特許 5715487 給水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5715487

(24)【登録日】2015年3月20日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】給水装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 15/00 20060101AFI20150416BHJP

【ＦＩ】

   F04D15/00 F

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2011-112263(P2011-112263)

(22)【出願日】2011年5月19日

(65)【公開番号】特開2012-241614(P2012-241614A)

(43)【公開日】2012年12月10日

【審査請求日】2013年8月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 幸一

(72)【発明者】

【氏名】岡藤 啓

(72)【発明者】

【氏名】富田 敏夫

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０４７１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７４８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９９／０４５２７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変速駆動手段によって駆動される１台以上の可変速ポンプ及びこれらのポンプに連結した給水管と、該給水管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圧力設定手段と、該圧力設定手段によって設定した圧力目標値に従い前記複数のポンプが予め定めた関係となるように前記複数のポンプを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、
ポンプ性能データと、限界電流データと、給水ユニット要求仕様データを入力する入力手段と、入力された上記のデータに基づいて末端圧力一定制御の演算式を自動生成する制御装置と、入力された上記のデータおよび自動生成された演算式を記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は、末端圧力一定制御の演算式を生成する際にポンプ性能データを用いるか限界電流データを用いるかを判定する判定仕様点（水量、全揚程）と、ポンプ性能データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成する手段と、限界電流データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成する手段を有しており、
前記入力された給水ユニット要求仕様データと前記判定仕様点との比較判定に基づいて、ポンプ性能データと限界電流データのいずれか一方を用いて、末端圧力一定制御の演算式を自動生成することを特徴とする給水装置。

【請求項2】

請求項１に記載の給水装置において、
前記制御装置は、前記給水ユニット要求仕様データの水量が前記判定仕様点の水量より少ないとき、または、前記給水ユニット要求仕様データの揚程が前記判定仕様点の揚程より高いとき、ポンプ性能データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成することを特徴とする給水装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の給水装置において、
前記制御装置は、前記給水ユニット要求仕様データの水量が前記判定仕様点の水量より多く、前記給水ユニット要求仕様データの揚程が前記判定仕様点の揚程より低いとき、限界電流データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成することを特徴とする給水装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の給水装置において、
前記制御装置は、前記入力された給水ユニット要求仕様データと前記判定仕様点との比較判定に基づいて、ポンプ性能データと限界電流データのいずれか一方を用いて、末端圧力一定制御の演算式を生成するためのパラメータ、および、運転に必要なパラメータを求め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、給水装置に関し、特に可変速駆動手段によって駆動するポンプを用いた給水装置の末端圧力一定制御方式において、この末端圧力一定制御の演算式の生成及び運転に必要なパラメータの設定を、目標圧力を１点（仕様点のＱ０、Ｈ０）のみを設定し、残りのパラメータはインバータ限界電流、周波数及びポンプＱ−Ｈ性能関係から求めて、限界電流のチエックを省略し簡便化を図ると共に選定図の拡大を図った可変速ポンプを用いた給水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

可変速駆動手段によって駆動するポンプを用いた給水装置において、自動運転に必要な設定値（パラメータ）あるいは、末端圧力一定制御の演算式を生成する従来技術として、特許文献１がある。

【0003】

特許文献１は、末端圧力一定制御の演算式（給水管路の抵抗特性）を要求仕様点である水量Ｑと全揚程Ｈで自動生成又は更新し、運転に必要なパラメータをこの要求仕様点に基づいて自動設定しているものであり、ポンプ性能を特定するためのその周波数（ポンプ回転数）と、水量Ｑと、全揚程Ｈの複数のポンプ性能データを予め記憶部に記憶させておく必要がある。要求仕様点に基づいて、前述のパラメータの自動設定が可能であるが、自動設定されたパラメータによって運転した時、過負荷（過電流）とならないかチエックする必要がある。

【0004】

以上のように、特許文献１に示される従来技術では、目標圧力の設定あるいは変更を行う際に、複数のポンプ性能データが必要であり、これを参照してポンプの運転に必要な設定値（パラメータ）あるいは、末端圧力一定制御の演算式を生成するための設定値（パラメータ）を決める上で、予め、過負荷（過電流）とならないか等の検討が必要であった。実際の運転では、安全をみて過電流を避けた少なめの電流範囲で運転することになるので、要求仕様より容量の十分大きいポンプが必要となり、コスト高となる。ポンプをインバータで駆動する場合、限界電流まで使用して能力を目一杯使いきるという要求があるが、これを満足させることができない。

【0005】

また、１台以上の可変速駆動手段によって１台以上のポンプを駆動する給水装置に、前記した従来技術を適応しようとすると、各ポンプ性能に基づいて限界電流のチエックを行い、パラメータ設定を検討するという煩雑な作業工数が必要となる。

【0006】

参考に、一般的な給水装置の機種選定のしかた、選定図から抜き出し任意の機種の特性と要求仕様との関係がどうなっているか、要求仕様の求め方、パラメータを示したポンプの運転特性図と要求仕様の関係がどのようになっているかについて、以下に説明する。

【0007】

図１０は、カタログ等に示される機種選定図の例を示しており、横軸に水量Ｑ、縦軸に全揚程Ｈをとって示している。機種はポンプ１台運転、ポンプ２台運転、ポンプ３台運転、ポンプ４台運転までを例示している。要求仕様点（Ｑ０、Ｈ０）により、この機種選定図を用いて、機種を選定している。要求仕様点（Ｑ０、Ｈ０）に対して、ポンプ１台運転ではＹ１機種が選定され、要求仕様点（Ｑ０、Ｈ０）に対して、ポンプ２台運転ではＹ２機種が選定される。図１２は、機種選定図の図１０から抜き出したＹ１機種の選定図と、要求仕様との関係を示したものである。ここで曲線Ａはインバータ周波数が最高周波数のＮｍａｘ時のポンプＱ−Ｈ性能であり、同図に三角マークの角で要求仕様点（Ｑ０、Ｈ０）が示されている。この仕様点を曲線Ａのポンプ性能が満足し、運転時の電流が定格電流Ｉｔ以下を満足することを示している。

