(57)【要約】【課題】複数のインバータ制御部とこれらのインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部との通信異常が生じた場合であってもポンプを停止させることなく給水を継続することができる給水装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数のポンプのうち対応するポンプの回転数をそれぞれ可変制御する複数のインバータと、複数のインバータのうち対応するインバータに対してそれぞれ速度指令を行う複数のインバータ制御部と、複数のインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部と、を備え、複数のインバータ制御部はそれぞれ、制御部からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う通常運転モードにより運転し、制御部との通信異常が発生した場合に前記制御部からの起動指令の有無に関わらず対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う異常運転モードにより運転する給水装置である。【選択図】 図１
2012225255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポンプと、
該複数のポンプのうち対応するポンプの回転数をそれぞれ可変制御する複数のインバータと、
該複数のインバータのうち対応するインバータに対してそれぞれ速度指令を行う複数のインバータ制御部と、
該複数のインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部と、
を備え、
前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、
前記制御部からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う通常運転モードにより運転し、
前記制御部との通信異常が発生した場合に前記制御部からの起動指令の有無に関わらず対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う異常運転モードにより運転することを特徴とする給水装置。
【請求項２】
請求項１の給水装置において、
前記複数のインバータ制御部の運転モードをそれぞれ切替える運転モード切替手段を備え、
該運転モード切替手段により前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、
前記通常運転モードと、
遠隔の制御端末からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う遠隔運転モードと、
の何れかの運転モードにより対応するインバータに対して速度指令を行う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、
前記複数のポンプの吐出し側の圧力を検出し、該検出した圧力の信号を前記複数の制御部に送信する圧力センサを備え、
前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、前記圧力センサからの信号を受信して対応するインバータに対して速度指令を行うことを特徴とする給水装置。
【請求項４】
請求項１に記載の給水装置において、
前記複数のポンプの吐出し側の圧力を検出し、該検出した圧力の信号を前記複数の制御部に送信する圧力センサを備え、
前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、
異なる始動圧力を記憶し、
前記異常運転モードにより運転する場合に、前記圧力センサが検出した圧力が記憶した始動圧力以下になった場合に対応するインバータに対して起動指令を行うことを特徴とする給水装置。
【請求項５】
請求項４に記載の給水装置において、
前記複数のインバータ制御部がそれぞれ記憶する始動圧力のうち、前記異常運転モードにより運転する場合に、最初に起動するインバータに対応するインバータ制御部の記憶する始動圧力が最も高いことを特徴とする給水装置。
【請求項６】
複数のポンプと、
該複数のポンプのうち対応するポンプの回転数をそれぞれ可変制御する複数のインバータと、
該複数のインバータのうち対応するインバータに対してそれぞれ速度指令を行う複数のインバータ制御部と、
該複数のインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部と、
前記複数のインバータ制御部の運転モードをそれぞれ切替える運転モード切替手段と、を備え、
前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、
遠隔の制御端末との通信を行う通信部を備え、
前記運転モード切替手段により、
前記制御部からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う通常運転モードと、
前記制御端末からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し、該インバータに対して速度指令を行う遠隔運転モードと、
の何れかの運転モードにより対応するインバータに対して速度指令を行うことを特徴とする給水装置。
【請求項７】
請求項６に記載の給水装置において、
前記運転モード切替手段により前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、
前記通常運転モードと、
前記遠隔運転モードと、
