CN103930680B - 控制泵站的至少一部分的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及控制包括多个速度控制泵的泵站的至少一部分的方法，该方法设置成将泵站的所述至少一部分的能量消耗率Espec最小化并包括子方法，该方法继而包括以下步骤：获取输入数据，确定相应于第一泵速V1的数量的第一数值A1和相应于第二泵速V2的数量的第二数值A2之间的相互的相对关系，并且确定第一能量消耗率Especl和第二能量消耗率Espec2之间的相互的相对关系，并且确定相应于第三泵速V3的所述数量的第三数值A3，其中，如果满足条件A2＜A1和Espec2＜Especl，A3就设为等于A2-B3；如果满足条件A2＞A1和Espec2＜Especl，A3就设为等于A2+B4；如果满足条件A2＜A1和Espec2＞Especl，A3就设为等于A2+B5；如果满足条件A2＞A1和Espec2＞Especl，A3就设为等于A2-B6，其中B3、B4、B5和B6是所述数量的参数。
Description
技术领域
本发明总体涉及控制泵站的至少一部分的方法，具体地，本发明涉及控制包括了多个速度控制泵的泵站的至少一部分的方法，该方法设置成用以最小化泵站的所述至少一部分的能量消耗率Espec。
背景技术
泵站中用于废水、污水、表面水等处理的泵的驱动成本是非常大的。由于有很长的回路，当泵站的液位上升到预定的泵起动液位时，泵站中的泵以最高速度起动，并且泵将一直运行，直到到达预定的泵停止液位。但是已认识到这种控制方式是非常昂贵的。作为一种解决方案，采用了速度控制泵，例如频率控制泵，其中从能量消耗的角度看，对泵的供电频率选择成经由例如计算和／或测试而确定的更优化的值。这些计算和／或测试导致各种各样的、取决于系统的和／或取决于泵的曲线图，从该曲线图可以得到与例如泵的供电频率或泵速度相关的每泵送体积的能量消耗，所述优化值是所得的最小点。速度控制泵的引入和基于标称的泵曲线图的优化供电频率／泵速度的使用，带来了显著的成本节约，备用泵也如此，因为它们很少或从来没有以最大速度运转。
然而，基于标称的泵曲线图的速度控制被某些不利方面削弱了，不利方面是泵模型的曲线图不是必然地与这种泵模型的每个泵实体精确地一致。进一步地，标称的泵模型曲线图相对于时间是静态的，这种标称曲线图对于具体的泵实体的实际的曲线图是失真的。更精确地，泵实体的实际曲线图会伴随着泵部件的磨损而同步变化，这使得泵实体的优化供电频率／泵速度与泵模型的优化供电频率／泵速度不一致。另外，泵站的设计和周围的管路系统会对泵实体的实际曲线图产生影响，该影响是难以或不可能预料和/或计算的。
现今，已经有在具体的供电频率／泵速度下测量泵送液体体积和能量消耗的装置，例如可见WO2009／053923。然而，测量泵送液体体积既昂贵又复杂，并且还需要仅仅为测量泵送液体体积而设的额外的设备。
发明内容
本发明的目标在于消除上述的先前已知的控制泵站至少一部分的方法的缺点和不足，并提供一种改进的方法。本发明的主要目标是提供一种改进的方法，用于控制初始限定类型的泵站的至少一部分，该方法不需要测量泵送液体的体积。
本发明的另一个目标是提供控制泵站至少一部分的方法，该方法随着泵部件的磨损和更换而同步地自调节，并且根据泵站和周围管路的设计而自调节。
本发明的另一个目标是提供在优选的实施例中间接地考虑泵体积尺寸而不需要测量泵体积尺寸的方法。
根据本发明，至少通过最初限定的方法实现主要的目标，该方法的特征在于包括子方法，该子方法包括以下步骤
获取参数组形式的输入数据，这些参数与虚拟的或消耗的第一运转周期t1和虚拟的或消耗的第二运转周期t2对应，
基于所述参数组，确定与第一泵速度V1相对应且根据所述参数组得到的数量的第一数值A1和与第二泵速度V2相对应且根据所述参数组得到的数量的第二数值A2之间的相互的相对关系，第一数值A1涉及所述第一运转周期t1，第二数值A2涉及所述第二运转周期t2，并且确定第一能量消耗率Especl和第二能量消耗率Espec2之间的相互的相对关系，第一能量消耗率Especl根据所述参数组得到，并且涉及所述第一运转周期t1，第二能量消耗率Espec2根据所述参数组得到，并且涉及所述第二运转周期t2，
