BR112019018584A2

BR112019018584A2 - method for controlling the rotational speed of a centrifugal pump operated on an open hydraulic circuit and centrifugal pump

Info

Publication number: BR112019018584A2
Application number: BR112019018584A
Authority: BR
Inventors: Schullerer Joachim; Eckl Martin
Original assignee: Ksb Se & Co Kgaa
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2020-04-07
Also published as: JP2020510154A; CN112833031A; DE102017203990A1; EP3592979A1; RU2019131528A3; CN110382873B; RU2769325C2; JP2021101113A; CN110382873A; EP3851678A1; WO2018162555A1; RU2019131528A

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para controlar a velocidade de rotação de uma bomba centrífuga operada em um circuito hidráulico aberto, em que o controlador do sistema de controle da bomba determina a velocidade de rotação desejada do acionamento da bomba, levando em consideração uma cabeça de entrega desejada e uma cabeça de entrega real, bem como a velocidade rotacional real. mais especificamente, a presente invenção refere-se a uma bomba centrífuga e a um método para controlar a velocidade de rotação de uma bomba centrífuga operada em um circuito hidráulico aberto, em que o controlador do sistema de controle da bomba determina uma velocidade de rotação desejada do acionamento da bomba, levando em consideração uma cabeça de entrega desejada e uma cabeça de entrega real, assim como a velocidade de rotação real, em que, para o cálculo da velocidade de rotação desejada, o controlador levar em consideração um parâmetro de correção para descrever a cabeça geodésica.the present invention relates to a method for controlling the rotation speed of a centrifugal pump operated in an open hydraulic circuit, in which the controller of the pump control system determines the desired rotation speed of the pump drive, taking into account a desired delivery head and an actual delivery head, as well as the actual rotational speed. more specifically, the present invention relates to a centrifugal pump and a method for controlling the speed of rotation of a centrifugal pump operated in an open hydraulic circuit, in which the pump control system controller determines a desired speed of rotation of the pump drive, taking into account a desired delivery head and an actual delivery head, as well as the actual rotation speed, in which, for the calculation of the desired rotation speed, the controller takes into account a correction parameter for describe the geodesic head.

Description

“MÉTODO PARA CONTROLAR A VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DE UMA“METHOD TO CONTROL THE ROTATION SPEED OF A

BOMBA CENTRÍFUGA OPERADA EM UM CIRCUITO HIDRÁULICOCENTRIFUGAL PUMP OPERATED IN A HYDRAULIC CIRCUIT

ABERTO E BOMBA CENTRÍFUGA”OPEN AND CENTRIFUGAL PUMP ”

Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a um método para controlar a velocidade de rotação de uma bomba centrífuga operada em um circuito hidráulico aberto, em que o controlador do sistema de controle da bomba determina a velocidade de rotação desejada do acionamento da bomba, levando em consideração uma cabeça de entrega desejada e uma cabeça de entrega real, bem como a velocidade rotacional real.Field of the invention [001] The present invention relates to a method for controlling the speed of rotation of a centrifugal pump operated in an open hydraulic circuit, in which the controller of the pump control system determines the desired speed of the drive of the pump, taking into account a desired delivery head and an actual delivery head, as well as the actual rotational speed.

Antecedentes da Invenção [002] As bombas centrífugas controladas por velocidade de rotação do estado da técnica utilizam predominantemente controladores PI para determinar a velocidade de rotação desejada. O componente P pode ser usado para determinar a rapidez com que a bomba atinge o valor desejado. O componente I pode ser usado para definir como os desvios de controle dinamicamente persistentes devem ser eliminados. Com um componente I de zero, um desvio de controle permanente sempre permanece.Background of the Invention [002] State-of-the-art speed-controlled centrifugal pumps predominantly use PI controllers to determine the desired speed of rotation. Component P can be used to determine how quickly the pump reaches the desired value. Component I can be used to define how dynamically persistent control deviations are to be eliminated. With a component I of zero, a permanent control deviation always remains.