該遠隔運転モードで運転している場合で前記制御端末との通信異常が発生した場合に、前記制御端末からの起動指令の有無に関わらず前記インバータに対して速度指令を行う遠隔通信異常運転モードと、  
の何れかの運転モードにより対応するインバータに対して速度指令を行うことを特徴とする給水装置。
【請求項８】
請求項７に記載の給水装置において、
前記複数のポンプの吐出し側の圧力を検出し、該検出した圧力の信号を前記複数の制御部に送信する圧力センサを備え、
前記複数のインバータ制御部はそれぞれ、
異なる始動圧力を記憶し、
前記遠隔通信異常運転モードにより運転する場合に、前記圧力センサが検出した圧力が記憶した始動圧力以下になった場合に対応するインバータに対して起動指令を行う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２００８−２０２５５６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ｎ重系自律分散制御システムを構築し、システム信頼性を向上させるために、マイクロプロセッサＭＣＵを搭載したインバータ本体１−２と制御基板１−１及びポンプ８−１、モータ９−１でｎ重系とし、マイクロプロセッサＭＣＵを搭載したインターフェース基板Ｉ／Ｏを備え、給水装置の運転を制御するｎ重系システムにおいて、マイクロプロセッサＭＣＵ間を通信信号線Ｓで結線し、制御基板１−１はマスター号機かスレーブ号機かを選択設定手段を有し、制御基板の１台のみをマスター号機に他はスレーブ号機に設定され、マスター号機は自己を運転制御し、他のスレーブ号機全ての運転制御指令を行う。マスター号機は、自己の運転制御時及び運転制御停止時に、他のスレーブ号機全ての運転制御指令を行う。」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２００８−２０２５５６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、複数のポンプを備えた給水装置において、ポンプの回転速度を可変速制御するインバータの制御方法が記載されている。しかし、特許文献１の給水装置においては、マスター号機の制御基板とスレーブ号機の制御基板との間で通信異常が発生した場合に、インバータによるポンプの速度制御を行うことができず、ポンプが停止して給水を行うことができない虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、複数のインバータ制御部とこれらのインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部との通信異常が生じた場合であってもポンプを停止させることなく給水を継続することができる給水装置を提供することを目的とする。
【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、該複数のポンプのうち対応するポンプの回転数をそれぞれ可変制御する複数のインバータと、複数のインバータのうち対応するインバータに対してそれぞれ速度指令を行う複数のインバータ制御部と、複数のインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部と、を備え、複数のインバータ制御部はそれぞれ、制御部からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う通常運転モードにより運転し、制御部との通信異常が発生した場合に前記制御部からの起動指令の有無に関わらず対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う異常運転モードにより運転する給水装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のインバータ制御部とこれらのインバータ制御部に対してインバータの起動指令を行う制御部との通信異常が生じた場合であってもポンプを停止させることなく給水を継続す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】本実施例の複数の駆動系システム構成図を示している。
【図２】本実施例の１台の駆動系システム構成図を示している。
【図３】本実施例の複数駆動系システムのポンプ運転特性図である。
【図４】本実施例の１台の駆動系システムポンプ運転特性図である。
【図５】制御部ＣＵのメイン基板の運転制御手順を示したフローチャートである。
【図６】制御部ＣＵのメイン基板の運転制御手順を示したフローチャートである。
【図７】可変速駆動装置（インバータ）の各運転モード、各機能の説明図である。
【図８】メイン基板から各制御基板に通信信号を送信する際のフォーマットである。
【図９】通信信号の送信フォーマットのコマンド番号とそのデータの内容を示したものである。
【図１０】各インバータ制御部の各制御基板から制御部ＣＵのメイン基板が信号を受信する場合の通信信号の受信フォーマットである。
【図１１】コマンド番号とそのデータの内容を説明するための図である。
【図１２】各インバータ制御部の運転制御手順を示したフローチャートである。
【図１３】各インバータ制御部の運転制御手順を示したフローチャートである。
【図１４】異常状態処理について説明するための図である。
【図１５】メモリマップを説明するための図である。
【図１６】通信異常時の処理を説明するための図である。
【図１７】遠隔運転モードを検出するための回路図。
【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】
本実施例は１台以上の可変速駆動装置によって回転駆動されるポンプを用いた給水装置と１台の可変速駆動装置によって回転駆動される給水装置（ポンプ装置）にそれぞれ共通に適用できる給水装置用可変速駆動装置に関するものである。
