JP7308741B2 - Pump diagnostic method, pump gate diagnostic method, and pump diagnostic device - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプの診断方法、ポンプゲートの診断方法、およびポンプ診断装置に関する。 The present invention relates to a pump diagnostic method, a pump gate diagnostic method, and a pump diagnostic apparatus.
近年、本川に合流する支川のような比較的少水量な水路において、上流側水路と下流側水路との境界部に備えられた既存の樋門に加えてまたは替えて、ポンプゲートが設置される例が増えている。ポンプゲートは、水路に開閉自在に設置される扉体に、上流側水路の水を下流側水路へと排水するための水中ポンプが設けられた構造を有する。ポンプゲートは、既存の水路内に直接設置可能であるので、従来型の排水機場のようなバイパス水路や機場スペースなどが不要であるため、設置用地土木構造物を著しく減少でき、トータルコストの大幅な縮減が可能である点において優れている。 In recent years, pump gates have been installed in addition to or in place of existing sluice gates at the boundaries between upstream and downstream waterways in waterways with a relatively small amount of water, such as tributaries that join the main river. increasing number of cases. The pump gate has a structure in which a submersible pump for draining water from an upstream side water channel to a downstream side water channel is provided on a door body installed in a water channel so that it can be opened and closed. Since the pump gate can be installed directly in the existing waterway, there is no need for a bypass waterway or pumping station space, which is required for conventional drainage pumping stations. It is superior in that it can be reduced to a large extent.
ポンプゲートは、たとえば集中豪雨時のように、下流側水路の水位が高くなったときに閉鎖され、下流側水路から上流側水路への逆流を防止する。またこのとき、水中ポンプを稼働させ、上流側水路内の水を下流側水路へ強制的に排水する。逆に、晴天時のように下流側水位が低くなったときは、上記のような逆流のおそれがないため、扉体を開放し上流側水路の内水を下流側水路へ自然流下させる。 The pump gate is closed when the water level in the downstream waterway becomes high, such as during torrential rain, to prevent backflow from the downstream waterway to the upstream waterway. At this time, the submersible pump is operated to forcibly drain the water in the upstream waterway to the downstream waterway. Conversely, when the water level on the downstream side becomes low as in fine weather, there is no risk of backflow as described above, so the gate body is opened and the inner water in the upstream side waterway naturally flows down to the downstream side waterway.
上記のような性質上、ポンプゲートは、その運転が集中豪雨などの緊急時に限られる一方で、その運転には確実性が求められる。すなわち、平常時の運転状態に基づいて故障またはその兆候を検知する機会が乏しいにもかかわらず、故障を確実に防止することが求められる。そこで、設置済みのポンプゲートについて定期的な管理運転（診断）が行われることが好ましい。そのような管理運転の方法として、ポンプゲートのポンプについて、回転機器に係る公知の管理運転方法（たとえば、特開２０１９－２３４７３号公報（特許文献１）、特許第３５２５７３６号公報（特許文献２）など）を適用することが考えられる。 Due to the nature described above, the operation of the pump gate is limited to emergencies such as torrential rain, but reliability is required for its operation. In other words, there is a need to reliably prevent failures even though there is little opportunity to detect failures or their signs based on normal operating conditions. Therefore, it is preferable that periodic maintenance operation (diagnosis) is performed on the installed pump gate. As such a managed operation method, for pump gate pumps, known managed operation methods related to rotating equipment (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-23473 (Patent Document 1), Japanese Patent No. 3525736 (Patent Document 2) etc.) may be applied.
ところで、ポンプゲートのポンプは本来水中において駆動する装置であるので、管理運転時にポンプを水中に配置して管理運転を行うことが望ましい。しかし、当該ポンプを水中に配置するためには扉体を閉鎖して上流側水路の水位を確保する必要があり、一時的に水路の流通を妨げることになるが、設置場所の用水計画によってはたとえ短期間の閉鎖であっても実施が難しい場合がある。また、流水量が少ないときは、扉体を閉鎖したとしてもポンプを水中に配置するのに十分な水量が確保できない場合がある。そこで、ポンプを水面より上に配置した状態、すなわちポンプの本来の運転状態とは異なる状態にあっても、有効な管理運転を実施できる技術の実現が求められるが、本来の運転条件に近い状態で実施することを前提とする特許文献１および２のような技術では不十分だった。
By the way, since the pump of the pump gate is originally a device that is driven in water, it is desirable to place the pump in the water during maintenance operation to perform maintenance operation. However, in order to place the pump in the water, it is necessary to close the gate and secure the water level in the upstream waterway. Even short-term closures can be difficult to implement. Moreover, when the water flow rate is low, even if the door body is closed, there may be cases where a sufficient water rate cannot be secured for arranging the pump in the water. Therefore, there is a demand for a technology that enables effective controlled operation even when the pump is placed above the water surface, that is, in a state different from the original operating condition of the pump. Techniques such as those in
そこで、ポンプを水面より上に配置した状態にあっても有効な診断を実施できるポンプの診断方法、ポンプゲートの診断方法、およびポンプ診断装置の実現が求められる。 Therefore, it is desired to realize a pump diagnostic method, a pump gate diagnostic method, and a pump diagnostic device that can perform effective diagnosis even when the pump is placed above the water surface.
