放水圧力制御装置、方法及びプログラム
【課題】 放水銃と電動弁との配管距離が相違しても安定した放水圧力制御を可能とする。
【解決手段】 連続制御処理部４０は、圧力センサ３０の検出圧力Ｐと火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力Ｐｏとの圧力偏差ΔＰを検出し、圧力偏差ΔＰが所定範囲を超える範囲では圧力偏差をなくすように電動弁１１の開度を制御信号により連続制御する。間欠制御処理部４２は、圧力偏差ΔＰが所定範囲内では、圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁１１の開度を制御する。間欠制御信号のインターバル期間はインターバル期間調整部５２により必要に応じて設定変更できる。
【解決手段】 連続制御処理部４０は、圧力センサ３０の検出圧力Ｐと火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力Ｐｏとの圧力偏差ΔＰを検出し、圧力偏差ΔＰが所定範囲を超える範囲では圧力偏差をなくすように電動弁１１の開度を制御信号により連続制御する。間欠制御処理部４２は、圧力偏差ΔＰが所定範囲内では、圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁１１の開度を制御する。間欠制御信号のインターバル期間はインターバル期間調整部５２により必要に応じて設定変更できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警戒区域の火災を走査型火災検出器で検出して消火用水を放水する放水銃システムの放水圧力制御装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、競技場、展示会場などの広い監視区域を有する施設の消火設備として放水銃システムが設置されている。放水銃システムは、走査型火災検出器による光学的な水平及び垂直走査により監視区域を監視しており、火災の炎によるエネルギーによる受光信号から火災を検出して制御対象となる火源位置を演算し、放水銃を水平旋回により火源位置に指向させ、火源までの距離に応じた放水圧力の制御で消火用水を散水して消火するようにしている。
【０００３】
放水銃の放水圧力制御は、放水銃の放水圧力を圧力センサで検出し、火源までの距離に基づいて設定された目標放水圧力との偏差を零とするように、放水銃に対し加圧消火用水を供給する配管に設けた電動弁の開度をフィードバック制御している。
【０００４】
更に従来の放水圧力制御にあっては、電動弁の開度のフィードバック制御により圧力偏差が規定範囲に収束してきた場合、それまでの連続的な制御から間欠的な制御に切替え、安定的に放水圧力を目標放水圧力に制御するようにしている。この間欠的な放水圧力制御は、オン期間とオフ期間をもつ間欠制御信号を繰り返し出力することで電動弁の開度を制御しており、間欠制御信号のオン期間とオフ期間は圧力偏差に比例して変化させている。
【特許文献１】特公平５−２１５８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２４８９３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２６１４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の放水圧力制御にあっては、放水銃と電動弁の間の配管距離が設備により異なっており、このような設置環境において放水銃に設けた圧力センサにより放水圧力を検出して電動弁を制御した場合、電動弁の開度を変化させてから放水銃から実際に放水する圧力センサで検出した検出圧力との間に配管距離に依存した若干の時間差が生ずるため、配管距離によっては目標圧力と検出圧力の圧力偏差が零に収束せずにハンチングし、電動弁の開度が不安定になり、安定した放水圧力の制御が困難になる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、放水銃と電動弁との配管距離が相違しても安定した放水圧力制御を可能とする放水圧力制御装置、方法及びプログラム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】
【０００７】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、放水圧力制御装置を提供する。本発明の放水圧力制御装置は、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、放水銃の放水圧力を検出する圧力センサと、圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出し、圧力偏差が所定範囲を超える範囲では圧力偏差をなくすように電動弁の開度を制御信号により連続制御し、圧力偏差が所定範囲内では圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁の開度を制御する制御部と、間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、制御部は、間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させる。また制御部は、所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じたオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定する。
【０００９】
制御部は、所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して係数の最小値を設定し、最大値と最小値の間で圧力偏差に応じて係数を変化させる。
【００１０】
本発明は、放水銃装置の放水圧力制御方法を提供する。本発明は、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの放水圧力制御方法に於いて、
圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出する偏差検出ステップと、
圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、圧力偏差をなくすように電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
圧力偏差が所定範囲内では、圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、放水銃制御盤のコンピュータにより実行されるプログラムを提供する。本発明のプログラムは、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの制御盤のコンピュータに、
圧力センサの検出圧力と火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出する偏差検出ステップと、
圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、前記圧力偏差をなくすように電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
圧力偏差が前記所定範囲内では、圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を実行させる。
【００１２】
なお、本発明の放水圧力制御方法及びプログラムの詳細は、本発明の放水圧力制御装置と基本的に同じになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧力偏差が規定範囲内に収束した際に行われる電動弁の間欠制御について、オン期間とオフ期間をもつ間欠制御信号につき、オフ期間に続いて待ち時間として機能するインターバル期間を新たに設定したため、オン期間での電動弁の開度制御で配管距離に依存した時間遅れをもって放水銃の放水圧力が変化しても、オフ期間に加えてインターバル期間が付加されたことで、その間に放水銃の圧力変化が制御後の値に静定し、静定後に次の間欠制御に移行することで、目標圧力に収束せずにハンチングすることを確実に防止し、放水圧力を目標圧力に確実に安定させることができる。
