CN107605716B - 变频器控制器和泥浆泵的软泵控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式公开了变频器控制器和泥浆泵的软泵控制系统。变频器控制器(10)包括：一相位信息接收模块(101)，用于接收复数个泥浆泵(311，312，…31k)的复数个活塞相位信息；一控制命令生成模块(102)，用于基于所述复数个活塞相位信息生成一软泵控制命令；一控制命令发送模块(103)，用于将所述软泵控制命令发送到与所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)相对应的复数个变频器(111，112，…11k)，所述复数个变频器(111，112，…11k)基于所述软泵控制命令驱动所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)达到一软泵状态。本发明实施方式无需采用可编程逻辑控制器(PLC)或上位控制系统即可实现软泵，可以降低硬件成本。而且，本发明实施方式还提高了系统响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及泵控制技术领域，特别是涉及变频器控制器和泥浆泵的软泵控制系统。
背景技术
在钻井过程中，泥浆泵(mud pump)是钻井液循环系统的核心。当多台泥浆泵同时运行时，由于泵速是各自独立调节的，各泵的活塞运动互不协调，这就会造成泵压叠加，使高压管路中的钻井液压力波动很大。
钻井液流压力的剧烈波动会导致钻井液回路中压力管线、阀线、空气包及泵本身的压力冲击应力增大，加速泵组件的疲劳。而且，钻井液流压力的剧烈波动还会导致高压传输线管跳动，增加高压井液泄露危险性。
在现有技术中，通常采用可编程逻辑控制器(PLC)或上位控制系统在泥浆泵之间实现软泵功能，以解决各泵活塞运动互不协调的问题。
然而，采用PLC或上位控制系统具有成本问题，而且系统响应速度较慢。
发明内容
本发明实施方式提出变频器控制器和泥浆泵的软泵控制系统。
本发明实施方式的技术方案如下：
变频器控制器，包括：
一相位信息接收模块，用于接收复数个泥浆泵的复数个活塞相位信息；
一控制命令生成模块，用于基于所述复数个活塞相位信息生成一软泵控制命令；
一控制命令发送模块，用于将所述软泵控制命令发送到与所述复数个泥浆泵相对应的复数个变频器，所述复数个变频器基于所述软泵控制命令驱动所述复数个泥浆泵达到一软泵状态。
在一个实施方式中：
所述复数个泥浆泵包含一主泵和一从泵，所述软泵控制命令，用于驱动所述从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中T为所述主泵的一活塞相位周期；或
所述复数个泥浆泵包含一主泵、一第一从泵和一第二从泵，所述软泵控制命令，用于驱动所述第一从泵的一活塞相位位于的范围之内，所述第二从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中T为所述主泵的一活塞相位周期。
在一个实施方式中：
所述复数个泥浆泵包含一主泵和(n－1)个从泵，其中n为至少4的正整数；
所述软泵控制命令，用于驱动第m个从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中m为一从泵的序号，m的取值范围为[1,(n－1)]，T为所述主泵的一活塞相位周期。
泥浆泵的软泵控制系统，包括：
复数个变频器，每个变频器用于驱动复数个泥浆泵中的一对应泥浆泵；
复数个相位检测模块，每个相位检测模块用于检测所述复数个泥浆泵中的一对应泥浆泵的一活塞相位信息；
一变频器控制器，用于基于所述复数个泥浆泵的复数个活塞相位信息生成一软泵控制命令，将所述软泵控制命令发送到所述复数个变频器，所述复数个变频器基于所述软泵控制命令驱动所述复数个泥浆泵达到一软泵状态。
在一个实施方式中，每个相位检测模块，包括布置在所述对应泥浆泵的一活塞止点处的一接近开关。
变频器控制器，包括：
一相位信息接收模块，用于接收一泥浆泵的一活塞相位信息；
一相位信息发送模块，用于将所述活塞相位信息发送到一主变频器控制器；
