JPH0130394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般的には産業用設備（プラント）中
に空気あるいはガスを移動させるためのフアンに
使用できる２速度モータの制御に関し、詳しくい
うと、モータの休止位置から低または高速度位置
への手動のまたは自動の始動を可能にし、かつ高
位置と低位置間の自動のまたは手動の切換えを可
能にする新規な、有用なモータ制御装置に関す
る。

従来の技術 大出力容量を有する産業用ボイラーは一般に空
気あるいは他のガスをボイラー中に移動させてボ
イラーの排煙筒（スタツク）から排出させるため
にフアンを使用する必要がある。押込通風（FD）
フアンが大気圧以上の圧力で空気をボイラーの燃
焼室中へ強制的に送るために使用されている。そ
のようなFDフアンは空気ダクト、空気加熱器、
バーナーおよび燃料床の合計の抵抗およびフアン
吐出口と炉間の他の抵抗に等しい十分に高い吐出
圧力を有さねばならない。炉は一般にバランスの
とれた通風点、すなわち炉の圧力が大気圧に等し
い点である。押込通風フアンの容積出力は燃焼に
必要な空気に空気加熱器の漏れを加えた合計量に
等しくなければならない。

吸込通風（ID）フアンは燃焼生成物および他
のガスを排煙筒中に吐出させるためにボイラーの
排煙筒側で使用されている。吸込通風フアンはガ
スを吸引するためにこのフアンの入口端部に大気
圧より低い圧力を確立するように、かつまた、バ
ランスのとれた通風を確立するように動作する。
吸込通風フアンが始動できるあるいはその速度が
変化できる前に、ある条件がボイラーに存在する
ということを注意しなければならない。この条件
としては吸込通風フアンに関連するダンパならび
に吸込通風フアンの出口ダンパのような任意の制
御機構の正しい設定、ボイラーのバーナーに対す
る２次空気ダンパの正しい設定、およびボイラー
のバグハウスのダンパの設定がある。また、吸込
通風フアンを手動および自動の両方で制御できる
ことが望ましい。

吸込および押込通風フアンに使用されるモータ
ならびにポンプあるいは他の大型装置に使用され
るモータのような大型モータの速度制御は、従
来、２速度モータに対するオイル充填変速機スイ
ツチのような大型の機械的変速機を必要とした。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この変速機スイツチは手動で作
動させるものであり、自動的に作動できない難点
があり、また電気機械的トリツプ回路を必要とす
るので高価になる難点があつた。

問題点を解決するための手段 本発明は２速度モータ、例えばボイラーまたは
他の産業用設備用の吸込通風（ID）フアンのモ
ータに対する制御装置に向けられている。勿論、
他の２速度モータも本発明によつて制御できる。

本発明によれば、モータは始動でき、かつ高速
度または低速度に設定できる。モータの速度は高
速度から低速度へまたは低速度から高速度へ切換
えるために手動で制御でき、同時に安全状態を保
持するために他の適当な状態を観察することがで
きる。

本発明によれば、速度の切換えはモータによつ
て駆動されるフアンに課されている需要状態（負
荷）および流れの状態に依存して自動的に行なう
こともできる。

本発明の他の目的は入手可能な
「NETWORK90」を使用して実現できるモータ
制御装置を提供することである。
「NETWORK90」はベイリー・コントロール
ズ・カンパニーの登録商標である。

本発明の他の目的は設計が簡単で、頑丈な構成
を有し、かつ経済的に製造できるモータ制御装置
を提供することである。

本発明は完全に自動のおよび手動の制御能力を
有する完全に自動化されたマイクロプロセツサに
基づくインタロツクシステムである。オペレータ
が自動化モードを選択すると、これは制御される
モータが始動された後、負荷に基づく自動速度変
化を見込むことになる。１つの速度での動作の30
分以内の速度変化を禁止するためにインタロツク
が組込まれ、モータの過熱を防止している。本発
明は所望とする速度を選択することだけにオペレ
ータを必要とする。オペレータは安全に速度を変
えるために速度指示器あるいはブレーカの位置を
調べる必要がない。高速度から低速度への変換が
要求されたときに、本発明はモータの惰力走行を
自動的に補償する。また、進行中の速度変化のオ
ンライン指示（低または高）が提供される。本発
明はまた、速度変化が要求され、モータは適正な
毎分回転数（RPM）であるという事実に基づい
て高または低速度の指示を与える。