本発明に係るポンプの診断方法は、ポンプが停止した状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第一電流値を計測する第一計測運転工程と、前記ポンプの運転中に前記ポンプへの電力供給を停止し、所定期間にわたって前記ポンプを惰性運転させる停止工程と、前記ポンプが前記惰性運転している状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって前記ポンプに流れる電流の値である第二電流値を計測する第二計測運転工程と、前記第一電流値および前記第二電流値を判定材料として前記ポンプの状態を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。 A method for diagnosing a pump according to the present invention comprises starting the pump while the pump is stopped, and measuring a first current value, which is the value of the current flowing through the pump, over a predetermined measurement period after the start. a measuring operation step, a stopping step of stopping power supply to the pump while the pump is operating and causing the pump to coast for a predetermined period of time, and a stopping step of starting the pump while the pump is coasting. , a second measuring operation step of measuring a second current value that is the value of the current flowing through the pump over a predetermined measurement period after the startup, and the pump using the first current value and the second current value as criteria for determination and a determination step of determining the state of
また、本発明に係るポンプゲートの診断方法は、液体が流通する流路を閉塞可能な扉体と、前記扉体に設けられ、前記扉体によって前記流路を閉塞した状態において前記流路の上流側から下流側に前記液体を付勢可能なポンプと、前記扉体を上下動させることができる駆動装置と、を備えるポンプゲートの診断方法であって、前記ポンプが停止した状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第一電流値を計測する第一計測運転工程と、前記ポンプの運転中に前記ポンプへの電力供給を停止し、所定期間にわたって前記ポンプを惰性運転させる停止工程と、前記ポンプが前記惰性運転している状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって前記ポンプに流れる電流の値である第二電流値を計測する第二計測運転工程と、前記第一電流値および前記第二電流値を判定材料として前記ポンプの状態を判定する判定工程と、を有し、前記第一計測運転工程および前記第二計測運転工程を、前記ポンプを前記液体の液面より上に配置した状態で実施することを特徴とする。 A pump gate diagnostic method according to the present invention includes a door member capable of closing a flow path through which liquid flows; A pump gate diagnosis method comprising: a pump capable of urging the liquid from an upstream side to a downstream side; and a driving device capable of vertically moving the door body, wherein the pump is in a stopped state. and measuring a first current value, which is the value of the current flowing through the pump, over a predetermined measurement period after the activation; a stopping step of stopping and coasting the pump for a predetermined period of time; a second measurement operation step of measuring a certain second current value; and a determination step of determining the state of the pump using the first current value and the second current value as determination criteria, wherein the first measurement operation The step and the second measurement operation step are characterized in that the pump is placed above the liquid surface of the liquid .
また、本発明に係るポンプ診断装置は、ポンプへの電力供給の開始および停止を制御可能な制御部と、前記ポンプに流れる電流の値を計測可能な計測部と、前記電流の値に基づいて前記ポンプの状態を判定可能な判定部と、を備え、前記制御部は、前記ポンプに対する電力供給を、前記ポンプが停止した状態において前記ポンプに電力を供給する第一電力供給、前記ポンプへの電力供給を停止する電力供給停止、および、前記ポンプが惰性運転している状態において前記ポンプに電力を供給する第二電力供給、を制御し、前記計測部は、前記第一電力供給の開始後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第一電流値を計測し、前記第二電力供給の開始後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第二電流値を計測し、前記判定部は、前記第一電流値および前記第二電流値を判定材料として前記ポンプの状態を判定するように構成されていることを特徴とする。 Further, a pump diagnosis apparatus according to the present invention includes a control unit capable of controlling start and stop of power supply to a pump, a measurement unit capable of measuring a value of current flowing through the pump, and a a determination unit capable of determining the state of the pump, wherein the control unit controls power supply to the pump, a first power supply that supplies power to the pump in a state where the pump is stopped, and a first power supply to the pump. a power supply stop that stops the power supply, and a second power supply that supplies power to the pump while the pump is coasting; A first current value that is the value of the current flowing through the pump is measured over a predetermined measurement period, and a second current value that is the value of the current flowing through the pump is measured over a predetermined measurement period after the start of the second power supply A current value is measured, and the determination unit is configured to determine the state of the pump using the first current value and the second current value as criteria for determination.
これらの構成によれば、ポンプを水面より上に配置した状態にあっても有効な診断を実施できる。これは、第一電流値および第二電流値を総合的な判定材料としてポンプの状態を判定できるため、従来技術に比べて利用可能な情報が多いことによる。 With these configurations, effective diagnosis can be performed even when the pump is placed above the water surface. This is because the state of the pump can be determined using the first current value and the second current value as comprehensive criteria, so there is more information available than in the prior art.
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。 Preferred embodiments of the present invention are described below. However, the scope of the present invention is not limited by the preferred embodiments described below.
本発明に係るポンプの診断方法は、一態様として、前記判定工程において、前記第一電流値の最大値および前記第二電流値の最大値を判定材料として前記ポンプの状態を判定することが好ましい。 As one aspect of the pump diagnostic method according to the present invention, it is preferable that, in the determining step, the state of the pump is determined using the maximum value of the first current value and the maximum value of the second current value as criteria for determination. .
この構成によれば、ポンプの状態をより正確に判定しうる。第一電流値の最大値および第二電流値の最大値は、ポンプの負荷状態の影響を特に強く受けるためである。 According to this configuration, the state of the pump can be determined more accurately. This is because the maximum value of the first current value and the maximum value of the second current value are particularly strongly affected by the load condition of the pump.
本発明に係るポンプの診断方法は、一態様として、前記停止工程の継続期間の長さに基づいて、前記第二電流値を補正することが好ましい。 As one aspect of the pump diagnostic method according to the present invention, it is preferable that the second current value is corrected based on the duration of the stopping process.
この構成によれば、ポンプの状態をより正確に判定しうる。 According to this configuration, the state of the pump can be determined more accurately.
本発明に係るポンプの診断方法は、一態様として、前記第一計測運転工程において、さらに、前記第一電流値の経時変化である第一経時変化を記録し、前記第二計測運転工程において、さらに、前記第二電流値の経時変化である第二経時変化を記録し、前記判定工程において、前記第一経時変化および前記第二経時変化を、さらなる判定材料とすることが好ましい。 As one aspect of the pump diagnostic method according to the present invention, in the first measurement operation step, a first temporal change that is a temporal change in the first current value is recorded, and in the second measurement operation step, Furthermore, it is preferable to record a second change over time, which is a change over time of the second current value, and use the first change over time and the second change over time as further criteria for determination in the determination step.
この構成によれば、ポンプの状態をより正確に判定しうる。 According to this configuration, the state of the pump can be determined more accurately.