[003] Como a configuração de ambos os parâmetros do controlador influencia a dinâmica do sistema geral, os parâmetros do controlador não podem ser ajustados separadamente, mas apenas a partir de uma consideração holística da dinâmica do sistema. Na prática, o ajuste correto desses parâmetros representa, portanto, um enorme desafio. As regras clássicas para o ajuste de controladores PI ou PID também se referem a sistemas lineares; caso contrário, uma linearização deve ser realizada antecipadamente no ponto de operação. Se este for o caso, os parâmetros do controlador encontrados de forma geral são ajustados de maneira ideal nas proximidades do ponto de operação selecionado.[003] As the configuration of both controller parameters influences the dynamics of the general system, the controller parameters cannot be adjusted separately, but only from a holistic consideration of the system dynamics. In practice, the correct adjustment of these parameters therefore represents an enormous challenge. The classic rules for tuning PI or PID controllers also refer to linear systems; otherwise, linearization must be carried out in advance at the point of operation. If this is the case, the controller parameters found in general are optimally adjusted in the vicinity of the selected operating point.

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2/9 [004] Pelas razões acima expostas, o uso de um controlador PI para uma bomba centrífuga rotacional controlada por velocidade não é a solução ideal. Por um lado, as bombas mostram um comportamento fortemente não linear; por outro lado, as bombas devem poder operar de forma estável em diferentes regiões operacionais. Por exemplo, o ponto de operação durante a inicialização da bomba pode ser diferente do ponto de operação durante a operação constante da bomba. O ajuste dos parâmetros do controlador de um controlador PI ou PID é, portanto, sempre com base em um compromisso entre esses diferentes pontos de operação de bombeamento.2/9 [004] For the reasons explained above, the use of a PI controller for a speed controlled rotational centrifugal pump is not the ideal solution. On the one hand, the pumps show a strongly non-linear behavior; on the other hand, pumps must be able to operate steadily in different operating regions. For example, the operating point during pump startup may differ from the operating point during constant pump operation. The adjustment of the controller parameters of a PI or PID controller is, therefore, always based on a compromise between these different pumping operation points.

[005] Como resultado dos problemas descritos acima, outras formulações de controle já foram testadas. Um exemplo é fornecido pelos chamados controladores de afinidade, que operam com base nas leis de afinidade. Esses tipos de controlador são considerados robustos, especialmente, mesmo em diversas situações operacionais, e tornam obsoleto o ajuste complexo discutido anteriormente dos parâmetros do controlador. Uma limitação desvantajosa desses tipos de controlador, no entanto, é que, até o momento, eles só podem ser usados em circuitos hidráulicos fechados. Em um circuito aberto, onde uma cabeça geodésica pode ter que ser superada sob certas circunstâncias, a relação matemática entre as quantidades acima muda e o controle não leva a um resultado satisfatório.[005] As a result of the problems described above, other control formulations have already been tested. An example is provided by so-called affinity controllers, which operate based on affinity laws. These types of controllers are considered robust, especially, even in different operational situations, and make the complex adjustment previously discussed of the controller parameters obsolete. A disadvantageous limitation of these types of controllers, however, is that, so far, they can only be used in closed hydraulic circuits. In an open circuit, where a geodetic head may have to be overcome under certain circumstances, the mathematical relationship between the above quantities changes and the control does not lead to a satisfactory result.

[006] Uma modificação adequada do controlador é, portanto, procurada para resolver o problema acima mencionado.[006] An appropriate modification of the controller is therefore sought to resolve the above mentioned problem.

[007] Este objetivo é alcançado pelo método com os recursos da reivindicação 1. Projetos vantajosos do método são o objeto das reivindicações dependentes.[007] This objective is achieved by the method with the resources of claim 1. Advantageous designs of the method are the subject of the dependent claims.

Descrição Resumida da Invenção [008] De acordo com a invenção, é proposto um método para controlar a velocidade de rotação de uma bomba centrífuga operada em umBrief Description of the Invention [008] According to the invention, a method is proposed to control the rotation speed of a centrifugal pump operated in a

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3/9 circuito hidráulico aberto. O método é com base em um controlador do sistema de controle da bomba, que calcula a velocidade de rotação desejada do acionamento da bomba, levando em consideração a cabeça de entrega desejada e a cabeça de entrega real, bem como a velocidade de rotação real. Este controlador não é um controlador PI nem PID. A modificação do controlador prevê a extensão por pelo menos um parâmetro de correção para levar em conta e compensar uma cabeça geodésica que deve ser manuseada pela bomba. Com a ajuda deste parâmetro de correção, a formulação de controle também pode ser usada para circuitos hidráulicos abertos.3/9 open hydraulic circuit. The method is based on a pump control system controller, which calculates the desired rotation speed of the pump drive, taking into account the desired delivery head and the actual delivery head, as well as the actual rotation speed. This controller is neither a PI nor a PID controller. The controller modification provides for the extension by at least one correction parameter to take into account and compensate for a geodetic head that must be handled by the pump. With the help of this correction parameter, the control formulation can also be used for open hydraulic circuits.