【００１１】
給水装置は、複数の可変速駆動手段（誘導電動機を駆動する場合はインバータが使用され、永久磁石電動機を駆動する場合はこれ用のコントローラが使用されるが、このコントローラもインバータをベースにしたものである。）によって駆動される複数のポンプを用いたものと、１台の可変速駆動手段によって駆動される１台のポンプを用いたものとがある。
【００１２】
本実施例の給水装置は、それぞれにマイクロプロセッサーを搭載したインバータ本体と制御基板及びポンプ、モータでｎ重系を構成し、そしてこれらに共通なマイクロプロセッサーを搭載したメイン基板とで構成した自律分散給水制御システムにおいて、ｎ重の制御基板はメイン基板から指令し、圧力制御はそれぞれの制御基板が行う。本実施例においては、以下に説明するように可変速駆動装置を複数台用と１台用を共通に使用することが可能であり、又、複数台用に合っては通信異常が発生したときの同時運転防止が十分になされており、１台用に合っては遠方からの指令で運転されることが可能である給水装置用可変速駆動装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
図１は、本実施例の複数の駆動系システム構成図を示している。８−１、８−２、８−３、８−４はそれぞれ複数のモータ９−１、９−２、９−３、９−４で駆動される複数のポンプであり、ここでは便宜上番号の小さい方より１号ポンプ、１号モータ、２号ポンプ、２号モータ、３号ポンプ、３号モータ、４号ポンプ、４号モータ、と称する。これらのポンプの吸込み側は吸込み管１１を介して水源側と接続される。水源側は、直結方式では図示していないが水道本管からの水の供給を受ける。前記受水槽方式では、図示していないが受水槽から水の供給を受ける。
【００１４】
１２−１、１２−２、１２−３、１２−４はそれぞれ逆止め弁、１３−１、１３−２、１３−３、１３−４及び１４−１、１４−２、１４−３、１４−４はそれぞれ仕切り弁、１５は給水管、１６はこの給水管１５に備わり、ここの圧力に応じて電気信号を発する圧力センサである。このセンサによりポンプの吐出し圧力を制御（例えば吐出し圧一定、推定末端圧力一定）する。１７は圧力タンクであり給水管１５のポンプに近い部位に設ける。更に、需要側はこの給水管１５端末の先が直送式の場合には、需要側給水管と接続して例えば集合住宅等の水栓に給水する。高置水槽式の場合には、この需要側給水管と接続して高置水槽へ給水する。
【００１５】
１−２、２−２、３−２、４−２はそれぞれ前述のモータ９−１、９−２、９−３、９−４を駆動する可変速駆動装置（インバータ）の本体であり、それぞれ漏電遮断器ＥＬＢ１、ＥＬＢ２、ＥＬＢ３、ＥＬＢ４を介して電源側より電源の供給を受け、それぞれマイクロプロセッサＭＣＵ１−２、ＭＣＵ２−２、ＭＣＵ３−２、ＭＣＵ４−２を備えた制御基板（インバータ制御部）１−１、２−１、３−１、４−１により、それぞれ自己のインバータ本体の駆動及び制御を行う。これらのインバータ制御部は表示部、操作部を備え、通常運転モード、通信異常運転モード、遠隔運転モード、遠隔通信異常運転モードなどの運転モードにより運転する。これらの運転モードについては後で詳述する。
【００１６】
またそれぞれのインバータ制御部（制御基板とインバータ本体、圧力センサ接続用口はどちらにあってもよい。）は圧力センサ１６からの圧力信号を受信する受信部を備えており、通常運転モードにおいては、この圧力信号を用いて対応するポンプの速度制御を行うための速度指令をインバータに対して行う。なお、インバータ制御部（制御基板とインバータ本体）はこの圧力制御を行うために必要となる始動圧力や目標圧力などのパラメータをメモリＭ０１〜Ｍ０４（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶している。この圧力制御については後ほど詳述する。
【００１７】
更に、制御基板の操作部には運転、停止、機能（このキーが押されると押されるごとに、例えば表示機能とパラメータ設定機能とが切り替わる）、保存（このキーが押されると表示部とタクトスイッチ等によって設定された前記パラメータがメモリに記憶される）、アップ、ダウン等の例えばタクトスイッチを備えている。尚、各インバータ制御部は各可変速駆動装置（インバータ）と分離してもこれに装着しても良い。
【００１８】
メイン基板ＣＵは制御電源遮断器ＣＰを介して電源供給を受け、マイクロプロセッサＭＣＵ４、ＩＤＮＯ．を備えている。また、それぞれのインバータ制御部の運転モードを判定する運転モード判定機能を有しており、何台のインバータを起動するかを決める台数制御、あるいは、起動停止、圧力制御のためのパラメータを記憶している。また圧力センサ１６の検出した圧力信号等を記憶するメモリＭ０５（例えばＥＥＰＲＯＭ）を備え、表示部ＳＣ、操作部Ｔ、前述した吐出し側圧力センサ入力端子Ｉ１を備えている。
【００１９】
またそれぞれのインバータ本体（可変速駆動装置）と制御基板とは通信信号線Ｓ１〜Ｓ４で結線し、この通信信号線Ｓ１〜Ｓ４を介して制御基板から対応するインバータ本体に対してポンプの起動指令や、速度制御指令、あるいは状態監視をする。またメイン基板ＣＵとそれぞれの制御基板は通信信号線線Ｓ５〜Ｓ８とＳ９とで結線する。例えば、通信制御にはＲＳ４８５を用いている。以上のように本実施例は４組で構成しているが、これを拡張してｎ重系制御システムを構成する。
【００２０】
図２は、本実施例の１台の駆動系システム構成図を示している。これは、図１の複数の駆動系を１台にしたもので同じ記号で示す機器及び部品は同じものであるから、説明を省く。図２に示す駆動系システム構成図においては、メイン基板ＣＵはなく、制御基板とインバータ本体（可変速駆動装置）のみで駆動できるものである。このように本実施例では、図１のように複数の駆動系システムであっても１台の駆動系システムであっても同様の制御基板及びインバータ本体で構成することができるため、別の構成のインバータ制御部（制御基板とインバータ本体）を用意する必要がないことから、共有化が図れコストの低減が図れる。
