DE4128390C1 - Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters - Google Patents

Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters

Info

Publication number
DE4128390C1
DE4128390C1 DE19914128390 DE4128390A DE4128390C1 DE 4128390 C1 DE4128390 C1 DE 4128390C1 DE 19914128390 DE19914128390 DE 19914128390 DE 4128390 A DE4128390 A DE 4128390A DE 4128390 C1 DE4128390 C1 DE 4128390C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
controller
motor
pilot
frequency converter
units
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19914128390
Other languages
German (de)
Inventor
Heinz Dipl.-Phys. Bohn
Siegfried Dipl.-Ing. 2127 Boltersen De Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GRUNDFOS INDUSTRIEPUMPEN GMBH, 2120 LUENEBURG, DE
Original Assignee
Loewe Pumpenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Loewe Pumpenfabrik GmbH filed Critical Loewe Pumpenfabrik GmbH
Priority to DE19914128390 priority Critical patent/DE4128390C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4128390C1 publication Critical patent/DE4128390C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/007—Installations or systems with two or more pumps or pump cylinders, wherein the flow-path through the stages can be changed, e.g. from series to parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/029—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions for pumps operating in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0204—Frequency of the electric current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/06—Pressure in a (hydraulic) circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The appts. regulates a fluid supply installation having several supplying pumps (1) driven by electric motors and operated in series or in parallel. A sensor (6) detects the quantity regulated. Each electric motor (2) has a frequency converter (4) for controlling the RPM and there is a superimposed or zoning regulator (9) for controlling the combined operation of the pumps and motors. Each frequency regulator has a motor regulator (5) which receives the signal from the sensor directly and the zoning regulator is connected with all the motor regulators over a digital communications line (8), controlling the selection of a motor regulator as a pilot regulator for taking over the fast regulation and of the frequency setting signals for the converters of the other pumps by bridging over their motor regulators. ADVANTAGE - Improvement in speed of regulation and uniform loading of motor-pumps.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schnellen Regelung einer Fluidfördereinrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a device for the rapid regulation of a Fluid delivery device with the in the preamble of claim 1 specified features.

In Fluidfördereinrichtungen sind häufig mehrere Förderaggregate parallel und/oder in Reihe geschaltet, um bei unterschiedlicher Bela­ stung eine im wesentlichen konstante Druckversorgung oder eine im wesentlichen konstante Fördermenge sicherzustellen. In einfachster Form arbeitet eine solche Fluidfördereinrichtung mit einer Regelung, welche durch Zu- bzw. Abschaltung einer oder mehrerer Förder­ aggregate nachregelt. Eine derartige durch Schaltstufen gebildete Regelung ist verhältnismäßig rauh, d. h. der Sollwert wird nur grob näherungsweise erreicht. Zudem kann eine hohe Schalthäufigkeit zu Belastungen der Förderaggregate und des Netzes führen.There are often several delivery units in fluid delivery systems connected in parallel and / or in series to different Bela an essentially constant pressure supply or an ensure a substantially constant flow rate. In the simplest Form such a fluid delivery device works with a control, which by switching one or more funding readjusted aggregates. Such is formed by switching stages Regulation is relatively rough, i. H. the setpoint is only rough approximately reached. In addition, a high number of starts Lead loads on the conveyor units and the network.

Eine gewisse Glättung kann dadurch erreicht werden, daß eines der zuzuschaltenden Förderaggregate durch einen Frequenzumrichter gesteuert wird, so daß durch Vorgabe der Drehzahl dieses Förder­ aggregats eine Feinregelung erfolgt. Eine solche Regelung ist bei­ spielsweise aus US-PS 42 59 038 bekannt. Nachteilig hierbei ist jedoch ebenfalls die mögliche Systembelastung durch hohe Schalthäu­ figkeit. Durch schlagartiges Zu- bzw. Abschalten einzelner Förder­ aggregate tritt zudem stets eine nicht zu vermeidende Rauhigkeit bezüglich des Drucks oder des Förderstromes (je nach Regelgröße) auf. A certain smoothing can be achieved in that one of the Conveyor units to be switched on by a frequency converter is controlled so that by specifying the speed of this conveyor a fine adjustment takes place. Such a regulation is in known for example from US-PS 42 59 038. The disadvantage here is however also the possible system load due to high switchgear ability. By suddenly switching individual pumps on or off In addition, aggregate always has an unavoidable roughness regarding the pressure or the flow rate (depending on the controlled variable) on.  

