JP2004003476A

JP2004003476A - Variable speed water supply

Info

Publication number: JP2004003476A
Application number: JP2003133684A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Tateishi; 立石　和文; Tsutomu Takada; 高田　勉; Motoyasu Sato; 佐藤　元保
Original assignee: Ebara Corp; Ebara Densan Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ebara Densan Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: JP4030459B2

Abstract

【課題】一台の制御装置で複数台のポンプを可変速給水制御し、且つこれらの装置間を極めて僅かな本数の配線で接続することができる可変速給水装置を提供する。
【解決手段】複数のポンプモータを可変速する、ポンプモータと１対１に対応する複数の周波数変換器２０と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置２１を有する制御部２２と、給水装置２９の各種運転設定および各種表示を行うコントローラ２３とを具備し、制御部２２と複数の周波数変換器２０、および制御部２２とコントローラ２３は、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有し、制御部２２およびコントローラ２３は、制御部２２からコントローラ２３へ電源供給を行う電源線２８を用いて、電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送信を行い、情報またはデータの受信時には電源とバースト信号を分離させる機能を有する。
【選択図】　　　　図８Provided is a variable speed water supply device capable of controlling a plurality of pumps with variable speed water supply by a single control device and connecting these devices with a very small number of wires.
A controller (22) having a plurality of frequency converters (20) corresponding to the pump motors in one-to-one correspondence with variable speeds of a plurality of pump motors, and a central processing unit (21) for performing constant pressure control or estimated terminal pressure constant control. And a controller 23 for performing various operation settings and various displays of the water supply device 29. The control unit 22 and the plurality of frequency converters 20, and the control unit 22 and the controller 23 transmit and receive both information or data, respectively. The control unit 22 and the controller 23 use a power line 28 that supplies power from the control unit 22 to the controller 23 by using a communication means that can perform the communication according to a predetermined communication protocol. It has a function of transmitting and separating a power supply and a burst signal when receiving information or data.
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定、または末端圧力を推定方式により一定に保持する可変速給水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定または末端圧力を推定方式により一定に保持する給水装置において、ポンプモータの一般的な可変速手段として、周波数変換器（いわゆるインバータ）が多く用いられている。図１５は、従来の可変速給水装置の通信制御の構成の一例を示す。
可変速給水装置は、周波数変換器を用いてポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定とする、又は末端の需要家側での給水水圧を一定に保つようにポンプの吐出圧力を制御する。
【０００３】
このため、可変速給水装置は、ポンプの運転、停止等の操作スイッチ１１及び運転状況を表示する表示灯１２等を備えた操作表示部１０を備える。操作表示部１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１７を含む制御部１５と信号ケーブル１６により接続され、各種の信号が操作表示部１０と制御部１５との間で伝達される。
又、制御部１５は、ポンプＰを駆動するモータＭに任意の周波数／電圧を供給する周波数変換器１８と、同様にケーブル１９により接続されている。このケーブル１９を介して、制御部１５から運転・停止指令、周波数指令、故障信号出力、故障復帰入力、運転信号等が伝達される。周波数変換器１８では、三相交流商用電源から電源の供給を受け、一旦整流して直流に変換した後、前述した制御部１５からの周波数指令に基づいた周波数の交流電力に逆変換する。そして、逆変換した電力をモータＭに供給することにより、ポンプＰを所定の速度で運転することにより、吐出圧力一定又は推定末端圧力一定の制御を行う。
【０００４】
このように、従来の可変速給水装置は、ポンプを駆動する一台のモータに対して一台の周波数変換器が対応し、このポンプの運転制御を行う一台の制御部１５が更にこれに対応し、又この制御部に操作信号を供給する一台の操作表示部１０が更に対応していた。そして、操作表示部１０と制御部１５との間は、多数の信号線からなるケーブル１６で接続され、又制御部１５と周波数変換器１８との間は、同様に多数の信号線からなるケーブル１９で接続されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにモータポンプに１対１に対応させて制御装置を配置していたのでは、ポンプを複数台備えた給水装置では、その操作が煩雑となる。又、一台の中央制御装置で複数台のポンプを制御する場合には、装置間の信号線の数も膨大となり、その配線のためのスペースの確保、結線作業も大変であり、結線ミス等による給水装置の誤動作等の問題も生じてくる。
