汚泥掻寄機の制御システム
【課題】汚泥掻寄機のフライト板を駆動するための樹脂製チェーンの劣化及び破断を低減する。
【解決手段】制御システム１００は、商用電源からの電力と再生可能エネルギ源からの電力とを選択的に切り替えるスイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を備えた電源スイッチング部１１０と、汚泥掻き寄せの駆動装置６００に、電源スイッチング部によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える負荷駆動スイッチング部１２０と、これらを制御する制御回路部１４０とを備えている。制御回路部は、保守運転モードにおいて、電源スイッチング部及び負荷駆動スイッチング部を制御し、再生可能エネルギ源３００からの電力を汚泥掻寄機の駆動装置に印加し、フライト板を数回／日程度保守運転させる。保守運転により、樹脂製チェーンのある特定の部分が長時間空気中に露呈しないので、劣化等を低減することができる。
【解決手段】制御システム１００は、商用電源からの電力と再生可能エネルギ源からの電力とを選択的に切り替えるスイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を備えた電源スイッチング部１１０と、汚泥掻き寄せの駆動装置６００に、電源スイッチング部によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える負荷駆動スイッチング部１２０と、これらを制御する制御回路部１４０とを備えている。制御回路部は、保守運転モードにおいて、電源スイッチング部及び負荷駆動スイッチング部を制御し、再生可能エネルギ源３００からの電力を汚泥掻寄機の駆動装置に印加し、フライト板を数回／日程度保守運転させる。保守運転により、樹脂製チェーンのある特定の部分が長時間空気中に露呈しないので、劣化等を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理施設等の沈殿池内に設置されて、沈殿池の池底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻寄機（フライトコンベア）を制御するための制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライト板が循環し、フライト板が沈殿池の池底を走行するときに地底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、フライト板が沈殿池の水面を走行するときに水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻寄機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
該特許文献１に記載された汚泥掻寄機においては、駆動軸及び従動軸に掛け渡されたチェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライト板が、そのガイドシューがガイドレールに沿って走行しつつ、汚泥やスカムの掻き寄せを行っている。しかしながら、該汚泥掻寄機においては、大地震が発生した場合に、フライト板がガイドレールから脱線したり、また、駆動軸及び従動軸に掛け渡されたチェーンがスプロケットホイールから脱輪したりしてしまう恐れがあり、それを解消するために、本出願人は、特許文献２に記載されている汚泥掻寄機を提案した。
【０００３】
特許文献２に記載された汚泥掻寄機は、地震の振動によりフライト板のガイドシューがガイドレールから離れても、フライト板の移動位置をガード板によって規制することにより、フライト板のガイドシューのガイドレールからの脱線を防止するように構成されている。
その他、特許文献３及び４にも、従来例の汚泥掻寄機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５７７１３号公報
【特許文献２】特許第４５３６５９５号公報
【特許文献３】特開２０００−４０６号公報
【特許文献４】特開平１１−７０３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、汚泥掻寄機において、駆動軸（駆動モータ軸）と従動軸との間に一対の掻寄チェーンが掛けられている。この掻寄チェーンは、水中で使用することを前提として樹脂材料で構成されており、空気中に長時間露呈される場合には、紫外線、腐食性ガス、チェーンに固着した汚泥等により、劣化して破断したという事例が近年報告されている。これは、汚泥掻寄機が、運転を長時間停止された状態で、掻寄チェーンの一部又は全てが空気中に長時間露呈されてしまうことにより生じたものである。特に、汚泥掻寄機が配備される沈殿池からは腐食性のガスが発生される可能性が高く、また、紫外線が増大傾向にある近年の環境においては、樹脂製の掻寄チェーンの劣化による破断がより多く発生する恐れがある。また、一対の掻寄チェーンには、該チェーンの走行方向に直交する方向に、沈殿汚泥を掻き寄せるための複数のフライト板が設けられており、これらフライト板が掻寄チェーンと同様な樹脂材料で構成されている場合には、掻寄チェーンと同様な問題が生じる可能性がある。
【０００６】
図３を参照して、汚泥掻寄機の構成及びその問題点を詳細に説明する。図３は、特許文献２に記載された汚泥掻寄機の概要を示す断面図である。この汚泥掻寄機は、下水処理場等の沈殿池１に配置され、駆動装置（駆動モータ）２と、沈殿池１の内部に配置された駆動軸３、アイドラ軸４、テークアップ軸５及び水中軸６と、これらの各軸間に掛け渡した一対の無端状の掻寄チェーン７と、このチェーン７に所定のピッチで固着したフライト板（掻寄せ板）８とを備えている。アイドラ軸４、テークアップ軸５及び水中軸６は、駆動軸３に対する従動軸を構成する。また、テークアップ軸５は、フライト板８の走行方向に沿って前後動してチェーン７の張力を調節できるよう構成されている。
【０００７】
そして、駆動装置２により駆動軸３を回転させることによって、掻寄チェーン７が走行し、この掻寄チェーン７の走行に伴って、沈殿池１の池底側を走行しているフライト板８が、池底側に溜まった汚泥を汚泥貯留部１ａに掻寄せ、また水面側を走行しているフライト板８が水面に浮遊するスカムをスカムスキマ９に掻寄せる。該スカムスキマ９には、溢流堰が開閉自在に取付けられており、この溢流堰をフライト板８の走行を利用して押し下げることにより、沈殿池１の液面に浮遊しているスカムをフライト板により掻寄せ、水と共にトラフ９ａ内に流入させる。符号１０、１１は、フライト板８の走行をガイドするため、沈殿池１の側壁に沿って支持されたガイドレールであり、符号１２は、池底に敷設されたレール１２である。
【０００８】
図３に示した汚泥掻寄機において、例えば、沈殿池１の水位が駆動軸３の上端に達している場合には、汚泥掻寄機の運転が停止中であっても、チェーン７はほぼ全体が水中にある。チェーン７は、水中使用を意図した樹脂で形成されているため、水中に存在する限り、劣化はさほど進行しない。しかしながら、沈殿池１の水位は環境によって常時変動するものであり、特に休止中の場合は、水位の長期間の低下は免れない。そして、汚泥掻寄機の運転が停止状態で水位の低下が長期間継続すると、チェーン７の一部が長期的に空気中に晒されることになり、これにより、劣化が生じてしまい、場合によっては、チェーン７が破断してしまう。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、汚泥掻寄機において使用される樹脂製の掻寄チェーンの劣化及び破断を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明は、汚泥掻寄機を制御するための制御システムであって、