【００２１】
図２においては、制御基板１−１からインバータ本体１−２に対して起動指令や速度制御指令が行われるが、このような外部からの起動指令に関わらず自己による運転をするか否かは通信ポートＳ５が開放されているか否かにより判断することができる。通信ポートが開放されていれば上記した自身による運転を行い、通信ポートＳ５が外部の機器（例えば遠隔の中央監視盤の監視端末）と通信接続されていれば、該監視端末からの指令に基づいてインバータ本体１−２を起動する。なお、インバータ本体１−２に対する圧力制御は、いずれにおいてもインバータ制御部（制御基板１−１とインバータ本体１−２）が圧力センサ１６からの圧力信号を受信し、この圧力信号に基づいてインバータ本体１−２に対して速度制御指令を行う。
【００２２】
図３は、本実施例の複数駆動系システムのポンプ運転特性図である。横軸に水量、縦軸に全揚程を取って示している。ここで、曲線Ａはポンプ１台を１００％の回転数（インバータのｍａｘ周波数に対応、表示はｆｍａｘ）で運転した際のＱ−Ｈ性能曲線を示す。曲線Ｅはポンプ１台をｍｉｎ回転数（周波数表示はｆｍｉｎ）運転時のＱ−Ｈ性能曲線を示す。更に、曲線Ｇは停止時のＱ−Ｈ性能曲線（周波数はｆｏｆｆ）を示す。ここでは、１００％及びｍｉｎ回転数以外でのポンプＱ−Ｈ性能の表示は省略している。同様に曲線Ｂはポンプ２台を、曲線Ｃはポンプ３台を、曲線Ｄはポンプ４台を１００％の回転数で並列運転した際のＱ−Ｈ性能曲線である。更に、曲線Ａ’は１台を１００％、もう１台をｍｉｎ回転数（表示周波数はｆｍｉｎ１）で並列運転した場合のＱ−Ｈ性能曲線、曲線Ｂ’は同様にポンプ３台を１００％、もう１台をｍｉｎ回転数（表示周波数はｆｍｉｎ２）で並列運転した場合のＱ−Ｈ性能曲線である。曲線Ｃ’は前述の説明から自明であるから説明を省く。
【００２３】
又、曲線Ｆはポンプで揚水した場合に生ずる弁類、配管等の配管抵抗曲線であり、ポンプの吐出し側圧力を制御する際の目標値となる。Ｈ００は水量０の点での目標圧力あり、前述した配管抵抗曲線Ｆとポンプ１台ｍｉｎ（表示周波数はｆｍｉｎ）回転数運転時Ｑ−Ｈ性能曲線Ｅとの交点で示される。同様にＨ０１はポンプ１台１００％運転時及びポンプ１台１００％ともう１台ｍｉｎ回転数（表示周波数はｆｍｉｎ１）で並列運転時の目標圧力であり、曲線Ａ、曲線Ａ’、曲線Ｆの交点で示される。この時の水量はＱ１である。Ｈ０４はポンプ４台１００％で並列運転時の目標圧力であり、この時の水量はＱ４である。Ｈ０２、Ｈ０３は以上の説明から自明でるから説明を省く。これらの目標圧力は曲線Ｆ上にある。
【００２４】
図１で示した制御基板１−１〜１−４のうちまず１台目に起動する制御基板１−１は、圧力センサ１６が検出する圧力が曲線Ｆ上の目標圧力となるようにインバータ本体１−２に対して速度制御指令を行う。インバータ本体１−２はこの速度制御指令を受けて対応する電動機ＩＭ１に電流を流すことで所望の回転数とし、これによりポンプの速度制御が行われる。起動するインバータが増える毎に１台のインバータのみが可変速に対応するポンプを速度制御し、その他のインバータは最高速度で運転するように、それぞれの制御基板は対応するインバータ本体に対して速度制御指令を行う。以下には図１のメイン基板ＣＵが複数のインバータ制御部（制御基板とインバータ本体）に対して起動指令を行うタイミングについて説明する。
【００２５】
Ｈｏｎは全停止状態から１台目のポンプ８−１が始動する際の始動圧力である。つまり、圧力センサ１６の検出圧力がＨｏｎ以下となるとメイン基板Ｃｕは制御基板１−１に対して起動指令を行う。起動指令を受けた制御基板１−１は対応するインバータ本体１−２に対して起動指令を行い、さらに圧力センサ１６の検出圧力を受信してこの検出圧力が目標圧力となるように（運転点が曲線Ｆ上になるように）、インバータ１−２に速度制御指令を行う。インバータ１−２は該速度制御指令を受けて対応する電動機９−１に電流を流すことによりポンプ８−１の速度制御を行う。
【００２６】
Ｈ０１ｏｎは２台目のポンプ８−２を追加始動させる際の始動圧力である。つまり、メイン基板ＣＵは１台目のポンプ８−１（あるいは電動機９−１）の回転速度が周波数ｆｍａｘに達し、かつ、圧力センサ１６の検出圧力がＨｏ1oｎ以下となったときに、２台目のインバータ本体２−２に対応する制御基板２−１に対して起動指令を行う。この起動指令を受けた制御基板２−１はインバータ本体２−２を起動し、さらに速度制御指令を行う。これにより、１台目のポンプ８−１は最高速度で運転し、２台目のポンプ８−２が可変速に制御されるため、圧力センサ１６が曲線Ｆ上の目標圧力となるように速度制御を行うことが可能となる。なお、２台目のポンプ８−２を最高速度として、１台目のポンプを可変速に制御するようにしてもよい。Ｈ０２ｏｎは３台目のポンプを追従始動させる場合の始動圧力であり、同様にＨ０３ｏｎは４台目のポンプを追従始動させる際の始動圧力である。
【００２７】
一方でＨ０３ｏｆｆは４台運転中の１台を停止させるための停止圧力である。つまり４台全てのポンプが運転している場合に、可変速に運転しているポンプ（仮にポンプ８−４）の回転速度が周波数ｆｍｉｎ3以下となって、かつ、圧力センサ１６の検出圧力がＨ03ｏｆｆ以上となった場合には、１台のポンプを停止させ、３台のポンプで運転を行う。
【００２８】
同様にＨ０２ｏｆｆは３台運転中の１台を停止させるための停止圧力であり、Ｈ０１ｏｆｆは２台運転中の１台を停止させるための停止圧力、Ｈｏｆｆは最後の１台を停止させる際の停止圧力である。なお上記したポンプの停止条件が成立したら、前述した圧力タンクに保圧するため回転数をｆｏｆｆまで上昇させ、停止圧Ｈｏｆｆに到達したら停止させるものである。
