(57)【要約】【課題】給水ポンプ装置において、フォーシング制御による圧力変動のオーバーシュートを未然に防止する。【解決手段】フォーシング制御による圧力変動の抑制を行なう際に、並列導入時には、（１）大きな偏差によるオーバーシュートを防ぐため、ＰＩ制御を休止する、（２）偏差が極小の運転点を可能な限り保ったままで、吐出量を得るポンプを可変速運転するポンプから最高速度で一定運転するポンプへ切替えるため、可変速運転するポンプを駆動する可変速制御手段への速度指令値として最低速度を与えて、その最低速度の揚程曲線を得る、（３）オーバーシュート発生の危険が去り偏差が極小の状態から、速やかにＰＩ制御を再開させる、ようにしたＰＩ制御の休止再開プログラムを追加して、定常運転時並びに並列導入時の圧力変動を改善する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変速運転するポンプと、最高速度で一定運転するポンプを含む並列式可変速給水ポンプ装置において、ポンプの並列導入時に発生する圧力変動を、ポンプの並列導入時の運転を継続するポンプの回転速度を下げつつ他のポンプの並列導入を行うフォーシング制御による圧力変動の抑制を行う際、ＰＩ制御プログラムを組み、その出力を速度指令値として可変速運転するポンプを駆動する可変速駆動手段に与えて、吐出圧力が目標圧力に一致するように制御する装置に、並列導入時には、
（１）大きな偏差によるオーバーシュートを防ぐため、ＰＩ制御を休止する、
（２）偏差が極小の運転点を可能な限り保ったままで、吐出量を得るポンプを可変速運転するポンプから最高速度で一定運転するポンプへ切替えるため、可変速運転するポンプの速度指令値として最低速度を与えて、その最低速度の揚程曲線を得る、
（３）オーバーシュート発生の危険が去り偏差が極小の状態から、速やかにＰＩ制御を再開させる、
ＰＩ制御の休止再開プログラムを追加した、可変速給水ポンプ装置。
【請求項２】
前記ＰＩ制御を休止する時間ｔ１  は、数１によって求められる、請求項１に記載の可変速給水ポンプ装置。
【数１】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、給水ポンプ装置において、ポンプの並列導入、解列機能とポンプの速度制御機能により、ポンプ装置の吐出側に設けたセンサの検出圧力を、制御目標圧力と一致させることを目的とした、可変速給水ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物等における水洗便所洗浄水系統用および生産設備用の給水ポンプ装置においては、しばしばその吐出圧力の変動が、配管の損傷による漏水や、送水先設備の非常停止による生産ライン停止などを引き起こし問題となる。回転数制御方式による給水ポンプ装置では、吐出圧力制御にＰＩ（比例積分）制御が用いられるが、このＰＩ制御だけでは、並列導入時、解列時（並列解除時）、始動時等稼動ポンプ台数が増減する時や、台数増減は無いが流量変化が大きい時などの大きな偏差が続く場合には、オーバーシュートを引き起こし、圧力変動を起すおそれがある。これはＰＩ制御の性質上、回避できないことであるので、これを補う制御が必要となる。
【０００３】
従来、ポンプの並列導入時、又は解列動作を行ったときに発生する圧力変動を、ポンプの並列導入時の運転を継続するポンプの回転速度を下げつつ他のポンプの並列導入を行い、解列動作時には、運転を継続するポンプの回転速度を上げつつ、停止するポンプの解列を行う、通称フォーシング制御によって避けるようにしていた。しかしこのフォーシング制御による圧力変動の抑制は、そのタイミングと負荷状況により左右され、フォーシング動作が早すぎたり遅すぎたりすると、圧力変動幅が逆に大きくなってしまうなど、設定調整が極めて困難であった。
【０００４】
