多泵控制系统技术方案

一种多泵控制系统(5)，包括控制模块。该模块被配置成：a)运行零流量配置周期：使除了以速度ωj运行的多泵系统中的i个泵的子集j之外的至少一个泵的速度逐步增加，直到通信接口接收到指示该泵开始对总流量有贡献的信号变化，处理模块被配置成确定近似泵特性Δp～ω0

Multi-pump control system

A multi-pump control system (5) includes a control module. The module is configured to: a) run zero flow configuration cycle: increase the speed of at least one pump except the subset J of the I pumps in the multi-pump system running at the speed_j gradually until the communication interface receives a signal change indicating that the pump is beginning to contribute to the total flow, and the processing module is configured to determine the approximate pump characteristics p~0.

【技术实现步骤摘要】
多泵控制系统
本公开大致涉及用于多个泵的控制系统，特别是多个速度受控的湿转子离心泵。多个这种泵可以用在供水网络的泵站中。
技术介绍
通常，供水网络的泵站可以包括彼此平行安装以提供所需的流体流量q和扬程△p(压力差)的多个相同或不同的泵。根据所需的流量和扬程，控制系统存在多种可能性来控制具有N个泵的多泵系统，其中N≥2。多泵系统可能有2N-1个不同的选项来运行具有不同泵子集的系统。但是，取决于所需的流量和扬程，对于所有子集而言，总功耗是不同的。因此，为了以最少的能耗运行多泵系统，多泵控制系统可能想要选择使用具有最小功耗的泵子集来运行系统。例如，如果需要四个相同泵系统的满载容量的一半，则控制系统有一个选项以将全部四个泵以大约一半的负载来运行，或者有六个选项以将两个泵以几乎满载来运行，或者4个选项以将三个泵以大约2/3的负载来运行。根据泵特性，这些选项中的一个可能是功耗最小的子集。例如，US7,480,544B2描述了一种具有多个节能和恒压流体输送机的系统，该多个节能和恒压流体输送机并联耦接以向管路系统的已知的节点和管路部分进行供应。US2003/0235492A1涉及一种用于自动控制并联或串联操作的多个泵的方法和设备。US2015/0148972A1描述了一种用于以最小能耗使用确定数量的泵来操作多个离心泵的装置和方法。所有已知的控制系统或方法都需要存储预先了解的由泵制造商提供的泵特性。然而，由于制造公差、磨损和/或积垢，真实的当前泵特性可能与控制逻辑中存储的信息不同。泵特性可能随时间而变化，并且泵与泵之间的泵特性可能不同。因此，控制系统可能在泵的当前泵特性事实上显著不同的情况下认为泵是相同的。这种错误信息可能会导致关于哪个泵子集可以最节能地供应所需的流量和扬程的错误决定。如果要将控制系统改装成现有的多泵系统，首先可能甚至于没有泵的可用信息或该信息不充分。多泵系统可以包括不同尺寸或种类的泵，其中可以假设多泵系统包括至少两个泵的子集，它们以相同的速度提供相同的流量。还应注意，通常不希望通过传感器进行流量测量，因为流量传感器的安装和维护是昂贵的。因此，通常只有一个系统流量测量或者根本没有可用的当前测量流量值。此外，零流量时的泵特性和/或功耗是未知的。
