CN110139990A - 用于运行电子控制的泵机组的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的方法用于运行电子控制的泵机组(1)，其中，在电子控制器(6)中能够调整泵(2)的调整参数，用以对本地安装情况(4，5)的液压要求进行适配。在泵机组(1)的运行期间记录运行数据。在预先确定的时间之后，根据被记录的运行数据来检查，泵机组(1)从投入运行以来相对于工厂侧的预调是否进行过调整。如果不是该情况，则给出信号(11)，以便引起对还需要调整的注意。

Description

用于运行电子控制的泵机组的方法

技术领域

本发明涉及一种具有记载在权利要求1前序部分中的特征的用于运行电子控制的泵机组的方法，以及一种具有记载在权利要求9前序部分中的特征的电动马达式驱动的离心泵机组的电子控制器。

背景技术

现代的泵机组、尤其是电动马达式驱动的离心泵机组具有电动马达，该电动马达前置有变流器/变频器，使得泵可以在另外的转速范围内运行并因此也覆盖了比较大的功率谱。在循环泵机组中例如现有技术是，用任意恒定的转速来驱动泵，但是还根据预先给定的泵曲线来控制运行。大多地设置如下这样的调节器，这些调节器借助于液压传感器或必要时也仅根据马达的电性值来运行，因此可以使得供热循环泵例如以恒定压力曲线、以恒定流曲线、以比例压力曲线等来运行。在此，在压力提高设备、所谓的升压泵中不仅调整额定输送压力，也调整切换点，在这些切换点上接通或切断另外的泵。

这些通过马达技术能够实现的变型虽然能够实现在能量方面优化地根据对应的应用情况来运行泵机组，但是这点的前提是，泵机组也被相应地调整，以便因此在能量方面被优化地运行。

但是，在实践中经常出现的问题是，安装好泵机组并以工厂设置来运行，或者说预防性地进行调整，使得可以排除供应不足。因此会出现的是，这种本身在能量方面非常有利地可运行的泵机组经过几年之后由于缺少调整或错误地调整参数以糟糕的效率运行并且需要比其本身所需更多的电能。除了提高的能量成本之外，这点也经常会导致，由泵所产生的压差太高，这点会导致系统中不必要的泄漏并会导致泵方面的不必要地高的噪声排放。

发明内容

在该背景下，本发明的目的是，提出用于运行电子控制的泵机组的方法，使得上面提到的问题尽可能地被避免。此外应当对用于实施这种方法的电动马达式驱动的离心泵机组的电子控制器进行适配。

本发明的目的的根据方法的部分通过具有记载在权利要求1中的特征的方法来实现，在权利要求9中记载了用于实施根据本发明的方法的电子控制器。

根据本发明的用于运行电子控制的泵机组的方法，其中，在电子控制器中能够调整泵的调整参数，用以对本地安装情况的液压要求进行适配，并且其中，在运行期间记录所述泵机组的运行数据，根据本发明该方法的特征在于，在预先确定的时间之后，根据被记录的运行数据来检查，泵机组是否能够被运行在能量方面较有利的范围内，或至少检查，所有的调整参数相对于预调是否未被改变，并且只要确认泵机组可以被运行在能量方面较有利的范围内或调整参数相对于预调迄今为止未被改变，就给出用于改变调整参数的信号。该方法优选地应当是自动化的，也就是说自行运转，在该方法中，其被实现到电子控制器中，就像其进一步在下面还要描述的那样。

本发明的基本构思是，在预先确定的时间之后进行检查，该检查或者根据在该时间间隔内记录的运行数据检查：泵机组是否可以在能量方面较有利的范围内运行，或者当该检查不能被执行或不导致明确的结果时，至少检查：泵机组的调整参数是否相对于预调完全地已经被改变了一次，以便于是给出信号，根据信号能够识别出，至少应当检查调整参数的改变。

在此，本发明意义上的泵机组可以在原则上是具有电子控制器的任何电动马达式驱动的泵，在该电子控制器中，泵的调整参数可以被改变用以对本地安装情况的液压要求进行适配。典型地，在此情况下涉及借助于变流器/变频器控制的单级或多级离心泵。本发明意义上的泵机组但是也可以是一定数量的单泵机组，它们通过公共的控制器来运行，这点就像例如在压力提高设备(例如升压泵)中的情况那样。

给出的信号例如可以被形成用于操控设置在泵机组上的控制灯，用于给出声学警报或还有用于传递相应的数据记录到泵机组的制造商和/或运行者的基于云的数据库上或服务器上。

根据本发明的方法适宜地以安装泵机组开始，于是泵机组的工厂侧的预调是所述预调。然后，因此在预先确定的时间之后检查，工厂侧的预调是否已被改变，并且在未改变的情况下给出相应的信号。