基于所述确定的相互的相对关系和所述数量的参数B3、B4、B5和B6，确定与第三运转周期t3的第三泵速度V3相对应的所述数量的第三数值A3形式的输出数据，其中，如果满足条件A2＜A1和Espec2＜Especl，则A3就设为等于A2-B3；如果满足条件A2＞A1和Espec2＜Especl，则A3就设为等于A2+B4；如果满足条件A2＜A1和Espec2＞Especl，则A3就没为等于A2+B5；和如果满足条件A2＞A1和Espec2＞Especl，则A3就设为等于A2-B6。
相应地，本发明是基于这样的理解：在某个时间周期期间(例如24小时或多个24小时)泵送液体体积之和在较长的时间周期上几乎是常数。
在从属权利要求中进一步限定了本发明的优选实施例。
优选地，参数组包括所述数量的所述第一数值A1和相关联的第一能量消耗率Espec1，以及所述数量的所述第二数值A2和相关联的第二能量消耗率Espec2。
优选地，所述数量的所述第一数值A1由泵速度V1或第一供电频率F1组成，所述数量的第二数值A2由泵速度V2或第二供电频率F2组成，所述数量的第三数值A3由泵速度V3或第三供电频率F3组成。
本发明的另外的优点和特征在其它从属权利中可见，也可在接下来的优选实施例的详细描述中见到。
附图说明
通过以下优选实施例的详细描述的参考附图，对以上所述的更完整的理解以及本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是泵站的示意图。
图2是根据本发明方法的优选实施例的流程图。
图3是根据本发明方法的可选实施例的流程图。
图4是子方法“寻找V3”的流程图。
图5是示意性地显示了能量消耗率Espec和泵速度Vpump之间的关系的图；和
图6是示意性地显示了泵站的液位h随时间T变化的图。
具体实施方式
首先，应当指出，用在权利要求和说明书中的术语“能量消耗率Espec”涉及一个或多个泵或者一个或多个泵站等的每单位时间的能量消耗的测量。在此，能量消耗率依照Espec＝k＊E计算，其中E是在某一消耗的时间周期期间的实际能量消耗，k是时间参数，该时间参数是所述消耗的时间周期的测量，确定时间参数k的优选实施例在后面不同实施例的内容中记载。在最简单的实施例中，k等于1。
在图1中，显示了总体用1表示的泵站，其包括多个速度控制泵2，也就是一个或更多个，通常是两个，速度控制泵被布置成用以将泵站1中水箱3里的液体泵送到出口管4，并进一步远离泵站1。进一步地，泵站1包括至少一个用以确定泵站液位h的液位计5；应当指出，液位计5可以是与外部控制单元6可操作地连接的单独装置，也可以与所述多个速度控制泵2中的一个操作地连接，也可以内建在所述多个速度控制泵2的一个内，等等。所述多个速度控制泵2优选地与外部控制单元6可操作地连接，以允许调节泵速度，可替代地，所述多个速度控制泵2中的至少一个可包括内建的控制单元(未显示)。
对于词语“速度控制”，包括改变泵速度的所有可行的方式，首先期望的是借助于内建在泵中或处于泵外部的变频器VFD的供电频率控制，外部的VFD优选地设置在外部控制单元6处。然而，内部或外部的受控的供应电压控制也是期望的，内部机械制动器优选地作用在泵的驱动轴上，等等。因而，全面看本发明，中心重要的不在于泵的速度是如何控制的，只在于泵的速度是可控制／调节的。
根据本发明的方法的目标在于控制包括多个速度控制泵2的这种泵站1的至少一部分，目的是为了将泵站1的所述至少一部分的能量消耗率Espec最小化。在这点上，泵站1应看作限定的装置，流入的液体到达该装置，流出的液体从该装置被泵送。本发明中的泵站应当不考虑液体的类型，以及液体从哪里来、泵送到哪里去。对于词语“多个可变速度控制泵”，整数数量的泵2是期望的，其中单独泵的速度是可控的，优选的是，可以控制每个泵的供电频率F以改变具体泵的速度，泵速度与供电频率成比例。相应地，这样的泵站1包括一个或多个泵，其中至少有一个泵2速度是可控的。在泵站包括多个速度控制泵2的情况下，在它们中间可以合适地轮换，这不是在此要处理的事。
