無壓力傳感器恒壓供水控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供水控制方法，尤其指無壓力傳感器恒壓供水控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在恒壓供水控制中，通常采用壓力傳感器、變頻器進行壓力控制。壓力傳感器自動識別水泵出口壓力的變化，并將該信號傳送給變頻器，變頻器接收到壓力信號后，經(jīng)由內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器對壓力進行控制，繼而對泵的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)水泵出口壓力恒定的控制目標。
[0003]傳統(tǒng)的恒壓供水控制方案中，壓力傳感器的采購成本占到整個恒壓供水控制系統(tǒng)的20%?50%。在日常使用過程中，管道內(nèi)的沉積積渣、環(huán)境溫度和濕度不合適都很容易造成傳感器工作異常，在接線時需將電纜穿過防水接頭并擰緊密封螺帽，長期使用會經(jīng)常性出現(xiàn)密封松動、漏水等現(xiàn)象，需要周期性維護，使傳統(tǒng)恒壓供水控制系統(tǒng)的可靠性大大降低，同時使得后期維護成本顯著增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進行完善與改進，提供無壓力傳感器恒壓供水控制方法，以達到降低成本的同時，提高系統(tǒng)可靠性的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。
[0005]無壓力傳感器恒壓供水控制方法，其特征在于包括以下步驟:
[0006]A.水泵恒壓數(shù)據(jù)標定步驟；
[0007]Al)選取一檔壓力對水泵進行標定，閥門完全關(guān)閉，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速至水泵的出口壓力等于標定壓力；
[0008]A2)提高閥門開度，等待水泵出口壓力讀數(shù)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速至當前壓力讀數(shù)等于標定壓力；
[0009]A3)獲取電機功率，電機功率通過變頻器獲得，變頻器獲得電機功率有以下兩種方式:一種對母線電壓、母線電流進行采樣，電機功率等于母線電壓與母線電流的乘積；另一種對轉(zhuǎn)矩電流進行采樣，電機功率等于轉(zhuǎn)矩電流、轉(zhuǎn)矩常數(shù)與轉(zhuǎn)速的乘積；
[0010]A4)記錄當前功率、轉(zhuǎn)速、壓力和流量作為一組標定數(shù)據(jù)；
[0011 ] A5)重復(fù)步驟A2)、A3)、A4)，完成20?30組標定數(shù)據(jù)；
[0012]A6)把以上所有標定數(shù)據(jù)整理成標定數(shù)據(jù)表，作為恒壓運行方法的依據(jù)；
[0013]B.水泵恒壓供水控制步驟；
[0014]BI)啟動電機，使電機運行到初始轉(zhuǎn)速η ;
[0015]Β2)根據(jù)當前轉(zhuǎn)速查找標定數(shù)據(jù)表中的功率-轉(zhuǎn)速關(guān)系表，獲得當前轉(zhuǎn)速對應(yīng)的理論功率，相鄰兩個標定數(shù)據(jù)點之間通過線性插值計算出對應(yīng)理論功率；或事先根據(jù)標定數(shù)據(jù)表中的功率-轉(zhuǎn)速關(guān)系表線性擬合出直線方程，根據(jù)擬合的直線方程和當前轉(zhuǎn)速計算理論功率，理論功率=當前轉(zhuǎn)速X擬合直線斜率+擬合直線截距；
[0016]B3)通過變頻器獲得當前的電機功率Pinst;
[0017]B4)比較理論功率P—”與當前電機功率P inst的大小，若當前電機功率大于理論功率，提高轉(zhuǎn)速為η+Λ η ;若當前電機功率小于理論功率，降低轉(zhuǎn)速為η-Λ η，其中Λη > O ;
[0018]Β5)重復(fù)步驟Β2、Β3、Β4、Β5，直至實際壓力達到目標壓力誤差范圍內(nèi)。實際壓力及目標壓力均為查表獲得的估計值。