従つて、本発明の目的は、モータを高速度で始
動させるために閉成する高速度スタートブレー
カ、モータを低速度で始動させるために閉成する
低速度スタートブレーカおよびモータを停止させ
るために開放するストツプブレーカを有し、かつ
ある状態を満足する間、モータを高または低速度
で始動させるために手動で作動し得る、プツシユ
ボタンの形式であることが好ましい。スタートス
イツチを含むモータ用２速度モータ制御装置を提
供することである。本発明はスタート信号を受信
するためにスタートスイツチに接続される例えば
ANDゲートおよびORゲートを使用する論理回路
の形式でよいモータスタート許可手段を含む。モ
ータが接続されているシステムの種々の状態を示
す、かつモータが始動するのに適している許可信
号を搬送するために複数の追加の入力が上記許可
手段に接続されている。ボイラーの周囲環境にお
いて、例えば制御されるモータが吸込通風フアン
に接続されたモータである場合には、あるバツフ
ルが開放しているかあるいは閉塞しているかを決
定するセンサがボイラーに設けられなければなら
ず、これらセンサの信号はバツフルの適当な位置
を指示しなければならない。

本発明は高セレクタ手段および低セレクタ手段
を含み、両手段ともモータが高速度で始動される
べきかまたは低速度で始動されるべきかをオペレ
ータが選択するための手動で作動可能なスイツチ
またはプツシユボタンを有する。高および低セレ
クタ手段はモータスタート許可手段と高速度スタ
ート許可手段および低速度スタート許可手段との
間にそれぞれ接続されている。高速度スタート許
可手段は信号を高速度スタートブレーカに供給し
てそのブレーカを閉成し、ある他の条件が満足さ
れた場合にのみモータを高速度で始動する。同様
に、高速度スタート許可手段はある条件が満足さ
れた場合にのみ低速度スタートブレーカを閉成す
る。

本発明はまた、任意の選択された時間にモータ
を停止させるために作動できるストツプスイツチ
またはプツシユボタンを使用する。アボート・オ
フ手段がストツプブレーカに接続されており、シ
ステムに緊急状態が発生したときに、あるいは特
定すると、２速度モータ制御装置において低速度
への切換えを行なうことができなくなつたとき
に、モータを停止するために使用される。アボー
ト・低速度手段が低速度スタートブレーカに接続
されており、２速度モータ制御装置において高速
度への切換えができなくなつたときに低速度スタ
ートブレーカを作動させるために使用される。ア
ボート・高速度手段が高速度ブレーカに接続され
ており、高から低状態への切換えに故障が生じた
場合に高速度ブレーカを作動させるために使用さ
れる。

本発明の他の目的は許可を決定するためのプロ
グラムを含むマイクロプロセツサを提供すること
である。許可手段はNETWORK90マイクロプロ
セツサシステムの論理ブロツクを使用して実施で
きる。

本発明の他の目的は設計が簡単で、頑強な構成
を有し、かつ経済的に製造できる２速度モータ制
御装置を提供することである。

実施例 以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施
例について詳細に説明する。

第１図を参照すると、低速度ブレーカ１２を使
用して低速度で始動することができ、かつ高速度
ブレーカ１４を使用して高速度で始動することが
できる２速度モータ１０に対する本発明の２速度
モータ制御装置が例示されている。モータ１０は
また、モータ１０を停止するために開放するスト
ツプブレーカ１６を含む。２速度モータ１０なら
びにブレーカ１２，１４および１６はこの技術分
野で周知であり、従つてここでは詳細な説明は省
略する。

モータ１０は回転速度を決定するタコメータ２
０を備えている。タコメータ２０は出力信号を提
供し、この出力信号は選択された回転速度がある
時間の間保持されていたか否かを決定するために
遅延回路２２に供給される。

本発明の制御装置はモータを始動および停止す
るための、ならびにモータが高速度で始動される
かまたは低速度で始動されるかを選択するための
プツシユボタンの形式であることが好ましいスイ
ツチを含む。プツシユボタン２４はある条件が満
足される間、モータを始動するために作動され得
る。プツシユボタン２６は高速度の始動を選択す
るために、または低速度から高速度状態へモータ
の動作を切換えるために作動され得る。プツシユ
ボタン２８は低速度の始動を選択するために、か
つまた、高速度から低速度動作へモータ動作を切
換えるために作動され得る。プツシユボタン３０
はストツプブレーカ１６を直接作動させることに
よつてモータを停止するために作動され得る。ス
トツプブレーカ１６には種々の源から入力を受信
し、適当な条件が生じたときにモータを自動的に
停止することができるアボート・ストツプ素子３
２も接続されている。