本发明的根本在于，能量消耗率Espec的确定并不相关地测量或采用泵送液体体积。相反，本发明是基于在某一时间周期期间(通常是24小时)泵送液体体积的和在较长的时间上看几乎是常数。在本专利申请中，此后所说的时间周期定义为运转周期并优选时长为n＊24小时，其中n是正整数。应当意识到，在不偏离本发明的整体理念的情况下，运转周期也可以是另一个时间长度，和／或运转周期的时间长度逐年变化。例如，运转周期可以等于一个泵循环，泵循环包括了泵活动(即从开始水平到停止水平泵送液体出去)周期和泵非活动(即液位从停止水平上升到开始水平)周期。泵活动的周期和泵非活动的周期的相互顺序分别是随意的。
应当指出，对于一个泵或彼此直接或间接连通的若干泵，根据本发明的方法可以对一个完整泵站或彼此直接或间接连通的多个完整泵站实施。该方法可以例如实施于泵2中内建的控制单元或控制柜的外部控制单元6，外部控制单元6与泵2操作地连接。此后，如果没有别的说明，本发明将描述为在泵站1的泵2上实施，但是当在外部控制单元6上实施时也可以相应地实施本发明。
泵站1具有泵站液位，其用h表示，在本专利申请中表示水箱3的液位和泵2的入口(参见图1)之间的距离，泵站液位h与泵2的实际提升高度直接相联，实际提升高度随着泵站液位h的下降而增加。当水箱3补充液体时，泵站液位h上升；当泵2是活动的并泵送液体出去时，泵站液位h下降。需要指出的是，当泵2是活动的并泵送液体出去时，水箱3可以补充液体。
贯穿这份公开文本，进程中的运转周期也可以命名为第三运转周期t3，其在虚拟的或消耗的第一运转周期t1和虚拟的或消耗的第二运转周期t2之后。当消耗的／实际的运转周期没有发生时，例如在启动或重启泵、泵站、泵站记录等的情况下，采用虚拟运转周期。第一运转周期t1、第二运转周期t2，第三运转周期t3不是必须紧接相继，而是可以由参数还没有记录的一个或多个运转周期分开。因而，当第三运转周期t3已经完成且参数已经记录时，同样的会被视为第二运转周期t2且新的运转周期正在运行，可能是新的第三运转周期t3，前面的第二运转周期将构成第一运转周期t1，前面的第一运转周期将移出记录和/或被存档，以便能够进行泵站1的进程分析。
在图2和图3中，显示了本方法的优选实施例，通常标记为7，该方法用于控制包括多个频率控制泵2的泵站1的至少一部分。应当指出的是，根据本发明的方法7可以扩展有一个或多个子方法，和/或与其它控制方法平行地／顺序地运行。结合以下的说明，也应当考虑图5，但是应当意识到，图5的曲线图对于根据本发明的方法不是必须记录的，也不是必需的。
现在参考图2和3并且参考优选实施例共同的方法步骤。方法7开始，然后检查泵站1是否正处于进程中的第三运转周期t3中间，或者第三运转周期t3是否已经精确地完成，即是否满足条件T≥t3，其中T是进程中运转周期的消耗时间。结合运转周期完成而另一个运转周期初始化，进程中运转周期的消耗的时间T的测量值被置为零。应当指出的是，T也可以是实际的或绝对的时间，在这种情况下，相反检查实际时间和多个第三个运转周期之间的关系，也就是例如每当实际时间到达00：00，就开始新的运转周期。
当运转周期精确地完成时，方法7进入子方法，称做“寻找V3”，其目标在于寻找刚刚开始或之后将要开始的第三运转周期t3的优化泵速度V3，目的是将所述泵站1的至少一部分的能量消耗率Espec最小化。以下将在全部的方法7介绍完之后更详细描述子方法“寻找V3”。
在子方法“寻找V3”之后，或者如果泵站1处于进程中第三运转周期t3中间，即如果不满足条件T≥t3，则方法7继续到下一个方法步骤“重新确定泵站液位h”。
