(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント設備における複数台の負荷の運転台数を制御する負荷制御装置であって、
前記負荷の運転台数を手動で設定する手動モードと前記負荷の運転台数が所定範囲内に収まるように前記負荷の運転台数を自動制御する自動モードとの間で運転モードを切り替える運転モード切替部と、
前記運転モード切替部によって前記運転モードが前記手動モードから前記自動モードに切り替えられたか否かを判別する運転モード判別部と、
前記運転モード判別部によって前記運転モードが前記手動モードから前記自動モードに切り替えられたと判別された場合、前記負荷の現在の運転台数が前記所定範囲内にあるか否かを判別し、判別結果に基づいて前記負荷の運転台数を制御する台数制御部と、
を備えることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
前記台数制御部は、前記負荷の現在の運転台数が前記所定範囲の最小値より小さい場合、前記負荷の運転台数を前記最小値に制御し、前記負荷の現在の運転台数が前記所定範囲の最大値より大きい場合には、前記負荷の運転台数を前記最大値に制御することを特徴とする請求項１に記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記台数制御部は、前記負荷の現在の運転台数が前記所定範囲内にある場合、前記負荷の運転台数を現在の運転台数に維持することを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷制御装置。
【請求項４】
プラント設備における複数台の負荷の運転台数を制御する負荷制御方法であって、
前記負荷の運転台数を手動で設定する手動モードと前記負荷の運転台数が所定範囲内に収まるように前記負荷の運転台数を自動制御する自動モードとの間で運転モードを切り替える運転モード切替ステップと、
前記運転モード切替ステップによって前記運転モードが前記手動モードから前記自動モードに切り替えられたか否かを判別する運転モード判別ステップと、
前記運転モード判別ステップにおいて前記運転モードが前記手動モードから前記自動モードに切り替えられたと判別された場合、前記負荷の現在の運転台数が前記所定範囲内にあるか否かを判別し、判別結果に基づいて前記負荷の運転台数を制御する台数制御ステップと、
を含むことを特徴とする負荷制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種プラント設備における吸水ポンプ等の負荷の運転台数を制御する負荷制御装置及び負荷制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポンプ井内の汚水の水位に応じて複数台の吸水ポンプの運転台数を制御することによって、汚水の水位を所定範囲内に制御するポンプ制御装置が知られている。また、このようなポンプ制御装置の中には、吸水ポンプの運転台数を手動で設定する手動モードと吸水ポンプの運転台数が汚水の水位に応じた所定範囲内に収まるように吸水ポンプの運転台数を自動制御する自動モードとの間で運転モードを切り替え可能なものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６２６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のポンプ制御装置は、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、吸水ポンプの運転台数が急激に変化しないように、汚水の水位に応じた制御が作動するまでの間、吸水ポンプの運転台数を変化させないようにしている。より具体的には、従来のポンプ制御装置は、手動モードで設定された吸水ポンプの運転台数が自動モードにおける吸水ポンプの運転台数の制御範囲から外れている場合であっても、汚水の水位に応じた制御が作動するまでの間、手動で設定された吸水ポンプの運転台数を維持する。
【０００５】
このため、従来のポンプ制御装置によれば、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、吸水ポンプの運転台数が自動モードにおいて最低限必要な運転台数（下限台数）未満であるために、ポンプ井内の汚水の水位を所定範囲内に制御できないことがある。また、吸水ポンプの運転台数が自動モードにおいて必要とされる運転台数の最大値（上限台数）を超えている場合には、本来は稼働する必要がない吸水ポンプの稼働が維持されるために、エネルギーが不要に消費されてしまう。
【０００６】
このことから、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、手動モードにおける吸水ポンプの運転台数が自動モードにおける吸水ポンプの運転台数の制御範囲外にあることによって、不具合が発生することを抑制可能なポンプ制御装置の提供が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、手動モードにおける負荷の運転台数が自動モードにおける負荷の運転台数の制御範囲外にあることによって、不具合が発生することを抑制可能な負荷制御装置及び負荷制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る負荷制御装置は、プラント設備における複数台の負荷の運転台数を制御する負荷制御装置であって、負荷の運転台数を手動で設定する手動モードと負荷の運転台数が所定範囲内に収まるように負荷の運転台数を自動制御する自動モードとの間で運転モードを切り替える運転モード切替部と、運転モード切替部によって運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられたか否かを判別する運転モード判別部と、運転モード判別部によって運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられたと判別された場合、負荷の現在の運転台数が所定範囲内にあるか否かを判別し、判別結果に基づいて負荷の運転台数を制御する台数制御部とを備える。
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る負荷制御方法は、プラント設備における複数台の負荷の運転台数を制御する負荷制御方法であって、負荷の運転台数を手動で設定する手動モードと負荷の運転台数が所定範囲内に収まるように負荷の運転台数を自動制御する自動モードとの間で運転モードを切り替える運転モード切替ステップと、運転モード切替ステップによって運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられたか否かを判別する運転モード判別ステップと、運転モード判別ステップにおいて運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられたと判別された場合、負荷の現在の運転台数が所定範囲内にあるか否かを判別し、判別結果に基づいて負荷の運転台数を制御する台数制御ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る負荷制御装置及び負荷制御方法によれば、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた場合、負荷の現在の運転台数が所定範囲内にあるか否かを判別し、判別結果に基づいて負荷の運転台数を制御するので、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、手動モードにおける負荷の運転台数が自動モードにおける負荷の運転台数の制御範囲外にあることによって、不具合が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である負荷制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、台数制御テーブルの一例を示す図である。