低速度スタートブレーカ１２にはアボート・低
速度素子３４が接続されており、このアボート・
低速度素子３４は高速度動作への所望の切換えま
たは始動ができなかつたか否かを決定する感知回
路に接続された入力を有する。この故障を感知す
ると、アボート・低速度素子３４は低速度スター
トブレーカ１２を作動し、モータを切換えさせ、
または低速度での動作を継続させる。アボート・
高速度素子３６は高速度から低速度動作への切換
えに故障が発生したときに高速度スタートブレー
カ１４を作動する。このアボート・高速度素子３
６はそのような切換え故障の発生を決定するため
の入力を有している。

複数の追加の入力を含むモータスタート許可ユ
ニツト４８がスタートプツシユボタン２４に接続
されている。これら各入力はモータ１０を始動さ
せるための適当な条件が存在することを決定する
ためのモータ１０を含むシステムの各部に接続さ
れ得る。モータ１０がボイラーにおける吸込通風
フアンモータとして使用される場合には、例えば
許可ユニツト４８の１つ以上の入力がフアンと関
連するバツフルの正しい位置を決定することがで
きる。モータは例えばバツフルが正しい開放位置
にある場合にのみ始動され、バツフルが正しい開
放位置にない場合には、許可ユニツト４８はプツ
シユボタン２４の押圧にも拘わらず出力を発生し
ない。

許可ユニツト４８は低セレクタユニツト５０お
よび高セレクタユニツト５２に接続されている。
低セレクタユニツト５０は低プツシユボタン２８
に接続されており、許可ユニツト４８から付勢信
号を受信すると、スタート信号を許可ユニツト５
４に出力する。同様に、高プツシユボタン２６が
押され、許可ユニツト４８がスタート信号を出力
すると、高セレクタユニツト５２はスタート信号
を許可ユニツト５６に出力する。許可ユニツト４
８，５４および５６は出力スタート信号が発生さ
れるべきか否かを決定するためにANDゲートお
よびORゲートのような適当な論理ブロツクを含
んでいてもよい。

許可ユニツト５４は低速度スタート許可ユニツ
トからなり、４つの条件が満足された場合にのみ
スタート信号を低速度ブレーカ１２に出力する。
これら条件のうちのＡで示された第１の条件はス
トツププツシユボタン３０が押されていないとい
うことである。これはストツププツシユボタン３
０からの入力（ユニツト５４の近傍にのみ図示さ
れている）を必要とする。Ｂで示された第２の条
件はアボート・ストツプ素子３２が付勢されてい
ないということである。これは同じくユニツト５
４の近傍にのみ示されている別の入力をユニツト
５４に必要とする。C1で示された第３の条件は
高速度モータブレーカ１４が閉成されていないと
いうことである。これはブレーカ１４からユニツ
ト５４への入力を必要とする。最後の条件はタコ
メータ２０および遅延回路２２に依存する。D1
で示されたこの条件は高から低速度への切換えが
要求されている場合、すなわちモータが高速度で
動作していてかつ低速度プツシユボタン２８が押
された場合にのみ経験される必要がある。このよ
うな切換えが選択されたときに、タコメータ２０
および遅延回路２２によつて決定されるモータ速
度は少なくとも選択された分数（分で表わした時
間）の間高速度でなければならない。吸込通風フ
アンモータの場合には、例えば、フアンは約30分
の間高速度で作動されるべきである。これは急激
な速度変化によるモータの過熱あるいは損害を防
止することである。条件D1の他の部分はモータ
速度が感知されて低速度に減ぜられることであ
る。これは許可ユニツト５４が高速度ブレーカ１
２にスタート信号を出力した後でさえ、速度の継
続する測定を必要とする。この速度の減少が感知
されない場合には、切換えの故障とみなされ、ア
ボート・高速度素子３６が作動されて高速度ブレ
ーカ１４を付勢する。

高速度許可ユニツト５６は許可ユニツト５４と
同様の態様で動作する。

条件ＡおよびＢは許可ユニツト５４の条件Ａお
よびＢと同一である。条件C2は低速度モータブ
レーカ１２が閉成されないことを必要とする。こ
れはブレーカ１２からユニツト５６への適当な入
力によつて決定される。