【００１４】
また間欠制御信号のインターバル期間を調整自在としているため、放水銃と電動弁の配管距離が設計段階と現場段階で相違していたような場合にも、制御プログラムのパラメータを設計レベルに戻って修正するといった煩雑な手法を必要とせず、現場で必要に応じてインターバル期間を調整することで、安定した放水圧力制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明が適用される放水銃システムの説明図である。図１の放水銃システムは競技場や展示会場などの施設に設置され、所定の警戒区域に対し、この例では例えば４台の放水銃１０を設置している。放水銃１０に対応して、警戒区域を監視する火災検出器１２が例えば４台設置されている。火災検出器１２は警戒区域に対し、光学的な水平及び垂直走査により火源を検出し、火源位置を示す水平走査角及び垂直走査角を火災断定信号と共に出力する。
【００１６】
放水銃１０に対しては、ポンプ室に設置されたポンプ２２からの排水管２６が接続されている。ポンプ２２はポンプ制御盤２４により制御される。また、ポンプ室に設置されたエアーコンプレッサ２８から空気配管２９が接続されている。放水銃１０に対する配水管２６には電動弁１１が設けられている。また、電動弁１１の１次側には遠隔開閉弁１３が設けられている。
【００１７】
放水銃１０のそれぞれに対しては放水銃制御盤１４と現場操作盤１６が設けられ、更に中央監視センタには中央制御盤１８と中央操作卓２０が設けられている。電動弁１１、遠隔開閉弁１３、更に放水銃１０に設けている後の説明で明らかにする圧力センサは、それぞれ対応して設置された放水銃制御盤１４に接続され、放水銃制御盤１４に設けた放水圧力制御部による電動弁１１の開閉制御で、放水銃１０からの放水圧力を火源までの放水距離に対応した目標放水圧力となるように制御する。
【００１８】
空気配管２９からの加圧空気は、放水銃１０から消火用水を放水する際に消火用水の周囲に噴き込まれ、空気と水を混合することによって、低い放水圧力及び少ない放水量で十分な放水距離と広い散水範囲を確保できるようにしている。また放水銃１０は、架台に対しモータ駆動により水平旋回することができ、垂直方向については所定の放水角に固定設定されている。
【００１９】
火災検出器１２で検出された火源についての火災断定信号及び火源位置を示す水平走査角と垂直走査角は中央監視盤１８に送られ、警戒区域における火源の３次元座標位置が求められ、更に火源に対し放水制御を行う放水銃１０の選択が行われ、選択した放水銃１０と火源との距離が求められ、この距離に応じた目標放水圧力が、選択された放水銃１０の放水銃制御盤１４に送られて放水制御に使用される。
【００２０】
図２は本発明による放水圧力制御装置の機能構成のブロック図である。図２において、放水圧力制御装置１５は図１の放水銃制御盤１４に設けられており、装置を構成するハードウェアとしては例えばコンピュータが使用される。放水圧力制御装置１５の制御対象となる放水銃１０には圧力センサ３０が設置されており、給水配管２６から供給された放水圧力を検出して放水圧力制御装置１５に入力している。
【００２１】
放水圧力制御装置１５には、放水圧力サンプリング部３２、目標放水圧力設定部３４、圧力偏差演算部３６、偏差比較部３８、連続制御処理部４０、間欠制御処理部４２が設けられている。更に間欠制御処理部４２には、係数設定部４４、間欠制御期間演算部４６、間欠制御信号出力部４８、間欠制御期間テーブル５０及びインターバル期間調整部５２が設けられている。更に、偏差比較部３８に対しては偏差範囲調整部５４が設けられている。
【００２２】
放水圧力制御装置１５に設けた放水圧力サンプリング部３２は、放水銃１０に設けた圧力センサ３０からの圧力検出信号をサンプリングして、デジタルデータとしての検出圧力Ｐに変換して出力する。目標放水圧力設定部３４は、中央制御盤１８から放水銃１０により放水する火源までの距離に応じた目標放水圧力Ｐｏが設定される。
【００２３】
圧力偏差演算部３６は、目標放水圧力設定部３４から出力された目標放水圧力Ｐｏと、放水圧力サンプリング部３２から出力された圧力センサ３０の検出圧力Ｐとの圧力偏差ΔＰ（＝Ｐｏ−Ｐ）を演算して出力する。
【００２４】
偏差比較部３８は、圧力偏差演算部３６より出力される圧力偏差ΔＰの値を予め定めた閾値±Ｐｔｈと比較し、圧力偏差ΔＰが閾値±Ｐｔｈを超えている場合には連続制御モードを設定し、連続制御処理部４０による制御処理を有効とする。一方、圧力偏差が閾値±Ｐｔｈ以内にあるときは、間欠制御モードを設定して、間欠制御処理部４２の制御処理を有効とする。
【００２５】
連続制御処理部４０は、圧力偏差演算部３６から出力された圧力偏差ΔＰを零とするように制御信号を出力して、電動弁１１の開度を制御する。即ち、圧力偏差ΔＰがプラスであれば電動弁１１を閉方向に制御して圧力を低下させ、一方、圧力偏差ΔＰがマイナスであれば電動弁１１を開方向に制御して放水圧力を増加させ、放水銃１０の圧力センサ３０による検出圧力Ｐを目標放水圧力Ｐｏに向かわせる。
【００２６】
間欠制御処理部４２は、連続制御処理部４０によるフィードバック制御で圧力偏差ΔＰが予め定めた所定閾値±Ｐｔｈの範囲内に収束しているときに動作し、電動弁１１の開度を間欠的に制御し、これによって圧力偏差ΔＰを０とするようにフィードバック制御する。
【００２７】
図３は図２の間欠制御処理部４２で生成する間欠制御信号のタイミング説明図である。図３は１回の間欠制御信号であり、まず間欠制御演算タイミングＴｃの期間に亘り、そのときの圧力偏差ΔＰに基づいて、オン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆ、及びインターバル期間Ｔｉｎｔを演算するようにしている。
【００２８】
間欠制御演算タイミングＴｃに続いて、演算結果として得られた期間（時間）に従い、オン期間Ｔｏｎの間、圧力偏差がプラスであれば電動弁１１を閉制御するパルス的な制御信号を出力し、またそのときの圧力偏差がマイナスであれば電動弁１１を開制御するパルス的な信号を出力する。
【００２９】
続いて、オン期間Ｔｏｎと同じ時間を持つオフ期間Ｔｏｆｆの間、電動弁１１の制御信号の出力を停止する。更に本発明にあっては、オフ期間Ｔｏｆｆが経過した後のインターバル期間Ｔｉｎｔの間も制御信号の出力を停止する。したがって、オン期間Ｔｏｎにより電動弁１１を開または閉とするための制御信号をパルス的に出力した後、オフ期間Ｔｏｆｆにインターバル期間Ｔｉｎｔを加えた期間に亘り、電動弁１１の制御を停止することになる。
【００３０】
この結果、オン期間Ｔｏｎに亘る電動弁１１の開制御信号または閉制御信号による弁開度による放水圧力の変化は、オフ期間Ｔｏｆｆとインターバル期間Ｔｉｎｔを加えた制御停止期間の間に開度に応じた変化を生じて静定し、静定した状態で次の間欠制御信号を出力するための間欠制御演算タイミングによる処理に移行することになる。
【００３１】
図４は圧力センサ３０の検出圧力Ｐを時間軸に対し一定割合で増加させた場合の、図２の放水圧力制御装置１５から出力される放水圧力制御信号のタイムチャートである。
【００３２】
図４（Ａ）は放水圧力制御装置１５における制御特性であり、偏差比較部３８によって圧力偏差ΔＰ＝０に対し所定の閾値±Ｐｔｈにより、その外側に連続制御域Ａ１，Ａ２を設定し、その内側に間欠制御域Ｂ１，Ｂ２を設定している。
【００３３】
ここで図４（Ａ）のように、圧力偏差ΔＰを時間軸に対し直線的に変化させるためには、例えば図２の目標放水圧力設定部３４に対する目標放水圧力ＰｏをＰｏ＝０とした状態で、圧力センサ３０からの検出圧力Ｐを時間軸に対し直線的に増加させればよい。もちろん、この処理はシミュレーションとして行う。
【００３４】
図４（Ａ）のような圧力偏差ΔＰの変化に対し、圧力偏差ΔＰが閾値−Ｐｔｈより小さい連続制御域Ａ１にあっては、図２の連続制御処理部４０が動作し、図４（Ｂ）の放水圧力制御信号は電動弁１１を開制御とするプラス電圧を継続的に出力している。