技术实现思路
与已知的多泵控制系统相比，本公开的实施例提供了一种控制系统和方法，用于在没有预先了解由泵制造商提供的泵特性的情况下识别零流量下的泵特性和/或功耗。根据本公开的第一方面，提供了一种多泵控制系统，包括：控制模块、处理模块、通信接口、以及存储模块，其中，所述控制模块被配置成a)通过以下方式来运行零流量配置周期：使除了以速度ωj运行的多泵系统中i个泵的子集j之外的至少一个泵的速度逐步增加，直到所述通信接口接收到指示所述至少一个泵开始对总流量有贡献的信号变化，其中，所述处理模块被配置成确定近似的泵特性Δp～ω02和/或功耗P～ω03，其中，ω0是至少一个逐步加速的泵在其开始对总流量有贡献的时刻的速度，和/或b)通过以下方式来运行零流量配置周期：使以速度ωj运行的多泵系统中的i个泵的子集j中的至少一个泵的速度降低，直到所述通信接口接收到指示所述至少一个泵停止对总流量有贡献的信号变化，以及其中，所述处理模块被配置成确定近似的泵特性Δp～ω02和/或功耗P～ω03，其中，ω0是所述至少一个逐步减速的泵在其停止对总流量有贡献的时刻的速度。可选地，在至少一个泵的加速/减速期间，压力基本保持恒定。在选项a)中，即当除了已经运行的子集j之外至少一个泵逐步加速时，子集j可以提供基本恒定的压力，并且逐步加速的泵对流量没有贡献，直到到达速度ω0(这样刚刚足以提供该恒定压力)。类似地，在选项b)中，即当运行的子集j的至少一个泵逐步减速时，子集j可以提供基本恒定的压力，并且逐步减速的泵仍然对流量有贡献，直到其速度降至低于提供该恒定压力所至少需要的速度ω0。在这两种情况下，这都会导致在在渐变时间内记录速度、压力或功耗的图中表现为尖峰或骤降的突发信号变化。可选地，所述处理模块被配置成通过使用变化检测算法来识别接收的信号变化，例如，累积和(CUSUM)算法。可选地，所述处理模块被配置成通过确定扬程△p、速度ωj和/或功率P的梯度的绝对值是否等于或超过预定阈值来识别接收的信号变化。因此，可以通过进行一个或多个零流量配置周期来确定△p＝cωi2和/或P＝zωi3中的参数c和z以及速度ω0。然而，在多泵系统中使泵逐步加速或逐步减速总是表示流体网络中的某种扰动。一些流体网络对具有高梯度的流量或压力中的瞬态敏感，例如，冷却回路(chillingcircuit)。除此之外，流量或压力的高梯度瞬态通常比平滑瞬态更耗能。因此，在多泵系统的正常操作期间，期望最小化使泵逐步加速或逐步减速所引起的扰动。因此，控制模块还可以被配置成：a)使包括N个泵的多泵系统中以速度ωj运行以提供总扬程△p的i个泵的子集j之外的k个泵的速度逐步增加，其中，N≥2,1≤k<N且1≤i<N，其中，所述控制模块被配置成使所述子集j的i个泵从速度ωj逐步下降到更低的速度ωm，其中，速度ωm是i+k个泵的子集m提供总扬程△p所需的速度；和/或b)使包括N个泵的多泵系统中以速度ωj运行以提供总扬程△p的i个泵的子集j中的k个泵的速度逐步降低，其中，N≥2,1≤k<i以及1<i≤N，其中，所述控制模块被配置成使剩余子集r中的i–k个泵从速度ωj逐步上升到更高的速度ωr，其中，速度ωr是具有i–k个泵的剩余子集r提供总扬程△p所需速度。可选地，所述控制模块可以被配置成在进行逐步加速/逐步减速的同时，保持总扬程△p恒定。可选地，所述控制模块可以被配置成遵循至少一个预定模型曲线来进行逐步加速/逐步减速。多项式Δpj(q,ωj)＝和中的参数a、b、c、x、y和z(其中，参数指示近似泵特性△p＝f(q,ωj)和/或功耗P＝f(q,ωj))可在如下所述的配置周期期间确定并用于确定预定的模型曲线。