一種基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，包括：為水泵系統(tǒng)中的多個相互獨立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無中心網(wǎng)絡(luò)；每個控制器對相應(yīng)水泵進(jìn)行信號采集、控制且對相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)。本發(fā)明的方法基于無中心網(wǎng)絡(luò)，使各并聯(lián)水泵平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計算出優(yōu)化控制方案，極大地降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性。
【專利說明】—種基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑節(jié)能和智能控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在中央空調(diào)水系統(tǒng)中，通常使用多臺變頻水泵并聯(lián)，通過調(diào)節(jié)水泵的啟停狀態(tài)和水泵的轉(zhuǎn)速來滿足系統(tǒng)末端的需求。
[0003]在現(xiàn)有的水泵控制系統(tǒng)中，通常采用集中控制的方式，即采用一臺控制器控制所有并聯(lián)的水泵。但是由此導(dǎo)致的后果是:如果要實現(xiàn)并聯(lián)水泵的優(yōu)化控制，需要將所有并聯(lián)水泵的性能參數(shù)由自控廠商寫入控制器，而水泵詳細(xì)的性能參數(shù)又是水泵設(shè)備生產(chǎn)廠商不愿公開的，因此可操作性差。此外，這種集中式的控制方式需要對控制器和水泵進(jìn)行手動配置，帶來大量的現(xiàn)場調(diào)試工作，擴(kuò)展性也比較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種控制效率高、魯棒性好、擴(kuò)展性佳的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法。
[0005]有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟:為所述水泵系統(tǒng)中的多個相互獨立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無中心網(wǎng)絡(luò)；每個控制器對相應(yīng)水泵進(jìn)行信號采集、控制且對相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)所述水泵系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明實施例的水泵系統(tǒng)控制方法基于無中心網(wǎng)絡(luò)，使各并聯(lián)水泵平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計算出優(yōu)化控制方案，極大地降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性。
[0007]除此之外，本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法還可以具有如下技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述每個控制器對相應(yīng)水泵進(jìn)行信號采集、控制且對相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)包括以下步驟:A.在每個所述控制器內(nèi)置對應(yīng)水泵的水泵性能參數(shù)、壓差設(shè)定值、預(yù)設(shè)壓差偏差閾值和預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值，所述控制器實時監(jiān)測對應(yīng)水泵的壓差測量值；B.當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)控制周期時，所述控制器比較所述壓差測量值與壓差設(shè)定值，如果偏差超出了預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，同時未收到其他鄰居控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則自己調(diào)節(jié)對應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速并發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，執(zhí)行Cl至C3 ;如果在發(fā)起前收到了相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則配合相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行運算，執(zhí)行步驟Dl至D4 ；C1.所述控制器根據(jù)對應(yīng)水泵的根據(jù)壓差測量值和壓差設(shè)定值的差值、參考當(dāng)前實際工作點，以最高效率點為調(diào)節(jié)預(yù)期，計算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和壓差調(diào)節(jié)余量；C2.所述控制器控制對應(yīng)水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速；C3.所述控制器將效率調(diào)節(jié)預(yù)期和壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)的信號，廣播發(fā)送給所有相鄰控制器；D1.所述控制器接受到來自相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)后，比較接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和對應(yīng)水泵的當(dāng)前存儲的效率調(diào)節(jié)預(yù)期，參考收到的壓差調(diào)節(jié)余量，運算出新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期；D2.根據(jù)新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期、水泵性能參數(shù)及接收到的壓差調(diào)節(jié)余量，計算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和新的壓差調(diào)節(jié)余量；D3.將新的壓差調(diào)節(jié)余量與預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值進(jìn)行比較，前者高于后者表明仍未達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，將新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和新的壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)信號廣播發(fā)送給相鄰控制器；前者低于后者表明能夠達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，不再發(fā)送調(diào)節(jié)任務(wù)信號；D4.