商用電源からの電力と再生可能エネルギ源からの電力とを選択的に切り替える電源切替手段と、
汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に、電源切替手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える負荷駆動スイッチング手段と、
汚泥掻寄機の運転を制御する制御手段であって、保守運転モードにおいて、電源切替手段及び負荷駆動スイッチング手段を制御して、再生可能エネルギ源からの電力を汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に印加するよう制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする制御システムを提供する。
【００１１】
上記した本発明に係る制御システムにおいては、制御システムは更に、保守運転モードにおいて、フライト板をどの程度の時間駆動させるかをオペレータが設定することができる設定手段を備え、制御手段は、設定手段において設定された時間だけ、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に印加するよう制御するよう構成することが好ましい。また、負荷駆動スイッチング手段はさらに、スカムスキマの駆動装置に、電源切換手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える手段を備えていることが好ましい。さらにまた、制御システムはさらに、商用電源からの電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段によって商用電源の電圧低下が検出された場合に、電源切換手段を制御して、商用電源からの電力を遮断して、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に供給するよう制御する手段とを備えていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る、汚泥掻寄機の制御システムの概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示した制御システムの詳細を示す図である。
【図３】汚泥掻寄機の構成を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る、汚泥掻寄機の駆動制御装置の実施形態を説明する前に、本発明の原理について説明する。
上述したように、掻寄チェーンを長期間連続的に空気中に露呈させた状態にしておくと劣化が大きく進行してしまうが、汚泥掻寄機を稼働している状態すなわちチェーンが、間欠的ではあっても沈殿池の水面下にある状態では、劣化がさほど進行するものではない。したがって、このような問題は、汚泥掻寄機を通常の運転モードで常時稼働すれば解消するが、使用していない沈殿池で汚泥掻寄機を連続的に稼働することは、電力エネルギを無駄に消費することになり、環境負荷を増大させることになる。
【００１４】
そこで、本発明においては、休止中の沈殿池においては、汚泥掻寄機を、１日に数回程度、間欠的に駆動させ、掻寄チェーンのある決まった部分が長期的に空気中に晒されることを防止する。また、汚泥掻寄機は、通常の運転状態においては、１周／１時間程度で常時走行しているが、使用停止中に掻寄チェーンを水中に浸すための走行は、１日に２周程度で、しかも低速走行でも十分である。さらに、休止中の沈殿池であるため、汚泥堆積が少ない。このようなことから、休止中の沈殿池での保守運転による掻き寄せ負荷は比較的小さいため、保守運転用に、主に太陽光発電装置等の再生可能な電力源を採用する。
【００１５】
上記した原理に基づいた本発明に係る、汚泥掻寄機の駆動制御システムの実施形態を図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明に係る、汚泥掻寄機の駆動制御システムの全体構成図であり、図１において、１００は動力制御装置、２００は商用電源、３００は太陽光発電等の再生可能エネルギ源、４００は再生可能エネルギ源３００からの電力を調整するパワーコンディショナ、５００はパワーコンディショナを介して供給される電力を蓄電する蓄電池である。また、６００は汚泥掻寄機の駆動装置（図５の駆動装置２に相当）、７００はスカムスキマの駆動装置である。なお、以降においては、再生可能エネルギ源３００、パワーコンディショナ４００及び蓄電池５００を総称して、再生可能エネルギ源３００と称することにする。
【００１６】
動力制御装置１００は、電源スイッチング部１１０と、負荷駆動スイッチング部１２０と、商用電源及び再生可能エネルギ源の電圧を検出する電圧検出部１３０ａ及び１３０ｂと、制御回路部１４０と、により構成されている。電源スイッチ部１１０は、商用電源２００からの電力を負荷に供給するためのスイッチＳＷ１１と、パワーコンディショナからすなわち再生可能エネルギ源３００からの電力を負荷に供給するためのスイッチＳＷ１２とを備えており、スイッチＳＷ１１及びＳ１２は、排他的にオン／オフされる。スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２は、デフォルト状態では、スイッチＳＷ１１がオンでＳＷ１２がオフ状態であり、制御回路部１４０からの信号によりオン／オフ制御され、また、手動操作によってもオン／オフ状態を切り替えることができる。
【００１７】
負荷駆動スイッチング部１２０は、汚泥掻寄機の駆動装置６００を駆動するか否かを示す信号に基づいて該駆動装置６００に電力を供給／遮断し、かつ、スカムスキマの駆動装置７００を駆動するか否かを示す信号に基づいて、該駆動装置７００に電力を供給／遮断するよう制御されるスイッチを備えている。負荷駆動スイッチング部１２０に具備されるスイッチは、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３と、リレー接点（ＭＳ）ＳＷ２４、ＳＷ２５である。スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３は、商用電源回路２００に設けられた電源スイッチＳＷ２と同期してオン／オフされる。また、スイッチＳＷ２４、ＳＷ２５は、制御回路部１４０からの信号によりオン／オフ制御される。
電圧検出部１３０ａ及び１３０ｂは、商用電源２００及び再生可能エネルギ源３００の電圧をそれぞれ検出する手段を備え、その検出出力を制御回路部１４０に供給する。
【００１８】
図２は、本発明に係る制御システムの構成をより詳細に示す図であり、特に、制御回路部１４０の構成を詳細に示している。なお、図２において、図１に示した構成要素と同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。図２に示すように、制御回路部１４０は、機器操作マスタ１４１、電源切替マスタ１４２、機器制御マスタ１４３、電源選択回路１４４、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、スカムスキマ操作選択回路１４６、汚泥掻寄機運転指令回路１４７、スカムスキマ運転指令回路１４８を備えている。これらは、オペレータにより操作され選択されて、以下に示す信号を出力する。
【００１９】
機器操作マスタ１４１は、汚泥掻寄機の駆動装置６００及びスカムスキマの駆動装置７００を、中央又は現場のいずれからの指令に基づいて運転するかを設定するものであり、中央からの指令に基づいて制御することを示す信号Ｓ１及び現場からの指示に基づいて制御することを示す信号Ｓ１＊を出力する。なお、信号Ｓ１＊は信号Ｓ１の反転信号であり、以下においても同様である。信号Ｓ１＊は、マスタ１４１内で信号Ｓ１を反転して生成してもよい。
