增压系统的管理和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于由电机运行的增压系统的至少一个运行参数的管理和控制方法，该方法包括步骤：‑通过单个压力传感器检测增压系统输送管道处的运行压力值；‑通过算法估算液压流量和液压头，该算法基于通过单个压力传感器(10)检测的运行压力值在控制软件中实施；‑根据所述预估结果，基于运行压力值以及所述增压系统的叶轮的叶片数估算增加系统的电机转速；‑处理增压系统的开启/关闭信号。本发明专利技术还涉及一种增压系统，该系统包括压力值和适于执行所述方法的电控单元。根据本发明专利技术的方法允许最优化能耗，同时保持公共设施的最大使用舒适度。

【技术实现步骤摘要】
增压系统的管理和控制方法
本专利技术涉及一种用于由电机运行的增压系统的至少一个运行参数的管理和控制方法。上述方法特别地然而并非唯一地适用于在配备有固定或变速电机(特别是异步类型的电动机)的泵和增压单元的领域。
技术介绍
在本领域中已知的是，在稳定供水网络中，如果网络压力不足或不足以稳定地向处于高水位的用户供水，则采用加压装置，通常称为“升压泵”。通常，会提供至少一个主增压系统和至少一个辅助增压系统。这些加压装置的典型设计是，加压装置的输送处所需的压力水平可保持在一定的范围值内。因此，泵的尺寸设置为在限定入口压力的情况下将系统压力保持在上下限值之间。为此，升压泵总是在加压装置出口侧的压力水平下降到下限值以下时打开，并在达到上限值时再次关闭。如果辅助泵的入口压力下降到不允许达到该下限值的值，则加压装置将继续以最大泵功率无限制运行，导致相应的高能耗、泵磨损和输送介质的加热，而同时不会获得所需的压力水平效果。特别地，在连续的启停操作中，特别是在使用异步电机运行的泵中，最容易损坏的组件是冷凝器。为了克服该缺点，通常在液压回路内采用水箱(也称为膨胀水箱)，以使通常的增压系统的开启和关闭次数尽可能的少。通常的做法是将其控制在每小时开启/关闭30次内。然而，这种权宜之计常常是不够的。因此，现在已经开发出用于测量流量(flowrate)的方法和系统，以确定正确的工作压力值并为公共设施建立最佳的使用条件。对于由异步电机运行的泵，这种估算尤其必要。WO2014/023642A1号专利申请文献描述了一种增压系统(特别是离心泵)的流量的数学估计方法，该方法使用了泵的转速值、泵的液压变量(通常是输送压力)、以及电机驱动的其中一个电变量，例如电功率。WO2005/085772A1号专利申请文献描述了一种用于由交流电电机运行的增压系统的流量的测量方法，其中该交流电电机的转速是由变频器控制的。通过使用增压系统的特征数据和测量到的参数(例如增压系统的电机转速、流体压力和电机功率)来确定流量。GB2313197B号专利文献描述了一种增压系统的流量的估算方法，该方法将增压系统的制造商提供的测试数据(在这种情况下，增压单元的泵吸收的功率、容量和液压头)与运行状态下测量的相同定量相比较。使用两个压力变换器(transducers)来确定工作条件下的液压头(hydraulichead)H，第一个液压头用于抽吸，第二个液压头用于增压系统的输送。尽管目前已知的方法是有利的并且可以替代使用昂贵的流量传感器，但是它们提供了采用多个测量工具的方式，整个系统的复杂性和成本更高。此外，采用多个测量系统可能会导致不同的潜在测量误差，这些误差可能会在流量的总体估算中被组合和放大。出于这个原因，本专利技术的目的是构思一种增压系统的管理和控制方法，该方法允许在估算所需的参数最小化的同时获得可靠的流量值。另一个目的在于提供一种能够监控增压系统的运行状态的方法，以优化增压系统在一段时间内的各个步骤的运行。另一个目的在于提供一种方法，该方法允许获得能耗的最优化，同时保持公共设施最大使用舒适度。最后，另一个目的在于提供一种方法，使系统的结构需求最小化，以控制成本。
技术实现思路
本专利技术的解决方案理念在于提供一种方法，该方法允许通过从测得数据的最小数量开始估算来确定和最优化增压系统的运行状态。通过一种用于由电机运行的增压系统、或泵的至少一个运行参数的管理或控制方法来解决上述技术问题，所述方法包括通过单个压力传感器检测增压系统的输送管道处的运行压力值的步骤。该方法还包括通过在控制软件中实施的算法来估算液压流量和液压头(hydraulichead)的步骤，其中该控制软件基于通过单个压力传感器检测的运行压力值。该方法还包括基于运行压力值以及增压系统的螺旋桨的叶片数量来估算增压系统的电机转速的步骤。最后，该方法包括根据所述估算处理增压系统的开启/关闭信号的步骤。有利地，通过增压单元的输送管道中的单个的集成物理压力传感器以及在控制软件中实施的算法，本专利技术允许估算液压流量、增压系统的电机转速以及要求的膨胀水箱性能。因此可以调整增压系统的运行的最小和最大压力阈值，并在与增压系统的液压回路连接的公用设施关闭/开启时监控使用情况。。以此种方式，可以确保用户最大化的使用舒适度。优选地，本专利技术的方法包括预备步骤：将增压系统的标称的运行参数储存在增压系统或泵的电控单元的储存器的一部分中。因此有利地，增压系统设置有一系列测试数据，在生产线的测试步骤中获取并且储存这些数据，这些数据特定于生产的泵和/或增压单元的每个型号。优选地，信号处理步骤包括步骤：一旦安装在增压系统中，从上述运行压力值以及从运行条件中的所述电机转速开始，更新增压系统的标称运行参数的标称液压头的值。以此种方式，可以基于设施中要求的特定功能应用更新数据。另外优选地，信号的处理步骤包括步骤：在参考值的范围内，计算所述增压系统的输入和抽吸液压头的最优值。以此种方式，有利地，在使用期间内的任何条件下和任何时间，都能为用户提供最优的供应。优选地，信号的处理步骤包括步骤：计算输入液压头和标称液压头之间的压力变化以及根据开/关信号来优化增压系统的开启时间。有利地，这允许增压系统的正确开启定时，从而减少能耗并且增加由于不必要的开启和关闭来增压系统正确供水而造成的磨损和损耗的泵组件的可靠性。根据一个优选实施例，计算增压系统的输入液压头的最优值的步骤通过以下步骤实施：设置增压系统的初始压力参数，通过运行的液压头中的加权差和预设参考值之间的比较的迭代处理、以及在预设时间段中识别输入和抽吸液压头的参考值和最小能耗情况来校准增压系统。有利地，本程序是最快的并且同时从运行和能耗的角度来看能有效地达到设施的最佳条件。优选地，为了使所述增压系统的运行的变化的能量最优化并且为了识别所述增压系统的设计外的运行状况，设置了迭代重复。有利地，这允许达到一段时间内不同时刻的最大效率的条件。此外，这允许通过间接评估流量来识别出水龙头关闭的接近条件，以及识别出允许的小滴水。实际上，这些水滴隐含流量运行曲线的斜率会发生变化，然而必须不对应于增压系统的响应。这允许进一步减少增压系统不必要的开启和关闭次数。优选地，该方法提供了将预设的舒适性参数应用于标称液压头以及入口和抽吸液压头的值。有利地，这允许校正值以进一步改善对设施的供应。根据一个特定实施例，本专利技术的管理和控制方法包括增压系统的启动控制步骤。有利地，该额外步骤允许进行预防检查，以确认正确的操作或确定在自诊断条件下进行维护干预的需要。以此种方式，维护的干预时间得以优化，甚至可以防止更严重的损坏。优选地，该管理和控制方法包括根据增压系统的运行使用条件来估算膨胀水箱的容积的步骤，该增压系统的运行使用条件适于维持上述增压系统的开启和关闭的预设最小运行阈值。有利地，这还允许通过向水管工建议要集成到系统中的外部膨胀水箱的最小尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由电机(2)运行的增压系统(1)的至少一个运行参数的管理和控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：/n-通过单个压力传感器(10)检测所述增压系统(1)的输送管道(8)处的运行压力值；/n-通过算法估算液压流量和液压头，该算法基于由所述单个压力传感器(10)检测的运行压力值在控制软件中实施；/n-基于所述运行压力值以及所述增压系统(1)的叶轮的叶片数(Z)估算增压系统的电机(2)的转速；/n-根据所述估算结果处理所述增压系统(1)的开启/关闭信号。/n