本発明に係るポンプの診断方法は、一態様として、前記第一計測運転工程において、さらに、前記第一電流値の変動幅が所定の範囲内にある定常状態における前記第一電流値である第一定常電流値を計測し、前記第二計測運転工程において、さらに、前記第二電流値の変動幅が所定の範囲内にある定常状態における前記第二電流値である第二定常電流値を計測し、前記判定工程において、前記第一定常電流値および前記第二定常電流値を、さらなる判定材料とすることが好ましい。 As one aspect of the pump diagnostic method according to the present invention, in the first measurement operation step, the first current value in a steady state in which the fluctuation range of the first current value is within a predetermined range is the first current value. A steady-state current value is measured, and in the second measurement operation step, a second steady-state current value, which is the second current value in a steady state in which the fluctuation width of the second current value is within a predetermined range, is measured. It is preferable that the first steady-state current value and the second steady-state current value are used as further determination materials in the determination step.
この構成によれば、ポンプの状態をより正確に判定しうる。 According to this configuration, the state of the pump can be determined more accurately.
本発明に係るポンプの診断方法は、一態様として、前記各工程よりも前に、前記第一計測運転工程の予定された継続期間より短い期間にわたって前記ポンプを運転させる予備運転工程をさらに含み、前記各工程は、前記予備運転工程の後、前記ポンプが停止した後に実施されることが好ましい。 As an aspect, the pump diagnostic method according to the present invention further includes a preliminary operation step of operating the pump for a period shorter than the scheduled duration of the first measurement operation step before each step, Each of the steps is preferably performed after the pump is stopped after the preliminary operation step.
この構成によれば、第一計測運転工程の実施条件を均一にすることができるので、ポンプの状態をより正確に判定しうる。 According to this configuration, the conditions for performing the first measurement operation step can be made uniform, so the state of the pump can be determined more accurately.
本発明に係るポンプの診断方法、ポンプゲートの診断方法、およびポンプ診断装置の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るポンプの診断方法を、流水路１００（流路の例）に設置されたポンプゲート１のポンプ３の診断に適用し、本発明に係るポンプゲートの診断方法をポンプゲート１の診断に適用した例について説明する。なお、以下では、ポンプの診断方法およびポンプゲートの診断方法を、まとめて「診断方法」という場合がある。
Embodiments of a pump diagnostic method, a pump gate diagnostic method, and a pump diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the pump diagnostic method according to the present invention is applied to the diagnosis of the
〔ポンプゲートの概要〕
まず、本実施形態に係る診断方法において診断対象とするポンプゲート１の概要について説明する。ポンプゲート１は、扉体２と、扉体に設けられたポンプ３と、扉体２を上下動させることができる駆動装置４と、を備える（図１）。ポンプゲート１は、河川の本流と支流とが合流する地点において、流水路１００に設置されている。流水路１００は、支流側流水路１０１（流路の上流側の例）と本流側流水路１０２（流路の下流側の例）とを有する。
[Outline of pump gate]
First, an overview of the
平常時は、図１に示すように、流水路１００を流通する水（液体の例）の水面１０３（液面の例）より上に扉体２を配置し、ポンプ３の運転を停止している。水は、支流側流水路１０１から本流側流水路１０２に向かって自然流下する。
Normally, as shown in FIG. 1, the
集中豪雨などにより増水すると、本流が増水し、本流側流水路１０２の水位が上昇する場合がある。このような場合、本流側流水路１０２から支流側流水路１０１に向かって水が逆流することを防ぐために、扉体２を下降させ、流水路１００を閉塞する（図２）。このとき、ポンプ３は、水面１０３より下に配置される。ここで、ポンプ３を運転すると、支流側流水路１０１から本流側流水路１０２へと水を付勢し、これを強制的に排出できる。
When the water level rises due to torrential rain or the like, the water level in the mainstream side flowing
なお、ポンプ３および駆動装置４への給電は、分電盤５を通じて行われる。分電盤５には、ポンプ３および駆動装置４の運転を制御するとともに、流水路１００の各部に設けられた水位計（不図示）や扉体２の上下位置を検出する位置センサ（不図示）などの各種の計器からの信号を受信する制御装置５１、ならびに、制御装置５１により制御または取得される機器の運転状態や計測情報などをサーバ装置６に送出可能な通信装置５２、が設けられている（図３）。
Power is supplied to the
サーバ装置６には、ポンプゲート１において収集された運転状態および計測情報が蓄積される（図３）。ポンプゲート１の管理者などは、サーバ装置６に蓄積された情報を、手元のユーザ端末７（コンピュータ、タブレット端末、スマートフォンなど）から閲覧でき、ポンプゲート１の運転状態を遠隔監視できる。また、当該端末を通じて、ポンプ３および駆動装置４の運転および停止を遠隔操作することも可能である。
The operating state and measurement information collected at the
〔ポンプゲートの診断〕
ポンプゲート１の性質上、ポンプ３は、平常時は運転されず、集中豪雨などの場合のみに運転される。一方で、ポンプ３の運転が必要な場合は、緊急の排水が必要な場合であるので、ポンプ３が確実に運転できることが求められる。すなわち、平常時の運転状態に基づいて故障またはその兆候を検知する機会が乏しいにもかかわらず、故障を確実に防止することが求められる。そのような要求に鑑みて、ポンプ３について定期的な診断が行われ、故障およびその兆候の有無が検査される。本実施形態に係る診断方法は、第一計測運転工程Ｓ１０、停止工程Ｓ２０、第二計測運転工程Ｓ３０、および判定工程Ｓ４０を有する（図４）。以下では、各工程の内容について説明する。
[Pump gate diagnosis]
Due to the nature of the