[009] É particularmente preferível que o parâmetro de correção seja usado para deslocar a cabeça de entrega/ curva de velocidade de rotação, em particular para fornecer um deslocamento vertical da cabeça de entrega/ curva de velocidade de rotação. Como resultado, pode-se facilmente compensar a cabeça geodésica.[009] It is particularly preferable that the correction parameter is used to move the delivery head / rotation speed curve, in particular to provide a vertical displacement of the delivery head / rotation speed curve. As a result, the geodesic head can be easily compensated.

[010] A extensão proposta da formulação de controle é particularmente vantajosa para os tipos de controlador que fazem uso da lei de afinidade para determinar o valor desejado ou o valor do ponto de ajuste; estes são doravante referidos como controladores de afinidade. De acordo com um projeto vantajoso, a formulação de controle assume uma relação quadrática entre a velocidade de rotação e a cabeça de entrega para o cálculo do valor do ponto de ajuste. Isso resulta em uma curva de controle parabólica, que pode ser deslocada para cima ou para baixo por meio do parâmetro de correção.[010] The proposed extension of the control formulation is particularly advantageous for the types of controller that make use of the law of affinity to determine the desired value or the setpoint value; these are hereinafter referred to as affinity controllers. According to an advantageous design, the control formulation assumes a quadratic relationship between the speed of rotation and the delivery head for the calculation of the setpoint value. This results in a parabolic control curve, which can be shifted up or down using the correction parameter.

[011] Além disso, para esses tipos de controlador, para o cálculo da velocidade de rotação desejada, a relação quadrática entre a velocidade de rotação desejada e a cabeça de entrega desejada é de forma preferencial comparada com a relação quadrática entre a velocidade de rotação real e a cabeça de entrega real. A velocidade de rotação desejada pode ser determinada com base nessa relação. Ao inverter a relação quadrática, é possível compensar[011] In addition, for these types of controllers, for calculating the desired rotation speed, the quadratic relationship between the desired rotation speed and the desired delivery head is preferentially compared to the quadratic relationship between the rotation speed real and the real delivery head. The desired rotation speed can be determined based on this relationship. By inverting the quadratic relationship, it is possible to compensate

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4/9 o comportamento não linear da bomba ao mesmo tempo. Isso permite que a bomba seja estabilizada da mesma maneira que um sistema linear.4/9 the non-linear behavior of the pump at the same time. This allows the pump to be stabilized in the same way as a linear system.

[012] De acordo com outro projeto preferido da invenção, a parábola da curva de controle definida pela relação quadrática entre a velocidade de rotação e a cabeça de entrega é deslocada para a origem das coordenadas pelo parâmetro de correção, pelo qual a compensação pode ser feita para uma cabeça geodésica na pressão ou do lado de sucção da bomba.[012] According to another preferred design of the invention, the parabola of the control curve defined by the quadratic relationship between the speed of rotation and the delivery head is shifted to the origin of the coordinates by the correction parameter, by which the compensation can be made for a geodesic head on the pressure or on the suction side of the pump.

[013] Na prática, o valor da correção depende das condições existentes em todo o sistema hidráulico. A cabeça geodésica e, portanto, o valor exigido do parâmetro de correção também podem ser alterados durante a operação de bombeamento. Por esse motivo, é desejável que o valor do parâmetro de correção seja determinado automaticamente pelo sistema de controle da bomba durante a operação de bombeamento.[013] In practice, the value of the correction depends on the conditions existing in the entire hydraulic system. The geodetic head and therefore the required value of the correction parameter can also be changed during the pumping operation. For this reason, it is desirable that the value of the correction parameter is determined automatically by the pump control system during the pumping operation.