【０００６】
また、給水装置の各種運転設定および各種表示およびブザー警報を行う操作表示部は、一般的に容易に操作、確認ができるように給水装置用制御盤の扉や外面に設置されている。一方で中央処理装置を有する制御部は、機器の保護や安全のため制御盤の内部に配置されており、制御部と操作表示部の間も各種運転操作信号や各種表示および警報信号等多数の入出力信号用配線が必要であり、そのため誤配線や極性間違いも起きやすかった。
【０００７】
さらに給水装置の設置位置により、操作表示部が操作しにくい、または見にくいという場合があり、従来は制御盤自体の向きを変えたり、制御盤の設置位置を変更したりして対処していた。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、一台の制御装置で複数台のポンプを可変速給水制御し、且つこれらの装置間を極めて僅かな本数の配線で接続することができる可変速給水装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の可変速給水装置の第１の態様は、複数のポンプモータを可変速する、ポンプモータと１対１に対応する複数の周波数変換器と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置を有する制御部と、給水装置の各種運転設定および各種表示を行うコントローラとを具備し、前記制御部と前記複数の周波数変換器、および前記制御部と前記コントローラは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有し、前記制御部および前記コントローラは、前記制御部から前記コントローラへ電源供給を行う電源線を用いて、電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送信を行い、情報またはデータの受信時には前記電源と前記バースト信号を分離させる機能を有することを特徴とする。
【００１０】
又、本発明の第２の態様は、前記制御部または前記コントローラの電源線接続部を無極性としたことを特徴とする。
又、本発明の第３の態様は、前記電源は直流電源であり、前記コントローラは前記電源に重畳させたバースト信号をキャパシタンスカップリングにより取り出す回路を備えることを特徴とする。
又、本発明の第４の態様は、前記コントローラはバースト信号の直流分を分離する電源／信号分離回路を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の可変速給水装置の通信制御装置の好ましい態様は、ポンプモータを可変速運転することにより、ポンプの吐出圧力を一定または末端圧力を推定方式により一定に保つ給水装置において、複数のポンプモータを可変速する、ポンプモータと１対１に対応する複数の周波数変換器と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置を有する制御部と、給水装置の各種運転設定および各種表示およびブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラとを具備し、前記制御部と前記複数の周波数変換器、および前記制御部と前記リモートコントローラは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信機能を有し、かつ前記制御部と前記複数の周波数変換器の内１台の間および各々の周波数変換器の間を１台ずつ順番に２本の通信線にて接続し、また前記制御部は前記リモートコントローラへ２本の電源線にて電源供給を行い、かつ前記制御部と前記リモートコントローラとの間を２本の通信線にて接続してもよい。
【００１２】
又、前記リモートコントローラと前記制御部間の電源線に、リモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を２本の電源線のみにて行ってもよい。
【００１３】
又、前記リモートコントローラと前記制御部間の電源線によりリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を２本の電源線のみにて行う通信制御装置において、前記リモートコントローラへ接続する２本の電源線の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるように前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性としてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図１４を参照しながら、本発明の実施の形態及び実施例について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す。ポンプモータＭを可変速運転することにより、ポンプＰの吐出圧力を一定、または末端圧力を推定方式により一定に保つ給水装置である。複数のポンプモータＭと１対１に対応する複数の周波数変換器２０と、圧力一定制御または推定末端圧力一定制御を行う中央処理装置２１を有する制御部２２と、給水装置の各種運転設定および各種表示およびブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラ２３等を具備する。
前記制御部２２と前記複数の周波数変換器２０、および前記制御部２２と前記リモートコントローラ２３とは、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有する。かつ前記制御部２２と前記複数の周波数変換器２０の内１台の間および各々の周波数変換器２０の間を１台ずつ順番に２本（１対）の通信線（ペアケーブル）２５にて接続し、また前記制御部２２は前記リモートコントローラ２３へ２本（１対）の電源線（ペアケーブル）２６にて電源供給を行い、かつ前記制御部２２と前記リモートコントローラ２３との間を２本の通信線（ペアケーブル）２７にて接続している。
【００１６】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す。前記リモートコントローラ２３と前記制御部２２間の電源線２８に、リモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を２本（１対）の電源線（ペアケーブル）２８のみで行っている。