Zur Vermeidung dieser Rauhigkeiten ist es bekannt, eine Fluidförder­ einrichtung mit sogenannten fliegenden Frequenzumrichtern zu betrei­ ben. Hierbei wird ein Frequenzumrichter nachfolgend den jeweils zuzuschaltenden Förderaggregaten zugeordnet, d. h., ein Förder­ aggregat wird nicht abrupt eingeschaltet, sondern mittels des Fre­ quenzumrichters an seine Betriebsdrehzahl herangefahren, wonach das Förderaggregat mit Netzfrequenz betrieben und der Frequenzumrich­ ter zum Hochfahren des nächsten Förderaggregats geschaltet wird und umgekehrt. Zwar können mit diesem System Rauhigkeiten weit­ gehend vermieden werden, doch geht dies zu Lasten der Regelge­ schwindigkeit, da die Förderaggregate stets nur nacheinander kon­ tinuierlich zugeschaltet werden können, anderenfalls die vorerwähn­ ten Rauhigkeiten hinzunehmen wären.In order to avoid these roughnesses, it is known to deliver a fluid to operate with so-called flying frequency converters ben. Here, a frequency converter is the following each assigned conveying units to be connected, d. i.e., a sponsor The unit is not switched on abruptly, but by means of the Fre quenzverters up to its operating speed, after which the Conveyor unit operated with mains frequency and the frequency converter ter is switched to start up the next conveyor unit and vice versa. With this system, roughness can be wide avoided, but this is at the expense of the rule speed, since the conveyor units can only con can be switched on, otherwise the aforementioned roughness would have to be accepted.

Schließlich ist es auch bekannt, jedes Förderaggregat der Fluidförder­ einrichtung mit einem Frequenzumrichter zur Drehzahlsteuerung zu versehen. Eine derartige Anlage ist beispielsweise aus Gross, Heinz, Drehzahlvariable Pumpenantriebe in Technische Rundschau, Bern, Nr. 3, 13. Januar 1981, Seiten 5, 7, insbesondere Seite 7 Spalte 3 beschrieben. Auch in diesem Fall ist allen Förderaggregaten bzw. Frequenzumrichtern ein gemeinsamer Regler zugeordnet, der die Förderaggregate nacheinander hochfährt. Zwar wäre es auch denkbar, die Regelung so auszulegen, daß alle Förderaggregate stets im glei­ chen Betriebspunkt arbeiten, doch wäre dies nicht praxisgerecht, da das gleichzeitige Drehzahlstellen sämtlicher Förderaggregate rege­ lungstechnische Probleme mit sich bringt. Insbesondere würde dies auch zu Lasten der Feinfühligkeit der Regelung gehen, was in der Praxis zu Druckschwankungen im Leitungsnetz führen würde.Finally, it is also known to provide each delivery unit of the fluid delivery device with a frequency converter for speed control. Such a system is described, for example, by Gross, Heinz, Variable-speed Pump Drives in Technische Rundschau, Bern, No. 3, January 13, 1981, pages 5, 7, in particular page 7, column 3 . In this case, too, a common controller is assigned to all delivery units or frequency converters, which starts up the delivery units one after the other. Although it would also be conceivable to design the control system in such a way that all delivery units always work at the same operating point, this would not be practical, since the simultaneous rotation of the speed of all delivery units entails technical problems. In particular, this would also affect the sensitivity of the control, which in practice would lead to pressure fluctuations in the pipeline network.

Allen vorbeschriebenen Regelungen gemeinsam ist ein in der Regel unterschiedlicher Betriebspunkt der Förderaggregate und ein damit verbundener vergleichsweise schlechter Wirkungsgrad in einer Viel­ zahl der möglichen Betriebspunkte. Denn in der Regel arbeiten die unter Vollast laufenden Förderaggregate im Überlastbereich und das jeweils zuletzt zugeschaltete im Teillastbereich.Common to all the rules described above is one different operating point of the conveyor units and one with it associated comparatively poor efficiency in a lot  number of possible operating points. Because they usually work conveyor units running under full load in the overload range and that last activated in the partial load range.

Ausgehend von dem letztgenannten Stand der Technik liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, daß einerseits eine sehr schnelle Regelung ermöglicht und andererseits eine möglichst gleichmäßige Belastung aller Förder­ aggregate erreicht wird.The Erfin is based on the latter prior art dung the task based on a generic device like this to further develop that on the one hand enables a very fast regulation and, on the other hand, as even a load as possible on all funding aggregate is achieved.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer gattungsgemäßen Vorrich­ tung dadurch erreicht, daß jedem Frequenzumrichter ein Motorregler zugeordnet ist, der unmittelbar mit dem Signal des Sensors beauf­ schlagt ist, und daß der übergeordnete Regler (Zonenregler) über eine digitale Kommunikationsleitung mit den Motorreglern verbunden ist und die Auswahl eines einem ersten Förderaggregat zugeordneten Motorreglers als Pilotregler zur Übernahme der schnellen Regelung und unter Überbrückung der den übrigen zugeschalteten Förderaggre­ gaten zugeordneten Motorregler die Frequenzstellsignale für die Frequenzumrichter der übrigen zugeschalteten Förderaggregate steuert.According to the invention, this is a generic Vorrich tion achieved in that each frequency converter has a motor controller is assigned, which acts directly on the signal from the sensor strikes, and that the higher-level controller (zone controller) via a digital communication line is connected to the motor controllers and the selection of one assigned to a first conveyor unit Motor controller as a pilot controller to take over the fast control and bypassing the funding grants connected to the rest assigned motor controller the frequency control signals for the Frequency converter of the other connected conveyor units controls.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine sehr schnelle Regelung sowie einen energetisch günstigen Betrieb der Förderaggregate. Diese schnelle Regelung erfolgt über den vom Zonenregler als Pilotregler ausgewählten Motorregler, der unmittelbar mit dem Sensorsignal beaufschlagt ist und somit schon wegen der unmittelbaren Datenüber­ tragung extrem schnell arbeiten kann. Die Datenkommunikation zwi­ schen dem übergeordneten Regler und dem Pilot- bzw. den Motor­ reglern erfolgt digital mit niedriger Übertragungsrate, was eine-hohe Datensicherheit zur Folge hat und zudem kostengünstig realisiert werden kann, wenn, wie im vorliegenden Fall, keine extrem schnelle Datenübertragung erforderlich ist. Eine solche extrem schnelle Daten­ übertragung kann entfallen, da die schnelle Regelung über den Pilot­ regler, d. h. einen ausgewählten Motorregler erfolgt und die Nach­ führung der Motordrehzahl weiterer Förderaggregate durch den Zonenregler mit niedriger Datenübertragungsrate erfolgt. Die digitale Datenübertragung kann beispielsweise über ein abgeschirmtes zwei­ adriges Kabel erfolgen, das die Bus-Leitung bildet.The solution according to the invention enables very fast regulation as well as an energetically favorable operation of the conveyor units. These Fast regulation takes place via that of the zone regulator as a pilot regulator selected motor controller, which directly with the sensor signal is applied and therefore already because of the direct data transfer can work extremely quickly. The data communication between between the higher-level controller and the pilot or motor controllers are done digitally with a low transfer rate, which is a high rate Data security and also cost-effectively can, if, as in the present case, not an extremely fast one  Data transfer is required. Such extremely fast data Transmission can be omitted because the pilot can regulate quickly regulator, d. H. a selected engine governor and the after guidance of the motor speed of further conveying units by the Zone controller with low data transfer rate. The digital one For example, data transmission can be shielded over two core cable that forms the bus line.