【技术特征摘要】
20190621 IT 1020190000097471.一种用于由电机(2)运行的增压系统(1)的至少一个运行参数的管理和控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
-通过单个压力传感器(10)检测所述增压系统(1)的输送管道(8)处的运行压力值；
-通过算法估算液压流量和液压头，该算法基于由所述单个压力传感器(10)检测的运行压力值在控制软件中实施；
-基于所述运行压力值以及所述增压系统(1)的叶轮的叶片数(Z)估算增压系统的电机(2)的转速；
-根据所述估算结果处理所述增压系统(1)的开启/关闭信号。


2.根据权利要求1所述的管理和控制方法，其特征在于，包括预备步骤：将所述增压系统(1)的标称运行参数储存在所述增压系统(1)的控制电子单元(4)的存储器部分中。


3.根据权利要求2所述的管理和控制方法，其特征在于，所述信号处理步骤包括更新步骤：从所述运行压力和所述电机转速开始，更新所述增压系统(1)的所述标称功能参数的标称液压头的值。


4.根据权利要求3所述的管理和控制方法，其特征在于，其中所述信号处理步骤包括在参考值范围内计算所述增压系统(1)的输入和抽吸液压头的最优值的步骤。


5.根据权利要求4所述的管理和控制方法，其特征在于，其中所述信号处理步骤包括计算所述输入和抽吸液压头与所述标称液压头之间的压力变化的步骤、以及根据所述开启/关闭信号相对最优化所述增压系统(1)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂奇亚纳·巴隆西尼，詹卢卡·马兰贡，阿尔贝托·马尔凯蒂，伊凡·梅纳拉，
申请(专利权)人：卡尔佩达有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT