JP7741016B2 - Water supply device and method for operating the water supply device - Google Patents
Water supply device and method for operating the water supply deviceInfo
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Description
本発明は、給水装置、および給水装置の運転方法に関するものである。 The present invention relates to a water supply device and a method for operating a water supply device.
給水装置は、集合住宅やビルなどの建物に設置され、各給水端(例えば、蛇口)へ水を供給する装置として用いられている。給水装置では、商用交流電源の周波数および電圧を任意の周波数および電圧に変換するインバータを用いることにより、ポンプを可変速運転することが広く行われている。このような給水装置においては、複数のポンプのそれぞれを制御する複数のインバータが設けられる場合があり、これらポンプおよびインバータは制御部によって制御される。複数のポンプおよび複数のインバータを用いた給水装置では、あるポンプ・モータが故障(漏電、過電流、欠相など)したときに、自動的に他のポンプ・モータに切り替え、建物への断水を回避することができるようになっている。 Water supply systems are installed in buildings such as apartment complexes and offices, and are used to supply water to each water supply terminal (e.g., faucets). Variable-speed operation of pumps is commonly achieved in water supply systems using inverters that convert the frequency and voltage of commercial AC power to any desired frequency and voltage. Such water supply systems may be equipped with multiple inverters that control multiple pumps, each of which is controlled by a control unit. In water supply systems using multiple pumps and multiple inverters, if one pump motor fails (due to a current leak, overcurrent, or phase loss, for example), the system automatically switches to another pump motor, preventing a water outage for the building.
また、ポンプおよびインバータの動作を制御する制御基板についても、運転中の制御基板が何らかの不具合によって正常に動作しなくなった場合に備えてバックアップ用の制御基板を備えた給水装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。このような給水装置によれば、制御基板の異常などのバックアップ条件が成立した際に、ポンプおよびインバータの動作の制御を、運転中の制御基板から待機中のバックアップ用の制御基板へ切り替えることにより、断水を回避することができる。 Furthermore, water supply devices have been developed that include a backup control board for the control board that controls the operation of the pump and inverter in case the operating control board stops functioning properly due to some kind of malfunction (see, for example, Patent Document 1). With such water supply devices, when a backup condition is met, such as an abnormality in the control board, control of the operation of the pump and inverter can be switched from the operating control board to a standby backup control board, thereby avoiding a water outage.
従来の給水装置では、運転中の制御基板からバックアップ用の制御基板にインバータの制御を切り替える際に、一旦、ポンプおよびインバータを停止させ、短時間が経過した後でバックアップ用の制御基板を用いてポンプおよびインバータを再運転している。この理由は、制御基板の異常などのバックアップ条件が成立した直後にポンプをそのまま運転すると、思わぬ不具合が給水装置に発生するおそれがあり、そのため、安全に給水装置を再始動させるための遅延時間を、ポンプおよびインバータに対して設けたからである。したがって、従来は、運転中の制御基板からバックアップ用の制御基板にポンプおよびインバータの運転・制御を切り替える際に、わずかな時間ではあるものの建物への給水が停止してしまう。 In conventional water supply systems, when switching inverter control from the operating control board to a backup control board, the pump and inverter are stopped first, and then the backup control board is used to restart the pump and inverter after a short period of time. The reason for this is that if the pump were to continue operating immediately after a backup condition, such as a control board abnormality, was met, there was a risk of an unexpected malfunction occurring in the water supply system. For this reason, a delay time was provided for the pump and inverter to allow the water supply system to restart safely. Therefore, conventionally, when switching operation and control of the pump and inverter from the operating control board to the backup control board, the water supply to the building would be stopped, albeit for a short time.
一方で、給水装置の使用者および利用者(以下、単に「使用者」と称する)は、建物への給水の停止(すなわち、断水)をできる限り回避したいと望む傾向にある。そのため、たとえわずかな時間であっても断水を回避して、建物に水を供給可能な状態を維持して欲しいと望む使用者は少なくない。 On the other hand, users and consumers of water supply equipment (hereinafter simply referred to as "users") tend to want to avoid interruptions to the water supply to buildings (i.e., water outages) as much as possible. As a result, many users would like to avoid water outages, even if only for a short time, and maintain a water supply to the building.
そこで、本発明は、極力断水を回避することができる給水装置、および給水装置の運転方法を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a water supply device and a method for operating a water supply device that can avoid water outages as much as possible.
一態様では、少なくとも1つのポンプと、対応する前記ポンプの回転周波数を可変制御する少なくとも1つのインバータと、前記少なくとも1つのインバータを単独で制御可能であり、かつ互いに通信可能に接続される主制御基板およびバックアップ制御基板と、を備え、前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、前記バックアップ制御基板は、成立した前記バックアップ条件に応じて、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐか否かを決定する、給水装置が提供される。 In one aspect, a water supply device is provided that includes at least one pump, at least one inverter that variably controls the rotational frequency of the corresponding pump, and a main control board and a backup control board that can independently control the at least one inverter and are communicatively connected to each other, wherein the main control board and/or the backup control board monitor whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is met, and the backup control board determines whether to transfer operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board depending on whether the backup condition is met.
一態様では、前記給水装置は、前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、をさらに備え、前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記第2圧力センサの測定値に応じて、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐか否かを決定する。
一態様では、前記バックアップ制御基板は、前記第2圧力センサの測定値が予め定められた許容範囲内であるときに、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐ。
一態様では、前記給水装置は、前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、をさらに備え、前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる。
In one aspect, the water supply device further includes a first pressure sensor connected to the main control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and the backup conditions include an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, and when the main control board and/or the backup control board detects an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, the backup control board decides whether or not to transfer operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board depending on the measurement value of the second pressure sensor.
In one aspect, the backup control board transfers operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board when the measurement value of the second pressure sensor is within a predetermined tolerance range.
In one aspect, the water supply device further includes a first pressure sensor connected to the main control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, wherein the backup conditions include an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, and when the main control board and/or the backup control board detect an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, the backup control board stops the at least one pump.
一態様では、前記バックアップ条件は、前記主制御基板と前記バックアップ制御基板との間の通信異常、および前記主制御基板と前記少なくとも1つのインバータとの間の通信異常を含み、前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記主制御基板と前記バックアップ制御基板との間の通信異常、または前記主制御基板と前記少なくとも1つのインバータとの間の通信異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐ。
一態様では、前記バックアップ条件は、前記主制御基板の演算処理部の異常を含み、前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記主制御基板の演算処理部の異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる。
In one aspect, the backup conditions include a communication abnormality between the main control board and the backup control board, and a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter, and when the main control board and/or the backup control board detects a communication abnormality between the main control board and the backup control board, or a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter, the backup control board transfers operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board.
In one aspect, the backup condition includes an abnormality in the processing unit of the main control board, and when the main control board and/or the backup control board detects an abnormality in the processing unit of the main control board, the backup control board stops the at least one pump.
一態様では、少なくとも1つのポンプと、対応する前記ポンプの回転周波数を可変制御する少なくとも1つのインバータと、前記少なくとも1つのインバータを単独で制御可能であり、かつ互いに通信可能に接続される主制御基板およびバックアップ制御基板と、前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、を備え、前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、前記バックアップ条件が成立した場合、前記バックアップ制御基板は、前記第2圧力センサの測定値に応じて、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐか否かを決定する、給水装置が提供される。 In one aspect, a water supply device is provided, comprising at least one pump, at least one inverter that variably controls the rotational frequency of the corresponding pump, a main control board and a backup control board that are capable of independently controlling the at least one inverter and are communicatively connected to each other, a first pressure sensor connected to the main control board that measures the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board that measures the discharge pressure of the at least one pump, wherein the main control board and/or the backup control board monitor whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is met, and when the backup condition is met, the backup control board determines whether to transfer operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board based on the measurement value of the second pressure sensor.
一態様では、少なくとも1つのポンプと、対応する前記ポンプの回転周波数を可変制御する少なくとも1つのインバータと、前記少なくとも1つのインバータを単独で制御可能であり、かつ互いに通信可能に接続される主制御基板およびバックアップ制御基板と、を備えた給水装置の運転方法であって、前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、成立した前記バックアップ条件に応じて、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐか否かを決定する、給水装置の運転方法が提供される。 In one aspect, a method for operating a water supply device includes at least one pump, at least one inverter that variably controls the rotational frequency of the corresponding pump, and a main control board and a backup control board that are capable of independently controlling the at least one inverter and are communicatively connected to each other. The method monitors whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is met, and, depending on the backup condition that is met, determines whether operating status information for the at least one pump is to be transferred from the main control board to the backup control board.
一態様では、前記給水装置は、前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、をさらに備えており、前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記第2圧力センサの測定値に応じて、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐか否かを決定する。
一態様では、前記少なくとも1つのポンプは末端圧力推定制御で運転され、前記第2圧力センサの測定値が予め定められた許容範囲内であるときに、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐ。
一態様では、前記給水装置は、前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、をさらに備えており、前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる。
In one aspect, the water supply device further includes a first pressure sensor connected to the main control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and the backup conditions include an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, and when an abnormality and/or failure of the first pressure sensor is detected, it determines whether or not to transfer the operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board depending on the measurement value of the second pressure sensor.
In one aspect, the at least one pump is operated using terminal pressure estimation control, and when the measurement value of the second pressure sensor is within a predetermined tolerance range, operating status information of the at least one pump is handed over from the main control board to the backup control board.
In one aspect, the water supply device further includes a first pressure sensor connected to the main control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and measuring the discharge pressure of the at least one pump, and the backup conditions include an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, and when the backup control board detects an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, it stops the at least one pump.
一態様では、前記バックアップ条件は、前記主制御基板と前記バックアップ制御基板との間の通信異常、および前記主制御基板と前記少なくとも1つのインバータとの間の通信異常を含み、前記主制御基板と前記バックアップ制御基板との間の通信異常、または前記主制御基板と前記少なくとも1つのインバータとの間の通信異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐ。
一態様では、前記バックアップ条件は、前記主制御基板の演算処理部の異常を含み、前記主制御基板の演算処理部の異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる。
In one aspect, the backup conditions include a communication abnormality between the main control board and the backup control board, and a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter, and when a communication abnormality between the main control board and the backup control board or a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter is detected, the backup control board transfers operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board.