【図３】図３は、吸水ポンプの動作設定パターンの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態である負荷制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、給水ポンプの動作設定パターンの一例を示す図である。
【図６】図６は、送風機の動作設定パターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、吸気装置の動作設定パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である負荷制御装置の構成及びその動作について説明する。
【００１３】
〔負荷制御装置の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である負荷制御装置の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態である負荷制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である負荷制御装置１は、ポンプ井２内の汚水３を吐出渠４内に排出する複数台（本実施形態では１６台）の吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転／停止を制御するものであり、台数制御装置１０と水位検出装置２０とを備える。台数制御装置１０は、マイクロコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。台数制御装置１０は、運転モード切替部１１、運転モード判別部１２、台数制御テーブル記憶部１３、及び台数制御部１４を備える。運転モード判別部１２及び台数制御部１４の機能は、情報処理装置内のＣＰＵが、ＲＯＭ内に予め記憶されている制御プログラムをＲＡＭ内にロードし、ＲＡＭ内にロードされた制御プログラムを実行することによって実現される。
【００１５】
運転モード切替部１１は、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を手動で設定する手動モードと吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数が汚水３の水位に応じた所定範囲内に収まるように吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を自動制御する自動モードとの間で運転モードを切り替えるためのインタフェイスと、手動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を設定するためのインタフェイスとを提供する。オペレータは、運転モード切替部１１が提供するインタフェイスを介して運転モード及び手動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を設定することができる。運転モード判別部１２は、運転モード切替部１１が提供するインタフェイスに対するオペレータの操作入力に基づいて、運転モードが手動モードと自動モードのどちらに設定されたかを判別し、判別結果を示す制御信号を台数制御部１４に入力する。
【００１６】
台数制御テーブル記憶部１３は、図２に示すような汚水３の水位Ｌの範囲（α＞Ｌ≧β）毎の吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の最大稼働数（要求台数上限値）及び最小稼働数（要求台数下限値）を記述した台数制御テーブルを記憶する。なお、要求台数下限値とは、汚水３の水位が水位Ｌである際に汚水３の水位Ｌを所定範囲内に制御するために必要な最小の吸水ポンプ数であり、要求台数上限値とは、汚水３の水位が水位Ｌである際に動作させることが可能な最大の吸水ポンプ数を示す。また、図２に示す台数制御テーブルは、図３に示すような吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の動作設定パターンに基づいて作成されている。図３に示す吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の動作設定パターンは、ｎ（＝１〜１６）台目の吸水ポンプの運転レベルＨｎがｎ−１台目の吸水ポンプの運転レベルＨｎ−１以上、１台目の吸水ポンプの運転レベルＨ１が１６台目の吸水ポンプの停止レベルＬ１６以上、且つ、ｎ台目の吸水ポンプの停止レベルＬｎがｎ−１台目の吸水ポンプの停止レベルＨｎ−１以上になるように各吸水ポンプの動作範囲が設定されたものである。
【００１７】
台数制御部１４は、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６に運転／停止指令を出力することによって、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を制御する。具体的には、運転モード判別部１２から運転モードが手動モードであることを示す制御信号が入力された場合、台数制御部１４は、オペレータが設定した運転台数に従って吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を制御する。一方、運転モード判別部１２から運転モードが自動モードであることを示す制御信号が入力された場合には、台数制御部１４は、水位検出装置２０によって汚水３の水位を検出し、検出された水位に対応する要求台数上限値及び要求台数下限値を台数制御テーブルから読み出す。そして、台数制御部１４は、読み出された要求台数上限値及び要求台数下限値の範囲内で吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を制御する。
【００１８】
〔負荷制御処理〕
このような構成を有する負荷制御装置１は、以下に示す負荷制御処理を実行することによって、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、手動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数が自動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数の制御範囲外にあることによって、不具合が発生することを抑制する。以下、図４に示すフローチャートを参照して、この負荷制御処理を実行する際の負荷制御装置１の動作について説明する。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態である負荷制御処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、負荷制御装置１の運転モードが自動モードから手動モードに切り替えられたタイミングで開始となり、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００２０】
ステップＳ１の処理では、運転モード判別部１２が、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられたか否かを判別する。そして、台数制御部１４は、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられたタイミングで負荷制御処理をステップＳ２の処理に進める。
【００２１】