在零流量配置周期期间确定的速度ω0可用于协调(运行的泵或剩余子集r的)逐步加速和(运行的子集j或k个关闭泵的)同步逐渐减速，使得在逐步加速/逐步减速期间所有运行的泵的组合流量和压力基本上是恒定的。因此，在逐步加速/逐步减速之后不必对流量和/或压力的突发瞬态作出反应，因为对预定模型曲线的了解有助于首先避免这种突发的瞬态并且在逐步加速/逐步减速结束时建立所需的速度、流量和压力。可选地，所述控制模块可以被配置成在n个不同配置周期中以速度ωj运行包括N个泵的多泵系统中n个不同的的子集(包括i个泵)，其中，N≥2,2≤n≤2N-1以及1≤i≤N，其中，每个配置周期j∈{1,…,n}与子集j∈{1,…,n}和速度ωj相关联。所述通信接口被配置成在相关联的配置周期j中，从每个子集j接收指示操作参数的信号。所述处理模块被配置成基于接收的每个子集j的信号并且基于每个子集j的i个泵共享基准流量q的相同部分q/i这一假设来确定近似的泵特性△p＝f(q,ωj)。所述存储模块被配置成存储所述近似的泵特性△p＝f(q,ωj)或指示该近似的泵特性的参数。应当注意，这里使用j作为用于区分彼此不同的子集和配置周期的索引。子集j的泵的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多泵控制系统(5)，包括：‑控制模块(7)，‑处理模块(9)，‑通信接口(11)，以及‑存储模块(13)，其中，所述控制模块(7)被配置成：a)通过以下方式来运行零流量配置周期：使除了以速度ωj运行的多泵系统中的i个泵的子集j之外的至少一个泵的速度逐步增加，直到所述通信接口接收到指示所述至少一个泵开始对总流量有贡献的信号变化，其中，所述处理模块(9)被配置成确定近似的泵特性Δp～ω02和/或功耗P～ω03，其中，ω0是速度逐步增加的所述至少一个泵在该泵开始对总流量有贡献的时刻的速度，和/或b)通过以下方式来运行零流量配置周期：使以速度ωj运行的多泵系统中的i个泵的子集j中的至少一个泵的速度逐步降低，直到所述通信接口接收到指示所述至少一个泵停止对总流量有贡献的信号变化，其中，所述处理模块(9)被配置成确定近似的泵特性Δp～ω02和/或功耗P～ω03，其中，ω0是速度逐步降低的所述至少一个泵在该泵停止对总流量有贡献的时刻的速度。

【技术特征摘要】
2017.07.14 EP 171813411.一种多泵控制系统(5)，包括：-控制模块(7)，-处理模块(9)，-通信接口(11)，以及-存储模块(13)，其中，所述控制模块(7)被配置成：a)通过以下方式来运行零流量配置周期：使除了以速度ωj运行的多泵系统中的i个泵的子集j之外的至少一个泵的速度逐步增加，直到所述通信接口接收到指示所述至少一个泵开始对总流量有贡献的信号变化，其中，所述处理模块(9)被配置成确定近似的泵特性Δp～ω02和/或功耗P～ω03，其中，ω0是速度逐步增加的所述至少一个泵在该泵开始对总流量有贡献的时刻的速度，和/或b)通过以下方式来运行零流量配置周期：使以速度ωj运行的多泵系统中的i个泵的子集j中的至少一个泵的速度逐步降低，直到所述通信接口接收到指示所述至少一个泵停止对总流量有贡献的信号变化，其中，所述处理模块(9)被配置成确定近似的泵特性Δp～ω02和/或功耗P～ω03，其中，ω0是速度逐步降低的所述至少一个泵在该泵停止对总流量有贡献的时刻的速度。2.根据权利要求1所述的多泵控制系统(5)，其中，所述处理模块(9)被配置成通过使用变化检测算法来识别接收的信号变化，例如，通过累积和(CUSUM)算法。3.根据权利要求1或2所述的多泵控制系统(5)，其中，所述处理模块(9)被配置成通过确定扬程Δp、速度ωj和/或功率P的梯度的绝对值是否等于或超过预定阈值来识别接收的信号变化。4.