一种水泵自适应控制方法和装置制造方法及图纸

一种水泵自适应控制方法，利用可编程逻辑控制器和传感器，掌握水泵的性能曲线和功率曲线，在日常运行中不断修正并提高精度。当控制器学习结束后，即可根一种水泵自适应控制方法据学习结果反推出水泵的性能及运行的状态等情况。如果输出功率较之正常值偏差明显时，则可断定水泵出现问题，从而实现对水泵的全方位监测功能。同时还可根据学习结果运算出水泵的运行状态。当推断出水泵在作无用功时可及时停止运行，减少电能损耗，从而达到节能目的。一种水泵自适应控制装置，可以准确确定水泵出水管道压力，完全取代了出口压力变送器的功能，解决了现有技术中供水系统因为压力变送器故障而影响正常工作的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水泵自适应控制方法和装置
:本专利技术涉及电学领域，尤其涉及水泵控制技术，特别是一种水泵自适应控制方法和装置。
技术介绍
：现有技术中，供水系统广泛采用管网压力变送器来检测用户压力，再与用户给定的压力值进行PID计算后控制变频器输出频率，从而达到恒压控制目的。由于管网压力变送器安装在机组上，损坏率很高，通常一套完好的供水设备会仅仅因为一个压力变送器的故障而影响正常工作。并且，压力变送器发生故障时，现场无法控制，手动启停机，系统供水压力不能稳定，影响居民用水。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种水泵自适应控制方法，所述的这种水泵自适应控制方法要解决现有技术中供水系统因为压力变送器故障而影响正常工作的技术问题。本专利技术的这种水泵自适应控制方法，包括一个控制水泵驱动器启停时机的过程，所述的水泵驱动器设置在一个由可编程逻辑控制器控制的供水系统中，其中，在所述的控制水泵驱动器启停时机的过程中，利用所述的可编程逻辑控制器配合传感器实时或者间隔检测供水系统中每一个单台水泵的性能曲线和功率曲线，所述的性能曲线包括水泵的运行频率曲线、扬程曲线、流量曲线、驱动电机的转速曲线和压力曲线，所述的功率曲线是水泵驱动电机的功率曲线，由可编程逻辑控制器在供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率与水泵驱动电机的转速之间的比例数值，并随检测次数的增加对所述的比例数值进行修正，并在实际测量获得的水泵驱动电机功率曲线偏离供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率曲线时，判断供水系统工作异常，然后向水泵驱动器发出启动、或者停机、或者调整输出功率的指令。进一步的，所述的传感器包括电流变送器，所述的电流变送器设置在水泵驱动电机的电源线路中，电流变送器的信号输出端与所述的可编程逻辑控制器的输入端口连接，可编程逻辑控制器利用电流变送器实时检测水泵驱动电机的电流，并根据电流变化速度计算向水泵驱动器发出调整指令的动作时间，在电流增加速度越快时，所述的动作时间越短。可编程逻辑控制器又根据所述的电流值判断水泵工作状态，当计算水泵出力低于系统压力时，及时控制水泵驱动器启停，减少能源浪费。同时根据电流变化速度判断水泵驱动器运行状态，当水泵驱动器发生故障时可根据电流变化速度计算发出调整指令的动作时间，在电流增加速度越快时，所述的动作时间越短，以达超前保护水泵驱动器及水泵驱动器控制回路的目的。本专利技术还提供了一种实现上述水泵自适应控制方法的装置，所述的这种装置包括一个可编程逻辑控制器和水泵驱动器，所述的可编程逻辑控制器的输出端与所述的水泵驱动器的控制端连接，所述的水泵驱动器连接有驱动水泵驱动电机的电源线，其中，所述的电源线上连接有电流变送器，所述的电流变送器的信号输出端与所述的可编程逻辑控制器的输入端口连接。进一步的，所述的电源线上连接有电压变送器，所述的电压变送器的信号输出端与所述的可编程逻辑控制器的输入端口连接。进一步的，所述的可编程逻辑控制器的输出端上连接有模拟量输出模块。进一步的，所述的电流变送器的信号输出端与所述的可编程逻辑控制器的输入端口之间连接有信号隔离器。进一步的，所述的电压变送器的信号输出端与所述的可编程逻辑控制器的输入端口之间连接有信号隔离器。本专利技术和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本专利技术利用可编程逻辑控制器和传感器，在可编程逻辑控制器中运行自学习程序，掌握水泵的性能曲线和功率曲线，在日常运行中不断修正并提高精度。当控制器学习结束后，即可根据学习结果反推出水泵的性能及运行的状态等情况。如果输出功率较之正常值偏差明显时，则可断定水泵出现问题，从而实现对水泵的全方位监测功能。同时还可根据学习结果运算出水泵的运行状态。当推断出水泵在作无用功时可及时停止运行，减少电能损耗，从而达到节能目的。可编程逻辑控制器根据水泵的运行参数对水泵实施全方位监测和保护功能。水泵机封漏水、水泵及电机的轴承损坏、水泵叶轮损坏、键销断裂、水泵的进出水管道等故障均可通过数据分析提前预判，提前做出相应报警，不断提高供水的可靠性，进而达到高智能化高可靠性的控制系统。利用电流变送器实时检测水泵驱动电机的电流，并根据电流变化速度计算向水泵驱动器发出调整指令的动作时间，避免大电流造成的二次伤害。还可根据采集的数据，推导出水泵易损件损坏时间回归公式，从而确定易损件损坏时间，提前通知用户及早做好检修准备。本专利技术可以准确确定水泵出水管道压力，完全取代了出口压力变送器的功能，解决了现有技术中供水系统因为压力变送器故障而影响正常工作的技术问题。附图说明：图1是本专利技术的水泵自适应控制装置的示意图。