【００３５】
圧力偏差ΔＰが閾値−Ｐｔｈを超えると間欠開制御域Ｂ１に入り、図２の間欠制御処理部４２が動作し、圧力偏差−ΔＰの大きさに比例したオン期間とオフ期間を持つ間欠制御信号を出力する。なお図４（Ｂ）の間欠制御信号は、説明を簡単にするため、図３におけるインターバル期間Ｐｉｎｔは０としている。間欠開制御域Ｂ１で出力するオン期間とオフ期間を持つ放水制御信号は、圧力偏差−ΔＰが小さくなる程、オン期間とオフ期間の間隔が比例的に短くなっている。
【００３６】
圧力偏差ΔＰがΔＰ＝０を超えると間欠閉制御域Ｂ２に移行し、図４（Ｂ）の放水制御信号は電動弁１１を閉制御するためのマイナス電圧に切り替わり、このときの圧力偏差ΔＰの大きさに応じたオン期間とオフ期間を持つ間欠制御信号を繰り返し出力する。この場合には圧力偏差ΔＰが時間の経過と共に増加していることから、オン期間とオフ期間を持つ間欠制御信号の周期は時間軸の変化に対し順次増加している。
【００３７】
更に圧力偏差ΔＰが閾値＋Ｐｔｈを超えると連続閉制御域Ａ２に入り、図２の連続制御処理部４０が動作し、電動弁１１を閉方向に制御するため、マイナス電圧となる放水圧力制御信号を連続的に出力することになる。
【００３８】
図５は、図２の間欠制御処理部４２において、図３に示した間欠制御信号の各区間の計算に使用する係数と圧力偏差の関係を示した説明図である。
【００３９】
図５（Ａ）は横軸に圧力偏差ΔＰをとり、縦軸に０〜１．０の範囲で変化する係数Ｋをとっている。間欠制御は、圧力偏差ΔＰの絶対値が０〜Ｐｔｈの範囲であることから、この範囲について圧力偏差ΔＰの変化に対し直線的に増加する係数Ｋの特性６０を設定している。ここで、圧力偏差ΔＰが閾値Ｐｔｈのとき係数ＫはＫ＝１．０と最大値となり、一方、圧力偏差ΔＰ＝０で係数Ｋは例えばＫ＝０．１と最小値を示しており、特性直線６０は最小値Ｋ＝０．１と最大値Ｋ＝１．０を結んだ直線の特性となる。
【００４０】
実際の装置にあっては、図５（Ａ）の特性直線６０による圧力偏差ΔＰと係数Ｋの関係を、一定間隔の圧力偏差の変化に対する係数Ｋの値をもつテーブルデータとして準備し、対応する圧力偏差に対応する係数を読み出して使用する。
【００４１】
ここで図２の間欠制御処理部４２にあっては、間欠制御期間テーブル５０に係数Ｋ＝１としたときの図３に示す間欠制御信号におけるオン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆ及びインターバル期間Ｔｉｎｔの値を固定的に設定している。
【００４２】
このため間欠制御期間演算部４６にあっては、係数設定部４４により入力した圧力偏差ΔＰから、例えば図５（Ａ）の特性直線６０に基づいて作成されたテーブルを参照して係数Ｋを求め、この係数Ｋを間欠制御期間演算部４６において間欠制御期間テーブル５０に固定設定されたオン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆ及びインターバル期間Ｔｉｎｔに掛け合わせて、演算結果（ＫＴｏｎ）（ＫＴｏｆｆ）（ＫＴｉｎｔ）を求め、この演算結果に基づき、間欠制御信号出力部４８から、演算した期間を持つオン期間、オフ期間及びインターバル期間の間欠制御信号を電動弁１１に出力することになる。
【００４３】
更に図２の実施形態にあっては、間欠制御期間テーブル５０に固定設定しているインターバル期間Ｔｉｎｔにつき、インターバル期間調整部５２によってその大きさを必要に応じて調整変更することができる。このインターバル期間調整部５２によるインターバル期間Ｔｉｎｔの調整は、図１の放水銃制御盤１４に設けている操作部を使用して担当者が必要に応じて任意に調整することができる。
【００４４】
例えば図３におけるＫ＝１のときのオン期間Ｔｏｎ及びオフ期間ＴｏｆｆはそれぞれＴｏｎ＝Ｔｏｆｆ＝３秒であり、これに対しインターバル期間Ｔｉｎｔは例えば０〜１０秒の範囲で任意に変更することができる。
【００４５】
またインターバル期間Ｔｉｎｔを自由に調整可能とすると、設計上の電動弁１１と放水銃１０との間の配管距離との関連が取れないことから、設計上の配管距離に対応した標準インターバル期間を定め、これに対し時間的に短いインターバル期間と時間的に長いインターバル期間の３つを設定し、標準インターバル期間でハンチングが起きた場合には、いずれか一方のインターバル期間に切替え調整して対応するようにしてもよい。
【００４６】
図５（Ｂ）は図２の放水圧力制御装置１５に設けた偏差範囲調整部５４で連続制御と間欠制御を切り分ける圧力偏差の閾値を切替可能とした場合の特性図である。図５（Ｂ）にあっては、圧力偏差ΔＰに対する閾値をＰｔｈ１，Ｐｔｈ２，Ｐｔｈ３の３段階に切替可能としており、それぞれの閾値における係数ＫをＫ＝１．０として、圧力偏差ΔＰ＝０のときの係数値Ｋ＝０．１と結んだ特性直線６０−１，６０−２，６０−３の３つの特性を持たせ、このいずれかの特性を選択できるようにしている。
【００４７】
この図５（Ｂ）の特性切替え、即ち連続制御域と間欠制御域を切り替える圧力偏差範囲の切替えにより、間欠制御域の幅を狭めたり広げたりすることで、例えば放水銃１０と電動弁１１との間の配管距離に起因したハンチング防止などの対応調整が可能となる。これは本発明によるインターバル期間による調整では対応できないような場合に行うことになる。
【００４８】
図６は図２の放水圧力制御装置１５による制御処理のフローチャートである。図６において、放水圧力制御処理は、ステップＳ１で選択した放水銃と火源までの目標距離に対応した目標放水圧力Ｐｏを設定した後、ステップＳ２で放水開始指示の有無をチェックしている。放水開始指示があると、図１に示した選択された放水銃１０の配水管２６に設けている遠隔開閉弁１３が開制御され、同時にポンプ制御盤２４によるポンプ２２の運転で消火用水が加圧供給されており、加圧消火用水は開制御された遠隔開閉弁１３を通って電動弁１１に供給され、放水銃１０から放水される。
【００４９】
ステップＳ２で放水開始指示を判別すると、ステップＳ３に進み、圧力センサ３０の検出放水圧力Ｐを読み込んだ後、ステップＳ４で圧力偏差ΔＰを算出する。続いてステップＳ５で圧力偏差は閾値±Ｐｔｈ以内か否かチェックする。外れている場合にはステップＳ６に進み、連続制御モードを設定し、ステップＳ７で圧力偏差ΔＰに応じて電動弁の開度をフィードバック制御する。そしてステップＳ１２で放水停止指示をチェックした後、放水停止指示がなければステップＳ３に戻って処理を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ６による連続制御モードの設定による処理中に、ステップＳ５で圧力偏差が閾値±Ｐｔｈの範囲内に入ると、ステップＳ８に進み、間欠制御モードを設定する。間欠制御モードにあっては、ステップＳ９で圧力偏差ΔＰに応じた係数Ｋを決定した後、ステップＳ１０で、固定設定したオン時間Ｔｏｎ、オフ時間Ｔｏｆｆ及びインターバル時間ＴｉｎｔにステップＳ９で決定した係数Ｋを乗算する計算を行う。
【００５１】
そしてステップＳ１１で、演算されたオン時間に亘り電動弁１１に対し、そのときの偏差がプラスであれば閉制御信号を、マイナスであれば開制御信号となる制御信号を出力した後、オフ期間及びインターバル期間に亘り制御信号の出力を停止する。間欠制御モードにあっては、ステップＳ８〜Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ３〜Ｓ５の処理を繰り返す。
【００５２】
この間欠制御モードによる放水圧力の制御により放水銃の放水圧力は目標圧力に安定的に制御され、検出された火源に対し正確に消火用水を散布することができる。間欠制御モードによる放水制御中にステップＳ１２で放水停止指示があると、一連の処理を終了する。
【００５３】
また本発明は図１の放水銃制御盤１４に設けたコンピュータにより実行される放水圧力制御プログラムを提供するものであり、このプログラムは図６に示した放水圧力制御処理の内容を持つ。また放水銃制御盤１４に設けた本発明の放水圧力制御プログラムを実行するコンピュータのハードウェア資源としては、ＣＰＵのバスにメモリや通信ボードなどが接続され、ＣＰＵによりメモリ上に展開されたプログラムを実行することになる。