【００２９】
これらの始動圧力や停止圧力などのデータはポンプ運転制御パラメータとして、それぞれの制御基板、またはメイン基板ＣＵのメモリーに格納されている（図１５参照）。設定はこれらの制御基板あるいはメイン基板ＣＵに備わる表示部、操作部等の設定手段によって設定することができる。
【００３０】
図４は、本実施例の１台の駆動系システムポンプ運転特性図である。これは、複数の駆動系（複数ポンプ）を１台の駆動系（１台のポンプ）にしたものであり、同じ記号で示すものは同じものであるから説明を省く。
【００３１】
図５、図６はメイン基板ＣＵのメイン基板の運転制御手順を示したフローチャートであり、これがプログラムとしてマイクロプロセッサＭＣＵに搭載されている。
【００３２】
図７はインバータ制御部（制御基板とインバータ本体）の各運転モード、各機能の説明図である。即ち、対応するインバータ制御部においてインバータの運転モードが選択されて、遠隔運転モード（遠方からの指令で運転）又は端末運転モード(自己判定で運転)にて使用される。遠隔運転モードにおいては２つの機能を備えており、機能１は、メイン基板ＣＵと制御基板間の通信ようとして通常運転モードに用いる。機能２は、遠隔に設置された制御端末との通信に用いる。即ち、制御端末からの指令で各制御基板がインバータ本体に起動指令を行う。この場合もインバータ本体に対する速度制御指令は、制御基板が受信した圧力信号に基づいて行うものである。
【００３３】
端末運転モードでは、制御基板とインバータ本体部による単独運転であり、外部からの起動指令に関わらず自身の制御基板からの指令によりインバータ本体に対して起動指令、又は、圧力センサからの圧力検出による圧力制御を行う。なお、この端末運転モードにおいては、手動運転と自動運転との何れかにより運転を行うことが可能であり、各制御基板は、自動運転、切、手動運転モードを選択可能な運転モード選択スイッチＭＯＤＳＷを有している。手動運転とは、運転、停止及び運転時の周波数指令を手動にて設定し、この設定した周波数（あるいは停止など）により制御基板は対応するインバータ本体に対して速度制御指令を行う。速度制御指令を受けたインバータは対応する電動機に対して電流を流し、これによりポンプが所望の回転速度により運転するものである。
【００３４】
一方で自動運転とは、予め記憶したパラメータや検出圧力に基づいてポンプの速度制御を行う運転のことであり、たとえば前述した曲線Ｆ上の目標圧力となるように速度制御を行う運転することをいう。この自動運転の場合には、前述したように前記パラメータの設定および変更、圧力検出、始動及び停止判定、圧力制御機能等を有する。
【００３５】
図８はメイン基板から各制御基板に通信信号を送信する際のフォーマットである。又、メイン基板、各制御基板はＩＤ番号によってそれぞれの基板が特定されるようになる。例えば次の通りである。
【００３６】
基板名称        ＩＤ番号  
メイン基板： ０  
制御基板１台目    ：  １  
制御基板２台目    ：  ２  
制御基板３台目    ：  ３  
制御基板４台目    ：  ４
図９は前述した通信信号の送信フォーマットのコマンド番号とそのデータの内容を示したものである。コマンド番号が０の場合運転指令、１の場合パラメータ設定、２の場合データ送信要求を意味し、データとの組合わせでコマンド指令する。例えば、送信フォーマットのＩＤ番号が１、コマンド番号が０、データが３の場合、これを受信した制御基板の１台目（ここでは１号機とする。ポンプ８−１、モーター９−１、インバータ１−２、インバータ制御部１−１の系統をいう。）は、制御部ＣＵのメイン基板Ｉ／Ｏからの変速運転指令と認識する。
【００３７】
図１０は各インバータ制御部の各制御基板から制御部ＣＵのメイン基板が信号を受信する場合の通信信号の受信フォーマットであり、図１１はこれのコマンド番号とそのデータの内容を示したものである。
【００３８】
図１２、図１３は各インバータ制御部の運転制御手順を示したフローチャートであり、これがプログラムとして各マイクロプロセッサＭＣＵ１−２〜ＭＣＵ４−２に同じものが搭載されている。
【００３９】
さて、使用開始に当たって図１、図２に示す電源側漏電遮断器ＥＬＢ１〜ＥＬＢ４及び制御電源遮断器ＣＰを投入すると、制御部ＣＵ及び各インバータ制御部のマイクロプロセッサＭＣＵ４、ＭＣＵ１−２〜ＭＣＵ４−２はイニシャル処理を実行し運転準備を行う（図５の３００〜３０２ステップ、図１２の９００〜９０４ステップ）。ここでは、運転モード選択スイッチＭＯＤＳＷが切になっている状態を考える。又、図３、図４運転特性図において、圧力は停止圧力のＨｏｆｆにあるものとする。
【００４０】
メイン基板ＣＵは図５の３０３ステップにおいて、インバータ制御部の制御基板１台目に対して送信処理（送信フォーマットのＩＤ番号が１、コマンド番号が０、データが０（運転モード選択スイッチＭＯＤＳＷが切））を実行する。インバータ制御部の制御基板１台目は図１２の９０７ステップにおいて、この実行結果を受信する。そして、９０９、９１０、９１２ステップで待機処理を実行し、９０８ステップでこの状態をメイン基板ＣＵへ返信処理（返信フォーマットのＩＤ番号が１、コマンド番号が０、データが０（受信正常））する。メイン基板ＣＵは３０４ステップでこれを受信する。
【００４１】
一方、メイン基板ＣＵは図５の３０６ステップを実行した後、適宜図６の割り込み処理を実行し故障チエック、監視処理、運転モード設定処理、圧力検出処理を実行する。この結果、運転モード選択スイッチＭＯＤＳＷの状態“０、１”をメモリＭＯＤＥに、圧力検出データをメモリＡＮ０に格納しておく。同様に、インバータ制御部の各制御基板は図１２の９０４ステップを実行した後、適宜図１３の割り込み処理を実行し故障チエック、監視処理、遠隔運転モード及び端末運転モード選択処理、圧力検出処理を実行する。この結果、遠隔運転モード及び端末運転モード選択処理結果がメモリ９０２０番地、圧力検出データがメモリＡＮ０（メモリ９０２１番地）に格納されている。
