專利名稱：一種潛油泵型加油機變頻液壓控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種潛油泵型燃油加油機單泵多槍的液壓控制系統(tǒng)，特別涉及一種潛油泵型燃油加油機單泵多槍的變頻液壓控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)加油站采用的自吸式加油機吸程小，輸油距離短，輸油管道隨油槍數(shù)目變化數(shù)量增多，且易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，加油站的設(shè)計也經(jīng)常會受到一定的限制，難以滿足現(xiàn)代化新型油站遠距離加油的要求。而采用油罐裝設(shè)潛油泵的正壓輸油技術(shù)，卻能很好的克服以上問題，從而被越來越廣泛地應(yīng)用到加油站的建設(shè)之中。采用了潛油泵正壓輸油技術(shù)的加油機一般被稱為潛油泵型加油機，其液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。該液壓控制系統(tǒng)的工作原理是加油槍未被提起時，電源處于切斷狀態(tài)；提槍加油時，控制主板清零顯示器，同時發(fā)出一控制信號(提槍信號)，送到配電盤的潛油泵控制盒(潛油泵控制交流接觸器)，啟動潛油泵，通過潛油泵工作產(chǎn)生的壓力，將油液送至加油機，流經(jīng)精油濾、電磁閥、單向閥，進入各自流量計(圖1中僅示出一支加油槍的情況，多支加油槍的情況類似)，再經(jīng)視油器、油槍流出，交給用戶；加油的同時流量計亦帶動各自編碼器轉(zhuǎn)動，發(fā)出編碼脈沖信號給控制主板，主板對該信號進行計數(shù)，并通過指示裝置顯示出來。由于潛油泵的泵送能力比較強，其輸出流量很大，所以一般都是一泵供多槍加油， 但在加油過程中，潛泵電機的轉(zhuǎn)速是恒定不變的?？墒窃谟驼炯佑蜁r，我們經(jīng)常會遇到僅用一條槍或兩條槍加油的情況，此情況下潛油泵仍全速運轉(zhuǎn)，這就形成大馬拉小車的情況，造成能量的浪費。同時由于油槍口閥門開度有限，允許的最大流速要遠小于此時潛油泵的泵送流速，造成泵送上來的油液都憋在管道內(nèi)，增大了管道內(nèi)部的壓力，也使得單槍加油的流速增大，導(dǎo)致油液的汽化更加嚴重，對環(huán)境更是造成不好的影響。由于潛油泵正壓加油技術(shù)是我國加油站的技術(shù)發(fā)展趨勢，因此對潛油泵的運轉(zhuǎn)及其液壓系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，以彌補潛油泵存在的不足就顯得很有必要。有設(shè)計者針對潛油泵能量浪費的情況設(shè)計了變頻控制模式，但是這種變頻控制模式僅僅采集了加油槍的使用條數(shù)，對能量的節(jié)約有限，而且未考慮油液的氣化壓力對輸油管道的影響，還遠不能達到現(xiàn)代化新型加油站的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種潛油泵型加油機變頻液壓控制系統(tǒng)及其控制方法。通過變頻技術(shù)控制潛油泵的轉(zhuǎn)速，進而控制加油流速，同時在加油過程中定期改變潛油泵的轉(zhuǎn)速，來改變液體流速，防止紊流，減少管路運輸?shù)哪芰繐p耗，達到管路運輸節(jié)能。為達上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，包括如下步驟
第一步，同時采集與潛油泵型加油機相連的各油槍的提起信號和流量信號；第二步，判斷被提起的油槍數(shù)量和已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量；第三步，根據(jù)第二步的判斷結(jié)果控制帶動潛油泵的電機按照設(shè)定的頻率運行。更具體地說，所述第一步采集各油槍的提起信號是指采集油槍被提起時潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)中的各控制主板發(fā)出的提槍信號；所述采集各油槍的流量信號是指采集與各油槍連接的編碼器的編碼脈沖信號。所述第二步中判斷被提起的油槍數(shù)量是指統(tǒng)計控制主板向潛油泵發(fā)送的提槍信號的個數(shù)；所述判斷已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量是指統(tǒng)計已經(jīng)向控制主板發(fā)送編碼脈沖信號的編碼器的個數(shù)。