就此而言较有利的是，在预先确定的时间之后根据被记录的运行数据来检查，泵机组是否可以在能量方面较有利的范围内运行。为此在根据本发明的方法的改进方案中设置：针对运行数据的能量方面的评价，使用马达的电运行数据、尤其是马达的电功率(它们在控制器侧总归都被提供)和另一方面泵的液压的运行数据、尤其是压力和/或流量。由此在没有其他数据的情况下可实现，分析泵机组的能量方面的行为。在此，使由液压运行数据得出的液压功率与马达的电功率有关系，以由此确定机组的效率。电动马达的功率在控制电子装置方面提供，由液压数据一般以传感器方式提供了压力、典型地由泵所施加的压差，使得结合马达侧同样提供的转速可以确定液压功率。替换地或附加地，流量传感器的数据可以被用于此目的。液压功率已知地由压差、流量、输送介质的密度和重力加速度的乘积得出。因此，也就是可以利用这些数据在时间上逐点地或还有连续地通过在能量方面评价运行数据来确定泵机组的效率。

有利地，将运行数据以时间间隔或连续地记录，也就是说检测和存储，以便在预先确定的时间之后可以执行效率检查。在此适宜的是，这种效率检查不仅从第一次投入运行开始执行，而且以规则的时间间隔执行。为了尽可能小地保持待记录的数据量，在此有益的是，确定边界值，其中，仅记录低于和超过这些边界值，或所述低于和超过的随时间的走向。针对效率确定例如可以规定：泵机组每六分钟确定其效率，即液压功率和电功率之间的关系。当边界值被确定为最大30％，那么仅记录这样的运行点，即在这些运行点中效率系数小于0.7。然后通过预先确定的时间除以六分钟来得出总共要考虑的运行点的数量。根据本发明的方法不仅可以被用于，推动泵机组的能量方面有利的运行，而且也可以被用于确定和表明泵机组的明显的尺寸不足或尺寸过大。

如果通过基于互联网的网络不仅进行了泵机组的运行数据的传递和记录，而且也在网络侧检查之后可以开始调整参数的相应适配，根据本发明的方法尤其是可以在泵机组联接到互联网的情况下在理想的情况下实现了泵机组的调整参数的自动适配。但是，这点的前提条件不仅是泵机组与基于互联网的网络的数据联接，而且也是运行参数通过该网络被改变的可能性。

在未设有通过网络的这种基于互联网的调整的泵机组中，可以在网络侧提供具有相应地经适配的调整参数的数据记录用于下载，服务技术员例如将这些调整参数下载到其智能手机上并然后在现场读入到电子的马达控制器中。理想地，连续地在整个运行时间内执行该方法，在该方法中检查泵机组的效率。关于于是待记录并处理的大的数据量，但是在实践中适宜的是，在第一次投入运行之后在相对短的时间内检查泵机组是否在能量方面有利地运行并然后随后以较大的时间间隔来检查这点。就此而言有利的是，在其中记录了运行数据的预先确定的时间在一小时与七天之间进行选择。当泵机组于是才第一次被置于能量方面较有利的状态中并且液压边缘条件就像其经常的情况那样不再被根本改变时，才可足以在时间间隔结束之后重复该能量效率检查。这种时间间隔典型地处在六个月与五年之间，但是也可以在个别情况下被选择得较短。

根据本发明的方法可以在现有的泵机组中典型地通过软件升级被实现到电子的马达控制器中。但是，然后将信号输出与泵机组的硬件方面预先给定的可行性结合。以最简单的方式，因此当泵机组不具有网络联接、尤其是不具有互联网入口时，激活指示器、例如红色的控制灯或黄色的闪光灯，并且替换地或附加地给出声学信号，使得处于泵机组附近的任何人会注意到这里明显存在处理需求。当在很多、尤其是较大的泵机组中(如今已然是该情况)存在网络联接时，于是有利的是，信号以数据包的形式通过基于互联网的网络被传递给服务器，该服务器指示制造商或维护公司，这里存在处理需求。在该情况下有利的是，数据包包含泵机组的场所数据，因为然后可以在没有访问其他的关于人员的数据库的情况下实现空间上的对应。