診断を行う前に、分電盤５において、ポンプ３に給電する給電線に電流計（計測部の例、不図示）を設置する。また、電流計により計測された電流の値は、電流計と接続可能なコンピュータ（不図示）に入力され、コンピュータ上における解析処理に電流の値を用いることができる。上記の電流計およびコンピュータとしては、公知のものを使用できる。
Before diagnosis, an ammeter (an example of a measuring unit, not shown) is installed on the feeder line that supplies power to the
第一計測運転工程Ｓ１０は、本実施形態に係る診断方法の最初の工程として行われる。通常、第一計測運転工程Ｓ１０の前のポンプ３の運転機会は、前回の診断時である。したがってポンプ３は、第一計測運転工程Ｓ１０の前には、診断の周期（たとえば１か月）に対応した期間にわたって、連続的に停止されている。そのため、第一計測運転工程Ｓ１０を開始する時点においてポンプ３は完全に停止した状態であり、ポンプ３は完全に停止した状態から起動されることになる。
The first measurement operation step S10 is performed as the first step of the diagnostic method according to this embodiment. Normally, the opportunity to operate the
第一計測運転工程Ｓ１０は、平常時におけるポンプゲート１の状態、すなわち、流水路１００を流通する水の水面１０３より上に扉体２を配置し、したがってポンプ３を水面１０３より上に配置した状態（図１）で実施する。これは、ポンプ３の運転負荷は流水路１００の状態（たとえば水量）の影響を受けて変動する可能性があるため、ポンプ３を水面１０３より下に配置した状態で第一計測運転工程Ｓ１０を実施すると、計測条件を一定に保つことが難しいためである。以降の説明では、ポンプ３を水面１０３より上に配置した状態で運転することを、「空運転」という。
In the first measurement operation step S10, the state of the
第一計測運転工程Ｓ１０では、電流計を用いてポンプ３に流れる電流の値を監視しながら、ポンプ３を起動して空運転を行う（第一電力供給の例）。図５は、ポンプ３を流れる電流の値の経時変化を示しており、図５中の区間Ｐ１が、第一計測運転工程Ｓ１０に対応する。より詳細には、区間Ｐ１の始点Ｐ１ａにおいてポンプ３を起動し、区間Ｐ１の終点Ｐ１ｂにおいてポンプ３を停止する操作を行う。なお、図５に示すように、ポンプ３に流れる電流は交流電流であり、その電流の計測値は正負に振動する。以降の説明では、かかる交流電流の振幅の大きさを電流の値という。
In the first measurement operation step S10, while monitoring the value of the current flowing through the
図５に示したように、ポンプ３を起動した直後に比較的大きな電流Ｉｓ１が流れ、その後、比較的小さな電流Ｉｆ１に収束する（電流の変動幅が所定の範囲内にある）という挙動が見られる。以降の説明では、電流の値が収束した状態を定常状態という。第一計測運転工程Ｓ１０では、区間Ｐ１における電流の最大値を第一始動電流値Ｉｓ１（第一電流値の例）として、定常状態における電流の値を第一定常電流値Ｉｆ１として、それぞれコンピュータに記録する。また、区間Ｐ１の全域におけるポンプ３の起動（始点Ｐ１ａ）からの経過時間と電流の値との関係を、第一経時変化としてコンピュータに記録する。第一計測運転工程Ｓ１０は、所定の計測期間にわたって継続する。
As shown in FIG. 5, a behavior is observed in which a relatively large current Is1 flows immediately after the
続く停止工程Ｓ２０は、第一計測運転工程Ｓ１０の最後にポンプ３への給電を停止する操作を行ったときから、第二計測運転工程Ｓ３０の最初にポンプ３を起動するときまでの間の、ポンプ３への電力供給を行わない工程（電力供給停止の例）である。図５では、第一計測運転工程Ｓ１０（区間Ｐ１）の終点Ｐ１ｂと、後述する第二計測運転工程Ｓ３０（区間Ｐ２）の始点Ｐ２ａとの間の区間Ｐｓが、停止工程Ｓ２０に対応する。停止工程Ｓ２０はポンプ３を停止する操作を行った後かつ起動する前の工程であるので、停止工程Ｓ２０においてはポンプ３には電流が流れていない。しかし、ポンプ３のモータおよび羽根車は、慣性により依然回転している惰性運転の状態となる。
In the subsequent stop step S20, from when an operation to stop power supply to the
その後の第二計測運転工程Ｓ３０では、引き続き電流計を用いてポンプ３に流れる電流の値を監視しながら、ポンプ３を再び起動する（第二電力供給の例）。図５では、区間Ｐ２が第二計測運転工程Ｓ３０に対応しており、区間Ｐ２の始点Ｐ２ａにおいてポンプ３を起動し、区間Ｐ２の終点Ｐ２ｂにおいてポンプ３を停止する操作を行う。なお、第二計測運転工程Ｓ３０は、第一計測運転工程Ｓ１０と同様に、ポンプ３を水面１０３より上に配置した状態（図１）で実施する。その理由は、第一計測運転工程Ｓ１０と同様である。
In the subsequent second measurement operation step S30, the
ここで、第一計測運転工程Ｓ１０の最後にポンプ３を停止する操作を行ったときから、第二計測運転工程Ｓ３０の最初にポンプ３を起動するときまでの間の期間、すなわち停止工程Ｓ２０の継続期間Ｔ１が、停止工程Ｓ２０において慣性により回転しているポンプ３のモータが完全に停止する前にポンプ３を再び起動するように設定された所定期間Ｔ０になるように、ポンプ３の起動および停止の操作を行う。ただし、かかる操作は人為操作により行われるので、継続期間Ｔ１が、所定期間Ｔ０と一致しない場合がある。所定期間Ｔ０および継続期間Ｔ１は、いずれもコンピュータに記録される。
Here, the period from when the operation to stop the
第二計測運転工程Ｓ３０においても、第一計測運転工程Ｓ１０と同様に、ポンプ３を起動した直後に比較的大きな電流Ｉｓ２が流れ、その後、比較的小さな電流Ｉｆ２に収束するという挙動が見られる。ここで、第二計測運転工程Ｓ３０において定常状態に達したと判断する基準は、第一計測運転工程Ｓ１０と同様である。図５に示すように、第二計測運転工程Ｓ３０においてポンプ３の起動の直後に流れる電流の値の最大値である第二始動電流値Ｉｓ２（第二電流値の例）は、第一始動電流値Ｉｓ１より小さい。これは、第二計測運転工程Ｓ３０においてはポンプ３の起動時にモータが惰性回転しているので、ポンプ３が完全に停止した状態から起動される第一計測運転工程Ｓ１０の場合より、始動時に要する力が小さいためである。なお、第二計測運転工程Ｓ３０においても、第一計測運転工程Ｓ１０と同様に、第二始動電流値Ｉｓ２、第二定常電流値Ｉｆ２、および、区間Ｐ２の全域におけるポンプ３の起動（始点Ｐ２ａ）からの経過時間と電流の値との関係である第二経時変化を、コンピュータに記録する。第二計測運転工程Ｓ３０は、所定の計測期間にわたって継続する。
Similarly to the first measurement operation step S10, in the second measurement operation step S30, a relatively large current Is2 flows immediately after the
判定工程Ｓ４０では、これまでの工程Ｓ１０～Ｓ３０においてコンピュータに記録された各種の情報に基づいて、ポンプ３の状態、すなわちポンプ３における故障またはその兆候の有無を判定する。
In determination step S40, based on the various information recorded in the computer in steps S10 to S30, the state of
第一に、第一始動電流値Ｉｓ１と第二始動電流値Ｉｓ２との比較を行う。前述のとおり第二始動電流値Ｉｓ２は第一始動電流値Ｉｓ１より小さいが、その比率はポンプ３の状態の影響を受けうる。たとえば、ポンプ３の回転抵抗が大きい場合は、停止工程Ｓ２０において惰性回転するモータの減速度合いが通常時より大きくなる可能性がある。このとき、第二計測運転工程Ｓ３０のポンプ３の起動時における惰性回転の回転数が通常時より小さくなるので、第二始動電流値Ｉｓ２は通常時より大きくなりうる。したがって、第一始動電流値Ｉｓ１に対する第二始動電流値Ｉｓ２の比率は、通常時より大きくなりうる。このように、第一始動電流値Ｉｓ１に対する第二始動電流値Ｉｓ２の比率に基づいて、ポンプ３における故障またはその兆候の有無を判定できる。なお、第二始動電流値Ｉｓ２の絶対値は、ポンプ３の回転抵抗の影響のほか、電源の異常やモータ巻線の異常などの影響も受けうる。そこで、本実施形態では、第一始動電流値Ｉｓ１に対する第二始動電流値Ｉｓ２の比率を判定材料にすることによって電源の異常などの影響を排除し、回転抵抗に係る異常の有無を正確に判定しうる。