【００５４】
なお本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明が適用される放水銃システムの説明図
【図２】本発明による放水圧力制御装置の機能構成のブロック図
【図３】図２の間欠制御処理部で生成する間欠制御信号のタイミング説明図
【図４】圧力センサの検出圧力Ｐを一定割合で増加させた場合の図２の放水圧力制御信号のタイムチャート
【図５】図２の間欠制御処理で間欠制御信号の期間計算に使用する係数と圧力偏差の関係を示した説明図
【図６】図２の放水圧力制御処理のフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１０：放水銃
１１：電動弁
１２：火災検出器
１３：遠隔開閉弁
１４：放水銃制御盤
１５：放水圧力制御装置
１６：現場操作盤
１８：中央制御盤
２０：中央操作卓
２２：ポンプ
２４：ポンプ制御盤
２６：配水管
２８：エアーコンプレッサ
２９：空気配管
３０：圧力センサ
３２：放水圧力サンプリング部
３４：目標放水圧力設定部
３６：圧力偏差演算部
３８：偏差比較部
４０：連続制御処理部
４２：間欠制御処理部
４４：係数設定部
４６：間欠制御期間演算部
４８：間欠制御信号出力部
５０：間欠制御期間テーブル
５２：インターバル期間調整部
５４：偏差範囲調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警戒区域の火災を走査型火災検出器で検出して消火用水を放水する放水銃システムの放水圧力制御装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、競技場、展示会場などの広い監視区域を有する施設の消火設備として放水銃システムが設置されている。放水銃システムは、走査型火災検出器による光学的な水平及び垂直走査により監視区域を監視しており、火災の炎によるエネルギーによる受光信号から火災を検出して制御対象となる火源位置を演算し、放水銃を水平旋回により火源位置に指向させ、火源までの距離に応じた放水圧力の制御で消火用水を散水して消火するようにしている。
【０００３】
放水銃の放水圧力制御は、放水銃の放水圧力を圧力センサで検出し、火源までの距離に基づいて設定された目標放水圧力との偏差を零とするように、放水銃に対し加圧消火用水を供給する配管に設けた電動弁の開度をフィードバック制御している。
【０００４】
更に従来の放水圧力制御にあっては、電動弁の開度のフィードバック制御により圧力偏差が規定範囲に収束してきた場合、それまでの連続的な制御から間欠的な制御に切替え、安定的に放水圧力を目標放水圧力に制御するようにしている。この間欠的な放水圧力制御は、オン期間とオフ期間をもつ間欠制御信号を繰り返し出力することで電動弁の開度を制御しており、間欠制御信号のオン期間とオフ期間は圧力偏差に比例して変化させている。
【特許文献１】特公平５−２１５８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２４８９３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２６１４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の放水圧力制御にあっては、放水銃と電動弁の間の配管距離が設備により異なっており、このような設置環境において放水銃に設けた圧力センサにより放水圧力を検出して電動弁を制御した場合、電動弁の開度を変化させてから放水銃から実際に放水する圧力センサで検出した検出圧力との間に配管距離に依存した若干の時間差が生ずるため、配管距離によっては目標圧力と検出圧力の圧力偏差が零に収束せずにハンチングし、電動弁の開度が不安定になり、安定した放水圧力の制御が困難になる恐れがあった。
【０００６】
本発明は、放水銃と電動弁との配管距離が相違しても安定した放水圧力制御を可能とする放水圧力制御装置、方法及びプログラム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】
【０００７】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、放水圧力制御装置を提供する。本発明の放水圧力制御装置は、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、放水銃の放水圧力を検出する圧力センサと、圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出し、圧力偏差が所定範囲を超える範囲では圧力偏差をなくすように電動弁の開度を制御信号により連続制御し、圧力偏差が所定範囲内では圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁の開度を制御する制御部と、間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、制御部は、間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させる。また制御部は、所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じたオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定する。
【０００９】
制御部は、所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して係数の最小値を設定し、最大値と最小値の間で圧力偏差に応じて係数を変化させる。
【００１０】
本発明は、放水銃装置の放水圧力制御方法を提供する。本発明は、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの放水圧力制御方法に於いて、
圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出する偏差検出ステップと、
圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、圧力偏差をなくすように電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
圧力偏差が所定範囲内では、圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、放水銃制御盤のコンピュータにより実行されるプログラムを提供する。本発明のプログラムは、警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの制御盤のコンピュータに、
圧力センサの検出圧力と火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出する偏差検出ステップと、
圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、前記圧力偏差をなくすように電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
圧力偏差が前記所定範囲内では、圧力偏差をなくすように圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を実行させる。
【００１２】
なお、本発明の放水圧力制御方法及びプログラムの詳細は、本発明の放水圧力制御装置と基本的に同じになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧力偏差が規定範囲内に収束した際に行われる電動弁の間欠制御について、オン期間とオフ期間をもつ間欠制御信号につき、オフ期間に続いて待ち時間として機能するインターバル期間を新たに設定したため、オン期間での電動弁の開度制御で配管距離に依存した時間遅れをもって放水銃の放水圧力が変化しても、オフ期間に加えてインターバル期間が付加されたことで、その間に放水銃の圧力変化が制御後の値に静定し、静定後に次の間欠制御に移行することで、目標圧力に収束せずにハンチングすることを確実に防止し、放水圧力を目標圧力に確実に安定させることができる。
