CN102336385B

CN102336385B - 一种潜油泵型加油机变频液压控制方法

Info

Publication number: CN102336385B
Application number: CN201110180898.1A
Authority: CN
Inventors: 刘亚俊; 黄佳彬
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: CN102336385A

Abstract

本发明为一种潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法及其控制系统，控制方法包括如下步骤：第一步，同时采集与潜油泵型加油机相连的各油枪的提起信号和流量信号；第二步，判断被提起的油枪数量和已经开始加油的油枪数量；第三步，根据第二步的判断结果控制带动潜油泵的电机按照设定的频率运行。其控制系统包括潜油泵、带动潜油泵的电机和与潜油泵连接的至少一个油枪液压控制系统，还包括与电机信号连接的潜油泵变频控制器；每个油枪液压控制系统中的油枪与其对应的控制主板信号连接，每个油枪液压控制系统中的控制主板与潜油泵变频控制器信号连接。上述方法和系统，提高了泵的效率，降低了油管内油压，防止产生紊流，提高整个加油系统的性能。

Description

一种潜油泵型加油机变频液压控制方法

技术领域

本发明涉及一种潜油泵型燃油加油机单泵多枪的液压控制系统，特别涉及一种潜油泵型燃油加油机单泵多枪的变频液压控制方法。

背景技术

传统加油站采用的自吸式加油机吸程小，输油距离短，输油管道随油枪数目变化数量增多，且易产生气蚀现象，加油站的设计也经常会受到一定的限制，难以满足现代化新型油站远距离加油的要求。而采用油罐装设潜油泵的正压输油技术，却能很好的克服以上问题，从而被越来越广泛地应用到加油站的建设之中。

采用了潜油泵正压输油技术的加油机一般被称为潜油泵型加油机，其液压控制系统的结构框图如图1所示。该液压控制系统的工作原理是：加油枪未被提起时，电源处于切断状态；提枪加油时，控制主板清零显示器，同时发出一控制信号（提枪信号），送到配电盘的潜油泵控制盒（潜油泵控制交流接触器），启动潜油泵，通过潜油泵工作产生的压力，将油液送至加油机，流经精油滤、电磁阀、单向阀，进入各自流量计（图1中仅示出一支加油枪的情况，多支加油枪的情况类似），再经视油器、油枪流出，交给用户；加油的同时流量计亦带动各自编码器转动，发出编码脉冲信号给控制主板，主板对该信号进行计数，并通过指示装置显示出来。

由于潜油泵的泵送能力比较强，其输出流量很大，所以一般都是一泵供多枪加油，但在加油过程中，潜泵电机的转速是恒定不变的。可是在油站加油时，我们经常会遇到仅用一条枪或两条枪加油的情况，此情况下潜油泵仍全速运转，这就形成大马拉小车的情况，造成能量的浪费。同时由于油枪口阀门开度有限，允许的最大流速要远小于此时潜油泵的泵送流速，造成泵送上来的油液都憋在管道内，增大了管道内部的压力，也使得单枪加油的流速增大，导致油液的汽化更加严重，对环境更是造成不好的影响。

由于潜油泵正压加油技术是我国加油站的技术发展趋势，因此对潜油泵的运转及其液压系统进行优化设计，以弥补潜油泵存在的不足就显得很有必要。有设计者针对潜油泵能量浪费的情况设计了变频控制模式，但是这种变频控制模式仅仅采集了加油枪的使用条数，对能量的节约有限，而且未考虑油液的气化压力对输油管道的影响，还远不能达到现代化新型加油站的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种潜油泵型加油机变频液压控制方法。通过变频技术控制潜油泵的转速，进而控制加油流速，同时在加油过程中定期改变潜油泵的转速，来改变液体流速，防止紊流，减少管路运输的能量损耗，达到管路运输节能。

为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步，同时采集与潜油泵型加油机相连的各油枪的提起信号和流量信号；

第二步，判断被提起的油枪数量和已经开始加油的油枪数量；

第三步，根据第二步的判断结果控制带动潜油泵的电机按照设定的频率运行。

更具体地说，所述第一步采集各油枪的提起信号是指采集油枪被提起时潜油泵型加油机液压控制系统中的各控制主板发出的提枪信号；所述采集各油枪的流量信号是指采集与各油枪连接的编码器的编码脉冲信号。