【0008】

同様に図１２は、機種選定図の図１０から抜き出したＹ２機種の選定図と、要求仕様との関係を示したものである。内容は図１１と同じ考え方であるから説明は省く。図１３は要求仕様の決め方を示した図である。水源である受水槽から給水装置によって負荷であるマンションに給水した場合の例で示している。水量Ｑ０は、負荷であるマンションに給水した場合に必要な最大使用水量（吐出量）である。全揚程Ｈ０は、最悪条件の元で最大使用水量Ｑ０を給水した場合に必要な圧力ヘッドである。即ち、実揚程Ｈａ、配管抵抗Ｈｆ、所要末端圧力ヘッドＨｐ（最高位で且つ、最も遠い水栓ａに給水する時に必要な圧力ヘッド）をそれぞれ加えたものである。図１４は、要求仕様とパラメータを示す運転特性図との関係を示したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００９−０４７１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

そこで、本発明は、１台以上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の末端圧力一定制御において、この末端圧力一定制御の演算式の生成及び運転に必要なパラメータの設定に、目標の配管抵抗曲線、周波数対応のポンプ性能から定まる選定図とこれに関連した限界電流曲線から求め、簡便化を図った可変速ポンプを用いた給水装置を提供することを目的とする。更に、ポンプをその性能の限界電流まで使用し、これに基づく選定図の作図方法を求めて表示するとともに、この選定図により選定した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】

【0011】

本発明は、上記課題を解決するため、可変速駆動手段によって駆動される１台以上の可変速ポンプ及びこれらのポンプに連結した給水管と、該給水管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圧力設定手段と、該圧力設定手段によって設定した圧力目標値に従い前記複数のポンプが予め定めた関係となるように前記複数のポンプを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、
ポンプ性能データと、限界電流データと、給水ユニット要求仕様データを入力する入力手段と、入力された上記のデータに基づいて末端圧力一定制御の演算式を自動生成する制御装置と、自動生成された演算式を記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は、末端圧力一定制御の演算式を生成する際にポンプ性能データを用いるか限界電流データを用いるかを判定する判定仕様点（水量、全揚程）と、ポンプ性能データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成する手段と、限界電流データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成する手段とを有しており、
前記入力された給水ユニット要求仕様データと前記判定仕様点との比較判定に基づいて、ポンプ性能データと限界電流データのいずれか一方を用いて、末端圧力一定制御の演算式を自動生成することを特徴とする。

【0012】

また、上記に記載の給水装置において、前記制御装置は、前記給水ユニット要求仕様データの水量が前記判定仕様点の水量より少ないとき、または、前記給水ユニット要求仕様データの揚程が前記判定仕様点の揚程より高いとき、ポンプ性能データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成することを特徴とする。

【0013】

また、上記に記載の給水装置において、前記制御装置は、前記給水ユニット要求仕様データの水量が前記判定仕様点の水量より多く、前記給水ユニット要求仕様データの揚程が前記判定仕様点の揚程より低いとき、限界電流データを用いて末端圧力一定制御の演算式を自動生成することを特徴とする。

【0014】

また、上記に記載の給水装置において、前記制御装置は、前記入力された給水ユニット要求仕様データと前記判定仕様点との比較判定に基づいて、ポンプ性能データと限界電流データのいずれか一方を用いて、末端圧力一定制御の演算式を生成するためのパラメータ、および、運転に必要なパラメータを求めることを特徴とする。

【0015】

また、上記に記載の給水装置において、前記ポンプが２台以上であり、前記ポンプの台数増減圧力設定手段を備えることを特徴とする。

【0016】

また、上記に記載の給水装置において、ＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭに半固定パラメータ、読み書き頻度高い変数部とに分けて記憶する記憶手段、表示部、キースイッチを有し、記憶された給水ユニット要求仕様を読み出して値をキースイッチで書き込み、特定のキーを押し下げたとき、前記給水ユニット要求仕様を基に、末端圧力一定制御の演算式を自動生成する手段と、生成したパラメータを記憶する手段とを有することを特徴とする。

【0018】

また、上記に記載の給水装置において、最高周波数を商用電源周波数（５０Ｈｚ又６０Ｈｚ）以上に上げたことを特徴とする。

【0019】

本発明は、可変速駆動手段によって駆動される１台以上の可変速ポンプ及びこれらのポンプに連結した給水管と、該給水管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圧力設定手段と、該圧力設定手段によって設定した圧力目標値に従い前記複数のポンプが予め定めた関係となるように前記複数のポンプを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、
ポンプ性能曲線図上に最高周波数時のＱ−Ｈ性能曲線と電流曲線と定格電流線を引き、前記最高周波数時のＱ−Ｈ性能曲線上に前記定格電流を超えないポイントをプロットし、前記選定図の下限値を与える周波数時のＱ−Ｈ性能曲線と電流曲線とを引き、前記選定図の下限値を与える周波数時のＱ−Ｈ性能曲線上に前記定格電流を超えないポイントをプロットし、前記２点間を結んで限界電流線を求め、この限界電流線を含んだ領域で選定図を作成し、これを適用したことを特徴とする。

【0020】

また、上記に記載の給水装置において、限界電流線は２座標以上を通り、その座標は水量、揚程、周波数の３量によって構成されていることを特徴とする。

【0021】

本発明は、可変速駆動手段によって駆動するポンプを用いた末端圧力一定制御方式の給水装置において、この末端圧力一定制御の演算式の生成及び運転に必要なパラメータの設定を、目標圧力を１点（要求仕様点のＱ０、Ｈ０）のみを設定し、残りのパラメータはインバータ限界電流、周波数及びポンプＱ−Ｈ性能関係から求めて、限界電流のチエックを省略し簡便化を図ると共に選定図の拡大を図ったことを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、可変速駆動手段によって末端圧力一定制御する給水装置において、予め記憶しているポンプ性能データと限界電流データを用い、入力する要求仕様に基づいて、末端圧力一定制御の演算式の自動生成と、運転に必要なパラメータを自動設定するようにしたので、過負荷（過電流）とならず、過負荷をチエックする必要がない。

【0023】

また、どのような性能を有するポンプにも末端圧力一定制御を適用することができ、さらに限界電流線を利用して選定図を作成するようにしたのでポンプ性能を能力一杯活用することができ、選定図を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施例のポンプ１台運転時の運転特性図。