[0019]有益效果:本發(fā)明基于離心式水泵模型，在水泵測試系統(tǒng)上預(yù)先對水泵的壓力、流量、轉(zhuǎn)速和功率進行數(shù)據(jù)標定，經(jīng)過無壓力傳感器恒壓供水算法處理，實現(xiàn)無壓力傳感器條件下維持水泵出口壓力恒定的功能，避免了壓力傳感器使用造成的諸多問題，降低了系統(tǒng)的采購和維護成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的轉(zhuǎn)速-功率關(guān)系圖。
[0021]圖2是本發(fā)明流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
[0023]離心式水泵模型的基本規(guī)律可以概括為:
[0024]1.相同轉(zhuǎn)速下，流量越大，壓力(揚程)越小，功率也越大，反之亦然；
[0025]2.相同壓力(揚程)下，流量越大，轉(zhuǎn)速越高，反之亦然；
[0026]3.相同流量下，轉(zhuǎn)速越高，壓力(揚程)越大，功率也越大，反之亦然；
[0027]4.相同功率下，轉(zhuǎn)速越高，流量越小，反之亦然。
[0028]如圖2所示，本發(fā)明包含兩部分:第一部分為水泵恒壓數(shù)據(jù)的標定方法，第二部分為水泵恒壓運行方法。
[0029]水泵恒壓數(shù)據(jù)的標定基于水泵測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)由被檢泵、閥門、管道、水泵出口壓力傳感器、水泵流量傳感器等組成，變頻器負責調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。水泵恒壓數(shù)據(jù)的標定的具體方法和步驟是:
[0030]1.選取一檔壓力進行標定，閥門完全關(guān)閉，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速至水泵的出口壓力等于標定壓力；
[0031]2.逐漸提高閥門開度，等待水泵出口壓力讀數(shù)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速至當前壓力讀數(shù)等于標定壓力；
[0032]3.獲取電機功率，電機功率通過變頻器獲得，變頻器獲得電機功率有以下兩種方式:一種對母線電壓、母線電流進行采樣，電機功率等于母線電壓與母線電流的乘積；另一種對轉(zhuǎn)矩電流進行采樣，電機功率等于轉(zhuǎn)矩電流、轉(zhuǎn)矩常數(shù)與轉(zhuǎn)速的乘積；
[0033]4.記錄當前功率、轉(zhuǎn)速、壓力和流量作為一組標定數(shù)據(jù)；
[0034]5.重復(fù)步驟2、3、4，反復(fù)標定完成20?30組數(shù)據(jù)；
[0035]6.把以上所有數(shù)據(jù)整理成標定數(shù)據(jù)表，作為恒壓運行方法的依據(jù)。
[0036]轉(zhuǎn)速-功率關(guān)系圖，如圖1所示:
[0037]基于上述標定數(shù)據(jù)表，水泵恒壓運行方法分為兩種:
[0038]第一種恒壓運行方法的步驟為:
[0039]1.啟動電機，使電機運行到初始轉(zhuǎn)速η ;
[0040]2.根據(jù)當前轉(zhuǎn)速查找標定數(shù)據(jù)表中的功率-轉(zhuǎn)速關(guān)系表，獲得當前轉(zhuǎn)速對應(yīng)的理論功率，相鄰兩個標定數(shù)據(jù)點之間通過線性插值計算出對應(yīng)理論功率；
[0041]3.通過變頻器獲得當前的電機功率Pinst;
[0042]4.比較理論功率當前電機功率P—的大小。若當前電機功率大于理論功率，提高轉(zhuǎn)速為η+Λ η ;若當前電機功率小于理論功率，降低轉(zhuǎn)速為η-Λ η，其中Λη > O ;
[0043]5.重復(fù)步驟2、3、4、5，直至實際壓力接近目標壓力。
[0044]第二種恒壓運行方法的步驟為:
[0045]1.事先根據(jù)標定數(shù)據(jù)表中的功率-轉(zhuǎn)速關(guān)系表線性擬合出直線方程；
[0046]2.啟動電機，使電機運行到初始轉(zhuǎn)速η ;