所有接收到所述調(diào)解任務(wù)的控制器，在接收到調(diào)節(jié)任務(wù)信號的瞬間開始計時，在預(yù)設(shè)收斂周期內(nèi)如果后續(xù)沒有收到其它相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號，則認(rèn)為計算已收斂，此時所述控制器控制所述水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速；在一個計時周期內(nèi)如果后續(xù)收到了其他相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號，執(zhí)行步驟Dl至D3，重新計時。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述無中心網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)形式為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)中二者之一或者二者的組合。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，多個所述控制器中的控制算法相同。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器通過控制與所述水泵相連的變頻器以實現(xiàn)所述對應(yīng)水泵變速。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制器通過設(shè)在所述水泵進(jìn)口和出口之間的壓差傳感器以實現(xiàn)實時監(jiān)測所述對應(yīng)水泵的壓差測量值。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，由水泵生產(chǎn)商將所述水泵性能參數(shù)輸入到對應(yīng)的所述控制器中。
[0014]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法的流程示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明實施例的水泵系統(tǒng)控制算法的具體運行流程圖。

【具體實施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0020]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0021]此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0022]進(jìn)一步地，在下述任何方法的說明中，流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0023]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(R0M)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(⑶ROM)。另外，計算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進(jìn)行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機(jī)存儲器中。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，如圖1所示，可以包括以下步驟:
[0026]S1.為水泵系統(tǒng)中的多個相互獨立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無中心網(wǎng)絡(luò)。
[0027]圖2示出了本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]參考圖2，可知一個水泵系統(tǒng)中包括η個并聯(lián)的水泵100，每個水泵100配置有一個控制器200。需要說明的是，在實際應(yīng)用中可能會遇到水泵系統(tǒng)中局部設(shè)置有若干個串聯(lián)的水泵的情況，此時僅需要根據(jù)流體力學(xué)知識將這若干個串聯(lián)水泵等效折算成單個水泵即可。
[0029]多個控制器200之間通過有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)或者結(jié)合有線無線兩種形式的綜合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，構(gòu)成無中心網(wǎng)絡(luò)。此處不限定于任何具體的通信控制協(xié)議，只要能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信和控制即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，由此此處的節(jié)點控制網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)需要以最廣泛的【技術(shù)領(lǐng)域】中含義來進(jìn)行理解和限定。
[0030]在本發(fā)明的一個實施例中，多個控制器200中的控制算法相同。由于構(gòu)建的是平等的、扁平的無中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此每個節(jié)點地位相同，故每個控制器200可以采用相同控制算法。
[0031]S2.每個控制器對相應(yīng)水泵進(jìn)行信號采集、控制且對相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)。
[0032]通常地，如圖2所示，控制器200對相應(yīng)水泵100進(jìn)行控制的過程中，轉(zhuǎn)速是最重要的控制量之一?？刂破?00可以通過控制與水泵100相連的變頻器300以實現(xiàn)對應(yīng)水泵100變速?？刂破?00對相應(yīng)水泵100進(jìn)行信號采集的過程中，壓差測量值是最重要的采集信號之一?？刂破?00可以通過設(shè)在水泵100進(jìn)口和出口之間的壓差傳感器400以實現(xiàn)實時監(jiān)測對應(yīng)水泵100的壓差測量值。
[0033]本發(fā)明實施例的水泵系統(tǒng)控制方法，基于無中心網(wǎng)絡(luò)，使各并聯(lián)水泵平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計算出優(yōu)化控制方案，極大地降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性。
[0034]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地了解步驟S2的具體含義，下面詳細(xì)介紹一個著眼于“效率調(diào)節(jié)預(yù)期”和“壓差調(diào)節(jié)余量”信息數(shù)據(jù)的控制算法。需要說明的是，也可以采用其他控制算法，不改變本發(fā)明的核心原理。該具體實施例中上述步驟S2具體包括:
[0035]A.在每個控制器內(nèi)置對應(yīng)水泵的水泵性能參數(shù)、壓差設(shè)定值、預(yù)設(shè)壓差偏差閾值和預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值，控制器實時監(jiān)測對應(yīng)水泵的壓差測量值。
[0036]其中，水泵性能參數(shù)通常為水泵生產(chǎn)商的商業(yè)機(jī)密，一般不愿被公開。在本發(fā)明的實施例中，可以由水泵系統(tǒng)管理者可以先將控制器寄送給水泵生產(chǎn)商讓其保密地輸入水泵性能參數(shù)然后再拿回來安裝，或者水泵系統(tǒng)管理者邀請水泵生產(chǎn)商來現(xiàn)場后保密地向控制器輸入水泵性能參數(shù)。這樣便解決了保密性的問題。壓差設(shè)定值可以由水泵系統(tǒng)管理者根據(jù)水泵實際安裝地點、應(yīng)用場合來設(shè)定。例如，位于高層樓層的浴室水龍頭對應(yīng)的水泵的壓差設(shè)定值應(yīng)該比較大；位于底層樓層的綠化區(qū)滴灌水龍頭對應(yīng)的水泵的壓差設(shè)定值比較小。