First, the first starting current value Is1 and the second starting current value Is2 are compared. As described above, the second starting current value Is2 is smaller than the first starting current value Is1, but the ratio can be affected by the state of the
ただし、上記の判定方法は、停止工程Ｓ２０の継続期間Ｔ１を一定（所定期間Ｔ０）にすることを前提としているが、ポンプ３の起動および停止の操作が人為操作により行われるため、継続期間Ｔ１は診断の実施のたびに変動しうる。たとえば継続期間Ｔ１が所定期間Ｔ０より長いとき、停止工程Ｓ２０においてモータが惰性回転する期間が、継続期間Ｔ１が所定期間Ｔ０に一致する場合より長くなるため、第二計測運転工程Ｓ３０のポンプ３の起動時における惰性回転の回転数が通常時より小さくなる。この場合、第一始動電流値Ｉｓ１に対する第二始動電流値Ｉｓ２の比率が通常時より大きくなるが、その原因がポンプ３における故障またはその兆候にあるのか、継続期間Ｔ１が所定期間Ｔ０より長いことにあるのか、判別が難しい場合がある。
However, the above determination method is based on the premise that the duration T1 of the stopping step S20 is constant (predetermined period T0). may vary with each diagnostic run. For example, when the continuation period T1 is longer than the predetermined period T0, the period during which the motor coasts in the stopping step S20 becomes longer than when the continuation period T1 coincides with the predetermined period T0. The rotation speed of the inertia rotation at the time of starting becomes smaller than that at normal times. In this case, the ratio of the second starting current value Is2 to the first starting current value Is1 becomes larger than in normal times, but whether the cause is due to a failure or a symptom thereof in the
そこで、第一始動電流値Ｉｓ１と第二始動電流値Ｉｓ２との比較を行う前に、継続期間Ｔ１に基づいて第二始動電流値Ｉｓ２を補正する。より具体的には、あらかじめ継続期間Ｔ１を変化させた診断を複数回実施して継続期間Ｔ１と第二始動電流値Ｉｓ２との相関関係を明らかにしておき、当該相関関係に基づいて第二始動電流値Ｉｓ２を補正する。 Therefore, before comparing the first starting current value Is1 and the second starting current value Is2, the second starting current value Is2 is corrected based on the duration T1. More specifically, the diagnosis is performed a plurality of times with the duration T1 changed in advance to clarify the correlation between the duration T1 and the second starting current value Is2, and based on the correlation, the second starting Correct the current value Is2.
第二に、第一経時変化および第二経時変化に基づく判定を行う。ポンプ３のような回転機器により駆動される機器においては、回転周期に対応した周期的な物理現象が観測される場合がある。第一経時変化および第二経時変化について高速フーリエ変換などの公知の解析手法を適用することで、特定の周波数に対応する異常ピークが発見される場合がある。そのような異常ピークの有無に基づいて、ポンプ３における故障またはその兆候の有無を判定できる。
Second, a determination is made based on the first change over time and the second change over time. In a device such as the
第三に、第一定常電流値Ｉｆ１および第二定常電流値Ｉｆ２に基づく判定を行う。たとえば、ポンプ３のモータの軸心に異物が介在している場合は、回転抵抗が大きくなるため、第一定常電流値Ｉｆ１および第二定常電流値Ｉｆ２が通常時より大きくなりうる。このように、第一定常電流値Ｉｆ１および第二定常電流値Ｉｆ２の大きさに基づいて、ポンプ３における故障またはその兆候の有無を判定できる。
Third, a determination is made based on the first steady-state current value If1 and the second steady-state current value If2. For example, if a foreign object exists in the axial center of the motor of the
ここで、第一定常電流値Ｉｆ１および第二定常電流値Ｉｆ２は、主として、電源電圧の増減、モータ巻線の抵抗値の増減、および回転抵抗の増減、の影響を受ける。これらの影響因子のうち、回転抵抗の増減について、第一始動電流値Ｉｓ１および第二始動電流値Ｉｓ２を判定材料とする第一の判定により判定している。そこで第三の判定では、第一の判定における回転抵抗の増減に係る判定結果を考慮に入れた上で、第一定常電流値Ｉｆ１および第二定常電流値Ｉｆ２の大きさに基づいて、電源電圧の増減およびモータ巻線の抵抗値の増減の影響の有無を判定する。 Here, the first steady-state current value If1 and the second steady-state current value If2 are mainly affected by changes in the power supply voltage, changes in the resistance value of the motor windings, and changes in the rotational resistance. Among these influencing factors, the increase/decrease in rotational resistance is determined by the first determination using the first starting current value Is1 and the second starting current value Is2 as determination criteria. Therefore, in the third determination, the power source It is determined whether or not there is an influence of increase/decrease in voltage and increase/decrease in the resistance value of the motor windings.