第三步所述的根據(jù)第二步的判斷結(jié)果控制帶動潛油泵的電機按照設(shè)定的頻率運行是指以下兩種情形之一 (1)判斷的結(jié)果是被提起的油槍數(shù)量>0而已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量=0時，帶動潛油泵的電機以15-20HZ的頻率運行；( 判斷的結(jié)果是被提起的油槍數(shù)量> 0而且已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量> 0時，帶動潛油泵的電機運行頻率為已經(jīng)開始加油的各支加油槍的流量均為38L/min對應(yīng)的頻率。在所述的第( 種情形，帶動潛油泵的電機的運行頻率，每隔一個周期改變一次， 使電機運行頻率在所述對應(yīng)頻率的基礎(chǔ)上先上后下或者先下后上波動l-2Hz。所述每隔一個周期是指每隔10 20s。一種潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)，包括潛油泵、帶動潛油泵的電機和與潛油泵連接的至少一個油槍液壓控制系統(tǒng)；其中油槍液壓控制系統(tǒng)按如下方式連接組成精油濾、電磁閥、單向閥、流量計、視油器和油槍依次連接；流量計還與編碼器、控制主板和指示裝置依次連接；其特征是，還包括與電機信號連接的潛油泵變頻控制器；所述每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的油槍與其對應(yīng)的控制主板信號連接，所述每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的控制主板與潛油泵變頻控制器信號連接。更具體地說，所述潛油泵變頻控制器采用型號是TIC30F2010的DSP芯片。本發(fā)明的設(shè)計原理是由潛油泵型加油機的工作原理可知，提槍加油時，加油機的控制主板會發(fā)出一個控制信號，以啟動潛油泵(自帶電機)，開始加油，該控制信號我們稱之為提槍信號。而加油時流量計帶動編碼器轉(zhuǎn)動，發(fā)出編碼脈沖信號給控制主板，以供計數(shù)和顯示，此編碼脈沖信號我們稱之為流量信號。本發(fā)明同時采樣這兩個信號，通過分析采樣到的提槍信號來判斷此時是否有油槍被提起，而分析采樣到的流量信號則用來判斷此時提起的油槍是否已開始加油。然后潛油泵變頻控制器根據(jù)判斷結(jié)果輸出合適的頻率驅(qū)動潛油泵轉(zhuǎn)動，從而使得潛油泵的轉(zhuǎn)速和加油油槍的數(shù)量及所需流速相匹配，最終實現(xiàn)潛油泵的泵送流速和油槍出口總流速相匹配。此外，由于加油流速過快會加快油液的汽化，且國際標(biāo)準(zhǔn)是汽油單槍加油流速不大于38L/min(10加侖原則)，因此對潛油泵轉(zhuǎn)速的控制，應(yīng)使其對應(yīng)一條槍的流速不大于38L/min。這樣既能滿足加油流速要求，又能減少油液汽化。同時在加油過程中還要定期(如10-20s)改變潛油泵的轉(zhuǎn)速，以定期改變液體的流動速度，來防止紊流，減少管路運輸?shù)哪芰繐p耗。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點和效果1、本發(fā)明的潛油泵型加油機的變頻液壓控制方法和控制系統(tǒng)，同時采集提槍信號和流量信號，可以更加準(zhǔn)確地判斷加油槍的工作狀態(tài)，更加準(zhǔn)確地對帶動潛油泵的電機頻率進行控制，更加節(jié)能；而且由于被采樣信號均為加油機本身所有，所以信號采樣方便，采樣成本低廉。2、本發(fā)明的潛油泵型加油機的變頻液壓控制方法和控制系統(tǒng)，通過變頻技術(shù)控制潛油泵的轉(zhuǎn)速，使得泵送流速可控，進而實現(xiàn)了對加油流速的控制，也因此可以在10加侖的原則下調(diào)節(jié)泵送流速，從而減少油液的揮發(fā)，減少油氣排放，同時也減輕對環(huán)境的污染。3、本發(fā)明的潛油泵型加油機的變頻液壓控制方法和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了潛油泵的轉(zhuǎn)速和加油油槍的數(shù)量相匹配，即隨著加油油槍的數(shù)量減少或增加，相應(yīng)地降低或提升潛油泵的轉(zhuǎn)速，讓潛油泵的泵送流速和實際需求的流速相互匹配，以最大程度的減少潛油泵所做的無用功，提高泵的效率，達到節(jié)能的目的，同時也能降低油管內(nèi)的油壓，提高了整個加油系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。4、本發(fā)明的潛油泵型加油機的變頻液壓控制方法和控制系統(tǒng)，防止了加油過程中紊流的產(chǎn)生，減少了管路運輸?shù)哪芰繐p耗。