【図2】実施例のポンプ２台運転時の運転特性図。

【図3】ポンプ１台運転時の目標圧力を求める演算式の生成の説明図。

【図4】ポンプ２台運転時の目標圧力を求める演算式の生成の説明図。

【図5】実施例の給水装置の配管系統と制御系統を示す構成図。

【図6】実施例の制御フローを示すフローチャート（メイン処理）。

【図7】実施例の制御フローを示すフローチャート（割り込み処理）。

【図8】図７の８０５ステップの詳細を示すフローチャート。

【図9】実施例の制御装置のメモリマップ。

【図10】機種選定の説明図。

【図11】図１０のＹ１機種の選定の説明図。

【図12】図１０のＹ２機種の選定の説明図。

【図13】要求仕様の決め方を示した図。

【図14】要求仕様とパラメータを示す運転特性図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の給水装置の実施例について、図面を用いて説明する。

【実施例】

【0026】

以下、本発明の実施例について、図１〜図９を用いて説明する。本実施例では、可変速駆動手段として、インダクションモータをインバータで駆動及び速度制御するものを例にするが、永久磁石モータを制御装置（インバータと呼ぶ事もある）で駆動及び速度制御するものでもよい。又、圧力検出手段を圧力センサで例示している。

【0027】

図１は、本実施例において、ポンプを１台運転する場合の運転特性図であり、限界電流を用いた選定図も示している。縦軸に給水圧力ヘッドＨ（ｍ）とモータ電流（ポンプモータをインバータで駆動したときのモータ電流であり、例えばインバータの表示部で表示される。）を示し、横軸に使用水量Ｑ（ｍ^３／ｍｉｎ）を示している。

【0028】

曲線Ａは，インバータ周波数が最高周波数ｆ０のときのポンプＱ−Ｈ性能曲線であり、通常は商用周波数（５０又６０Ｈｚ）が用いられるが、これに限定されることはなく、これを超えた倍ヘルツの１２０Ｈｚを適用しても良い。このようにすれば、ポンプの羽根車径を小さく設計することができ小形軽量化することができる。これは、ポンプ吐出し量は周波数に、ポンプ全揚程は周波数の２乗、ポンプ軸動力は周波数の３乗に比例するためである。

【0029】

曲線Ｇは、このときのインバータ駆動時モータ電流を示すインバータ電流曲線であり、使用水量の変化に対応して示している。Ｉｔはこれの定格電流を示す。前記周波数ｆ０（ポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａ）で大水量まで運転すると定格電流Ｉｔを越えてしまう領域がある（図１参照）。但し、リミットロード特性を有するポンプはこの限りではない。即ち、曲線Ｇ上のＯ００点で定格電流Ｉｔをオーバーする。この時、ポンプの吐き出し水量はＱ０、全揚程はＨ０でポンプＱ−Ｈ性能Ａ上の点Ｏ０にある（座標（Ｑ０、Ｈ０、ｆ０））。

【0030】

同様に曲線Ｂは、インバータ周波数がｆ１の時のポンプＱ−Ｈ性能曲線、曲線Ｈはインバータ周波数がｆ１の時のインバータ電流曲線であり、Ｏ１０点で定格電流をオーバーする。この時、ポンプの吐出し水量はＱ１、全揚程はＨ１でポンプＱ−Ｈ性能曲線Ｂ上の点Ｏ１にある（座標（Ｑ１、Ｈ１、ｆ１））。

【0031】

同様に曲線Ｃと曲線Ｉは、インバータ周波数がｆ２の時のＱ−Ｈ性能曲線とインバータ電流曲線であり、定格電流をオーバーしない点はそれぞれＯ２、Ｏ２０である（座標はＱ２、Ｈ２、ｆ２）。

【0032】

同様に曲線Ｄと曲線Ｊは、インバータ周波数がｆ３の時のＱ−Ｈ性能曲線とインバータ電流曲線であり、定格電流をオーバーしない点はそれぞれＯ３、Ｏ３０である（座標はＱ３、Ｈ３、ｆ３）。又、ＨＳ０、ＨＳ１、ＨＳ２、ＨＳ３は、それぞれポンプＱ−Ｈ性能Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの締め切り圧力ヘッドである。

【0033】

これら、Ｏ０、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３を結んだ曲線Ｆが限界電流線であり、この線より左側の領域で使用すれば定格電流Ｉｔを越えることはなく、過負荷運転することはない。この限界電流線は、４本のＱ−Ｈ性能曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで作成されたが、これに限定されることなく適宜、増やしても、減らしても良い。更に、限界電流線Ｆは、定格電流線上にあるので安全を見て左側にずらしてもよい。

【0034】

そして、この限界電流線Ｆを含み、Ｏ０、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５（水量Ｑ５、揚程Ｈ４）、Ｏ６（水量Ｑ６、揚程Ｈ２）で囲んだ領域Ｅにより、選定図を作成する。この領域Ｅは、限界電流線Ｆより左側の領域となるので、運転時に定格電流Ｉｔを越えることはない。

【0035】

更に、ポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａの上の、Ｏ７点（座標（Ｑ７、Ｈ７、ｆ０））、Ｏ８点（座標（Ｑ８、Ｈ８、ｆ０））、締め切り点ＨＳ０（座標（水量０、ＨＳ０、ｆ０））、Ｏ４点（座標（Ｑ４、Ｈ４、ｆ０））、Ｏ０点（座標（Ｑ０、Ｈ０、ｆ０））の５点で、ポンプＱ−Ｈ性能曲線の方程式を与えるデータを構成する。

【0036】

図２は、ポンプ２台を並列運転した場合の運転特性図及び選定図を示している。同図は図１に示すポンプＱ−Ｈ性能曲線と限界電流線を、全揚程を変えずに水量を２倍にして示したものである。即ち、曲線Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎはそれぞれ最高周波数ｆ０（２ｆ０は２台並列の意味）、周波数ｆ１（２ｆ１は２台並列の意味），ｆ２（２ｆ２は２台並列の意味），ｆ３（２ｆ３は２台並列の意味）でポンプを２台並列運転した時の合成したＱ−Ｈ性能曲線図である。又、Ｏ０´、Ｏ１´、Ｏ２´、Ｏ３´の各点は図１のＯ０、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３の各点の水量を２倍した点であり２台並列運転時も定格電流をオーバしないことは前述から明らかである。これらのＯ０´、Ｏ１´、Ｏ２´、Ｏ３´の各点を結んで２台並列運転時の限界電流線Ｆ´を求める。更に、この限界電流線Ｆ´を含みＯ０´、Ｏ３´、Ｏ４´、Ｏ４（水量Ｑ４、揚程Ｈ４）、Ｏ９（水量Ｑ９、揚程Ｈ２）で囲んだ領域Ｅ´により、選定図を作成する。

