログラ
ムされた運転法案に従って可変周波数交流電力を発生す
る複数のインバータ装置と、前記インバータ装置に一対
一に接続され各々のインバータ装置よりの給電により可
変速運転する複数の電動機と、前記電動機の各々に連結
された可変速ポンプから成る給水装置において、前記ポ
ンプの給水状態を検知する給水状態検知手段と、前記給
水状態検知手段で検知された給水状態に応じて前記イン
バータ装置の再始動回数を定め他のインバータ装置によ
り前記停止したインバータ装置を再度始動する再運転手
段を備えたことを特徴とする給水装置を提供することに
より解消される。

【００１０】

【作用】ポンプ制御装置の再運転手段は、一台のインバ
ータ装置が自身の保護手段の働きにより停止した場合、
再運転手段は別のインバータ装置により停止したインバ
ータ装置が再度始動される。したがって、インバータ装
置に再運転指令が与えられた時点で、インバータ装置の
保護原因が解消されている場合は、インバータ装置が再
度始動されることになり、インバータ装置が完全に停止
してしまう確率を小さくしてゆくことができる。

【００１１】このポンプ制御装置は、前記マイクロコン
ピュータを内蔵した制御回路が不要となり、２台のイン
バータ装置だけで構成できるので、完全な二重系とな
り、システムの信頼生を確保できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一つの実施例を図１〜図９に
より説明する。

【００１３】図１は実施例の給水装置の全体構成を説明
するためのブロック図、図２は給水装置の制御装置部分
の回路図、図３はインバータ装置の端子説明詳細図、図
４はインバータ装置のソフトウェア動作を説明するため
ブロック図、図５は前記ソフトウェアのブロック図に記
載の基本処理部分のフローチャート、図６は前記ソフト
ウェアの基本処理部分に含まれるインバータ装置の再運
転処理の詳細を示すフローチャート、図７〜図９は３台
以上のインバータ装置に適用できるインタロック信号の
別な実施例を示す図である。

【００１４】図１において、制御装置１はインバータ装
置２０、２１および漏電遮断器４０、４１で構成され、
給水ユニット２の制御を行う。給水ユニット２は、電動
機付きポンプ１０５、１０６、圧力センサ１０２、１１
２、フロースイッチ１０７、１１７、流入側合流管１０
４、吐出側合流管１１０、圧力タンク１１１、圧力計１
１４、１１５および各種弁類１００、１０１、１０３、
１０８、１０９などから構成され、水道本管１１６の水
圧を増圧して配水管１１８へ給水する。

【００１５】主回路電源１０は三相交流電力を制御装置
１へ給電する。インバータ装置２０、２１は、端子Ｒ、
Ｓ、Ｔより電力を受け、予めプログラムされた運転法案
に従い可変周波数交流電力を端子Ｕ、Ｖ、Ｗへ出力し電
動機付きポンプ１０５、１０６の可変速運転制御を行
う。

【００１６】吐出側圧力センサ１１２と流入側圧力セン
サ１０２および流量スイッチ１０７、１１７の検出信号
は、インバータ装置２０、２１に入力され、前記予めプ
ログラムされた運転法案により、吐出圧一定制御または
末端圧一定制御のための可変周波数交流電力に変換され
て、電動機付きポンプ１０５、１０６へ供給される。

【００１７】電動機付きポンプ１０５と電動機付きポン
プ１０６は、自動交互運転を行う。このためインバータ
装置２０とインバータ装置２１はインタロック信号６
１、６２により、相互に相手を監視して自己の始動・停
止を制御している。

【００１８】図２において、ノイズフィルタ６０および
零相リアクトル５０は、主回路電源１０に重畳されてく
る電気的ノイズを減衰し、インバータ装置２０、２１を
保護するとともに、インバータ装置２０、２１が発生す
る高調波電流に伴う電気的ノイズが主回路電源１０に帰
還することを防止する。また、零相リアクトル５１、５
２は、インバータ装置２０、２１が電動機付きポンプ１
０５、１０６に印加する過渡電流を抑えることで、電動
機付きポンプ１０５、１０６の駆動時に発生する騒音を
低減する。