图2是本专利技术的水泵自适应控制方法中供水系统水泵扬程特性和管阻特性的示意图。具体实施方式：实施例1如图1所示，本专利技术的水泵自适应控制方法，包括一个控制水泵驱动器1启停时机的过程，所述的水泵驱动器1设置在一个由可编程逻辑控制器2控制的供水系统中，其中，在所述的控制水泵驱动器1启停时机的过程中，利用所述的可编程逻辑控制器2配合传感器实时或者间隔检测供水系统中每一个单台水泵3的性能曲线和功率曲线，所述的性能曲线包括水泵3的运行频率曲线、扬程曲线、流量曲线、驱动电机的转速曲线和压力曲线，所述的功率曲线是水泵驱动电机的功率曲线，由可编程逻辑控制器2在供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率与水泵驱动电机的转速之间的比例数值，并随检测次数的增加对所述的比例数值进行修正，并在实际测量获得的水泵驱动电机功率曲线偏离供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率曲线时，判断供水系统工作异常，然后向水泵驱动器1发出启动、或者停机、或者调整输出功率的指令。具体的，本专利技术的水泵自适应控制方法的工作原理是：单独的一台水泵3，其本身特性包括扬程H、流量Q与电机功率P、转速n之间均存在唯一的对应关系。本专利技术先获得每个频率下的特性曲线，用数学多项式拟合，得出拟合曲线的系数，以最小频率到最大频率的系数组合成特性曲线系数表作为压力传感器恒压控制的依据。在供水系统管路中，供水质量主要由两个方面决定：水泵扬程特性和管阻特性。扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q间的关系，在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量Q越大，扬程H越小，流量的大小主要取决于用户的用水情况；管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律，在水泵的转速不变、阀门一定的情况下，扬程H越大，流量Q也越大。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点。在这一点，用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。其特性曲线如图2所示。由流体力学可知，水泵给管网供水时，水泵的输出功率P与管网的水压H及出水流量Q的乘积成正比，如公式2.1。公式2.1:P＝k1HQ(k1为比例常数)水泵的转速n与出水流量Q成正比，如公式2.2。公式2.2:n＝k2Q(k2为比例常数)管网的水压H与出水流量Q的平方成正比，如公式2.3。公式2.3:H＝k3Q2(k3为比例常数)从而可以得出，水泵的输出功率P与转速n三次方成正比，如公式2.4。公式2.4:P＝kn3(k为比例常数)进一步的，所述的传感器包括电流变送器4，所述的电流变送器4设置在水泵驱动电机的电源线路中，电流变送器4的信号输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泵自适应控制方法，包括一个控制水泵驱动器启停时机的过程，所述的水泵驱动器设置在一个由可编程逻辑控制器控制的供水系统中，其特征在于：在所述的控制水泵驱动器启停时机的过程中，利用所述的可编程逻辑控制器配合传感器实时或者间隔检测供水系统中每一个单台水泵的性能曲线和功率曲线，所述的性能曲线包括水泵的运行频率曲线、扬程曲线、流量曲线、驱动电机的转速曲线和压力曲线，所述的功率曲线是水泵驱动电机的功率曲线，由可编程逻辑控制器在供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率与水泵驱动电机的转速之间的比例数值，并随检测次数的增加对所述的比例数值进行修正，并在实际测量获得的水泵驱动电机功率曲线偏离供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率曲线时，判断供水系统工作异常，然后向水泵驱动器发出启动、或者停机、或者调整输出功率的指令。

【技术特征摘要】
1.一种水泵自适应控制方法，包括一个控制水泵驱动器启停时机的过程，所述的水泵驱动器设置在一个由可编程逻辑控制器控制的供水系统中，其特征在于：在所述的控制水泵驱动器启停时机的过程中，利用所述的可编程逻辑控制器配合传感器实时或者间隔检测供水系统中每一个单台水泵的性能曲线和功率曲线，所述的性能曲线包括水泵的运行频率曲线、扬程曲线、流量曲线、驱动电机的转速曲线和压力曲线，所述的功率曲线是水泵驱动电机的功率曲线，由可编程逻辑控制器在供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率与水泵驱动电机的转速之间的比例数值，并随检测次数的增加对所述的比例数值进行修正，并在实际测量获得的水泵驱动电机功率曲线偏离供水系统正常工作状态下水泵驱动电机的功率曲线时，判断供水系统工作异常，然后向水泵驱动器发出启动、或者停机、或者调整输出功率的指令。2.如权利要求1所述的水泵自适应控制方法，其特征在于：所述的传感器包括电流变送器，所述的电流变送器设置在水泵驱动电机的电源线路中，电流变送器的信号输出端与所述的可编程逻辑控制器的输入端口连接，可编程逻辑控制器利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙连斌，李承朋，
申请(专利权)人：上海海德隆流体设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31