圖1是現(xiàn)有的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的潛油泵型加油機變頻液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例本發(fā)明的一種潛油泵型加油機變頻液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括設(shè)置在油罐內(nèi)的潛油泵、帶動潛油泵的電機(通常是潛油泵自帶電機)和與潛油泵連接的至少一個油槍液壓控制系統(tǒng)；其中油槍液壓控制系統(tǒng)按如下方式連接組成精油濾、電磁閥、單向閥、流量計、視油器和油槍依次連接，潛油泵與精油濾連接；流量計還與編碼器、控制主板和指示裝置依次連接；還包括與電機信號連接的潛油泵變頻控制器；每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的油槍與其對應(yīng)的控制主板信號連接，每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的控制主板與潛油泵變頻控制器信號連接，潛油泵變頻控制器采用型號是TIC30F2010的DSP芯片。上述潛油泵型加油機變頻液壓控制系統(tǒng)的控制方法是這樣的第一步，同時采集與潛油泵型加油機相連的各油槍的提起信號和流量信號；采集各油槍的提起信號是指采集油槍被提起時潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)中的各控制主板發(fā)出的提槍信號；采集各油槍的流量信號是指采集與各油槍連接的編碼器的編碼脈沖信號。第二步，判斷被提起的油槍數(shù)量和已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量；判斷被提起的油槍數(shù)量是指統(tǒng)計控制主板向潛油泵發(fā)送的提槍信號的個數(shù)；判斷已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量是指統(tǒng)計已經(jīng)向控制主板發(fā)送編碼脈沖信號的編碼器的個數(shù)。第三步，根據(jù)第二步的判斷結(jié)果控制帶動潛油泵的電機按照設(shè)定的頻率運行，是指以下兩種情形之一 (1)判斷的結(jié)果是被提起的油槍數(shù)量> 0而已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量=0時，帶動潛油泵的電機以15-20HZ的頻率運行；( 判斷的結(jié)果是被提起的油槍數(shù)量> 0而且已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量> 0時，帶動潛油泵的電機運行頻率為已經(jīng)開始加油的各支加油槍的流量均為38L/min對應(yīng)的頻率。在所述的第(2)種情形，帶動潛油泵的電機的運行頻率，每隔10 20s改變一次， 使電機運行頻率在所述對應(yīng)頻率的基礎(chǔ)上先上后下或者先下后上波動l-2Hz。更具體地說， 在提槍時，控制主板發(fā)出提槍信號給潛油泵變頻控制器，提示此時已有油槍被提起，潛油泵變頻控制器便輸出一個較低的頻率(溢流頻率)，例如15-20HZ，控制電機帶動潛油泵以較低速運轉(zhuǎn)；同時采樣各油槍的流量信號，根據(jù)采樣到的流量信號的數(shù)量判斷此時提起并已開始加油的油槍數(shù)量，從而輸出相應(yīng)的頻率(加油頻率)驅(qū)動電機帶動潛油泵運轉(zhuǎn)，使?jié)撚捅玫谋盟土魉倥c所有油槍口的總加油流速相匹配，即若為一條槍在加油，則輸出一個合適的加油頻率驅(qū)動潛油泵，使得泵送流速小于且接近于38L/min ；若為兩條槍，則輸出另一加油頻率驅(qū)動潛油泵，使得泵送流速小于且接近于76L/min ；以此類推。同時在加油過程中， 定期地(如10-20s)在該加油頻率的鄰域內(nèi)改變加油頻率的大小(即使加油頻率在所述對應(yīng)頻率的上或下l-2Hz的范圍內(nèi)定期地波動)，來達到防止紊流，減少管路運輸損耗的目的。上述兩種信號的采集，是按設(shè)定的周期動態(tài)進行的。