【００１４】
また間欠制御信号のインターバル期間を調整自在としているため、放水銃と電動弁の配管距離が設計段階と現場段階で相違していたような場合にも、制御プログラムのパラメータを設計レベルに戻って修正するといった煩雑な手法を必要とせず、現場で必要に応じてインターバル期間を調整することで、安定した放水圧力制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明が適用される放水銃システムの説明図である。図１の放水銃システムは競技場や展示会場などの施設に設置され、所定の警戒区域に対し、この例では例えば４台の放水銃１０を設置している。放水銃１０に対応して、警戒区域を監視する火災検出器１２が例えば４台設置されている。火災検出器１２は警戒区域に対し、光学的な水平及び垂直走査により火源を検出し、火源位置を示す水平走査角及び垂直走査角を火災断定信号と共に出力する。
【００１６】
放水銃１０に対しては、ポンプ室に設置されたポンプ２２からの排水管２６が接続されている。ポンプ２２はポンプ制御盤２４により制御される。また、ポンプ室に設置されたエアーコンプレッサ２８から空気配管２９が接続されている。放水銃１０に対する配水管２６には電動弁１１が設けられている。また、電動弁１１の１次側には遠隔開閉弁１３が設けられている。
【００１７】
放水銃１０のそれぞれに対しては放水銃制御盤１４と現場操作盤１６が設けられ、更に中央監視センタには中央制御盤１８と中央操作卓２０が設けられている。電動弁１１、遠隔開閉弁１３、更に放水銃１０に設けている後の説明で明らかにする圧力センサは、それぞれ対応して設置された放水銃制御盤１４に接続され、放水銃制御盤１４に設けた放水圧力制御部による電動弁１１の開閉制御で、放水銃１０からの放水圧力を火源までの放水距離に対応した目標放水圧力となるように制御する。
【００１８】
空気配管２９からの加圧空気は、放水銃１０から消火用水を放水する際に消火用水の周囲に噴き込まれ、空気と水を混合することによって、低い放水圧力及び少ない放水量で十分な放水距離と広い散水範囲を確保できるようにしている。また放水銃１０は、架台に対しモータ駆動により水平旋回することができ、垂直方向については所定の放水角に固定設定されている。
【００１９】
火災検出器１２で検出された火源についての火災断定信号及び火源位置を示す水平走査角と垂直走査角は中央監視盤１８に送られ、警戒区域における火源の３次元座標位置が求められ、更に火源に対し放水制御を行う放水銃１０の選択が行われ、選択した放水銃１０と火源との距離が求められ、この距離に応じた目標放水圧力が、選択された放水銃１０の放水銃制御盤１４に送られて放水制御に使用される。
【００２０】
図２は本発明による放水圧力制御装置の機能構成のブロック図である。図２において、放水圧力制御装置１５は図１の放水銃制御盤１４に設けられており、装置を構成するハードウェアとしては例えばコンピュータが使用される。放水圧力制御装置１５の制御対象となる放水銃１０には圧力センサ３０が設置されており、給水配管２６から供給された放水圧力を検出して放水圧力制御装置１５に入力している。
【００２１】
放水圧力制御装置１５には、放水圧力サンプリング部３２、目標放水圧力設定部３４、圧力偏差演算部３６、偏差比較部３８、連続制御処理部４０、間欠制御処理部４２が設けられている。更に間欠制御処理部４２には、係数設定部４４、間欠制御期間演算部４６、間欠制御信号出力部４８、間欠制御期間テーブル５０及びインターバル期間調整部５２が設けられている。更に、偏差比較部３８に対しては偏差範囲調整部５４が設けられている。
【００２２】
放水圧力制御装置１５に設けた放水圧力サンプリング部３２は、放水銃１０に設けた圧力センサ３０からの圧力検出信号をサンプリングして、デジタルデータとしての検出圧力Ｐに変換して出力する。目標放水圧力設定部３４は、中央制御盤１８から放水銃１０により放水する火源までの距離に応じた目標放水圧力Ｐｏが設定される。
【００２３】
圧力偏差演算部３６は、目標放水圧力設定部３４から出力された目標放水圧力Ｐｏと、放水圧力サンプリング部３２から出力された圧力センサ３０の検出圧力Ｐとの圧力偏差ΔＰ（＝Ｐｏ−Ｐ）を演算して出力する。
【００２４】
偏差比較部３８は、圧力偏差演算部３６より出力される圧力偏差ΔＰの値を予め定めた閾値±Ｐｔｈと比較し、圧力偏差ΔＰが閾値±Ｐｔｈを超えている場合には連続制御モードを設定し、連続制御処理部４０による制御処理を有効とする。一方、圧力偏差が閾値±Ｐｔｈ以内にあるときは、間欠制御モードを設定して、間欠制御処理部４２の制御処理を有効とする。
【００２５】
連続制御処理部４０は、圧力偏差演算部３６から出力された圧力偏差ΔＰを零とするように制御信号を出力して、電動弁１１の開度を制御する。即ち、圧力偏差ΔＰがプラスであれば電動弁１１を閉方向に制御して圧力を低下させ、一方、圧力偏差ΔＰがマイナスであれば電動弁１１を開方向に制御して放水圧力を増加させ、放水銃１０の圧力センサ３０による検出圧力Ｐを目標放水圧力Ｐｏに向かわせる。
【００２６】
間欠制御処理部４２は、連続制御処理部４０によるフィードバック制御で圧力偏差ΔＰが予め定めた所定閾値±Ｐｔｈの範囲内に収束しているときに動作し、電動弁１１の開度を間欠的に制御し、これによって圧力偏差ΔＰを０とするようにフィードバック制御する。
【００２７】
図３は図２の間欠制御処理部４２で生成する間欠制御信号のタイミング説明図である。図３は１回の間欠制御信号であり、まず間欠制御演算タイミングＴｃの期間に亘り、そのときの圧力偏差ΔＰに基づいて、オン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆ、及びインターバル期間Ｔｉｎｔを演算するようにしている。
【００２８】
間欠制御演算タイミングＴｃに続いて、演算結果として得られた期間（時間）に従い、オン期間Ｔｏｎの間、圧力偏差がプラスであれば電動弁１１を閉制御するパルス的な制御信号を出力し、またそのときの圧力偏差がマイナスであれば電動弁１１を開制御するパルス的な信号を出力する。
【００２９】
続いて、オン期間Ｔｏｎと同じ時間を持つオフ期間Ｔｏｆｆの間、電動弁１１の制御信号の出力を停止する。更に本発明にあっては、オフ期間Ｔｏｆｆが経過した後のインターバル期間Ｔｉｎｔの間も制御信号の出力を停止する。したがって、オン期間Ｔｏｎにより電動弁１１を開または閉とするための制御信号をパルス的に出力した後、オフ期間Ｔｏｆｆにインターバル期間Ｔｉｎｔを加えた期間に亘り、電動弁１１の制御を停止することになる。
【００３０】
この結果、オン期間Ｔｏｎに亘る電動弁１１の開制御信号または閉制御信号による弁開度による放水圧力の変化は、オフ期間Ｔｏｆｆとインターバル期間Ｔｉｎｔを加えた制御停止期間の間に開度に応じた変化を生じて静定し、静定した状態で次の間欠制御信号を出力するための間欠制御演算タイミングによる処理に移行することになる。
【００３１】
図４は圧力センサ３０の検出圧力Ｐを時間軸に対し一定割合で増加させた場合の、図２の放水圧力制御装置１５から出力される放水圧力制御信号のタイムチャートである。
【００３２】
図４（Ａ）は放水圧力制御装置１５における制御特性であり、偏差比較部３８によって圧力偏差ΔＰ＝０に対し所定の閾値±Ｐｔｈにより、その外側に連続制御域Ａ１，Ａ２を設定し、その内側に間欠制御域Ｂ１，Ｂ２を設定している。
【００３３】
ここで図４（Ａ）のように、圧力偏差ΔＰを時間軸に対し直線的に変化させるためには、例えば図２の目標放水圧力設定部３４に対する目標放水圧力ＰｏをＰｏ＝０とした状態で、圧力センサ３０からの検出圧力Ｐを時間軸に対し直線的に増加させればよい。もちろん、この処理はシミュレーションとして行う。
【００３４】
図４（Ａ）のような圧力偏差ΔＰの変化に対し、圧力偏差ΔＰが閾値−Ｐｔｈより小さい連続制御域Ａ１にあっては、図２の連続制御処理部４０が動作し、図４（Ｂ）の放水圧力制御信号は電動弁１１を開制御とするプラス電圧を継続的に出力している。
【００３５】