上記フォーシング制御のような複雑で困難な制御を行なうことなく、より簡単な制御で圧力変動を避ける試みも為されている。その内の一つに特許第３５３３４２４号公報（特許文献１）に示す可変速給水装置がある。これは、制御手段が、少なくとも１台のポンプ運転時に他の停止中のポンプを追加投入する時に、この追加ポンプのＰＩ制御を、所定の回転速度から開始するようにしたものである。このように構成することにより、追加投入されるポンプの回転速度を、実際に必要な回転速度と近い出力とするため、速やかにＰＩ制御で追従して必要回転速度になり、応答遅れによる圧力の一時的低下を防止することができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３５３３４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記制御方式は、フォーシング制御の複雑性、困難性を回避した簡単な制御方式であるが、給水ポンプ装置において、定常運転時、並列導入時及び解列時に、常時稼動するポンプと並列導入又は解列されるポンプが特定されてしまうという欠点がある。これは各ポンプの稼動時間を可及的に平均化し、装置全体の長期間安定的稼動を実現するための阻害要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
フォーシング制御による圧力変動の抑制を行なう際、ＰＩ制御プログラムを組み、その出力を速度指令値として可変速運転するポンプを駆動する可変速駆動手段、例えばインバータに与えて、吐出圧力が目標圧力に一致するように制御する。並列導入時において、瞬間的に可変速運転するポンプに最高速度で一定運転するポンプが加わり、吐出圧力が目標圧力を大きく超過した後、可変速運転するポンプの速度の下降上昇に伴い振動しながら目標圧力に収束していく。このような大きな偏差が続く場合にＰＩ制御を行えばオーバーシュートは避けられない。
【０００８】
そこでこの発明では、可変速運転するポンプと、最高速度で一定運転するポンプを含む給水ポンプ装置において、フォーシング制御による圧力変動の抑制を行なう際に、並列導入時には、
（１）大きな偏差によるオーバーシュートを防ぐため、ＰＩ制御を休止する。
（２）偏差が極小の運転点を可能な限り保ったままで、吐出量を得るポンプを可変速運転するポンプから最高速度で一定運転するポンプへ切替えるため、可変速運転するポンプの速度指令値として最低速度を与えて、その最低速度の揚程曲線を得る、
（３）オーバーシュート発生の危険が去り偏差が極小の状態から、速やかにＰＩ制御を再開させる、
ＰＩ制御の休止再開プログラムを追加して、定常運転時並びに並列導入時の圧力変動を改善したものである。
【０００９】
この発明の休止再開プログラムにおいて、最低速度指令の保持時間は、次の数１によって求められる。
【００１０】
【数１】
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【発明の効果】
【００１１】
この発明による可変速給水ポンプ装置は、従来のものに比べ、下記のような作用効果を有する。
（１）並列導入（追加ポンプ投入）ならびに解列からフォーシング制御を開始するまでの遅延時間及びその継続時間の設定調節が不要である。
（２）並列導入及び解列停止するポンプが商用電源駆動であっても、可変速駆動であっても、圧力変動の抑制が可能であり、並列導入及び解列停止するポンプの駆動方法を問わない。このため、単位時間当たりの並列・解列の繰返し頻度が低く負荷変動の緩やかな系統では、可変速駆動できる手段をポンプ1台分とし、装置の費用を抑え、単位時間当たりの並列・解列の繰返し頻度が高く負荷変動の激しい系統では、全ポンプあるいは複数のポンプに可変速駆動できる手段を持たせ、それに対応した装置を構築することが可能となる。