[0037]B.當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)控制周期時，控制器比較壓差測量值與壓差設(shè)定值。如果偏差超出了預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，同時未收到其他鄰居控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則自己調(diào)節(jié)對應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速并發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)。也即是說，該控制器作為調(diào)節(jié)任務(wù)的發(fā)起者，執(zhí)行下述步驟Cl至C3。如果在發(fā)起前收到了相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則配合相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行運算。也就是說，該控制器作為調(diào)節(jié)任務(wù)的非發(fā)起者、協(xié)助者，執(zhí)行下述步驟Dl至D4。
[0038]需要說明的是，預(yù)設(shè)控制周期是指壓差控制的調(diào)節(jié)周期，每經(jīng)過這樣一個周期，系統(tǒng)中的控制器就會比較當(dāng)前的壓差測量值和壓差設(shè)定值是否超出預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，然后初步?jīng)Q定是否進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0039]Cl.控制器根據(jù)對應(yīng)水泵的根據(jù)壓差測量值和壓差設(shè)定值的差值、參考當(dāng)前實際工作點，以最高效率點(即效率為I)為調(diào)節(jié)預(yù)期，計算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和壓差調(diào)節(jié)余量。
[0040]C2.控制器控制對應(yīng)水泵變速至新的水泵轉(zhuǎn)速；
[0041]C3.控制器將效率調(diào)節(jié)預(yù)期和壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)的信號，廣播發(fā)送給所有相鄰控制器。需要說明的是，此處的控制器作為調(diào)解任務(wù)的發(fā)起者，最初的效率調(diào)節(jié)預(yù)期是最大值1，即從最高預(yù)期開始。
[0042]Dl.控制器接受到來自相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)后，比較接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和對應(yīng)水泵的當(dāng)前存儲的效率調(diào)節(jié)預(yù)期，參考收到的壓差調(diào)節(jié)余量，運算出新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期。
[0043]D2.根據(jù)新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期、水泵性能參數(shù)及接收到的壓差調(diào)節(jié)余量，計算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和新的壓差調(diào)節(jié)余量。
[0044]D3.將新的壓差調(diào)節(jié)余量與預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值進(jìn)行比較，前者高于后者表明仍未達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，將新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和新的壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)信號廣播發(fā)送給相鄰控制器；前者低于后者表明能夠達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，不再發(fā)送調(diào)節(jié)任務(wù)信號。
[0045]D4.所有接收到調(diào)解任務(wù)的控制器，在接收到調(diào)節(jié)任務(wù)信號的瞬間開始計時，在預(yù)設(shè)收斂周期內(nèi)如果后續(xù)沒有收到其它相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號，則認(rèn)為計算已收斂，此時控制器控制水泵變速至新的水泵轉(zhuǎn)速；在一個計時周期內(nèi)如果后續(xù)收到了其他相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號，執(zhí)行步驟Dl至D3，重新計時。
[0046]需要說明的是，步驟Dl中提到的“控制器收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期”并不始終為最大值I。實際上，僅有作為“調(diào)節(jié)任務(wù)的第一任協(xié)助者”的控制器所接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期數(shù)值為I。但是在該“調(diào)節(jié)任務(wù)的第一任協(xié)助者”的控制器中，效率調(diào)節(jié)預(yù)期經(jīng)過計算處理會有所更新并且被廣播出去，所以從后面“調(diào)節(jié)任務(wù)的第二任協(xié)助者”開始，“控制器接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期”不再為I 了。
[0047]由上可知，本發(fā)明該實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法利用各并聯(lián)水泵帶通信功能的控制器組建的無中心網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實時測量的壓差數(shù)據(jù)和外部設(shè)定的壓差控制目標(biāo)，使各并聯(lián)水泵通過自主協(xié)商來決定各臺水泵的啟停和轉(zhuǎn)速，同時使得并聯(lián)水泵總體能效最優(yōu)。本發(fā)明實施例的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，至少具有以下優(yōu)點:
[0048]1.由水泵設(shè)備生產(chǎn)廠商將水泵性能參數(shù)內(nèi)置在控制器中，解決了保密性問題，從而解決了傳統(tǒng)集中式控制方式中自控廠商與設(shè)備廠商溝通環(huán)節(jié)的問題，也使得基于設(shè)備參數(shù)的優(yōu)化控制成為可能，調(diào)高水泵的控制效率。
[0049]2.現(xiàn)場中僅需將拓?fù)渖舷噜彽乃脤?yīng)的控制器進(jìn)行通信連接，并聯(lián)水泵即可通過自主協(xié)同，高效地完成控制目標(biāo)，避免了傳統(tǒng)集中式控制方式中自控廠商介入的繁瑣的人工配置、調(diào)試環(huán)節(jié)，也能做到設(shè)備的即插即用，增強了系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性。
[0050]3.本方法在理論上保證了對于給定的控制目標(biāo)，算法收斂的結(jié)果是水泵整體性能最優(yōu)，即水泵開啟的臺數(shù)和開啟水泵的運行轉(zhuǎn)速是最優(yōu)的，可提高水泵的運行效率。
