JP7508114B2 - Pump device, variable speed control device, and program - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプを駆動するモータを可変速制御するポンプ装置、可変速制御装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a pump device, a variable speed control device, and a program that variably controls the speed of a motor that drives a pump.
従前から、インペラを駆動するモータを可変速回転する可変速制御装置を備えるポンプ装置が知られている。この種のポンプ装置では、所定の減速時間で出力周波数を減速した後に、減速中の直流電圧値が所定の電圧値を越えたことにより過電圧保護動作によりポンプを停止すると、減速時間を変更する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Pump devices equipped with variable speed control devices that rotate the motor that drives the impeller at a variable speed have been known for some time. In this type of pump device, a technique is known in which the deceleration time is changed when the output frequency is decelerated over a predetermined deceleration time, and the pump is stopped due to an overvoltage protection operation when the DC voltage value during deceleration exceeds a predetermined voltage value (see, for example, Patent Document 1).
また、可変速制御装置が過電圧または過電流とならないように、可変速制御装置の出力周波数の指令を自動調整するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、このようなポンプ装置は、過電圧保護機能によりポンプを停止すると、ポンプを始動する技術が知られている（例えば、特許文献３）。 There is also a known device that automatically adjusts the output frequency command of the variable speed control device so that the variable speed control device does not become overvoltage or overcurrent (see, for example, Patent Document 2). In addition, a technology is known for such pump devices that starts the pump when the pump is stopped by an overvoltage protection function (see, for example, Patent Document 3).
ポンプ装置では、ポンプの停止動作に伴うモータの回生動作により、可変速制御装置内に過電圧が生じるおそれがある。この過電圧により、過電圧保護の機能によってポンプが停止されることで、給水先への給水が遮断される断水が生じる。 In pump devices, the regenerative operation of the motor that accompanies the stopping of the pump can cause an overvoltage in the variable speed control device. This overvoltage can cause the pump to be stopped by the overvoltage protection function, resulting in a water outage in which the water supply to the destination is cut off.
そこで本発明は、可変速制御装置が過電圧となることを防止できるポンプ装置、可変速制御装置、プログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a pump device, a variable speed control device, and a program that can prevent the variable speed control device from becoming overvoltage.
本発明の一態様によれば、ポンプ装置は、ポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記モータを可変速回転駆動する可変速制御装置と、を備え、前記可変速制御装置は、前記ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が満たされ前記ポンプを停止する前の前記可変速制御装置の出力周波数または前記モータの回転速度が、予め設定された、過電圧が生じるおそれがある周波数または回転数に基づく第１の閾値未満であると、通常停止動作で前記ポンプを停止し、前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作で前記ポンプを停止する。
本発明の一態様によれば、可変速制御装置は、ポンプを駆動するモータを可変速回転駆動する可変速制御装置であって、前記可変速制御装置は、前記ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が整い前記ポンプを停止する前の前記可変速制御装置の出力周波数または前記モータの回転速度が、予め設定された、過電圧が生じるおそれがある周波数または回転数に基づく第１の閾値未満であると、通常停止動作で前記ポンプを停止し、前記出力周波数または前記回転速度が前記閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作で前記ポンプを停止する。
本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が整い前記ポンプを停止する前の可変速制御装置の出力周波数または前記ポンプを駆動するモータの回転速度と、予め設定された、過電圧が生じるおそれがある周波数または回転数に基づく第１の閾値とを比較する手段と、前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値未満であると、通常停止動作で前記ポンプを始動する手段と、前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作で前記ポンプを停止する手段と、として機能させる。
According to one aspect of the present invention, a pump device comprises a pump, a motor that drives the pump, and a variable speed control device that drives the motor at a variable speed, wherein the variable speed control device stops the pump by performing a normal stopping operation when a pump stop condition is satisfied during operation of the pump and the output frequency of the variable speed control device or the rotational speed of the motor before stopping the pump is less than a first threshold value based on a predetermined frequency or rotational speed at which an overvoltage may occur, and stops the pump by performing a protective stopping operation in which the output frequency is decelerated at a gentler deceleration rate compared to the normal stopping operation when the output frequency or the rotational speed is equal to or greater than the first threshold value.
According to one aspect of the present invention, a variable speed control device is a variable speed control device that drives a motor that drives a pump at a variable speed, and when a stop condition for the pump is met during operation of the pump and the output frequency of the variable speed control device or the rotational speed of the motor before stopping the pump is less than a first threshold value based on a predetermined frequency or rotational speed at which an overvoltage may occur, the variable speed control device stops the pump by performing a normal stopping operation, and when the output frequency or the rotational speed is equal to or greater than the threshold value, the variable speed control device stops the pump by performing a protective stopping operation that decelerates the output frequency at a gentler deceleration rate compared to the normal stopping operation.
According to one aspect of the present invention, the program causes a computer to function as: means for comparing the output frequency of a variable speed control device or the rotational speed of a motor driving the pump before the pump is stopped when the pump stopping conditions are met during operation of the pump, with a first threshold value based on a predetermined frequency or rotational speed at which an overvoltage may occur; means for starting the pump by normal stopping operation if the output frequency or the rotational speed is less than the first threshold; and means for stopping the pump by protective stopping operation that decelerates the output frequency at a gentler deceleration rate compared to the normal stopping operation if the output frequency or the rotational speed is equal to or greater than the first threshold.
本発明によれば、過電圧が生じることを防止できるポンプ装置、可変速制御装置、及びプログラムを提供できる。 The present invention provides a pump device, a variable speed control device, and a program that can prevent overvoltage from occurring.
以下、実施形態に係る給水装置１の例を、図１乃至図５を用いて説明する。 Below, an example of the water supply device 1 according to the embodiment will be described with reference to Figures 1 to 5.
図１は、本発明の一実施形態に係る給水装置１の構成を模式的に示す説明図である。図２は、給水装置１の構成を示す説明図である。図３は、給水装置１に用いられるポンプ装置が有するインバータボックス５１の構成を模式的に示す説明図である。図４は、給水装置１の動作の一例を示す流れ図である。 Figure 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a water supply device 1 according to one embodiment of the present invention. Figure 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the water supply device 1. Figure 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an inverter box 51 provided in a pump device used in the water supply device 1. Figure 4 is a flow chart showing an example of the operation of the water supply device 1.
給水装置１は、例えば、貯水槽や、建造物に設けられた蛇口やシャワーヘッド等の給水に給水する自動給水装置である。例えば、給水装置１は、受水槽等に接続され、受水槽の水を増圧給水する。なお、給水装置１は、水道本管に設けられた水道分管に接続され、水道分管から供給される水を増圧する、所謂直結式給水装置であってもよい。 The water supply device 1 is, for example, an automatic water supply device that supplies water to a water tank, a faucet, a shower head, or the like installed in a building. For example, the water supply device 1 is connected to a water tank or the like, and supplies water from the water tank at increased pressure. The water supply device 1 may also be a so-called direct-connected water supply device that is connected to a water distribution pipe installed in a water main pipe, and increases the pressure of the water supplied from the water distribution pipe.
図１に示すように、給水装置１は、例えば、ポンプ装置１１と、配管ユニット１２と、アキュムレータ１３と、を備えている。また、給水装置１は、圧力検出装置１５及び流量検出装置１６等の各種センサ類を備えている。 As shown in FIG. 1, the water supply device 1 includes, for example, a pump device 11, a piping unit 12, and an accumulator 13. The water supply device 1 also includes various sensors such as a pressure detection device 15 and a flow rate detection device 16.
図１に示すように、ポンプ装置１１は、複数のポンプユニット２０と、制御盤（可変速制御装置）５０と、を備えている。ポンプ装置１１は、制御盤５０によってポンプユニット２０を単独で運転し、また、複数のポンプユニット２０を運転し、二次側に揚水する。本実施形態においては、ポンプ装置１１は、例えば、２台のポンプユニット２０を備える例を説明する。ポンプユニット２０は、モータ３０と、ポンプ４０と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the pump device 11 includes multiple pump units 20 and a control panel (variable speed control device) 50. The pump device 11 operates each pump unit 20 individually using the control panel 50, and also operates multiple pump units 20 to pump water to the secondary side. In this embodiment, the pump device 11 includes, for example, two pump units 20. The pump unit 20 includes a motor 30 and a pump 40.
モータ３０は、例えば、永久磁石を用いるＰＭモータである。モータ３０は、例えば信号線により、制御盤５０に接続されている。モータ３０は、制御盤５０によって駆動制御される。 The motor 30 is, for example, a PM motor that uses a permanent magnet. The motor 30 is connected to the control panel 50, for example, by a signal line. The motor 30 is driven and controlled by the control panel 50.
ポンプ４０は、モータ３０に接続されている。ポンプ４０は、インペラを単数又は複数有する、単段または複数段のポンプである。ポンプ４０のインペラは、モータ３０のモータ軸に直接的に接続されるか、又はモータ軸に継手等を介して接続された主軸に接続される。ポンプ４０は、モータ軸の回転に伴ってインペラが回転することで、流体を増圧して二次側に圧送する。 The pump 40 is connected to the motor 30. The pump 40 is a single-stage or multi-stage pump having one or more impellers. The impeller of the pump 40 is directly connected to the motor shaft of the motor 30, or is connected to a main shaft that is connected to the motor shaft via a coupling or the like. The pump 40 increases the pressure of the fluid and pumps it to the secondary side by rotating the impeller in conjunction with the rotation of the motor shaft.
図２に示すように、制御盤５０は、モータ３０を制御するためのコンピュータである。図２に示すように、制御盤５０は、例えば、モータ３０と同数のインバータボックス５１と、制御装置６０と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the control panel 50 is a computer for controlling the motors 30. As shown in FIG. 2, the control panel 50 includes, for example, the same number of inverter boxes 51 as the number of motors 30, and a control device 60.
インバータボックス５１は、例えば、インバータ５２と、電圧測定部５４と、電流測定部５５と、周波数測定部５６と、インバータ制御基板５３と、を備えている。 The inverter box 51 includes, for example, an inverter 52, a voltage measurement unit 54, a current measurement unit 55, a frequency measurement unit 56, and an inverter control board 53.
インバータ５２は、インバータ制御基板５３を介して制御装置６０からのインバータ制御信号を受け取る。インバータ５２は、このインバータ制御信号に応じて動作する。例えば、インバータ５２は、制御装置６０からのインバータ制御信号に応じてモータ３０の運転を制御する。 The inverter 52 receives an inverter control signal from the control device 60 via the inverter control board 53. The inverter 52 operates in response to this inverter control signal. For example, the inverter 52 controls the operation of the motor 30 in response to the inverter control signal from the control device 60.