所述第二步中判断被提起的油枪数量是指统计控制主板向潜油泵发送的提枪信号的个数；所述判断已经开始加油的油枪数量是指统计已经向控制主板发送编码脉冲信号的编码器的个数。

第三步所述的根据第二步的判断结果控制带动潜油泵的电机按照设定的频率运行是指以下两种情形之一：⑴判断的结果是被提起的油枪数量＞0而已经开始加油的油枪数量=0时，带动潜油泵的电机以15-20Hz的频率运行；⑵判断的结果是被提起的油枪数量＞0而且已经开始加油的油枪数量＞0时，带动潜油泵的电机运行频率为已经开始加油的各支加油枪的流量均为38L/min对应的频率。

在所述的第⑵种情形，带动潜油泵的电机的运行频率，每隔一个周期改变一次，使电机运行频率在所述对应频率的基础上先上后下或者先下后上波动1-2Hz。

所述每隔一个周期是指每隔10～20s。

一种潜油泵型加油机液压控制系统，包括潜油泵、带动潜油泵的电机和与潜油泵连接的至少一个油枪液压控制系统；其中油枪液压控制系统按如下方式连接组成：精油滤、电磁阀、单向阀、流量计、视油器和油枪依次连接；流量计还与编码器、控制主板和指示装置依次连接；其特征是，还包括与电机信号连接的潜油泵变频控制器；所述每个油枪液压控制系统中的油枪与其对应的控制主板信号连接，所述每个油枪液压控制系统中的控制主板与潜油泵变频控制器信号连接。

更具体地说，所述潜油泵变频控制器采用型号是TIC30F2010的DSP芯片。

本发明的设计原理是：由潜油泵型加油机的工作原理可知，提枪加油时，加油机的控制主板会发出一个控制信号，以启动潜油泵（自带电机），开始加油，该控制信号我们称之为提枪信号。而加油时流量计带动编码器转动，发出编码脉冲信号给控制主板，以供计数和显示，此编码脉冲信号我们称之为流量信号。本发明同时采样这两个信号，通过分析采样到的提枪信号来判断此时是否有油枪被提起，而分析采样到的流量信号则用来判断此时提起的油枪是否已开始加油。然后潜油泵变频控制器根据判断结果输出合适的频率驱动潜油泵转动，从而使得潜油泵的转速和加油油枪的数量及所需流速相匹配，最终实现潜油泵的泵送流速和油枪出口总流速相匹配。此外，由于加油流速过快会加快油液的汽化，且国际标准是汽油单枪加油流速不大于38L/min（10加仑原则），因此对潜油泵转速的控制，应使其对应一条枪的流速不大于38L/min。这样既能满足加油流速要求，又能减少油液汽化。同时在加油过程中还要定期（如10-20s）改变潜油泵的转速，以定期改变液体的流动速度，来防止紊流，减少管路运输的能量损耗。

本发明相对于现有技术具有如下的优点和效果：

1、本发明的潜油泵型加油机的变频液压控制方法和控制系统，同时采集提枪信号和流量信号，可以更加准确地判断加油枪的工作状态，更加准确地对带动潜油泵的电机频率进行控制，更加节能；而且由于被采样信号均为加油机本身所有，所以信号采样方便，采样成本低廉。

2、本发明的潜油泵型加油机的变频液压控制方法和控制系统，通过变频技术控制潜油泵的转速，使得泵送流速可控，进而实现了对加油流速的控制，也因此可以在10加仑的原则下调节泵送流速，从而减少油液的挥发，减少油气排放，同时也减轻对环境的污染。

3、本发明的潜油泵型加油机的变频液压控制方法和控制系统，实现了潜油泵的转速和加油油枪的数量相匹配，即随着加油油枪的数量减少或增加，相应地降低或提升潜油泵的转速，让潜油泵的泵送流速和实际需求的流速相互匹配，以最大程度的减少潜油泵所做的无用功，提高泵的效率，达到节能的目的，同时也能降低油管内的油压，提高了整个加油系统的稳定性和安全性。