上記の第一～第三の判定における数値処理は、コンピュータ（判定部の例）による演算処理として実行され、その結果は公知の表示装置に出力される。 Numerical processing in the first to third determinations described above is executed as arithmetic processing by a computer (an example of a determination unit), and the results are output to a known display device.
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るポンプの診断方法、ポンプゲートの診断方法、およびポンプ診断装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other embodiments]
Finally, other embodiments of the pump diagnostic method, the pump gate diagnostic method, and the pump diagnostic apparatus according to the present invention will be described. It should be noted that the configurations disclosed in the respective embodiments below can also be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments unless there is a contradiction.
上記の実施形態では、本発明に係る診断方法をポンプゲート１（ポンプ３）の診断に適用した構成を例として説明した。しかし、本発明に係るポンプの診断方法は、排水機場ポンプ、マンホールポンプ、陸上ポンプなどのポンプの診断にも適用できる。 In the above-described embodiment, the configuration in which the diagnosis method according to the present invention is applied to the diagnosis of the pump gate 1 (pump 3) has been described as an example. However, the method for diagnosing a pump according to the present invention can also be applied to diagnosing a pump such as a drainage station pump, a manhole pump, or a land pump.
上記の実施形態では、ポンプ３の起動直後に流れる電流の値の最大値を、第一始動電流値Ｉｓ１および第二始動電流値Ｉｓ２として判定材料として用いる構成を例として説明した。しかし、本発明に係る診断方法において、第一電流値および第二電流値を判定材料としてポンプの状態を判定する方法は、ポンプ起動後の電流の値の最大値を判定材料とする方法に限定されず、たとえば、ポンプの起動から電流の値が最大値になるまでの時間や、ポンプ起動後の電流の値の最大値の継続時間などを判定材料とする方法であってもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the maximum value of the current flowing immediately after starting the
上記の実施形態では、ポンプ３の起動および停止の操作が人為操作により行われ、継続期間Ｔ１が診断の実施のたびに変動しうることに鑑みて、継続期間Ｔ１に基づいて第二始動電流値Ｉｓ２を補正する構成を例として説明した。しかし、本発明に係る診断方法において、上記のような補正が行われない場合もある。たとえば、第二計測運転工程Ｓ３０に係る起動操作を行うべき瞬間の少し前にアラーム音を鳴らすなどの方法を採用して継続期間の変動幅を十分に小さくすることができれば、上記のような補正を行わずとも、判定工程において良好な判定結果が得られうる。
In the above embodiment, the operation of starting and stopping the
上記の実施形態では、ポンプ３の起動および停止の操作が人為操作により行われる構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、ポンプの起動および停止の操作をタイマ（制御部の例）により自動制御することによって継続期間を一定に保つ構成を採用しうる。
In the above embodiment, the configuration in which the
上記の実施形態では、判定工程Ｓ４０において、第一始動電流値Ｉｓ１と第二始動電流値Ｉｓ２との比較に基づく第一の判定、第一経時変化および第二経時変化に基づく第二の判定、ならびに第一定常電流値Ｉｆ１および第二定常電流値Ｉｆ２に基づく第三の判定が行われる構成を例として説明した。しかし、上記の第二および第三の判定は、必ずしも行われなくてもよい。すなわち、本発明に係る診断方法の判定工程は、上記の第一～第三の判定のうち、第一の判定のみを含む態様、第一および第二の判定を含む態様、ならびに第一および第三の判定を含む態様、でもありうる。また、上記の実施形態の他の判定を追加的に実施してもよい。 In the above embodiment, in the determination step S40, the first determination based on the comparison between the first starting current value Is1 and the second starting current value Is2, the second determination based on the first change over time and the second change over time, Also, the configuration in which the third determination is made based on the first steady-state current value If1 and the second steady-state current value If2 has been described as an example. However, the above second and third determinations do not necessarily have to be made. That is, the determination step of the diagnostic method according to the present invention includes, among the above first to third determinations, an aspect including only the first determination, an aspect including the first and second determinations, and the first and the second A mode including three determinations is also possible. Also, other determinations of the above embodiments may be additionally implemented.
上記の実施形態では、診断を行う前に電流計を設置する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る診断方法において、ポンプに流れる電流の値を計測可能な電流計を常設しておき、当該電流計の計測値を利用する方法を採用しうる。 In the above embodiment, the configuration in which the ammeter is installed prior to diagnosis has been described as an example. However, without being limited to such a configuration, in the diagnostic method according to the present invention, an ammeter capable of measuring the value of the current flowing through the pump is permanently installed, and the measured value of the ammeter is used. can be adopted.