図３に示すように、インバータ５２は、例えば、コンバータ回路を含むコンバータ部５２ａと、インバータ回路を含むインバータ部５２ｂと、平滑コンデンサ５２ｃと、を備えている。コンバータ部５２ａは、例えば、ダイオードや制御回路等を含むコンバータ回路により構成される整流装置である。インバータ部５２ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＩＰＭ（Intelligent Power Module）等のパワー半導体素子や制御回路等を含むインバータ回路により構成される周波数発生装置である。平滑コンデンサ５２ｃは、例えば、フィルムコンデンサである。フィルムコンデンサは、電解コンデンサに比較して、リプル電流が大きく、静電容量が小さい。 As shown in FIG. 3, the inverter 52 includes, for example, a converter section 52a including a converter circuit, an inverter section 52b including an inverter circuit, and a smoothing capacitor 52c. The converter section 52a is, for example, a rectifier device configured with a converter circuit including a diode, a control circuit, and the like. The inverter section 52b is, for example, a frequency generating device configured with an inverter circuit including a power semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or an IPM (Intelligent Power Module), a control circuit, and the like. The smoothing capacitor 52c is, for example, a film capacitor. Compared to an electrolytic capacitor, a film capacitor has a large ripple current and a small capacitance.
このように構成されたインバータ５２は、電源７０に接続されている。ここで、電源７０は、例えば三相電源である。電源７０から流れる電流は、コンバータ部５２ａによって直流に変換され、平滑コンデンサ５２ｃにて整流され、インバータ部５２ｂにて可変電圧可変周波数の交流に変換され、モータ３０に入力される。 The inverter 52 configured in this manner is connected to a power source 70. Here, the power source 70 is, for example, a three-phase power source. The current flowing from the power source 70 is converted to direct current by the converter unit 52a, rectified by the smoothing capacitor 52c, converted to variable-voltage, variable-frequency alternating current by the inverter unit 52b, and input to the motor 30.
電圧測定部５４は、制御盤５０内の電圧を測定する。電圧測定部５４は、制御盤５０が過電圧であるか否かの判定に用いる電圧を検出する。また、電圧測定部５４は、後述する、ポンプ４０の停止動作の選択に用いられる制御盤５０の電力を算出する為の電圧を測定する。 The voltage measurement unit 54 measures the voltage inside the control panel 50. The voltage measurement unit 54 detects the voltage used to determine whether the control panel 50 is overvoltage. The voltage measurement unit 54 also measures the voltage to calculate the power of the control panel 50 used to select the stop operation of the pump 40, which will be described later.
電圧測定部５４は、例えば、インバータボックス５１の電圧、具体例として、インバータ５２の電圧を測定する。電圧測定部５４は、インバータ５２の電圧として、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂの間の電圧である直流中間電圧を測定する。電圧測定部５４は、測定した電圧に対応する信号をプロセッサ５７に送信する。なお、電圧測定部５４が検出するインバータボックス５１の電圧は、上述の直流中間電圧に限定されない。他の例では、電圧測定部５４が測定する電圧は、インバータ５２が接続される電源７０の電圧である電源交流電圧であってもよい。 The voltage measurement unit 54 measures, for example, the voltage of the inverter box 51, and as a specific example, the voltage of the inverter 52. The voltage measurement unit 54 measures, as the voltage of the inverter 52, for example, a DC intermediate voltage which is the voltage between the converter unit 52a and the inverter unit 52b. The voltage measurement unit 54 transmits a signal corresponding to the measured voltage to the processor 57. Note that the voltage of the inverter box 51 detected by the voltage measurement unit 54 is not limited to the DC intermediate voltage described above. In another example, the voltage measured by the voltage measurement unit 54 may be a power supply AC voltage which is the voltage of the power supply 70 to which the inverter 52 is connected.
電流測定部５５は、制御盤５０内の電流を測定する。電流測定部５５は、ポンプ４０の停止動作の選択に用いられる制御盤５０の電流を測定する。また、電流測定部５５は、ポンプ４０の停止動作の選択に用いあれる制御盤５０の電力を算出する為の電流を測定する。 The current measuring unit 55 measures the current in the control panel 50. The current measuring unit 55 measures the current in the control panel 50 used to select the stop operation of the pump 40. The current measuring unit 55 also measures the current for calculating the power of the control panel 50 used to select the stop operation of the pump 40.
電流測定部５５は、例えば、インバータボックス５１の電流、具体例として、インバータ５２の電流を測定する。電流測定部５５は、インバータ５２の電流として、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂの間の電流である直流中間電流を測定する。電流測定部５５は、測定した電流に対応する信号をプロセッサ５７に送信する。なお、電流測定部５５が測定するインバータボックス５１の電流は、直流中間電流に限定されない。他の例では、電流測定部５５が測定するインバータ５２の電流は、インバータ５２が接続される電源７０から供給される電流であってもよい。 The current measurement unit 55 measures, for example, the current of the inverter box 51, and as a specific example, the current of the inverter 52. The current measurement unit 55 measures, as the current of the inverter 52, for example, a DC intermediate current that is a current between the converter unit 52a and the inverter unit 52b. The current measurement unit 55 transmits a signal corresponding to the measured current to the processor 57. Note that the current of the inverter box 51 measured by the current measurement unit 55 is not limited to the DC intermediate current. In another example, the current of the inverter 52 measured by the current measurement unit 55 may be a current supplied from the power source 70 to which the inverter 52 is connected.
周波数測定部５６は、インバータ５２の出力周波数を検出する。周波数測定部５６は、測定した出力周波数に対応する信号をプロセッサ５７に送信する。 The frequency measurement unit 56 detects the output frequency of the inverter 52. The frequency measurement unit 56 transmits a signal corresponding to the measured output frequency to the processor 57.
インバータ制御基板５３は、制御装置６０からのインバータ制御信号に基づいてインバータ５２を制御する。インバータ制御基板５３は、例えば、プロセッサ５７と、メモリ５８と、を備えている。 The inverter control board 53 controls the inverter 52 based on an inverter control signal from the control device 60. The inverter control board 53 includes, for example, a processor 57 and a memory 58.
プロセッサ５７は、インバータ５２を制御するための制御回路である。プロセッサ５７は、典型的にはマイコンであるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＤＳＣ（Digital Signal Controller）またはその他の汎用または専用のプロセッサなどであってもよい。プロセッサ５７は、例えば、通信制御、周波数制御などの任意の処理を行う。 The processor 57 is a control circuit for controlling the inverter 52. The processor 57 is typically a microcomputer, but may also be a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), a DSC (Digital Signal Controller), or other general-purpose or dedicated processor. The processor 57 performs any process, such as communication control, frequency control, etc.
図２に示すように、プロセッサ５７は、インバータ５２、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６に接続されている。プロセッサ５７は、例えば、処理回路と、メモリと、を含む。プロセッサ５７は、例えば、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（登録商標）領域と、揮発性のＤＲＡＭ領域等のメモリと、を含む。プロセッサ５７は、メモリ又はＥＥＰＲＯＭ領域に保存されたプログラムを実行することで、通信制御プロセッサ、周波数プロセッサ等として機能し得る。なお、プロセッサ５７内の構成や各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。 As shown in FIG. 2, the processor 57 is connected to the inverter 52, the voltage measurement unit 54, the current measurement unit 55, and the frequency measurement unit 56. The processor 57 includes, for example, a processing circuit and a memory. The processor 57 includes, for example, a non-volatile EEPROM (registered trademark) area and a memory such as a volatile DRAM area. The processor 57 can function as a communication control processor, a frequency processor, etc. by executing a program stored in the memory or the EEPROM area. Note that the internal configuration of the processor 57 and the division of functions among the various units are for convenience and can be changed as appropriate.
プロセッサ５７は、例えば、制御装置６０から受信したインバータ制御信号をインバータ５２へ出力し、モータ３０を制御する。プロセッサ５７は、本実施形態の例では、目標圧力一定運転等により、ポンプ４０を制御する。 The processor 57 outputs, for example, an inverter control signal received from the control device 60 to the inverter 52 to control the motor 30. In this embodiment, the processor 57 controls the pump 40 by operating at a constant target pressure, etc.
メモリ５８は、プロセッサ５７によって使用される各種データやプログラムが記憶される。メモリ５８は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）（登録商標）、ＲＯＭ（Read only memory）又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。また、メモリ５８は、フラッシュメモリを搭載したＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。また、メモリ５８は、不揮発性メモリに加え、電源遮断時に消去してもよいデータが展開されるワークエリアを有するＲＡＭを含み得る。 Memory 58 stores various data and programs used by processor 57. Memory 58 includes non-volatile memory such as EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) (registered trademark), ROM (Read only memory), or NAND flash memory. Memory 58 also includes an SSD (Solid State Drive) equipped with flash memory. Memory 58 may also include, in addition to non-volatile memory, a RAM having a work area in which data that may be erased when the power is cut off is expanded.
制御装置６０は、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６からの信号に基づいて、インバータ制御基板５３にインバータ制御信号を送信する。 The control device 60 transmits an inverter control signal to the inverter control board 53 based on signals from the pressure detection device 15, the flow detection device 16, the voltage measurement unit 54, the current measurement unit 55, and the frequency measurement unit 56.
例えば、制御装置６０は、流量検出装置１６で検出された流量及び圧力検出装置１５で検出された圧力に対応する検出信号に基づいて、モータ３０の停止及び始動を行う。具体例として、制御装置６０は、圧力検出装置１５で検出された検出信号から算出されたポンプ４０の二次側の圧力が予め定められた始動圧力以下に低下したことを検知すると、モータ３０を駆動して、ポンプ４０を始動する。制御装置６０は、流量検出装置１６からの検出信号に基づいて、流量が少水量であることを検知するとポンプ４０を停止させる。 For example, the control device 60 stops and starts the motor 30 based on detection signals corresponding to the flow rate detected by the flow rate detection device 16 and the pressure detected by the pressure detection device 15. As a specific example, when the control device 60 detects that the secondary pressure of the pump 40 calculated from the detection signal detected by the pressure detection device 15 has dropped below a predetermined starting pressure, it drives the motor 30 to start the pump 40. When the control device 60 detects that the flow rate is low based on the detection signal from the flow rate detection device 16, it stops the pump 40.
また、制御装置６０は、圧力検出装置１５で検出された圧力に基づき、モータ３０の回転速度を制御し、吐出し圧力一定制御又は推定末端圧力一定制御等の目標圧力一定制御により、ポンプ４０を可変速制御する。なお、ポンプ４０の回転速度は、モータ３０の回転速度と同一であり、そして、ポンプ４０（モータ３０）の回転速度は、インバータ５２の出力周波数と一定の関係を有する。 The control device 60 also controls the rotation speed of the motor 30 based on the pressure detected by the pressure detection device 15, and performs variable speed control of the pump 40 by constant target pressure control such as constant discharge pressure control or constant estimated terminal pressure control. The rotation speed of the pump 40 is the same as the rotation speed of the motor 30, and the rotation speed of the pump 40 (motor 30) has a certain relationship with the output frequency of the inverter 52.
また、制御装置６０は、制御盤５０内の電圧が過電圧となると、モータ３０への出力を停止してポンプ４０を停止する過電圧保護動作を行う。過電圧保護動作は、制御盤５０が過電圧となる状態が継続されることを防止する機能である。制御装置６０は、具体的には、電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて、過電圧を判定する。また、制御装置６０は、過電圧保護動作により、ポンプ４０の始動動作中、及び、ポンプ４０の始動動作後の停止動作を除く駆動中にポンプ４０を停止すると、ポンプ４０を始動する。換言すると、制御装置６０は、電圧測定部５４で過電圧を検出するとポンプ４０を停止し、ポンプ４０の始動動作中、及び、ポンプ４０の始動動作後であって停止動作を除く駆動中に電圧測定部５４が過電圧を検出してポンプ４０を一旦停止させ、ポンプを再始動させる。 When the voltage in the control panel 50 becomes an overvoltage, the control device 60 performs an overvoltage protection operation to stop the output to the motor 30 and stop the pump 40. The overvoltage protection operation is a function to prevent the control panel 50 from continuing to be in an overvoltage state. Specifically, the control device 60 judges the overvoltage based on the voltage measured by the voltage measurement unit 54. When the control device 60 stops the pump 40 during the start-up operation of the pump 40 and during operation excluding the stop operation after the start-up operation of the pump 40 due to the overvoltage protection operation, the control device 60 starts the pump 40. In other words, when the voltage measurement unit 54 detects an overvoltage, the control device 60 stops the pump 40, and when the voltage measurement unit 54 detects an overvoltage during the start-up operation of the pump 40 and during operation excluding the stop operation after the start-up operation of the pump 40, the control device 60 stops the pump 40 once and restarts the pump.
また、制御装置６０は、ポンプユニット２０の制御に加えて、例えば、通信端末１００と無線接続することにより、適宜、運転データを通信端末１００に送信してもよい。なお、運転データは、ある運転点での、周波数、電流、電圧、圧力、流量、振動値、モータの絶縁抵抗、及び受水槽の設定などといった、給水装置１の運転状態を示すデータである。 In addition to controlling the pump unit 20, the control device 60 may transmit operation data to the communication terminal 100 as appropriate, for example, by wirelessly connecting to the communication terminal 100. The operation data is data indicating the operating state of the water supply device 1 at a certain operating point, such as the frequency, current, voltage, pressure, flow rate, vibration value, motor insulation resistance, and water tank settings.
このような制御装置６０は、図２に示すように、例えば、通信部６１、入力部６２、インターフェース６３、表示部６４、設定部６５、メモリ６６及びプロセッサ６７を備えている。 As shown in FIG. 2, such a control device 60 includes, for example, a communication unit 61, an input unit 62, an interface 63, a display unit 64, a setting unit 65, a memory 66, and a processor 67.
通信部６１は、プロセッサ６７により制御され、無線通信技術を用いて、通信端末１００などの外部装置と通信可能な任意の通信インターフェースである。通信部６１は、例えば、通信モジュール又は通信基板等として実装されていてもよい。通信モジュールは、例えばコネクタを介して制御装置６０の制御基板に着脱自在に設けられてもよい。具体的には、通信部６１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙの規格（以下、ＢＬＥ規格ともいう）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣ等の無線通信技術、又はＵＳＢ等の有線通信技術を用いて、通信端末１００等の外部装置に接続できる。 The communication unit 61 is an arbitrary communication interface that is controlled by the processor 67 and can communicate with an external device such as the communication terminal 100 using wireless communication technology. The communication unit 61 may be implemented, for example, as a communication module or a communication board. The communication module may be detachably provided on the control board of the control device 60 via a connector, for example. Specifically, the communication unit 61 can connect to an external device such as the communication terminal 100 using wireless communication technology such as the Bluetooth (registered trademark) Low Energy standard (hereinafter also referred to as the BLE standard), Wi-Fi (registered trademark), or NFC, or wired communication technology such as USB.
例えば、通信部６１は、制御装置６０の識別情報を含むアドバタイズパケットをブロードキャスト通信する。また、例えば、通信部６１は、当該アドバタイズパケットを受信する通信端末１００から接続要求を受けると、通信端末１００との間の通信を接続してもよい。通信部６１は、プロセッサ６７に電気的に接続され、通信端末１００との間の通信を接続可能な通信手段の一例である。なお、アドバタイズパケットのブロードキャスト通信は通信部６１と外部の通信端末１００との一方が行い、他方が受信する構成でもよい。 For example, the communication unit 61 broadcasts an advertising packet including identification information of the control device 60. Also, for example, the communication unit 61 may connect communication with the communication terminal 100 when it receives a connection request from the communication terminal 100 that receives the advertising packet. The communication unit 61 is electrically connected to the processor 67 and is an example of a communication means capable of connecting communication with the communication terminal 100. Note that the broadcast communication of the advertising packet may be performed by either the communication unit 61 or the external communication terminal 100 and received by the other.
入力部６２は、例えば、ボタンを含む操作パネル、タッチパネル、キーボード、マウス、等のユーザ入力を受け付ける装置と、圧力センサ、マイクロフォン、カメラなどのセンサとの、少なくともいずれかを有する。入力部６２は、パラメータ設定、各運転モードの設定等の任意のユーザからの指令であるユーザ入力を受け付ける装置である。 The input unit 62 has at least one of a device that accepts user input, such as an operation panel including buttons, a touch panel, a keyboard, a mouse, and a sensor such as a pressure sensor, a microphone, a camera, and the like. The input unit 62 is a device that accepts user input, which is an instruction from any user, such as parameter setting, setting of each operation mode, and the like.
例えば、入力部６２は、ユーザがポンプ４０の始動の指令を入力する操作、及び、ユーザによるポンプ４０の停止の指令を入力する操作を可能に構成されている。入力部６２は、ユーザにより操作がなされると、操作に応じた信号をプロセッサ６７に送信する。 For example, the input unit 62 is configured to allow the user to input a command to start the pump 40, and to input a command to stop the pump 40. When the user performs an operation, the input unit 62 transmits a signal corresponding to the operation to the processor 67.
インターフェース６３は、流量検出装置１６及び圧力検出装置１５や、外部端末等が電気的に接続可能な端子又は回路である。 The interface 63 is a terminal or circuit to which the flow detection device 16, the pressure detection device 15, and external terminals can be electrically connected.
表示部６４は、例えば、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスを有する。また、表示部６４は、表示デバイスに代えて、又は、表示デバイスに加えて、スピーカ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）点灯部等を有していても良い。 The display unit 64 has a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display. The display unit 64 may have a speaker, an LED (Light Emitting Diode) lighting unit, etc. instead of or in addition to the display device.
メモリ６６は、データの読出及び書込が可能である。メモリ６６は、プロセッサ６７によって使用されるデータ、ポンプ４０の運転データやポンプ４０の制御に用いる各種データやプログラム等を格納する。メモリ６６は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）（登録商標）、ＲＯＭ（Read only memory）又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。また、メモリ６６は、フラッシュメモリを搭載したＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。なお、メモリ６６は、不揮発性メモリに加え、電源遮断時に消去してもよいデータが展開されるワークエリアを有するＲＡＭを含み得る。 The memory 66 is capable of reading and writing data. The memory 66 stores data used by the processor 67, operation data of the pump 40, and various data and programs used to control the pump 40. The memory 66 includes non-volatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) (registered trademark), a ROM (Read only memory), or a NAND flash memory. The memory 66 also includes an SSD (Solid State Drive) equipped with a flash memory. In addition to non-volatile memory, the memory 66 may include a RAM having a work area in which data that may be erased when the power is cut off is expanded.
メモリ６６に格納されるデータとしては、例えば、制御装置６０を識別する識別情報、コード、テーブルなどが適宜記憶される。メモリ６６は、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラムや、各種基準値や閾値を記憶する。なお、各種閾値や設定値は、例えば操作入力によってユーザが任意に設定変更可能に構成されている。 Data stored in memory 66 includes, for example, identification information, codes, tables, etc. that identify control device 60. Memory 66 stores, for example, various programs and various reference values and thresholds as information necessary for control. Note that the various thresholds and setting values are configured so that they can be arbitrarily changed by the user, for example, by operational input.
また、メモリ６６には、ポンプ４０の制御に要するパラメータが記憶される。例えばパラメータは、制御目標に関するデータであり、定格圧力、末端圧力、始動圧力、定格流量等が挙げられる。 The memory 66 also stores parameters required for controlling the pump 40. For example, the parameters are data related to control targets, such as rated pressure, terminal pressure, starting pressure, and rated flow rate.
また、パラメータは、ポンプ４０の始動動作に関するデータを含んでいる。また、パラメータは、ポンプ４０の停止動作に関するデータを含んでいる。停止動作に関するデータは、例えば、後述する通常停止動作または保護停止動作を選択する為の閾値を含んでいる。この閾値は、本実施形態の例では、保護停止動作を行う条件の１つである第１の条件が満たされたか否かの判定に用いる第１の閾値Ｔ１と、保護停止動作を行う他の条件である第２の条件が満たされたか否かの判定に用いる第２の閾値Ｔ２と、を含んでいる。 The parameters also include data related to the start-up operation of the pump 40. The parameters also include data related to the stop operation of the pump 40. The data related to the stop operation includes, for example, a threshold value for selecting a normal stop operation or a protective stop operation, which will be described later. In this embodiment, the threshold value includes a first threshold value T1 used to determine whether a first condition, which is one of the conditions for performing a protective stop operation, is satisfied, and a second threshold value T2 used to determine whether a second condition, which is another condition for performing a protective stop operation, is satisfied.