ステップＳ２の処理では、台数制御部１４が、水位検出装置２０を利用して汚水３の水位を検出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、負荷制御処理はステップＳ３の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ３の処理では、台数制御部１４が、台数制御テーブル記憶部１３内に記憶されている台数制御テーブルからステップＳ１の処理によって検出された汚水３の水位に対応する要求台数上限値及び要求台数下限値を読み出す。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、負荷制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２３】
ステップＳ４の処理では、台数制御部１４が、現段階における吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数に関する情報、換言すれば、手動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数としてオペレータが設定した吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数に関する情報を取得する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、負荷制御処理はステップＳ５の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ５の処理では、台数制御部１４が、ステップＳ４の処理によって取得した吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数がステップＳ３の処理によって読み出された要求台数上限値及び要求台数下限値の範囲内（要求台数範囲内）にあるか否かを判別する。判別の結果、要求台数範囲内にある場合、台数制御部１４は負荷制御処理をステップＳ７の処理に進める。一方、要求台数範囲内にない場合には、台数制御部１４は負荷制御処理をステップＳ６の処理に進める。
【００２５】
ステップＳ６の処理では、台数制御部１４が、ステップＳ４の処理によって取得した吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数が要求台数下限値未満であるか否かを判別する。判別の結果、要求台数下限値未満である場合、台数制御部１４は負荷制御処理をステップＳ８の処理に進める。一方、要求台数下限値未満でない場合には、台数制御部１４は、ステップＳ４の処理によって取得した吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数が要求台数上限値より大きいと判断し、負荷制御処理をステップＳ９の処理に進める。
【００２６】
ステップＳ７の処理では、台数制御部１４が、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数をステップＳ４の処理によって取得した吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数に維持する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連の負荷制御処理は終了する。
【００２７】
ステップＳ８の処理では、台数制御部１４が、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を要求台数下限値に対応する吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数に制御する。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、一連の負荷制御処理は終了する。
【００２８】
ステップＳ９の処理では、台数制御部１４が、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を要求台数上限値に対応する吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数に制御する。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、一連の負荷制御処理は終了する。
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である負荷制御装置１では、台数制御部１４が、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた場合、吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の現在の運転台数が所定範囲内にあるか否かを判別し、判別結果に基づいて吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数を制御するので、運転モードが手動モードから自動モードに切り替えられた際、手動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数が自動モードにおける吸水ポンプＰ１〜Ｐ１６の運転台数の制御範囲外にあることによって、不具合が発生することを抑制できる。
【００３０】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態は吸水ポンプの台数制御に関するものであったが、本発明は、本実施形態に限定されることはなく、給水ポンプ、送風機、吸気装置等の給水ポンプ以外の装置の台数制御にも適用することができる。具体的には、給水ポンプ、送風機、及び吸気装置の台数制御を行う場合、始めに、図５〜図７に示すような給水ポンプ、送風機、及び吸気装置の動作設定パターンに基づいて給水ポンプ、送風機、及び吸気装置の要求台数上限値及び要求台数下限値を記述した台数制御テーブルを作成し、作成された台数制御テーブルに基づいて負荷制御処理を実行する。
【００３１】
なお、図５は、ｎ（＝１〜１６）台目の給水ポンプの停止レベルＬｎがｎ−１台目の給水ポンプの停止レベルＬｎ−１以上、１台目の給水ポンプの停止レベルＬ１が１６台目の給水ポンプの運転レベルＨ１６以上、且つ、ｎ台目の給水ポンプの運転レベルＨｎがｎ−１台目の給水ポンプの運転レベルＨｎ−１以上になるように設定された給水ポンプの動作設定パターンである。図６は、ｎ（＝１〜１６）台目の送風機の運転レベルＨｎがｎ−１台目の送風機の運転レベルＨｎ−１以上、ｎ台目の送風機の停止レベルＬｎがｎ−１台目の送風機の運転レベルＨｎ−１以上、且つ、ｎ台目の送風機の停止レベルＬｎがｎ−１台目の送風機の停止レベルＬｎ−１以上になるように設定された送風機の動作設定パターンである。図７は、ｎ（＝１〜１６）台目の吸気装置の停止レベルＬｎがｎ−１台目の吸気装置の停止レベルＬｎ−１以上、ｎ台目の吸気装置の運転レベルＨｎがｎ−１台目の吸気装置の停止レベルＬｎ−１以上、且つ、ｎ台目の吸気装置の運転レベルＨｎがｎ−１台目の吸気装置の運転レベルＨｎ−１以上になるように設定された吸気装置の動作設定パターンである。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  負荷制御装置
２  ポンプ井
３  汚水
４  吐出渠
１０  台数制御装置
１１  運転モード切替部
１２  運転モード判別部
１３  台数制御テーブル記憶部
１４  台数制御部
２０  水位検出装置
Ｐ１〜Ｐ１６  吸水ポンプ
【図１】
0005386419.tif 000002
【図２】
0005386419.tif 000003
【図３】
0005386419.tif 000004
【図４】
0005386419.tif 000005
【図５】
0005386419.tif 000006
【図６】
0005386419.tif 000007
【図７】
0005386419.tif 000008