上記の実施形態では、第一計測運転工程Ｓ１０、停止工程Ｓ２０、および第二計測運転工程Ｓ３０が上記の順で連続的に実施される構成を例として説明した。しかし、本発明に係る診断方法において、第一計測運転工程、停止工程、および第二計測運転工程の実施順は変更されうる。たとえば、電流値の計測を伴わずにポンプを運転した後にポンプへの電力供給を停止して停止工程を実施し、続いて第二計測運転工程を実施し、その後ポンプを完全に停止させてから第一計測運転工程を実施する、という順序であってもよい。また、第一計測運転工程を実施した後にポンプを完全に停止させ、その後、電流値の計測を伴わずにポンプを運転した後にポンプへの電力供給を停止して停止工程を実施し、続いて第二計測運転工程を実施する、という順序であってもよい。 In the above embodiment, the configuration in which the first measurement operation step S10, the stop step S20, and the second measurement operation step S30 are continuously performed in the above order has been described as an example. However, in the diagnostic method according to the present invention, the order of performing the first measurement operation step, the stop step, and the second measurement operation step can be changed. For example, after operating the pump without measuring the current value, the power supply to the pump is stopped to perform the stop step, followed by the second measurement operation step, and then the pump is completely stopped. The order may be that the first measurement operation step is performed. In addition, the pump is completely stopped after performing the first measurement operation step, and then the pump is operated without measuring the current value, and then the power supply to the pump is stopped to perform the stop step. The order may be that the second measurement operation step is performed.
上記の実施形態では、第一計測運転工程Ｓ１０、停止工程Ｓ２０、および第二計測運転工程Ｓ３０が上記の順で連続的に実施される構成を例として説明した。しかし、本発明に係る診断方法において、その他の工程が設けられてもよい。たとえば、第一計測運転工程の前に、第一計測運転工程の予定された継続期間より短い期間にわたって前記ポンプを運転させる予備運転工程を設け、予備運転工程の後にポンプが停止した後に第一計測運転工程を実施するように構成してもよい。この構成によれば、予備運転工程によってモータの摺動部の固着を解除できるため、第一計測運転工程の実施条件を均一化できる。また、予備運転工程時にポンプに流れる電流が大きい場合は、ポンプに異物が存在するなどの不具合がある可能性がある。そこで、所定の閾値を設け、予備運転工程時の電流の値が当該閾値を上回る場合は他の工程を実施しないようにすると、異物の存在かで空運転を行うことによるポンプの破損を防止しうる。 In the above embodiment, the configuration in which the first measurement operation step S10, the stop step S20, and the second measurement operation step S30 are continuously performed in the above order has been described as an example. However, other steps may be provided in the diagnostic method according to the invention. For example, before the first measuring operation step, there is a preliminary operation step in which the pump is operated for a period shorter than the scheduled duration of the first measurement operation step, and after the preliminary operation step the pump is stopped and the first measurement is performed. You may comprise so that an operation process may be implemented. According to this configuration, since the fixing of the sliding portion of the motor can be released by the preliminary operation step, the implementation conditions of the first measurement operation step can be made uniform. Also, if the current flowing through the pump during the preliminary operation process is large, there is a possibility that there is a problem such as the presence of a foreign object in the pump. Therefore, by setting a predetermined threshold value and preventing other processes from being performed when the current value in the preliminary operation process exceeds the threshold value, damage to the pump due to idle operation due to the presence of foreign matter can be prevented. sell.
上記の実施形態について図５に示した電流の値の経時変化は、ポンプ３が直入れ始動により起動されることが想定されたものである。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係る診断方法においてポンプを起動する方法は直入れ始動に限定されず、スターデルタ始動、リアクトル始動、インバータ始動などの公知の始動方法を採用しうる。
5 for the embodiment described above assumes that the
上記の実施形態について図５に示した電流の値の経時変化は、ある一相の電流の経時変化を表している。しかし、本発明に係る診断方法において、モータに供給される電流が多相交流の場合は、各相の電流を計測してもよい。またこの場合、各相の電流のそれぞれについて判定を行ってもよいし、各相の電流の値の最大値、平均値などに基づいて判定を行ってもよい。 The change in current value over time shown in FIG. 5 for the above embodiment represents the change over time in the current of one phase. However, in the diagnostic method according to the present invention, if the current supplied to the motor is multiphase alternating current, the current of each phase may be measured. In this case, the determination may be made for each phase current, or may be determined based on the maximum value, average value, or the like of each phase current value.
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。 Regarding other configurations, it should be understood that the embodiments disclosed in this specification are examples in all respects, and that the scope of the present invention is not limited by them. Those skilled in the art will easily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention. Therefore, other embodiments modified without departing from the gist of the present invention are naturally included in the scope of the present invention.
本発明は、たとえば流水路に設置されたポンプゲートなどのポンプを診断する方法として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a method for diagnosing a pump such as a pump gate installed in a running water channel.
１ ：ポンプゲート
２ ：扉体
３ ：ポンプ
４ ：駆動装置
５ ：分電盤
５１ ：制御装置
５２ ：通信装置
６ ：サーバ装置
７ ：ユーザ端末
１００ ：流水路
１０１ ：支流側流水路
１０２ ：本流側流水路
１０３ ：水面
Ｉｓ１ ：第一始動電流値
Ｉｓ２ ：第二始動電流値
Ｉｆ１ ：第一定常電流値
Ｉｆ２ ：第二定常電流値
Ｐ１ ：区間（第一計測運転工程Ｓ１０）
Ｐ１ａ ：始点（第一計測運転工程Ｓ１０）
Ｐ１ｂ ：終点（第一計測運転工程Ｓ１０）
Ｐｓ ：区間（停止工程Ｓ２０）
Ｐ２ ：区間（第二計測運転工程Ｓ３０）
Ｐ２ａ ：始点（第二計測運転工程Ｓ３０）
Ｐ２ｂ ：終点（第二計測運転工程Ｓ３０）
REFERENCE SIGNS LIST 1 : pump gate 2 : door 3 : pump 4 : driving device 5 : distribution board 51 : control device 52 : communication device 6 : server device 7 : user terminal 100 : water channel 101 : tributary water channel 102 : main stream side Flow channel 103: Water surface Is1: First starting current value Is2: Second starting current value If1: First steady current value If2: Second steady current value P1: Section (first measurement operation step S10)
P1a: starting point (first measurement operation step S10)
P1b: end point (first measurement operation step S10)
Ps: section (stop process S20)
P2: section (second measurement operation step S30)
P2a: starting point (second measurement operation step S30)
P2b: end point (second measurement operation step S30)
Claims (8)
前記ポンプの運転中に前記ポンプへの電力供給を停止し、所定期間にわたって前記ポンプを惰性運転させる停止工程と、
前記ポンプが前記惰性運転している状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって前記ポンプに流れる電流の値である第二電流値を計測する第二計測運転工程と、
前記第一電流値および前記第二電流値を判定材料として前記ポンプの状態を判定する判定工程と、を有するポンプの診断方法。 a first measurement operation step of starting the pump in a stopped state and measuring a first current value, which is the value of the current flowing through the pump, over a predetermined measurement period after the start;
a stopping step of stopping power supply to the pump while the pump is running and coasting the pump for a predetermined period of time;
a second measurement operation step of starting the pump while the pump is coasting and measuring a second current value, which is the value of the current flowing through the pump over a predetermined measurement period after the start;
and a determination step of determining the state of the pump using the first current value and the second current value as determination criteria.
