(57)【要約】【課題】本発明は、末端圧力一定制御（あるいは吐出圧力一定制御）の目標圧力を更新した場合に給水圧力を安定させることができる給水装置を提供する。【解決手段】給水管に連結されて給水を行うポンプと、ポンプを可変速に駆動するインバータと、ポンプの吐出側の圧力を検出する圧力検出手段と、ポンプの吐出側の目標圧力を設定する目標圧力設定手段と、圧力検出手段が検出する圧力が前記目標圧力となるようにインバータを制御する制御部とを備えた給水装置において、圧力検出手段が検出する圧力が目標圧力に達した状態で設定時間が経過した場合に、目標圧力設定手段は目標圧力を更新する。【選択図】 図１
2012112363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管に連結されて給水を行うポンプと、
該ポンプを可変速に駆動するインバータと、
前記ポンプの吐出側の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記ポンプの吐出側の目標圧力を設定する目標圧力設定手段と、
前記圧力検出手段が検出する圧力が前記目標圧力となるように前記インバータを制御する制御部とを備えた給水装置において、
前記圧力検出手段が検出する圧力が前記目標圧力に達した状態で設定時間が経過した場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【請求項２】
給水管に連結されて給水を行うポンプと、
該ポンプを可変速に駆動するインバータと、
前記ポンプの吐出側の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記ポンプの吐出側の目標圧力を設定する目標圧力設定手段と、
前記圧力検出手段が検出する圧力が前記目標圧力となるように前記インバータを制御する制御部とを備えた給水装置において、
前記インバータから前記ポンプへ送る速度指令値が変化しない状態で第１の設定時間が経過した場合に、又は、前記ポンプの回転速度が前記速度指令値に達した状態で第２の設定時間が経過した場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【請求項３】
請求項１に記載の給水装置において、
前記インバータから前記ポンプへ送る速度指令値が変化しない状態で第１の設定時間が経過した場合に、又は、前記ポンプの回転速度が前記速度指令値に達した状態で第２の設定時間が経過した場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の給水装置において、
前記目標圧力設定手段は、給水対象に応じて決定される配管抵抗曲線から前記目標圧力を設定することを特徴とする給水装置。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかに記載の給水装置において、
前記目標圧力設定手段は、前記ポンプの回転速度の上限値をｆａ、前記ポンプの回転速度の下限値をｆｂ、前記ポンプの回転速度がｆａのときのＱＨ曲線と前記配管抵抗曲線との交点から求まる圧力をＳＡ、前記ポンプの回転速度がｆｂのときのＱ−Ｈ性能曲線と前記配管抵抗曲線との交点から求まる圧力をＳＢ、前記インバータから前記ポンプへ送る速度指令値がｆｘ、である場合に、目標圧力ＳＶを以下の式（１）から求めて設定することを特徴とする給水装置。
ＳV＝（ＳＡ−ＳＢ）＊（ｆｘ−ｆｂ）／（ｆａ−ｆｂ）＋ＳＢ…式（１）
【請求項６】
請求項１に記載の給水装置において、前記目標圧力の更新が前記設定時間よりも長い第２の設定時間内に行われなかった場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【請求項７】
請求項２に記載の給水装置において、前記目標圧力の更新が前記第１の設定時間及び前記第２の設定時間の何れよりも長い第３の設定時間内に行われなかった場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【請求項８】
請求項１に記載の給水装置において、前記目標圧力の更新が前記設定時間よりも長い第２の設定時間内に行われなかった場合で、前記圧力検出手段が検出した圧力が変化しない状態で第３の設定時間が経過した場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【請求項９】
請求項２に記載の給水装置において、前記目標圧力の更新が前記第１の設定時間及び前記第２の設定時間の何れよりも長い第３の設定時間内に行われなかった場合で、前記圧力検出手段が検出した圧力が変化しない状態で第４の設定時間が経過した場合に、前記目標圧力設定手段は前記目標圧力を更新することを特徴とする給水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００９−４７１２５号公報（特許文献１）がある。この公報には、「複数の可変速駆動手段によって駆動する複数のポンプを用いた給水装置において給水ユニット要求仕様（水量Ｑ0、全揚程Ｈ0）の１点でポンプ運転制御、末端圧力一定制御に必要なパラメータ及び演算式を自動生成するのに好適な可変速ポンプを用いた給水装置を提供する。可変速駆動手段によって駆動される複数の可変速ポンプ及び給水管１と、給水管１に取り付けた圧力検出手段と、給水系の所望する圧力目標値を設定する