電源切換マスタ１４２は、汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置６００及び７００へ供給する電源を、自動で切り替えるか（自動運転モード）又は手動で切り替えるか（手動運転モード）表す信号Ｓ２及びＳ２＊を出力する。信号Ｓ２＊は、マスタ１４２内で信号Ｓ２を反転して生成してもよい。
【００２０】
機器制御マスタ１４３は、汚泥掻寄機及びスカムスキマを「自動」、「通常」及び「保守」のいずれの運転状態とすべきかどうかを示す信号Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３を出力する。
電源選択回路１４４は、汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置６００及び７００へ供給する電源を、商用電源２００とするか又は再生可能エネルギ源３００とするかを示す信号Ｓ４及びＳ４＊を出力する。なお、電源選択回路１４４は、電源切換マスタ１４２の出力信号Ｓ２＊が高レベルの場合だけアクティブ状態となり、オペレータの選択に応じて、商用電源及び再生可能エネルギ源のいずれを使用するかを示すために、信号Ｓ４又はＳ４＊を出力する。信号Ｓ４＊は、回路１４４内において、信号Ｓ４を反転して生成してもよい。
【００２１】
汚泥掻寄機用の操作選択回路１４５は、汚泥掻寄機を自動操作するか又は手動操作するかを示す信号Ｓ５及びＳ５＊を出力する。信号Ｓ５＊は、回路１４５内で信号Ｓ５を反転して生成してもよい。
スカムスキマ用の操作選択回路１４６は、スカムスキマを自動モードで運転するか又は手動モードで運転するかを示す信号Ｓ６及びＳ６＊を出力する。信号Ｓ６＊は、回路１４６内で、信号Ｓ６を反転して生成してもよい。
【００２２】
汚泥掻寄機用の運転手動操作回路１４７は、操作選択回路１４５の出力信号Ｓ５＊が高レベル（「手動」設定）である場合にアクティブ状態となり、オペレータが汚泥掻寄機の運転を手動で操作することができる。運転の手動操作では、汚泥掻寄機をオペレータが逐次的に手動操作する。該回路１４７は、手動操作に応じて、汚泥掻寄機の運転／停止を示す運転指令を運転指令信号Ｓ１１として出力する。
同様に、スカムスキマ用の運転手動操作回路１４８は、操作選択回路１４６の出力信号Ｓ６＊が高レベルのときに、アクティブ状態となり、オペレータにより、スカムスキマの駆動が手動で操作される。該回路１４８は、手動操作に応じて、スカムスキマの運転／停止を示す運転指令を運転指令信号Ｓ１２として出力する。
【００２３】
汚泥掻寄機用の運転指令回路１４９及びスカムスキマ用の運転指令回路１５０は、自動運転モードの時にアクティブ状態となり、予め設定された自動運転スケジュールに基づいて、汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置をそれぞれ駆動する運転指令信号Ｓ１３及びＳ１４を出力する。なお、機器制御マスタ１４３における設定が保守運転モードである場合、運転指令信号Ｓ１３及びＳ１４は、保守用の運転指令信号となる。
また、制御回路部１４０には、中央機器操作マスタ（不図示）から、汚泥掻寄機用の運転指令信号Ｓ７、スカムスキマ用の運転指令信号Ｓ８が供給される。
【００２４】
図２に示した制御回路部１４０の動作を以下に説明する。なお、それぞれの信号が意図する指令状態は、それぞれの信号レベルが高レベルであるとする。また、商用電源及び再生可能エネルギ源それぞれが通常の電圧状態であって、それぞれの電圧検出部１３０ａ及び１３０ｂは、高レベルの信号を出力しているものとし、さらに、電源スイッチＳＷ２がオン状態を保持し、それに同期してスイッチＳＷ２１〜ＳＷ２３もオン状態を保持しているとする。
【００２５】
中央制御部からの指令に基づいて動作する場合
中央制御部からの指令に基づいて動作する場合は、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１が高レベルに設定され、すなわち中央制御部からの指令に基づいて、汚泥掻寄機の駆動装置６００及びスカムスキマの駆動装置７００の駆動を制御するよう設定される。また、スイッチＳＷ１１がオペレータにより、手動でターンオンされる。
この状態で、中央制御部からの汚泥掻寄機用の運転指令信号Ｓ７が高レベルとなると、ＡＮＤ１（ＡＮＤ回路１（以下同様））の出力は高レベルとなり、ＯＲ１（ＯＲ回路１（以下同様））の出力信号Ｓ９は高レベルとなる。その結果、スイッチング回路１２０のスイッチＳＷ２４がターンオンされ、商用電源２００からの電力が、スイッチＳＷ１１、ＳＷ２１、ＳＷ２４を介して汚泥掻寄機の駆動装置６００に印加される。これにより、該装置が駆動されて掻き寄せ動作を実行する。同様に、中央制御部からのスカムスキマ用の運転指令信号Ｓ８が高レベルとなると、ＡＮＤ２を介してＯＲ２の出力信号Ｓ１０が高レベルとなってスイッチＳＷ２５がターンオンし、商用電源２００からの電力が、スイッチＳＷ１１、ＳＷ２２、ＳＷ２５を介してスカムスキマの駆動装置７００に印加されて、スカムスキマ動作を実行する。
【００２６】
現場からの指令に基づいて手動運転モードで動作する場合
このモードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、また、電源切替マスタ１４２、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ２＊、Ｓ５＊、及びＳ６＊がそれぞれ高レベル（「手動」を選択）に設定される。
そして、オペレータが商用電源を選択することにより、電源選択回路１４４の出力Ｓ４が高レベルとなると、ＯＲ３を介して高レベルの制御信号がスイッチＳＷ１１に供給され、これにより、スイッチＳＷ１１がターンオンされて、商用電源２００からの電力が供給可能となる。逆に、オペレータが再生可能エネルギ源３００を選択した場合には、信号Ｓ４＊が高レベルとなって、スイッチＳＷ１２をターンオンする高レベルの制御信号を供給し、再生可能エネルギ源からの電力が供給可能となる。
【００２７】
商用電源２００からの電力が供給可能な状態、すなわち、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ１１、ＳＷ２１〜ＳＷ２３がオン状態で、汚泥掻寄機操作選択回路１４５の出力信号Ｓ５＊が高レベルとなると、汚泥掻寄機手動操作回路１４７がアクティブ状態となる。そして、該回路１４７からオペレータの設定に基づいた高レベルの運転指令信号Ｓ１１が出力されると、ＯＲ１の出力信号Ｓ９が高レベルとなり、スイッチＳＷ２４をターンオンして、汚泥掻寄機の駆動装置６００を駆動する。同様に、スカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ６＊が高レベルであるため、スカムスキマ手動操作回路１４８がアクティブ状態となり、該回路１４８から、オペレータの設定に基づいた高レベルの運転指令信号Ｓ１２によりＯＲ２の出力信号Ｓ１０が高レベルとなり、スイッチＳＷ２５をターンオンして、スカムスキマの駆動装置７００を駆動する。
【００２８】
現場からの指令に基づいて自動運転モードで動作する場合
このモードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、また、電源切替マスタ１４２、機器制御マスタ１４３、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ２、Ｓ３１、Ｓ５、及びＳ６がそれぞれ高レベル（「自動」を選択）に設定される。なお、電源選択回路１４４は、電源切換マスタ１４２の出力信号Ｓ２＊が高レベルの場合だけアクティブ状態となるため、信号Ｓ４及びＳ４＊のいずれも低レベル状態である。
【００２９】