第１の閾値Ｔ１は、予め設定されたインバータ５２の周波数またはモータ３０の回転速度であり、通常始動動作を行うと制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある周波数または回転速度に基づく値である。第１の閾値Ｔ１は、例えば、通常停止動作を行うことで制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある、出力周波数または回転速度以上の値である。 The first threshold T1 is a preset frequency of the inverter 52 or a rotation speed of the motor 30, and is a value based on a frequency or rotation speed at which an overvoltage may occur in the control panel 50 if a normal start-up operation is performed. The first threshold T1 is, for example, a value equal to or greater than the output frequency or rotation speed at which an overvoltage may occur in the control panel 50 if a normal stop operation is performed.
第２の閾値Ｔ２は、予め設定された電流値または電力値であり、電流測定部５５で測定された電流値、または、電流測定部５５で測定された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づいて算出される電力と比較される。第２の閾値Ｔ２は、通常停止動作を行うことで制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電流値または電力値に基づく値である。第２の閾値Ｔ２は、例えば、通常停止動作を行うことで制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある電流値以上の値または電力値以上の値である。 The second threshold T2 is a preset current value or power value, and is compared with the current value measured by the current measurement unit 55, or the power calculated based on the current value measured by the current measurement unit 55 and the voltage value measured by the voltage measurement unit 54. The second threshold T2 is a value based on a current value or power value at which an overvoltage may occur in the control panel 50 when a normal shutdown operation is performed. The second threshold T2 is, for example, a value equal to or greater than a current value or power value at which an overvoltage may occur in the control panel 50 when a normal shutdown operation is performed.
なお、保護停止動作を行う条件は、第１の条件及び第２の条件の一方のみであってもよい。例えば、保護停止動作を行う条件が、第１の条件のみが満たされたことである場合は、第１の閾値Ｔ１のみを含み、第２の閾値Ｔ２を含まない。または、保護停止動作を行う条件が第２の条件のみが満たされことである場合は、第２の閾値Ｔ２のみを含み、第１の閾値Ｔ１は含まない。 The condition for performing the protection stop operation may be only one of the first condition and the second condition. For example, if the condition for performing the protection stop operation is that only the first condition is satisfied, then only the first threshold T1 is included, and the second threshold T2 is not included. Alternatively, if the condition for performing the protection stop operation is that only the second condition is satisfied, then only the second threshold T2 is included, and the first threshold T1 is not included.
例えばパラメータは、製造工程における給水装置１の試運転時や、給水装置１の設置後に、作業員が、制御装置６０の入力部６２を操作するか、又は、外部端末をインターフェース６３に接続し、外部端末を操作して、初期値が設定される。 For example, when the water supply device 1 is being test-run in the manufacturing process or after the water supply device 1 is installed, the initial values of the parameters are set by an operator operating the input section 62 of the control device 60, or by connecting an external terminal to the interface 63 and operating the external terminal.
プロセッサ６７は、統括制御部である。プロセッサ６７は、典型的にはマイコンであるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、またはその他の汎用または専用のプロセッサなどであってもよい。プロセッサ６７は、例えば、通信制御、表示制御、ポンプ制御などの任意の処理を行う。図２に示すように、プロセッサ６７は、例えば、インターフェース６３やインバータ制御基板５３等を介して、流量検出装置１６、圧力検出装置１５、インバータ５２、電圧測定部５４、電流測定部５５及び、周波数測定部５６に接続される。 The processor 67 is a general control unit. The processor 67 is typically a microcomputer, but may be a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), or other general-purpose or dedicated processor. The processor 67 performs any process, such as communication control, display control, and pump control. As shown in FIG. 2, the processor 67 is connected to the flow rate detection device 16, the pressure detection device 15, the inverter 52, the voltage measurement unit 54, the current measurement unit 55, and the frequency measurement unit 56, for example, via the interface 63 and the inverter control board 53.
プロセッサ６７は、例えば、処理回路とメモリとを含む。プロセッサ６７は、例えば、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ領域６７ａと、揮発性のＤＲＡＭ領域６７ｂとを含む。また、プロセッサ６７は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに保存されたプログラムを実行することで、通信制御部６７ｃ及びポンプ制御部６７ｄ等として機能し得る。なお、プロセッサ６７内の各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。 The processor 67 includes, for example, a processing circuit and a memory. The processor 67 includes, for example, a non-volatile EEPROM area 67a and a volatile DRAM area 67b. The processor 67 can also function as a communication control unit 67c and a pump control unit 67d, etc., by executing a program stored in the memory 66 or the EEPROM area 67a. The division of functions among the various parts of the processor 67 is for convenience and can be changed as appropriate.
通信制御部６７ｃは、通信部６１を制御して、通信端末１００との無線通信を行う。
ポンプ制御部６７ｄは、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６を含む各種センサからの検出信号に基づいて、給水装置１の運転状態を示す運転データを取得し、当該運転データをメモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂに記憶する。
The communication control unit 67 c controls the communication unit 61 to perform wireless communication with the communication terminal 100 .
The pump control unit 67d acquires operating data indicating the operating state of the water supply device 1 based on detection signals from various sensors including the pressure detection device 15, the flow rate detection device 16, the voltage measurement unit 54, the current measurement unit 55, and the frequency measurement unit 56, and stores the operating data in the memory 66, the EEPROM area 67a and/or the DRAM area 67b.
また、ポンプ制御部６７ｄは、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに保存されたポンプ制御のためのプログラムと、各パラメータとに基づいてインバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号を、インバータ制御基板５３を介してインバータ５２へ出力し、モータ３０を制御する。これにより、ポンプ制御部６７ｄは、ポンプ４０の始動動作を行い、例えば目標圧力一定制御によりポンプ４０を制御し、ポンプ４０の停止動作を行う。 The pump control unit 67d also generates an inverter control signal based on the program for pump control stored in the memory 66 or the EEPROM area 67a and on each parameter, and outputs the inverter control signal to the inverter 52 via the inverter control board 53 to control the motor 30. As a result, the pump control unit 67d starts the pump 40, controls the pump 40 by, for example, constant target pressure control, and stops the pump 40.
以下、プロセッサ６７によるポンプ４０の制御機能の一例を説明する。ここで、制御機能の一例とは、プロセッサ６７がプログラムに基づき、ポンプ４０を始動する始動動作を行う制御機能、ポンプ４０を目標圧力一定制御で動作する制御機能、ポンプ４０を停止する停止動作を行う制御機能、及び、電圧測定部５４で測定された電圧値に基づいて過電圧を判定すると、ポンプ４０を停止する制御機能である。 Below, an example of the control function of the pump 40 by the processor 67 is described. Here, the examples of the control function are a control function in which the processor 67 performs a start-up operation to start the pump 40 based on a program, a control function in which the pump 40 operates under constant target pressure control, a control function in which the pump 40 is stopped, and a control function in which the pump 40 is stopped when an overvoltage is determined based on the voltage value measured by the voltage measurement unit 54.
また、制御機能の一例は、プロセッサ６７がプログラムに基づき、ポンプ４０の始動動作中、または、始動動作後であってポンプ４０の停止動作を除く駆動中に、電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて過電圧を判定してポンプ４０を一旦停止した後、ポンプ４０を再始動させる制御機能である。 An example of a control function is a control function in which the processor 67, based on a program, determines an overvoltage based on the voltage measured by the voltage measuring unit 54 during the start-up operation of the pump 40 or during operation of the pump 40 after the start-up operation but excluding the stop operation, and then restarts the pump 40.
なお、ポンプ制御部６７ｄによる各処理は適宜設定できることから、以下、プロセッサ６７の処理の一例として説明する。また、各種データの読み出し及び記憶（格納）は、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及びＤＲＡＭ領域６７ｂを適宜設定できることから、各種データの読み出し及び記憶については、メモリ６６を用いた一例として説明する。 The processes performed by the pump control unit 67d can be set as appropriate, and therefore will be described below as an example of the processes performed by the processor 67. The memory 66, the EEPROM area 67a, and the DRAM area 67b can be set as appropriate for reading and storing various data, and therefore the reading and storing of various data will be described below as an example using the memory 66.
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、電圧測定部５４の測定した電圧に基づいて過電圧を判定すると、ポンプ４０を停止する。 In addition, when the processor 67 determines, based on the program, on the voltage measured by the voltage measuring unit 54 that an overvoltage has occurred, it stops the pump 40.
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、ポンプ４０の始動動作中、及び、始動動作後であってポンプ４０の停止動作を除く駆動中に過電圧保護機能によりポンプ４０を一旦停止すると、ポンプ４０を再始動する。 In addition, based on the program, the processor 67 restarts the pump 40 when the pump 40 is stopped by the overvoltage protection function during the start-up operation of the pump 40 and during operation of the pump 40 after the start-up operation, excluding the stop operation of the pump 40.
ポンプ４０の始動動作後、プロセッサ６７は、例えば、プログラムに基づいて、目標圧力一定制御にてポンプ４０を単独運転する給水処理を行う。プロセッサ６７は、例えば、流量検出装置１６、圧力検出装置１５で検出された流量及び圧力の各検出値、モータ３０の回転速度（周波数）、並びに、メモリ６６等に格納された各種データ及びプログラム等に基づいて、インバータ５２の出力周波数を制御し、ポンプ４０を目標圧力一定制御で駆動制御する。これにより、ポンプ４０の単独運転による給水処理が行われる。 After the pump 40 starts up, the processor 67 performs water supply processing by operating the pump 40 independently with constant target pressure control based on, for example, a program. The processor 67 controls the output frequency of the inverter 52 based on, for example, the flow rate and pressure detected by the flow rate detection device 16 and the pressure detection device 15, the rotation speed (frequency) of the motor 30, and various data and programs stored in the memory 66, etc., and drives and controls the pump 40 with constant target pressure control. This allows the pump 40 to perform water supply processing by operating alone.
また、プロセッサ６７は、例えば、ポンプ４０を目標圧力一定制御で駆動しているときに、ポンプ４０を増台する増台処理、及び、ポンプ４０を減台する減台処理を行う。 In addition, for example, when the pumps 40 are driven under constant target pressure control, the processor 67 performs an increase process to increase the number of pumps 40 and a decrease process to decrease the number of pumps 40.
また、プロセッサ６７は、例えば、プログラムに基づいて、ポンプ４０の運転中に、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かの判定処理を行う。そして、プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止条件が満たされたと判定すると、ポンプ４０の停止動作を開始する前例えば直前に、保護始動動作を行う条件が満たされているか否かを判定する処理を行う。本実施形態の例では、保護停止動作を行う条件は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされることである。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の少なくとも一方が満たされてないと判定すると、ポンプ４０の停止動作として、通常始動動作を行う処理をする。 Furthermore, the processor 67 performs a process of determining whether or not the stop conditions for the pump 40 are satisfied while the pump 40 is in operation, for example based on a program. Then, when the processor 67 determines that the stop conditions for the pump 40 are satisfied, it performs a process of determining whether or not the conditions for performing a protective start-up operation are satisfied, for example, immediately before starting the stop operation of the pump 40. In this embodiment, the condition for performing the protective stop operation is that both the first condition and the second condition are satisfied. When the processor 67 determines that at least one of the first condition and the second condition is not satisfied, it performs a process of performing a normal start-up operation as the stop operation of the pump 40.