泵站液位h是通过一些惯常的水平工具装置确定的，这些装置可包括一个或多个配合的液位计5，例如连续的和／或不连续的液位计。当重新确定泵站液位h时，检查水箱3中的泵站液位h是否比与泵停止液位hstop对应的液位低，即是否满足条件h＜hstop。如果满足条件h＜hstop，那么泵速度Vpump就置为零，切断可能激活的泵2，并且方法7终止并返回到开始。如果不满足条件h＜hstop，就检查水箱3中的液位是否高于与泵开始液位hstart对应的液位，即是否满足条件h＞hstart。如果满足条件h＞hstart，则以等于进程中第三运转周期t3的现行泵速度V3的泵速度Vpump激活泵2，V3是通过于方法“寻找V3”确定的。如果不满足条件h＞hstart，或者泵2已经以泵速度V3激活，那么根据图2的优选实施例，方法7终止并返回到开始。
根据图3的可选实施例，如果不满足条件h＞hstart或者泵2已经以泵速度V3激活，就检查水箱3中的泵站液位h是否下降／减少。如果泵站液位h下降，说明泵2是活动的且在泵送液体出去，水箱3中的液位下降但还没有达到泵停止液位hstop。方法7终止并返回到开始。应当指出的是，检查条件h＜hstop和h＞hstart的步骤，以及各自相关联的后续方法步骤，在方法的其它方面不受影响的情况下可以互换位置。
如果泵站液位h没有下降，就检查泵是否是活动的，即泵速度Vpnmp是否与零不同。如果泵速度Vpump等于零，其表示的是泵站液位h在泵停止液位hstop和泵开始液位hstart之间，泵站处于运转周期中的补充状态，之后方法7终止并且返回到开始。如果泵速度Vpump不等于零，通常表示的是泵2是活动的且在泵送液体，但是瞬时进入泵站1的液体等于或大于流出泵站1的液体，或者其表示的是泵2根本不是活动的，例如是泵坏掉了的结果；或者其表示的是泵的速度比泵2可以具有的且仍然能够管理泵送液体的最小可能泵速度Vmin要小。当泵站液位h没有下降时，泵速度Vpump增加参数B1，该参数B1优选地与供电频率增加1-5Hz对应，另外进程中第三运转周期t3的现行泵速度V3增加参数B2，该参数B2优选地与供电频率增加0.1-0.5Hz对应。接下来，方法7终止并返回到开始。
应当指出的是，在一个和同一个运转周期期间，在正常运转下，泵2可以激活多次。还应当进一步指出，泵站1可以具有最大允许泵站液位hmax，如果达到该液位，泵2的泵速度优选地增加到更高的泵速度或到最大允许泵速度Vmax，以防止水箱3被充满，如果这么做不够，一个或多个泵以进程中第三运转周期t3的现行泵速度V3启动，优选地以所述最大泵速度Vmax启动，或以其它适合的泵速度启动。如果泵站1包括了多个泵，那么在一个和同一个运转周期里可以交替地启动这些泵。
结合已经完成的第三运转周期t3，在优选实施例中，记录第三运转周期t3的现行泵速度V3和第三运转周期t3的现行能量消耗率Espec3。在可选实施例中，记录泵速度V3是大于还是小于第二运转周期t2的泵速度V2，记录能量消耗率Espec3是大于还是小于第二运转周期t2的能量消耗率Espec2。代替第三泵速度V3的是，等同数量的对应第三数值A3可用于记录。该等同数量可以是供电频率、供应电压、泵的驱动轴的机械制动功率、或另一对应的等同数量。应当指出的是，如果根据本发明的方法7在进程中的第三运转周期t3期间需要将泵速度Vpump置于不等于例如零和V3的任何值，那么优选地不应当记录该运转周期的参数。
子方法“寻找V3”显示在图4中，以获得／重新获取为参数组形式的输入数据的步骤开始，该参数组可以是与两个虚拟运转周期对应的参数组，与两个消耗的运转周期对应的记录参数，或者是与虚拟运转周期对应的参数组和与消耗的运转周期对应的记录参数的组合。参数由操作者／泵制造商/程序员设定，用在例如泵站1初始实际运转周期中，直到记录的参数可用。
然后，基于所述参数组，确定与第一泵速V1对应且根据所述参数组得到的所述数量的第一数值A1以及与第二泵速V2对应且根据所述参数组得到的所述数量的第二数值A2之间的相互的相对关系，其中第一数值A1涉及虚拟的或消耗的第一运转周期t1，第二数值A2涉及虚拟的或消耗的第二运转周期t2，并且确定第一能量消耗率Espec1和第二能量消耗率Espec2之间的相互的相对关系，第一能量消耗率Espec1根据所述参数组得到并且涉及所述第一运转周期t1，第二能量消耗率Espec2根据所述参数组得到并且涉及所述第二运转周期t2。