一控制命令接收模块，用于从所述主变频器控制器接收一软泵控制命令，所述软泵控制命令是所述主变频器控制器基于接收到的所有活塞相位信息所生成的；
一控制命令发送模块，用于将所述软泵控制命令发送到驱动所述泥浆泵的一变频器。
在一个实施方式中所述变频器控制器与所述主变频器控制器之间包括一赛纳玛尼克斯(SINAMICS)连接或一开放结构(OA)连接。
泥浆泵的软泵控制系统，包括：
复数个变频器，每个变频器用于驱动复数个泥浆泵中的一对应泥浆泵；
复数个相位检测模块，每个相位检测模块用于检测所述复数个泥浆泵中的一对应泥浆泵的一活塞相位信息；
与所述复数个变频器对应的复数个变频器控制器，其中，所述复数个变频器控制器包括一主变频器控制器，所述主变频器控制器用于基于所述复数个变频器控制器的所有活塞相位信息生成一软泵控制命令，每个所述变频器控制器用于将所述软泵控制命令发送到对应的变频器，所述复数个变频器基于所述软泵控制命令驱动所述复数个泥浆泵达到软泵状态。
在一个实施方式中每个相位检测模块，包括布置在所述对应泥浆泵的一活塞止点处的一接近开关。
在一个实施方式中所述复数个变频器控制器之间具有一赛纳玛尼克斯连接或一开放结构连接。
从上述技术方案可以看出，本发明实施方式的变频器控制器包括：相位信息接收模块，用于接收复数个泥浆泵的复数个活塞相位信息；控制命令生成模块，用于基于复数个活塞相位信息生成软泵控制命令；控制命令发送模块，用于将软泵控制命令发送到与复数个泥浆泵相对应的复数个变频器，复数个变频器基于软泵控制命令驱动复数个泥浆泵达到软泵状态。由此可见，应用本发明实施方式之后，无需采用PLC或上位控制系统，通过变频器控制器即可实现软泵功能，因此可以降低硬件成本。
另外，在本发明实施方式中，可以采用一个变频器控制器控制复数个泥浆泵，也可以采用复数个变频器控制器控制复数个泥浆泵，适用于多种应用环境中的泥浆泵，系统配置非常灵活。
而且，相比采用PLC或上位控制系统的现有技术，本发明实施方式采用变频器控制器实现软泵，可以显著提高系统响应速度。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的泥浆泵的软泵控制系统的第一示范性结构图。
图2为根据本发明实施方式图1中变频器控制器10的示范性模块图。
图3为本发明实施方式的泥浆泵的软泵控制系统的第二示范性结构图。
图4为根据本发明实施方式图3中变频器控制器21的示范性模块图，其中该变频器控制器21不为主变频器控制器。
图5为根据本发明实施方式两个泵时的活塞相位示意图。
图6为根据本发明实施方式三个泵时的活塞相位示意图。
图7为根据本发明实施方式n个泵时的活塞相位示意图，其中n为大于等于4的正整数。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
在泵控制技术领域中，软泵状态为：复数个(即多个，也就是至少两个)泥浆泵中，任意两个泥浆泵的活塞运动不在同一相位的工作状态。在软泵状态中，任意两个泥浆泵的波头不相互叠加，从而能够防止泵压叠加。
鉴于现有技术中采用PLC或上位控制系统在复数个泥浆泵之间实现软泵功能所导致的硬件成本高及系统响应速度慢的缺陷，本发明实施方式不采用PLC或上位控制系统，而是通过变频器控制器在复数个泥浆泵之间实现软泵功能，可以降低成本并提高系统响应速度。
图1是根据本发明实施方式的泥浆泵的软泵控制系统的第一示范性结构图。
如图1所示，该系统包括k个泥浆泵311，312，…31k，k个电机211，212，…21k及k个变频器111，112，…11k，其中k为大于等于2的正整数。
每个泥浆泵分别与各自对应的电机连接，每个电机分别与各自对应的变频器连接。具体地：
泥浆泵311与电机211连接，电机211与变频器111连接；泥浆泵312与电机212连接，电机212与变频器112连接；...泥浆泵31k与电机21k连接，电机21k与变频器11k连接。
变频器111，112，…11k为利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器111，112，…11k可分别对各自对应的电机211，212，…21k的电压、电流和频率进行调制。