通常停止動作は、予め設定された減速度で、インバータ５２の出力周波数をゼロに下降させる停止動作である。通常停止動作の予め設定された減速度は、制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがない減速度である。 The normal stopping operation is a stopping operation that reduces the output frequency of the inverter 52 to zero at a preset deceleration rate. The preset deceleration rate for the normal stopping operation is a deceleration rate that does not pose a risk of overvoltage occurring in the control panel 50.
通常停止動作は、例えば、インバータ５２の出力周波数を、予め設定された、所定の単位時間当たりの変化率でゼロまで下降させる停止動作である。この変化率は、インバータ５２の出力周波数を、最高出力周波数からゼロまで、予め設定された所定の第１の減速時間ｔ３で下降されるものであり、最高出力周波数を第１の減速時間ｔ３で除算した値である。 The normal stopping operation is, for example, a stopping operation in which the output frequency of the inverter 52 is decreased to zero at a preset, specific rate of change per unit time. This rate of change is the rate at which the output frequency of the inverter 52 is decreased from the maximum output frequency to zero in a preset, specific first deceleration time t3, and is the value obtained by dividing the maximum output frequency by the first deceleration time t3.
図５は、通常停止動作でのインバータ５２の出力周波数の減速度の設定値の一例、及び、後述する保護停止動作でのインバータ５２の出力周波数の減速度の設定値の一例を示している。図５では、横軸は時間を示しており、縦軸は周波数を示している。図５に示すように、本実施形態の例では、通常停止動作は、図５に線Ｌ３で示すように、インバータ５２の出力周波数を、一定の傾きでゼロまで下降させる減速度である。 Figure 5 shows an example of a set value of the deceleration rate of the output frequency of the inverter 52 in a normal stop operation, and an example of a set value of the deceleration rate of the output frequency of the inverter 52 in a protective stop operation described below. In Figure 5, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates frequency. As shown in Figure 5, in the example of this embodiment, the normal stop operation is a deceleration rate that reduces the output frequency of the inverter 52 to zero at a constant slope, as shown by line L3 in Figure 5.
停止動作を行う直前とは、例えば、ユーザがポンプ４０を停止する為に入力部６２を操作して、プロセッサ６７が入力部６２から停止の操作がなされたことを示す信号を受信した時である。または、例えば、停止動作を行う直前とは、流量検出装置１６が停止流量を検出し、プロセッサ６７が、流量検出装置１６からの信号を受信した時である。 The time immediately before the stopping operation is, for example, when the user operates the input unit 62 to stop the pump 40 and the processor 67 receives a signal from the input unit 62 indicating that the stopping operation has been performed. Or, for example, the time immediately before the stopping operation is when the flow detection device 16 detects the stopping flow rate and the processor 67 receives a signal from the flow detection device 16.
第１の条件は、インバータ５２の出力周波数、または、モータ３０の回転速度が、第１の閾値Ｔ１以上であることである。第１の閾値Ｔ１は、通常停止動作を行うことで制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある出力周波数または回転速度である。 The first condition is that the output frequency of the inverter 52 or the rotation speed of the motor 30 is equal to or greater than the first threshold value T1. The first threshold value T1 is the output frequency or rotation speed at which a normal stop operation may cause an overvoltage in the control panel 50.
インバータ５２の出力周波数及びモータ３０の回転速度は、測定値であってもよく、または、指令値であってもよい。インバータ５２の出力周波数は、周波数測定部５６により測定できる。モータ３０の回転速度は、インバータ５２の出力周波数と一定の関係を有するため、周波数測定部５６の測定結果に基づいて、モータ３０の回転速度を検出できる。 The output frequency of the inverter 52 and the rotation speed of the motor 30 may be measured values or command values. The output frequency of the inverter 52 can be measured by the frequency measurement unit 56. Since the rotation speed of the motor 30 has a certain relationship with the output frequency of the inverter 52, the rotation speed of the motor 30 can be detected based on the measurement result of the frequency measurement unit 56.
なお、モータ３０の回転速度は、インバータ５２の出力周波数に基づいて検出することに限定されない。例えば、プロセッサ６７は、他の手段により検出したモータ３０の回転速度を用いてもよい。 Note that the rotation speed of the motor 30 is not limited to being detected based on the output frequency of the inverter 52. For example, the processor 67 may use the rotation speed of the motor 30 detected by other means.
なお、インバータ５２の出力周波数の指令値は、インバータ制御基板５３からインバータ５２に送信される出力周波数の指令値である。回転速度の指令値は、例えば、インバータ制御基板５３からインバータ５２に送信される出力周波数の指令値に基づいて算出される。 The command value for the output frequency of the inverter 52 is the command value for the output frequency transmitted from the inverter control board 53 to the inverter 52. The command value for the rotation speed is calculated, for example, based on the command value for the output frequency transmitted from the inverter control board 53 to the inverter 52.
第２の条件は、例えば、モータ３０に作用する負荷が軽負荷であることである。軽負荷の一例は、電流測定部５５で測定された電流、または、電流測定部５５で測定された電流及び電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて算出される電力が第２の閾値Ｔ２以下であることである。第２の閾値Ｔ２は、通常停止動作を行うと、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電流値または電力値である。 The second condition is, for example, that the load acting on the motor 30 is a light load. An example of a light load is that the current measured by the current measuring unit 55, or the power calculated based on the current measured by the current measuring unit 55 and the voltage measured by the voltage measuring unit 54, is equal to or less than the second threshold value T2. The second threshold value T2 is a current value or power value at which an overvoltage may occur in the control panel 50 when a normal stopping operation is performed.
電流測定部５５で測定される電流は、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂ間の直流中間電流である。なお、電流測定部５５で測定される制御盤５０内の電流は、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂ間の直流中間電流に限定されない。他の例では、電流測定部５５は、例えば、インバータ５２からモータ３０への出力電流を測定してもよい。制御盤５０内の電力は、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂ間の電力である。なお、制御盤５０内の電流値及び電力値は、測定値が用いられたがこれに限定されない。他の例では、制御盤５０内の電流値及び電力値は、指令値であってもよい。 The current measured by the current measuring unit 55 is, for example, a DC intermediate current between the converter unit 52a and the inverter unit 52b. Note that the current in the control panel 50 measured by the current measuring unit 55 is not limited to the DC intermediate current between the converter unit 52a and the inverter unit 52b. In another example, the current measuring unit 55 may measure, for example, the output current from the inverter 52 to the motor 30. The power in the control panel 50 is, for example, the power between the converter unit 52a and the inverter unit 52b. Note that, although measured values are used for the current value and power value in the control panel 50, this is not limiting. In another example, the current value and power value in the control panel 50 may be command values.
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、第１の条件及び第２の条件の双方の条件が満たされていると判定すると、保護停止動作を行う。保護停止動作は、インバータ５２の出力周波数の減速度を、通常停止動作に比較して緩やかにした停止動作である。インバータ５２の出力周波数の減速度を、通常停止動作に比較して緩やかにした停止動作とは、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされている状態においても、制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがない停止動作である。 Furthermore, when the processor 67 determines based on the program that both the first condition and the second condition are satisfied, it performs a protective stop operation. The protective stop operation is a stop operation in which the deceleration rate of the output frequency of the inverter 52 is slower than that of the normal stop operation. A stop operation in which the deceleration rate of the output frequency of the inverter 52 is slower than that of the normal stop operation is a stop operation in which there is no risk of overvoltage occurring in the control panel 50 even when both the first condition and the second condition are satisfied.
出力周波数の減速度を通常停止動作に比較して緩やかにするとは、例えば、停止動作の開始からインバータ５２の出力周波数がゼロまで下降する期間の単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率を、通常停止動作に比較して小さくすることである。 Making the deceleration of the output frequency more gradual compared to normal stopping operation means, for example, making the rate of change of the output frequency of the inverter 52 per unit time during the period from the start of the stopping operation until the output frequency of the inverter 52 drops to zero smaller compared to normal stopping operation.
保護停止動作の開始時のインバータ５２の出力周波数は、通常停止動作の開始時のインバータ５２の出力周波数よりも大きい。この為、保護停止動作は、単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率が、通常停止動作でのインバータ５２の単位時間当たりの出力周波数の変化率より小さくなるように、停止動作開始からインバータ５２の出力周波数がゼロまで下降する時間を、通常停止動作に比較して長くする。 The output frequency of the inverter 52 at the start of the protective stop operation is greater than the output frequency of the inverter 52 at the start of the normal stop operation. For this reason, the protective stop operation lengthens the time it takes for the output frequency of the inverter 52 to drop to zero from the start of the stop operation compared to the normal stop operation so that the rate of change of the output frequency of the inverter 52 per unit time is smaller than the rate of change of the output frequency of the inverter 52 per unit time in the normal stop operation.
本実施形態の例では、保護停止動作の、単位時間当たりの出力周波数の変化率は、インバータ５２の出力周波数を最高出力周波数からゼロまで、第１の減速時間ｔ３より長い所定の第２の減速時間ｔ４で下降する場合の単位時間当たりの出力周波数の変化率と同じ変化率で減速する。さらにこの一例としては、図５に線Ｌ４１で示すように、保護停止動作は、予め設定された所定の傾きで、インバータ５２の出力周波数を下降させてもよい。 In this embodiment, the rate of change of the output frequency per unit time in the protective stop operation is decelerated at the same rate of change as the rate of change of the output frequency per unit time when the output frequency of the inverter 52 is decreased from the maximum output frequency to zero in a predetermined second deceleration time t4 that is longer than the first deceleration time t3. As another example of this, as shown by line L41 in FIG. 5, the protective stop operation may decrease the output frequency of the inverter 52 at a predetermined slope that is set in advance.
なお、第２の減速時間はＴ４、例えば、複数あってもよい。そして、インバータ５２の出力周波数またはモータ３０の回転速度と第１の閾値Ｔ１の比較の結果、及び、電流測定部５５で検出された電流値、または、電流測定部５５で検出された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づく電力値と第２の閾値Ｔ２との比較の結果に基づいて、複数の第２の減速時間からいずれかの第２の減速時間が選択されてもよい。 The second deceleration time T4 may be, for example, multiple. Then, one of the multiple second deceleration times may be selected based on the result of comparing the output frequency of the inverter 52 or the rotation speed of the motor 30 with the first threshold T1, and the result of comparing the current value detected by the current measurement unit 55, or the power value based on the current value detected by the current measurement unit 55 and the voltage value measured by the voltage measurement unit 54, with the second threshold T2.