Dadurch, daß der Zonenregler die nicht mit Pilotreglerfunktion betriebenen Aggregate so mit dem gleichen Frequenzstellsignal an­ steuert bzw. nachführt, daß sich zumindest annähernd gleiche Be­ triebspunkte aller Förderaggregate ergeben, steht in weitem Regelbe­ reich für das Förderaggregat mit dem Pilotregler ein großer positiver und negativer Regelhub für die schnelle Ausregelung einer Regelab­ weichung zur Verfügung. Reichen möglicher Regelhub des Pilotreg­ lers und Nachführung der weiteren eingeschalteten Förderaggregate nicht aus, um die Regelabweichung auszuregeln, werden vom Zonen­ regler weitere Förderaggregate zu- bzw. abgeschaltet.Because the zone controller does not have a pilot controller function operated units with the same frequency control signal controls or tracks that at least approximately the same Be drive points of all conveyor units, is largely in the rule a great positive for the conveyor unit with the pilot controller and negative control stroke for the fast regulation of a control softening available. Sufficient possible control stroke of the pilot reg lers and tracking of the other conveyor units switched on are not sufficient to correct the control deviation, are from the zones controller additional conveyor units switched on or off.

Eine solch schnelle Regelung ermöglicht es beispielweise bei Wasser­ oder Druckluftversorgungsanlagen, das Speichervolumen des Druck­ behälters erheblich zu reduzieren bzw. ganz auf einen solchen Druck­ behälter zu verzichten.Such a rapid regulation makes it possible, for example, with water or compressed air supply systems, the storage volume of the pressure to reduce the container considerably or entirely to such a pressure dispense container.

Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß der Zonenregler den Sollwert und/oder den Verstärkungsfaktor und/oder die Abtastzeit des Pilotreglers, vorzugsweise alle drei vorgenannten Werte steuert. Dann können sämtliche Regelvorgaben an übergeord­ netem Regler eingestellt werden, der ohnehin räumlich getrennt von den Motorreglern, Frequenzumrichtern und Förderaggregaten ist. Denn jeder Motorregler sollte zur Vermeidung längerer Datenleitun­ gen möglichst unmittelbar dem Frequenzumrichter, d. h. dem Förder­ aggregat zugeordnet sein. Bei den heute üblichen miniaturisierten Frequenzumrichtern ist es ohnehin üblich, diese unmittelbar dem Motor zuzuordnen, beispielsweise durch Anordnung im Klemmenka­ sten. In gleicher Weise sollte der Motorregler angeordnet sein.The device is expediently designed such that the Zone controller the setpoint and / or the gain factor and / or the sampling time of the pilot controller, preferably all three of the above Controls values. Then all rule specifications can be superordinate netem controller can be set, which is spatially separated from the motor controllers, frequency converters and conveying units. Because every motor controller should avoid longer data lines conditions as directly as possible to the frequency converter, d. H. the funding  be assigned to the aggregate. With today's miniaturized Frequency inverters, it is customary to do this directly Assign motor, for example by arranging in the terminals most. The motor controller should be arranged in the same way.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Pilotregler so ausgelegt ist, daß er das vom Zonenregler kommende Frequenzstellsignal S1 zu einem an dem Frequenzumrichter abgegebenen Frequenzstellsignal S2 derart modifiziert, daß S2 einen Wert annimmt, der der Summe aus S1 und dem Produkt aus einem Verstärkungsfaktor V des Pilotreglers sowie der mit einem Faktor xexp potenzierten Differenz aus Soll­ und Istwert der Regelgröße entspricht. Dieser Exponent xexp wird für eine Druckregelung bevorzugt mit 0,5 und für eine Volumenrege­ lung vorteilhaft mit 1 gewählt.It is particularly advantageous if the pilot controller is designed in such a way that it modifies the frequency control signal S 1 coming from the zone controller to a frequency control signal S 2 output at the frequency converter in such a way that S 2 assumes a value which is the sum of S 1 and the product a gain factor V of the pilot controller and the difference between the setpoint and actual value, which is potentiated by a factor xexp, corresponds to the controlled variable. This exponent xexp is preferably chosen for pressure control with 0.5 and advantageously for volume control with 1.