【００１９】漏電遮断器４０、４１は、感電防止のため
の漏電検出を行うとともに、電動機付きポンプ１０５、
１０６やインバータ装置２０、２１の保守・保全作業時
の電源開閉機として使用される。

【００２０】デジタルオペレータ３０、３１は、インバ
ータ装置２０、２１の付属品であり正面の下部の押し釦
スイッチを操作することで、インバータ装置２０、２１
の初期設定や試運転動作ができ、また正面の上部の数字
表示器にインバータ装置２０、２１の出力周波数・負荷
電流・故障情報などを表示さることで、稼働状況をモニ
ターできる。

【００２１】図３において、インバータ装置２０、２１
に具備される入出力信号端子を以下説明する。

【００２２】インタロック信号６１、６２は、インバー
タ装置が自身の保護手段の働きにより停止（自己トリッ
プ）したことを別のインバータ装置へ通報するための出
力信号端子ＤＯ２と、別のインバータ装置からの再始動
指令信号（交互指令ＥＮＱ）を入力する入力端子ＤＩ１
と、別のインバータ装置が自身の保護手段の働きにより
停止（相手トリップ）したことの通報を入力する入力端
子ＤＩ２と、別のインバータ装置に対して再始動指令信
号（交互指令ＡＣＫ）を出力する出力信号端子ＤＯ１か
ら成る。センサ入力端子ＡＩ１、ＡＩ２は、圧力センサ
１０２、１１２からの信号を取り込むアナログ入力端子
である。また、フロースイッチ１０７の信号ＦＳは、Ｆ
Ｗ端子からビット信号として取り込まれる。デジタルオ
ペレータ３０、３１からの信号は、シリアル通信ポート
ＳＤ，ＲＤによって接続される。また、本実施例では、
インバータ装置２０、２１が検知した異常を、外部へ通
報するためのビット出力端子ＤＯ３〜ＤＯ５も設けてい
る。

【００２３】図４は、インバータ装置２０、２１に内臓
されたマイクロコンピュータのソフトウェアのブロック
図である。同図において、通常処理４０１にはポンプの
運転法案が記憶されており、前記インタロック信号や圧
力センサ信号からのデータを基に、インバータの出力周
波数や運転／停止の指令を算出し、ＬＡＤ処理４０２へ
指令する。ＬＡＤ処理４０２では、与えられた出力周波
数、運転／停止の指令とインバータ自身の特性に基づ
き、詳細な出力周波数および出力電圧指令を生成し、Ｐ
ＷＭ処理４０３に指令する。ＰＷＭ処理４０３は、与え
られた出力周波数および出力電圧指令どおりの可変周波
数電力をインバータが出力するようにインバータ主回路
４０７内のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号（パ
ルス幅制御信号）をインバータ主回路４０７へ出力す
る。インバータの負荷電流の過電流の検知レベルである
過電流基準値が通常処理４０１からトリップ処理４０４
へ出力され、トリップ処理４０４はこの過電流基準値を
記憶する。トリップ処理４０４は、上記過電流基準値と
インバータの負荷電流を常時監視して、過負荷電流を検
出するとトリップ情報を生成してコマンド処理４０５に
通報する。またインバータ主回路のＰＮ間電圧（中間直
流電圧の正極と負極間の電圧）は通常処理４０１に入力
され、過電圧、不足電圧が検知されて、この検知信号は
トリップ処理４０４に出力される。コマンド処理４０５
は、前記インバータのトリップ処理４０４からの異常処
理（過電流、過電圧、不足電圧など）やデジタルオペレ
ータ３０、３１のキー情報に基づく通信処理、デジタル
オペレータ３０、３１へのＬＥＤ表示信号の出力、不揮
発生メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４０８のデータ読みだし・
書き込みなど例外処理を実行する。ＥＥＰＲＯＭ入出力
処理４０６は、コマンド処理４０５からのＥＰＲＯＭ書
込指令や呼出要求指令により、不揮発生メモリ４０８を
直接アクセスし、運転法案に必要な基本パラメータや故
障履歴データなど停電しても記憶する必要のあるデータ
の受け渡しをコマンド処理４０５との間で実行する。