（３）全ポンプが可変速駆動できる手段を持つ装置において、ポンプを先発先停させても圧力変動の抑制が可能となる。このため、先発先停させることで追加ポンプの切替えが行われ、決まったポンプが並列・解列を繰り返すことがなく、ポンプおよびその駆動装置の負担を装置内で全ポンプに偏りなく分散することができる。つまり、負荷変動が激しく単位時間当たりの並列・解列の繰返し頻度が高い場合、決まったポンプ及びその駆動装置に集中して負担が偏ることが未然に防止できるので、負担の偏りにより特定のポンプ及びその駆動装置が故障し、装置全体の休止に追い込まれるようなことは無くなる。これは、水洗便所洗浄系統、生産設備系統等、負荷変動が激しく単位時間当たりの並列・解列の繰返し頻度の高いポンプ装置において、極めて効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の態様として、図１に、２台のポンプを備えた可変速給水ポンプ装置の概要を示す。駆動手段は、少なくとも１台は可変速機能を有するものとする。各ポンプの吐出口には逆流防止のための逆止弁が設けられ、共通の吐出管に接続される。共通の吐出管には、吐出圧力を検出し制御手段へ伝える圧力計が接続される。また、吐出流量を検出し制御手段へ伝える流量計が接続される。制御手段は圧力計の伝える圧力と目標圧力を一致させる制御にＰＩ制御を用い、速度指令を可変速機能のあるポンプの駆動手段へと伝える。制御手段は流量計の伝える流量と速度指令値により運転ポンプ台数を演算し、駆動手段を起動・停止させる。また、圧力計の伝える圧力と速度指令値により運転ポンプ台数を演算し、駆動手段を起動・停止させる。制御手段はＰＩ制御を休止再開させる機能を持つ。
【００１３】
可変速運転するポンプと、最高速度で一定運転するポンプ例えば商用電源駆動ポンプを含む並列式給水ポンプ装置において、この発明の吐出圧力制御を説明する。図２のポンプ並列運転の揚程曲線によって、可変速運転するポンプ1台と最高速度で一定運転するポンプ1台の並列運転特性を示す。最低速度（目標圧力ＨＳＶを流量ゼロ時に満足させる速度）の可変速運転するポンプの揚程曲線をＢＢ′、最低速度と最高速度の間のある任意速度の可変速運転するポンプの揚程曲線をＣＣ′、最高速度の可変速運転するポンプと最高速度で一定運転するポンプの揚程曲線はＡＡ′とする。可変速運転するポンプと最高速度で一定運転するポンプとの並列運転の揚程曲線は、同一揚程における各ポンプの吐出量ｑ１、ｑ２を加算して行き、曲線ＡＳ′Ｓ１′のようになる。同様にして、可変速運転するポンプの各速度における並列運転の揚程曲線を求めると、最低速度時はＡＳＳ１、中間速度時はＡＳ′Ｓ１′、最高速度時はＡＡ"となる。送水先の弁が開いていくと、送水管の抵抗曲線はＤＲＳ、ＤＲ１、ＤＲ２と変化する。これらの抵抗曲線と目標圧力ＨＳＶとの交点を揚程曲線が通るように可変速運転するポンプを変速制御できれば、ポンプ吐出圧力を目標圧力ＨＳＶに一致させることができる。この時、抵抗曲線とポンプ揚程との交点がポンプの運転点となり吐出量ＱＳ、Ｑ１、Ｑ２  を得る。
【００１４】
いま、送水管の抵抗曲線を、図２の曲線ＤＲ１とすれば、並列運転の場合の揚程はＨＳＶ、吐出量はＱ１となる。使用水量がＱ′に減り、抵抗曲線がＤＲ′のようにＡとＳとの間のゾーンに来る場合は、並列運転点の揚程Ｈ′が可変速運転するポンプ揚程曲線ＢＢ′の締切揚程より高くなる。したがって、可変速運転するポンプＢＢ′は吐出逆止弁が閉じてしまい、締切運転状態になって最高速度で一定運転するポンプＡＡ′だけで送水することになる。すなわち、可変速運転するポンプと最高速度で一定運転するポンプのように特性の異なるポンプを並列運転するときは、揚程の低いポンプの締切揚程に相当する揚程の高いポンプの吐出量ＱＳより少ない流量で並列運転することはできない。ＱＳからＱ２の流量範囲であれば目標圧力ＨＳＶに制御可能であるが、ＱＳより少ない流量では、吐出圧力は目標圧力ＨＳＶより高くなり、より多い流量では目標圧力ＨＳＶより低くなる。