例えば、第２の減速時間ｔ４として、ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３、ｔ４４が記憶されており、ｔ４１＜ｔ４２＜ｔ４３＜ｔ４４である。そして、インバータ５２の出力周波数またはモータ３０の回転速度と第１の閾値Ｔ１の比較の結果、及び、電流測定部５５で検出された電流値、または、電流測定部５５で検出された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づく電力値と第２の閾値Ｔ２との比較の結果に基づいて、ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３及びｔ４４のいずれかが用いられる。 For example, t41, t42, t43, and t44 are stored as the second deceleration time t4, where t41<t42<t43<t44. Then, based on the result of comparing the output frequency of the inverter 52 or the rotation speed of the motor 30 with the first threshold value T1, and the result of comparing the current value detected by the current measurement unit 55, or the power value based on the current value detected by the current measurement unit 55 and the voltage value measured by the voltage measurement unit 54, with the second threshold value T2, any one of t41, t42, t43, and t44 is used.
または、第２の減速時間ｔ４は、例えば、保護停止動作開始時に設定された時間を、保護停止動作中の、インバータ５２の出力周波数もしくはモータ３０の回転速度、及び、電流測定部５５で検出された電流値、もしくは、電流測定部５５で検出された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づく電力値に応じて、延ばしてもよい。 Alternatively, the second deceleration time t4 may be extended, for example, from the time set at the start of the protective stop operation, depending on the output frequency of the inverter 52 or the rotation speed of the motor 30 during the protective stop operation, and the current value detected by the current measurement unit 55, or the power value based on the current value detected by the current measurement unit 55 and the voltage value measured by the voltage measurement unit 54.
また、通常停止動作に比較して出力周波数の減速度を緩やかにした減速度の他の例は、インバータ５２の出力周波数を、ゼロまで複数の傾きで下降させてもよい。この例では、例えば、複数の傾きのいずれかは、通常停止動作でのインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの出力周波数の変化率よりも大きくてもよいし、または、通常停止動作でのインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの出力周波数の変化率同じであってもよい。 Another example of deceleration that slows down the output frequency compared to normal stop operation may be to decrease the output frequency of the inverter 52 to zero with multiple slopes. In this example, for example, any of the multiple slopes may be greater than the rate of change of the output frequency per unit time of the output frequency of the inverter 52 in normal stop operation, or may be the same as the rate of change of the output frequency per unit time of the output frequency of the inverter 52 in normal stop operation.
例えば、図５に出力周波数Ｌ４２で示すように、ポンプ４０の停止動作の開始から所定期間での単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率が、通常始動動作より大きくてもよい。または、他の例では、図５に出力周波数Ｌ４３で示すように、インバータ５２の出力周波数がゼロまで下降する時点を含む所定期間での単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率が、通常始動動作より大きくてもよい。 For example, as shown by output frequency L42 in FIG. 5, the rate of change of the output frequency of the inverter 52 per unit time in a predetermined period from the start of the stopping operation of the pump 40 may be greater than that in normal starting operation. Or, in another example, as shown by output frequency L43 in FIG. 5, the rate of change of the output frequency of the inverter 52 per unit time in a predetermined period including the time when the output frequency of the inverter 52 drops to zero may be greater than that in normal starting operation.
本実施形態の例では、メモリ６６等に、停止動作の初期設定として通常停止動作が設定されている。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされると、停止動作として保護停止動作を設定する。プロセッサ６７は、保護停止動作によりポンプ４０を停止すると、または、保護停止動作中にポンプ４０の始動条件が満たされてポンプ４０の始動動作が開始されると、停止動作の設定を、通常停止動作に戻す。 In this embodiment, the normal stop operation is set in the memory 66 etc. as the initial setting for the stop operation. When both the first condition and the second condition are satisfied, the processor 67 sets the protective stop operation as the stop operation. When the processor 67 stops the pump 40 by the protective stop operation, or when the start conditions for the pump 40 are satisfied during the protective stop operation and the start operation of the pump 40 is initiated, the processor 67 returns the setting for the stop operation to the normal stop operation.
ポンプ４０が停止した状態とは、インバータ５２の出力周波数がゼロになった状態、または、モータ３０の回転速度が０ｍｉｎ－１となった状態である。なお、ポンプ４０が停止した状態は、インバータ５２の出力周波数の指令値がゼロ、または、モータ３０の回転速度の指令値が０ｍｉｎ－１である状態であってもよい。 The state in which the pump 40 is stopped refers to a state in which the output frequency of the inverter 52 is zero, or a state in which the rotation speed of the motor 30 is 0 min -1 . Note that the state in which the pump 40 is stopped may also be a state in which the command value for the output frequency of the inverter 52 is zero, or a command value for the rotation speed of the motor 30 is 0 min -1 .
このように、プログラムは、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止する手段として、機能させる。また、プログラムは、ポンプ４０の始動動作中及び始動動作後であって停止動作を除く駆動中に過電圧保護機能によりポンプ４０を一旦停止すると、ポンプ４０を再始動する処理を行う手段として機能させる。また、プログラムは、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かを判定する手段として、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされているか否かを判定する処理を行う手段として、通常始動動作を行う処理を行う手段として、保護停止動作を行う処理を行う手段として、制御盤５０を機能させる。 In this way, the program causes the control panel 50 to function as a means for stopping the pump 40 by the overvoltage protection function. The program also causes the control panel 50 to function as a means for performing a process for restarting the pump 40 when the pump 40 is stopped by the overvoltage protection function during the start-up operation of the pump 40 and during operation after the start-up operation but excluding the stop operation. The program also causes the control panel 50 to function as a means for determining whether the stop condition of the pump 40 is satisfied, a means for performing a process for determining whether both the first condition and the second condition are satisfied, a means for performing a process for performing a normal start-up operation, and a means for performing a protective stop operation.
なお、本実施形態においては、給水装置１が複数台のポンプユニット２０を有する例を用いて説明することから、制御盤５０が制御装置６０を備える例を示すが、ポンプユニット２０が一台である場合には、給水装置１は、制御装置６０を有さず、制御装置６０の機能をインバータボックス５１が備え、インバータボックス５１が、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６からの信号に基づいて、ポンプ４０の始動動作及び停止動作を上述のように制御する構成としてもよい。 In this embodiment, the water supply device 1 has a plurality of pump units 20, and therefore the control panel 50 has a control device 60. However, if there is only one pump unit 20, the water supply device 1 does not have the control device 60, and the inverter box 51 has the function of the control device 60, and the inverter box 51 may be configured to control the start and stop operations of the pump 40 as described above based on signals from the pressure detection device 15, the flow detection device 16, the voltage measurement unit 54, the current measurement unit 55, and the frequency measurement unit 56.
配管ユニット１２は、図１に示すように、例えば、各ポンプ４０に接続されるチェック弁１２ａと、チェック弁１２ａに接続された連結管１２ｂと、を備えている。チェック弁１２ａは、ポンプ４０の二次側に設けられており、ポンプ４０の吐出口への水の逆流を防止する。 As shown in FIG. 1, the piping unit 12 includes, for example, a check valve 12a connected to each pump 40 and a connecting pipe 12b connected to the check valve 12a. The check valve 12a is provided on the secondary side of the pump 40 and prevents backflow of water to the discharge port of the pump 40.
アキュムレータ１３は、例えば、連結管１２ｂに接続されている。圧力検出装置１５は、ポンプ装置１１のポンプ４０の始動圧力を検出可能に構成されている。圧力検出装置１５は、ポンプ装置１１の二次側、例えば連結管１２ｂの二次側に設けられ、連結管１２ｂの二次側の圧力を検出する。 The accumulator 13 is connected to, for example, the connecting pipe 12b. The pressure detection device 15 is configured to be able to detect the starting pressure of the pump 40 of the pump device 11. The pressure detection device 15 is provided on the secondary side of the pump device 11, for example, on the secondary side of the connecting pipe 12b, and detects the pressure on the secondary side of the connecting pipe 12b.
流量検出装置１６は、ポンプ４０の停止流量を検出可能に構成されている。流量検出装置１６は、例えば、各ポンプ４０の二次側にそれぞれ設けられ、各ポンプ４０の吐出流量を検出する。 The flow rate detection device 16 is configured to be able to detect the stop flow rate of the pump 40. The flow rate detection device 16 is provided, for example, on the secondary side of each pump 40 and detects the discharge flow rate of each pump 40.
次に、このような給水装置１とデータ通信を行う通信端末１００の例について、以下説明する。通信端末１００は、給水装置１と通信可能な情報処理装置である。通信端末１００は、例えば、ＰＣ、モバイル端末等が挙げられるが、これらに限られない。通信端末１００は、図２に例示するように、例えば、通信部１０１、入力部１０２、メモリ１０３及びプロセッサ１０４を備える。 Next, an example of a communication terminal 100 that performs data communication with the water supply device 1 will be described below. The communication terminal 100 is an information processing device that can communicate with the water supply device 1. Examples of the communication terminal 100 include, but are not limited to, a PC or a mobile terminal. As shown in FIG. 2, the communication terminal 100 includes, for example, a communication unit 101, an input unit 102, a memory 103, and a processor 104.
通信部１０１は、プロセッサ１０４により制御され、無線通信技術を用いて、給水装置１等の外部装置と通信可能な任意の通信インターフェースである。入力部１０２は、ユーザ入力を受け付けるための入力Ｉ／Ｆであり、通信端末１００に内蔵されてもよいし、通信端末１００に外付けされてもよい。 The communication unit 101 is an arbitrary communication interface that is controlled by the processor 104 and can communicate with an external device such as the water supply device 1 using wireless communication technology. The input unit 102 is an input I/F for accepting user input, and may be built into the communication terminal 100 or may be externally attached to the communication terminal 100.
メモリ１０３は、プロセッサ１０４が各処理を実現するために当該プロセッサ１０４によって実行されるプログラム、および当該プロセッサ１０４によって使用されるデータなどを記憶する。 Memory 103 stores programs executed by processor 104 to realize each process, data used by processor 104, etc.