【0037】

同様にして、３台以上の複数ポンプ並列運転時の限界電流線及び選定図を求められるが説明は省略する。

【0038】

従来は、図１１、図１２に示すように最高周波数運転時のポンプＱ−Ｈ性能と、この時運転電流が定格電流を超えない十分小さな領域で選定図を作成していたが、本実施例では、限界電流線を用いて運転領域を決めているので、選定図の選定範囲を拡大することができ、定格電流（最大限）までポンプ性能を有効に活用することができる。このことは、給水装置の選定に際し、余裕を持たせて上位（出力容量）の機種を選定する必要がなく、適切な容量の給水装置を選定することで、低コスト、節電を図ることができる。

【0039】

次に、図３により目標圧力を求める演算式（末端圧力一定制御）の生成方法について説明する。図３は、図１のポンプ１台運転特性図および選定図に、１点の要求仕様点と、目標値である配管抵抗曲線と、目標圧力を求める演算式を生成するのに必要なパラメータを記入している。要求仕様点は機種選定等のために１点与えられる。この要求仕様点がその機種の選定図に入っている機種が選定される（図３参照）。

【0040】

全揚程Ｈ００に基づいて次の手順により下限目標圧力ヘッドＰＬ（水量０の点）を求める。このポイントをＯ０１とする。
ＰＬ＝Ｈａ＋Ｈｐ＝（（ＰＭ−１０）／１．２）＋１０
ここで、Ｈａは実揚程、Ｈｐは所要末端圧力ヘッドで約１０ｍ、ＰＭは上限座標の圧力目標値（曲線ＡとＱの交点）である。

【0041】

簡易計算例を用いて根拠を示すと次のとおりとなる（図１３参照）。
Ｈ００（仕様点で全揚程に相当）＝Ｈａ（実揚程）＋配管抵抗（Ｈｆ）＋Ｈｐ（所要末端圧力ヘッド）
Ｈ００＝Ｈａ＋０.２Ｈａ＋１０ （配管抵抗（Ｈｆ）＝０．２Ｈａ）
ＰＬ＝Ｈａ＋Ｈｐ＝Ｈ００−Ｈｆとして求めることができる。
Ｈａ＝（Ｈ００−１０）／１．２
ＰＬ＝Ｈａ＋Ｈｐ＝（（Ｈ００−１０）／１．２）＋１０
尚、上記簡易計算例を使用する代わりに、傾きｔａｎ（例えばＰＭ／ＰＬの比率）を用いても良い。例えば、ｔａｎ＝８０％、ＰＬ＝０．８＊Ｈ００である。

【0042】

次に、前記Ｏ０１と仕様点Ｏ００（Ｑ００、Ｈ００）を通る配管抵抗曲線Ｑを引く。Ｑは、直線や二次曲線で近似されることが多く、本実施例では直線近似の例で示す。配管抵抗曲線Ｑの方程式は（１）式となる。
Ｈｘ＝ｆ（Ｑ）＝（（Ｈ００−ＰＬ）＊Ｑｘ／Ｑ００）＋ＰＬ------------------------------（１）
Ｑ００、Ｈ００は、要求仕様の水量と揚程であり、後述の設定手段から入力するパラメータで、ＰＬは前述のようにＨ００から算出される。Ｑｘは変数である。

【0043】

ところで、上記のようにして求めた配管抵抗曲線Ｑは、仕様点（Ｑ００、Ｈ００）によって図３に示すように、ポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａ、又は限界電流線Ｆのいずれかと交わる。

【0044】

以下、仕様点（Ｑ００、Ｈ００）、配管抵抗曲線Ｑ、限界電流線Ｆ、ポンプＱ−Ｈ性能曲線Ａにより目標圧力の演算式を生成するアルゴリズムを説明する。

【0045】

（配管抵抗曲線がポンプＱ−Ｈ性能曲線と交わる場合）
内容は、特許文献１に示されているのでここでは要点のみを記載する。即ち、前述したポンプ性能データ５点より例えばニュートン補間法を用いて補間方程式を求める。この補間方程式と上記（１）式とで連立方程式を解き、求めた揚程ＨＸがＰＭであり、上限座標の圧力目標値となる。この時の周波数目標値は前述のｆ０である。下限座標の周波数目標値ｆ１０は、下限圧力目標値ＰＬと、ポンプ性能データ５点の締め切り圧力ヘッドＨＳ０と、この時の周波数ｆ０から次のようにして求められる。
ｆ１０＝ｆ０√（ＰＬ／ＨＳ０）----------------------（４）
（配管抵抗曲線が限界電流線と交わる場合）
前記配管抵抗曲線Ｑを延長し、限界電流線Ｆとの交点が上限座標の圧力目標値ＰＭ´となる。

【0046】

限界電流線Ｆを表す方程式は（２）、（３）式で示すことが出来る。
Ｈｘ＝ｆ（Ｑ）＝（（Ｈ０−Ｈ３）／（Ｑ３−Ｑ０））＊（ＱＸ−Ｑ０）＋Ｑ０--------（２）
Ｑ０、Ｑ３、Ｈ３、Ｈ０は限界電流線上のデータであり、後述の設定手段から入力するパラメータ、Ｑｘは変数である。
ｆｘ＝ｆ（Ｈ）＝（（ｆ０−ｆ３）／（Ｈ０−Ｈ３））＊（Ｈ０−Ｈｘ）＋ｆ３--------（３）
ｆ０、ｆ３は限界電流線上のデータであり、後述の設定手段から入力するパラメータ、ｆｘは変数である。

【0047】

（１）（２）式を連立方程式にして解くと、ＱＸとＨＸの根が得られる。得られたＨＸが上限座標の圧力目標値ＰＭである。又、得られた根Ｈｘを（３）式に代入するとｆｘが得られる。得られたｆｘが上限座標の周波数目標値である。