【００１５】
給水ポンプ装置の吐出圧力制御においては、ＰＩ制御プログラムを組み、その出力を速度指令値として可変速運転するポンプの可変速駆動手段、例えばインバータに与えて、吐出圧力が目標圧力に一致するように制御している。目標値ＳＶが一定であれば、吐出圧力一定となり、流量に応じて目標値ＳＶを演算変化させれば、推定末端圧力一定制御となる。実揚程形設備では吐出圧力一定制御、損失水頭形設備では推定末端圧力一定制御が用いられる。偏差ｅ（目標値ＳＶと測定値ＰＶとの差）に比例した操作出力ＭＶを演算するＰ比例動作（プロポーショナル・アクション）と、偏差ｅがゼロとなるまで操作出力ＭＶを加算（時間積分）するＩ積分動作（インテグラル・アクション）を組み合わせたものがＰＩ制御（数２、及び図４）で表される。図４はＰＩ制御プログラムを示す。
【００１６】
【数２】
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【００１７】
図４の場合、測定値ＰＶはポンプ吐出圧力、操作出力ＭＶは、可変速駆動手段、例えば、インバータへの速度指令値となる。大きな偏差が続くと、積分動作により操作出力が上限リミットに達し飽和し、偏差が存在する限り操作出力は上限値を維持する。操作出力上限値が与えられても測定値が変化するまでに遅れがある。このため、測定値が目標値に復帰、超過し操作出力を減ずる方向に演算が開始され、操作出力が上限値より徐々に減少している間に、既に測定値は目標値に対する行き過ぎ、いわゆるオーバーシュートを起している。この現象は、過積分による操作出力飽和現象と呼ばれる。このようにＰＩ制御は大きな偏差が続く場合はオーバーシュートを起す特徴を持つ。換言すれば、ＰＩ制御は大きな偏差が続く場合、それを補う制御が必要となる。
【００１８】
この発明との比較のために、プログラム変更前の定常運転時の圧力変動について説明する。２００６年７月２５日公表の優良住宅部品性能試験方法書では、定常運転時、並列導入時、解列時（並列解除時）、始動時、停止時に分けて給水ポンプ装置の圧力変動の求め方を定めている。ここでの定常運転時とは、定格吐出量（仕様点）で連続運転している時と定められているが、稼動中の給水ポンプ装置においては、吐出量変化のない状態に保つことは困難であるので、今回、定常運転については、吐出流量は変化しても、ポンプの始動・停止、並列導入・解列のない時とした。複数のポンプが運転している定常運転時には、制御目標圧力に収束することなく、常に目標圧力を大きく超過するポイントで運転していた。この時のポンプ装置の動作状態は、制御盤の速度指令値は最低速度でこれに従い、可変速運転するポンプは最低速度一定で運転していた。
【００１９】
図７にプログラム変更前の、定常時・並列導入時の圧力変動を示す。測定例では圧力変動率は＋７７％〜−９％であった。プログラムを調査したところ、並列導入の条件は流量条件だけであった。この時、（１）目標圧力を超過していること、（２）可変速運転するポンプが最低速度一定で運転していることから、図２揚程曲線のＱＳより少ない流量で並列導入され運転していることを示している。これではせっかくの可変速運転するポンプが無駄になり、吐出圧力制御が働いていない状態である。したがって、この時の圧力変動を解決するには、必ず流量ＱＳ以上で並列導入となる条件をプログラムに追加すれば、理想的な圧力制御が可能になり圧力変動を改善することができると考えられる。
【００２０】
図７においてプログラム変更前の並列導入時の圧力変動をみると、並列導入されると吐出圧力は目標値を大きく超過し、測定例では圧力変動は＋７７％で、復帰時間は∞であった。定常運転と同様に吐出圧力制御機能が働いていない状態を示している。
【００２１】