条件D2は、低から高速度への切換えが要求さ
れているときに、モータがタコメータ２０および
遅延回路２２によつて決定されるように選択され
た分数の時間以上低速度で既に作動されているこ
とを必要とする。再び、吸込通風フアンの場合に
は、この時間として30分が適当している。休止状
態から高速度に始動させるためには、許可ユニツ
ト５６はまず、低速度ブレーカ１２を付勢してモ
ータ１０を低速度に制御し、次いで選択された分
数の後ブレーカ１４を付勢してモータを高速度に
する。

第１図に示す２速度モータ制御装置の主な利点
は、オペレータは所望の結果に対応するボタンを
作動することのみを必要とし、実際のモータ制御
信号が適当なブレーカを通じてモータに送られる
前に必要な条件が存在したか否かに関してはたず
さわる必要がないということである。オペレータ
は高速度でも、低速度でもモータを始動すること
ができ、また一方の速度から他方の速度へ切換え
ることができる。また、オペレータはモータを停
止することについて制御することができる。許可
ユニツトおよびタコメータに適当な指示器を接続
し、許可条件およびモータ速度の可視指示を行な
うようにしてもよい。

本発明の２速度モータ制御装置を実現するため
に、マイクロプロセツサに基づくNETWORK90
を使用する回路が必要な論理および制御動作を遂
行するようにアセンブルできる。そのような構成
例を第２図に示す。マスター論理モジユール８０
はユニツト４８，５４および５６に対する適当な
許可が生じたときにスタート信号を発生するよう
にプログラム制御することができる。

マスター論理モジユール８０は他の論理ユニツ
トに接続のためモジユールバス８２に接続されて
いる。このモジユール８０はまた、マルチプレク
サ８６、第１のデイジタルスレーブモジユール８
８および第２のデイジタルスレーブモジユール９
０に接続のためエキスパンダバス８４に接続され
ている。マルチプレクサ８６は端末ユニツト９２
を介してデイジタル論理ステーシヨン１００に接
続されている。デイジタル論理ステーシヨン１０
０はスタート、ストツプ、低および高セレクタプ
ツシユボタンを含み、また各ボタンが押されたと
きにおよびプツシユボタンを押すことによつてど
の条件が達成されたかを指示する発光ダイオード
を有する。かくして、オペレータの命令はステー
シヨン１００によつて端末ユニツト９２を介して
マルチプレクサ８６に入力され、さらにエキスパ
ンダバス８４を介してマスター論理モジユール８
０に与えられる。このマスター論理モジユール８
０は適当な信号を第１のデイジタルスレーブモジ
ユール８８に出力し、このモジユール８８は制御
信号を、例えば24ボルトラインの形式にある端末
ユニツト１０２を介してブレーカ１２，１４およ
び１６に供給する。

モータからのフイードバツクはブレーカおよび
タコメータのような１１０で図示する素子に接続
されている端末ユニツト１０４によつて確立さ
れ、これら素子１１０からの信号は第２のスレー
ブモジユール９０に与えられる。適当な速度での
モータに対する適当な継続時間を決定するために
遅延回路２２がマスター論理モジユール８０に組
込まれている。