圧力偏差ΔＰが閾値−Ｐｔｈを超えると間欠開制御域Ｂ１に入り、図２の間欠制御処理部４２が動作し、圧力偏差−ΔＰの大きさに比例したオン期間とオフ期間を持つ間欠制御信号を出力する。なお図４（Ｂ）の間欠制御信号は、説明を簡単にするため、図３におけるインターバル期間Ｐｉｎｔは０としている。間欠開制御域Ｂ１で出力するオン期間とオフ期間を持つ放水制御信号は、圧力偏差−ΔＰが小さくなる程、オン期間とオフ期間の間隔が比例的に短くなっている。
【００３６】
圧力偏差ΔＰがΔＰ＝０を超えると間欠閉制御域Ｂ２に移行し、図４（Ｂ）の放水制御信号は電動弁１１を閉制御するためのマイナス電圧に切り替わり、このときの圧力偏差ΔＰの大きさに応じたオン期間とオフ期間を持つ間欠制御信号を繰り返し出力する。この場合には圧力偏差ΔＰが時間の経過と共に増加していることから、オン期間とオフ期間を持つ間欠制御信号の周期は時間軸の変化に対し順次増加している。
【００３７】
更に圧力偏差ΔＰが閾値＋Ｐｔｈを超えると連続閉制御域Ａ２に入り、図２の連続制御処理部４０が動作し、電動弁１１を閉方向に制御するため、マイナス電圧となる放水圧力制御信号を連続的に出力することになる。
【００３８】
図５は、図２の間欠制御処理部４２において、図３に示した間欠制御信号の各区間の計算に使用する係数と圧力偏差の関係を示した説明図である。
【００３９】
図５（Ａ）は横軸に圧力偏差ΔＰをとり、縦軸に０〜１．０の範囲で変化する係数Ｋをとっている。間欠制御は、圧力偏差ΔＰの絶対値が０〜Ｐｔｈの範囲であることから、この範囲について圧力偏差ΔＰの変化に対し直線的に増加する係数Ｋの特性６０を設定している。ここで、圧力偏差ΔＰが閾値Ｐｔｈのとき係数ＫはＫ＝１．０と最大値となり、一方、圧力偏差ΔＰ＝０で係数Ｋは例えばＫ＝０．１と最小値を示しており、特性直線６０は最小値Ｋ＝０．１と最大値Ｋ＝１．０を結んだ直線の特性となる。
【００４０】
実際の装置にあっては、図５（Ａ）の特性直線６０による圧力偏差ΔＰと係数Ｋの関係を、一定間隔の圧力偏差の変化に対する係数Ｋの値をもつテーブルデータとして準備し、対応する圧力偏差に対応する係数を読み出して使用する。
【００４１】
ここで図２の間欠制御処理部４２にあっては、間欠制御期間テーブル５０に係数Ｋ＝１としたときの図３に示す間欠制御信号におけるオン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆ及びインターバル期間Ｔｉｎｔの値を固定的に設定している。
【００４２】
このため間欠制御期間演算部４６にあっては、係数設定部４４により入力した圧力偏差ΔＰから、例えば図５（Ａ）の特性直線６０に基づいて作成されたテーブルを参照して係数Ｋを求め、この係数Ｋを間欠制御期間演算部４６において間欠制御期間テーブル５０に固定設定されたオン期間Ｔｏｎ、オフ期間Ｔｏｆｆ及びインターバル期間Ｔｉｎｔに掛け合わせて、演算結果（ＫＴｏｎ）（ＫＴｏｆｆ）（ＫＴｉｎｔ）を求め、この演算結果に基づき、間欠制御信号出力部４８から、演算した期間を持つオン期間、オフ期間及びインターバル期間の間欠制御信号を電動弁１１に出力することになる。
【００４３】
更に図２の実施形態にあっては、間欠制御期間テーブル５０に固定設定しているインターバル期間Ｔｉｎｔにつき、インターバル期間調整部５２によってその大きさを必要に応じて調整変更することができる。このインターバル期間調整部５２によるインターバル期間Ｔｉｎｔの調整は、図１の放水銃制御盤１４に設けている操作部を使用して担当者が必要に応じて任意に調整することができる。
【００４４】
例えば図３におけるＫ＝１のときのオン期間Ｔｏｎ及びオフ期間ＴｏｆｆはそれぞれＴｏｎ＝Ｔｏｆｆ＝３秒であり、これに対しインターバル期間Ｔｉｎｔは例えば０〜１０秒の範囲で任意に変更することができる。
【００４５】
またインターバル期間Ｔｉｎｔを自由に調整可能とすると、設計上の電動弁１１と放水銃１０との間の配管距離との関連が取れないことから、設計上の配管距離に対応した標準インターバル期間を定め、これに対し時間的に短いインターバル期間と時間的に長いインターバル期間の３つを設定し、標準インターバル期間でハンチングが起きた場合には、いずれか一方のインターバル期間に切替え調整して対応するようにしてもよい。
【００４６】
図５（Ｂ）は図２の放水圧力制御装置１５に設けた偏差範囲調整部５４で連続制御と間欠制御を切り分ける圧力偏差の閾値を切替可能とした場合の特性図である。図５（Ｂ）にあっては、圧力偏差ΔＰに対する閾値をＰｔｈ１，Ｐｔｈ２，Ｐｔｈ３の３段階に切替可能としており、それぞれの閾値における係数ＫをＫ＝１．０として、圧力偏差ΔＰ＝０のときの係数値Ｋ＝０．１と結んだ特性直線６０−１，６０−２，６０−３の３つの特性を持たせ、このいずれかの特性を選択できるようにしている。
【００４７】
この図５（Ｂ）の特性切替え、即ち連続制御域と間欠制御域を切り替える圧力偏差範囲の切替えにより、間欠制御域の幅を狭めたり広げたりすることで、例えば放水銃１０と電動弁１１との間の配管距離に起因したハンチング防止などの対応調整が可能となる。これは本発明によるインターバル期間による調整では対応できないような場合に行うことになる。
【００４８】
図６は図２の放水圧力制御装置１５による制御処理のフローチャートである。図６において、放水圧力制御処理は、ステップＳ１で選択した放水銃と火源までの目標距離に対応した目標放水圧力Ｐｏを設定した後、ステップＳ２で放水開始指示の有無をチェックしている。放水開始指示があると、図１に示した選択された放水銃１０の配水管２６に設けている遠隔開閉弁１３が開制御され、同時にポンプ制御盤２４によるポンプ２２の運転で消火用水が加圧供給されており、加圧消火用水は開制御された遠隔開閉弁１３を通って電動弁１１に供給され、放水銃１０から放水される。
【００４９】
ステップＳ２で放水開始指示を判別すると、ステップＳ３に進み、圧力センサ３０の検出放水圧力Ｐを読み込んだ後、ステップＳ４で圧力偏差ΔＰを算出する。続いてステップＳ５で圧力偏差は閾値±Ｐｔｈ以内か否かチェックする。外れている場合にはステップＳ６に進み、連続制御モードを設定し、ステップＳ７で圧力偏差ΔＰに応じて電動弁の開度をフィードバック制御する。そしてステップＳ１２で放水停止指示をチェックした後、放水停止指示がなければステップＳ３に戻って処理を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ６による連続制御モードの設定による処理中に、ステップＳ５で圧力偏差が閾値±Ｐｔｈの範囲内に入ると、ステップＳ８に進み、間欠制御モードを設定する。間欠制御モードにあっては、ステップＳ９で圧力偏差ΔＰに応じた係数Ｋを決定した後、ステップＳ１０で、固定設定したオン時間Ｔｏｎ、オフ時間Ｔｏｆｆ及びインターバル時間ＴｉｎｔにステップＳ９で決定した係数Ｋを乗算する計算を行う。
【００５１】
そしてステップＳ１１で、演算されたオン時間に亘り電動弁１１に対し、そのときの偏差がプラスであれば閉制御信号を、マイナスであれば開制御信号となる制御信号を出力した後、オフ期間及びインターバル期間に亘り制御信号の出力を停止する。間欠制御モードにあっては、ステップＳ８〜Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ３〜Ｓ５の処理を繰り返す。
【００５２】
この間欠制御モードによる放水圧力の制御により放水銃の放水圧力は目標圧力に安定的に制御され、検出された火源に対し正確に消火用水を散布することができる。間欠制御モードによる放水制御中にステップＳ１２で放水停止指示があると、一連の処理を終了する。
【００５３】
また本発明は図１の放水銃制御盤１４に設けたコンピュータにより実行される放水圧力制御プログラムを提供するものであり、このプログラムは図６に示した放水圧力制御処理の内容を持つ。また放水銃制御盤１４に設けた本発明の放水圧力制御プログラムを実行するコンピュータのハードウェア資源としては、ＣＰＵのバスにメモリや通信ボードなどが接続され、ＣＰＵによりメモリ上に展開されたプログラムを実行することになる。
【００５４】
なお本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明が適用される放水銃システムの説明図
【図２】本発明による放水圧力制御装置の機能構成のブロック図