プログラム変更前の定常運転時の圧力変動対策を行い、図２の揚程曲線において、流量ＱＳ以上で並列導入できる場合には、瞬間的に可変速運転するポンプＡＡ′に最高速度で一定運転するポンプＡＡ′が加わり、揚程曲線ＡＡ"と抵抗曲線ＤＲＳの交点Ｈ"がポンプ運転点となる。そして、ポンプ吐出圧力は目標圧力ＨＳＶを大きく超過した後、可変速運転するポンプ速度の下降上昇の繰返しに伴い、振動しながら目標圧力ＨＳＶに収束していく。このように大きな偏差が続く場合にＰＩ制御を用いれば、オーバーシュート現象が起こるのは避けられない。
【００２２】
この発明によるプログラム変更は、可変速運転するポンプと最高速度で一定運転するポンプを含む給水ポンプ装置において、フォーシング制御による圧力変動の抑制を行う際に、並列導入時には、
（１）大きな偏差によるオーバーシュートを防ぐため、ＰＩ制御を休止する、
（２）図２の運転点Ｓを可能な限り保ったまま（すなわち偏差極小）、吐出量ＱＳを得るポンプを可変速運転するポンプＡＡ′から最高速度で一定運転するポンプＡＡ′へ切替えるため、可変速運転するポンプ速度指令値として最低速度を与えて、その最低速度の揚程曲線をＢＢ′とする、
（３）オーバーシュート発生の危険が去り偏差が極小の状態から、速やかにＰＩ制御を再開させる、
ようにしたＰＩ制御の休止再開プログラムを追加して、定常運転時並びに並列導入時の圧力変動を改善する。
【００２３】
上記のようなプログラム変更を行った後の、定常運転時の圧力変動を、図２の揚程曲線によって説明する。ポンプはその揚程曲線と配管路の抵抗曲線の交点を運転点とする。配管路の抵抗値は流量の二乗に比例して増加するため、2台目、３台目・・・１０台目の並列導入時の流量は１台目の２倍、３倍・・・１０倍とはならず、１台目の場合の流量を試運転で求め、台数倍する手法は採用できない。したがって正確にこれらの流量値を求めるには試運転を繰り返す必要がある。そこで、可変速運転するポンプの速度指令値に着目した。すなわち速度指令値が最高速度である時の揚程曲線は、図２のＡＡ′となり、この時、流量ＱＳ以上を満足している。
【００２４】
この方法によれば、ポンプの並列台数によらず、必ず流量ＱＳ以上を満足させることができる。よって、プログラム変更前の定常運転時の圧力変動の項で考察した「必ず図２の流量ＱＳ以上で並列導入となる条件」として、可変速運転するポンプの速度指令値が最高速度であることを採用した。より詳細には、従来の流量値によるポンプ台数増条件に、「可変速運転するポンプを駆動する可変速駆動手段、例えばインバータへの速度指令値は、最高速度の９８％以上」の条件を付加し、更に、これと圧力下限と、「速度指令値は最高速度の９８％以上の条件」を並べ、いずれか一方の条件が成立した時に台数増とするプログラムに変更した。なおここでは可変速駆動手段としてインバータを用いたが、他の可変速駆動手段でも同様である。
【００２５】
図３に通常運転時の圧力変動改善プログラムを示す。なお速度指令値は幾分の余裕をみて最高速度の９８％以上としている。加えて目標圧力、P(比例帯)、I(積分時間)の設定変更を行った。結果、定常運転時の圧力変動は目標圧力の＋３０％以上から±１０％以内に改善した。
【００２６】
次にプログラム変更後の並列導入時の圧力変動について述べる。並列導入時の圧力変動を改善する為、圧力ＰＩ制御を休止再開させるプログラムを追加した。結果、並列導入時の圧力変動は目標圧力の＋３０％以上から±２５％以内に、その復帰時間は∞から１０秒以内に改善した。図８にプログラム変更後の定常時・並列導入時の圧力変動グラフを示す。このような制御は、フォーシング制御と呼ばれるが、この発明では、困難な設定調整を必要としない独自の論理をもつフォーシング制御を開発し、圧力変動を改善するプログラムとしている。すなわち、ＰＩ制御の休止再開プログラムでは並列導入でＰＩ制御を休止した後、
（１）揚程曲線ＡＡ′ポンプの切替え時に可変速運転するポンプへ最低速度を与えるタイミング、