电机211，212，…21k，分别基于各自对应的变频器111，112，…11k的调制，驱动各自对应的泥浆泵311，312…31k。
为防止各个泥浆泵311，312，…31k的活塞同相位工作(即保证活塞运动的波头不相互叠加)，需要对驱动泥浆机311，312，…31k的电机211，212，…21k的转速和泥浆机311，312，…31k的活塞相位进行实时动态控制。
司钻人员预先在司钻台上向各个泥浆泵311，312，…31k发送转速设置指令，将各个泥浆泵311，312，…31k的设置转速调整为相同，即每分钟的冲次相同。在各个泥浆泵311，312，…31k的设置转速相同的情况下，通过为各个泥浆泵311，312，…31k进一步叠加附加速度，可以对泥浆机311，312，…31k的活塞相位进行控制。
从泥浆泵311，312，…31k中设置一个泥浆泵为主泵，其它的泥浆泵为从泵。比如，可以将当前运行的最小泵号设置为主泵，其它泵为从泵。从泵自动跟随主泵运行。当从泵自动跟随主泵时，可以根据主泵的当前位置与从泵的当前位置判断从泵追赶方向(可以稍微减速或减速)。而且，可以设置软泵的调节步长，以实现较短时间内到达软泵状态。
在图1中，k个变频器111，112，…11k分别连接到一个变频器控制器10。
针对每个泥浆泵311，312，…31k，分别布置相位检测模块。每个相位检测模块用于检测各自对应泥浆泵的活塞相位信息。比如，可以在每个泥浆泵311，312，…31k的活塞止点处分别布置接近开关。当泥浆泵311，312，…31k的活塞运行到止点处，在泥浆泵311，312，…31k上设置的接近开关向变频器控制器10输出泵冲信号，该泵冲信号反应出活塞的运动位置。变频器控制器10基于从接近开关接收到的泵冲信号可以获知泥浆泵的活塞相位信息。
变频器控制器10基于各个接近开关提供的各个活塞相位信息生成软泵控制命令。该软泵控制命令指令主泵不需要叠加附加速度，而且指令从泵叠加各自的附加速度。其中，从泵附加速度的调节范围可调，一般控制在设置转速的1％左右。
设置转速与附加速度叠加后的速度，即为从泵的实际速度。软泵控制命令通过动态调节各个从泵的实际速度，合理分布泵冲信号的位置以调整各个从泵的活塞相位，可以保证泵压输出不会造成叠加。
具体地，变频器控制器10将软泵控制命令分发到各个变频器111，112，…11k。变频器111，112，…11k中的主泵控制对应的泥浆泵保持设置转速运行。变频器111，112，…11k中的从泵分别基于软泵控制命令微调各自泥浆泵的实际速度，保证泵冲信号的位置合理分布。
在本发明实施方式中，变频器控制器10获取至少两个泵冲信号，对每个泵冲信号(泵内活塞位置)间隔进行360度划分(此时，主泵的活塞相位周期为360度)。
比如，当泥浆泵311，312，…31k的数目为两个时，可以将从泵的泵冲信号控制在180度(比如，加减5度)的范围内。当泥浆泵311，312，…31k的数目为三个时，可以将从泵的泵冲信号控制在120度(比如，加减5度)的范围内，或240度(比如，加减5度)的范围内。
普遍性地，当泥浆泵的数目为n时，可以将从泵的泵冲信号分别控制在360度/n(加减5度)、(360度×2/n)(加减5度)、(360度×3/n)(加减5度)…,(360度×(n－1)/n)(加减5度)的范围内，其中n为至少为2的正整数。
具体地，当泥浆泵311，312，…31k包含主泵和一个从泵时，变频器控制器10生成的软泵控制命令，用于驱动从泵的活塞相位位于的范围之内，其中T为主泵的活塞相位周期。
当泥浆泵311，312，…31k包含主泵、第一从泵和第二从泵时，变频器控制器10生成的软泵控制命令，用于驱动第一从泵的活塞相位位于的范围之内，第二从泵的活塞相位位于 的范围之内。
普遍地，当多个泥浆泵包含一个主泵和(n－1)个从泵时，其中n为至少4的正整数，本发明实施方式提出的变频器控制器所生成的软泵控制命令，用于驱动第m个从泵的活塞相位位于 的范围之内，其中m为从泵的序号，m的取值范围为[1,(n－1)]。
在图1所示的系统架构中，采用一个变频器控制器10控制复数个泥浆泵311，312，…31k。对于5000m、7000m以及8000m的陆地(Onshore)电动钻机，图1架构实现软泵功能尤其具有优势。此时，所有泥浆泵的泵冲信号及软泵控制命令在一个相同的变频器控制器的内部传输，延时时间可以达到250微秒(us)，因此可以显著提高系统响应速度。而且，图1所示系统架构中并不采用PLC或上位控制系统，因此还降低了硬件成本。