In one aspect, the backup condition includes an abnormality in the processing unit of the main control board, and when an abnormality in the processing unit of the main control board is detected, the backup control board stops the at least one pump.
一態様では、少なくとも1つのポンプと、対応する前記ポンプの回転周波数を可変制御する少なくとも1つのインバータと、前記少なくとも1つのインバータを単独で制御可能であり、かつ互いに通信可能に接続される主制御基板およびバックアップ制御基板と、前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、を備えた給水装置の運転方法であって、前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、前記バックアップ条件が成立した場合、前記第2圧力センサの測定値に応じて、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継ぐか否かを決定する、給水装置の運転方法が提供される。 In one aspect, a method for operating a water supply device includes at least one pump, at least one inverter that variably controls the rotational frequency of the corresponding pump, a main control board and a backup control board that are capable of independently controlling the at least one inverter and are communicatively connected to each other, a first pressure sensor connected to the main control board that measures the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board that measures the discharge pressure of the at least one pump. The method monitors whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is met, and if the backup condition is met, determines whether to transfer operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board based on the measurement value of the second pressure sensor.
本発明によれば、成立したバックアップ条件次第で、主制御基板が制御していた各ポンプの運転状態情報をバックアップ制御基板が引き継ぐ。すなわち、成立したバックアップ条件次第では、各ポンプの運転が事前の状態で継続され、停止する時間が発生しない。その結果、建物への断水を極力回避することができる。 According to this invention, depending on the backup conditions that are met, the backup control board takes over the operating status information for each pump that was controlled by the main control board. In other words, depending on the backup conditions that are met, the operation of each pump continues in its previous state, and there is no downtime. As a result, water outages to the building can be avoided as much as possible.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図1~図8において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Note that in Figures 1 to 8, identical or corresponding components are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.
図1は、本発明の一実施形態における給水装置を示す概略図である。図1に示すように、給水装置は、配管10を介して受水槽2に接続される3つのポンプ3と、ポンプ3を駆動する3つのモータ4と、モータ4に可変周波数の電圧を印加する3つのインバータ5と、インバータ5をはじめとする各種機器を制御する制御部6とを備えている。 Figure 1 is a schematic diagram showing a water supply device according to one embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the water supply device includes three pumps 3 connected to a water tank 2 via piping 10, three motors 4 that drive the pumps 3, three inverters 5 that apply variable frequency voltages to the motors 4, and a control unit 6 that controls the inverters 5 and various other devices.
受水槽2内には、受水槽2の水位を検出する水位検出器12が配置されている。水位検出器12は複数の電極棒12aを備えており、複数の液面レベル(満水、減水、復帰、渇水を含む)を検出することが可能となっている。受水槽2には、水道本管(図示せず)に接続された給水管14から電磁弁16を介して水道水が導入されるようになっている。水位検出器12により受水槽2の水位が検出され、水位の増減に応じて制御部6により電磁弁16が開閉される。このような構成により、水道水は受水槽2にいったん貯水され、この貯水された水がポンプ3により住宅等の建物内の末端の需要先に供給される。 A water level detector 12 is located within the water receiving tank 2 to detect the water level in the water receiving tank 2. The water level detector 12 is equipped with multiple electrodes 12a and is capable of detecting multiple liquid levels (including full water, low water, recovery, and drought). Tap water is introduced into the water receiving tank 2 from a water supply pipe 14 connected to the water main (not shown) via a solenoid valve 16. The water level in the water receiving tank 2 is detected by the water level detector 12, and the solenoid valve 16 is opened and closed by the control unit 6 in response to increases or decreases in the water level. With this configuration, tap water is temporarily stored in the water receiving tank 2, and this stored water is then supplied by the pump 3 to end-users within a building such as a house.
ポンプ3の吐出口には吐出管18がそれぞれ接続されており、これら吐出管18は集合管20に接続されている。水道水は集合管20を通って受水槽2内の末端の需要先に供給される。各吐出管18にはチェッキ弁22およびフロースイッチ24が設けられている。チェッキ弁22はポンプ3が停止した場合に吐出側から吸込側に水が逆流することを防止するための逆流防止弁であり、フロースイッチ24は吐出管18内の水量が少なくなったことを検出するための少水量検出器である。フロースイッチ24の出力信号(少水量検出信号)は制御部6に入力される Each discharge pipe 18 is connected to the discharge port of the pump 3, and these discharge pipes 18 are connected to a collecting pipe 20. Tap water is supplied to the end-user in the water tank 2 through the collecting pipe 20. Each discharge pipe 18 is equipped with a check valve 22 and a flow switch 24. The check valve 22 is a backflow prevention valve that prevents water from flowing back from the discharge side to the suction side when the pump 3 stops, and the flow switch 24 is a low-water-volume detector that detects when the water volume in the discharge pipe 18 is low. The output signal (low-water-volume detection signal) of the flow switch 24 is input to the control unit 6.
集合管20には、ポンプ3の吐出側圧力を検出する圧力センサ26,27が設置されている。これら圧力センサ26,27は互いに近接して配置されており、集合管20の同じ箇所に配置されている。圧力センサ26,27の出力信号は制御部6に入力されるようになっている。圧力センサ26,27は、制御部6に設けられた後述する2つの制御基板(主制御基板とバックアップ制御基板)にそれぞれ接続される。さらに、集合管20には圧力タンク28が接続されており、フロースイッチ24によって水量が少なくなったことが検出されると、ポンプ3の締切運転を防止するために、ポンプ3は圧力タンク28に蓄圧してからその運転を停止するようになっている。また、図示しないが、それぞれのポンプ3には、ポンプ3の温度を測定するサーミスタが取り付けられている。各サーミスタの出力信号(ポンプ温度を示す信号)は、制御部6に送信されるようになっている。 Pressure sensors 26 and 27 are installed in the collecting pipe 20 to detect the discharge-side pressure of the pump 3. These pressure sensors 26 and 27 are located close to each other and in the same position on the collecting pipe 20. The output signals of the pressure sensors 26 and 27 are input to the control unit 6. The pressure sensors 26 and 27 are respectively connected to two control boards (main control board and backup control board) provided in the control unit 6, which will be described later. Furthermore, a pressure tank 28 is connected to the collecting pipe 20. When the flow switch 24 detects a decrease in the water volume, the pump 3 accumulates pressure in the pressure tank 28 and then stops operating to prevent shut-off operation of the pump 3. Furthermore, although not shown, each pump 3 is equipped with a thermistor that measures the pump 3's temperature. The output signal of each thermistor (a signal indicating the pump temperature) is sent to the control unit 6.
インバータ5は、それぞれ図示しない漏電遮断器(Earth Leakage Circuit Breaker:ELB)を介して電源(商用電源)に接続されており、この電源から漏電遮断器を通じて交流電圧がそれぞれのインバータ5に供給されるようになっている。各インバータ5は、入力された交流電圧を直流電圧に変換し、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子を駆動して所望の周波数の交流電圧(制御部6から送られる情報に応じた周波数の電圧)に変換して、モータ4にこの電圧を印加し、モータ4を駆動する。漏電遮断器は、図示しない信号線を介して制御部6に接続されており、漏洩遮断器の動作(すなわち、電力供給の遮断)を示す信号が制御部6に送られるようになっている。 Each inverter 5 is connected to a power source (commercial power supply) via an Earth Leakage Circuit Breaker (ELB) (not shown), and AC voltage is supplied from this power source to each inverter 5 via the ELB. Each inverter 5 converts the input AC voltage into DC voltage, drives switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) to convert it into AC voltage of the desired frequency (voltage with a frequency corresponding to information sent from the control unit 6), and applies this voltage to the motor 4 to drive it. The ELB is connected to the control unit 6 via a signal line (not shown), and a signal indicating operation of the ELB (i.e., cutoff of power supply) is sent to the control unit 6.
ポンプ3のON/OFFおよびポンプ3の回転速度(回転周波数)は、フロースイッチ24や圧力センサ26(または圧力センサ27)などの各種センサの出力信号に基づいて、インバータ5を用いて可変速制御される。一般的には、圧力センサ26(または圧力センサ27)により検出された吐出圧力が設定された目標圧力と一致するようにポンプ3の回転速度を制御してポンプ3の吐出圧力が一定になるように制御する吐出圧力一定制御や、ポンプ3の吐出圧力の目標値を適切に変化させることにより末端の需要先における供給水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御などが行われる。これらの制御によれば、その時々の需要水量に見合った回転速度でポンプ3が駆動されるので、省エネルギーを達成することができる。 The ON/OFF and rotational speed (rotational frequency) of pump 3 are variably controlled using inverter 5 based on the output signals of various sensors, such as flow switch 24 and pressure sensor 26 (or pressure sensor 27). Typically, constant discharge pressure control is used to maintain a constant discharge pressure of pump 3 by controlling the rotational speed of pump 3 so that the discharge pressure detected by pressure sensor 26 (or pressure sensor 27) matches a set target pressure, or estimated constant terminal pressure control is used to maintain a constant supply water pressure at the end of the demand by appropriately changing the target value for discharge pressure of pump 3. These types of control enable pump 3 to be driven at a rotational speed appropriate to the amount of water demand at any given time, thereby achieving energy savings.
フロースイッチ24がONになると、水の使用のない、すなわち水量が少ない状態と判断され、ポンプ3の運転が停止される。圧力センサ26(または圧力センサ27)によって測定される吐出圧力の低下から水の使用が検出されると、ポンプ3が再起動される。水量の少ないときにポンプ3を停止する場合には、一旦ポンプ3を加速して、圧力タンク28に蓄圧してからポンプ3を停止する蓄圧運転が行われる。 When the flow switch 24 is turned ON, it is determined that no water is being used, i.e., the water volume is low, and operation of the pump 3 is stopped. When water use is detected from a drop in the discharge pressure measured by the pressure sensor 26 (or pressure sensor 27), the pump 3 is restarted. When the pump 3 is stopped when the water volume is low, pressure accumulation operation is performed, in which the pump 3 is first accelerated and pressure is accumulated in the pressure tank 28 before the pump 3 is stopped.