（２）PI制御再開前の可変速運転するポンプ最低速度指令の保持時間が、その効果に大きな影響を与える為、重要となる。
【００２７】
以下に図２揚程曲線を用いて、各々の圧力変動に影響を与える仕組みとそれを考慮した今回の追加プログラムについて述べる。なお、これらは、前述した「プログラム変更前の定常運転時の圧力変動」の考察および「プログラム変更後の定常運転時の圧力変動」に示したように、並列導入条件に可変速運転するポンプの速度指令値を追加したプログラムを基にしている。
【００２８】
図２の揚程曲線をもとに、最低速度を与えるタイミングについて述べる。並列導入から、最高速度で一定運転するポンプがＡＡ′を得るには遅れ時間が存在する。したがって、並列導入に同期して可変速運転するポンプに最低速度を与えると、最高速度で一定運転するポンプは起動直後でＢＢ′未満であり、吐出圧力が大きく降下してしまう。また、最高速度で一定運転するポンプがＡＡ′を得た後では、それまで可変速運転するポンプも最高速度・揚程曲線ＡＡ′である為に両方を合わせてＡＡ"となるので、吐出圧力が大きく上昇してしまう。そこで、並列導入後のポンプ吐出圧力に着目し、以下に述べるタイミングで可変速運転するポンプに最低速度を与えるプログラムを追加した（図５）。並列導入後に使用流量増加が無いか或は小さい場合は、最高速度で一定運転するポンプ起動後に吐出圧力が運転点Ｓの圧力＝目標圧力以上に達する。これにより最高速度で一定運転するポンプはＢＢ′以上を得たと解るので、この時、可変速運転するポンプに最低速度を与えると、運転点Ｓを保ったままで吐出量ＱＳを得るポンプの交替ができる。また、並列導入後に使用流量増加が大きい場合は、最高速度で一定運転するポンプ起動後に吐出圧力が運転点Ｓの圧力＝目標圧力以上に達することはないので、可変速運転するポンプに最低速度を与えない。
【００２９】
図２の揚程曲線をもとに最低速度指令の保持時間について述べる。最低速度が与えられた後、可変速運転するポンプがＢＢ′を得るには遅れ時間が存在する。可変速運転するポンプ最低速度指令の保持時間が可変速運転するポンプのＢＢ′達成より長いと使用流量がQSより増加した場合に圧力が降下し、短いと使用流量がＱＳ以下の場合に圧力が上昇してしまう。つまり、最低速度が与えられた後、可変速運転するポンプがＢＢ′を得るまでの間、最低速度指令を保持し、ＢＢ′を得た直後からＰＩ制御を再開すればよいことが解る。
【００３０】
そこで、最低速度が与えられた後、可変速運転するポンプがＢＢ′を得るまでの時間ｔ1を可変速運転するポンプ最低速度指令の保持時間とし、この時間経過後にＰＩ制御を再開するプログラムを追加した（[数１]、図５）。これにより、図２に示す可変速運転するポンプＢＢ′、最高速度で一定運転するポンプＡＡ′の連合により運転点Ｓに到達した直後からＰＩ制御が開始でき、圧力降下や上昇を起さない。図５にＰＩ制御の休止再開プログラムを示す。
【００３１】
次に先発後停の場合の解列時について説明する。少なくとも1台のポンプが可変速駆動する手段をもつ装置において、可変速運転するポンプと最高速度で一定運転するポンプが並列運転し給水している場合に、最高速度で一定運転するポンプを解列停止させる時のＰＩ制御の休止再開プログラムを、図6に示す。また、図９にプログラム変更前の解列時の圧力変動を、図１０にプログラム変更後の解列時の圧力変動を示すグラフを提示する。先発先停の場合の解列時には、最低速度で運転する先発ポンプＢＢ′を解列停止させるので、前述の先発後停の場合に実施する制御は行わない。
【実施例】
【００３２】
既設のＶＦＰ型給水ポンプ装置において、圧力変動改善の検証を行った。
この水洗便所洗浄系統用のＶＦＰ型給水ポンプ装置は、２００４年３月より運転開始し、２００６年１２月に至るまで、激しい圧力変動の対策として数回にわたり同ポンプ制御盤の設定変更が行われていた。２００６年１２月１５日より行った現地調査では、先の設定変更は激しい圧力変動に対して無益であり、吐出圧力制御プログラムの変更が必要であることがわかった。以下にこれに対して施したこの発明に基くプログラム変更による改善事例を示す。