在一个实施方式中，变频器采用SINAMICS S120，变频器控制器10采用SINAMICSS120内部的控制单元CU320-2。在一个实施方式中，可以采用SINAMICS S120变频器自带的驱动控制图(DCC)功能库编程实现变频器控制器10的软泵控制功能。而且，还可以将变频器控制器10的软泵控制功能封装成标准库，从而方便客户安装调用。另外，还可以将该标准库与SINAMICS S120变频器中的CF卡实现绑定，从而防止未授权者的盗用。
在一个实施方式中，可以将变频器控制器10与其控制的变频器集成为一个单独的实体，或者将变频器控制器10与其控制的变频器布置为各自分立的元件，本发明实施方式对此并无限定。
基于图1所示系统结构，图2为根据本发明实施方式图1中变频器控制器10的示范性模块图。
如图2所示，变频器控制器10，包括：
相位信息接收模块101，用于接收复数个(即多个，也就是至少两个)泥浆泵的复数个活塞相位信息；
控制命令生成模块102，用于基于复数个活塞相位信息生成软泵控制命令；
控制命令发送模块103，用于将软泵控制命令发送到与复数个泥浆泵相对应的复数个变频器，复数个变频器基于软泵控制命令驱动复数个泥浆泵达到软泵状态。
在一个实施方式中，复数个泥浆泵包含主泵和一个从泵，该软泵控制命令，用于驱动从泵的活塞相位位于的范围之内，其中T为主泵的活塞相位周期。
在一个实施方式中，复数个泥浆泵包含主泵、一个第一从泵和一个第二从泵，该软泵控制命令，用于驱动第一从泵的一活塞相位位于的范围之内，第二从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中T为主泵的活塞相位周期。
在一个实施方式中，复数个泥浆泵包含主泵和(n－1)个从泵，其中n为大于等于4的正整数；该软泵控制命令，用于驱动第m个从泵的活塞相位位于的范围之内，其中m为从泵的序号，m的取值范围为[1,(n－1)]，T为主泵的活塞相位周期。
在图1和图2中，详细描述了一个变频器控制器控制复数个泥浆泵实现软泵功能的实施方式。
本发明实施方式中还提出了一种复数个变频器控制器控制复数个泥浆泵实现软泵功能的软泵控制系统。该软泵控制系统包括：复数个变频器，每个变频器用于驱动复数个泥浆泵中的对应泥浆泵；复数个相位检测模块，每个相位检测模块用于检测复数个泥浆泵中的对应泥浆泵的活塞相位信息；与复数个变频器对应的复数个变频器控制器，其中，复数个变频器控制器包括主变频器控制器，该主变频器控制器用于基于复数个变频器控制器的所有活塞相位信息生成软泵控制命令，每个变频器控制器用于将软泵控制命令发送到对应的变频器，复数个变频器基于软泵控制命令驱动复数个泥浆泵达到软泵状态。
图3为本发明实施方式的泥浆泵的软泵控制系统的第二示范性结构图。
如图3所示，该系统包括k个泥浆泵231，232，…23k，k个电机221，222，…22k及k个变频器121，122，…12k，其中k为大于等于2的正整数。
每个泥浆泵分别与各自对应的电机连接，每个电机分别与各自对应的变频器连接。具体地：
泥浆泵231与电机221连接，电机221与变频器121连接；泥浆泵232与电机222连接，电机222与变频器122连接；…泥浆泵23k与电机22k连接，电机22k与变频器12k连接。
变频器121，122，…12k，为利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器121，122，…12k可分别对各自对应的电机221，222，…22k的电压、电流和频率进行调制。
电机221，222，…22k，分别基于各自对应变频器121，122，…12k的调制，驱动各自对应的泥浆泵231，232，…23k。
为防止各个泥浆泵231，232，…23k的活塞同相位工作(即保证活塞运动的波头不相互叠加)，需要对驱动泥浆机231，232，…23k的电机221，222，…22k的转速和泥浆机231，232，…23k的活塞相位进行实时动态控制。