【００１７】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す。前記リモートコントローラ２３と前記制御部２２間の電源線によりリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ね、電源供給と通信制御を２本の電源線２８のみにて行う通信制御であることは、前述と同様である。この実施の形態では、前記リモートコントローラ２３へ接続する２本の電源線２８の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるように前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性としている。
【００１８】
本発明では上記のように、給水装置の、複数の周波数変換器２０と中央処理装置２１を有する制御部２２、および給水装置の各種運転設定、各種表示、ブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラ２３と、前記制御部２２は、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有する。そして、前記制御部２２と前記複数の周波数変換器２０の内１台の間、および各々の周波数変換器２０の間を１台ずつ順番に２本の通信線２５にて接続し、また前記制御部２２は前記リモートコントローラ２３へ電源線２６にて電源供給を行い、かつ前記制御部２２と前記リモートコントローラ２３との間を通信線２７にて接続する。これにより、従来多数必要であった入出力信号用配線が周波数変換器と制御部との間は２本の通信線２５のみの接続で可能となり、また周波数変換器と他の周波数変換器間も各々２本の通信線２５で順番に接続すればよく、さらにリモートコントローラ２３と制御部２２間は電源線２本（２６）と通信線２本（２７）の計４本の接続で可能とすることができる。
【００１９】
また、給水装置の設置位置により操作表示部が操作しにくい、または見にくいという問題が従来あったことは前述の通りである。本実施の態様では、リモートコントローラ２３は着脱可能で、かつ接続線が４本（２６，２７）しかないため、必要に応じて容易に移動させることができる。このため、制御盤自体の向きを変えたり制御盤の設置位置を変更しなくてよい。
【００２０】
さらに前記制御部２２と前記リモートコントローラ２３間の電源線にリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により情報またはデータの送受信を行う信号を重ねることにより、リモートコントローラ２３と制御部２２間の配線を電源供給と通信制御とを合わせて２本の電源線２８のみで行うこともできる。
【００２１】
さらに、上記リモートコントローラ２３と制御部２２間の２本の電源線２８の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるよう、前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性とすることにより、極性を気にすることなく配線ができ、誤配線という問題がなくなる。
【００２２】
【実施例】
（第１実施例）
図４は、本発明の第１実施例を示す。制御部の基本構成は、中央処理装置（ＣＰＵ）２１、給水装置からの入出力信号をＣＰＵに伝える為のインターフェース回路３０、データ通信の為の通信用ドライバ・レシーバ回路３１、電源回路３２、インターフェース回路（ＲＳ４８５）３３等からなっている。電源回路３２は、ＣＰＵ２１、インターフェース回路３０、通信用ドライバ・レシーバ回路３１兼インターフェース回路（ＲＳ４８５）３３用の３種類の電源を作り出し、各回路に供給する。また同時にリモートコントローラ２３にも電源線２６を介して電源を供給する。
【００２３】
ＣＰＵ２１は、中央演算処理機能、ＲＯＭ・ＲＡＭ・Ｅ^２ＰＲＯＭ等のメモリ機能、ディジタルＩ／Ｏ機能、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換機能、シリアルデータ送受信機能（２ＣＨ）等を有する。給水装置２９からの圧力、流量、水位等の入力信号を取り入れると同時にリモートコントローラ２３からの指示に従い、演算・判断等を行い、給水装置２９に対する運転・停止指令、周波数変換器（１〜ｎ）２０に対して周波数増加減少指令等の信号を出力し、周波数変換器２０からの状態情報を演算・判断し、リモートコントローラ２３、給水装置２９等に送る。
【００２４】
通信用ドライバ・レシーバ回路３１はＣＰＵ２１からのシリアルデータをリモートコントローラ２３に送信する機能と、リモートコントローラ２３からのシリアルデータを受信し、ＣＰＵ２１に伝送する機能をつかさどる。
図５は、通信用ドライバ・レシーバ回路の具体的な構成を示す。ノイズ強化および低コスト化のため、通信ドライバ・レシーバ回路３１は、フォトカプラ３５を使用し、ＣＰＵ２１とリモートコントローラ２３側とを電気的絶縁するだけの構成としている。
【００２５】
インターフェース回路（ＲＳ４８５）は図６で示すごとく、周波数変換器２０とのシリアルデータ伝送回路であり、ノイズ強化の為フォトカプラ３５で絶縁をしている。これは外部とのインターフェースを標準化・一般化する為で周波数変換器以外の機器でもＲＳ４８５のインターフェース回路を用意していれば、いつでも接続できるので、システムの拡張が容易となる。
【００２６】
リモートコントローラ２３はマンマシーンインターフェース機能を持つ。すなわち人間の操作により、給水装置の運転停止、運転量の設定、各種警報値の設定等を行うほか、給水装置の状態を表示・ブザーで人間に知らせる機能をつかさどる。
リモートコントローラの構成は、図４に示すように、通信用ドライバ・レシーバ回路４０、ＣＰＵ４１、表示回路（ＬＣＤ）４２、操作回路（ＳＷ群）４３、ブザー４４等からなる。各回路４０，４１，４２，４３，４４の電源は、制御部２２より２本の電源線２６で供給される。
【００２７】
ＣＰＵ４１は、中央演算処理機能、ＲＯＭ・ＲＡＭ等のメモリ機能、ディジタルＩ／Ｏ機能、ＬＣＤドライブ機能、シリアルデータ送受信機能を有し、制御部２２の状態を表示器（ＬＣＤ）４２に表示させる他、操作回路（ＳＷ群）４３の情報の演算・判断を行い、表示器（ＬＣＤ）４２に表示させ、同時に制御部２２に送信する。
【００２８】
通信用ドライバ・レシーバ回路４０は、ＣＰＵ４１からのシリアルデータを制御部２２に送信する機能と、制御部２２からのシリアルデータを受信し、ＣＰＵ４１に伝送する機能をつかさどる。回路そのものとしては制御部２２と同様である。尚、表示器（ＬＣＤ）４２、操作回路４３は低コスト化を図るため、図７に示すようにＣＰＵ４１からのダイナミックスキャン操作での回路構成をとっている。
【００２９】
（第２実施例）
図８は、本発明の第２実施例の回路構成を示す。制御部２２内部の基本構成は、中央処理装置（ＣＰＵ）２１、給水装置２９からの入出力信号をＣＰＵ２１に伝えるためのインターフェース回路３０、データ通信のための通信用ドライバ・レシーバ回路３９、電源回路３２であり、その基本的な構成は前述の第１実施例と同じであるが、通信用ドライバ・レシーバ回路３９の構成のみが異なる。
【００３０】
通信用ドライバ・レシーバ回路３９の機能として、第１実施例と異なる点は、▲１▼送信時に電源と伝送信号とを合成して送信する。▲２▼受信時は電源と伝送信号を分離し、伝送信号のみをＣＰＵ２１に伝える。