制御部6は、インバータ5の制御を行う2つの制御基板60a,60bと、各種設定および表示を行う操作表示器70a,70bと、制御基板60a,60bに電源を供給する電源基板80a,80bと、を備えている。電源基板80aおよび操作表示器70aは制御基板60aに接続され、電源基板80bおよび操作表示器70bは制御基板60bに接続されている。電源基板80a,80bは互いに同一の構成を有しており、操作表示器70a,70bも互いに同一の構成を有している。本実施形態では、電源基板80a,80bは制御基板60a,60bとは別に設けられているが、これらの電源基板80a,80bをそれぞれ制御基板60a,60bと一体に設けてもよい。制御基板60aは、水位検出器12、圧力センサ(第1圧力センサ)26、フロースイッチ24、サーミスタ、および漏電遮断器に接続され、同様に、制御基板60bは、水位検出器12、圧力センサ(第2圧力センサ)27、フロースイッチ24、サーミスタ、および漏電遮断器に接続されている。 The control unit 6 includes two control boards 60a, 60b that control the inverter 5, operation displays 70a, 70b that perform various settings and displays, and power supply boards 80a, 80b that supply power to the control boards 60a, 60b. The power supply board 80a and operation display 70a are connected to the control board 60a, and the power supply board 80b and operation display 70b are connected to the control board 60b. The power supply boards 80a, 80b have the same configuration, and the operation displays 70a, 70b also have the same configuration. In this embodiment, the power supply boards 80a, 80b are provided separately from the control boards 60a, 60b, but these power supply boards 80a, 80b may also be provided integrally with the control boards 60a, 60b, respectively. The control board 60a is connected to the water level detector 12, pressure sensor (first pressure sensor) 26, flow switch 24, thermistor, and earth leakage breaker; similarly, the control board 60b is connected to the water level detector 12, pressure sensor (second pressure sensor) 27, flow switch 24, thermistor, and earth leakage breaker.
水位検出器12、圧力センサ26,27、フロースイッチ24、およびサーミスタは、ポンプ3の運転制御に必要な物理量を検出する物理量検出器である。以下、これらを総称して、物理量検出器と呼ぶことがある。制御基板60a,60bは、これら物理量検出器から送られてくる物理量信号に基づいて、ポンプ3の運転を制御する。例えば、制御基板60aは、圧力センサ26から送られてくる吐出圧力の測定値に基づいて、ポンプ3の回転速度を制御する。さらに、制御基板60aは、水位検出器12から送られてくる水位信号が渇水を示している場合には、ポンプ3の運転を停止させる。 The water level detector 12, pressure sensors 26 and 27, flow switch 24, and thermistor are physical quantity detectors that detect physical quantities necessary for controlling the operation of the pump 3. Hereinafter, these may be collectively referred to as physical quantity detectors. The control boards 60a and 60b control the operation of the pump 3 based on the physical quantity signals sent from these physical quantity detectors. For example, the control board 60a controls the rotational speed of the pump 3 based on the measured discharge pressure value sent from the pressure sensor 26. Furthermore, the control board 60a stops the operation of the pump 3 when the water level signal sent from the water level detector 12 indicates a drought.
制御基板60a,60bは同一の構成を有するので、以下制御基板60aについて説明する。制御基板60aは、インバータ5と接続される通信部(シリアルポート)61と、各種のプログラムを記憶した記憶部(ROMや書換え可能な不揮発性記憶素子であるフラッシュ記憶部等)62と、記憶部62に記憶されたプログラムに基づいて演算制御動作を行う演算処理部(CPU)63とを備えている。通信部61を介してポンプ3のON/OFFや回転速度、インバータ5のトリップ等の情報の授受が行われる。記憶部62と演算処理部63とは同一の半導体チップ上に搭載されたものであってもよい。なお、制御基板60a,60bはシリアル通信を使用してインバータ5を制御することなく、アナログ信号を使用してインバータ5を制御してもよい。 Since control boards 60a and 60b have the same configuration, only control board 60a will be described below. Control board 60a is equipped with a communication unit (serial port) 61 connected to inverter 5, a memory unit (such as ROM or a flash memory unit, which is a rewritable non-volatile memory element) 62 that stores various programs, and an arithmetic processing unit (CPU) 63 that performs arithmetic control operations based on the programs stored in memory unit 62. Information such as the ON/OFF status and rotation speed of pump 3 and inverter 5 tripping is exchanged via communication unit 61. Memory unit 62 and arithmetic processing unit 63 may be mounted on the same semiconductor chip. Note that control boards 60a and 60b may control inverter 5 using analog signals rather than serial communication.
また、制御基板60aは、水位検出器12、圧力センサ26、フロースイッチ24、サーミスタ、および漏電遮断器の出力信号が入力される入力端子と、外部に信号を出力する出力端子とを備えた入出力部(例えば、入出力基板)65を有している。入力端子に入力される信号としては、受水槽2の水位信号、吐出側圧力信号、少水量検出信号、ポンプ3の温度信号、および漏電発生信号などである。出力端子から出力される信号としては、受水槽2の状態(満水・減水・渇水・故障など)を示す信号、故障または異常を知らせる信号、および電磁弁16を操作するための信号が挙げられる。 The control board 60a also has an input/output section (e.g., an input/output board) 65 equipped with input terminals for receiving output signals from the water level detector 12, pressure sensor 26, flow switch 24, thermistor, and earth leakage circuit breaker, and output terminals for outputting signals to the outside. Signals input to the input terminals include the water level signal for the water tank 2, the discharge pressure signal, the low water volume detection signal, the temperature signal for the pump 3, and an earth leakage signal. Signals output from the output terminals include signals indicating the state of the water tank 2 (full, low water, drought, malfunction, etc.), signals indicating malfunctions or abnormalities, and signals for operating the solenoid valve 16.
制御基板60aは電源基板(電源部)80aに接続されている。制御基板60aの記憶部62や演算処理部63は、電源基板80aから直流電力の供給を受けて駆動するようになっている。演算処理部63は、記憶部62に格納されている制御プログラムを実行して、操作表示器70aで設定された条件や物理量検出器からの信号に基づいて、各ポンプ3のON/OFF(運転台数)および運転速度を決定し、インバータ5に指令を送信してポンプ3の回転速度制御を行う。さらに、演算処理部63は、物理量検出器からの信号やインバータ5からのトリップ信号により、ポンプ3の運転を停止する、あるいは他のポンプ3に運転を切り替えるなどの制御を行う。 The control board 60a is connected to a power supply board (power supply unit) 80a. The memory unit 62 and arithmetic processing unit 63 of the control board 60a are powered by DC power supplied from the power supply board 80a. The arithmetic processing unit 63 executes a control program stored in the memory unit 62, determines the ON/OFF status (number of operating units) and operating speed of each pump 3 based on conditions set on the operation display 70a and signals from the physical quantity detector, and sends commands to the inverter 5 to control the rotational speed of the pumps 3. Furthermore, the arithmetic processing unit 63 performs control such as stopping operation of a pump 3 or switching operation to another pump 3 based on signals from the physical quantity detector and trip signals from the inverter 5.
図2は、他の実施形態に係る給水装置を示す概略図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図1に示す実施形態の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。 Figure 2 is a schematic diagram showing a water supply device according to another embodiment. The configuration of this embodiment, which is not specifically described, is similar to the configuration of the embodiment shown in Figure 1, and therefore redundant description will be omitted.
図2に示す給水装置1は、2つの受水槽2と、配管10を介して各受水槽2に連結される複数の(図2では、2つの)ポンプ3と、各ポンプ3を駆動する複数の(図2では、2つの)モータ4と、各モータ4の回転周波数を制御する複数の(図2では、2つの)インバータ5と、インバータ5をはじめとする各種機器を制御する制御部6とを備えている。 The water supply device 1 shown in Figure 2 comprises two water tanks 2, a plurality of pumps 3 (two in Figure 2) connected to each water tank 2 via piping 10, a plurality of motors 4 (two in Figure 2) that drive each pump 3, a plurality of inverters 5 (two in Figure 2) that control the rotational frequency of each motor 4, and a control unit 6 that controls various devices including the inverters 5.
本実施形態でも、吐出管20には、ポンプ3の吐出圧力を検出する2つの圧力センサ26(第1圧力センサ)および圧力センサ(第2圧力センサ)27が設置されており、これら圧力センサ26,27の出力信号は制御部6に入力されている。圧力センサ26,27は、制御部6に設けられた後述する2つの制御基板(主制御基板とバックアップ制御基板)にそれぞれ接続される。本実施形態でも、フロースイッチ24、および圧力センサ26(または27)などの各種センサの出力信号に基づいて、ポンプ3のON/OFFおよび回転速度(回転周波数)がインバータ5を用いて制御される。 In this embodiment, two pressure sensors, a pressure sensor 26 (first pressure sensor) and a pressure sensor (second pressure sensor) 27, are installed in the discharge pipe 20 to detect the discharge pressure of the pump 3, and the output signals of these pressure sensors 26, 27 are input to the control unit 6. The pressure sensors 26, 27 are respectively connected to two control boards (main control board and backup control board) described below that are provided in the control unit 6. In this embodiment, the ON/OFF and rotational speed (rotational frequency) of the pump 3 are controlled using the inverter 5 based on the output signals of various sensors, such as the flow switch 24 and the pressure sensor 26 (or 27).