プロセッサ１０４は、典型的にはＣＰＵであるが、マイコン、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、またはその他の汎用または専用のプロセッサ等であってもよい。プロセッサ１０４は、通信部１０１を介して給水装置１との間で無線通信を行う。プロセッサ１０４は、メモリ１０３に保存されたプログラムを実行することで、通信端末１００を機能し得る。なお、プロセッサ１０４内の各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。 The processor 104 is typically a CPU, but may also be a microcomputer, FPGA, DSP, or other general-purpose or dedicated processor. The processor 104 performs wireless communication with the water supply device 1 via the communication unit 101. The processor 104 can function as the communication terminal 100 by executing a program stored in the memory 103. Note that the division of functions among the various units within the processor 104 is for convenience and can be changed as appropriate.
次に、本実施形態に係る給水装置１の目標圧力一定制御による給水の例を、図４に示す流れ図を用いて説明する。
プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止中にポンプ４０の始動条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態の例では、入力部６２からの始動の信号が受信されると、または、圧力検出装置１５で検出されたポンプ４０の二次側の圧力がメモリ６６等に記憶された閾値としての始動圧力以下となると、始動条件が整う。
Next, an example of water supply by constant target pressure control of the water supply device 1 according to this embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG.
The processor 67 determines whether or not the start conditions for the pump 40 are satisfied while the pump 40 is stopped (step ST1). In the example of the present embodiment, the start conditions are met when a start signal is received from the input unit 62, or when the secondary pressure of the pump 40 detected by the pressure detection device 15 becomes equal to or lower than a start pressure serving as a threshold value stored in the memory 66 or the like.
プロセッサ６７は、始動条件が満たされていない場合（ステップＳＴ１のＮＯ）には、ポンプ４０の停止を維持する。プロセッサ６７は、始動条件が整ったと判定すると（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、所定の始動動作でポンプ４０を始動する。プロセッサ６７は、ポンプ４０を始動すると、目標圧力一定制御にてポンプ４０を運転する（ステップＳＴ２）。 If the start conditions are not met (NO in step ST1), the processor 67 keeps the pump 40 stopped. If the processor 67 determines that the start conditions are met (YES in step ST1), it starts the pump 40 with a predetermined start operation. After starting the pump 40, the processor 67 operates the pump 40 with constant target pressure control (step ST2).
プロセッサ６７は、ポンプ４０を目標圧力一定制御で運転中、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ３）。本実施形態の例では、入力部６２からポンプ４０の停止の信号を受信すると、または、流量検出装置１６で検出された流量がメモリ６６等に記憶された閾値としての停止流量以下となると、停止条件が満たされる。 While the pump 40 is operating under constant target pressure control, the processor 67 determines whether the stop condition for the pump 40 is satisfied (step ST3). In the example of this embodiment, the stop condition is satisfied when a signal to stop the pump 40 is received from the input unit 62, or when the flow rate detected by the flow detection device 16 becomes equal to or lower than the stop flow rate as a threshold value stored in the memory 66 or the like.
停止条件が満たされていない場合（ステップＳＴ３のＮＯ）には、プロセッサ６７は、ポンプ４０の運転を維持し、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かの判定を継続する。 If the stop condition is not satisfied (NO in step ST3), the processor 67 maintains the operation of the pump 40 and continues to determine whether the stop condition for the pump 40 is satisfied.
停止条件が満たされると（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止の直前に、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ４）。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされている場合（ステップＳＴ４のＹＥＳ）には、保護停止動作を行う（ステップＳＴ５）。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の少なくとも一方が満たされていないと判定すると（ステップＳＴ４のＮＯ）、通常停止動作を行う（ステップＳＴ６）。 When the stop condition is satisfied (YES in step ST3), the processor 67 determines whether or not both the first condition and the second condition are satisfied immediately before stopping the pump 40 (step ST4). When both the first condition and the second condition are satisfied (YES in step ST4), the processor 67 performs a protective stop operation (step ST5). When the processor 67 determines that at least one of the first condition and the second condition is not satisfied (NO in step ST4), the processor 67 performs a normal stop operation (step ST6).
このように構成された給水装置１によれば、制御盤５０は、ポンプ４０の運転中にポンプ４０の停止条件が満たされ、かつ、第１の条件が満たされると、保護停止動作でポンプ４０を停止する。この為、モータ３０の回生が生じても、回生により生じる電圧を小さくできるので、制御盤５０内の電圧が高い状態であっても過電圧が生じることを防止できる。結果、過電圧保護機能によるポンプ４０の停止を防止できるので、給水先への給水が遮断される断水の発生を防止できる。さらに、モータ３０の回生により生じる電圧を小さくできるので、インバータ５２の平滑コンデンサ５２ｃとして、リプル電流が大きく、静電容量が小さいコンデンサを用いることができる。リプル電流が大きく、静電容量が小さいコンデンサとして、フィルムコンデンサを用いることができる。さらに、プログラム等のソフトウェアにより過電圧が生じることを防止できるので、過電圧が生じることをコスト低く抑えて防止できる。さらに、既存の給水装置１に対しても上述のプログラムを用いることで、過電圧の発生を防止できる。 According to the water supply device 1 configured in this manner, when the stop condition of the pump 40 is satisfied while the pump 40 is in operation and the first condition is also satisfied, the control panel 50 stops the pump 40 by a protective stop operation. Therefore, even if the motor 30 regenerates, the voltage generated by the regeneration can be reduced, so that even if the voltage inside the control panel 50 is high, overvoltage can be prevented. As a result, the pump 40 can be prevented from stopping due to the overvoltage protection function, so that water supply to the water supply destination can be prevented from being cut off. Furthermore, since the voltage generated by the regeneration of the motor 30 can be reduced, a capacitor with a large ripple current and a small capacitance can be used as the smoothing capacitor 52c of the inverter 52. As a capacitor with a large ripple current and a small capacitance, a film capacitor can be used. Furthermore, since the occurrence of overvoltage can be prevented by software such as a program, the occurrence of overvoltage can be prevented at low cost. Furthermore, the occurrence of overvoltage can be prevented even for existing water supply devices 1 by using the above-mentioned program.
さらに、制御盤５０は、第１の条件に加えて第２の条件も満たされると、第２の停止動作でポンプ４０を停止する。この為、制御盤５０内に過電圧が生じることを、より一層防止できる。 Furthermore, when the second condition is satisfied in addition to the first condition, the control panel 50 performs a second stopping operation to stop the pump 40. This makes it possible to further prevent overvoltage from occurring within the control panel 50.
また、ポンプ４０の始動動作中、及び、ポンプ４０の始動動作後であってポンプ４０の停止動作を除くポンプ４０の駆動中に、万が一、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止しても、ポンプ４０を再始動するリトライを行うことで、断水の期間を短くできる。 In addition, even if the pump 40 is stopped by the overvoltage protection function during the start-up operation of the pump 40 or while the pump 40 is operating after the start-up operation but excluding the stop operation of the pump 40, the period of water outage can be shortened by retrying to restart the pump 40.
上述したように、本実施形態に係るポンプ装置１１によれば、制御盤５０内に過電圧が生じることを防止できる。 As described above, the pump device 11 according to this embodiment can prevent overvoltage from occurring within the control panel 50.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記処理を実現するプログラム、通常始動動作に関するデータ、保護始動動作に関するデータ、第１乃至第４の閾値、通常停止動作に関するデータ、及び保護停止動作に関するデータは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラム、通常始動動作に関するデータ、保護始動動作に関するデータ、第１乃至第４の閾値、通常停止動作に関するデータ、及び保護停止動作に関するデータは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラム、通常始動動作に関するデータ、保護始動動作に関するデータ、第１乃至第４の閾値、通常停止動作に関するデータ、及び、保護停止動作に関するデータを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the program for implementing the above-described processing, the data related to the normal start-up operation, the data related to the protective start-up operation, the first to fourth thresholds, the data related to the normal stop operation, and the data related to the protective stop operation may be stored in a computer-readable storage medium and provided. The program, the data related to the normal start-up operation, the data related to the protective start-up operation, the first to fourth thresholds, the data related to the normal stop operation, and the data related to the protective stop operation are stored in the storage medium as an installable file or an executable file. Examples of storage media include magnetic disks, optical disks (CD-ROMs, CD-Rs, DVDs, etc.), magneto-optical disks (MOs, etc.), and semiconductor memories. The storage medium may be any medium that can store a program and is readable by a computer. In addition, the program for implementing the above-described processing, the data related to the normal start-up operation, the data related to the protective start-up operation, the first to fourth thresholds, the data related to the normal stop operation, and the data related to the protective stop operation may be stored on a computer (server) connected to a network such as the Internet, and downloaded to a computer (client) via the network.
また、上述の例では、ポンプ４０の停止条件が満たされ、ポンプ４０を停止する前に第１の条件及び第２の条件の双方が満たされると保護停止動作を行う構成が一例として説明されたがこれに限定されない。他の例では、ポンプ４０の停止条件が満たされ、ポンプ４０を停止する前に第１の条件及び第２の条件の少なくとも一方が満たされると、保護停止動作を行ってもよい。 In the above example, a configuration in which a protective stop operation is performed when the stop condition of the pump 40 is satisfied and both the first condition and the second condition are satisfied before stopping the pump 40 has been described as an example, but this is not limiting. In another example, a protective stop operation may be performed when the stop condition of the pump 40 is satisfied and at least one of the first condition and the second condition is satisfied before stopping the pump 40.
また、上述の例では、第１の条件及び第２の条件について、満たされたか否かの判定がなされる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第１の条件のみ満たされたか否かを判定し、満たされると保護停止動作をする構成であってもよい。または、第２の条件のみ満たされたか否かを判定し、満たされると保護停止動作をする構成であってもよい。 In the above example, a configuration in which a determination is made as to whether the first condition and the second condition are satisfied has been described as an example, but the present invention is not limited to this. In another example, a configuration in which a determination is made as to whether only the first condition is satisfied, and a protection stop operation is performed if the first condition is satisfied, may be used. Alternatively, a configuration in which a determination is made as to whether only the second condition is satisfied, and a protection stop operation is performed if the second condition is satisfied may be used.
また、上述の例では、制御盤５０は、ポンプ４０の停止条件が満たされ、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされると、保護停止動作を行う構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、制御盤５０は、ポンプ４０の停止条件が満たされ、通常停止動作で出力周波数の減速時に、インバータ５２の直流中間電圧が予め設定された電圧値である第３の閾値以上であることを検出すると、停止動作を通常停止動作から保護停止動作に切り替えてもよい。閾値は、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく値である。閾値は、例えば、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電圧値以上の電圧値である。 In the above example, the control panel 50 is configured to perform a protective stop operation when the stop condition of the pump 40 is satisfied and both the first condition and the second condition are satisfied, but this is not limiting. In another example, when the stop condition of the pump 40 is satisfied and the control panel 50 detects that the DC intermediate voltage of the inverter 52 is equal to or higher than a third threshold value, which is a preset voltage value, during deceleration of the output frequency in the normal stop operation, the control panel 50 may switch the stop operation from the normal stop operation to the protective stop operation. The threshold value is a value based on a voltage value at which an overvoltage may occur in the control panel 50. The threshold value is, for example, a voltage value equal to or higher than a voltage value at which an overvoltage may occur in the control panel 50.