根据本发明的电动马达式驱动的离心泵机组的电子控制器用于实施根据本发明的方法。该电子控制器具有用于将调整参数进行调整用以将泵机组对本地安装情况的液压要求进行适配的装置。这些装置可以通过机组自身上的按键/开关/触摸屏来形成，利用它们可以改变调整参数(例如通过选出相应的调节曲线或压力/流额定值)。但是，这种装置也可以无线地，例如借助于可移动的计算机、典型地智能手机或平板电脑来形成，在其上运行相应的软件应用程序，利用该软件应用程序来输入这些数据并可以将其无线地传递到电子控制器上。这些装置在电子控制器被网络联接的情况下也可以通过经由网络传送相应的调整来形成。

控制器本身被构造为，记录或转送泵机组的运行数据。视所提供的存储和运算能力而定，根据本发明的方法可以在泵机组的电子控制器内部进行或至少部分地也可以通过与网络连接的服务器进行包括记录和评价被记录的数据，电子控制器与服务器进行数据连接。

但是根据本发明，泵机组的电子控制器被构造用于自己确定，在预先确定的时间之后是否将调整参数相对于被记录的调整进行了调整，并且在调整未完成时自行给出信号。原则上，这种检查能以规则的间隔自行通过控制器进行或也可以持续地进行。但是特别有利的是，该预先确定的时间从控制器第一次投入运行开始，并且被记录的调整是工厂侧的调整。因此确保了：然后当泵机组在由制造商供货后在其特定场所处被安装好并被联接到供电网上时，直接在该第一次投入运行之后至少被监视调整参数是否相对于工厂侧的调整进行了改变。当后者不是该情况并且给出了用于调整所述调整参数所需的信号时，以很高的概率认为泵机组在能量方面非优化的范围内运行，因为因此在安装和投入运行之后丝毫没有进行调整参数的调整。

但是，在有利的改进方案中进一步将电子控制器构造为自行确定泵机组是否在能量方面有利的范围内运行。就此而言所需的存储和运算但是是较耗费的，因此它们有利地也可以通过网络在外部进行。为此，也为了传送信号和/或运行数据，控制器有利地具有用于网络的接口，优选用于基于互联网的网络。这种接口可以有线连接地例如被构造为LAN接头，但是特别有利地被设计用于无线数据传递，例如借助于WLAN或无线电联接。

因为泵机组经常被布置在未由无线电网络覆盖的区域处(其在地下或在地下室中)，所以根据本发明的改进方案可以有利的是，这样设计电子控制器，使得其被设置用于借助于可移动的输入设备、尤其是智能手机的软件应用程序来传递调整参数。在此，可移动的输入设备可以建立与网络的连接，这必要时不必同时地进行。然后，待传递的调整参数有利地借助于可移动的输入设备从网络中来装载并随后传递到电子控制器中。

为了利用尽可能低的硬件耗费在电子控制器中实现根据本发明的方法，根据本发明的一改进方案设置：调整参数被存储在控制器的文件中，并且仅监视该文件的改变。本发明意义上的文件也可以是文件的组或文件夹，决定性的是，该监视可以在没有具体监视调整参数的情况下自己进行，而是以简单的方式通过监视如下这样的文件来进行该监视，即该文件在改变时具有改变的日期或另外的标记。

电子控制器的调整参数有利地是如下调节参量中的一个或多个，即，输送量、输送压力、转速、功率，其中，液压调节参量(输送量和/或输送压力)典型地以调节曲线的方式能够调整。

附图说明

随后根据在图中示出的实施例来详细阐释本发明。其中：

图1以示意图示出了泵机组的电子马达控制器的基于云的接入；

图2A至C示出了带有泵曲线的曲线图；以及

图3示出了流程图。

具体实施方式

图1中示出了泵机组1，所谓的升压泵，该升压泵由三个平行联接的离心泵2构成，这些离心泵分别由变频器控制的电动马达3来驱动，它们从公共的抽吸管道4输送到公共的压力管道5中。泵机组1具有上级的电子控制器6，单个泵的调整参数、尤其是输送压力以及接通点和切断点可以被输入到电子控制器中。该电子控制器具有与网络的接口，该网络是基于云的。控制器6配备有WLAN模块以及无线电模块，就此该控制器经由互联网8、即“云”被无线地联接到泵制造商7的网络上。此外，电子控制器配备有蓝牙接口，通过蓝牙接口，控制器可以与智能手机9通信，通过该智能手机，操作者10可以查询和改变控制器6中可用的调整参数。智能手机9通过其无线电接口同样与互联网8进而制造商7的网络连接。