ＣＰＵ２１からの送信信号は、発振回路５０の信号とともにバースト波発生回路５１に送られ、バースト波を発生させ、その信号を増幅回路５２でパワー増幅する。
【００３１】
増幅回路の出力トランジスタ５５と電源とは、図１０に示すように、フィルタ（Ｚ）５６と抵抗（Ｒ）とで接続され、トランジスタ５５がＯＦＦの時、すなわちＣＰＵ２１が“１”の時は電源電圧はそのままでペアケーブルに出力され、トランジスタがＯＮの時、すなわちＣＰＵが“０”の時は
ΔＶ＝電源電圧×（１−Ｒ／（Ｒ＋Ｚ））
のバースト信号が出力される。
受信時は、図９に示すようにケーブル伝送信号を交流分だけキャパシタンスカップリングで取り出し、整流・平滑し波形整形を行い、ＣＰＵに送る。
【００３２】
リモートコントローラ２３の機能は第１実施例と同じである。
リモートコントローラ２３の構成も、第１実施例と同様であるが、異なる点は電源／信号分離回路５３があり、バースト信号の直流分を電源として使用する点にある。この点を説明すると、図１１に示すようにバースト信号の下限値を直流分として電源とする。
図１２にこの回路例を示す。原理的には抵抗・ツェナーダイオード、３端子レギュレータ、シャントレギュレータ、定電流ダイオードでも可能である。
【００３３】
（第３実施例）
図１３は、本発明の第３実施例の回路構成を示す。
この実施例としては、第２実施例の伝送ケーブル２８の両端、すなわち制御部２２のバースト信号伝送入出力部分と、リモートコントローラのバースト信号伝送入出力部分に整流回路５５を挿入することにより、実現している。この整流回路５５は、図１４に示すようなブリッジ型の全波整流回路である。
【００３４】
この整流回路５５を受信側に挿入することにより、バースト信号が重畳した電源がその入力側に供給された場合に、電源線の極性（＋、−極）にかかわらず、常に図１４に示す極性の電源出力が得られる。従って、無極性となり、電源線２８の極性が逆に接続されても、常に出力側には正しい極性のバースト信号が重畳した電源が供給される。尚、この整流回路５５による無極性化は、受信側においてのみ有効であるが、送信側に配置しても差し支えなく、電源線２８は双方向性であるため、その両端に整流回路５５が挿入されている。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、下記のような優れた効果がある。
【００３６】
一台の制御装置で複数台のポンプを可変速給水制御し、且つこれらの装置間を極めて僅かな本数の配線で接続することができる。
【００３７】
給水装置の、複数の周波数変換器と中央処理装置を有する制御部、および給水装置の各種運転設定、各種表示、ブザー警報を行う着脱可能なリモートコントローラと前記制御部は、それぞれ双方の情報またはデータの送受信を一定の通信規約により行える通信手段を有し、前記制御部と前記複数の周波数変換器の内１台の間、および各々の周波数変換器の間を１台ずつ順番に２本の通信線にて接続し、また前記制御部は前記リモートコントローラへ電源線にて電源供給を行い、かつ前記制御部と前記リモートコントローラとの間を通信線にて接続することにより、従来多数必要であった入出力信号用配線が周波数変換器と制御部間は２本の通信線のみの接続で可能となり、また周波数変換器と周波数変換器間も各々２本の通信線で順番に接続すればよく、さらにリモートコントローラと制御部間は電源線２本と通信線２本の合計４本の接続で可能とすることができる。
【００３８】
また、給水装置の設置位置により操作表示部が操作しにくい、または見にくいという場合は、リモートコントローラは着脱可能で、かつ接続線が４本しかないため、必要に応じて容易に移動させることができ、制御盤自体の向きを変えたり制御盤の設置位置を変更しなくてよい。
【００３９】
さらに前記制御部と前記リモートコントローラ間の電源線にリモートコントローラ自体の直流電源と前記直流電源に重畳させたバースト信号により、情報またはデータの送受信を行う信号を重ねることにより、リモートコントローラと制御部間の配線を電源供給と通信制御とを合わせて２本の電源線のみで行うこともできる。
【００４０】
さらに上記リモートコントローラと制御部間の２本の電源線の極性をどのように接続しても所定の制御が行えるよう、前記リモートコントローラの電源線接続部を無極性とすることにより、極性を気にすることなく配線ができ、誤配線の問題がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施態様の可変速給水装置の通信制御装置の説明図。
【図２】本発明の第２の実施態様の通信制御装置の説明図。
【図３】本発明の第３の実施態様の通信制御装置の説明図。
【図４】本発明の第１実施例の通信制御装置の説明図。
【図５】図４における通信ドライバ・レシーバの説明図。
【図６】図４におけるＣＰＵとインターフェース回路の間の接続の説明図。
【図７】図４におけるリモートコントローラのＣＰＵと表示回路との接続の説明図。
【図８】本発明の第２実施例の通信制御装置の説明図。
【図９】電源にバースト信号を付加した状態の送信側と受信側のタイムチャート。
【図１０】バースト信号を分離する部分の回路図。
【図１１】バースト信号と電源直流分との関係を示すタイムチャート。
【図１２】バースト信号を取り出す部分の回路図。
【図１３】本発明の第３実施例の通信制御装置の説明図。
【図１４】図１３における整流回路の回路図。
【図１５】従来の可変速給水装置の通信制御装置の説明図。
【符号の説明】
２０　　周波数変換器
２１　　中央処理装置（ＣＰＵ）
２２　　制御部
２３　　リモートコントローラ
２５，２７　通信線
２６　　電源線
Ｐ　　ポンプ
Ｍ　　モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable-speed water supply device that maintains a constant discharge pressure of a pump or a constant end pressure by an estimation method by operating a pump motor at a variable speed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a water supply device in which a pump motor is operated at a variable speed to maintain a constant discharge pressure of a pump or a constant end pressure by an estimation method, a frequency converter (so-called inverter) is used as a general variable speed means of the pump motor. ) Is often used. FIG. 15 shows an example of a configuration of communication control of a conventional variable speed water supply device.