図1に示す実施形態では、給水装置1は、3つのポンプ3と3つのインバータ5とを有している。図2に示す実施形態では、給水装置1は、2つのポンプ3と2つのインバータ5とを有している。しかしながら、各ポンプ3の回転を各インバータ5が制御する限り、ポンプ3とインバータ5の数は、この例に限定されない。例えば、給水装置1は、一組のポンプ3とインバータ5を有していてもよいし、4組以上のポンプ3とインバータ5を有していてもよい。さらに、図1に示す実施形態では、給水装置1は、1つの受水槽2を有しており、図2に示す実施形態では、給水装置1は、2つの受水槽2を有している。しかしながら、受水槽2の数もこれらの例に限定されない。例えば、給水装置1は、3つ以上の受水槽2を有していてもよい。あるいは、受水槽2を省略してもよい。この場合、給水装置1は、図示しない水道本管に直接に連結される。 1, the water supply apparatus 1 has three pumps 3 and three inverters 5. In the embodiment shown in FIG. 2, the water supply apparatus 1 has two pumps 3 and two inverters 5. However, as long as each inverter 5 controls the rotation of each pump 3, the number of pumps 3 and inverters 5 is not limited to this example. For example, the water supply apparatus 1 may have one set of pumps 3 and inverters 5, or four or more sets of pumps 3 and inverters 5. Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 1, the water supply apparatus 1 has one water receiving tank 2, while in the embodiment shown in FIG. 2, the water supply apparatus 1 has two water receiving tanks 2. However, the number of water receiving tanks 2 is not limited to these examples. For example, the water supply apparatus 1 may have three or more water receiving tanks 2. Alternatively, the water receiving tank 2 may be omitted. In this case, the water supply apparatus 1 is directly connected to a water main (not shown).
図1および図2に示す給水装置1は、複数のポンプ3を備えているので、追加解列を伴う複数台運転を行ったり、運転中に特定のポンプ3やインバータ5の異常が検知された場合に、他の正常なポンプ3やインバータ5に運転を切り替えて給水を継続したりすることができる。 The water supply system 1 shown in Figures 1 and 2 is equipped with multiple pumps 3, allowing for multiple-unit operation with additional parallel-off, and if an abnormality is detected in a specific pump 3 or inverter 5 during operation, operation can be switched to another functioning pump 3 or inverter 5 to continue water supply.
図3は、図2に示すインバータ5の一例を示す概略図である。図3に示すインバータ5は、主基板50と、インバータ5の設定(例えば加速時間や減速時間等の設定)などを行う操作パネル52と、各種信号の入出力を行うI/O基板(入出力基板)54とを備えている。 Figure 3 is a schematic diagram showing an example of the inverter 5 shown in Figure 2. The inverter 5 shown in Figure 3 includes a main board 50, an operation panel 52 for configuring the inverter 5 (e.g., setting acceleration time, deceleration time, etc.), and an I/O board (input/output board) 54 for inputting and outputting various signals.
主基板50は、漏電遮断器(Earth Leakage Circuit Breaker:ELB)56を介して入力された交流電力を整流する整流器500と、整流器500によって整流された電力を所望の周波数の交流電力に変換するスイッチング素子(電力部)501と、制御部6や他のインバータ5とシリアル通信ケーブル30を介して情報の授受を行う通信部(シリアルポート)502と、各種プログラムを記憶した記憶部(ROMや書換え可能な不揮発性記憶素子であるフラッシュ記憶部など)503と、記憶部503に記憶されたプログラムに基づいて演算制御動作を行う演算処理部(CPU)504と、を備えている。 The main board 50 is equipped with a rectifier 500 that rectifies AC power input via an Earth Leakage Circuit Breaker (ELB) 56, a switching element (power unit) 501 that converts the power rectified by the rectifier 500 into AC power of the desired frequency, a communication unit (serial port) 502 that exchanges information with the control unit 6 and other inverters 5 via a serial communication cable 30, a memory unit (such as a ROM or a flash memory unit, which is a rewritable non-volatile memory element) 503 that stores various programs, and a calculation processing unit (CPU) 504 that performs calculation and control operations based on the programs stored in the memory unit 503.
主基板50は、漏電遮断器56を介して入力される電力を整流器500で直流電力に変換し、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子501を駆動して所望の周波数の交流電力(制御部6から通信部502を介して送られる情報に応じた周波数の電力)に変換して、ポンプ3を駆動するモータ4にこの電力を供給する。 The main board 50 converts the power input via the earth leakage breaker 56 into DC power using the rectifier 500, then drives a switching element 501 such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) to convert it into AC power of the desired frequency (power with a frequency corresponding to information sent from the control unit 6 via the communication unit 502), and supplies this power to the motor 4 that drives the pump 3.
記憶部503には、スイッチング素子501の制御や通信部502を介した情報の授受、およびI/O基板54や操作パネル52との情報の授受を行うためのプログラム、並びに各種のインバータ制御および運転制御プログラムが記憶されている。これらのプログラムは、演算処理部504によって実行される。なお、記憶部503と演算処理部504とは同一の半導体チップ上に搭載されたものであってもよい。記憶部503や演算処理部504などは直流電力で駆動されるため、インバータ5の主基板50には、直流電力を主基板50に供給する電源部505が設けられている。なお、この電源部505は、操作パネル52やI/O基板54にも電力を供給するようになっていてもよい。 The memory unit 503 stores programs for controlling the switching elements 501, sending and receiving information via the communication unit 502, and sending and receiving information with the I/O board 54 and operation panel 52, as well as various inverter control and operation control programs. These programs are executed by the arithmetic processing unit 504. The memory unit 503 and arithmetic processing unit 504 may be mounted on the same semiconductor chip. Because the memory unit 503, arithmetic processing unit 504, etc. are driven by DC power, the main board 50 of the inverter 5 is provided with a power supply unit 505 that supplies DC power to the main board 50. The power supply unit 505 may also supply power to the operation panel 52 and I/O board 54.
I/O基板54は、インバータ5の使用用途により自由に改変可能な各種の入力端子および出力端子を備えている。例えば、I/O基板54は、各ポンプ3に設けられ、ポンプ3の温度を検知するサーミスタ(図示せず)などからの信号が入力されるアナログ入力端子540と、インバータ5の1次側に設けられた漏電遮断器56のトリップ信号、およびポンプ3の吐出側に設けられたフロースイッチ24のON/OFF信号などが入力されるデジタル入力端子541と、ポンプ3が運転中であるか否か(ポンプ3のON/OFF信号)を示す運転信号、およびポンプ3、インバータ5などの構成機器の故障を知らせる故障信号を装置外部に出力するためのデジタル出力端子542と、を有している。 The I/O board 54 is equipped with various input and output terminals that can be freely modified depending on the intended use of the inverter 5. For example, the I/O board 54 has an analog input terminal 540 provided in each pump 3 to receive signals from a thermistor (not shown) that detects the temperature of the pump 3, a digital input terminal 541 to receive a trip signal from the earth leakage breaker 56 provided on the primary side of the inverter 5 and an ON/OFF signal from the flow switch 24 provided on the discharge side of the pump 3, and a digital output terminal 542 to output an operation signal indicating whether the pump 3 is operating (pump 3 ON/OFF signal) and a fault signal indicating a fault in the pump 3, inverter 5, or other component equipment to the outside of the device.
このように、I/O基板54は、サーミスタや漏電遮断器56、フロースイッチ24などといった、ポンプ系列ごとに必要とされる信号(ポンプ3に依存する入力信号)の入力端子を備えており、同様に、給水装置1に設けられた構成機器の運転や故障といった、ポンプ系列ごとに必要とされる信号(ポンプ3に依存する出力信号)の出力端子も備えている。したがって、制御部6にこれらの入出力端子を設ける必要がなくなり、ポンプ3の数が増えた場合にも、これらの信号の入出力用に別途基板を用意する必要がない。 In this way, the I/O board 54 has input terminals for signals required for each pump series (input signals dependent on the pump 3), such as the thermistor, earth leakage breaker 56, and flow switch 24, and similarly has output terminals for signals required for each pump series (output signals dependent on the pump 3), such as operation and failure of the components provided in the water supply device 1. Therefore, there is no need to provide these input/output terminals in the control unit 6, and even if the number of pumps 3 increases, there is no need to prepare separate boards for input/output of these signals.
I/O基板54と主基板50とは、インタフェイス544,506を介して互いに接続されている。I/O基板54の入力端子540,541から入力された信号は、主基板50の記憶部503に記憶されたプログラムに従って、通信部502から制御部6に送信される。また、制御部6や主基板50の演算処理部504の判断に基づいて故障信号がインタフェイス506,544を介して出力端子542から外部に出力される。 The I/O board 54 and main board 50 are connected to each other via interfaces 544 and 506. Signals input from the input terminals 540 and 541 of the I/O board 54 are transmitted from the communication unit 502 to the control unit 6 in accordance with a program stored in the memory unit 503 of the main board 50. In addition, based on the judgment of the control unit 6 or the arithmetic processing unit 504 of the main board 50, a fault signal is output to the outside from the output terminal 542 via the interfaces 506 and 544.
図4は、図2に示す制御部の一例を示す概略図である。図4に示すように、制御部6は、信号の入出力および各ポンプ系列の制御を行う2つの制御基板60a,60bと、各種設定を行う操作パネル602と、を備えている。制御部6は、制御基板60a,60bのそれぞれに接続された2つの操作パネル602を有していてもよいし、制御基板60a,60bで共通の操作パネル602を有していてもよい。本実施形態でも、制御基板60a,60bは同一の構成を有するので、以下では、制御基板60aについて説明する。 Figure 4 is a schematic diagram showing an example of the control unit shown in Figure 2. As shown in Figure 4, the control unit 6 includes two control boards 60a and 60b that input and output signals and control each pump series, and an operation panel 602 for performing various settings. The control unit 6 may have two operation panels 602 connected to the control boards 60a and 60b, respectively, or may have a common operation panel 602 for the control boards 60a and 60b. In this embodiment, the control boards 60a and 60b have the same configuration, so the following will describe the control board 60a.