然后，根据所述确定的相互的相对关系，确定为与第三运转周期t3的第三泵速度V3对应的所述数量的第三数值A3形式的输出数据，第三运转周期t3可以是直接接着第二运转周期t2的运转周期，或可能是马上到来的运转周期。如果满足条件A2＜A1和Espec2＜Especl，则所述数量的第三数值A3就设为等于A2-B3；如果满足条件A2＞A1和Espec2＜Especl，则所述数量的第三数值A3就设为等于A2+B4；如果满足条件A2＜A1和Espec2＞Especl，则所述数量的第三数值A3就设为等于A2+B5；如果满足条件A2＞A1和Espec2＞Especl，则所述数量的第三数值A3就设为等于A2-B6，其中B3、B4、B5和B6是所述数量的参数。接下来，子方法“寻找V3”返回到方法7。
参数B3、B4、B5和B6中的每一个构成了第三数值A3和第二数值A2之间的差，其优选为预定值，或者为例如取决于数值A2、数值A1和A2之间的关系、和／或Espec2和Espec1之间的关系等确定的变量。参数B3、B4、B5和B6优选为同样的值，但是为了防止子方法“寻找V3”在优化的泵速度周围的两个值之间迂回，参数B3、B4、B5和B6取不同的数值是可行的。在替代实施例中，参数B3等于B5，其不同于B4，B4继而与B6相等。每一个参数B3、B4、B5和B6优选地与大于0.5Hz、小于5Hz、优选小于2Hz、最优选为1Hz的供电频率变化相对应。优选地，1Hz的供电频率变化近似地与2％～5％单位的泵速度变化对应，其中以参考点的100％作为最大允许的泵速度Vmax。进一步优选的是，如果子方法“寻找V3”在优化的泵速度周围的两个值之间迂回时，参数B3、B4、B5和B6减小，例如二等分或三等分。应当指出，前面提到的参数B2，当其如B3、B4、B5和B6显示同样的数量时，与B3、B4、B5和B6相比应该要小，例如一般情况下比B3、B4、B5和／或B6小15％。
在优选实施例中，所述数量的第一个数值A1由泵速度V1、第一供电频率F1或第一供应电压S1组成，所述数量的第二数值A2由泵速度V2、第二供电频率F2或第二供应电压S2组成，所述数量的第三数值A3由泵速度V3、第三供电频率F3或第三供应电压S3组成。
在优选实施中，上述参数组包括所述数量的第一数值A1和相关的第一能量消耗率Espec1，以及所述数量的所述第二数值A2和相关的第二能量消耗率Espec2。在替代实施例中，参数组包括例如所述第二数值A2，也包括在第二数值A2和第一数值A1之间延伸的曲线段的函数，其后可以确定上述相互的相对关系。在另一替代实施例中，参数组包括第二数值A2和第一数值A1，也包括在数量的两个数值之间延伸的曲线段的斜率，其后可以确定上述相互的相对关系。应当指出的是，即使本文没有显示更多的实施例，但是依然存在另外的参数组，从其中可以确定上述相互的相对关系。应当指出，来自另外虚拟的或消耗的运转周期的数值可以用于检查子方法“寻找V3”是否在优化的泵速度周围迂回。
下面，将介绍计算能量消耗率Especc的不同方式，更精确地，上述能量消耗率Esaec＝k＊E表达式中时间参数K如何计算。Espec本质上等于在某个消耗的时间期间消耗的能量除以泵送体积，或者等于瞬间功率消耗除以瞬时流量。根据本发明，时间参数k用于代替瞬时流量或泵送体积，且此时间参数可以等于1或者考虑运转周期的时间长度、泵开始液位hstart和泵停止液位hstop之间的竖直高度、运转周期期间启动次数、运转周期期间泵活动的时间、运转周期期间泵非活动的时间、液位速度，等等。下面，将示出一些例子，但是本发明不限于此。
根据第一个变型形式，运转周期的长度为n＊24小时且时间参数k根据k＝1／(n＊24)计算。在流入是可预测的且在较长的时间周期内对于运转周期几乎是不变的情况下，使用这个变型形式。