The variable-speed water supply device operates the pump motor at a variable speed using a frequency converter to make the discharge pressure of the pump constant, or to discharge the pump so as to keep the supply water pressure at the end customer side constant. Control pressure.
[0003]
For this reason, the variable speed water supply device includes an operation display unit 10 including an operation switch 11 for operating and stopping the pump and an indicator light 12 for displaying an operation status. The operation display unit 10 is connected to a control unit 15 including a central processing unit (CPU) 17 via a signal cable 16, and various signals are transmitted between the operation display unit 10 and the control unit 15.
Further, the control unit 15 is connected to a frequency converter 18 that supplies an arbitrary frequency / voltage to a motor M that drives the pump P by a cable 19. Through the cable 19, a control command from the control unit 15 is transmitted, such as a run / stop command, a frequency command, a failure signal output, a failure recovery input, and an operation signal. The frequency converter 18 receives supply of power from a three-phase AC commercial power supply, temporarily rectifies and converts the DC power, and then reversely converts the AC power to a frequency based on the frequency command from the control unit 15 described above. Then, by supplying the inverted power to the motor M, the pump P is operated at a predetermined speed to control the discharge pressure to be constant or the estimated terminal pressure to be constant.
[0004]
As described above, in the conventional variable speed water supply device, one frequency converter corresponds to one motor driving the pump, and one control unit 15 for controlling the operation of the pump further includes And one operation display unit 10 for supplying an operation signal to the control unit. The operation display unit 10 and the control unit 15 are connected by a cable 16 composed of many signal lines, and the control unit 15 and the frequency converter 18 are similarly connected by a cable composed of many signal lines. 19 was connected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the control device is arranged in one-to-one correspondence with the motor pump as in the related art, the operation becomes complicated in a water supply device having a plurality of pumps. Also, when a single central control unit controls a plurality of pumps, the number of signal lines between the units becomes enormous, and the space for the wiring and the connection work are also difficult, and connection mistakes, etc. This causes problems such as malfunction of the water supply device.
[0006]
In addition, an operation display unit for performing various operation settings, various displays, and a buzzer alarm of the water supply device is generally installed on a door or an outer surface of a water supply device control panel so that the operation and confirmation can be easily performed. On the other hand, the control unit having the central processing unit is arranged inside the control panel for protection and safety of the equipment, and between the control unit and the operation display unit, a large number of operation signals, various displays and alarm signals are provided. Wiring for input / output signals was required, which caused erroneous wiring and incorrect polarity.
[0007]
Furthermore, depending on the installation position of the water supply device, the operation display unit may be difficult to operate or difficult to see. Conventionally, this has been dealt with by changing the direction of the control panel itself or changing the installation position of the control panel.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a single control device can control a plurality of pumps at variable speed water supply, and can connect these devices with a very small number of wires. It is an object to provide a variable speed water supply device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the variable speed water supply apparatus of the present invention performs a constant pressure control or a constant estimated end pressure control, and a plurality of frequency converters corresponding to the pump motors, which varies the speed of the plurality of pump motors. A control unit having a central processing unit, and a controller for performing various operation settings and various displays of the water supply device, the control unit and the plurality of frequency converters, and the control unit and the controller, respectively, both information Or a communication unit capable of transmitting and receiving data according to a certain communication protocol, wherein the control unit and the controller use a power supply line for supplying power from the control unit to the controller, and use a burst signal superimposed on the power supply. It has a function of transmitting information or data and separating the power supply and the burst signal when receiving information or data. To.
[0010]
Further, a second aspect of the present invention is characterized in that the power supply line connection part of the control unit or the controller is non-polar.