そして、信号Ｓ２が高レベルであることから、ＡＮＤ３及びＯＲ３を介して、スイッチＳＷ１１をオン状態とする制御信号が出力される。また、信号Ｓ２及びＳ３１が高レベルであるため、ＡＮＤ３、ＡＮＤ５の出力信号が高レベルとなり、ＯＲ５及びＯＲ７を介して高レベルの信号がＡＮＤ７に印加される。このとき、信号Ｓ５が高レベルであることから、汚泥掻寄機用の自動運転指令回路１４９をアクティブ状態とし、該回路１４９に予め設定された汚泥掻寄機の駆動装置６００に対する自動運転指令信号Ｓ１３を出力する。これにより、ＯＲ１を介してスイッチＳＷ２４に高レベルの制御信号Ｓ９が供給されることにより、自動運転指令に応答してＳＷ２４がターンオンし、汚泥掻寄機の駆動装置を駆動する。同様に、信号Ｓ６が高レベルであることから、スカムスキマ用の自動運転指令回路１５０をアクティブ状態とし、該回路に予め設定されたスカムスキマの駆動装置７００に対する自動運転指令信号Ｓ１４が出力される。これにより、ＯＲ２を介してスイッチＳＷ２５に高レベルの制御信号Ｓ１０が供給されるので、自動運転指令に応答してスイッチＳＷ２５がターンオンし、スカムスキマの駆動装置７００を駆動する。
【００３０】
現場からの指令に基づいて通常運転モードで動作する場合
この通常運転モードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、機器制御マスタ１４３の出力信号Ｓ３２が高レベル（すなわち、「通常運転」をするよう設定され、また、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ５、及びＳ６がそれぞれ高レベル（「自動」を選択）に設定される。
信号Ｓ３２が高レベルに設定されているので、ＯＲ５、ＯＲ７及びＡＮＤ７を介して汚泥掻寄機用の自動運転指令回路１４９がアクティブ状態となり、また、ＯＲ５及びＡＮＤ８を介してスカムスキマ用の自動運転指令回路１５０がアクティブ状態となる。したがって、自動モードの場合と同様に、これら回路からの運転指令信号が、ＯＲ１及びＯＲ２を介して、制御信号Ｓ９及びＳ１０としてスイッチＳＷ２４及びＳＷ２５に印加され、対応する駆動装置が運転指令信号に基づいて駆動される。
【００３１】
現場からの指令に基づいて保守運転モードで動作する場合
保守運転モードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、電源切換マスタ１４２の信号Ｓ２＊が高レベル（「手動」を選択）となるように設定され、機器制御マスタ１４３の出力信号Ｓ３３が高レベル（すなわち、「保守運転」をするよう設定され、また、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ５、及びＳ６がそれぞれ高レベル（「自動」を選択）に設定される。また、信号Ｓ２＊が高レベルとなることから、電源選択回路１４４がアクティブ状態となり、保守運転モードでは、通常、オペレータにより、再生エネルギ源を使用するように選択され、これにより、ＯＲ４を介してスイッチＳＷ１２をターンオンさせる。これにより、再生エネルギ源３００側から電力が供給される。
【００３２】
そして、信号Ｓ３３が高レベルとなることにより、ＯＲ６及びＯＲ７を介してＡＮＤ７の一方の入力が高レベルとなり、また、信号Ｓ５が高レベルであることから、ＡＮＤ７の出力が高レベルとなる。また、保守運転モードであることを示す高レベルの信号Ｓ３３が自動運転指令回路１４９に供給されることから、該回路は、予め設定された保守運転指令に基づいて運転指令信号Ｓ１３を出力する。これにより、ＯＲ１を介してスイッチＳＷ２４がターンオンされて、汚泥掻寄機の駆動装置６００が駆動される。
【００３３】
これにより、保守運転用の運転指令信号に基づき、再生可能エネルギ源からの電力が印加されて、汚泥掻寄機の駆動装置６００が駆動される。保守運転モードでは、汚泥掻寄機は、例えば１日に２〜３回の割合で汚泥掻寄機のチェーンが１周すればよく、自動運転指令回路１４９は、そのようなタイミング及び時間幅の運転指令信号を出力する。再生可能エネルギ源３００からの電力が低下しても、汚泥掻寄機を比較的低速で駆動しても問題がない。
【００３４】
以上、商用電源及び再生可能エネルギ源からの電力供給に異常が生じていない状態についての動作を説明したが、自動運転モードで運転中に電力供給に異常が生じた場合について、以下に説明する。
【００３５】
商用電源２００からの電力で汚泥掻寄機又はスカムスキマの駆動装置６００又は７００が駆動されている状態で、障害等によって商用電源２００からの電圧低下が生じた場合、それを電圧検出部１３０ａが検出すると、その出力が低レベルとなる。その結果、ＡＮＤ３の出力が低レベルとなり、自動運転モードであるため、電源選択回路１４４の出力Ｓ４が低レベルであるため、ＯＲ３の出力信号が低レベルとなり、これにより、スイッチＳＷ１１をターンオフする。また、電圧検出部１３０ａの出力信号が低レベルであるため、ＡＮＤ４の出力が高レベルとなり、ＯＲ４を介してスイッチＳＷ１２がターンオンされる。これにより、負荷すなわち汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置６００及び７００に供給される電力源が、商用電源２００から再生エネルギ源３００に切り替えられる。
【００３６】
なお、再生可能エネルギ源３００は、通常、手動運転モード及び保守運転モードで使用されて自動運転モードでは使用されないが、商用電源２００に障害が生じた場合のみ、自動運転モードでもバックアップ電源として自動的に切替られ使用される。
また、通常運転モードにおいては、商用電源２００に障害が生じない限り汚泥掻寄機の駆動電力として商用電源を使用するので、スカムスキマの駆動用に常に再生可能エネルギ源を用いるように制御してもよい。
さらに、保守運転モードの場合、掻寄チェーンの水面から露出する部分が、常に固定されないように、自動運転指令回路１４９に設定される運転指令における継続時間を設定することが好ましい。例えば、掻寄チェーンが整数周期＋α移動することができるように設定すればよい。
【００３７】
本発明は上記したように構成され、保守運転モードにおいて、汚泥掻寄機を１日に数回転程度、自動的に保守運転することができるので、樹脂製の掻寄チェーンのある特定の部分を常時空気中に露呈させることがなく、掻寄チェーンの劣化及び破断を低減することができる。また、保守運転モード以外のモードで運転中に商用電源が停電等の電力低下が生じた場合、それを検出して自動的に、使用される電源が商用電源から再生エネルギ源に切り替えられて汚泥掻寄機を駆動するので、沈殿池に汚泥が過度に堆積することを防止することができ、その結果、過度の堆積による汚泥掻寄機の運転不能状態を回避することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理施設等の沈殿池内に設置されて、沈殿池の池底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻寄機（フライトコンベア）を制御するための制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライト板が循環し、フライト板が沈殿池の池底を走行するときに地底に堆積する汚泥を掻き寄せるとともに、フライト板が沈殿池の水面を走行するときに水面に浮遊するスカムを掻き寄せる汚泥掻寄機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
該特許文献１に記載された汚泥掻寄機においては、駆動軸及び従動軸に掛け渡されたチェーンの走行に伴って沈殿池の内部を長尺状のフライト板が、そのガイドシューがガイドレールに沿って走行しつつ、汚泥やスカムの掻き寄せを行っている。しかしながら、該汚泥掻寄機においては、大地震が発生した場合に、フライト板がガイドレールから脱線したり、また、駆動軸及び従動軸に掛け渡されたチェーンがスプロケットホイールから脱輪したりしてしまう恐れがあり、それを解消するために、本出願人は、特許文献２に記載されている汚泥掻寄機を提案した。