制御基板60aは、インバータ5の通信部502と接続される通信部(シリアルポート)600と、各種のプログラムを記憶した記憶部(ROMや書換え可能な不揮発性記憶素子であるフラッシュ記憶部等)62と、記憶部62に記憶されたプログラムに基づいて演算制御動作を行う演算処理部(CPU)63と、を備えている。通信部600を介して、ポンプ3のON/OFFおよび回転周波数などの運転情報、並びにインバータ5のトリップなどの異常・故障情報の授受が制御部6の制御基板60aとインバータ5との間で行われる。なお、記憶部62と演算処理部602とは同一の半導体チップ上に搭載されたものであってもよい。 The control board 60a is equipped with a communication unit (serial port) 600 that connects to the communication unit 502 of the inverter 5, a memory unit (such as a ROM or a flash memory unit, which is a rewritable non-volatile memory element) 62 that stores various programs, and an arithmetic processing unit (CPU) 63 that performs arithmetic control operations based on the programs stored in the memory unit 62. Operational information such as the ON/OFF status and rotation frequency of the pump 3, as well as abnormality and failure information such as tripping of the inverter 5, is exchanged between the control board 60a of the control unit 6 and the inverter 5 via the communication unit 600. The memory unit 62 and arithmetic processing unit 602 may be mounted on the same semiconductor chip.
また、制御基板60aは、受水槽2の液面に関する信号(水位検出器12の出力信号)などが入力される入力端子603と、圧力センサ26からの出力信号が入力される入力端子604と、電磁弁16への出力信号を出力するための出力端子605と、受水槽2の状態(満水・減水・渇水・故障など)を外部に出力するための出力端子606と、を備えている。 The control board 60a also has an input terminal 603 to which signals related to the liquid level in the water tank 2 (output signal from the water level detector 12) and the like are input, an input terminal 604 to which an output signal from the pressure sensor 26 is input, an output terminal 605 for outputting an output signal to the solenoid valve 16, and an output terminal 606 for outputting the status of the water tank 2 (full, low water, drought, malfunction, etc.) to the outside.
本実施形態では、制御基板60aには、受水槽2の液面に関する信号、吐出圧力や流入圧力など、ポンプ系列ごとに設ける必要のない入出力端子(ポンプ3に依存しない入出力端子)は設けられているが、上述したように、ポンプ系列ごとに必要な入出力端子(ポンプ3に依存する入出力端子)については、インバータ5のI/O基板54に設けられている。その結果、制御基板60aから入出力端子が減って小型化することができる。これに伴い、コストダウンが見込まれる。 In this embodiment, the control board 60a is provided with input/output terminals (input/output terminals independent of pump 3) that do not need to be provided for each pump series, such as signals related to the liquid level in the water tank 2, discharge pressure, and inflow pressure. However, as mentioned above, the input/output terminals required for each pump series (input/output terminals dependent on pump 3) are provided on the I/O board 54 of the inverter 5. As a result, the number of input/output terminals on the control board 60a is reduced, allowing for a more compact design. This is expected to result in cost savings.
制御基板60aは、記憶部62に記憶された制御プログラムを実行して、操作パネル602で設定された条件や各種センサからの信号に基づいて、各ポンプ3のON/OFF(運転台数)および運転周波数を決定し、さらに、インバータ5にそれらの情報を含む運転情報を送信してポンプ3の回転周波数制御を行うように構成されている。また、制御基板60aは、各種センサからの信号やインバータ5からのトリップ信号などにより、ポンプ3の運転を停止する、あるいは他のポンプ3に運転を切り替えるなどの制御を行ように構成されている。 The control board 60a is configured to execute a control program stored in the memory unit 62, determine the ON/OFF status (number of pumps to operate) and operating frequency of each pump 3 based on conditions set on the operation panel 602 and signals from various sensors, and transmit operating information including this information to the inverter 5 to control the rotation frequency of the pumps 3. The control board 60a is also configured to perform controls such as stopping operation of a pump 3 or switching operation to another pump 3 based on signals from various sensors and trip signals from the inverter 5.
図4に示す制御基板60a,60bの記憶部62や演算処理部602は、インバータ5の主基板50の電源部505から電源端子507(図3参照)を介して直流電力の供給を受けて駆動するようになっている。このように、インバータ5から制御部6の制御基板60a,60b用の電力を供給することによって、制御基板60a,60b用の直流電源を別途設ける必要がなくなる。したがって、給水装置の製造コストを低減することができ、制御基板60a,60bの大きさも小さくすることができる。 The memory unit 62 and arithmetic processing unit 602 of the control boards 60a and 60b shown in Figure 4 are driven by DC power supplied from the power supply unit 505 of the main board 50 of the inverter 5 via the power terminal 507 (see Figure 3). In this way, by supplying power for the control boards 60a and 60b of the control unit 6 from the inverter 5, there is no need to provide a separate DC power supply for the control boards 60a and 60b. This reduces the manufacturing cost of the water supply device and also reduces the size of the control boards 60a and 60b.
一実施形態では、図1に示すように、制御部6が有する電源基板80a,80bから制御基板60a,60bに直流電力を供給してもよい。あるいは、制御基板60a,60bに、商業電源が接続される電源回路(図示せず)を設け、該電源回路を介して直流電力を作り出してもよい。 In one embodiment, as shown in FIG. 1, DC power may be supplied to the control boards 60a and 60b from power supply boards 80a and 80b included in the control unit 6. Alternatively, a power supply circuit (not shown) to which a commercial power source is connected may be provided on the control boards 60a and 60b, and DC power may be generated via the power supply circuit.
図5は、2つの制御基板と、複数のインバータとの関係を示すブロック図である。上述したように、2つの制御基板60a,60bは同一の構成を有しており、互いにシリアル通信などの通信手段によって接続され、相互に通信監視されている。制御基板60a,60bのそれぞれは、単独ですべてのインバータ5を制御することができるように構成されている。したがって、たとえ一方の制御基板60a(または60b)に異常(CPU異常、通信異常、システム異常など)が発生しても、もう一方の待機中の制御基板60b(または60a)がインバータ5をバックアップ制御することで、給水装置の最大水量で運転を継続することができ、断水を回避することができる。なお、このバックアップ制御が起動したときは、制御基板60aおよび/または60bは、出力端子606を介して給水装置1の外部に異常発生信号と、バックアップ開始信号と、を出力する。バックアップ開始信号は、バックアップ制御が開始されたことを示す信号である。 Figure 5 is a block diagram showing the relationship between two control boards and multiple inverters. As described above, the two control boards 60a and 60b have the same configuration, are connected to each other via communication means such as serial communication, and monitor each other's communications. Each control board 60a and 60b is configured to independently control all inverters 5. Therefore, even if one control board 60a (or 60b) experiences an abnormality (CPU abnormality, communication abnormality, system abnormality, etc.), the other standby control board 60b (or 60a) can back up the inverters 5, allowing the water supply system to continue operating at its maximum water flow rate and avoiding a water outage. When this backup control is activated, the control board 60a and/or 60b outputs an abnormality occurrence signal and a backup start signal to the outside of the water supply system 1 via output terminal 606. The backup start signal indicates that backup control has started.
制御基板60aと制御基板60bのどちらを優先させて使用するかは、任意に設定することができる。以下では、説明の便宜上、制御基板60aを、各ポンプ3および各インバータ5の動作を主として(または、優先して)制御する「主制御基板60a」と称することがあり、制御基板60bを、「バックアップ制御基板60b」と称することがある。バックアップ制御基板60bは、主制御基板60aに異常が発生するなどしてバックアップ条件が成立した際に、ポンプ3およびインバータ5の動作制御をバックアップするための制御基板として機能する。 Which of the control boards 60a and 60b is given priority can be set as desired. For ease of explanation, below, the control board 60a will be referred to as the "main control board 60a," which primarily (or preferentially) controls the operation of each pump 3 and each inverter 5, and the control board 60b will be referred to as the "backup control board 60b." The backup control board 60b functions as a control board that backs up the operation control of the pumps 3 and inverter 5 when a backup condition is met, such as when an abnormality occurs in the main control board 60a.
一実施形態では、ポンプ3およびインバータ5の動作を主として(または、優先して)制御する主制御基板を、制御基板60aと制御基板60bとの間で必要に応じて切り替えてもよい。例えば、給水装置1の駆動プログラムのアップデートが必要になった場合に、待機中のバックアップ制御基板60b(または60a)の記憶部62に新規のプログラムを導入し、その後、制御基板60b(または60a)を主制御基板に切り替え、先ほどまで使用していた制御基板60a(または60b)をバックアップ可能な待機状態にする。さらに、待機状態の制御基板60a(または60b)のプログラムも書き換えて、制御基板60a,60bの両方の起動プログラムをアップデートすることができる。これら操作により、給水装置1の運転を停止することなく、プログラムを新規のものに書き換えることが可能となる。 In one embodiment, the main control board, which primarily (or preferentially) controls the operation of the pump 3 and inverter 5, may be switched between control board 60a and control board 60b as needed. For example, if the operating program of the water supply device 1 needs to be updated, a new program is installed in the memory unit 62 of the standby backup control board 60b (or 60a), and then control board 60b (or 60a) is switched to the main control board, placing the previously used control board 60a (or 60b) in a standby state where it can be used as a backup. Furthermore, the program on the standby control board 60a (or 60b) can also be rewritten, and the startup programs of both control boards 60a and 60b can be updated. These operations make it possible to rewrite the program with a new one without stopping the operation of the water supply device 1.
上述した実施形態では、制御基板60aと制御基板60bとを同一の構成とした例について説明したが、主制御基板60aとバックアップ制御基板60bは、ポンプ3とインバータ5の制御に必要な最低限の構成を有していれば、必ずしも同一の構成を有する必要はない。例えば、図6に示すように、バックアップ制御基板60bの構成を、ポンプ3とインバータ5の制御に必要な最低限の構成を有するように簡略化してもよい。図6は、バックアップ制御基板の一例を示す概略図である。このように構成により、給水装置1全体のコストを低減することができる。 In the above-described embodiment, an example was described in which the control boards 60a and 60b have the same configuration, but the main control board 60a and backup control board 60b do not necessarily have to have the same configuration as long as they have the minimum configuration necessary to control the pump 3 and inverter 5. For example, as shown in Figure 6, the configuration of the backup control board 60b may be simplified to have the minimum configuration necessary to control the pump 3 and inverter 5. Figure 6 is a schematic diagram showing an example of a backup control board. This configuration can reduce the overall cost of the water supply device 1.