【図３】図２の間欠制御処理部で生成する間欠制御信号のタイミング説明図
【図４】圧力センサの検出圧力Ｐを一定割合で増加させた場合の図２の放水圧力制御信号のタイムチャート
【図５】図２の間欠制御処理で間欠制御信号の期間計算に使用する係数と圧力偏差の関係を示した説明図
【図６】図２の放水圧力制御処理のフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１０：放水銃
１１：電動弁
１２：火災検出器
１３：遠隔開閉弁
１４：放水銃制御盤
１５：放水圧力制御装置
１６：現場操作盤
１８：中央制御盤
２０：中央操作卓
２２：ポンプ
２４：ポンプ制御盤
２６：配水管
２８：エアーコンプレッサ
２９：空気配管
３０：圧力センサ
３２：放水圧力サンプリング部
３４：目標放水圧力設定部
３６：圧力偏差演算部
３８：偏差比較部
４０：連続制御処理部
４２：間欠制御処理部
４４：係数設定部
４６：間欠制御期間演算部
４８：間欠制御信号出力部
５０：間欠制御期間テーブル
５２：インターバル期間調整部
５４：偏差範囲調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、
前記放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、
前記放水銃の放水圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出し、前記圧力偏差が所定範囲を超える範囲では前記圧力偏差をなくすように前記電動弁の開度を制御信号により連続制御し、前記圧力偏差が前記所定範囲内では前記圧力偏差をなくすように前記圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により前記電動弁の開度を制御する制御部と、
前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整部と、
を備えたことを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の放水圧力制御装置に於いて、前記制御部は、前記間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させることを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の放水圧力制御装置に於いて、前記制御部は、前記所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、前記係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じて変化するオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定することを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の放水圧力制御装置に於いて、前記制御部は、前記所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して前記係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して前記係数の最小値を設定し、前記最大値と最小値の間で前記圧力偏差に応じて前記係数を変化させることを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項５】
警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、前記放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、前記放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの放水圧力制御方法に於いて、
前記圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出するステップと、
前記圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、前記圧力偏差をなくすように前記電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
前記圧力偏差が前記所定範囲内では、前記圧力偏差をなくすように前記圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により前記電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を備えたことを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項６】
請求項５記載の放水圧力制御方法に於いて、前記間欠制御ステップは、前記間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させることを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項７】
請求項５記載の放水圧力制御方法に於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、前記係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じたオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定することを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の放水圧力制御方法に於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して前記係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して前記係数の最小値を設定し、前記最大値と最小値の間で前記圧力偏差に応じて前記係数を変化させることを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項９】
警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、前記放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、前記放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの制御盤のコンピュータに、
前記圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出するステップと、
前記圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、前記圧力偏差をなくすように前記電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
前記圧力偏差が前記所定範囲内では、前記圧力偏差をなくすように前記圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により前記電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のプログラムに於いて、前記間欠制御ステップは、前記間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項９記載のプログラムに於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、前記係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じたオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のプログラムに於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して前記係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して前記係数の最小値を設定し、前記最大値と最小値の間で前記圧力偏差に応じて前記係数を変化させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、