【０００３】
特許文献２に記載された汚泥掻寄機は、地震の振動によりフライト板のガイドシューがガイドレールから離れても、フライト板の移動位置をガード板によって規制することにより、フライト板のガイドシューのガイドレールからの脱線を防止するように構成されている。
その他、特許文献３及び４にも、従来例の汚泥掻寄機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５７７１３号公報
【特許文献２】特許第４５３６５９５号公報
【特許文献３】特開２０００−４０６号公報
【特許文献４】特開平１１−７０３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、汚泥掻寄機において、駆動軸（駆動モータ軸）と従動軸との間に一対の掻寄チェーンが掛けられている。この掻寄チェーンは、水中で使用することを前提として樹脂材料で構成されており、空気中に長時間露呈される場合には、紫外線、腐食性ガス、チェーンに固着した汚泥等により、劣化して破断したという事例が近年報告されている。これは、汚泥掻寄機が、運転を長時間停止された状態で、掻寄チェーンの一部又は全てが空気中に長時間露呈されてしまうことにより生じたものである。特に、汚泥掻寄機が配備される沈殿池からは腐食性のガスが発生される可能性が高く、また、紫外線が増大傾向にある近年の環境においては、樹脂製の掻寄チェーンの劣化による破断がより多く発生する恐れがある。また、一対の掻寄チェーンには、該チェーンの走行方向に直交する方向に、沈殿汚泥を掻き寄せるための複数のフライト板が設けられており、これらフライト板が掻寄チェーンと同様な樹脂材料で構成されている場合には、掻寄チェーンと同様な問題が生じる可能性がある。
【０００６】
図３を参照して、汚泥掻寄機の構成及びその問題点を詳細に説明する。図３は、特許文献２に記載された汚泥掻寄機の概要を示す断面図である。この汚泥掻寄機は、下水処理場等の沈殿池１に配置され、駆動装置（駆動モータ）２と、沈殿池１の内部に配置された駆動軸３、アイドラ軸４、テークアップ軸５及び水中軸６と、これらの各軸間に掛け渡した一対の無端状の掻寄チェーン７と、このチェーン７に所定のピッチで固着したフライト板（掻寄せ板）８とを備えている。アイドラ軸４、テークアップ軸５及び水中軸６は、駆動軸３に対する従動軸を構成する。また、テークアップ軸５は、フライト板８の走行方向に沿って前後動してチェーン７の張力を調節できるよう構成されている。
【０００７】
そして、駆動装置２により駆動軸３を回転させることによって、掻寄チェーン７が走行し、この掻寄チェーン７の走行に伴って、沈殿池１の池底側を走行しているフライト板８が、池底側に溜まった汚泥を汚泥貯留部１ａに掻寄せ、また水面側を走行しているフライト板８が水面に浮遊するスカムをスカムスキマ９に掻寄せる。該スカムスキマ９には、溢流堰が開閉自在に取付けられており、この溢流堰をフライト板８の走行を利用して押し下げることにより、沈殿池１の液面に浮遊しているスカムをフライト板により掻寄せ、水と共にトラフ９ａ内に流入させる。符号１０、１１は、フライト板８の走行をガイドするため、沈殿池１の側壁に沿って支持されたガイドレールであり、符号１２は、池底に敷設されたレール１２である。
【０００８】
図３に示した汚泥掻寄機において、例えば、沈殿池１の水位が駆動軸３の上端に達している場合には、汚泥掻寄機の運転が停止中であっても、チェーン７はほぼ全体が水中にある。チェーン７は、水中使用を意図した樹脂で形成されているため、水中に存在する限り、劣化はさほど進行しない。しかしながら、沈殿池１の水位は環境によって常時変動するものであり、特に休止中の場合は、水位の長期間の低下は免れない。そして、汚泥掻寄機の運転が停止状態で水位の低下が長期間継続すると、チェーン７の一部が長期的に空気中に晒されることになり、これにより、劣化が生じてしまい、場合によっては、チェーン７が破断してしまう。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、汚泥掻寄機において使用される樹脂製の掻寄チェーンの劣化及び破断を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明は、汚泥掻寄機を制御するための制御システムであって、
商用電源からの電力と再生可能エネルギ源からの電力とを選択的に切り替える電源切替手段と、
汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に、電源切替手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える負荷駆動スイッチング手段と、
汚泥掻寄機の運転を制御する制御手段であって、保守運転モードにおいて、電源切替手段及び負荷駆動スイッチング手段を制御して、再生可能エネルギ源からの電力を汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に印加するよう制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする制御システムを提供する。
【００１１】
上記した本発明に係る制御システムにおいては、制御システムは更に、保守運転モードにおいて、フライト板をどの程度の時間駆動させるかをオペレータが設定することができる設定手段を備え、制御手段は、設定手段において設定された時間だけ、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に印加するよう制御するよう構成することが好ましい。また、負荷駆動スイッチング手段はさらに、スカムスキマの駆動装置に、電源切換手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える手段を備えていることが好ましい。さらにまた、制御システムはさらに、商用電源からの電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段によって商用電源の電圧低下が検出された場合に、電源切換手段を制御して、商用電源からの電力を遮断して、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に供給するよう制御する手段とを備えていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る、汚泥掻寄機の制御システムの概略を示すブロック図である。
【図２】図１に示した制御システムの詳細を示す図である。
【図３】汚泥掻寄機の構成を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る、汚泥掻寄機の駆動制御装置の実施形態を説明する前に、本発明の原理について説明する。
上述したように、掻寄チェーンを長期間連続的に空気中に露呈させた状態にしておくと劣化が大きく進行してしまうが、汚泥掻寄機を稼働している状態すなわちチェーンが、間欠的ではあっても沈殿池の水面下にある状態では、劣化がさほど進行するものではない。したがって、このような問題は、汚泥掻寄機を通常の運転モードで常時稼働すれば解消するが、使用していない沈殿池で汚泥掻寄機を連続的に稼働することは、電力エネルギを無駄に消費することになり、環境負荷を増大させることになる。
【００１４】
そこで、本発明においては、休止中の沈殿池においては、汚泥掻寄機を、１日に数回程度、間欠的に駆動させ、掻寄チェーンのある決まった部分が長期的に空気中に晒されることを防止する。また、汚泥掻寄機は、通常の運転状態においては、１周／１時間程度で常時走行しているが、使用停止中に掻寄チェーンを水中に浸すための走行は、１日に２周程度で、しかも低速走行でも十分である。さらに、休止中の沈殿池であるため、汚泥堆積が少ない。このようなことから、休止中の沈殿池での保守運転による掻き寄せ負荷は比較的小さいため、保守運転用に、主に太陽光発電装置等の再生可能な電力源を採用する。