【００３３】
今回の検証に用いた給水ポンプ装置の構成を図１１に示す。この給水ポンプ装置は遠心ポンプ１０台、圧力センサ（ＰＴ）１台、流量センサ（ＦＴ）１台、制御盤にはポンプ１台を可変速駆動させるインバータ（ＩＮＶ）１台、圧力ＰＩ制御コントローラ（ＰＩＣ）及びポンプ台数制御コントローラ（ＮＩＣ）として、プログラマブル・コントローラ（ＰＣ）とＨＭＩタッチパネル１台を備えた給水ポンプ装置である。
【００３４】
ＰＣ内部プログラムは、定常運転時ならびに並列導入時にＰＩ制御を補う制御プログラムを追加し、圧力変動の改善を行った。まず、定常運転時の圧力変動を改善する為、従来の流量値によるポンプ台数増条件に可変速運転するポンプを駆動するインバータへの速度指令値による条件を付加し、更に、これと圧力下限と速度指令値による条件を並べ、いずれか一方の条件成立で台数増とするプログラムに変更した。加えて目標圧力、Ｐ(比例帯)、Ｉ(積分時間)の設定変更を行った。その結果、定常運転時の圧力変動は目標圧力の＋３０％以上から±１０%以内に改善した。
【００３５】
次に、並列導入時の圧力変動を改善する為、圧力PI制御を休止再開させるプログラムを追加した。その際、圧力変動の抑制を行なう際に、並列導入時には、
（１） 大きな偏差によるオーバーシュートを防ぐため、ＰＩ制御を休止する。
（２） 偏差が極小の運転点を可能な限り保ったままで、吐出量を得るポンプを可変速運転するポンプから最高速度で一定運転するポンプへ切替えるため、可変速運転するポンプ速度指令値として最低速度を与えて、その最低速度の揚程曲線を得る。
（３） オーバーシュート発生の危険が去り偏差が極小の状態から、速やかにＰＩ制御を再開させる。
ようにしたＰＩ制御の休止再開プログラムを追加して、定常運転時並びに並列導入時の圧力変動を改善するプログラムとしている。その結果、並列導入時の圧力変動は目標圧力の＋３０％以上から±２５%以内に、その復帰時間は∞から10秒以内に改善した。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による給水ポンプ装置の制御装置の構成を示す。
【図２】ポンプ並列運転の揚程曲線を示す。
【図３】定常運転時の圧力変動改善プログラムを示す。
【図４】ＰＩ制御プログラムを示す。
【図５】ＰＩ制御の休止再開プログラムを示す。
【図６】最高速度で一定運転するポンプを解列停止させる時のＰＩ制御の休止再開プログラムを示す。
【図７】プログラム変更前の定常時・並列導入時の圧力変動を示すグラフである。
【図８】プログラム変更後の定常時・並列導入時の圧力変動を示すグラフである。
【図９】プログラム変更前の解列時の圧力変動を示すグラフである。
【図１０】プログラム変更後の解列時の圧力変動を示すグラフである。
【図１１】本発明の検証に用いた給水ポンプ装置の構成を示す
【符号の説明】
【００３７】
ＰＩ    比例積分
ｘ      変速量
ａ      減速加速度係数
ＳＶ    目標値
ＰＶ    測定値
ＭＶ    操作出力
ｅ      偏差
【図１】
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【図２】
2009228595.tif 000007
【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】
2009228595.tif 000012
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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