电子控制器6被设计为，在开始泵机组1运行后的预先确定的时间之后检查，调整参数是否相对于工厂设置已被改变了。这些参数被数字式地存储在控制器6的文件中，该控制器6监视该文件的存储日期。计时器从第一次投入运行开始运行，该计时器例如被调整到72小时，使得在该预先确定的时间结束之后检查该文件的存储日期是否已被改变。如果不是该情况，给出信号，确切地说在控制器6本身上用以激活警告灯11，该警告灯给出闪烁信号，闪烁信号作为泵机组1还未被调整的标志。同时将相应的数据信号给出到网络上，使得在制造商7的数据库中在给出泵机组场所的GPS数据的条件下对其进行标记并同时显现如下的指示，即，该泵机组待由服务技术人员调整。视设计方案和到网络8上的联接而定，该所需的调整可以通过网络本身或通过制造商7或运行者进行。在所示的实施例中需要服务技术人员，即操作者10，该操作者用他的智能手机9和在其上运行的用于泵机组1的软件应用程序来着手进行工作，以便通过其智能手机9来相应地适配控制器6中的调整参数。在此，服务技术人员10通过网络8不仅获得泵机组1关于其调整参数待被配置的指示，而且也获得场所数据，以及就此而言可用从网络8可下载的、用于调整参数的适配的数据。

电子控制器6除了该用于监视调整参数的调整的装置之外还具有另一功能，利用该功能在泵机组运行期间以三分钟的时间间隔来检测运行点并且关于其能量方面的效率来评价这些运行点，就像根据图2A至C在下面阐释的那样。

图2A示出了泵机组的典型泵曲线，在该泵曲线中，根据输送量来描绘扬程。扬程是泵入口和泵出口之间的压差，输送量是每时间单位的被输送的体积流。根据图2A示意性示出的泵曲线表示了恒定转速下的离心泵。图2B为此根据输送量示出了该泵机组的电功率P。

在使用具有电子控制器6的变流器/变频器中，泵机组可以在根据图2A和2B的多个不同的这种泵曲线上运行，这点就像根据图2C那样，其示出了三个这种曲线ω1、ω2和ω3，它们代表了不同的转速。这些曲线表示了在一转速下根据输送量的效率η。在此，效率是液压功率和电功率的商，即在理想情况下是一。在此，电功率通过消耗功率、也就是一个或多个进行驱动的电动马达的电流和电压的乘积来确定并以数据方式在控制器6中提供。液压功率由输送量、扬程、密度和重力加速度的乘积来获得。液压功率可以通过压差和流量传感器来计算。该计算经常在缺少流量信号的情况下仅依据压差信号来进行。就像图2C的三个曲线ω1、ω2和ω3明示的那样，对每个转速仅有一个最高效率的点(BEP)[BEP即BestEfficiency Point]。

该效率计算在电子控制器6中以例如三分钟的时间间隔来执行和存储。相应的运行点在图2C中被示例性通过十字示出。

电子控制器现在在预先确定的时间之后根据之前确定的效率曲线来检查泵的运行点中的效率，这些运行点或者在进行的运行中被确定，或者被有目的地运转。现在可以在时间关联的条件下根据运行点确认，这些运行点是否处在BEP的范围内。在此，适宜地基于例如30％的边界值，使得仅仅考虑，运行点中有多少个处在该30％的边界之外以及多少个处在之内。处在该边界之外的运行点在图2C中被示出在组M中。

由此，电子控制器6能够检查，通过改变调整参数是否可以使泵机组在能量方面较有效的范围内运行。如果是该情况，则控制器6将相应的信号给出到网络上，使得制造商侧或运行者侧发出用于改变调整参数的需求。

在此，适合用于泵机组的调整参数可以在制造商侧被预先给定并通过网络被无线地传递到操作者10的智能手机9上，该操作者然后将其传递到泵机组1的电子控制器6中或也由操作者本身来选择和调整。

图2C中示出了范围M中的运行点，该范围处在BEP的30％之外。因此在那里示出的是，十个运行点中的八个处在30％范围之外并由此运行点的80％低于所确定的效率边界范围。在该情况下提供了调整参数的适配。

根据图3示出了该方法的流程。在第一步骤15中产生泵机组的效率曲线。这些效率曲线或者可以有目的地被运转，或者可以在运行期间针对不同的流量根据马达侧和由此控制器侧始终已知的转速被确定。因为曲线永远不是完全的，所以必须或者操控泵机组用以运转完全的曲线，或者进行内插。在实践中足够的是，确定针对每个转速得出的BEP。在将这些数据汇总之后，可以进行泵在运行期间的效率检查。显而易见的是，这些方法初始地也可以在时间上交叉，但是这是没问题的。

