一种液压系统压油泵控制系统及方法技术方案

一种液压系统压油泵控制系统及方法，包括打压设备，传感器，通用控制功能模块，人机交互装置；所述打压设备包括n台压油泵，分别编号为1#，2#

【技术实现步骤摘要】
一种液压系统压油泵控制系统及方法


[0001]本专利技术属于水轮发电机组调速器液压系统控制领域，具体涉及一种液压系统压油泵控制系统及方法。

技术介绍

[0002]水轮发电机组调速器调节导叶开度、机组功率和频率，需要调速器液压系统提供长效稳定并压力、温度、压力油颗粒物含量等各方面指标达标的压力油源去操作导叶开度执行机构，当水轮发电机组调速器液压系统泵站技术改造时，改变主泵组、各级备泵组以及全泵站压油泵台数，必须重新编写或大规模改动控制程序，技术改造程序修改需要消耗大量的人力物力财力。而目前尚未公开一种可移植的、通用的、模块化、可灵活扩展、改变主泵组、各级备泵组和全泵站压油泵台数以及启停控制参数，但不须大规模改动或重新设计编写控制程序的调速器液压系统压油泵控制系统及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种液压系统压油泵控制系统及方法，本专利技术方法是一种可移植的、通用的、模块化的泵控制方法，可灵活扩展；当控制系统技术改造时，可灵活改变主泵组、各级备泵组和全泵站压油泵台数，不需要大规模改动或重新设计编写控制程序，只需要通过人机交互装置修改控制参数即可，大大节省人力物力财力。
[0004]本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种液压系统压油泵控制系统，包括打压设备，传感器，通用控制功能模块，人机交互装置；
[0006]所述打压设备用于将无压容器中无压油液打压至压力容器；
[0007]所述打压设备包括n台压油泵，分别编号为1#，2#
……
n#，打压设备连接通用控制功能模块，通用控制功能模块控制打压设备启停；n台泵按启泵优先级从高到低分为m+1组，分别为0级主泵组、1级备泵组、
……
m级备泵组(m为自然数)。
[0008]所述传感器为多个，分别安装在压力容器，无压容器、打压设备上，用于采集压力容器压力，以及打压设备的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间，多个传感器均连接通用控制功能模块；
[0009]所述通用控制功能模块用于对打压设备中n台压油泵进行自动控制，通用控制功能模块连接人机交互装置。
[0010]所述压力容器通过第一管路连接打压设备，打压设备通过第二管路连接无压容器。
[0011]多个传感器通过电气回路连接通用控制功能模块，多个传感器用于采集压力容器压力、管路系统压力、打压设备的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间，并通过电气回路传输给通用控制功能模块。
[0012]通用控制功能模块，通过通讯回路接受人机交互装置设置的液压系统控制参数：
启停参数、泵站参数、轮换参数，并根据通过电气回路接收到的传感器采集的液压系统状态信号：压力容器压力P
’
、管路系统压力P，和所有泵多种工况因素状态信号：打压设备的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间等，采用一种液压系统压油泵控制方法进行逻辑处理后，通过电气回路，对打压设备中n台压油泵进行自动控制，同时将液压系统状态参数信息通过通讯回路传输给人机交互装置。
[0013]启停参数包括：0级主泵组启动压力P0、1级备泵组启动压力P1、1级备泵组停止压力P1’……
m级备泵组启动压力P
m
等(m为自然数),0级主泵组停止压力P0’
、1级备泵组停止压力P1’
、1级备泵组停止压力P1’……
m级备泵组停止压力P
m
’
等(m为自然数)。其中，P0’
>P0>P1>P2>
……
>P
m
，P1’
>P1，
……
，P
m
’
>P
m
。