【００２４】図５は、前記通常処理４０１の一例をフロ
ーチャートで示したものである。

【００２５】インバータ装置２０、２１に電源が投入さ
れると、通常処理４０１は、初期設定処理５０１を実行
しポンプの運転制御に必要なパラメータ吐出目標圧力Ｈ
O、最低運転速度ＮS、最高運転速度Ｎf、速度変更幅Δ
Ｎ、再運転判定時間Ｔ、再運転回数ｍを前期不揮発性メ
モリ４０８から読み出してインバータの出力周波数を計
算するレジスタに設定する。

【００２６】次に、通常処理４０１は、処理５０２を実
行し、圧力センサ１０２、１１２、フロースイッチ１０
７、１１７からの信号をそれぞれ入力端子ＡＩ１、ＡＩ
２、ＦＷから入力する。

【００２７】次に、通常処理４０１は、処理５０３を実
行し、インタロック信号６１、６２を介して制御装置１
の中にあるもう一台のインバータ装置（以下相手インバ
ータ装置とする）の運転状態を入力するとともに、自身
の運転状態を相手インバータ装置へ出力する。

【００２８】次に、通常処理４０１は、処理５０４を実
行し、相手インバータ装置の運転状態を審査して、正常
であれば次のポンプ制御処理５０５へ進み、異常であれ
ば後に図６にて詳述する処理５１０を実行して相手イン
バータ装置の再運転処理を実行した後、次の処理５０５
に進む。

【００２９】次に、通常処理４０１は、処理５０５を実
行し、現在の給水圧力Ｈと目標圧力ＨOを比較して、Ｈ
＞ＨOであれば処理５０８および処理５０９へ進み減速
処理を行い、ＨO＞Ｈであれば処理５０６および処理５
０７へ進み増速処理を行う。Ｈ＝ＨOの時には、速度変
更の処理は実行しない。

【００３０】次に、通常処理４０１は、処理５０２の実
行に戻り、以降同じ処理を繰り返し実行する。

【００３１】図６に前記通常処理４０１含まれるインバ
ータ装置の再運転処理である処理５１０の詳細をフロー
チャートで示し以下説明する。

【００３２】前記処理５０４を実行で相手インバータ装
置の運転状態をが異常であると判定されると、この処理
５１０が実行される。

【００３３】処理５１０では、先ず処理６０１でインバ
ータ装置の再運転処理回数 MAX ｍを決定する。インバ
ータ装置の再始動には、同装置の制御回路の放電時間が
必要であり、通常３〜５秒の再運転処理時間が掛かる。
この間、ポンプが停止しても実施例においては圧力タン
ク１１１を備えていることから、給水量（需要水量）が
少ない範囲では吐出圧力Ｈがただちに低下することはな
く、インバータ装置の再運転処理を複数回実行する時間
的余裕がある。一方、給水量が多くなると前記時間的余
裕が少なくなり、再運転処理の回数を制限する必要があ
る。そこで処理７に示すように、給水条件に応じた再運
転処理回数の初期値 ｍ0をデジタルオペレータから予め
インバータ装置に登録しておき、故障したインバータ装
置の故障時の回転数Ｎが大きいほど、即ち故障時の給水
量が多いほど前記再運転処理回数ＭＡＸｍの値を小さく
設定する。

【００３４】次に処理６０３において異常となったイン
バータ装置へ再運転指令を送り、処理６０３で再運転処
理時間Ｔ（実施例ではＴ＝３秒）だけ待って、処理６０
４でインバータ装置が再始動したかを確認する。再始動
していれば処理６１０をとおり異常履歴の記録を実施し
た後、正常処理に戻る。再始動していなければ、処理６
０５、処理６０９、処理６０３、処理６０４のループに
よる再運転処理を繰り返す。