前記第二計測運転工程において、さらに、前記第二電流値の経時変化である第二経時変化を記録し、
前記判定工程において、前記第一経時変化および前記第二経時変化を、さらなる判定材料とする請求項１～３のいずれか一項に記載のポンプの診断方法。 In the first measurement operation step, further recording a first change over time that is a change over time of the first current value,
In the second measurement operation step, further recording a second change over time that is a change over time of the second current value,
4. The method of diagnosing a pump according to any one of claims 1 to 3, wherein in said determining step, said first change over time and said second change over time are used as further criteria for determination.
前記第二計測運転工程において、さらに、前記第二電流値の変動幅が所定の範囲内にある定常状態における前記第二電流値である第二定常電流値を計測し、
前記判定工程において、前記第一定常電流値および前記第二定常電流値を、さらなる判定材料とする請求項１～４のいずれか一項に記載のポンプの診断方法。 In the first measurement operation step, further measuring a first steady-state current value, which is the first current value in a steady state in which the fluctuation width of the first current value is within a predetermined range,
In the second measurement operation step, further measuring a second steady-state current value, which is the second current value in a steady state in which the variation width of the second current value is within a predetermined range,
The pump diagnostic method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the determination step, the first steady-state current value and the second steady-state current value are used as further criteria for determination.
前記各工程は、前記予備運転工程の後、前記ポンプが停止した後に実施される請求項１～５のいずれか一項に記載のポンプの診断方法。 further comprising, before each step, a preliminary operation step of operating the pump for a period shorter than the scheduled duration of the first measurement operation step;
The pump diagnostic method according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the steps is performed after the pump is stopped after the preliminary operation step.
前記扉体に設けられ、前記扉体によって前記流路を閉塞した状態において前記流路の上流側から下流側に前記液体を付勢可能なポンプと、
前記扉体を上下動させることができる駆動装置と、を備えるポンプゲートの診断方法であって、
前記ポンプが停止した状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第一電流値を計測する第一計測運転工程と、
前記ポンプの運転中に前記ポンプへの電力供給を停止し、所定期間にわたって前記ポンプを惰性運転させる停止工程と、
前記ポンプが前記惰性運転している状態において前記ポンプを起動し、当該起動後の所定の計測期間にわたって前記ポンプに流れる電流の値である第二電流値を計測する第二計測運転工程と、
前記第一電流値および前記第二電流値を判定材料として前記ポンプの状態を判定する判定工程と、を有し、
前記第一計測運転工程および前記第二計測運転工程を、前記ポンプを前記液体の液面より上に配置した状態で実施するポンプゲートの診断方法。 a door capable of blocking a flow path through which liquid flows;
a pump provided on the door and capable of urging the liquid from the upstream side to the downstream side of the flow path in a state where the flow path is blocked by the door;
A pump gate diagnosis method comprising a driving device capable of moving the door up and down,
a first measurement operation step of starting the pump while the pump is stopped and measuring a first current value, which is the value of the current flowing through the pump, over a predetermined measurement period after the start;
a stopping step of stopping power supply to the pump while the pump is running and coasting the pump for a predetermined period of time;
a second measurement operation step of starting the pump while the pump is coasting and measuring a second current value, which is the value of the current flowing through the pump over a predetermined measurement period after the start;
a determination step of determining the state of the pump using the first current value and the second current value as criteria for determination;
A diagnosis method for a pump gate, wherein the first measurement operation step and the second measurement operation step are performed while the pump is placed above the liquid surface of the liquid .
前記制御部は、前記ポンプに対する電力供給を、前記ポンプが停止した状態において前記ポンプに電力を供給する第一電力供給、前記ポンプへの電力供給を停止する電力供給停止、および、前記ポンプが惰性運転している状態において前記ポンプに電力を供給する第二電力供給、を制御し、
前記計測部は、
前記第一電力供給の開始後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第一電流値を計測し、
前記第二電力供給の開始後の所定の計測期間にわたって、前記ポンプに流れる電流の値である第二電流値を計測し、
前記判定部は、前記第一電流値および前記第二電流値を判定材料として前記ポンプの状態を判定するように構成されているポンプ診断装置。 a controller capable of controlling start and stop of power supply to the pump, a measuring unit capable of measuring the value of the current flowing through the pump, and a determination unit capable of determining the state of the pump based on the value of the current; , and
The control unit controls the power supply to the pump, a first power supply that supplies power to the pump when the pump is stopped, a power supply stop that stops power supply to the pump, and a power supply stop that stops power supply to the pump, and controlling a second power supply that powers the pump in running conditions;
The measurement unit
measuring a first current value, which is the value of the current flowing through the pump, over a predetermined measurement period after the start of the first power supply;
measuring a second current value, which is the value of the current flowing through the pump, over a predetermined measurement period after the start of the second power supply;
The pump diagnostic device, wherein the determination unit is configured to determine the state of the pump using the first current value and the second current value as criteria for determination.
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