【0048】

下限座標の周波数目標値ｆ１０は、前述の配管抵抗曲線がポンプＱ−Ｈ性能曲線と交わる場合で示した方法と同じであり、上記（４）式で求められる。

【0049】

別な方法の求め方を示すと、次の手順となる。得られた周波数ｆｘからこれに近い周波数、締め切り圧力をそれぞれ選ぶ。図３の例の場合、周波数はｆ２、ｆ３、ポンプ締め切り圧力はＨＳ２（ｆ２時）、ＨＳ３（ｆ３時）である。
周波数ｆｘに対応する締め切り圧力Ｈｓを
Ｈｓ＝（（ＨＸ−Ｈ３）／（Ｈ２−Ｈ３））＊（ＨＳ２−ＨＳ３）＋ＨＳ３-----------（５）
によって求める。結果を前述と同様（４）式に代入するとｆ１０は求まる。

【0050】

更に、末端圧力一定制御の演算式は、以上のようにして求めた下限座標Ｏ０１（ＰＬ、ｆ１０）と上限座標Ｏ００（ＰＭ＝Ｈｘ、ｆｘ）とを結ぶ曲線Ｑ（配管抵抗曲線と同じ符号を用いている）である。即ち次の（６）、（７）式で求めることができる。
（直線近似の場合）
Ｈｙ＝（（ＰＭ−ＰＬ）／（ｆ０−ｆ１０））×（ｆ０−Ｎｘ）＋ＰＬ----------------（６）
（２次曲線の場合）
Ｈｙ＝（（ＰＭ−ＰＬ）／（ｆ０−ｆ１０）^２）×（ｆ０−Ｎｘ）^２＋ＰＬ----------------（７）
ここで、ｆ０は、配管抵抗曲線がポンプ性能曲線と交わる場合はｆ０、配管抵抗曲線が限界電流線と交わる場合はｆｘである。Ｎｘは変数で、現在運転している周波数を（６）又は（７）式に代入すると目標圧力Ｈｙが求まる。即ち、給水圧力がこの目標圧力Ｈｙと等しくなるよう運転周波数を制御するのである。

【0051】

尚、（６）、（７）式の出所根拠は特許文献１に示されている。又、演算式（６）（７）のＰＨ＝ＰＬとした吐出圧力一定制御もこの末端一定制御の特異解としてこれに含まれるものである。

【0052】

このように、末端圧力一定制御の演算式の生成及び運転に必要なパラメータの設定を、目標圧力を１点（仕様点のＱ０、Ｈ０）のみを設定し、残りのパラメータはインバータ限界電流、周波数及びポンプＱ−Ｈ性能関係から求めて、限界電流のチエックを省略し簡便化を図ることができる。又、どのような性能を有するポンプにも末端圧力一定制御を適用することができ、さらに、限界電流線を利用して選定図を作成するようにしたのでポンプ性能を能力一杯活用することができ、選定図を拡大することができる。

【0053】

図４は、図２のポンプ２台並列運転特性図、及び選定図に要求仕様点を記入し、目標値である配管抵抗曲線を示したものであり、目標圧力を求める演算式を生成するのに必要なパラメータを示している。更に、要求仕様点も図３で示したように、配管抵抗曲線がポンプ性能曲線と交わる場合と限界電流線と交わる場合と２例を示している。
図２の説明から明らかであるから結果の演算式のみを記載する。
（Ｑの方程式）
Ｈｘ＝ｆ（Ｑ）＝（（Ｈ００´−ＰＬ）＊Ｑｘ／Ｑ００´）＋ＰＬ----------------------（８）
Ｑ００´、Ｈ００´は要求仕様であり後で述べる設定手段から入力するパラメータ、 ＰＬは前述のようにＨ００´から算出される。Ｑｘは変数である。ここで、要求仕様のＱ００´、Ｈ００´は（１）式で示した要求仕様のＱ００、Ｈ００と区別して表示している。

【0054】

（配管抵抗曲線がポンプＱ−Ｈ性能曲線と交わる場合）
内容は、特許文献１に示されているのでここでは要点のみを記載する。即ち、前述のポンプ１台の例で示したポンプ性能データ５点より水量を２倍して例えば補間方程式を求める。これと上記（８）式とで連立方程式を解き、求めた揚程ＨＸがＰＨであり、上限座標の圧力目標値であとなる。又、この時の周波数目標値は前述のｆ０である。又、下限座標の周波数目標値ｆ２０は下限圧力目標値ＰＭとポンプ性能データ５点の締め切り圧力ヘッドＨＳ０とこの時の周波数ｆ０から次のようにして求められる。
ｆ２０＝ｆ０√（ＰＭ／ＨＳ０）----------------------（９）
（配管抵抗曲線が限界電流線と交わる場合）
（限界電流線Ｆ´を表す方程式）
Ｈｘ＝ｆ（Ｑ）＝（（Ｈ０−Ｈ３）／（２Ｑ３−Ｑ０））＊（ＱＸ−２Ｑ０）＋２Ｑ０
…（１０）
２Ｑ０、２Ｑ３、Ｈ３、Ｈ０は、限界電流線上のデータであり、あと後で述べる設定手段から入力するパラメータ、Ｑｘは変数である。
ｆｘ＝ｆ（Ｈ）＝（（ｆ０−ｆ３）／（Ｈ０−Ｈ３））＊（Ｈ０−Ｈｘ）＋ｆ３---（１１）
ｆ０、ｆ３は限界電流線上のデータであり、あと後で述べる設定手段から入力するパラメータ、ｆｘは変数である。

【0055】

（８）（１０）式を連立方程式にして解くとＱＸとＨＸの根が得られる。又、得られた根Ｈｘを（１１）式に代入するとｆｘが得られる。得られたＨＸが上限座標の圧力目標値であり、ｆｘが周波数目標値である。次に、下限座標の周波数目標値ｆ２０は、前述の配管抵抗曲線がポンプＱ−Ｈ性能曲線と交わる場合で示した方法と同じである。（９）式に同じ。
別な方法の求め方を前述の（５）式と同様に求めることができる。

【0056】

更に、末端圧力一定制御の演算式は以上のようにして求めた下限座標（ＰＭ、ｆ２０）と上限座標（ＰＨ＝Ｈｘ、ｆｘ又はｆ０）とを結ぶ曲線Ｑである。即ち次の（１２）式、（１３）式で求めることができる。
（直線近似の場合）
Ｈｙ＝（（ＰＨ−ＰＭ）／（ｆｘ又ｆ０−ｆ２０））×（ｆｘ又はｆ０−Ｎｘ）＋ＰＭ----
（１２）
（２次曲線の場合）
Ｈｙ＝（（ＰＨ−ＰＭ）／（ｆｘ又ｆ０−ｆ２０）^２）×（ｆｘ又ｆｘ−Ｎｘ）^２＋ＰＭ----
（１３）
ここで、Ｎｘは変数であり、現在運転している周波数を（１２）、（１３）式に代入すると目標圧力Ｈｙが求まる。