According to a third aspect of the present invention, the power supply is a DC power supply, and the controller includes a circuit for extracting a burst signal superimposed on the power supply by capacitance coupling.
Further, a fourth aspect of the present invention is characterized in that the controller includes a power supply / signal separation circuit for separating a DC component of a burst signal.
[0011]
A preferred embodiment of the communication control device of the variable speed water supply device of the present invention is a water supply device that maintains a constant discharge pressure of a pump or a constant end pressure by an estimation method by operating a pump motor at a variable speed. A plurality of frequency converters corresponding to the pump motor in a one-to-one correspondence with a variable speed, a control unit having a central processing unit for performing a constant pressure control or a constant estimated end pressure control, and various operation settings and various displays of a water supply device And a detachable remote controller that issues a buzzer alarm, wherein the control unit and the plurality of frequency converters, and the control unit and the remote controller transmit and receive both information or data according to a certain communication protocol. A communication function capable of performing the frequency conversion between the control unit and one of the plurality of frequency converters and each of the frequency converters. And the control unit supplies power to the remote controller with two power lines, and connects the control unit with the remote controller. The connection may be established by two communication lines.
[0012]
Also, a DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting / receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power supply are superimposed on a power supply line between the remote controller and the control unit, and power supply and communication control are performed. It may be performed only with the power supply line.
[0013]
A power supply line between the remote controller and the control unit overlaps a DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting and receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power supply, thereby performing two power supply and communication controls. In a communication control device that uses only the power supply line, the power supply line connection portion of the remote controller is non-polarized so that predetermined control can be performed regardless of the polarity of the two power supply lines connected to the remote controller. It may be gender.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This is a water supply device that maintains the discharge pressure of the pump P constant or the terminal pressure constant by an estimation method by operating the pump motor M at a variable speed. A plurality of frequency converters 20 corresponding to a plurality of pump motors M on a one-to-one basis; a control unit 22 having a central processing unit 21 for performing a constant pressure control or an estimated constant end pressure control; A detachable remote controller 23 for displaying and buzzer alarm is provided.
The control unit 22 and the plurality of frequency converters 20, and the control unit 22 and the remote controller 23 each have communication means capable of transmitting and receiving information or data according to a predetermined communication protocol. In addition, two (one pair) communication lines (pair cables) 25 are sequentially connected between the control unit 22 and one of the plurality of frequency converters 20 and between the frequency converters 20 one by one. The control unit 22 supplies power to the remote controller 23 via two (one pair) power supply lines (pair cables) 26 and connects the control unit 22 and the remote controller 23 with each other. The communication lines (pair cables) 27 are connected.
[0016]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. A power supply line between the remote controller 23 and the control unit 22 is superimposed with a DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting and receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power supply, thereby performing power supply and communication control. Only two (one pair) power supply lines (pair cables) 28 are used.
[0017]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. A power supply line between the remote controller 23 and the control unit 22 overlaps a DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting and receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power supply, thereby performing two power supply and communication controls. The communication control is performed only by the power supply line 28 in the same manner as described above. In this embodiment, the power line connection portion of the remote controller is non-polar so that predetermined control can be performed regardless of the polarity of the two power lines 28 connected to the remote controller 23.
[0018]
In the present invention, as described above, the control unit 22 having the plurality of frequency converters 20 and the central processing unit 21 of the water supply device, and the detachable remote controller 23 that performs various operation settings, various displays, and buzzer alarms of the water supply device And the control unit 22 has communication means capable of transmitting and receiving both information or data according to a certain communication protocol. Then, the control unit 22 and one of the plurality of frequency converters 20 and each of the frequency converters 20 are sequentially connected one by one by two communication lines 25, and The unit 22 supplies power to the remote controller 23 via a power line 26, and connects the control unit 22 and the remote controller 23 via a communication line 27. As a result, wiring for input / output signals, which was conventionally required in large numbers, can be made between the frequency converter and the control unit by connecting only two communication lines 25, and between the frequency converter and other frequency converters. The connection may be made by two communication lines 25 in order, and the remote controller 23 and the control unit 22 can be connected by a total of four connections of two power lines (26) and two communication lines (27). be able to.
[0019]
Further, as described above, there has been a problem that the operation display unit is difficult to operate or difficult to see depending on the installation position of the water supply device. In the present embodiment, since the remote controller 23 is detachable and has only four connection wires (26, 27), it can be easily moved as needed. For this reason, it is not necessary to change the direction of the control panel itself or the installation position of the control panel.
[0020]
Further, a DC power supply of the remote controller itself and a signal for transmitting and receiving information or data by a burst signal superimposed on the DC power supply are superimposed on a power supply line between the control unit 22 and the remote controller 23 to control the remote controller 23. The wiring between the units 22 can be performed by only two power lines 28 in combination with the power supply and the communication control.
[0021]
Further, the power supply line connection portion of the remote controller is made non-polar so that predetermined control can be performed regardless of the polarity of the two power supply lines 28 between the remote controller 23 and the control unit 22. In addition, wiring can be performed without concern for polarity, and the problem of incorrect wiring is eliminated.