[0014]泵站参数包括：液压系统泵总数N，主泵组的泵台数N0、1级备泵组的泵台数N1……
m级备泵组的泵台数N
m
。
[0015]轮换参数包括：泵的故障状态权重值a；泵的手自动状态权重值b；泵的运行次数的权重值c；泵的运行时间的权重值d；泵的运行状态权重值e等。
[0016]所述人机交互装置，与通用控制功能模块进行通讯。将用户通过人机交互装置设置的液压系统控制参数：启停参数、泵站参数、轮换参数传送给通用控制功能模块，同时人机交互装置采集通用控制功能模块发送的液压系统状态参数信息，进行图形化展示。
[0017]所述液压系统状态参数信息包括轮换序列、压力容器压力、管路系统压力、打压设备的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间。
[0018]电气回路，连接传感器和通用控制功能模块，打压设备和通用控制功能模块，实现状态信号、控制信号的传输。
[0019]通讯回路，连接通用控制功能模块和人机交互装置，实现液压系统控制参数、状态信息的传输。
[0020]通用控制功能模块的功能结构包括启泵数量计算模块、轮换排序模块、启停泵控制模块；
[0021]启泵数量计算模块根据液压系统控制参数：启停参数、泵站参数，以及液压系统状态信号：压力容器压力P
’
、管路系统压力P，采用启泵数量计算方法，输出启泵数量x给启停泵控制模块。
[0022]轮换排序模块，根据液压系统控制参数：轮换参数，以及液压系统所有泵多种工况因素状态信号：打压设备的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间等，采用优先级轮换排序方法，输出轮换序列给启停泵控制模块。轮换序列是一种泵号序列数组，按照泵号对应的压油泵优先级由高到低的顺序依次排列。
[0023]启停泵控制模块，接收启泵数量计算模块输出的启泵数量x，轮换排序模块输出的轮换序列等信息，并根据液压系统所有泵多种工况因素状态信号：打压设备的泵运行状态，采用启停泵控制方法，输出压油泵启停控制信号给打压设备。
[0024]一种液压系统压油泵控制方法，包括启泵数量计算方法、优先级轮换排序方法和启停泵控制方法；
[0025]第1步：启泵数量计算模块初始化，中间辅助控制变量i0＝i1＝
……
＝i
m
＝0，x＝0，进入第2步。第1步中涉及的各个参数表示的含义：i0、i1……
i
m
为中间辅助控制变量，i
m
用以标记m级备泵组的泵台数N
m
是否已参加启泵数量x的加减计算，若i
m
＝1，则N
m
已加入启泵数
量x；若i
m
＝0，则N
m
已从启泵数量x中减去。
[0026]第2步：采集参数P、P0、P0’
、P1、P1’……
P
m
、P
m
’
、N、N0、N1……
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压系统压油泵控制系统，包括打压设备(4)，传感器(5)，通用控制功能模块(6)，人机交互装置(7)，其特征在于：所述打压设备(4)用于将无压容器(2)中无压油液打压至压力容器(1)；所述打压设备(4)包括n台压油泵，分别编号为1#，2#
……
n#，打压设备(4)连接通用控制功能模块(6)，通用控制功能模块(6)控制打压设备(4)启停；n台泵按启泵优先级从高到低分为m+1组，分别为0级主泵组、1级备泵组、
……
m级备泵组，m为自然数；所述传感器(5)为多个，分别安装在压力容器(1)，无压容器(2)、打压设备(4)上，用于采集压力容器(1)压力，以及打压设备(4)的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间，多个传感器(5)均连接通用控制功能模块(6)；所述通用控制功能模块(6)用于对打压设备(4)中n台压油泵进行自动控制，通用控制功能模块(6)连接人机交互装置(7)。2.根据权利要求1所述一种液压系统压油泵控制系统，其特征在于：通用控制功能模块(6)，通过通讯回路(9)接受人机交互装置(7)设置的液压系统控制参数：启停参数、泵站参数、轮换参数，并根据通过电气回路8接收到的传感器5采集的液压系统状态信号：压力容器(1)压力P