手段と、圧力目標値に従いポンプが予め定めた関係となるように可変速運転する手段とを備えた給水装置において、入力された給水ユニット要求仕様データを基に、末端圧力一定制御の演算式を自動生成する手段と、生成した演算式を記憶する手段とを有する。入力された給水ユニット要求仕様データを基に、末端圧力一定制御に必要なパラメータを自動生成する手段と、生成したパラメータを記憶する手段とを有する。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４７１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１には、末端圧力一定制御を行う給水装置が記載されている。しかし、特許文献１には、末端圧力一定制御（あるいは吐出圧力一定制御）の目標圧力を更新した場合にハンチングすることがないように給水圧力を安定させることについての開示がない。
【０００５】
そこで、本発明は、末端圧力一定制御（あるいは吐出圧力一定制御）の目標圧力を更新した場合に給水圧力を安定させることができる給水装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。  
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、給水管に連結されて給水を行うポンプと、ポンプを可変速に駆動するインバータと、ポンプの吐出側の圧力を検出する圧力検出手段と、ポンプの吐出側の目標圧力を設定する目標圧力設定手段と、圧力検出手段が検出する圧力が前記目標圧力となるようにインバータを制御する制御部とを備えた給水装置において、圧力検出手段が検出する圧力が目標圧力に達した状態で設定時間が経過した場合に、目標圧力設定手段は目標圧力を更新する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、末端圧力一定制御（あるいは吐出圧力一定制御）の目標圧力を更新した場合に給水圧力を安定させることができる給水装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ポンプを３台並列運転する場合を例にした運転特性図である。
【図２】給水装置の配管系統図及び制御回路図である。
【図３】給水装置の作動、制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】給水装置の作動、制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】給水装置の定期的な目標圧力の演算式自動更新を行うためのフローチャートである。
【図６】末端圧力一定制御の目標圧力を抵抗曲線上に収束する動作を説明する図である。
【図７】メモリマップを説明するための図である。
【図８】末端圧力一定制御の演算式に関するパラメータを示す図である。
【図９】設定手段ＣＯＮＳ４のキー操作部１０での処理の各ステップとその処理を説明する図である。
【図１０】設定手段ＣＯＮＳ４のキー操作部１０での処理の各ステップとその処理を説明する図である。
【図１１】特定機種の性能特定パラメータの設定、保存手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、実施例１について、図を用いて説明する。  
図１は、ポンプを３台並列運転する場合を例にした運転特性図であり、縦軸に給水圧力ヘッドＨ（ｍ）、横軸に使用水量Ｑ（ｍ３／ｍｉｎ）をとって示している。使用水量がＱ２より小さい範囲ではポンプ１台運転、これを越えＱ３より小さい範囲ではポンプ２台の並列運転、これより多い使用水量範囲ではポンプ３台の並列運転である。曲線Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、例えばそれぞれインバータ周波数がｆｂ（１台運転時最低周波数）、ｆａ（１台運転時最高周波数）、ｆｃ（２台運転時最低周波数）、ｆａ２（２台が最高周波数ｆａで並列運転）、ｆｄ（３台運転時最低周波数）、ｆａ３（３台が最高周波数ｆａで並列運転）のときのポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、これらの周波数がこの間で変化すれば、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はこれらの周波数に対応して変化する。
【００１１】