[0022]
【Example】
(First embodiment)
FIG. 4 shows a first embodiment of the present invention. The basic configuration of the control unit includes a central processing unit (CPU) 21, an interface circuit 30 for transmitting input / output signals from the water supply device to the CPU, a communication driver / receiver circuit 31 for data communication, a power supply circuit 32, an interface And a circuit (RS485) 33 and the like. The power supply circuit 32 generates three types of power supplies for the CPU 21, the interface circuit 30, the communication driver / receiver circuit 31, and the interface circuit (RS485) 33, and supplies them to each circuit. At the same time, power is also supplied to the remote controller 23 via the power line 26.
[0023]
CPU21 has a central processing functions, memory functions such as ROM · ^RAM · E 2 PROM, a digital I / O functions, A / D · D / A conversion function, a serial data transmitting and receiving function (2CH), or the like. At the same time as taking in input signals such as pressure, flow rate, water level, etc. from the water supply device 29, it performs calculations and judgments in accordance with instructions from the remote controller 23, and operates / stops the water supply device 29, frequency converters (1 to n). A signal such as a frequency increase / decrease command is output to the controller 20, and the state information from the frequency converter 20 is calculated / determined and sent to the remote controller 23, the water supply device 29, and the like.
[0024]
The communication driver / receiver circuit 31 has a function of transmitting serial data from the CPU 21 to the remote controller 23 and a function of receiving serial data from the remote controller 23 and transmitting the data to the CPU 21.
FIG. 5 shows a specific configuration of the communication driver / receiver circuit. In order to enhance noise and reduce cost, the communication driver / receiver circuit 31 uses a photocoupler 35 and only electrically insulates the CPU 21 from the remote controller 23.
[0025]
The interface circuit (RS485) is a serial data transmission circuit with the frequency converter 20, as shown in FIG. 6, and is insulated by the photocoupler 35 to enhance noise. This is to standardize and generalize the interface with the outside. Even if a device other than the frequency converter is provided with the RS485 interface circuit, it can be connected at any time, thereby facilitating system expansion.
[0026]
The remote controller 23 has a man-machine interface function. That is, in addition to stopping the operation of the water supply device, setting the operation amount, setting various alarm values, and the like by human operation, the device controls the function of displaying the state of the water supply device to a human through a display / buzzer.
As shown in FIG. 4, the configuration of the remote controller includes a communication driver / receiver circuit 40, a CPU 41, a display circuit (LCD) 42, an operation circuit (SW group) 43, a buzzer 44, and the like. Power for each of the circuits 40, 41, 42, 43, 44 is supplied from the control unit 22 via two power lines 26.
[0027]
The CPU 41 has a central processing function, a memory function such as ROM / RAM, a digital I / O function, an LCD drive function, a serial data transmission / reception function, and displays the state of the control unit 22 on a display (LCD) 42. , Calculate and judge the information of the operation circuit (SW group) 43, display it on the display (LCD) 42, and simultaneously transmit it to the control unit 22.
[0028]
The communication driver / receiver circuit 40 has a function of transmitting serial data from the CPU 41 to the control unit 22 and a function of receiving serial data from the control unit 22 and transmitting the data to the CPU 41. The circuit itself is the same as the control unit 22. The display (LCD) 42 and the operation circuit 43 have a circuit configuration based on a dynamic scan operation from the CPU 41 as shown in FIG.
[0029]
(Second embodiment)
FIG. 8 shows a circuit configuration of the second embodiment of the present invention. The basic configuration inside the control unit 22 includes a central processing unit (CPU) 21, an interface circuit 30 for transmitting input / output signals from the water supply device 29 to the CPU 21, a communication driver / receiver circuit 39 for data communication, a power supply circuit. 32, the basic configuration of which is the same as that of the first embodiment, except for the configuration of the communication driver / receiver circuit 39.
[0030]
The function of the communication driver / receiver circuit 39 is different from that of the first embodiment in that (1) a power supply and a transmission signal are combined and transmitted at the time of transmission. (2) At the time of reception, the power supply and the transmission signal are separated, and only the transmission signal is transmitted to the CPU 21.
The transmission signal from the CPU 21 is sent to the burst wave generation circuit 51 together with the signal of the oscillation circuit 50 to generate a burst wave, and the signal is power-amplified by the amplification circuit 52.
[0031]
As shown in FIG. 10, the output transistor 55 of the amplifier circuit and the power supply are connected by a filter (Z) 56 and a resistor (R), and when the transistor 55 is OFF, that is, when the CPU 21 is "1", the power supply is The voltage is output as is to the pair cable, and when the transistor is ON, that is, when the CPU is “0”, ΔV = power supply voltage × (1−R / (R + Z))
Is output.
At the time of reception, as shown in FIG. 9, a cable transmission signal is extracted by an AC component by capacitance coupling, rectified and smoothed, subjected to waveform shaping, and sent to the CPU.
[0032]
The function of the remote controller 23 is the same as in the first embodiment.
