CN206422723U - 能效控制装置及水泵节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能效控制装置，所述能效控制装置应用于水泵系统，包括监控模块、运算器、自适应模块、调频模块、水泵电机及传感器；其中所述运算器根据所述传感器采集的水泵系统输出侧反馈信号，校正所述监控模块采集的水泵系统供给侧参数，并将校正后的水泵系统供给侧参数输出给所述自适应模块；所述自适应模块根据当前获取的水泵系统供给侧参数，调整所述水泵电机的运行参数；所述调频模块根据调整后的水泵电机的运行参数，调控所述水泵电机的运行频率。本实用新型还公开了一种水泵节能系统。本实用新型通过设置自适应模块，提升了水泵系统稳态性能和控制精确度。

Description

能效控制装置及水泵节能系统

技术领域

本实用新型涉及水泵系统领域，尤其涉及一种能效控制装置及水泵节能系统。

背景技术

众所周知，随着国家对节能降耗的要求逐渐提升，各种各样的节能系统应运而生。目前的水泵节能系统采用PID控制技术进行调节，这种方法适用于简单的泵类设备，但当其应用于庞大且复杂，运行参数多变的水泵系统时，稳态性能较差，控制精确度低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种能效控制装置及水泵节能系统，旨在提高水泵系统稳态性能和控制精确度。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种能效控制装置，所述能效控制装置应用于水泵系统，包括监控模块、运算器、自适应模块、调频模块、水泵电机及传感器；其中所述运算器根据所述传感器采集的水泵系统输出侧反馈信号，校正所述监控模块采集的水泵系统供给侧参数，并将校正后的水泵系统供给侧参数输出给所述自适应模块；所述自适应模块根据当前获取的水泵系统供给侧参数，调整所述水泵电机的运行参数；所述调频模块根据调整后的水泵电机的运行参数，调控所述水泵电机的运行频率。

优选地，所述能效控制装置还包括次级系统控制模块；所述次级系统控制模块采集次级系统需求侧参数，并将当前采集到的次级系统需求侧参数反馈至所述自适应模块。

优选地，所述次级系统控制模块包括感应器，用于采集次级系统需求侧参数。

优选地，所述调频模块包括PID控制器和变频器；所述PID控制器与所述自适应模块连接，所述变频器与所述水泵电机连接；所述PID控制器根据调整后的水泵电机的运行参数，确定适合当前水泵电机运行参数的运行频率值；所述变频器根据当前PID控制器确定的运行频率值，调控所述水泵电机的运行频率。

优选地，所述PID控制器包括比例电路、积分电路及微分电路；所述比例电路的输入端与所述自适应模块连接，输出端与所述变频器连接；所述积分电路的输入端与所述自适应模块连接，输出端与所述变频器连接；所述微分电路的输入端与所述自适应模块连接，输出端与所述变频器连接。

优选地，所述自适应模块包括模糊控制单元和算法控制单元；所述模糊控制单元分别与所述比例电路、积分电路及微分电路连接；所述算法控制单元分别与所述比例电路、积分电路及微分电路连接。

优选地，所述传感器的数量不少于三个。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种水泵节能系统，所述水泵节能系统包括能效控制装置，该能效控制装置应用于水泵系统，包括监控模块、运算器、自适应模块、调频模块、水泵电机及传感器；其中所述运算器根据所述传感器采集的水泵系统输出侧反馈信号，校正所述监控模块采集的水泵系统供给侧参数，并将校正后的水泵系统供给侧参数输出给所述自适应模块；所述自适应模块根据当前获取的水泵系统供给侧参数，调整所述水泵电机的运行参数；所述调频模块根据调整后的水泵电机的运行参数，调控所述水泵电机的运行频率。

本实用新型实施例通过设置监控模块、运算器、自适应模块、调频模块、水泵电机及传感器；其中所述运算器根据所述传感器采集的水泵系统输出侧反馈信号，校正所述监控模块采集的水泵系统供给侧参数，并将校正后的水泵系统供给侧参数输出给所述自适应模块；所述自适应模块根据当前获取的水泵系统供给侧参数，调整所述水泵电机的运行参数；所述调频模块根据调整后的水泵电机的运行参数，调控所述水泵电机的运行频率。从而根据实时参数的变化调整水泵电机的运行频率，因此提高了水泵系统稳态性能和控制精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型能效控制装置一实施例的结构框图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	监控模块	70	次级系统控制模块
20	运算器	31	模糊控制单元
				30	自适应模块	32	算法控制单元
40	调频模块	41	PID控制器
				50	水泵电机	42	变频器
60	传感器

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种能效控制装置，参照图1，在一实施例中，该能效控制装置应用于水泵系统，包括监控模块10、运算器20、自适应模块30、调频模块40、水泵电机50及传感器60；其中所述运算器20根据所述传感器60采集的水泵系统输出侧反馈信号，校正所述监控模块10采集的水泵系统供给侧参数，并将校正后的水泵系统供给侧参数输出给所述自适应模块30；所述自适应模块30根据当前获取的水泵系统供给侧参数，调整所述水泵电机50的运行参数；所述调频模块40根据调整后的水泵电机50的运行参数，调控所述水泵电机50的运行频率。

在本实施例中，上述能效控制装置应用于水泵系统，需要说明的是，所述水泵系统传输介质可以根据实际需要设置，优选地，传输介质为作为能量传输的液体，可以是水，可以是石油。上述能效控制装置具体通过自适应模块30实时调整水泵电机50的运行参数，进而根据调整后的水泵电机50的运行参数，调控水泵电机50的运行频率，以实现能效控制装置根据实际供需关系实时调节水泵电机50的运行频率的目的，从而在保证水泵设备运行稳定的基础上，使水泵系统处于最佳节能状态。进一步地，所述供给侧参数可以根据实际需要进行设置，在本实施例中，所述供给侧参数为水泵系统供给侧的负荷变化率。