[0051]需要說明的是，在實際應(yīng)用中，也可能出現(xiàn)只安裝一臺水泵的情況，即水泵控制器檢測出沒有鄰居的情況。在這種情況下，由于只有一臺水泵，在工作時必然開啟，不存在通過水泵之間相互協(xié)同的問題。此時可以根據(jù)水泵的性能參數(shù)、當(dāng)前水泵的實際工作點，計算出當(dāng)前管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力系數(shù)，進(jìn)而直接求出達(dá)到控制目標(biāo)所需要的水泵的轉(zhuǎn)速。
[0052]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以參考圖3，以更好地理解本發(fā)明實施例的水泵系統(tǒng)控制算法的具體運行流程。
[0053]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 為所述水泵系統(tǒng)中的多個相互獨立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無中心網(wǎng)絡(luò)； 每個控制器對相應(yīng)水泵進(jìn)行信號采集、控制且對相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)所述水泵系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述每個控制器對相應(yīng)水泵進(jìn)行信號采集、控制且對相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)包括以下步驟: A.在每個所述控制器內(nèi)置對應(yīng)水泵的水泵性能參數(shù)、壓差設(shè)定值、預(yù)設(shè)壓差偏差閾值和預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值，所述控制器實時監(jiān)測對應(yīng)水泵的壓差測量值； B.當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)控制周期時，所述控制器比較所述壓差測量值與壓差設(shè)定值，如果偏差超出了預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，同時未收到其他鄰居控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則自己調(diào)節(jié)對應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速并發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，執(zhí)行下述步驟Cl至C3 ;如果在發(fā)起前收到了相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則配合相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行運算，執(zhí)行下述步驟Dl至D4 ； Cl.所述控制器根據(jù)對應(yīng)水泵的根據(jù)壓差測量值和壓差設(shè)定值的差值、參考當(dāng)前實際工作點，以最高效率點為調(diào)節(jié)預(yù)期，計算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和壓差調(diào)節(jié)余量； C2.所述控制器控制對應(yīng)水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速； C3.所述控制器將效率調(diào)節(jié)預(yù)期和壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)的信號，廣播發(fā)送給所有相鄰控制器； Dl.所述控制器接受到來自相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)后，比較接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和對應(yīng)水泵的當(dāng)前的效率調(diào)節(jié)預(yù)期，參考收到的壓差調(diào)節(jié)余量，運算出新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期； D2.根據(jù)新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期、水泵性能參數(shù)及接收到的壓差調(diào)節(jié)余量，計算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和新的壓差調(diào)節(jié)余量； D3.將新的壓差調(diào)節(jié)余量與預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值進(jìn)行比較，前者高于后者表明仍未達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，將新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和新的壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)信號廣播發(fā)送給相鄰控制器；前者低于后者表明能夠達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，不再發(fā)送調(diào)節(jié)任務(wù)信號； D4.所有接收到所述調(diào)解任務(wù)的控制器，在接收到調(diào)節(jié)任務(wù)信號的瞬間開始計時，在預(yù)設(shè)收斂周期內(nèi)如果后續(xù)沒有收到其它相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號，則認(rèn)為計算已收斂，此時所述控制器控制所述水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速；在一個計時周期內(nèi)如果后續(xù)收到了其他相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號，執(zhí)行步驟Dl至D3，重新計時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述無中心網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)形式為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)中二者之一或者二者的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，多個所述控制器中的控制算法相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述控制器通過控制與所述水泵相連的變頻器以實現(xiàn)所述對應(yīng)水泵變速。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述控制器通過設(shè)在所述水泵進(jìn)口和出口之間的壓差傳感器以實現(xiàn)實時監(jiān)測所述對應(yīng)水泵的壓差測量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，由水泵生產(chǎn)商將所述水泵性能參數(shù)輸入到對應(yīng)的所述控制器中。
【文檔編號】F24F11/02GK104374060SQ201410612850
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】姜子炎, 代允闖, 江億 申請人:清華大學(xué)