【００１５】
上記した原理に基づいた本発明に係る、汚泥掻寄機の駆動制御システムの実施形態を図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明に係る、汚泥掻寄機の駆動制御システムの全体構成図であり、図１において、１００は動力制御装置、２００は商用電源、３００は太陽光発電等の再生可能エネルギ源、４００は再生可能エネルギ源３００からの電力を調整するパワーコンディショナ、５００はパワーコンディショナを介して供給される電力を蓄電する蓄電池である。また、６００は汚泥掻寄機の駆動装置（図５の駆動装置２に相当）、７００はスカムスキマの駆動装置である。なお、以降においては、再生可能エネルギ源３００、パワーコンディショナ４００及び蓄電池５００を総称して、再生可能エネルギ源３００と称することにする。
【００１６】
動力制御装置１００は、電源スイッチング部１１０と、負荷駆動スイッチング部１２０と、商用電源及び再生可能エネルギ源の電圧を検出する電圧検出部１３０ａ及び１３０ｂと、制御回路部１４０と、により構成されている。電源スイッチ部１１０は、商用電源２００からの電力を負荷に供給するためのスイッチＳＷ１１と、パワーコンディショナからすなわち再生可能エネルギ源３００からの電力を負荷に供給するためのスイッチＳＷ１２とを備えており、スイッチＳＷ１１及びＳ１２は、排他的にオン／オフされる。スイッチＳＷ１１及びＳＷ１２は、デフォルト状態では、スイッチＳＷ１１がオンでＳＷ１２がオフ状態であり、制御回路部１４０からの信号によりオン／オフ制御され、また、手動操作によってもオン／オフ状態を切り替えることができる。
【００１７】
負荷駆動スイッチング部１２０は、汚泥掻寄機の駆動装置６００を駆動するか否かを示す信号に基づいて該駆動装置６００に電力を供給／遮断し、かつ、スカムスキマの駆動装置７００を駆動するか否かを示す信号に基づいて、該駆動装置７００に電力を供給／遮断するよう制御されるスイッチを備えている。負荷駆動スイッチング部１２０に具備されるスイッチは、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３と、リレー接点（ＭＳ）ＳＷ２４、ＳＷ２５である。スイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３は、商用電源回路２００に設けられた電源スイッチＳＷ２と同期してオン／オフされる。また、スイッチＳＷ２４、ＳＷ２５は、制御回路部１４０からの信号によりオン／オフ制御される。
電圧検出部１３０ａ及び１３０ｂは、商用電源２００及び再生可能エネルギ源３００の電圧をそれぞれ検出する手段を備え、その検出出力を制御回路部１４０に供給する。
【００１８】
図２は、本発明に係る制御システムの構成をより詳細に示す図であり、特に、制御回路部１４０の構成を詳細に示している。なお、図２において、図１に示した構成要素と同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。図２に示すように、制御回路部１４０は、機器操作マスタ１４１、電源切替マスタ１４２、機器制御マスタ１４３、電源選択回路１４４、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、スカムスキマ操作選択回路１４６、汚泥掻寄機運転指令回路１４７、スカムスキマ運転指令回路１４８を備えている。これらは、オペレータにより操作され選択されて、以下に示す信号を出力する。
【００１９】
機器操作マスタ１４１は、汚泥掻寄機の駆動装置６００及びスカムスキマの駆動装置７００を、中央又は現場のいずれからの指令に基づいて運転するかを設定するものであり、中央からの指令に基づいて制御することを示す信号Ｓ１及び現場からの指示に基づいて制御することを示す信号Ｓ１＊を出力する。なお、信号Ｓ１＊は信号Ｓ１の反転信号であり、以下においても同様である。信号Ｓ１＊は、マスタ１４１内で信号Ｓ１を反転して生成してもよい。
電源切換マスタ１４２は、汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置６００及び７００へ供給する電源を、自動で切り替えるか（自動運転モード）又は手動で切り替えるか（手動運転モード）表す信号Ｓ２及びＳ２＊を出力する。信号Ｓ２＊は、マスタ１４２内で信号Ｓ２を反転して生成してもよい。
【００２０】
機器制御マスタ１４３は、汚泥掻寄機及びスカムスキマを「自動」、「通常」及び「保守」のいずれの運転状態とすべきかどうかを示す信号Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３を出力する。
電源選択回路１４４は、汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置６００及び７００へ供給する電源を、商用電源２００とするか又は再生可能エネルギ源３００とするかを示す信号Ｓ４及びＳ４＊を出力する。なお、電源選択回路１４４は、電源切換マスタ１４２の出力信号Ｓ２＊が高レベルの場合だけアクティブ状態となり、オペレータの選択に応じて、商用電源及び再生可能エネルギ源のいずれを使用するかを示すために、信号Ｓ４又はＳ４＊を出力する。信号Ｓ４＊は、回路１４４内において、信号Ｓ４を反転して生成してもよい。
【００２１】
汚泥掻寄機用の操作選択回路１４５は、汚泥掻寄機を自動操作するか又は手動操作するかを示す信号Ｓ５及びＳ５＊を出力する。信号Ｓ５＊は、回路１４５内で信号Ｓ５を反転して生成してもよい。
スカムスキマ用の操作選択回路１４６は、スカムスキマを自動モードで運転するか又は手動モードで運転するかを示す信号Ｓ６及びＳ６＊を出力する。信号Ｓ６＊は、回路１４６内で、信号Ｓ６を反転して生成してもよい。
【００２２】
汚泥掻寄機用の運転手動操作回路１４７は、操作選択回路１４５の出力信号Ｓ５＊が高レベル（「手動」設定）である場合にアクティブ状態となり、オペレータが汚泥掻寄機の運転を手動で操作することができる。運転の手動操作では、汚泥掻寄機をオペレータが逐次的に手動操作する。該回路１４７は、手動操作に応じて、汚泥掻寄機の運転／停止を示す運転指令を運転指令信号Ｓ１１として出力する。
同様に、スカムスキマ用の運転手動操作回路１４８は、操作選択回路１４６の出力信号Ｓ６＊が高レベルのときに、アクティブ状態となり、オペレータにより、スカムスキマの駆動が手動で操作される。該回路１４８は、手動操作に応じて、スカムスキマの運転／停止を示す運転指令を運転指令信号Ｓ１２として出力する。
【００２３】
汚泥掻寄機用の運転指令回路１４９及びスカムスキマ用の運転指令回路１５０は、自動運転モードの時にアクティブ状態となり、予め設定された自動運転スケジュールに基づいて、汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置をそれぞれ駆動する運転指令信号Ｓ１３及びＳ１４を出力する。なお、機器制御マスタ１４３における設定が保守運転モードである場合、運転指令信号Ｓ１３及びＳ１４は、保守用の運転指令信号となる。
また、制御回路部１４０には、中央機器操作マスタ（不図示）から、汚泥掻寄機用の運転指令信号Ｓ７、スカムスキマ用の運転指令信号Ｓ８が供給される。
【００２４】
図２に示した制御回路部１４０の動作を以下に説明する。なお、それぞれの信号が意図する指令状態は、それぞれの信号レベルが高レベルであるとする。また、商用電源及び再生可能エネルギ源それぞれが通常の電圧状態であって、それぞれの電圧検出部１３０ａ及び１３０ｂは、高レベルの信号を出力しているものとし、さらに、電源スイッチＳＷ２がオン状態を保持し、それに同期してスイッチＳＷ２１〜ＳＷ２３もオン状態を保持しているとする。