需要说明的是，上述传感器60的数量可以根据实际需要进行设置，在本实施例中，传感器60的数量不少于三个。所述传感器60安装在水泵系统管道上，传感器60可根据水泵系统的控制要求测量不同的指标以形成反馈信号，优选地，所述指标可以是传输介质温度、压力、流量、温差及压差。相对于目前采用单一传感器对固定点进行测量，本实施例在不同环节不同位置设置传感器60，提高了对整个系统各个环节基本情况的检测和了解。

优选地，上述能效控制装置还包括次级系统控制模块70；所述次级系统控制模块70采集次级系统需求侧参数，并将当前采集到的次级系统需求侧参数反馈至所述自适应模块30。需要说明的是，水泵设备输送传送介质后会影响下一级使用该介质的工艺环节。例如：钢铁热轧厂高压除磷系统中，水泵设备输送的冷却水会影响热轧除鳞效果。因此，通过设置次级系统控制模块70能主动识别次级系统工况，并根据采集到的需求侧参数，预测未来时刻传输介质的需求变化趋势；另外将采集到的需求侧参数反馈给自适应模块30，可以使得水泵设备的供给与次级系统需求侧同步，在确保次级工艺系统运作效果的前提下，提升了整体能源效率的利用率。需要说明的是，上述需求侧参数可以根据实际需要进行设置，优选地，所述需求侧参数为负荷变化率。

进一步地，在本实施例中，上述次级系统控制模块70包括感应器(图未示)，用于采集次级系统需求侧参数。可以理解的是，通过设置感应器和传感器60，实现了水泵系统和次级系统的监控和信号反馈。

在本实施例中，上述调频模块40包括PID控制器41和变频器42；所述PID控制器41与所述自适应模块30连接，所述变频器42与所述水泵电机50连接；所述PID控制器41根据调整后的水泵电机50的运行参数，确定适合当前水泵电机50运行参数的运行频率值；所述变频器42根据当前PID控制器41确定的运行频率值，调控所述水泵电机50的运行频率。需要说明的是，为保证使用可靠性，各种生产机械在设置配用动力驱动时，都留有一定的富余量；另一方面，泵类设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板或阀门开度来调节给水量，因此当变频器42应用于水泵上时，通过降低水泵电机50的转速即可调节传输介质流量，从而实现节能。进一步地，上述PID控制器41包括比例电路、积分电路及微分电路。所述比例电路的输入端与所述自适应模块30连接，输出端与所述变频器42连接；所述积分电路的输入端与所述自适应模块30连接，输出端与所述变频器42连接；所述微分电路的输入端与所述自适应模块30连接，输出端与所述变频器42连接。

在本实施例中，上述自适应模块30的结构可以根据实际需要进行设置，优选地，所述自适应模块30包括模糊控制单元31和算法控制单元32；所述模糊控制单元31分别与所述比例电路、积分电路及微分电路连接；所述算法控制单元32分别与所述比例电路、积分电路及微分电路连接。需要说明的是，如果仅采用PID控制模块，很难满足能效控制装置的快速响应需求。因此，可以理解的是，通过采用模糊控制单元31和算法控制单元32实现了与水泵系统供给侧、调频模块30和次级系统控制模块70连接，保证了水泵供给侧和次级系统需求侧间的连接。所述模糊控制单元31和算法控制单元32能实时动态检测水泵节能系统供给侧与输出侧参数，识别次级系统工况，预测水泵节能系统运行需求趋势，最后通过调频模块30调整水泵电机50的运行频率以实现供求平衡，最大限度地节省了能耗。

本实用新型还提供一种水泵节能系统，该水泵节能系统包括能效控制装置，该能效控制装置的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的水泵节能系统采用了上述能效控制装置的技术方案，因此该水泵节能系统具有上述能效控制装置所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种能效控制装置，其特征在于，所述能效控制装置应用于水泵系统，包括监控模块、运算器、自适应模块、调频模块、水泵电机及传感器；其中所述运算器根据所述传感器采集的水泵系统输出侧反馈信号，校正所述监控模块采集的水泵系统供给侧参数，并将校正后的水泵系统供给侧参数输出给所述自适应模块；所述自适应模块根据当前获取的水泵系统供给侧参数，调整所述水泵电机的运行参数；所述调频模块根据调整后的水泵电机的运行参数，调控所述水泵电机的运行频率；其中，所述调频模块包括PID控制器和变频器；所述PID控制器与所述自适应模块连接，所述变频器与所述水泵电机连接；所述PID控制器根据调整后的水泵电机的运行参数，确定适合当前水泵电机运行参数的运行频率值；所述变频器根据当前PID控制器确定的运行频率值，调控所述水泵电机的运行频率；所述传感器的数量不少于三个。

2.如权利要求1所述的能效控制装置，其特征在于，所述能效控制装置还包括次级系统控制模块；所述次级系统控制模块采集次级系统需求侧参数，并将当前采集到的次级系统需求侧参数反馈至所述自适应模块。

3.如权利要求2所述的能效控制装置，其特征在于，所述次级系统控制模块包括感应器，用于采集次级系统需求侧参数。

4.如权利要求1所述的能效控制装置，其特征在于，所述PID控制器包括比例电路、积分电路及微分电路；所述比例电路的输入端与所述自适应模块连接，输出端与所述变频器连接；所述积分电路的输入端与所述自适应模块连接，输出端与所述变频器连接；所述微分电路的输入端与所述自适应模块连接，输出端与所述变频器连接。

5.一种水泵节能系统，其特征在于，所述水泵节能系统包括如权利要求1至4任一项所述的能效控制装置。