曲線Ｇは、給水対象である建物に応じて決定する送水配管の抵抗曲線であり、使用水量が０〜１００％に変動した場合、ポンプの吐出側（圧力センサ８の取り付け位置）の圧力が、抵抗曲線上にくるようにインバータ周波数を変化させ、ポンプの台数を増減させていく。これを、一般的に末端圧力一定制御方式と呼んでおり、抵抗曲線Ｇは、左端ＳＢ（使用水量０におけるポンプ性能曲線Ａとの交点で生成）、中間点ＳＡ（使用水量Ｑ２におけるポンプ性能曲線Ｂ、Ｃとの交点で生成）、中間点ＳＣ（使用水量Ｑ３におけるポンプ性能曲線Ｄ、Ｅとの交点で生成）、右端ＳＤ（使用水量Ｑ４におけるポンプ性能曲線Ｆとの交点で生成）を通る線分であり、説明の便宜上直線近似した例で示している。
【００１２】
実際には、使用水量がＱ２より小さい範囲ではポンプ１台が可変速運転、これを越えＱ３より小さい範囲では追従したポンプが可変速運転となり、先行機がＭＡＸの固定速運転となり、これより多い使用水量範囲では同様に追従したポンプが可変速運転となり、先行機２台がＭＡＸの固定速運転となる。末端圧力一定制御の演算式はこの可変速運転している号機に対して適用する。
【００１３】
図２は、本実施例の給水装置の配管系統図及び制御回路図を示したものである。１−１、１−２、１−３は吸込み管、２−１〜２−６は仕切り弁、３−１、３−２、３−３はそれぞれモータ４−１、４−２、４−３によって駆動され、吸込み管１−１、１−２、１−３を介して吸込み側の水を需要側へ送水するポンプ、５−１、５−２，５−３は逆止め弁、６は給水管、７は圧力タンク、８は給水管６に備わり、ここの圧力を検出し、これに応じて圧力信号を発する圧力センサである。又、ＰＷは電源、ＥＬＢ１、ＥＬＢ２、ＥＬＢ３は、それぞれ１号機系、２号機系、３号機系の漏電遮断器であり、これ以降の系統の漏電保護を行う。ＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ３は、それぞれモータ４−１、４−２、４−３を変速駆動するインバータであり、後で述べる制御装置ＣＵからの速度指令信号ｆ１，ｆ２、ｆ３によって所定の周波数、電圧を与える。又、これらの指定周波数に対しインバータの現在周波数としてｆ１０、ｆ２０、ｆ３０を制御装置ＣＵに返す。更に、電流、周波数、運転及び故障状態を表示するあるいはキー入力スイッチ等を備えるコンソールＣＯＮＳ１、ＣＯＮＳ２、ＣＯＮＳ３を備えている。又、運転指令信号ＲＵＮ１、ＲＵＮ２、ＲＵＮ３がＯＮすると始動し、ＯＦＦすると停止する。Ｒ，Ｓは制御電源、ＴＲはトランスであり、その二次側は制御装置ＣＵの電源端子に接続している。制御装置ＣＵは、運転及び故障状態を表示する、あるいはキー入力スイッチ等を備えるコンソールＣＯＮＳ４を備える。そして、インバータの現在周波数ｆ１０，ｆ２０、ｆ３０、圧力センサ８の信号ＳＷを入力し、運転用スイッチＳＳの入力端子を備え、インバータへの速度指令信号ｆ１，ｆ２、ｆ３、同じく運転信号ＲＵＮ１，ＲＵＮ２、ＲＵＮ３をリレーへ出力する出力端子も備える。尚、簡単にするためにインバータの現在周波数ｆ１０，ｆ２０、ｆ３０を指令周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３に代えても良い。更に、前述した制御装置ＣＵにはマイコンＣＰＵ、記憶部Ｍを備えており、複数の設定値（パラメータ）データ、及びＣＯＮＳ４の設定値（コマンド）を入力することができる。
【００１４】
本実施例の給水装置における設定値（パラメータ）および現在周波数である変数値と圧力制御における演算式を求める方法の一例を説明する。末端圧力が一定制御の演算式について、前述した図１を用いて説明する。即ち、曲線Ｇの関数を水量０〜Ｑ２間では、目標圧力ヘッド（抵抗曲線上）ＳＶをポンプの現在周波数であるｆｘから、以下の式で表わすことができる。なお、式（１）は直線近似した場合で、式（２）は２次曲線近似の場合である。  
ＳＶ＝（ＳＡ−ＳＢ）／（ｆａ−ｆｂ）×（ｆｘ−ｆｂ）＋ＳＢ--------------（１）  
ＳＶ＝（ＳＡ−ＳＢ）／（ｆａ−ｆｂ）２×（ｆｘ−ｆｂ）２＋ＳＢ----------（２）
また、曲線Ｇの関数を水量Ｑ２〜Ｑ３間では、目標圧力ヘッド（抵抗曲線上）ＳＶをポンプの現在周波数であるｆｘから、以下の式で表わすことができる。なお、式（３）は直線近似した場合で、式（４）は２次曲線近似の場合である。  
ＳＶ＝（ＳＣ−ＳＡ）／（ｆａ−ｆｃ）×（ｆｘ−ｆｃ）＋ＳＢ--------------（３）  
ＳＶ＝（ＳＣ−ＳＡ）／（ｆａ−ｆｃ）２×（ｆｘ−ｆｃ）２＋ＳＢ----------（４）
さらに、曲線Ｇの関数を水量Ｑ３〜Ｑ４間では、目標圧力ヘッド（抵抗曲線上）ＳＶをポンプの現在周波数であるｆｘから、以下の式で表わすことができる。式（５）は直線近似した場合で、式（６）は２次曲線近似の場合である。  
ＳＶ＝（ＳＤ−ＳＣ）／（ｆａ−ｆｄ）×（ｆｘ−ｆｄ）＋ＳＣ--------------（５）  
ＳＶ＝（ＳＤ−ＳＣ）／（ｆａ−ｆｄ）２×（ｆｘ−ｆｄ）２＋ＳＣ----------（６）
ここで、以下の設定値（パラメータ）は、既知（定数）で上記演算式の生成又はポンプ運転制御の判定値として使用される。ＳＢは、ポンプ全停止の状態からはじめに運転するポンプの始動圧力ヘッドであり、水量０時の下限目標圧力ヘッドである。但し、始動圧力ヘッドと下限目標圧力ヘッドを同じにしなくても良い。ＳＢは（実揚程＋所要末端圧力ヘッド）として求める。
ＳＣは、ポンプの最後に停止する停止圧力ヘッド（周波数をｆｓｔまで高めて停止）であり、水量Ｑ３の時の上限目標圧力ヘッドである。  
ＳＡは、水量Ｑ２の時の中間目標圧力ヘッド（ｍ）である。  
ＳＢは、ポンプ締切圧力ヘッド（周波数Ｎｍ時）（ｍ）である。  
Ｈｔｏｎは、２台目並列導入圧力である。  
Ｈｔｏｆｆは、２台目並列解除圧力ヘッドである。  
Ｈｔｏｎ‘は、３台目並列導入圧力ヘッドである。  
Ｈｔｏｆｆ‘は、３台目並列解除圧力ヘッドである。
ｆａは、１台運転時ポンプ最高周波数である。  
ｆｂは、１台運転時ポンプ最低周波数である。  
ｆａ２は、２台並列運転時ポンプ最高周波数である。  
ｆｃは、使用水量Ｑ２時２台目運転時ポンプ最低周波数である。  
ｆａ×３は、３台並列運転時ポンプ最高周波数である。  
ｆｄは、使用水量Ｑ３時３台目運転時ポンプ最低周波数である。  
ｆａ及びＳＳはポンプ性能を特定する設定値（パラメータ）であり、それぞれ最高周波数、及びこの時の締め切り圧力ヘッドで、これらは固定値である。
【００１５】
ｆｓｔは、１台目ポンプ停止時周波数であり、図１において、使用水量が少なくポンプを停止しても良い状態（使用水量がＱ１）になったらインバータ周波数をｆｂからｆｓｔまで高めて停止させる。これは、圧力タンク内に水を充満させることを意味する。また、ｆｘは現在周波数であり、変数である。この値を演算式（１）、（３）、（５）または（２）、（４）、（６）に代入すると、現在周波数における目標圧力ヘッドが生成される。この目標圧力の演算式を更新するタイミングを目標圧力と給水圧力とが一致した時点とした場合、使用水量が変動するとき等にハンチングを起こし、給水圧力が変動する虞がある。
【００１６】
前述した目標圧力の演算式（１）〜（６）に示すようにこれを生成するためには、設定値（パラメータ）が５量、変数値が１量必要である。これを、最少とすることが課題であり施工業者より判りにくい、面倒であると言われることがある。このような給水システムは多くの機種がシリーズ化されており、その機種ごとに設定値（パラメータ）を設定していると制御系の共用化、共通化ができず工場出荷時の調整、取り扱いが面倒である問題がある。
【００１７】
図３、図４は本実施例の作動、制御手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートがプログラムとして前述したＣＵのメモリーＭに予めインストールされている。また、図７はメモリマップである。図３において、３００ステップで例えば次の３０１ステップのイニシャル処理に備えて割り込み禁止処理Ｄ１を実行する。イニシャル処理ではレジスタ、割り込みベクタ、メモリー、スタックポインタなど各種の処理を実行し起動準備を行う。そして、３０２ステップで図７に示す目標圧力設定（変更）に必要なパラメータであるＳＡをＥＥＰＲＯＭのメモリーＭ０に、同様にＳＣをＭ１に、ＳＤをＭ２に、ＳＤをＭ３に、ＨｔｏｆｆとＳＡの差ｘをＭ１０に、ＳＡとＨｔｏｎの差ＹをＭ１１に、機種Ａの性能特定する最高周波数ｆａをM13に締め切り圧力ヘッドＳＳをＭ１４に同様に、機種Ｂの性能特定する最高周波数ｆａをM1５に締め切り圧力ヘッドＳＳをＭ１６に、機種Ｃの性能特定する最高周波数ｆａをM1７に締め切り圧力ヘッドＳＳをＭ１８に、機種Ｄの性能特定する最高周波数ｆａをM1９に締め切り圧力ヘッドＳＳをＭ２０に格納する。又、機種選択のアドレスポインタをＭ３０、Ｍ３１に格納する。
【００１８】
例えば機種ＡであればM３０にＭ１４、Ｍ３１にＭ１３を書き込み格納する。データパラメータである下限圧力ヘッドSBはＭ１００に、以下同様に１台目始動圧力ヘッドＰＯＮはＭ１０１（ＰＯＮ＝ＳＢでもそうでなくても良い）に、１台目停止圧力ヘッドＰｏｆｆをＭ１０２（ＰＯｆｆ＝ＳＡでもそうでなくても良い）に、２台目始動圧力ヘッドＨｔｏｎをＭ１０３に、２台目停止圧力ヘッドＨｔｏｆｆをＭ１０４に、３台目始動圧力ヘッドＨｔｏｎ‘をＭ１０５に、３台目停止圧力ヘッドＨｔｏｆｆ’をＭ１０６に、当該機種の性能を特定する最高周波数ｆａをＭ１０７に、締め切り圧力ヘッドＳＳをＭ１０８に、ｆｂをＭ１０９に、ｆｃをＭ１１０に、ｆｄをＭ１１１に、現在速度ｆｘをＭ１１２に、以下指令周波数データｆ１、ｆ２、ｆ３、到達周波数データｆ１０、ｆ１１、ｆ１２等の格納場所をメモリＲＡＭに確保し変数として定義しておく。
【００１９】
ここで、メモリーＥＥＰＲＯＭにデータを書き込む処理は、予め別の処理により書き込んでおくこともできる。次の３０３ステップで末端圧一定制御の演算式、即ち、段落００１６に記載した式（１）〜（６）を用いて、現在周波数ｆｘ＝０とし、初期目標圧力ヘッドをＳＶ＝ＳＢとしておく。ここで、簡易的には直線近似の式（１）、（３）、（５）を用い、精度よく実施する場合は二次関数の式（２）、（４）、（６）を用いる。