【００４２】
ここで、先に、インバータ制御部の制御基板の遠隔運転モードの通信準備について説明する。図１２の９０６ステップにおいて、ＭＯＤＯＥ１のデータが遠隔運転モードか端末運転モードかを判定する。遠隔運転モードと判定された場合、９０７ステップ以降の処理によって、メイン基板ＣＵとの信号の授受が可能となる。
【００４３】
端末運転モードと判定された場合、９２９ステップ以降の処理となりメイン基板ＣＵとの信号の授受が不可となり、メイン基板ＣＵからの信号に関わらないインバータ制御部（制御基板とインバータ本体）単独の自己判定による運転となる。すると、９２９ステップで手動運転モードか自動運転モードかを判定し、手動運転モードと判定した場合、９３１ステップで手動運転処理を行う。一方で自動運転モードと判定された場合、９３０ステップで始動及び停止処理、圧力検出処理、パラメータ設定及び変更処理、圧力制御処理を実行する。これらの処理の詳細は後で詳細に説明する。
【００４４】
処理が終わったら９０５ステップに戻って、これ以降の処理を続ける。遠隔運転モード及び端末運転モードの処理及び端末運転モードでの手動運転処理及び自動運転処理は、遠隔運転モード及び端末運転モード判定（ステップ９０６）以降のステップにおいて行っている。更に、遠隔運転モードからの指令で運転している際に特定の駆動系（可変速駆動装置、ポンプ、モータ）を点検や緊急停止で停止させることがある。この場合、９０５ステップで操作部の停止タクトスイッチが押されたか判定しＮＯであれば、９０６ステップ以降に進み、ＹＥＳであれば９２７、９２８で停止処理を行う。
【００４５】
さて、水が使用されると図３、図４において給水圧力が始動圧力のＨｏｎ以下に低下する。メイン基板ＣＵは３０８ステップでメモリＭ０５に記憶している始動圧力Ｈｏｎと前述した圧力センサの検出した圧力データＡＮ０と比較する。この結果、ポンプ始動条件が成立しているので３０９ステップで各インバータ制御部の各制御基板に送信処理を行う（送信フォーマットのＩＤ番号が１、コマンド番号が０、データが３）。これは、１号機（ポンプ８−１、モーター９−１、インバータ１−２、インバータ制御部１−１の系統）が各制御基板の中からＩＤ番号で指定され変速運転指令をしたことを意味する。説明の便宜上１号機を先発機としたものである。
【００４６】
１号機制御基板（インバータ制御部１−１のもの）は９０７、９０９、９１３、９１５、９１９、９２１、９２４ステップと実行し圧力制御の処理を行うと共に図１のインバータ本体１−２に対し運転及び圧力制御信号を発信する。インバータ本体１−２はこの信号に基づいて周波数制御してモーター９−１、ポンプ８−１の回転速度を可変速駆動する。この後、９２５ステップ（便宜上フローＳＷがＯＦＦとして説明）を実行した後、９０６ステップでメイン基板ＣＵに対して返信処理を実行する。メイン基板ＣＵは３１０ステップでこの制御基板からの返信信号を受信処理する。尚、この受信、返信処理は前述から自明であるから説明は省く。
【００４７】
更に、使用水量が増大して図１に示すＱ１になると、９２０ステップの圧力制御によって、インバータの周波数はｆｍａｘとなり、給水圧力は目標圧力のＨ０１に到達する。更に、使用水量が増加すると給水圧力が低下して、２台目定速ポンプ始動圧力Ｈ０１ｏｎに達する。メイン基板は３１１、３１２、３１３ステップの処理を実行し現在運転している１号機の周波数が最高周波数ｆｍａｘとなりこれがｔ１秒経過して給水圧力（圧力センサが検出した圧力データＡＮ０）が２台目定速ポンプ始動圧力Ｈ０１ｏｎ以下になっているか判定し、３１６ステップで２台目ポンプを定速運転する送信指令実行する（送信フォーマットのＩＤ番号が２、コマンド番号が０、データが４）。これは、２号機（ポンプ８−２、モーター９−２、インバータ２−２、インバータ制御部２−１の系統）が各インバータ制御部の各制御基板の中からＩＤ番号で指定され定速運転指令をしたことを意味する。
【００４８】
ＩＤＮＯ２で指定されたインバータ制御部２−１の制御基板は前述の送信フォーマットのコマンドにより９０５、９０６、９０７、９０９、９１３、９１５、９１９、９２０ステップ順に処理し定速運転する。使用水量がＱ１〜Ｑ２の間での使用量変動は、追従した２号機が定速であっても、先発した１号機が変速運転して、給水圧力を目標圧力Ｈ０１〜Ｈ０２に制御する。この後、９０８、９０５ステップを実行して前述の処理を実行していく。
【００４９】
説明は省くが、図１、図３において、使用水量Ｑ２を超えてＱ３まで増大すると、３号機（ポンプ８−３、モーター９−３、インバータ３−２、制御基板３−２の系統）が定速運転で追従し、使用水量Ｑ３を超えてＱ４まで増大すると、４号機（ポンプ８−４、モーター９−４、インバータ４−２、インバータ制御部４−１の系統）が定速運転で追従して４台並列運転となる。
【００５０】
次に、１号機が変速運転（図１２の９２１、９２４、９２５、９０８，９０５と一連のステップの繰り返し処理）、２号機が定速運転（９１９、９２０、９０８，９０５と一連のステップの繰り返し処理）している状態で使用水量Ｑ２からＱ１未満に減少した場合について説明する。使用水量Ｑ１では給水圧力はＨ０１で１号機は周波数ｆｍｉｎ1、２号機は周波数ｆｍａｘで定速運転、よって運転点は図３のポンプＱ−Ｈ曲線のＡ’上にある。これより、更に使用水量が減少すると給水圧力が２台目停止圧力Ｈ０１ｏｆｆを超える。制御部ＣＵのメイン基板は３２０、３２１、３２２、３２３ステップを実行し現在運転している１号機の周波数が最低周波数ｆｍｉｎ1となりこれがｔ２秒経過して給水圧力（圧力センサが検出した圧力データＡＮ０）が１台目変速ポンプ停止圧力（２台→１台に減台の意味）Ｈ０１ｏｆｆ以上になっているか判定し、３２３ステップで１号機変速ポンプを停止、２号機定速ポンプを変速運転する送信指令実行する（１号機：送信フォーマットのＩＤ番号が１、コマンド番号が０、データが２、２号機：送信フォーマットのＩＤ番号が２、コマンド番号が０、データが３）。