根据第二个变型形式，运转周期的长度为n＊24小时且时间参数k根据k＝1／(c＊(n＊24))计算，其中c是平衡参数。当流入是很难预测的且在较长的时间周期期间对于运转周期而言非常不规律时，使用这个变型形式。
优选地，平衡参数c可以根据c＝Xon／∑ton计算，其中Xon是在消耗的运转周期期间泵被激活的次数，∑ton是在消耗的运转周期期间泵处于活动状态的累加时间。
或者，平衡参数c可以根据c＝∑L／∑ton计算，其中L是泵开始液位hstart和泵停止液位hstop之间的竖直高度，∑L是在消耗的运转周期期间当泵2处于活动状态而不考虑流入时泵送的累加高度，∑ton是在消耗的运转周期期间泵处于活动状态的累加时间。
根据第三个变型形式，运转周期的长度为s秒，其中s是正整数，并且时间参数k根据k＝1／(c＊s)计算，其中c是平衡参数。参见图6，其中Δton等于Δtoff，Δton和Δtoff中的每一个都等于运转周期的长度，s秒。优选地，运转周期的长度s秒在60-120秒的范围内。
平衡参数c优选地根据c＝(Δhon+Δhoff)计算，其中Δhon是在消耗的运转周期期间泵站液位的变化，消耗的运转周期的发生与活动周期末端关联，在活动周期期间，所述多个速度控制泵2中的一个是活动的，且活动周期直接被非活动周期跟随，在非活动周期期间泵是非活动的，Δhoff是在跟随的运转周期期间泵站液位的变化，跟随的运转周期的发生与直接地跟随的非活动周期的开始关联。在这个变型形式中，假定在非活动周期的开始的流入与在前的活动周期的末端的流入是一样的。通过将Δhon和Δhoff相加，考虑当泵2活动时流入大概可能是多大。Δton和Δtoff应当被定位为尽可能的接近当泵站液位h达到泵停止液位hstop时的瞬时时间，然而Δton应充分地远离当泵站液位h达到泵停止液位hstop时的瞬时时间，以便不被泵2的所谓打鼾效应影响，泵2的打鼾效应指的是泵2吸入空气，Δtoff应充分地远离当泵站液位h达到泵停止液位hstop时的瞬时时间，以便不被所谓的输出管4的虹吸效应影响，输出管4的虹吸效应指的是尽管泵2已经关闭，由于泵送液体的惯性而使得液体沿着输出管4被牵引，或者泵2已经关闭时从输出管4出现的逆流效应。
根据第四个变型形式，该变型形式是若干上述变型形式的混合，运转周期包括当泵活动时的周期即ton和泵非活动时的周期即toff，注意，相互的顺序是不重要的。hon是在泵活动时的周期期间泵站液位的变化，hoff是在泵非活动时的周期期间泵站液位的变化。在第四个变型形式中，假定在泵的非活动周期期间的流入与泵在活动周期期间的流入是一样的，应当指出，ton和toff不必一样大。
优选地，根据该变型形式的运转周期的长度等于一个泵循环，L是泵开始液位hstart和泵停止液位hstop之间的竖直高度。因而，在该优选实施例中，hon和hoff的每一个等于L，这意味着toff代表的是泵站液位h从泵停止液位hstop上升到泵开始液位hstart的时间，ton代表的是泵站液位h从泵开始液位hstart下降到泵停止液位hstop的时间。
可以根据k＝1／(c＊tmeas)计算时间参数k，其中c是平衡参数，tmeas是泵活动时且计算消耗的功率的周期的子集。因而，tmeas应该等于或小于ton。进一步地，在周期tmeas期间消耗的能量E可以通过在周期tmeas期间的瞬时功率总和测量得到，替代性地，在周期tmeas期间某个时间测量瞬时功率并将测量的瞬时功率乘以时间tmeas。
通常，平衡参数c根据c＝(hoff／toff+hon／ton)计算，因此，在优选的实施例中，平衡参数c根据c＝(L／toff+L／ton)计算，即c是在周期tmeas期间泵送的液体量的量度。
根据第五个变型形式，其是上述第四个变型形式的特殊的变型形式，运转周期的长度等于一个泵循环，针对泵活动的整个周期确定消耗的能量，即tmeas等于ton。在第四个变型形式的数学表达式简化之后，所得如下。