4、本发明的潜油泵型加油机的变频液压控制方法和控制系统，防止了加油过程中紊流的产生，减少了管路运输的能量损耗。

附图说明

图1是现有的潜油泵型加油机液压控制系统的结构示意图；

图2是本发明的潜油泵型加油机变频液压控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明的一种潜油泵型加油机变频液压控制系统的结构如图2所示，包括设置在油罐内的潜油泵、带动潜油泵的电机（通常是潜油泵自带电机）和与潜油泵连接的至少一个油枪液压控制系统；其中油枪液压控制系统按如下方式连接组成：精油滤、电磁阀、单向阀、流量计、视油器和油枪依次连接，潜油泵与精油滤连接；流量计还与编码器、控制主板和指示装置依次连接；还包括与电机信号连接的潜油泵变频控制器；每个油枪液压控制系统中的油枪与其对应的控制主板信号连接，每个油枪液压控制系统中的控制主板与潜油泵变频控制器信号连接，潜油泵变频控制器采用型号是TIC30F2010的DSP芯片。

上述潜油泵型加油机变频液压控制系统的控制方法是这样的：

第一步，同时采集与潜油泵型加油机相连的各油枪的提起信号和流量信号；采集各油枪的提起信号是指采集油枪被提起时潜油泵型加油机液压控制系统中的各控制主板发出的提枪信号；采集各油枪的流量信号是指采集与各油枪连接的编码器的编码脉冲信号。

第二步，判断被提起的油枪数量和已经开始加油的油枪数量；判断被提起的油枪数量是指统计控制主板向潜油泵发送的提枪信号的个数；判断已经开始加油的油枪数量是指统计已经向控制主板发送编码脉冲信号的编码器的个数。

第三步，根据第二步的判断结果控制带动潜油泵的电机按照设定的频率运行，是指以下两种情形之一：⑴判断的结果是被提起的油枪数量＞0而已经开始加油的油枪数量=0时，带动潜油泵的电机以15-20Hz的频率运行；⑵判断的结果是被提起的油枪数量＞0而且已经开始加油的油枪数量＞0时，带动潜油泵的电机运行频率为已经开始加油的各支加油枪的流量均为38L/min对应的频率。

在所述的第⑵种情形，带动潜油泵的电机的运行频率，每隔10～20s改变一次，使电机运行频率在所述对应频率的基础上先上后下或者先下后上波动1-2Hz。更具体地说，在提枪时，控制主板发出提枪信号给潜油泵变频控制器，提示此时已有油枪被提起，潜油泵变频控制器便输出一个较低的频率（溢流频率），例如15-20Hz，控制电机带动潜油泵以较低速运转；同时采样各油枪的流量信号，根据采样到的流量信号的数量判断此时提起并已开始加油的油枪数量，从而输出相应的频率（加油频率）驱动电机带动潜油泵运转，使潜油泵的泵送流速与所有油枪口的总加油流速相匹配，即若为一条枪在加油，则输出一个合适的加油频率驱动潜油泵，使得泵送流速小于且接近于38L/min；若为两条枪，则输出另一加油频率驱动潜油泵，使得泵送流速小于且接近于76L/min；以此类推。同时在加油过程中，定期地（如10-20s）在该加油频率的邻域内改变加油频率的大小（即使加油频率在所述对应频率的上或下1-2Hz的范围内定期地波动），来达到防止紊流，减少管路运输损耗的目的。

上述两种信号的采集，是按设定的周期动态进行的。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法，其特征是，包括如下步骤：

第三步，根据第二步的判断结果控制带动潜油泵的电机按照设定的频率运行；

2.根据权利要求1所述的潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法，其特征是，所述第一步采集各油枪的提起信号是指采集油枪被提起时潜油泵型加油机液压控制系统中的各控制主板发出的提枪信号；所述采集各油枪的流量信号是指采集与各油枪连接的编码器的编码脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法，其特征是，所述第二步中判断被提起的油枪数量是指统计控制主板向潜油泵发送的提枪信号的个数；所述判断已经开始加油的油枪数量是指统计已经向控制主板发送编码脉冲信号的编码器的个数。

4.根据权利要求1所述的潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法，其特征是，在所述的第⑵种情形，带动潜油泵的电机的运行频率，每隔一个周期改变一次，使电机运行频率在所述对应频率的基础上先上后下或者先下后上波动1-2Hz。

5.根据权利要求4所述的潜油泵型加油机液压控制系统的控制方法，其特征是，所述每隔一个周期是指每隔10～20s。