【００５１】
１号機は９０７、９０９、９１３、９１５、９１６、９１７、９１８ステップの順で停止して待機状態となる。２号機は９０７、９０９、９１３、９１５、９１９、９２１、９２４、９２５ステップの順で変速運転する（図３のＱ１〜Ｑ２）。
【００５２】
説明は省くが、図３において、４台並列運転の状態より使用水量がＱ４からＱ１未満にまで減少すると、順番としては先発した１号機変速ポンプがまず停止し、次に２号機が定速運転から変速運転に変わり、その他の３号機及び４号機は定速運転のままとなる。次に、２号機変速ポンプが停止して、３号機が定速運転から変速運転に変わり、４号機は定速運転のままとなり、最後に３号機変速ポンプが停止し、４号機が定速運転から変速運転に変わる。
【００５３】
このように本実施例では複数のインバータ制御部の運転モードをそれぞれ切替える運転モード切替手段を備え、これらの複数のインバータ制御部はそれぞれ、遠隔の制御端末との通信を行う通信部を備え、運転モード切替手段により、制御部からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う通常運転モードと、制御端末からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し、インバータに対して速度指令を行う遠隔運転モードと、の何れかの運転モードにより対応するインバータに対して速度指令を行う。
【００５４】
また、この場合において、運転モード切替手段により複数のインバータ制御部はそれぞれ、通常運転モードと、遠隔運転モードと、遠隔運転モードで運転している場合で制御端末との通信異常が発生した場合に、制御端末からの起動指令の有無に関わらず前記インバータに対して速度指令を行う遠隔通信異常運転モードとの何れかの運転モードにより対応するインバータに対して速度指令を行う。さらに複数ポンプの吐出し側の圧力を検出し、該検出した圧力の信号を前記複数の制御部に送信する圧力センサを備え、複数のインバータ制御部はそれぞれ、異なる始動圧力を記憶し、遠隔通信異常運転モードにより運転する場合に、圧力センサが検出した圧力が記憶した始動圧力以下になった場合に対応するインバータに対して起動指令を行う。
【００５５】
次に、メイン基板ＣＵの通信異常、又はメイン基板ＣＵと各各制御基板との間で通信異常が発生した場合の異常時処理について説明する。
【００５６】
図１４は、異常状態処理について説明するための図である。図１４は図１２に対して１１０〜１１４ステップを追加したものである。１１０ステップにおいて、メイン基板ＣＵからの受信処理を行い、１１１ステップで通信異常か確認し、異常であれば１１２ステップで、運転モード即ちコマンドは停止か確認し停止であれば、１１３ステップで遠隔運転か端末運転かを選択してその結果を保存しているパラメータＭＯＤＥ１（メモリ９０２０番地）に端末モードのデータ（例えば００）を書き込み、１１４ステップで図１１に示す通信異常の情報を乗せて返信する。これは、通信が正常に復帰した場合に遠方モードに戻れるようにするため処置である。
【００５７】
又、複数台の駆動系の場合に前述した通信異常が発生すると通信異常と認識したそれぞれの制御基板（可変速駆動装置  インバータ）が全て運転してしまう恐れがある。そこで、本実施例においては、可変速駆動装置（インバータ）がｎ台ある場合は予めｎ台までの運転順番を決めておき、始動圧力パラメータを運転順番に合わせ、最初に運転するものを一番高く設定し、順次運転する順番で少しずつ低く設定しておくものである。設定圧力は例えば−２ｍである。即ち、通信異常と認識した制御基板が例えば１号機の場合、通常の常の始動圧力パラメータ−２ｍと設定し、３号機の場合、−６ｍ、４号機の場合−８ｍと設定し同時運転しないようにしたものである。
【００５８】
図１６は図１２に対して１４０〜１４９ステップを追加したものである。１４０ステップにおいて、メイン基板ＣＵからの受信処理を行い、１４１ステップで通信異常か確認し、異常であれば１４２ステップで号機判定を行う。次の１４３ステップでパラメータ始動圧力Ｈｏｎを１号機であれば２ｍ減じ、２号機であれば４ｍ減じ、３号機であれば６ｍ減じ、４号機であれば８ｍ減じてこれに格納する処理を実行し、１４４ステップで、運転モード即ちコマンドは停止か判定し停止であれば、１４５以降の処理を実行し手動運転を行い、１４６ステップで図１１に示す通信異常の情報を乗せて返信する。
【００５９】
１４４ステップの処理がコマンド停止でなければ、１４７ステップで圧力センサの検出した給水圧力（図１５のＰＤＡＴＡ）がパラメータ始動圧力Ｈｏｎ（１４３ステップで減じる処理がされている。）以下か判定する。以下であれば９０５ステップ以降を実行して、９１５ステップ以降の自動運転処理を実行する。１４１ステップの判定で通信異常が正常に復帰したら、１４８、１４９ステップの処理によってパラメータ始動圧力Ｈｏｎを前の状態に戻す。このように通信異常時は実際のパラメータの始動圧力が号機に対応して減じられているので、通信異常の発生していない他の制御基板基板側の方が先に始動して、通信異常となった当該制御基板の方は更に水の使用により減じられた値まで給水圧が下がった時に始動することになる。これにより、水の使用がない時に通信異常が発生しても正常な制御基板より始動圧力が減じた値以下に低下しないと始動しないので、必要なくポンプを運転させることがない。