【００３５】再運転処理回数が前記ＭＡＸｍに達する
と、処理６０８を実行し、ポンプの吐出圧力が最低保障
圧力Ｈ3よりも高いあいだはインバータ装置の再運転処
理を処理６０７、処理６０９、処理６０２、処理６０３
処理６０４、処理６０５のループで続行する。この処理
６０７は、再運転処理回数が前記ＭＡＸｍを越えても最
低保障圧力Ｈ3を確保できる間は、できるだけインバー
タ装置へ再運転指令を送り、インバータ装置の異常状態
を極力避けて給水を続けることができるようにしたもの
である。

【００３６】以上の処理の繰り返しにより通常処理４０
１は、相手インバータの状態監視と異常時の再始動処
理、および給水ポンプの変速運転処理を並行して実行す
る。

【００３７】次に、図７〜図９に３台以上のインバータ
装置に適用できるインタロック信号６１、６２の別な実
施例を示し説明する。

【００３８】図７においてインバータ装置７１の送信ポ
ートＴＸＤとインバータ装置７２の受信ポートＲＸＤは
インタロック信号６２で接続され、インバータ装置７２
の送信ポートＴＸＤとインバータ装置７１の受信ポート
ＲＸＤはインタロック信号６１で接続され、相互に運転
状態のモニタおよび運転指令の伝達（前記再運転処理指
令を含む）を１対１のシリアル通信で行っている。ここ
でインバータ装置が３台、４台と増えるとインバータ装
置は他の全てのインバータ装置と通信する必要が有り、
前期送信ポートＴＸＤおよび受信ポートＲＸＤがそれぞ
れ２ポート、３ポートとふえてしまい、インバータ装置
および通信路のコストが掛かり不経済である。

【００３９】そこで、図８に示すように各インバータ装
置の送信ポートＴＸＤと受信ポートＲＸＤを連続した１
本のインタロック信号でループ状に接続して、同図
（ａ）通信データフォーマットに示すように全てのイン
バータ装置のデータを、このループに乗せて通信するこ
とで、各インバータ装置は、送信ポートＴＸＤと受信ポ
ートＲＸＤがそれぞれ１ポートあれば、他の全てのイン
バータ装置と通信できる。同図（ａ）においてデータの
先頭にあるＳＴ．ＮＯ．は各インバータ装置固有の符号
で有り、他のインバータ装置が何番目のインバータ装置
のデータであるかを特定するためのものであり、続くＤ
ＡＴＡは運転状態のモニタおよび運転指令の伝達データ
本体であり、最後のＣＲＣは通信データの誤り検出を実
行するためのデータである。各インバータ装置は、自身
の送信データバッファのデータを送信ポートＴＸＤから
送出し、他の全てのインバータ装置からのデータを受信
ポートＲＸＤで受信し自身の受信データバッファに記憶
する。

【００４０】図９は前期送信データバッファ、受信デー
タバッファのメモリ割り付けの一例である。図９におい
て、インバータ装置１〜４はそれぞれ１キロバイトの送
受信バッファメモリを備え、２５６バイトの送信エリア
を互いに重複しないように割り付けている。各インバー
タ装置は自身の送信エリアのデータを自身の運転状態に
応じて常時交信し、上記インタロック信号として送出
し、常時受信エリアのデータを監視して運転切替や異常
時の処理に対応する。

【００４１】上記の通信方式はシリアル通信のため、応
答速度が遅くインタロック信号として適さない懸念もあ
るが、図９の実施例の場合、１キロバイトのデータを標
準的なシリアル通信速度１９．５Ｋｂｐｓで通信させた
とすると、応答速度は約１秒であり、ポンプの制御には
充分速い速度である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、自身を保
護するための保護手段を持ち、可変周波数交流電力を発
生するインバータ装置と、このインバータ装置よりの給
電により可変速運転する電動機と、この電動機に連結し
たポンプと、このポンプより吐き出される給水の圧力を
あらかじめ定めたある一定の関係となるようインバータ
装置の制御を行なうポンプ制御装置を備える給水装置に
おいて、インバータ装置が自身の保護手段の働きにより
停止した場合、該インバータ装置を再度始動する再運転
手段を備えたポンプ制御装置を備えた可変速ポンプを用
いた給水装置を提供するものであり、本発明によればイ
ンバータ装置の停止状態を極力避けて給水を続けること
ができるものである。