[014] Uma opção para a determinação automática do parâmetro de correção é atribuir primeiro um valor inicial definível ao parâmetro de correção quando a bomba é comissionada. Um valor inicial adequado é, por exemplo, zero. O valor requerido do parâmetro de correção para a compensação da cabeça geodésica pode então ser determinado a partir do erro de controle que ocorre durante a operação, uma vez que a cabeça de entrega desejada e a cabeça de entrega real são conhecidas pelo sistema de controle da bomba. O valor do parâmetro de correção pode ser ajustado posteriormente até que a cabeça de entrega desejada seja alcançada.[014] An option for the automatic determination of the correction parameter is to first assign a definable initial value to the correction parameter when the pump is commissioned. A suitable starting value is, for example, zero. The required value of the correction parameter for the compensation of the geodetic head can then be determined from the control error that occurs during the operation, since the desired delivery head and the actual delivery head are known by the control system. bomb. The value of the correction parameter can be adjusted later until the desired delivery head is reached.

[015] Matematicamente, a determinação do parâmetro de correção k pode ser descrito usando a seguinte equação:[015] Mathematically, the determination of the k correction parameter can be described using the following equation:

_/JT (ⁿdesejado Λ k = err I ——--1) ' **real ' [016] Aqui, a expressão err caracteriza o valor do erro que _/ JT (desired ⁿ Λ k = err I ——-- 1) '** real' [016] Here, the expression err characterizes the error value that

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5/9 ocorre entre a cabeça de entrega desejada e a cabeça de entrega real ocorrente. Registrando a diferença entre a cabeça de entrega desejada e a cabeça de entrega real ocorrente, o sistema de controle da bomba conhece o valor atual do erro e o sistema de controle da bomba pode calcular o valor de correção k com base na equação acima.5/9 occurs between the desired delivery head and the actual actual delivery head. By recording the difference between the desired delivery head and the actual actual delivery head, the pump control system knows the current error value and the pump control system can calculate the correction value k based on the above equation.

[017] É particularmente preferível que a determinação do parâmetro de correção seja realizada regularmente e, particularmente, de preferência seja repetida em intervalos periódicos. Isso é particularmente apropriado se a cabeça geodésica puder ser alterada durante a operação de bombeamento. Também é apropriado determinar o parâmetro de correção imediatamente após o comissionamento inicial. Como alternativa, é possível determinar o valor de correção em pontos aleatórios indefinidos no tempo.[017] It is particularly preferable that the determination of the correction parameter is carried out regularly and, particularly, preferably it is repeated at periodic intervals. This is particularly appropriate if the geodetic head can be changed during the pumping operation. It is also appropriate to determine the correction parameter immediately after initial commissioning. Alternatively, it is possible to determine the correction value at random points undefined in time.

[018] Além do método inventivo, a presente invenção também se refere a uma bomba centrífuga com um sistema de controle da bomba para a execução do método inventivo. Por conseguinte, as mesmas vantagens e propriedades da bomba centrífuga são as mesmas que já foram discutidas em detalhes acima no contexto do método inventivo. Por esse motivo, nenhuma repetição da descrição é fornecida.[018] In addition to the inventive method, the present invention also relates to a centrifugal pump with a pump control system for carrying out the inventive method. Therefore, the same advantages and properties of the centrifugal pump are the same as those already discussed in detail above in the context of the inventive method. For this reason, no repetition of the description is provided.

Breve Descrição das Figuras [019] Mais detalhes e vantagens da invenção serão explicados em mais detalhes abaixo com o auxílio de uma pluralidade de representações das Figuras. Aqui:Brief Description of the Figures [019] More details and advantages of the invention will be explained in more detail below with the aid of a plurality of representations of the Figures. On here:

Figura 1: mostra uma curva característica de velocidade de rotação/ cabeça de entrega para um circuito hidráulico fechado;Figure 1: shows a characteristic rotation speed / delivery head curve for a closed hydraulic circuit;

Figura 2: mostra uma curva característica de velocidade de rotação/ cabeça de entrega para um circuito hidráulico aberto;Figure 2: shows a characteristic rotation speed / delivery head curve for an open hydraulic circuit;

Figura 3: mostra um diagrama de tempo/ entrega para ilustrar a qualidade do controle da forma inventiva de controle em comparação com asFigure 3: shows a time / delivery diagram to illustrate the quality of control of the inventive form of control compared to

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6/9 técnicas de controle convencionais.6/9 conventional control techniques.