根据前述任意一项权利要求所述的多泵控制系统(5)，其中，所述控制模块(7)被配置成：a)使包括N个泵的多泵系统(3)中以速度ωj运行以提供总扬程△p的i个泵的子集j之外的k个泵的速度逐步增加，其中，N≥2,1≤k<N且1≤i<N，其中，所述控制模块(7)被配置成使所述子集j中的i个泵从速度ωj逐步下降到更低的速度ωm，其中，速度ωm是i+k个泵的子集m提供总扬程△p所需的速度；和/或b)使包括N个泵的多泵系统(3)中以速度ωj运行以提供总扬程△p的i个泵的子集j中的k个泵的速度逐步降低，其中，N≥2,1≤k<i以及1<i≤N，其中，所述控制模块(7)被配置成使剩余子集r中的i–k个泵从速度ωj逐步上升到更高的速度ωr，其中，速度ωr是i–k个泵的剩余子集r提供总扬程△p所需的速度。5.根据权利要求4所述的多泵控制系统(5)，其中，所述控制模块(7)被配置成在进行逐步加速/逐步减速的同时，保持总扬程△p恒定。6.根据权利要求4或5所述的多泵控制系统(5,)，其中，所述控制模块(7)被配置成遵循至少一个预定模型曲线来进行逐步加速/逐步减速。7.根据前述任意一项权利要求所述的多泵控制系统(5)，其中，所述控制模块(7)被配置成在n个不同配置周期期间以速度ωj运行包括N个泵的多泵系统中n个不同的i个泵的子集，其中，N≥2,2≤n≤2N-1以及1≤i≤N，其中，每个配置周期j∈{1,…,n}与子集j∈{1,…,n}和速度ωj相关联，其中，所述通信接口(11)被配置成在相关联的配置周期j期间，从每个子集j接收指示操作参数的信号，其中，所述处理模块(9)被配置成基于接收的针对每个子集j的信号并且基于每个子集j的i个泵共享基准流量q的相同部分q/i这一假设来确定近似的泵特性△p＝f(q,ωj)，其中，所述存储模块(13)被配置成存储所述近似的泵特性△p＝f(q,ωj)或指示所述近似的泵特性的参数。8.根据权利要求7所述的多泵控制系统(5)，其中，所述处理模块(9)被配置成基于接收的针对每个子集j的信号以及基于每个子集j的i个泵共享基准流量q的相同部分q/i这一假设来确定近似的泵功耗P＝f(q,ωj)，其中，所述存储模块(13)被配置成存储所述近似的功耗P＝f(q,ωj)或指示所述功耗的参数。9.根据权利要求7或8所述的多泵控制系统(5)，其中，所述处理模块(9)被配置成基于存储在所述存储模块(13)中的所述近似的功耗P＝f(q,ωj)和/或近似的泵特性△p＝f(q,ωj)来确定用于所需负载的具有最低功耗的子集k。10.根据权利要求9所述的多泵控制系统(5)，其中，所述控制模块(7)被配置成利用确定的用于所需负载的具有最低功耗的子集k来操作所述多泵系统(3)。11.根据前述任意一项权利要求所述的多泵控制系统(5)，其中，所述控制模块(7)被配置成在配置周期j期间以相同的速度ωj来运行子集j中的i个泵，其中，配置周期j中子集j的i个泵的速度ωj与另一配置周期k中子集k的s个泵的速度ωk不同，其中，j≠s，其中由所述多泵系统生成的总扬程△p对于两个配置周期j、k来说基本上是相同的。12.根据前述任意一项权利要求所述的多泵控制系统(5)，其中，所述处理模块(9)被配置成通过确定二阶多项式的参数a、b和c来确定近似的泵特性△p＝f(q,ωj)，其中，参数c在零流量配置周期中通过Δp＝cω02是可确定的。13.根据权利要求8-12中任意一项所述的多泵控制系统(5)，其中，所述处理模块(9)被配置成通过确定二阶多项式的参数x、...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯珀·希勒鲁普吕恩，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK