CN104481895A - 一种离心泵扬程的闭环控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心泵扬程的闭环控制系统，其主要技术方案为通过控制离心泵的流量来实现扬程的控制，首先在预定高度的扬程处设定此处水流的流量，然后输入设定的流量到控制系统中，控制系统根据输入的流量大小调节电信号，该电信号连接电机，使电机通过减速器输出为对应的转速，从而使与电机连接的叶轮达到相同的转速。在离心泵的出口进行流量的监测，与预设的水流流量进行对比，同时使用压力传感器进行水压的监测，并将压力传感器的电信号作为反馈信号重新输入控制系统的流量调节模块，实现离心泵扬程闭环控制的目的。

Description

一种离心泵扬程的闭环控制系统

技术领域： 

本发明涉及一种闭环控制系统，尤其是用于设定离心泵扬程的闭环控制系统。

背景技术： 

我国地处东亚季风区，降水变率大，干旱和洪涝灾害频繁，旱灾往往在较大范围发生且可持续多年，故对农业生产危害甚重。仅2014年8月，根据农业部数据显示，河北、山西、山东、河南、安徽、湖北、陕西、甘肃、新疆等12个省区目前均出现不同程度旱情，全国农作物受旱面积5868万亩，其中严重受旱1458万亩。在干旱的季节，需要大量的农用灌溉系统，以保证农作物的正常生长，由于每家农户农田分布不完全在一处，所以有一套便捷、移动式的农用灌溉系统十分重要。

离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。水泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水发生离心运动，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。离心泵的基本构造是由八部分组成的，分别是：叶轮，泵体，泵盖，挡水圈，泵轴，轴承，密封环，填料函，轴向力平衡装置。离心泵的扬程不仅与叶轮直径、转速有关，还和叶片形式、β角、泵壳形式等等太多因素有关，但一个离心泵被确定生产出来后，叶轮的直径、叶片形式、β角、泵壳等都不方便改变，所以改变叶轮的转速是一种实现扬程的可实行方法。

闭环控制是指作为被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端，并对输入端施加控制影响的一种控制关系，在控制论中，闭环通常指输出端通过“旁链”方式回馈到输入。输出端回馈到输入端并参与对输出端再控制，这才是闭环控制的目的，这种目的是通过反馈来实现的。闭环控制的优点是充分发挥了反馈的重要作用，排除了难以预料或不确定的因素，使校正行动更准确，更有力。当叶轮转速过大，远大于设定的流量设定时，在离心泵的出口位置会存在很大的水压，通过压力传感器当压力大于设定值时会发出信号反馈控制叶轮的转速，使叶轮转速下降，则离心泵出口的水压达到正常值，实现闭环控制。

发明内容：

[本发明为一种离心泵扬程的闭环控制系统，其技术方案为整套的闭环控制系统由人工设定流量接口、流量输入调节模块、叶轮转速控制、流量监测和水泵出口压力监测五个模块组成，首先在预定高度的扬程处设定此处水流的流量，然后输入设定的流量到控制系统中，控制系统根据输入的流量大小调节电信号，控制离心泵叶轮的转速，从而在离心泵的出口得到预定的水流流量。同时使用压力传感器进行水压的监测，并将压力传感器的电信号作为反馈信号重新输入控制系统的流量调节模块。

当水流的流量过大或过小时，会同时反映在水流对离心泵出口的压力上，通过在离心泵出口设置压力传感器，以压力传感器的电信号实现对流量输入调节模块的闭环反馈控制。

控制系统中流量大小调节的信号作用于电机的减速器，使电机经过减速器后达到与相应流量对应的转速，然后使叶轮达到相同的转速。。

在不同的高度设定需要的水流量，并通过这套闭环控制系统获得需要的水流量，实现了对水泵扬程的控制。

有益效果： 

闭环控制能够实现水泵控制系统的自动调节，经过反馈的信号，使水泵系统在需要的扬程高度达到准确的水流量，从而实现了离心泵扬程的控制。

 附图说明： 

图1为离心泵扬程闭环控制系统的工作流程图。

 具体实施方式：

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下。

通过控制离心泵的流量来实现扬程的控制，首先在预定高度的扬程处设定此处水流的流量，然后输入设定的流量到控制系统中，控制系统根据输入的流量大小调节电信号。

该电信号连接电机，使电机通过减速器输出为对应的转速，从而使与电机连接的叶轮达到相同的转速。

在离心泵的出口进行流量的监测，与预设的水流流量进行对比，同时使用压力传感器进行水压的监测，并将压力传感器的电信号作为反馈信号重新输入控制系统的流量调节模块，实现离心泵扬程闭环控制的目的。

申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种离心泵扬程的闭环控制系统，其特征在于：整套的闭环控制系统由人工设定流量接口、流量输入调节模块、叶轮转速控制、流量监测和水泵出口压力监测五个模块组成，首先在预定高度的扬程处设定此处水流的流量，然后输入设定的流量到控制系统中，控制系统根据输入的流量大小调节电信号，控制离心泵叶轮的转速，从而在离心泵的出口得到预定的水流流量，同时使用压力传感器进行水压的监测，并将压力传感器的电信号作为反馈信号重新输入控制系统的流量调节模块。

2.根据权利1所述的离心泵扬程的闭环控制系统，其特征在于：当水流的流量过大或过小时，会同时反映在水流对离心泵出口的压力上，通过在离心泵出口设置压力传感器，以压力传感器的电信号实现对流量输入调节模块的闭环反馈控制。

3.根据权利1所述的离心泵扬程的闭环控制系统，其特征在于：控制系统中流量大小调节的信号作用于电机的减速器，使电机经过减速器后达到与相应流量对应的转速，然后使叶轮达到相同的转速。

4.根据权利1所述的离心泵扬程的闭环控制系统，其特征在于：在不同的高度设定需要的水流量，并通过这套闭环控制系统获得需要的水流量，实现了对水泵扬程的控制。