【００４３】また、ポンプの制御をインバータ装置単体
で実行するので、従来例にある外部の制御装置を不要と
した完全な二重系の制御を実現でき、制御装置全体の部
品点数を３０％程度削減でき、給水装置の信頼性を向上
させ、コスト低減にも効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による実施例の給水装置の全体構
成を説明するためのブロック図。

【図２】図２は本発明による給水装置の制御装置部分の
回路図。

【図３】図３は本発明によるインバータ装置の端子説明
詳細図。

【図４】図４は本発明によるインバータ装置のソフトウ
ェア動作を説明するためブロック図。

【図５】図５は本発明による前記ソフトウェアのブロッ
ク図に記載の基本処理部分のフローチャート。

【図６】図６は本発明による前記ソフトウェアの基本処
理部分に含まれるインバータ装置の再運転処理の詳細を
示すフローチャート。

【図７】図７は本発明によるインバータ装置が２台の場
合のインタロック信号の送信、受信を示す実施例図であ
る。

【図８】図８は本発明による３台以上のインバータ装置
に適用できるインタロック信号の別な実施例を示す図で
ある。

【図９】図９は本発明による３台以上のインバータ装置
に適用できるインタロック信号の別な実施例のメモリ割
り付けを示す図である。

【符号の説明】 １０…主回路電源、 ２０、２１…インバータ装置、
３０、３１…デジタルオペレータ、 ４０、４１…漏電
遮断器、 ５０、５１、５２…零相リアクトル、６１、
６２…インタロック信号、 ７１〜７ｎ…インバータ装
置、 １００…複式逆止弁、 １０１…逆止弁、 １０
２、１１２…圧力センサ、 １０３、１０８、１０９…
仕切弁、 １０４…流入側合流管、 １０５、１０６…
電動機付きポンプ、 １０７、１１７…フロースイッ
チ、 １１０吐出側合流管、 １１４、１１５…圧力
計、 １１６…水道本管、 １１７…配水管。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図７】