【００２０】
さて、３０４ステップでは、イニシャル処理、パラメータ設定処理、演算式制御用パラメータ初期化の処理が終了したので、割り込み許可処理ＥＩを実行する。続いて３０５ステップでタイマ処理Δｔを実行し、割り込みを待つ。当然、割り込みが発生し、図４の４００ステップ以降の処理が実行される。
【００２１】
４００ステップ以降のＩＮＴ０割り込み処理において、図４に示すように、４０１ステップで図２のキースイッチ１０が押されたか判定する。判定した結果、押されていなければ４０２ステップへ進み、例えば初期値で決定している圧力等の表示を行い、４０９ステップで割り込み処理から割り込み前の処理ＲＥＴ０に戻る。４０１ステップの判定結果でキースイッチ１０が押されていたら、４０３ステップへ進み、押されたキースイッチ１０がパラメータ変更キーであるか判定する。パラメータ変更キーであった場合、４０５ステップへ進み、これ以降の処理で３０２ステップでの説明と同様にパラメータ設定（変更が可能なことを示す）処理及びメモリーへ格納処理を実行する。このようにすれば、運転中でもパラメータの設定変更が可能となる。
【００２２】
４１０ステップ以降のＩＮＴ１割り込み処理において、図４に示すように、４１１ステップで故障のチエック、監視を行う。４１２ステップでは、圧力センサの信号を検出し、アナログレジスタＡＮ０のデータをメモリーＭ１１０に格納しておく。４１３ステップでインバータの現在周波数を検出してメモリーＭ１０７、１０８に格納しておく。そして，４１４ステップで割り込み処理から割り込み前の処理に戻る。
【００２３】
さて、このようにして、図３の３０６ステップでは、圧力センサの検出した値が、始動圧力ヘッドＰＯＮ（本実施例ではＰＯＮ＝ＳＢとして説明する）以下になるまで判定する。Ｐｏｎ以下であれば、３０７ステップに進み、ポンプ１台目を始動指令し、３０８ステップで目標圧力ヘッドを初期値としてＨ０＝ＳＢとする。これは、３０３ステップで処理してレジスタに保存している値を持ってくる。次に、３０９ステップで目標圧力ヘッドＨ０（Ｈ０＝ＳＢ）と圧力センサの検出した圧力データＨと比較する。この結果、Ｈ０＋２ｍ＜Ｈならば、目標圧力ヘッドＨ０より給水圧が高いこと示しており、３１０ステップ以降の減速処理を実行する。
【００２４】
３０９ステップでＨ０−２ｍ＞Ｈならば、目標圧力ヘッドＨ０より給水圧が低いこと示しており、３１６ステップ以降の増速処理を実行する。３０９ステップでＨ０＋２ｍ＝Ｈならば、目標圧力ヘッドＨ０と給水圧が等しいこと示しており、３１１ステップへ進みここで所定時間経過したか判定する。経過していれば３１２ステップで演算式による目標圧力ヘッド更新処理を実行する。こでは、前述のように演算式（１）または式（２）により、前述したメモリーに格納しているデータを使用して演算式を自動生成する。そして、この演算式に現在のインバータ周波数をｆｘに代入して目標圧力ヘッドを更新し、３０９ステップへジャンプする。ここの処理から抜けても良い。以下、更新された目標圧力ヘッドと圧力センサの検出した値と比較し処理を続けこれ以降の処理を続けていく。
【００２５】
説明を戻すが、減速処理の３１０ステップ、３１３ステップを実行した後、ＣＵからインバータへの指令周波数とインバータ到達周波数（インバータよりＣＵへアンサバック）一致しているか判定する。一致していれば３１４ステップで前述と同様に目標圧力を更新する。３１５ステップで、図１には図示していないが、フロースイッチが動作しているか判定する。同フロースイッチは流量スッチであり、これを流れる流量が例えば１０ｌ（リットル）／ｍｉｎ以下でＯＮ、１５ｌ／ｍｉｎ以上でＯＦＦするよって、使用水量が少なく１０ｌ／ｍｉｎ以下であれば３１６ステップへ進み、ここでポンプ停止指令を発する。そして、３１７ステップで交互切替処理（ポンプが３台以上の場合はロータリー運転処理を行う）を実行して３０５ステップへジャンプする。交互切替処理とは、例えば今運転していたポンプが１号機であれば、次に運転するポンプが２号機となるようにポインタを切り替えておく処理のことである。同様にロータリー運転処理とは停止するごとに、運転順番が１号→２号→３号→１号となるようにポインタを切り替えておく処理のことである。
【００２６】
増速処理の３１８ステップ、３１９ステップを実行した後、ＣＵからインバータへの指令周波数とインバータ到達周波数（インバータよりＣＵへアンサバック）一致しているか判定する。一致していれば３２０ステップで前述と同様に目標圧力を更新する。３２１ステップで現在周波数が最高周波数ｆｍａｘ（ここではｆｍａｘ＝ｆａ）に達しているか判定する。最高周波数ｆｍａｘの状態になっているとこれ以上能力を出せないので、次の３２２ステップでメモリーに記憶している並列導入圧力ヘッドＨｔｏｎを読み出し圧力センサの検出した圧力データと比較する。この圧力ヘッドＨｔｏｎより圧力センサの検出した圧力データが低ければ３２４ステップに進み、ここで２台目の並列運手指令を発信する。  以上の説明で明らかであるから３台目以上のポンプの増台、減台処理の説明については省く。