次に、主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに各ポンプ3および各インバータ5の制御を切り替えるバックアップ動作を含む給水装置1の運転方法について説明する。 Next, we will explain how to operate the water supply device 1, including the backup operation that switches control of each pump 3 and each inverter 5 from the main control board 60a to the backup control board 60b.
図7は、一実施形態に係る給水装置の運転方法を説明するためのフローチャートである。図7に示すように、給水装置1を始動すると、主制御基板60aは、該主制御基板60aに接続される圧力センサ(第1圧力センサ)26の測定値およびフロースイッチ24の出力などの各種センサの出力信号に基づいて各ポンプ3を運転する(S101)。より具体的には、主制御基板60aは、各種センサの出力信号に基づいて各インバータ5を制御し、上記した吐出圧力一定制御、または推定末端圧力一定制御で各ポンプ3を運転する。この状態で、主制御基板60aは、各インバータ5の制御を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視する(S102)。一実施形態では、バックアップ条件が成立するか否かの監視は、主制御基板60aと通信可能に接続されるバックアップ制御基板60bによって行われてもよいし、主制御基板60aとバックアップ制御基板60bの両方によって行われてもよい。 Figure 7 is a flowchart illustrating a method for operating a water supply device according to one embodiment. As shown in Figure 7, when the water supply device 1 is started, the main control board 60a operates each pump 3 based on output signals from various sensors, such as the measurement value of the pressure sensor (first pressure sensor) 26 connected to the main control board 60a and the output of the flow switch 24 (S101). More specifically, the main control board 60a controls each inverter 5 based on the output signals from the various sensors, operating each pump 3 using the constant discharge pressure control or constant estimated terminal pressure control described above. In this state, the main control board 60a monitors whether a backup condition is met for switching control of each inverter 5 from the main control board 60a to the backup control board 60b (S102). In one embodiment, monitoring for whether the backup condition is met may be performed by the backup control board 60b, which is communicatively connected to the main control board 60a, or by both the main control board 60a and the backup control board 60b.
バックアップ条件は、各インバータ5の制御を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに切り替えるべき給水装置1の異常に対応しており、主制御基板60aの記憶部62に予め記憶されている。バックアップ条件は、主制御基板60aの演算処理部(CPU)602の異常、主制御基板60aと各インバータ5との間の通信異常、主制御基板60aとバックアップ制御基板60bとの間の通信異常、および主制御基板60aに接続された圧力センサ26の異常(または故障)を少なくとも含んでいる。一実施形態では、バックアップ条件は、ポンプ3の温度を検知するサーミスタ(図示せず)、および給水装置への水の流入圧力を測定する圧力センサ(図示せず)などのいくつかの構成要素の異常(または故障)を含んでいてもよい。 The backup conditions correspond to abnormalities in the water supply system 1 that require switching control of each inverter 5 from the main control board 60a to the backup control board 60b, and are pre-stored in the memory unit 62 of the main control board 60a. The backup conditions include at least an abnormality in the arithmetic processing unit (CPU) 602 of the main control board 60a, a communication abnormality between the main control board 60a and each inverter 5, a communication abnormality between the main control board 60a and the backup control board 60b, and an abnormality (or failure) of the pressure sensor 26 connected to the main control board 60a. In one embodiment, the backup conditions may also include an abnormality (or failure) of several components, such as a thermistor (not shown) that detects the temperature of the pump 3 and a pressure sensor (not shown) that measures the inflow pressure of water to the water supply system.
バックアップ条件が成立しなければ(S102のNO)、主制御基板60aは、各インバータ5を継続して制御して、各ポンプ3を運転する。バックアップ条件のうちの1つでも成立する(S102のYES)と、主制御基板60aは、各インバータ5の制御を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに切り替える(S103)。これと同時に、バックアップ制御基板60bは、成立したバックアップ条件に応じて、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに引き継ぐか否かを決定する(S104)。各ポンプ3の運転状態情報は、主制御基板60aが各インバータ5を介して各ポンプ3に発していたON/OFF状態および回転周波数を少なくとも含む情報である。 If the backup conditions are not met (NO in S102), the main control board 60a continues to control each inverter 5 to operate each pump 3. If any one of the backup conditions is met (YES in S102), the main control board 60a switches control of each inverter 5 from the main control board 60a to the backup control board 60b (S103). At the same time, the backup control board 60b determines whether to transfer the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a to the backup control board 60b, depending on the met backup condition (S104). The operating status information of each pump 3 includes at least the ON/OFF status and rotation frequency that the main control board 60a transmitted to each pump 3 via each inverter 5.
バックアップ制御基板60bは、各ポンプ3の運転状態情報を引き継ぐことが可能なバックアップ条件と、各ポンプ3の運転状態情報を引き継ぐことができないバックアップ条件と、を予め記憶している。各ポンプ3の運転状態情報を引き継ぐことが可能なバックアップ条件は、例えば、各ポンプ3を事前の運転状態で運転しても給水装置1に不具合が発生しないと予想されるバックアップ条件であり、全てのバックアップ条件の中から予め選択される。 The backup control board 60b pre-stores backup conditions under which the operating status information of each pump 3 can be inherited, and backup conditions under which the operating status information of each pump 3 cannot be inherited. Backup conditions under which the operating status information of each pump 3 can be inherited are, for example, backup conditions under which it is expected that no malfunctions will occur in the water supply device 1 even if each pump 3 is operated in the previous operating status, and are selected in advance from all backup conditions.
例えば、バックアップ条件のうち、主制御基板60aと各インバータ5との間の通信異常、および主制御基板60aとバックアップ制御基板60bとの間の通信異常は、単なる通信異常であるため、主制御基板60a(特に、主制御基板60aの演算処理部63,602)と、圧力センサ26とは正常な状態にあると考えられる。すなわち、各ポンプ3の運転状態は正常であると考えられる。したがって、これら通信異常のような各ポンプ3の運転状態が正常であると考えられるバックアップ条件が成立したときは、バックアップ制御基板60bは、主制御基板60aが各インバータ5を介して制御していた各ポンプ3の運転状態情報を引き継ぎ、各ポンプ3の運転を停止させずに継続する(S105)。 For example, among the backup conditions, a communication abnormality between the main control board 60a and each inverter 5 and a communication abnormality between the main control board 60a and backup control board 60b are simply communication abnormalities, and therefore the main control board 60a (particularly the arithmetic processing units 63, 602 of the main control board 60a) and the pressure sensor 26 are considered to be in a normal state. In other words, the operating status of each pump 3 is considered to be normal. Therefore, when a backup condition is met that indicates the operating status of each pump 3 is normal, such as a communication abnormality, the backup control board 60b takes over the operating status information of each pump 3 that the main control board 60a controlled via each inverter 5, and continues operating each pump 3 without stopping it (S105).
一方で、主制御基板60aの異常(特に、主制御基板60aの演算処理部63,602の異常)は、各インバータ5に送信された指令値などが異常であるおそれがあり、その結果、各ポンプ3の運転状態が正常な状態から逸脱しているおそれがある。そのため、主制御基板60aの異常のような各ポンプ3の運転状態が正常な状態から逸脱しているおそれがあるバックアップ条件が成立した場合は、バックアップ制御基板60bは、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aから引き継がずに、一旦、全てのポンプ3を停止させる(S106)。この動作によって、給水装置1に思わぬ不具合が発生することが防止される。その後、バックアップ制御基板60bは、圧力センサ27の測定値およびフロースイッチ24の出力に基づいて各インバータ5を制御し、上記した吐出圧力一定制御、または推定末端圧力一定制御で各ポンプ3を再運転する(S107)。 On the other hand, an abnormality in the main control board 60a (particularly an abnormality in the arithmetic processing units 63, 602 of the main control board 60a) may result in abnormal command values sent to each inverter 5, which may result in the operating state of each pump 3 deviating from its normal state. Therefore, if a backup condition is met that indicates the operating state of each pump 3 may deviate from its normal state, such as an abnormality in the main control board 60a, the backup control board 60b temporarily stops all pumps 3 without taking over the operating state information of each pump 3 from the main control board 60a (S106). This action prevents unexpected malfunctions from occurring in the water supply system 1. The backup control board 60b then controls each inverter 5 based on the measurement value of the pressure sensor 27 and the output of the flow switch 24, and restarts each pump 3 using the above-mentioned constant discharge pressure control or constant estimated terminal pressure control (S107).
バックアップ条件が成立したときに、全てのフロースイッチ24がONである場合、建物で水が使用されていないか、またはほとんど使用されていない状態であると考えられる。この場合は、バックアップ制御基板60bは、一旦、全てのポンプ3を停止させてもよい(S106)。その後、バックアップ制御基板60bは、上記した吐出圧力一定制御、または推定末端圧力一定制御で各ポンプ3を再運転する(S107)。 If all flow switches 24 are ON when the backup conditions are met, it is assumed that no water is being used in the building, or that very little water is being used. In this case, the backup control board 60b may temporarily stop all pumps 3 (S106). The backup control board 60b then restarts each pump 3 using the above-mentioned constant discharge pressure control or constant estimated terminal pressure control (S107).
バックアップ条件のうちの圧力センサ26の異常が成立した場合、主制御基板60aは、誤った吐出圧力情報に基づいて各インバータ5を制御していたおそれがある。そのため、本実施形態では、バックアップ条件のうちの圧力センサ26の異常が成立した場合、バックアップ制御基板60bは、一旦、全てのポンプ3を停止させる(S106)。 If one of the backup conditions, namely, an abnormality in the pressure sensor 26, is met, the main control board 60a may have been controlling each inverter 5 based on incorrect discharge pressure information. Therefore, in this embodiment, if one of the backup conditions, namely, an abnormality in the pressure sensor 26, is met, the backup control board 60b temporarily stops all pumps 3 (S106).