司钻人员预先在司钻台上向各个泥浆泵231，232，…23k发送转速设置指令，将各个泥浆泵231，232，…23k的设置转速调整为相同，即每分钟的冲次相同。在各个泥浆泵231，232，…23k的设置转速相同的情况下，通过为各个泥浆泵231，232，…23k进一步叠加附加速度，可以对泥浆机231，232，…23k的活塞相位进行控制。
从泥浆泵231，232，…23k中设置一个泥浆泵为主泵，而其它的泥浆泵为从泵。比如，可以将当前运行的最小泵号设置为主泵，其它泵为从泵，从泵自动跟随主泵运行。当从泵自动跟随主泵时，可以根据主泵的当前位置与从泵的当前位置判断从泵追赶方向(可以稍微减速或减速)。而且，可以设置软泵的调节步长，以实现较短时间内到达软泵状态。
在图3中，k个变频器121，122，…12k分别连接到各自对应的变频器控制器21，22，…22k。具体地，变频器121连接变频器控制器21，变频器122连接变频器控制器22…变频器12k连接变频器控制器2k。
针对每个泥浆泵231，232，…23k，分别布置相位检测模块。相位检测模块用于检测各自对应泥浆泵的活塞相位信息。比如，可以在每个泥浆泵231，232，…23k的活塞止点处分别布置有接近开关。当泥浆泵231，232，…23k的活塞运行到止点处，在泥浆泵231，232，…23k上设置的接近开关向各自对应的变频器控制器21，22，…22k输出泵冲信号，该泵冲信号反应出活塞的运动位置。变频器控制器21，22，…22k基于接收到的泵冲信号可以获知每个泥浆泵的活塞相位信息。
具体地，当泥浆泵231的活塞运行到止点处，泥浆泵231活塞止点处的接近开关向变频器控制器21输出泵冲信号，当泥浆泵232的活塞运行到止点处，泥浆泵232活塞止点处的接近开关向变频器控制器22输出泵冲信号…当泥浆泵23k的活塞运行到止点处，泥浆泵23k活塞止点处的接近开关向变频器控制器2k输出泵冲信号。
各个变频器控制器21，22，…22k都连接到一个共同的通讯单元30。比如，该通讯单元30可以实施为赛纳玛尼克斯(SINAMICS)通讯单元或开放结构(OA)通讯单元。
各个变频器控制器21，22，…22k通过该通讯单元30，可以分享各自接收到的泵冲信号。在各个变频器控制器21，22，…22k中指定一个变频器控制器作为主变频器控制器，该主变频器控制器基于全部变频器控制器21，22，…22k的活塞相位信息生成软泵控制命令。该软泵控制命令可以指令主泵不需要叠加附加速度，而且指令从泵叠加各自的附加速度。其中，从泵附加速度的调节范围可调，一般控制在设置转速的1％左右。
设置转速与附加速度叠加后的速度，即为从泵的实际速度。软泵控制命令通过动态调节各个从泵的实际速度，合理分布泵冲信号的位置以调整各个从泵的活塞相位，可以保证泵压输出不会造成叠加。
变频器控制器21，22，…22k中除主变频器控制器之外的变频器控制器，可以通过该通讯单元30从主变频器控制器获取软泵控制命令。变频器控制器21，22，…22k分别将软泵控制命令分发到各自的变频器121，122，…12k。变频器121，122，…12k中的主泵控制对应的泥浆泵保持设置转速运行。变频器121，122，…12k中的从泵分别基于软泵控制命令微调各自泥浆泵的实际速度，从而保证泵冲信号的位置合理分布。
在本发明实施方式中，变频器控制器21，22，…22k中的主变频器控制器获取至少两个泵冲信号，对每个泵冲信号(泵内活塞位置)间隔进行360度划分(此时，主泵的活塞相位周期为360度)。
比如，当泥浆泵231，232，…23k的数目为两个时，可以将从泵的泵冲信号控制在180度(比如，加减5度)的范围内。当泥浆泵231，232，…23k的数目为三个时，可以将从泵的泵冲信号控制在120度(比如，加减5度)的范围内，或240度(比如，加减5度)的范围内。
普遍性地，当泥浆泵231，232，…23k的数目为n时，可以将从泵的泵冲信号分别控制在360度/n(加减5度)、(360度×2/n)(加减5度)、(360度×3/n)(加减5度)…,(360度×(n－1)/n)(加减5度)的范围内，其中n为至少为2的正整数。
具体地，当泥浆泵231，232，…23k包含主泵和一个从泵时，变频器控制器21，22，…22k中的主变频器控制器生成的软泵控制命令，用于驱动从泵的活塞相位位于的范围之内，其中T为主泵的活塞相位周期。