【００２５】
中央制御部からの指令に基づいて動作する場合
中央制御部からの指令に基づいて動作する場合は、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１が高レベルに設定され、すなわち中央制御部からの指令に基づいて、汚泥掻寄機の駆動装置６００及びスカムスキマの駆動装置７００の駆動を制御するよう設定される。また、スイッチＳＷ１１がオペレータにより、手動でターンオンされる。
この状態で、中央制御部からの汚泥掻寄機用の運転指令信号Ｓ７が高レベルとなると、ＡＮＤ１（ＡＮＤ回路１（以下同様））の出力は高レベルとなり、ＯＲ１（ＯＲ回路１（以下同様））の出力信号Ｓ９は高レベルとなる。その結果、スイッチング回路１２０のスイッチＳＷ２４がターンオンされ、商用電源２００からの電力が、スイッチＳＷ１１、ＳＷ２１、ＳＷ２４を介して汚泥掻寄機の駆動装置６００に印加される。これにより、該装置が駆動されて掻き寄せ動作を実行する。同様に、中央制御部からのスカムスキマ用の運転指令信号Ｓ８が高レベルとなると、ＡＮＤ２を介してＯＲ２の出力信号Ｓ１０が高レベルとなってスイッチＳＷ２５がターンオンし、商用電源２００からの電力が、スイッチＳＷ１１、ＳＷ２２、ＳＷ２５を介してスカムスキマの駆動装置７００に印加されて、スカムスキマ動作を実行する。
【００２６】
現場からの指令に基づいて手動運転モードで動作する場合
このモードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、また、電源切替マスタ１４２、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ２＊、Ｓ５＊、及びＳ６＊がそれぞれ高レベル（「手動」を選択）に設定される。
そして、オペレータが商用電源を選択することにより、電源選択回路１４４の出力Ｓ４が高レベルとなると、ＯＲ３を介して高レベルの制御信号がスイッチＳＷ１１に供給され、これにより、スイッチＳＷ１１がターンオンされて、商用電源２００からの電力が供給可能となる。逆に、オペレータが再生可能エネルギ源３００を選択した場合には、信号Ｓ４＊が高レベルとなって、スイッチＳＷ１２をターンオンする高レベルの制御信号を供給し、再生可能エネルギ源からの電力が供給可能となる。
【００２７】
商用電源２００からの電力が供給可能な状態、すなわち、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ１１、ＳＷ２１〜ＳＷ２３がオン状態で、汚泥掻寄機操作選択回路１４５の出力信号Ｓ５＊が高レベルとなると、汚泥掻寄機手動操作回路１４７がアクティブ状態となる。そして、該回路１４７からオペレータの設定に基づいた高レベルの運転指令信号Ｓ１１が出力されると、ＯＲ１の出力信号Ｓ９が高レベルとなり、スイッチＳＷ２４をターンオンして、汚泥掻寄機の駆動装置６００を駆動する。同様に、スカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ６＊が高レベルであるため、スカムスキマ手動操作回路１４８がアクティブ状態となり、該回路１４８から、オペレータの設定に基づいた高レベルの運転指令信号Ｓ１２によりＯＲ２の出力信号Ｓ１０が高レベルとなり、スイッチＳＷ２５をターンオンして、スカムスキマの駆動装置７００を駆動する。
【００２８】
現場からの指令に基づいて自動運転モードで動作する場合
このモードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、また、電源切替マスタ１４２、機器制御マスタ１４３、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ２、Ｓ３１、Ｓ５、及びＳ６がそれぞれ高レベル（「自動」を選択）に設定される。なお、電源選択回路１４４は、電源切換マスタ１４２の出力信号Ｓ２＊が高レベルの場合だけアクティブ状態となるため、信号Ｓ４及びＳ４＊のいずれも低レベル状態である。
【００２９】
そして、信号Ｓ２が高レベルであることから、ＡＮＤ３及びＯＲ３を介して、スイッチＳＷ１１をオン状態とする制御信号が出力される。また、信号Ｓ２及びＳ３１が高レベルであるため、ＡＮＤ３、ＡＮＤ５の出力信号が高レベルとなり、ＯＲ５及びＯＲ７を介して高レベルの信号がＡＮＤ７に印加される。このとき、信号Ｓ５が高レベルであることから、汚泥掻寄機用の自動運転指令回路１４９をアクティブ状態とし、該回路１４９に予め設定された汚泥掻寄機の駆動装置６００に対する自動運転指令信号Ｓ１３を出力する。これにより、ＯＲ１を介してスイッチＳＷ２４に高レベルの制御信号Ｓ９が供給されることにより、自動運転指令に応答してＳＷ２４がターンオンし、汚泥掻寄機の駆動装置を駆動する。同様に、信号Ｓ６が高レベルであることから、スカムスキマ用の自動運転指令回路１５０をアクティブ状態とし、該回路に予め設定されたスカムスキマの駆動装置７００に対する自動運転指令信号Ｓ１４が出力される。これにより、ＯＲ２を介してスイッチＳＷ２５に高レベルの制御信号Ｓ１０が供給されるので、自動運転指令に応答してスイッチＳＷ２５がターンオンし、スカムスキマの駆動装置７００を駆動する。
【００３０】
現場からの指令に基づいて通常運転モードで動作する場合
この通常運転モードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、機器制御マスタ１４３の出力信号Ｓ３２が高レベル（すなわち、「通常運転」をするよう設定され、また、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ５、及びＳ６がそれぞれ高レベル（「自動」を選択）に設定される。
信号Ｓ３２が高レベルに設定されているので、ＯＲ５、ＯＲ７及びＡＮＤ７を介して汚泥掻寄機用の自動運転指令回路１４９がアクティブ状態となり、また、ＯＲ５及びＡＮＤ８を介してスカムスキマ用の自動運転指令回路１５０がアクティブ状態となる。したがって、自動モードの場合と同様に、これら回路からの運転指令信号が、ＯＲ１及びＯＲ２を介して、制御信号Ｓ９及びＳ１０としてスイッチＳＷ２４及びＳＷ２５に印加され、対応する駆動装置が運転指令信号に基づいて駆動される。
【００３１】
現場からの指令に基づいて保守運転モードで動作する場合
保守運転モードでは、機器操作マスタ１４１の信号Ｓ１＊が高レベル（「現場」を選択）となるよう設定され、電源切換マスタ１４２の信号Ｓ２＊が高レベル（「手動」を選択）となるように設定され、機器制御マスタ１４３の出力信号Ｓ３３が高レベル（すなわち、「保守運転」をするよう設定され、また、汚泥掻寄機操作選択回路１４５、及びスカムスキマ操作選択回路１４６の出力信号Ｓ５、及びＳ６がそれぞれ高レベル（「自動」を選択）に設定される。また、信号Ｓ２＊が高レベルとなることから、電源選択回路１４４がアクティブ状態となり、保守運転モードでは、通常、オペレータにより、再生エネルギ源を使用するように選択され、これにより、ＯＲ４を介してスイッチＳＷ１２をターンオンさせる。これにより、再生エネルギ源３００側から電力が供給される。
【００３２】
そして、信号Ｓ３３が高レベルとなることにより、ＯＲ６及びＯＲ７を介してＡＮＤ７の一方の入力が高レベルとなり、また、信号Ｓ５が高レベルであることから、ＡＮＤ７の出力が高レベルとなる。また、保守運転モードであることを示す高レベルの信号Ｓ３３が自動運転指令回路１４９に供給されることから、該回路は、予め設定された保守運転指令に基づいて運転指令信号Ｓ１３を出力する。これにより、ＯＲ１を介してスイッチＳＷ２４がターンオンされて、汚泥掻寄機の駆動装置６００が駆動される。
【００３３】