【0057】

以上に述べた１台以上の複数台ポンプの末端圧力制御手順を整理すると以下のとおりとなる。
（ａ）ポンプ性能データを与える締め切り圧力ヘッドを含む５点の性能データとこの性能データを与える周波数、限界電流線を表すデータ少なくても２種類、２座標（水量、揚程）、（揚程、周波数）、配管抵抗曲線の傾き等を設定手段で設定して記憶部に記憶しておく。これらのデータをパラメータ称する。
（ｂ）要求仕様（水量、揚程）を入力する。入力手段は（Ａ）の設定手段と同じもの。
（ｃ）入力した要求仕様に基づいて、配管抵抗曲線の方程式を生成するのに必要な２座標（水量、揚程）を求める。この２座標を通る方程式を生成する。限界電流線を表す２座標よりこれを通る方程式を２種類生成する。ポンプ性能データからこれの方程式を生成する。
（ｄ）入力した要求仕様より目標圧力を求める演算式を生成する２座標（周波数、目標圧力値）を求める。先ず、要求仕様により上限座標の圧力目標値を次のどちらの方法を用いて求めるかを選択する。

【0058】

１）配管抵抗曲線の方程式とポンプ性能曲線の方程式を連立方程式にして解く。
２）配管抵抗曲線の方程式と限界電流線の方程式を連立方程式にして解く。
要求仕様がポンプ性能曲線と限界電流線との交点より、水量判定では小、揚程判定では高のとき１）を選択する。そうでなければ２）を選択する。
次に、下限座標の周波数を求める。１）を選択した場合は、ポンプ性能曲線の締め切り圧力と周波数（上限周波数である。）及び下限目標圧力から下限座標の周波数を演算して求める。２）を選択した場合、上限目標圧力とこのときの周波数を求める。この周波数に対応した締め切り圧力を求め、これらと、下限目標圧力から下限座標の周波数を演算して求める。
（ｅ）（ｄ）で求まった２座標より目標圧力求める演算式を生成する。
（ｆ）〜（ｅ）で求めたパラメータに基づいて、１台以上のポンプの始動、停止の運転パ
ラメータを設定する。

【0059】

図５は、本実施例の給水装置の配管系統図及び制御回路図をポンプ２台の例で示したものである。
１−１，１−２は吸込み管、２−１〜２−４は仕切り弁である。３−１，３−２はそれぞれモータ４−１，４−２によって駆動され、吸込み管１−１、１−２を介して吸込み側の水を需要側へ送水するポンプ（それぞれ１号ポンプ、２号ポンプと呼ぶ）である。５−１、５−２はそれぞれ逆止め弁、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（圧力検出手段）である。９−１，９−２は前記逆止め弁５の上流側に位置し給水管６の途中に設置したフロースイッチであり、過少水量使用状態となると信号を発する。ＰＷは電源、ＥＬＢ１、ＥＬＢ２はそれぞれ１号ポンプ系及び２号ポンプ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。

【0060】

ＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、それぞれモータ４−１、４−２を可変速駆動する１号ポンプ系及び２号ポンプ系のインバータ（可変速駆動手段）であり、後で述べる制御装置ＣＵからの速度指令信号ｆ１又はｆ２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を制御装置ＣＵに返す。更に、電流、周波数、圧力、運転及び故障状態を表示、あるいはキー入力スイッチ等を備える入力手段のコンソールＣＯＮＳ１、ＣＯＮＳ２を備えている。そして、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、運転指令信号ＲＵＮ１、ＲＵＮ２がＯＮすると始動し、ＯＦＦすると停止する。尚、簡単にするため前述のｆ１０、ｆ２０を省略してｆ１、ｆ２で兼ねても良い。ＲＵＮ１、ＲＵＮ２信号を省略してｆ１、ｆ２の出力で始動、出力停止で停止としても良い。

【0061】

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、および各種データを入力するキー入力スイッチ等を備える入力手段のコンソールＣＯＮＳ３を備える。そして、インバータの現在周波数ｆ１０、ｆ２０、圧力センサの信号Ｓ０、フロースイッチの信号Ｓ１，Ｓ２を入力する入力部、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同じく運転信号ＲＵＮをリレーへ出力する出力端子を備える。

【0062】

更に、制御装置ＣＵは、マイコンＣＰＵと記憶部Ｍを有し、記憶部ＭはＥＥＰＲＯＭとＲＡＭで構成され、コンソールＣＯＮＳ３で入力された、ポンプ性能データ、限界電流データ、給水ユニット要求仕様データが記憶される。マイコンＣＰＵは、上記したポンプ性能データ、限界電流データ、給水ユニット要求仕様データに基いて、末端圧力一定制御の演算式を自動生成する。ポンプ１台運転の場合は、図５より２号ポンプ系を省略すれば良い。

【0063】

上記構成において、制御装置ＣＵは、予め記憶しているポンプ性能データと限界電流データを用い、入力する要求仕様に基づいて、末端圧力一定制御の演算式を自動生成し、運転に必要なパラメータを自動設定するようにしたので、過負荷（過電流）とならならず、チエックする必要がない。

【0064】

以下、制御装置ＣＵでどのように処理するかについて、フローチャートの図６、図７、図８、メモリマップ図９により詳細に説明する。

【0065】

図６において、６００ステップで、例えば、次の６０１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初期化処理を実行し起動準備を行う。そして、６０２ステップで、図９のメモリマップに示すパラメータで初期化の必要なものは初期化し、半固定データは半固定データとし、それぞれ記憶部Ｍのアドレスに予め保存する。