Descrição Detalhada da Invenção [020] O conceito central desta invenção consiste no uso de um novo tipo de controlador para o controle de velocidade rotacional de uma bomba centrífuga. Ao contrário do que é proposto no estado da técnica, o recurso não é feito para um controlador Pl ou PID, mas um controlador de afinidade é usado, que usa as leis de afinidade para determinar o ponto de ajuste/ valores desejados e, portanto, é com base em uma relação quadrática entre a velocidade de rotação e a cabeça de entrega resultante da bomba centrífuga.Detailed Description of the Invention [020] The central concept of this invention is the use of a new type of controller for the rotational speed control of a centrifugal pump. Contrary to what is proposed in the prior art, the feature is not made for a Pl or PID controller, but an affinity controller is used, which uses the laws of affinity to determine the desired setpoint / values and therefore it is based on a quadratic relationship between the speed of rotation and the delivery head resulting from the centrifugal pump.

[021] Para uma descrição funcional deste controlador de afinidade, é feita referência à Figura 1. No diagrama, a cabeça de entrega é plotada contra a velocidade de rotação da bomba ajustada. O diagrama mostra em detalhes uma relação quadrática entre a cabeça de entrega H e a velocidade de rotação n, que pode ser descrita pela equação:[021] For a functional description of this affinity controller, reference is made to Figure 1. In the diagram, the delivery head is plotted against the set pump rotation speed. The diagram shows in detail a quadratic relationship between the delivery head H and the speed of rotation n, which can be described by the equation:

H~n² (Equação 1) [022] Além disso, uma velocidade de rotação real natuai e uma velocidade de rotação desejada ndesejada são indicadas de maneira exemplar na representação da Figura 1. Em virtude da relação quadrática, a razão entre os valores desejados e reais é determinada de acordo com a seguinte equação:H ~ n ² (Equation 1) [022] In addition, an actual natural rotation speed and a desired desired rotation speed are shown in an exemplary manner in the representation of Figure 1. Due to the quadratic relationship, the ratio between the desired values and actuals is determined according to the following equation:

^H desejado ⁿdesejado ^H ^undesired desired

Freal ⁿreal [023] As cabeças de entrega desejadas e reais são sempre (Equação 2) conhecidas durante a operação. A velocidade rotacional real atualmente presente também é conhecida. A velocidade de rotação desejada (valor do ponto de ajuste) é calculada pelo controlador de afinidade de acordo comFreal ⁿ real [023] The desired and real delivery heads are always (Equation 2) known during the operation. The actual rotational speed currently present is also known. The desired rotation speed (setpoint value) is calculated by the affinity controller according to

Equação 3 da seguinte forma:Equation 3 as follows:

n_a,„_Jada = ' ⁿ“ (Equação 3) [024] Dessa maneira, o controlador está sempre se ajustando àn _a , „ _Ja da = ' ⁿ “ (Equation 3) [024] In this way, the controller is always adjusting to the

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7/9 cabeça de entrega desejada correta. Ao inverter a relação quadrática entre a cabeça de entrega e a velocidade de rotação, o comportamento não linear da bomba é compensado e a bomba pode ser estabilizada da mesma maneira que um sistema linear. O controlador é robusto em diferentes situações operacionais, e o ajuste demorado dos parâmetros do controlador não é mais necessário.7/9 desired delivery head correct. By reversing the quadratic relationship between the delivery head and the speed of rotation, the non-linear behavior of the pump is compensated and the pump can be stabilized in the same way as a linear system. The controller is robust in different operating situations, and time-consuming adjustment of the controller parameters is no longer necessary.

[025] Uma limitação do controlador de afinidade é que, em projetos anteriores, ele só pode ser usado em circuitos hidráulicos fechados. Em um circuito aberto, no qual uma cabeça geodésica precisa ser superada, a curva Η/ n na Figura 1 é deslocada e a relação matemática é alterada.[025] A limitation of the affinity controller is that, in previous designs, it can only be used in closed hydraulic circuits. In an open circuit, in which a geodetic head needs to be overcome, the Η / n curve in Figure 1 is shifted and the mathematical relationship is changed.