因而，泵循环包括泵活动时的周期，即ton，也包括泵非活动时的周期，即toff，换言之，运转周期的长度等于(ton+toff)。时间参数k根据k＝1／(c＊(ton+toff))计算，其中c是平衡参数。泵循环的长度优选在1-10分钟的范围内，但也可以总计为1个或多个小时。应当指出的是，ton和toff不需要大小相等。
优选地，平衡参数c根据c＝L／toff计算，其中L是泵开始液位hstart和泵停止液位hstop之间的竖直高度。进一步地，toff是在消耗的泵循环期间泵非活动的时间。在这个变型形式中，假定在泵的非活动周期期间的流入与泵活动周期期间的流入是一样的。根据所述第五个变型形式，在运转周期／泵循环期间消耗的能量E是可测量的，或者在泵活动的泵循环周期期间即在ton期间某个时间可以测量瞬间功率，然后测量的瞬时功率乘以泵活动的时间ton。根据优选实施例，瞬时功率在泵活动的泵循环周期的末端测量。
正如以上所述，根据本发明的方法7可以实施为用于控制泵。进一步地，方法7可以在包括多个可变速度控制泵2的泵站上实施，其中记录和控制优选在外部控制单元6上实现。控制可以影响整个泵站1而与哪一个泵是活动的无关，或者可以单独地影响每一个泵。当控制影响整个泵站1时，可以独立于哪一个泵是活动的来考虑每个记录的运转周期，与控制单独地影响每个泵相比，这给出了各个泵朝向优化的速度的更快的运动，也使得外部控制单元6不需要知道连接了多少可变速度控制泵2。单独地影响每一个泵的控制的优势是各个泵实体的特性不会影响其它泵实体，即不同类型的泵和不同新旧程度的泵可以并排使用。在可选实施例中，记录和控制由每一个单独的泵2的内建控制单元影响，优选地两台这样的泵可操作地相互连接，以互换关于最后获得的第三泵速度V3的信息。
本发明的可行更改
本发明不仅仅局限于上边描述的实施例和附图显示，它们的目的只是举例说明。本专利申请的意图是覆盖所有在此描述的优选实施例的适应和变型形式，进而本发明由伴随的权利要求和其相等物进行限定。因而，设备可以在伴随的权利要求的范围内修改为所有可行方式。
也应当指出，尽管为了简化的缘故，在权利J要求和说明书中使用了术语“速度控制”和“泵速度”，应该认定为也包括了其它等同值，如供电频率控制，供应电压控制等，这些等同值控制的目标都是为了改变泵速度，且它们都和泵速度有明确的关系。
应当指出，即使没有明确地提到一个具体实施例的特征可以和另一个实施例的特征结合，在可能的时候这也应当被视为是明显的。
Claims (15)
1.一种用于控制包括多个速度控制泵(2)的泵站(1)的至少一部分的方法，该方法(7)设置成用于将泵站的所述至少一部分的能量消耗率Espec最小化，其特征在于，该方法(7)包括寻找第三泵速度V3的子方法，该子方法包括以下步骤：
获取为与虚拟的或消耗的第一运转周期t1和虚拟的或消耗的第二运转周期t2对应的参数组形式的输入数据；
基于所述参数组，确定与第一泵速度V1对应且根据所述参数组获得的数量的第一数值A1和与第二泵速度V2对应且根据所述参数组获得的所述数量的第二数值A2之间的相互的相对关系，其中第一数值A1涉及所述第一运转周期t1，第二数值A2涉及所述第二运转周期t2，并且确定第一能量消耗率Especl和第二能量消耗率Espec2之间的相互的相对关系，其中第一能量消耗率根据所述参数组获得并且涉及所述第一运转周期t1，第二能量消耗率根据所述参数组获得并且涉及所述第二运转周期t2，
基于所确定的相互的相对关系和所述数量的参数B3、B4、B5、B6，确定为与第三运转周期t3的第三泵速度V3对应的所述数量的第三数值A3形式的输出数据，其中，
如果满足条件A2<A1和Espec2<Especl，则A3设为等于A2-B3；
如果满足条件A2>A1和Espec2<Especl，则A3设为等于A2+B4；
如果满足条件A2<A1和Espec2>Especl，则A3设为等于A2+B5；和