当泥浆泵231，232，…23k包含主泵、第一从泵和第二从泵时，变频器控制器21，22，…22k中的主变频器控制器生成的软泵控制命令，用于驱动第一从泵的活塞相位位于的范围之内，第二从泵的活塞相位位于的范围之内。
普遍地，当多个泥浆泵包含一个主泵和(n－1)个从泵时，其中n为至少4的正整数，本发明实施方式生成的软泵控制命令，用于驱动第m个从泵的活塞相位位于的范围之内，其中m为从泵的序号，m的取值范围为[1,(n－1)]。
在图3所示的系统架构中，采用多个变频器控制器21，22，…22k控制多个泥浆泵231，232，…23k。当变频器控制器21，22，…22k之间采用SINAMICS通讯单元执行通讯时，通讯时间大约为500us，当变频器控制器21，22，…22k之间采用OA通讯单元时，通讯时间大约为1ms。相比较现有技术中采用PLC或上位控制系统的控制方式，可以显著提高系统响应速度。
图3所示的系统架构，对于9000m的陆地电动钻进及海洋平台，尤其具有优势。而且，图3架构中并不采用PLC或上位控制系统，因此还降低了硬件成本。
基于图3所示系统结构，下面描述不为主变频器控制器的变频器控制器的示范性结构。
不失一般性，假定图4中变频器控制器21不为主变频器控制器。图4为根据本发明实施方式变频器控制器21的示范性模块图。
图4为根据本发明实施方式的变频器控制器21的第二示范性模块图。
如图4所示，变频器控制器21包括：
相位信息接收模块201，用于接收泥浆泵的活塞相位信息；
相位信息发送模块202，用于将活塞相位信息发送到主变频器控制器；
控制命令接收模块203，用于从主变频器控制器接收软泵控制命令，该软泵控制命令是主变频器控制器基于接收到的所有活塞相位信息所生成的；
控制命令发送模块204，用于将软泵控制命令发送到驱动泥浆泵的变频器。
图5为根据本发明实施方式的两个泵时的活塞相位示意图。图6为根据本发明实施方式的三个泵时的活塞相位示意图。图7为根据本发明实施方式的n个泵时的活塞相位示意图，其中n为大于等于四的正整数。在图5-图7所示的活塞相位示意图中，横轴代表泥浆泵的泵号，纵轴代表活塞相位。
在图5中，泵号为1的泥浆泵为主泵，泵号为2的泥浆泵为从泵，主泵的活塞相位周期为T。由图5可见，从泵跟随主泵，而且在主泵的活塞相位周期T内，主泵和从泵的波头不相互叠加。因此，这两个泥浆泵实现了软泵状态。
在图6中，泵号为1的泥浆泵为主泵，泵号为2和泵号为3的泥浆泵为从泵。主泵的活塞相位周期为T。由图6可见，各个从泵依次跟随主泵，而且在主泵的活塞相位周期T内，所有泥浆泵的波头不相互叠加。因此，这三个泥浆泵实现了软泵状态。
在图7中，泵号为1的泥浆泵为主泵，其余的(n－1)个泥浆泵均为从泵。主泵的活塞相位周期为T。由图7可见，各个从泵依次跟随主泵，而且在主泵的活塞相位周期T内，所有泥浆泵的波头不相互叠加。因此，这n个泥浆泵实现了软泵状态。
综上所述，本发明实施方式提出的变频器控制器包括：相位信息接收模块，用于接收复数个泥浆泵的多个活塞相位信息；控制命令生成模块，用于基于复数个活塞相位信息生成软泵控制命令；控制命令发送模块，用于将软泵控制命令发送到与复数个泥浆泵相对应的复数个变频器，复数个变频器基于软泵控制命令驱动复数个泥浆泵达到软泵状态。由此可见，应用本发明实施方式之后，无需采用PLC或上位控制系统，通过变频器控制器即可实现软泵功能，因此可以降低硬件成本。
另外，在本发明实施方式中，可以采用一个变频器控制器控制复数个泥浆泵，也可以采用复数个变频器控制器控制复数个泥浆泵，适用于多种应用环境中的泥浆泵，系统配置非常灵活。
而且，相比采用PLC或上位控制系统的现有技术，本发明实施方式采用变频器控制器实现软泵，可以显著提高系统响应速度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.变频器控制器(10)，其特征在于，包括：
一相位信息接收模块(101)，用于接收复数个泥浆泵(311，312，…31k)的复数个活塞相位信息；
一控制命令生成模块(102)，用于基于所述复数个活塞相位信息生成一软泵控制命令；
一控制命令发送模块(103)，用于将所述软泵控制命令发送到与所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)相对应的复数个变频器(111，112，…11k)，所述复数个变频器(111，112，…11k)基于所述软泵控制命令驱动所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)达到一软泵状态，
其中，所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)包含一主泵和(n－1)个从泵，其中n为大于等于4的正整数，所述软泵控制命令驱动第m个从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中m为一从泵的序号，m的取值范围为[1,(n－1)]，T为所述主泵的一活塞相位周期；或
其中，所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)包含一主泵和一从泵，所述软泵控制命令，用于驱动所述从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中T为所述主泵的一活塞相位周期；或
其中，所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)包含一主泵、一第一从泵和一第二从泵，所述软泵控制命令，用于驱动所述第一从泵的一活塞相位位于的范围之内，所述第二从泵的一活塞相位位于的范围之内，其中T为所述主泵的一活塞相位周期。
2.泥浆泵的软泵控制系统，其特征在于，包括：
复数个变频器(111，112，…11k)，每个变频器用于驱动复数个泥浆泵(311，312，…31k)中的一对应泥浆泵；
复数个相位检测模块，每个相位检测模块用于检测所述复数个泥浆泵(311，312，…31k)中的一对应泥浆泵的一活塞相位信息；以及
根据权利要求1的变频器控制器(10)。
3.根据权利要求2所述的泥浆泵的软泵控制系统，其特征在于，每个相位检测模块，包括布置在所述对应泥浆泵的一活塞止点处的一接近开关。
4.变频器控制器(21)，其特征在于，包括：
一相位信息接收模块(201)，用于接收一泥浆泵的一活塞相位信息；
一相位信息发送模块(202)，用于将所述活塞相位信息发送到一主变频器控制器；
一控制命令接收模块(203)，用于从所述主变频器控制器接收一软泵控制命令，所述软泵控制命令是所述主变频器控制器基于接收到的所有活塞相位信息所生成的；
一控制命令发送模块(204)，用于将所述软泵控制命令发送到驱动所述泥浆泵的一变频器。
5.根据权利要求4所述的变频器控制器(21)，其特征在于，所述变频器控制器(21)与所述主变频器控制器之间包括一赛纳玛尼克斯连接或一开放结构连接。
6.泥浆泵的软泵控制系统，其特征在于，包括：
复数个变频器(121，122，…12k)，每个变频器用于驱动复数个泥浆泵(231，232，…23k)中的一对应泥浆泵；
复数个相位检测模块，每个相位检测模块用于检测所述复数个泥浆泵(231，232，…23k)中的一对应泥浆泵的一活塞相位信息；
与所述复数个变频器(121，122，…12k)对应的复数个变频器控制器(21，22，…2k)，其中，所述复数个变频器控制器(21，22，…2k)包括一主变频器控制器，所述主变频器控制器用于基于所述复数个变频器控制器(21，22，…2k)的所有活塞相位信息生成一软泵控制命令，每个所述变频器控制器用于将所述软泵控制命令发送到对应的变频器，所述复数个变频器(121，122，…12k)基于所述软泵控制命令驱动所述复数个泥浆泵(231，232，…23k)达到一软泵状态。
7.根据权利要求6所述的泥浆泵的软泵控制系统，其特征在于，每个相位检测模块，包括布置在所述对应泥浆泵的一活塞止点处的一接近开关。
8.根据权利要求6所述的泥浆泵的软泵控制系统，其特征在于，所述复数个变频器控制器(21，22，…2k)之间具有一赛纳玛尼克斯连接或一开放结构连接。
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