本発明の原理の適用例を例示するために本発明
の特定の実施例を詳細に図示し、記載したけれ
ど、本発明はそのような原理から逸脱することな
しに他の態様で実施できることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は２速度モータを高速状態、または低速
状態で始動させるのに必要な、あるいは２速度モ
ータを停止させるのに必要な論理段階を示す本発
明の一実施例のブロツク図、第２図は
NETWORK90プロセス制御ユニツトの構成素子
を使用して実現された本発明を示すブロツク図で
ある。 １０：２速度モータ、１２：低速度ブレーカ、
１４：高速度ブレーカ、１６：ストツプブレー
カ、２０：タコメータ、２２：遅延回路、２４：
スタートプツシユボタン、２６：高速度プツシユ
ボタン、２８：低速度プツシユボタン、３０：ス
トツププツシユボタン、３２：アボート・ストツ
プ素子、３４：アボート・低速度素子、３６：ア
ボート・高速度素子、４８：モータスタート許可
ユニツト、５０：低セレクタユニツト、５２：高
セレクタユニツト、５４：低速度スタート許可ユ
ニツト、５６：高速度スタート許可ユニツト、８
０：マスター論理モジユール、８６：マルチプレ
クサ、８８，９０：デイジタルスレーブモジユー
ル、９２，１０２，１０４：端末ユニツト、１０
０：デイジタル論理ステーシヨン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータを高速度で動作させるために閉成可能
   な高速度ブレーカ、モータを低速度で動作させる
   ために閉成可能な低速度ブレーカ、およびモータ
   を停止させるために閉成可能なストツプブレーカ
   を有する２速度モータに対する２速度モータ制御
   装置において、 モータを高または低速度で始動させるために手
   動で動作可能なスタートスイツチと、 前記ストツプブレーカに接続され、このストツ
   プブレーカを手動で作動させてモータを停止させ
   るためのストツプスイツチと、 前記スタートスイツチに接続され、モータが始
   動されることを認める条件を示す許可信号を受信
   するための複数の入力を有し、これら入力に前記
   許可信号の全部が受信されかつ前記スタートスイ
   ツチが作動されたときに、その出力にスタート信
   号を発生するモータスタート許可手段と、 モータに対して高速度動作を選択するためにオ
   ペレータによつて動作可能であり、かつモータの
   高速度動作を開始させるために前記モータスター
   ト許可手段の出力に接続されている高速度セレク
   タ手段と、 モータの低速度動作を開始させるためにオペレ
   ータによつて作動可能であり、かつモータの低速
   度動作を開始させるために前記モータスタート許
   可手段の出力に接続されている低速度セレクタ手
   段と、 前記高速度セレクタ手段に接続され、モータを
   高速度で始動させるための許可条件を確立するた
   めの複数の入力を有し、これら許可条件の全部が
   満足されたときに前記スタート信号を前記高速度
   ブレーカに出力してこれを作動させる高速度スタ
   ート許可手段と、 前記低速度セレクタ手段に接続され、モータの
   低速度スタートに対する許可条件を確立するため
   の複数の入力を有し、これら許可条件の全部が満
   足されたときに前記スタート信号を前記低速度ブ
   レーカに出力してこれを作動させる低速度スター
   ト許可手段と、 前記高速度ブレーカ、低速度ブレーカおよびス
   トツプブレーカにそれぞれ接続され、始動の故障
   または切換えの故障が発生したときに前記ブレー
   カを選択的に動作させるためのアボート手段であ
   つて、前記ストツプブレーカに接続され、適当な
   条件が生じたときに前記ストツプブレーカを作動
   してモータを停止させるためのアボート・ストツ
   プユニツト、前記低速度ブレーカに接続され、前
   記高速度スタート許可手段が前記高速度ブレーカ
   を作動できないときに前記低速度ブレーカを作動
   させるためのアボート・低速度ユニツト、および
   前記高速度ブレーカに接続され、前記低速度スタ
   ート許可手段が前記低速度ブレーカを作動できな
   いときに前記高速度ブレーカを作動させるための
   アボート・高速度ユニツトを含むアボート手段
   と、 前記モータに接続され、このモータの速度およ
   びその速度での継続時間を決定するための遅延論
   理手段 とを具備し、 前記高速度スタート許可手段が、前記ストツプ
   スイツチからこのストツプスイツチが作動されて
   いないということを指示する許可信号を受信する
   ための第１の入力と、前記アボート・ストツプユ
   ニツトに接続され、このアボート・ストツプユニ
   ツトが作動されていないということを指示する許
   可信号を受信するための第２の入力と、前記低速
   度ブレーカからこの低速度ブレーカが閉成されな
   いということを指示する許可信号を受信するため
   の第３の入力と、前記遅延論理手段からモータが
   少なくとも選択された分数の時間の間低速度で動
   作していたということを指示する許可信号を受信
   するための第４の入力とを有し、 前記低速度スタート許可手段が、前記ストツプ
   スイツチからこのストツプスイツチが作動されて
   いないということを指示する許可信号を受信する
   ための第１の入力と、前記アボート・ストツプユ
   ニツトに接続され、このアボート・ストツプユニ
   ツトが作動されていないということを指示する許
   可信号を受信するための第２の入力と、前記高速
   度ブレーカからこの高速度ブレーカが閉成されな
   いということを指示する許可信号を受信するため
   の第３の入力と、前記遅延論理手段からモータが
   選択された分数の時間の間高速度で動作していた
   ということを指示する許可信号を受信するための
   第４の入力とを有することを特徴とする２速度モ
   ータ制御装置。 ２ 前記高速度セレクタ手段がモータに対して高
   速度動作を選択するための高速度スタートスイツ
   チを有し、前記低速度セレクタ手段がモータに対
   して低速度動作を選択するための低速度スイツチ
   を有する特許請求の範囲第１項記載の２速度モー
   タ制御装置。