一実施形態では、バックアップ条件のうちの圧力センサ26の異常が成立した場合、バックアップ制御基板60bは、圧力センサ27の測定値に応じて、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに引き継ぐか否かを決定してもよい。この理由は、バックアップ制御基板60bに接続される圧力センサ(第2圧力センサ)27の測定値が給水装置1を運転可能な許容範囲内にあれば、バックアップ制御基板60bが各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aから引き継いた状態で各インバータ5の制御を開始しても、給水装置1に思わぬ不具合が生じないと考えられるからである。 In one embodiment, if one of the backup conditions, namely an abnormality in the pressure sensor 26, is met, the backup control board 60b may determine whether or not to transfer the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a to the backup control board 60b, depending on the measurement value of the pressure sensor 27. The reason for this is that if the measurement value of the pressure sensor (second pressure sensor) 27 connected to the backup control board 60b is within the allowable range for operating the water supply device 1, it is believed that unexpected malfunctions will not occur in the water supply device 1 even if the backup control board 60b begins control of each inverter 5 while having inherited the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a.
給水装置1を運転可能な圧力センサ27の測定値の許容範囲は、バックアップ制御基板60bの記憶部62に予め記憶されている。給水装置1を運転可能な圧力センサ27の測定値の許容範囲は、例えば、実験などで予め決定しておくことができる。あるいは、給水装置1を運転可能な圧力センサ27の測定値の許容範囲は、給水装置1の性能、建物の性能、およびこれらを連結する配管の性能などに基づいて使用者と相談して決定してもよい。あるいは、給水装置1を運転可能な圧力センサ27の測定値の許容範囲は、給水装置1のポンプ3を選定する際に利用されたポンプ選定図に記載の圧力範囲であってもよい。給水装置1のポンプ3を選定する際には、客先から要求された全揚程と給水量に基づいて、ポンプ選定図から最適なポンプを選択している。圧力センサ27の測定値がこのポンプ選定図に記載のポンプの圧力範囲内であれば、バックアップ制御基板60bが各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aから引き継いた状態で各インバータ5の制御を開始しても、給水装置1を支障なく運転できる。 The allowable range of measurement values of the pressure sensor 27 that allows the water supply device 1 to operate is pre-stored in the memory unit 62 of the backup control board 60b. The allowable range of measurement values of the pressure sensor 27 that allows the water supply device 1 to operate can be determined in advance, for example, through experiments. Alternatively, the allowable range of measurement values of the pressure sensor 27 that allows the water supply device 1 to operate may be determined in consultation with the user based on the performance of the water supply device 1, the performance of the building, and the performance of the piping connecting them. Alternatively, the allowable range of measurement values of the pressure sensor 27 that allows the water supply device 1 to operate may be the pressure range listed in the pump selection chart used when selecting the pump 3 of the water supply device 1. When selecting the pump 3 of the water supply device 1, the optimal pump is selected from the pump selection chart based on the total head and water supply volume requested by the customer. If the pressure sensor 27 measurement value is within the pump pressure range set forth in this pump selection diagram, the water supply device 1 can be operated without any problems even if the backup control board 60b begins control of each inverter 5 while taking over the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a.
主制御基板60aおよびバックアップ制御基板60bが推定末端圧力制御で各インバータ5の動作を制御する場合、主制御基板60aおよびバックアップ制御基板60bは、吐出圧力の最大値と最小値を予め記憶している。そこで、給水装置1を運転可能な圧力センサ27の測定値の許容範囲の上限および下限をこの吐出圧力の最大値および最小値に設定してもよい。この場合、バックアップ制御基板60bは、圧力センサ27の測定値が吐出圧力の最大値および最小値によって定まる許容範囲内にある場合に、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aに引き継いた状態で、各インバータ5の制御を開始する(S105)。一方で、圧力センサ27の測定値が吐出圧力の最大値および最小値によって定まる許容範囲から逸脱している場合は、バックアップ制御基板60bは、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aから引き継がずに、一旦、全てのポンプ3を停止させる(S106)。 When the main control board 60a and backup control board 60b control the operation of each inverter 5 using estimated terminal pressure control, the main control board 60a and backup control board 60b pre-store the maximum and minimum discharge pressure values. Therefore, the upper and lower limits of the allowable range of the pressure sensor 27 measurement values within which the water supply device 1 can be operated may be set to these maximum and minimum discharge pressure values. In this case, if the pressure sensor 27 measurement values are within the allowable range determined by the maximum and minimum discharge pressure values, the backup control board 60b begins control of each inverter 5 while transferring the operating status information of each pump 3 to the main control board 60a (S105). On the other hand, if the pressure sensor 27 measurement values are outside the allowable range determined by the maximum and minimum discharge pressure values, the backup control board 60b temporarily stops all pumps 3 without transferring the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a (S106).
一実施形態では、主制御基板60aおよびバックアップ制御基板60bが推定末端圧力制御で各インバータ5の動作を制御する場合、給水装置1を運転可能な圧力センサ27の測定値の許容範囲を、推定末端圧力制御における目標圧力範囲としてもよい。目標圧力範囲は、最大水量(定格水量)でポンプ3を運転したときの目標吐出圧力と、最小水量でポンプ3を運転したときのときの目標吐出圧力とで定まる圧力範囲である。 In one embodiment, when the main control board 60a and backup control board 60b control the operation of each inverter 5 using estimated terminal pressure control, the allowable range of measurements from the pressure sensor 27 that allows the water supply device 1 to operate may be used as the target pressure range for estimated terminal pressure control. The target pressure range is a pressure range determined by the target discharge pressure when the pump 3 is operated at the maximum water volume (rated water volume) and the target discharge pressure when the pump 3 is operated at the minimum water volume.
なお、S102でバックアップ条件が成立し、バックアップ制御基板60bが起動する(S103)と、その旨を示す警報が給水装置1から発せられる。これにより、警報を受けた作業者によって、バックアップ条件を解消させるためのメンテナンスおよび/または修理が給水装置1に対して行われる(S108)。 When the backup conditions are met in S102 and the backup control board 60b is started (S103), an alarm indicating this is issued from the water supply device 1. This allows the operator who receives the alarm to perform maintenance and/or repairs on the water supply device 1 to resolve the backup conditions (S108).
このように、本実施形態によれば、成立したバックアップ条件次第で、主制御基板60aが制御していた各ポンプ3の運転状態情報をバックアップ制御基板60bが引き継いで、各インバータ5の制御を行う。すなわち、成立したバックアップ条件次第では、各ポンプ3の運転が事前の状態で継続され、各ポンプ3の運転が停止しない。その結果、建物への断水を極力回避することができる。 In this way, according to this embodiment, depending on the backup conditions that are met, the backup control board 60b takes over the operating status information of each pump 3 that was controlled by the main control board 60a and controls each inverter 5. In other words, depending on the backup conditions that are met, the operation of each pump 3 continues in its previous state and the operation of each pump 3 does not stop. As a result, water outages to the building can be avoided as much as possible.
図8は、他の実施形態に係る給水装置の運転方法を説明するためのフローチャートである。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。 Figure 8 is a flowchart illustrating a method for operating a water supply device according to another embodiment. The configuration of this embodiment that is not specifically described is the same as the embodiment described above, so redundant description will be omitted.
本実施形態では、S103で、各インバータ5の制御が主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに切り替わると、バックアップ制御基板60bは、圧力センサ(第2圧力センサ)27の測定値に応じて、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに引き継ぐか否かを決定する。すなわち、バックアップ制御基板60bは、成立したバックアップ条件に拘わらずに、圧力センサ27の測定値に基づいて、各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aからバックアップ制御基板60bに引き継げるか否かを決定する(S104)。 In this embodiment, when control of each inverter 5 is switched from the main control board 60a to the backup control board 60b in S103, the backup control board 60b determines whether or not to transfer the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a to the backup control board 60b, based on the measurement value of the pressure sensor (second pressure sensor) 27. In other words, regardless of the backup condition that has been met, the backup control board 60b determines whether or not to transfer the operating status information of each pump 3 from the main control board 60a to the backup control board 60b, based on the measurement value of the pressure sensor 27 (S104).
上述したように、圧力センサ27の測定値が給水装置1を運転可能な許容範囲内にあれば、バックアップ制御基板60bが各ポンプ3の運転状態情報を主制御基板60aに引き継いだ状態で各インバータ5の制御を開始しても、給水装置1に思わぬ不具合が生じないと考えられる。そのため、本実施形態では、バックアップ条件が成立した場合(S103のYES)、バックアップ制御基板60bは、圧力センサ(第2圧力センサ)27の測定値が予め定められた許容範囲内であるか否かを確認する(S104)。 As described above, if the measurement value of the pressure sensor 27 is within the allowable range for operating the water supply device 1, it is believed that no unexpected malfunctions will occur in the water supply device 1 even if the backup control board 60b begins control of each inverter 5 while the operating status information of each pump 3 is handed over to the main control board 60a. Therefore, in this embodiment, if the backup condition is met (YES in S103), the backup control board 60b checks whether the measurement value of the pressure sensor (second pressure sensor) 27 is within a predetermined allowable range (S104).
圧力センサ27の測定値が許容範囲内であれば(S104のYES)、バックアップ制御基板60bは、主制御基板60aが各インバータ5を介して制御していた各ポンプ3の運転状態情報を引き継ぎ、各ポンプ3の運転を継続する(S105)。一方で、圧力センサ27の測定値が許容範囲から逸脱していれば(S104のNO)、バックアップ制御基板60bは、一旦、全てのポンプ3を停止させる(S106)。 If the measurement value of the pressure sensor 27 is within the allowable range (YES in S104), the backup control board 60b takes over the operating status information of each pump 3 that the main control board 60a controlled via each inverter 5, and continues operating each pump 3 (S105). On the other hand, if the measurement value of the pressure sensor 27 is outside the allowable range (NO in S104), the backup control board 60b temporarily stops all pumps 3 (S106).