【図４】

【図８】

【図５】

【図６】

【図９】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、水道配管に
取り付けた圧力センサ又は流量センサなどの給水に関す
る情報信号を入力するセンサ入力手段と、自身を保護す
るための保護手段を備えて予めプログラムされた運転法
案に従って可変周波数交流電力を発生する複数のインバ
ータ装置と、前記インバータ装置の各々に接続され前記
インバータ装置よりの給電により可変速運転する複数の
電動機と、前記電動機の各々に連結され前記水道配管に
給水する可変速ポンプから成る給水装置において、前記
インバータ装置のそれぞれには他のインバータ装置の故
障状況を監視して前記保護手段の働きにより他のインバ
ータ装置が停止した場合、故障したインバータ装置に始
動指令を出力する再運転手段又は故障したインバ-タ装
置に代えて正常なインバ−タ装置を動作させる手段が備
えられたことを特徴とする給水装置を提供することによ
り解消される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】図１は実施例の給水装置の全体構成を説明
するためのブロック図、図２は給水装置の制御装置部分
の回路図、図３はインバータ装置の端子説明詳細図、図
４はインバータ装置のソフトウェア動作を説明するため
ブロック図、図５は前記ソフトウェアのブロック図に記
載の基本処理部分のフローチャート、図６は前記ソフト
ウェアの基本処理部分に含まれる相手インバータ装置の
再運転処理の詳細を示すフローチャート、図７〜図９は
３台以上のインバータ装置に適用できるインタロック信
号の別な実施例を示す図である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】図２において、ノイズフィルタＮＦ６０お
よび零相リアクトルＺＣＬ５０は、主回路電源１０に重
畳されてくる電気的ノイズを減衰し、インバータ装置２
０、２１を保護するとともに、インバータ装置２０、２
１が発生する高調波電流に伴う電気的ノイズが主回路電
源１０に帰還することを防止する。また、零相リアクト
ル５１、５２は、インバータ装置２０、２１が電動機付
きポンプ１０５、１０６に印加する過渡電流を抑えるこ
とで、電動機付きポンプ１０５、１０６の駆動時に発生
する騒音を低減する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】デジタルオペレータ３０、３１は、インバ
ータ装置２０、２１の付属品であり正面の下部の押し釦
スイッチを操作することで、インバータ装置２０、２１
の初期設定や試運転動作ができ、また正面の上部の数字
表示器にインバータ装置２０、２１の出力周波数・負荷
電流・故障情報などを表示させることで、稼働状況をモ
ニターできる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】図６に前記通常処理４０１含まれる相手イ
ンバータ装置の再運転処理である処理５１０の詳細をフ
ローチャートで示し以下説明する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】前記処理５０４の実行で、相手インバータ
装置の運転状態が異常であると判定すると、この処理５
１０が実行される。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】処理５１０では、先ず処理６０１でインバ
ータ装置の再運転処理回数 MAX ｍを決定する。インバ
ータ装置の再始動には、同装置の制御回路の放電時間が
必要であり、通常３〜５秒の再運転処理時間が掛かる。
この間、ポンプが停止しても実施例においては圧力タン
ク１１１を備えていることから、給水量（需要水量）が
少ない範囲では吐出圧力Ｈがただちに低下することはな
く、インバータ装置の再運転処理を複数回実行する時間
的余裕がある。一方、給水量が多くなると前記時間的余
裕が少なくなり、再運転処理の回数を制限する必要があ
る。給水量は直接流量センサで検出することができ、こ
れによって再運転処理回数ＭＡＸｍを決めることができ
る。しかしポンプの回転数Ｎと吐き出し流量Ｑと吐き出
し圧力Ｈとの間には、ＮをパラメータとしてＱ−Ｈ特性
として知られた所定の関係があるので、給水量の代わり
にポンプの回転数Ｎを使って処理７のようにＭＡＸｍを
決めることができる。即ち、処理７に示すように、給水
条件に応じた再運転処理回数の初期値 ｍ0をデジタルオ
ペレータから予めインバータ装置に登録しておき、故障
したインバータ装置の故障時の回転数Ｎが大きいほど、
即ち故障時の給水量が多いほど前記再運転処理回数ＭＡ
Ｘｍの値を小さく設定する。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】再運転処理回数が前記ＭＡＸｍに達する
と、処理６０７を実行し、ポンプの吐出圧力が最低保障
圧力Ｈ3よりも高いあいだはインバータ装置の再運転処
理を処理６０７、処理６０９、処理６０２、処理６０３
処理６０４、処理６０５のループで続行する。この処理
６０７は、再運転処理回数が前記ＭＡＸｍを越えても最
低保障圧力Ｈ3を確保できる間は、できるだけインバー
タ装置へ再運転指令を送り、インバータ装置の異常状態
を極力避けて給水を続けることができるようにしたもの