Die erfindungsgemäße Regelung kann bei allen Strömungs- und Verdrängerarbeitsmaschinen für gasförmige und tropfbare Fluide eingesetzt werden.The control according to the invention can with all flow and Displacement machines for gaseous and drip fluids be used.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels, und zwar am Beispiel einer Wasserver­ sorgungsanlage mit zwei Kreiselpumpenaggregaten näher, erläutert. Es zeigen:The invention is based on a Darge in the drawing presented embodiment, using the example of a Wasserver care system with two centrifugal pump units explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a block diagram of the device according to the invention,

Fig. 2 ein Diagramm zweier parallel fördernder Aggregate mit fliegendem Frequenzumrichter nach dem Stand der Tech­ nik und Fig. 2 is a diagram of two parallel conveying units with flying frequency converter according to the state of the art and technology

Fig. 3 ein Diagramm gemäß Fig. 2 bei Einsatz der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 3 is a diagram of FIG. 2 when using the device according to the inven tion.

Die anhand von Fig. 1 dargestellte Fluidfördereinrichtung sowie Vorrichtung zur schnellen Regelung derselben weist beispielhaft zwei parallel geschaltete Pumpen 1 auf, die jeweils von einem Elektromo­ tor 2 angetrieben sind. Das Ausführungsbeispiel stellt den prinzipiel­ len Aufbau eines Wasserwerks dar, dessen Aufgabe es ist, beim entfernten Verbrauchen unabhängig von der Entnahmemenge einen möglichst konstanten Druck an den Zapfstellen sicherzustellen. Die Anzahl der hier parallel geschalteten Pumpen ist entsprechend der erforderlichen Kapazität frei wählbar, im vorliegenden Ausführungs­ beispiel zur einfachen Erläuterung mit 2 gewählt.The fluid delivery device shown in FIG. 1 and the device for quickly controlling the same have, for example, two pumps 1 connected in parallel, each of which is driven by an electric gate 2 . The embodiment represents the principle of the construction of a waterworks, the task of which is to ensure that the pressure at the tapping points is as constant as possible, regardless of the amount removed, when consumed at a distance. The number of pumps connected in parallel here can be freely selected in accordance with the required capacity, in the present embodiment, for example, selected with 2 for simple explanation.

Jedem Elektromotor 2 ist eine Steuer- und Regeleinheit 3 zugeordnet, die auch räumlich mit dem zugehörigen Motor 2 sowie der Pumpe 1 als Baueinheit vereint ist. Jede Steuer- und Regeleinheit 3 weist einen, den Elektromotor 2 ansteuernden Drehzahlsteller in Form eines Frequenzumrichters 4 sowie einen diesem vorgeschalteten Motorregler 5 auf.Each electric motor 2 is assigned a control and regulating unit 3 , which is also spatially combined with the associated motor 2 and the pump 1 as a structural unit. Each control and regulating unit 3 has a speed controller in the form of a frequency converter 4, which controls the electric motor 2, and a motor controller 5 connected upstream thereof.

Die Motorregler 5 sind unmittelbar mit dem Ausgangssignal eines Sensors 6 beaufschlagt, der die Regelgröße, im vorliegenden Fall den Druck, erfaßt. Die Datenübertragung vom Sensor 6 zu den Reglern 5 erfolgt über Datenleitungen 7, die möglichst kurz gewählt werden und in denen das Signal des Sensors 6 analog, d. h. beispielsweise als Spannungssignal übertragen wird. Die Übertragungsgeschwindig­ keit innerhalb dieser Datenleitungen 7 liegt typischerweise im Bereich von etwa 10 bis 100 ms.The motor controller 5 is acted upon directly by the output signal of a sensor 6, which detects the controlled variable, in the present case the pressure. The data transmission from the sensor 6 to the controllers 5 takes place via data lines 7 , which are chosen to be as short as possible and in which the signal from the sensor 6 is transmitted analogously, ie for example as a voltage signal. The transmission speed within these data lines 7 is typically in the range from about 10 to 100 ms.