’
、管路系统压力P，和所有泵多种工况因素状态信号：打压设备(4)的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间等，进行逻辑处理后，通过电气回路(8)，对打压设备(4)中n台压油泵进行自动控制，同时将液压系统状态参数信息通过通讯回路(9)传输给人机交互装置(7)。3.根据权利要求2所述一种液压系统压油泵控制系统，其特征在于：启停参数包括：0级主泵组启动压力P0、1级备泵组启动压力P1、1级备泵组停止压力P1’……
m级备泵组启动压力P
m
，m为自然数,0级主泵组停止压力P0’
、1级备泵组停止压力P1’
、1级备泵组停止压力P1’……
m级备泵组停止压力P
m
’
；其中，P0’
>P0>P1>P2>
……
>P
m
，P1’
>P1，
……
，P
m
’
>P
m
；泵站参数包括：液压系统泵总数N，主泵组的泵台数N0、1级备泵组的泵台数N1……
m级备泵组的泵台数N
m
；轮换参数包括：泵的故障状态权重值a；泵的手自动状态权重值b；泵的运行次数的权重值c；泵的运行时间的权重值d；泵的运行状态权重值e。4.根据权利要求1所述一种液压系统压油泵控制系统，其特征在于：通用控制功能模块(6)包括启泵数量计算模块(10)、轮换排序模块(11)、启停泵控制模块(12)；启泵数量计算模块(10)根据液压系统控制参数：启停参数、泵站参数，以及液压系统状态信号：压力容器(1)压力P
’
、管路系统压力P，采用启泵数量计算方法，输出启泵数量x给启停泵控制模块(12)；轮换排序模块(11)，根据液压系统控制参数：轮换参数，以及液压系统所有泵多种工况因素状态信号：打压设备(4)的泵运行状态、泵故障状态、泵手自动状态、泵的运行次数、泵的运行时间等，采用优先级轮换排序方法，输出轮换序列给启停泵控制模块(12)；启停泵控制模块(12)，接收启泵数量计算模块(10)输出的启泵数量x，轮换排序模块(11)输出的轮换序列等信息，并根据液压系统所有泵多种工况因素状态信号：打压设备(4)的泵运行状态，采用启停泵控制方法，输出压油泵启停控制信号给打压设备(4)。
5.一种压油泵启泵数量计算方法，其特征在于包括以下步骤：第1步：启泵数量计算模块(10)初始化，中间辅助控制变量i0＝i1＝
……
＝i
m
＝0，x＝0，进入第2步；第1步中涉及的各个参数表示的含义：i0、i1……
i
m
为中间辅助控制变量，i
m
用以标记m级备泵组的泵台数N
m
是否已参加启泵数量x的加减计算，若i
m
＝1，则N
m
已加入启泵数量x；若i
m
＝0，则N
m
已从启泵数量x中减去；第2步：采集参数P、P0、P0’
、P1、P1’……
P
m
、P
m
’
、N、N0、N1……
N
m
，进入第3步；第2步中涉及的各个参数表示的含义：0级主泵组启动压力P0、1级备泵组启动压力P1、1级备泵组停止压力P1’……
m级备泵组启动压力P
m
等,0级主泵组停止压力P0’
、1级备泵组停止压力P1’
、1级备泵组停止压力P1’……
m级备泵组停止压力P
m
’
等；其中，P0’
>P0>P1>P2>
……
>P
m
，P1’
>P1，
……
，P
n
’
>P
n
；第3步：启泵数量计算模块(10)检测是否P<P0且i0＝0，若是，x＝x+N0，i0＝1，进入第4步；若否，进入第4步；第4步：启泵数量计算模块(10)检测是否P>P0’
且i0＝1，若是，x＝x
‑
N0，i0＝0，进入第5步；若否，进入第5步；第5步：启泵数量计算模块(10)检测是否P<P1且i1＝0，若是，x＝x...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂勇，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：