【００２７】
以上のように本実施例では図３における３１２、３１４、３２０ステップで目標圧力の演算式自動更新を行うものであるが、この演算式自動更新はいずれか一つを単独で処理するようにして他をマスクしてもよいし、組み合わせて処理するようにしてもよいし、あるいは、３つを全て処理するようにしてもよい。更に、図５に示すような定期的な目標圧力の演算式自動更新を図３の上記したステップと組み合わせて実行するようにしてもよい。これにより、目標圧力の演算式自動更新をする場合に、ハンチングが起こることがないようにして、圧力変動を生じないようにすることが可能となる。
【００２８】
なお、図１におけるＳＡを第１の圧力設定値（上限側）、ＳＢを第２の圧力設定値（下限側）、ポンプの性能を特定する第１の周波数設定値をｆａ、ＳＳをこの第１の周波数設定値ｆａで運転したときのポンプ締切り運転時の第３の圧力設定値、ポンプ締め切り運転時に第２の圧力設定値（下限側）ＳＢを満足する第２の周波数設定値をｆｂ、速度指令手段が指令した速度指令信号である第１の変数をｆｘ、現在の速度指令信号をｆDATA、圧力センサの検出した給水圧力をSDATA、末端圧力一定制御の目標値をＳＶとしたとき、この末端圧力一定制御の演算式を直線近似した前述の式（１）で与え、図３の３０３、３１２、３１４，３２０ステップに次の手順を追加し自動生成するようにしてもよい。
【００２９】
ステップ１    ３０３ステップで処理  
ｆｂ＝ｆａ＊√（ＳＢ／ＳＳ）  
ステップ２    ３０３ステップで処理  
ＳＶ＝（ＳＡ−ＳＢ）＊（ｆｘ−ｆｂ）／（ｆａ−ｆｂ）＋ＳＢ…（１）  
ステップ３    ３１１、３１４，３２０ステップで処理  
目標圧に到達して一定時間経過するか又は、指令速度が変化しなくなった時又は、周波数が到達した時又は、これらの組み合わせ又は、定期的に演算式（１）の変数ｆｘに現在の速度指令信号ｆDATAを代入する。（ステップ１とステップ２で求めたＳＢとｆｂを（１）式に代入。）なお、上記では直線近似を例として示しているが、２次曲線近似とした場合には上記のステップ２は前述の式（２）に示すように以下の式で表される。  
Ｓ０＝（ＳＡ−ＳＢ）＊（ｆｘ−ｆｂ）２／（ｆａ−ｆｂ）２＋ＳＢ…式（２）
図５は例えば１００ｍｓｅｃのタイマ割り込み処理等で実行することができる。同図において、５０１〜５０４ステップで現在給水圧力と一つ前時間の給水圧力の変化を所定時間で検出し、５０５〜５０８ステップでインバータへの指令周波数と一つ前の指令周波数の変化を所定時間で検出し、５０９〜５１０ステップでインバータへの指令周波数とインバータ到達周波数が一致しているかを所定時間で検出し、これらが真であれば５１１ステップで目標圧力の演算式を自動更新するようにしたものである。更新の方法手順は前述で明らかなので説明を省く。このようにすれば、使用水量が変動して目標圧力更新時にインバータ周波数変動、目標圧力のハンチング及び圧力変動が生じないようにすることが可能である。
【００３０】
次に、以上で説明した末端圧力一定制御の目標圧力がどのようにして抵抗曲線上に収束するかについて図６を用いて説明する。説明を簡単で分かりやすくするため、目標圧力の不感帯２ｍは除いて説明する。図６において、今、抵抗曲線Ｅとインバータ周波数Ｎｉの時のポンプ性能曲線と目標圧力Ｈ０ｉとの交点Ｏｉで運転されているものとする。ここで、目標圧力Ｈ０ｉは前述の演算式（１）〜（６）に変数である現在周波数ｆｘに周波数Ｎｉを代入した結果得られたものである。この状態で、使用水量がＱｉからＱｉ１に増加した場合を考える。当然、給水圧力は低下し運転点はＯ１となる。
【００３１】
この低下した圧力を圧力センサが検出し、これと目標圧力Ｈ０ｉと比較し、インバータ周波数をＮｉ１に増速する処理が実行される。この結果、運転点はＯ２点へ移動するが、目標圧力Ｈ０ｉと等しくないので、等しくなるまで前述の増速処理が実行される。この結果、インバータ周波数がＮｉ２、運転点がＯ３で目標圧力Ｈ０ｉと圧力センサの検出した給水圧力が一致する。ここで、目標圧力の更新条件は、前述したように目標圧に到達して一定時間経過するか又は、指令速度が変化しなくなった時又は、周波数が到達した時又は、これらの組み合わせ又は、定期的に更新としている。即ち、演算式の変数ｆｘにインバータ周波数Ｎｉ２を代入すると目標圧力Ｈ０１が得られる。この時の仮想上の運転点はＯ４である。しかし、使用水量はＱｉ１であり、給水圧力はＨ０ｉで実際の運転点はＯ３である。目標圧力Ｈ０１に対して、未だ給水圧力が低い状況にある。図示していないが、前述の処理手続きを繰り返し結果として、目標圧力が抵抗曲線Ｅに収束する。
【００３２】
以上の説明は使用水量が増加した場合について示したが、使用水量が減少した場合についても同様に推定することができる。即ち、一旦、給水圧力が上昇して、そこから抵抗曲線上に目標圧力及び給水圧力が収束されることとなる。ところで、前述した目標圧力設定更新条件が成立しないと、ひとつ前の目標圧力による吐き出し圧力一定制御となり抵抗曲線上の所定圧力を目標圧力とすることができず、圧力低下若しくは圧力高となる問題を起こすことが想定される。そこで、これの対策として、増速処理又は減速処理を実行する前に、目標圧力が更新されなくなった時間及び速度変化の増減分を計測し、これが所定時間経過したら目標圧力を更新するのである。そして、更新時の演算式に代入するインバータ周波数は計測した速度変化の増減分の平均とし、これを更新前の周波数に加算した値とする。具体的には、フローチャートの図３の３１８ステップ増速処理、３１０ステップの減速処理、３１２ステップの目標圧力更新処理で実行すればよい。
【００３３】
なお、目標圧力の更新が設定時間よりも長い第２の設定時間内に行われなかった場合で、圧力検出手段が検出した圧力が変化しない状態で第３の設定時間が経過した場合に、目標圧力設定手段は目標圧力を更新するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３４】
実施例２について図面を用いて説明する。本実施例では給水装置に必要な所要の設定値及び変数値を、ポンプ運転台数が１台の時には圧力設定値を３量、周波数設定値を２量、周波数変数値を１量、ポンプ運転台数が２台の時には圧力設定値を４量、周波数設定値を３量、周波数変数値を１量、ポンプ運転台数が３台の時には圧力設定値を５量、周波数設定値を４量、周波数変数値を１量、．．．．ポンプ運転台数がｎ台の時には圧力設定値を２＋ｎ量、周波数設定値を１＋ｎ量、周波数変数値を１量となるようにポンプ運転台数に対応して規定する。
【００３５】
たとえばポンプ運転台数が１台の場合に必要な圧力設定値は図１に示すＳＢ、ＳＡ、ＳＳであり、周波数設定値はｆａ、ｆｂであり、実施例１と同様に周波数変数値はｆｘである。図８に示すように全パラメータ数、末端圧力一定制御の演算式を生成するのに必要なパラメータ数、ポンプ運転停止指令に必要なパラメータ数、給水圧力の目標圧力を変更するのに必要なパラメータ数、隠しても良いパラメータ数それぞれをポンプ運転台数ごとに整理して記憶してソフトウエアのプログラムを作成している。
【００３６】
そして本実施例においては、図１に示す設定パラメータのうち、図７のメモリＭ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に保存しているＳＡ、ＳＣ、ＳＤ、Ｈ０を給水装置の図示しない表示部にデフォルトで表示するようにしたものである。これらの設定パラメータは給水装置を設置する際に設備業者が設定することが必要となるものであり、これらの設定パラメータを表示して他を隠しパラメータとすることにより、設定が必要なパラメータのみを確認できるため、設備業者が容易にパラメータを設定することが可能となる。
【００３７】
図９、図１０は設定手段ＣＯＮＳ４のキー操作部１０での処理の各ステップとその処理をした結果を表示部でどのように表示するかを示したものである。この処理については、図４の４００〜４０９ステップに示すものである。４０１ステップでキースイッチが押されない場合には、４０２ステップに示すように、初期化で設定している圧力、つまり、上記したＳＡ、ＳＣ、ＳＤ、Ｈ０のみが示され、他のパラメータは表示されない。したがって、設備業者は他のパラメータと間違えることなく、初期設定が必要なパラメータの設定を行うことができる。
【００３８】
ここで、図９の８００ステップの操作でアップ、ダウンキー両長押しすると、図４の４０１ステップのキースイッチが押されたことになり、４０３ステップとなる。そして図４の４０３ステップの判定結果、４０５〜４０８ステップの処理に移行し、図９に示す８０１ステップ以降の処理が実行される。つまり、本実施例においては初期設定が必要なパラメータのみを最初に表示するものであるが、他の隠しパラメータも設定変更が可能なものについては、設定変更することができるようにしている。
【００３９】
８０１ステップでは一番若い番号のパラメータ（例えばＰ００）が表示され、表示方法は例えば左端のパラメータ番号、その右側ＡとＢがデータである。設定又は変更したいパラメータを選ぶには、８０２、８０３ステップのアップキー又はダウンキーを押して適宜選択する。８０４ステップに示すパラメータＰ１０が目的のパラメータであれば、８０５ステップで確定キーを押す。データＡ部にカーソル（例えば太いアンダーライン）が表示される。これで設定又は変更が可能となる。即ち、現状のデータの上に上書きして設定又変更する。カーソルを右移動はアップキー（８０７ステップ参照）、左移動はダウンキー（８０８ステップ参照）である。もう一度、確定キーが押されるとデータが確定し、カーソルが消える。パラメータ（番号とデータ）が表示されている状態で確定キーを押すと、カーソルが表示され設定出来る状態に、再度確定キーを押すとカーソルが消えて表示だけの状態となる。
【００４０】
そして、アップキーとダウンキーを両長押しするとパラメータ設定モードから表示モードに変わる。隠しパラメータの設定変更が終了すれば、このようにして元の初期表示が決まっている圧力のみを表示するように設定できる。アップキー続けて押して、例えばパラメータＰ１９までは見える（表示できる）が、これ以上は見えなくなる（８１１ステップ参照）。なお、この表示モードにおいては、上記した元の初期表示が決まっている圧力のみを表示するものであるが、８１２ステップでアップキー、ダウンキー、確定キー三つの長押しで、隠れているパラメータが見えるようすることができる。
【００４１】
隠しパラメータのうち最初に表示するのは若い番号の例えばパラメータＰ２０である。以下、前述の要領で見えるようなったパラメータを設定又は変更する。（８１３〜８１５ステップ）そして、再度アップキー、ダウンキー、確定キーの三つの長押しで、見えていたパラメータが再度隠しパラメータとなる（８１６ステップ参照）。ここで、パラメータＰ００、Ｐ０１、Ｐ０２，．．．．はメモリＭ０，Ｍ１，Ｍ２．．．に対応している。（図７参照）
また、本実施例では、少なくとも可変速ポンプの性能を特定する図１に示す周波数設定値ｆａと圧力設定値ＳＳを複数の機種分だけ記憶する記憶部を設け、周波数設定値ｆａと圧力設定値ＳＳを保存する記憶部に所定機種の周波数設定値ｆａと圧力設定値ＳＳを読み出すアドレスポインタを設定（書き込む）する。図７に示すように、メモリＭ１３〜Ｍ２２に機種Ａ〜機種Ｅまでの各性能を特定する前記ｆａ、ＳＳのデータを設定しておき、機種選定のアドレスポインタをメモリM３０、Ｍ３１に設定しておき、このアドレスポインタで読み出したポンプ性能を特定するデータｆａ、ＳＳをメモリＭ１０７、Ｍ１０８に保存するようにしたものである。
【００４２】
具体的な処理を図１１により説明する。図１１は特定機種の性能特定パラメータの設定、保存手順を示すフローチャートであり、シリーズ全体の沢山の機種の中から特定の機種のみを選定（選定は人為的な手段）し、それの性能を特定する設定値（パラメータ）を読出し、メモリ（ＲＡＭ）に保存する処理を説明したフローチャートである。このフローチャートは図４の４０５ステップの中の処理で実行されるものである。
【００４３】
図１１の１００ステップにおいて、メモリＭ３０、Ｍ３１に設定（保存）しているアドレスポインター（例えば機種ＡであればＭ１３とＭ１４、機種ＢであればＭ１５とＭ１６）をロードする。１０１ステップでアドレスポインタが示すメモリのデータｆａ（その機種の最高周波数）、ＳＳ（最高周波数ｆａで運転した時の締め切り圧力ヘッド）を読出し、１０２ステップでこれをメモリＲＡＭのＭ１０７とＭ１０８に保存しておく。この保存したｆａ、ＳＳのデータは図３に示す３０２、３１２、３１４、３２０、３２３ステップで目標圧力演算式を生成するのに利用される。このようにすれば、工場出荷時に所望の機種に合わせてそのポンプの性能特定パラメータが設定されているメモリを指定するアドレスポインターを予め設定してあるので、その都度ソフトウエアの変更をする必要がなく、シリーズ全体の全機種に対してソフトウエアを共通、共用することができる。このため、手間及びめんどうがかからず、ソフトウエアの数を増やす必要がなく管理も簡単である。勿論、据付現場で設定変更が可能なことも明らかである。
【００４４】
以上説明した通り本実施例では、設定手段によって設定した上限側第１の圧力設定値と下限側第２の圧力設定値と、前記可変速ポンプの性能を特定する第１の周波数設定値とこの第１の周波数設定値で運転したときのポンプ締切り運転時第３の圧力設定値とポンプ締め切り運転時に下限側第２の圧力設定値を満足する第２の周波数設定値と、前記速度指令手段が速度指令した信号を第１の変数と、前記第２の周波数設定値を第２の圧力設定値と第３のポンプ締切り圧力設定値と第１の周波数設定値に基づいて決定し、これらの設定値を記憶する記憶部とを有し、これらの設定値を基に末端圧力一定制御の演算式を自動生成し、前記複数のポンプが前記自動生成した末端圧力一定制御の演算式に従って可変速運転する可変速制御手段とを備えた給水装置において、前記設定のうち、前記第１の圧力設定値と前記第４の定数設定値以外は隠し設定値又は、隠し変数とし、設定手段の特定の処理をしたときのみ可視化して設定が可能とした。
【００４５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４６】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００４７】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３−１・３−２・３−３…ポンプ、４−１・４−２・４−３…モータ、６…給水管、8…圧力センサ、ＩＮＶ１・ＩＮＶ２・ＩＮＶ３…インバータ、ＣＵ…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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