The configuration of the remote controller 23 is the same as that of the first embodiment, except that a power supply / signal separation circuit 53 is used, and the DC component of the burst signal is used as a power supply. To explain this point, as shown in FIG. 11, the lower limit value of the burst signal is set as a DC component and used as a power source.
FIG. 12 shows an example of this circuit. In principle, a resistor / Zener diode, a three-terminal regulator, a shunt regulator, or a constant current diode is also possible.
[0033]
(Third embodiment)
FIG. 13 shows a circuit configuration of the third embodiment of the present invention.
This embodiment is realized by inserting rectifying circuits 55 at both ends of the transmission cable 28 of the second embodiment, that is, at the burst signal transmission input / output part of the control unit 22 and the burst signal transmission input / output part of the remote controller. are doing. The rectifier circuit 55 is a bridge-type full-wave rectifier circuit as shown in FIG.
[0034]
By inserting the rectifier circuit 55 on the receiving side, when the power on which the burst signal is superimposed is supplied to the input side, the polarity shown in FIG. 14 is always obtained regardless of the polarity (+,-) of the power supply line. Power output is obtained. Therefore, even when the power supply line 28 is connected in the opposite polarity, the power supply is always supplied to the output side on which the burst signal of the correct polarity is superimposed. The depolarization by the rectification circuit 55 is effective only on the reception side, but may be arranged on the transmission side. Since the power supply line 28 is bidirectional, the rectification circuit 55 is inserted at both ends. Have been.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects are obtained.
[0036]
A single control device can control a plurality of pumps with variable speed water supply, and these devices can be connected with a very small number of wires.
[0037]
The water supply device, a control unit having a plurality of frequency converters and a central processing unit, and various operation settings of the water supply device, various displays, a detachable remote controller that performs a buzzer alarm and the control unit, each of the information or data of both Communication means capable of transmitting and receiving data in accordance with a predetermined communication protocol. Two communication units are sequentially connected between the control unit and one of the plurality of frequency converters and between the frequency converters one by one. And the control unit supplies power to the remote controller with a power supply line, and connects the control unit and the remote controller with a communication line, so that a large number is conventionally required. Wiring for input / output signals can be made by connecting only two communication lines between the frequency converter and the control unit, and the frequency converter and the frequency converter are connected in order with two communication lines each. May be Re, further between the remote controller and the control unit can allow a communication line two total of four connected to the power supply line 2.
[0038]
When the operation display unit is difficult to operate or difficult to see due to the installation position of the water supply device, the remote controller is detachable and has only four connection lines, so it can be easily moved as necessary. It is not necessary to change the direction of the control panel itself or the installation position of the control panel.
[0039]
Further, a signal for transmitting and receiving information or data is superimposed on a power line between the control unit and the remote controller by a DC power supply of the remote controller itself and a burst signal superimposed on the DC power supply. This wiring can be performed using only two power supply lines in combination with power supply and communication control.
[0040]
Further, the polarity of the power supply line connection portion of the remote controller is made non-polar so that predetermined control can be performed regardless of the polarity of the two power supply lines between the remote controller and the control portion. Wiring can be performed without any problem, and the problem of incorrect wiring can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a communication control device of a variable speed water supply device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a communication control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a communication control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a communication control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a communication driver / receiver in FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a connection between a CPU and an interface circuit in FIG. 4;
FIG. 7 is an explanatory diagram of a connection between a CPU of a remote controller and a display circuit in FIG. 4;
FIG. 8 is an explanatory diagram of a communication control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a time chart of a transmitting side and a receiving side in a state where a burst signal is added to a power supply.
FIG. 10 is a circuit diagram of a portion for separating a burst signal.
FIG. 11 is a time chart showing a relationship between a burst signal and a power supply DC component.
FIG. 12 is a circuit diagram of a portion for extracting a burst signal.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a communication control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a circuit diagram of the rectifier circuit in FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a communication control device of a conventional variable speed water supply device.
[Explanation of symbols]
20 frequency converter 21 central processing unit (CPU)
22 control unit 23 remote controller 25, 27 communication line 26 power line P pump M motor

Claims

A plurality of frequency converters corresponding to the pump motors one-to-one, which vary the plurality of pump motors;
A control unit having a central processing unit that performs constant pressure control or estimated end pressure constant control,
Equipped with a controller that performs various operation settings and various displays of the water supply device,
The control unit and the plurality of frequency converters, and the control unit and the controller each have a communication unit that can transmit and receive both information or data according to a certain communication protocol,
The control unit and the controller use a power supply line for supplying power from the control unit to the controller, transmit information or data by a burst signal superimposed on a power supply, and receive the information or data when receiving the information or data. A variable speed water supply device having a function of separating the burst signal.

The variable speed water supply device according to claim 1, wherein a power line connection portion of the control unit or the controller is non-polar.

3. The variable speed water supply device according to claim 1, wherein the power supply is a DC power supply, and the controller includes a circuit that takes out a burst signal superimposed on the power supply by capacitance coupling. 4.

The variable speed water supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller includes a power / signal separation circuit that separates a DC component of the burst signal.