Die Steuer- und Regeleinheiten 3 sind über Datenleitungen 8 mit einem übergeordneten Regler 9, dem Zonenregler verbunden. Dieser Regler 9 ist räumlich von den Förderaggregaten getrennt. Sämtliche Einstellungen, beispielsweise die der Regelgröße, des Verstärkungs­ faktors etc. der Vorrichtung können am Regler 9 vorgenommen wer­ den. Die Datenleitungen 8 übertragen digitale Signale, die von den Steuer- und Regeleinheiten 3 erzeugt werden. So wird auch das über die Leitungen 7 übertragene analoge Signal des Sensors 6 über eine Leitung 8 digital an den übergeordneten Regler 9 weitergeleitet. Die typische Übertragungsgeschwindigkeit dieser digitalen Datenüber­ tragung liegt im Bereich von etwa 300 ms bis 1 s.The control and regulating units 3 are connected via data lines 8 to a higher-level controller 9 , the zone controller. This controller 9 is spatially separated from the conveyor units. All settings, such as the controlled variable, the gain factor etc. of the device can be made on the controller 9 who. The data lines 8 transmit digital signals that are generated by the control and regulating units 3 . Thus, the analog signal of the sensor 6 transmitted via the lines 7 is also digitally forwarded to the higher-level controller 9 via a line 8 . The typical transmission speed of this digital data transmission is in the range of approximately 300 ms to 1 s.

Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Entsprechend dem sich aus dem Signal des Sensors 6 ergebenden Meßwert schaltet der Regler 9 eine oder mehrere der Förderaggregate 1, 2 ein, und zwar der Gestalt, daß ein erstes Förderaggregat 1, 2 über einen vom Zonenregler 9 als solchen ausgewählten Pilotregler zur schnellen Regelung angesteuert wird. Diese Pilotreglerfunktion kann von jedem Motorregler 5 übernommen werden, wenn er vom Zonenregler dazu bestimmt wird. Bei den übrigen, nicht zur Pilotre­ gelung ausgewählten Förderaggregaten, wird der vorhandene Motor­ regler 5 überbrückt und der Frequenzumrichter 4 direkt angesteuert, d. h., bei diesem Förderaggregat bzw. diesen Förderaggregaten wird die Drehzahl durch den Zonenregler 9 gesteuert. Bei dem pilotge­ regelten Förderaggregat hingegen wird nur mittelbar über den Zonen­ regler 9, jedoch unmittelbar über den dann als Pilotregler fungieren­ den Motorregler 5 gesteuert. Der Pilotregler ist also nur zur schnellen Regelung vorgesehen, während übergeordnet die Regelung durch den Zonenregler 9 erfolgt. Dieser ist auch für die Zu- bzw. Abschaltung der Förderaggregate 1, 2 zuständig.The device described above works as follows:
In accordance with the measured value resulting from the signal from the sensor 6 , the controller 9 switches on one or more of the delivery units 1 , 2 , specifically in the form that a first delivery unit 1 , 2 is controlled via a pilot controller selected as such by the zone controller 9 for fast control becomes. This pilot controller function can be performed by any engine controller 5 if it is determined by the zone controller. In the other, not selected for pilot control delivery units, the existing motor controller 5 is bridged and the frequency converter 4 is controlled directly, ie, in this delivery unit or these delivery units, the speed is controlled by the zone controller 9 . In the case of the pilot-regulated delivery unit, on the other hand, the motor controller 5 is controlled only indirectly via the zone controller 9 , but directly via the controller controller. The pilot controller is therefore only intended for fast control, while the control is performed by zone controller 9 . The latter is also responsible for switching the delivery units 1 , 2 on and off.

Der Zonenregler 9 sorgt zudem dafür, daß die Förderaggregate gleichmäßig belastet und in einem energetisch günstigen, d. h. im Bereich hohen Wirkungsgrades arbeiten. So wird nicht, wie beim Stand der Technik bekannt, zunächst ein Förderaggregat 1, 2 bis an seine Leistungsgrenze hochgefahren, bevor das nächste Förderaggre­ gat eingeschaltet wird, sondern es werden beispielsweise zwei För­ deraggregate im gleichen Lastbereich betrieben. Hierdurch kann die Schalthäufigkeit (das Zu- bzw. Abschalten eines Förderaggregates) erheblich vermindert werden, was sich verschleißmindernd auswirkt.The zone controller 9 also ensures that the conveyor units are evenly loaded and work in an energetically favorable, ie in the area of high efficiency. Thus, as is known in the prior art, a conveyor unit 1 , 2 is first run up to its performance limit before the next conveyor unit is switched on, but instead two conveyor units are operated in the same load range, for example. As a result, the switching frequency (the switching on and off of a conveyor unit) can be considerably reduced, which has a wear-reducing effect.

Durch diese Betriebsweise werden die Motoren und Frequenzumfor­ mer wesentlich seltener als bei herkömmlichen Regelungen im Be­ reich maximaler Leistung und damit seltener an der thermischen Belastungsgrenze betrieben, was die Lebensdauer der gesamten An­ ordnung erhöht.Through this mode of operation, the motors and frequency converter much less often than with conventional regulations in the Be rich maximum performance and thus less often at the thermal Load limit operated, which extends the life of the entire An order increased.

Fig. 2 zeigt ein typisches Regelbeispiel für eine Wasserversorgungs­ anlage mit fliegendem Frequenzumrichter im HQ-Diagramm nach dem Stand der Technik. Es bezeichnen
HA(Q) die Anlagenkennlinie der Wasserversorgungsanlage und
P1;n1 und P2;n2 die Pumpenkennlinien. Fig. 2 shows a typical control example for a water supply system with a flying frequency converter in the HQ diagram according to the prior art. Designate it
HA (Q) the system characteristic of the water supply system and
P 1 ; n 1 and P 2 ; n 2 are the pump characteristics.