当现在在泵投入运行后和第一次检查后的例如六个月或一年或两年的时间间隔之后应当重新进行效率监视时，那么该效率监视在步骤16中相应于泵机组第一次检查后的六个月、一年或两年的所设置的时间在计时器到期之后开始。

现在以之前确定的例如为十分钟的时间间隔来计算和存储泵机组的当前运行点的效率。在进行了例如48小时的预先确定的时间之后，运行点上的效率的计算和存储在第三步骤17中结束。在第四步骤18中，然后在控制器侧将运行点的分布在其效率方面分别关于BEP进行评价。如果运行点的预先确定的百分比(例如多于60％的运行点)分别多于30％地低于BEP，那么在第五步骤19中给出信号，视评价结果而定来改变调整参数或也由较小或较大的泵来替代该泵。

如果在控制器侧确定了运行点在其效率方面处在之前所确定的30％边界内部，那么该方法必要时也在进行了预先确定的时间间隔之后才重新启动，使得泵机组几乎跨越其整个运行持续时间地被监视效率。当第五步骤19中的信号给出之后改变了调整参数时，同样又在第二步骤16中开始该方法，与之相反在更换泵的情况下又用第一步骤15开始该方法。

附图标记列表

1 泵机组

2 离心泵

3 电动马达

4 抽吸管道

5 压力管道

6 电子控制器

7 制造商/运行者

8 互联网/云

9 智能手机

10 操作者

11 警告灯

15 第一步骤(确定针对不同转速的效率曲线)

16 第二步骤(开始程序并且开始六个月、一年、两年的计时器)

17 第三步骤(存储和确定运行点的效率)

18 第四步骤(评价已确定的效率值)

19 第五步骤(给出信号)

Claims (15)

1.一种用于运行电子控制的泵机组的方法，其中，在电子控制器中能够调整泵的调整参数，用以适配本地安装情况的液压要求，并且其中，在运行期间记录所述泵机组的运行数据，其特征在于，在预先确定的时间之后，根据所记录的运行数据来检查，所述泵机组是否能够被运行在能量上较有利的范围内，或所有的调整参数相对于预调是否未被改变，并且只要确认这点就给出用于改变所述调整参数的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预调是工厂侧的预调。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对运行数据的能量方面的评价，使用马达的电运行数据、尤其是马达的电功率和所述泵的液压运行数据、尤其是压力和/或流量。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述预先确定的时间之后或在完成了检查后的一时间间隔之后重复运行数据的记录和所述检查。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述预先确定的时间之后，根据所记录的运行数据来继续检查，是否超过一个或多个预先确定的、优选在时间上相关联的运行数据边界值，并且如果确认这点就给出用于改变所述调整参数的信号。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述泵机组的运行数据通过基于互联网的网络被记录，并且在所述预先确定的时间之后在网络侧检查，所述泵机组是否能够运行在能量方面较有利的范围内，以便然后优选在网络侧相应地适配或维持所述调整参数或提供采用的调整参数。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预先确定的时间在一小时和七天之间和/或所述时间间隔在1至5年之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述信号激活光学显示和/或声学信号，或通过基于互联网的网络优选与所述泵机组的场所数据一起被传递。

9.一种电动马达驱动的离心泵机组(1)的电子控制器(6)，尤其是用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述电子控制器具有用于对调整参数进行调整用以使所述泵机组(1)适配本地安装情况(4，5)的液压要求的装置，其中，所述控制器(6)被构造为，记录和/或转送运行数据，其特征在于，所述控制器(6)被进一步构造以确定，在预先确定的时间之后是否将所述调整参数相对于所记录的调整进行了调整，并且在调整未完成时自行给出信号。

10.根据权利要求9所述的电子控制器，其特征在于，所述预先确定的时间从所述控制器投入运行开始并且所记录的调整是工厂侧的调整。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器，其特征在于，所述控制器(6)具有用于优选基于互联网的网络(8)的接口，通过所述接口能够转送所述信号和/或运行数据。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器，其特征在于，所述控制器(6)具有用于无线数据传递的接口。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器，其特征在于，所述控制器(6)被构造用于借助于移动输入设备的、尤其是智能手机(9)的软件应用程序来无线传递所述调整参数和/或用于从所述网络(8)传递。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器，其特征在于，所述调整参数数字式地存储在所述控制器(6)的文件中，并且该文件的改变被监视。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器，其特征在于，所述调整参数是如下调节参量中的一个或多个：即，输送量、输送压力、转速、功率，其中，优选地能够以调节曲线的方式调整输送量和/或输送压力。