である。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】処理６０７において、吐き出し圧力が最低
保障圧力Ｈ３を下回るようになったら、処理６０８が実
行される。処理６０８は異常状態のインバータを停止さ
せ、その代わりに正常なインバータ装置で運転する代替
運転モードに固定する処理を行い、また故障警報も発信
する。以上の処理の繰り返しにより通常処理４０１は、
相手インバータの状態監視と異常時の再始動処理、およ
び給水ポンプの変速運転処理を並行して実行する。また
処理７は回転数ＮによってＭＡＸｍを決めたが、一般に
ポンプの昼間運転時は夜間運転時に比較して給水量が多
いと言うことに着目し、昼間運転時の再始動回数を夜間
運転時の再始動回数より少なく設定するというように大
まかに決めることもできる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】図９は前記送信データバッファ、受信デー
タバッファのメモリ割り付けの一例である。図９におい
て、インバータ装置１〜４はそれぞれ１キロバイトの送
受信バッファメモリを備え、２５６バイトの送信エリア
を互いに重複しないように割り付けている。各インバー
タ装置は自身の送信エリアのデータを自身の運転状態に
応じて常時交信し、上記インタロック信号として送出
し、常時受信エリアのデータを監視して運転切替や異常
時の処理に対応する。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンバータ装置が自身の保護手段の働きにより停止した場
合、該インバータ装置を他のインバータ装置により再度
始動する再運転手段を備えるようにし、また、上記再始
動運転処理をインバータ装置自信によって実行するの
で、これにより完全な二重系の制御を実現でき、インバ
ータ装置の停止状態を少なくすることができ、給水装置
の信頼性を向上させることができる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】また、外部の制御装置を不要とすることが
できるので制御装置全体の部品点数を削減でき、コスト
低減にも効果が有る。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水道配管に取り付けた圧力センサの信号を
   入力するセンサ入力手段と自身を保護するための保護手
   段を備えて予めプログラムされた運転法案に従って可変
   周波数交流電力を発生する複数のインバータ装置と、前
   記インバータ装置に一対一に接続され各々のインバータ
   装置よりの給電により可変速運転する複数の電動機と、
   前記電動機の各々に連結された可変速ポンプから成る給
   水装置において、前記ポンプの給水状態を検知する給水
   状態検知手段と、前記給水状態検知手段で検知された給
   水状態に応じて前記インバータ装置の再始動回数を定め
   他のインバータ装置により前記停止したインバータ装置
   を再度始動する再運転手段を備えたことを特徴とする給
   水装置。
2. 【請求項２】前記ポンプの給水状態を検知する給水状態
   検知手段は前記ポンプの吐出圧力があらかじめ定めた保
   障圧力以下になったことを検出する保障圧力検出器であ
   り、この保障圧力検出器が保障圧力以上を検出している
   間、前記インバータ装置の再運転操作を繰り返す前記再
   運転手段を備えた前記ポンプ制御装置とを備えた請求項
   １記載の給水装置。
3. 【請求項３】前記ポンプの給水状態に応じて前記インバ
   ータ装置の再始動回数を予め複数値定めた前記再運転手
   段を備えた前記ポンプ制御装置を備えた請求項１記載の
   給水装置。
4. 【請求項４】前記ポンプの給水状態を検知する給水状態
   検知手段は前記ポンプよりの給水量の増減を検知する手
   段であり、該給水量増減検知手段により前記ポンプより
   の給水量の増加が検知された場合は前記インバータ装置
   の再始動回数を減少するようにした前記再運転手段を備
   えることを特徴とする請求項１記載の給水装置。
5. 【請求項５】前記ポンプの給水状態を検知する給水状態
   検知手段は前記ポンプの運転速度を検知するポンプ速度
   検知手段であり、前記ポンプ速度検知手段により前記ポ
   ンプの運転速度が高くなることが検知されたら前記イン
   バータ装置の再始動回数が減少する前記再運転手段を備
   えたことを特徴とする請求項１記載の給水装置。
6. 【請求項６】前記ポンプの給水状態を検知する給水状態
   検知手段は前記ポンプの吐き出し側に連結した前記ポン
   プの給水量を検出する流量検出器であり、この流量検出
   器により検出した検出流量が増加するにしたがい前記イ
   ンバータ装置の再始動回数が減少する前記再運転手段を
   備えたことを特徴とする請求項１記載の給水装置。
7. 【請求項７】前記ポンプの給水状態を検知する給水状態
   検知手段は前記ポンプよりの給水量が増加するとして予
   め定めた昼間運転時と前記ポンプよりの給水量が減少す
   るとして予め定めた夜間運転時を検知する手段であり、
   前記昼間運転時に、前記夜間運転時より、前記インバー
   タ装置の再始動回数が減少する前記再運転手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の給水装置。