如果满足条件A2>A1和Espec2>Especl，则A3设为等于A2-B6。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，泵站的所述至少一部分的能量消耗率针对虚拟的运转周期被指定为预定的值Espec，或者针对消耗的运转周期根据Espec＝k×E计算得到，其中E是在所述消耗的运转周期期间所述多个速度控制泵中的至少一个消耗的能量，k是时间参数，并且其中所述数量的数值A针对虚拟的运转周期被指定为预定的值或者针对所述消耗的运转周期进行记录。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述数量的第一数值A1由第一泵速度V1构成，所述数量的第二数值A2由第二泵速度V2构成，所述数量的第三数值A3由第三泵速度V3构成。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述数量的第一数值A1由第一供电频率F1构成，所述数量的第二数值A2由第二供电频率F2构成，所述数量的第三数值A3由第三供电频率F3构成。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述数量的第一数值A1由第一供应电压S1构成，所述数量的第二数值A2由第二供应电压S2构成，所述数量的第三数值A3由第三供应电压S3构成。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述参数组包括所述数量的所述第一数值A1和相关的第一能量消耗率Espec1，以及所述数量的所述第二数值A2和相关的第二能量消耗率Espec2。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，参数B3、B4、B5和B6具有预定值，它们中的每一个都与大于0.5Hz且小于5Hz的供电频率变化相对应。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，参数B3、B4、B5和B6中的每一个都与1Hz的供电频率变化相对应。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，参数B3等于参数B5，并且参数B4等于参数B6。
10.根据权利要求2所述的方法，其中，运转周期的长度为n×24小时，其中n是正整数，并且其中时间参数k根据k＝1/(n×24)计算得到。
11.根据权利要求2所述的方法，其中，运转周期的长度为n×24小时，其中n是正整数，并且其中时间参数k根据k＝1/(c×(n×24))计算得到，其中c是平衡参数。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，平衡参数c根据c＝Xon/∑ton计算得到，其中Xon是在消耗的运转周期期间泵被激活的次数，∑ton是在消耗的运转周期期间泵处于活动状态的累加时间。
13.根据权利要求2所述的方法，其中，运转周期的长度为s秒，其中s是正整数，并且其中时间参数k根据k＝1/(c×s)计算得到，其中c是平衡参数。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，平衡参数c根据c＝(Δhon+Δhoff)计算得到，其中Δhon是在消耗的运转周期期间泵站液位的变化，消耗的运转周期的发生与活动周期的末端关联，在该活动周期期间，所述多个速度控制泵中的一个是活动的，并且该活动周期直接跟随有非活动周期，在该非活动周期期间所述泵是非活动的，Δhoff是在跟随的运转周期期间泵站液位的变化，跟随的运转周期的发生与直接地跟随的非活动周期的开始关联。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，参数B3、B4、B5和B6具有预定值，它们中的每一个都与大于0.5Hz且小于2Hz的供电频率变化相对应。
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