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，包括如下步驟第一步，同時采集與潛油泵型加油機相連的各油槍的提起信號和流量信號；第二步，判斷被提起的油槍數(shù)量和已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量；第三步，根據(jù)第二步的判斷結(jié)果控制帶動潛油泵的電機按照設(shè)定的頻率運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，所述第一步采集各油槍的提起信號是指采集油槍被提起時潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)中的各控制主板發(fā)出的提槍信號；所述采集各油槍的流量信號是指采集與各油槍連接的編碼器的編碼脈沖信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，所述第二步中判斷被提起的油槍數(shù)量是指統(tǒng)計控制主板向潛油泵發(fā)送的提槍信號的個數(shù)；所述判斷已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量是指統(tǒng)計已經(jīng)向控制主板發(fā)送編碼脈沖信號的編碼器的個數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，第三步所述的根據(jù)第二步的判斷結(jié)果控制帶動潛油泵的電機按照設(shè)定的頻率運行是指以下兩種情形之一 (1)判斷的結(jié)果是被提起的油槍數(shù)量> 0而已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量=0時， 帶動潛油泵的電機以15-20HZ的頻率運行；( 判斷的結(jié)果是被提起的油槍數(shù)量> 0而且已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量> 0時，帶動潛油泵的電機運行頻率為已經(jīng)開始加油的各支加油槍的流量均為38L/min對應(yīng)的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，在所述的第( 種情形，帶動潛油泵的電機的運行頻率，每隔一個周期改變一次，使電機運行頻率在所述對應(yīng)頻率的基礎(chǔ)上先上后下或者先下后上波動l-2Hz。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，所述每隔一個周期是指每隔10 20s。
7.一種潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)，包括潛油泵、帶動潛油泵的電機和與潛油泵連接的至少一個油槍液壓控制系統(tǒng)；其中油槍液壓控制系統(tǒng)按如下方式連接組成精油濾、 電磁閥、單向閥、流量計、視油器和油槍依次連接；流量計還與編碼器、控制主板和指示裝置依次連接；其特征是，還包括與電機信號連接的潛油泵變頻控制器；所述每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的油槍與其對應(yīng)的控制主板信號連接，所述每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的控制主板與潛油泵變頻控制器信號連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)，其特征是，所述潛油泵變頻控制器采用型號是TIC30F2010的DSP芯片。
全文摘要
本發(fā)明為一種潛油泵型加油機液壓控制系統(tǒng)的控制方法及其控制系統(tǒng)，控制方法包括如下步驟第一步，同時采集與潛油泵型加油機相連的各油槍的提起信號和流量信號；第二步，判斷被提起的油槍數(shù)量和已經(jīng)開始加油的油槍數(shù)量；第三步，根據(jù)第二步的判斷結(jié)果控制帶動潛油泵的電機按照設(shè)定的頻率運行。其控制系統(tǒng)包括潛油泵、帶動潛油泵的電機和與潛油泵連接的至少一個油槍液壓控制系統(tǒng)，還包括與電機信號連接的潛油泵變頻控制器；每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的油槍與其對應(yīng)的控制主板信號連接，每個油槍液壓控制系統(tǒng)中的控制主板與潛油泵變頻控制器信號連接。上述方法和系統(tǒng)，提高了泵的效率，降低了油管內(nèi)油壓，防止產(chǎn)生紊流，提高整個加油系統(tǒng)的性能。
文檔編號G05B19/042GK102336385SQ201110180898
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者劉亞俊, 黃佳彬 申請人:華南理工大學(xué)