【００６０】
しかし、号機の順に−２ｍずつ始動圧力パラメータを減じていくので台数が多いと号機が古くなる始動圧力が低くなりすぎる問題が生じる。これの改善を次に説明する。これは、可変速駆動装置（インバータ）がｎ台ある場合は予めｎ台までの運転順番を決めておき、始動圧力パラメータを確認する時間を運転順番に合わせ、最初に運転するものを一番短く設定し、順次運転する順番で少しずつ長く設定しておくものである。即ち、通信異常と認識した制御基板が例えば１号機の場合、通常の常の始動圧力パラメータ確認時間を３０秒と設定し、３号機の場合、９０秒、４号機の場合１２０秒と設定し同時運転しないようにしたものである。これは、例えば図１６の１４２、１４３ステップで号機確認を行い、号機に対応して、確認時間（圧力センサが検出した給水圧力が始動パラメータより低くなっていることを確認する時間）を１号機の場合３０秒、２号機の場合６０秒、３号機は９０秒、４号機は１２０秒と設定する。これは、図１２の９３０ステップの処理に、圧力センサの検出した給水圧力が始動パラメータより低くなり、且つ、この状態が前記設定された時間以上となっていたら始動する処理を追加することにより達成することができる。
【００６１】
以上のように本実施例の給水装置は、それぞれのインバータ制御部は制御部ＣＵからの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う通常運転モードにより運転し、制御部ＣＵとの通信異常が発生した場合に制御部ＣＵからの起動指令の有無に関わらず対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う異常運転モードにより運転する。またこの場合において複数のインバータ制御部の運転モードをそれぞれ切替える運転モード切替手段を備え、運転モード切替手段により複数のインバータ制御部はそれぞれ、通常運転モードと、遠隔の制御端末からの起動指令に基づいて対応するインバータを起動し該インバータに対して速度指令を行う遠隔運転モードと、の何れかの運転モードにより対応するインバータに対して速度指令を行う。
【００６２】
さらに複数ポンプの吐出し側の圧力を検出し、該検出した圧力の信号を前記複数の制御部に送信する圧力センサを備え、複数のインバータ制御部はそれぞれ、圧力センサからの信号を受信して対応するインバータに対して速度指令を行う。さらに複数のインバータ制御部はそれぞれ、異なる始動圧力を記憶し、異常運転モードにより運転する場合に、圧力センサが検出した圧力が記憶した始動圧力以下になった場合に対応するインバータに対して起動指令を行う。
【００６３】
次に、各制御基板（可変速駆動装置）は前述したように予め、遠方モードか、端末モードかを選択しパラメータＭＯＤＥ１としてメモリ９２０番地に保存している。１台の駆動系で単体で用いる場合にパラメータＭＯＤＥ１に遠方モードが設定されていると、遠方からの指令がこないため運転できなくなる恐れがある。
そこで、通信ポートのＳ５が開放されている場合、この状態を検出して遠方か端末かを選択してそのデータを保存しているＭＯＤＥ１に端末モード（例えば００）を選択したこと意味するデータを書き込むようにする。遠方からの運転指令を利用する場合は、通信ポートのＳ５にモジュラージャック１７０が接続される。端末として使用されるときはこのポートが開放となる。
【００６４】
図１７はこの状態を説明するための図であり図に示す回路で検出することが出来る。即ち、フォトカプラー１７１の出力をマイクロプロセッサーの入力ピン例えばＩ０に取り込んでいるので、モジュラージャック１７０が接続されている場合はフォトカプラー１７１がオンし、マイクロプロセッサーの入力ピンＩ０が０ｖとなり、開放されている時には５ｖとなる。図１３の１０２ステップと１０３ステップの間に入力ピンＩ０が０ｖの時は遠方、５ｖの時は端末とするモード選択を追加することで達成することができる。
【００６５】
以上に説明したように本実施例の給水装置は、それぞれの可変速駆動装置にマイクロプロセッサーを搭載し、これらと及びポンプ、モータで複数の駆動系を構成し、そしてこれらに共通なマイクロプロセッサーを搭載したメイン基板とで構成した給水装置又はマイクロプロセッサーを搭載した１台の可変速駆動装置及びポンプ、モータで１台の駆動系とで構成した給水装置において、可変速駆動装置はインバータ機能を有しており、通信（無線,有線を問わず）機能を有しており、遠方（遠方からの指令で運転を始める）か、停止か、端末（自己にて運転を始める）かを選択するスイッチ機能を有しており、外部からのセンサ信号（例えば圧力センサ）を取り込んでポンプの圧力制御（末端圧力一定制御）する機能を有している機能群で構成したものである。
【００６６】
これにより、給水装置用の可変速駆動装置を複数台用と１台用を共通に使用することが可能となり生産性及び使い勝手が向上する。又、複数台用に合っては通信異常が発生したときの同時運転防止が十分になされ、１台用に合っては遠方からの指令で運転されることが可能となる。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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】
【００７０】
１−２・２−２・３−２・４・２…インバータ、１−１・２−１・３−１・４−１…インバータ制御部、ＣＵ…制御部、８−１・８−２・８−３・８−４…ポンプ、９−１・９−２・９−３・９−４…モータ、１６…圧力センサ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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