【0066】

図９に示すように、末端圧一定制御演算式を生成するパラメータとして、入力された要求仕様（仕様点）Ｑ００，Ｈ００と、傾きｔａｎ等運転に必要なパラメータをＥＥＰＲＯＭのＭ0、Ｍ1、Ｍ33に記憶し、Ｈｏｎ、Ｈｏｆｆ、Ｈｔｏｎ、Ｈｔｏｆｆ等の、パラメータは初期値として妥当なデータが記憶部ＭのＲＡＭに保存される。ポンプＱＨ性能５点データ（Ｑ０、Ｈ０、ｆ０）、（Ｑ４、Ｈ４、ｆ０）、（Ｑ７、Ｈ７、ｆ０）、（Ｑ８、Ｈ８、ｆ０）、（０、ＨＳ０、ｆ０）この時の周波数ｆ０、限界電流データ等（Ｑ０、Ｈ０、ｆ０）、（Ｑ１、Ｈ１、ｆ１）、（Ｑ２、Ｈ２、ｆ２）、（Ｑ３、Ｈ３、ｆ３）、締め切り圧力データ（ＨＳ０、ｆ０）、（ＨＳ１、ｆ１）、（ＨＳ２、ｆ２）、（ＨＳ３、ｆ３）が半固定でータとして、記憶部ＭのＥＥＲＯＭ（Ｍ０９、Ｍ１０、．．．）に予め保存される。図６の６０３ステップでは、ＰＬ、ＰＭ、ＰＨ、ｆ１０，ｆ２０のパラメータを、例えば設計値で初期化しておく。

【0067】

６０４ステプでは割り込み処理可能とし、６０５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７の処理Ｘと処理Ｙの実行を許可する。

【0068】

図７の処理Ｘの７０３ステップで、パラメータ設定用のキーが押されたかを判定する。例えばアップ、ダウン両キーの長押しでキーが押されたと判定する。ＹＥＳであれば７０５ステップへ、ＮＯであれば７０４ステップへ進む。７０５ステップではパラメータ設定処理及び各種演算を実行する。これの詳細は図８のとおりである。

【0069】

図８において、入り口の２００ステップで特定のキー（例えばアップキー、ダウンキー、保存キー同時）の押し下げで、個別設定（半固定データ）のパラメータ設定か自動設定（演算して求める）のパラメータ設定かを判定する。ＹＥＳ（前記キーの同時押し下げ）と判定した場合は、説明は省略しているが、前述の初期値で設定した半固定データのパラメータ（ポンプＱＨ性能５点データ、限界電流データ、締め切り圧力データ等）を個別に読み出して設定及び変更を行うことも出来る。ＮＯと判定した場合は、２０１ステップへ進み、ポンプ台数のチエックを実行する。ここでは、ポンプ１台を例に説明する。

【0070】

ステップ２０２、２０３で、要求仕様Ｑ００、Ｈ００が設定手段（ＣＯＮ３）により設定され入力されると、前述した方程式のどの組み合わせか選択するかの判定仕様Ｑ０、Ｈ０を固定メモリより読み出し、２０３，２０４ステップで判定する。Ｑ００＞Ｑ０、且つＨ００＜Ｈ０であれば、配管抵抗曲線とポンプＱ−Ｈ性能曲線による方程式を解いて各種パラメータを求める処理（１）に進む。Ｑ００＝＜Ｑ０且つＨ００＝＞Ｈ０であれば、配管抵抗曲線と限界電流線による方程式を解いて各種パラメータを求める処理（２）に進む。

【0071】

処理（１）では、処理Ａ、処理Ｂ、２０８ステップ、処理Ｅの順番に実行する。処理（２）では処理Ａ、処理Ｃ、処理Ｄ、処理Ｅの順番に実行する。ここで、
処理Ａ：要求仕様Ｑ００、Ｈ００から下限目標圧力ＰＬを求め、前述した方程式（１）を
生成する。
処理Ｂ：Ｑ−Ｈ性能データ５点（固定データ）をメモリより読み出して、前述したＱ−Ｈ
性能方程式を生成する。
処理Ｃ：限界電流線データ４点（最低２点）をメモリより読み出して、前述した限界電流
線方程式（２）、（３）を生成する。
処理Ｄ：締め切り圧力を設定する。
処理Ｅ：ここの処理では、前述したとおり末端圧力一定制御の演算式を生成するための
パラメータ（ＰＬ、ｆ１０）、（ＰＭ又はＨＸ、ｆ０又はｆＸ）又は（ＰＭ、
ｆ２０）、（ＰＨ又はＨＸ、ｆ０又はｆｘ）等、及びポンプ運転に必要なパラメ
ータＨｏｎ、Ｈｏｆｆ、Ｈｔｏｎ、Ｈｔｏｆｆ等を求める。

【0072】

即ち、処理（１）において、処理Ａ、Ｂで方程式（１）とＱ−Ｈ性能曲線との連立方程式を解いて、Ｈｘを求める。これがパラメータＰＭ（ＰＭ＝Ｈｘ）となる。又、Ｑ−Ｈ性能曲線を与えるインバータ周波数はｆ０である。こうして上限座標ＰＭ、ｆ０が得られる。処理ＥではポンプＱ−Ｈ性能データ５点のうちの締め切り圧力ＨＳ０と、周波数ｆ０及び配管抵抗曲線方程式の生成時に求めた下限座標の圧力目標値ＰＬから
周波数目標値ｆ１０（ｆ０√（ＰＬ／ＨＳ０））を求める。

【0073】

こうして、上下限座標より末端圧力一定制御の演算式（６）、又は式（７）が得られる。次に、求めた下限目標圧力値ＰＬに基づいて、次のようにポンプ運転停止圧力パラメータを設定する。
ポンプ始動圧力Ｈｏｎ：Ｈｏｎ＝ＰＬ＋α（０〜５ｍ程度に選ぶ）
ポンプ停止圧力Ｈｏｆｆ：Ｈｏｆｆ＝ＰＬ＋β（Ｈｏｎ＋０〜５ｍ程度に選ぶ）
このようにして、末端圧力一定制御の演算式の生成、運転に必要なパラメータが全て設定される。

【0074】

処理（２）において、処理Ａ、Ｃで方程式（１）、式（２）の連立方程式を解いてＨｘを求め、これを（３）式に代入して、インバータ周波数ｆｘを求める。求めたＨｘが上限座標の圧力目標値であり、ｆｘが目標周波数値である。処理Ｄでは、求めたｆｘに基づいて、締め切り圧力ＨＳを求める。先ず、周波数ｆｘからこれに近い周波数、締め切り圧力をそれぞれ選び、（５）式によりＨＳを求める。下限座標の目標圧力値と周波数目標値は処理（１）と同様にＰＬからｆ１０（ｆ０√（ＰＬ／ＨＳ０））を求める。