Im gewünschten Betriebspunkt B der Anlage liefern die Pumpen die Förderströme Q1 und Q2. Der Betriebspunkt B wird von unten kom­ mend so angefahren, daß zunächst die erste Pumpe bis zur maxima­ len Drehzahl n1 hochgefahren wird, wobei sich der Betriebspunkt B1 einstellt, der unter dem gewünschten Betriebspunkt B liegt. Sodann wird die zweite Pumpe zugeschaltet und mittels des Frequenzumrich­ ters auf die Drehzahl n2 gefahren, so daß sich die gemeinsame Pum­ penkennlinie beider Pumpen mit der Anlagenkennlinie im Betriebs­ punkt B schneidet. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß dann die erste Pumpe mit sehr großer Last und die zweite Pumpe im Teillast­ bereich arbeiten.At the desired operating point B of the system, the pumps deliver the flow rates Q 1 and Q 2 . The operating point B is approached from below in such a way that the first pump is started up to the maximum speed n 1 , the operating point B 1 being set below the desired operating point B. Then the second pump is switched on and driven by means of the frequency converter to the speed n 2 , so that the common pump characteristic curve of both pumps intersects with the system characteristic curve in operating point B. From the diagram it can be seen that the first pump then works with a very large load and the second pump in the partial load range.

In Fig. 3 erfolgt das Anfahren des Betriebspunktes B in analoger Weise, jedoch mit dem Unterschied, daß der Betriebspunkt B durch die schnelle Regelung des Pilotreglers deutlich eher erreicht wird. Sobald der Betriebspunkt B erreicht ist, steuert der Zonenregler je­ doch beide Pumpen so an, daß sie mit gleicher Drehzahl und somit im gleichen Lastbereich fahren. Auch in diesem Betriebspunkt ist stets ein Pilotregler zur schnellen Anpassung an Lastwechsel akti­ viert.In Fig. 3, the approach to operating point B takes place in an analogous manner, but with the difference that operating point B is reached much sooner by the rapid control of the pilot controller. As soon as operating point B is reached, the zone controller controls both pumps so that they run at the same speed and thus in the same load range. At this operating point, too, a pilot controller is always activated for quick adaptation to load changes.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur schnellen Regelung einer Fluidfördereinrich­ tung mit mehreren parallel und/oder in Reihe geschalteten elektromo­ torisch angetriebenen Förderaggregaten (1, 2) und mit einem Sensor (6) zur Erfassung der Regelgröße, wobei jedem Elektromotor (2) jeweils ein Frequenzumrichter (4) zur Steuerung der Drehzahl des von diesem angetriebenen Förderaggregats zugeordnet ist und ein übergeordneter Regler (Zonenregler) (9) vorgesehen ist, der die Zu­ oder Abschaltung der Förderaggregate (1, 2) steuert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem Frequenzumrichter (4) ein Motorregler (5) zu­ geordnet ist, der unmittelbar mit dem Signal des Sensors (6) beauf­ schlagt ist und daß der übergeordnete Regler (Zonenregler) (9) über eine digitale Kommunikationsleitung (8) mit den Motorreglern (5) verbunden ist und die Auswahl eines einem ersten Förderaggregat (1, 2) zugeordneten Motorreglers (5) als Pilotregler zur Übernahme der schnellen Regelung und unter Überbrückung der den übrigen zuge­ schalteten Förderaggregaten (1, 2) zugeordneten Motorregler (5) die Frequenzstellsignale für die Frequenzumrichter (4) der übrigen zu­ geschalteten Förderaggregate (1, 2) steuert.1. Device for fast control of a Fluidfördereinrich device with a plurality of parallel and / or series-connected electromotively driven conveying units ( 1 , 2 ) and with a sensor ( 6 ) for detecting the controlled variable, each electric motor ( 2 ) each having a frequency converter ( 4th ) is assigned to control the speed of the conveyor unit driven by this and a higher-level controller (zone controller) ( 9 ) is provided, which controls the connection or disconnection of the conveyor units ( 1 , 2 ), characterized in that each frequency converter ( 4 ) Motor controller ( 5 ) is assigned to, which is directly affected by the signal from the sensor ( 6 ) and that the higher-level controller (zone controller) ( 9 ) is connected to the engine controllers ( 5 ) via a digital communication line ( 8 ) and the selection a motor controller ( 5 ) assigned to a first delivery unit ( 1 , 2 ) as a pilot controller for taking over the fast control and under Ü Bridging the other connected supply units ( 1 , 2 ) associated motor controller ( 5 ) controls the frequency control signals for the frequency converter ( 4 ) of the other connected delivery units ( 1 , 2 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zonenregler (9) den Sollwert des Pilotreglers (5) steuert.2. Device according to claim 1, characterized in that the zone controller ( 9 ) controls the setpoint of the pilot controller ( 5 ). 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zonenregler (9) den Verstärkungs­ faktor des Pilotreglers (5) steuert. 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the zone controller ( 9 ) controls the gain factor of the pilot controller ( 5 ). 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zonenregler (9) die Abtastzeit des Pilotreglers (5) steuert.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the zone controller ( 9 ) controls the sampling time of the pilot controller ( 5 ). 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Pilotregler (5) das vom Zonenregler (9) kommende Frequenzstellsignal S1 zu einem an den Frequenzum­ richter (4) abgegebenen Frequenzstellsignal S2 folgendermaßen modi­ fiziert: S2 = S1+V*(Psoll-Pmess) exp,wobei
V der Verstärkungsfaktor des Pilotreglers,
Psoll der Sollwert der Regelgröße,
Pmess der Istwert der Regelgröße und
xexp ein vorbestimmbarer Exponent ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot controller ( 5 ) from the zone controller ( 9 ) coming frequency control signal S 1 to a frequency converter ( 4 ) output frequency control signal S 2 modified as follows: S 2 = S 1 + V * (Psoll-Pmess) exp, where
V the gain factor of the pilot controller,
Psoll the setpoint of the controlled variable,
Pmess the actual value of the controlled variable and
xexp is a predeterminable exponent. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Exponent für eine Druckregelung mit 0,5 und für eine Volumenregelung mit 1 gewählt ist.6. Device according to one of the preceding claims, there characterized in that the exponent for pressure control with 0.5 and 1 is selected for volume control. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zonenregler (9) die nicht vom Pilot­ regler (5) angesteuerten Frequenzumrichter (4) mit gleichem Fre­ quenzstellsignal so an steuert, daß im statischen Zustand alle einge­ schalteten Förderaggregate mit gleichem Frequenzstellsignal betrieben werden.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the zone controller ( 9 ) which is not controlled by the pilot controller ( 5 ) controlled frequency converter ( 4 ) with the same frequency control signal so that in the static state all switched-on conveying units with the same Frequency control signal are operated.
DE19914128390 1991-08-27 1991-08-27 Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters Expired - Fee Related DE4128390C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914128390 DE4128390C1 (en) 1991-08-27 1991-08-27 Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914128390 DE4128390C1 (en) 1991-08-27 1991-08-27 Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4128390C1 true DE4128390C1 (en) 1992-12-24