前記放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、
前記放水銃の放水圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出し、前記圧力偏差が所定範囲を超える範囲では前記圧力偏差をなくすように前記電動弁の開度を制御信号により連続制御し、前記圧力偏差が前記所定範囲内では前記圧力偏差をなくすように前記圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により前記電動弁の開度を制御する制御部と、
前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整部と、
を備えたことを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の放水圧力制御装置に於いて、前記制御部は、前記間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させることを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の放水圧力制御装置に於いて、前記制御部は、前記所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、前記係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じて変化するオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定することを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の放水圧力制御装置に於いて、前記制御部は、前記所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して前記係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して前記係数の最小値を設定し、前記最大値と最小値の間で前記圧力偏差に応じて前記係数を変化させることを特徴とする放水圧力制御装置。
【請求項５】
警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、前記放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、前記放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの放水圧力制御方法に於いて、
前記圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出するステップと、
前記圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、前記圧力偏差をなくすように前記電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
前記圧力偏差が前記所定範囲内では、前記圧力偏差をなくすように前記圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により前記電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を備えたことを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項６】
請求項５記載の放水圧力制御方法に於いて、前記間欠制御ステップは、前記間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させることを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項７】
請求項５記載の放水圧力制御方法に於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、前記係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じたオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定することを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の放水圧力制御方法に於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して前記係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して前記係数の最小値を設定し、前記最大値と最小値の間で前記圧力偏差に応じて前記係数を変化させることを特徴とする放水圧力制御方法。
【請求項９】
警戒区域の火源位置に向けて消火用水を散布する放水銃と、前記放水銃に加圧消火用水を供給する配管に設けられた電動弁と、前記放水銃の放水圧力を検出する圧力センサとを備えた放水銃システムの制御盤のコンピュータに、
前記圧力センサの検出圧力と前記火源位置までの放水距離に応じて設定した目標圧力との圧力偏差を検出するステップと、
前記圧力偏差が所定範囲を超える範囲では、前記圧力偏差をなくすように前記電動弁の開度を制御信号により連続制御する連続制御ステップと、
前記圧力偏差が前記所定範囲内では、前記圧力偏差をなくすように前記圧力偏差に応じて決定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間をもつ間欠制御信号により前記電動弁の開度を制御する間欠制御ステップと、
必要に応じて前記間欠制御信号のインターバル期間を設定変更する調整ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のプログラムに於いて、前記間欠制御ステップは、前記間欠制御信号のオン期間、オフ期間及びインターバル期間を圧力偏差に比例して変化させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項９記載のプログラムに於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲内での圧力偏差に応じて変化する係数を設定し、前記係数を固定設定したオン期間、オフ期間及びインターバル期間に乗じて前記圧力偏差に応じたオン期間、オフ期間及びインターバル期間を決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のプログラムに於いて、前記間欠制御ステップは、前記所定範囲を決める閾値を与える圧力偏差に対応して前記係数の最大値を設定すると共に、圧力偏差零に対応して前記係数の最小値を設定し、前記最大値と最小値の間で前記圧力偏差に応じて前記係数を変化させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２２３４４０（Ｐ２００６−２２３４４０Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３８９２８（Ｐ２００５−３８９２８）
【出願日】平成１７年２月１６日（２００５．２．１６）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１６日（２００５．２．１６）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
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