また、上述の例では、第２の条件が満たされた状態は、電流測定部５５で測定された電流、または、電流測定部５５で測定された電流及び電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて算出される電力が第２の閾値Ｔ２以下であることが一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第２の条件が満たされた状態は、例えば、ポンプ４０が空転している状態であってもよい。ポンプ４０の空転は、例えば、ポンプ４０の二次側の圧力が予め設定された圧力より低下したことを検出し、ポンプ４０の回転数が予め設定された回転数より高いことを検出し、かつ、流量検出装置１６が停止流量を検出していない状態であることを検出することで、検知できる。 In the above example, the state in which the second condition is satisfied is described as being the current measured by the current measuring unit 55, or the power calculated based on the current measured by the current measuring unit 55 and the voltage measured by the voltage measuring unit 54 being equal to or less than the second threshold value T2, but is not limited to this. In another example, the state in which the second condition is satisfied may be, for example, a state in which the pump 40 is running idle. The idling of the pump 40 can be detected, for example, by detecting that the pressure on the secondary side of the pump 40 has dropped below a preset pressure, detecting that the rotation speed of the pump 40 is higher than the preset rotation speed, and detecting that the flow rate detection device 16 is not detecting the stop flow rate.
また、上述の例では、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止した後、ポンプ４０を始動しすなわちリトライし、その後、ポンプ４０の停止動作をする場合、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされたか否かに基づいて、通常停止動作、または、保護停止動作が行われる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、リトライによるポンプ４０の始動後にポンプ４０を停止する場合は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされたか否かの判定をせず、インバータ５２の出力周波数の減速度を、通常停止動作に比較して緩やかにした停止動作が行われてもよい。 In the above example, after the pump 40 is stopped by the overvoltage protection function, the pump 40 is started (i.e., retried), and then when the pump 40 is stopped, a normal stop operation or a protective stop operation is performed based on whether or not both the first condition and the second condition are satisfied. However, this is not limiting. In another example, when the pump 40 is stopped after starting the pump 40 by retry, it may be possible to perform a stop operation in which the deceleration of the output frequency of the inverter 52 is slower than that in the normal stop operation, without determining whether or not both the first condition and the second condition are satisfied.
この例としては、ポンプ４０のリトライ後の停止動作は、保護停止動作と同じ停止動作が行われてもよい。この場合、例えば前回の停止動作が保護停止動作である場合は、停止動作の設定を通常始動動作に戻す、ということを行わなくてもよい。または、リトライによるポンプ４０の始動動作後にポンプ４０を停止する場合、停止動作は、インバータ５２からの出力周波数の減速度を、保護停止動作に比較して緩やかにした停止動作であってもよい。 As an example of this, the stopping operation after a retry of the pump 40 may be the same as the protective stopping operation. In this case, for example, if the previous stopping operation was a protective stopping operation, it is not necessary to return the stopping operation setting to the normal starting operation. Alternatively, when stopping the pump 40 after a start operation of the pump 40 due to a retry, the stopping operation may be a stopping operation in which the deceleration rate of the output frequency from the inverter 52 is made gentler than that of the protective stopping operation.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made in the implementation stage without departing from the gist of the invention. The embodiments may be implemented in appropriate combination, in which case the combined effects can be obtained. Furthermore, the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by combinations selected from the multiple constituent elements disclosed. For example, if the problem can be solved and an effect can be obtained even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the configuration from which these constituent elements are deleted can be extracted as an invention.
１…給水装置、１１…ポンプ装置、３０…モータ、４０…ポンプ、５０…制御盤（可変速制御装置）、５２…インバータ、５２ｃ…平滑コンデンサ、５５…電流測定部、５６…周波数測定部、６０…制御装置、６７…プロセッサ、６７ｄ…ポンプ制御部。 1...water supply device, 11...pump device, 30...motor, 40...pump, 50...control panel (variable speed control device), 52...inverter, 52c...smoothing capacitor, 55...current measuring unit, 56...frequency measuring unit, 60...control device, 67...processor, 67d...pump control unit.
Claims (10)
前記ポンプを駆動するモータと、
前記モータを可変速回転駆動する可変速制御装置と、
を備え、
前記可変速制御装置は、前記ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が満たされ前記ポンプを停止する前の前記可変速制御装置の出力周波数または前記モータの回転速度が、予め設定された、過電圧が生じるおそれがある周波数または回転数に基づく第１の閾値未満であると、通常停止動作で前記ポンプを停止し、前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作で前記ポンプを停止する、ポンプ装置。 A pump,
A motor that drives the pump;
a variable speed control device that drives the motor at a variable speed;
Equipped with
The variable speed control device stops the pump by performing a normal stopping operation when a pump stop condition is satisfied during operation of the pump and an output frequency of the variable speed control device or the rotational speed of the motor before stopping the pump is less than a predetermined first threshold value based on a frequency or rotational speed at which an overvoltage may occur, and stops the pump by performing a protective stopping operation in which the output frequency is decelerated at a slower deceleration rate compared to the normal stopping operation when the output frequency or the rotational speed is equal to or greater than the first threshold value.
前記電流値または前記回転数が前記第２の閾値より大きい場合は、前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値以上であっても、前記通常停止動作で前記ポンプを停止する、請求項１または請求項２に記載のポンプ装置。 the variable speed control device stops the pump by the protective stop operation when a stop condition for the pump is satisfied during operation of the pump and the output frequency or the rotation speed before stopping the pump is equal to or higher than the first threshold value, and a current value or power value in the variable speed control device is a light load equal to or lower than a second threshold value based on a preset current value or rotation speed at which an overvoltage may occur;
3. The pump device according to claim 1, wherein when the current value or the rotational speed is greater than the second threshold, the pump is stopped by the normal stopping operation even if the output frequency or the rotational speed is equal to or greater than the first threshold.
前記ポンプを駆動するモータと、
前記モータを可変速回転駆動する可変速制御装置と、
を備え、
前記可変速制御装置は、前記ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が満たされると通常停止動作で前記ポンプを停止し、前記通常停止動作による前記可変速制御装置の出力周波数の減速時に、前記可変速制御装置の直流中間電圧値が、予め設定された、前記可変速制御装置に過電圧を生じさせるおそれがある電圧値に基づく第３の閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作に切り替える、ポンプ装置。 A pump,
A motor that drives the pump;
a variable speed control device that drives the motor at a variable speed;
Equipped with
The variable speed control device stops the pump by normal stopping operation when a stop condition for the pump is satisfied while the pump is in operation, and when a DC intermediate voltage value of the variable speed control device is equal to or higher than a predetermined third threshold value based on a voltage value that may cause an overvoltage in the variable speed control device during deceleration of the output frequency of the variable speed control device by the normal stopping operation, switches to a protective stopping operation in which the output frequency is decelerated at a slower deceleration rate than that of the normal stopping operation.
前記保護停止動作の減速度は、前記第１の減速時間より長い第２の減速時間で、前記最高出力周波数からゼロまで下降させる減速度である、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のポンプ装置。 the deceleration of the normal stopping operation is a deceleration that reduces the output frequency of the variable speed control device from a maximum output frequency to zero in a first deceleration time,
The deceleration rate of the protective stop operation is a deceleration rate that decreases the maximum output frequency to zero in a second deceleration time that is longer than the first deceleration time.
A pump device according to any one of claims 1 to 5.
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のポンプ装置。 the variable speed control device is initially set to the normal stop operation as the stop operation of the pump, and when the protective stop operation is performed, the protective stop operation is set as the stop operation of the pump, and when the pump stops and the output frequency becomes zero or the rotation speed of the motor becomes 0 min -1 , or when a start condition of the pump is met and the start operation of the pump is started during the protective stop operation, the setting of the stop operation of the pump is returned to the normal stop operation;
A pump device according to any one of claims 1 to 6.
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のポンプ装置。 the variable speed control device stops the pump when an overvoltage occurs, and then retries the pump;
A pump device according to any one of claims 1 to 7.
前記可変速制御装置は、前記ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が整い前記ポンプを停止する前の前記可変速制御装置の出力周波数または前記モータの回転速度が、予め設定された、過電圧が生じるおそれがある周波数または回転数に基づく第１の閾値未満であると、通常停止動作で前記ポンプを停止し、前記出力周波数または前記回転速度が前記閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作で前記ポンプを停止する、可変速制御装置。 A variable speed control device that drives a motor that drives a pump at a variable speed,
The variable speed control device stops the pump by performing a normal stopping operation when a stopping condition for the pump is met during operation of the pump and an output frequency of the variable speed control device or the rotational speed of the motor before stopping the pump is less than a first threshold value that is based on a predetermined frequency or rotational speed at which an overvoltage may occur, and stops the pump by performing a protective stopping operation that decelerates the output frequency at a gradual deceleration rate compared to the normal stopping operation when the output frequency or the rotational speed is equal to or greater than the threshold value.
ポンプの運転中に前記ポンプの停止条件が整い前記ポンプを停止する前の可変速制御装置の出力周波数または前記ポンプを駆動するモータの回転速度と、予め設定された、過電圧が生じるおそれがある周波数または回転数に基づく第１の閾値とを比較する手段と、
前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値未満であると、通常停止動作で前記ポンプを始動する手段と、
前記出力周波数または前記回転速度が前記第１の閾値以上であると、前記通常停止動作に比較して緩やかな減速度で前記出力周波数を減速する保護停止動作で前記ポンプを停止する手段と、
として機能させるためのプログラム。
Computer,
a means for comparing an output frequency of a variable speed control device or a rotation speed of a motor that drives the pump before a stop condition for the pump is met during operation of the pump and the pump is stopped, with a first threshold value that is set in advance and is based on a frequency or a rotation speed at which an overvoltage may occur;
means for starting the pump in normal stop operation when the output frequency or the rotational speed is below the first threshold;
a means for stopping the pump by a protective stop operation that decelerates the output frequency at a slower deceleration rate than that of the normal stop operation when the output frequency or the rotation speed is equal to or higher than the first threshold value;
A program to function as a
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