Family

ID=6439220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914128390 Expired - Fee Related DE4128390C1 (en) 1991-08-27 1991-08-27 Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4128390C1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4316361A1 (en) * 1993-05-15 1994-11-17 Radosav Nikolic Hydraulic industrial truck
EP0735273A1 (en) * 1995-03-28 1996-10-02 WILO GmbH Twin pump with main control system
EP0824194A2 (en) * 1996-08-14 1998-02-18 T. Smedegaard A/S System for linking and coordinated operation of electronically controlled motors, especially for driving pumps or ventilators
DE19742799A1 (en) * 1997-09-27 1999-04-15 Klein Schanzlin & Becker Ag Automatic adjustment of the setting range of a pressure control loop in multi-pump systems
EP1748573A1 (en) 2005-07-29 2007-01-31 Grundfos Management A/S Method for data transmission between a pump and a controlling unit and corresponding pump.
EP2229610A1 (en) * 2007-12-14 2010-09-22 ITT Manufacturing Enterprises, Inc. Synchronous torque balance in multiple pump systems
EP0864755B2 (en) † 1997-03-14 2011-03-16 Wilo Ag Double pump with sequential or synchronous operation
CN102128163A (en) * 2010-01-19 2011-07-20 格伦德福斯管理联合股份公司 Method for determining the functional relation of several pumps
DE102010055841A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Wilo Se Method for operating a double pump or multi-pump unit
CN103537408A (en) * 2012-07-13 2014-01-29 诺信公司 Adhesive dispensing system h
DE102013007026A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Wilo Se Method for the optimized operation of a pumping station, in particular for wastewater
DE102015011487A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-09 Magnussen EMSR-Technik GmbH Method for reducing the energy consumption of a feed pump, which promotes water from a well into a pipeline network, as well as system for conveying water from at least one well into a pipeline network
EP1614903B1 (en) * 2004-07-07 2019-05-22 Grundfos A/S Driving unit for a centrifugal pump

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4259038A (en) * 1977-12-21 1981-03-31 Danfoss A/S Method and regulator for controlling the delivery of a pump arrangement according to demand

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4259038A (en) * 1977-12-21 1981-03-31 Danfoss A/S Method and regulator for controlling the delivery of a pump arrangement according to demand

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GROSS, Heinz: Drehzahlvariable Pumpen- antriebe. In: Technische Rundschau, Bern, Nr. 3, 13.1.81, S. 5, 7 *
JP 53-43201. In: Englischsprachige Abstracts ungeprüfter, offengelegter japanischer Patentanmeldungen *