[026] O conceito da presente invenção consiste na modificação do controlador de afinidade de tal maneira que também leva a resultados aceitáveis dentro de um circuito hidráulico aberto. De acordo com a invenção, isso é alcançado pelas extensões do controlador de afinidade por um parâmetro para descrever a cabeça geodésica.[026] The concept of the present invention consists of modifying the affinity controller in such a way that it also leads to acceptable results within an open hydraulic circuit. According to the invention, this is achieved by extending the affinity controller by a parameter to describe the geodetic head.

[027] A curva na Figura 2 mostra a relação entre a cabeça de entrega e a velocidade de rotação com a suposição de que uma cabeça geodésica do lado da sucção prevalece. Em virtude da cabeça geodésica, a curva parabólica não passa mais pela origem das coordenadas, mas é deslocada para baixo pelo valor k:[027] The curve in Figure 2 shows the relationship between the delivery head and the speed of rotation with the assumption that a geodetic head on the suction side prevails. Due to the geodesic head, the parabolic curve no longer passes through the origin of the coordinates, but is shifted downward by the k value:

H~n²-k (Equação 4) [028] Se uma cabeça geodésica do lado da pressão prevalecesse, a curva seria deslocada para cima. Se o controlador de afinidade fosse usado em sua forma anterior, a cabeça de entrega desejada não seria alcançada, mas sim uma cabeça de entrega deslocada por um valor de erro (err)· [029] Este erro (err) pode ser corrigido estendendo o relacionamento entre Equação 1 e Equação 2 pelo parâmetro k:H ~ n ² -k (Equation 4) [028] If a geodetic head on the pressure side prevailed, the curve would be shifted upwards. If the affinity controller were used in its previous form, the desired delivery head would not be reached, but a delivery head displaced by an error value (err) · [029] This error (err) can be corrected by extending the relationship between Equation 1 and Equation 2 by parameter k:

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8/9 (Equação 5) ^desejado+k _ ^desejado ^Hreal^{+Ii n}real [030] Dessa forma, a parábola é deslocada de volta à origem e a velocidade de rotação desejada é calculada de acordo com Equação 6:8/9 (Equation 5) ^ desired + k _ ^ desired ^H real ^{+ Ii n} real [030] This way, the parabola is moved back to the origin and the desired rotation speed is calculated according to Equation 6:

(Equação 6) _ IHdesejado+k ^-desejado ~ J ' ^-real [031] Um desafio é que a cabeça de entrega geodésica e, portanto, o parâmetro k necessário para o controlador nem sempre podem ser conhecidos. No contexto deste conceito, propõe-se, portanto, determinar o parâmetro k durante a operação. Para esse fim, k é assumido inicialmente como zero quando o controlador é ligado. Conforme mostrado na Figura 2, a cabeça de entrega real é perdida por um valor de erro (e/τ). O valor do erro (en) é conhecido como resultado do registro da diferença entre a cabeça de entrega desejada e a cabeça de entrega real por meio do sistema de controle da bomba. Ao equacionar as Equações 2 e 5, o valor de correção k pode ser (Equação 7) determinado a partir do valor do erro:(Equation 6) _IHdesired + k ^ -desired ~ J '^ -real [031] A challenge is that the geodetic delivery head and therefore the k parameter required for the controller cannot always be known. In the context of this concept, it is therefore proposed to determine parameter k during the operation. To that end, k is initially assumed to be zero when the controller is turned on. As shown in Figure 2, the actual delivery head is lost by an error value (e / τ). The error value (en) is known as a result of recording the difference between the desired delivery head and the actual delivery head via the pump control system. When equating Equations 2 and 5, the correction value k can be (Equation 7) determined from the error value:

t / π desejado> \ k = err I------1) ' Ureal1 [032] k é determinado regularmente durante a operação de bombeamento, pois a cabeça de entrega geodésica pode sofrer alterações durante a operação.t / π desired> \ k = err I ------ 1) 'Ureal1 [032] k is determined regularly during the pumping operation, as the geodetic delivery head may change during the operation.

[033] A Figura 3 mostra um resultado de teste com três tipos diferentes de controlador. O caminho de controle testado é uma bomba que precisa superar uma cabeça de entrega geodésica. Como controladores, são testados um controlador PI, um controlador de afinidade convencional e também um controlador de afinidade com a extensão inventiva na forma do parâmetro de correção. A cabeça de entrega desejada é de 5 m para todos os tipos de controladores testados.[033] Figure 3 shows a test result with three different types of controller. The tested control path is a pump that needs to overcome a geodetic delivery head. As controllers, a PI controller, a conventional affinity controller and an affinity controller with the inventive extension in the form of the correction parameter are tested. The desired delivery head is 5 m for all types of controllers tested.

[034] A Figura 3 mostra um diagrama da cabeça de entrega real em relação ao tempo, conforme definido pelos tipos individuais de controlador.[034] Figure 3 shows a diagram of the actual delivery head in relation to time, as defined by the individual controller types.

O perfil da curva (2) do controlador de afinidade convencional sem correçãoThe curve profile (2) of the conventional affinity controller without correction

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9/9 para a cabeça geodésica mostra inicialmente uma ultrapassagem muito forte, mas, como resultado da correção iterativa do desvio de controle, a cabeça de entrega desejada é alcançada. O controlador Pl com o perfil de curva (3) também atinge o valor desejado, mas esse resultado requer um alto grau de esforço no ajuste correto dos parâmetros do controlador. A curva (1) do controlador de afinidade que leva em consideração a cabeça geodésica mostra o melhor resultado. Não há ultrapassagem, desvio permanente do controle e a cabeça de entrega desejada é rapidamente alcançada. Além disso, nenhum ajuste dos parâmetros do controlador é necessário. Isso garante uma alta estabilidade do controlador, mesmo com alterações nas características operacionais.9/9 for the geodetic head initially shows a very strong overtaking, but, as a result of the iterative correction of the control deviation, the desired delivery head is achieved. The Pl controller with the curve profile (3) also reaches the desired value, but this result requires a high degree of effort in the correct adjustment of the controller parameters. The curve (1) of the affinity controller that takes into account the geodesic head shows the best result. There is no overtaking, permanent deviation from control and the desired delivery head is quickly reached. In addition, no adjustment of the controller parameters is necessary. This guarantees a high stability of the controller, even with changes in operational characteristics.

Claims

1. METHOD TO CONTROL THE ROTATION SPEED OF A CENTRIFUGAL PUMP OPERATED IN AN OPEN HYDRAULIC CIRCUIT, characterized in that the pump control system controller determines a desired rotation speed of the pump drive, taking into account a desired delivery head and a real delivery head, as well as the actual rotation speed, in which, for the calculation of the desired rotation speed, the controller takes into account a correction parameter to describe the geodetic head.

2. METHOD, according to claim 1, characterized in that the controller uses at least components of the law of affinity as a basis to determine the setpoint value, in particular, assumes a quadratic relationship between the speed of rotation and the head delivery for the calculation of the setpoint value.

METHOD, according to claim 2, characterized in that the controller determines the desired rotation speed from the ratio of the quadratic relationship between the desired rotation speed and the desired delivery head, and the quadratic relationship between the rotation speed real and the real delivery head.

4. METHOD according to any one of claims 2 to 3, characterized in that the parabola defined by the quadratic relation is moved to the origin of the coordinate by the correction parameter.

5. METHOD according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the value of the correction parameter is determined during the pumping operation.

6. METHOD, according to claim 5, characterized in that the correction parameter receives a known initial value, in particular zero, when the pump is commissioned.

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7. METHOD, according to any of the claims

5 to 6, characterized in that the correction parameter is derived during the pumping operation from the control error, in particular the difference between the desired delivery head and the actual delivery head.

8. METHOD, according to claim 7, characterized in that the correction parameter is calculated using the equation:

_/ JT

1 (desired ⁿ Λ k = err I ——-- 1 j.

**real '

9. METHOD, according to any of the claims

5 to 7, characterized in that the correction parameter is determined during the pumping operation during the initial commissioning and / or regularly at periodic and / or random intervals.

10. CENTRIFUGAL PUMP, characterized by comprising a pump control system for the execution of the method, as defined in any one of claims 1 to 9.