このような制御によれば、バックアップ条件に拘わらずに、各ポンプ3の運転を極力継続することが可能である。その結果、建物への断水を極力回避することができる。 This type of control makes it possible to continue operating each pump 3 as long as possible, regardless of the backup conditions. As a result, water outages to the building can be avoided as much as possible.
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described with the aim of enabling a person of ordinary skill in the art to practice the present invention. Various modifications to the above-described embodiments would naturally be possible for a person skilled in the art, and the technical concept of the present invention may also be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be interpreted in the broadest scope in accordance with the technical concept defined by the claims.
1 給水装置
2 受水槽
3 ポンプ
4 モータ
5 インバータ
6 制御部
12 水位検出器
24 フロースイッチ
26,27 圧力センサ
28 圧力タンク
30 通信ケーブル
60a 主制御基板
60b バックアップ制御基板
62 記憶部
63 演算処理部(CPU)
502,600 通信部
503 記憶部
504 演算処理部(CPU)
REFERENCE SIGNS LIST 1 Water supply device 2 Water receiving tank 3 Pump 4 Motor 5 Inverter 6 Control unit 12 Water level detector 24 Flow switch 26, 27 Pressure sensor 28 Pressure tank 30 Communication cable 60a Main control board 60b Backup control board 62 Memory unit 63 Arithmetic processing unit (CPU)
502, 600 Communication unit 503 Storage unit 504 Processing unit (CPU)
Claims (14)
対応する前記ポンプの回転周波数を可変制御する少なくとも1つのインバータと、
前記少なくとも1つのインバータを単独で制御可能であり、かつ互いに通信可能に接続される主制御基板およびバックアップ制御基板と、を備え、
前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、
前記バックアップ制御基板は、成立したバックアップ条件が前記少なくとも1つのポンプの運転状態が正常であると考えられるバックアップ条件の場合は、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、給水装置。 at least one pump;
At least one inverter for variably controlling the rotation frequency of the corresponding pump;
a main control board and a backup control board that are capable of independently controlling the at least one inverter and are communicatively connected to each other;
the main control board and/or the backup control board monitor whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is satisfied;
A water supply device in which, if the backup condition that is met is a backup condition in which the operating status of the at least one pump is considered to be normal, the backup control board transfers the operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board, and continues operating the at least one pump without stopping it.
前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、をさらに備え、
前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、
前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記第2圧力センサの測定値が前記給水装置を運転可能な許容範囲内にあれば、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、請求項1に記載の給水装置。 a first pressure sensor connected to the main control board for measuring a discharge pressure of the at least one pump;
a second pressure sensor connected to the backup control board and configured to measure a discharge pressure of the at least one pump;
the backup condition includes an abnormality and/or a failure of the first pressure sensor;
A water supply device as described in claim 1, wherein when the main control board and/or the backup control board detects an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, the backup control board transfers the operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board and continues operation of the at least one pump without stopping it, if the measurement value of the second pressure sensor is within the allowable range for operating the water supply device.
前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、をさらに備え、
前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、
前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる、請求項1に記載の給水装置。 a first pressure sensor connected to the main control board for measuring a discharge pressure of the at least one pump;
a second pressure sensor connected to the backup control board and configured to measure a discharge pressure of the at least one pump;
the backup condition includes an abnormality and/or a failure of the first pressure sensor;
The water supply device of claim 1, wherein when the main control board and/or the backup control board detects an abnormality and/or failure of the first pressure sensor, the backup control board stops the at least one pump.
前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記主制御基板と前記バックアップ制御基板との間の通信異常、または前記主制御基板と前記少なくとも1つのインバータとの間の通信異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の給水装置。 the backup condition includes a communication abnormality between the main control board and the backup control board, and a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter;
A water supply device as described in any one of claims 1 to 4, wherein when the main control board and/or the backup control board detects a communication abnormality between the main control board and the backup control board, or a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter, the backup control board transfers the operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board and continues operation of the at least one pump without stopping it.
前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板が前記主制御基板の演算処理部の異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の給水装置。 the backup condition includes an abnormality in the arithmetic processing unit of the main control board,
A water supply device as described in any one of claims 1 to 5, wherein when the main control board and/or the backup control board detects an abnormality in the calculation processing unit of the main control board, the backup control board stops at least one of the pumps.
対応する前記ポンプの回転周波数を可変制御する少なくとも1つのインバータと、
前記少なくとも1つのインバータを単独で制御可能であり、かつ互いに通信可能に接続される主制御基板およびバックアップ制御基板と、
前記主制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第1圧力センサと、
前記バックアップ制御基板に接続され、前記少なくとも1つのポンプの吐出圧力を測定する第2圧力センサと、を備え、
前記主制御基板および/または前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、
前記バックアップ条件が成立した場合、前記バックアップ制御基板は、前記第2圧力センサの測定値が給水装置を運転可能な許容範囲内にあれば、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、給水装置。 at least one pump;
At least one inverter for variably controlling the rotation frequency of the corresponding pump;
a main control board and a backup control board that are capable of independently controlling the at least one inverter and are communicatively connected to each other;
a first pressure sensor connected to the main control board for measuring a discharge pressure of the at least one pump;
a second pressure sensor connected to the backup control board and configured to measure a discharge pressure of the at least one pump;
the main control board and/or the backup control board monitor whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is satisfied;
When the backup condition is met, the backup control board transfers the operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board, and continues operating the at least one pump without stopping it , if the measurement value of the second pressure sensor is within the allowable range for operating the water supply device.
前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、
成立したバックアップ条件が前記少なくとも1つのポンプの運転状態が正常であると考えられるバックアップ条件の場合は、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、給水装置の運転方法。 A method for operating a water supply device comprising at least one pump, at least one inverter that variably controls the rotational frequency of the corresponding pump, and a main control board and a backup control board that can independently control the at least one inverter and are communicatively connected to each other, comprising:
monitor whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is satisfied;
A method for operating a water supply device, in which, if the established backup condition is one in which the operating status of the at least one pump is considered to be normal, the operating status information of the at least one pump is transferred from the main control board to the backup control board, and the operation of the at least one pump continues without being stopped.
前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、
前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記第2圧力センサの測定値が前記給水装置を運転可能な許容範囲内にあれば、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、請求項8に記載の給水装置の運転方法。 The water supply device further includes a first pressure sensor connected to the main control board and measuring a discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and measuring a discharge pressure of the at least one pump,
the backup condition includes an abnormality and/or a failure of the first pressure sensor;
A method for operating a water supply system as described in claim 8, wherein when an abnormality and/or failure of the first pressure sensor is detected, if the measurement value of the second pressure sensor is within an allowable range for operating the water supply system, the operating status information of the at least one pump is transferred from the main control board to the backup control board, and operation of the at least one pump continues without being stopped.
前記第2圧力センサの測定値が予め定められた許容範囲内であるときに、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、請求項9に記載の給水装置の運転方法。 the at least one pump is operated under tip pressure estimation control;
A method for operating a water supply system as described in claim 9, wherein when the measurement value of the second pressure sensor is within a predetermined tolerance range, operating status information of the at least one pump is transferred from the main control board to the backup control board, and operation of the at least one pump is continued without being stopped.
前記バックアップ条件は、前記第1圧力センサの異常および/または故障を含んでおり、
前記第1圧力センサの異常および/または故障を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる、請求項8に記載の給水装置の運転方法。 The water supply device further includes a first pressure sensor connected to the main control board and measuring a discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and measuring a discharge pressure of the at least one pump,
the backup condition includes an abnormality and/or a failure of the first pressure sensor;
9. The method for operating a water supply apparatus according to claim 8, wherein the backup control board stops the at least one pump when an abnormality and/or failure of the first pressure sensor is detected.
前記主制御基板と前記バックアップ制御基板との間の通信異常、または前記主制御基板と前記少なくとも1つのインバータとの間の通信異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、請求項8乃至11のいずれか一項に記載の給水装置の運転方法。 the backup condition includes a communication abnormality between the main control board and the backup control board, and a communication abnormality between the main control board and the at least one inverter;
A method for operating a water supply system as described in any one of claims 8 to 11, wherein when a communication abnormality is detected between the main control board and the backup control board, or between the main control board and the at least one inverter, the backup control board transfers the operating status information of the at least one pump from the main control board to the backup control board, and continues operation of the at least one pump without stopping it.
前記主制御基板の演算処理部の異常を検出したとき、前記バックアップ制御基板は、前記少なくとも1つのポンプを停止させる、請求項8乃至12のいずれか一項に記載の給水装置の運転方法。 the backup condition includes an abnormality in the arithmetic processing unit of the main control board,
13. A method for operating a water supply apparatus according to claim 8, wherein when an abnormality is detected in the arithmetic processing unit of the main control board, the backup control board stops the at least one pump.
前記少なくとも1つのインバータの制御を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に切り替えるためのバックアップ条件が成立するか否かを監視し、
前記バックアップ条件が成立した場合、前記第2圧力センサの測定値が前記給水装置を運転可能な許容範囲内にあれば、前記少なくとも1つのポンプの運転状態情報を前記主制御基板から前記バックアップ制御基板に引き継いで、前記少なくとも1つのポンプの運転を停止させずに継続する、給水装置の運転方法。 A method for operating a water supply device comprising at least one pump, at least one inverter that variably controls the rotational frequency of the corresponding pump, a main control board and a backup control board that are capable of independently controlling the at least one inverter and are communicatively connected to each other, a first pressure sensor connected to the main control board and that measures the discharge pressure of the at least one pump, and a second pressure sensor connected to the backup control board and that measures the discharge pressure of the at least one pump,
monitor whether a backup condition for switching control of the at least one inverter from the main control board to the backup control board is satisfied;
A method for operating a water supply system in which, when the backup condition is met, if the measurement value of the second pressure sensor is within an allowable range for operating the water supply system, the operating status information of the at least one pump is transferred from the main control board to the backup control board, and the operation of the at least one pump continues without being stopped.
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