[0047]3.根據(jù)擬合方程和當前轉(zhuǎn)速計算理論功率，其計算方法為:理論功率=當前轉(zhuǎn)速X擬合直線斜率+擬合直線截距；
[0048]4.通過變頻器獲得當前的電機功率Pinst;
[0049]5.比較理論功率卩&吧與當前電機功率P inst的大?。?br>[0050].若當前電機功率大于理論功率，提高轉(zhuǎn)速為η+Λη;若當前電機功率小于理論功率，降低轉(zhuǎn)速為η-Δη，其中Λη>0;
[0051]6.重復(fù)步驟2、3、4、5，直至實際壓力達到目標壓力誤差范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.無壓力傳感器恒壓供水控制方法，其特征在于包括以下步驟: A.水泵恒壓數(shù)據(jù)標定步驟； Al)選取一檔壓力對水泵進行標定，閥門完全關(guān)閉，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速至水泵的出口壓力等于標定壓力； A2)提高閥門開度，等待水泵出口壓力讀數(shù)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速至當前壓力讀數(shù)等于標定壓力; A3)獲取電機功率，電機功率通過變頻器獲得，變頻器獲得電機功率有以下兩種方式:一種對母線電壓、母線電流進行采樣，電機功率等于母線電壓與母線電流的乘積；另一種對轉(zhuǎn)矩電流進行采樣，電機功率等于轉(zhuǎn)矩電流、轉(zhuǎn)矩常數(shù)與轉(zhuǎn)速的乘積； A4)記錄當前功率、轉(zhuǎn)速、壓力和流量作為一組標定數(shù)據(jù)； A5)重復(fù)步驟A2)、A3)、A4)，完成20?30組標定數(shù)據(jù)； A6)把以上所有標定數(shù)據(jù)整理成標定數(shù)據(jù)表，作為恒壓運行方法的依據(jù)； B.水泵恒壓供水控制步驟； BI)啟動電機，使電機運行到初始轉(zhuǎn)速η ; Β2)根據(jù)當前轉(zhuǎn)速查找標定數(shù)據(jù)表中的功率-轉(zhuǎn)速關(guān)系表，獲得當前轉(zhuǎn)速對應(yīng)的理論功率，相鄰兩個標定數(shù)據(jù)點之間通過線性插值計算出對應(yīng)理論功率；或事先根據(jù)標定數(shù)據(jù)表中的功率-轉(zhuǎn)速關(guān)系表線性擬合出直線方程，根據(jù)擬合的直線方程和當前轉(zhuǎn)速計算理論功率，理論功率=當前轉(zhuǎn)速X擬合直線斜率+擬合直線截距； Β3)通過變頻器獲得當前的電機功率Pinst; Β4)比較理論功率PtheOT#當前電機功率P inst的大小，若當前電機功率大于理論功率，提高轉(zhuǎn)速為η+Λ η ;若當前電機功率小于理論功率，降低轉(zhuǎn)速為η-Λ η，其中Λη > O ; Β5)重復(fù)步驟Β2、Β3、Β4、Β5，直至實際壓力達到目標壓力誤差范圍內(nèi)。
【專利摘要】無壓力傳感器恒壓供水控制方法，傳統(tǒng)的恒壓供水控制方案中，壓力傳感器的采購成本占到整個恒壓供水控制系統(tǒng)的20%~50%。成本高，且傳感器工作易受干擾。本發(fā)明包括水泵恒壓數(shù)據(jù)標定步驟和水泵恒壓供水控制步驟。本技術(shù)方案基于離心式水泵模型，在水泵測試系統(tǒng)上預(yù)先對水泵的壓力、流量、轉(zhuǎn)速和功率進行數(shù)據(jù)標定，經(jīng)過無壓力傳感器恒壓供水算法處理，實現(xiàn)無壓力傳感器條件下維持水泵出口壓力恒定的功能，避免了壓力傳感器使用造成的諸多問題，降低了系統(tǒng)的采購和維護成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。
【IPC分類】E03B11-16
【公開號】CN104563217
【申請?zhí)枴緾N201410815493
【發(fā)明人】齊斌, 廉晨龍, 馮芬, 季似宣
【申請人】臥龍電氣集團股份有限公司, 臥龍電氣集團杭州研究院有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月24日