これにより、保守運転用の運転指令信号に基づき、再生可能エネルギ源からの電力が印加されて、汚泥掻寄機の駆動装置６００が駆動される。保守運転モードでは、汚泥掻寄機は、例えば１日に２〜３回の割合で汚泥掻寄機のチェーンが１周すればよく、自動運転指令回路１４９は、そのようなタイミング及び時間幅の運転指令信号を出力する。再生可能エネルギ源３００からの電力が低下しても、汚泥掻寄機を比較的低速で駆動しても問題がない。
【００３４】
以上、商用電源及び再生可能エネルギ源からの電力供給に異常が生じていない状態についての動作を説明したが、自動運転モードで運転中に電力供給に異常が生じた場合について、以下に説明する。
【００３５】
商用電源２００からの電力で汚泥掻寄機又はスカムスキマの駆動装置６００又は７００が駆動されている状態で、障害等によって商用電源２００からの電圧低下が生じた場合、それを電圧検出部１３０ａが検出すると、その出力が低レベルとなる。その結果、ＡＮＤ３の出力が低レベルとなり、自動運転モードであるため、電源選択回路１４４の出力Ｓ４が低レベルであるため、ＯＲ３の出力信号が低レベルとなり、これにより、スイッチＳＷ１１をターンオフする。また、電圧検出部１３０ａの出力信号が低レベルであるため、ＡＮＤ４の出力が高レベルとなり、ＯＲ４を介してスイッチＳＷ１２がターンオンされる。これにより、負荷すなわち汚泥掻寄機及びスカムスキマの駆動装置６００及び７００に供給される電力源が、商用電源２００から再生エネルギ源３００に切り替えられる。
【００３６】
なお、再生可能エネルギ源３００は、通常、手動運転モード及び保守運転モードで使用されて自動運転モードでは使用されないが、商用電源２００に障害が生じた場合のみ、自動運転モードでもバックアップ電源として自動的に切替られ使用される。
また、通常運転モードにおいては、商用電源２００に障害が生じない限り汚泥掻寄機の駆動電力として商用電源を使用するので、スカムスキマの駆動用に常に再生可能エネルギ源を用いるように制御してもよい。
さらに、保守運転モードの場合、掻寄チェーンの水面から露出する部分が、常に固定されないように、自動運転指令回路１４９に設定される運転指令における継続時間を設定することが好ましい。例えば、掻寄チェーンが整数周期＋α移動することができるように設定すればよい。
【００３７】
本発明は上記したように構成され、保守運転モードにおいて、汚泥掻寄機を１日に数回転程度、自動的に保守運転することができるので、樹脂製の掻寄チェーンのある特定の部分を常時空気中に露呈させることがなく、掻寄チェーンの劣化及び破断を低減することができる。また、保守運転モード以外のモードで運転中に商用電源が停電等の電力低下が生じた場合、それを検出して自動的に、使用される電源が商用電源から再生エネルギ源に切り替えられて汚泥掻寄機を駆動するので、沈殿池に汚泥が過度に堆積することを防止することができ、その結果、過度の堆積による汚泥掻寄機の運転不能状態を回避することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥掻寄機を制御するための制御システムであって、
商用電源からの電力と再生可能エネルギ源からの電力とを選択的に切り替える電源切替手段と、
汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に、電源切替手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える負荷駆動スイッチング手段と、
汚泥掻寄機の運転を制御する制御手段であって、保守運転モードにおいて、電源切替手段及び負荷駆動スイッチング手段を制御して、再生可能エネルギ源からの電力を汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に印加するよう制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の制御システムにおいて、
該システムは更に、保守運転モードにおいて、フライト板をどの程度の時間駆動させるかをオペレータが設定することができる設定手段を備え、
制御手段は、設定手段において設定された時間だけ、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に印加するよう制御する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の制御システムにおいて、負荷駆動スイッチング手段はさらに、
スカムスキマの駆動装置に、電源切換手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える手段を備えている
ことを特徴とする制御システム。
【請求項４】
請求項１−３いずれかに記載の制御システムにおいて、該システムはさらに、
商用電源からの電圧を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段によって商用電源の電圧低下が検出された場合に、電源切換手段を制御して、商用電源からの電力を遮断して、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に供給するよう制御する手段と
を備えていることを特徴とする制御システム。
【請求項１】
汚泥掻寄機を制御するための制御システムであって、
商用電源からの電力と再生可能エネルギ源からの電力とを選択的に切り替える電源切替手段と、
汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に、電源切替手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える負荷駆動スイッチング手段と、
汚泥掻寄機の運転を制御する制御手段であって、保守運転モードにおいて、電源切替手段及び負荷駆動スイッチング手段を制御して、再生可能エネルギ源からの電力を汚泥掻寄機のフライト板の駆動装置に印加するよう制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の制御システムにおいて、
該システムは更に、保守運転モードにおいて、フライト板をどの程度の時間駆動させるかをオペレータが設定することができる設定手段を備え、
制御手段は、設定手段において設定された時間だけ、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に印加するよう制御する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の制御システムにおいて、負荷駆動スイッチング手段はさらに、
スカムスキマの駆動装置に、電源切換手段によって切り替えられた電力を供給するか否かを切り替える手段を備えている
ことを特徴とする制御システム。
【請求項４】
請求項１−３いずれかに記載の制御システムにおいて、該システムはさらに、
商用電源からの電圧を検出する電圧検出手段と、
電圧検出手段によって商用電源の電圧低下が検出された場合に、電源切換手段を制御して、商用電源からの電力を遮断して、再生可能エネルギ源からの電力をフライト板の駆動装置に供給するよう制御する手段と
を備えていることを特徴とする制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−５２３４７（Ｐ２０１３−５２３４７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２３５４（Ｐ２０１１−１９２３５４）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（５９１０３０６５１）水ｉｎｇ株式会社 (94)
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（５９１０３０６５１）水ｉｎｇ株式会社 (94)
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