【0075】

上下限座標が求まると処理（１）と同様に末端圧力一定制御の演算式（６）又は式（７）が得られ、下限目標圧力値ＰＬに基づいて、処理（１）と同様にポンプ運転停止圧力パラメータが設定される。図７の７０６ステップで、保存キーが押されたか判定し、押されておれば、以上で得られたパラメータは、７０７ステップでメモリマップ図９に示すように記憶される。７０８ステップでは設定終了キーが押されたか判定し、押されていれば７０９ステップへ処理を進め、図６のメイン処理の６０５ステップに戻る。又、以上の処理は割り込み処理での実行であり、運転中であっても必要に応じて随時設定変更することが出来る。

【0076】

次に６０５ステップの割り込み処理待ちの状態で、図７の処理Ｙの割り込み処理を説明する。７１２ステップでは、圧力センサによる給水管の給水圧力の検出処理を実行し、検出結果が記憶部ＭのＡＮ０（Ｍ１１１）に保存される。更に、７１３ステップで、メモリーＭ１１２、Ｍ１１３には、変数Ｎｘに代入するインバータ現在周波数ｆ０、ｆ１０のデータが保存される。尚、メモリーＭのＲＡＭに格納した値は変数として用いる。又、停電復帰時に再度パラメータを設定しなくても済むようにするため、ＰＬ、ＰＭ、Ｈｏｎ、Ｈｏｆｆ、ｆ１０、ポンプ複数運転時（後述）に関連したパラメータＰＨ、Ｈｔｏｎ、Ｈｔｏｆｆ、ｆ２０等のデータは、ＲＡＭに保存しているデータと同じものをＥＥＰＲＯＭにも保存しておく。このようにしておけば、停電復帰時にＥＥＰＲＯＭに前記パラメータが保存されているので支障なく運転再開することができる。停電復帰時に再度、パラメータ設定をするという面倒さを解決することができる。

【0077】

さて、このようにして、図６の６０６ステップでは、圧力センサの検出した圧力データＡＮ０が、始動圧力ヘッドＨｏｎ（αが０の時はＰＬ）以下になるまで判定する。Ｈｏｎ以下であれば、６０７ステップに進み、ポンプ１台を始動指令してインバータＩＮＶ１は、周波数ｆ１０（図５に示す信号ｆ１又はｆ２）を出力する。そして、６０８ステップで、目標圧力をＨ０＝ＰＬ（初回はＰＬと６０３ステップで初期設定されている。）とセットして次の６０９ステップへ進む。

【0078】

６０９ステップでは、セットされた目標圧力を読み出し、圧力センサーの検出した給水管圧力Ｈ（＝ＡＮ０）と比較する。比較の結果、Ｈ０＋２ｍ＜Ｈ（＝ＡＮ０）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、６１０ステップ以降の減速処理を実行する。６０９ステップでＨ０−２ｍ＞Ｈ（＝ＡＮ０）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、６１６ステップ以降の増速処理を実行する。６０９ステップでＨ０＋２ｍ＝＞Ｈ（＝ＡＮ０）＝＞Ｈ０−２ｍ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６１１ステップへ進み、ここで目標圧力を更新する処理を実行する。更新のための目標圧力は、前述で求めた演算式（６）又（７）を読み出し、現在のインバータ周波数を変数Ｎｘに代入することにより求まる。この後、６０９ステップへ戻りこれ以降の処理を続ける。

【0079】

６１０ステップでは減速処理を実行し、次の６１２ステップで指令した周波数が一致したか確認し、一致していれば６１３ステップへ進む。ここで、フロースイッチ９−１（又は９−２）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、ここ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。使用水量が少なく１０ｌ／ｍｉｎ以下であれば６１４ステップへ進み、ポンプを停止処理する。そして、６１５ステップへ進み、交互切り替え処理を実行して６０５ステップへ戻り、これ以降の処理を続ける。ここで言う交互切り替え処理とは、ポンプが２台の時、均等運転のため休止しているポンプを次発ポンプに設定し、運転が出来るよう準備することを意味する。

【0080】

６１６ステップでは、増速処理を実行し、次の６１７ステップで指令した周波数が一致したか確認し、一致していれば６１８ステップへ進む。ここでは、現在周波数が最高周波数に到達しているか判定し、否であれば最高周波数になるまで増速処理を続ける。６１８ステップの処理で最高周波数に到達していれば、次の６１９ステップで、給水圧力Ｈ（＝ＡＮ０）が並列導入圧力Ｈｔｏｎ以下となっているか判定する。ＹＥＳであれば、６２０ステップで並列運転処理に入っていく。２台並列運転では、１台が最高速度で固定速運転し、もう１台が変速運転を行う。この時の末端圧力一定制御の演算式を生成するパラメータは、下限座標が圧力目標値ＰＭ、周波数目標値がｆ２０、上限座標が圧力目標値ＰＨ、周波数目標値がｆ０である。

【0081】

これらのパラメータにより末端圧力一定制御の前記演算式（１１）又は式（１２）で示すように生成される。又、並列導入圧力Ｈｔｏｎ、並列解除圧力Ｈｔｏｆｆのそれぞれのパラメータ、次のようにして求められる。
Ｈｔｏｎ：Ｈｔｏｎ＝ＰＭ−γ（γは０〜２ｍ）
Ｈｔｏｆｆ：Ｈｔｏｆｆ＝ＰＭ＋γ（γは０〜２ｍ）
並列運転中に使用水量が減少すると変速ポンプは最低周波数ｆ２０に到達し、目標圧力はＰＭとなる。更に減少すると給水圧力がＰＭを超えＨｔｏｆｆとなる。そして、所定時間経過すると２台運転中の１台を停止する。停止すると前述した１台運転の処理に戻る。

【符号の説明】

【0082】

１…吸い込み管、２…仕切り弁、３、３−１、３−２…可変速ポンプ、４…モータ、５…逆止め弁、６…給水管、７…圧力タンク、８…圧力検出手段、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…可変速駆動手段、ＣＵ（ＣＰＵ）…自動生成する手段、ＣＯＮＳ１、ＣＯＮＳ２…圧力設定手段、ＣＯＮＳ３…データを入力する手段、下限座標…Ｏ０１、上限座標…Ｏ００、Ｑ…末端圧力一定制御の演算式。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】