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4316361C2 (en) * 1993-05-15 1999-04-01 Radosav Nikolic Hydraulic industrial truck
DE4316361A1 (en) * 1993-05-15 1994-11-17 Radosav Nikolic Hydraulic industrial truck
EP0735273A1 (en) * 1995-03-28 1996-10-02 WILO GmbH Twin pump with main control system
EP0824194A2 (en) * 1996-08-14 1998-02-18 T. Smedegaard A/S System for linking and coordinated operation of electronically controlled motors, especially for driving pumps or ventilators
EP0824194A3 (en) * 1996-08-14 1998-02-25 T. Smedegaard A/S System for linking and coordinated operation of electronically controlled motors, especially for driving pumps or ventilators
EP0864755B2 (en) † 1997-03-14 2011-03-16 Wilo Ag Double pump with sequential or synchronous operation
DE19710675B8 (en) * 1997-03-14 2012-03-29 Wilo Se Double pump with single and synchronous operation
DE19710675B4 (en) * 1997-03-14 2012-01-12 Wilo Ag Double pump with single and synchronous operation
DE19742799A1 (en) * 1997-09-27 1999-04-15 Klein Schanzlin & Becker Ag Automatic adjustment of the setting range of a pressure control loop in multi-pump systems
DE19742799B4 (en) * 1997-09-27 2006-10-05 Ksb Ag Automatic adjustment of the adjustment range of a pressure control loop in multi-pump systems
EP1614903B1 (en) * 2004-07-07 2019-05-22 Grundfos A/S Driving unit for a centrifugal pump
WO2007014638A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Grundfos Management A/S Method for transmitting data between a pump unit and a control device, and an appropriately designed pump system
EP1748573A1 (en) 2005-07-29 2007-01-31 Grundfos Management A/S Method for data transmission between a pump and a controlling unit and corresponding pump.
US9595999B2 (en) 2005-07-29 2017-03-14 Grundfos Management A/S Method for data transmission between a pump assembly and a control device, as well as a correspondingly designed pump system
EP2229610A4 (en) * 2007-12-14 2014-03-26 Itt Mfg Entpr Llc Synchronous torque balance in multiple pump systems
EP2229610A1 (en) * 2007-12-14 2010-09-22 ITT Manufacturing Enterprises, Inc. Synchronous torque balance in multiple pump systems
CN102128163B (en) * 2010-01-19 2015-09-09 格伦德福斯管理联合股份公司 For determining the emic method of pump
CN102128163A (en) * 2010-01-19 2011-07-20 格伦德福斯管理联合股份公司 Method for determining the functional relation of several pumps
DE102010055841A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Wilo Se Method for operating a double pump or multi-pump unit
CN103537408A (en) * 2012-07-13 2014-01-29 诺信公司 Adhesive dispensing system h
CN103537408B (en) * 2012-07-13 2017-11-14 诺信公司 Bonding agent distribution system
DE102013007026A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Wilo Se Method for the optimized operation of a pumping station, in particular for wastewater
DE102015011487A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-09 Magnussen EMSR-Technik GmbH Method for reducing the energy consumption of a feed pump, which promotes water from a well into a pipeline network, as well as system for conveying water from at least one well into a pipeline network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4128390C1 (en) Rapid control appts. for fluid supply installation - has controller connected via digital communication line to pump motor regulators which provide setting signals for frequency converters
EP2039916B1 (en) Device for regulating a combustion engine which can be operated with liquid and gaseous fuel
EP2357363B1 (en) Operational management device for a positive displacement pump, pump system and method of operating such
DE3335237A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN ELECTRIC MOTOR, AT WHICH THE SPEED IN THE LOAD-FREE IDLING OPERATION IS AUTOMATICALLY REDUCED
EP1566536A1 (en) Fuel supplying apparatus and method of controlling the supply of fuel
EP0649722A2 (en) Hydraulic device
DE19828772A1 (en) IC engine, especially large diesel engine for ships
EP2137811A1 (en) Control device for rectifier stations in a high-voltage dc transmission system
DE3151904A1 (en) METHOD FOR OPTIMIZING THE POWER OF A VARIETY OF PARALLEL SWITCHED HYSTERESIS MOTORS
DE2944099A1 (en) POWER CONVERTER SYSTEM WITH A INVERTER CIRCUIT
CH664460A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE POWER CONSUMPTION OF AN ELECTRICAL DRIVE ARRANGEMENT.
DE3424024C2 (en) Method and device for controlling the delivery rate of a multi-stage compressor
DE69903623T2 (en) FUEL FEEDING TO A FUEL ELEMENT
EP0190431A2 (en) Hydraulic system
DE3146603A1 (en) "GAS TURBINE ENGINE PLANT WITH INDEPENDENT POWER SUPPLY OF THE ENGINE CONTROL SYSTEM"
EP3048305A1 (en) Reduction of the energy consumption of a variable speed water pump taking into account the current system load
DE4229950C2 (en) Method and device for controlling and regulating a pressure generator for several different hydraulic consumers connected in parallel
DE2362961C3 (en) Control device with PI behavior for controlling the speed of a direct current drive
WO2003038987A1 (en) Method for operating a control device
EP0440845B1 (en) Tap device to dispense fluid fuels
DE69001895T2 (en) REFRIGERATION SYSTEM WITH SEVERAL COMPRESSORS.
DE102015011487A1 (en) Method for reducing the energy consumption of a feed pump, which promotes water from a well into a pipeline network, as well as system for conveying water from at least one well into a pipeline network
DE3740344C2 (en)
DE102006032797A1 (en) Method for controlling a bus device voltage and ballast device
EP0844396A1 (en) Process for controlling the operation of a plant for pressurized air with several compressors

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: GRUNDFOS INDUSTRIEPUMPEN GMBH, 2120 LUENEBURG, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee